(57)【要約】【課題】乗員や積み荷が路面から受ける影響が過大となる可能性が高い場合に、それを回避するための的確な上限速度を事前に運転者に報知する。【解決手段】車両に作用する上下加速度が所定加速度を超えると、記録制御手段６は、位置情報取得手段１が取得した現在の位置情報を報知対象の位置情報として記録媒体１０に記録するとともに、このときの車速と上下方向加速度と車両の重量とに基づいて算出した路面形状係数を、報知対象の位置情報に対応付けて記録媒体１０に記録する。記録媒体１０に記録された報知対象の位置情報から所定の範囲内に車両が進入すると、上限車速演算手段８は、この報知対象の位置情報に対応する路面形状係数と所定加速度と車両の重量とに基づいて、上下方向加速度が所定加速度を超えないための上限車速を演算し、報知手段９は、算出された上限車速を車室内の運転者に報知する。【選択図】図１
2007271308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される走行支援情報提供装置であって、
前記車両の現在の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車両に作用する上下方向加速度を検出する加速度検出手段と、
前記車両の重量を検出する静荷重検出手段と、
前記車速検出手段が検出した車速と前記加速度検出手段が検出した上下方向加速度と前記静荷重検出手段が検出した重量とに基づいて、路面形状を特定する路面形状係数を演算する路面形状係数演算手段と、
前記加速度検出手段が検出した上下方向加速度が予め設定された所定加速度を超えたとき、前記位置情報取得手段が取得した現在の位置情報を報知対象の位置情報として記録媒体に記録するとともに、前記路面形状係数演算手段が算出した路面形状係数を前記報知対象の位置情報に対応付けて前記記録媒体に記録する記録制御手段と、
前記位置情報取得手段が取得した現在の位置情報と前記記録媒体に記録された報知対象の位置情報とを比較し、当該報知対象の位置情報から所定の範囲内に前記車両が存在するか否かを判定する車両位置判定手段と、
前記報知対象の位置情報から所定の範囲内に前記車両が存在すると前記車両位置判定手段が判定したとき、前記報知対象の位置情報に対応付けられて前記記録媒体に記録された路面形状係数と前記所定加速度と前記静荷重検出手段が検出した重量とに基づいて、前記上下方向加速度が前記所定加速度を超えないための上限車速を演算する上限車速演算手段と、
前記上限車速演算手段が算出した上限車速を報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする走行支援情報提供装置。
【請求項２】
請求項１に記載の走行支援情報提供装置であって、
前記路面形状係数演算手段は、前記車速と前記上下方向加速度と前記重量と予め設定されたバネ定数及び減衰係数とに基づいて路面形状係数を演算し、
前記上限車速演算手段は、前記路面形状係数と前記上下方向加速度と前記重量と前記バネ定数及び減衰係数とに基づいて上限車速を演算する
ことを特徴とする走行支援情報提供装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の走行支援情報提供装置であって、
前記報知手段は、画面に表示された地図中に前記報知対象の位置情報に対応する位置を特定するとともに、この特定した位置の近傍に前記上限車速を表示する
ことを特徴とする走行支援情報提供装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者に対して走行支援情報を提供する走行支援情報提供装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００５−１５６５３５号公報には、走行中に路面の凹凸のために所定値以上の上下方向加速度を検出した場合に、その地点を危険地点として危険指数Ｄとともに登録記憶しておき、車両の進行方向所定範囲内に登録された危険地点が存在するか否かを判断し、危険地点が存在する場合には、危険を避けるための安全速度をその危険地点の危険指数Ｄから逆算して知らせる車両走行支援装置が開示されている。
【０００３】
また、危険指数Ｄを算出する演算式として、次式が開示されている。
【０００４】
Ｄ＝ΔＨ・Ｖ２・Ｗ 
上記演算式は、車高変化ΔＨが大きくなれば、それにほぼ比例して危険度は増し、車高変化ΔＨが同じの場合には、車体重量Ｗが大きい方が危険度は高まり、車速Ｖについては、車速Ｖが倍になれば危険度は４倍位に高まるという経験上の判断から、車高変化ΔＨと現在の車速Ｖと車体重量Ｗを考慮に入れて設定されたものである。
【０００５】
なお、車体重量Ｗの値は、乗用車の場合にはそれ程変化しないため、型式認証上の車体重量に平均的な乗員数、荷物に応じた値が予め乗員から設定入力され、貨物車両の場合には、積載荷物の重量により大きく変化するため、その都度設定入力される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５６５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された上記危険指数Ｄの演算式は、経験上の判断から設定したものであり、車両に作用する上下方向加速度の大きさを考慮したものではないため、得られた安全速度が実際の車両の危険度に的確に対応しない可能性がある。
