特許 7540302 標高算出装置

(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】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】標高算出装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/28 20060101AFI20240820BHJP

   G09B 29/10 20060101ALI20240820BHJP

   G09B 29/00 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

G01C21/28

G09B29/10 A

G09B29/00 A

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020185767

(22)【出願日】2020-11-06

(65)【公開番号】P2022075163

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-07-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】樗澤 英明

【審査官】▲高▼木 真顕

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１０７３７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｇ０９Ｂ ２９／１０

Ｇ０９Ｂ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記憶装置と、実行装置とを有し、
前記記憶装置は、複数の入力変数が入力されることにより、車両が走行している地点の標高を示す変数である標高変数を出力変数として出力する写像を規定する写像データを記憶しており、
複数の前記入力変数は、前記車両が走行している地点の緯度を示す変数である緯度変数、前記車両が走行している地点の経度を示す変数である経度変数、前記車両が走行している道路の種類を示す変数である道路種類変数、前記車両のヘッドライトのオンオフを示す変数であるライト変数、前記車両の走行速度を示す変数である車速変数、前記車両が前進走行しているか後進走行しているかを示す変数である進行方向変数、及び前記車両が走行している地点の大気圧を示す変数である大気圧変数を含み、
前記写像は、学習済みのニューラルネットワークであり、
前記実行装置は、
複数の前記入力変数の値を取得する取得処理と、
前記取得処理によって取得した複数の前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理とを実行する
標高算出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、標高算出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示された標高算出装置は、緯度及び経度の組み合わせ毎に標高を定めたマップを記憶している。標高算出装置は、マップに基づいて、車両が走行している地点の緯度及び経度に対応する標高を算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－０３２５９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば一般道の真上に高速道路が位置している場合のように、同じ緯度及び経度の地点において異なる高さに道路が存在していることがある。このような地点を車両が走行しているとき標高を算出するにあたって、１つの緯度及び経度の組み合わせに対して１つの標高が割り当てられた特許文献１のようなマップを利用すると、車両が走行している地点の実際の標高と、算出した標高とに乖離が生じるおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための標高算出装置は、記憶装置と、実行装置とを有し、前記記憶装置は、複数の入力変数が入力されることにより、車両が走行している地点の標高を示す変数である標高変数を出力変数として出力する写像を規定する写像データを記憶しており、複数の前記入力変数は、前記車両が走行している地点の緯度を示す緯度変数、前記車両が走行している地点の経度を示す経度変数、及び前記車両が走行している道路の種類を示す変数である道路種類変数を含み、前記実行装置は、前記入力変数の値を取得する取得処理と、前記取得処理によって取得した前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理とを実行する。

【0006】

例えば同じ緯度及び経度の地点において異なる高さに道路が存在している場合を考慮し、緯度及び経度のみならず、例えば一般道又は高速道路といった道路の種類と対応させて標高を定めたマップを作ることが考えられる。しかし、この場合、マップの内容が非常に複雑になり、マップを作るのに手間がかかる。したがって、そのようなマップを作るのは事実上困難である。上記構成のように、写像を利用する場合、適切な訓練データ及び教師データを用意できれば、上記マップを作る場合のような手間をかけずに写像を学習させることができる。その上、上記構成では、入力変数の１つに道路種類変数が含まれている。このから、同じ緯度及び経度の地点において異なる高さに道路が存在している場合でも、道路を区別して標高を算出できる。したがって、車両が走行している地点の標高を正しく算出できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】車両の概略構成図。

【図2】道路データの一例を示す図。

【図3】標高算出処理の処理手順を表したフローチャート。

【図4】標高算出装置の変更例を表した概略図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、標高算出装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
＜車両の概略構成＞
図１に示すように、車両１００は、内燃機関１０、動力分割機構２０、自動変速機３０、駆動輪６９、第１モータジェネレータ６１、及び第２モータジェネレータ６２を有する。

【0009】

内燃機関１０、第１モータジェネレータ６１、及び第２モータジェネレータ６２は、車両１００の駆動源となっている。これら内燃機関１０、第１モータジェネレータ６１、及び第２モータジェネレータ６２は、動力分割機構２０に連結している。動力分割機構２０は、内燃機関１０、第１モータジェネレータ６１、及び第２モータジェネレータ６２間で動力を伝達する遊星歯車機構である。動力分割機構２０は、サンギアＳ、リングギアＲ、及びキャリアＣを有する。キャリアＣには、内燃機関１０の出力軸としてのクランクシャフト１１が連結している。サンギアＳには、第１モータジェネレータ６１の回転軸６１Ａが連結している。リングギアＲの出力軸であるリングギア軸ＲＡには、第２モータジェネレータ６２の回転軸６２Ａが連結している。また、リングギア軸ＲＡには、自動変速機３０の入力軸３１が連結している。自動変速機３０は、多段式の変速機である。自動変速機３０の出力軸３２には、ディファレンシャルギアを介して左右の駆動輪６９が連結している。ディファレンシャルギアは、左右の駆動輪６９に回転速度の差が生じることを許容する。なお、図１ではディファレンシャルギアの図示を省略している。

