特許 5776970 走行支援情報提供装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5776970

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】走行支援情報提供装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/26 20060101AFI20150820BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20150820BHJP

   G08G 1/00 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   G01C21/26 A

   B60R16/02 650D

   G08G1/00 D

【請求項の数】3

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2011-106317(P2011-106317)

(22)【出願日】2011年5月11日

(65)【公開番号】特開2012-237630(P2012-237630A)

(43)【公開日】2012年12月6日

【審査請求日】2014年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107238

【弁理士】

【氏名又は名称】米山 尚志

(72)【発明者】

【氏名】降幡 健一

【審査官】 島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−００１０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３１３６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３０７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３６４９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ ２１／２６

Ｂ６０Ｒ １６／０２

Ｇ０８Ｇ １／００

(57)【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、
地図データが記憶された地図データ記憶手段と、
前記車両の位置情報を逐次取得する位置情報取得手段と、
前記車両に作用する上下方向加速度を逐次検出する上下加速度検出手段と、
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、前記車両の走行方向を示す走行方向角を検知する走行方向検知手段と、
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位置情報を報知対象路面の位置情報として記録媒体に記録するとともに、前記走行方向検知手段が検知した走行方向情報を前記報知対象路面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前記車両の位置情報を取得したとき、当該取得された位置情報と前記記録媒体に記録された報知対象路面の位置情報とを比較し、前記車両が前記報知対象路面から所定の範囲内に存在するか否かを判定する車両位置判定手段と、
前記車両が前記報知対象路面から所定の範囲内に存在すると前記車両位置判定手段が判定したとき、前記地図データ記憶手段に記憶された地図データと、前記位置情報取得手段が取得した位置情報と、前記記録媒体に記録された前記報知対象路面の位置情報とを用いて、当該報知対象路面までの前記車両の走行経路を予測する経路予測手段と、
前記経路予測手段が予測した走行経路の経路データをもとに前記報知対象路面よりも前の経路ポイントの位置情報を求め、前記車両が前記報知対象路面を通過した場合の当該車両の走行方向を示す予想走行方向角を、前記報知対象路面よりも前の前記経路ポイントの位置情報と前記報知対象路面の位置情報とから演算する予想走行方向演算手段と、
前記予想走行方向演算手段が演算した予想走行方向角と前記報知対象路面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走行方向角との差が所定範囲内であるか否かを判定する走行方向判定手段と、
前記予想走行方向角と前記走行方向角との差が前記所定範囲内であると前記走行方向判定手段が判定したとき、前記報知対象路面を前記車両の運転者に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、
予想走行方向演算手段は、前記報知対象路面の直前の経路ポイントの位置情報を前記経路データから取得し、前記直前の経路ポイントの位置情報と前記報知対象路面の位置情報とを用いて前記予想走行方向角を演算する
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路面を特定することによって、当該報知対象路面を前記車両の運転者に報知する
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２００９−１０５９号公報には、積荷の荷痛み防止に費やす運転者の神経負担や運転負荷を軽減するとともに、車両走行中に生じ得る積荷の荷痛みを防止することが可能な走行支援情報提供装置が記載されている。

【0003】

この装置では、上下加速度センサが上下方向加速度を逐次検出し、検出された上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えたとき、ＧＰＳ受信部が受信した緯度経度情報を報知対象路面の位置情報として路面情報データベースファイルに記録する。車両の走行中において、ＧＰＳ受信部が受信した緯度経度情報と路面情報データベースファイルに記録された報知対象路面の位置情報とを比較し、車両から所定範囲内に報知対象路面が存在する場合、報知対象路面が存在する旨を車両の運転者に報知して注意を促す。報知対象路面を予め認識した運転者は、運転に注意を払うことによって荷痛みの発生を未然に防止することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１０５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の装置では、報知対象路面を運転者に報知するか否かの判定を、ＧＰＳ受信部が受信した現在の緯度経度情報と路面情報データベースファイルに記録された報知対象路面の位置情報（緯度経度情報）との比較のみによって行っている。

【0006】

しかし、ＧＰＳによって得られる緯度経度情報には１０ｍ程度の測定誤差が含まれているため、報知対象路面が存在する道路が走行車線と対向車線とに分かれている場合、単に緯度経度情報同士を比較しただけでは、報知対象路面が走行車線と対向車線とのうち何れの車線に存在するかを判別することができない。このため、注意を促す必要のない対向車線の報知対象路面まで報知されてしまい、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

