方法、システム及び交通信号機
【課題】エコドライブの新たな実現手法を提案すること。
【解決手段】自動車交通システム１において、交通信号機２のＧＰＳ受信機２２０は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星信号を受信し、受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って、自信号機の位置及び時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で時計部２３０の計時時刻を補正し、時計部２３０の絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する。また、交通信号機２は、信号制御タイミングを示す情報を可視光通信によって発信する。自動車３は、交通信号機２から可視光通信によって発信された信号制御タイミング情報を受信し、受信した信号制御タイミング情報に基づいてエンジン停止及びエンジン再始動の制御を行う。
【解決手段】自動車交通システム１において、交通信号機２のＧＰＳ受信機２２０は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星信号を受信し、受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って、自信号機の位置及び時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で時計部２３０の計時時刻を補正し、時計部２３０の絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する。また、交通信号機２は、信号制御タイミングを示す情報を可視光通信によって発信する。自動車３は、交通信号機２から可視光通信によって発信された信号制御タイミング情報を受信し、受信した信号制御タイミング情報に基づいてエンジン停止及びエンジン再始動の制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方法、システム及び交通信号機に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星測位システムの一種であるＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した交通信号機の制御技術として、例えば特許文献１には、可搬型交通信号装置の時刻同期を実現するための技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０６４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、昨今は地球環境を考慮したエコドライブと呼ばれる運転方法が頻りに推奨されている。加減速の少ない運転の実施や、エンジンブレーキの活用、アイドリングストップなどが代表的なエコドライブの例である。しかし、エコドライブを実際に行うかどうかの判断は、運転者の意思に委ねられており、なかなか普及していないのが実情である。
【０００５】
例えば、アイドリングストップに着目すると、積極的にアイドリング時にエンジンを停止させる自動車は、アイドリングを検出すると自動的にエンジンを停止させる機能を装備した自動車や、アイドリングストップを励行している公共バスが殆どである。公共バスの運転手がアイドリングストップを励行し易い理由は、運転手が各交差点の信号待ち時間を把握しているため、アイドリングストップを行うべきか否かを判断できるためでもある。
【０００６】
しかしながら、一般自家用車は、常に同じ道路、同じルートのみを走行するわけではない。そのため、一般自家用車の運転手が、自身が走行し得る全ての交差点それぞれの信号待ち時間を把握することは物理的に不可能と言える。その一方で、某かの方法でエコドライブを実現したいという要望もある。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、エコドライブの新たな実現手法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するための第１の形態は、交通信号機が、測位用衛星から測位用信号を受信することと、前記交通信号機が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、前記交通信号機が、前記計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することと、前記交通信号機が、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信することと、自動車が、前記交通信号機から発信されている前記信号制御タイミングを示す情報を受信することと、前記自動車が、前記受信した情報の示す前記信号制御タイミングに基づいて原動機の停止及び再始動のうちの少なくとも一方を制御することと、を含む方法である。
【０００９】
また、他の形態として、交通信号機と自動車とを具備したシステムであって、前記交通信号機は、測位用衛星から測位用信号を受信する受信機と、前記受信機により受信された測位用信号に基づき絶対時刻を計時する計時手段と、前記計時手段により計時されている絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段と、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信する発信手段と、を備え、前記自動車は、前記交通信号機が発信している前記信号制御タイミングを示す情報を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された情報が示す信号制御タイミングに基づいて原動機の停止及び再始動のうちの少なくとも一方を制御する原動機制御手段と、を備えたシステムを構成してもよい。
【００１０】
この第１の形態等によれば、交通信号機が、測位用衛星から受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することで、絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することが可能となる。このことは、原則、同じ時刻であれば同じ信号制御が行われることを意味する。また、交通信号機が信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信するため、当該情報を受信した自動車は、当該情報に基づいて原動機の停止又は再始動の制御を行うことが可能となる。自動車側にとっては、交通信号機により決まった時刻に決まった信号制御が行われるため、原動機の停止又は再始動の制御の判断が容易となり、エコドライブの実現に資することができる。
【００１１】
より具体的には、第２の形態として、第１の形態の方法であって、前記自動車が、前記測位用衛星から測位用信号を受信することと、前記自動車が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、を更に含み、前記原動機の制御では、当該自動車が計時している絶対時刻と、前記受信した情報の示す前記信号制御タイミングとに基づいて前記原動機を制御することを含む、方法を構成してもよい。
【００１２】
この第２の形態によれば、自動車が、測位用衛星から受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時する。そして、自動車が計時している絶対時刻と、交通信号機から受信した情報の示す信号制御タイミングとに基づいて原動機を制御する。交通信号機ばかりでなく、自動車も測位用衛星から受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時する。そのため、交通信号機と自動車との間の時刻同期が実現され、信号制御タイミングを示す情報を受信した自動車は、適切なタイミングで原動機の制御を行うことができる。
【００１３】
また、第３の形態として、第２の形態の方法であって、前記自動車が、受信した前記測位用信号を用いて測位することと、前記自動車が、前記測位した位置と、前記絶対時刻とを対応づけて記憶することと、を更に含む方法を構成してもよい。
【００１４】
この第３の形態によれば、自動車が、受信した測位用信号を用いて測位し、測位した位置と、絶対時刻とを対応づけて記憶しておくことで、事故に遭ったときの原因究明や、交通渋滞の分析や予測に資することができる。
【００１５】
以上、交通信号機と自動車とを含めた第１〜第３の形態を説明したが、交通信号機のみに着目した形態も考えられる。例えば、第４の形態として、交通信号機が、測位用衛星から測位用信号を受信することと、前記交通信号機が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、前記交通信号機が、前記計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することと、前記交通信号機が、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信することと、を含む方法を構成してもよい。
【００１６】
また、他の形態として、測位用衛星から測位用信号を受信する受信機と、前記受信機により受信された測位用信号に基づき絶対時刻を計時する計時手段と、前記計時手段により計時されている絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段と、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信する発信手段と、を備えた交通信号機を構成してもよい。
【００１７】
この第４の形態等によれば、交通信号機が、測位用衛星から受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時する。そして、交通信号機が、計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する。このことは、原則、同じ時刻には同じ信号制御が行われることを意味する。そして、交通信号機は、当該信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信するため、受信側では当該情報を利用することができる。
【００１８】
また、第５の形態として、第４の形態の方法であって、前記交通信号機は、可搬型の信号機であり、前記交通信号機が、受信した前記測位用信号を用いて測位することと、前記交通信号機が、前記測位した位置と、前記絶対時刻と、前記信号制御タイミングとを対応づけて記憶することと、を更に含む方法を構成してもよい。
【００１９】
この第５の形態によれば、可搬型の交通信号機についても上記の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ）は自動車交通システムの概略構成図。（Ｂ）は交通信号機の概略構成図。（Ｃ）は自動車の概略構成図。
【図２】交通信号機の機能構成の一例を示すブロック図。
【図３】制御時間テーブルのテーブル構成の一例を示す図。
【図４】信号制御タイミング情報の一例を示す図。
【図５】自動車の機能構成の一例を示すブロック図。
【図６】交通信号機処理の流れを示すフローチャート。
【図７】エコ制御処理の流れを示すフローチャート。
【図８】カーナビゲーション装置の表示画面の一例を示す図。
【図９】変形例における自動車交通システムの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明を適用した自動車交通システムの実施形態について説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態が以下説明する実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。
【００２２】
１．システム構成
図１は、本実施形態における自動車交通システム１のシステム構成の説明図である。図１（Ａ）に示すように、自動車交通システム１は、複数の交通信号機２と、四輪自動車３（以下、単に「自動車」と称す。）と、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星４とを備えて構成される。なお、図１（Ａ）の自動車交通システム１では、歩道信号機や車両感知器といった構成要素については図示を省略している。
