(57)【要約】【課題】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車速を事前に運転者に報知する。【解決手段】報知対象位置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７０は、報知対象位置の路面形状係数とホイールレート取得手段６４が取得したホイールレートとを用いて第１の上限車速を演算するとともに、路面形状係数とホイールレート推定手段６８が推定した予想ホイールレートとを用いて第２の上限車速を演算し、上限車速比較手段７３が第１及び第２の上限車速のうち速度の低い方を報知用として決定し、報知手段７１は、報知用として決定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
2009001059.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上下加速度検出手段と、
前記車両の現在のホイールレートを取得するホイールレート取得手段と、
前記車速検出手段が検出した車速と前記上下加速度検出手段が検出した上下方向加速度と前記ホイールレート取得手段が取得したホイールレートとを用いて、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、
前記車両の現在の旋回半径を取得する旋回半径取得手段と、
前記上下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と前記旋回半径取得手段が取得した旋回半径と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旋回半径に基づいて、前記報知対象の位置情報が特定する場所を前記車両が走行するときの予想ホイールレートを推定するホイールレート推定手段と、
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、前記ホイールレート取得手段が取得したホイールレートと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を用いて、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第１の上限車速を演算するとともに、前記ホイールレート推定手段が推定した予想ホイールレートと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を用いて、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第２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前記第１の上限車速と前記第２の上限車速とを比較し、速度の低い方の上限車速を報知用として決定する上限車速比較手段と、
前記上限車速比較手段が報知用として決定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比較手段が報知用として決定した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を算出する式として、次式が開示されている。
【０００４】
Ｄ＝ΔＨ・Ｖ２・Ｗ 
上記式は、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、商用車ではサスペンションとして非線形性の強いバネが採用される場合が多く、このように非線形性の強いサスペンションが搭載された車両では、荷積みの状況が同じであっても、サスペンションの特性を左右するホイールレートが、直進状態と旋回状態とで大きく相違する可能性が高い。これに対し、特許文献１に開示された上記危険指数Ｄや安全速度は、車両の旋回状態を考慮していないため、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。
【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、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上限車速を車両の旋回状態を考慮して的確に求めて運転者に事前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、本発明は、車両に搭載される走行支援情報提供装置であって、図１に示すように、位置情報取得手段６１と車速検出手段６２と上下加速度検出手段６３とホイールレート取得手段６４と路面形状係数演算手段６５と旋回半径取得手段６６と記録制御手段６７とホイールレート推定手段６８と車両位置判定手段６９と上限車速演算手段７０と上限車速比較手段７３と報知手段７１とを備える。
【００１２】
位置情報取得手段６１は、車両の現在の位置情報を取得する。車速検出手段６２は、車両の車速を検出する。上下加速度検出手段６３は、車両に作用する上下方向加速度を検出する。ホイールレート取得手段６４は、車両の現在のホイールレートを取得する。
【００１３】
路面形状係数演算手段６５は、車速検出手段６２が検出した車速と上下加速度検出手段６３が検出した上下方向加速度とホイールレート取得手段６４が取得したホイールレートとを用いて、路面形状を特定する路面形状係数を演算する。旋回半径取得手段６６は、車両の現在の旋回半径を取得する。記録制御手段６７は、上下加速度検出手段６３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６１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７２に記録するとともに、路面形状係数演算手段６５が算出した路面形状係数と旋回半径取得手段６６が取得した旋回半径とを報知対象の位置情報に対応付けて記録媒体７２に記録する。
【００１４】
路面形状係数演算手段６５は、路面形状係数を逐次演算してもよく、また上下加速度検出手段６３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６５が路面形状係数を逐次演算する場合には、記録制御手段６７は、上下加速度検出手段６３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、路面形状係数を位置情報に対応付けて記録媒体７２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６５が路面形状係数を演算する場合には、記録制御手段６７は、上下加速度検出手段６３が検出した上下方向加速度が所定値（所定加速度）を超えたか否かを判定せずに、路面形状係数を位置情報に対応付けて記録媒体７２に記録する。
【００１５】
同様に、旋回半径取得手段６６は、旋回半径を逐次取得してもよく、また上下加速度検出手段６３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、旋回半径を取得してもよい。旋回半径取得手段６６が旋回半径を逐次取得する場合には、記録制御手段６７は、上下加速度検出手段６３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、旋回半径を位置情報に対応付けて記録媒体７２に記録する。一方、上下方向加速度が所定加速度（所定加速度）を超えたことを条件として旋回半径取得手段６６が旋回半径を取得する場合には、記録制御手段６７は、上下加速度検出手段６３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、路面形状係数を位置情報に対応付けて記録媒体７２に記録する。
