信号機通過支援システムおよび信号機通過支援システム用の車載装置
【課題】燃料消費量の低減を図ることができるとともに、運転者に車速調整の煩わしさを感じさせることを抑制できる信号機通過支援システム、および、信号機通過支援システム用の車載装置を提供する。
【解決手段】車載装置側制御装置６０は、車速Ｖ０を維持する場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第１必要時間Ｔｃ１を経過した時に、信号機Ｓが赤色信号灯１１ｃを点灯していると判断すると、第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａが点灯しているよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成し、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を信号機Ｓに送信する。信号機Ｓは、この第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を受信すると、第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａが点灯するように信号灯１１の制御を行う。
【解決手段】車載装置側制御装置６０は、車速Ｖ０を維持する場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第１必要時間Ｔｃ１を経過した時に、信号機Ｓが赤色信号灯１１ｃを点灯していると判断すると、第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａが点灯しているよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成し、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を信号機Ｓに送信する。信号機Ｓは、この第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を受信すると、第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａが点灯するように信号灯１１の制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載装置と信号機とを備え、車載装置を搭載した車両が信号機を通過することを支援する信号機通過支援システム、および、その信号機通過支援システム用の車載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この特許文献１に記載の技術では、まず、路側ビーコンが、この路側ビーコンが設置されている道路を走行中の車両に対し、その車両の進行方向前方に設置されている信号機の位置及び信号機の点灯色変化に係るパラメータ（例えばサイクル、スプリット、オフセット等）の情報を送信する。車両は、その送信されたパラメータ情報を受信し、その受信したパラメータ情報を用いて、信号機の青信号点灯時間帯を判断するとともに、信号機を青信号で通過可能な速度範囲を算出し、その算出した速度範囲を表示器に表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１２８４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術によれば、車両の運転者が、その表示器に表示された速度範囲を保つように車両を運転することで、車両の発進停止回数の低減を図ることができるようになり、ひいては、燃料の消費量を低減することができるようになる。
【０００５】
しかしながら、前方の信号機の赤信号の点灯時間が十分に長い場合、その信号機を青信号にて通過可能な速度範囲は、低速度範囲として算出されることが多い。この場合、車両の運転者は、低速度範囲を保つように車両を運転しなければならず、その低速度範囲を保つように車両を運転することが大変煩わしく感じられてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、運転者に車速調整の煩わしさを感じさせることを抑制できる信号機通過支援システム、および、信号機通過支援システム用の車載装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車載装置の速度維持時必要時間算出部は、車速情報、現在地情報、信号機情報に基づいて、車両が速度を維持して信号機の所在地に到達するまでに必要となる速度維持時必要時間を算出し、信号機通過判断部は、速度維持時必要時間と信号機情報とに基づいて、車両が速度を維持して信号機を通過できるか否かを判断する。そして、信号機通過判断部によって、車両が信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、速度維持時必要時間が経過した時に通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第１許可色点灯要求信号を生成して、その第１許可色点灯要求信号を信号機に送信する。信号機側受信部は、その第１許可色点灯要求信号を受信する。そして、信号機側制御部が第１許可色点灯要求信号に応じた信号灯の点消灯の制御を行うことにより、許可色要求信号を送信した車両は車速を維持したままで信号機を通過できるようになる。そのため、燃料消費の削減ができるとともに、運転者に車速調整の煩わしさを感じさせることも抑制できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、信号機は、第１許可色点灯要求信号を受信した場合に、その第１許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを示す要求可否判断結果を車載装置へ送信する。そのため、その要求可否判断結果を受信した車載装置は、要求可否判断結果に基づいて、請求項３や請求項５に記載に例示するような、その後の適切な制御が可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、第１許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合に、車載装置の減速時必要時間算出部は、車両の運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わない場合に車両が信号機の所在地に到達するまでに必要となる減速時必要時間を算出する。そして、信号機通過判断部は、その減速時必要時間と信号機情報とに基づいて、車両の運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わない場合の減速度で減速して信号機を通過できるか否かを判断し、車両が前記減速度で減速して信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、許可色点灯要求生成部は、減速時必要時間が経過したときに通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第２許可色点灯要求信号を生成し、車載装置側送信部はその第２許可色点灯要求信号を信号機に送信する。その第２許可色点灯要求信号を受信した信号機の信号機側制御部が第２許可色点灯要求信号に応じた信号灯の制御を行えば、第２許可色要求信号を送信した車両の運転者が、ブレーキ操作もアクセル操作も行わないことで、その車両は信号機を停止することなく通過できる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、車載装置が搭載される車両は、回生制動装置とその回生制動装置によって回生された電力を蓄電する蓄電装置とを備え、ブレーキ操作もアクセル操作も行われていない状態では、回生制動装置により、その回生制動装置が発生させる制動動力の許容限界値である回生限界制動動力よりも小さい制動動力を発生させる一方、前記車両に搭載されている摩擦制動装置は動作させないようになっている。この車両における車載装置は、減速時必要時間算出部が、車両の運転者はブレーキ操作もアクセル操作も行わず、回生制動装置は前記回生限界制動動力を発生させ、摩擦制動装置は動作しないとして減速時必要時間を算出する。このようにすれば、ブレーキ操作もアクセル操作も行われていない状態では回生制動動力のみにより減速する車両においても、精度よく、車両が信号機を停止することなく通過できるか否かを判断することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、信号機から、第１許可色点灯要求信号に対する要求が許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「車速をそのまま維持することで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を報知させる。そのため、車両の運転者は、「車速をそのまま維持することで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を認識することができるようになる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、信号機側制御部は、車載装置からの第２許可色点灯要求信号を受信した場合に、その第２許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを示す要求可否判断結果を車載装置へ送信する。そのため、その要求可否判断結果を受信した車載装置は、要求可否判断結果に基づいたその後の適切な制御が可能となる。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、車載装置は、信号機から、第２許可色点灯要求信号に対する要求が許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を報知させる。そのため、車両の運転者は、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を認識することができるようになる。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、信号機から、第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「ブレーキ操作を行うことなく信号機を通過することはできない」旨を報知させる。そのため、車両の運転者は、「ブレーキ操作を行うことなく信号機を通過することはできない」旨を認識することができるようになり、その認識のもとで車両を運転するので、信号機の位置にて安全に車両を停止させることができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明では、回生制動装置の回生限界制動動力は、回生限界制動動力よりも大きな制動動力を発生させることが可能に構成されている。そこで、信号機から、第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合において、車両が信号機まで到達するまでの間に運転者からの減速要求を検知したことに基づいて、回生制動装置が発生させる制動動力を、回生限界制動動力よりも大きい制動動力に一時的に拡大することを要求する回生制動動力拡大要求信号を、回生制動装置を制御する制動装置制御装置へ出力する。
【００１６】
第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得するのは、ブレーキ操作を行うことなく信号機を通過することができない場合、すなわち、回生制動装置が回生限界制動動力を発生させても減速度が不足する場合である。そこで、このように、制動動力を一時的に拡大することを、回生制動装置を制御する制動装置制御装置へ出力することにより、制動装置制御装置は、一時的に回生制動動力を拡大する必要がある状態であると判断することができる。したがって、制動装置制御装置は、回生制動動力を一時的に拡大させる制御を行うことが可能となる。なお、回生限界制動動力は、蓄電装置の寿命を長く維持するために要求される値であるので、この回生限界制動動力よりも大きい回生制動動力を回生制動装置に発生させると、蓄電装置の寿命を短くしてしまう懸念がある。しかし、回生制動動力拡大要求信号は、回生制動動力を一時的に拡大することを要求するのみであり、継続的に回生制動動力を拡大することを要求するわけではないので、蓄電装置の寿命は維持できる可能性が高い。一方、回生制動動力を一時的に拡大すると、蓄電装置に多くの電力を蓄電することができる。そのため、蓄電装置の寿命を維持しつつ、蓄電装置に多くの電力を蓄電することができるようになる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１の信号機通過支援システムに用いられる車載装置に係る発明である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る信号機通過支援システムの一実施の形態について、その全体構成を示す模式図である。
【図２】本実施の形態の信号機通過支援システムについて、信号機の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態の信号機通過支援システムについて、車両に搭載される車載装置を含め、車両の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態によって実行される信号機通過支援処理について、その処理手順の一部を説明するフローチャートである。
【図５】本実施の形態によって実行される信号機通過支援処理について、その処理手順の残りの一部を説明するフローチャートである。
【図６】本実施の形態の動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る信号機通過支援システムの一実施の形態について、図１〜図６を参照して説明する。なお、図１は、信号機通過支援システム１の全体構成を示す模式図であり、図２は、信号機Ｓの構成を示すブロック図であり、図３は、車両Ｃの構成を示すブロック図である。はじめに、これら図１〜図３を参照して、信号機通過支援システム１の構成及び機能について説明する。
【００２０】
図１に示されるように、信号機通過支援システム１は、道路Ｒ上に設置される信号機Ｓを備えており、図２に示されるように、この信号機Ｓは、信号灯１１、信号機側無線通信機１２、及び信号機側制御装置１３を有して構成されている。
【００２１】
信号灯１１は、車両Ｃの運転者によって視認可能なように路側に配置され、青色信号灯１１ａ、黄色信号灯１１ｂ、及び赤色信号灯１１ｃを有している。いずれの点灯部１１ａ〜１１ｃも、発光素子（例えばＬＥＤ）によって構成されている。
【００２２】
また、信号灯１１は、信号機側制御装置１３に接続されており、この信号機側制御装置１３によって、所定の点灯周期にて、各点灯色に対して予め設定された所定点灯時間ずつ択一的に繰り返し点消灯制御される。
【００２３】
詳しくは、青色信号灯１１ａは、信号機側制御装置１３によって、車両の通過を許可する旨を示す青色にて点灯制御される。また、黄色信号灯１１ｂ及び赤色信号灯１１ｃは、信号機側制御装置１３によって、車両の通過を禁止する旨を示す黄色及び赤色にてそれぞれ点灯制御される。なお、黄色は、車両が所定の停止位置に近づき過ぎており、その車両位置から停止位置で停止するように減速するとかえって危険を伴う場合、あるいは、車両が所定の停止位置を越えており、停止するとかえって危険を伴う場合に限り、通過することを許可する旨を示す色である。
【００２４】
なお、本実施の形態では、信号灯１１は、青色信号灯１１ａ、黄色信号灯１１ｂ、及び赤色信号灯１１ｃを有して構成されることとした。黄色信号灯１１ｂも赤色信号灯１１ｃも、車両の通過を禁止する旨を示すことから、黄色信号灯１１ｂについては、便宜上、赤色信号灯１１ｃの一部として説明する。ちなみに、黄色信号灯１１ｂを割愛して構成されることとしてもよい。
【００２５】
