減速支援装置
【課題】自車前方に複数台の先行車が存在する場合にも、停止する前の早い段階で自車の減速支援を可能とする減速支援装置を提供する。
【解決手段】自車Ｍ０が備える減速支援装置は、自車Ｍ０前方の第１車群Ｚ１に関して路側システム１０１から得られる第１車群Ｚ１の情報と、自車Ｍ０に搭載される先行車検知センサやナビゲーション装置等の検知情報に基づいて得られる第２車群Ｚ２の情報と、第１及び第２車群Ｚ１，Ｚ２の前方にある信号機１１１の信号サイクル情報と、に基づいて、第１又は第２車群Ｚ１，Ｚ２に属する車両Ｍ１〜Ｍ７のうち信号機１１１で停止する停止車両群を予測し、停止した場合の停止車両群の後端の位置を自車Ｍ０の目標停止位置の基準にして、自車Ｍ０の減速支援制御を行う。
【解決手段】自車Ｍ０が備える減速支援装置は、自車Ｍ０前方の第１車群Ｚ１に関して路側システム１０１から得られる第１車群Ｚ１の情報と、自車Ｍ０に搭載される先行車検知センサやナビゲーション装置等の検知情報に基づいて得られる第２車群Ｚ２の情報と、第１及び第２車群Ｚ１，Ｚ２の前方にある信号機１１１の信号サイクル情報と、に基づいて、第１又は第２車群Ｚ１，Ｚ２に属する車両Ｍ１〜Ｍ７のうち信号機１１１で停止する停止車両群を予測し、停止した場合の停止車両群の後端の位置を自車Ｍ０の目標停止位置の基準にして、自車Ｍ０の減速支援制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば信号機などで停止する際の車両の減速を支援する減速支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の減速支援装置が知られている。この装置は、自車が停止する際に警報によって減速支援制御を行う装置である。自車前方に先行車が存在し、先行車と自車とを停止させる停止地点が前方に存在するときには、警報のタイミングを早めることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０４８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自車前方に複数台の先行車が存在する場合もあり、そのうちの複数台の先行車が停止地点と自車との間で停止する場合もあり得る。上記特許文献１の減速支援装置によれば、前方の複数台の先行車が停止した場合には、想定よりも早く自車の停止が必要であるところ、警報のタイミングが遅くなり、自車の大きな減速が必要になってしまう等の問題がある。この種の減速支援装置にあっては、自車前方に複数台の先行車が存在するといった交通状況に対応し、停止する前の早い段階での減速支援を開始することが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明は、自車前方に複数台の先行車が存在する場合にも、停止する前の早い段階で自車の減速支援を可能とする減速支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の減速支援装置は、自車前方の第１の車群に関して路側機から得られる第１の車群の情報と、自車に搭載される検知手段の検知情報に基づいて得られる第２の車群の情報と、第１及び第２の車群の前方にある信号機の信号サイクル情報と、に基づいて、第１又は第２の車群に属する車両のうち信号機の手前で停止する停止車両群を予測し、停止車両群が停止した場合における停止車両群の後端の位置を自車の目標停止位置の基準にして、自車の減速支援制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
この減速支援装置では、路側機と自車搭載の検知手段とにより、自車前方の第１及び第２の車群の情報を得ることができる。従って、自車前方に複数台の先行車が存在する場合にも、これら複数台の先行車の情報を第１及び第２の車群の情報として得ることができる。そして、信号機の信号サイクル情報にも更に基づいて、上記複数台の先行車のうち信号機で停止する停止車両群が予測される。そして、停止車両群の後端の位置を停止位置の基準として、自車の減速支援制御が行われる。このように、本発明の減速支援装置によれば、自車前方の複数台の先行車を考慮に含めることで、停止前の早い段階で自車の減速支援が可能になる。
【０００８】
具体的には、第１の車群は、自車と信号機の停止線位置との間に位置し、第２の車群は、自車と第１の車群との間に位置することとしてもよい。
【０００９】
また、第１の車群の情報は、第１の車群に属する車両の台数、第１の車群の車群長さ、第１の車群における平均車両間距離、及び第１の車群における平均車速を含み、第２の車群の情報は、第２の車群に属する車両の台数、第２の車群の車群長さ、第２の車群における平均車両間距離、及び第２の車群における平均車速を含んでおり、第２の車群の情報は、路側機から路車間通信によって得られた第１の車群の情報と、自車の検知手段で得られた検知情報と、に基づいて推定により得られることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の減速支援装置によれば、自車前方に複数台の先行車が存在する場合にも、停止する前の早い段階で自車の減速支援が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の減速支援装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の減速支援装置が用いられる交差点付近の交通状況を示す図である。
【図３】路側システムによる第１車群検出処理を示すフローチャートである。
【図４】図１の減速支援装置による減速支援処理を示すフローチャートである。
【図５】図１の減速支援装置による減速支援処理を示すフローチャートである。
【図６】車両の車速と車両間距離との関係を示すグラフである。
【図７】図１の減速支援装置が用いられる交差点付近の交通状況を示す図である。
【図８】（ａ）は、車両の停止線位置までの距離と車速との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、そのグラフによって規定される通過領域と停止領域とを示す図である。
【図９】図２の交差点付近において、自車が停止する際の先行車の状態を示す図である。
【図１０】（ａ）は、交差点に向かう道路上の車両を示す図であり、（ｂ）は、その車両の車速の推移を示すグラフであり、（ｃ）は、その車両の駆動力の推移を示すグラフである。
【図１１】交差点の手前で停止する車両において、停止線からの距離と車速との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の減速支援装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図１３】図１２の減速支援装置が用いられる交差点付近の交通状況を示す図である。
【図１４】自車が検知エリアに入った状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る減速支援装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１に示す減速支援装置１は、自動車に搭載され、自車が信号機等で停止する際の減速を支援する装置である。減速支援装置１は、制御装置３と、車載路車間通信機５と、ナビゲーション装置７と、先行車検知センサ９と、スロットル制御装置１１と、スロットルアクチュエータ１３と、を備えている。
【００１４】