【0007】

そこで、本発明は、報知対象路面を運転者に報知して注意を促す必要があるか否かを高精度で判定することが可能な信頼性の高い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】

【0008】

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、地図データ記憶手段７５と位置情報取得手段６１と上下加速度検出手段６３と走行方向検知手段７４と記録制御手段６７と車両位置判定手段６９と経路予測手段７６と予想走行方向演算手段７７と走行方向判定手段７８と報知手段７１とを備える。

【0009】

地図データ記憶手段７５には、地図データが記憶されている。位置情報取得手段６１は、車両の位置情報を逐次取得する。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逐次検出する。

【0010】

走行方向検知手段７４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、車両の走行方向を示す走行方向角を検知する。

【0011】

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が取得した位置情報を報知対象路面の位置情報として記録媒体７２に記録するとともに、走行方向検知手段７４が検知した走行方向角を報知対象路面の位置情報に対応付けて記録媒体７２に記録する。

【0012】

車両位置判定手段６９は、位置情報取得手段６１が車両の位置情報を取得したとき、取得された位置情報と記録媒体７２に記録された報知対象路面の位置情報とを比較し、車両が報知対象路面から所定の範囲内に存在するか否かを判定する。

【0013】

経路予測手段７６は、車両が報知対象路面から所定の範囲内に存在すると車両位置判定手段６９が判定したとき、地図データ記憶手段７５に記憶された地図データと、位置情報取得手段６１が取得した位置情報と、記録媒体７２に記録された報知対象路面の位置情報とを用いて、報知対象路面までの車両の走行経路を予測する。

【0014】

予想走行方向演算手段７７は、経路予測手段７６が予測した走行経路の経路データをもとに報知対象路面よりも前の経路ポイントの位置情報を求め、車両が報知対象路面を通過した場合の当該車両の走行方向を示す予想走行方向角を、報知対象路面よりも前の経路ポイントの位置情報と報知対象路面の位置情報とから演算する。なお、予想走行方向演算手段７７は、報知対象路面の直前の経路ポイントの位置情報を経路データから取得し、当該直前の経路ポイントの位置情報と報知対象路面の位置情報とを用いて予想走行方向角を演算してもよい。

【0015】

走行方向判定手段７８は、予想走行方向演算手段７７が演算した予想走行方向角と報知対象路面の位置情報に対応付けられて記録媒体７２に記録された走行方向角との差が所定範囲内であるか否かを判定する。

【0016】

報知手段７２は、予想走行方向角と走行方向角との差が所定範囲内であると走行方向判定手段７８が判定したとき、報知対象路面を車両の運転者に報知する。

【0017】

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路面の位置情報として記録媒体７２に記録するとともに、このときの走行方向角を報知対象路面の位置情報に対応付けて記録媒体７２に記録する。

【0018】

記録媒体７２に記録された報知対象路面の位置情報から所定の範囲内に車両が進入すると、経路予測手段７６は、報知対象路面までの車両の走行経路を予測し、予想走行方向演算手段７７は、予測された走行経路に従って車両が報知対象路面を通過した場合の予想走行方向角を演算し、走行方向判定手段７８は、演算された予想走行方向角と報知対象路面の位置情報に対応する走行方向角との差が所定範囲内であるか否かを判定する。予想走行方向角と走行方向角との差が所定範囲内であると判定されると、報知手段７２は、報知対象路面を車両の運転者に報知する。

【0019】

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。

【0020】

また、報知対象路面の位置情報から所定の範囲内に車両が進入した際に、演算された予想走行方向角と記録された走行方向角とを比較し、両者の差が所定範囲内と判定された場合には報知対象路面を報知し、所定範囲を超えていると判定された場合には報知対象路面を報知しない。すなわち、報知対象路面が存在する道路が走行車線と対向車線とに分かれている場合において、車両の走行車線側に存在する報知対象路面は報知されるが、反対の対向車線側に存在する報知対象路面は報知されない。従って、報知対象路面を運転者に報知して注意を促す必要があるか否かを高精度で判定することができ、信頼性が向上する。

【0021】

走行方向検知手段７４は、位置情報取得手段６１が取得した位置情報の変化から走行方向角を演算してもよい。

【0022】

上記構成では、走行方向角を検出するための方位角センサを別途設けることなく、演算によって走行方向角を検知することができる。

【0023】

報知手段７１は、画面に表示された地図中に前記報知対象路面を特定することによって、報知対象路面を車両の運転者に報知してもよい。

【0024】

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を事前に認識することができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、報知対象路面を運転者に報知して注意を促す必要があるか否かを高精度で判定することができ、信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【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である。

