(57)【要約】  走行中の車両が道路構造情報報知装置２に接近すると、車両検出部２２が車両を検出し、制御部２１がメモリ２４から道路構造情報２３を読み出し、無線通信部２５が道路構造情報２３を車両側システム３に送信する。送信された道路構造情報２３を無線通信部３１が受信し、制御部３２１がメモリ３２２に書き込む。走行制御部３３は、道路構造情報２３を必要とするとき、道路構造情報管理部３２に情報要求を送信する。道路構造情報管理部３２はメモリ３２２から道路構造情報２３を読み出して走行制御部３３に送信する。このようにして、走行制御部３３は必要な道路構造情報２３を取得する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め登録された道路構造情報を取得し、取得した前記道路構造情報を用いて自らの走行制御を行う車両。
【請求項２】
前記道路構造情報は、路面上、および／または路面よりも下でほぼ垂直方向に分布している道路構造に関する情報である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記道路構造情報は、道路に沿ってほぼ水平方向に分布している道路構造に関する情報である請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記道路構造情報は、道路の高度情報、坂道の傾斜角度、カーブにおけるバンク角度、舗装の種類、舗装材料、舗装やその下層の基礎敷きの厚さ、路盤、盛り土または高架の構造、桁の継ぎ目の位置、舗装の施工年月日、振動特性その他各種の項目を所定の評価基準で評価した評価値、および雨水排除を考慮した路面の幅方向の傾斜等の路面形状情報のいずれかを含む請求項１から３のいずれか一項記載の車両。
【請求項５】
外部から送信される道路構造情報を受信する手段と、
受信した前記道路構造情報を記憶するメモリと、
車両の走行を制御する走行制御部から情報要求がなされると、前記メモリに記憶した前記道路構造情報を読み出して前記走行制御部に送信する手段と
を備える車両側システム。
【請求項６】
前記走行制御部は、サスペンション制御部、ステアリング制御部、トランスミッション制御部、エンジンおよび／または電動機等の駆動部を制御する駆動制御部、および制動制御部のいずれかを含む請求項５記載の車両側システム。
【請求項７】
道路近傍に設置される道路構造情報報知装置であって、
少なくとも自らが設置された位置の周辺の道路区間に関する道路構造情報を記憶する記憶手段と、
自らに接近してくる車両に前記道路構造情報を送信する送信手段と
を備える道路構造情報報知装置。
【請求項８】
前記車両に前記道路構造を車両側に取得させるための非接触型の無線通信手段を備える請求項７記載の道路構造情報報知装置。
【請求項９】
道路構造情報と、マップ上における道路交通情報に係る位置を示す位置情報とを含むマップ情報を記憶する記憶手段を備えるカーナビゲーションシステム。
【請求項１０】
車両側システムとＩＰ網その他の公衆網を介して通信する手段と、
管轄エリアの道路構造情報を格納するデータベースと、
車両側システムからの情報要求に応じて前記データベースから必要な道路構造情報を読み出す手段と、
読み出した道路構造情報を当該車両に送信する手段と
を備える道路構造情報管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の構造に関する情報を車両に取得させて車両の走行を制御する技術に関する。
本願は、２００５年４月１１日に出願された特願２００５−１１３５９１号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の走行制御システムにおいて、電磁ダンパを使用して車両の姿勢を制御する技術がある。この種の技術として、例えば、システム同定によるタイヤ固有振動数の同定を行って摩擦係数の推定値を算出する等の手法が提供されている。【０００３】
一方、下記の特許文献１に記載されるように、道路にマーカ（情報出力端末）を埋設しておき、マーカから出力された所定のデータを走行中の車両に取得させて交通制御を行うシステムが提供されている。
【特許文献１】特開２００２−３４２８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の摩擦係数の推定値を算出する処理を行うにあたって、路面の凹凸や粗さあるいは路盤等、道路の構造に関する情報を事前に取得できれば、推定値の精度やリアルタイム性が向上する等の利点が得られる。しかしながら、一般の道路においてこのような情報を車両に取得させるシステム、特に走行中の車両に取得させるシステムは確立されていないのが現状である。【０００５】