【００１６】
ホイールレート推定手段６８は、報知対象の位置情報に対応付けられて記録媒体７２に記録された旋回半径に基づいて、報知対象の位置情報が特定する場所を車両が走行するときの予想ホイールレートを推定する。
【００１７】
車両位置判定手段６９は、位置情報取得手段６１が取得した現在の位置情報と記録媒体７２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車両が存在するか否かを判定する。
【００１８】
上限車速演算手段７０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６９が判定したとき、ホイールレート取得手段６４が取得したホイールレートと、報知対象の位置情報に対応付けられて記録媒体７２に記録された路面形状係数と、所定加速度とを用いて、上下方向加速度が所定加速度を超えないための第１の上限車速を演算するとともに、ホイールレート推定手段６８が推定した予想ホイールレートと、報知対象の位置情報に対応付けられて記録媒体７２に記録された路面形状係数と、所定加速度とを用いて、上下方向加速度が所定加速度を超えないための第２の上限車速を演算する。
【００１９】
報知対象の位置情報に対応付けられた路面形状係数及び旋回半径は、記録媒体７２から上限車速演算手段７０へ直接入力されてもよく、また車両位置判定手段６９を介して入力されてもよい。
【００２０】
上限車速比較手段７３は、上限車速演算手段７０が算出した第１の上限車速と第２の上限車速とを比較し、速度の低い方の上限車速を報知用として決定する。報知手段７１は、上限車速比較手段７３が報知用として決定した上限車速を報知する。
【００２１】
上記走行支援情報提供装置は、静的輪荷重取得手段と車両状態係数演算手段とを備えてもよい。
【００２２】
静的輪荷重取得手段は、車両の左右の車輪にそれぞれ作用する静的輪荷重を取得する。ホイールレート取得手段６４は、静的輪荷重取得手段が取得した静的輪荷重と予め設定されたマップ又はテーブルとにより、現在のホイールレートを求めてもよい。車両状態係数演算手段は、静的輪荷重取得手段が取得した静的輪荷重と、ホイールレート取得手段６４が取得したホイールレートと、予め設定された減衰係数とを用いて、所定の式に従って第１の車両状態係数を算出するとともに、静的輪荷重取得手段が取得した静的輪荷重と、ホイールレート推定手段６８が推定した予想ホイールレートと、予め設定された減衰係数とを用いて、所定の式に従って第２の車両状態係数を算出してもよい。路面形状係数演算手段６５は、車速検出手段６２が検出した車速と、上下加速度検出手段６３が検出した上下方向加速度と、車両状態係数演算手段が算出した第１の車両状態係数とを用いて、所定の式に従って路面形状係数を算出してもよい。
【００２３】
ホイールレート推定手段６８は、静的輪荷重取得手段が取得した静的輪荷重と、上限車速演算手段７０が算出した第１の上限車速と、旋回半径取得手段６６が取得した旋回半径とを用いて、所定の式に従って上記左右の車輪にそれぞれ作用する旋回時予想輪荷重を算出し、算出した旋回時予想輪荷重と予め設定されたマップ又はテーブルとにより、予想ホイールレートを推定してもよい。
【００２４】
上限車速演算手段７０は、上記路面形状係数と上記第１の車両状態係数と上記所定加速度とを用いて、第１の上限車速を算出してもよく、上記路面形状係数と上記第２の車両状態係数と上記所定加速度とを用いて、第２の上限車速を算出してもよい。
【００２５】
上記構成では、車両に作用する上下方向加速度が所定加速度を超えると、記録制御手段６７は、位置情報取得手段６１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７２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ホイールレートとを用いて算出された路面形状係数を、報知対象の位置情報に対応付けて記録媒体７２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。また、旋回半径は、当該車両が所定の走行経路に従って走行する際に各走行場所ごとに定まる値である。
【００２６】
記録媒体７２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７０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現在のホイールレートとを用いて、上下方向加速度が所定加速度を超えないための第１の上限車速を演算するとともに、上記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ホイールレート推定手段６８が推定した予想ホイールレートとを用いて、上下方向加速度が所定加速度を超えないための第２の上限車速を演算する。上限車速比較手段７３は、上限車速演算手段７０が算出した第１の上限車速と第２の上限車速とを比較して、速度の低い方の上限車速を報知用として決定し、報知手段７１は、上限車速比較手段７３が報知用として決定した上限車速を、車室内の運転者に報知する。
【００２７】
従って、車両の運転者は、上下方向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、上下方向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。
【００２８】
また、現在のホイールレートに基づく第１の上限車速と、報知対象の位置情報に対応する位置での車両の旋回半径から推定された予想ホイールレートに基づく第２の上限車速とを演算し、これら上限車速のうち速度の低い方を乗員に報知するので、非線形性の強いサスペンションが搭載された商用車のようにホイールレートが直進状態と旋回状態とで大きく相違する場合であっても、乗員は、車両の旋回状態が考慮された的確な上限車速を知ることができる。
【００２９】
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。
【００３０】
また、報知手段７１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比較手段７３が報知用として決定した上限車速を表示してもよい。
【００３１】
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車速とを事前に認識することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、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上限車速を車両の旋回状態を考慮して的確に求めて運転者に事前に報知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
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３の車両のＩＶ−ＩＶ矢視断面を模式的に示す断面図、図５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６は図５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、図７は静的車高と輪荷重との関係を示す輪荷重マップ、図８は輪荷重とホイールレートとの関係を示すホイールレートマップである。