制御装置３は、減速支援装置１の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。車載路車間通信機５は、通信アンテナ５ａを介して路側路車間通信機（後述する）との間で路車間通信を行い、自車が現在走行中の道路に関する種々の情報を取得する。車載路車間通信機５は、取得された情報を、通信情報信号として制御装置３に送信する。
【００１５】
ナビゲーション装置７は、ＧＰＳアンテナ７ａを介してＧＰＳ衛星からの電波を受信し、自車の現在位置情報を取得する。ナビゲーション装置７は、取得された情報を、現在位置信号として制御装置３に送信する。先行車検知センサ９は、自車周辺の物体を検出するセンサであり、例えばミリ波レーダが採用される。この場合、先行車検知センサ９は、自車の前側の中央に取り付けられ、ミリ波を水平面内でスキャンしながら自車前方に向けて送信し、反射してきたミリ波を受信する。先行車検知センサ９は、上記ミリ波の送受信情報をレーダ信号として制御装置３に送信する。制御装置３は、レーダ信号に基づいて、自車前方を走行する先行車の位置及び速度などを取得することができる。なお、ここでは、自車の直前を走行する１台の先行車についてのみ、先行車検知センサ９で位置及び速度などの情報が取得されるものとする。
【００１６】
スロットル制御装置１１は、制御装置３の指令に基づいて、スロットル駆動制御を行う。スロットルアクチュエータ１３は、スロットル制御装置１１の指令に基づいてエンジン吸入空気量調整弁を駆動する。自車が信号機等で停止する場合においては、スロットル制御装置１１及びスロットルアクチュエータ１３によって、制御装置３で算出される指令値に応じた自車の減速が行われる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、自車Ｍ０の減速支援装置１が使用される交差点１００には、路側システム１０１が設置されている。路側システム１０１は、道路の交通状況に関する諸情報等を収集し、車車間通信によって当該道路を走行する各車両に情報を提供するためのシステムである。路側システム１０１は、信号機１１１と、路側センサ１１３と、路側路車間通信機１１５と、を有している。信号機１１１は、例えば予め設定された信号サイクル情報に従って、青信号、黄信号、赤信号の順に信号表示を切り替えながら表示する。信号サイクル情報には、信号表示の切り替わりサイクルや切り替わり時期などの情報が含まれる。交差点１００に向かって走行する自車Ｍ０及び先行車は、信号機１１１の信号表示に従って、交差点１００を通過するか、又は交差点１００の手前で停止する。
【００１８】
路側センサ１１３は、具体的には、交差点１００の停止線の位置ｐ０で道路上方に設けられたカメラであり、検知エリア１１３ａ内を撮像して道路上の車両を検出し、検出車両に関する検出車両情報を取得する。路側センサ１１３では、例えば、検出車両の台数、速度、位置などの情報が検出車両情報として取得される。路側路車間通信機１１５は、通信アンテナ１１５ａを介して前述の車載路車間通信機５との間で路車間通信を行い、種々の情報を車両に提供する。具体的には、路側路車間通信機１１５は、前述した信号機１１１からの信号サイクル情報と、路側センサ１１３からの検出車両情報と、を収集し自車Ｍ０の車載路車間通信機５に送信する。
【００１９】
また、路側路車間通信機１１５からは、交差点１００のＩＤ情報や停止線位置ｐ０の座標情報など、交差点１００特有の各情報も車載路車間通信機５に送信される。自車Ｍ０の減速支援装置１は、車載路車間通信機５からの情報を受信することにより、路側センサ１１３で検知された検出車両の車速、位置等の情報を認識することができる。また、減速支援装置１は、信号サイクル情報に基づいて、「信号機１１１は○○秒後に赤信号に切り替わる」といった情報を認識することができる。
【００２０】
以下、路側システム１０１及び自車Ｍ０の減速支援装置１が行う処理について説明する。
【００２１】
今、図２に示すように、自車Ｍ０と停止線位置ｐ０との間に複数台の先行車が存在し、先行車及び自車Ｍ０は交差点１００に向かって走行しているものとする。これらの先行車を、前の車両から順にＭ１，Ｍ２，Ｍ３，…の符号を付して示す。また、先行車のうち、路側センサ１１３の検知エリア１１３ａ内に位置する車両の群（すなわち、上記検出車両の群）を「第１車群」と称し、路側センサ１１３の検知エリア１１３ａ外に位置する車両の群を「第２車群」と称する。また、第１車群と第２車群とを合わせた車群（すなわち、先行車全部を含む車群）を「第０車群」と称する場合がある。
【００２２】
路側システム１０１は、図３に示す第１車群検出処理を行う。すなわち、路側センサ１１３が撮像を行い（Ｓ１０１）、検知エリア１１３ａ内に存在する車両（第１車群Ｚ１に属する車両）を検出する（Ｓ１０３）。そして、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の車両台数Ｎ１を検出する（Ｓ１０５）。図２の例では、３台の先行車Ｍ１〜Ｍ３が検知エリア１１３ａ内に位置しており、Ｎ１＝３である。更に、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の最後尾の位置ｐ１を検出する（Ｓ１０７）。位置ｐ１は、路側センサ１１３による撮像画像の画像処理により検出される。次に、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の長さＬ１を算出する（Ｓ１０９）。第１車群Ｚ１の長さＬ１としては、停止線位置ｐ０から位置ｐ１までの距離を求めればよく、Ｌ１＝｜Ｐ１−Ｐ０｜の演算で求められる。上式のＰ１は位置ｐ１の座標値であり、Ｐ０は停止線位置ｐ０の座標値である。
【００２３】
次に、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の平均車速Ｖ１を検出する（Ｓ１１１）。路側センサ１１３は、撮像した各車両の速度を認識可能であるので、ここでは、各車両の速度を平均することで平均車速Ｖ１が求められる。次に、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の平均車両間距離Ｔ１を算出する（Ｓ１１３）。ここでは、Ｔ１＝Ｌ１／Ｎ１の演算により、平均車両間距離Ｔ１が求められる。
【００２４】
次に、路側センサ１１３は、得られた車両台数Ｎ１、車群長さＬ１、平均車両間距離Ｔ１、及び平均車速Ｖ１を、路側路車間通信機１１５にデータ出力する（Ｓ１１５）。路側路車間通信機１１５は、上記の第１車群Ｚ１の情報Ｎ１，Ｌ１，Ｔ１，Ｖ１を、車載路車間通信機５に送信する（Ｓ１１７）。なお、ここでは、停止線位置ｐ０の位置情報や、信号機１１１からの信号サイクル情報といったような、第１車群Ｚ１とは無関係の各種の情報も路側路車間通信機１１５から送信される。
【００２５】
一方、自車Ｍ０の減速支援装置１は、５０ミリ秒〜１秒程度の一定周期で、図４及び図５に示す処理を繰り返す。まず、減速支援装置１の車載路車間通信機５は、上記の車両台数Ｎ１、車群長さＬ１、平均車両間距離Ｔ１、及び平均車速Ｖ１を含む第１車群Ｚ１の情報を、路側路車間通信機１１５から受信する（Ｓ２０１）。受信された情報は、通信情報信号として制御装置３に送信され制御装置３で認識される。
【００２６】
次に、制御装置３は、先行車検知センサ９からのレーダ信号に基づいて、自車Ｍ０の直前の先行車（ここでは、先行車Ｍ７）の車速Ｖ３と、当該先行車との間の前方車間距離Ｄ２とを取得する（Ｓ２０３）。更に、制御装置３は、ナビゲーション装置７からの現在位置信号に基づいて、自車Ｍ０の現在位置ｐ２を取得する（Ｓ２０５）。そして、制御装置３は、自車Ｍ０の現在位置ｐ２から停止線位置ｐ０までの距離Ｄ１を算出する（Ｓ２０７）。この距離Ｄ１は、Ｄ１＝｜Ｐ２−Ｐ０｜の演算で求められる。上式のＰ２は現在位置ｐ２の座標値である。