特許文献１には、道路に埋設されたマーカから出力された所定のデータを走行中の車両に取得させる技術が記載されているが、この技術は、車両の自動運転制御において、車両の車線からの逸脱等を防止するために、車線上の位置情報を車両に提供することに特化したものであり、上記の道路の構造に関する情報を車両に取得させるシステムの構築に関して何ら資するところはない。【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、道路の構造に関する情報を車両に取得させ、車両の走行を制御するための技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の車両は、予め登録された道路構造情報を取得し、取得した前記道路構造情報を用いて自らの走行制御を行う。【０００８】
本発明の車両において、前記道路構造情報は、路面上、および／または路面よりも下でほぼ垂直方向に分布している道路構造に関する情報であってもよい。また、この情報は、道路に沿ってほぼ水平方向に分布している道路構造に関する情報であってもよい。さらにその情報は、道路の高度情報、坂道の傾斜角度、カーブにおけるバンク角度、舗装の種類（保水性舗装、透水性舗装、排水性舗装、半撓み性舗装等）、舗装材料（透水性または非透水性のアスファルト、コンクリート、レンガ敷き、石畳、砂利道等）、舗装やその下層の基礎敷きの厚さ、路盤、盛り土または高架の構造、桁構造、桁材料、桁長さ、脚構造、桁の継ぎ目の位置、舗装の施工年月日、振動特性その他各種の項目を所定の評価基準で評価した評価値、および雨水排除を考慮した路面の幅方向の傾斜等の路面形状情報のいずれかを含んでいてもよい。【０００９】
本発明の車両側システムは、外部から送信される道路構造情報を受信する手段と、受信した前記道路構造情報を記憶するメモリと、車両の走行を制御する走行制御部から情報要求がなされると、前記メモリに記憶した前記道路構造情報を読み出して前記走行制御部に送信する手段とを備える。【００１０】
本発明の車両側システムにおいて、前記走行制御部は、サスペンション制御部、ステアリング制御部、トランスミッション制御部、エンジンおよび／または電動機などの駆動部を制御する駆動制御部、および制動制御部のいずれかを含んでいてもよい。【００１１】
本発明の道路構造情報報知装置は、道路近傍に設置される道路構造情報報知装置であって、少なくとも自らが設置された位置の周辺の道路区間に関する道路構造情報を記憶する記憶手段と、自らに接近してくる車両に前記道路構造情報を送信する送信手段とを備える。【００１２】
本発明の道路構造情報報知装置は、前記車両に前記道路構造を車両側に取得させるための非接触型の無線通信手段を備えていてもよい。【００１３】
本発明のカーナビゲーションシステムは、道路構造情報と、マップ上における道路交通情報に係る位置を示す位置情報とを含むマップ情報を記憶する記憶手段を備える。【００１４】
本発明の道路構造情報管理システムは、車両側システムとＩＰ網その他の公衆網を介して通信する手段と、管轄エリアの道路構造情報を格納するデータベースと、車両側システムからの情報要求に応じて前記データベースから必要な道路構造情報を読み出す手段と、読み出した道路構造情報を当該車両に送信する手段とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、道路の構造に関する情報を車両、特に走行中の車両に取得させ、同車両の走行制御に使用することが可能となり、車両の走行性や燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る道路構造情報の報知システムの概略を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る道路構造情報の報知システムの概略を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施の形態に係る道路構造情報の報知システムの概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…報知システム、２…道路構造情報報知装置、２１…制御部、２２…車両検出部、２３…道路構造情報、２４…メモリ、２５…無線通信部、３…車両側システム、３１…無線通信部、３２…道路構造情報管理部、３２１…制御部、３２２…メモリ、３３…走行制御部、３３１…サスペンション制御部、３３１１…システム同定部、３３１２…摩擦係数推定部、３３２…ステアリング制御部、３３３…トランスミッション制御部、３３４…駆動制御部、３３５…制動制御部、４…カーナビゲーションシステム、４１…制御部、４２…マップ情報ＲＯＭ、４２１…マップ情報、４２１１…タグ情報、４３…通信部、５…サーバ、５１…制御部、５２…データベース、５３…通信部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る道路構造情報の報知システムの概略を示すブロック図である。