車両用ナビゲーション装置
【課題】 車両が勾配路に差し掛かった際に、３Ｄジャイロセンサの０点ドリフトとの影響を軽減し、勾配路への進入における判定が遅れずにユーザを混乱させることなく車両の現在位置を判定することができる車両用ナビゲーション装置を提供する。
【解決手段】 車両の勾配角度Ａを検出して出力する車両勾配角度検出手段と、車両のサスペンション機構１９に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって車両の走行している道路の勾配変位Ｂを検出する勾配変位検出手段と、車両勾配角度検出手段からの勾配角度Ａ、並びに車両のサスペンション機構１９に設けられた勾配変位検出手段からの勾配変位Ｂの双方の情報を取り込み、かつ、地図情報における車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度Ｄの情報を照合することに基づき、車両が平面視で重複又は隣接する道路のうち勾配路に移行したか否かを判定する判定手段と、を含むことを特徴とする。
【解決手段】 車両の勾配角度Ａを検出して出力する車両勾配角度検出手段と、車両のサスペンション機構１９に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって車両の走行している道路の勾配変位Ｂを検出する勾配変位検出手段と、車両勾配角度検出手段からの勾配角度Ａ、並びに車両のサスペンション機構１９に設けられた勾配変位検出手段からの勾配変位Ｂの双方の情報を取り込み、かつ、地図情報における車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度Ｄの情報を照合することに基づき、車両が平面視で重複又は隣接する道路のうち勾配路に移行したか否かを判定する判定手段と、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行に伴ってＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等により車両の現在位置を検出し、その現在位置を表示装置上に道路地図と共に表示して、現在位置から目的地までの適切な経路を設定し、表示装置や音声出力装置などによって案内する車両用ナビゲーション装置は、運転者の効率的で安全な運転に貢献している。
【０００３】
ところで、都市部等では、地理的状況により一般道路と高低差を有して高速道路等の高架式の道路が建設されることがあり、その多くは一般道路と重なるように、上下に並行して設けられている。また、これら高架式の道路に乗降するために一般道路から高架式の道路へ、または高架式の道路から一般道路へと連絡するランプ等の勾配した道路（単に勾配路（取付道路）ともいう）が取り付けられている。多くの場合、そのような勾配路は一般道路または高架式の道路の一部の車線延長上からそのまま進入するように設けられている。
【０００４】
車両用ナビゲーション装置では、高架式の道路に対し乗降したか否かを、すなわち勾配路に進入したか否かを、車両に設けた３Ｄジャイロセンサによって車両の勾配角度を検出し、その勾配角度情報と地図情報の角度情報とを比較して、ある程度のマッチングが得られた場合に勾配路へ進入した可能性が高いと判定している。
【０００５】
そして、特許文献１記載の技術には、車両の車速、エンジン負荷変動量、制動操作、操舵操作等の検出した情報から登坂や降坂などの勾配変動を判別する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３１５７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、車両の車速、エンジン負荷変動量、制動操作、操舵操作等により検出した勾配角度情報では人為的作用が大きく、勾配変動の判別が遅れてしまう。また、３Ｄジャイロセンサに温度変化等により生じる出力電圧値の誤差、所謂０点ドリフトが発生していると、正確な勾配角度情報を出力することができなくなり、地図に格納されている地図情報の角度情報と比較しても、誤差が生じて勾配路を検知しないときがあり、車両の勾配路への進入における判定がされなかったり遅れたりすることでユーザに誤った案内を提供し、ユーザを混乱させるというおそれがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、車両が勾配路に差し掛かった際に、３Ｄジャイロセンサ（車両姿勢（角度）センサ）の０点ドリフトとの影響を軽減し、勾配路に対する進入又は退出の判定をより正確に行うことができる車両用ナビゲーション装置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及び発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
道路の勾配角度を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
車両の勾配角度を検出して出力する車両勾配角度検出手段と、
車両のサスペンション機構に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって車両の走行している道路の勾配変位を検出する勾配変位検出手段と、
車両勾配角度検出手段からの勾配角度、並びに前記車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段からの勾配変位の双方の情報を取り込み、かつ、地図情報における車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度の情報を照合することに基づき、車両が平面視で重複する道路のうち勾配路に移行した否かを判定する判定手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
上記本発明によれば、車両勾配角度検出手段からの勾配角度と車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段からの勾配変位との双方の情報を取り込む。それら二つの情報と地図情報における車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度の情報とを照合して、車両が平面視で重複又は隣接する道路のうち勾配路に移行したか否かが判定される。これによると、二つの検出手段を備えているので、地図情報記憶手段に記憶された平面視で重複する道路のうち勾配路に移行した場合に、より正確に勾配路に移行したか否かが判定され、即座に正確なマップマッチングを行うことができる。ひいては、マップマッチング率が向上されるので、ユーザーに良好な案内を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
判定手段は、車両勾配角度検出手段により検出される車両勾配角度と、前記地図情報記憶手段に記憶されている、車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度との差異が、所定値より大きいか否かを判断し、その差異が所定値より大きい場合は、車両サスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が勾配路に移行したものと判定することができる。
【００１１】
このように、車両勾配角度検出手段が検出した車両勾配角度と地図情報記憶手段に記憶されている道路勾配角度とに大きな差異が生じた場合に、車両サスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて勾配路に移行したか否かを判定する判定手段を設けることで、より正確なマップマッチングを行うことができる。
【００１２】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
判定手段によって、車両勾配角度検出手段により検出される車両勾配角度と、地図情報記憶手段に記憶されている、車両現在位置に対応する地点の道路勾配角度との差異が所定値より大きいと判断され、かつ、車両サスペンション機構に設けられた勾配角度検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が勾配路に移行したものと判定された場合に、地図情報における車両現在位置に対応する地点の道路勾配情報に基づいて車両勾配角度検出手段の出力値を補正する補正手段を備えることができる。
【００１３】
このように、上記判定手段によって勾配角度検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が勾配路に移行したものと判定された場合に、地図情報における車両現在位置に対応する地点の道路勾配情報に基づいて車両勾配角度検出手段の出力値を補正する補正手段を備えることで、車両勾配角度検出手段の誤差が是正されることで正常に動作するようになり、より正確に車両勾配角度を検出することができる。
【００１４】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