【０００８】
また、車体重量Ｗについては、乗員が予め設定入力しておく必要があり煩雑である。特にトラック等の貨物車両では、走行の途中に積荷の増減が頻繁に発生し易く、車体重量Wの設定を都度変更することは困難である。このため、実際の車体重量Ｗが変動してもその設定が変更されず、車体重量Ｗを実質的に考慮していない危険指数Ｄや安全速度が算出されてしまい、得られた安全速度が実際の車両の危険度に的確に対応しない可能性がある。
【０００９】
このように、得られた安全速度が実際の車両の危険度に的確に対応していないと、車両の乗員や積荷が路面から受ける影響が過大となり、乗り心地の低下や荷崩れや荷痛みなどを招いてしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、乗員による煩雑な設定入力を伴うことなく、車両の乗員や積荷が路面から受ける影響が過大となる可能性が高い場合に、それを回避するための的確な上限速度を事前に運転者に報知することが可能な走行支援情報提供装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく、本発明に係る走行支援情報提供装置は、図１に示すように、位置情報取得手段１と車速検出手段２と加速度検出手段３と静荷重検出手段４と路面形状係数演算手段５と記録制御手段６と車両位置判定手段７と上限車速演算手段８と報知手段９とを備える。
【００１２】
位置情報取得手段１は、車両の現在の位置情報を取得する。車速検出手段２は、車両の車速を検出する。加速度検出手段３は、車両に作用する上下方向加速度を検出する。静荷重検出手段４は、車両の重量を検出する。
【００１３】
静荷重検出手段４が検出する重量は、車体と乗員と積荷とを含む車両の総重量であり、その検出方法は、演算や推定によって間接的に検出する態様を含む。車両の重量を演算により求める方法としては、例えば、乗員及び積荷による荷重が無い状態での車体重量とサスペンションのバネ定数とを予め設定しておき、車高検出手段が検出した初期車高（乗員及び積荷による荷重が無い状態での車高）に対する車高変位とバネ定数とから乗員及び積荷の重量を算出し、この算出した重量に車体重量を加算する方法が挙げられる。また、車両の重量を推定する方法としては、アクセル開度と車両の重量と車両の前後方向加速度との関係をマップ又はテーブルに予め設定しておき、アクセル開度と前後方向加速度とを検出又は取得して、マップ又はテーブルから車両の重量を求める方法が挙げられる。
【００１４】
路面形状係数演算手段５は、車速検出手段２が検出した車速と加速度検出手段３が検出した上下方向加速度と静荷重検出手段４が検出した重量とに基づいて、路面形状を特定する路面形状係数を演算する。記録制御手段６は、加速度検出手段３が検出した上下方向加速度が予め設定された所定加速度を超えたとき、位置情報取得手段１が取得した現在の位置情報を報知対象の位置情報として記録媒体１０に記録するとともに、路面形状係数演算手段５が算出した路面形状係数を報知対象の位置情報に対応付けて記録媒体１０に記録する。
【００１５】
路面形状係数演算手段５は、路面形状係数を逐次演算してもよく、また加速度検出手段３が検出した上下方向加速度が所定加速度を超えていることを条件として、路面形状係数を演算してもよい。路面形状係数演算手段５が路面形状係数を逐次演算する場合には、記録制御手段６は、加速度検出手段３が検出した上下方向加速度が所定加速度を超えたか否かを判定し、その判定結果に応じて位置情報及び路面形状係数を記録媒体１０に記録する。一方、上下方向加速度が所定加速度を超えたことを条件として路面形状係数演算手段５が路面形状係数を演算する場合には、記録制御手段６は、加速度検出手段３が検出した上下方向加速度が所定値を超えたか否かを判定せずに、位置情報及び路面形状係数を記録媒体１０に記録する。
【００１６】
車両位置判定手段７は、位置情報取得手段１が取得した現在の位置情報と記録媒体１０に記録された報知対象の位置情報とを比較し、報知対象の位置情報から所定の範囲内に車両が存在するか否かを判定する。上限車速演算手段８は、報知対象の位置情報から所定の範囲内に車両が存在すると車両位置判定手段７が判定したとき、報知対象の位置情報に対応付けられて記録媒体１０に記録された路面形状係数と所定加速度と静荷重検出手段４が検出した重量とに基づいて、上下方向加速度が所定加速度を超えないための上限車速を演算する。報知手段９は、上限車速演算手段８が算出した上限車速を車室内の運転者に報知する。
【００１７】
報知対象の位置情報に対応付けられた路面形状係数は、記録媒体１０から上限車速演算手段８へ直接入力されてもよく、また車両位置判定手段７を介して入力されてもよい。
【００１８】