同図に示すように、この報知システム１は、道路に沿って適宜離間した位置に設置される道路構造情報報知装置２と、車両に内蔵される車両側システム３とから構成される。【００１９】
一般に、交通制御等に使用される各種の情報端末を設置するための構造物が、道路に沿って配置されているので、道路構造情報報知装置２は、このような既存の構造物を利用して設置することが可能である。道路構造情報報知装置２は、同装置の主制御を行う制御部２１、車両の接近を検出する車両検出部２２、道路構造情報２３を記憶するメモリ２４、道路構造情報２３を車両に送信する無線通信部２５等を備えている。制御部２１は、マイクロコンピュータ等を用いて構成すれば良い。車両検出部２２は、速度監視装置等で確立されている既存の技術を利用し、道路を走行中の車両が道路構造情報報知装置２に接近してくるのを検出するもので良い。メモリ２４は、不揮発性のメモリで構成されるのが望ましいが、補修工事等によって道路の構造が変化した場合に新たな道路構造情報２３を適宜更新できるように、書き換え可能なメモリを用いると好適である。無線通信部２５と無線通信部３１との間の通信は、後述のように、ＩＣタグ技術等で確立された非接触型の通信手段を利用すれば良い。【００２０】
道路構造情報２３は、路面上、および／または路面よりも下でほぼ垂直方向に分布している道路構造に関する情報、さらには道路に沿ってほぼ水平方向に分布している道路構造に関する情報を含む。例えば、道路の高度情報、坂道の傾斜角度、カーブにおけるバンク角度、舗装の種類（保水性舗装、透水性舗装、排水性舗装、半撓み性舗装等）、舗装材料（透水性または非透水性のアスファルト、コンクリート、レンガ敷き、石畳、砂利道等）、舗装やその下層の基礎敷きの厚さ、路盤、盛り土または高架の構造、桁構造、桁材料、桁長さ、脚構造、桁の継ぎ目の位置、舗装の施工年月日、振動特性その他各種の項目を所定の評価基準で評価した評価値、および路面が雨水排除を考慮した傾斜を持つか否か等の路面形状情報のいずれかである。これらの情報は、現在、道路管理者や道路工事施工者等が作成運用している設計施工用の電子図面を情報源として収集するのが好ましい。【００２１】
舗装の施工年月日に関する情報については、施工年月日に基づいて施工から現在までの期間が算出され、その間における路面の経時変化（例えば路面の劣化や轍の発生）が、後述する路面形状情報に反映される。
振動特性は、例えば舗装の種類、舗装材料、舗装の厚さ、路盤または高架の構造、桁の継ぎ目の位置とった道路構造によって定まり、車両が走行するのに伴って変化する。
各種の評価値とは、上記の振動特性や路面の摩擦係数等を、予め取り決められ標準化された評価手法により評価して得られた値である。【００２２】
路面形状等の情報には、例えば雨水を排除するために路面の与えられた幅方向の傾斜、居眠り運転防止用に注意を喚起するために形成されたペイントによる段差等の情報が含まれる。路面形状情報については、事前にプローブカーを走行させ、その結果得られた車両の運動情報（例えば車両の振動状態、車輪のスリップ、アンチロックブレーキシステムの作動等）から得てもよい。路面形状情報は、プローブカーによってのみ得られるのではなく、一般車両にもプローブを搭載しておき、その車両が走行した道路の路面形状情報を集約し、道路構造情報に最新の情報として反映させてもよい。【００２３】
道路構造情報報知装置２は、自らが設置された道路のある区間とその周辺エリアを管轄する。道路の上り下りで道路構造情報報知装置２が別途設置される場合には進行方向前方の一定のエリアを管轄とし、管轄エリアの道路構造情報２３を報知する。【００２４】
道路構造情報報知装置２は、関連情報として、天候情報（気温、湿度、降雨雪、積雪情報等）や、地域情報（地震情報、浸水情報、融雪剤の使用の有無、海岸近くにおける砂の堆積傾向等）の提供を受け、それらの情報を道路構造情報と組み合わせて車両に送信する。これにより、さらに高度な自動車走行制御を行うことが可能になる。【００２５】