【００３５】
「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〜図４に示すように、ＧＰＳ受信部１１と車速センサ１２と上下加速度センサ１３と車高センサ１４と横加速度センサ１９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。車高センサ１４は、後車軸２５の左側の車高を検出する左車高センサ１４ａと右側の車高を検出する右車高センサ１４ｂとを備える。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と記憶部３７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。トラック２０の車体２４の前部は、前車輪２２の前車軸（図示省略）にサスペンション（図示省略）を介して支持され、車体２４の後部は、後車輪２３の後車軸２５に左右のサスペンション２６，２７を介して支持されている。
【００３６】
なお、本実施形態は、後述するように、車体２４の後車軸２５側での上下振動が過大となることを抑えるための上限車速を求めて運転者に報知するものであるため、上下加速度センサ１３は後車軸２５の上方に、車高センサ１４は後車軸２５の近傍にそれぞれ設けられているが、前車軸側の上下振動が過大となることを抑えるための上限車速を求めて運転者に報知してもよく、この場合、上下加速度センサ１３は前車軸の上方に、車高センサ１４は前車軸の近傍にそれぞれ設ければよい。
【００３７】
ＧＰＳ受信部１１は、位置情報取得手段６１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。
【００３８】
車速センサ１２は、車速検出手段６２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。
【００３９】
上下加速度センサ１３は、上下加速度検出手段６３として機能し、後車軸２５の上方で且つ車幅方向のほぼ中央の車体２４に設けられている。上下加速度センサ１３は、車体２４に作用する上下方向加速度を検出し、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。なお、上下加速度センサ１３を後車軸２５の上方で車幅方向両側（左右）にそれぞれ設けてもよい。この場合、左右の上下加速度センサ１３は、車体２４の左右にそれぞれ作用する上下方向加速度を検出し、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。演算処理部３１は、左右の上下加速度センサ１３が検出した上下方向加速度の平均値を算出し、算出した上下方向加速度の平均値を、車体２４に作用する上下方向加速度として採用すればよい。
【００４０】
車高センサ１４（左車高センサ１４ａ及び右車高センサ１４ｂ）は、後車軸２５の近傍の車幅方向両側（左右）にそれぞれ設けられ、左右のサスペンション２６，２７のバネ上とバネ下との間の距離（例えば、車体２４の下縁と後車軸２５との距離）を左静的車高ｄＬ及び右静的車高ｄＲとして検出し、検出した左右の静的車高ｄＬ，ｄＲをＥＣＵ１５の演算処理部３１へ出力する。
【００４１】
横加速度センサ１９は、後車軸２５の上方で車体２４に設けられている。横加速度センサ１９は、車体２４に作用する横方向加速度を検出し、検出した横方向加速度をＥＣＵ１５の演算処理部３１へ出力する。
【００４２】
ＥＣＵ１５の記憶部３７は、ＲＡＭ等によって構成されている。この記憶部３７には、左右の静的車高ｄＬ，ｄＲと輪荷重との関係を示す輪荷重マップ（図７に示す）や輪荷重とホイールレートとの関係を示すホイールレートマップ（図８に示す）の他、演算処理部３１が実行する処理実行プログラムが予め記憶されている。なお、処理実行プログラムは、各処理で使用する所定の式を含む。
【００４３】
ＥＣＵ１５の演算処理部３１は、記憶部３７から読み出した処理実行プログラムに従って、上下加速度判定処理と、バネ上質量推定算出処理と、ホイールレート推定算出処理と、車両状態係数算出処理と、路面形状係数算出処理と、旋回半径算出処理と、第１の上限車速算出処理と、予想ホイールレート推定算出処理と、予想車両状態係数算出処理と、第２の上限車速算出処理と、上限車速比較判定処理とを実行する。この演算処理部３１は、ホイールレート取得手段６４、路面形状係数演算手段６５、旋回半径取得手段６６、ホイールレート推定手段６８、上限車速演算手段７０、及び上限車速比較手段７３として機能する。
【００４４】
上下加速度判定処理では、上下加速度センサ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（上下加速度ピーク値）を超えたか否かを判定する。また、演算処理部３１は、上下方向加速度が上下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へ上下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。
【００４５】
バネ上質量推定算出処理では、車体２４と乗員と積荷とを含む車両の総重量のうち、後車輪２３（サスペンション２６，２７）が分担するバネ上質量ｍを求める。具体的には、車高センサ１４（左車高センサ１４ａ及び右車高センサ１４ｂ）が検出した静的車高ｄＬ，ｄＲと図７に示す輪荷重マップとから、静的車高ｄＬ，ｄＲに対応する左右の静的輪荷重ｗＬ，ｗＲをそれぞれ求め、求めた静的輪荷重ｗＬ，ｗＲをそれぞれ質量に換算することにより左バネ上質量ｍＬと右バネ上質量ｍＲとを算出し、算出した左バネ上質量ｍＬと右バネ上質量ｍＲとを次式（１）に代入することにより、後車輪２３側のバネ上質量ｍを算出する。
【００４６】
【数１】
2009001059.tif 000003
なお、本実施形態では、静的車高と輪荷重との関係を輪荷重マップとして予め設定しているが、両者の関係をテーブルとして設定してもよく、また所定の式として設定してもよい。
【００４７】
また、上記バネ上質量推定算出処理によりバネ上質量ｍを算出したが、例えば、アクセル開度とバネ上質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バネ上質量を推定するなど、他の方法により算出してもよい。
【００４８】
ホイールレート推定算出処理では、後車輪２３のタイヤとサスペンション２６，２７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）を求める。具体的には、車高センサ１４（左車高センサ１４ａ及び右車高センサ１４ｂ）が検出した静的車高ｄＬ，ｄＲと図７に示す輪荷重マップとから、静的車高ｄＬ，ｄＲに対応する左右の静的輪荷重ｗＬ，ｗＲをそれぞれ求め、求めた静的輪荷重ｗＬ，ｗＲと図８に示すホイールレートマップとから、左右の静的輪荷重ｗＬ，ｗＲに対応する左ホイールレートｋＬと右ホイールレートｋＲとをそれぞれ求め、求めた左ホイールレートｋＬと右ホイールレートｋＲとを次式（２）に代入することにより、ホイールレートｋを算出する。
【００４９】
【数２】
2009001059.tif 000004
このホイールレート推定算出処理によって算出されるホイールレートｋは、走行中の車両の現在のホイールレートを推定した値である。これに対し、後述する予想ホイールレート推定算出処理によって算出される予想ホイールレートｋｅは、走行中のトラック２０が報知対象位置（走行に注意を要する路面）を将来通過する際のホイールレートの予想値である。
