WO2018062218A1 - 区間決定装置及び区間決定方法 - Google Patents

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WO2018062218A1 PCT/JP2017/034834 JP2017034834W WO2018062218A1 WO 2018062218 A1 WO2018062218 A1 WO 2018062218A1 JP 2017034834 W JP2017034834 W JP 2017034834W WO 2018062218 A1 WO2018062218 A1 WO 2018062218A1
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section
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好崇 神田
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いすゞ自動車株式会社
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    • F16H2061/022—Calculation or estimation of optimal gear ratio, e.g. best ratio for economy drive or performance according driver preference, or to optimise exhaust emissions
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    • F16H—GEARING
    • F16H2300/00—Determining of new ratio
    • F16H2300/02—Computing a new ratio

Definitions

  • the present disclosure relates to a section determining device and a section determining method for determining a section to be referred to when controlling a vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a technique for calculating a bending degree and an average inclination degree of a road on which a vehicle travels and controlling a shift pattern of a transmission as an example of changing a control parameter.
  • the present disclosure has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a section determination device capable of setting a section in which a vehicle is operated without changing control parameters frequently.
  • an altitude information acquisition unit that acquires altitude information of a plurality of points on a road on which the vehicle travels, and a first point that is ahead of the traveling direction of the vehicle among the plurality of points
  • a feature amount determination unit that determines a feature amount indicating gradient information of the road based on the altitude information of a plurality of points including a second point further ahead of the first point, and the feature amount
  • a section determination unit including a section determination unit that determines a section starting from the first point and ending at a point close to the vehicle among the two points adjacent to the second point, I will provide a.
  • the feature amount determination unit includes a line obtained by connecting between a first point in front of the vehicle among the plurality of points and a second point farther from the vehicle than the first point; A total sum of areas of areas surrounded by a line obtained by sequentially connecting a plurality of points from the first point to the second point among a plurality of points is determined as a feature amount.
  • the feature amount determination unit sets one of a region located below the road on which the vehicle travels in the region and a region located above the road among the regions as a positive area, and the other as a negative area.
  • the total area of the regions calculated as above may be determined as the feature amount.
  • the section determination unit determines a section having the second point as an end point.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a section determining device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of vehicle control in an equal gradient section.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a process in which the feature amount determination unit determines the feature amount.
  • FIG. 4 is a flowchart of processing performed by the section determination device.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining processing in which the section determining device determines the second equal gradient section.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the section determination device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart of a process in which the section determination device determines a section.
  • the section determination device is used in a state where it is mounted on a vehicle, for example, and obtains road gradient information recorded in a map unit included in the vehicle and can be regarded as a traveling section in which the gradient is regarded as constant ( Hereinafter, an equal gradient section) is set.
  • an equal gradient section When the vehicle travels in an equigradient section where the gradient can be regarded as constant, the vehicle travels while maintaining a constant control parameter for controlling the operation state of the vehicle. Therefore, by setting the equal gradient section longer than the actual road undulation, frequent vehicle control such as gear change can be avoided, and the riding comfort of the vehicle can be improved.
  • the altitude information means an altitude equivalent value indicating a relative height with respect to a point ahead in the traveling direction of the vehicle. For example, when the gradient between the point where the vehicle is located and the point 25 m away from the vehicle is 0.1, the altitude equivalent value of the point 25 m ahead is 0.1. In addition, if the gradient between the point 25 m away from the point where the vehicle is located and the point 50 m away from the point where the vehicle is located is -0.1, the point 50 m away from the point where the vehicle is located The altitude equivalent value is 0 which is the sum of 0.1 and -0.1.
  • the elevation-equivalent value at a point n sections ahead from the point where the vehicle is located is obtained, for example, by adding up the gradient for n sections from the point where the vehicle is located.
  • the average gradient from the point where the vehicle is located to the point n points ahead is obtained by dividing the altitude equivalent value of the point n points ahead by n, for example.
  • the absolute altitude information is, for example, the sea level indicating the height from the sea level.
  • a point in front of the traveling direction of the vehicle may be “a point in front of the vehicle along the traveling direction” or “a point overlapping the vehicle” It may be.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the section determination device 1.
  • the section determination device 1 includes a map unit 2, a storage unit 3, and a control unit 4.
  • Each of the map unit 2, the storage unit 3, and the control unit 4 is connected by a wireless or wired communication line, and transmits and receives data based on, for example, a CAN (Controller Area Network) communication protocol.
  • CAN Controller Area Network
  • the map unit 2 has map data including, for example, absolute altitude information indicating the height of each point from the sea level and gradient information of the traveling direction of the vehicle from an arbitrary position.
  • the map unit 2 determines the current position of the vehicle by adding measurement values of a vehicle speed sensor, a gyro sensor, etc. to the position information of the vehicle acquired using GPS (Global Positioning System).
  • GPS Global Positioning System
  • the map unit 2 transmits a plurality of gradient information on the road on which the vehicle is traveling to the control unit 4.
  • the map unit 2 transmits the gradient information to the control unit 4 at intervals of 25 m, for example, from a point where the vehicle is located to a point 500 m away.
  • the control unit 4 calculates and acquires altitude information at 21 points at 25 m intervals based on the acquired gradient information.
  • the gradient information transmitted from the map unit 2 to the control unit 4 is not limited to the gradient information from a point where the vehicle is located to a point 500 m away.
  • the number of gradient information transmitted from the map unit 2 to the control unit 4 may be changed according to the bus load allowed by the communication line to which the map unit 2 and the control unit 4 are connected.
  • the map unit 2 may transmit gradient information at 41 points to the control unit 4 at intervals of 25 m from a point where the vehicle is located to a point 1 km away. Further, the map unit 2 may transmit gradient information of 21 points to the control unit 4 at intervals of 50 m from the point where the vehicle is located to a point 1 km away. Further, instead of transmitting the gradient information to the control unit 4, the map unit 2 may transmit the altitude information of 21 points to the control unit 4 at 25 m intervals from the point where the vehicle is located to a point 500 m ahead.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of control of the vehicle T in the equal gradient section.
  • the section determining device 1 uses the current position of the vehicle T (P1 in the figure) as a starting point, and the gradient information of the points P2, P3,.
  • the equigradient section can be set based on the altitude information of each point acquired from and calculated after acquisition.
  • the road shown in FIG. 2 is an ascending road from point P1 to point P3, a descending road from point P3 to point P4, and an ascending road again from point P4 to point P10.
  • the vehicle T for example, travels at a low gear when traveling on an uphill, and changes gears to a higher gear after traveling on the uphill. Do.
  • the vehicle T travels from a point P1 to a point P3 with a low gear stage, changes to a higher gear at the point P3, travels from the point P3 to the point P4, and again reaches the point P4. Change to a lower gear and travel from point P4 to point P10.
  • the gear stage of the vehicle T is changed at both the points P3 and P4, the driver of the vehicle T feels a light shock accompanying the change of the gear stage at relatively short intervals.
  • the section determination device 1 sets the point P1 to the point P9 as an equigradient section
  • the vehicle T travels from the point P1 to the point P9 with the same gear stage.
  • the driver of the vehicle T can experience a smooth ride.
  • the storage unit 3 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) in which a program to be executed by the control unit 4 is stored, a RAM (Random Access Memory) in which the control unit 4 temporarily records data during work, and the running of the vehicle T. Includes HDD (Hard Disk Drive) that records data indicating the status.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • HDD Hard Disk Drive
  • the altitude information calculated based on the gradient information acquired by the control unit 4 from the map unit 2 and the gradient information between two desired points and the control unit 4 are determined from the gradient information to determine an equal gradient section.
  • the feature amount used for the purpose is recorded.
  • the control unit 4 is, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 4 functions as an altitude information acquisition unit 41, a feature amount determination unit 42, a determination unit 43, and a section determination unit 44 by reading and executing a program recorded in the storage unit 3.
  • the altitude information acquisition unit 41 acquires gradient information of a plurality of sections on the road on which the vehicle T travels from the map unit 2, and calculates the altitude information of a plurality of points that are end points of the plurality of sections. As described above, the altitude information acquisition unit 41 acquires gradient information at intervals of 25 m from the point where the vehicle T is located to a point 500 m ahead, and calculates the altitude information at 21 points. For example, the elevation information acquisition unit 41 acquires gradient information from the map unit 2 every second. When the vehicle T is traveling at a speed of 90 km per hour, the vehicle travels 25 m per second. Therefore, when the altitude information acquisition unit 41 acquires altitude information every second, the altitude information acquisition unit 41 displays the gradient information one second before. Gradient information up to a point 25 m ahead of the acquired point can be newly obtained. The elevation information acquisition unit 41 records the elevation information of each point calculated after acquiring the gradient information in the storage unit 3, and notifies the feature amount determination unit 42 that the elevation information has been calculated.
  • the feature point determination unit 42 When the feature amount determination unit 42 receives the notification from the altitude information acquisition unit 41, the feature point determination unit 42 has a first point ahead of the traveling direction of the vehicle T among the plurality of points, and a second point further ahead of the first point. And a feature quantity indicating road gradient information based on altitude information of a plurality of points including the point. For example, the first point is a point where the vehicle T is located, and the second point is a point 100 m away from the point where the vehicle T is located.