【００２７】
次に、制御装置３は、第２車群Ｚ２の長さＬ２を算出する（Ｓ２０９）。この車群長さＬ２は、Ｌ２＝Ｄ１−Ｄ２−Ｌ１の演算で求められる。次に、制御装置３は、第２車群Ｚ２の平均車速Ｖ２を算出する（Ｓ２１１）。この平均車速Ｖ２は、Ｖ２＝｜Ｖ３−Ｖ１｜／２の演算で求められる。次に、制御装置３は、第２車群Ｚ２の平均車両間距離Ｔ２を算出する（Ｓ２１３）。この平均車両間距離Ｔ２は、次の知見に基づいて算出される。
【００２８】
一般に、車速と車両間距離との関係は、道路状況（例えば、道路の曲率、勾配、車線数など）、や道路に存在する車種（乗用車、大型車など）により変化する。ここでは、車速Ｖとの関係における車両間距離Ｔについて、図６に例示するように、一般的な上限Ｔ＝ｆｍａｘ（Ｖ）の曲線と下限Ｔ＝ｆｍｉｎ（Ｖ）の曲線とを設定する。そして、前述の第１車群Ｚ１の平均車速Ｖ１と平均車両間距離Ｔ１との関係が満たされるように、交差点１００付近における車速と車両間距離との関係式Ｔ＝ｆ（ｖ）の曲線を、前述の上限曲線と下限曲線との間で設定する。なお、上記の曲線ｆ，ｆｍａｘ，ｆｍｉｎは互いに相似関係とする。また、平均車速Ｖ１と平均車両間距離Ｔ１との関係が、上限曲線と下限曲線との間の領域から外れた場合には、何れか最寄りの上限曲線又は下限曲線をＴ＝ｆ（ｖ）の曲線として採用する。こうしてＴ＝ｆ（ｖ）の関係が定められれば、平均車両間距離Ｔ２は、Ｔ２＝ｆ（Ｖ２）により求められる。
【００２９】
次に、制御装置３は、第２車群Ｚ２の車両台数Ｎ２を算出する（Ｓ２１５）。この車両台数Ｎ２は、Ｎ２＝Ｌ２／Ｔ２の演算で求められる。例えばここでは、図２に示すように、Ｎ２＝４が算出されたものとして以下説明する。なお、上述した算出方法から理解できるように、第２車群Ｚ２に関する平均車両間距離Ｔ２及び車両台数Ｎ２は、推定値である。上記のような推定演算を行うことにより、検知エリア１１３ａ外の先行車についても、第２車群として纏めて走行状態を把握することができる。
【００３０】
次に、制御装置３は、図５に示すように、第０車群の車両台数Ｎ０を算出する（Ｓ３０１）。この車両台数Ｎ０は、Ｎ０＝Ｎ１＋Ｎ２の演算で求められる。次に、制御装置３は、第０車群の平均車速Ｖ０を算出する（Ｓ３０３）。平均車速Ｖ０は、Ｖ０＝（Ｖ１・Ｎ１＋Ｖ２・Ｎ２）／（Ｎ１＋Ｎ２）の演算で求められる。次に、制御装置３は、路車間通信で得られた信号サイクル情報に基づき、信号機１１１が赤信号に切り替わるまでの時間ｔｒを取得する（Ｓ３０５）。
【００３１】
次に、制御装置３は、図７に示すように、第０車群の中の通過停止境界位置ｐ５を算出し、停止線位置ｐ０から通過停止境界位置ｐ５までの距離Ｄ０を算出する（Ｓ３０７）。「通過停止境界位置」とは、信号機１１１の次の赤信号への切替え前に交差点１００を通過すると予想される車両位置の領域と、信号機１１１の次の赤信号への切替え時に交差点１００の手前（停止線位置ｐ０の手前）で停止すると予想される車両位置の領域と、の境界の位置をいう。すなわち、信号機１１１が次に赤信号に切り替わったときには、通過停止境界位置ｐ５よりも前に位置する車両は交差点１００を通過し、通過停止境界位置ｐ５よりも後に位置する車両は交差点１００の手前で停止すると予想される。このような通過停止境界位置ｐ５は、次の知見に基づいて算出される。
【００３２】
ここで、図８（ａ）に示すように、車両から停止線位置ｐ０までの距離をＤ[m]、車両の速度をＶ[km/h]で表したＤ−Ｖ座標系において、２つのグラフＧ１、Ｇ２を考える。グラフＧ１を表す式は、Ｖ＝(Ｄ／ｔｒ)・３．６である。グラフＧ１よりも上の領域では、信号機１１１が次に赤信号に切り替わるｔｒ秒後までに、車両が停止線位置ｐ０を通過することが可能であり、グラフＧ１よりも下の領域では、ｔｒ秒後までに、車両が停止線位置ｐ０を通過することが不可能であることを意味する。一方、グラフＧ２を表す式は、Ｖ＝√（２・ａ・Ｄ）である。グラフＧ２よりも上の領域では、車両が通常の減速度ａ〔m/s2〕で減速したときに停止線位置ｐ０よりも手前で停止することが不可能であり、グラフＧ２よりも下の領域では、車両が通常の減速度ａ〔m/s2〕で減速したときに停止線位置ｐ０よりも手前で停止することが可能であることを意味する。なお、減速度ａの具体的な値は、車両の通常の減速度として予め設定され、制御装置３に予め記憶されている。
【００３３】
従って、図８（ａ）に示す領域Ａ１は、停止線位置ｐ０で停止可能かつ停止線位置ｐ０を通過不可能な領域であり、この領域Ａ１の車両は、信号機１１１の次の赤信号で停止すると予想する。また、領域Ａ２は、停止線位置ｐ０で停止不可能かつ停止線位置ｐ０を通過可能な領域であり、この領域Ａ２の車両は、信号機１１１の次の赤信号までに交差点１００を通過すると予想する。
【００３４】
領域Ａ３は、停止線位置ｐ０で停止可能かつ停止線位置ｐ０を通過可能な領域であり、この領域Ａ３の車両も、信号機１１１の次の赤信号で停止すると予想する。これは、停止する車両を多めに予想する方が、自車Ｍ０の減速支援制御において、予想が外れたときの無駄な急制動が回避され、安全性や燃費改善効果が高いからである。また、領域Ａ４は、停止線位置ｐ０で停止不可能かつ停止線位置ｐ０を通過不可能な領域であり、この領域Ａ４の車両も、信号機１１１の次の赤信号で停止すると予想する。これは、領域Ａ４の車両は、通常の減速度ａよりも大きい減速度により停止線位置ｐ０で停止可能であるので、通常よりも大きい減速により停止すると予想するものである。
【００３５】
以上をまとめると、車両の停止領域と通過領域との境界線は、図８（ｂ）のようにＶ＝ｈ（Ｄ）を示すグラフとなる。そこで、制御装置３は、このＶ＝ｈ（Ｄ）のグラフを用いて、第０車群の平均車速Ｖ０に基づき、Ｄ０＝ｈ−１（Ｖ０）の演算によって、停止線位置ｐ０から通過停止境界位置ｐ５までの距離Ｄ０を算出する。以下では、図７に例示するように、通過停止境界位置ｐ５が、先行車Ｍ４とＭ５との間の位置として算出されたものとして説明する。
【００３６】
次に、制御装置３は、信号機１１１の次の赤信号で停止線位置ｐ０手前で停止すると予想される先行車の台数Ｎｘを算出する（Ｓ３０９）。以下、信号機１１１の次の赤信号で停止線位置ｐ０手前で停止すると予想される先行車の群を「停止車両群Ｙ」と称する。停止車両群Ｙの車両台数Ｎｘは、Ｎｘ＝Ｎ０・（Ｌ０−Ｄ０）／Ｌ０の演算で求められる。なお、第０車群の車群長さＬ０は、自車Ｍ０から停止線位置ｐ０までの距離Ｄ１と前方車間距離Ｄ２とに基づき、Ｌ０＝Ｄ１−Ｄ２の演算で得られる。ここでは、図７に例示するとおり、台数Ｎｘ＝３と算出される。
【００３７】
そして、Ｎｘ＝３の場合、赤信号で停止する各車両の最終的な状態は、図９の状態であると予想される。すなわち、停止車両群Ｙに属する３台の先行車Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７が停止線位置ｐ０の手前に停止し、更に停止車両群Ｙの後方（先行車Ｍ７の後方）に自車Ｍ０が停止すると予想される。従って、制御装置３は、停止車両群Ｙの後端の位置ｐ６を基準とし、その基準の位置ｐ６から見て所定の車間距離分だけ後方に、自車Ｍ０が停止すべき目標停止位置ｐ７を設定すればよい。そこで、制御装置３は、停止線位置ｐ０から設定すべき目標停止位置ｐ７までの距離Ｄｘを算出する（Ｓ３１１）。具体的には、Ｄｘ＝Ｎｘ・Ｔ０の演算によって、距離Ｄｘを算出する。Ｔ０は、停止状態における停止車両群Ｙの車両間距離である。なお、車両間距離Ｔ０の具体的な値は、赤信号で停止する停止車両群の一般的な車両間距離の値として予め設定され、制御装置３に予め記憶されている。
【００３８】