【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】上限車速算出記録処理を示すフローチャートである。

【図20】上限車速補正処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【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。

【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〜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と地図データベースファイル４１（地図データ記憶手段７５）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。地図データベースファイル４１には地図データが予め記憶されている。後述するナビゲーション装置４０（図５参照）が搭載されている場合には、ナビゲーション装置４０の地図データベースファイル４１が共用される。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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所定時間毎に逐次検出し、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。

【0034】

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ｄ_Ｌ及び右静的車高ｄ_Ｒとして検出し、検出した左右の静的車高ｄ_Ｌ，ｄ_ＲをＥＣＵ１５の演算処理部３１へ出力する。

【0035】

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。

【0036】

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ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒ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。

【0037】

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、走行方向演算処理と、経路予測処理と、予想走行方向演算処理と、走行方向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、路面形状係数演算手段、旋回半径取得手段、ホイールレート推定手段、上限車速演算手段、上限車速比較手段、走行方向検知手段７４、経路予測手段７６、予想走行方向演算手段７７、及び走行方向判定手段７８として機能する。

【0038】

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。

【0039】

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ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒと図７に示す輪荷重マップとから、静的車高ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒに対応する左右の静的輪荷重ｗ_Ｌ，ｗ_Ｒをそれぞれ求め、求めた静的輪荷重ｗ_Ｌ，ｗ_Ｒをそれぞれ質量に換算することにより左バネ上質量ｍ_Ｌと右バネ上質量ｍ_Ｒとを算出し、算出した左バネ上質量ｍ_Ｌと右バネ上質量ｍ_Ｒ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。

【0040】

【数1】

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒと図７に示す輪荷重マップとから、静的車高ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒに対応する左右の静的輪荷重ｗ_Ｌ，ｗ_Ｒをそれぞれ求め、求めた静的輪荷重ｗ_Ｌ，ｗ_Ｒ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ｗ_Ｌ，ｗ_Ｒに対応する左ホイールレートｋ_Ｌと右ホイールレートｋ_Ｒとをそれぞれ求め、求めた左ホイールレートｋ_Ｌと右ホイールレートｋ_Ｒ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。

【0044】

【数2】

【0045】

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ｋ_ｅは、走行中のトラック２０が報知対象路面（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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

路面形状係数算出処理、旋回半径算出処理及び走行方向演算処理は、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。

【0049】

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Ｋ_Ｒｄ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Ｋ_Ｒｄを路面形状データ記録・検索部３２へ出力する。

【0050】

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ａ_ｙ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Ｒ_ｃを算出する。演算処理部３１は、算出された旋回半径Ｒ_ｃを路面形状データ記録・検索部３２へ出力する。

【0051】

【数3】

【0052】

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Ｒ_ｃを算出してもよい。

【0053】

【数4】

【0054】

走行方向演算処理では、ＧＰＳ受信部１１から取得した緯度経度情報の変化から、トラック２０の走行方向を示す走行方向角ＤＲを演算する。具体的には、最新に取得した現在の緯度経度情報（緯度Ｎｃ，経度Ｅｃ）と、前回取得した過去の緯度経度情報（緯度Ｎｐ，経度Ｅｐ）とを、次式（２６）に代入することによって、現在の走行方向角ＤＲを算出する。すなわち、（緯度の変化量／経度の変化量）が現在の走行方向角ＤＲとして算出される。演算処理部３１は、算出された走行方向角ＤＲを路面形状データ記録・検索部３２へ出力する。

【0055】

ＤＲ＝Ｎ_ＤＲ／Ｅ_ＤＲ＝（Ｎｃ−Ｎｐ）／（Ｅｃ−Ｅｐ）・・・（２６）

【0056】

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Ｋ_Ｒｄ、旋回半径Ｒ_ｃ及び走行方向角ＤＲの入力を受けると、これら路面形状係数Ｋ_Ｒｄ、旋回半径Ｒ_ｃ及び走行方向角ＤＲを、ＧＰＳ受信部１１から取得した緯度経度情報（報知対象路面の緯度経度情報）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、記録制御手段６７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報知対象路面の位置を示す緯度経度情報と当該路面の路面形状係数Ｋ_Ｒｄと旋回半径Ｒ_ｃと走行方向角ＤＲ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（報知対象路面の緯度経度情報と路面形状係数Ｋ_Ｒｄと旋回半径Ｒ_ｃと走行方向角ＤＲ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Ｋ_Ｒｄ、旋回半径Ｒ_ｃ及び走行方向角ＤＲｄ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から報知対象路面の緯度経度情報（Ｎｄ，Ｅｄ）及び走行方向角ＤＲｄの入力を受けると、経路予測処理と予想走行方向演算処理と走行方向判定処理とを順次実行する。