  • the feature amount determination unit 42 records the determined feature amount in the storage unit 3 and notifies the determination unit 43 that the feature amount has been determined. The feature amount determined by the feature amount determination unit 42 will be described in detail later.
  • the determination unit 43 determines whether or not the feature amount determined by the feature amount determination unit 42 is outside a predetermined range, and records the determination result in the storage unit 3.
  • the predetermined range is a determination reference range that the determination unit 43 refers to in order to determine whether or not the deviation between the two roads on the road on which the vehicle T travels is within the allowable range. It is. A specific value in this range is determined by experiment in consideration of, for example, the vehicle weight and engine performance of the vehicle T, the slope of the road on which the vehicle T is supposed to travel, and the like.
  • the determination unit 43 leaves the flag indicating that the feature amount stored in the storage unit 3 is outside the predetermined range as 0, and the feature amount falls within the predetermined range.
  • the feature amount determination unit 42 is notified that it is not outside. If the feature amount determined by the feature amount determination unit 42 is not outside the predetermined range, the section determination device 1 recalculates the feature amount again.
  • the determination unit 43 changes, for example, a flag indicating that the feature amount stored in the storage unit 3 is outside the predetermined range from 0 to 1, and the section determination unit 44 is notified that the value of the flag has become 1.
  • the section determining unit 44 determines a section starting from the first point and ending at a point close to the vehicle T among the two points adjacent to the second point.
  • the section determination unit 44 records the determined section in the storage unit 3 as an equal gradient section. For example, the vehicle T travels without changing the control parameter of the vehicle T while traveling in the equal gradient section.
  • FIG. 3 is a diagram for describing processing in which the feature amount determination unit 42 determines a feature amount.
  • the points P1 to P9 are points provided on the road on which the vehicle T shown in FIG. 2 travels.
  • the points from the point P1, which is the first point ahead in the traveling direction of the vehicle T, to the point P9, which is the second point further forward than the point P1 (first point) are sequentially connected.
  • An oblique line is drawn in a region surrounded by the obtained line (polygonal line) and the line (straight line) obtained by connecting the points P1 and P9.
  • FIG. 3 is a diagram for describing processing in which the feature amount determination unit 42 determines a feature amount.
  • an intersection point between a line obtained by sequentially connecting points from the point P1 to the point P9 and a line obtained by connecting the point P1 and the point P9 is an intersection point X.
  • the feature amount determination unit 42 determines a feature amount based on the elevation information of each of the points P1 to P9.
  • the feature amount determination unit 42 includes a line obtained by connecting the first point in front of the vehicle T among the plurality of points and the second point farther from the vehicle T than the first point, and the plurality of points. A total sum of areas of regions surrounded by lines obtained by sequentially connecting a plurality of points from the first point to the second point is determined as a feature amount.
  • the first point is the point P1
  • the second point is the point P9.
  • the total area calculated by the feature amount determination unit 42 is the total area of the shaded area.
  • the feature amount determination unit 42 calculates, for example, the area of the region surrounded by the point P1, the point P2, the point P3, and the intersection point X as follows.
  • the feature amount determination unit 42 divides the difference in elevation between the point P1 and the point P9 by a distance of 200 m (25 m ⁇ 8 points) along the road from the point P1 to the point P9, thereby dividing the point P1 and the point P9. Calculate the slope of the resulting line. Since the distance along the road from the point P1 to the point P9 is different from the planar distance on the map between the points P1 and P9, the gradient calculated by the feature amount determination unit 42 may be different from the actual gradient. It can happen. However, if the gradient of the road on which the vehicle T is assumed to travel, the feature amount determination unit 42 discards the error between the distance along the road and the plane distance on the map as negligible.
  • the feature amount determination unit 42 determines the position of the intersection X from the position coordinates of the points P3 and P4, the gradient of the line segment P3P4, the position coordinates of the points P1 and P9, and the gradient of the line segment P1P9, for example. Calculate the coordinates. Based on the calculated value and the gradient information of the line segment P1P2, line segment P2P3, and line segment P3P4 acquired by the altitude information acquisition unit 41 from the map unit 2, the feature amount determination unit 42 determines the point P1, the point P2, the point The area of the region surrounded by P3 and the intersection point X is calculated.
  • the feature amount determination unit 42 calculates the area of the area surrounded by the intersection X, the point P4, the point P5, the point P6, the point P7, the point P8, and the point P9. Then, the feature amount determination unit 42 determines the calculated total area as the feature amount indicating the gradient information.
  • the feature amount determination unit 42 sets one of a region located below the road on which the vehicle T travels in the region and a region located above the road out of the region as a positive area and the other as a negative area.
  • the total area may be determined as the feature amount.
  • the feature amount determination unit 42 sets, for example, the area of the region surrounded by the point P1, the point P2, the point P3, and the intersection point X to be positive, and the intersection point X, the point P4, the point P5, and the point P6. Then, the area of the region surrounded by the point P7, the point P8, and the point P9 is set to be negative, and the total area is determined as the feature amount.
  • the feature amount determination unit 42 determines the sum of the areas of the hatched areas in FIG. 3 .
  • the feature amount determination unit 42 calculates the height difference of the line segment P1P9 from the altitude information of the points P1 to P9 in FIG.
  • the above difference corresponds to the length of the line segment dropped to each of the points P1 to P9 in FIG. 3, and in the case of the points P4 to P9, the difference is a negative value because it is below the line segment P1P9.
  • the difference at the point P4 is a value obtained by subtracting a value obtained by subtracting the gradient of the line segment P1P9 from the elevation equivalent value at P4 and is a negative value.
  • the feature amount determination unit 42 determines a value obtained by adding the difference in P4 and the difference in P5 as the area of the trapezoidal region Y in FIG. In this way, the feature amount determination unit 42 can determine the area of the hatched area in FIG. 3 in consideration of the sign. In this feature amount determination method, the feature amount determination unit 42 does not need to determine the intersection point X, and thus can reduce the amount of calculation.
  • the feature amount determination unit 42 has described the processing for determining the feature amount based on the altitude information of each of the points P1 to P9.
  • the section determination device 1 determines whether or not a uniform gradient section can be set from a short section, and the sections are lengthened sequentially until it is determined that the section is too long to be set as the uniform gradient section. Continue to determine whether it can be set.
  • the short section here is a section of a predetermined distance determined as the minimum distance of the equal gradient section. In other words, the predetermined distance is a minimum distance desired as an equigradient section.
  • the feature amount determination unit 42 first calculates the total area of the areas surrounded by the points P1, P2, P3, and P4. When the calculated total area is not outside the predetermined range, the feature amount determination unit 42 calculates the total area of the areas surrounded by the points P1, P2, P3, P4, and P5. The feature amount determination unit 42 sequentially repeats the above processing until the total area is outside a predetermined range.
  • the section determination unit 44 may determine a section having the second point as the end point when the distance between the start point and the end point of the section determined as the equal gradient section is equal to or less than a predetermined distance.
  • the predetermined distance here is the minimum distance described above. In the above example, since the minimum distance of the section determined as the equal gradient section is set to 100 m, the total area of the areas surrounded by the points P1, P2, P3, and P4 is outside the predetermined range. In some cases, the section determination unit 44 does not set the point P3 close to the vehicle T among the two points P3 and P5 adjacent to the point P4 as the end point of the equal gradient section, and sets the point P4 as the end point of the equal gradient section.
  • the determination criterion range referred to by the determination unit 43 is preferably determined so that the feature amount does not fall outside the predetermined range when the feature amount is determined in a section shorter than the minimum distance.
  • the altitude information acquisition unit 41 acquires only gradient information of a limited section due to the bus load restriction allowed by the communication line connected to the map unit 2.
  • the section determination device 1 may not be able to determine a uniform gradient section based on the altitude information calculated by the altitude information acquisition unit 41. In other words, even if the feature amount is determined based on the elevation information of all the points calculated by the elevation information acquisition unit 41, the feature amount may not fall outside the predetermined range.
  • the elevation information acquisition unit 41 uses each of the plurality of points used by the feature amount determination unit 42 to determine the feature amount until the feature amount determined by the feature amount determination unit 42 falls outside the predetermined range.
  • the altitude information of a plurality of other points including a point farther from the vehicle T is calculated. For example, even if the feature amount is determined based on the elevation information of 21 points calculated by the elevation information acquisition unit 41 and the feature amount does not fall outside a predetermined range, the feature amount determination unit 42 may The feature amount is determined again based on the elevation information of a plurality of points calculated on the basis of another gradient information acquired one second after the latest gradient information is obtained from the map unit 2 and the elevation information is calculated. If the vehicle T is traveling, the altitude information of the other plurality of points includes the altitude information of a point farther from the vehicle T than the point P20.
  • FIG. 4 is a flowchart of processing performed by the section determination device 1.
  • the feature amount determination unit 42 calculates the gradient between the points (S42).
  • the feature amount determination unit 42 determines a feature amount indicating road gradient information based on the calculated gradient (S43).
  • the determination unit 43 determines whether or not the feature amount determined by the feature amount determination unit 42 is outside a predetermined range (S44).