【００５０】
なお、本実施形態では、輪荷重とホイールレートとの関係をホイールレートマップとして予め設定しているが、両者の関係をテーブルとして設定してもよく、また所定の式として設定してもよい。
【００５１】
車両状態係数算出処理では、上記ホイールレート推定算出処理で算出したホイールレートｋと、記憶部３７に予め記憶されたサスペンション２６，２７の減衰係数ｃと、上記バネ上質量推定算出処理で算出したバネ上質量ｍとを、後述する式（１６ａ）に代入することによって、車両状態係数（第１の車両状態係数）ｆを算出する。
【００５２】
路面形状係数算出処理及び旋回半径算出処理は、上下加速度判定処理において、上下加速度センサ１３が検出した上下方向加速度が上下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。
【００５３】
路面形状係数算出処理では、車速センサ１２が検出した車速と上下加速度センサ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、後述する式（１７）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。なお、路面形状係数算出処理では、上述のように、上下加速度センサ１３が検出した上下方向加速度を式（１７）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。
【００５４】
旋回半径算出処理では、車速センサ１２が検出した車速Ｖと横加速度センサ１９が検出した横方向加速度ａｙとを、次式（３）に代入することによって、走行中のトラック２０の旋回半径Ｒｃを算出する。演算処理部３１は、算出された旋回半径Ｒｃを路面形状データ記録・検索部３２へ出力する。
【００５５】
【数３】
2009001059.tif 000005
なお、車両が回転する速度を検出するヨーレートセンサを設け、車速センサ１２が検出した車速Ｖとヨーレートセンサが検出するヨーレートγとを、次式（４）に代入することによって、旋回半径Ｒｃを算出してもよい。
【００５６】
【数４】
2009001059.tif 000006
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及び旋回半径Ｒｃの入力を受けると、この路面形状係数ＫＲｄ及び旋回半径Ｒｃ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６９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と旋回半径Ｒｃとの組み合わせが順次蓄積される。
【００５７】
また、路面形状データ記録・検索部３２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（報知対象の緯度経度情報と対応する路面形状係数ＫＲｄ及び旋回半径Ｒｃ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６９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及び旋回半径Ｒｃを、演算処理部３１へ出力する。
【００５８】
演算処理部３１は、路面形状データ記録・検索部３２から路面係数ＫＲｄ及び旋回半径Ｒｃの入力を受けると、上記第１の上限車速算出処理、予想ホイールレート推定算出処理、予想車両状態係数算出処理、及び第２の上限車速算出処理及び上限車速比較判定処理を実行する。
【００５９】
第１の上限車速算出処理では、路面形状データ記録・検索部３２が路面情報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、上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えないようにするための第１の上限車速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と記憶部３７に予め記憶された上下加速度ピーク値とを、後述する式（１８）に代入することによって、第１の上限車速Ｖｍａｘを算出する。
【００６０】
予想ホイールレート推定算出処理では、車高センサ１４が検出した静的車高ｄＬ，ｄＲと、バネ上質量推定算出処理で算出したバネ上質量ｍと、第１の上限車速算出処理で算出した第１の上限車速Ｖｍａｘと、路面形状データ記録・検索部３２が路面情報データベースファイル３５から抽出したデータセットの旋回半径Ｒｃとから、予想ホイールレートｋｅを求める。
【００６１】
具体的には、車高センサ１４が検出した左右の静的車高ｄＬ，ｄＲと、空車時（積荷が無い状態）の静的車高ｄｃと、空車時の車両の重心とロールセンタＲＣとの高さの差ｈｖｃと、バネ上質量ｍと、車両質量ｍｖと、車両の重心と積荷の重心との高さの差ｈｖｆとを、後述する式（２２）に代入することによって、車体２４と積荷とを合わせた重心（バネ上質量ｍの重心）とロールセンタＲＣとの高さの差ｈＲＣを算出する。ここで、空車時の静的車高ｄｃは、納車時などの空車時に車高センサ１４が検出する左右の静的車高ｄＬ，ｄＲの平均値であり、記憶部３７に予め記憶されている。空車時の車両の重心とロールセンタＲＣとの高さの差ｈｖｃと、車両の重心と積荷の重心との高さの差ｈｖｆとは、推定値として記憶部３７に予め記憶されている。車両質量ｍｖは、車両固有の値として記憶部３７に予め記憶されている。
【００６２】
次に、上記バネ上質量推定算出処理で取得した静的輪荷重ｗＬ，ｗＲ及びバネ上質量ｍと、上記算出した高さの差ｈＲＣと、第１の上限車速算出処理で算出した第１の上限車速Ｖｍａｘと、路面形状データ記録・検索部３２が路面情報データベースファイル３５から抽出したデータセットの旋回半径Ｒｃと、ロールセンタＲＣから各サスペンション２６，２７までの距離ｔとを、後述する式（２５ａ）及び（２５ｂ）に代入することにより、旋回時の左右の予想輪荷重ｗｅＬ，ｗｅＲを算出する。次に、算出した予想輪荷重ｗｅＬ，ｗｅＲと図８に示すホイールレートマップとから、左右の予想輪荷重ｗｅＬ，ｗｅＲに対応する左予想ホイールレートｋｅＬと右予想ホイールレートｋｅＲとをそれぞれ求め、求めた左予想ホイールレートｋｅＬと右予想ホイールレートｋｅＲとを式（２）に代入することにより、予想ホイールレートｋｅを算出する。なお、予想ホイールレート推定算出処理では、左ホイールレートｋＬと右ホイールレートｋＲとに代えて左予想ホイールレートｋｅＬと右予想ホイールレートｋｅＲとを式（２）に代入する。
【００６３】
この予想ホイールレートｋｅは、走行中のトラック２０が報知対象位置を将来通過する際のホイールレートの予測値である。
【００６４】
予想車両状態係数算出処理では、上記予想ホイールレート推定算出処理で算出した予想ホイールレートｋｅと、記憶部３７に予め記憶されたサスペンション２６，２７の減衰係数ｃと、上記バネ上質量推定算出処理で算出したバネ上質量ｍとを、後述する式（１６ａ）に代入することによって、予想車両状態係数（第２の車両状態係数）ｆｅを算出する。なお、予想車両状態係数算出処理では、ホイールレートｋに代えて予想ホイールレートｋｅを式（１６ａ）に代入する。
【００６５】