【0059】

経路予測処理では、地図データベースファイル４１に記憶された地図データと、ＧＰＳ受信部１１が最新に受信した現在のトラック２０の緯度経度情報（Ｅｃ，Ｎｃ）と、報知対象路面の緯度経度情報（Ｅｄ，Ｎｄ）とを用いて、報知対象路面までの走行経路を探索して予測する。具体的には、地図データを使用した最短経路算出処理によって、現在位置Ｐｃ（Ｅｃ，Ｎｃ）から報知対象路面の位置Ｐｄ（Ｅｄ，Ｎｄ）までの最短経路を走行経路として算出する。なお、最短経路は、所定幅以上の道路を条件とした最短経路であってもよく、一般道を条件とした最短経路であってもよい。また、走行予定経路が事前に設定されている場合には、設定された走行予定経路に従って報知対象路面までの走行経路を予測すればよい。また、後述するナビゲーション装置４０（図５参照）が搭載されている場合には、ナビゲーション装置４０が経路予想処理を実行してもよい。

【0060】

予想走行方向演算処理では、算出された走行経路に従ってトラック２０が報知対象路面を通過したと想定した場合のトラック２０の走行方向を示す予想走行方向角ＤＲｐを走行経路から演算する。具体的には、算出された走行経路の経路データから目的地（報知対象路面）の直前（１つ手前）の経路ポイントの位置Ｐｐ（Ｅｐ，Ｎｐ）を取得し、取得した位置Ｐｐ（Ｅｐ，Ｎｐ）と報知対象路面の位置Ｐｄ（Ｅｄ，Ｎｄ）とを、次式（２７）に代入することによって、予想走行方向角ＤＲｐを算出する。すなわち、（緯度の変化量／経度の変化量）が予想走行方向角ＤＲｐとして算出される。

【0061】

ＤＲｐ＝Ｎ_ＤＲｐ／Ｅ_ＤＲｐ＝（Ｎｄ−Ｎｐ）／（Ｅｄ−Ｅｐ）・・・（２７）

【0062】

走行方向判定処理では、算出された予想走行方向角ＤＲｐと路面形状データ記録・検索部３２から入力された走行方向角ＤＲｄとの差が所定範囲内であるか否かを判定する。具体的には、予想走行方向角ＤＲｐと走行方向角ＤＲｄとの差が所定値Ｃ未満（│ＤＲｐ−ＤＲｄ│＜Ｃ）であるとき、両者の差が所定範囲内であると判定し、所定値Ｃを超えているとき、両者の差が所定範囲外であると判定する。所定範囲（所定値Ｃ）は、自車両（トラック２０）が現在走行中の走行車線側に報知対象路面が存在する場合には、予想走行方向角ＤＲｐと走行方向角ＤＲｄとの差が所定範囲に含まれ（所定値Ｃ未満となり）、反対の対向車線側に報知対象路面が存在する場合には、所定範囲から外れる（所定値Ｃを超える）ように予め設定されている。

【0063】

また、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Ｋ_Ｒｄ及び旋回半径Ｒ_ｃ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。これらの処理は、走行方向判定処理において、予想走行方向角ＤＲｐと走行方向角ＤＲｄとの差が所定範囲内であると判定された場合に実行される。

【0064】

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Ｋ_Ｒｄ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Ｖ_ｍａｘを算出する。具体的には、路面形状係数Ｋ_Ｒｄ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Ｖ_ｍａｘを算出する。

【0065】

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ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒ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Ｖ_ｍａｘ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Ｒ_ｃとから、予想ホイールレートｋ_ｅを求める。

【0066】

具体的には、車高センサ１４が検出した左右の静的車高ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒと、空車時（積荷が無い状態）の静的車高ｄ_ｃと、空車時の車両の重心とロールセンタＲＣとの高さの差ｈ_ｖｃと、バネ上質量ｍと、車両質量ｍ_ｖと、車両の重心と積荷の重心との高さの差ｈ_ｖｆ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ｈ_ＲＣを算出する。ここで、空車時の静的車高ｄ_ｃ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ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒ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ｈ_ｖｃと、車両の重心と積荷の重心との高さの差ｈ_ｖｆ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ｍ_ｖは、車両固有の値として記憶部３７に予め記憶されている。