信号機側無線通信機１２は、図示しない通信用アンテナを有しており、信号機側制御装置１３に接続されている。また、信号機側無線通信機１２の通信圏は、例えば、当該信号機側無線通信機１２が備えられる信号機Ｓを中心として、車両Ｃからその信号機Ｓが視認可能な距離（例えば「１００［ｍ］」）とする。信号機側無線通信機１２は、信号機側制御装置１３から各種情報が入力されると、その入力された各種情報を通信圏内に位置する車両Ｃに対し通信用アンテナにて無線にて送信する。一方、信号機側無線通信機１２は、通信圏内に位置する車両Ｃから無線にて送信された各種情報を通信用アンテナにて受信すると、その受信した各種情報を信号機側制御装置１３に出力する。このようにして、信号機Ｓは、車両Ｃに対して各種情報を送信するとともに、車両Ｃから送信されてくる各種情報を受信する。なお、本実施の形態では、信号機側無線通信機１２の通信圏を、当該信号機側無線通信機１２が備えられる信号機Ｓを中心とする半径およそ「１００［ｍ］」としたが、これに限らず任意に設定可能である。ちなみに、この信号機側無線通信機１２が特許請求の範囲に記載の信号機側受信部及び信号機側送信部に相当する。
【００２６】
信号機側制御装置１３は、信号機側制御部１３ａ及び信号機側記憶部１３ｂを有する。このうち、信号機側制御部１３ａは、図示しない内蔵メモリを備えた公知のコンピュータであり、その内蔵メモリや外部メモリである信号機側記憶部１３ｂ等に予め記憶されたプログラムに従って、例えば信号灯１１の点消灯制御処理、信号機側無線通信機１２による各種情報の送受信処理、この送受信処理によって取得した第１許可色点灯要求に対する可否判断処理、この送受信処理によって取得した第２許可色点灯要求に対する可否判断処理等々を実行する。また、信号機側記憶部１３ｂは、例えばフラッシュメモリやハードディスクドライブ装置等、公知の情報記憶装置から構成されており、信号機側制御部１３ａによって実行される上記プログラムや、信号機Ｓに係る信号機情報が記憶されている。
【００２７】
信号機側制御装置１３は、信号灯１１の点消灯制御処理を実行する。具体的には、信号機側制御装置１３は、例えば「青色信号灯１１ａ→赤色信号灯１１ｃ」等、所定の点灯周期にて、例えば、青色信号灯１１ａの点灯時間Ｔｂを「４０［秒］」とし、赤色信号灯１１ｃの点灯時間Ｔｒを「６０［秒］」として、各点灯色に対して予め設定された所定点灯時間ずつ、択一的に、繰り返し、信号灯１１を点消灯制御する。
【００２８】
なお、本実施の形態では、説明の便宜上、黄色信号灯１１ｂを赤色信号灯１１ｃの一部としたため、所定の点灯周期を「青色信号灯１１ａ→赤色信号灯１１ｃ」と記載したが、詳しくは、信号機側制御部１３ａは、「青色信号灯１１ａ→黄色信号灯１１ｂ→赤色信号灯１１ｃ」を所定の点灯周期として、信号灯１１の点消灯制御処理を実行する。同様に、本実施の形態では、説明の便宜上、青色信号灯１１ａの点灯時間Ｔｂを「４０［秒］とし、赤色信号灯１１ｃの点灯時間Ｔｒを「６０［秒］」とすると記載したが、詳しくは、信号機側制御部１３ａは、赤色信号灯１１ｃの点灯時間Ｔｒ「６０［秒］のうち最初の「５［秒］」を黄色信号灯１１ｂの点灯時間Ｔｙとする。
【００２９】
信号機側制御装置１３は、信号機側無線通信機１２による各種情報の送受信処理を実行する。信号機側無線通信機１２によって送信される送信情報には、信号機Ｓに係る情報である信号機情報、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１に対する可否判断結果、及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２に対する可否判断結果が含まれており、信号機情報には、信号機Ｓの所在地（絶対位置）、信号機Ｓの点灯周期、信号機Ｓの各色の点灯時間Ｔｂ及びＴｒ、当該信号機情報送信時における点灯色、当該信号機情報送信時における推移時間ＴＲが含まれている。一方、信号機側無線通信機１２によって受信される受信情報には、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２が含まれている。
【００３０】
なお、上記送信情報のうち、信号機Ｓの所在地、信号機Ｓの点灯周期、信号機Ｓの各色の点灯時間Ｔｂ及びＴｒについては、信号機側記憶部１３ｂに記憶されており、信号機側制御部１３ａによって信号機側記憶部１３ｂから読み出され、信号機側無線通信機１２によって信号機情報として送信される。
【００３１】
また、その送信される信号機情報のうち上記推移時間ＴＲは、次の色に推移するまでの時間であり、信号機側制御部１３ａによって算出され、信号機側無線通信機１２によって信号機情報として送信される。
【００３２】
詳しくは、信号機側制御部１３ａは、青色信号灯１１ａを点灯制御する場合、その点灯開始時からの経過時間を計時しており、信号機側記憶部１３ｂに記憶されている信号機Ｓの青信号の点灯時間Ｔｂからその経過時間を減算することにより、次の赤色（詳しくは黄色）に推移するまでの推移時間ＴＲを算出する。そして、信号機側制御部１３ａは、その算出した推移時間ＴＲを、信号機側無線通信機１２によって信号機情報として送信する。同様に、信号機側制御部１３ａは、赤色信号灯１１ｃを点灯制御する場合、点灯開始時からの経過時間を計時しており、信号機側記憶部１３ｂに記憶されている信号機Ｓの赤信号の点灯時間Ｔｒから経過時間を減算することにより、次の青色に推移するまでの推移時間ＴＲを算出する。そして、信号機側制御部１３ａは、その算出した推移時間ＴＲを、信号機側無線通信機１２によって信号機情報として送信する。
【００３３】
また、信号機側制御部１３ａは、信号機側無線通信機１２によって第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を受信すると、その受信した第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可するか拒否するかを判断し、その判断の結果である要求可否判断結果ＡＳ１を信号機側無線通信機１２によって送信する。そして、信号機側制御部１３ａは、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可すると判断する場合には、その要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。
【００３４】
同様に、信号機側制御部１３ａは、信号機側無線通信機１２によって第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を受信すると、その受信した第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可するか拒否するかを判断し、その判断の結果である要求可否判断結果ＡＳ２を信号機側無線通信機１２によって送信する。そして、信号機側制御部１３ａは、第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可すると判断する場合には、その要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。
【００３５】
なお、本実施の形態では、信号機側制御部１３ａは、図示しない他の車両からも第１許可色点灯要求信号ＲＱ１及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を受信可能である。そして、信号機側制御部１３ａは、いずれの要求通りにも信号機Ｓを点消灯制御中でない場合に要求を受信すると、その要求を許可するとともにその要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。一方、信号機側制御部１３ａは、いずれかの要求通りに信号機Ｓを点消灯制御中に他の要求を受信すると、その他の要求を拒否する。さらに、信号機側制御部１３ａは、いずれの要求も受信しない場合には、所定の点灯周期にて繰り返し信号機Ｓを点消灯制御する。なお、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２については後述する。
【００３６】
図１に示される信号機通過支援システム１の車両Ｃは、例えばガソリンエンジン及びモータを動力源として有するハイブリッド車両等であり、モータをジェネレータとして機能させることで制動動力によって発電する回生制動装置（図示せず）を有している。また、この車両Ｃは、車速センサ２０、車載ナビゲーション装置３０、車載装置側無線通信機４０、制動装置制御装置５０、車載装置側制御装置６０、図示しない摩擦制動装置、図示しない車載バッテリ等々を有して構成されている（図３参照）。
【００３７】
このうち、車速センサ２０は、車両Ｃの速度である車速を検出する公知のセンサであり、例えば図示しないＣＡＮを介して車載装置側制御装置６０に接続されている。車速センサ２０は、車両Ｃの車速を検出すると、その検出した車速情報をＣＡＮを介して車載装置側制御装置６０に送信する。このようにして、車載装置側制御装置６０（詳しくは車速情報取得部６１）は車両Ｃの車速情報を逐次取得する。
【００３８】
車載ナビゲーション装置３０は、図示しないＧＰＳ衛星から発せられるＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機等の位置検出器を内部に備えており、図示しないメモリ等に記憶されている地図情報から車両Ｃの現在地（絶対位置）を検出し、目的地まで案内する公知の装置である。車載ナビゲーション装置３０は、例えば図示しないＣＡＮを介して車載装置側制御装置６０に接続されており、車両Ｃの現在地を検出すると、その検出した現在地情報をＣＡＮを介して車載装置側制御装置６０に送信する。このようにして、車載装置側制御装置６０（詳しくは現在地情報取得部６２）は車両Ｃの現在地情報を取得する。
【００３９】
車載装置側無線通信機４０は、図示しない通信用アンテナを有しており、車載装置側制御装置６０に接続されている。また、車載装置側無線通信機４０は、前述の信号機側無線通信機１２の通信圏に対応させて、例えば「１００［ｍ］とされている。車載装置側無線通信機４０は、車載装置側制御装置６０から各種情報が入力されると、その入力された各種情報を通信圏内に位置する信号機Ｓに対し通信用アンテナから無線にて送信する。一方、車載装置側無線通信機４０は、通信圏内に位置する信号機Ｓから無線にて送信された各種情報を通信用アンテナにて受信すると、その受信した各種情報を車載装置側制御装置６０に出力する。このようにして、車載装置側制御装置６０は、信号機Ｓとの間で各種情報を送受信する。なお、本実施の形態では、車載装置側無線通信機４０の通信圏を、車両Ｃを中心とする半径およそ「１００［ｍ］」としたが、これに限らず任意である。
【００４０】
なお、車載装置側無線通信機４０によって送信される送信情報には、後述の第１許可色点灯要求信号ＲＱ１及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２が含まれている。車載装置側無線通信機４０によって受信される受信情報には、上記信号機情報（信号機Ｓの所在地、信号機Ｓの点灯周期、信号機Ｓの各色の点灯時間Ｔｂ及びＴｒ、当該信号機情報送信時における点灯色、当該信号機情報送信時における推移時間ＴＲ）、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１に対する要求可否判断結果ＡＳ１、及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２に対する要求可否判断結果ＡＳ２が含まれている。ちなみに、この車載装置側無線通信機４０が特許請求の範囲に記載の信号機情報取得部、車載装置側送信部に相当する。
【００４１】
また、制動装置制御装置５０は、車両Ｃが有する摩擦制動装置及び回生制動装置を制御する装置であり、車載装置側制御装置６０に接続されている。ここで、摩擦制動装置は、車両Ｃの運動エネルギを熱エネルギに変換して廃棄する公知の制動装置であり、回生制動装置は、車両Ｃの運動エネルギを電気エネルギに変換して回収する公知の制動装置である。回生制動装置にて回収された電気エネルギは車載バッテリに蓄積されるが、車載バッテリが単位時間に蓄積できる電気エネルギには限界がある。この限界は主として次の理由により生じる。すなわち、車載バッテリ内で起きる充電反応が発熱反応であることから、単位時間当たりの充電電力が多いほど単位時間当たりの発熱量が多くなる。したがって、単位時間当たりの充電電力が多いほどバッテリの温度は上昇することになる。その一方、車載バッテリの寿命を長く保つには、バッテリ温度が所定の上限値を超えないようにする必要がある。そのため、単位時間に蓄積する電気エネルギに上限を設けるのである。以下、この上限の電力を回生限界電力と呼ぶ。
【００４２】
上述のように、回生限界電力は、バッテリの温度が所定の上限値を超えないようにするために設定するものであるので、バッテリの温度が低いほど回生限界電力が大きくなるように、バッテリの温度に基いて回生限界電力を設定することができる。ただし、便宜的にバッテリの温度を便宜的に一定とすることで、回生限界電力も便宜的に一定値を用いることもできる。本実施形態では前者を採用する。
【００４３】
制動装置制御装置５０は、回生限界電力を発生する制動動力を回生限界制動動力とし、回生制動装置によって発生させる制動動力をこの回生限界制動動力を超えない範囲で制御し、必要な制動動力のうち、回生制動装置で発生させる制動動力では不足する制動動力を摩擦制動装置に発生させる制御を行う。なお、必要な制動動力は、たとえば、ブレーキ油圧によって検出できるブレーキ踏力、アクセル開度からマップを用いて決定する。
【００４４】
また、制動装置制御装置５０は、予め記憶されたマップを用いるなどして、回生限界制動動力に基づいて減速度を算出する。そして、この減速度を回生限界減速度ａとして車載装置側制御装置６０に対し出力する。なお、アクセル操作もブレーキ操作も行われていない状態では、制動装置制御装置５０は、回生制動装置に回生限界制動動力を発生させる。したがって、アクセル操作もブレーキ操作も行われていない状態では、回生限界減速度ａで減速を行うことになる。
【００４５】
車載装置側制御装置６０は、制動装置制御装置５０から車両Ｃの回生限界減速度ａを取得する。この車載装置側制御装置６０は、周知のＣＰＵ、例えばＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスラインを有する通常のコンピュータとして構成されている。以下の説明では、車載装置側制御装置６０は、メモリに記憶保持されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される機能として、車速情報取得部６１、現在地情報取得部６２、信号機通過判断部６３、必要時間算出部６４、許可色点灯要求生成部６５、車載装置側報知制御部６６を有するものとして説明する。ちなみに、車載装置側制御装置６０が特許請求の範囲に記載の車載装置側制御部に相当する。
【００４６】
既述したように、車速情報取得部６１は、上記車速センサ２０によって出力される車速情報をＣＡＮを介して取得する。また、現在地情報取得部６２は、上記車載ナビゲーション装置３０によって出力される現在地情報を上記ＣＡＮを介して取得する。
【００４７】
信号機通過判断部６３は、車載装置側無線通信機４０によって信号機情報を取得したことに基づいて、その取得時を基準とした任意の時間経過時における信号機Ｓの点灯色を判断する。
【００４８】
ここで、車載装置側無線通信機４０によって受信される信号機情報には、信号機Ｓの点灯周期、信号機Ｓの各色の点灯時間（Ｔｂ及びＴｒ）、信号機情報の送信時における点灯色、信号機情報の送信時における推移時間ＴＲが含まれている。そのため、信号機通過判断部６３は、車載装置側無線通信機４０によって取得されたこれらの情報を用いて、この信号機情報の取得時を基準とした所定の指定時間Ｔ経過時における信号機Ｓの点灯色を判断することが可能である。
【００４９】
詳しくは、信号機情報の送信時において青色信号灯１１ａが点灯しており、且つ、「指定時間Ｔ≧推移時間ＴＲ」である場合、信号機通過判断部６３は、指定時間Ｔ経過時において赤色信号灯１１ｃが点灯していると判断する。また、信号機情報の送信時における青色信号灯１１ａが点灯しており、且つ、「指定時間Ｔ＜推移時間ＴＲ」である場合、信号機通過判断部６３は、指定時間Ｔ経過時において青色信号灯１１ａが点灯していると判断する。
【００５０】
同様に、信号機情報の送信時における赤色信号灯１１ｃが点灯しており、且つ、「指定時間Ｔ≧推移時間ＴＲ」である場合、信号機通過判断部６３は、指定時間Ｔ経過時において青色信号灯１１ａが点灯していると判断する。また、信号機情報の送信時における赤色信号灯１１ｃが点灯しており、「指定時間Ｔ＜推移時間ＴＲ」である場合、信号機通過判断部６３は、指定時間Ｔ経過時において赤色信号灯１１ｃが点灯していると判断する。
【００５１】
なお、信号機通過判断部６３は、種々の指定時間Ｔ経過時における信号機Ｓの点灯色を判断することが可能であるが、本実施の形態では、後述する必要時間算出部６４によって算出される第１必要時間Ｔｃ１経過時及び第２必要時間Ｔｃ２経過時における信号機Ｓの点灯色を判断する。
【００５２】