次に、制御装置３は、Ｄｔ＝Ｄ１−Ｄｘの演算により、自車Ｍ０の目標停止距離Ｄｔを算出する（Ｓ３１３）。次に、制御装置３は、目標停止距離Ｄｔで自車Ｍ０を停止させる制御のための加減速度指令値を算出し、スロットル制御装置１１に送信する（Ｓ３１５）。そして、スロットルアクチュエータ１３が、スロットル制御装置１１の指令に基づいて吸入空気量調整弁を駆動する（Ｓ３１７）ことで、例えば等減速度の自車Ｍ０の減速が行われ、最終的には自車Ｍ０が目標停止位置ｐ７で停止する。
【００３９】
以上説明したように、この減速支援装置１では、路側システム１０１で取得される情報と、自車Ｍ０の先行車検知センサ９などで取得される情報と、に基づいて、複数の先行車からなる第１及び第２車群Ｚ１，Ｚ２の情報を得ることができる。そして、信号機１１１の信号サイクル情報にも基づいて、上記先行車のうち信号機１１１で停止する停止車両群Ｙが予測される。そして、停止車両群Ｙの後端の位置ｐ６を基準として、目標停止位置ｐ７を定め、当該目標停止位置ｐ７で自車Ｍ０を停止させるように減速支援制御が行われる。このように、減速支援装置１によれば、自車Ｍ０前方の複数台の先行車Ｍ１〜Ｍ７を考慮に含めて自車Ｍ０の目標停止位置ｐ７を定めることにより、停止前の早い段階から自車Ｍ０の減速支援が可能になる。
【００４０】
また、この減速支援装置１では、路車間通信で取得可能な第１車群Ｚ１の情報だけでなく、路車間通信のみでは検知できない第２車群Ｚ２の情報も推定等により取得している。すなわち、減速支援装置１は、路車間通信で得られた情報と、車載の検知装置（先行車検知センサ９やナビゲーション装置７等）で得られた情報と、に基づいて第２車群Ｚ２の走行状態に関する情報を推定演算等で取得し、その結果、先行車全体（第０車群）に関する情報を取得している。従って、自車Ｍ０の先行車すべてが検知エリア１１３ａに入らなくても、先行車全体の走行状態を把握することができる。換言すれば、先行車すべてが検知エリア１１３ａに入る前の早い時点から、先行車全体の走行を予測可能であるので、信号機１１１との関係における自車Ｍ０の減速制御を早めに開始することができ、その結果、安全性や燃費改善効果に優れた自車Ｍ０の減速支援制御が可能になる。
【００４１】
この種の減速支援制御の基本的な考え方は、図１０に示すようなものである。今、図１０（ａ）に示すように、車両Ｍが信号機１１１を有する交差点１００に向かって単独で走行しており、同図に示される道路上の各位置に車両Ｍが到達した時点で、信号機１１１が青信号→黄信号→赤信号に切り替わるものとする。車両Ｍの減速支援制御を行わない場合には、図１０（ｂ）のグラフＪ０で示されるように、信号機１１１が赤信号に切り替わった後に、車両Ｍが減速を開始する。このとき、車両Ｍの駆動力は、図１０（ｃ）のグラフＫ０で示すように推移する。
【００４２】
これに対して、路車間通信を利用した車両Ｍの減速支援制御を行った場合には、制御システムは事前に赤信号への切り替え時期を認識することができる。なお、制御開始条件は、車両Ｍが信号機１１１の赤信号で停止すべき旨判断され、車両Ｍが通常の減速では停止線で停止できない状態になった場合（図８（ａ）の領域Ａ２又はＡ４に相当）とする。減速支援制御によれば、図１０（ｂ）のグラフＪ１で示されるように、信号機１１１が赤信号に切り替わる前に、車両Ｍが減速を開始する。このとき、車両Ｍの駆動力は、図１０（ｃ）のグラフＫ１で示すように推移する。従って、車両Ｍの減速支援制御を行った場合には、行わない場合に比較して、図１０（ｃ）中にハッチングで示す分の燃料が節約される。
【００４３】
更に、上述した減速支援装置１によれば、先行車の交通状況も反映させて、車両Ｍの減速支援制御を行うことができる。例えば、図１１のグラフＲ１に示されるように、先行車の交通状況を考慮しない制御を行った場合には、停止線位置ｐ０で車両Ｍを停止させることを目標として車両Ｍが減速制御される。ところが、減速中に車両Ｍが先行車に接近し、グラフＲ１上のポイントｒでドライバ自身が制動操作を行う必要が発生する。従って、車両Ｍの車速の推移は、グラフＲ１’に示すようなものとなる。これに対し、先行車の交通状況を反映させる減速支援装置１によれば、前方に停止する先行車台数の予測に基づき、早い時点で目標停止位置ｐ７が決定される。そして、車両Ｍを目標停止位置ｐ７で停止させるように、例えば等減速で車両Ｍの減速制御が行われ、車両Ｍの車速はグラフＲ２のように推移する。従って、図１１中にハッチングで示す分の燃料が更に節約される。
【００４４】
（第２実施形態）
図１２は、本発明の第２実施形態に係る減速支援装置３０１と路側システム１０１とを示す。図１２に示すように、減速支援装置３０１は、先行車検知センサ９を備えていない点において減速支援装置１（図１）とは異なっている。図１２の減速支援装置３０１について、減速支援装置１と同一又は同等の構成要素には、図１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４５】
この場合、減速支援装置３０１は、直前の先行車Ｍ７の位置や車速を取得することができないが、図１３に示すように、自車Ｍ０を第２車群Ｚ２の最後尾車両と位置づけて取り扱えば、減速支援装置１と同様の処理が可能である。この場合、例えば、減速制御の演算に用いる第２車群Ｚ２の最後尾車両の車速Ｖ３は、自車Ｍ０の車速であり、自車Ｍ０の車速センサ３０３（図１２）から取得すればよい。また、第２車群Ｚ２の後端の位置も、自車Ｍ０の現在位置ｐ２としてナビゲーション装置７から取得可能である。また、第２車群の車群長さＬ２は、Ｌ２＝Ｄ１−Ｌ１とすればよく、第０車群の車群長さＬ０は、Ｌ０＝Ｄ１とすればよい。また、停止車両群Ｙの台数Ｎｘは、自車Ｍ０分を除いてＮｘ−１とすればよい。このように、先行車検知センサを省略した減速支援装置３０１においても、減速支援装置１と同様の作用効果を得ることができる。
【００４６】
なお、図１４に示すように、減速支援装置１又は３０１を搭載した自車Ｍ０が検知エリア１１３ａ内に入ったときには、路車間通信で得られる各検出車両の位置情報及び車速情報と、自車Ｍ０の現在位置情報及び車速情報と、を照合することで、自車Ｍ０が検出車両のうちの何台目であるかを認識することができ、自車Ｍ０の前方の先行車の台数を認識することができる。自車Ｍ０の現在位置情報はナビゲーション装置７から得ることができ、自車Ｍ０の車速情報は車速センサから得ることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，３０１…減速支援装置 ７…ナビゲーション装置（検知手段） ９…先行車検知センサ（検知手段） １０１…路側システム（路側機） １１１…信号機 ｐ６…停止車両群の後端位置 ｐ７…目標停止位置 Ｍ０…自車 Ｙ…停止車両群 Ｚ１…第１車群 Ｚ２…第２車群