  • the section determining unit 44 determines an equigradient section (S45) and ends the process. If the feature amount is not outside the predetermined range (NO in S44), the section determination unit 44 confirms whether or not the feature amount has been determined based on the altitude information of all points calculated by the altitude information acquisition unit 41 ( S46).
  • the feature amount determination unit 42 selects a plurality of points again and determines the feature amount. To do.
  • the elevation information acquisition unit 41 is used for the feature amount determination unit 42 to determine the feature amount.
  • the altitude information of a plurality of points including a point farther from the vehicle T than each of the plurality of points is calculated.
  • the altitude information acquisition unit 41 may acquire gradient information by changing the interval between the plurality of points for each area where a road exists.
  • the map unit 2 may change the interval between the plurality of points for each area where the road exists and transmit the gradient information to the elevation information acquisition unit 41.
  • the interval determination device 1 may set the interval between points where the elevation information is acquired from the map unit 2 to 50 m.
  • the altitude information acquisition unit 41 can acquire altitude information up to a point ahead of 1 km even if only altitude information of 21 points can be acquired, so that the section determination device 1 can easily determine an equigradient section.
  • the determination unit 43 may determine a section by changing a predetermined range to be compared with the feature amount for each area where the road exists. As described above, depending on the region in which the vehicle T travels, there are roads that have long flat roads and roads that are undulating. When the vehicle T travels on a undulating road, the determination unit 43 may perform the determination by changing the predetermined range to be compared with the feature amount to a small range. If it carries out like this, it will become easy to determine an equal gradient area, and the equal gradient area which the area determination apparatus 1 determined becomes an equal gradient area with little deviation with an actual road.
  • the section determination device 1 may determine not only one equigradient section but a plurality of sections. In the above description, the section determining device 1 has determined one equigradient section from the point P1 to the point P9, but the section determining device 1 is based on the elevation information from the point P9 to the point P20 (not shown).
  • the equal gradient section ahead from the point P9 may be determined. In this way, the vehicle T sets the control parameter of the vehicle T when traveling in the initially determined equal gradient section based on the information of the equal gradient section ahead of the traveling direction of the vehicle T from the initially determined equal gradient section. Can be determined. Specifically, by determining an equal gradient section ahead of the equal gradient section in which the vehicle T is traveling, for example, the state of the gear stage suitable for the previous equal gradient section is changed to the current traveling state, etc. It can be realized in advance in the gradient section.
  • the section determination unit 44 adds the feature quantity determined by the feature quantity determination unit 42 when determining the first section and the feature quantity determined by the feature quantity determination unit 42 when determining the second section.
  • a section obtained by merging the first section and the second section may be determined.
  • the section determination unit 44 determines a section having both ends of the start point P1 of the equal gradient section closer to the vehicle T and the end point (for example, P14) of another equal gradient section far from the vehicle T. May be. In this way, the section determining device 1 can determine an equigradient section having a long distance.
  • the section determination unit 44 determines a section in which the first section and the second section are merged when the difference between the slope of the first section and the slope of the second section is within a predetermined range. Also good.
  • the predetermined range is, for example, a value of a gradient difference that does not cause the driver to feel great discomfort without changing the control parameter of the vehicle T between the first section and the second section. Value.
  • the section determining device 1 acquires elevation information of a plurality of points, and determines a feature amount indicating road gradient information based on the elevation information of the plurality of points.
  • the section determination device 1 determines a uniform gradient section when the feature amount is outside a predetermined range. In this way, when the feature amount is not outside the predetermined range, that is, when the feature amount determined by the feature amount determination unit 42 is small enough to determine that the gradient has not changed, Attempt to determine a longer distance equigradient interval. That is, the section determination device 1 has an effect that the section in which the vehicle T is operated without frequently changing the control parameter can be set long.
  • the section determination device 1 includes a line obtained by connecting a first point in front of the vehicle T and a second point farther from the vehicle T than the first point, and a plurality of points. Of these, the sum of the areas of the area surrounded by the line obtained by sequentially connecting a plurality of points from the first point to the second point is determined as the feature amount. In this way, the section determination device 1 can set an equigradient section in which the error from the actual road is within a predetermined range.
  • the section determination device 1 sets one of a region located below the road on which the vehicle T travels and a region located above the road among the regions surrounded by a line as a positive area. Is the negative area, and the total area of the above regions is determined as the feature amount. If it does in this way, the section determination apparatus 1 can set an equal gradient section long, when the road where the vehicle T drive
  • the section determination device 1 determines a section having the second point as the end point when the distance between the start point and the end point is equal to or less than a predetermined distance. If it does in this way, the section determination apparatus 1 can set the equal gradient section beyond a predetermined distance.
  • the section determination device 1 acquires altitude information by changing the interval between a plurality of points for each area where a road exists. If it does in this way, the section determination apparatus 1 can acquire gradient information over a long distance in the area where the gradient of a road is gentle. As a result, the section determination device 1 can set a long distance equigradient section.
  • the section determination apparatus 1 acquires the altitude information of a plurality of points on the road on which the vehicle T travels, and from among the plurality of points, the first point in front of the traveling direction of the vehicle T and the first point
  • the feature amount indicating the gradient information of the road is determined based on the altitude information of a plurality of points including the second point far from the vehicle T.
  • the section determination device 1 determines whether or not another plurality of points including a point farther from the vehicle T than each of the plurality of points used to determine the feature amount until the determined feature amount is outside the predetermined range. Get altitude information.
  • the section determination device 1 determines a section having a first point as a start point and a point close to the vehicle T among two points adjacent to the second point as an end point. . In this way, the section determination device 1 can set an equigradient section without setting an upper limit for the distance. Therefore, the vehicle T loaded with the section determination device 1 can discriminate the same equigradient section over a long distance, and there is an effect that the control parameters of the vehicle T need not be changed frequently.
  • the section determination device 1 determines a plurality of equal gradient sections. After determining a plurality of equal gradient sections, the section determination device 1 of the second embodiment determines the end points for the first determined equal gradient section, and for the second and subsequent equal gradient sections, The equal gradient section determined first is recalculated while the vehicle T is traveling, and the section is updated. When the equal gradient section determined after the second is updated, the section determination device 1 determines the altitudes of a plurality of points from the point where the vehicle T is located to the point located forward in the traveling direction at the time of updating the section. Recalculate the equigradient interval based on the information. The section determination device 1 determines the end point of the second equal gradient section when the end point of the first determined uniform gradient section is reached.
  • the section determining apparatus 1 of the second embodiment tentatively determines the second equal gradient section, and when the first equal gradient section is run through, the most recently updated second equal gradient section is determined. Next, it is determined as an equal gradient section to travel.
  • the section determination device 1 of the second embodiment refers to the information of the second and subsequent equal gradient sections that are not set as the travel section by tentatively determining and updating the second and subsequent equal gradient sections, A control parameter (for example, gear stage) when the vehicle T travels in an equal gradient section set as a travel section can be determined.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a process in which the section determining device 1 determines the second equal gradient section.
  • Point E in the figure is the end point of the first equal gradient section set as the travel section.
  • the point P1 is a point where the vehicle T is located, and the points P1 to P12 are points where the vehicle T can acquire altitude information.
  • the points P1 to P12 are, for example, points provided at an interval of 25 m on an actual road.
  • the section determination device 1 acquires the gradient information between a plurality of points provided at equal intervals from the point where the vehicle T is located from the map unit 2, so that the vehicle T travels in the equal gradient section in which the end point E is determined.
  • the section determination device 1 cannot always determine the feature amount based on the altitude information of a plurality of points starting from the end point E of the equal gradient section. Therefore, in the example illustrated in FIG. 5, the section determination device 1 determines feature quantities at a plurality of points starting from a point closest to the end point E, and determines a second equal gradient section.
  • the section determining apparatus 1 determines the second equal gradient section so that no blank is generated with respect to the equal gradient section whose end point is determined.
  • the section determination device 1 determines the second uniform gradient section so that no overlap occurs with respect to the uniform gradient section in which the end points are determined.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the section determination device 1 according to the second embodiment.
  • the section determination device 1 of the second embodiment differs from the section determination device 1 of the first embodiment in that it further includes a remaining distance calculation unit 45 and a reference point determination unit 46.
  • the altitude information acquisition unit 41 calculates altitude information of a plurality of points on the road on which the travel section in which the vehicle T travels is defined.
  • the plurality of points include a point where the vehicle T is located.
  • the remaining distance calculation unit 45 calculates the distance between the point where the vehicle T is located and the end point of the section in which the vehicle T travels among the plurality of points where the altitude information acquisition unit 41 has calculated the altitude information.
  • the distance between the point where the vehicle T is located and the end point of the section in which the vehicle T travels is based on the length of the set equal gradient section, the elapsed time since the vehicle T started traveling in the equal gradient section, and the vehicle speed. calculate.
  • the remaining distance calculation unit 45 calculates the remaining distance of the equal gradient section by subtracting the distance that the vehicle T actually traveled through the equal gradient section from the set length of the equal gradient section. .
  • the reference point determination unit 46 determines a reference point that is the point closest to the end point of the section among the plurality of points. Specifically, the reference point determination unit 46 determines, as a reference point, a point where the distance from the point where the vehicle T is located is closest to the remaining distance among the points from which the altitude information has been acquired.