また、本実施の形態では、信号機通過判断部６３は、信号機Ｓによる送信時における信号機情報を用いてこの信号機情報の受信時から指定時間Ｔ経過時における点灯色を判断するため、信号機情報の送信時と点灯色の判断時との間に時間のずれが生じる。しかしながら、上記通信圏が狭いことから、この時間のずれはごく僅かであり、点灯色の判断に影響しない。
【００５３】
必要時間算出部６４は、車載装置側無線通信機４０によって信号機情報を取得すると、その取得時における車速Ｖ０を維持する場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第１必要時間Ｔｃ１（特許請求の範囲の速度維持時必要時間に相当）、及びその取得時における車速Ｖ０からアクセル操作もブレーキ操作も行わない場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第２必要時間Ｔｃ２（特許請求の範囲の減速時必要時間に相当）を算出する。
【００５４】
ここで、車載装置側無線通信機４０によって取得される信号機情報には、信号機Ｓの所在地が含まれている。また、必要時間算出部６４は、車速センサ１０から車両Ｃの車速Ｖ０を取得し、車載ナビゲーション装置３０から車両Ｃの現在地情報を取得し、制動装置制御装置５０から回生限界減速度ａを取得する。
【００５５】
これら情報を取得した上で、必要時間算出部６４は、まず、車両Ｃの現在地から信号機Ｓの所在地までの距離Ｌを算出する。なお、ここでいう距離Ｌは、車両Ｃの走行中の道路Ｒに沿って算出された距離である。
【００５６】
距離Ｌの算出後、必要時間算出部６４は、下式（１）から、上記第１必要時間Ｔｃ１を算出する。
【００５７】
【数１】
【００５８】
また、距離Ｌの算出後、必要時間算出部６４は、下式（２）から、上記第２必要時間Ｔｃ２経過時における車両速度Ｖを算出する。
【００５９】
【数２】
【００６０】
ここで、距離Ｌ、車両Ｃの車速Ｖ０、回生限界減速度ａ、及び上記第２必要時間Ｔｃ２間の関係は下式（３）にて表される。
【００６１】
【数３】
【００６２】
そして、必要時間算出部６４は、下式（４）から、上記第２必要時間Ｔｃ２を算出する。
【００６３】
【数４】
【００６４】
ちなみに、必要時間算出部６４が特許請求の範囲に記載の速度維持時必要時間算出部及び減速時必要時間算出部に相当する。
【００６５】
許可色点灯要求生成部６５は、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時において赤色信号灯１１ｃを点灯すると判断されると、第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａを点灯するよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成する。
【００６６】
詳しくは、許可色点灯要求生成部６５は、信号機情報の送信時において赤色信号灯１１ｃが点灯しており、且つ、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時において赤色信号灯１１ｃを点灯していると判断される場合、赤色信号灯１１ｃの点灯時間を短縮時間ＴＲ１１（＝ＴＲ−Ｔｃ１）だけ短縮するよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成する。
【００６７】
同様に、許可色点灯要求生成部６５は、信号機情報の送信時において青色信号灯１１ａが点灯しており、且つ、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時において赤色信号灯１１ｃを点灯していると判断される場合、青色信号灯１１ａの点灯時間を延長時間ＴＲ１２（＝Ｔｃ１−ＴＲ）だけ延長するよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成する。
【００６８】
また、許可色点灯要求生成部６５は、信号機通過判断部６３によって、信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時及び第２必要時間Ｔｃ２経過時の双方において赤色信号灯１１ｃを点灯すると判断されると、第２必要時間Ｔｃ２経過時において青色信号灯１１ａを点灯するよう要求する第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を生成する。
【００６９】
詳しくは、許可色点灯要求生成部６５は、信号機情報の送信時において赤色信号灯１１ｃが点灯しており、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時にも第２必要時間Ｔｃ２経過時にも赤色信号灯１１ｃを点灯すると判断される場合、赤色信号灯１１ｃの点灯時間を短縮時間ＴＲ２１（＝ＴＲ−Ｔｃ２）だけ短縮するよう要求する第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を生成する。
【００７０】
同様に、許可色点灯要求生成部６５は、信号機情報の送信時において青色信号灯１１ａが点灯しており、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時にも第２必要時間Ｔｃ２経過時にも赤色信号灯１１ｃを点灯すると判断される場合、青色信号灯１１ａの点灯時間を延長時間ＴＲ２２（＝Ｔｃ２−ＴＲ）だけ延長するよう要求する第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を生成する。
【００７１】
車載装置側報知制御部６６は、例えば公知のディスプレイ等の画像表示部や、例えば公知のスピーカ等（いずれも図示略）の報知部を制御するものであり、特許請求の範囲の報知制御部に相当する。詳しくは、車載装置側報知制御部６６は、信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａが点灯していると信号機通過判断部６３によって判断されると、「車速Ｖ０をそのまま維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を、画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、車両Ｃの運転者は、「車速Ｖ０をそのまま維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を認識することができるようになり、車両Ｃの運転者は、車速Ｖ０をそのまま維持するように車両Ｃを運転することで、停止させることなく信号機Ｓを通過させることができるようになる。
【００７２】
また、車載装置側無線通信機４０によって第１許可色点灯要求信号ＲＱ１が許可された旨の要求可否判断結果ＡＳ１を受信すると、車載装置側報知制御部６６は、「そのままの車速を維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、運転者が車速Ｖ０をそのまま維持するように車両Ｃを運転することで、車両Ｃは停止することなく信号機Ｓを通過することができる。
【００７３】
また、車載装置側無線通信機４０によって第２許可色点灯要求信号ＲＱ２が許可された旨の要求可否判断結果ＡＳ２を受信すると、車載装置側報知制御部６６は、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を報知させる。これにより、車両Ｃの運転者は、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を認識することができるようになり、車両Ｃの運転者は、ブレーキ操作もアクセル操作も行わないことで、停止させることなく信号機Ｓを通過させることができるようになる。
【００７４】
また、車載装置側無線通信機４０によって第２許可色点灯要求信号ＲＱ２が拒否された（不許可となった）旨の要求可否判断結果ＡＳ２を受信すると、車載装置側報知制御部６６は、「ブレーキ操作を行なうことなく信号機Ｓを通過することはできない」旨を報知させる。これにより、車両Ｃの運転者は、「ブレーキ操作を行なうことなく信号機Ｓを通過することはできない」旨を認識することができるようになり、ひいては、より安全に車両Ｃを信号機Ｓの位置にて停止させることができるようになる。
【００７５】
以上のように構成された信号通過支援システム１の動作について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は、本実施の形態によって実行される信号機通過支援処理Ｓ１の一部を説明するフローチャートであり、図５は、本実施の形態によって実行される信号機通過支援処理Ｓ１の残りの部分を説明するフローチャートである。この図４、５に示す信号機通過支援処理Ｓ１は所定周期で繰り返し実行する。
【００７６】
信号機通過支援処理Ｓ１が実行開始されると、車載装置側制御装置６０は、まず、ステップＳ１１の判断処理として、車両Ｃの進行方向前方に位置する信号機Ｓの通信圏内か否かを判断する。具体的には、車載装置側制御装置６０は、車載装置側無線通信機４０にて受信される受信信号の強度が所定の判定閾値よりも高いか否かを判断する。ここで、受信信号の強度が所定の判定閾値以下であると判断される場合（ステップＳ１１の判断処理で「Ｎｏ」）、車載装置側制御装置６０は、車両Ｃが信号機Ｓの通信圏外にあると判断し、このステップＳ１１の判断処理を再度実行する。一方、受信信号の強度が所定の判定閾値より高いと判断される場合（ステップＳ１１の判断処理で「Ｙｅｓ」）、車載装置側制御装置６０は、車両Ｃが信号機Ｓの通信圏内にあると判断し、続くステップＳ１２の処理に移行する。換言すれば、車載装置側制御装置６０は、ステップＳ１１の判断処理を通じて、車両Ｃが信号機Ｓの通信圏内に入るまで待機する。
【００７７】
車両Ｃが信号機Ｓの通信圏内に入ると、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１２の処理として、信号機Ｓから送信されてくる信号機情報を車載装置側無線通信機４０にて受信する。また、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１３の処理として、車速Ｖ０、現在地、及び回生限界減速度ａを車両Ｃ内の他の装置・センサから取得する。
【００７８】
これら情報を取得すると、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１４の処理として、信号機情報の取得時における車速Ｖ０を維持する場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第１必要時間Ｔｃ１を算出する。また、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１５の処理として、信号機情報の取得時における車速Ｖ０から、ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行う場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第２必要時間Ｔｃ２を算出する。
【００７９】
そして、これら第１必要時間Ｔｃ１及び第２必要時間Ｔｃ２を算出すると、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１６の処理として、信号機情報の受信時から第１必要時間Ｔｃ１の経過時における点灯色、及び、信号機情報の受信時から第２必要時間Ｔｃ２の経過時における点灯色をそれぞれ判断する。
【００８０】
このようにして点灯色を判断すると、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１７の判断処理として、第１必要時間Ｔｃ１経過時において信号機Ｓは青色信号灯１１ａを点灯しているか否かを判断する。
【００８１】
ここで、信号機Ｓが青色信号灯１１ａを点灯していると判断される場合（ステップＳ１７の判断処理で「Ｙｅｓ」）、信号機情報の取得時における車速Ｖ０を維持すれば、停止することなく信号機Ｓを通過可能であることを意味する。そのため、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１８の処理として、「車速Ｖ０をそのまま維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、運転者が車速Ｖ０をそのまま維持するように車両Ｃを運転することで、車両Ｃは停止することなく信号機Ｓを通過することができるようになる。
【００８２】
一方、信号機Ｓが青色信号灯１１ａを点灯していないと判断される場合（ステップＳ１７の判断処理で「Ｎｏ」）、信号機情報の取得時における車速Ｖ０を維持しても、停止することなく信号機Ｓを通過することはできないことを意味する。そのため、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２０の処理として、第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａを点灯するよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成する。さらに、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２１の処理として、その生成した第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を車載装置側無線通信機４０から送信する。
【００８３】
なお、信号機Ｓでは、信号機側制御部１３ａは、信号機側無線通信機１２によって第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を受信すると、その受信した第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可するか拒否するかを判断し、その判断結果である要求可否判断結果ＡＳ１を信号機側無線通信機１２によって送信する。そして、信号機側制御部１３ａは、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可すると判断する場合には、その要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。
【００８４】
車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２２の判断処理として、車載装置側無線通信機４０によって要求可否判断結果ＡＳ１を受信したか否かを判断するとともに、その受信した要求可否判断結果ＡＳ１が第１許可色点灯要求信号ＲＱ！を許可する旨の判断結果であった場合、続くステップＳ２３の処理として、「車速Ｖ０をそのまま維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、運転者が車速Ｖ０をそのまま維持するように車両Ｃを運転することで、車両Ｃは停止することなく信号機Ｓを通過することができるようになる。
【００８５】
一方、車載装置側制御装置６０は、先のステップＳ２２の判断処理において、要求可否判断結果ＡＳ１を受信していない、あるいは、受信した要求可否判断結果ＡＳ１が第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を拒否する旨の判断結果であった場合、続くステップＳ２４の判断処理として、第２必要時間Ｔｃ２経過時において信号機Ｓは青色信号灯１１ａを点灯しているか否かを判断する。
【００８６】
ここで、信号機Ｓが青色信号灯１１ａを点灯していると判断される場合（ステップＳ２４の判断処理で「Ｙｅｓ」）、ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速（すなわち、回生限界減速度ａの減速）を行うことで、停止することなく信号機Ｓを通過可能であることを意味する。そのため、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２５の処理として、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わないことで、車両Ｃは停止することなく信号機Ｓを通過することができるようになる。
【００８７】
一方、信号機Ｓが青色信号灯１１ａを点灯していないと判断される場合（ステップＳ２４の判断処理で「Ｎｏ」）、回生限界減速度ａの減速を行っても、停止することなく信号機Ｓを通過することはできないことを意味する。そのため、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２６の処理として、第２必要時間Ｔｃ２経過時において青色信号灯１１ａを点灯するよう要求する第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を生成する。さらに、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２７の処理として、その生成した第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を車載装置側無線通信機４０から送信する。