上記構成では、車両に作用する上下加速度が所定加速度を超えると、記録制御手段６は、位置情報取得手段１が取得した現在の位置情報を報知対象の位置情報として記録媒体１０に記録するとともに、このときの車速と上下方向加速度と車両の重量とに基づいて算出した路面形状係数を、報知対象の位置情報に対応付けて記録媒体１０に記録する。この路面形状係数は、路面形状を特定する路面固有の係数である。そして、記録媒体１０に記録された報知対象の位置情報から所定の範囲内に車両が進入すると、上限車速演算手段８は、この報知対象の位置情報に対応する路面形状係数と所定加速度と車両の重量とに基づいて、上下方向加速度が所定加速度を超えないための上限車速を演算し、報知手段９は、算出された上限車速を車室内の運転者に報知する。従って、車両の運転者は、上下加速度が所定加速度を超える可能性が高いため走行に注意を要する路面（報知対象路面）が存在することと、上下加速度が所定加速度を超えないようにするための上限車速とを、車両がその報知対象路面に達する前に知ることができ、上下加速度が所定加速度を超えることに起因する乗り心地の低下や積荷の荷崩れや荷痛みなどを、未然に回避することができる。
【００１９】
また、報知対象路面の路面形状を特定する路面形状係数を、車速と上下方向加速度と車両の重量とに基づいて予め算出して記録おき、その報知対象路面を走行する際に上下方向加速度が所定加速度を超えないようにするための上限車速を、報知対象路面の路面形状係数と所定加速度と車両の重量とに基づいて算出しているので、実際の車両の状態に則した的確な上限車速を運転者に対して報知することができる。
【００２０】
また、静荷重検出手段４が車両の重量を検出するので、車両の重量が頻繁に変動する場合であっても、乗員による煩雑な設定入力を伴うことなく、運転者は的確な上限車速を知ることができる。
【００２１】
さらに、路面形状係数は路面形状を特定する値であるため、そのデータを異なる車両間で共有して使用することができる。
【００２２】
また、路面形状係数演算手段５は、車速と上下方向加速度と重量と予め設定されたバネ定数及び減衰係数とに基づいて路面形状係数を演算してもよく、上限車速演算手段８は、路面形状係数と上下方向加速度と重量とバネ定数及び減衰係数とに基づいて上限車速を演算してもよい。
【００２３】
上記構成では、車両間で異なるバネ定数と減衰係数とを考慮して路面形状係数及び上限車速を算出するので、さらに的確な上限車速を運転者に対して報知することができる。
【００２４】
また、報知手段９は、画面に表示された地図中に報知対象の位置情報に対応する位置を特定するとともに、この特定した位置の近傍に上限車速を表示してもよい。
【００２５】
上記構成では、運転者は、画面に表示された内容を見ることにより、走行に注意を要する報知対象路面の位置と報知対象路面での上限速度とを事前に認識することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、乗員による煩雑な設定入力を伴うことなく、車両の乗員や積荷が路面から受ける影響が過大となる可能性が高い場合に、それを回避するための的確な上限速度を運転者に対して事前に知らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図２は本発明に係る走行支援情報提供装置の一実施形態を示すブロック図、図３は本実施形態に係る車両を示す側面図、図４は図２の上限速度表示装置に代えてナビゲーション装置を用いた態様を示すブロック図、図５は図４のナビゲーション装置の表示部に表示される画面の一例を示す平面図である。
【００２９】
「走行支援情報提供装置の構成」
本実施形態に係る走行支援情報提供装置は、図２及び図３に示すように、ＧＰＳ受信部１１と車速センサ１２と複数の加速度センサ１３と複数の車高センサ１４とＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）１５と外部記憶装置１６と上限車速表示装置１７と警報ブザー１８とを備え、これらは車両としてのトラック２０に搭載されている。ＥＣＵ１５は、演算処理部３１と路面形状データ記録・検索部３２と上限車速データ記憶用のバッファメモリ３３と上限車速表示・警報指示部３４とを備える。また、外部記憶装置１６は、路面情報データベースファイル３５と上限車速データファイル３６とを備える。なお、トラック２０の車体は、前車輪２２の前車軸（図示省略）と後車輪２３の後車軸（図示省略）とにそれぞれサスペンション（図示省略）を介して支持されている。
【００３０】
ＧＰＳ受信部１１は、位置情報取得手段として機能し、トラック２０のキャブ２１の天井外面に設けられている。ＧＰＳ受信部１１は、ＧＰＳ用人工衛星からトラック２０の現在の位置情報としての緯度経度情報（緯度Ｎ情報、経度Ｅ情報）を所定時間毎に逐次受信し、受信した緯度経度情報をＥＣＵ１５の路面形状データ記録・検索部３２へ出力する。
【００３１】
車速センサ１２は、車速検出手段として機能し、キャブ２１のトランスミッション（図示省略）に設けられている。車速センサ１２は、トラック２０の車速を逐次検出し、検出した車速をＥＣＵ１５の演算処理部３１へ出力する。
【００３２】
各加速度センサ１３は、加速度検出手段として機能し、トラック２０の前車軸及び後車軸の上方で車体の車幅方向両側に設けられている。各加速度センサ１３は、トラック２０の車体に作用する上下方向加速度をそれぞれ検出し、検出した上下方向加速度をＥＣＵ１５の演算処理部３１へ出力する。
【００３３】