  • the reference point determination unit 46 may divide the remaining distance of the equal gradient section by the interval between a plurality of points for calculating the altitude information, and round off the fractions as the number of points to be determined as the reference point. For example, when the altitude information acquisition unit 41 calculates altitude information at an interval of 25 m from the point where the vehicle T is located, if the remaining distance of the equigradient section is 80 m, 80 is divided by 25, and the fraction is 0. Since the value obtained by rounding off .2 is 3, the third point P4 from the current position P1 of the vehicle T is determined as the reference point.
  • the feature amount determination unit 42 determines a feature amount indicating gradient information based on altitude information of a plurality of points including a reference point and a point farther from the vehicle T than the reference point among the plurality of points. That is, the feature amount determination unit 42 determines the feature amount when the start point is replaced with the reference point in the first embodiment.
  • the section determining unit 44 starts another end point of the equigradient section and ends with a point close to the vehicle T out of two points adjacent to the point far from the vehicle T. To decide.
  • the section determination unit 44 tentatively determines a value obtained by adding the distance from the end point E of the equal gradient section to the point P4 to the distance from the point P4 to the point P9 as the second equal gradient section.
  • the first equal gradient section obtained by adding a section from end point E to point P4 to a section from point P4 to point P9 (broken line portion in FIG. 5)
  • the first equal gradient section And a second uniform gradient section that is tentatively determined so that no blank space is generated.
  • FIG. 7 is a flowchart of a process in which the section determining device 1 determines a section.
  • the altitude information acquisition unit 41 starts from the time when the altitude information of a plurality of points is calculated from the map unit 2 (S71).
  • the remaining distance calculation unit 45 calculates the remaining distance of the equal gradient section in which the vehicle T travels (S72).
  • the reference point determination unit 46 determines a reference point that is the closest point to the end point of the equal gradient section among the plurality of points (S73).
  • the feature amount determination unit 42 calculates the gradient between the points (S74).
  • the feature amount determination unit 42 determines a feature amount indicating road gradient information based on the calculated gradient (S75).
  • the determination unit 43 determines whether or not the feature amount determined by the feature amount determination unit 42 is outside a predetermined range (S76).
  • the section determining unit 44 determines an equigradient section (S77) and ends the process. If the feature amount is not outside the predetermined range (NO in S76), the feature amount determination unit 42 selects a plurality of points again and determines the feature amount indicating the gradient information.
  • the section determination device 1 calculates the distance between the point where the vehicle T is located and the end point of the section among the plurality of points, and the plurality of points based on the calculated distance.
  • the reference point that is the closest point to the end point of the section is determined.
  • the section determination device 1 determines a feature amount indicating gradient information based on altitude information of a plurality of points including a reference point and a point farther from the vehicle T than the reference point among the plurality of points. Is outside the predetermined range, another section starting from the end point of the above section and ending at a point close to the vehicle T out of two points adjacent to the point far from the vehicle T is determined. By doing so, the vehicle T can travel in the next equal gradient section in an optimal state by updating or not updating the control parameter in accordance with the forward gradient information.
  • the section determination device 1 tentatively determines the second equal gradient section, and when the first equal gradient section is run through, the next updated second equal gradient section is run next. It is assumed that it is determined as an equal gradient section.