【００８８】
なお、信号機Ｓでは、信号機側制御部１３ａは、信号機側無線通信機１２によって第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を受信すると、その受信した第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可するか拒否するかを判断し、その判断結果である要求可否判断結果ＡＳ２を信号機側無線通信機１２によって送信する。そして、信号機側制御部１３ａは、第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可すると判断する場合には、その要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。
【００８９】
車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２８の判断処理として、車載装置側無線通信機４０によって要求可否判断結果ＡＳ２を受信したか否かを判断するとともに、その受信した要求可否判断結果ＡＳ２が第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可する旨の判断結果であった場合、先のステップＳ２５の処理を行なう。
【００９０】
一方、車載装置側制御装置６０は、先のステップＳ２８の判断処理において、要求可否判断結果ＡＳ２を受信していない、あるいは、受信した要求可否判断結果ＡＳ２が第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を拒否する旨の判断結果であった場合、続くステップＳ２９の判断処理として、「ブレーキ操作を行うことなく信号機Ｓを通過することはできない」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、車両Ｃの運転者は、ブレーキ操作を行う準備をすることができ、車両Ｃを安全に信号機Ｓの位置にて停止することができる。
【００９１】
図６は、本実施の形態の信号機通過支援システム１の動作例を示す図である。図６中の直線Ｌ１および一点鎖線Ｌ２は、車両Ｃが制動動力を全て回生エネルギーとして回収できる回生限界減速度ａで車速Ｖ０から減速した場合の距離と車速との関係の一例を示している。一方、二点鎖線Ｌ３は、Ｌ１、Ｌ２と同様、車速Ｖ０および位置からの減速であるが、信号機Ｓのところで停止するように減速した場合の距離と車速との関係を示している。
【００９２】
Ｌ１、Ｌ２に示すように、回生限界減速度ａで減速していった場合には、車速が０になる地点は信号機Ｓを超えた地点である。したがって、回生限界減速度ａで減速していくと、信号機Ｓの所在地で停止することができずオーバーランしてしまうことになる。また、このオーバーランを防止するべく、車両Ｃが回生限界減速度ａよりも大きな減速度にて減速され、信号機Ｓの所在地にて停止されると、摩擦制動を行うことになることから、一部の制動動力は回生エネルギーとして回収できないことになってしまう（二点鎖線Ｌ３参照）。
【００９３】
しかし、車載装置側制御装置６０が信号機Ｓに対し第１許可色点灯要求信号ＲＱ１をし、信号機Ｓがその要求通りに点消灯制御すると、ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速（回生限界減速度ａでの減速）を行えば車両Ｃが信号機Ｓに到達したときに信号が青信号となっているので、停止することなく信号機Ｓを通過することができるようになる（直線Ｌ１参照）。これにより、燃料消費量の低減を図ることができ、且つ、運転者に煩わしさを感じさせることも抑制できる。
【００９４】
なお、本発明に係る信号機通過支援システム１は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々に変形して実施することが可能である。すなわち、上記各実施の形態を適宜変更した例えば次の形態として実施することもできる。
【００９５】
たとえば、前述の実施形態において、制動動力制御装置５０は、回生限界電力を発電する回生限界制動動力を超えない範囲で回生制動装置の制動動力を制御している。しかし、この回生限界制動動力は前述のようにバッテリ温度に起因する限界であり、一般的に回生制動装置が有する発電機は回生限界電力よりも大きい電力を発電することができる。そのため、バッテリ温度が上限温度を超えてしまうことを一時的に許容すれば、一時的には回生限界電力を超えた電力が発生するような回生制動動力を発生させることができる。すなわち、一時的には、前述の実施形態の回生限界減速度ａを超える減速度を回生制動装置に発生させることができる。そこで、車載装置側制御装置６０は、ステップＳ２８の判断処理がＮＯであった場合、制動装置制御装置５０に対し、回生制動装置に発生させる制動動力を、回生限界制動動力よりも大きい制動動力に一時的に拡大することを要求する回生制動動力拡大要求信号を出力するようにしてもよい。この回生制動動力拡大要求信号を取得した場合、制動装置制御装置５０は、運転者からの減速要求を検知すると、回生限界制動動力よりも大きい制動動力が発生するように回生制動装置を制御する。なお、運転者からの減速要求があったか否かは、たとえば、ブレーキペダルの操作を検知したこと、または、シフトダウン操作を検知したことによって判断する。また、この場合に、回生制動装置が発生する制動動力は、回生制動装置の発電機の最大発電電力に基づいて定まる制動動力以下である。
【００９６】
また、信号機通過支援処理Ｓ１中のステップＳ２８の処理を割愛してもよい。この場合、信号機Ｓは、車両Ｃから送信された第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可するか拒否するかを判断せず、その要求通りに信号灯１１を点消灯制御することになる。
【符号の説明】
【００９７】
１…信号機通過支援システム、１１…信号灯、１１ａ…青色信号灯、１１ｂ…黄色信号灯、１１ｃ…赤色信号灯、１２…信号機側無線通信機（信号機側受信部）、１３…信号機側制御装置、１３ａ…信号機側制御部、１３ｂ…信号機側記憶部、２０…車速センサ、３０…車載ナビゲーション装置、４０…車載装置側無線通信機（信号機情報取得部、車載装置側送信部）、５０…制動装置制御装置、６０…車載装置側制御装置（車載装置側制御部）、６１…車速情報取得部、６２…現在地情報取得部、６３…信号機通過判断部、６４…必要時間算出部、６５…許可色点灯要求生成部、６６…車載装置側報知制御部、Ｃ…車両、Ｓ…信号機、Ｒ…道路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載装置と信号機とを備え、車載装置を搭載した車両が信号機を通過することを支援する信号機通過支援システム、および、その信号機通過支援システム用の車載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この特許文献１に記載の技術では、まず、路側ビーコンが、この路側ビーコンが設置されている道路を走行中の車両に対し、その車両の進行方向前方に設置されている信号機の位置及び信号機の点灯色変化に係るパラメータ（例えばサイクル、スプリット、オフセット等）の情報を送信する。車両は、その送信されたパラメータ情報を受信し、その受信したパラメータ情報を用いて、信号機の青信号点灯時間帯を判断するとともに、信号機を青信号で通過可能な速度範囲を算出し、その算出した速度範囲を表示器に表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１２８４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術によれば、車両の運転者が、その表示器に表示された速度範囲を保つように車両を運転することで、車両の発進停止回数の低減を図ることができるようになり、ひいては、燃料の消費量を低減することができるようになる。
【０００５】
しかしながら、前方の信号機の赤信号の点灯時間が十分に長い場合、その信号機を青信号にて通過可能な速度範囲は、低速度範囲として算出されることが多い。この場合、車両の運転者は、低速度範囲を保つように車両を運転しなければならず、その低速度範囲を保つように車両を運転することが大変煩わしく感じられてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、運転者に車速調整の煩わしさを感じさせることを抑制できる信号機通過支援システム、および、信号機通過支援システム用の車載装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車載装置の速度維持時必要時間算出部は、車速情報、現在地情報、信号機情報に基づいて、車両が速度を維持して信号機の所在地に到達するまでに必要となる速度維持時必要時間を算出し、信号機通過判断部は、速度維持時必要時間と信号機情報とに基づいて、車両が速度を維持して信号機を通過できるか否かを判断する。そして、信号機通過判断部によって、車両が信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、速度維持時必要時間が経過した時に通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第１許可色点灯要求信号を生成して、その第１許可色点灯要求信号を信号機に送信する。信号機側受信部は、その第１許可色点灯要求信号を受信する。そして、信号機側制御部が第１許可色点灯要求信号に応じた信号灯の点消灯の制御を行うことにより、許可色要求信号を送信した車両は車速を維持したままで信号機を通過できるようになる。そのため、燃料消費の削減ができるとともに、運転者に車速調整の煩わしさを感じさせることも抑制できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、信号機は、第１許可色点灯要求信号を受信した場合に、その第１許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを示す要求可否判断結果を車載装置へ送信する。そのため、その要求可否判断結果を受信した車載装置は、要求可否判断結果に基づいて、請求項３や請求項５に記載に例示するような、その後の適切な制御が可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、第１許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合に、車載装置の減速時必要時間算出部は、車両の運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わない場合に車両が信号機の所在地に到達するまでに必要となる減速時必要時間を算出する。そして、信号機通過判断部は、その減速時必要時間と信号機情報とに基づいて、車両の運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わない場合の減速度で減速して信号機を通過できるか否かを判断し、車両が前記減速度で減速して信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、許可色点灯要求生成部は、減速時必要時間が経過したときに通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第２許可色点灯要求信号を生成し、車載装置側送信部はその第２許可色点灯要求信号を信号機に送信する。その第２許可色点灯要求信号を受信した信号機の信号機側制御部が第２許可色点灯要求信号に応じた信号灯の制御を行えば、第２許可色要求信号を送信した車両の運転者が、ブレーキ操作もアクセル操作も行わないことで、その車両は信号機を停止することなく通過できる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、車載装置が搭載される車両は、回生制動装置とその回生制動装置によって回生された電力を蓄電する蓄電装置とを備え、ブレーキ操作もアクセル操作も行われていない状態では、回生制動装置により、その回生制動装置が発生させる制動動力の許容限界値である回生限界制動動力よりも小さい制動動力を発生させる一方、前記車両に搭載されている摩擦制動装置は動作させないようになっている。この車両における車載装置は、減速時必要時間算出部が、車両の運転者はブレーキ操作もアクセル操作も行わず、回生制動装置は前記回生限界制動動力を発生させ、摩擦制動装置は動作しないとして減速時必要時間を算出する。このようにすれば、ブレーキ操作もアクセル操作も行われていない状態では回生制動動力のみにより減速する車両においても、精度よく、車両が信号機を停止することなく通過できるか否かを判断することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、信号機から、第１許可色点灯要求信号に対する要求が許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「車速をそのまま維持することで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を報知させる。そのため、車両の運転者は、「車速をそのまま維持することで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を認識することができるようになる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、信号機側制御部は、車載装置からの第２許可色点灯要求信号を受信した場合に、その第２許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを示す要求可否判断結果を車載装置へ送信する。そのため、その要求可否判断結果を受信した車載装置は、要求可否判断結果に基づいたその後の適切な制御が可能となる。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、車載装置は、信号機から、第２許可色点灯要求信号に対する要求が許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を報知させる。そのため、車両の運転者は、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を認識することができるようになる。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、信号機から、第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「ブレーキ操作を行うことなく信号機を通過することはできない」旨を報知させる。そのため、車両の運転者は、「ブレーキ操作を行うことなく信号機を通過することはできない」旨を認識することができるようになり、その認識のもとで車両を運転するので、信号機の位置にて安全に車両を停止させることができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明では、回生制動装置の回生限界制動動力は、回生限界制動動力よりも大きな制動動力を発生させることが可能に構成されている。そこで、信号機から、第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合において、車両が信号機まで到達するまでの間に運転者からの減速要求を検知したことに基づいて、回生制動装置が発生させる制動動力を、回生限界制動動力よりも大きい制動動力に一時的に拡大することを要求する回生制動動力拡大要求信号を、回生制動装置を制御する制動装置制御装置へ出力する。
【００１６】