【0010】

図示は省略するが、自動変速機３０の入力軸３１と出力軸３２との間には、係合要素としての複数のクラッチ及びブレーキと、複数の遊星歯車機構とが介在している。各係合要素の断接状態が切り替わることにより、自動変速機３０は予め設定されている４つのシフトレンジに応じた変速段を形成可能である。４つのシフトレンジは、パーキングレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジ、及びリバースレンジである。パーキングレンジ及びニュートラルレンジは、車両１００の非走行用の変速段を形成するシフトレンジである。ドライブレンジ及びリバースレンジは、車両１００の走行用の変速段を形成するシフトレンジである。詳細には、ドライブレンジは、車両１００の前進走行用の変速段を形成するシフトレンジである。リバースレンジは、車両１００の後進走行用の変速段を形成するシフトレンジである。なお、ドライブレンジにおいては、例えば「１速」～「５速」といった複数の変速段が成立可能である。各変速段は、別々の変速比と対応して割り当てられている。

【0011】

車両１００は、シフトレバー３５を有する。シフトレバー３５は、車両１００の車室内に位置している。シフトレバー３５は、自動変速機３０における４つのシフトレンジを切り替えるためのレバーである。シフトレバー３５は、４つのシフトポジションＴに操作位置を切り替えることができる。各シフトポジションＴは、別々のシフトレンジと対応している。

【0012】

車両１００は、ＧＰＳ受信機４０、車速センサ４２、シフトポジションセンサ３６、大気圧センサ４４、アクセルセンサ４８、ヘッドライト５０、及び切り替えスイッチ５１を有する。ＧＰＳ受信機４０は、車両１００の現在の位置座標Ｐに関する信号をＧＰＳ衛星から受信する。すなわち、ＧＰＳ受信機４０は、車両１００の現在の緯度及び経度の座標値に関する信号を受信する。車速センサ４２は、車両１００の走行速度である車速ＳＰを検出する。シフトポジションセンサ３６は、シフトレバー３５のシフトポジションＴを検出する。大気圧センサ４４は、車両１００が走行している地点の大気圧ＡＴＭを検出する。アクセルセンサ４８は、車両１００におけるアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ＡＣＣを検出する。ヘッドライト５０は、車両１００の外部を照射する照明装置である。切り替えスイッチ５１は、車両１００のヘッドライト５０のオン・オフを切り替える。

【0013】

＜制御装置の概略構成＞
車両１００は、制御装置９０を有する。制御装置９０は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置９０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ９１及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ９３等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵ９１に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。また、制御装置９０は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである記憶装置９５を有する。ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９３及び記憶装置９５は、互いに内部バス９８を通じて通信可能である。

【0014】

制御装置９０は、車両１００に取り付けられている各種センサからの検出信号を受信する。具体的には、制御装置９０は、次の各パラメータについての検出信号を受信する。
・車速センサ４２が検出する車速ＳＰ
・シフトポジションセンサ３６が検出するシフトポジションＴ
・大気圧センサ４４が検出する大気圧ＡＴＭ
・アクセルセンサ４８が検出するアクセル操作量ＡＣＣ
また、制御装置９０は、ＧＰＳ受信機４０が受信した位置座標Ｐに関する信号を受信する。また、制御装置９０は、切り替えスイッチ５１によるヘッドライト５０のオン・オフの切り替え状態Ｊに関する信号を受信する。

【0015】

ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３が記憶しているプログラムを実行することにより、内燃機関１０、第１モータジェネレータ６１、第２モータジェネレータ６２、及び自動変速機３０を制御する。具体的には、ＣＰＵ９１は、アクセル操作量ＡＣＣ及び車速ＳＰに基づいて、車両１００が走行するために必要な出力の要求値である車両要求出力を算出する。ＣＰＵ９１は、車両要求出力に基づいて、内燃機関１０、第１モータジェネレータ６１、及び第２モータジェネレータ６２のトルク配分を決定する。ＣＰＵ９１は、算出したトルク分配に基づいて、内燃機関１０、第１モータジェネレータ６１、及び第２モータジェネレータ６２を制御する。また、ＣＰＵ９１は、車速ＳＰ及び車両要求出力に基づいて、自動変速機３０の変速比が車両１００の走行上最適なものになるように各係合要素の断接を制御する。