道路の勾配角度を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
車両の勾配角度を検出して出力する車両勾配角度検出手段と、
車両のサスペンション機構に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって車両の走行している道路の勾配変位を検出する勾配変位検出手段と、
勾配変位検出手段により勾配変位が検出されたときに、車両勾配角度検出手段により車両の勾配角度が検出されていなければ、またはその検出量が閾値以下であれば、位置検出手段により検出された車両の位置にある道路の勾配角度を前記地図情報記憶手段から読み出して前記車両勾配角度検出手段が出力する勾配角度を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
上記によれば、車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段により、車両勾配角度検出手段の出力値が補正されるため、より正確な判定とされる。
【００１６】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
補正手段は、車両勾配角度検出手段の０点補正を行うことができる。これにより、０点（基準点）を補正することで、車両勾配角度検出手段が出力する出力値がより正確な値となり、地図情報における勾配角度情報とのマップマッチング率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置の車両勾配角度検出手段として、車両に搭載された３次元（３Ｄ）ジャイロセンサを用いることができる。
【００１８】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段は、車両における前輪のサスペンション機構の伸縮変位を検出する前輪サスペンション側検出部と後輪のサスペンション機構の伸縮変位を検出する後輪サスペンション側検出部とを含み、前輪サスペンション側検出部がサスペンション機構の変位を検出してから後輪サスペンション側検出部が該サスペンション機構の変位を検出することに基づいて道路の勾配変位を検出することができる。
【００１９】
ここで、車両のサスペンション機構の変位は、通常、加速時には後輪のサスペンション機構が縮み、減速時には前輪のサスペンション機構が縮む。また、通常路走行時は前後輪ともに同様の変位となる。本発明の如く、勾配変位検出手段が、車両における前輪側及び後輪側の検出部において、前輪側で伸縮変位を検出してから後輪側で伸縮変位を検出することに基づいて道路の勾配変位を検出することで、車両の加速時及び減速時に発生するサスペンション機構の伸縮変位とを識別することができる。ひいては、より確実に勾配路に移行したか否かを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を添付する図面を参照しつつ説明する。図１は、車両用ナビゲーション装置（以下、ナビゲーション装置と略称する）の全体構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１００は、車両の現在位置、走行方向、及び車両勾配角度等を検出するセンサ群１、地図データ入力器６、操作スイッチ群７、リモートコントロール（以下、リモコンと略称する）端末１２からの信号を検出するリモコンセンサ１１、音声案内を行うスピーカ等の音声出力装置１５、外部メモリ９、例えばカラー液晶ディスプレイから構成される表示装置１０、例えばサスペンション機構を利用した勾配変位センサ１６、これらが接続された制御回路８等を備えている。
【００２１】
上記センサ群１は、周知構成の地磁気センサ２、３次元（３Ｄ）ジャイロスコープセンサ（車両勾配角度検出手段。以下、３Ｄジャイロセンサと略称する）３、距離センサ４、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機（位置検出手段）５を有している。これらのセンサ２，３，４，５等はそれぞれが性質の異なる検出誤差を有するので、これらのセンサ２，３，４，５等を組み合わせることで、互いに補完しながら検出誤差を補正するため精度の高い位置検出を行うことができる。なお、要求される検出精度レベルによっては、一部のセンサで構成してもよく、適宜選択して設ける構成とすることができる。さらに、ステアリングの回転センサや、転動輪の車輪センサ等を採用することも可能である。
【００２２】
車両勾配角度検出手段である３Ｄジャイロセンサ３は、角速度を検出することに基づいて方位を算出し、その算出した方位を示す方位データを取得するジャイロセンサに加え、車両の走行速度を検出する車速センサと、車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサとを備える。そして、各センサの検出結果から、車両の進行方向を検出するとともに、車両が走行している道路の勾配角度が算出される。
【００２３】
前述の勾配角度は、以下の手順で算出される。まず、車速センサによって検出された車両の走行速度から、車両の前後方向の加速度を算出する。次に、算出された車両の加速度と、加速度センサから検出された車両の加速度とを比較する。さらに、前述の２つの加速度の差分から、車両が走行中の道路の勾配角度を算出する。車両が平坦な道路を走行中の場合には、車両の走行速度から算出された車両の加速度と、加速度センサによって検出された加速度とが一致する。しかしながら、車両が上り坂や下り坂等の勾配路を走行している場合には、重力の影響から、車両の走行速度から算出された車両の加速度と、加速度センサによって検出された車両の加速度とが一致しない。これら２つの加速度の差分は重力の影響、すなわち車両が走行中の道路の勾配角度に依存する。そのため、前述の差分に基づいて、車両が走行中の道路の勾配角度が常時算出される。
【００２４】
地図データ入力器６は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、道路の接続を表した道路データを含む各種データを記憶媒体２０（地図情報記憶手段）から入力するための装置である。記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ，ハードディスクドライブを用いるのが一般的であるが、例えばメモリカード等の他の媒体を用いてもよい。
【００２５】
道路データとしては、表示用となる所定の地図画像情報が記憶されると共に、リンク情報やノード情報等を含む道路網情報が記憶される。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標、距離、標高、所要時間、道幅、車線数、制限速度等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐点，立体交差）等を規定する情報であって、位置座標、右左折車線数、接続先道路リンク等から構成される。例えば、高速道路等の高架式の道路やその出入口に設けられた勾配角度を含む勾配路（ランプ）に関する情報が含まれている。
【００２６】
操作スイッチ群７は、詳しくは図示しないが表示装置１０の画面の近傍に設けられたメカニカルスイッチや、表示装置１０の画面上に設けられるタッチパネルを含んでおり、ユーザ（ドライバ等）は、それら操作スイッチ群７を用いて各種機能の実行指示や、目的地等の指定、表示装置１０に表示される道路地図の縮尺の選択の各種の入力を行うことができるようになっている。リモコン端末１２も、この操作スイッチ群７と同等の機能ができる。
【００２７】
表示装置１０の画面には、例えば車両の現在位置周辺の地図が各種縮尺で表示されると共に、その表示に重ね合せて、車両の現在位置及び進行方向を示す現在位置マークが表示されるようになっている。目的地までの経路案内の実行時には、表示装置１０には、経路案内の画面が表示されるようになっている。また、表示装置１０には、ユーザが目的地等の各種の入力、設定（選択）を行うための入力用の画面や各種のメッセージ等も表示されるようになっている。また、表示装置として有機ＥＬ（Electro Luminescence：電界発光）表示器、プラズマ表示器等を用いてもよい。
【００２８】
音声出力装置１５はアンプやスピーカから構成され、目的地までの経路案内の事項時には案内のための合成音声を出力する。
【００２９】
サスペンション機構の勾配変位センサ（勾配変位検出手段）１６は、図２に示すごとく、車両が走行する際の衝撃を吸収するために車体と車軸との間に介装された前輪側のサスペンション機構１９ａに設けられた前輪側変位センサ１６ａと後輪側のサスペンション機構１９ｂに設けられた後輪側変位センサ１６ｂとで構成される。前輪側及び後輪側変位センサ１６ａ，１６ｂは、例えばダイヤルゲージや差動トランスなどを使用することができ、前輪側及び後輪側サスペンション機構１９ａ，１９ｂがそれぞれ備えるコイルスプリング１７やショックアブソーバ１８等のうち、例えばコイルスプリング１７の伸縮作動による変位を読み取るものである。なお、ショックアブソーバ１８のシリンダーやピストンの伸縮作動を読み取るようにしてもよい。
【００３０】