【００２３】
交通信号機２は、交差点に設置される交通用の信号機である。交通信号機２は、図１（Ｂ）に示すように、例えば、交通信号制御機２１と、赤・青・黄色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示部２３１を有する車両用の信号灯器（以下、単に「灯器」と称す。）２３とを備えて構成される。
【００２４】
交通信号制御機２１は、交差点の各方路が見通せる位置に設置され、自動車の交通整理を実現するための制御装置である。本実施形態における交通信号機２の信号灯器はＬＥＤ式信号灯である。交通信号制御機２１は、灯器２３のＬＥＤ表示部２３１に点灯させる信号を「青」、「黄」、「赤」に順次に切り替え、交差点における自動車３の安全で円滑な交通を実現する。
【００２５】
また、本実施形態において、交通信号制御機２１はＧＰＳ受信機２２０を具備している。ＧＰＳ受信機２２０は、複数のＧＰＳ衛星４からＧＰＳ衛星信号を受信し、受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って交通信号機２の位置を算出するとともに、交通信号機２の内部時計の時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で内部時計の計時時刻を較正し、ＧＰＳの絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する。
【００２６】
また、交通信号制御機２１は、信号制御タイミングを示す情報（以下、「信号制御タイミング情報」と称す。）を生成し、灯器２３の発光を制御することで、この信号制御タイミング情報を近距離無線通信の一種である可視光通信方式で発信させる。可視光通信は、光無線通信の一種であり、可視光素子の一種であるＬＥＤ（発光ダイオード）を肉眼では識別できないほど高速に点滅させることによりデータ通信を行う通信方式である。可視光通信によって発信された信号制御タイミング情報は、交通信号機２の手前方に位置する自動車３により受信される。
【００２７】
自動車３は、運転者の運転操作に従って、原動機の動力によって推進する四輪の普通自動車である。自動車３は、図１（Ｃ）に示すようにＧＰＳ受信機３２０を具備しており、複数のＧＰＳ衛星４から受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って自動車３の位置を算出するとともに、自動車３の内部時計の時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で内部時計の時計誤差を較正し、ＧＰＳの絶対時刻に基づいて自動車を制御する。
【００２８】
また、自動車３は、進行方向前方に位置する交通信号機２のＬＥＤ表示部２３１を撮影するために、撮影方向を前方に向けて配置されたカメラ３４０を備えている。制御装置３１０は、カメラ３４０で撮影された映像を解析することにより、交通信号機２から発信されている信号制御タイミング情報を取得する。そして、取得した信号制御タイミング情報に基づいて、エンジン停止及びエンジン再始動の制御を行う。交通信号制御機２及び自動車３は、ＧＰＳの絶対時刻に基づいて時刻同期しており、自動車３は、交通信号機２から発信される信号制御タイミング情報に基づく適切なタイミングでエンジン制御を行うことができるように構成されている。
【００２９】
ＧＰＳ衛星４は、測位用衛星の一種であり、アルマナックやエフェメリス等の衛星軌道データを含む航法メッセージデータを、測位用衛星信号の一種であるＧＰＳ衛星信号に乗せて発信している。ＧＰＳ衛星信号は、拡散符号の一種であるＣＡ（Coarse and Acquisition）コードによって、スペクトラム拡散方式として知られるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式によって変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。ＣＡコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音符号であり、衛星毎に異なる。
【００３０】
２．機能構成
２−１．交通信号機２の構成
図２は、交通信号機２の機能構成を示すブロック図であり、本実施形態に係わる主要な機能ブロックを図示したものである。交通信号機２は、主要な機能ブロックとして、交通信号制御機２１と、灯器２３とを備える。
【００３１】
交通信号制御機２１は、例えば、処理部２１０と、ＧＰＳ受信機２２０と、時計部２３０と、表示駆動信号生成部２４０と、記憶部２５０と、信号制御履歴データベース（ＤＢ）２６０とを備えて構成される。
【００３２】
処理部２１０は、記憶部２５０に記憶されているシステムプログラム等の各種のプログラムに従って、交通信号制御機２１の各部を統括的に制御して各種の処理を行う処理回路部であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを有して構成される。
【００３３】
本実施形態において、処理部２１０は、時計部２３０の計時時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段として機能する他、信号制御タイミングを示す情報（信号制御タイミング情報）を生成し、可視光通信方式による発信を制御する発信制御手段として機能する。可視光通信方式は公知の方式を採用することができ、例えば一定間隔で光源を高速に点滅させることでデータを伝送するサブキャリア反転パルス位相変調方式などがある。
【００３４】
ＧＰＳ受信機２２０は、ＧＰＳ衛星４から受信したＧＰＳ衛星信号を利用して交通信号機２の位置を計測する位置算出回路或いは位置算出装置である。位置算出は、受信したＧＰＳ衛星信号から取り出した衛星軌道データや時刻データ等に基づく所定の位置算出計算によって行われる。この際に取得する時刻データに基づいて時計部２３０の時計誤差を較正する。
【００３５】
時計部２３０は、交通信号機２の内部時計であり、主として信号制御に係るタイミングを管理するために使用される。時計誤差の存在により、時計部２３０の計時時刻は時間経過に伴って正確な時刻からずれていく。そのため、所定の時刻補正タイミングにおいて、ＧＰＳ受信機２２０によって算出された時計誤差を用いて、時計部２３０の時計誤差を較正する。時計部２３０は、絶対時刻を計時する計時手段に相当する。
【００３６】
表示駆動信号生成部２４０は、ＬＥＤ表示部２３１の駆動電源である。表示駆動信号生成部２４０は、ＬＥＤ表示部２３１に「青」、「黄」、「赤」の点灯を表示出力させるための表示駆動信号を生成する。この際、処理部２１０の制御に従った所定の可視光通信方式で駆動信号を変化させることで、ＬＥＤ表示部２３１を発信手段として機能させて、信号制御タイミング情報を発信させる。
【００３７】
記憶部２５０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置によって構成され、交通信号機２のシステムプログラムや、信号制御を行うためのプログラム等の各種プログラム、データ等を記憶している。また、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを有する。
【００３８】
記憶部２５０には、例えば、プログラムとして、処理部２１０により読み出され、交通信号機処理（図６参照）として実行される交通信号機処理プログラム２５１が記憶されている。また、データとして、複数の制御時間テーブル２５３と、ＧＰＳデータ２５５と、信号制御タイミング情報２５７とが記憶される。
【００３９】
交通信号機処理とは、処理部２１０が、時計部２３０の計時時刻と、記憶部２５０に記憶されている制御時間テーブル２５３とに基づいて、自信号機の点灯を切り替える制御を行うとともに、信号制御タイミングを示す情報（信号制御タイミング情報）を生成する処理である。そして、生成した信号制御タイミング情報を可視光通信で発信させる制御を行う。交通信号機処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００４０】
制御時間テーブル２５３は、交通信号制御機２１が信号制御を行うための制御時間が定められたテーブルであり、そのテーブル構成例を図３に示す。制御時間テーブル２５３には、自信号機の制御を行う日付２５３１と対応付けて、時間帯２５３３と、青点灯切替時間間隔２５３５と、青点灯継続時間２５３７と、赤点灯継続時間２５３９とが記憶されている。なお、ここでは説明の簡明化のため、黄色信号は考慮せずに、赤信号と青信号とに着目した制御時間テーブル２５３として図示・説明する。
【００４１】
時間帯２５３３は、当該日付２５３１において自信号機の制御を行う時間帯であり、図３では３つの時間帯が設定されている。青点灯切替時間間隔２５３５は、交通信号機２を青点灯に切り替えてから次に青点灯に切り替えるまでの時間間隔であり、図３では分単位の時間間隔が設定されている。
【００４２】
青点灯継続時間２５３７は、青点灯を継続させる時間であり、青点灯切替時間間隔２５３５よりも短い時間が設定される。また、赤点灯継続時間２５３９は、赤点灯を継続させる時間であり、青点灯切替時間間隔２５３５から青点灯継続時間２５３７を減算した時間が設定される。
【００４３】
例えば、図３に示す日付が「２０１０年３月２０日」の制御時間テーブル２５３において、「０時００分〜６時００分」の時間帯２５３３には、青点灯切替時間間隔２５３５として「３分」が設定されている。また、青点灯継続時間２５３７として「１００秒」が設定されており、赤点灯継続時間２５３９として「３分＝１８０秒」から「１００秒」を減算した「８０秒」が設定されている。
【００４４】
図４は、信号制御タイミング情報２５７のデータ構成の一例を示す図である。信号制御タイミング情報２５７には、例えば、信号機ＩＤ２５７１と、信号機位置２５７３と、生成日時２５７５と、点灯２５７７と、点灯継続時間２５７９とが対応付けて記憶されている。
【００４５】
信号機ＩＤ２５７１は、交通信号機２をユニークに識別するための識別情報（ＩＤ）である。信号機位置２５７３は、当該交通信号機２の位置情報であり、ＧＰＳ受信機２２０により測位された位置情報が設定される。生成日時２５７５は、当該信号制御タイミング情報２５７が生成された日時であり、当該信号制御タイミング情報２５７を生成する際に時計部２３０が計時している日時が設定される。
【００４６】
点灯２５７７は、生成日時２５７５における自信号機の点灯を示しており、本実施形態では「赤」又は「青」が設定される。また、点灯継続時間２５７９は、現在の点灯から次の点灯に切り替えるまでの時間である。図３の制御時間テーブル２５３には、自信号機の点灯の切替に関する時間が設定されている。そのため、制御時間テーブル２５３と、生成日時２５７５とを用いれば、点灯継続時間２５７９を算出することができる。
【００４７】
信号制御履歴ＤＢ２６０は、自信号機の制御履歴が蓄積的に記憶されたデータベースである。信号制御履歴ＤＢ２６０には、生成された信号制御タイミング情報２５７が蓄積的に記憶され、自動車３のドライブレコーダー３９０に記録された制御履歴データ３９６との相互解析などに利用される。
【００４８】
２−２．自動車３の構成
図５は、自動車３の本実施形態に係わる機能ブロックを簡略的に図示したものである。自動車３は、例えば、制御装置３１０と、ＧＰＳ受信機３２０と、時計部３３０と、カメラ３４０と、操作系３４５と、駆動系３５０と、動力系３６０と、走行センサー類３７０と、計器類３８０と、ドライブレコーダー３９０とを備えて構成される。
【００４９】
制御装置３１０は、走行センサー類３７０により検出された各種の検出信号に基づき、記憶部３１１に記憶されている燃料噴射制御プログラムやトランスミッション制御プログラム、エンジン制御プログラム等の各種のプログラムに従って自動車３の各部を統括的に制御する制御装置である。また、走行センサー類３７０により検出された自動車３の走行状態に関する情報又は信号を計器類３８０に出力することで、運転者に現在の自動車３の状態を報知する。
【００５０】
記憶部３１１は、ＲＯＭやフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置によって構成される記憶装置であり、本実施形態に係わるプログラムやデータとして、例えば、制御装置３１０により読み出され、エコ制御処理（図７参照）として実行されるエコ制御プログラム３１２と、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７とが記憶される。