【0016】

制御装置９０は、車両１００の走行経路の案内を行うナビゲーション装置として機能する。ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３が記憶しているプログラムを実行することにより、車両１００の走行経路の案内に係る各種の処理を実現する。記憶装置９５は、車両１００の走行経路の案内を行う上で必要なデータの１つとして、道路データＭを記憶している。図２に示すように、道路データＭには、複数のノードＮ及び複数のリンクＬが設定されている。なお、図２では、道路データＭの１例として、４つのノードＮ１～Ｎ４及び４つのリンクＬ１～Ｌ４を示している。各ノードＮは、緯度及び経度の座標値によって定められている。各ノードＮは、例えば交差点毎に付されていたり、所定の距離間隔で付されていたりする。各リンクＬは、隣り合うノードＮ間を結ぶ線分として定められている。各リンクＬは、道路を示している。各リンクＬは、道路の種類毎に区別されている。道路の種類には、高速道路、一般国道、県道、市町村道、私道がある。各リンクＬには、道路の種類を区別するための識別値である道路種類番号ＬＶ１が、該当する道路の種類に応じて割り当てられている。また、各リンクＬは、道路の構造毎に区別されている。道路の構造には、トンネル、橋、高架、踏切、又はこれらのいずれにも当てはまらない通常がある。各リンクＬには、道路の構造を区別するための識別値である道路構造番号ＬＶ２が、該当する道路の構造に応じて割り当てられている。なお、例えば一般国道の真上を高速道路が走っている場合のように、同じ緯度及び経度の地点において異なる高さに道路が存在していることもある。この場合、例えば図２に示すリンクＬ３及びリンクＬ４に示すように、これら異なる高さに位置する２つの道路に別々のリンクＬが設定されている。なお、図２では図示を省略するが、道路データＭには、例えば高速道路の出入り口周辺において一般国道と高速道路の本線とを繋ぐ連結路のような、分岐の道路を示すリンクも設定されている。

【0017】

ＣＰＵ９１は、車両１００の走行経路の案内を行う処理の一環として、ＧＰＳ受信機４０が受信した位置座標Ｐに基づいて、道路データＭにおける、車両１００が走行している地点に対応するリンクＬを随時識別する。また、ＣＰＵ９１は、車両１００の走行経路の案内を行う処理の一環として、目的地までの走行経路の案内に係る情報を車室内のディスプレイに表示する。なお、図１ではディスプレイの図示を省略している。

【0018】

＜標高算出処理＞
制御装置９０は、車両１００が走行している地点の標高を算出する標高算出装置として機能する。図１に示すように、記憶装置９５は、複数の入力変数を入力として出力変数を出力する写像を規定する写像データＤを記憶している。出力変数は、車両１００が走行している地点の標高を示す変数である標高変数である。入力変数には、次のものがある。

【0019】

・車両１００が走行している地点の緯度を示す変数である緯度変数
・車両１００が走行している地点の経度を示す変数である経度変数
・車両１００が走行している道路の種類を示す変数である道路種類変数
・車両１００が走行している道路の構造を示す変数である道路構造変数
・ヘッドライト５０のオン・オフを示す変数であるライト変数
・車速ＳＰを示す変数である車速変数
・車両１００の進行方向を示す変数である進行方向変数
・過去の標高の情報を示す変数である参考標高変数
・車両１００が走行している地点の大気圧ＡＴＭを示す変数である大気圧変数
なお、各入力変数の具体的な内容については後述する。

【0020】

ＣＰＵ９１は、標高算出処理を実行可能である。標高算出処理は、車両１００が走行している地点の標高を算出する処理である。ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３が記憶してるプログラムを実行することにより、標高算出処理の各処理を実現する。なお、ＣＰＵ９１及びＲＯＭ９３は、実行装置を構成している。

【0021】

ＣＰＵ９１は、標高算出処理の一環として取得処理及び算出処理を行う。ＣＰＵ９１は、取得処理では、標高変数を算出する上で必要になる各入力変数の値を取得する。ＣＰＵ９１は、算出処理では、取得処理で取得した各入力変数の値を、記憶装置９５が記憶している写像データＤの写像に入力することによって出力変数の値を算出する。

【0022】

ＣＰＵ９１は、車両１００のイグニッションスイッチがオンになっている間、標高算出処理を繰り返し行う。図３に示すように、ＣＰＵ９１は、標高算出処理を開始すると、処理をステップＳ１０に進める。ステップＳ１０において、ＣＰＵ９１は、標高変数を算出する上で必要となる上記の各入力変数の値を取得する。具体的には、ＣＰＵ９１は、最新緯度Ａ１、最新経度Ａ２、道路種類識別値Ａ３、道路構造識別値Ａ４、ライト識別値Ａ５、最新車速Ａ６、シフトレンジ識別値Ａ７、標高前回値Ａ８、及び最新大気圧Ａ９を取得する。なお、ステップＳ１０の処理は、取得処理である。以下、ＣＰＵ９１がこれらの各変数の値を取得する態様を順に説明する。

【0023】

ＣＰＵ９１は、最新緯度Ａ１については、制御装置９０がＧＰＳ受信機４０から受信する位置座標Ｐにおける緯度の座標値に関して最新の値を当該最新緯度Ａ１として取得する。そして、ＣＰＵ９１は、最新緯度Ａ１を上記緯度変数として取り扱う。ＣＰＵ９１は、最新経度Ａ２については、制御装置９０がＧＰＳ受信機４０から受信する位置座標Ｐにおける経度の座標値に関して最新の値を当該最新経度Ａ２として取得する。そして、ＣＰＵ９１は、最新経度Ａ２を上記経度変数として取り扱う。