ここで、サスペンション機構１９は、車輪を適度な剛性で支え、車両が道路を走行する際に路面（路面の凹凸等）からの衝撃を吸収するために伸縮作動している。また、車両の姿勢を安定させ（走行中において加速時での車両荷重による後ろ下がり方向へ傾く（後輪側サスペンション機構１９ｂが縮む）や、減速時での前のめり方向へ傾く（前輪側サスペンション機構１９ａが縮む））、操縦性を良好にするために伸縮作動している。勾配変位センサ１６は、これらの伸縮作動と勾配路への進入に伴う伸縮作動とを識別する必要がある。
【００３１】
前述の勾配変位は次のように検出することができる。図３に勾配変位センサ１６が勾配を検出するためのフローチャートを示す。まず、車両が平坦な道路、例えば高速道路等の高架式の道路と平面視において重複又は隣接する一般道路を走行しており勾配路へ進入しようとする。前輪側及び後輪側変位センサ１６ａ，１６ｂが前輪側及び後輪側のサスペンション機構１９ａ，１９ｂ（コイルスプリング１７及びショックアブソーバ１８等）の基準位置を常時検出しており、ステップＳ１において、前輪側変位センサ１６ａ（図２参照）が前輪側のサスペンション機構１９ａの変位を検出する（Ｓ１：ＹＥＳ）。このとき、前輪側変位センサ１６ａは勾配路が上り坂であるので前輪側のサスペンション機構１９ａが縮む方向へ伸縮した変位を検出する。次に、ステップＳ２にて、前輪と後輪との間隔及び車速等から算出した所定時間が経過したときに（Ｓ２：ＹＥＳ）、ステップＳ３で後輪側変位センサ１６ｂ（図２参照）が後輪側のサスペンション機構１９ｂの変位（縮む方向）を検出した場合に（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４で車両が一般道路から勾配路に進入したと判定される。
【００３２】
一方、車両が平坦な道路、例えば一般道路と平面視において重複又は隣接する高速道路などの高架式の道路を走行しており勾配路へ進入しようとすると、ステップＳ１において、前輪側変位センサ１６ａ（図２参照）が前輪側のサスペンション機構１９ａの変位を検出する（Ｓ１：ＹＥＳ）。このとき、前輪側変位センサ１６ａは勾配路が下り坂であるので前輪側のサスペンション機構１９ａは伸びる方向へ伸縮した変位を検出する。次にステップＳ２にて、前輪と後輪との間隔と車速などから算出した所定時間が経過したときに（Ｓ２：ＹＥＳ）、ステップＳ３で後輪側変位センサ１６ｂ（図２参照）が後輪側のサスペンション機構１９ｂの変位（伸びる方向）を検出した場合に（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４で車両が勾配路に進入したと判定される。
【００３３】
なお、ステップＳ２において、前輪と後輪との間隔及び車速等から所定時間を算出することにより、前述した車両走行中における加減速での車両の前のめり、または後ろ下がりによる各サスペンション機構１９の伸縮変位とを識別して勾配変位を判定することができる。また、例えば渋滞等の影響で車両が停止して、再度走行しはじめた場合にも前輪と後輪との間隔及び車速等から所定時間を算出することにより勾配変位を判定することが可能となる。なお、前輪側及び後輪側のサスペンション機構１９の伸縮変位における伸縮方向を検出することで、路面の凹凸によるサスペンション機構１９の伸縮変位とを識別して勾配変位を判定することができる。
【００３４】
勾配変位センサ１６は、周知の電子制御式サスペンション機構に備えることができる。電子制御式サスペンション機構は、例えば油圧式のショックアブソーバを備え、このショックアブソーバの減衰率を電子的に制御するものである。具体的には、左右にオリフィス（オイル流路）が設けられたピストン、及びアクチュエータにより駆動されるコントロールロッドと一体になったロータリーバルブを備える。このコントロールロッドが回転することによって左右のオリフィスとロータリーバルブの流路の位置を揃えたり、ずらしたりしてオイルの流路面積（抵抗）を制御する。オリフィスをオイルが通るときに生じる抵抗を制御することによってサスペンションの減衰率を変化させることができる。また、電子制御式サスペンション機構は、サスペンションの長さを検知するセンサが設けられるため、これを勾配変位センサ１６とすることが可能である。なお、ショックアブソーバの減衰率を電子的に制御するものに限らず、ばね定数を電子制御で変化させるサスペンション機構に設けても良い。
【００３５】
図１に戻り、制御回路８は、車両用ナビゲーション装置１００の動作全般を制御する機能を有しており、マイクロコンピュータを主体として構成されている。すなわち、制御回路８は、ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、Ｉ／Ｏ８４及びこれらを接続するバスライン８５を備えて構成されている。このうち、ＲＯＭ８２には車両用ナビゲーション装置１００を動作させるための実行プログラムが格納され、ＲＡＭ８３にはプログラム実行時の一時データや地図データ入力器６から取得した地図データ等が一時的に格納されるようになっている。
【００３６】
制御回路８は、そのソフトウェア的構成（プログラム実行）により、車両の現在位置を知るロケーション機能を実現すると共に、指定された目的地までの経路を検索し、案内する経路案内機能を実現するようになっている。
【００３７】
そのうちロケーション機能は、上述のように、地図データ入力器６からの地図データに基づいて表示装置１０に道路地図を表示させると共に、センサ群１の検出に基づいて車両の現在位置及び進行方向を示す現在地マークを表示させるものである。この場合、車両の走行に伴って現在位置の表示は地図上を移動すると共に、地図は車両の位置に応じてスクロール表示されるようになる。このとき、車両の現在位置を道路上にのせるマップマッチングが行われる。マップマッチングにおいて、例えば高速道路等の高架式の道路が一般道路の上に建設されているような道路状況の場合、高速道路の出入口には一般道路と連絡する勾配路が平面視において一般道路と重なって設けられている。通常、このような平面視で重なって設けられた二つの道路における車両の現在位置（どちらの道路を走行しているか）は３Ｄジャイロセンサ３で車両の勾配角度を検出して判断されている。本発明では、この３Ｄジャイロセンサ３に加え、サスペンション機構に設けた勾配変位センサ（勾配変位検出手段）１６を備えることで、より良好にマップマッチングが行われる。
【００３８】
また、経路案内機能は、車両の出発地（現在地）からユーザにより指定された目的地までの誘導経路を、例えば周知のダイクストラ法を用いて自動的に計算し、求められた目的地までの経路を案内するものである。
【００３９】
さて、本実施形態では、３Ｄジャイロセンサ３からの車両勾配角度情報とサスペンション機構に備えた勾配変位センサ１６とからの勾配角度情報とを、補正手段である制御回路８にて所定の一定比率の論理和をとり、道路の勾配角度情報を含む地図情報と照合し、勾配路への乗降の判定処理を行う。以下、具体的な処理手段の例を示す。
【００４０】
図４は、処理手段の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１で、センサ群１から車両の現在位置（例えば、緯度，経度）を取得し、取得した現在位置からＣＰＵ８１が地図データと照合して車両の現在位置が勾配路（取付道）付近か否かを判別する。ここで、現在位置は例えば図５に示すような現在地マークＰで表示され、高速道路等の高架式の道路Ｈ１、もしくはその高架式の道路Ｈ１下に位置する一般道路Ｌ１等であり、その高架式の道路と一般道路を連絡するための道路が勾配路Ｌ２である。
【００４１】
勾配路付近である場合に（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、車両勾配角度検出手段である３Ｄジャイロセンサ３が出力する勾配角度情報の出力値ＡをＲＡＭ８３に一時データとして取り込む。続いて、ステップＳ１３において、サスペンション機構１９に設けられた勾配変位検出手段である勾配変位センサ１６が出力する勾配変位情報の出力値ＢをＲＡＭ８３に一時データとして取り込む。
【００４２】
次に、ステップＳ１４において、ＲＡＭ８３に取り込まれた出力値Ａ及び出力値Ｂの論理和に基づきＣＰＵ８１が演算して勾配角度Ｃを出力する。続いて、ステップＳ１５で地図データ上の車両現在位置における勾配路の勾配角度Ｄを読み出し、ステップＳ１６において、演算されて出力された勾配角度Ｃと地図データから読み出された勾配角度Ｄとを比較し、その差が予め定められた所定値よりも小さい場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、車両が勾配路に移行したと判定され（Ｓ１７）、図６に示すように、表示装置１０における勾配路Ｌ２に車両の現在地マークＰを表示する（Ｓ１９）。すなわち、ある程度のマッチングが得られた場合に勾配路へ進入した可能性が高いと判定（その判定に際して優先順位を入れ替え）している。また、併せて、勾配路Ｌ２に移行した旨を音声出力装置１５によって報知することもできる。一方、勾配角度Ｃと勾配角度Ｄとの差が所定値よりも大きい場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、車両が一般道路をそのまま走行したと判定され（Ｓ１８）、図７に示すように、表示装置１０における一般道路Ｌ１に車両の現在地マークＰを表示する（Ｓ１９）。