【００５１】
エコ制御処理とは、制御装置３１０が、交通信号機２から発信されている信号制御タイミング情報を受信し、受信した信号制御タイミング情報に基づいて、エンジンの停止又はエンジンの再始動を制御することで、エコドライブを実現する処理である。エコ制御処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００５２】
時計部３３０は、自動車の内部時計である。時計誤差の存在により、時計部３３０の計時時刻は時間経過に伴って正確な時刻からずれていく。そのため、制御装置３１０は、所定の時刻補正タイミングにおいて、ＧＰＳ受信機３２０によって算出された時計誤差を用いて時計部３３０の時計誤差を較正し、交通信号機２との時刻同期を実現する。時計部３３０は、絶対時刻を計時する計時手段に相当する。
【００５３】
カメラ３４０は、例えば自動車３の天井下の前部に、撮影方向を進行方向前方に向けて設置される可視光通信用の受像機であり、受像信号を制御装置３１０に出力する。カメラ３４０は、信号制御タイミング情報の受信手段に相当する。制御装置３１０は、カメラ３４０から出力される受像信号を解析して、交通信号機２から発信された信号制御タイミング情報を取得する。すなわち、受像信号から、所定の可視光通信方式の信号成分を抽出して、信号制御タイミング情報を取り出す。
【００５４】
見通しの良い直線道路においては、自動車３の進行方向前方の遠近異なる位置に位置する複数の交通信号機２からの可視光信号をカメラ３４０で捉えることができる。受像範囲のうち、各々の交通信号機２の位置（写っている位置）が異なるためである。制御装置３１０は、捉えた信号それぞれに含まれる信号制御タイミング情報を別々に取得する。
【００５５】
この場合、制御装置３１０は、受信した各々の信号制御タイミング情報２５７に含まれる信号機位置２５７３と、ＧＰＳ受信機３２０により測位された自動車位置との位置関係に基づいて、各交通信号機２を判別する。信号機位置と自動車位置間の距離が最も短い交通信号機２が、自動車３の直近に位置する交通信号機２であると判断することができる。
【００５６】
そして、制御装置３１０は、直近に位置する交通信号機２については、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７を用いて、エンジンの停止又は再始動の制御を行う。すなわち、制御装置３１０は、交通信号機２から受信した信号制御タイミングに基づいて原動機の停止又は再始動を制御する原動機制御手段として機能する。
【００５７】
また、２番目以降に位置する交通信号機２については、制御装置３１０は、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７に基づいて、当該交通信号機２の信号の切替タイミングに関する情報を運転者に報知する報知処理を行う。
【００５８】
操作系３４５は、ハンドルやシフトレバー等の自動車３の操作に用いられる操作機構である。駆動系３５０は、タイヤやエンジン等で発生した動力をタイヤに伝達する伝達機構である。また、動力系３６０は、エンジンや電動機（モーター）などの自動車３を駆動させる動力源（原動機）である。
【００５９】
走行センサー類３７０は、自動車３の走行速度を検出する車速センサーや、自動車３の加速度を検出する加速度センサー、自動車３の移動方向を検出する方位センサー等の自動車３の走行状態を計測する各種のセンサー類である。計器類３８０は、速度計や燃料計等を含み、自動車３の現在の走行状態等を運転者に知らせるための計器である。
【００６０】
ドライブレコーダー３９０は、自動車３の運転者の識別情報や、走行センサー類３７０により検出された自動車３の走行状態、カメラ３４０の受像信号、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報３１１３等の各種情報を記録する記録装置である。ドライブレコーダー３９０は、着脱可能なメモリーカード３９５へのデータの読み書きを行うカードリーダー／ライター３９１と、警察や保険会社等に設置されるサーバーと無線通信を行う無線通信部３９３とを備えて構成される。
【００６１】
メモリーカード３９５は、フラッシュＲＯＭ等のメモリを有して構成されるカード型の記憶装置である。メモリーカード３９５には、複数の制御履歴データ３９６が蓄積的に記憶される。各制御履歴データ３９６には、ＧＰＳ受信機３２０により測位された自動車位置３９７と、時計部３３０の計時時刻３９８と、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７とが対応付けて記憶される。
【００６２】
メモリーカード３９５に記憶された制御履歴データ３９６は、自動車３が事故に遭った場合における事故原因の究明に役立てられる。また、各々の自動車３に記録された制御履歴データ３９６を交通管制システム側で収集して解析することで、交通渋滞の分析や予測などにも役立てられる。
【００６３】
カーナビゲーション装置５は、例えば運転席の前部に設置されるナビゲーション用の電子機器であり、ＧＰＳ受信機５１０を備えて構成される。カーナビゲーション装置５は、ＧＰＳ受信機５１０がＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って求めた測位位置をプロットしたナビゲーション画面を生成して表示部に表示させる。
【００６４】
３．処理の流れ
３−１．交通信号機２の処理
図６は、交通信号機２の処理部２１０が記憶部２５０の交通信号機処理プログラム２５１に従って実行する交通信号機処理の流れを示すフローチャートである。交通信号機処理は、交通信号機２の電源が投入されることで実行される処理である。
【００６５】
処理部２１０は、最初に位置算出制御処理を行う（ステップＡ１）。すなわち、ＧＰＳ受信機２２０にＧＰＳ衛星信号を受信させ、受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行わせる。位置算出計算により、交通信号機２の位置座標と、時計部２３０の時計誤差とが算出される。
【００６６】
次いで、処理部２１０は、ＧＰＳ受信機２２０により算出された測位位置及び時計誤差を、ＧＰＳデータ２５５として記憶部２５０に記憶させる（ステップＡ３）。そして、処理部２１０は、算出された時計誤差を用いて時計部２３０の計時時刻を補正する（ステップＡ５）。
【００６７】
その後、処理部２１０は、信号制御タイミング情報生成処理を行う（ステップＡ７）。具体的には、時計部２３０の計時時刻に基づいた生成日時２５７５において、ＬＥＤ表示部２３１に表示出力させる点灯２５７７と、当該点灯の継続時間２５７９とを、記憶部２５０に記憶されている制御時間テーブル２５３を参照して決定する。そして、自信号機のＩＤ２５７１と、ＧＰＳ受信機２２０の最新の測位位置である信号機位置２５７３と、生成日時２５７５と、点灯２５７７と、点灯継続時間２５７９とを対応付けた信号制御タイミング情報２５７を生成する。
【００６８】
次いで、処理部２１０は、生成した信号制御タイミング情報に従って自信号機の点灯を制御する処理を行う（ステップＡ９）。そして、処理部２１０は、生成した信号制御タイミング情報を可視光通信によってＬＥＤ表示部２３１から発信させる制御を行う（ステップＡ１１）。
【００６９】
その後、処理部２１０は、時計部２３０の計時時刻の補正タイミングであるか否かを判定する（ステップＡ１３）。時刻の補正タイミングとしては、種々のタイミングを設定することができる。例えば、所定時間間隔毎のタイミング（例えば１時間に１回）としてもよいし、交通信号機２の管理システムから時刻補正が指示されたタイミングとしてもよい。
【００７０】
ステップＡ１３において時刻の補正タイミングではないと判定した場合は（ステップＡ１３；Ｎｏ）、処理部２１０は、ステップＡ２１へと処理を移行する。また、時刻の補正タイミングであると判定した場合は（ステップＡ１３；Ｙｅｓ）、処理部２１０は、ステップＡ１〜Ａ５と同様に、位置算出制御及び計時時刻の補正を行う（ステップＡ１５〜Ａ１９）。
【００７１】
次いで、処理部２１０は、処理を終了するか否かを判定し（ステップＡ２１）、まだ終了しないと判定した場合は（ステップＡ２１；Ｎｏ）、ステップＡ７に戻る。また、処理を終了すると判定した場合は（ステップＡ２１；Ｙｅｓ）、交通信号機処理を終了する。
【００７２】
３−２．自動車３の処理
図７は、自動車３の制御装置３１０が記憶部３１１のエコ制御プログラム３１２に従って実行するエコ制御処理の流れを示すフローチャートである。エコ制御処理は、運転者の運転操作に従った自動車の制御処理と並列して実行される処理である。また、エコ制御処理においては、ＧＰＳ受信機３２０による位置算出計算が随時行われ、自動車３の位置算出及び時計部３３０の時刻補正が随時行われるものとする。
【００７３】
先ず、制御装置３１０は、受像信号解析処理を行う（ステップＢ１）。具体的には、カメラ３４０の受像信号を解析して、各々の交通信号機２から発信されている信号制御タイミング情報２５７を取得する。そして、信号制御タイミング情報２５７に含まれる当該交通信号機２の信号機位置２５７３と、自動車３の最新の測位位置２５５１とを用いて、自動車３の直近に位置する交通信号機２と、それ以外の交通信号機２とをそれぞれ判別する。
【００７４】
次いで、制御装置３１０は、ステップＢ１で判別した各々の交通信号機２について、ループＡの処理を実行する（ステップＢ３〜Ｂ３１）。ループＡの処理では、制御装置３１０は、当該交通信号機２が自動車３の直近に位置する交通信号機２であるか否かを判定する（ステップＢ５）。そして、直近に位置する交通信号機２であると判定した場合は（ステップＢ５；Ｙｅｓ）、制御装置３１０は、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７を参照して、当該交通信号機２の現在の点灯２５７７を判定する（ステップＢ７）。
【００７５】
点灯２５７７が「青」であると判定した場合は（ステップＢ７；青）、制御装置３１０は、青信号残時間を算出する（ステップＢ９）。青信号残時間は、時計部３３０の計時時刻（現在時刻）を基準として計算した青信号の残り時間である。青信号残時間は、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７に基づいて算出することができる。すなわち、時計部３３０の計時時刻（現在時刻）と、信号制御タイミング情報２５７に含まれる生成日時２５７５に示される時刻との差分を、信号制御タイミング情報２５７に含まれる点灯継続時間２５７９から減算した時間が青信号残時間である。
【００７６】
次いで、制御装置３１０は、青信号残時間が所定の閾値時間（例えば１０秒）よりも長いか否かを判定し（ステップＢ１１）、長いと判定した場合は（ステップＢ１１；Ｙｅｓ）、自動車の減速制御を実行するか否かを判定する（ステップＢ１３）。
【００７７】
具体的には、青信号残時間と、自動車３と当該交通信号機２間の距離とに基づいて、安全性の観点から自動車３を減速して停止させることが適切であるかを判定する。青信号残時間が短い場合には、自動車３を急停止させることが危険な場合があるため、安全性の観点から、青信号残時間がある程度長い場合に減速制御を実行することが適切である。
【００７８】
そして、減速制御を実行すると判定した場合は（ステップＢ１３；Ｙｅｓ）、制御装置３１０は、不図示の制動装置に指示信号を出力して、自動車３を徐々に減速させる減速制御を実行する（ステップＢ１５）。
【００７９】
その後、制御装置３１０は、自動車３が停止したか否かを判定し（ステップＢ１７）、停止したと判定した場合は（ステップＢ１７；Ｙｅｓ）、動力系３６０に指示信号を出力して、エンジンを停止させる制御を行う（ステップＢ１９）。そして、制御装置３１０は、次の交通信号機２へと処理を移行する。
【００８０】
一方、ステップＢ７において点灯が「赤」であると判定した場合は（ステップＢ７；赤）、制御装置３１０は、赤信号残時間を算出する（ステップＢ２１）。赤信号残時間は、時計部３３０の計時時刻（現在時刻）を基準として計算した赤信号の残り時間である。赤信号残時間も、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７に基づいて、青信号残時間と同様に算出することができる。
【００８１】
次いで、制御装置３１０は、赤信号残時間が所定の閾値時間（例えば１０秒）よりも短いか否かを判定し（ステップＢ２３）、短いと判定した場合は（ステップＢ２３；Ｙｅｓ）、エンジンが停止中であるか否かを判定する（ステップＢ２５）。