第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得するのは、ブレーキ操作を行うことなく信号機を通過することができない場合、すなわち、回生制動装置が回生限界制動動力を発生させても減速度が不足する場合である。そこで、このように、制動動力を一時的に拡大することを、回生制動装置を制御する制動装置制御装置へ出力することにより、制動装置制御装置は、一時的に回生制動動力を拡大する必要がある状態であると判断することができる。したがって、制動装置制御装置は、回生制動動力を一時的に拡大させる制御を行うことが可能となる。なお、回生限界制動動力は、蓄電装置の寿命を長く維持するために要求される値であるので、この回生限界制動動力よりも大きい回生制動動力を回生制動装置に発生させると、蓄電装置の寿命を短くしてしまう懸念がある。しかし、回生制動動力拡大要求信号は、回生制動動力を一時的に拡大することを要求するのみであり、継続的に回生制動動力を拡大することを要求するわけではないので、蓄電装置の寿命は維持できる可能性が高い。一方、回生制動動力を一時的に拡大すると、蓄電装置に多くの電力を蓄電することができる。そのため、蓄電装置の寿命を維持しつつ、蓄電装置に多くの電力を蓄電することができるようになる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１の信号機通過支援システムに用いられる車載装置に係る発明である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る信号機通過支援システムの一実施の形態について、その全体構成を示す模式図である。
【図２】本実施の形態の信号機通過支援システムについて、信号機の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態の信号機通過支援システムについて、車両に搭載される車載装置を含め、車両の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態によって実行される信号機通過支援処理について、その処理手順の一部を説明するフローチャートである。
【図５】本実施の形態によって実行される信号機通過支援処理について、その処理手順の残りの一部を説明するフローチャートである。
【図６】本実施の形態の動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る信号機通過支援システムの一実施の形態について、図１〜図６を参照して説明する。なお、図１は、信号機通過支援システム１の全体構成を示す模式図であり、図２は、信号機Ｓの構成を示すブロック図であり、図３は、車両Ｃの構成を示すブロック図である。はじめに、これら図１〜図３を参照して、信号機通過支援システム１の構成及び機能について説明する。
【００２０】
図１に示されるように、信号機通過支援システム１は、道路Ｒ上に設置される信号機Ｓを備えており、図２に示されるように、この信号機Ｓは、信号灯１１、信号機側無線通信機１２、及び信号機側制御装置１３を有して構成されている。
【００２１】
信号灯１１は、車両Ｃの運転者によって視認可能なように路側に配置され、青色信号灯１１ａ、黄色信号灯１１ｂ、及び赤色信号灯１１ｃを有している。いずれの点灯部１１ａ〜１１ｃも、発光素子（例えばＬＥＤ）によって構成されている。
【００２２】
また、信号灯１１は、信号機側制御装置１３に接続されており、この信号機側制御装置１３によって、所定の点灯周期にて、各点灯色に対して予め設定された所定点灯時間ずつ択一的に繰り返し点消灯制御される。
【００２３】
詳しくは、青色信号灯１１ａは、信号機側制御装置１３によって、車両の通過を許可する旨を示す青色にて点灯制御される。また、黄色信号灯１１ｂ及び赤色信号灯１１ｃは、信号機側制御装置１３によって、車両の通過を禁止する旨を示す黄色及び赤色にてそれぞれ点灯制御される。なお、黄色は、車両が所定の停止位置に近づき過ぎており、その車両位置から停止位置で停止するように減速するとかえって危険を伴う場合、あるいは、車両が所定の停止位置を越えており、停止するとかえって危険を伴う場合に限り、通過することを許可する旨を示す色である。
【００２４】
なお、本実施の形態では、信号灯１１は、青色信号灯１１ａ、黄色信号灯１１ｂ、及び赤色信号灯１１ｃを有して構成されることとした。黄色信号灯１１ｂも赤色信号灯１１ｃも、車両の通過を禁止する旨を示すことから、黄色信号灯１１ｂについては、便宜上、赤色信号灯１１ｃの一部として説明する。ちなみに、黄色信号灯１１ｂを割愛して構成されることとしてもよい。
【００２５】
信号機側無線通信機１２は、図示しない通信用アンテナを有しており、信号機側制御装置１３に接続されている。また、信号機側無線通信機１２の通信圏は、例えば、当該信号機側無線通信機１２が備えられる信号機Ｓを中心として、車両Ｃからその信号機Ｓが視認可能な距離（例えば「１００［ｍ］」）とする。信号機側無線通信機１２は、信号機側制御装置１３から各種情報が入力されると、その入力された各種情報を通信圏内に位置する車両Ｃに対し通信用アンテナにて無線にて送信する。一方、信号機側無線通信機１２は、通信圏内に位置する車両Ｃから無線にて送信された各種情報を通信用アンテナにて受信すると、その受信した各種情報を信号機側制御装置１３に出力する。このようにして、信号機Ｓは、車両Ｃに対して各種情報を送信するとともに、車両Ｃから送信されてくる各種情報を受信する。なお、本実施の形態では、信号機側無線通信機１２の通信圏を、当該信号機側無線通信機１２が備えられる信号機Ｓを中心とする半径およそ「１００［ｍ］」としたが、これに限らず任意に設定可能である。ちなみに、この信号機側無線通信機１２が特許請求の範囲に記載の信号機側受信部及び信号機側送信部に相当する。
【００２６】
信号機側制御装置１３は、信号機側制御部１３ａ及び信号機側記憶部１３ｂを有する。このうち、信号機側制御部１３ａは、図示しない内蔵メモリを備えた公知のコンピュータであり、その内蔵メモリや外部メモリである信号機側記憶部１３ｂ等に予め記憶されたプログラムに従って、例えば信号灯１１の点消灯制御処理、信号機側無線通信機１２による各種情報の送受信処理、この送受信処理によって取得した第１許可色点灯要求に対する可否判断処理、この送受信処理によって取得した第２許可色点灯要求に対する可否判断処理等々を実行する。また、信号機側記憶部１３ｂは、例えばフラッシュメモリやハードディスクドライブ装置等、公知の情報記憶装置から構成されており、信号機側制御部１３ａによって実行される上記プログラムや、信号機Ｓに係る信号機情報が記憶されている。
【００２７】
信号機側制御装置１３は、信号灯１１の点消灯制御処理を実行する。具体的には、信号機側制御装置１３は、例えば「青色信号灯１１ａ→赤色信号灯１１ｃ」等、所定の点灯周期にて、例えば、青色信号灯１１ａの点灯時間Ｔｂを「４０［秒］」とし、赤色信号灯１１ｃの点灯時間Ｔｒを「６０［秒］」として、各点灯色に対して予め設定された所定点灯時間ずつ、択一的に、繰り返し、信号灯１１を点消灯制御する。
【００２８】
なお、本実施の形態では、説明の便宜上、黄色信号灯１１ｂを赤色信号灯１１ｃの一部としたため、所定の点灯周期を「青色信号灯１１ａ→赤色信号灯１１ｃ」と記載したが、詳しくは、信号機側制御部１３ａは、「青色信号灯１１ａ→黄色信号灯１１ｂ→赤色信号灯１１ｃ」を所定の点灯周期として、信号灯１１の点消灯制御処理を実行する。同様に、本実施の形態では、説明の便宜上、青色信号灯１１ａの点灯時間Ｔｂを「４０［秒］とし、赤色信号灯１１ｃの点灯時間Ｔｒを「６０［秒］」とすると記載したが、詳しくは、信号機側制御部１３ａは、赤色信号灯１１ｃの点灯時間Ｔｒ「６０［秒］のうち最初の「５［秒］」を黄色信号灯１１ｂの点灯時間Ｔｙとする。
【００２９】
信号機側制御装置１３は、信号機側無線通信機１２による各種情報の送受信処理を実行する。信号機側無線通信機１２によって送信される送信情報には、信号機Ｓに係る情報である信号機情報、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１に対する可否判断結果、及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２に対する可否判断結果が含まれており、信号機情報には、信号機Ｓの所在地（絶対位置）、信号機Ｓの点灯周期、信号機Ｓの各色の点灯時間Ｔｂ及びＴｒ、当該信号機情報送信時における点灯色、当該信号機情報送信時における推移時間ＴＲが含まれている。一方、信号機側無線通信機１２によって受信される受信情報には、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２が含まれている。
【００３０】
なお、上記送信情報のうち、信号機Ｓの所在地、信号機Ｓの点灯周期、信号機Ｓの各色の点灯時間Ｔｂ及びＴｒについては、信号機側記憶部１３ｂに記憶されており、信号機側制御部１３ａによって信号機側記憶部１３ｂから読み出され、信号機側無線通信機１２によって信号機情報として送信される。
【００３１】
また、その送信される信号機情報のうち上記推移時間ＴＲは、次の色に推移するまでの時間であり、信号機側制御部１３ａによって算出され、信号機側無線通信機１２によって信号機情報として送信される。
【００３２】
詳しくは、信号機側制御部１３ａは、青色信号灯１１ａを点灯制御する場合、その点灯開始時からの経過時間を計時しており、信号機側記憶部１３ｂに記憶されている信号機Ｓの青信号の点灯時間Ｔｂからその経過時間を減算することにより、次の赤色（詳しくは黄色）に推移するまでの推移時間ＴＲを算出する。そして、信号機側制御部１３ａは、その算出した推移時間ＴＲを、信号機側無線通信機１２によって信号機情報として送信する。同様に、信号機側制御部１３ａは、赤色信号灯１１ｃを点灯制御する場合、点灯開始時からの経過時間を計時しており、信号機側記憶部１３ｂに記憶されている信号機Ｓの赤信号の点灯時間Ｔｒから経過時間を減算することにより、次の青色に推移するまでの推移時間ＴＲを算出する。そして、信号機側制御部１３ａは、その算出した推移時間ＴＲを、信号機側無線通信機１２によって信号機情報として送信する。
【００３３】
また、信号機側制御部１３ａは、信号機側無線通信機１２によって第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を受信すると、その受信した第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可するか拒否するかを判断し、その判断の結果である要求可否判断結果ＡＳ１を信号機側無線通信機１２によって送信する。そして、信号機側制御部１３ａは、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可すると判断する場合には、その要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。
【００３４】
同様に、信号機側制御部１３ａは、信号機側無線通信機１２によって第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を受信すると、その受信した第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可するか拒否するかを判断し、その判断の結果である要求可否判断結果ＡＳ２を信号機側無線通信機１２によって送信する。そして、信号機側制御部１３ａは、第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可すると判断する場合には、その要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。
【００３５】
なお、本実施の形態では、信号機側制御部１３ａは、図示しない他の車両からも第１許可色点灯要求信号ＲＱ１及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を受信可能である。そして、信号機側制御部１３ａは、いずれの要求通りにも信号機Ｓを点消灯制御中でない場合に要求を受信すると、その要求を許可するとともにその要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。一方、信号機側制御部１３ａは、いずれかの要求通りに信号機Ｓを点消灯制御中に他の要求を受信すると、その他の要求を拒否する。さらに、信号機側制御部１３ａは、いずれの要求も受信しない場合には、所定の点灯周期にて繰り返し信号機Ｓを点消灯制御する。なお、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２については後述する。
【００３６】
図１に示される信号機通過支援システム１の車両Ｃは、例えばガソリンエンジン及びモータを動力源として有するハイブリッド車両等であり、モータをジェネレータとして機能させることで制動動力によって発電する回生制動装置（図示せず）を有している。また、この車両Ｃは、車速センサ２０、車載ナビゲーション装置３０、車載装置側無線通信機４０、制動装置制御装置５０、車載装置側制御装置６０、図示しない摩擦制動装置、図示しない車載バッテリ等々を有して構成されている（図３参照）。
【００３７】
このうち、車速センサ２０は、車両Ｃの速度である車速を検出する公知のセンサであり、例えば図示しないＣＡＮを介して車載装置側制御装置６０に接続されている。車速センサ２０は、車両Ｃの車速を検出すると、その検出した車速情報をＣＡＮを介して車載装置側制御装置６０に送信する。このようにして、車載装置側制御装置６０（詳しくは車速情報取得部６１）は車両Ｃの車速情報を逐次取得する。
【００３８】
車載ナビゲーション装置３０は、図示しないＧＰＳ衛星から発せられるＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機等の位置検出器を内部に備えており、図示しないメモリ等に記憶されている地図情報から車両Ｃの現在地（絶対位置）を検出し、目的地まで案内する公知の装置である。車載ナビゲーション装置３０は、例えば図示しないＣＡＮを介して車載装置側制御装置６０に接続されており、車両Ｃの現在地を検出すると、その検出した現在地情報をＣＡＮを介して車載装置側制御装置６０に送信する。このようにして、車載装置側制御装置６０（詳しくは現在地情報取得部６２）は車両Ｃの現在地情報を取得する。
【００３９】
車載装置側無線通信機４０は、図示しない通信用アンテナを有しており、車載装置側制御装置６０に接続されている。また、車載装置側無線通信機４０は、前述の信号機側無線通信機１２の通信圏に対応させて、例えば「１００［ｍ］とされている。車載装置側無線通信機４０は、車載装置側制御装置６０から各種情報が入力されると、その入力された各種情報を通信圏内に位置する信号機Ｓに対し通信用アンテナから無線にて送信する。一方、車載装置側無線通信機４０は、通信圏内に位置する信号機Ｓから無線にて送信された各種情報を通信用アンテナにて受信すると、その受信した各種情報を車載装置側制御装置６０に出力する。このようにして、車載装置側制御装置６０は、信号機Ｓとの間で各種情報を送受信する。なお、本実施の形態では、車載装置側無線通信機４０の通信圏を、車両Ｃを中心とする半径およそ「１００［ｍ］」としたが、これに限らず任意である。
【００４０】
なお、車載装置側無線通信機４０によって送信される送信情報には、後述の第１許可色点灯要求信号ＲＱ１及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２が含まれている。車載装置側無線通信機４０によって受信される受信情報には、上記信号機情報（信号機Ｓの所在地、信号機Ｓの点灯周期、信号機Ｓの各色の点灯時間Ｔｂ及びＴｒ、当該信号機情報送信時における点灯色、当該信号機情報送信時における推移時間ＴＲ）、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１に対する要求可否判断結果ＡＳ１、及び第２許可色点灯要求信号ＲＱ２に対する要求可否判断結果ＡＳ２が含まれている。ちなみに、この車載装置側無線通信機４０が特許請求の範囲に記載の信号機情報取得部、車載装置側送信部に相当する。
【００４１】
また、制動装置制御装置５０は、車両Ｃが有する摩擦制動装置及び回生制動装置を制御する装置であり、車載装置側制御装置６０に接続されている。ここで、摩擦制動装置は、車両Ｃの運動エネルギを熱エネルギに変換して廃棄する公知の制動装置であり、回生制動装置は、車両Ｃの運動エネルギを電気エネルギに変換して回収する公知の制動装置である。回生制動装置にて回収された電気エネルギは車載バッテリに蓄積されるが、車載バッテリが単位時間に蓄積できる電気エネルギには限界がある。この限界は主として次の理由により生じる。すなわち、車載バッテリ内で起きる充電反応が発熱反応であることから、単位時間当たりの充電電力が多いほど単位時間当たりの発熱量が多くなる。したがって、単位時間当たりの充電電力が多いほどバッテリの温度は上昇することになる。その一方、車載バッテリの寿命を長く保つには、バッテリ温度が所定の上限値を超えないようにする必要がある。そのため、単位時間に蓄積する電気エネルギに上限を設けるのである。以下、この上限の電力を回生限界電力と呼ぶ。