【００４３】
次に、別の処理手段の態様を示す。図８は、別の処理手段の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２１でセンサ群１から車両の現在位置（例えば、緯度，経度）を取得する。次に、ステップＳ２２にて、ＣＰＵ８１が地図データと照合して車両の現在位置が勾配路への分岐（付近）に差し掛かったか否かを判別する。ここで、現在位置は例えば図５に示すような現在地マークＰで表示され、高速道路等の高架式の道路Ｈ１、もしくはその高架式の道路Ｈ１下に位置する一般道路Ｌ１等であり、その高架式の道路と一般道路を連絡するための道路が勾配路Ｌ２である。
【００４４】
次に、ステップＳ２３において、勾配路への分岐に差し掛かった時に、車両勾配検出手段である３Ｄジャイロセンサ３が勾配角度を検出した場合には、ステップＳ２４で地図データ入力器６から地図データを読み出して、その地図データにおける勾配路Ｌ２の勾配角度情報と３Ｄジャイロセンサ３が検出した勾配角度情報とを照合し、その差が所定値より小さい場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、ステップＳ２６で表示装置１０における勾配路Ｌ２に車両の現在地マークＰが表示される（図６参照）。また、併せて、勾配路Ｌ２に進入した旨を音声出力装置１５によって報知することもできる。
【００４５】
一方、ステップＳ２３において、３Ｄジャイロセンサ３が勾配角度を検出しなかった場合には、ステップＳ２７において、サスペンション機構１９に備えられた勾配変位センサ１６が勾配変位を検出した場合には、３Ｄジャイロセンサ３が、例えば前述した０点ドリフト等の影響により検出されなかったと判断し、ステップＳ２８において、ＣＰＵ８１が地図データを読み出してその地図データにおける勾配路Ｌ２の勾配角度情報に基づいて３Ｄジャイロセンサ３の出力値を補正する。すなわち、０点補正を行う。その後、３Ｄジャイロセンサ３の出力値が補正されると、ステップＳ２６に移行して表示装置１０における勾配路Ｌ２に車両の現在地マークＰが表示される（図６参照）。
【００４６】
また、ステップＳ２５において、３Ｄジャイロセンサ３が検出した勾配角度情報と、地図データにおける勾配路Ｌ２の勾配角度情報との差が所定値より大きい場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、ステップＳ２７において、サスペンション機構１９に備えられた勾配変位センサ１６が勾配変位を検出した場合には、３Ｄジャイロセンサ３が、例えば前述した０点ドリフト等の影響により検出されなかったと判断し、ステップＳ２８において、ＣＰＵ８１が地図データを読み出してその地図データにおける勾配路Ｌ２の勾配角度情報に基づいて３Ｄジャイロセンサ３の出力値を補正する。すなわち、０点補正を行う。その後、３Ｄジャイロセンサ３の出力値が補正されると、ステップＳ２６に移行して表示装置１０における勾配路Ｌ２に車両の現在地マークＰが表示される（図６参照）。
【００４７】
なお、ステップＳ２７において、勾配変位センサ１６が勾配変位を検出しなかった場合には、車両が勾配路Ｌ２を通過して、現在走行している道路（一般道路Ｌ１）をそのまま走行していると判断される。つまり、表示装置１０において一般道路Ｌ１にそのまま車両の現在地アークＰが表示される（図７参照）。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得るものである。例えば、左右のサスペンション機構に所定の変化が生じた場合には、車両の進路変更やカーブなどを検出するようにすることも可能である。
【００４９】
なお、前述したように、サスペンション機構は、加速時には後輪のサスペンション機構が縮み、減速時には前輪のサスペンション機構が縮む。そのため、加速時にはアクセル開度を、減速時には電動アシストブレーキ踏力、車速をパラメータとして補正する別途加速度センサを用いることでも加減速時の前後輪サスペンション変位量を補正することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の車両用ナビゲーション装置の電気的構成を概略的に示すブロック図。
【図２】本発明に係る勾配変位センサを示す模式図。
【図３】勾配変位センサにおける勾配検出に関するフローチャート。
【図４】勾配判定に関する処理手段の一例を示すフローチャート。
【図５】地図表示の一例を示す説明図１。
【図６】地図表示の一例を示す説明図２。
【図７】地図表示の一例を示す説明図３。
【図８】勾配判定に関する処理手段の別の例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５１】
１ センサ群
２ 地磁気センサ
３ ３Ｄジャイロスコープ（車両勾配角度検出手段）
４ 距離センサ
５ ＧＰＳ受信機（位置検出手段）
６ 地図データ入力器
７ 操作スイッチ群
８ 制御回路（判定手段，補正手段）
９ 外部メモリ
１０ 表示装置
１１ リモコンセンサ
１２ リモコン端末
１５ 音声出力装置
１６ 勾配変位センサ
１７ コイルスプリング
１８ ショックアブソーバ
１９ サスペンション機構
２０ 記憶媒体（地図情報記憶手段）
１００ 車両用ナビゲーション装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行に伴ってＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等により車両の現在位置を検出し、その現在位置を表示装置上に道路地図と共に表示して、現在位置から目的地までの適切な経路を設定し、表示装置や音声出力装置などによって案内する車両用ナビゲーション装置は、運転者の効率的で安全な運転に貢献している。
【０００３】
ところで、都市部等では、地理的状況により一般道路と高低差を有して高速道路等の高架式の道路が建設されることがあり、その多くは一般道路と重なるように、上下に並行して設けられている。また、これら高架式の道路に乗降するために一般道路から高架式の道路へ、または高架式の道路から一般道路へと連絡するランプ等の勾配した道路（単に勾配路（取付道路）ともいう）が取り付けられている。多くの場合、そのような勾配路は一般道路または高架式の道路の一部の車線延長上からそのまま進入するように設けられている。
【０００４】
車両用ナビゲーション装置では、高架式の道路に対し乗降したか否かを、すなわち勾配路に進入したか否かを、車両に設けた３Ｄジャイロセンサによって車両の勾配角度を検出し、その勾配角度情報と地図情報の角度情報とを比較して、ある程度のマッチングが得られた場合に勾配路へ進入した可能性が高いと判定している。
【０００５】
そして、特許文献１記載の技術には、車両の車速、エンジン負荷変動量、制動操作、操舵操作等の検出した情報から登坂や降坂などの勾配変動を判別する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３１５７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、車両の車速、エンジン負荷変動量、制動操作、操舵操作等により検出した勾配角度情報では人為的作用が大きく、勾配変動の判別が遅れてしまう。また、３Ｄジャイロセンサに温度変化等により生じる出力電圧値の誤差、所謂０点ドリフトが発生していると、正確な勾配角度情報を出力することができなくなり、地図に格納されている地図情報の角度情報と比較しても、誤差が生じて勾配路を検知しないときがあり、車両の勾配路への進入における判定がされなかったり遅れたりすることでユーザに誤った案内を提供し、ユーザを混乱させるというおそれがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、車両が勾配路に差し掛かった際に、３Ｄジャイロセンサ（車両姿勢（角度）センサ）の０点ドリフトとの影響を軽減し、勾配路に対する進入又は退出の判定をより正確に行うことができる車両用ナビゲーション装置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及び発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
道路の勾配角度を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
車両の勾配角度を検出して出力する車両勾配角度検出手段と、
車両のサスペンション機構に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって車両の走行している道路の勾配変位を検出する勾配変位検出手段と、