各車高センサ１４は、トラック２０の前車軸及び後車軸の近傍の車幅方向両側に設けられ、初期車高（乗員及び積荷による荷重が無い状態での車高）に対する車高変位をそれぞれ検出し、検出した車高変位をＥＣＵ１５の演算処理部３１へ出力する。
【００３４】
ＥＣＵ１５の演算処理部３１は、上下加速度判定処理と静荷重検出処理と車両状態係数算出処理と路面形状係数算出処理と上限車速算出処理とを実行する。
【００３５】
上下加速度判定処理では、各加速度センサ１３が検出した上下方向加速度が、予め定められた所定加速度（車体加速度ピーク値）を超えたか否かを判定する。また、演算処理部３１は、上下方向加速度が車体加速度ピーク値を超えたと判定された場合、路面形状データ記録・検索部３２を介して上限車速表示・警報指示部３４へ車体加速度ピーク値を超えたことを示すピーク超過信号を出力する。
【００３６】
静荷重検出処理では、車体と乗員と積荷とを含む車両の総重量のうち、各車輪（前車輪２２及び後車輪２３）がそれぞれ分担する重量ｍを算出する。具体的には、乗員及び積荷による荷重が無い状態で各車輪２２，２３が分担する車体重量と、各車輪２２，２３においてタイヤとサスペンションとを考慮した弾性系のバネ定数（以下、タイヤサスペンションのホイールレートｋと称する）とが、ＲＡＭ等に予め記憶されており、各車輪２２，２３毎に、車高センサ１４が検出した各車高変位と各ホイールレートｋとに基づいて乗員及び積荷の重量を算出し、この算出した重量に車体重量を加算する。これにより、各車輪２２，２３が分担する車両の重量ｍが算出される。すなわち、車高センサ１４と演算処理部３１とは、静荷重検出手段として機能する。なお、本実施形態では、上記静荷重検出処理により重量ｍを検出したが、例えば、アクセル開度と車両の重量と車両の前後方向加速度との関係をマップ又はテーブルに予め設定しておき、アクセル開度と前後方向加速度とを検出又は取得して、マップ又はテーブルから車両の重量を推定するなど、他の方法により検出してもよい。
【００３７】
車両状態係数算出処理では、ＲＡＭ等に予め記憶されたタイヤサスペンションのホイールレートｋ及び減衰係数ｃと上記静荷重検出処理で算出した重量ｍとを、後述する演算式（１２ａ）に代入することによって、車両状態係数ｆを算出する。
【００３８】
路面形状係数算出処理は、上下加速度判定処理において、各加速度センサ１３が検出した上下方向加速度が車体加速度ピーク値を超えたと判定された場合に実行される。路面形状係数算出処理では、加速度センサ１３が検出した上下方向加速度と上記車両状態係数算出処理で算出した車両状態係数ｆとを、後述する演算式（１３）に代入することによって、路面形状を特定する路面固有の路面形状係数ＫＲｄを算出する。すなわち、演算処理部３１は、路面形状係数演算手段としても機能する。なお、車両状態係数算出処理では、車体加速度ピーク値に代えて加速度センサ１３が検出した上下方向加速度を式（１３）に代入する。演算処理部３１は、算出された路面形状係数ＫＲｄを路面形状データ記録・検索部３２へ出力する。
【００３９】
路面形状データ記録・検索部３２は、演算処理部３１から路面形状係数ＫＲｄの入力を受けると、この路面形状係数ＫＲｄを、ＧＰＳ受信部１１から取得した緯度経度情報（報知対象の緯度経度情報）に対応付けた状態で外部記憶装置１６の路面情報データベースファイル３５に記録する。すなわち、路面形状データ記録・検索部３２は、車両位置判定手段として機能し、路面情報データベースファイル３５には、走行に注意を要する路面の位置を示す報知対象の緯度経度情報と当該路面の路面形状係数ＫＲｄとの組み合わせが順次蓄積される。
【００４０】
また、路面形状データ記録・検索部３２は、路面形状データベースファイル３５に記録されたデータセット（報知対象の緯度経度情報と対応する路面形状係数ＫＲｄとの組み合わせ）の中から、ＧＰＳ受信部１１から取得した現在の緯度経度情報を中心として所定の範囲（例えば、緯度ＮについてはＮ±ａの範囲、経度ＥについてはＥ±ｂの範囲）に存在する緯度経度情報を有するデータセットを抽出する。すなわち、路面形状データ記録・検索部３２は、車両位置判定手段としても機能する。そして、抽出したデータセットの路面形状係数ＫＲｄを、演算処理部３１へ出力する。
【００４１】
演算処理部３１は、路面形状データ記録・検索部３２から路面形状係数ＫＲｄの入力を受けると、上記上限車速算出処理を実行する。
【００４２】
上限車速算出処理では、路面形状データ記録・検索部３２が路面形状データベースファイル３５から抽出したデータセットの路面形状係数ＫＲｄと上記車両状態係数算出処理で算出した車両状態係数ｆとから、上下方向加速度が車体加速度ピーク値を超えないようにするための上限速度Ｖｍａｘを算出する。具体的には、路面形状係数ＫＲｄと車両状態係数ｆとＲＡＭ等に予め記憶された車体加速度ピーク値とを、後述する演算式（１４）に代入することによって、上限速度Ｖｍａｘを算出する。すなわち、演算処理部３１は、上限車速演算手段としても機能する。演算処理部３１は、算出した上限速度Ｖｍａｘを路面形状データ記録・検索部３２へ出力する。
【００４３】
路面形状データ記録・検索部３２は、演算処理部３１から上限速度Ｖｍａｘの入力を受けると、この上限速度Ｖｍａｘを、上記抽出したデータセットが有する報知対象の緯度経度情報に対応付けた状態で、外部記憶装置１６の上限車速データファイル３６に順次記録する。