一方、車両側システム３は、道路構造情報報知装置２から送信される道路構造情報２３を受信するための無線通信部３１、道路構造情報２３を管理する道路構造情報管理部３２、車両の各種の走行制御を行う走行制御部３３を備えている。この車両側システム３は、車両の各制御ユニットをＬＡＮ（Local Area Network）で接続する等して構成されている既存の制御システムを利用し、必要なユニットを付加する等して構築することができる。【００２６】
道路構造情報管理部３２は、主制御を行う制御部３２１と、道路構造情報２３を記憶するメモリ３２２とを備えている。制御部３２１は、無線通信部２５によって受信された道路構造情報２３をメモリ３２２に格納すると共に、走行制御部３３からの情報要求に応じて走行制御部３３に道路構造情報２３を送信する。【００２７】
走行制御部３３は、サスペンション制御部３３１、ステアリング制御部３３２、トランスミッション制御部３３３、駆動制御部３３４、制動制御部３３５等を備え、車両の走行に必要な各種の制御を行う。サスペンション制御部３３１は、システム同定部３３１１、摩擦係数推定部３３１２を備え、車両、タイヤ、サスペンション等の変位、速度、加速度、力等を検出するセンサ、例えば電磁ダンパ、加速度計、タイヤ空気圧センサ等を用いてシステム同定処理や路面の摩擦係数の推定演算等を行う。そして、推定された路面の摩擦係数に基づき、例えばサスペンションの硬さやステアリングの軽さを変化させるといった車両の走行制御を行う。【００２８】
以上の構成において、道路を走行中の車両が、道路の近傍に設置された道路構造情報報知装置２に接近すると、道路構造情報報知装置２において、車両検出部２２が車両の接近を検出し、制御部２１がメモリ２４に格納されている道路構造情報２３を読み出し、無線通信部２５によって車両側システム３に送信する。【００２９】
車両側システム３において、無線通信部２５から送信された道路構造情報２３を無線通信部３１により受信し、受信した道路交通情報を制御部３２１がメモリ３２２に書き込む。この後、走行制御部３３において、例えばサスペンション制御部３３１が摩擦係数の推定演算の際、道路構造情報２３を必要とするとき、サスペンション制御部３３１は道路構造情報管理部３２に情報要求を送信する。サスペンション制御部３３１からの情報要求を受信すると、道路構造情報管理部３２は、メモリ３２２に格納されている道路構造情報２３を読み出し、サスペンション制御部３３１に送信する。サスペンション制御部３３１は、このようにして取得した道路構造情報２３を、例えば参考情報として利用し、摩擦係数の推定演算の精度の向上や、リアルタイム性の向上に役立てることができる。【００３０】
また、上り坂と下り坂とでエンジンの制御特性を変えることにより、安全でかつ低燃費の走行を実現する。特に、ガソリンエンジンと電動機を搭載したいわゆるハイブリッドカーにおいて、上り坂走行中には、ガソリンエンジンの駆動力に頼らず、極力電動機の駆動力を利用し、上りきったときにはバッテリーの蓄電残量をほぼエンプティにする。また、下り坂走行中には、ガソリンエンジンや電動機の駆動力に頼らず、車両の位置エネルギーを利用して車両を走行させる。これにより、大幅な燃費の改善が実現できる。さらに、下り坂走行中には、電動機を発電機として機能させ、車両の自然降下を利用してバッテリーに充電することにより、ガソリンエンジンを発電のために駆動させることなく電力を回生でき、これによっても大幅な燃費の改善が実現できる。加えて、電動機を発電機として機能させることにより、エンジンブレーキに相当する安全なブレーキ機能を安定的に得ることができる。燃料電池車などの電気自動車においても同様に、下り坂で電力の回生が可能となるので、大幅な燃費の改善が可能となる。【００３１】
上記のような道路構造情報は、国毎に道路の構造や規格が異なるので、国毎に道路の振動特性や各種の評価値が異なる（例えば石畳の道路が多い欧州等では、振動特性に明らかな変化が生じる）。したがって、これらの情報を利用して国境を越えたこともわかる。【００３２】