車両勾配角度検出手段からの勾配角度、並びに前記車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段からの勾配変位の双方の情報を取り込み、かつ、地図情報における車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度の情報を照合することに基づき、車両が平面視で重複する道路のうち勾配路に移行した否かを判定する判定手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
上記本発明によれば、車両勾配角度検出手段からの勾配角度と車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段からの勾配変位との双方の情報を取り込む。それら二つの情報と地図情報における車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度の情報とを照合して、車両が平面視で重複又は隣接する道路のうち勾配路に移行したか否かが判定される。これによると、二つの検出手段を備えているので、地図情報記憶手段に記憶された平面視で重複する道路のうち勾配路に移行した場合に、より正確に勾配路に移行したか否かが判定され、即座に正確なマップマッチングを行うことができる。ひいては、マップマッチング率が向上されるので、ユーザーに良好な案内を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
判定手段は、車両勾配角度検出手段により検出される車両勾配角度と、前記地図情報記憶手段に記憶されている、車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度との差異が、所定値より大きいか否かを判断し、その差異が所定値より大きい場合は、車両サスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が勾配路に移行したものと判定することができる。
【００１１】
このように、車両勾配角度検出手段が検出した車両勾配角度と地図情報記憶手段に記憶されている道路勾配角度とに大きな差異が生じた場合に、車両サスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて勾配路に移行したか否かを判定する判定手段を設けることで、より正確なマップマッチングを行うことができる。
【００１２】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
判定手段によって、車両勾配角度検出手段により検出される車両勾配角度と、地図情報記憶手段に記憶されている、車両現在位置に対応する地点の道路勾配角度との差異が所定値より大きいと判断され、かつ、車両サスペンション機構に設けられた勾配角度検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が勾配路に移行したものと判定された場合に、地図情報における車両現在位置に対応する地点の道路勾配情報に基づいて車両勾配角度検出手段の出力値を補正する補正手段を備えることができる。
【００１３】
このように、上記判定手段によって勾配角度検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が勾配路に移行したものと判定された場合に、地図情報における車両現在位置に対応する地点の道路勾配情報に基づいて車両勾配角度検出手段の出力値を補正する補正手段を備えることで、車両勾配角度検出手段の誤差が是正されることで正常に動作するようになり、より正確に車両勾配角度を検出することができる。
【００１４】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
道路の勾配角度を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
車両の勾配角度を検出して出力する車両勾配角度検出手段と、
車両のサスペンション機構に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって車両の走行している道路の勾配変位を検出する勾配変位検出手段と、
勾配変位検出手段により勾配変位が検出されたときに、車両勾配角度検出手段により車両の勾配角度が検出されていなければ、またはその検出量が閾値以下であれば、位置検出手段により検出された車両の位置にある道路の勾配角度を前記地図情報記憶手段から読み出して前記車両勾配角度検出手段が出力する勾配角度を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
上記によれば、車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段により、車両勾配角度検出手段の出力値が補正されるため、より正確な判定とされる。
【００１６】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
補正手段は、車両勾配角度検出手段の０点補正を行うことができる。これにより、０点（基準点）を補正することで、車両勾配角度検出手段が出力する出力値がより正確な値となり、地図情報における勾配角度情報とのマップマッチング率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置の車両勾配角度検出手段として、車両に搭載された３次元（３Ｄ）ジャイロセンサを用いることができる。
【００１８】
また、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段は、車両における前輪のサスペンション機構の伸縮変位を検出する前輪サスペンション側検出部と後輪のサスペンション機構の伸縮変位を検出する後輪サスペンション側検出部とを含み、前輪サスペンション側検出部がサスペンション機構の変位を検出してから後輪サスペンション側検出部が該サスペンション機構の変位を検出することに基づいて道路の勾配変位を検出することができる。
【００１９】
ここで、車両のサスペンション機構の変位は、通常、加速時には後輪のサスペンション機構が縮み、減速時には前輪のサスペンション機構が縮む。また、通常路走行時は前後輪ともに同様の変位となる。本発明の如く、勾配変位検出手段が、車両における前輪側及び後輪側の検出部において、前輪側で伸縮変位を検出してから後輪側で伸縮変位を検出することに基づいて道路の勾配変位を検出することで、車両の加速時及び減速時に発生するサスペンション機構の伸縮変位とを識別することができる。ひいては、より確実に勾配路に移行したか否かを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を添付する図面を参照しつつ説明する。図１は、車両用ナビゲーション装置（以下、ナビゲーション装置と略称する）の全体構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１００は、車両の現在位置、走行方向、及び車両勾配角度等を検出するセンサ群１、地図データ入力器６、操作スイッチ群７、リモートコントロール（以下、リモコンと略称する）端末１２からの信号を検出するリモコンセンサ１１、音声案内を行うスピーカ等の音声出力装置１５、外部メモリ９、例えばカラー液晶ディスプレイから構成される表示装置１０、例えばサスペンション機構を利用した勾配変位センサ１６、これらが接続された制御回路８等を備えている。
【００２１】
上記センサ群１は、周知構成の地磁気センサ２、３次元（３Ｄ）ジャイロスコープセンサ（車両勾配角度検出手段。以下、３Ｄジャイロセンサと略称する）３、距離センサ４、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機（位置検出手段）５を有している。これらのセンサ２，３，４，５等はそれぞれが性質の異なる検出誤差を有するので、これらのセンサ２，３，４，５等を組み合わせることで、互いに補完しながら検出誤差を補正するため精度の高い位置検出を行うことができる。なお、要求される検出精度レベルによっては、一部のセンサで構成してもよく、適宜選択して設ける構成とすることができる。さらに、ステアリングの回転センサや、転動輪の車輪センサ等を採用することも可能である。
【００２２】
車両勾配角度検出手段である３Ｄジャイロセンサ３は、角速度を検出することに基づいて方位を算出し、その算出した方位を示す方位データを取得するジャイロセンサに加え、車両の走行速度を検出する車速センサと、車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサとを備える。そして、各センサの検出結果から、車両の進行方向を検出するとともに、車両が走行している道路の勾配角度が算出される。
【００２３】
前述の勾配角度は、以下の手順で算出される。まず、車速センサによって検出された車両の走行速度から、車両の前後方向の加速度を算出する。次に、算出された車両の加速度と、加速度センサから検出された車両の加速度とを比較する。さらに、前述の２つの加速度の差分から、車両が走行中の道路の勾配角度を算出する。車両が平坦な道路を走行中の場合には、車両の走行速度から算出された車両の加速度と、加速度センサによって検出された加速度とが一致する。しかしながら、車両が上り坂や下り坂等の勾配路を走行している場合には、重力の影響から、車両の走行速度から算出された車両の加速度と、加速度センサによって検出された車両の加速度とが一致しない。これら２つの加速度の差分は重力の影響、すなわち車両が走行中の道路の勾配角度に依存する。そのため、前述の差分に基づいて、車両が走行中の道路の勾配角度が常時算出される。