【００４４】
また、路面形状データ記録・検索部３２は、予め設定された所定時間ｔｍａｘ秒毎に、上限車速データファイル３６に蓄積された全てのデータセット（上限速度Ｖｍａｘと報知対象の緯度経度情報との組み合わせ）をバッファメモリ３３上に移す。なお、係るデータの移動に際し、上限車速データファイル３６のデータセットは全て消去される。次に、路面形状データ記録・検索部３２は、バッファメモリ３３に移されたデータセットの中から、トラック２０の進行方向前方に位置する緯度経度情報を有するデータセットを抽出し、さらに、抽出した各データセットの緯度経度情報とＧＰＳ受信部１１から取得した現在の緯度経度情報とに基づいて、現在位置から走行に注意を要する各路面までの距離を算出するとともに、各データセットに対して、現在位置からの距離が近い順に順位を付ける。そして、路面形状データ記録・検索部３２は、順位付けられたデータセットの上限速度Ｖｍａｘと算出した距離（現在位置から注意を要する路面までの距離）と順位とを、上限車速表示・警報指示部３４へ出力する。
【００４５】
上限車速表示装置１７と警報ブザー１８とは、共に車室内のインパネ（インストルメント・パネル）に設けられている。
【００４６】
上限車速表示装置１７は、報知手段として機能し、路面形状データ記録・検索部３２から上限速度Ｖｍａｘと距離（現在位置から走行に注意を要する路面までの距離）と順位とが入力される毎に、現在位置から走行に注意を要する路面までの距離とその路面での上限速度Ｖｍａｘとを、順位付けに従って現在位置から近い順に表示する。運転者は、上限車速表示装置１７に表示された内容を見ることにより、走行に注意を要する路面までの距離とその路面での上限速度Ｖｍａｘとを事前に認識することができる。
【００４７】
警報ブザー１８は、演算処理部３１から路面形状データ記録・検索部３２及び上限車速表示・警報指示部３４を介してピーク超過信号が入力されたとき、車体加速度ピーク値を超えたことを運転者に報知するための警報音を発する。
【００４８】
また、トラック２０に図４に示すようなナビゲーション装置４０が搭載されてる場合、上限車速表示装置１７及び警報ブザー１８に代えて又は加えてナビゲーション装置４０を用いることができる。
【００４９】
ナビゲーション装置４０は、その基本構成として地図データベースファイル４１とナビゲーション制御部４２と表示部４３と音声発生部４４とを備える。ナビゲーション制御部４２は、ＥＣＵによって構成され、ＧＰＳ受信部１１が取得した現在の緯度経度情報に基づき、現在位置周辺の地図情報を地図データベースファイル４１から読み出し、読み出した地図情報に基づく地図画像４９を現在位置表示４６と共に表示部４３の表示画面４５（図５に示す）に表示する。また、ナビゲーション制御部４２は、予め走行ルートが設定されている場合には、その走行ルートに従った音声ガイドを音声発生部４４から出力させる。
【００５０】
上限車速表示装置１７及び警報ブザー１８に代えて又は加えてナビゲーション装置４０を用いる場合、路面形状データ記録・検索部３２は、予め設定された所定時間ｔｍａｘ秒毎に、上限車速データファイル３６に蓄積された全てのデータセット（上限速度Ｖｍａｘと報知対象の緯度経度情報との組み合わせ）を抽出し、抽出したデータセットを上限車速表示・警報指示部３４へ出力する。上限車速表示・警報指示部３４は、入力された上記データセットをナビゲーション制御部４２へ出力する。なお、路面形状データ記録・検索部３２は、上限車速データファイル３６から抽出したデータセットをバッファメモリ３３上に一時的に記憶してもよく、また、ＥＣＵ１５（図２に示す）内の構成の一部又は全部をナビゲーション制御部４２に含めてもよい。また、上限車速表示・警報指示部３４は、演算処理部３１（図２に示す）から路面形状データ記録・検索部３２を介してピーク超過信号が入力されたとき、このピーク超過信号をナビゲーション制御部４２へ出力する。
【００５１】
ナビゲーション制御部４２は、上記入力されたデータセットの上限速度Ｖｍａｘと報知対象の緯度経度情報とに基づき、図５に示すように、表示部４３の表示画面４５に表示した地図画像４９の中に、報知対象の位置情報に対応する位置（走行に注意を要する路面の位置）を特定する特定表示４７を表示するとともに、この特定した位置の近傍に上限車速Ｖｍａｘの数値４８を表示する。すなわち、ナビゲーション制御部４２及び表示部４３は、報知手段として機能する。運転者は、表示画面４５に表示された内容を見ることにより、走行に注意を要する路面の位置とその路面での上限速度Ｖｍａｘとを事前に認識することができる。
【００５２】
また、ナビゲーション制御部４２は、上記ピーク超過信号の入力に応じて、車体加速度ピーク値を超えたことを報知する音声を音声発生部から出力させる。
【００５３】
「路面形状係数及び上限車速度の導出」
[路面から車輪（タイヤ）への入力]
路面形状係数及び上限車速度を導出するために、車速Ｖで走行中の車両の車輪が段差の角部ｐに当たって通過する状態を想定する。なお、このときのタイヤの変形は微小であるため無視する。
【００５４】