【００８２】
そして、停止中であると判定した場合は（ステップＢ２５；Ｙｅｓ）、制御装置３１０は、動力系３６０に指示信号を出力して、エンジンを再始動させるように制御する（ステップＢ２７）。エコドライブの観点から、赤信号残時間が長い場合にはエンジンを再始動させず、赤信号残時間がある程度短くなった時点でエンジンを再始動させることが適切である。そして、制御装置３１０は、次の交通信号機２へと処理を移行する。
【００８３】
また、ステップＢ５において当該交通信号機２が自動車３の直近に位置する交通信号機２ではないと判定した場合は（ステップＢ５；Ｎｏ）、制御装置３１０は、運転者報知処理を行う（ステップＢ２９）。具体的には、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７に基づいて、当該交通信号機２の信号の切替タイミングに関する情報を、当該交通信号機２の位置情報とともに運転者に報知する処理を行う。
【００８４】
例えば、自動車２の直近に位置する交通信号機２が青信号で、２番目に位置する交通信号機２も青信号である場合において、２番目に位置する交通信号機２の青信号の継続時間が所定の閾値時間よりも短い場合には、図８に示すような「更に先の信号があと２０秒で赤信号になります。減速しましょう。」といったメッセージを表示出力して、２番目の交通信号機２の赤信号への切替タイミングとともに、自動車３を徐々に減速させるように促すメッセージを運転者に報知する。
【００８５】
なお、運転者への報知はメッセージの表示出力に限られず、例えばスピーカーからメッセージや警告音を音出力することにより行ってもよい。
【００８６】
運転者報知処理を行った後、制御装置３１０は、次の交通信号機２へと処理を移行する。そして、全ての交通信号機２についてステップＢ５〜Ｂ２９の処理を行った後、制御装置３１０は、ループＡの処理を終了する（ステップＢ３１）。
【００８７】
その後、制御装置３１０は、処理を終了するか否かを判定し（ステップＢ３３）、まだ終了しないと判定した場合は（ステップＢ３３；Ｎｏ）、ステップＢ１に戻る。また、処理を終了すると判定した場合は（ステップＢ３３；Ｙｅｓ）、エコ制御処理を終了する。
【００８８】
４．作用効果
自動車交通システム１において、交通信号機２のＧＰＳ受信機２２０は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星信号を受信し、受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って、自信号機の位置及び時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で時計部２３０の計時時刻を補正し、時計部２３０の絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する。また、交通信号機２は、信号制御タイミングを示す情報を可視光通信によって発信する。自動車３は、交通信号機２から可視光通信によって発信された信号制御タイミング情報を受信し、受信した信号制御タイミング情報に基づいてエンジン停止及びエンジン再始動の制御を行う。
【００８９】
自動車３は、ＧＰＳ受信機３３０を具備しており、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って、自動車３の位置及び時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で時計部３３０の計時時刻を補正し、時計部３３０が計時している絶対時刻と、交通信号機３から受信した信号制御タイミング情報とに基づいてエンジン制御を行う。例えば、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報を参照し、交通信号機２が青信号であれば、その継続時間に基づいて自動車３の減速制御及びエンジン停止制御を行うことができる。他方、交通信号機２が赤信号である場合において、エンジン停止中であれば、赤信号の継続時間に基づいてエンジンを再始動させることができる。これにより、アイドリングストップの観点からエコドライブに供することができる。
【００９０】
また、自動車３は、ＧＰＳを利用した測位した自動車位置３９７と、計時部３３０の計時時刻３９８と、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７とを対応付けた制御履歴データ３９６を、ドライブレコーダー３９０に蓄積的に記録する。これにより、事故発生時における自動車の位置、時刻及び交通信号機２の信号制御タイミングが明確となり、事故に遭遇した場合の事故原因の究明に役立てることができる。また、ドライブレコーダー３９０に記録された制御履歴データ３９６を、例えば交通管制システム側で収集して解析することで、交通渋滞の分析や予測などに資することができる。
【００９１】
さらに、交通信号機２側も、生成した信号制御タイミング情報２５７を信号制御履歴ＤＢ２６０に蓄積的に記録することにしている。本実施形態では、ＧＰＳの絶対時刻に基づき交通信号機２と自動車３とが時刻同期しているため、自動車３のドライブレコーダー３９０に記録された制御履歴データ３９６との相互解析が容易になるという利点がある。
【００９２】
５．変形例
５−１．適用システム
上述した実施形態では、自動車の交通制御を行うシステムに本発明を適用した場合の実施形態について説明したが、例えばバスの運行システムに対しても本発明を同様に適用可能である。
【００９３】
５−２．無線通信方式
上述した実施形態では、交通信号機２が可視光通信方式によって信号制御タイミング情報を発信するものとして説明したが、無線ＬＡＮ等の他の無線通信方式で信号制御タイミング情報を発信するようにシステムを構成してもよい。
【００９４】
５−３．交通信号機
上述した実施形態では、交差点に設置される固定の交通信号機２に本発明を適用した場合について説明したが、可搬型の交通信号機に本発明を適用することも可能である。
【００９５】
図９は、この場合における自動車交通システムの概略を示す図である。図９の自動車交通システムは、自動車３と、可搬型交通信号機６と、複数のＧＰＳ衛星４とで構成されている。可搬型交通信号機６は、自動車３の片側相互通行を可能にするために、道路の工事現場などに一時的に仮置きして使用される交通信号機である。
【００９６】
可搬型交通信号機６は、ＧＰＳ受信機６２０を内蔵しており、ＧＰＳ衛星４から受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って、当該可搬型交通信号機２の位置を算出する。可搬型交通信号機２の位置は、設置場所に応じてその都度変化するため、新たな場所に設置される毎にＧＰＳを利用した位置算出計算を行って位置を更新することが必要となる。
【００９７】
可搬型交通信号機６は、ＧＰＳ受信機６２０の位置算出計算で得られた時計誤差で内部時計の計時時刻を補正する。そして、ペアになっている可搬型交通信号機２との間での時刻同期を実現するとともに、自動車３との間でも時刻同期を実現する。また、可搬型交通信号機６は、上述した実施形態と同様に、自信号機の信号制御タイミング情報を生成して、例えば可視光通信によって発信する。可搬型交通信号機６の手前方に位置する自動車３は、可搬型交通信号機６から発信されている信号制御タイミング情報を受信し、受信した信号制御タイミング情報に従ってエンジン停止や再始動の制御を行う。
【００９８】
５−４．信号制御タイミング情報
図４に示した信号制御タイミング情報のデータ構成はあくまでも一例であり、適宜設定変更可能である。例えば、点灯継続時間の代わりに、現在の点灯を次の点灯に切り替える時刻（点灯切替時刻）を信号制御タイミング情報に含めて発信することとしてもよい。交通信号機２と自動車３とは時刻同期しているため、自動車３は、受信した信号制御タイミング情報に含まれる点灯切替時刻に基づいて、エンジン停止及び再始動の制御を適切なタイミングで行うことができる。
【００９９】
５−５．自動車の制御
上述した実施形態では、自動車３の前方直近に位置する交通信号機２に対しては減速制御やエンジン制御を行い、それ以降の交通信号機２に対しては信号の切替タイミングに関する情報を運転者に報知する処理を行うものとして説明した。直近の信号機以降の他の交通信号機２に対しても、自動車３の減速制御やエンジン制御を行うこととしてもよい。
【０１００】
例えば、自動車３の直近に位置する交通信号機２が青信号で、２番目に位置する交通信号機２も青信号である場合において、２番目に位置する交通信号機２の青信号の継続時間が短い場合には、当該交通信号機２が赤信号に切り替わるタイミングで自動車３を停止させるように減速制御を行い、停止した後にエンジンを停止させるように制御してもよい。
【０１０１】
５−６．衛星測位システム
上述した実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムを利用した位置算出システムであってもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 自動車交通システム、 ２ 交通信号機、 ３ 自動車、 ４ ＧＰＳ衛星、 ５ カーナビゲーション装置、 ６ 可搬型交通信号機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方法、システム及び交通信号機に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星測位システムの一種であるＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した交通信号機の制御技術として、例えば特許文献１には、可搬型交通信号装置の時刻同期を実現するための技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０６４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、昨今は地球環境を考慮したエコドライブと呼ばれる運転方法が頻りに推奨されている。加減速の少ない運転の実施や、エンジンブレーキの活用、アイドリングストップなどが代表的なエコドライブの例である。しかし、エコドライブを実際に行うかどうかの判断は、運転者の意思に委ねられており、なかなか普及していないのが実情である。
【０００５】
例えば、アイドリングストップに着目すると、積極的にアイドリング時にエンジンを停止させる自動車は、アイドリングを検出すると自動的にエンジンを停止させる機能を装備した自動車や、アイドリングストップを励行している公共バスが殆どである。公共バスの運転手がアイドリングストップを励行し易い理由は、運転手が各交差点の信号待ち時間を把握しているため、アイドリングストップを行うべきか否かを判断できるためでもある。
【０００６】
しかしながら、一般自家用車は、常に同じ道路、同じルートのみを走行するわけではない。そのため、一般自家用車の運転手が、自身が走行し得る全ての交差点それぞれの信号待ち時間を把握することは物理的に不可能と言える。その一方で、某かの方法でエコドライブを実現したいという要望もある。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、エコドライブの新たな実現手法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するための第１の形態は、交通信号機が、測位用衛星から測位用信号を受信することと、前記交通信号機が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、前記交通信号機が、前記計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することと、前記交通信号機が、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信することと、自動車が、前記交通信号機から発信されている前記信号制御タイミングを示す情報を受信することと、前記自動車が、前記受信した情報の示す前記信号制御タイミングに基づいて原動機の停止及び再始動のうちの少なくとも一方を制御することと、を含む方法である。
【０００９】