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば信号機などで停止する際の車両の減速を支援する減速支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の減速支援装置が知られている。この装置は、自車が停止する際に警報によって減速支援制御を行う装置である。自車前方に先行車が存在し、先行車と自車とを停止させる停止地点が前方に存在するときには、警報のタイミングを早めることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０４８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自車前方に複数台の先行車が存在する場合もあり、そのうちの複数台の先行車が停止地点と自車との間で停止する場合もあり得る。上記特許文献１の減速支援装置によれば、前方の複数台の先行車が停止した場合には、想定よりも早く自車の停止が必要であるところ、警報のタイミングが遅くなり、自車の大きな減速が必要になってしまう等の問題がある。この種の減速支援装置にあっては、自車前方に複数台の先行車が存在するといった交通状況に対応し、停止する前の早い段階での減速支援を開始することが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明は、自車前方に複数台の先行車が存在する場合にも、停止する前の早い段階で自車の減速支援を可能とする減速支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の減速支援装置は、自車前方の第１の車群に関して路側機から得られる第１の車群の情報と、自車に搭載される検知手段の検知情報に基づいて得られる第２の車群の情報と、第１及び第２の車群の前方にある信号機の信号サイクル情報と、に基づいて、第１又は第２の車群に属する車両のうち信号機の手前で停止する停止車両群を予測し、停止車両群が停止した場合における停止車両群の後端の位置を自車の目標停止位置の基準にして、自車の減速支援制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
この減速支援装置では、路側機と自車搭載の検知手段とにより、自車前方の第１及び第２の車群の情報を得ることができる。従って、自車前方に複数台の先行車が存在する場合にも、これら複数台の先行車の情報を第１及び第２の車群の情報として得ることができる。そして、信号機の信号サイクル情報にも更に基づいて、上記複数台の先行車のうち信号機で停止する停止車両群が予測される。そして、停止車両群の後端の位置を停止位置の基準として、自車の減速支援制御が行われる。このように、本発明の減速支援装置によれば、自車前方の複数台の先行車を考慮に含めることで、停止前の早い段階で自車の減速支援が可能になる。
【０００８】
具体的には、第１の車群は、自車と信号機の停止線位置との間に位置し、第２の車群は、自車と第１の車群との間に位置することとしてもよい。
【０００９】
また、第１の車群の情報は、第１の車群に属する車両の台数、第１の車群の車群長さ、第１の車群における平均車両間距離、及び第１の車群における平均車速を含み、第２の車群の情報は、第２の車群に属する車両の台数、第２の車群の車群長さ、第２の車群における平均車両間距離、及び第２の車群における平均車速を含んでおり、第２の車群の情報は、路側機から路車間通信によって得られた第１の車群の情報と、自車の検知手段で得られた検知情報と、に基づいて推定により得られることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の減速支援装置によれば、自車前方に複数台の先行車が存在する場合にも、停止する前の早い段階で自車の減速支援が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の減速支援装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の減速支援装置が用いられる交差点付近の交通状況を示す図である。
【図３】路側システムによる第１車群検出処理を示すフローチャートである。
【図４】図１の減速支援装置による減速支援処理を示すフローチャートである。
【図５】図１の減速支援装置による減速支援処理を示すフローチャートである。
【図６】車両の車速と車両間距離との関係を示すグラフである。
【図７】図１の減速支援装置が用いられる交差点付近の交通状況を示す図である。
【図８】（ａ）は、車両の停止線位置までの距離と車速との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、そのグラフによって規定される通過領域と停止領域とを示す図である。
【図９】図２の交差点付近において、自車が停止する際の先行車の状態を示す図である。
【図１０】（ａ）は、交差点に向かう道路上の車両を示す図であり、（ｂ）は、その車両の車速の推移を示すグラフであり、（ｃ）は、その車両の駆動力の推移を示すグラフである。
【図１１】交差点の手前で停止する車両において、停止線からの距離と車速との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の減速支援装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図１３】図１２の減速支援装置が用いられる交差点付近の交通状況を示す図である。
【図１４】自車が検知エリアに入った状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る減速支援装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１に示す減速支援装置１は、自動車に搭載され、自車が信号機等で停止する際の減速を支援する装置である。減速支援装置１は、制御装置３と、車載路車間通信機５と、ナビゲーション装置７と、先行車検知センサ９と、スロットル制御装置１１と、スロットルアクチュエータ１３と、を備えている。
【００１４】
制御装置３は、減速支援装置１の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。車載路車間通信機５は、通信アンテナ５ａを介して路側路車間通信機（後述する）との間で路車間通信を行い、自車が現在走行中の道路に関する種々の情報を取得する。車載路車間通信機５は、取得された情報を、通信情報信号として制御装置３に送信する。
【００１５】
ナビゲーション装置７は、ＧＰＳアンテナ７ａを介してＧＰＳ衛星からの電波を受信し、自車の現在位置情報を取得する。ナビゲーション装置７は、取得された情報を、現在位置信号として制御装置３に送信する。先行車検知センサ９は、自車周辺の物体を検出するセンサであり、例えばミリ波レーダが採用される。この場合、先行車検知センサ９は、自車の前側の中央に取り付けられ、ミリ波を水平面内でスキャンしながら自車前方に向けて送信し、反射してきたミリ波を受信する。先行車検知センサ９は、上記ミリ波の送受信情報をレーダ信号として制御装置３に送信する。制御装置３は、レーダ信号に基づいて、自車前方を走行する先行車の位置及び速度などを取得することができる。なお、ここでは、自車の直前を走行する１台の先行車についてのみ、先行車検知センサ９で位置及び速度などの情報が取得されるものとする。
【００１６】
スロットル制御装置１１は、制御装置３の指令に基づいて、スロットル駆動制御を行う。スロットルアクチュエータ１３は、スロットル制御装置１１の指令に基づいてエンジン吸入空気量調整弁を駆動する。自車が信号機等で停止する場合においては、スロットル制御装置１１及びスロットルアクチュエータ１３によって、制御装置３で算出される指令値に応じた自車の減速が行われる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、自車Ｍ０の減速支援装置１が使用される交差点１００には、路側システム１０１が設置されている。路側システム１０１は、道路の交通状況に関する諸情報等を収集し、車車間通信によって当該道路を走行する各車両に情報を提供するためのシステムである。路側システム１０１は、信号機１１１と、路側センサ１１３と、路側路車間通信機１１５と、を有している。信号機１１１は、例えば予め設定された信号サイクル情報に従って、青信号、黄信号、赤信号の順に信号表示を切り替えながら表示する。信号サイクル情報には、信号表示の切り替わりサイクルや切り替わり時期などの情報が含まれる。交差点１００に向かって走行する自車Ｍ０及び先行車は、信号機１１１の信号表示に従って、交差点１００を通過するか、又は交差点１００の手前で停止する。