図６に示すように、角部ｐに接触するまで水平方向に速度Ｖで移動していた車輪５０は、角部ｐに接触した後、車輪５０の回転に伴って破線で示すような軌跡を描き、段差に乗り上げる。車輪５０の回転中心の速度ベクトルは、その大きさを終始変えることはないが、角部ｐに接触した瞬間に、水平面よりも角度φだけ上向きに向きを変える。従って、この瞬間に上下方向に速度ｖｚが発生することになる。速度ｖｚの大きさは、幾何学的関係から以下の式（１）で表される。
【００５５】
【数１】
2007271308.tif 000003
【００５６】
式（１）中のφは、図６に示すように車輪５０が角部ｐに接触した瞬間の直線ｏｐと鉛直線とがなす角度であり、路面段差の高さｈと車輪半径Ｒとから幾何学的に決まる数値である。
【００５７】
角部ｐに接触した後、速度ｖｚは、図７に示すように次第に小さくなり、車輪５０の回転中心が角部ｐを通る鉛直線上に達した時点で０（ゼロ）となる。従って、δ（ｔ）をインパルス関数とすれば、路面からの入力は、次式（２）と置き換えることができる。
【００５８】
【数２】
2007271308.tif 000004
【００５９】
なお、実際の路面入力は、このような単発の入力ではないが、様々な大きさを有するこのような入力の集まりと捉えることができる。
【００６０】
[バネ上上下加速度の推定]
タイヤ及びサスペンションの質量は車体の質量に比べて微小であるため、その質量は無視することができる。従って、車輪が段差を通過する際の振動モデルは、図８に示すような系となる。車体の質量をｍ、車体変位をｘ２、路面変位をｘ１、タイヤサスペンションのホイールレートをｋ、減衰係数をｃとおくと、この系の運動方程式は次式（３）となる。
【００６１】
【数３】
2007271308.tif 000005
【００６２】
式（１）から、この系の状態方程式は次式（４）となる。
【００６３】
【数４】
2007271308.tif 000006
【００６４】
式（２）をラプラス変換し、伝達関数を求めると、次式（５）となる。
【００６５】
【数５】
2007271308.tif 000007
【００６６】
式（３）から、路面変位速度ｘ１ｄに対する車体変位速度ｘ２ｄの伝達関数は、それぞれのラプラス変換をＸ１ｄ（ｓ）、Ｘ２ｄ（ｓ）とおけば、次式（６）となる。
【００６７】
【数６】
2007271308.tif 000008
【００６８】
ここで、式（２）より、段差に乗り上げる場合の路面変位速度ｘ１ｄ（ｔ）は、次式（７）と考えられる。
【００６９】
【数７】
2007271308.tif 000009
【００７０】
従って、式（７）のラプラス変換は、次式（８）となる。
【００７１】
【数８】
2007271308.tif 000010
【００７２】
ゆえに、この入力に対する車体変位速度ｘ２ｄ（ｓ）は、次式（９）となり、
【００７３】
【数９】
2007271308.tif 000011
【００７４】
このときの車体加速度の時間応答は、式（９）を逆ラプラス変換して時間ｔについて微分することによって得られ、次式（１０）となる。
【００７５】
【数１０】
2007271308.tif 000012
【００７６】
式（１０）で表される関数は、ｔが次式（１１ａ）で表される値付近でほぼ最大となり、このときの車体加速度の値は、次式（１１ｂ）となる。
【００７７】
【数１１】
2007271308.tif 000013
ここで、
【００７８】
【数１２】
2007271308.tif 000014
とおけば、
【００７９】
【数１３】
2007271308.tif 000015
【００８０】
となり、車体加速度ピーク値、車両諸元（車体の質量、タイヤサスペンションのホイールレート、減衰係数）、及び車速が分かれば、式（１３）に従って路面形状係数ＫＲｄを算出することができる。
【００８１】
また、路面形状係数ＫＲｄが既に分かっている路面であれば、車体加速度をある一定値以下に抑えるための上限車速は、次式（１４）によって算出することができる。
【００８２】
【数１４】
2007271308.tif 000016
【００８３】
「ＥＣＵが実行する処理」
次に、ＥＣＵ１５が実行する処理について、図９〜図１１のフローチャートに基づき説明する。なお、本処理は、ナビゲーション装置４０を利用した場合の処理であり、ナビゲーション制御部４２が実行する処理も含む。
【００８４】
ＥＣＵ１５及びナビゲーション装置４０の起動により、図９に示すメインルーチン処理が開始する。メインルーチンが開始すると、タイマがスタートすると共に、静荷重検出処理（ステップＳ１）と車両状態係数算出処理（ステップＳ２）とを順次実行する。
【００８５】
次に、ステップＳ３へ進み、図１０に示す路面形状算出記録処理を実行する。
【００８６】
路面形状算出記録処理では、加速度センサ１３が検出した車体の上下方向加速度を読み込み（ステップＳ１１）、読み込んだ上下方向加速度の値が車体加速度ピーク値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１２）。上下方向加速度の値が車体加速度ピーク値を超えていない場合には、走行に注意を要する路面ではないと判定し、路面形状算出記録処理を終了して、図９のステップＳ４へ進む。
【００８７】