【0024】

ＣＰＵ９１は、つぎのようにして道路種類識別値Ａ３及び道路構造識別値Ａ４を取得する。道路種類識別値Ａ３は、道路の種類を識別する識別値である。上記のとおり、ＣＰＵ９１は、車両１００の走行経路の案内を行う処理の一環として、道路データＭにおける、車両１００が現在走行している道路に対応するリンクＬを識別している。ＣＰＵ９１は、現在識別されているリンクＬの道路種類番号ＬＶ１の値を道路種類識別値Ａ３として取得する。そして、ＣＰＵ９１は、道路種類識別値Ａ３を上記道路種類変数として取り扱う。道路構造識別値Ａ４は、道路の構造の種別を識別する識別値である。ＣＰＵ９１は、現在識別されているリンクＬの道路構造番号ＬＶ２の値を道路構造識別値Ａ４として取得する。そして、ＣＰＵ９１は、道路構造識別値Ａ４を上記道路構造変数として取り扱う。

【0025】

ＣＰＵ９１は、つぎのようにしてライト識別値Ａ５を取得する。ライト識別値Ａ５は、ヘッドライト５０がオンであるかオフであるかを識別する識別値である。このライト識別値Ａ５の設定用に、ヘッドライト５０がオンである場合とオフである場合とのそれぞれについて予め数値が割り当てられている。ＣＰＵ９１は、最新の切り替え状態Ｊに応じた数値をライト識別値Ａ５として算出する。ＣＰＵ９１がライト識別値Ａ５を算出することは、ＣＰＵ９１がライト識別値Ａ５を取得することに相当する。ＣＰＵ９１は、ライト識別値Ａ５を上記ライト変数として取り扱う。

【0026】

ＣＰＵ９１は、最新車速Ａ６については、制御装置９０が車速センサ４２から受信する車速ＳＰに関して最新の値を当該最新車速Ａ６として取得する。そして、ＣＰＵ９１は、最新車速Ａ６を、上記車速変数として取り扱う。

【0027】

ＣＰＵ９１は、つぎのようにしてシフトレンジ識別値Ａ７を取得する。シフトレンジ識別値Ａ７は、自動変速機３０の現在のシフトレンジを示す識別値である。このシフトレンジ識別値Ａ７の設定用に、シフトレバー３５の各シフトポジションに対応する数値がシフトポジションＴ毎に予め割り当てられている。ＣＰＵ９１は、制御装置９０がシフトポジションセンサ３６から受信するシフトポジションＴに関して最新の値を参照し、そのシフトポジションＴに対応する数値をシフトレンジ識別値Ａ７として算出する。ＣＰＵ９１がシフトレンジ識別値Ａ７を算出することは、ＣＰＵ９１がシフトレンジ識別値Ａ７を取得することに相当する。ＣＰＵ９１は、シフトレンジ識別値Ａ７を上記進行方向変数として取り扱う。

【0028】

ＣＰＵ９１は、標高前回値Ａ８については、標高算出処理を前回実行したときに算出した標高を当該標高前回値Ａ８として取得する。イグニッションスイッチがオンになった後の初回の標高算出処理では、イグニッションスイッチが前回オンになっている間において最後に算出した標高を標高前回値Ａ８とすればよい。ＣＰＵ９１は、標高前回値Ａ８を参考標高変数として取り扱う。

【0029】

ＣＰＵ９１は、最新大気圧Ａ９については、制御装置９０が大気圧センサ４４から受信する最新の値を当該最新大気圧Ａ９として取得する。そして、ＣＰＵ９１は、最新大気圧Ａ９を上記大気圧変数として取り扱う。

【0030】

ＣＰＵ９１は、各変数の値を取得すると、処理をステップＳ２０に進める。
ステップＳ２０において、ＣＰＵ９１は、記憶装置９５が記憶している写像データＤの写像を利用して標高を算出する前処理として、写像への入力用の入力変数ｘ（１）～ｘ（９）に、ステップＳ１０の処理で取得した各変数の値を代入する。具体的には、ＣＰＵ９１は、入力変数ｘ（１）に最新緯度Ａ１を代入する。ＣＰＵ９１は、入力変数ｘ（２）に最新経度Ａ２を代入する。ＣＰＵ９１は、入力変数ｘ（３）に道路種類識別値Ａ３を代入する。ＣＰＵ９１は、入力変数ｘ（４）に道路構造識別値Ａ４を代入する。ＣＰＵ９１は、入力変数（５）にライト識別値Ａ５を代入する。ＣＰＵ９１は、入力変数ｘ（６）に最新車速Ａ６を代入する。ＣＰＵ９１は、入力変数ｘ（７）にシフトレンジ識別値Ａ７を代入する。ＣＰＵ９１は、入力変数ｘ（８）に標高前回値Ａ８を代入する。ＣＰＵ９１は、入力変数ｘ（９）に最新大気圧Ａ９を代入する。この後、ＣＰＵ９１は、処理をステップＳ３０に進める。

【0031】

ステップＳ３０において、ＣＰＵ９１は、写像データＤの写像に入力変数ｘ（１）～ｘ（９）を入力することによって、出力変数ｙを算出する。出力変数ｙは、車両１００が走行している地点の標高である。