【００４２】
上述のように、回生限界電力は、バッテリの温度が所定の上限値を超えないようにするために設定するものであるので、バッテリの温度が低いほど回生限界電力が大きくなるように、バッテリの温度に基いて回生限界電力を設定することができる。ただし、便宜的にバッテリの温度を便宜的に一定とすることで、回生限界電力も便宜的に一定値を用いることもできる。本実施形態では前者を採用する。
【００４３】
制動装置制御装置５０は、回生限界電力を発生する制動動力を回生限界制動動力とし、回生制動装置によって発生させる制動動力をこの回生限界制動動力を超えない範囲で制御し、必要な制動動力のうち、回生制動装置で発生させる制動動力では不足する制動動力を摩擦制動装置に発生させる制御を行う。なお、必要な制動動力は、たとえば、ブレーキ油圧によって検出できるブレーキ踏力、アクセル開度からマップを用いて決定する。
【００４４】
また、制動装置制御装置５０は、予め記憶されたマップを用いるなどして、回生限界制動動力に基づいて減速度を算出する。そして、この減速度を回生限界減速度ａとして車載装置側制御装置６０に対し出力する。なお、アクセル操作もブレーキ操作も行われていない状態では、制動装置制御装置５０は、回生制動装置に回生限界制動動力を発生させる。したがって、アクセル操作もブレーキ操作も行われていない状態では、回生限界減速度ａで減速を行うことになる。
【００４５】
車載装置側制御装置６０は、制動装置制御装置５０から車両Ｃの回生限界減速度ａを取得する。この車載装置側制御装置６０は、周知のＣＰＵ、例えばＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスラインを有する通常のコンピュータとして構成されている。以下の説明では、車載装置側制御装置６０は、メモリに記憶保持されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される機能として、車速情報取得部６１、現在地情報取得部６２、信号機通過判断部６３、必要時間算出部６４、許可色点灯要求生成部６５、車載装置側報知制御部６６を有するものとして説明する。ちなみに、車載装置側制御装置６０が特許請求の範囲に記載の車載装置側制御部に相当する。
【００４６】
既述したように、車速情報取得部６１は、上記車速センサ２０によって出力される車速情報をＣＡＮを介して取得する。また、現在地情報取得部６２は、上記車載ナビゲーション装置３０によって出力される現在地情報を上記ＣＡＮを介して取得する。
【００４７】
信号機通過判断部６３は、車載装置側無線通信機４０によって信号機情報を取得したことに基づいて、その取得時を基準とした任意の時間経過時における信号機Ｓの点灯色を判断する。
【００４８】
ここで、車載装置側無線通信機４０によって受信される信号機情報には、信号機Ｓの点灯周期、信号機Ｓの各色の点灯時間（Ｔｂ及びＴｒ）、信号機情報の送信時における点灯色、信号機情報の送信時における推移時間ＴＲが含まれている。そのため、信号機通過判断部６３は、車載装置側無線通信機４０によって取得されたこれらの情報を用いて、この信号機情報の取得時を基準とした所定の指定時間Ｔ経過時における信号機Ｓの点灯色を判断することが可能である。
【００４９】
詳しくは、信号機情報の送信時において青色信号灯１１ａが点灯しており、且つ、「指定時間Ｔ≧推移時間ＴＲ」である場合、信号機通過判断部６３は、指定時間Ｔ経過時において赤色信号灯１１ｃが点灯していると判断する。また、信号機情報の送信時における青色信号灯１１ａが点灯しており、且つ、「指定時間Ｔ＜推移時間ＴＲ」である場合、信号機通過判断部６３は、指定時間Ｔ経過時において青色信号灯１１ａが点灯していると判断する。
【００５０】
同様に、信号機情報の送信時における赤色信号灯１１ｃが点灯しており、且つ、「指定時間Ｔ≧推移時間ＴＲ」である場合、信号機通過判断部６３は、指定時間Ｔ経過時において青色信号灯１１ａが点灯していると判断する。また、信号機情報の送信時における赤色信号灯１１ｃが点灯しており、「指定時間Ｔ＜推移時間ＴＲ」である場合、信号機通過判断部６３は、指定時間Ｔ経過時において赤色信号灯１１ｃが点灯していると判断する。
【００５１】
なお、信号機通過判断部６３は、種々の指定時間Ｔ経過時における信号機Ｓの点灯色を判断することが可能であるが、本実施の形態では、後述する必要時間算出部６４によって算出される第１必要時間Ｔｃ１経過時及び第２必要時間Ｔｃ２経過時における信号機Ｓの点灯色を判断する。
【００５２】
また、本実施の形態では、信号機通過判断部６３は、信号機Ｓによる送信時における信号機情報を用いてこの信号機情報の受信時から指定時間Ｔ経過時における点灯色を判断するため、信号機情報の送信時と点灯色の判断時との間に時間のずれが生じる。しかしながら、上記通信圏が狭いことから、この時間のずれはごく僅かであり、点灯色の判断に影響しない。
【００５３】
必要時間算出部６４は、車載装置側無線通信機４０によって信号機情報を取得すると、その取得時における車速Ｖ０を維持する場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第１必要時間Ｔｃ１（特許請求の範囲の速度維持時必要時間に相当）、及びその取得時における車速Ｖ０からアクセル操作もブレーキ操作も行わない場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第２必要時間Ｔｃ２（特許請求の範囲の減速時必要時間に相当）を算出する。
【００５４】
ここで、車載装置側無線通信機４０によって取得される信号機情報には、信号機Ｓの所在地が含まれている。また、必要時間算出部６４は、車速センサ１０から車両Ｃの車速Ｖ０を取得し、車載ナビゲーション装置３０から車両Ｃの現在地情報を取得し、制動装置制御装置５０から回生限界減速度ａを取得する。
【００５５】
これら情報を取得した上で、必要時間算出部６４は、まず、車両Ｃの現在地から信号機Ｓの所在地までの距離Ｌを算出する。なお、ここでいう距離Ｌは、車両Ｃの走行中の道路Ｒに沿って算出された距離である。
【００５６】
距離Ｌの算出後、必要時間算出部６４は、下式（１）から、上記第１必要時間Ｔｃ１を算出する。
【００５７】
【数１】
【００５８】
また、距離Ｌの算出後、必要時間算出部６４は、下式（２）から、上記第２必要時間Ｔｃ２経過時における車両速度Ｖを算出する。
【００５９】
【数２】
【００６０】
ここで、距離Ｌ、車両Ｃの車速Ｖ０、回生限界減速度ａ、及び上記第２必要時間Ｔｃ２間の関係は下式（３）にて表される。
【００６１】
【数３】
【００６２】
そして、必要時間算出部６４は、下式（４）から、上記第２必要時間Ｔｃ２を算出する。
【００６３】
【数４】
【００６４】
ちなみに、必要時間算出部６４が特許請求の範囲に記載の速度維持時必要時間算出部及び減速時必要時間算出部に相当する。
【００６５】
許可色点灯要求生成部６５は、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時において赤色信号灯１１ｃを点灯すると判断されると、第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａを点灯するよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成する。
【００６６】
詳しくは、許可色点灯要求生成部６５は、信号機情報の送信時において赤色信号灯１１ｃが点灯しており、且つ、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時において赤色信号灯１１ｃを点灯していると判断される場合、赤色信号灯１１ｃの点灯時間を短縮時間ＴＲ１１（＝ＴＲ−Ｔｃ１）だけ短縮するよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成する。
【００６７】
同様に、許可色点灯要求生成部６５は、信号機情報の送信時において青色信号灯１１ａが点灯しており、且つ、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時において赤色信号灯１１ｃを点灯していると判断される場合、青色信号灯１１ａの点灯時間を延長時間ＴＲ１２（＝Ｔｃ１−ＴＲ）だけ延長するよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成する。
【００６８】
また、許可色点灯要求生成部６５は、信号機通過判断部６３によって、信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時及び第２必要時間Ｔｃ２経過時の双方において赤色信号灯１１ｃを点灯すると判断されると、第２必要時間Ｔｃ２経過時において青色信号灯１１ａを点灯するよう要求する第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を生成する。
【００６９】
詳しくは、許可色点灯要求生成部６５は、信号機情報の送信時において赤色信号灯１１ｃが点灯しており、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時にも第２必要時間Ｔｃ２経過時にも赤色信号灯１１ｃを点灯すると判断される場合、赤色信号灯１１ｃの点灯時間を短縮時間ＴＲ２１（＝ＴＲ−Ｔｃ２）だけ短縮するよう要求する第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を生成する。
【００７０】
同様に、許可色点灯要求生成部６５は、信号機情報の送信時において青色信号灯１１ａが点灯しており、信号機通過判断部６３によって信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時にも第２必要時間Ｔｃ２経過時にも赤色信号灯１１ｃを点灯すると判断される場合、青色信号灯１１ａの点灯時間を延長時間ＴＲ２２（＝Ｔｃ２−ＴＲ）だけ延長するよう要求する第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を生成する。
【００７１】
車載装置側報知制御部６６は、例えば公知のディスプレイ等の画像表示部や、例えば公知のスピーカ等（いずれも図示略）の報知部を制御するものであり、特許請求の範囲の報知制御部に相当する。詳しくは、車載装置側報知制御部６６は、信号機Ｓは第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａが点灯していると信号機通過判断部６３によって判断されると、「車速Ｖ０をそのまま維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を、画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、車両Ｃの運転者は、「車速Ｖ０をそのまま維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を認識することができるようになり、車両Ｃの運転者は、車速Ｖ０をそのまま維持するように車両Ｃを運転することで、停止させることなく信号機Ｓを通過させることができるようになる。
【００７２】
また、車載装置側無線通信機４０によって第１許可色点灯要求信号ＲＱ１が許可された旨の要求可否判断結果ＡＳ１を受信すると、車載装置側報知制御部６６は、「そのままの車速を維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、運転者が車速Ｖ０をそのまま維持するように車両Ｃを運転することで、車両Ｃは停止することなく信号機Ｓを通過することができる。
【００７３】
また、車載装置側無線通信機４０によって第２許可色点灯要求信号ＲＱ２が許可された旨の要求可否判断結果ＡＳ２を受信すると、車載装置側報知制御部６６は、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を報知させる。これにより、車両Ｃの運転者は、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を認識することができるようになり、車両Ｃの運転者は、ブレーキ操作もアクセル操作も行わないことで、停止させることなく信号機Ｓを通過させることができるようになる。
【００７４】
また、車載装置側無線通信機４０によって第２許可色点灯要求信号ＲＱ２が拒否された（不許可となった）旨の要求可否判断結果ＡＳ２を受信すると、車載装置側報知制御部６６は、「ブレーキ操作を行なうことなく信号機Ｓを通過することはできない」旨を報知させる。これにより、車両Ｃの運転者は、「ブレーキ操作を行なうことなく信号機Ｓを通過することはできない」旨を認識することができるようになり、ひいては、より安全に車両Ｃを信号機Ｓの位置にて停止させることができるようになる。
【００７５】
以上のように構成された信号通過支援システム１の動作について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は、本実施の形態によって実行される信号機通過支援処理Ｓ１の一部を説明するフローチャートであり、図５は、本実施の形態によって実行される信号機通過支援処理Ｓ１の残りの部分を説明するフローチャートである。この図４、５に示す信号機通過支援処理Ｓ１は所定周期で繰り返し実行する。
【００７６】
信号機通過支援処理Ｓ１が実行開始されると、車載装置側制御装置６０は、まず、ステップＳ１１の判断処理として、車両Ｃの進行方向前方に位置する信号機Ｓの通信圏内か否かを判断する。具体的には、車載装置側制御装置６０は、車載装置側無線通信機４０にて受信される受信信号の強度が所定の判定閾値よりも高いか否かを判断する。ここで、受信信号の強度が所定の判定閾値以下であると判断される場合（ステップＳ１１の判断処理で「Ｎｏ」）、車載装置側制御装置６０は、車両Ｃが信号機Ｓの通信圏外にあると判断し、このステップＳ１１の判断処理を再度実行する。一方、受信信号の強度が所定の判定閾値より高いと判断される場合（ステップＳ１１の判断処理で「Ｙｅｓ」）、車載装置側制御装置６０は、車両Ｃが信号機Ｓの通信圏内にあると判断し、続くステップＳ１２の処理に移行する。換言すれば、車載装置側制御装置６０は、ステップＳ１１の判断処理を通じて、車両Ｃが信号機Ｓの通信圏内に入るまで待機する。
【００７７】
車両Ｃが信号機Ｓの通信圏内に入ると、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１２の処理として、信号機Ｓから送信されてくる信号機情報を車載装置側無線通信機４０にて受信する。また、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１３の処理として、車速Ｖ０、現在地、及び回生限界減速度ａを車両Ｃ内の他の装置・センサから取得する。
【００７８】
これら情報を取得すると、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１４の処理として、信号機情報の取得時における車速Ｖ０を維持する場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第１必要時間Ｔｃ１を算出する。また、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１５の処理として、信号機情報の取得時における車速Ｖ０から、ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行う場合に車両Ｃが信号機Ｓの所在地に到達するまでに必要となる第２必要時間Ｔｃ２を算出する。
【００７９】
そして、これら第１必要時間Ｔｃ１及び第２必要時間Ｔｃ２を算出すると、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１６の処理として、信号機情報の受信時から第１必要時間Ｔｃ１の経過時における点灯色、及び、信号機情報の受信時から第２必要時間Ｔｃ２の経過時における点灯色をそれぞれ判断する。
【００８０】
このようにして点灯色を判断すると、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１７の判断処理として、第１必要時間Ｔｃ１経過時において信号機Ｓは青色信号灯１１ａを点灯しているか否かを判断する。
【００８１】
ここで、信号機Ｓが青色信号灯１１ａを点灯していると判断される場合（ステップＳ１７の判断処理で「Ｙｅｓ」）、信号機情報の取得時における車速Ｖ０を維持すれば、停止することなく信号機Ｓを通過可能であることを意味する。そのため、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ１８の処理として、「車速Ｖ０をそのまま維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、運転者が車速Ｖ０をそのまま維持するように車両Ｃを運転することで、車両Ｃは停止することなく信号機Ｓを通過することができるようになる。