一方、上下方向加速度の値が車体加速度ピーク値を超えている場合には、走行に注意を要する路面であると判定し、ステップＳ１３へ進み、ピーク超過信号を出力する。具体的には、演算処理部３１が路面形状データ記録・検索部３２及び上限車速表示・警報指示部３４を介してナビゲーション制御部４２へピーク超過信号を出力し、これに応じて、車体加速度ピーク値を超えたことを報知する音声をナビゲーション制御部４２が音声発生部４４から出力させる。これにより、運転者は、走行に注意を要する路面を走行中であることを認識することができる。
【００８８】
次に、ステップＳ１４へ進み、車速センサ１２が検出した車速とＧＰＳ受信部１１が受信した緯度経度情報とを読み込み（ステップＳ１４）、ステップＳ１１で読み込んだ上下方向の上下方向加速度とステップＳ２で算出した車両状態係数とを式（１３）に代入して、路面形状係数を算出する。
【００８９】
最後に、算出した路面形状係数と緯度経度情報とを対応付けて路面情報データベースファイル３５に追加し（ステップＳ１６）、図９のステップＳ４へ進む。これにより、上下方向加速度の値が車体加速度ピーク値を超えた路面の緯度経度情報がその路面形状係数に対応付けられた状態で路面情報データベースファイル３５に蓄積される。
【００９０】
ステップＳ４では、タイマの値Ｔが所定時間ｔｍａｘに達したか否かを判断し、所定時間に未だ達していない場合には、ステップＳ５へ進み、図１１に示す上限車速算出記録処理を実行する。
【００９１】
上限車速算出記録処理では、まず上限車速算出フラッグがＯＮか否かを判定し、ＯＮではない（ＯＦＦである）場合には、路面情報データベースファイル３５に記録された全てのデータセットに対する上限車速算出記録処理が完了し、且つ上限車速データファイル３６に抽出したデータセットをまだ表示していない状態（表示情報を更新していない状態）であるため、ステップＳ２２以降の処理を実行せずに上限車速算出記録処理を終了して、ステップＳ１に戻る。
【００９２】
一方、上限車速算出フラッグがＯＮである場合には、路面情報データベースファイル３５に記録されたデータセットに対して以下のステップ２４及びステップ２５の判断を順次実行している途中であるため、ステップＳ２２以降の処理へ進む。
【００９３】
ステップＳ２２以降の処理では、ＧＰＳ受信部１１が受信した緯度経度情報とを読み込み（ステップＳ２２）、路面情報データベースファイル３５からｎ番目のデータセットの路面形状係数と経度緯度情報とを読み込み（ステップＳ２３）、緯度が所定範囲内か否か（ステップＳ２４）及び経度が所定範囲内か否か（ステップＳ２５）を判断し、緯度及び経度の少なくとも一方が所定範囲外の場合には、報知対象外の路面であるため、上限車速を算出せずにステップＳ２８へ進む。
【００９４】
一方、緯度及び経度が共に所定範囲内の場合には、報知対象の路面であるため、ステップＳ２で算出した車両状態係数とステップＳ２３で読み込んだ路面形状係数とを式（１４）に代入して上限車速を算出する（ステップＳ２６）。そして、算出した上限車速を、緯度経度情報（位置情報）に対応付けて上限車速データファイル３６に追加して記録し（ステップＳ２７）、ステップＳ２８へ進む。
【００９５】
ステップＳ２８では、路面情報データベースファイル３５のデータセットの最後（末尾）まで処理が達したか、すなわち、路面情報データベースファイル３５に記録されたデータセットのうち、緯度経度情報が所定範囲内であるデータセットの全てに対して上限車速を算出して上限車速データファイル３６に記録したかを判断する。
【００９６】
路面情報データベースファイル３５のデータセットの末尾まで処理が達している場合には、ステップＳ３０に進んで上限車速算出フラグをＯＦＦし、ステップＳ１に戻る。
【００９７】
一方、路面情報データベースファイル３５のデータセットの末尾まで処理が達していない場合には、ステップＳ２９に進んでｎ＝ｎ＋１にセットし、ステップＳ２１に戻って上限車速算出記録処理を繰り返す。
【００９８】
図９のメインルーチン処理のステップＳ４において、タイマの値Ｔが所定時間ｔｍａｘに達している場合には、ステップＳ６以降の処理に進む。
【００９９】
ステップＳ６以降の処理では、上限車速データファイル３６のデータセットを全てバッファメモリ３３上に読み出し（ステップＳ６）、バッファメモリ３３上の上限車速のデータと緯度経度情報とに基づき、ナビゲーション装置４０の表示画面４５の地図画像４９の中に、緯度経度情報に対応する位置（走行に注意を要する路面の位置）を特定する特定表示４７を表示するとともに、この特定した位置の近傍に上限車速の数値４８を表示する。そして、上限車速データファイル３６のデータセットを全てクリアし（ステップＳ８）、ｎ＝１にセットし、上限車速算出フラグをＯＮし、Ｔ＝０にセットして（ステップＳ９）、ステップＳ１に戻る。
【０１００】