【００１８】
路側センサ１１３は、具体的には、交差点１００の停止線の位置ｐ０で道路上方に設けられたカメラであり、検知エリア１１３ａ内を撮像して道路上の車両を検出し、検出車両に関する検出車両情報を取得する。路側センサ１１３では、例えば、検出車両の台数、速度、位置などの情報が検出車両情報として取得される。路側路車間通信機１１５は、通信アンテナ１１５ａを介して前述の車載路車間通信機５との間で路車間通信を行い、種々の情報を車両に提供する。具体的には、路側路車間通信機１１５は、前述した信号機１１１からの信号サイクル情報と、路側センサ１１３からの検出車両情報と、を収集し自車Ｍ０の車載路車間通信機５に送信する。
【００１９】
また、路側路車間通信機１１５からは、交差点１００のＩＤ情報や停止線位置ｐ０の座標情報など、交差点１００特有の各情報も車載路車間通信機５に送信される。自車Ｍ０の減速支援装置１は、車載路車間通信機５からの情報を受信することにより、路側センサ１１３で検知された検出車両の車速、位置等の情報を認識することができる。また、減速支援装置１は、信号サイクル情報に基づいて、「信号機１１１は○○秒後に赤信号に切り替わる」といった情報を認識することができる。
【００２０】
以下、路側システム１０１及び自車Ｍ０の減速支援装置１が行う処理について説明する。
【００２１】
今、図２に示すように、自車Ｍ０と停止線位置ｐ０との間に複数台の先行車が存在し、先行車及び自車Ｍ０は交差点１００に向かって走行しているものとする。これらの先行車を、前の車両から順にＭ１，Ｍ２，Ｍ３，…の符号を付して示す。また、先行車のうち、路側センサ１１３の検知エリア１１３ａ内に位置する車両の群（すなわち、上記検出車両の群）を「第１車群」と称し、路側センサ１１３の検知エリア１１３ａ外に位置する車両の群を「第２車群」と称する。また、第１車群と第２車群とを合わせた車群（すなわち、先行車全部を含む車群）を「第０車群」と称する場合がある。
【００２２】
路側システム１０１は、図３に示す第１車群検出処理を行う。すなわち、路側センサ１１３が撮像を行い（Ｓ１０１）、検知エリア１１３ａ内に存在する車両（第１車群Ｚ１に属する車両）を検出する（Ｓ１０３）。そして、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の車両台数Ｎ１を検出する（Ｓ１０５）。図２の例では、３台の先行車Ｍ１〜Ｍ３が検知エリア１１３ａ内に位置しており、Ｎ１＝３である。更に、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の最後尾の位置ｐ１を検出する（Ｓ１０７）。位置ｐ１は、路側センサ１１３による撮像画像の画像処理により検出される。次に、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の長さＬ１を算出する（Ｓ１０９）。第１車群Ｚ１の長さＬ１としては、停止線位置ｐ０から位置ｐ１までの距離を求めればよく、Ｌ１＝｜Ｐ１−Ｐ０｜の演算で求められる。上式のＰ１は位置ｐ１の座標値であり、Ｐ０は停止線位置ｐ０の座標値である。
【００２３】
次に、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の平均車速Ｖ１を検出する（Ｓ１１１）。路側センサ１１３は、撮像した各車両の速度を認識可能であるので、ここでは、各車両の速度を平均することで平均車速Ｖ１が求められる。次に、路側センサ１１３は、第１車群Ｚ１の平均車両間距離Ｔ１を算出する（Ｓ１１３）。ここでは、Ｔ１＝Ｌ１／Ｎ１の演算により、平均車両間距離Ｔ１が求められる。
【００２４】
次に、路側センサ１１３は、得られた車両台数Ｎ１、車群長さＬ１、平均車両間距離Ｔ１、及び平均車速Ｖ１を、路側路車間通信機１１５にデータ出力する（Ｓ１１５）。路側路車間通信機１１５は、上記の第１車群Ｚ１の情報Ｎ１，Ｌ１，Ｔ１，Ｖ１を、車載路車間通信機５に送信する（Ｓ１１７）。なお、ここでは、停止線位置ｐ０の位置情報や、信号機１１１からの信号サイクル情報といったような、第１車群Ｚ１とは無関係の各種の情報も路側路車間通信機１１５から送信される。
【００２５】
一方、自車Ｍ０の減速支援装置１は、５０ミリ秒〜１秒程度の一定周期で、図４及び図５に示す処理を繰り返す。まず、減速支援装置１の車載路車間通信機５は、上記の車両台数Ｎ１、車群長さＬ１、平均車両間距離Ｔ１、及び平均車速Ｖ１を含む第１車群Ｚ１の情報を、路側路車間通信機１１５から受信する（Ｓ２０１）。受信された情報は、通信情報信号として制御装置３に送信され制御装置３で認識される。
【００２６】
次に、制御装置３は、先行車検知センサ９からのレーダ信号に基づいて、自車Ｍ０の直前の先行車（ここでは、先行車Ｍ７）の車速Ｖ３と、当該先行車との間の前方車間距離Ｄ２とを取得する（Ｓ２０３）。更に、制御装置３は、ナビゲーション装置７からの現在位置信号に基づいて、自車Ｍ０の現在位置ｐ２を取得する（Ｓ２０５）。そして、制御装置３は、自車Ｍ０の現在位置ｐ２から停止線位置ｐ０までの距離Ｄ１を算出する（Ｓ２０７）。この距離Ｄ１は、Ｄ１＝｜Ｐ２−Ｐ０｜の演算で求められる。上式のＰ２は現在位置ｐ２の座標値である。
【００２７】
次に、制御装置３は、第２車群Ｚ２の長さＬ２を算出する（Ｓ２０９）。この車群長さＬ２は、Ｌ２＝Ｄ１−Ｄ２−Ｌ１の演算で求められる。次に、制御装置３は、第２車群Ｚ２の平均車速Ｖ２を算出する（Ｓ２１１）。この平均車速Ｖ２は、Ｖ２＝｜Ｖ３−Ｖ１｜／２の演算で求められる。次に、制御装置３は、第２車群Ｚ２の平均車両間距離Ｔ２を算出する（Ｓ２１３）。この平均車両間距離Ｔ２は、次の知見に基づいて算出される。
【００２８】
一般に、車速と車両間距離との関係は、道路状況（例えば、道路の曲率、勾配、車線数など）、や道路に存在する車種（乗用車、大型車など）により変化する。ここでは、車速Ｖとの関係における車両間距離Ｔについて、図６に例示するように、一般的な上限Ｔ＝ｆｍａｘ（Ｖ）の曲線と下限Ｔ＝ｆｍｉｎ（Ｖ）の曲線とを設定する。そして、前述の第１車群Ｚ１の平均車速Ｖ１と平均車両間距離Ｔ１との関係が満たされるように、交差点１００付近における車速と車両間距離との関係式Ｔ＝ｆ（ｖ）の曲線を、前述の上限曲線と下限曲線との間で設定する。なお、上記の曲線ｆ，ｆｍａｘ，ｆｍｉｎは互いに相似関係とする。また、平均車速Ｖ１と平均車両間距離Ｔ１との関係が、上限曲線と下限曲線との間の領域から外れた場合には、何れか最寄りの上限曲線又は下限曲線をＴ＝ｆ（ｖ）の曲線として採用する。こうしてＴ＝ｆ（ｖ）の関係が定められれば、平均車両間距離Ｔ２は、Ｔ２＝ｆ（Ｖ２）により求められる。
【００２９】
次に、制御装置３は、第２車群Ｚ２の車両台数Ｎ２を算出する（Ｓ２１５）。この車両台数Ｎ２は、Ｎ２＝Ｌ２／Ｔ２の演算で求められる。例えばここでは、図２に示すように、Ｎ２＝４が算出されたものとして以下説明する。なお、上述した算出方法から理解できるように、第２車群Ｚ２に関する平均車両間距離Ｔ２及び車両台数Ｎ２は、推定値である。上記のような推定演算を行うことにより、検知エリア１１３ａ外の先行車についても、第２車群として纏めて走行状態を把握することができる。
【００３０】
次に、制御装置３は、図５に示すように、第０車群の車両台数Ｎ０を算出する（Ｓ３０１）。この車両台数Ｎ０は、Ｎ０＝Ｎ１＋Ｎ２の演算で求められる。次に、制御装置３は、第０車群の平均車速Ｖ０を算出する（Ｓ３０３）。平均車速Ｖ０は、Ｖ０＝（Ｖ１・Ｎ１＋Ｖ２・Ｎ２）／（Ｎ１＋Ｎ２）の演算で求められる。次に、制御装置３は、路車間通信で得られた信号サイクル情報に基づき、信号機１１１が赤信号に切り替わるまでの時間ｔｒを取得する（Ｓ３０５）。