【0032】

写像は、中間層が一層の全結合順伝播型ニューラルネットワークとして構成されている。上記ニューラルネットワークは、入力側係数ｗＦｊｋ（ｊ＝０～ｎ，ｋ＝０～９）と、入力側係数ｗＦｊｋによって規定される線形写像である入力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する入力側非線形写像としての活性化関数ｈ（ｘ）を含む。活性化関数ｈ（ｘ）は、例えばハイパボリックタンジェント「ｔａｎｈ（ｘ）」である。また、上記ニューラルネットワークは、出力側係数ｗＳｊ（ｊ＝０～ｎ）と、出力側係数ｗＳｊによって規定される線形写像である出力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する出力側非線形写像としての活性化関数ｆ（ｘ）を含む。活性化関数ｆ（ｘ）は、例えばハイパボリックタンジェント「ｔａｎｈ（ｘ）」である。なお、値ｎは、中間層の次元を示すものである。入力側係数ｗＦｊ０は、バイアスパラメータであり、入力変数ｘ（０）の係数となっている。入力変数ｘ（０）は「１」として定義される。また、出力側係数ｗＳ０は、バイアスパラメータである。

【0033】

写像は、車両１００に実装される以前に、車両１００と同一仕様の車両を用いて学習された学習済みモデルである。写像の学習に際しては、事前に教師データと訓練データとを取得しておく。教師データと訓練データとを取得する上では、標高を算出する対象となる全ての道路を実際に車両で走行する。その際、道路毎に一般的とみなせる走行速度で各道路を走行する。そして、各道路を走行しながら、車両が走行する地点の実際の標高を地点毎に教師データとして取得する。それとともに、写像への入力として利用する各入力変数の値を訓練データとして取得する。各入力変数の値は、ステップＳ１０の処理と同様にして取得する。なお、例えば一般国道の真上を高速道路が走っている場合のように、同じ緯度及び経度の地点において異なる高さに道路が存在している場合、車両が走行している道路をＣＰＵが誤認識することもあり得る。そのため、道路種類識別値Ａ３及び道路構造識別値Ａ４に関しては、訓練データとして取得した値を実際の道路の種類及び構造と対応させて確認することが好ましい。また、教師データとして取得する実際の標高は、標高計測用の機器を車両に搭載して計測すればよい。そのような機器として、例えばＧＰＳ衛星の信号を利用するＧＰＳ速度計を挙げることができる。教師データ及び訓練データは、標高の算出対象となる全ての道路に関して取得する。そして、取得した教師データ及び訓練データを用いて写像の学習を行う。すなわち、各地点で取得した訓練データ及び教師データの組それぞれについて、訓練データを入力として写像が出力する出力変数と、教師データとの差が所定値以下になるように、入力側変数及び出力側変数を調整する。そして、上記の差が所定値以下になることにより、学習が完了したものとする。

【0034】

ＣＰＵ９１は、ステップＳ３０において出力変数ｙを算出すると、標高算出処理の一連の処理を一旦終了する。そして、ＣＰＵ９１は、再度ステップＳ１０の処理を実行する。なお、ステップＳ３０の処理は、算出処理である。

【0035】

＜実施形態の作用＞
内燃機関１０から駆動輪６９に至る動力伝達系を制御する上で、車両１００が走行している地点の標高は重要な情報である。例えば、車両１００が走行している地点の標高が高いほど酸素密度は低くなる。この点を考慮して、内燃機関１０を制御する上で、車両１００が走行している地点の標高が高いときには、低いときよりも吸気量を多くする必要がある。また、車両１００が走行している地点の標高が高いほど大気圧ＡＴＭは低くなる。このことに伴い、車両１００が走行している地点の標高が高いときには、自動変速機３０の内部と外部との気圧差が大きくなる。この気圧差に起因して、自動変速機３０の内部の作動油が自動変速機３０の外部へと漏れ出すおそれがある。特に、自動変速機３０の入力軸３１の回転速度が高い場合には、自動変速機３０の内部の作動油が飛散し易い。そのため、車両１００が走行している地点の標高が高い場合において、さらに自動変速機３０の入力軸３１の回転速度が高い状態では、作動油の漏れ出しが特に懸念される。こうした事情から、車両１００が走行している地点の標高が高いときには、自動変速機３０の入力軸３１の回転速度が高くなる変速段である低変速段を使用しないように、自動変速機３０を制御する必要がある。また、上記した酸素密度や作動油の漏れ出し以外にも、車両１００が走行している地点の標高がわかると、それに基づいて車両１００が走行している路面の勾配を算出できる。車両１００が走行している路面の勾配は、例えば内燃機関１０の出力又は自動変速機３０の変速段の切り替えを制御する上で有用な情報になる。

【0036】

本実施形態において、ＣＰＵ９１は、車両１００のイグニッションスイッチがオンになっている間、各入力変数の値を写像に入力することで、車両１００が走行している地点の標高を繰り返し算出する。そして、ＣＰＵ９１は、算出した標高を、車両１００の各種部位の制御に利用する。