第２の上限車速算出処理では、路面形状データ記録・検索部３２が路面情報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と上記予想車両状態係数算出処理で算出した予想車両状態係数ｆｅとから、上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えないようにするための第２の上限車速Ｖｍａｘｅを算出する。具体的には、路面形状係数ＫＲｄと予想車両状態係数ｆｅと記憶部３７に予め記憶された上下加速度ピーク値とを、後述する式（１８）に代入することによって、第２の上限車速Ｖｍａｘｅを算出する。なお、第２の上限車速算出処理では、車両状態係数ｆに代えて予想車両状態係数ｆｅを式（１８）に代入する。
【００６６】
すなわち、第１の上限車速算出処理によって算出される第１の上限車速Ｖｍａｘと第２の上限車速算出処理によって算出される第２の上限車速Ｖｍａｘｅとは、第１の上限車速Ｖｍａｘが、ホイールレートｋを用いて算出される値であるのに対し、第２の上限車速Ｖｍａｘｅが、トラック２０が報知対象位置を将来通過するときの旋回半径Ｒｃを考慮して推測した予想ホイールレートｋｅを用いて算出される値である点で相違する。
【００６７】
上限車速比較判定処理では、それぞれ算出した第１の上限車速Ｖｍａｘと第２の上限車速Ｖｍａｘｅとを比較し、値が小さい方の上限車速を報知用として路面形状データ記録・検索部３２へ出力する。
【００６８】
路面形状データ記録・検索部３２は、演算処理部３１から報知用の上限車速の入力を受けると、この報知用の上限車速を、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。
【００６９】
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（報知用の上限車速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車速と算出した距離（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。
【００７０】
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。
【００７１】
上限車速表示装置１７は、報知手段７１として機能し、路面形状データ記録・検索部３２から報知用の上限車速と距離（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車速とを、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車速とを事前に認識することができる。
【００７２】
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、上下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。
【００７３】
また、トラック２０に図５に示すようなナビゲーション装置４０が搭載されている場合、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。
【００７４】
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６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。
【００７５】
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（報知用の上限車速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。
【００７６】
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報知用の上限車速と報知対象の緯度経度情報とに基づき、図６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報知対象位置（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。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７１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車速とを事前に認識することができる。
【００７７】
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、上下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４４から出力させる。
【００７８】
「路面形状係数及び上限車速の導出」
[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。
【００７９】
図９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（５）で表される。
【００８０】
【数５】
2009001059.tif 000007
式（５）中のφは、図９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。
【００８１】
角部ｐに接触した後、速度ｖｚは、図１０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（６）と置き換えることができる。
【００８２】
【数６】
2009001059.tif 000008
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。
【００８３】
[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バネ上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５０が段差を通過する際の振動モデルは、図１１に示すような系となる。バネ上質量を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（７）となる。
【００８４】
【数７】
2009001059.tif 000009
式（５）から、この系の状態方程式は次式（８）となる。
【００８５】
【数８】
2009001059.tif 000010
式（６）をラプラス変換し、伝達関数を求めると、次式（９）となる。
【００８６】
【数９】
2009001059.tif 000011
式（７）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（１０）となる。
【００８７】
【数１０】
2009001059.tif 000012
ここで、式（６）より、段差に乗り上げる場合の路面変位速度ｘ１ｄ（ｔ）は、次式（１１）と考えられる。
【００８８】
【数１１】
2009001059.tif 000013
従って、式（１１）のラプラス変換は、次式（１２）となる。
【００８９】
【数１２】
2009001059.tif 000014
ゆえに、この入力に対する車体変位速度は、次式（１３）となり、
【００９０】
【数１３】
2009001059.tif 000015
このときの上下加速度の時間応答は、式（１３）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（１４）となる。
【００９１】
【数１４】
2009001059.tif 000016