このように、本実施形態によれば、車両の各車輪２２，２３に作用する上下加速度が車体加速度ピーク値を超えると、路面形状データ記録・検索部３２は、ＧＰＳ受信部１１が受信した現在の緯度経度情報を報知対象の位置情報として路面情報データベースファイル３５に記録するとともに、このときの車速と上下方向加速度と車両の重量とに基づいて算出した路面形状係数を、報知対象の位置情報に対応付けて路面情報データベースファイル３５に記録する。この路面形状係数は、路面形状を特定する路面固有の係数である。そして、路面情報データベースファイル３５に記録された報知対象の位置情報から所定の範囲内に車両が進入すると、演算処理部３１は、この報知対象の位置情報に対応する路面形状係数と所定加速度と車両の重量とに基づいて、上下方向加速度が車体加速度ピーク値を超えないための上限車速を演算し、上限速度表示装置１７やナビゲーション装置４０は、算出された上限車速を車室内の運転者に報知する。従って、車両の運転者は、上下加速度が所定加速度を超える可能性が高いため走行に注意を要する路面（報知対象路面）が存在することと、上下加速度が車体加速度ピーク値を超えないようにするための上限車速とを、車両がその報知対象路面に達する前に知ることができ、上下加速度が車体加速度ピーク値を超えることに起因する乗り心地の低下や積荷の荷崩れや荷痛みなどを、未然に回避することができる。
【０１０１】
また、報知対象路面の路面形状を特定する路面形状係数を、車速と上下方向加速度と車両の重量とに基づいて予め算出して記録しておき、その報知対象路面を走行する際に上下方向加速度が車体加速度ピーク値を超えないようにするための上限車速を、報知対象路面の路面形状係数と車体加速度ピーク値と車両の重量とに基づいて算出しているので、実際の車両の状態に則した的確な上限車速を運転者に対して報知することができる。
【０１０２】
さらに、路面形状係数及び上限車速を、上記に加えて車両間で異なるタイヤサスペンションのホイールレートと減衰係数に基づいて算出しているので、一段と的確な上限車速を運転者に対して報知することができる。
【０１０３】
また、車高センサ１４が取得した車高変位に基づき演算処理部３１が車両の重量を検出しているので、走行の途中に積荷の増減が頻繁に発生して車両の重量が変動する場合であっても、乗員による煩雑な設定入力を伴うことなく、運転者は的確な上限車速を知ることができる。
【０１０４】
また、路面形状係数は路面形状を特定する値であるため、そのデータを異なる車両間で共有して使用することができる。例えば、複数の車両間において路面情報データベースファイル３５を共有化することにより、未走行の報知対象路面の緯度経度情報及び路面形状係数を利用することができる。
【０１０５】
さらに、ナビゲーション装置４０の表示画面４５に表示した地図画像４９の中に、報知対象路面の位置を特定する特定表示４７を表示するとともに、この特定した位置の近傍に上限車速の数値４８を表示することにより、運転者は、報知対象路面の位置と上限速度とを事前に認識することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明に係る走行支援情報提供装置は、様々な車両に搭載して使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明に係る走行支援情報提供装置のブロック図である。
【図２】本発明に係る走行支援情報提供装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る車両を示す側面図である。
【図４】図２の上限速度表示装置に代えてナビゲーション装置を用いた態様を示すブロック図である。
【図５】図４のナビゲーション装置の表示部に表示される画面の一例を示す平面図である。
【図６】車速で走行中の車両の車輪が段差の角部に当たって通過する状態を示す模式図である。
【図７】角部に接触した後の車輪の上下方向の速度の変化を示す図である。
【図８】車輪が段差を通過する際の振動モデルを示す模式図である。
【図９】メインルーチン処理を示すフローチャートである。
【図１０】路面形状係数算出記録処理を示すフローチャートである。
【図１１】上限車速算出記録処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０８】
１：位置情報取得手段
２：車速検出手段
３：加速度検出手段
４：静荷重検出手段
５：路面形状係数演算手段
６：記録制御手段
７：車両位置判定手段
８：上限車速演算手段
９：報知手段
１０：記録媒体
１１：ＧＰＳ受信部
１２：車速センサ
１３：加速度センサ
１４：車高センサ
１５：ＥＣＵ
１６：外部記憶装置
１７：上限車速表示装置
１８：警報ブザー
２０：トラック（車両）
２１：キャブ
２２：前車輪
２３：後車輪
３１：演算処理部
３２：路面形状データ記録・検索部
３３：バッファメモリ
３４：上限車速表示・警報指示部
３５：路面情報データベースファイル
３６：上限車速データファイル
４０：ナビゲーション装置
４１：地図データベースファイル
４２：ナビゲーション制御部
４３：表示部
４４：音声発生部
４５：表示画面
４９：地図画像
【図１】
2007271308.tif 000017
【図２】
2007271308.tif 000018
【図３】
2007271308.tif 000019
【図４】
2007271308.tif 000020
【図５】
2007271308.tif 000021
【図６】
2007271308.tif 000022
【図７】
2007271308.tif 000023
【図８】
2007271308.tif 000024
【図９】
2007271308.tif 000025
【図１０】
2007271308.tif 000026
【図１１】
2007271308.tif 000027