  • the section determining device 1 determines the first equal gradient section again when the gradient information is acquired after running the first equal gradient section instead of the time when the first equal gradient section is run. May be. Also in this case, the vehicle T has finished running through the set equal gradient section because the equal gradient section ahead of the first direction is tentatively determined while traveling in the first equal gradient section. Later, by updating or not updating the control parameters, it is possible to travel in the next equal gradient section in an optimal state.
  • the present disclosure has an effect that a section in which the vehicle is operated without frequently changing control parameters can be set to be long, and is useful for the section determination device and the section determination method.

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Abstract

区間決定装置１は、車両が走行する道路における複数の地点の標高情報を取得する標高情報取得部４１と、前記複数の地点のうち前記車両の進行方向の前方にある第１地点と、前記第１地点よりも更に前方にある第２地点と、を含む複数の地点の前記標高情報に基づいて前記道路の勾配情報を示す特徴量を決定する特徴量決定部４２と、前記特徴量が所定の範囲外の場合、前記第１地点を始点とし、前記第２地点に隣接する２地点のうち前記車両から近い地点を終点とする区間を決定する区間決定部４４と、を備える。

Description

区間決定装置及び区間決定方法
　本開示は、車両を制御するときに参照する区間を決定する区間決定装置及び区間決定方法に関する。
　従来、車両が走行する道路において、勾配が一定とみなせる区間を設定し、当該区間毎に車両の制御パラメータを変化させることが行われている。特許文献１には、制御パラメータを変化させることの例として、車両が走行する道路の屈曲度及び平均傾斜度を演算し、変速機の変速パターンを制御する技術が開示されている。
日本国特開２０１５－１０２２４３号公報
　しかし、勾配が一定とみなせる区間を設定する場合、当該区間を長く設定すると、実際の道路勾配に適した車両の制御パラメータの決定を行うことが難しくなり、当該区間を短く設定すると、制御パラメータを変更する回数が多くなって車両の乗り心地を損ねるという問題が生じていた。
　そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両が制御パラメータを頻繁に変更することなく運行される区間を長く設定できる区間決定装置を提供することを目的とする。
　本開示の第１の態様においては、車両が走行する道路における複数の地点の標高情報を取得する標高情報取得部と、前記複数の地点のうち、前記車両の進行方向の前方にある第１地点と、前記第１地点よりも更に前方にある第２地点と、を含む複数の地点の前記標高情報に基づいて前記道路の勾配情報を示す特徴量を決定する特徴量決定部と、前記特徴量が所定の範囲外の場合、前記第１地点を始点とし、前記第２地点に隣接する２地点のうち前記車両から近い地点を終点とする区間を決定する区間決定部と、を備える区間決定装置を提供する。
　前記特徴量決定部は、例えば、前記複数の地点のうち前記車両の前方にある第１地点と前記第１地点よりも前記車両から遠い第２地点との間を結んで得られる線と、前記複数の地点のうち前記第１地点から前記第２地点に至るまでの複数の地点を順次結んで得られる線と、で囲まれる領域の面積の総和を特徴量として決定する。
　前記特徴量決定部は、前記領域のうち前記車両が走行する道路の下方に位置する領域と前記領域のうち前記道路の上方に位置する領域との一方を正の面積とし、他方を負の面積として計算した前記領域の面積の総和を特徴量として決定してもよい。
　前記区間決定部は、例えば、前記始点と前記終点との距離が所定の距離以下である場合、前記第２地点を終点とする区間を決定する。
　本開示の第２の態様においては、車両が走行する道路における複数の地点の標高情報を取得するステップと、前記複数の地点のうち前記車両の進行方向の前方にある第１地点と、前記第１地点よりも更に前方にある第２地点と、を含む複数の地点の前記標高情報に基づいて前記道路の勾配情報を示す特徴量を決定するステップと、前記特徴量が所定の範囲外の場合、前記第１地点を始点とし、前記第２地点に隣接する２地点のうち前記車両から近い地点を終点とする区間を決定するステップと、をコンピュータが実行させる区間決定方法を提供する。
　本開示によれば、車両が制御パラメータを頻繁に変更することなく運行される区間を長く設定できるという効果を奏する。
図１は、第1の実施形態の区間決定装置の構成を示す図である。 図２は、等勾配区間における車両の制御の例について説明するための図である。 図３は、特徴量決定部が特徴量を決定する処理について説明するための図である。 図４は、区間決定装置が行う処理のフローチャートである。 図５は、区間決定装置が２番目の等勾配区間を決定する処理について説明するための図である。 図６は、第２の実施形態の区間決定装置の構成を示す図である。 図７は、区間決定装置が区間を決定する処理のフローチャートである。
＜第１の実施形態＞
　第１の実施形態の区間決定装置は、例えば、車両に搭載された状態で使用され、車両が備える地図ユニットに記録されている道路の勾配情報を取得して、勾配が一定とみなせる走行区間（以下、等勾配区間）を設定する。車両は、勾配が一定とみなせる等勾配区間を走行する際は、車両の運行状態を制御する制御パラメータを一定に保って走行する。したがって、等勾配区間を実際の道路の起伏よりも長く設定することによって、ギア段の変更といった車両の制御を頻繁に行うことを避けられ、車両の乗り心地を改善することができる。
　なお、本明細書において標高情報とは、車両の進行方向の前方にある地点に対する相対的な高さを示す標高相当値を意味する。例えば、車両が位置する地点と車両から２５ｍ先の地点との間の勾配が０．１である場合、当該２５ｍ先の地点の標高相当値は０．１である。その上で、車両が位置する地点から２５ｍ先の地点と車両が位置する地点から５０ｍ先の地点との間の勾配が－０．１である場合、車両が位置する地点から５０ｍ先の地点の標高相当値は０．１と－０．１とを合算させた０である。即ち、車両が位置する地点からｎ区間先の地点の標高相当値は、例えば、車両が位置する地点からｎ区間分の勾配を足し上げて求める。また、車両が位置する地点からｎ区間先の地点までの平均勾配は、例えば、上記ｎ区間先の地点の標高相当値をｎで除することによって求める。また、本明細書において絶対標高情報とは、例えば、海面からの高さを示す海抜である。
　さらに、本明細書において「車両の進行方向の前方にある地点」とは、「進行方向に沿った車両よりも離れた前方の地点」のことであってもよく、あるいは「車両に重複する地点」のことであってもよい。
［区間決定装置１の構成］
　図１は、区間決定装置１の構成を示す図である。区間決定装置１は地図ユニット２、記憶部３及び制御部４を含む。地図ユニット２、記憶部３及び制御部４のそれぞれは、無線又は有線の通信回線で接続され、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）の通信プロトコルに基づいて、データを送受信する。
　地図ユニット２は、例えば、各地点の海面からの高さを示す絶対標高情報と任意の位置からの車両の進行方向の勾配情報とを含む地図データを有する。地図ユニット２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を使用して取得した車両の位置情報に、車速センサ、ジャイロセンサ等の計測値を加味して車両の現在位置を決定する。地図ユニット２は、車両が走行する道路における複数の勾配情報を制御部４に送信する。
　地図ユニット２は、例えば、車両が位置する地点から５００ｍ先の地点まで、２５ｍ間隔で勾配情報を制御部４に送信する。制御部４は、取得した勾配情報に基づいて２５ｍ間隔で２１地点の標高情報を計算して取得する。地図ユニット２が制御部４に送信する勾配情報は、車両が位置する地点から５００ｍ先の地点までの勾配情報に限定されない。地図ユニット２が制御部４に送信する勾配情報の数は、地図ユニット２と制御部４とが接続された通信回線が許容するバス負荷に応じて変更してもよい。地図ユニット２は、例えば、車両が位置する地点から１ｋｍ先の地点まで、２５ｍ間隔で４１地点の勾配情報を制御部４に送信してもよい。また、地図ユニット２は、車両が位置する地点から１ｋｍ先の地点まで、５０ｍ間隔で２１地点の勾配情報を制御部４に送信してもよい。また、地図ユニット２は、勾配情報を制御部４に送信する代わりに、車両が位置する地点から５００ｍ先の地点まで、２５ｍ間隔で２１地点の標高情報を制御部４に送信してもよい。
　図２は、等勾配区間における車両Ｔの制御の例について説明するための図である。図２に示した例では、区間決定装置１は、車両Ｔの現在位置（図中Ｐ１）を起点とし、道路上２５ｍ間隔で地点Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐ２０の勾配情報を地図ユニット２から取得し、取得後に計算した各地点の標高情報に基づいて、等勾配区間を設定することができる。