【００８２】
一方、信号機Ｓが青色信号灯１１ａを点灯していないと判断される場合（ステップＳ１７の判断処理で「Ｎｏ」）、信号機情報の取得時における車速Ｖ０を維持しても、停止することなく信号機Ｓを通過することはできないことを意味する。そのため、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２０の処理として、第１必要時間Ｔｃ１経過時において青色信号灯１１ａを点灯するよう要求する第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を生成する。さらに、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２１の処理として、その生成した第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を車載装置側無線通信機４０から送信する。
【００８３】
なお、信号機Ｓでは、信号機側制御部１３ａは、信号機側無線通信機１２によって第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を受信すると、その受信した第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可するか拒否するかを判断し、その判断結果である要求可否判断結果ＡＳ１を信号機側無線通信機１２によって送信する。そして、信号機側制御部１３ａは、第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可すると判断する場合には、その要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。
【００８４】
車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２２の判断処理として、車載装置側無線通信機４０によって要求可否判断結果ＡＳ１を受信したか否かを判断するとともに、その受信した要求可否判断結果ＡＳ１が第１許可色点灯要求信号ＲＱ！を許可する旨の判断結果であった場合、続くステップＳ２３の処理として、「車速Ｖ０をそのまま維持することで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、運転者が車速Ｖ０をそのまま維持するように車両Ｃを運転することで、車両Ｃは停止することなく信号機Ｓを通過することができるようになる。
【００８５】
一方、車載装置側制御装置６０は、先のステップＳ２２の判断処理において、要求可否判断結果ＡＳ１を受信していない、あるいは、受信した要求可否判断結果ＡＳ１が第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を拒否する旨の判断結果であった場合、続くステップＳ２４の判断処理として、第２必要時間Ｔｃ２経過時において信号機Ｓは青色信号灯１１ａを点灯しているか否かを判断する。
【００８６】
ここで、信号機Ｓが青色信号灯１１ａを点灯していると判断される場合（ステップＳ２４の判断処理で「Ｙｅｓ」）、ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速（すなわち、回生限界減速度ａの減速）を行うことで、停止することなく信号機Ｓを通過可能であることを意味する。そのため、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２５の処理として、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機Ｓを通過することができる」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わないことで、車両Ｃは停止することなく信号機Ｓを通過することができるようになる。
【００８７】
一方、信号機Ｓが青色信号灯１１ａを点灯していないと判断される場合（ステップＳ２４の判断処理で「Ｎｏ」）、回生限界減速度ａの減速を行っても、停止することなく信号機Ｓを通過することはできないことを意味する。そのため、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２６の処理として、第２必要時間Ｔｃ２経過時において青色信号灯１１ａを点灯するよう要求する第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を生成する。さらに、車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２７の処理として、その生成した第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を車載装置側無線通信機４０から送信する。
【００８８】
なお、信号機Ｓでは、信号機側制御部１３ａは、信号機側無線通信機１２によって第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を受信すると、その受信した第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可するか拒否するかを判断し、その判断結果である要求可否判断結果ＡＳ２を信号機側無線通信機１２によって送信する。そして、信号機側制御部１３ａは、第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可すると判断する場合には、その要求通りに信号機Ｓを点消灯制御する。
【００８９】
車載装置側制御装置６０は、続くステップＳ２８の判断処理として、車載装置側無線通信機４０によって要求可否判断結果ＡＳ２を受信したか否かを判断するとともに、その受信した要求可否判断結果ＡＳ２が第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を許可する旨の判断結果であった場合、先のステップＳ２５の処理を行なう。
【００９０】
一方、車載装置側制御装置６０は、先のステップＳ２８の判断処理において、要求可否判断結果ＡＳ２を受信していない、あるいは、受信した要求可否判断結果ＡＳ２が第２許可色点灯要求信号ＲＱ２を拒否する旨の判断結果であった場合、続くステップＳ２９の判断処理として、「ブレーキ操作を行うことなく信号機Ｓを通過することはできない」旨を画像表示部やスピーカから報知させる。これにより、車両Ｃの運転者は、ブレーキ操作を行う準備をすることができ、車両Ｃを安全に信号機Ｓの位置にて停止することができる。
【００９１】
図６は、本実施の形態の信号機通過支援システム１の動作例を示す図である。図６中の直線Ｌ１および一点鎖線Ｌ２は、車両Ｃが制動動力を全て回生エネルギーとして回収できる回生限界減速度ａで車速Ｖ０から減速した場合の距離と車速との関係の一例を示している。一方、二点鎖線Ｌ３は、Ｌ１、Ｌ２と同様、車速Ｖ０および位置からの減速であるが、信号機Ｓのところで停止するように減速した場合の距離と車速との関係を示している。
【００９２】
Ｌ１、Ｌ２に示すように、回生限界減速度ａで減速していった場合には、車速が０になる地点は信号機Ｓを超えた地点である。したがって、回生限界減速度ａで減速していくと、信号機Ｓの所在地で停止することができずオーバーランしてしまうことになる。また、このオーバーランを防止するべく、車両Ｃが回生限界減速度ａよりも大きな減速度にて減速され、信号機Ｓの所在地にて停止されると、摩擦制動を行うことになることから、一部の制動動力は回生エネルギーとして回収できないことになってしまう（二点鎖線Ｌ３参照）。
【００９３】
しかし、車載装置側制御装置６０が信号機Ｓに対し第１許可色点灯要求信号ＲＱ１をし、信号機Ｓがその要求通りに点消灯制御すると、ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速（回生限界減速度ａでの減速）を行えば車両Ｃが信号機Ｓに到達したときに信号が青信号となっているので、停止することなく信号機Ｓを通過することができるようになる（直線Ｌ１参照）。これにより、燃料消費量の低減を図ることができ、且つ、運転者に煩わしさを感じさせることも抑制できる。
【００９４】
なお、本発明に係る信号機通過支援システム１は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々に変形して実施することが可能である。すなわち、上記各実施の形態を適宜変更した例えば次の形態として実施することもできる。
【００９５】
たとえば、前述の実施形態において、制動動力制御装置５０は、回生限界電力を発電する回生限界制動動力を超えない範囲で回生制動装置の制動動力を制御している。しかし、この回生限界制動動力は前述のようにバッテリ温度に起因する限界であり、一般的に回生制動装置が有する発電機は回生限界電力よりも大きい電力を発電することができる。そのため、バッテリ温度が上限温度を超えてしまうことを一時的に許容すれば、一時的には回生限界電力を超えた電力が発生するような回生制動動力を発生させることができる。すなわち、一時的には、前述の実施形態の回生限界減速度ａを超える減速度を回生制動装置に発生させることができる。そこで、車載装置側制御装置６０は、ステップＳ２８の判断処理がＮＯであった場合、制動装置制御装置５０に対し、回生制動装置に発生させる制動動力を、回生限界制動動力よりも大きい制動動力に一時的に拡大することを要求する回生制動動力拡大要求信号を出力するようにしてもよい。この回生制動動力拡大要求信号を取得した場合、制動装置制御装置５０は、運転者からの減速要求を検知すると、回生限界制動動力よりも大きい制動動力が発生するように回生制動装置を制御する。なお、運転者からの減速要求があったか否かは、たとえば、ブレーキペダルの操作を検知したこと、または、シフトダウン操作を検知したことによって判断する。また、この場合に、回生制動装置が発生する制動動力は、回生制動装置の発電機の最大発電電力に基づいて定まる制動動力以下である。
【００９６】
また、信号機通過支援処理Ｓ１中のステップＳ２８の処理を割愛してもよい。この場合、信号機Ｓは、車両Ｃから送信された第１許可色点灯要求信号ＲＱ１を許可するか拒否するかを判断せず、その要求通りに信号灯１１を点消灯制御することになる。
【符号の説明】
【００９７】
１…信号機通過支援システム、１１…信号灯、１１ａ…青色信号灯、１１ｂ…黄色信号灯、１１ｃ…赤色信号灯、１２…信号機側無線通信機（信号機側受信部）、１３…信号機側制御装置、１３ａ…信号機側制御部、１３ｂ…信号機側記憶部、２０…車速センサ、３０…車載ナビゲーション装置、４０…車載装置側無線通信機（信号機情報取得部、車載装置側送信部）、５０…制動装置制御装置、６０…車載装置側制御装置（車載装置側制御部）、６１…車速情報取得部、６２…現在地情報取得部、６３…信号機通過判断部、６４…必要時間算出部、６５…許可色点灯要求生成部、６６…車載装置側報知制御部、Ｃ…車両、Ｓ…信号機、Ｒ…道路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車載装置、および、信号灯とその信号灯を点消灯制御する信号機側制御部とを有する信号機を備え、前記車両が前記信号機を通過することを支援する信号機通過支援システムであって、
前記車載装置は、
当該車載装置を搭載する車両の速度である車速情報を逐次取得する車速情報取得部と、
当該車載装置を搭載する車両の現在地情報を逐次取得する現在地情報取得部と、
前記信号機の所在地、点灯周期、及び次の色に推移するまでの推移時間を含む信号機情報を逐次取得する信号機情報取得部と、
前記車速情報、前記現在地情報、前記信号機情報に基づいて、前記車両が速度を維持する場合に前記車両が前記信号機の所在地に到達するまでに必要となる速度維持時必要時間を算出する速度維持時必要時間算出部と、
前記速度維持時必要時間と前記信号機情報とに基づいて、前記車両が速度を維持して前記信号機を通過できるか否かを判断する信号機通過判断部と、
その信号機通過判断部によって、前記車両が前記信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、前記速度維持時必要時間が経過した時に通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第１許可色点灯要求信号を生成する許可色点灯要求生成部と、
その第１許可色点灯要求信号を前記信号機に送信する車載装置側送信部とを備え、
前記信号機は、
前記車載装置側送信部から送信される前記第１許可色点灯要求信号を受信する信号機側受信部を備え、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が受信した第１許可色点灯要求信号に基づいて前記信号灯の制御を行う
ことを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項２】
請求項１に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記信号機は、前記車載装置へ信号を送信する信号機側送信部を備え、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が受信した前記第１許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを、その第１許可色点灯要求信号を受信した車両とは別の車両に搭載された車載装置からの信号灯の制御要求があるか否かに基づいて判断し、判断結果を示す要求可否判断結果を前記信号機側送信部からその第１許可色点灯要求信号を送信した車載装置へ送信させることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項３】
請求項２に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置は、
前記第１許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合に、前記車速情報、前記現在地情報、前記信号機情報に加え、前記車両の運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わない場合の減速度に基づいて、車両の運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わない場合に前記車両が前記信号機の所在地に到達するまでに必要となる時間を減速時必要時間として算出する減速時必要時間算出部を備え、
前記信号機通過判断部は、前記減速時必要時間が算出された場合、その減速時必要時間と前記信号機情報とに基づいて、前記車両が前記減速度で減速して前記信号機を通過できるか否かを判断し、
前記許可色点灯要求生成部は、前記信号機通過判断部によって、前記車両が前記減速度で減速して前記信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、前記減速時必要時間が経過したときに通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第２許可色点灯要求信号を生成し、
前記車載装置側送信部は、その第２許可色点灯要求信号を前記信号機に送信し、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が第２許可色点灯要求信号を受信した場合、その第２許可色点灯要求信号に基づいて前記信号灯の制御を行う
ことを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項４】
請求項３に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置が搭載される車両は、回生制動装置とその回生制動装置によって回生された電力を蓄電する蓄電装置とを備え、ブレーキ操作もアクセル操作も行われていない状態では、前記回生制動装置により、その回生制動装置が発生させる制動動力の許容限界値である回生限界制動動力よりも小さい制動動力を発生させる一方、前記車両に搭載されている摩擦制動装置は動作させないようになっており、
前記減速時必要時間算出部は、前記車両の運転者はブレーキ操作もアクセル操作も行わず、前記回生制動装置は前記回生限界制動動力を発生させ、前記摩擦制動装置は動作しないとして、前記減速時必要時間を算出することを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置は、