【００３１】
次に、制御装置３は、図７に示すように、第０車群の中の通過停止境界位置ｐ５を算出し、停止線位置ｐ０から通過停止境界位置ｐ５までの距離Ｄ０を算出する（Ｓ３０７）。「通過停止境界位置」とは、信号機１１１の次の赤信号への切替え前に交差点１００を通過すると予想される車両位置の領域と、信号機１１１の次の赤信号への切替え時に交差点１００の手前（停止線位置ｐ０の手前）で停止すると予想される車両位置の領域と、の境界の位置をいう。すなわち、信号機１１１が次に赤信号に切り替わったときには、通過停止境界位置ｐ５よりも前に位置する車両は交差点１００を通過し、通過停止境界位置ｐ５よりも後に位置する車両は交差点１００の手前で停止すると予想される。このような通過停止境界位置ｐ５は、次の知見に基づいて算出される。
【００３２】
ここで、図８（ａ）に示すように、車両から停止線位置ｐ０までの距離をＤ[m]、車両の速度をＶ[km/h]で表したＤ−Ｖ座標系において、２つのグラフＧ１、Ｇ２を考える。グラフＧ１を表す式は、Ｖ＝(Ｄ／ｔｒ)・３．６である。グラフＧ１よりも上の領域では、信号機１１１が次に赤信号に切り替わるｔｒ秒後までに、車両が停止線位置ｐ０を通過することが可能であり、グラフＧ１よりも下の領域では、ｔｒ秒後までに、車両が停止線位置ｐ０を通過することが不可能であることを意味する。一方、グラフＧ２を表す式は、Ｖ＝√（２・ａ・Ｄ）である。グラフＧ２よりも上の領域では、車両が通常の減速度ａ〔m/s2〕で減速したときに停止線位置ｐ０よりも手前で停止することが不可能であり、グラフＧ２よりも下の領域では、車両が通常の減速度ａ〔m/s2〕で減速したときに停止線位置ｐ０よりも手前で停止することが可能であることを意味する。なお、減速度ａの具体的な値は、車両の通常の減速度として予め設定され、制御装置３に予め記憶されている。
【００３３】
従って、図８（ａ）に示す領域Ａ１は、停止線位置ｐ０で停止可能かつ停止線位置ｐ０を通過不可能な領域であり、この領域Ａ１の車両は、信号機１１１の次の赤信号で停止すると予想する。また、領域Ａ２は、停止線位置ｐ０で停止不可能かつ停止線位置ｐ０を通過可能な領域であり、この領域Ａ２の車両は、信号機１１１の次の赤信号までに交差点１００を通過すると予想する。
【００３４】
領域Ａ３は、停止線位置ｐ０で停止可能かつ停止線位置ｐ０を通過可能な領域であり、この領域Ａ３の車両も、信号機１１１の次の赤信号で停止すると予想する。これは、停止する車両を多めに予想する方が、自車Ｍ０の減速支援制御において、予想が外れたときの無駄な急制動が回避され、安全性や燃費改善効果が高いからである。また、領域Ａ４は、停止線位置ｐ０で停止不可能かつ停止線位置ｐ０を通過不可能な領域であり、この領域Ａ４の車両も、信号機１１１の次の赤信号で停止すると予想する。これは、領域Ａ４の車両は、通常の減速度ａよりも大きい減速度により停止線位置ｐ０で停止可能であるので、通常よりも大きい減速により停止すると予想するものである。
【００３５】
以上をまとめると、車両の停止領域と通過領域との境界線は、図８（ｂ）のようにＶ＝ｈ（Ｄ）を示すグラフとなる。そこで、制御装置３は、このＶ＝ｈ（Ｄ）のグラフを用いて、第０車群の平均車速Ｖ０に基づき、Ｄ０＝ｈ−１（Ｖ０）の演算によって、停止線位置ｐ０から通過停止境界位置ｐ５までの距離Ｄ０を算出する。以下では、図７に例示するように、通過停止境界位置ｐ５が、先行車Ｍ４とＭ５との間の位置として算出されたものとして説明する。
【００３６】
次に、制御装置３は、信号機１１１の次の赤信号で停止線位置ｐ０手前で停止すると予想される先行車の台数Ｎｘを算出する（Ｓ３０９）。以下、信号機１１１の次の赤信号で停止線位置ｐ０手前で停止すると予想される先行車の群を「停止車両群Ｙ」と称する。停止車両群Ｙの車両台数Ｎｘは、Ｎｘ＝Ｎ０・（Ｌ０−Ｄ０）／Ｌ０の演算で求められる。なお、第０車群の車群長さＬ０は、自車Ｍ０から停止線位置ｐ０までの距離Ｄ１と前方車間距離Ｄ２とに基づき、Ｌ０＝Ｄ１−Ｄ２の演算で得られる。ここでは、図７に例示するとおり、台数Ｎｘ＝３と算出される。
【００３７】
そして、Ｎｘ＝３の場合、赤信号で停止する各車両の最終的な状態は、図９の状態であると予想される。すなわち、停止車両群Ｙに属する３台の先行車Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７が停止線位置ｐ０の手前に停止し、更に停止車両群Ｙの後方（先行車Ｍ７の後方）に自車Ｍ０が停止すると予想される。従って、制御装置３は、停止車両群Ｙの後端の位置ｐ６を基準とし、その基準の位置ｐ６から見て所定の車間距離分だけ後方に、自車Ｍ０が停止すべき目標停止位置ｐ７を設定すればよい。そこで、制御装置３は、停止線位置ｐ０から設定すべき目標停止位置ｐ７までの距離Ｄｘを算出する（Ｓ３１１）。具体的には、Ｄｘ＝Ｎｘ・Ｔ０の演算によって、距離Ｄｘを算出する。Ｔ０は、停止状態における停止車両群Ｙの車両間距離である。なお、車両間距離Ｔ０の具体的な値は、赤信号で停止する停止車両群の一般的な車両間距離の値として予め設定され、制御装置３に予め記憶されている。
【００３８】
次に、制御装置３は、Ｄｔ＝Ｄ１−Ｄｘの演算により、自車Ｍ０の目標停止距離Ｄｔを算出する（Ｓ３１３）。次に、制御装置３は、目標停止距離Ｄｔで自車Ｍ０を停止させる制御のための加減速度指令値を算出し、スロットル制御装置１１に送信する（Ｓ３１５）。そして、スロットルアクチュエータ１３が、スロットル制御装置１１の指令に基づいて吸入空気量調整弁を駆動する（Ｓ３１７）ことで、例えば等減速度の自車Ｍ０の減速が行われ、最終的には自車Ｍ０が目標停止位置ｐ７で停止する。
【００３９】
以上説明したように、この減速支援装置１では、路側システム１０１で取得される情報と、自車Ｍ０の先行車検知センサ９などで取得される情報と、に基づいて、複数の先行車からなる第１及び第２車群Ｚ１，Ｚ２の情報を得ることができる。そして、信号機１１１の信号サイクル情報にも基づいて、上記先行車のうち信号機１１１で停止する停止車両群Ｙが予測される。そして、停止車両群Ｙの後端の位置ｐ６を基準として、目標停止位置ｐ７を定め、当該目標停止位置ｐ７で自車Ｍ０を停止させるように減速支援制御が行われる。このように、減速支援装置１によれば、自車Ｍ０前方の複数台の先行車Ｍ１〜Ｍ７を考慮に含めて自車Ｍ０の目標停止位置ｐ７を定めることにより、停止前の早い段階から自車Ｍ０の減速支援が可能になる。
【００４０】
また、この減速支援装置１では、路車間通信で取得可能な第１車群Ｚ１の情報だけでなく、路車間通信のみでは検知できない第２車群Ｚ２の情報も推定等により取得している。すなわち、減速支援装置１は、路車間通信で得られた情報と、車載の検知装置（先行車検知センサ９やナビゲーション装置７等）で得られた情報と、に基づいて第２車群Ｚ２の走行状態に関する情報を推定演算等で取得し、その結果、先行車全体（第０車群）に関する情報を取得している。従って、自車Ｍ０の先行車すべてが検知エリア１１３ａに入らなくても、先行車全体の走行状態を把握することができる。換言すれば、先行車すべてが検知エリア１１３ａに入る前の早い時点から、先行車全体の走行を予測可能であるので、信号機１１１との関係における自車Ｍ０の減速制御を早めに開始することができ、その結果、安全性や燃費改善効果に優れた自車Ｍ０の減速支援制御が可能になる。
【００４１】
この種の減速支援制御の基本的な考え方は、図１０に示すようなものである。今、図１０（ａ）に示すように、車両Ｍが信号機１１１を有する交差点１００に向かって単独で走行しており、同図に示される道路上の各位置に車両Ｍが到達した時点で、信号機１１１が青信号→黄信号→赤信号に切り替わるものとする。車両Ｍの減速支援制御を行わない場合には、図１０（ｂ）のグラフＪ０で示されるように、信号機１１１が赤信号に切り替わった後に、車両Ｍが減速を開始する。このとき、車両Ｍの駆動力は、図１０（ｃ）のグラフＫ０で示すように推移する。