式（１４）で表される関数は、時間ｔが次式（１５ａ）で表される値付近でほぼ最大となり、このときのバネ上に発生する上下加速度の理論上のピーク値は、次式（１５ｂ）となる。
【００９２】
【数１５】
2009001059.tif 000017
ここで、
【００９３】
【数１６】
2009001059.tif 000018
とおけば、
【００９４】
【数１７】
2009001059.tif 000019
となり、上下加速度ピーク値、車両諸元（バネ上質量ｍ、タイヤサスペンションのホイールレートｋ、減衰係数ｃ）、及び車速Ｖが分かれば、式（１７）に従って路面形状係数ＫＲｄを算出することができる。なお、上記車両諸元（バネ上質量ｍ、タイヤサスペンションのホイールレートｋ、減衰係数ｃ）を式（１６ａ）に代入することによって算出されるｆ（ｍ，ｋ，ｃ）を、車両状態係数と称する。
【００９５】
また、路面形状係数ＫＲｄが既に分かっている路面であれば、上下方向加速度をある一定値（上下方向加速度の最大値）以下に抑えるための上限車速は、次式（１８）によって算出することができる。
【００９６】
【数１８】
2009001059.tif 000020
【００９７】
「予想ホイールレートの導出」
[重心高の推定]
図１２に示すように、車両と積荷とを合わせた全体の重心（バネ上質量ｍの重心）とロールセンタＲＣとの高さの差をｈＲＣ、車両の重心と積荷の重心との高さの差をｈｖｆ、車両と積荷とを合わせた全体の重心と積荷の重心との高さの差をｈｖｆ１、車両と積荷とを合わせた全体の重心と車両の重心との高さの差をｈｖｆ２、車両の重心とロールセンタＲＣとの高さの差をｈｖとする。また、車両と積荷とを合わせた全体の質量（バネ上質量）をｍ、車両固有の数値である車両質量をｍｖとすると、積荷の質量をｍｆは、次式（１９）となる。
【００９８】
【数１９】
2009001059.tif 000021
ここで、車両の重心と積荷の重心との高さの差をｈｖｆは、走行中常に一定であることから、車両と積荷とを合わせた全体の重心と車両の重心との高さの差ｈｖｆ２は、次式（２０）によって求められる。
【００９９】
【数２０】
2009001059.tif 000022
また、空車時（積荷が無い状態）の静的車高をｄｃ、積荷がある状態での左右の静的車高をｄＬ，ｄＲ、空車時の車両の重心とロールセンタＲＣとの高さの差をｈｖｃとすれば、車両の重心とロールセンタＲＣとの高さの差をｈｖは、次式（２１）となる。
【０１００】
【数２１】
2009001059.tif 000023
従って、車両と積荷とを合わせた全体の重心（バネ上質量ｍの重心）とロールセンタＲＣとの高さの差をｈＲＣは、次式（２２）によって算出することができる。
【０１０１】
【数２２】
2009001059.tif 000024
【０１０２】
[予想ホイールレートの推定]
路面情報データベースファイル３５に記録されている路面形状係数ＫＲｄを用いて式（１８）によって算出した上限車速（第１の上限車速）Ｖｍａｘ及び旋回半径Ｒｃで走行した場合に車両に発生する横方向加速度ａｙｍａｘは、次式（２３）によって算出することができる。
【０１０３】
【数２３】
2009001059.tif 000025
通常走行においてロール角が比較小さい範囲であれば、図１３に示すように、旋回時のロールセンタＲＣは固定である（変動しない）と考えられるので、ロールセンタＲＣ回りの静的なモーメントの釣り合いの式から、上限車速（第１の上限車速）Ｖｍａｘで走行（通過）した場合の横方向加速度ａｙｍａｘにより生じるロールに起因する荷重移動Δｗは、次式（２４）となる。
【０１０４】
【数２４】
2009001059.tif 000026
従って、直進走行時の左右の静的輪荷重をｗＬ，ｗＲとすると、左旋回時の左右の予想輪荷重ｗｅＬ，ｗｅＲは、次式（２５）によって算出される。
【０１０５】
【数２５】
2009001059.tif 000027
得られた左右の予想輪荷重ｗｅＬ，ｗｅＲと図８に示すホイールレートマップとから、左右の予想輪荷重ｗｅＬ，ｗｅＲに対応する左予想ホイールレートｋｅＬと右予想ホイールレートｋｅＲとをそれぞれ求め、求めた左予想ホイールレートｋｅＬと右予想ホイールレートｋｅＲとを式（２）に代入することにより、予想ホイールレートｋｅが算出される。
【０１０６】
「ＥＣＵが実行する処理」
次に、ＥＣＵ１５が実行する処理について、図１４〜図１９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。
【０１０７】
ＥＣＵ１５及びナビゲーション装置４０の起動により、図２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、まずナビゲーション装置４０がＯＮか否かを判定し（ステップＳ１０）、ナビゲーション装置４０がＯＮの場合、ステップＳ１以降の処理を順次実行する。
【０１０８】
ステップＳ１へ進むと、タイマがスタートすると共に、図１５に示すバネ上質量推定算出処理及びホイールレート推定算出処理を実行する。
【０１０９】
バネ上質量推定算出処理及びホイールレート推定算出処理では、車高センサ１４（左車高センサ１４ａ及び右車高センサ１４ｂ）が検出した静的車高ｄＬ，ｄＲとを読み込み（ステップＳ４１）、図７に示す輪荷重マップから静的車高ｄＬ，ｄＲに対応する左右の静的輪荷重ｗＬ，ｗＲをそれぞれ推定し（ステップＳ４２）、図８に示すホイールレートマップから左右の静的輪荷重ｗＬ，ｗＲに対応する左ホイールレートｋＬと右ホイールレートｋＲとをそれぞれ推定し（ステップＳ４３）、ステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４では、静的輪荷重ｗＬ，ｗＲをそれぞれ質量に換算することにより左バネ上質量ｍＬと右バネ上質量ｍＲとを算出し、算出した左バネ上質量ｍＬと右バネ上質量ｍＲとを式（１）に代入することにより、後車輪２３側のバネ上質量ｍを算出する。また、左ホイールレートｋＬと右ホイールレートｋＲとを式（２）に代入することにより、ホイールレートｋを算出する。ステップＳ４４の処理が終了すると、図１４のステップＳ２へ進む。
【０１１０】
ステップＳ２では、車両状態係数算出処理を実行する。この車両状態係数算出処理では、ステップＳ１（ステップＳ４４）で算出したホイールレートｋ及びバネ上質量ｍと、記憶部３７に予め記憶されたサスペンション２６，２７の減衰係数ｃとを、式（１６ａ）に代入することによって、車両状態係数（第１の車両状態係数）ｆを算出する。
【０１１１】
次に、ステップＳ３へ進み、図１６に示す路面形状係数算出処理を実行する。
【０１１２】
路面形状係数算出処理では、上下加速度センサ１３が検出した車体２４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上下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上下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、路面形状係数算出処理を終了して、図１４のステップＳ４へ進む。
【０１１３】
一方、上下方向加速度の値が上下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、上下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。
【０１１４】
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ＫＲｄを算出する。
【０１１５】