【００２４】
地図データ入力器６は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、道路の接続を表した道路データを含む各種データを記憶媒体２０（地図情報記憶手段）から入力するための装置である。記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ，ハードディスクドライブを用いるのが一般的であるが、例えばメモリカード等の他の媒体を用いてもよい。
【００２５】
道路データとしては、表示用となる所定の地図画像情報が記憶されると共に、リンク情報やノード情報等を含む道路網情報が記憶される。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標、距離、標高、所要時間、道幅、車線数、制限速度等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐点，立体交差）等を規定する情報であって、位置座標、右左折車線数、接続先道路リンク等から構成される。例えば、高速道路等の高架式の道路やその出入口に設けられた勾配角度を含む勾配路（ランプ）に関する情報が含まれている。
【００２６】
操作スイッチ群７は、詳しくは図示しないが表示装置１０の画面の近傍に設けられたメカニカルスイッチや、表示装置１０の画面上に設けられるタッチパネルを含んでおり、ユーザ（ドライバ等）は、それら操作スイッチ群７を用いて各種機能の実行指示や、目的地等の指定、表示装置１０に表示される道路地図の縮尺の選択の各種の入力を行うことができるようになっている。リモコン端末１２も、この操作スイッチ群７と同等の機能ができる。
【００２７】
表示装置１０の画面には、例えば車両の現在位置周辺の地図が各種縮尺で表示されると共に、その表示に重ね合せて、車両の現在位置及び進行方向を示す現在位置マークが表示されるようになっている。目的地までの経路案内の実行時には、表示装置１０には、経路案内の画面が表示されるようになっている。また、表示装置１０には、ユーザが目的地等の各種の入力、設定（選択）を行うための入力用の画面や各種のメッセージ等も表示されるようになっている。また、表示装置として有機ＥＬ（Electro Luminescence：電界発光）表示器、プラズマ表示器等を用いてもよい。
【００２８】
音声出力装置１５はアンプやスピーカから構成され、目的地までの経路案内の事項時には案内のための合成音声を出力する。
【００２９】
サスペンション機構の勾配変位センサ（勾配変位検出手段）１６は、図２に示すごとく、車両が走行する際の衝撃を吸収するために車体と車軸との間に介装された前輪側のサスペンション機構１９ａに設けられた前輪側変位センサ１６ａと後輪側のサスペンション機構１９ｂに設けられた後輪側変位センサ１６ｂとで構成される。前輪側及び後輪側変位センサ１６ａ，１６ｂは、例えばダイヤルゲージや差動トランスなどを使用することができ、前輪側及び後輪側サスペンション機構１９ａ，１９ｂがそれぞれ備えるコイルスプリング１７やショックアブソーバ１８等のうち、例えばコイルスプリング１７の伸縮作動による変位を読み取るものである。なお、ショックアブソーバ１８のシリンダーやピストンの伸縮作動を読み取るようにしてもよい。
【００３０】
ここで、サスペンション機構１９は、車輪を適度な剛性で支え、車両が道路を走行する際に路面（路面の凹凸等）からの衝撃を吸収するために伸縮作動している。また、車両の姿勢を安定させ（走行中において加速時での車両荷重による後ろ下がり方向へ傾く（後輪側サスペンション機構１９ｂが縮む）や、減速時での前のめり方向へ傾く（前輪側サスペンション機構１９ａが縮む））、操縦性を良好にするために伸縮作動している。勾配変位センサ１６は、これらの伸縮作動と勾配路への進入に伴う伸縮作動とを識別する必要がある。
【００３１】
前述の勾配変位は次のように検出することができる。図３に勾配変位センサ１６が勾配を検出するためのフローチャートを示す。まず、車両が平坦な道路、例えば高速道路等の高架式の道路と平面視において重複又は隣接する一般道路を走行しており勾配路へ進入しようとする。前輪側及び後輪側変位センサ１６ａ，１６ｂが前輪側及び後輪側のサスペンション機構１９ａ，１９ｂ（コイルスプリング１７及びショックアブソーバ１８等）の基準位置を常時検出しており、ステップＳ１において、前輪側変位センサ１６ａ（図２参照）が前輪側のサスペンション機構１９ａの変位を検出する（Ｓ１：ＹＥＳ）。このとき、前輪側変位センサ１６ａは勾配路が上り坂であるので前輪側のサスペンション機構１９ａが縮む方向へ伸縮した変位を検出する。次に、ステップＳ２にて、前輪と後輪との間隔及び車速等から算出した所定時間が経過したときに（Ｓ２：ＹＥＳ）、ステップＳ３で後輪側変位センサ１６ｂ（図２参照）が後輪側のサスペンション機構１９ｂの変位（縮む方向）を検出した場合に（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４で車両が一般道路から勾配路に進入したと判定される。
【００３２】
一方、車両が平坦な道路、例えば一般道路と平面視において重複又は隣接する高速道路などの高架式の道路を走行しており勾配路へ進入しようとすると、ステップＳ１において、前輪側変位センサ１６ａ（図２参照）が前輪側のサスペンション機構１９ａの変位を検出する（Ｓ１：ＹＥＳ）。このとき、前輪側変位センサ１６ａは勾配路が下り坂であるので前輪側のサスペンション機構１９ａは伸びる方向へ伸縮した変位を検出する。次にステップＳ２にて、前輪と後輪との間隔と車速などから算出した所定時間が経過したときに（Ｓ２：ＹＥＳ）、ステップＳ３で後輪側変位センサ１６ｂ（図２参照）が後輪側のサスペンション機構１９ｂの変位（伸びる方向）を検出した場合に（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４で車両が勾配路に進入したと判定される。
【００３３】
なお、ステップＳ２において、前輪と後輪との間隔及び車速等から所定時間を算出することにより、前述した車両走行中における加減速での車両の前のめり、または後ろ下がりによる各サスペンション機構１９の伸縮変位とを識別して勾配変位を判定することができる。また、例えば渋滞等の影響で車両が停止して、再度走行しはじめた場合にも前輪と後輪との間隔及び車速等から所定時間を算出することにより勾配変位を判定することが可能となる。なお、前輪側及び後輪側のサスペンション機構１９の伸縮変位における伸縮方向を検出することで、路面の凹凸によるサスペンション機構１９の伸縮変位とを識別して勾配変位を判定することができる。
【００３４】
勾配変位センサ１６は、周知の電子制御式サスペンション機構に備えることができる。電子制御式サスペンション機構は、例えば油圧式のショックアブソーバを備え、このショックアブソーバの減衰率を電子的に制御するものである。具体的には、左右にオリフィス（オイル流路）が設けられたピストン、及びアクチュエータにより駆動されるコントロールロッドと一体になったロータリーバルブを備える。このコントロールロッドが回転することによって左右のオリフィスとロータリーバルブの流路の位置を揃えたり、ずらしたりしてオイルの流路面積（抵抗）を制御する。オリフィスをオイルが通るときに生じる抵抗を制御することによってサスペンションの減衰率を変化させることができる。また、電子制御式サスペンション機構は、サスペンションの長さを検知するセンサが設けられるため、これを勾配変位センサ１６とすることが可能である。なお、ショックアブソーバの減衰率を電子的に制御するものに限らず、ばね定数を電子制御で変化させるサスペンション機構に設けても良い。
【００３５】
図１に戻り、制御回路８は、車両用ナビゲーション装置１００の動作全般を制御する機能を有しており、マイクロコンピュータを主体として構成されている。すなわち、制御回路８は、ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、Ｉ／Ｏ８４及びこれらを接続するバスライン８５を備えて構成されている。このうち、ＲＯＭ８２には車両用ナビゲーション装置１００を動作させるための実行プログラムが格納され、ＲＡＭ８３にはプログラム実行時の一時データや地図データ入力器６から取得した地図データ等が一時的に格納されるようになっている。
【００３６】
制御回路８は、そのソフトウェア的構成（プログラム実行）により、車両の現在位置を知るロケーション機能を実現すると共に、指定された目的地までの経路を検索し、案内する経路案内機能を実現するようになっている。
【００３７】