【0067】

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ｗ_Ｌ，ｗ_Ｒ及びバネ上質量ｍと、上記算出した高さの差ｈ_ＲＣと、第１の上限車速算出処理で算出した第１の上限車速Ｖ_ｍａｘ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Ｒ_ｃ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ｗ_ｅＬ，ｗ_ｅＲを算出する。次に、算出した予想輪荷重ｗ_ｅＬ，ｗ_ｅＲ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ｗ_ｅＬ，ｗ_ｅＲに対応する左予想ホイールレートｋ_ｅＬと右予想ホイールレートｋ_ｅＲとをそれぞれ求め、求めた左予想ホイールレートｋ_ｅＬと右予想ホイールレートｋ_ｅＲとを式（２）に代入することにより、予想ホイールレートｋ_ｅ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ｋ_Ｌと右ホイールレートｋ_Ｒとに代えて左予想ホイールレートｋ_ｅＬと右予想ホイールレートｋ_ｅＲとを式（２）に代入する。

【0068】

この予想ホイールレートｋ_ｅは、走行中のトラック２０が報知対象路面を将来通過する際のホイールレートの予測値である。

【0069】

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ｋ_ｅ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）ｆ_ｅ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ｋ_ｅを式（１６ａ）に代入する。

【0070】

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Ｋ_Ｒｄ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ｆ_ｅ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Ｖ_ｍａｘｅを算出する。具体的には、路面形状係数Ｋ_Ｒｄと予想車両状態係数ｆ_ｅ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Ｖ_ｍａｘｅ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ｆ_ｅを式（１８）に代入する。

【0071】

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Ｖ_ｍａｘ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Ｖ_ｍａｘｅとは、第１の上限車速Ｖ_ｍａｘ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Ｖ_ｍａｘｅが、トラック２０が報知対象路面を将来通過するときの旋回半径Ｒ_ｃを考慮して推測した予想ホイールレートｋ_ｅを用いて算出される値である点で相違する。

【0072】

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Ｖ_ｍａｘと第２の上限車速Ｖ_ｍａｘｅ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。

【0073】

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路面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。

【0074】

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ｔ_ｍａｘ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路面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。

【0075】

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。

【0076】

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（現在位置から報知対象路面までの距離）と順位とが入力される毎に、現在位置から報知対象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、報知対象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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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データを地図データベースファイル４１から読み出し、読み出した地図データに基づく地図画像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。

【0080】

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ｔ_ｍａｘ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路面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。

【0081】

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路面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、報知対象路面の位置情報に対応する報知対象路面（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、報知対象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。

【0082】

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。

【0083】

「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。

【0084】

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ｖ_ｚが発生することになる。速度ｖ_ｚの大きさは、幾何学的関係から以下の式（５）で表される。

【0085】

【数5】

【0086】

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。

【0087】

角部ｐに接触した後、速度ｖ_ｚ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。

【0088】

【数6】

【0089】

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。

【0090】

[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ｘ_２、路面変位をｘ_１、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。

【0091】

【数7】

【0092】

式（５）から、この系の状態方程式は次式（８）となる。

【0093】

【数8】

【0094】

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。

【0095】

【数9】

【0096】

式（７）から、路面変位速度ｘ_１ｄに対する車体変位速度ｘ_２ｄの伝達関数は、それぞれのラプラス変換をＸ_１ｄ（ｓ）、Ｘ_２ｄ（ｓ）とおけば、次式（１０）となる。

【0097】

【数10】

【0098】

ここで、式（６）より、段差に乗り上げる場合の路面変位速度ｘ_１ｄ（ｔ）は、次式（１１）と考えられる。

【0099】

【数11】

【0100】

従って、式（１１）のラプラス変換は、次式（１２）となる。

【0101】

【数12】

【0102】

ゆえに、この入力に対する車体変位速度は、次式（１３）となり、

【0103】

【数13】

【0104】

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。

【0105】

【数14】

【0106】

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。

【0107】

【数15】

【0108】

ここで、

【0109】

【数16】

【0110】

とおけば、

【0111】

【数17】

【0112】

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Ｋ_Ｒｄ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。

【0113】

また、路面形状係数Ｋ_Ｒｄ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。

【0114】

【数18】

【0115】

「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ｈ_ＲＣ、車両の重心と積荷の重心との高さの差をｈ_ｖｆ、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ｈ_ｖｆ１、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ｈ_ｖｆ２、車両の重心とロールセンタＲＣとの高さの差をｈ_ｖ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ｍ_ｖとすると、積荷の質量をｍ_ｆは、次式（１９）となる。