運転者に報知を行う報知部と、
前記信号機から、前記第１許可色点灯要求信号に対する要求が許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「車速をそのまま維持することで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を前記報知部から報知させる報知制御部とをさらに備えていることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項６】
請求項３または４に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が受信した前記第２許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを、その第２許可色点灯要求信号を受信した車両とは別の車両に搭載された車載装置からの信号灯の制御要求があるか否かに基づいて判断し、判断結果を示す要求可否判断結果を前記信号機側送信部からその第２許可色点灯要求信号を送信した車載装置へ送信させることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項７】
請求項６に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置は、
運転者に報知を行う報知部と、
前記信号機から、前記第２許可色点灯要求信号に対する要求が許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を前記報知部から報知させる報知制御部とをさらに備えていることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項８】
請求項６に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置は、
運転者に報知を行う報知部と、
前記信号機から、前記第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「ブレーキ操作を行うことなく信号機を通過することはできない」旨を前記報知部から報知させる報知制御部とをさらに備えていることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項９】
請求項４に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記回生制動装置の前記回生限界制動動力は、前記蓄電装置の寿命を長く維持するために要求される値であって、前記回生制動装置が有する発電機は、前記回生限界制動動力よりも大きな制動動力を発生させることが可能に構成されており、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が受信した前記第２許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを、その第２許可色点灯要求信号を受信した車両とは別の車両に搭載された車載装置からの信号灯の制御要求があるか否かに基づいて判断し、判断結果を示す要求可否判断結果を前記信号機側送信部からその第２許可色点灯要求信号を送信した車載装置へ送信させ、
前記車載装置は、
前記信号機から、前記第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合において、前記車両が前記信号機まで到達するまでの間に運転者からの減速要求を検知したことに基づいて、前記回生制動装置が発生させる制動動力を、前記回生限界制動動力よりも大きい制動動力に一時的に拡大することを要求する回生制動動力拡大要求信号を、前記回生制動装置を制御する制動装置制御装置へ出力することを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項１０】
信号灯とその信号灯を点消灯制御する信号機側制御部とを有する信号機とともに、車両が前記信号機を通過することを支援する信号機通過支援システムを構成し、前記車両に搭載される信号機通過支援システム用の車載装置であって、
当該車載装置を搭載する車両の速度である車速情報を逐次取得する車速情報取得部と、
当該車載装置を搭載する車両の現在地情報を逐次取得する現在地情報取得部と、
前記信号機の所在地、点灯周期、及び次の色に推移するまでの推移時間を含む信号機情報を逐次取得する信号機情報取得部と、
前記車速情報、前記現在地情報、前記信号機情報に基づいて、前記車両が速度を維持する場合に前記車両が前記信号機の所在地に到達するまでに必要となる速度維持時必要時間を算出する速度維持時必要時間算出部と、
前記速度維持時必要時間と前記信号機情報とに基づいて、前記車両が速度を維持して前記信号機を通過できるか否かを判断する信号機通過判断部と、
その信号機通過判断部によって、前記車両が前記信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、前記速度維持時必要時間が経過した時に通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第１許可色点灯要求信号を生成する許可色点灯要求生成部と、
その第１許可色点灯要求信号を前記信号機に送信する車載装置側送信部とを備えることを特徴とする信号機通過支援システム用の車載装置。
【請求項１】
車両に搭載される車載装置、および、信号灯とその信号灯を点消灯制御する信号機側制御部とを有する信号機を備え、前記車両が前記信号機を通過することを支援する信号機通過支援システムであって、
前記車載装置は、
当該車載装置を搭載する車両の速度である車速情報を逐次取得する車速情報取得部と、
当該車載装置を搭載する車両の現在地情報を逐次取得する現在地情報取得部と、
前記信号機の所在地、点灯周期、及び次の色に推移するまでの推移時間を含む信号機情報を逐次取得する信号機情報取得部と、
前記車速情報、前記現在地情報、前記信号機情報に基づいて、前記車両が速度を維持する場合に前記車両が前記信号機の所在地に到達するまでに必要となる速度維持時必要時間を算出する速度維持時必要時間算出部と、
前記速度維持時必要時間と前記信号機情報とに基づいて、前記車両が速度を維持して前記信号機を通過できるか否かを判断する信号機通過判断部と、
その信号機通過判断部によって、前記車両が前記信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、前記速度維持時必要時間が経過した時に通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第１許可色点灯要求信号を生成する許可色点灯要求生成部と、
その第１許可色点灯要求信号を前記信号機に送信する車載装置側送信部とを備え、
前記信号機は、
前記車載装置側送信部から送信される前記第１許可色点灯要求信号を受信する信号機側受信部を備え、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が受信した第１許可色点灯要求信号に基づいて前記信号灯の制御を行う
ことを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項２】
請求項１に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記信号機は、前記車載装置へ信号を送信する信号機側送信部を備え、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が受信した前記第１許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを、その第１許可色点灯要求信号を受信した車両とは別の車両に搭載された車載装置からの信号灯の制御要求があるか否かに基づいて判断し、判断結果を示す要求可否判断結果を前記信号機側送信部からその第１許可色点灯要求信号を送信した車載装置へ送信させることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項３】
請求項２に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置は、
前記第１許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合に、前記車速情報、前記現在地情報、前記信号機情報に加え、前記車両の運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わない場合の減速度に基づいて、車両の運転者がブレーキ操作もアクセル操作も行わない場合に前記車両が前記信号機の所在地に到達するまでに必要となる時間を減速時必要時間として算出する減速時必要時間算出部を備え、
前記信号機通過判断部は、前記減速時必要時間が算出された場合、その減速時必要時間と前記信号機情報とに基づいて、前記車両が前記減速度で減速して前記信号機を通過できるか否かを判断し、
前記許可色点灯要求生成部は、前記信号機通過判断部によって、前記車両が前記減速度で減速して前記信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、前記減速時必要時間が経過したときに通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第２許可色点灯要求信号を生成し、
前記車載装置側送信部は、その第２許可色点灯要求信号を前記信号機に送信し、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が第２許可色点灯要求信号を受信した場合、その第２許可色点灯要求信号に基づいて前記信号灯の制御を行う
ことを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項４】
請求項３に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置が搭載される車両は、回生制動装置とその回生制動装置によって回生された電力を蓄電する蓄電装置とを備え、ブレーキ操作もアクセル操作も行われていない状態では、前記回生制動装置により、その回生制動装置が発生させる制動動力の許容限界値である回生限界制動動力よりも小さい制動動力を発生させる一方、前記車両に搭載されている摩擦制動装置は動作させないようになっており、
前記減速時必要時間算出部は、前記車両の運転者はブレーキ操作もアクセル操作も行わず、前記回生制動装置は前記回生限界制動動力を発生させ、前記摩擦制動装置は動作しないとして、前記減速時必要時間を算出することを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置は、
運転者に報知を行う報知部と、
前記信号機から、前記第１許可色点灯要求信号に対する要求が許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「車速をそのまま維持することで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を前記報知部から報知させる報知制御部とをさらに備えていることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項６】
請求項３または４に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が受信した前記第２許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを、その第２許可色点灯要求信号を受信した車両とは別の車両に搭載された車載装置からの信号灯の制御要求があるか否かに基づいて判断し、判断結果を示す要求可否判断結果を前記信号機側送信部からその第２許可色点灯要求信号を送信した車載装置へ送信させることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項７】
請求項６に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置は、
運転者に報知を行う報知部と、
前記信号機から、前記第２許可色点灯要求信号に対する要求が許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「ブレーキ操作もアクセル操作も行わない減速を行うことで、停止することなく信号機を通過することができる」旨を前記報知部から報知させる報知制御部とをさらに備えていることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項８】
請求項６に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記車載装置は、
運転者に報知を行う報知部と、
前記信号機から、前記第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合、「ブレーキ操作を行うことなく信号機を通過することはできない」旨を前記報知部から報知させる報知制御部とをさらに備えていることを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項９】
請求項４に記載の信号機通過支援システムにおいて、
前記回生制動装置の前記回生限界制動動力は、前記蓄電装置の寿命を長く維持するために要求される値であって、前記回生制動装置が有する発電機は、前記回生限界制動動力よりも大きな制動動力を発生させることが可能に構成されており、
前記信号機側制御部は、前記信号機側受信部が受信した前記第２許可色点灯要求信号に基づく信号灯の制御が可能であるか否かを、その第２許可色点灯要求信号を受信した車両とは別の車両に搭載された車載装置からの信号灯の制御要求があるか否かに基づいて判断し、判断結果を示す要求可否判断結果を前記信号機側送信部からその第２許可色点灯要求信号を送信した車載装置へ送信させ、
前記車載装置は、
前記信号機から、前記第２許可色点灯要求信号に対する要求が不許可である旨を示す要求可否判断結果を取得した場合において、前記車両が前記信号機まで到達するまでの間に運転者からの減速要求を検知したことに基づいて、前記回生制動装置が発生させる制動動力を、前記回生限界制動動力よりも大きい制動動力に一時的に拡大することを要求する回生制動動力拡大要求信号を、前記回生制動装置を制御する制動装置制御装置へ出力することを特徴とする信号機通過支援システム。
【請求項１０】
信号灯とその信号灯を点消灯制御する信号機側制御部とを有する信号機とともに、車両が前記信号機を通過することを支援する信号機通過支援システムを構成し、前記車両に搭載される信号機通過支援システム用の車載装置であって、
当該車載装置を搭載する車両の速度である車速情報を逐次取得する車速情報取得部と、
当該車載装置を搭載する車両の現在地情報を逐次取得する現在地情報取得部と、
前記信号機の所在地、点灯周期、及び次の色に推移するまでの推移時間を含む信号機情報を逐次取得する信号機情報取得部と、
前記車速情報、前記現在地情報、前記信号機情報に基づいて、前記車両が速度を維持する場合に前記車両が前記信号機の所在地に到達するまでに必要となる速度維持時必要時間を算出する速度維持時必要時間算出部と、
前記速度維持時必要時間と前記信号機情報とに基づいて、前記車両が速度を維持して前記信号機を通過できるか否かを判断する信号機通過判断部と、
その信号機通過判断部によって、前記車両が前記信号機を通過できないと判断されたことに基づいて、前記速度維持時必要時間が経過した時に通過許可色の信号灯が点灯しているよう要求する第１許可色点灯要求信号を生成する許可色点灯要求生成部と、
その第１許可色点灯要求信号を前記信号機に送信する車載装置側送信部とを備えることを特徴とする信号機通過支援システム用の車載装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２８３９８（Ｐ２０１１−２８３９８Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７１５４３（Ｐ２００９−１７１５４３）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【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２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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