そのうちロケーション機能は、上述のように、地図データ入力器６からの地図データに基づいて表示装置１０に道路地図を表示させると共に、センサ群１の検出に基づいて車両の現在位置及び進行方向を示す現在地マークを表示させるものである。この場合、車両の走行に伴って現在位置の表示は地図上を移動すると共に、地図は車両の位置に応じてスクロール表示されるようになる。このとき、車両の現在位置を道路上にのせるマップマッチングが行われる。マップマッチングにおいて、例えば高速道路等の高架式の道路が一般道路の上に建設されているような道路状況の場合、高速道路の出入口には一般道路と連絡する勾配路が平面視において一般道路と重なって設けられている。通常、このような平面視で重なって設けられた二つの道路における車両の現在位置（どちらの道路を走行しているか）は３Ｄジャイロセンサ３で車両の勾配角度を検出して判断されている。本発明では、この３Ｄジャイロセンサ３に加え、サスペンション機構に設けた勾配変位センサ（勾配変位検出手段）１６を備えることで、より良好にマップマッチングが行われる。
【００３８】
また、経路案内機能は、車両の出発地（現在地）からユーザにより指定された目的地までの誘導経路を、例えば周知のダイクストラ法を用いて自動的に計算し、求められた目的地までの経路を案内するものである。
【００３９】
さて、本実施形態では、３Ｄジャイロセンサ３からの車両勾配角度情報とサスペンション機構に備えた勾配変位センサ１６とからの勾配角度情報とを、補正手段である制御回路８にて所定の一定比率の論理和をとり、道路の勾配角度情報を含む地図情報と照合し、勾配路への乗降の判定処理を行う。以下、具体的な処理手段の例を示す。
【００４０】
図４は、処理手段の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１で、センサ群１から車両の現在位置（例えば、緯度，経度）を取得し、取得した現在位置からＣＰＵ８１が地図データと照合して車両の現在位置が勾配路（取付道）付近か否かを判別する。ここで、現在位置は例えば図５に示すような現在地マークＰで表示され、高速道路等の高架式の道路Ｈ１、もしくはその高架式の道路Ｈ１下に位置する一般道路Ｌ１等であり、その高架式の道路と一般道路を連絡するための道路が勾配路Ｌ２である。
【００４１】
勾配路付近である場合に（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、車両勾配角度検出手段である３Ｄジャイロセンサ３が出力する勾配角度情報の出力値ＡをＲＡＭ８３に一時データとして取り込む。続いて、ステップＳ１３において、サスペンション機構１９に設けられた勾配変位検出手段である勾配変位センサ１６が出力する勾配変位情報の出力値ＢをＲＡＭ８３に一時データとして取り込む。
【００４２】
次に、ステップＳ１４において、ＲＡＭ８３に取り込まれた出力値Ａ及び出力値Ｂの論理和に基づきＣＰＵ８１が演算して勾配角度Ｃを出力する。続いて、ステップＳ１５で地図データ上の車両現在位置における勾配路の勾配角度Ｄを読み出し、ステップＳ１６において、演算されて出力された勾配角度Ｃと地図データから読み出された勾配角度Ｄとを比較し、その差が予め定められた所定値よりも小さい場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、車両が勾配路に移行したと判定され（Ｓ１７）、図６に示すように、表示装置１０における勾配路Ｌ２に車両の現在地マークＰを表示する（Ｓ１９）。すなわち、ある程度のマッチングが得られた場合に勾配路へ進入した可能性が高いと判定（その判定に際して優先順位を入れ替え）している。また、併せて、勾配路Ｌ２に移行した旨を音声出力装置１５によって報知することもできる。一方、勾配角度Ｃと勾配角度Ｄとの差が所定値よりも大きい場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、車両が一般道路をそのまま走行したと判定され（Ｓ１８）、図７に示すように、表示装置１０における一般道路Ｌ１に車両の現在地マークＰを表示する（Ｓ１９）。
【００４３】
次に、別の処理手段の態様を示す。図８は、別の処理手段の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２１でセンサ群１から車両の現在位置（例えば、緯度，経度）を取得する。次に、ステップＳ２２にて、ＣＰＵ８１が地図データと照合して車両の現在位置が勾配路への分岐（付近）に差し掛かったか否かを判別する。ここで、現在位置は例えば図５に示すような現在地マークＰで表示され、高速道路等の高架式の道路Ｈ１、もしくはその高架式の道路Ｈ１下に位置する一般道路Ｌ１等であり、その高架式の道路と一般道路を連絡するための道路が勾配路Ｌ２である。
【００４４】
次に、ステップＳ２３において、勾配路への分岐に差し掛かった時に、車両勾配検出手段である３Ｄジャイロセンサ３が勾配角度を検出した場合には、ステップＳ２４で地図データ入力器６から地図データを読み出して、その地図データにおける勾配路Ｌ２の勾配角度情報と３Ｄジャイロセンサ３が検出した勾配角度情報とを照合し、その差が所定値より小さい場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、ステップＳ２６で表示装置１０における勾配路Ｌ２に車両の現在地マークＰが表示される（図６参照）。また、併せて、勾配路Ｌ２に進入した旨を音声出力装置１５によって報知することもできる。
【００４５】
一方、ステップＳ２３において、３Ｄジャイロセンサ３が勾配角度を検出しなかった場合には、ステップＳ２７において、サスペンション機構１９に備えられた勾配変位センサ１６が勾配変位を検出した場合には、３Ｄジャイロセンサ３が、例えば前述した０点ドリフト等の影響により検出されなかったと判断し、ステップＳ２８において、ＣＰＵ８１が地図データを読み出してその地図データにおける勾配路Ｌ２の勾配角度情報に基づいて３Ｄジャイロセンサ３の出力値を補正する。すなわち、０点補正を行う。その後、３Ｄジャイロセンサ３の出力値が補正されると、ステップＳ２６に移行して表示装置１０における勾配路Ｌ２に車両の現在地マークＰが表示される（図６参照）。
【００４６】
また、ステップＳ２５において、３Ｄジャイロセンサ３が検出した勾配角度情報と、地図データにおける勾配路Ｌ２の勾配角度情報との差が所定値より大きい場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、ステップＳ２７において、サスペンション機構１９に備えられた勾配変位センサ１６が勾配変位を検出した場合には、３Ｄジャイロセンサ３が、例えば前述した０点ドリフト等の影響により検出されなかったと判断し、ステップＳ２８において、ＣＰＵ８１が地図データを読み出してその地図データにおける勾配路Ｌ２の勾配角度情報に基づいて３Ｄジャイロセンサ３の出力値を補正する。すなわち、０点補正を行う。その後、３Ｄジャイロセンサ３の出力値が補正されると、ステップＳ２６に移行して表示装置１０における勾配路Ｌ２に車両の現在地マークＰが表示される（図６参照）。
【００４７】
なお、ステップＳ２７において、勾配変位センサ１６が勾配変位を検出しなかった場合には、車両が勾配路Ｌ２を通過して、現在走行している道路（一般道路Ｌ１）をそのまま走行していると判断される。つまり、表示装置１０において一般道路Ｌ１にそのまま車両の現在地アークＰが表示される（図７参照）。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得るものである。例えば、左右のサスペンション機構に所定の変化が生じた場合には、車両の進路変更やカーブなどを検出するようにすることも可能である。
【００４９】
なお、前述したように、サスペンション機構は、加速時には後輪のサスペンション機構が縮み、減速時には前輪のサスペンション機構が縮む。そのため、加速時にはアクセル開度を、減速時には電動アシストブレーキ踏力、車速をパラメータとして補正する別途加速度センサを用いることでも加減速時の前後輪サスペンション変位量を補正することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の車両用ナビゲーション装置の電気的構成を概略的に示すブロック図。
【図２】本発明に係る勾配変位センサを示す模式図。
【図３】勾配変位センサにおける勾配検出に関するフローチャート。
【図４】勾配判定に関する処理手段の一例を示すフローチャート。
【図５】地図表示の一例を示す説明図１。
【図６】地図表示の一例を示す説明図２。
【図７】地図表示の一例を示す説明図３。
【図８】勾配判定に関する処理手段の別の例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５１】
１ センサ群
２ 地磁気センサ
３ ３Ｄジャイロスコープ（車両勾配角度検出手段）
４ 距離センサ
５ ＧＰＳ受信機（位置検出手段）
６ 地図データ入力器
７ 操作スイッチ群
８ 制御回路（判定手段，補正手段）
９ 外部メモリ
１０ 表示装置
１１ リモコンセンサ
１２ リモコン端末
１５ 音声出力装置
１６ 勾配変位センサ
１７ コイルスプリング
１８ ショックアブソーバ
１９ サスペンション機構
２０ 記憶媒体（地図情報記憶手段）