【００４２】
これに対して、路車間通信を利用した車両Ｍの減速支援制御を行った場合には、制御システムは事前に赤信号への切り替え時期を認識することができる。なお、制御開始条件は、車両Ｍが信号機１１１の赤信号で停止すべき旨判断され、車両Ｍが通常の減速では停止線で停止できない状態になった場合（図８（ａ）の領域Ａ２又はＡ４に相当）とする。減速支援制御によれば、図１０（ｂ）のグラフＪ１で示されるように、信号機１１１が赤信号に切り替わる前に、車両Ｍが減速を開始する。このとき、車両Ｍの駆動力は、図１０（ｃ）のグラフＫ１で示すように推移する。従って、車両Ｍの減速支援制御を行った場合には、行わない場合に比較して、図１０（ｃ）中にハッチングで示す分の燃料が節約される。
【００４３】
更に、上述した減速支援装置１によれば、先行車の交通状況も反映させて、車両Ｍの減速支援制御を行うことができる。例えば、図１１のグラフＲ１に示されるように、先行車の交通状況を考慮しない制御を行った場合には、停止線位置ｐ０で車両Ｍを停止させることを目標として車両Ｍが減速制御される。ところが、減速中に車両Ｍが先行車に接近し、グラフＲ１上のポイントｒでドライバ自身が制動操作を行う必要が発生する。従って、車両Ｍの車速の推移は、グラフＲ１’に示すようなものとなる。これに対し、先行車の交通状況を反映させる減速支援装置１によれば、前方に停止する先行車台数の予測に基づき、早い時点で目標停止位置ｐ７が決定される。そして、車両Ｍを目標停止位置ｐ７で停止させるように、例えば等減速で車両Ｍの減速制御が行われ、車両Ｍの車速はグラフＲ２のように推移する。従って、図１１中にハッチングで示す分の燃料が更に節約される。
【００４４】
（第２実施形態）
図１２は、本発明の第２実施形態に係る減速支援装置３０１と路側システム１０１とを示す。図１２に示すように、減速支援装置３０１は、先行車検知センサ９を備えていない点において減速支援装置１（図１）とは異なっている。図１２の減速支援装置３０１について、減速支援装置１と同一又は同等の構成要素には、図１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４５】
この場合、減速支援装置３０１は、直前の先行車Ｍ７の位置や車速を取得することができないが、図１３に示すように、自車Ｍ０を第２車群Ｚ２の最後尾車両と位置づけて取り扱えば、減速支援装置１と同様の処理が可能である。この場合、例えば、減速制御の演算に用いる第２車群Ｚ２の最後尾車両の車速Ｖ３は、自車Ｍ０の車速であり、自車Ｍ０の車速センサ３０３（図１２）から取得すればよい。また、第２車群Ｚ２の後端の位置も、自車Ｍ０の現在位置ｐ２としてナビゲーション装置７から取得可能である。また、第２車群の車群長さＬ２は、Ｌ２＝Ｄ１−Ｌ１とすればよく、第０車群の車群長さＬ０は、Ｌ０＝Ｄ１とすればよい。また、停止車両群Ｙの台数Ｎｘは、自車Ｍ０分を除いてＮｘ−１とすればよい。このように、先行車検知センサを省略した減速支援装置３０１においても、減速支援装置１と同様の作用効果を得ることができる。
【００４６】
なお、図１４に示すように、減速支援装置１又は３０１を搭載した自車Ｍ０が検知エリア１１３ａ内に入ったときには、路車間通信で得られる各検出車両の位置情報及び車速情報と、自車Ｍ０の現在位置情報及び車速情報と、を照合することで、自車Ｍ０が検出車両のうちの何台目であるかを認識することができ、自車Ｍ０の前方の先行車の台数を認識することができる。自車Ｍ０の現在位置情報はナビゲーション装置７から得ることができ、自車Ｍ０の車速情報は車速センサから得ることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，３０１…減速支援装置 ７…ナビゲーション装置（検知手段） ９…先行車検知センサ（検知手段） １０１…路側システム（路側機） １１１…信号機 ｐ６…停止車両群の後端位置 ｐ７…目標停止位置 Ｍ０…自車 Ｙ…停止車両群 Ｚ１…第１車群 Ｚ２…第２車群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車前方の第１の車群に関して路側機から得られる第１の車群の情報と、自車に搭載される検知手段の検知情報に基づいて得られる第２の車群の情報と、前記第１及び第２の車群の前方にある信号機の信号サイクル情報と、に基づいて、前記第１又は第２の車群に属する車両のうち前記信号機の手前で停止する停止車両群を予測し、
前記停止車両群が停止した場合における前記停止車両群の後端の位置を前記自車の目標停止位置の基準にして、前記自車の減速支援制御を行うことを特徴とする減速支援装置。
【請求項２】
前記第１の車群は、自車と前記信号機の停止線位置との間に位置し、
前記第２の車群は、自車と前記第１の車群との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の減速支援装置。
【請求項３】
前記第１の車群の情報は、
前記第１の車群に属する車両の台数、前記第１の車群の車群長さ、前記第１の車群における平均車両間距離、及び前記第１の車群における平均車速を含み、
前記第２の車群の情報は、
前記第２の車群に属する車両の台数、前記第２の車群の車群長さ、前記第２の車群における平均車両間距離、及び前記第２の車群における平均車速を含んでおり、
前記第２の車群の情報は、
前記路側機から路車間通信によって得られた前記第１の車群の情報と、自車の前記検知手段で得られた前記検知情報と、に基づいて推定により得られることを特徴とする請求項１又は２に記載の減速支援装置。
【請求項１】
自車前方の第１の車群に関して路側機から得られる第１の車群の情報と、自車に搭載される検知手段の検知情報に基づいて得られる第２の車群の情報と、前記第１及び第２の車群の前方にある信号機の信号サイクル情報と、に基づいて、前記第１又は第２の車群に属する車両のうち前記信号機の手前で停止する停止車両群を予測し、
前記停止車両群が停止した場合における前記停止車両群の後端の位置を前記自車の目標停止位置の基準にして、前記自車の減速支援制御を行うことを特徴とする減速支援装置。
【請求項２】
前記第１の車群は、自車と前記信号機の停止線位置との間に位置し、
前記第２の車群は、自車と前記第１の車群との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の減速支援装置。
【請求項３】
前記第１の車群の情報は、
前記第１の車群に属する車両の台数、前記第１の車群の車群長さ、前記第１の車群における平均車両間距離、及び前記第１の車群における平均車速を含み、
前記第２の車群の情報は、
前記第２の車群に属する車両の台数、前記第２の車群の車群長さ、前記第２の車群における平均車両間距離、及び前記第２の車群における平均車速を含んでおり、
前記第２の車群の情報は、
前記路側機から路車間通信によって得られた前記第１の車群の情報と、自車の前記検知手段で得られた前記検知情報と、に基づいて推定により得られることを特徴とする請求項１又は２に記載の減速支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１５４６１９（Ｐ２０１１−１５４６１９Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６７５９（Ｐ２０１０−１６７５９）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]