次に、ステップＳ１７へ進み、図１７に示す旋回半径算出処理を実行する。
【０１１６】
旋回半径算出処理では、横加速度センサ１９が検出した横方向加速度ａｙを読み込み（ステップＳ５１）、横方向加速度ａｙの絶対値が所定の最小値ａｙＬｏｗを超えているか否かを判定する（ステップＳ５２）。
【０１１７】
ステップＳ５２で横方向加速度ａｙの絶対値が所定の最小値ａｙＬｏｗを超えていると判定した場合、ホイールレートが大きく変動している可能性があるため、ステップＳ５３へ進む。ステップＳ５３では、車速センサ１２が検出した車速（ステップＳ１４で読み込んだ車速）Ｖと横加速度センサ１９が検出した横方向加速度（ステップＳ５１で読み込んだ横方向加速度）ａｙとを、式（３）に代入することによって、走行中のトラック２０の旋回半径Ｒｃを算出し、ステップＳ５４へ進む。
【０１１８】
ステップＳ５４では、旋回半径Ｒｃの絶対値が所定の最大値Ｒｃｍａｘ未満か否かを判定し、最大値Ｒｃｍａｘ未満の場合には、旋回半径算出処理を終了して図１６のステップＳ１６へ進む。
【０１１９】
一方、ステップＳ５２で横方向加速度ａｙの絶対値が所定の最小値ａｙＬｏｗ以下であると判定した場合、及びステップＳ５４で旋回半径Ｒｃの絶対値が所定の最大値Ｒｃｍａｘ以上であると判定した場合には、ホイールレートの変動が微小であると推定できるため、ステップＳ５５へ進み、旋回半径Ｒｃの値を所定の最大値Ｒｃｍａｘに置き換えた後、旋回半径算出処理を終了して図１６のステップＳ１６へ進む。
【０１２０】
ステップＳ１６では、算出した路面形状係数ＫＲｄ及び旋回半径Ｒｃ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に追加する。ステップＳ１６を実行することにより路面形状係数算出記録処理を終了し、図１４のステップＳ４へ進む。この路面形状係数算出記録処理により、上下方向加速度の値が上下加速度ピーク値を超えた路面の緯度経度情報が、その路面形状係数及び旋回半径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。
【０１２１】
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１８に示す上限車速算出記録処理を実行する。
【０１２２】
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か否かを判定する。上限車速算出フラッグが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、図１４のステップＳ１０に戻る。
【０１２３】
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Ｓ２４及びステップＳ２５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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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（１８）に代入して上限車速を算出する（ステップＳ２６）。
【０１２６】
次に、ステップＳ３１へ進み、図１９に示す上限車速補正処理を実行する。
【０１２７】
上限車速補正処理では、旋回半径Ｒｃの絶対値が所定の最大値Ｒｃｍａｘ未満か否かを判定し（ステップＳ６１）、最大値Ｒｃｍａｘ未満の場合には、ホイールレートが大きく変動する可能性が高いため、ステップＳ６２へ進む。一方、旋回半径Ｒｃの絶対値が所定の最大値Ｒｃｍａｘ以上の場合には、ホイールレートの変動が微小であると推定できるため、上限車速補正処理を終了して図１８のステップＳ２７へ進む。
【０１２８】
ステップＳ６２では、路面形状データ記録・検索部３２が路面情報データベースファイル３５から抽出したデータセットの旋回半径Ｒｃと、第１の上限車速算出処理（ステップＳ２６）で算出した第１の上限車速Ｖｍａｘとを用いて、式（２５ａ）及び式（２５ｂ）により、旋回時の左右の予想輪荷重ｗｅＬ，ｗｅＲを算出し、ステップＳ６３へ進む。
【０１２９】
ステップＳ６３では、算出した予想輪荷重ｗｅＬ，ｗｅＲと図８に示すホイールレートマップとから、左右の予想輪荷重ｗｅＬ，ｗｅＲに対応する左予想ホイールレートｋｅＬと右予想ホイールレートｋｅＲとをそれぞれ推定し、推定した左予想ホイールレートｋｅＬと右予想ホイールレートｋｅＲとを式（２）に代入することにより、予想ホイールレートｋｅを算出し、ステップＳ６４へ進む。
【０１３０】
ステップＳ６４では、予想ホイールレートｋｅと、記憶部３７に予め記憶されたサスペンション２６，２７の減衰係数ｃと、ステップＳ１（ステップＳ４４）で算出したバネ上質量ｍとを、後述する式（１６ａ）に代入することによって、予想車両状態係数（第２の車両状態係数）ｆｅを算出し、ステップＳ６５へ進む。
【０１３１】
ステップＳ６５では、予想車両状態係数ｆｅと、路面形状データ記録・検索部３２が路面情報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（ＫＲｄｄ）と、記憶部３７に予め記憶された上下加速度ピーク値とを、式（１８）に代入することによって、第２の上限車速Ｖｍａｘｅを算出し、ステップＳ６６へ進む。
【０１３２】
ステップＳ６６では、第１の上限車速Ｖｍａｘと第２の上限車速Ｖｍａｘｅとを比較し、第１の上限車速Ｖｍａｘが第２の上限車速Ｖｍａｘｅを超えている場合には、ステップＳ６７へ進み、第１の上限車速Ｖｍａｘの値を第２の上限車速Ｖｍａｘｅに置き換えた後、上限車速補正処理を終了して図１８のステップＳ２７へ進む。このように、第１の上限車速Ｖｍａｘの値を第２の上限車速Ｖｍａｘｅに置き換えることにより、実質的に第２の上限車速Ｖｍａｘｅが報知用の上限車速となる。
【０１３３】
一方、第１の上限車速Ｖｍａｘが第２の上限車速Ｖｍａｘｅを超えていない（第１の上限車速Ｖｍａｘが第２の上限車速Ｖｍａｘｅ以下である）場合には、第１の上限車速Ｖｍａｘの値を第２の上限車速Ｖｍａｘｅに置き換えずに、上限車速補正処理を終了して図１８のステップＳ２７へ進む。この場合、第１の上限車速Ｖｍａｘが報知用の上限車速となる。
【０１３４】
ステップＳ２７では、報知用の上限車速（ステップＳ６６，ステップＳ６７の後の第１の上限車速Ｖｍａｘ）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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
図１４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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
このように、本実施形態によれば、車両の各車輪２２，２３に作用する上下方向加速度が上下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バネ上質量とを用いて算出した路面形状係数と、このときの車速と横方向加速度とを用いて算出した旋回半径とを、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。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り、旋回半径は、車両が所定の走行経路に従って走行する際に各走行場所ごとに定まる値である。
【０１４１】