【0037】

＜実施形態の効果＞
（１）上記作用の欄に記載したとおり、車両１００を制御する上では、車両１００が走行している地点の標高を把握する必要がある。しかし、例えば上記したような標高計測用の機器を車両１００に搭載することは、例えばコストの観点において事実上困難である。また、標高を実測することに代えて、緯度及び経度と対応させて標高を定めたマップを利用して標高を算出することが考えられる。この場合、同じ緯度及び経度の地点において異なる高さに道路が存在している場合を考慮し、緯度及び経度のみならず、道路の種類と対応させて標高を定めたマップを作ることが考えられる。しかし、この場合、マップの内容が非常に複雑になり、マップを作るのに手間がかかる。

【0038】

この点、本実施形態のように、写像を利用する場合、適切な訓練データ及び教師データを用意できれば、上記マップを作る場合のような手間をかけずに写像を学習させることができる。その上、上記構成では、入力変数の１つに道路の種類を識別する識別値である道路種類識別値Ａ３が含まれている。このことから、同じ緯度及び経度の地点において異なる高さに道路が存在している場合でも、道路を区別して、車両１００が走行している地点の標高を算出できる。したがって、車両１００が走行している地点の標高を正しく算出できる。

【0039】

（２）同じ緯度及び経度の地点において異なる高さに道路が存在している場合において、それら異なる高さに存在している道路の種類が同じであることもあり得る。本実施形態では、入力変数の１つに、道路の構造の種別を示す識別値である道路構造識別値Ａ４を含めている。このことから、異なる高さに存在している道路の種類が同じである場合でも、道路の構造によって、道路を区別して標高を算出できる。

【0040】

（３）例えば道路の分岐箇所においてＣＰＵ９１が道路データＭにおけるリンクＬの識別を誤ってしまうこともあり得る。この場合、道路構造識別値Ａ４は、本来の値、すなわち真の道路の構造を示す値とは異なる。ここで、車両１００がトンネルを走行する場合、車両１００のヘッドライト５０はオンになる。本実施形態では、入力変数の１つに、ヘッドライト５０のオン・オフを識別する識別値であるライト識別値Ａ５を含めている。上記道路構造識別値Ａ４に加え、ライト識別値Ａ５を入力変数の１つに含めることで、車両１００がトンネルを走行していることをより確実に把握できる。このことは、車両１００が走行している道路を区別する上で好適である。

【0041】

（４）高速道路を車両１００が走行しているときの車速ＳＰは、他の種類の道路を車両１００が走行しているときの車速ＳＰよりも高い。本実施形態では、入力変数の１つに、最新車速Ａ６を含めている。上記道路種類識別値Ａ３に加え、最新車速Ａ６を入力変数に含めることで、車両１００が高速道路を走行しているか否かをより確実に把握できる。このことは、車両１００が走行している道路を区別する上で好適である。

【0042】

（５）高速道路を車両１００が走行している場合、サービスエリアを除けば、車両１００が後進走行することはまずない。本実施形態では、入力変数の１つに、自動変速機３０のシフトレンジを示す識別値であるシフトレンジ識別値Ａ７を含めている。シフトレンジ識別値Ａ７は車両１００が前進走行しているか後進走行しているかを示す指標になる。したがって、上記道路種類識別値Ａ３に加え、シフトレンジ識別値Ａ７を入力変数に含めることで、車両１００が高速道路を走行しているか否かをより確実に把握できる。このことは、車両１００が走行している道路を区別する上で好適である。

【0043】

（６）車両１００の走行中において車両１００が走行している地点の標高が急激に変化することは考え難い。本実施形態では、入力変数の１つに、一つ前のタイミングで算出した標高を示す標高前回値Ａ８を含めている。車両１００が走行している地点の標高と略同値である標高前回値Ａ８を入力変数に含めることは、車両１００が走行している地点の標高を正確に算出する上で好適である。

【0044】

（７）車両１００が走行している地点の標高が高くなるほど大気圧ＡＴＭは低くなる。本実施形態では、入力変数の１つに、最新大気圧Ａ９を含めている。車両１００が走行している地点の標高と対応関係がある大気圧ＡＴＭを入力変数に含めることは、車両１００が走行している地点の標高の算出する上で好適である。

【0045】

＜変更例＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0046】

・標高算出処理の一部を車両１００の外部のコンピュータで行ってもよい。例えば、図４に示すように、車両１００の外部にサーバ６００を設けてもよい。そして、サーバ６００で、標高算出処理のうちの算出処理を行う構成としてもよい。この場合、サーバ６００は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、サーバ６００は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ６０２及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ６０４等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵ６０２に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。また、サーバ６００は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである記憶装置６０６を有する。記憶装置６０６は、上記実施形態で説明した写像データＤを記憶している。また、サーバ６００は、外部通信回線網７００を通じてサーバ６００の外部と接続するための通信機６１０を有する。ＣＰＵ６０２、ＲＯＭ６０４、記憶装置６０６、及び通信機６１０は、互いに内部バス６０８を通じて通信可能である。