　図２に示された道路は、地点Ｐ１から地点Ｐ３までが登り道、地点Ｐ３から地点Ｐ４までが下り道、そして、地点Ｐ４から地点Ｐ１０までが再び登り道となっている。等勾配区間が設定されない場合、車両Ｔは、例えば、登り道を走行する際は低いギア段にて走行し、登り道を走行しきった後は一段高いギア段にギアを変更する、変速制御を行う。
　図２に示した例では、車両Ｔは、地点Ｐ１から地点Ｐ３まで低いギア段で走行し、地点Ｐ３において一段高いギアに変更して地点Ｐ３から地点Ｐ４まで走行し、そして、再度地点Ｐ４にて低いギア段に変更して地点Ｐ４から地点Ｐ１０まで走行する。このように、車両Ｔは、地点Ｐ３及びＰ４の双方においてギア段が変更されるため、車両Ｔの運転者は、比較的短い間隔で、ギア段が変更されることに伴う軽いショックを感じる。
　これに対して、図３に示すように、区間決定装置１が地点Ｐ１から地点Ｐ９までを等勾配区間として設定した場合は、車両Ｔは同一のギア段で地点Ｐ１から地点Ｐ９までを走行することが可能となり、車両Ｔの運転者は滑らかな乗り心地を体験することができる。
　記憶部３は、例えば、制御部４が実行するプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）、制御部４が作業中にデータを一時的に記録するＲＡＭ（Random Access Memory）及び車両Ｔの走行状態を示すデータを記録するＨＤＤ（Hard Disk Drive）を含む。ＲＯＭには、制御部４が等勾配区間を設定する際に参照する閾値が記録されている。また、ＲＡＭには、制御部４が地図ユニット２から取得した勾配情報に基づいて算出する標高情報及び所望の２地点間の勾配情報と制御部４が勾配情報から決定し等勾配区間を決定するために用いる特徴量とが記録される。
　制御部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部４は、記憶部３に記録されたプログラムを読み出して実行することによって、標高情報取得部４１、特徴量決定部４２、判定部４３及び区間決定部４４として機能する。
　標高情報取得部４１は、地図ユニット２から車両Ｔが走行する道路における複数の区間の勾配情報を取得して、上記複数の区間それぞれの端点である複数の地点の標高情報を計算する。上述したとおり、標高情報取得部４１は、例えば、車両Ｔが位置する地点から５００ｍ先の地点まで、２５ｍ間隔で勾配情報を取得し、２１地点の標高情報を計算する。標高情報取得部４１は、例えば、地図ユニット２から１秒毎に勾配情報を取得する。車両Ｔは、時速９０ｋｍで走行している場合、１秒間に２５ｍ進むため、標高情報取得部４１が１秒毎に標高情報を取得した場合、標高情報取得部４１は１秒前に勾配情報を取得した地点よりも２５ｍ先の地点までの勾配情報を新たに得られる。標高情報取得部４１は、勾配情報を取得後に計算した各地点の標高情報を記憶部３に記録し、標高情報を計算したことを特徴量決定部４２に通知する。
　特徴量決定部４２は、標高情報取得部４１からの通知を受信すると、上記複数の地点のうち車両Ｔの進行方向の前方にある第１地点と、第１地点よりも更に前方にある第２地点と、を含む複数の地点の標高情報に基づいて道路の勾配情報を示す特徴量を決定する。例えば、第１地点は車両Ｔが位置する地点であり、第２地点は車両Ｔが位置する地点から１００ｍ先の地点である。特徴量決定部４２は、決定した特徴量を記憶部３に記録し、特徴量を決定したことを判定部４３に通知する。特徴量決定部４２が決定する特徴量については、後に詳述する。
　判定部４３は、特徴量決定部４２からの通知を受信すると、特徴量決定部４２が決定した特徴量が所定の範囲外であるか否かを判定し、判定結果を記憶部３に記録する。ここで所定の範囲とは、車両Ｔが走行する道路における２地点間が、実道路の勾配との乖離が許容範囲内であるか否かを判定するために判定部４３が参照する判定基準範囲である。この範囲の具体的な値は、例えば、車両Ｔの車両重量やエンジン性能、及び車両Ｔが走行することが想定される道路の勾配等を考慮して実験により定められている。
　判定部４３は、特徴量が所定の範囲外でない場合、例えば、記憶部３に格納されている特徴量が所定の範囲外であることを示すフラグを０のままにし、特徴量が所定の範囲外でないことを特徴量決定部４２に通知する。区間決定装置１は、特徴量決定部４２が決定した特徴量が所定の範囲外でない場合、再度特徴量を算出しなおす。判定部４３は、特徴量が所定の範囲外である場合、例えば、記憶部３に格納されている特徴量が所定の範囲外であることを示すフラグを０から１に変更し、区間決定部４４に、フラグの値が１になったことを通知する。
　区間決定部４４は、特徴量が所定の範囲外の場合、上記第１地点を始点とし、上記第２地点に隣接する２地点のうち車両Ｔから近い地点を終点とする区間を決定する。区間決定部４４は、決定した上記区間を等勾配区間として記憶部３に記録する。車両Ｔは、等勾配区間を走行している間、例えば、車両Ｔの制御パラメータを変更せずに走行する。続いて、区間決定装置１が実行する等勾配区間を決定処理について詳しく説明する。
［特徴量決定部が決定する特徴量］
　図３は、特徴量決定部４２が特徴量を決定する処理について説明するための図である。図３において、地点Ｐ１から地点Ｐ９は、図２に示した車両Ｔが走行する道路上に設けられた点である。図３では、車両Ｔの進行方向の前方にある第１地点である地点Ｐ１から地点Ｐ１（第１地点）よりも更に前方にある第２地点である地点Ｐ９に至るまでの地点を順次結んで得られる線（折れ線）と、地点Ｐ１と地点Ｐ９とを結んで得られる線（直線）と、で囲まれた領域に斜線がひかれている。また、図３では、地点Ｐ１から地点Ｐ９に至るまでの地点を順次結んで得られる線と、地点Ｐ１と地点Ｐ９とを結んで得られる線と、の交点を交点Ｘとしている。以下では、一例として、特徴量決定部４２が、地点Ｐ１から地点Ｐ９のそれぞれの標高情報に基づいて特徴量を決定する処理について説明する。
　特徴量決定部４２は、複数の地点のうち車両Ｔの前方にある第１地点と第１地点よりも車両Ｔから遠い第２地点との間を結んで得られる線と、複数の地点のうち第１地点から第２地点に至るまでの複数の地点を順次結んで得られる線と、で囲まれる領域の面積の総和を特徴量として決定する。図３に示した例では、第１地点が地点Ｐ１であり、第２地点が地点Ｐ９である。また、特徴量決定部４２が計算する面積の総和は、斜線がひかれた領域の面積の総和である。
　特徴量決定部４２は、例えば、地点Ｐ１、地点Ｐ２、地点Ｐ３及び交点Ｘで囲まれた領域の面積を以下のようにして算出する。特徴量決定部４２は、地点Ｐ１と地点Ｐ９との標高差を、地点Ｐ１から地点Ｐ９までの道路に沿った距離２００ｍ（２５ｍ×８地点）で除することによって、地点Ｐ１と地点Ｐ９とを結んで得られる線の勾配を算出する。なお、地点Ｐ１から地点Ｐ９までの道路に沿った距離は、地点Ｐ１と地点Ｐ９との地図上の平面距離とは異なるため、特徴量決定部４２が算出する勾配は実際の勾配と異なることも起こりうる。しかしながら、車両Ｔが走行することが想定される道路の勾配であれば、道路に沿った距離と地図上の平面距離との誤差は無視できるものとして特徴量決定部４２が切り捨てる。
　また、特徴量決定部４２は、例えば、地点Ｐ３及び地点Ｐ４の位置座標と、線分Ｐ３Ｐ４の勾配と、地点Ｐ１及び地点Ｐ９の位置座標と、線分Ｐ１Ｐ９の勾配と、から交点Ｘの位置座標を計算する。特徴量決定部４２は、計算した上記値と標高情報取得部４１が地図ユニット２から取得した線分Ｐ１Ｐ２、線分Ｐ２Ｐ３及び線分Ｐ３Ｐ４の勾配情報とに基づいて、地点Ｐ１、地点Ｐ２、地点Ｐ３及び交点Ｘで囲まれた領域の面積を算出する。
　特徴量決定部４２は、同様にして、交点Ｘ、地点Ｐ４、地点Ｐ５、地点Ｐ６、地点Ｐ７、地点Ｐ８及び地点Ｐ９で囲まれた領域の面積を算出する。そして、特徴量決定部４２は、算出した面積の総和を、勾配情報を示す特徴量として決定する。
　特徴量決定部４２は、当該領域のうち車両Ｔが走行する道路の下方に位置する領域と当該領域のうち道路の上方に位置する領域との一方を正の面積とし、他方を負の面積として領域の面積の総和を特徴量として決定してもよい。図３に示した例では、特徴量決定部４２は、例えば、地点Ｐ１、地点Ｐ２、地点Ｐ３及び交点Ｘで囲まれた領域の面積を正とし、交点Ｘ、地点Ｐ４、地点Ｐ５、地点Ｐ６、地点Ｐ７、地点Ｐ８及び地点Ｐ９で囲まれた領域の面積を負として領域の面積の総和を特徴量として決定する。
　特徴量決定部４２が、図３において斜線が引かれた領域の面積の総和を決定する別の方法をさらに説明する。特徴量決定部４２は、図３において各地点Ｐ１～Ｐ９の標高情報から線分Ｐ１Ｐ９の高さの差分を算出する。上記差分は、図３において各地点Ｐ１～Ｐ９に下ろされた線分の長さに相当し、地点Ｐ４～Ｐ９の場合は、線分Ｐ１Ｐ９より下側にあるので負の値となる。例えば、地点Ｐ４における上記差分は、Ｐ４における標高相当値から線分Ｐ１Ｐ９の勾配を３倍した値を引いた値であり負の値となる。特徴量決定部４２は、例えば、Ｐ４における差分とＰ５における差分を足した値を図３における台形領域Ｙの面積として決定する。このようにして、特徴量決定部４２は、図３の斜線が引かれた領域の面積を正負を勘案して決定することができる。この特徴量の決定方法では、特徴量決定部４２は、交点Ｘを決定しなくてもよいので計算量を抑制することができる。
［判定部４３による判定処理］
　上記の説明では、特徴量決定部４２が、地点Ｐ１から地点Ｐ９のそれぞれの標高情報に基づいて特徴量を決定する処理について説明した。以下では、特徴量決定部４２が、特徴量を決定するために標高情報を取得する地点の選び方の例について説明する。区間決定装置１は、例えば、短い区間から等勾配区間として設定できるか否か判定し、等勾配区間として設定するには区間が長すぎると判定するまで、順次区間を長くして等勾配区間として設定できるか否か、判定を続ける。ここでいう短い区間とは、等勾配区間の最小距離として定められた所定の距離の区間である。言い換えると、所定の距離は、等勾配区間として望まれる最低限の距離である。
　例えば、最小距離が１００ｍに設定されている場合、特徴量決定部４２は、先ず、地点Ｐ１、地点Ｐ２、地点Ｐ３及び地点Ｐ４で囲まれた領域の面積の総和を算出する。算出した面積の総和が所定の範囲外でない場合、特徴量決定部４２は、地点Ｐ１、地点Ｐ２、地点Ｐ３、地点Ｐ４及び地点Ｐ５で囲まれた領域の面積の総和を算出する。特徴量決定部４２は、領域の面積の総和が所定の範囲外となるまで、上記処理を順次繰り返す。