また、他の形態として、交通信号機と自動車とを具備したシステムであって、前記交通信号機は、測位用衛星から測位用信号を受信する受信機と、前記受信機により受信された測位用信号に基づき絶対時刻を計時する計時手段と、前記計時手段により計時されている絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段と、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信する発信手段と、を備え、前記自動車は、前記交通信号機が発信している前記信号制御タイミングを示す情報を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された情報が示す信号制御タイミングに基づいて原動機の停止及び再始動のうちの少なくとも一方を制御する原動機制御手段と、を備えたシステムを構成してもよい。
【００１０】
この第１の形態等によれば、交通信号機が、測位用衛星から受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することで、絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することが可能となる。このことは、原則、同じ時刻であれば同じ信号制御が行われることを意味する。また、交通信号機が信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信するため、当該情報を受信した自動車は、当該情報に基づいて原動機の停止又は再始動の制御を行うことが可能となる。自動車側にとっては、交通信号機により決まった時刻に決まった信号制御が行われるため、原動機の停止又は再始動の制御の判断が容易となり、エコドライブの実現に資することができる。
【００１１】
より具体的には、第２の形態として、第１の形態の方法であって、前記自動車が、前記測位用衛星から測位用信号を受信することと、前記自動車が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、を更に含み、前記原動機の制御では、当該自動車が計時している絶対時刻と、前記受信した情報の示す前記信号制御タイミングとに基づいて前記原動機を制御することを含む、方法を構成してもよい。
【００１２】
この第２の形態によれば、自動車が、測位用衛星から受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時する。そして、自動車が計時している絶対時刻と、交通信号機から受信した情報の示す信号制御タイミングとに基づいて原動機を制御する。交通信号機ばかりでなく、自動車も測位用衛星から受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時する。そのため、交通信号機と自動車との間の時刻同期が実現され、信号制御タイミングを示す情報を受信した自動車は、適切なタイミングで原動機の制御を行うことができる。
【００１３】
また、第３の形態として、第２の形態の方法であって、前記自動車が、受信した前記測位用信号を用いて測位することと、前記自動車が、前記測位した位置と、前記絶対時刻とを対応づけて記憶することと、を更に含む方法を構成してもよい。
【００１４】
この第３の形態によれば、自動車が、受信した測位用信号を用いて測位し、測位した位置と、絶対時刻とを対応づけて記憶しておくことで、事故に遭ったときの原因究明や、交通渋滞の分析や予測に資することができる。
【００１５】
以上、交通信号機と自動車とを含めた第１〜第３の形態を説明したが、交通信号機のみに着目した形態も考えられる。例えば、第４の形態として、交通信号機が、測位用衛星から測位用信号を受信することと、前記交通信号機が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、前記交通信号機が、前記計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することと、前記交通信号機が、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信することと、を含む方法を構成してもよい。
【００１６】
また、他の形態として、測位用衛星から測位用信号を受信する受信機と、前記受信機により受信された測位用信号に基づき絶対時刻を計時する計時手段と、前記計時手段により計時されている絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段と、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信する発信手段と、を備えた交通信号機を構成してもよい。
【００１７】
この第４の形態等によれば、交通信号機が、測位用衛星から受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時する。そして、交通信号機が、計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する。このことは、原則、同じ時刻には同じ信号制御が行われることを意味する。そして、交通信号機は、当該信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信するため、受信側では当該情報を利用することができる。
【００１８】
また、第５の形態として、第４の形態の方法であって、前記交通信号機は、可搬型の信号機であり、前記交通信号機が、受信した前記測位用信号を用いて測位することと、前記交通信号機が、前記測位した位置と、前記絶対時刻と、前記信号制御タイミングとを対応づけて記憶することと、を更に含む方法を構成してもよい。
【００１９】
この第５の形態によれば、可搬型の交通信号機についても上記の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ）は自動車交通システムの概略構成図。（Ｂ）は交通信号機の概略構成図。（Ｃ）は自動車の概略構成図。
【図２】交通信号機の機能構成の一例を示すブロック図。
【図３】制御時間テーブルのテーブル構成の一例を示す図。
【図４】信号制御タイミング情報の一例を示す図。
【図５】自動車の機能構成の一例を示すブロック図。
【図６】交通信号機処理の流れを示すフローチャート。
【図７】エコ制御処理の流れを示すフローチャート。
【図８】カーナビゲーション装置の表示画面の一例を示す図。
【図９】変形例における自動車交通システムの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明を適用した自動車交通システムの実施形態について説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態が以下説明する実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。
【００２２】
１．システム構成
図１は、本実施形態における自動車交通システム１のシステム構成の説明図である。図１（Ａ）に示すように、自動車交通システム１は、複数の交通信号機２と、四輪自動車３（以下、単に「自動車」と称す。）と、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星４とを備えて構成される。なお、図１（Ａ）の自動車交通システム１では、歩道信号機や車両感知器といった構成要素については図示を省略している。
【００２３】
交通信号機２は、交差点に設置される交通用の信号機である。交通信号機２は、図１（Ｂ）に示すように、例えば、交通信号制御機２１と、赤・青・黄色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示部２３１を有する車両用の信号灯器（以下、単に「灯器」と称す。）２３とを備えて構成される。
【００２４】
交通信号制御機２１は、交差点の各方路が見通せる位置に設置され、自動車の交通整理を実現するための制御装置である。本実施形態における交通信号機２の信号灯器はＬＥＤ式信号灯である。交通信号制御機２１は、灯器２３のＬＥＤ表示部２３１に点灯させる信号を「青」、「黄」、「赤」に順次に切り替え、交差点における自動車３の安全で円滑な交通を実現する。
【００２５】
また、本実施形態において、交通信号制御機２１はＧＰＳ受信機２２０を具備している。ＧＰＳ受信機２２０は、複数のＧＰＳ衛星４からＧＰＳ衛星信号を受信し、受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って交通信号機２の位置を算出するとともに、交通信号機２の内部時計の時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で内部時計の計時時刻を較正し、ＧＰＳの絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する。
【００２６】
また、交通信号制御機２１は、信号制御タイミングを示す情報（以下、「信号制御タイミング情報」と称す。）を生成し、灯器２３の発光を制御することで、この信号制御タイミング情報を近距離無線通信の一種である可視光通信方式で発信させる。可視光通信は、光無線通信の一種であり、可視光素子の一種であるＬＥＤ（発光ダイオード）を肉眼では識別できないほど高速に点滅させることによりデータ通信を行う通信方式である。可視光通信によって発信された信号制御タイミング情報は、交通信号機２の手前方に位置する自動車３により受信される。
【００２７】
自動車３は、運転者の運転操作に従って、原動機の動力によって推進する四輪の普通自動車である。自動車３は、図１（Ｃ）に示すようにＧＰＳ受信機３２０を具備しており、複数のＧＰＳ衛星４から受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って自動車３の位置を算出するとともに、自動車３の内部時計の時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で内部時計の時計誤差を較正し、ＧＰＳの絶対時刻に基づいて自動車を制御する。
【００２８】
また、自動車３は、進行方向前方に位置する交通信号機２のＬＥＤ表示部２３１を撮影するために、撮影方向を前方に向けて配置されたカメラ３４０を備えている。制御装置３１０は、カメラ３４０で撮影された映像を解析することにより、交通信号機２から発信されている信号制御タイミング情報を取得する。そして、取得した信号制御タイミング情報に基づいて、エンジン停止及びエンジン再始動の制御を行う。交通信号制御機２及び自動車３は、ＧＰＳの絶対時刻に基づいて時刻同期しており、自動車３は、交通信号機２から発信される信号制御タイミング情報に基づく適切なタイミングでエンジン制御を行うことができるように構成されている。
【００２９】
ＧＰＳ衛星４は、測位用衛星の一種であり、アルマナックやエフェメリス等の衛星軌道データを含む航法メッセージデータを、測位用衛星信号の一種であるＧＰＳ衛星信号に乗せて発信している。ＧＰＳ衛星信号は、拡散符号の一種であるＣＡ（Coarse and Acquisition）コードによって、スペクトラム拡散方式として知られるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式によって変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。ＣＡコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音符号であり、衛星毎に異なる。
【００３０】
２．機能構成
２−１．交通信号機２の構成
図２は、交通信号機２の機能構成を示すブロック図であり、本実施形態に係わる主要な機能ブロックを図示したものである。交通信号機２は、主要な機能ブロックとして、交通信号制御機２１と、灯器２３とを備える。
【００３１】
交通信号制御機２１は、例えば、処理部２１０と、ＧＰＳ受信機２２０と、時計部２３０と、表示駆動信号生成部２４０と、記憶部２５０と、信号制御履歴データベース（ＤＢ）２６０とを備えて構成される。
【００３２】
処理部２１０は、記憶部２５０に記憶されているシステムプログラム等の各種のプログラムに従って、交通信号制御機２１の各部を統括的に制御して各種の処理を行う処理回路部であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを有して構成される。
【００３３】