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、現在のホイールレートと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バネ上質量とを用いて、上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えないための第１の上限車速を演算する。また、演算処理部３１は、報知対象の位置情報に対応する旋回半径に基づいて、報知対象の位置情報が特定する場所を車両が走行するときの予想ホイールレートを推定し、この予想ホイールレートと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バネ上質量とを用いて、上下方向加速度が所定加速度を超えないための第２の上限車速を演算する。そして、第１の上限車速と第２の上限車速とを比較し、速度の低い方の上限車速を報知用として選択する。
【０１４２】
上限車速表示装置１７やナビゲーション装置４０は、報知用として選択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、上下方向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、上下方向加速度が上下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、上下方向加速度が上下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。
【０１４３】
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バネ上質量とを用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上下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上下加速度ピーク値とバネ上質量とを用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。
【０１４４】
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（現在のホイールレート又は予想ホイールレート）と減衰係数を用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。
【０１４５】
また、現在のホイールレートに基づく第１の上限車速と、報知対象位置での車両の旋回半径から推測された予想ホイールレートに基づく第２の上限車速とを演算し、これら上限車速のうち速度の低い低い方を乗員に報知するので、非線形性の強いサスペンションが搭載された商用車のようにホイールレートが直進状態と旋回状態とで大きく相違する場合であっても、乗員は、車両の旋回状態が考慮された的確な上限車速を知ることができる。
【０１４６】
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がバネ上質量を算出しているので、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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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車速とを事前に認識することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
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】
【０１５０】
【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３の車両のＩＶ−ＩＶ矢視断面を模式的に示す断面図
【図５】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６】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７】静的車高と輪荷重との関係を示す輪荷重マップである。
【図８】輪荷重とホイールレートとの関係を示すホイールレートマップである。
【図９】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１０】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１１】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１２】ロールセンタと各重心高さとの関係を示す模式図である。
【図１３】ロールによる荷重移動を示す模式図である。
【図１４】メインルーチン処理を示すフローチャートである。
【図１５】バネ上質量推定算出処理及びホイールレート推定算出処理を示すフローチャートである。
【図１６】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１７】旋回半径算出処理を示すフローチャートである。
【図１８】上限車速算出記録処理を示すフローチャートである。
【図１９】上限車速補正処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５１】
１１：ＧＰＳ受信部
１２：車速センサ
１３：上下加速度センサ
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
１９：横加速度センサ
２０：トラック（車両）
２１：キャブ
２２：前車輪
２３：後車輪
２４：車体
２５：後車軸
２６，２７：サスペンション
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
６１：位置情報取得手段
６２：車速検出手段
６３：上下加速度検出手段
６４：ホイールレート取得手段
６５：路面形状係数演算手段
６６：旋回半径取得手段
６７：記録制御手段
６８：ホイールレート推定手段
６９：車両位置判定手段
７０：上限車速演算手段
７１：報知手段
７２：記録媒体
７３：上限車速比較手段
【図１】
2009001059.tif 000028
【図２】
2009001059.tif 000029
【図３】
2009001059.tif 000030
【図４】
2009001059.tif 000031
【図５】
2009001059.tif 000032
【図６】
2009001059.tif 000033
【図７】
2009001059.tif 000034
【図８】
2009001059.tif 000035
【図９】
2009001059.tif 000036
【図１０】
2009001059.tif 000037
【図１１】
2009001059.tif 000038
【図１２】
2009001059.tif 000039
【図１３】
2009001059.tif 000040
【図１４】
2009001059.tif 000041
【図１５】
2009001059.tif 000042
【図１６】
2009001059.tif 000043
【図１７】
2009001059.tif 000044
【図１８】
2009001059.tif 000045
【図１９】
2009001059.tif 000046