　なお、区間決定部４４は、等勾配区間として決定する区間の始点と終点との距離が所定の距離以下である場合、第２地点を終点とする区間を決定してもよい。ここでいう、所定の距離とは、上述した最小距離である。上記の例では、等勾配区間として決定する区間の最小距離を１００ｍに設定しているため、地点Ｐ１、地点Ｐ２、地点Ｐ３及び地点Ｐ４で囲まれた領域の面積の総和が所定の範囲外である場合、区間決定部４４は、地点Ｐ４に隣接する２地点Ｐ３及びＰ５のうち前記車両Ｔから近い地点Ｐ３を等勾配区間の終点とせず、地点Ｐ４を等勾配区間の終点とする。判定部４３が参照する判定基準範囲は、好ましくは、最小距離よりも短い区間で特徴量を決定した場合に当該特徴量が所定の範囲外とならないように定められる。
［等勾配区間を決定できない場合］
　上述したとおり、標高情報取得部４１は、地図ユニット２と接続された通信回線が許容するバス負荷の制約により、限定された区間の勾配情報しか取得しない。車両Ｔが走行する道路が、長い距離に亘って平坦である場合、区間決定装置１は、標高情報取得部４１が計算した標高情報に基づいて等勾配区間を決定できないことがある。言い換えると、標高情報取得部４１が計算した全ての地点の標高情報に基づいて特徴量を決定しても、特徴量が所定の範囲外とならない場合がある。
　上記の場合、標高情報取得部４１は、特徴量決定部４２が決定した特徴量が所定の範囲外となるまで、特徴量決定部４２が特徴量を決定するのに用いた複数の地点の各々よりも車両Ｔから遠い地点を含む別の複数の地点の標高情報を計算する。例えば、標高情報取得部４１が計算した２１地点の標高情報に基づいて特徴量を決定しても、当該特徴量が所定の範囲外とならない場合、特徴量決定部４２は標高情報取得部４１が直近に地図ユニット２から勾配情報を取得して標高情報を計算してから1秒後に取得する別の勾配情報に基づいて計算する複数の地点の標高情報に基づいて、再度特徴量を決定する。車両Ｔが走行中であれば、上記別の複数の地点の標高情報には、地点Ｐ２０よりも車両Ｔから遠い地点の標高情報が含まれている。
［区間決定装置１が行う処理のフロー］
　図４は、区間決定装置１が行う処理のフローチャートである。図４のフローチャートでは、標高情報取得部４１が地図ユニット２から複数の地点の標高情報を取得する時点から開始する（Ｓ４１）。標高情報取得部４１が複数の地点の標高情報を取得した後、特徴量決定部４２は各地点間の勾配を算出する（Ｓ４２）。特徴量決定部４２は、算出した勾配に基づいて、道路の勾配情報を示す特徴量を決定する（Ｓ４３）。判定部４３は、特徴量決定部４２が決定した特徴量が所定の範囲外であるか否かを判定する（Ｓ４４）。
　特徴量が所定の範囲外である場合（Ｓ４４においてＹＥＳ）、区間決定部４４は等勾配区間を決定し（Ｓ４５）、処理を終了する。特徴量が所定の範囲外でない場合（Ｓ４４においてＮＯ）、区間決定部４４は、標高情報取得部４１が計算した全ての地点の標高情報に基づいて特徴量を決定したか否かを確認する（Ｓ４６）。
　特徴量決定部４２は、標高情報取得部４１が計算した全ての地点の標高情報に基づいて特徴量を決定していない場合（Ｓ４６においてＮＯ）、再度複数の地点を選択し、特徴量を決定する。標高情報取得部４１が計算した全ての地点の標高情報に基づいて特徴量を決定した場合（Ｓ４６においてＹＥＳ）、標高情報取得部４１は、特徴量決定部４２が特徴量を決定するのに用いた複数の地点の各々よりも車両Ｔから遠い地点を含む別の複数の地点の標高情報を計算する。
［変形例１］
　標高情報取得部４１は、道路が存在する地域毎に当該複数の地点の間隔を変更して勾配情報を取得してもよい。或いは、地図ユニット２は、道路が存在する地域毎に当該複数の地点の間隔を変更して勾配情報を標高情報取得部４１に送信してもよい。車両Ｔが走行する地域によっては、平坦な道が長く続く道路もあれば、起伏の激しい道路もある。例えば、区間決定装置１は、車両Ｔが平坦な道が長く続く地域を走行する場合、地図ユニット２から標高情報を取得する地点の間隔を５０ｍにしてもよい。この場合、標高情報取得部４１は、２１地点の標高情報しか取得できなくても、１ｋｍ先の地点までの標高情報を取得できるため、区間決定装置１は等勾配区間を決定しやすくなる。
［変形例２］
　判定部４３は、特徴量と比較する所定の範囲を道路が存在する地域毎に変更して区間を決定してもよい。上記のとおり、車両Ｔが走行する地域によっては、平坦な道が長く続く道路もあれば、起伏の激しい道路もある。判定部４３は、車両Ｔが起伏の激しい道路を走行する場合、特徴量と比較する当該所定の範囲を小さい範囲に変更して判定をしてもよい。こうすると、等勾配区間が決定されやすくなり、区間決定装置１が決定した等勾配区間は、実道路との乖離が少ない等勾配区間となる。
［変形例３］
　区間決定装置１は、等勾配区間を１つのみならず、複数決めてもよい。上記の説明では、区間決定装置１は、地点Ｐ１から地点Ｐ９までの等勾配区間を１つ決定したが、区間決定装置１は、地点Ｐ９から地点Ｐ２０（図示せず）の標高情報に基づいて、地点Ｐ９から先の等勾配区間を決定してもよい。こうすると、車両Ｔは、始めに決定した等勾配区間よりも車両Ｔの進行方向前方の等勾配区間の情報に基づいて、始めに決定した等勾配区間を走行する際の車両Ｔの制御パラメータを決定することができる。具体的には、車両Ｔが走行中の等勾配区間よりも先の等勾配区間を決定することにより、例えば、当該先の等勾配区間に適したギア段の状態を、現時点で走行中の等勾配区間において前もって実現することが可能となる。
　区間決定部４４は、第１の区間を決定する際に特徴量決定部４２が決定した特徴量と、第２の区間を決定する際に特徴量決定部４２が決定した特徴量と、を合算した特徴量が所定の範囲内である場合、第１の区間と第２の区間とを合併した区間を決定してもよい。具体的には、区間決定部４４は、車両Ｔから近い側の等勾配区間の始点Ｐ１と車両Ｔから遠い側の別の等勾配区間の終点（例えば、Ｐ１４）とを両端とする区間を決定してもよい。こうすると、区間決定装置１は、距離が長い等勾配区間を決定することができる。
　区間決定部４４は、第１の区間の勾配と第２の区間の勾配との差が所定の範囲内である場合に、第１の区間と第２の区間とを合併した区間を決定してもよい。上記所定の範囲は、例えば、第１の区間と第２の区間とで車両Ｔの制御パラメータを変更せずとも運転者に大きな違和感を覚えさせずにすむ勾配差の値であり、実験により定められる値である。
［第1の実施形態の区間決定装置１による効果］
　以上説明したとおり、区間決定装置１は、複数の地点の標高情報を取得し、複数の地点の標高情報に基づいて道路の勾配情報を示す特徴量を決定する。区間決定装置１は、特徴量が所定の範囲外の場合、等勾配区間を決定する。このようにすると、区間決定装置１は、特徴量が所定の範囲外でない場合、即ち、特徴量決定部４２が決定した特徴量が、勾配が変化していないと判定できる程十分に小さい場合、より長い距離の等勾配区間の決定を試みる。つまり、区間決定装置１は、車両Ｔが制御パラメータを頻繁に変更することなく運行される区間を長く設定できる等の効果を奏する。
　また、区間決定装置１は、複数の地点のうち車両Ｔの前方にある第１地点と第１地点よりも車両Ｔから遠い第２地点との間を結んで得られる線と、複数の地点のうち第１地点から第２地点に至るまでの複数の地点を順次結んで得られる線と、で囲まれる領域の面積の総和を特徴量として決定する。こうすると、区間決定装置１は、実道路との誤差が所定の範囲内に収まった等勾配区間を設定することができる。
　また、区間決定装置１は、線で囲まれる上記領域のうち車両Ｔが走行する道路の下方に位置する領域と上記領域のうち道路の上方に位置する領域との一方を正の面積とし、他方を負の面積として上記領域の面積の総和を特徴量として決定する。このようにすると、区間決定装置１は、車両Ｔが走行する道路が短い距離で上下するような場合、等勾配区間を長く設定できる。
　また、区間決定装置１は、始点と終点との距離が所定の距離以下である場合、第２地点を終点とする区間を決定する。このようにすると、区間決定装置１は、所定の距離以上の等勾配区間を設定できる。
　また、区間決定装置１は、道路が存在する地域毎に複数の地点の間隔を変更して標高情報を取得する。このようにすると、区間決定装置１は、道路の勾配がなだらかな地域では、長い距離に亘って勾配情報を取得することができる。その結果、区間決定装置１は、長い距離の等勾配区間を設定できる。
　また、区間決定装置１は、車両Ｔが走行する道路における複数の地点の標高情報を取得し、上記複数の地点のうち、車両Ｔの進行方向の前方にある第１地点と、第１地点よりも車両Ｔから遠い第２地点と、を含む複数の地点の標高情報に基づいて道路の勾配情報を示す特徴量を決定する。また、区間決定装置１は、決定した特徴量が所定の範囲外となるまで、特徴量を決定するのに用いた複数の地点の各々よりも車両Ｔから遠い地点を含む別の複数の地点の標高情報を取得する。また、区間決定装置１は、特徴量が所定の範囲外となった場合に、第１地点を始点とし第２地点に隣接する２地点のうち車両Ｔから近い地点を終点とする区間を決定する。こうすると、区間決定装置１は、距離に上限を設けずに等勾配区間を設定することができる。従って、区間決定装置１が積載された車両Ｔは、長い距離に亘って同一の等勾配区間を判別することができ、車両Ｔの制御パラメータを頻繁に変更しなくともよいといった効果を奏する。
＜第２の実施形態＞
　第１の実施形態の変形例３において、区間決定装置１が複数の等勾配区間を決定する場合について説明した。第２の実施形態の区間決定装置１は、複数の等勾配区間を決定した後は、１番目に決定した等勾配区間については端点を確定し、２番目以降に決定した等勾配区間については、１番目に決定した等勾配区間を車両Ｔが走行中に再計算して区間を更新する。２番目以降に決定した等勾配区間を更新する際は、区間決定装置１は、区間を更新する時点において車両Ｔが位置する地点から進行方向前方に位置する地点に至るまでの複数の地点の標高情報に基づいて等勾配区間を再計算する。区間決定装置１は、１番目に決定した等勾配区間の終点に到達した時点で、２番目の等勾配区間の端点を確定する。
　つまり、第２の実施形態の区間決定装置１は、２番目の等勾配区間を暫定的に決定し、1番目の等勾配区間を走破した時点で、直近に更新した２番目の等勾配区間を次に走行する等勾配区間として確定する。第２の実施形態の区間決定装置１は、２番目以降の等勾配区間を暫定的に決定し更新し続けることによって、走行区間として設定されない２番目以降の等勾配区間の情報を参照して、走行区間として設定される等勾配区間を車両Ｔが走行する際の制御パラメータ（例えば、ギア段）を決定することができる。