本実施形態において、処理部２１０は、時計部２３０の計時時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段として機能する他、信号制御タイミングを示す情報（信号制御タイミング情報）を生成し、可視光通信方式による発信を制御する発信制御手段として機能する。可視光通信方式は公知の方式を採用することができ、例えば一定間隔で光源を高速に点滅させることでデータを伝送するサブキャリア反転パルス位相変調方式などがある。
【００３４】
ＧＰＳ受信機２２０は、ＧＰＳ衛星４から受信したＧＰＳ衛星信号を利用して交通信号機２の位置を計測する位置算出回路或いは位置算出装置である。位置算出は、受信したＧＰＳ衛星信号から取り出した衛星軌道データや時刻データ等に基づく所定の位置算出計算によって行われる。この際に取得する時刻データに基づいて時計部２３０の時計誤差を較正する。
【００３５】
時計部２３０は、交通信号機２の内部時計であり、主として信号制御に係るタイミングを管理するために使用される。時計誤差の存在により、時計部２３０の計時時刻は時間経過に伴って正確な時刻からずれていく。そのため、所定の時刻補正タイミングにおいて、ＧＰＳ受信機２２０によって算出された時計誤差を用いて、時計部２３０の時計誤差を較正する。時計部２３０は、絶対時刻を計時する計時手段に相当する。
【００３６】
表示駆動信号生成部２４０は、ＬＥＤ表示部２３１の駆動電源である。表示駆動信号生成部２４０は、ＬＥＤ表示部２３１に「青」、「黄」、「赤」の点灯を表示出力させるための表示駆動信号を生成する。この際、処理部２１０の制御に従った所定の可視光通信方式で駆動信号を変化させることで、ＬＥＤ表示部２３１を発信手段として機能させて、信号制御タイミング情報を発信させる。
【００３７】
記憶部２５０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置によって構成され、交通信号機２のシステムプログラムや、信号制御を行うためのプログラム等の各種プログラム、データ等を記憶している。また、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを有する。
【００３８】
記憶部２５０には、例えば、プログラムとして、処理部２１０により読み出され、交通信号機処理（図６参照）として実行される交通信号機処理プログラム２５１が記憶されている。また、データとして、複数の制御時間テーブル２５３と、ＧＰＳデータ２５５と、信号制御タイミング情報２５７とが記憶される。
【００３９】
交通信号機処理とは、処理部２１０が、時計部２３０の計時時刻と、記憶部２５０に記憶されている制御時間テーブル２５３とに基づいて、自信号機の点灯を切り替える制御を行うとともに、信号制御タイミングを示す情報（信号制御タイミング情報）を生成する処理である。そして、生成した信号制御タイミング情報を可視光通信で発信させる制御を行う。交通信号機処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００４０】
制御時間テーブル２５３は、交通信号制御機２１が信号制御を行うための制御時間が定められたテーブルであり、そのテーブル構成例を図３に示す。制御時間テーブル２５３には、自信号機の制御を行う日付２５３１と対応付けて、時間帯２５３３と、青点灯切替時間間隔２５３５と、青点灯継続時間２５３７と、赤点灯継続時間２５３９とが記憶されている。なお、ここでは説明の簡明化のため、黄色信号は考慮せずに、赤信号と青信号とに着目した制御時間テーブル２５３として図示・説明する。
【００４１】
時間帯２５３３は、当該日付２５３１において自信号機の制御を行う時間帯であり、図３では３つの時間帯が設定されている。青点灯切替時間間隔２５３５は、交通信号機２を青点灯に切り替えてから次に青点灯に切り替えるまでの時間間隔であり、図３では分単位の時間間隔が設定されている。
【００４２】
青点灯継続時間２５３７は、青点灯を継続させる時間であり、青点灯切替時間間隔２５３５よりも短い時間が設定される。また、赤点灯継続時間２５３９は、赤点灯を継続させる時間であり、青点灯切替時間間隔２５３５から青点灯継続時間２５３７を減算した時間が設定される。
【００４３】
例えば、図３に示す日付が「２０１０年３月２０日」の制御時間テーブル２５３において、「０時００分〜６時００分」の時間帯２５３３には、青点灯切替時間間隔２５３５として「３分」が設定されている。また、青点灯継続時間２５３７として「１００秒」が設定されており、赤点灯継続時間２５３９として「３分＝１８０秒」から「１００秒」を減算した「８０秒」が設定されている。
【００４４】
図４は、信号制御タイミング情報２５７のデータ構成の一例を示す図である。信号制御タイミング情報２５７には、例えば、信号機ＩＤ２５７１と、信号機位置２５７３と、生成日時２５７５と、点灯２５７７と、点灯継続時間２５７９とが対応付けて記憶されている。
【００４５】
信号機ＩＤ２５７１は、交通信号機２をユニークに識別するための識別情報（ＩＤ）である。信号機位置２５７３は、当該交通信号機２の位置情報であり、ＧＰＳ受信機２２０により測位された位置情報が設定される。生成日時２５７５は、当該信号制御タイミング情報２５７が生成された日時であり、当該信号制御タイミング情報２５７を生成する際に時計部２３０が計時している日時が設定される。
【００４６】
点灯２５７７は、生成日時２５７５における自信号機の点灯を示しており、本実施形態では「赤」又は「青」が設定される。また、点灯継続時間２５７９は、現在の点灯から次の点灯に切り替えるまでの時間である。図３の制御時間テーブル２５３には、自信号機の点灯の切替に関する時間が設定されている。そのため、制御時間テーブル２５３と、生成日時２５７５とを用いれば、点灯継続時間２５７９を算出することができる。
【００４７】
信号制御履歴ＤＢ２６０は、自信号機の制御履歴が蓄積的に記憶されたデータベースである。信号制御履歴ＤＢ２６０には、生成された信号制御タイミング情報２５７が蓄積的に記憶され、自動車３のドライブレコーダー３９０に記録された制御履歴データ３９６との相互解析などに利用される。
【００４８】
２−２．自動車３の構成
図５は、自動車３の本実施形態に係わる機能ブロックを簡略的に図示したものである。自動車３は、例えば、制御装置３１０と、ＧＰＳ受信機３２０と、時計部３３０と、カメラ３４０と、操作系３４５と、駆動系３５０と、動力系３６０と、走行センサー類３７０と、計器類３８０と、ドライブレコーダー３９０とを備えて構成される。
【００４９】
制御装置３１０は、走行センサー類３７０により検出された各種の検出信号に基づき、記憶部３１１に記憶されている燃料噴射制御プログラムやトランスミッション制御プログラム、エンジン制御プログラム等の各種のプログラムに従って自動車３の各部を統括的に制御する制御装置である。また、走行センサー類３７０により検出された自動車３の走行状態に関する情報又は信号を計器類３８０に出力することで、運転者に現在の自動車３の状態を報知する。
【００５０】
記憶部３１１は、ＲＯＭやフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置によって構成される記憶装置であり、本実施形態に係わるプログラムやデータとして、例えば、制御装置３１０により読み出され、エコ制御処理（図７参照）として実行されるエコ制御プログラム３１２と、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７とが記憶される。
【００５１】
エコ制御処理とは、制御装置３１０が、交通信号機２から発信されている信号制御タイミング情報を受信し、受信した信号制御タイミング情報に基づいて、エンジンの停止又はエンジンの再始動を制御することで、エコドライブを実現する処理である。エコ制御処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００５２】
時計部３３０は、自動車の内部時計である。時計誤差の存在により、時計部３３０の計時時刻は時間経過に伴って正確な時刻からずれていく。そのため、制御装置３１０は、所定の時刻補正タイミングにおいて、ＧＰＳ受信機３２０によって算出された時計誤差を用いて時計部３３０の時計誤差を較正し、交通信号機２との時刻同期を実現する。時計部３３０は、絶対時刻を計時する計時手段に相当する。
【００５３】
カメラ３４０は、例えば自動車３の天井下の前部に、撮影方向を進行方向前方に向けて設置される可視光通信用の受像機であり、受像信号を制御装置３１０に出力する。カメラ３４０は、信号制御タイミング情報の受信手段に相当する。制御装置３１０は、カメラ３４０から出力される受像信号を解析して、交通信号機２から発信された信号制御タイミング情報を取得する。すなわち、受像信号から、所定の可視光通信方式の信号成分を抽出して、信号制御タイミング情報を取り出す。
【００５４】
見通しの良い直線道路においては、自動車３の進行方向前方の遠近異なる位置に位置する複数の交通信号機２からの可視光信号をカメラ３４０で捉えることができる。受像範囲のうち、各々の交通信号機２の位置（写っている位置）が異なるためである。制御装置３１０は、捉えた信号それぞれに含まれる信号制御タイミング情報を別々に取得する。
【００５５】
この場合、制御装置３１０は、受信した各々の信号制御タイミング情報２５７に含まれる信号機位置２５７３と、ＧＰＳ受信機３２０により測位された自動車位置との位置関係に基づいて、各交通信号機２を判別する。信号機位置と自動車位置間の距離が最も短い交通信号機２が、自動車３の直近に位置する交通信号機２であると判断することができる。
【００５６】
そして、制御装置３１０は、直近に位置する交通信号機２については、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７を用いて、エンジンの停止又は再始動の制御を行う。すなわち、制御装置３１０は、交通信号機２から受信した信号制御タイミングに基づいて原動機の停止又は再始動を制御する原動機制御手段として機能する。
【００５７】
また、２番目以降に位置する交通信号機２については、制御装置３１０は、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７に基づいて、当該交通信号機２の信号の切替タイミングに関する情報を運転者に報知する報知処理を行う。
【００５８】
操作系３４５は、ハンドルやシフトレバー等の自動車３の操作に用いられる操作機構である。駆動系３５０は、タイヤやエンジン等で発生した動力をタイヤに伝達する伝達機構である。また、動力系３６０は、エンジンや電動機（モーター）などの自動車３を駆動させる動力源（原動機）である。
【００５９】
走行センサー類３７０は、自動車３の走行速度を検出する車速センサーや、自動車３の加速度を検出する加速度センサー、自動車３の移動方向を検出する方位センサー等の自動車３の走行状態を計測する各種のセンサー類である。計器類３８０は、速度計や燃料計等を含み、自動車３の現在の走行状態等を運転者に知らせるための計器である。
【００６０】
ドライブレコーダー３９０は、自動車３の運転者の識別情報や、走行センサー類３７０により検出された自動車３の走行状態、カメラ３４０の受像信号、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報３１１３等の各種情報を記録する記録装置である。ドライブレコーダー３９０は、着脱可能なメモリーカード３９５へのデータの読み書きを行うカードリーダー／ライター３９１と、警察や保険会社等に設置されるサーバーと無線通信を行う無線通信部３９３とを備えて構成される。
【００６１】
メモリーカード３９５は、フラッシュＲＯＭ等のメモリを有して構成されるカード型の記憶装置である。メモリーカード３９５には、複数の制御履歴データ３９６が蓄積的に記憶される。各制御履歴データ３９６には、ＧＰＳ受信機３２０により測位された自動車位置３９７と、時計部３３０の計時時刻３９８と、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７とが対応付けて記憶される。
【００６２】
メモリーカード３９５に記憶された制御履歴データ３９６は、自動車３が事故に遭った場合における事故原因の究明に役立てられる。また、各々の自動車３に記録された制御履歴データ３９６を交通管制システム側で収集して解析することで、交通渋滞の分析や予測などにも役立てられる。
【００６３】