【0047】

標高算出処理のうちの算出処理をサーバ６００で行う場合、車両１００の制御装置９０は、外部通信回線網７００を通じて制御装置９０の外部と通信するための通信機９９を有する。なお、制御装置９０の構成は、通信機９９を有することを除いて上記実施系形態のものと同じである。そのため、制御装置９０についての詳細な説明は割愛する。なお、図４において図１と同一に機能する箇所には、図１と同一の符号を付している。制御装置９０はサーバ６００とともに、標高算出装置Ｚを構成する。

【0048】

標高算出処理のうちの算出処理をサーバ６００で行う場合、先ず、車両１００の制御装置９０は、上記実施形態のステップＳ１０の処理である取得処理を行う。制御装置９０は、ステップＳ１０の処理によって各変数の値を取得すると、取得した各変数の値をサーバ６００に送信する。サーバ６００のＣＰＵ６０２は、各変数の値を受信すると、上記実施形態のステップＳ２０、及びステップＳ３０の処理を行うことによって、車両１００が走行している地点の標高を算出する。サーバ６００のＣＰＵ６０２は、ＲＯＭ６０４が記憶しているプログラムを実行することによって、ステップＳ２０、及びステップＳ３０の処理を行う。

【0049】

この変更例のように、車両１００の制御装置９０とサーバ６００とで標高算出処理を行う場合、車両１００の制御装置９０のＣＰＵ９１及びＲＯＭ９３と、サーバ６００のＣＰＵ６０２及びＲＯＭ６０４とが実行装置を構成する。

【0050】

・標高算出処理の全ての処理を車両１００の外部で行ってもよい。例えば、上記変更例のように、車両１００の外部にサーバ６００を設ける場合において、車両１００の制御装置９０は、車両１００に取り付けられている各センサの検出信号をサーバ６００に送信する。また、車両１００の制御装置９０は、車両１００の現在の位置座標Ｐ、ヘッドライト５０の切り替え状態Ｊ、車両１００が走行している地点に対応するリンクＬの情報といった、標高算出処理で利用する他の変数についてもサーバ６００に送信する。そして、サーバ６００のＣＰＵ６０２は、上記実施形態のステップＳ１０に相当する処理を行うことで、各種の変数の値を取得する。この後、上記変更例と同様、サーバ６００のＣＰＵ６０２は、ステップＳ２０、及びステップＳ３０に相当する処理を行う。こうした構成では、サーバ６００で取得処理、及び算出処理を行うことになる。

【0051】

・車両１００を案内する機能とは関係なく、標高算出処理専用のデータとして、記憶装置９５に道路データＭを記憶しておいてもよい。そして、車両１００を案内する機能とは関係なく、標高算出処理の前提の処理として、道路データＭにおける、車両１００が走行している地点に対応するリンクＬを随時識別してもよい。

【0052】

・道路種類識別値Ａ３を定める上での道路の種類の分け方は、上記実施形態の例に限定されない。道路種類識別値Ａ３を定める上での道路の種類の分け方が、道路データＭにおける道路の種類の分け方とは異なっていてもよい。この場合、道路種類識別値Ａ３を定める上での道路の種類の分け方に応じた数値を道路の種類毎に予め割り当てておけばよい。道路データＭには、例えば道路の路線番号及び道路の路線数といった情報も含まれ得る。これら道路の路線番号及び道路の路線数といった要素を考慮して道路の種類を分けてもよい。

【0053】

・道路種類識別値Ａ３についての上記変更例と同様、道路構造識別値Ａ４を定める上での道路の構造の種別の分け方は、上記実施形態の例に限定されない。
・上記実施形態のステップＳ１０では、道路データＭの道路種類番号ＬＶ１を道路種類識別値Ａ３として取得していた。しかし、道路種類識別値Ａ３を取得する態様は、これに限定されない。例えば、車両１００の周囲を撮像するカメラを車両１００に搭載する。そして、カメラによって道路脇に設置されている標識、又は案内看板を撮像する。そして、カメラが撮像した情報に基づいて、道路の種類を判別し、判別した道路の種類に対応する道路種類識別値Ａ３を算出してもよい。この場合、道路種類識別値Ａ３の設定用に、道路の種類毎の数値を予め割り当てておけばよい。

【0054】

・上記変更例と同様、ステップＳ１０で道路構造識別値Ａ４を取得する上で、カメラが撮像した情報を利用してもよい。すなわち、カメラで撮像した情報に基づいて道路の構造を判別し、判別した道路の構造の種別に対応する道路構造識別値Ａ４を算出してもよい。この場合も、道路構造識別値Ａ４の設定用に、道路の構造毎の数値を予め割り当てておけばよい。

【0055】

・ステップＳ１０で取得する最新車速Ａ６は、ステップＳ１０の処理を実行する時点での最新の値に限定されない。例えば、一つ前のタイミングでステップＳ１０を実行してから次にステップＳ１０を実行するまでの間の車速ＳＰの最大値を取得してもよい。また、瞬時値を取得するのではなく、一定期間の車速ＳＰの平均値を取得してもよい。ステップＳ１０を行うタイミングを基準としてある程度最新とみなせるものであればよい。例えば最新大気圧Ａ９といった他の変数についても同様である。