【0116】

【数19】

【0117】

ここで、車両の重心と積荷の重心との高さの差をｈ_ｖｆ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ｈ_ｖｆ２は、次式（２０）によって求められる。

【0118】

【数20】

【0119】

また、空車時（積荷が無い状態）の静的車高をｄ_ｃ、積荷がある状態での左右の静的車高をｄ_Ｌ，ｄ_Ｒ、空車時の車両の重心とロールセンタＲＣとの高さの差をｈ_ｖｃとすれば、車両の重心とロールセンタＲＣとの高さの差をｈ_ｖは、次式（２１）となる。

【0120】

【数21】

【0121】

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ｈ_ＲＣは、次式（２２）によって算出することができる。

【0122】

【数22】

【0123】

[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Ｋ_Ｒｄ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）Ｖ_ｍａｘ及び旋回半径Ｒ_ｃで走行した場合に車両に発生する横方向加速度ａ_ｙｍａｘは、次式（２３）によって算出することができる。

【0124】

【数23】

【0125】

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）Ｖ_ｍａｘで走行（通過）した場合の横方向加速度ａ_ｙｍａｘ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。

【0126】

【数24】

【0127】

従って、直進走行時の左右の静的輪荷重をｗ_Ｌ，ｗ_Ｒとすると、左旋回時の左右の予想輪荷重ｗ_ｅＬ，ｗ_ｅＲは、次式（２５）によって算出される。

【0128】

【数25】

【0129】

得られた左右の予想輪荷重ｗ_ｅＬ，ｗ_ｅＲ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ｗ_ｅＬ，ｗ_ｅＲに対応する左予想ホイールレートｋ_ｅＬと右予想ホイールレートｋ_ｅＲとをそれぞれ求め、求めた左予想ホイールレートｋ_ｅＬと右予想ホイールレートｋ_ｅＲとを式（２）に代入することにより、予想ホイールレートｋ_ｅが算出される。

【0130】

「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２０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。

【0131】

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。

【0132】

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。

【0133】

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ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒ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ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒに対応する左右の静的輪荷重ｗ_Ｌ，ｗ_Ｒ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ｗ_Ｌ，ｗ_Ｒに対応する左ホイールレートｋ_Ｌと右ホイールレートｋ_Ｒ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ｗ_Ｌ，ｗ_Ｒをそれぞれ質量に換算することにより左バネ上質量ｍ_Ｌと右バネ上質量ｍ_Ｒとを算出し、算出した左バネ上質量ｍ_Ｌと右バネ上質量ｍ_Ｒ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ｋ_Ｌと右ホイールレートｋ_Ｒ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。

【0134】

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。

【0135】

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。

【0136】

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ＶとＧＰＳ受信部１１が受信した緯度経度情報（Ｎｃ，Ｅｃ）とを読み込み（ステップＳ１４）、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、報知対象路面ではないと判定し、ステップＳ１９へ進む。

【0137】

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、報知対象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。

【0138】

次に、ステップＳ１８へ進み、最新に取得した現在の緯度経度情報（緯度Ｎｃ，経度Ｅｃ）と、前回取得した過去の緯度経度情報（緯度Ｎｐ，経度Ｅｐ）とを、式（２６）に代入して現在の走行方向角ＤＲを算出する。

【0139】

次に、ステップＳ１５へ進み、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Ｋ_Ｒｄを算出する。

【0140】

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。

【0141】

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ａ_ｙを読み込み（ステップＳ５１）、横方向加速度ａ_ｙの絶対値が所定の最小値ａ_ｙＬｏｗを超えているか否かを判定する（ステップＳ５２）。

【0142】

ステップＳ５２で横方向加速度ａ_ｙの絶対値が所定の最小値ａ_ｙＬｏｗ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）ａ_ｙ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Ｒ_ｃを算出し、ステップＳ５４へ進む。

【0143】

ステップＳ５４では、旋回半径Ｒ_ｃの絶対値が所定の最大値Ｒ_ｃｍａｘ未満か否かを判定し、最大値Ｒ_ｃｍａｘ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。

【0144】

一方、ステップＳ５２で横方向加速度ａ_ｙの絶対値が所定の最小値ａ_ｙＬｏｗ以下であると判定した場合、及びステップＳ５４で旋回半径Ｒ_ｃの絶対値が所定の最大値Ｒ_ｃｍａｘ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Ｒ_ｃの値を所定の最大値Ｒ_ｃｍａｘ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。