　図５は、区間決定装置１が、２番目の等勾配区間を決定する処理について説明するための図である。図中点Ｅは、走行区間として設定された１番目の等勾配区間の終点である。また、地点Ｐ１は、車両Ｔが位置する地点であり、地点Ｐ１～地点Ｐ１２は、車両Ｔが標高情報を取得できる地点である。第１の実施形態の時と同様に、地点Ｐ１～地点Ｐ１２は、例えば、実際の道路上に２５ｍ間隔で設けられた地点である。
　区間決定装置１は、車両Ｔが位置する地点から等間隔で設けられた複数の地点間の勾配情報を地図ユニット２から取得するため、終点Ｅが確定された等勾配区間を車両Ｔが走行し始めると、必ずしも常に終点Ｅの標高情報を計算することができない。従って、区間決定装置１は、等勾配区間の終点Ｅを始点とした複数の地点の標高情報に基づいて特徴量を決定することが常にできるわけではない。そのため、図５に示した例では、区間決定装置１は、終点Ｅから最も近い地点を始点とする複数の地点の特徴量を決定し、２番目の等勾配区間を決定する。
　終点Ｅから最も近い地点が地点Ｐ４である場合、終点Ｅが確定した等勾配区間と暫定的に決定する２番目の等勾配区間とには、区間と区間との間に終点Ｅから地点Ｐ４までの空白が生じる。この場合、第２の実施形態の区間決定装置１は、２番目の等勾配区間を、端点が確定した等勾配区間に対して空白が生じないように決定する。
　また、終点Ｅから最も近い地点が地点Ｐ３である場合、終点Ｅが確定した等勾配区間と暫定的に決定する２番目の等勾配区間とには、区間と区間との間に地点Ｐ３から終点Ｅまでの重複が生じる。この場合、第２の実施形態の区間決定装置１は、２番目の等勾配区間を、端点が確定した等勾配区間に対して重複が生じないように決定する。
［第２の実施形態の区間決定装置１の構成］
　図６は、第２の実施形態の区間決定装置１の構成を示す図である。第２の実施形態の区間決定装置１は、残存距離算出部４５及び基準地点決定部４６を更に有する点で、第１の実施形態の区間決定装置１と異なる。
　標高情報取得部４１は、車両Ｔが走行する走行区間が定められた道路における複数の地点の標高情報を計算する。上記複数の地点には、車両Ｔが位置する地点が含まれる。
　残存距離算出部４５は、標高情報取得部４１が標高情報を計算した複数の地点のうち車両Ｔが位置する地点と車両Ｔが走行する区間の終点との距離を算出する。車両Ｔが位置する地点と車両Ｔが走行する区間の終点との距離は、設定された等勾配区間の長さ、車両Ｔが等勾配区間を走行しだしてからの経過時間及び車速に基づいて算出する。具体的には、残存距離算出部４５は、設定された等勾配区間の長さから、車両Ｔが等勾配区間を実際に進んだ距離を減算することによって、等勾配区間の残存距離を算出する。
　基準地点決定部４６は、残存距離算出部４５が算出した上記距離に基づいて、上記複数の地点のうち上記区間の終点と最も近い地点である基準地点を決定する。具体的には、基準地点決定部４６は、標高情報を取得した地点のうち、車両Ｔが位置する地点からの距離が上記残存距離に最も近い地点を基準地点に決定する。
　基準地点決定部４６は、等勾配区間の残存距離を、標高情報を計算する複数の地点の間隔で除算して、端数を四捨五入した値を、基準地点に決定する地点の番数としてもよい。例えば、標高情報取得部４１が、車両Ｔが位置する地点から２５ｍ間隔で標高情報を計算する場合、等勾配区間の残存距離が８０ｍであるならば８０を２５で除算した３．２の端数０．２を四捨五入した値は３なので、車両Ｔの現在位置Ｐ１から３番目の地点Ｐ４を基準地点に決定する。
　特徴量決定部４２は、基準地点と、複数の地点のうち基準地点よりも車両Ｔから遠い地点と、を含む複数の地点の標高情報に基づいて勾配情報を示す特徴量を決定する。即ち、特徴量決定部４２は、第１の実施形態において、始点を基準地点に置き換えた場合の特徴量を決定する。
　区間決定部４４は、特徴量が所定の範囲外である場合、等勾配区間の終点を始点とし、車両Ｔから遠い地点に隣接する２地点のうち車両Ｔから近い地点を終点とする別の区間を決定する。
　このことについて、図５を参照しながら具体的に説明する。例えば、特徴量決定部４２が、基準地点である地点Ｐ４から地点Ｐ９に至るまでの複数の地点の標高情報に基づいて特徴量を決定した場合に、特徴量が所定の範囲外となったとする。この場合、区間決定部４４は、地点Ｐ４から地点Ｐ９までの距離に、等勾配区間の終点Ｅから地点Ｐ４までの距離を加算した値を、２番目の等勾配区間として暫定的に決定する。言い換えると、地点Ｐ４から地点Ｐ９までの区間（図５中破線部）に終点Ｅから地点Ｐ４までの区間を追加した区間（図５中実線部）を決定することにより、１番目の等勾配区間と暫定的に決定する２番目の等勾配区間との間に空白が生じないようにしている。
［区間決定装置１が区間を決定する処理のフロー］
　図７は、区間決定装置１が区間を決定する処理のフローチャートである。図７のフローチャートでは、標高情報取得部４１が地図ユニット２から複数の地点の標高情報を計算する時点から開始する（Ｓ７１）。標高情報取得部４１が複数の地点の標高情報を計算した後、残存距離算出部４５は、車両Ｔが走行する等勾配区間の残存距離を算出する（Ｓ７２）。続いて、基準地点決定部４６は、複数の地点のうち、等勾配区間の終点と最も近い地点である基準地点を決定する（Ｓ７３）。続いて、特徴量決定部４２は各地点間の勾配を算出する（Ｓ７４）。特徴量決定部４２は、算出した勾配に基づいて、道路の勾配情報を示す特徴量を決定する（Ｓ７５）。判定部４３は、特徴量決定部４２が決定した特徴量が所定の範囲外であるか否かを判定する（Ｓ７６）。
　特徴量が所定の範囲外である場合（Ｓ７６においてＹＥＳ）、区間決定部４４は等勾配区間を決定し（Ｓ７７）、処理を終了する。特徴量が所定の範囲外でない場合（Ｓ７６においてＮＯ）、特徴量決定部４２は再度複数の地点を選択し、勾配情報を示す特徴量を決定する。
［第２の実施形態の区間決定装置１による効果］
　以上説明したとおり、第２の実施形態の区間決定装置１は、複数の地点のうち車両Ｔが位置する地点と上記区間の終点との距離を算出し、算出した距離に基づいて、複数の地点のうち区間の終点と最も近い地点である基準地点を決定する。区間決定装置１は、基準地点と、上記複数の地点のうち基準地点よりも車両Ｔから遠い地点と、を含む複数の地点の標高情報に基づいて勾配情報を示す特徴量を決定し、特徴量が所定の範囲外である場合、上記区間の終点を始点とし、車両Ｔから遠い地点に隣接する２地点のうち車両Ｔから近い地点を終点とする別の区間を決定する。こうすることにより、車両Ｔは、前方勾配情報に合わせて、制御パラメータを更新する又は更新しないことによって最適な状態で次の等勾配区間を走行することが可能である。
　上記の説明では、区間決定装置１は、２番目の等勾配区間を暫定的に決定し、1番目の等勾配区間を走破した時点で、直近に更新した２番目の等勾配区間を次に走行する等勾配区間として確定するとした。区間決定装置１は、1番目の等勾配区間を走破した時点ではなく、１番目の等勾配区間を走破してから次に勾配情報を取得した際に、再度１番目の等勾配区間を決定してもよい。この場合も、１番目の等勾配区間を走行中に１番目よりも進行方向前方の等勾配区間を暫定的に決定しているため、車両Ｔは、設定された等勾配区間を走破し終わった後に、制御パラメータを更新する又は更新しないことによって最適な状態で次の等勾配区間を走行することが可能である。
　以上、本開示を第１の実施形態、第２の実施形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上記各実施形態に記載の範囲には限定されない。上記各実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
　本出願は、２０１６年９月２８日付で出願された日本国特許出願（特願２０１６－１８９１１５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示は、車両が制御パラメータを頻繁に変更することなく運行される区間を長く設定できるという効果を有し、区間決定装置及び区間決定方法に有用である。
Ｔ　車両
１　区間決定装置
２　地図ユニット
３　記憶部
４　制御部
４１　標高情報取得部
４２　特徴量決定部
４３　判定部
４４　区間決定部
４５　残存距離算出部
４６　基準地点決定部

Claims (5)

  1. 　車両が走行する道路における複数の地点の標高情報を取得する標高情報取得部と、
    　前記複数の地点のうち、前記車両の進行方向の前方にある第１地点と、前記第１地点よりも更に前方にある第２地点と、を含む複数の地点の前記標高情報に基づいて前記道路の勾配情報を示す特徴量を決定する特徴量決定部と、
    　前記特徴量が所定の範囲外の場合、前記第１地点を始点とし、前記第２地点に隣接する２地点のうち前記車両から近い地点を終点とする区間を決定する区間決定部と、
    　を備える区間決定装置。
  2. 　前記特徴量決定部は、前記複数の地点のうち前記車両の前方にある第１地点と前記第１地点よりも前記車両から遠い第２地点との間を結んで得られる線と、前記複数の地点のうち前記第１地点から前記第２地点に至るまでの複数の地点を順次結んで得られる線と、で囲まれる領域の面積の総和を特徴量として決定する、
    　請求項１に記載の区間決定装置。
  3. 　前記特徴量決定部は、前記領域のうち前記車両が走行する道路の下方に位置する領域と前記領域のうち前記道路の上方に位置する領域との一方を正の面積とし、他方を負の面積として計算した前記領域の面積の総和を特徴量として決定する、
    　請求項２に記載の区間決定装置。
  4. 　前記区間決定部は、前記始点と前記終点との距離が所定の距離以下である場合、前記第２地点を終点とする区間を決定する、
    　請求項１から３の何れか１項に記載の区間決定装置。
  5. 　車両が走行する道路における複数の地点の標高情報を取得するステップと、
    　前記複数の地点のうち、前記車両の進行方向の前方にある第１地点と、前記第１地点よりも更に前方にある第２地点と、を含む複数の地点の前記標高情報に基づいて前記道路の勾配情報を示す特徴量を決定するステップと、
    　前記特徴量が所定の範囲外の場合、前記第１地点を始点とし、前記第２地点に隣接する２地点のうち前記車両から近い地点を終点とする区間を決定するステップと、
    　をコンピュータが実行させる区間決定方法。
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