【0056】

・緯度変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、緯度をある範囲毎に区分けし、各範囲の代表点を示す値を緯度変数として採用してもよい。緯度変数は、車両１００が走行している地点の緯度を示すものであればよい。

【0057】

・経度変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。緯度変数と同様、例えば、経度をある範囲毎に区分けし、各範囲の代表点を示す値を経度変数として採用してもよい。経度変数は、車両１００が走行している地点の経度を示すものであればよい。

【0058】

・道路種類変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、道路の路線番号を道路種類変数として採用してもよい。道路種類変数は、道路の種類を示すものであればよい。

【0059】

・道路構造変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えばトンネル及び橋には、個別に公的な名前が付されている。このような個別の名前を示す識別値を道路構造変数として設定してもよい。つまり、トンネル毎、及び橋毎に道路構造変数を設定してもよい。道路構造変数は、道路の構造を示すものであればよい。

【0060】

・ライト変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、ヘッドライト５０がオンである状態をさらに細かく分類した識別値をライト変数として採用してもよい。具体的には、ヘッドライト５０がロービームである状態、ハイビームである状態、及びオフである状態の３つについて識別値を設定してもよい。道路の種類又は構造によってはヘッドライト５０のハイビームとロービームを使い分けることもあり得る。そのため、上記のように設定した識別値も、道路を区別する上で有効な指標になり得る。ライト変数は、ヘッドライト５０のオン・オフを示すものであればよい。

【0061】

・車速変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、車速ＳＰが規定車速以上であるか否かを識別する識別値を車速変数として採用してもよい。規定車速を例えば時速８０ｋｍに設定すれば、上記の識別値は、車両１００が高速道路を走行しているか否かの判別の指標になり得る。車速変数は、車速ＳＰを示すものであればよい。

【0062】

・進行方向変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、自動変速機３０の変速比を進行方向変数として採用してもよい。車両１００が前進走行する場合の変速比と、車両１００が後進走行する場合の変速比とは予め定まっている。このことから、変速比も車両１００の進行方向を示す有効な指標になり得る。進行方向変数として変速比を利用する場合、例えば自動変速機３０の入力軸３１及び出力軸３２の回転速度を実測して変速比を算出すればよい。進行方向変数は、車両１００の進行方向を示すものであればよい。

【0063】

・参考標高変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、標高を算出するタイミングから一定時間前までの期間において算出した過去の標高の平均値を参考標高変数として採用してもよい。参考標高変数は、過去の標高の情報であって、車両１００が走行している地点の標高を算出する上で参考になるものであればよい。

【0064】

・大気圧変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、大気圧の大きさを複数段階にレベル分けし、そうしたレベルを識別する識別値を大気圧変数として採用してもよい。大気圧変数は、車両１００が走行している地点の大気圧ＡＴＭを示すものであればよい。

【0065】

・上記の大気圧変数の変更例と同様、例えば車速変数といった他の入力変数についても、それぞれの度合いに応じて複数レベルを設定し、そうしたレベルを示す値を採用してもよい。

【0066】

・入力変数の種類は、上記実施形態の例に限定されない。入力変数は、上記実施形態に示したものに代えて、又は加えて、他のものを採用してもよい。また、入力変数の数を上記実施形態の数から減らしてもよい。入力変数の数は３つ以上であればよい。そして、入力変数に、少なくとも緯度変数、経度変数、及び道路種類変数の３つを含んでいればよい。

【0067】

・入力変数として、上記実施形態で示した変数以外の変数を採用してもよい。入力変数として、例えば、車両１００が進行している方角を示す方角変数を採用してもよい。方角変数の具体的な例としては、北を基準とした方位角を挙げることができる。例えば、２つの道路が異なる高さに存在している場合において、これらの道路が上からの平面視で交差していることがある。このような２つの道路を区別する上で、車両１００が進行している方角は有効な情報になり得る。

【0068】

・標高変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、標高を複数段階にレベル分けし、そうしたレベルを識別する識別値を標高変数として採用してもよい。標高変数は、車両１００が走行している地点の標高を示すものであればよい。

【0069】

・写像の構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、ニューラルネットワークにおける中間層の層数を２つ以上にしてもよい。
・ニューラルネットワークとして、例えば、回帰結合型のものを採用してもよい。この場合、過去の入力変数の値が今回新たに出力変数の値を算出する際に反映されることから、過去の履歴を反映して標高を算出するのに好適である。

【0070】

・写像の学習に利用する教師データ及び訓練データの取得方法は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、標高の算出対象とする道路のうち、同じ緯度及び経度の地点において異なる高さに道路が存在しているものについてのみ、実際に車両を走行させて教師データ及び訓練データを取得し、他の道路については例えばシミュレーションによって教師データ及び訓練データを取得してもよい。

【0071】

・車両１００の全体構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、車両は、当該車両の駆動源として内燃機関１０のみを有する構成でもよい。

【符号の説明】

【0072】

９１…ＣＰＵ
９３…ＲＯＭ
９５…記憶装置
１００…車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】