【0145】

ステップＳ１６では、算出した現在の走行方向角ＤＲ、路面形状係数Ｋ_Ｒｄ及び旋回半径Ｒ_ｃと緯度経度情報（Ｎｃ，Ｅｃ）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。

【0146】

次に、ステップＳ１９へ進み、現在の緯度経度情報（Ｎｃ，Ｅｃ）を、次回（次サイクル）の走行方向演算処理（ステップＳ１８の処理）で使用する過去（前回）の緯度経度情報（Ｎｐ，Ｅｐ）として記憶する。

【0147】

ステップＳ１９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（報知対象路面）の緯度経度情報が、走行方向角、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。

【0148】

ステップＳ４では、タイマの値Ｔが所定時間ｔ_ｍａｘ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及び図１９に示す上限車速算出記録処理を実行する。

【0149】

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（ステップＳ２１）。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。

【0150】

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。

【0151】

ステップＳ２２以降の処理では、ＧＰＳ受信部１１が受信した現在の緯度経度情報Ｐｃ（Ｎｃ，Ｅｃ）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緯度経度情報Ｐｄ（Ｎｄ，Ｅｄ）と走行方向角ＤＲｄと路面形状係数Ｋ_Ｒｄｄとを読み込み（ステップＳ２３）、緯度Ｎｄが所定範囲内か否か（ステップＳ２４）及び経度Ｅｄが所定範囲内か否か（ステップＳ２５）を判断し、緯度Ｎｄ及び経度Ｅｄの少なくとも一方が所定範囲外の場合には、報知の必要がない報知対象路面であるため、上限車速を算出せずにステップＳ２８へ進む。

【0152】

緯度及び経度が共に所定範囲内の場合には、地図データを使用して、現在位置Ｐｃ（Ｅｃ，Ｎｃ）から報知対象路面の位置Ｐｄ（Ｅｄ，Ｎｄ）までの最短経路を走行経路として算出し（ステップＳ３２）、算出した走行経路の経路データから目的地（報知対象路面）の１つ手前の経路ポイントの位置Ｐｐ（Ｅｐ，Ｎｐ）を取得し、取得した位置Ｐｐ（Ｅｐ，Ｎｐ）と報知対象路面の位置Ｐｄ（Ｅｄ，Ｎｄ）とを、式（２７）に代入して予想走行方向角ＤＲｐを算出する（ステップＳ３３）。

【0153】

次に、ステップＳ３４ヘ進み、予想走行方向角ＤＲｐと走行方向角ＤＲｄとの差が所定値Ｃ未満であるか否かを判定し、予想走行方向角ＤＲｐと走行方向角ＤＲｄとの差が所定値Ｃを超えている場合には、自車両が現在走行している走行車線側に報知対象路面が存在する可能性が低く、反対側の車線（対向車線）に報知対象路面が存在する可能性が高いため、報知の必要がない報知対象路面であると判定し、上限車速を算出せずにステップＳ２８へ進む。

【0154】

一方、予想走行方向角ＤＲｐと走行方向角ＤＲｄとの差が所定値Ｃ未満の場合には、自車両の走行車線側に報知対象路面が存在する可能性が高いため、報知が必要な報知対象路面であると判定し、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）。

【0155】

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。

【0156】

上限車速補正処理では、旋回半径Ｒ_ｃの絶対値が所定の最大値Ｒ_ｃｍａｘ未満か否かを判定し（ステップＳ６１）、最大値Ｒ_ｃｍａｘ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Ｒ_ｃの絶対値が所定の最大値Ｒ_ｃｍａｘ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１９のステップＳ２７へ進む。

【0157】

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Ｒ_ｃ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Ｖ_ｍａｘ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ｗ_ｅＬ，ｗ_ｅＲを算出し、ステップＳ６３へ進む。

【0158】

ステップＳ６３では、算出した予想輪荷重ｗ_ｅＬ，ｗ_ｅＲ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ｗ_ｅＬ，ｗ_ｅＲに対応する左予想ホイールレートｋ_ｅＬと右予想ホイールレートｋ_ｅＲとをそれぞれ推定し、推定した左予想ホイールレートｋ_ｅＬと右予想ホイールレートｋ_ｅＲとを式（２）に代入することにより、予想ホイールレートｋ_ｅを算出し、ステップＳ６４へ進む。