なお、無線通信部２５と無線通信部３１との間の通信は、上記の技術に限らず、例えば地上デジタル方向による携帯機器向け放送サービス、いわゆるワンセグ放送や、既にカーナビゲーションシステム等で利用されている高度道路交通システム、いわゆるＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）、さらには人工衛星を利用した高度な通信技術等を利用することも可能である。【００３３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態に係る道路構造情報の報知システムの概略を示すブロック図である。同図において、第１の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。【００３４】
図２に示すように、この報知システム１は、車両に搭載されるカーナビゲーションシステム４と、同じく車両に搭載されている車両側システム３とから構成されている。カーナビゲーションシステム４は、同システムの主制御を行う制御部４１、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等を利用したマップ情報ＲＯＭ４２、車両側システム３と通信を行う通信部４３を備えている。マップ情報ＲＯＭ４２は、タグ情報４２１１を付加されたマップ情報４２１と、道路構造情報２３とを格納している。タグ情報４２１１は、道路構造情報２３が設定されている地点あるいは区間の位置情報と、設定された道路構造情報２３の識別子とを含む。【００３５】
このカーナビゲーションシステム４において、制御部４１は、タグ情報４２１１を用いて、車両が現在走行している地点または区間に道路構造情報２３が設定されているか否かの監視処理を行っている。そして、道路構造情報２３が設定されている地点または区間に車両が到達したとき、もしくは到達が見込まれるとき、制御部４１は、タグ情報に含まれる識別子から当該位置の道路構造情報２３を判別して読み出し、通信部４３により車両側システム３に送信する。到達の見込みの判定は、既存のルート認識機能等を利用して行うことができる。【００３６】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図３は、本発明の第３の実施の形態に係る道路構造情報の報知システムの概略を示すブロック図である。同図において、第１の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。【００３７】
図３に示すように、この報知システム１は、サーバ５と、車両側システム３とから構成されている。車両側システム３は、サーバ５に対しＩＰ（Internet Protocol）網その他の公衆網を介してアクセス可能であり、所定のエリアを管轄し、管轄エリアの道路に設定されている道路構造情報２３のすべてを担当する。このサーバ５は、主制御を行う制御部５１と、管轄エリアの全道路構造情報２３を対象するデータベース５２と、上記の公衆網に対するインタフェースとなる通信部５３とを備えている。【００３８】
車両側システム３は、任意のトリガ（例えば道路構造情報２３を必要とする演算処理を実行する際に生成される信号、あるいは定期的に生成される信号）を契機として情報要求をサーバ５に送信する。この情報要求を送信するにあたり、通信部３１−２は、例えばマルチプルアクセス方式の無線基地局（図示せず）に無線通信手段を用いて接続し、さらにこの無線基地局を介して上記の公衆網に接続し、この公衆網を介してサーバ５に接続する。上記の情報要求には、車両が現在走行している位置、あるいは今後走行すると予想される位置を示す情報が付加されている。この情報要求を受けて、サーバ５は車両の位置情報に対応する道路構造情報２３をデータベース５２から検索し、該当する情報を車両側システム３に返信する。車両側システム３は、このようにして取得した道路構造情報２３を使用して任意の処理に供することができる。【００３９】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、車両側システムとＩＰ網その他の公衆網を介して通信する手段と、管轄エリアの道路構造情報を格納するデータベースと、車両側システムからの情報要求に応じて前記データベースから必要な道路構造情報を読み出す手段と、読み出した道路構造情報を当該車両に送信する手段とを備える道路構造情報管理システムに関する。【００４１】
本発明によれば、道路の構造に関する情報を車両、特に走行中の車両に取得させ、同車両の走行制御に使用することが可能となり、車両の走行性や燃費を向上させることができる。
【図１】
2006109798.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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