カーナビゲーション装置５は、例えば運転席の前部に設置されるナビゲーション用の電子機器であり、ＧＰＳ受信機５１０を備えて構成される。カーナビゲーション装置５は、ＧＰＳ受信機５１０がＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って求めた測位位置をプロットしたナビゲーション画面を生成して表示部に表示させる。
【００６４】
３．処理の流れ
３−１．交通信号機２の処理
図６は、交通信号機２の処理部２１０が記憶部２５０の交通信号機処理プログラム２５１に従って実行する交通信号機処理の流れを示すフローチャートである。交通信号機処理は、交通信号機２の電源が投入されることで実行される処理である。
【００６５】
処理部２１０は、最初に位置算出制御処理を行う（ステップＡ１）。すなわち、ＧＰＳ受信機２２０にＧＰＳ衛星信号を受信させ、受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行わせる。位置算出計算により、交通信号機２の位置座標と、時計部２３０の時計誤差とが算出される。
【００６６】
次いで、処理部２１０は、ＧＰＳ受信機２２０により算出された測位位置及び時計誤差を、ＧＰＳデータ２５５として記憶部２５０に記憶させる（ステップＡ３）。そして、処理部２１０は、算出された時計誤差を用いて時計部２３０の計時時刻を補正する（ステップＡ５）。
【００６７】
その後、処理部２１０は、信号制御タイミング情報生成処理を行う（ステップＡ７）。具体的には、時計部２３０の計時時刻に基づいた生成日時２５７５において、ＬＥＤ表示部２３１に表示出力させる点灯２５７７と、当該点灯の継続時間２５７９とを、記憶部２５０に記憶されている制御時間テーブル２５３を参照して決定する。そして、自信号機のＩＤ２５７１と、ＧＰＳ受信機２２０の最新の測位位置である信号機位置２５７３と、生成日時２５７５と、点灯２５７７と、点灯継続時間２５７９とを対応付けた信号制御タイミング情報２５７を生成する。
【００６８】
次いで、処理部２１０は、生成した信号制御タイミング情報に従って自信号機の点灯を制御する処理を行う（ステップＡ９）。そして、処理部２１０は、生成した信号制御タイミング情報を可視光通信によってＬＥＤ表示部２３１から発信させる制御を行う（ステップＡ１１）。
【００６９】
その後、処理部２１０は、時計部２３０の計時時刻の補正タイミングであるか否かを判定する（ステップＡ１３）。時刻の補正タイミングとしては、種々のタイミングを設定することができる。例えば、所定時間間隔毎のタイミング（例えば１時間に１回）としてもよいし、交通信号機２の管理システムから時刻補正が指示されたタイミングとしてもよい。
【００７０】
ステップＡ１３において時刻の補正タイミングではないと判定した場合は（ステップＡ１３；Ｎｏ）、処理部２１０は、ステップＡ２１へと処理を移行する。また、時刻の補正タイミングであると判定した場合は（ステップＡ１３；Ｙｅｓ）、処理部２１０は、ステップＡ１〜Ａ５と同様に、位置算出制御及び計時時刻の補正を行う（ステップＡ１５〜Ａ１９）。
【００７１】
次いで、処理部２１０は、処理を終了するか否かを判定し（ステップＡ２１）、まだ終了しないと判定した場合は（ステップＡ２１；Ｎｏ）、ステップＡ７に戻る。また、処理を終了すると判定した場合は（ステップＡ２１；Ｙｅｓ）、交通信号機処理を終了する。
【００７２】
３−２．自動車３の処理
図７は、自動車３の制御装置３１０が記憶部３１１のエコ制御プログラム３１２に従って実行するエコ制御処理の流れを示すフローチャートである。エコ制御処理は、運転者の運転操作に従った自動車の制御処理と並列して実行される処理である。また、エコ制御処理においては、ＧＰＳ受信機３２０による位置算出計算が随時行われ、自動車３の位置算出及び時計部３３０の時刻補正が随時行われるものとする。
【００７３】
先ず、制御装置３１０は、受像信号解析処理を行う（ステップＢ１）。具体的には、カメラ３４０の受像信号を解析して、各々の交通信号機２から発信されている信号制御タイミング情報２５７を取得する。そして、信号制御タイミング情報２５７に含まれる当該交通信号機２の信号機位置２５７３と、自動車３の最新の測位位置２５５１とを用いて、自動車３の直近に位置する交通信号機２と、それ以外の交通信号機２とをそれぞれ判別する。
【００７４】
次いで、制御装置３１０は、ステップＢ１で判別した各々の交通信号機２について、ループＡの処理を実行する（ステップＢ３〜Ｂ３１）。ループＡの処理では、制御装置３１０は、当該交通信号機２が自動車３の直近に位置する交通信号機２であるか否かを判定する（ステップＢ５）。そして、直近に位置する交通信号機２であると判定した場合は（ステップＢ５；Ｙｅｓ）、制御装置３１０は、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７を参照して、当該交通信号機２の現在の点灯２５７７を判定する（ステップＢ７）。
【００７５】
点灯２５７７が「青」であると判定した場合は（ステップＢ７；青）、制御装置３１０は、青信号残時間を算出する（ステップＢ９）。青信号残時間は、時計部３３０の計時時刻（現在時刻）を基準として計算した青信号の残り時間である。青信号残時間は、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７に基づいて算出することができる。すなわち、時計部３３０の計時時刻（現在時刻）と、信号制御タイミング情報２５７に含まれる生成日時２５７５に示される時刻との差分を、信号制御タイミング情報２５７に含まれる点灯継続時間２５７９から減算した時間が青信号残時間である。
【００７６】
次いで、制御装置３１０は、青信号残時間が所定の閾値時間（例えば１０秒）よりも長いか否かを判定し（ステップＢ１１）、長いと判定した場合は（ステップＢ１１；Ｙｅｓ）、自動車の減速制御を実行するか否かを判定する（ステップＢ１３）。
【００７７】
具体的には、青信号残時間と、自動車３と当該交通信号機２間の距離とに基づいて、安全性の観点から自動車３を減速して停止させることが適切であるかを判定する。青信号残時間が短い場合には、自動車３を急停止させることが危険な場合があるため、安全性の観点から、青信号残時間がある程度長い場合に減速制御を実行することが適切である。
【００７８】
そして、減速制御を実行すると判定した場合は（ステップＢ１３；Ｙｅｓ）、制御装置３１０は、不図示の制動装置に指示信号を出力して、自動車３を徐々に減速させる減速制御を実行する（ステップＢ１５）。
【００７９】
その後、制御装置３１０は、自動車３が停止したか否かを判定し（ステップＢ１７）、停止したと判定した場合は（ステップＢ１７；Ｙｅｓ）、動力系３６０に指示信号を出力して、エンジンを停止させる制御を行う（ステップＢ１９）。そして、制御装置３１０は、次の交通信号機２へと処理を移行する。
【００８０】
一方、ステップＢ７において点灯が「赤」であると判定した場合は（ステップＢ７；赤）、制御装置３１０は、赤信号残時間を算出する（ステップＢ２１）。赤信号残時間は、時計部３３０の計時時刻（現在時刻）を基準として計算した赤信号の残り時間である。赤信号残時間も、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７に基づいて、青信号残時間と同様に算出することができる。
【００８１】
次いで、制御装置３１０は、赤信号残時間が所定の閾値時間（例えば１０秒）よりも短いか否かを判定し（ステップＢ２３）、短いと判定した場合は（ステップＢ２３；Ｙｅｓ）、エンジンが停止中であるか否かを判定する（ステップＢ２５）。
【００８２】
そして、停止中であると判定した場合は（ステップＢ２５；Ｙｅｓ）、制御装置３１０は、動力系３６０に指示信号を出力して、エンジンを再始動させるように制御する（ステップＢ２７）。エコドライブの観点から、赤信号残時間が長い場合にはエンジンを再始動させず、赤信号残時間がある程度短くなった時点でエンジンを再始動させることが適切である。そして、制御装置３１０は、次の交通信号機２へと処理を移行する。
【００８３】
また、ステップＢ５において当該交通信号機２が自動車３の直近に位置する交通信号機２ではないと判定した場合は（ステップＢ５；Ｎｏ）、制御装置３１０は、運転者報知処理を行う（ステップＢ２９）。具体的には、当該交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７に基づいて、当該交通信号機２の信号の切替タイミングに関する情報を、当該交通信号機２の位置情報とともに運転者に報知する処理を行う。
【００８４】
例えば、自動車２の直近に位置する交通信号機２が青信号で、２番目に位置する交通信号機２も青信号である場合において、２番目に位置する交通信号機２の青信号の継続時間が所定の閾値時間よりも短い場合には、図８に示すような「更に先の信号があと２０秒で赤信号になります。減速しましょう。」といったメッセージを表示出力して、２番目の交通信号機２の赤信号への切替タイミングとともに、自動車３を徐々に減速させるように促すメッセージを運転者に報知する。
【００８５】
なお、運転者への報知はメッセージの表示出力に限られず、例えばスピーカーからメッセージや警告音を音出力することにより行ってもよい。
【００８６】
運転者報知処理を行った後、制御装置３１０は、次の交通信号機２へと処理を移行する。そして、全ての交通信号機２についてステップＢ５〜Ｂ２９の処理を行った後、制御装置３１０は、ループＡの処理を終了する（ステップＢ３１）。
【００８７】
その後、制御装置３１０は、処理を終了するか否かを判定し（ステップＢ３３）、まだ終了しないと判定した場合は（ステップＢ３３；Ｎｏ）、ステップＢ１に戻る。また、処理を終了すると判定した場合は（ステップＢ３３；Ｙｅｓ）、エコ制御処理を終了する。
【００８８】
４．作用効果
自動車交通システム１において、交通信号機２のＧＰＳ受信機２２０は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星信号を受信し、受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って、自信号機の位置及び時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で時計部２３０の計時時刻を補正し、時計部２３０の絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する。また、交通信号機２は、信号制御タイミングを示す情報を可視光通信によって発信する。自動車３は、交通信号機２から可視光通信によって発信された信号制御タイミング情報を受信し、受信した信号制御タイミング情報に基づいてエンジン停止及びエンジン再始動の制御を行う。
【００８９】
自動車３は、ＧＰＳ受信機３３０を具備しており、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って、自動車３の位置及び時計誤差を算出する。そして、算出した時計誤差で時計部３３０の計時時刻を補正し、時計部３３０が計時している絶対時刻と、交通信号機３から受信した信号制御タイミング情報とに基づいてエンジン制御を行う。例えば、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報を参照し、交通信号機２が青信号であれば、その継続時間に基づいて自動車３の減速制御及びエンジン停止制御を行うことができる。他方、交通信号機２が赤信号である場合において、エンジン停止中であれば、赤信号の継続時間に基づいてエンジンを再始動させることができる。これにより、アイドリングストップの観点からエコドライブに供することができる。
【００９０】
また、自動車３は、ＧＰＳを利用した測位した自動車位置３９７と、計時部３３０の計時時刻３９８と、交通信号機２から受信した信号制御タイミング情報２５７とを対応付けた制御履歴データ３９６を、ドライブレコーダー３９０に蓄積的に記録する。これにより、事故発生時における自動車の位置、時刻及び交通信号機２の信号制御タイミングが明確となり、事故に遭遇した場合の事故原因の究明に役立てることができる。また、ドライブレコーダー３９０に記録された制御履歴データ３９６を、例えば交通管制システム側で収集して解析することで、交通渋滞の分析や予測などに資することができる。
【００９１】
さらに、交通信号機２側も、生成した信号制御タイミング情報２５７を信号制御履歴ＤＢ２６０に蓄積的に記録することにしている。本実施形態では、ＧＰＳの絶対時刻に基づき交通信号機２と自動車３とが時刻同期しているため、自動車３のドライブレコーダー３９０に記録された制御履歴データ３９６との相互解析が容易になるという利点がある。