【0159】

ステップＳ６４では、予想ホイールレートｋ_ｅ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）ｆ_ｅを算出し、ステップＳ６５へ進む。

【0160】

ステップＳ６５では、予想車両状態係数ｆ_ｅ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Ｋ_Ｒｄ（Ｋ_Ｒｄｄ）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Ｖ_ｍａｘｅを算出し、ステップＳ６６へ進む。

【0161】

ステップＳ６６では、第１の上限車速Ｖ_ｍａｘと第２の上限車速Ｖ_ｍａｘｅとを比較し、第１の上限車速Ｖ_ｍａｘが第２の上限車速Ｖ_ｍａｘｅ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Ｖ_ｍａｘの値を第２の上限車速Ｖ_ｍａｘｅに置き換えた後、上限車速補正処理を終了して図１９のステップＳ２７へ進む。このように、第１の上限車速Ｖ_ｍａｘの値を第２の上限車速Ｖ_ｍａｘｅに置き換えることにより、実質的に第２の上限車速Ｖ_ｍａｘｅが報知用の上限車速となる。

【0162】

一方、第１の上限車速Ｖ_ｍａｘが第２の上限車速Ｖ_ｍａｘｅを超えていない（第１の上限車速Ｖ_ｍａｘが第２の上限車速Ｖ_ｍａｘｅ以下である）場合には、第１の上限車速Ｖ_ｍａｘの値を第２の上限車速Ｖ_ｍａｘｅに置き換えずに、上限車速補正処理を終了して図１９のステップＳ２７へ進む。この場合、第１の上限車速Ｖ_ｍａｘが報知用の上限車速となる。

【0163】

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Ｖ_ｍａｘ）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。

【0164】

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。

【0165】

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。

【0166】

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。

【0167】

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ｔ_ｍａｘに達している場合には、ステップＳ６以降の処理に進む。

【0168】

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（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。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。

【0169】

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路面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、報知対象路面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。

【0170】

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路面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、報知対象路面までの走行経路を予測し、予測した走行経路に従ってトラック２０が報知対象路面を通過した場合の予想走行方向角を演算し、演算した予想走行方向角と報知対象路面の位置情報に対応する走行方向角との差が所定範囲内であるか否かを判定し、予想走行方向角と走行方向角との差が所定範囲内であると判定したとき、現在のホイールレートと報知対象路面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、報知対象路面の位置情報に対応する旋回半径に基づいて、報知対象路面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路面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。

【0171】

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。

【0172】

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。

【0173】

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。

【0174】

また、現在のホイールレートに基づく第１の上限車速と、報知対象路面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。

【0175】

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。

【0176】

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。

【0177】

また、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路面の位置情報から所定の範囲内に車両が進入した際に、予想走行方向角を演算し、演算した予想走行方向角と路面情報データベースファイル３５に記録された走行方向角とを比較し、両者の差が所定範囲内と判定された場合には報知対象路面を報知し、所定範囲を超えていると判定された場合には報知対象路面を報知しない。すなわち、報知対象路面が存在する道路が走行車線と対向車線とに分かれている場合において、自車両が現在走行している走行車線側に存在する報知対象路面は報知されるが、反対の対向車線側に存在する報知対象路面は報知されない。従って、報知対象路面を運転者に報知して注意を促す必要があるか否かを高精度で判定することができ、信頼性が向上する。

【0178】

また、ＧＰＳ受信部１１が受信した緯度経度情報の変化から走行方向角を演算するので、走行方向角を検出するための方位角センサを別途設ける必要がない。

【0179】

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。

【0180】

なお、上限車速の算出方法は上記に限定されるものではなく、他の方法によって算出してもよく、また上限車速の算出を省略してもよい。

【0181】

また、走行方向角や予想走行方向角は、上記のような（緯度の変化量／経度の変化量）に限定されるのものではなく、例えば方位のように車両の走行方向を示すものであれば任意に用いることができる。

【0182】

また、走行方向検知手段として方位角センサを設けてもよい。この場合、走行方向角として、方位角センサが検出する方位角から（緯度の変化量／経度の変化量）を算出してもよく、方位角を走行方向角や予想走行方向角として用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0183】

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。

【符号の説明】

【0184】

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
６３：上下加速度検出手段
６７：記録制御手段
６９：車両位置判定手段
７１：報知手段
７２：記録媒体
７４：走行方向検知手段
７５：地図データ記憶手段
７６：経路予測手段
７７：予想走行方向演算手段
７８：走行方向判定手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】