１００ 車両用ナビゲーション装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路の勾配角度を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
車両の勾配角度を検出して出力する車両勾配角度検出手段と、
車両のサスペンション機構に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって前記車両の走行している道路の勾配変位を検出する勾配変位検出手段と、
前記車両勾配角度検出手段からの勾配角度、並びに前記車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段からの勾配変位の双方の情報を取り込み、かつ、前記地図情報における車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度の情報を照合することに基づき、車両が平面視で重複又は隣接する道路のうち勾配路に移行したか否かを判定する判定手段と、
を含むことを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記車両勾配角度検出手段により検出される車両勾配角度と、前記地図情報記憶手段に記憶されている、車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度との差異が、所定値より大きいか否かを判断し、その差異が所定値より大きい場合は、前記車両サスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が前記勾配路に移行したものと判定する請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記判定手段によって、前記車両勾配角度検出手段により検出される車両勾配角度と、前記地図情報記憶手段に記憶されている、車両現在位置に対応する地点の道路勾配角度との差異が所定値より大きいと判断され、かつ、前記車両サスペンション機構に設けられた勾配角度検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が前記勾配路に移行したものと判定された場合に、前記地図情報における車両現在位置に対応する地点の道路勾配情報に基づいて前記車両勾配角度検出手段の出力値を補正する補正手段を備える請求項２に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項４】
道路の勾配角度を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
車両の勾配角度を検出して出力する車両勾配角度検出手段と、
車両のサスペンション機構に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって前記車両の走行している道路の勾配変位を検出する勾配変位検出手段と、
前記勾配変位検出手段により勾配変位が検出されたときに、前記車両勾配角度検出手段により車両の勾配角度が検出されていなければ、またはその検出量が閾値以下であれば、前記位置検出手段により検出された車両の位置にある道路の勾配角度を前記地図情報記憶手段から読み出して前記車両勾配角度検出手段が出力する勾配角度を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記車両勾配角度検出手段の０点補正を行うものである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記車両勾配角度検出手段は、車両に搭載された３次元ジャイロセンサである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項７】
前記車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段は、車両における前輪のサスペンション機構の伸縮変位を検出する前輪サスペンション側検出部と後輪のサスペンション機構の伸縮変位を検出する後輪サスペンション側検出部とを含み、前輪サスペンション側検出部がサスペンション機構の変位を検出してから後輪サスペンション側検出部が該サスペンション機構の変位を検出することに基づいて道路の勾配変位を検出するものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項１】
道路の勾配角度を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
車両の勾配角度を検出して出力する車両勾配角度検出手段と、
車両のサスペンション機構に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって前記車両の走行している道路の勾配変位を検出する勾配変位検出手段と、
前記車両勾配角度検出手段からの勾配角度、並びに前記車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段からの勾配変位の双方の情報を取り込み、かつ、前記地図情報における車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度の情報を照合することに基づき、車両が平面視で重複又は隣接する道路のうち勾配路に移行したか否かを判定する判定手段と、
を含むことを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記車両勾配角度検出手段により検出される車両勾配角度と、前記地図情報記憶手段に記憶されている、車両の現在位置に対応する地点の道路勾配角度との差異が、所定値より大きいか否かを判断し、その差異が所定値より大きい場合は、前記車両サスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が前記勾配路に移行したものと判定する請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記判定手段によって、前記車両勾配角度検出手段により検出される車両勾配角度と、前記地図情報記憶手段に記憶されている、車両現在位置に対応する地点の道路勾配角度との差異が所定値より大きいと判断され、かつ、前記車両サスペンション機構に設けられた勾配角度検出手段により勾配変位が検出されることに基づいて車両が前記勾配路に移行したものと判定された場合に、前記地図情報における車両現在位置に対応する地点の道路勾配情報に基づいて前記車両勾配角度検出手段の出力値を補正する補正手段を備える請求項２に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項４】
道路の勾配角度を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
車両の勾配角度を検出して出力する車両勾配角度検出手段と、
車両のサスペンション機構に設けられ、当該サスペンション機構の伸縮変化によって前記車両の走行している道路の勾配変位を検出する勾配変位検出手段と、
前記勾配変位検出手段により勾配変位が検出されたときに、前記車両勾配角度検出手段により車両の勾配角度が検出されていなければ、またはその検出量が閾値以下であれば、前記位置検出手段により検出された車両の位置にある道路の勾配角度を前記地図情報記憶手段から読み出して前記車両勾配角度検出手段が出力する勾配角度を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記車両勾配角度検出手段の０点補正を行うものである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記車両勾配角度検出手段は、車両に搭載された３次元ジャイロセンサである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項７】
前記車両のサスペンション機構に設けられた勾配変位検出手段は、車両における前輪のサスペンション機構の伸縮変位を検出する前輪サスペンション側検出部と後輪のサスペンション機構の伸縮変位を検出する後輪サスペンション側検出部とを含み、前輪サスペンション側検出部がサスペンション機構の変位を検出してから後輪サスペンション側検出部が該サスペンション機構の変位を検出することに基づいて道路の勾配変位を検出するものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用ナビゲーション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２８５７１２（Ｐ２００７−２８５７１２Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０９８２２（Ｐ２００６−１０９８２２）
【出願日】平成１８年４月１２日（２００６．４．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１２日（２００６．４．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]