【００９２】
５．変形例
５−１．適用システム
上述した実施形態では、自動車の交通制御を行うシステムに本発明を適用した場合の実施形態について説明したが、例えばバスの運行システムに対しても本発明を同様に適用可能である。
【００９３】
５−２．無線通信方式
上述した実施形態では、交通信号機２が可視光通信方式によって信号制御タイミング情報を発信するものとして説明したが、無線ＬＡＮ等の他の無線通信方式で信号制御タイミング情報を発信するようにシステムを構成してもよい。
【００９４】
５−３．交通信号機
上述した実施形態では、交差点に設置される固定の交通信号機２に本発明を適用した場合について説明したが、可搬型の交通信号機に本発明を適用することも可能である。
【００９５】
図９は、この場合における自動車交通システムの概略を示す図である。図９の自動車交通システムは、自動車３と、可搬型交通信号機６と、複数のＧＰＳ衛星４とで構成されている。可搬型交通信号機６は、自動車３の片側相互通行を可能にするために、道路の工事現場などに一時的に仮置きして使用される交通信号機である。
【００９６】
可搬型交通信号機６は、ＧＰＳ受信機６２０を内蔵しており、ＧＰＳ衛星４から受信したＧＰＳ衛星信号を利用した位置算出計算を行って、当該可搬型交通信号機２の位置を算出する。可搬型交通信号機２の位置は、設置場所に応じてその都度変化するため、新たな場所に設置される毎にＧＰＳを利用した位置算出計算を行って位置を更新することが必要となる。
【００９７】
可搬型交通信号機６は、ＧＰＳ受信機６２０の位置算出計算で得られた時計誤差で内部時計の計時時刻を補正する。そして、ペアになっている可搬型交通信号機２との間での時刻同期を実現するとともに、自動車３との間でも時刻同期を実現する。また、可搬型交通信号機６は、上述した実施形態と同様に、自信号機の信号制御タイミング情報を生成して、例えば可視光通信によって発信する。可搬型交通信号機６の手前方に位置する自動車３は、可搬型交通信号機６から発信されている信号制御タイミング情報を受信し、受信した信号制御タイミング情報に従ってエンジン停止や再始動の制御を行う。
【００９８】
５−４．信号制御タイミング情報
図４に示した信号制御タイミング情報のデータ構成はあくまでも一例であり、適宜設定変更可能である。例えば、点灯継続時間の代わりに、現在の点灯を次の点灯に切り替える時刻（点灯切替時刻）を信号制御タイミング情報に含めて発信することとしてもよい。交通信号機２と自動車３とは時刻同期しているため、自動車３は、受信した信号制御タイミング情報に含まれる点灯切替時刻に基づいて、エンジン停止及び再始動の制御を適切なタイミングで行うことができる。
【００９９】
５−５．自動車の制御
上述した実施形態では、自動車３の前方直近に位置する交通信号機２に対しては減速制御やエンジン制御を行い、それ以降の交通信号機２に対しては信号の切替タイミングに関する情報を運転者に報知する処理を行うものとして説明した。直近の信号機以降の他の交通信号機２に対しても、自動車３の減速制御やエンジン制御を行うこととしてもよい。
【０１００】
例えば、自動車３の直近に位置する交通信号機２が青信号で、２番目に位置する交通信号機２も青信号である場合において、２番目に位置する交通信号機２の青信号の継続時間が短い場合には、当該交通信号機２が赤信号に切り替わるタイミングで自動車３を停止させるように減速制御を行い、停止した後にエンジンを停止させるように制御してもよい。
【０１０１】
５−６．衛星測位システム
上述した実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムを利用した位置算出システムであってもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 自動車交通システム、 ２ 交通信号機、 ３ 自動車、 ４ ＧＰＳ衛星、 ５ カーナビゲーション装置、 ６ 可搬型交通信号機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交通信号機が、測位用衛星から測位用信号を受信することと、
前記交通信号機が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、
前記交通信号機が、前記計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することと、
前記交通信号機が、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信することと、
自動車が、前記交通信号機から発信されている前記信号制御タイミングを示す情報を受信することと、
前記自動車が、前記受信した情報の示す前記信号制御タイミングに基づいて原動機の停止及び再始動のうちの少なくとも一方を制御することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記自動車が、前記測位用衛星から測位用信号を受信することと、
前記自動車が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、
を更に含み、
前記原動機の制御では、当該自動車が計時している絶対時刻と、前記受信した情報の示す前記信号制御タイミングとに基づいて前記原動機を制御することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記自動車が、受信した前記測位用信号を用いて測位することと、
前記自動車が、前記測位した位置と、前記絶対時刻とを対応づけて記憶することと、
を更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
交通信号機が、測位用衛星から測位用信号を受信することと、
前記交通信号機が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、
前記交通信号機が、前記計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することと、
前記交通信号機が、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信することと、
を含む方法。
【請求項５】
前記交通信号機は、可搬型の信号機であり、
前記交通信号機が、受信した前記測位用信号を用いて測位することと、
前記交通信号機が、前記測位した位置と、前記絶対時刻と、前記信号制御タイミングとを対応づけて記憶することと、
を更に含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
交通信号機と自動車とを具備したシステムであって、
前記交通信号機は、
測位用衛星から測位用信号を受信する受信機と、
前記受信機により受信された測位用信号に基づき絶対時刻を計時する計時手段と、
前記計時手段により計時されている絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段と、
前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信する発信手段と、
を備え、
前記自動車は、
前記交通信号機が発信している前記信号制御タイミングを示す情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された情報が示す信号制御タイミングに基づいて原動機の停止及び再始動のうちの少なくとも一方を制御する原動機制御手段と、
を備えた、
システム。
【請求項７】
測位用衛星から測位用信号を受信する受信機と、
前記受信機により受信された測位用信号に基づき絶対時刻を計時する計時手段と、
前記計時手段により計時されている絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段と、
前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信する発信手段と、
を備えた交通信号機。
【請求項１】
交通信号機が、測位用衛星から測位用信号を受信することと、
前記交通信号機が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、
前記交通信号機が、前記計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することと、
前記交通信号機が、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信することと、
自動車が、前記交通信号機から発信されている前記信号制御タイミングを示す情報を受信することと、
前記自動車が、前記受信した情報の示す前記信号制御タイミングに基づいて原動機の停止及び再始動のうちの少なくとも一方を制御することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記自動車が、前記測位用衛星から測位用信号を受信することと、
前記自動車が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、
を更に含み、
前記原動機の制御では、当該自動車が計時している絶対時刻と、前記受信した情報の示す前記信号制御タイミングとに基づいて前記原動機を制御することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記自動車が、受信した前記測位用信号を用いて測位することと、
前記自動車が、前記測位した位置と、前記絶対時刻とを対応づけて記憶することと、
を更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
交通信号機が、測位用衛星から測位用信号を受信することと、
前記交通信号機が、前記受信した測位用信号に基づき絶対時刻を計時することと、
前記交通信号機が、前記計時している絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御することと、
前記交通信号機が、前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信することと、
を含む方法。
【請求項５】
前記交通信号機は、可搬型の信号機であり、
前記交通信号機が、受信した前記測位用信号を用いて測位することと、
前記交通信号機が、前記測位した位置と、前記絶対時刻と、前記信号制御タイミングとを対応づけて記憶することと、
を更に含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
交通信号機と自動車とを具備したシステムであって、
前記交通信号機は、
測位用衛星から測位用信号を受信する受信機と、
前記受信機により受信された測位用信号に基づき絶対時刻を計時する計時手段と、
前記計時手段により計時されている絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段と、
前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信する発信手段と、
を備え、
前記自動車は、
前記交通信号機が発信している前記信号制御タイミングを示す情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された情報が示す信号制御タイミングに基づいて原動機の停止及び再始動のうちの少なくとも一方を制御する原動機制御手段と、
を備えた、
システム。
【請求項７】
測位用衛星から測位用信号を受信する受信機と、
前記受信機により受信された測位用信号に基づき絶対時刻を計時する計時手段と、
前記計時手段により計時されている絶対時刻に基づく信号制御タイミングで信号を制御する信号制御手段と、
前記信号制御タイミングを示す情報を所定の無線通信方式で発信する発信手段と、
を備えた交通信号機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２１００３６（Ｐ２０１１−２１００３６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７４９１（Ｐ２０１０−７７４９１）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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