車速制御装置
【課題】信号機をなるべく停止せずに通過し、燃費の向上や交通渋滞などの緩和をはかる車速制御装置を提供する。
【解決手段】車両の前方の交通信号の表示が切り替わるタイミングに応じて車速を制御する車速制御装置２３において、前記交通信号が通行許可表示に切り替わるまでの時間を検出する検出手段４３と、その検出手段４３で検出された前記時間に、前記交通信号が停止表示である場合に車両が停止すべき位置を表示している停止位置から所定距離手前の位置を通過する際に前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速Ｖｆを求める車速算出手段２３と、前記車速算出手段２３で算出された車速を指示する車速指示手段５１とを備えている。
【解決手段】車両の前方の交通信号の表示が切り替わるタイミングに応じて車速を制御する車速制御装置２３において、前記交通信号が通行許可表示に切り替わるまでの時間を検出する検出手段４３と、その検出手段４３で検出された前記時間に、前記交通信号が停止表示である場合に車両が停止すべき位置を表示している停止位置から所定距離手前の位置を通過する際に前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速Ｖｆを求める車速算出手段２３と、前記車速算出手段２３で算出された車速を指示する車速指示手段５１とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の走行状況や位置情報に基づいて、車両の速度を制御する車速制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に公道を車両が走行する際には、交通規則を守らなければならず、道路標識や信号機（交通信号）表示などの指示に従うことになる。通常の道路標識は、地図情報とともに紙媒体や電子媒体などからその地点を車両が通過するか否かに関わらず、事前に知ることが可能である。一方、信号機表示なども交通管制で電子的に制御されており、これらの情報も電子情報として電波などで発信されていて、その電波と通信可能であれば、その電波を受信し、その信号機がある地点を車両が通過するか否かに関わらず、信号機表示の時間的変化を事前に知ることが可能である。
【０００３】
また、車両はエンジンなどの動力源が設けられており、そのエンジン出力を出力操作装置（例えばアクセルペダル等）を操作することによりスロットル開度が制御され、結果的に車速が制御される。このような通常の出力操作装置とともに、現在の車両は、電子技術の発達によってコンピュータ制御される装置が多くなっており、このような車速の制御も電子的に自動的に行う制御装置が開発されている。
【０００４】
この車両に用いられる制御装置は一般的に複数のマイクロコンピュータを搭載することによるコンピュータ制御によって、制御を実行する。マイクロコンピュータは、データが入力されている記憶装置、演算や命令を読み取る中央処理装置、センサより情報を得る入力装置、目的の挙動をさせるために各種アクチュエータなどを作動させる出力装置などから構成されている。
【０００５】
コンピュータ制御について説明すると、車両の各部位に設けられている各種の機能をコンピュータ制御によって自動的に制御し、走行状態に併せたすぐれた操縦性、安定性および乗り心地が得られるようにする装置もある。このような車両にコンピュータ制御を利用した装置例として、いわゆるオートドライブ（ａｕｔｏ ｄｒｉｖｅ）、クルーズコントロール（ｃｒｕｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）などの車両の走行速度を一定速度に保つ装置がある。
【０００６】
これらの装置はアクセルペダルを操作することなくエンジン出力を制御し、もって、車両の走行速度を制御するシステムである。このようなクルーズコントロールシステムは運転者の運転をアシストするものであり、クルーズコントロールシステムを有する車両では、種々の目的に適合させて車両の実車速（言い換えれば走行車速）と目標車速との偏差に基づいて、実車速を目標車速に一致させるように制御される。
【０００７】
このクルーズコントロールを行う車両制御装置に係る発明が特許文献１に開示されている。特許文献１には、赤信号で安全に停止させるとともに信号間の走行における不要な加減速および停止をできる限り回避して燃費の向上と快適な乗り心地を確保するために、信号と連動させた車両制御装置が記載されている。その車両制御装置とは、信号情報などの道路情報を取得する情報取得手段と先行者情報を検出する先行車両検出手段と車速情報などを持つ走行状態検出手段とから走行を制御のパターンを作成し、さらにその制御パターンを選択できるスイッチと取り消すためのスイッチとを備えているものである。
【０００８】
その走行パターンは情報取得手段からの道路情報と先行車両検出手段からの先行車情報とに基づいて自車両の信号通過の可否を判断することから作成されるものである。この車両走行制御装置では、直前の信号のみではなく将来的に現れる信号の情報なども車両制御するための情報の対象とすることによって車両を制御するため、無駄な加減速や停止を低減するように構成される。また、そのための加減速度は信号に到達する時間に安全マージンを確保した余裕時間を設けることにより、緩やかな加減速で走行制御を行い乗り心地を向上させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−０３９９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献１に記載されている発明では、車両が、交通信号が赤の表示つまり通行不可の状態から青の表示つまり通行可能の状態に切り替わるタイミングで交通信号を通過するために、交通信号直前まで走行パターンにより設定された速度で走行する。この場合に特許文献１にかかる発明では一定の余裕時間、つまり交通信号表示が赤の表示から青の表示に変わってから自車両が交通信号に到達する間に一定の時間を持たせている。しかしながら交通信号通過時に交通信号が青表示に確実に切り替わるか否かこの余裕時間のみでは十分ではなく運転者に不安を与えてしまう。これにより、運転者が手動ブレーキ操作を行い、走行パターンにより設定された車速で走行し続けることが困難となり、未だ改善の余地があった。
【００１１】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、信号交差点を安全かつ、ドライバーに負担を与えることなく自動制御による走行を可能にし、かつ省エネルギー、渋滞緩和等にも好影響を与える走行を可能にする車速制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両の前方の交通信号の表示が切り替わるタイミングに応じて車速を制御する車速制御装置において、前記交通信号が通行許可表示に切り替わるまでの時間を検出する検出手段と、その検出手段で検出された前記時間に、前記交通信号が停止表示である場合に車両が停止すべき停止位置から所定距離手前の位置を通過する際に前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速を求める車速算出手段と、前記車速算出手段で算出された車速を指示する車速指示手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記停止位置から手前の前記所定距離は、前記車両の走行の際に得られている過去の制動時の減速度で減速した場合に前記停止位置までに停止可能な距離であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記車速算出手段は、前記交通信号に向けて減速する制御開始当初に運転者の過去の制動による減速度の平均値である平均減速度で減速し、かつ前記停止位置から所定距離手前の位置に達する直前に運転者の過去の制動による減速度の最大値である最大減速度で減速するとした場合に、前記最大減速度で減速することにより前記停止位置で前記車両を停止させることが可能な車速であって、かつ前記所定距離手前の位置を車両が通過する時点で前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速を求めることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、交通信号を通過する際に交通信号の停止位置から所定距離手前の位置を車両が通過する時点で交通信号の停止表示が通行可表示に切り替わるため、運転者が最大車速に近似するように車速を調整して信号交差点で不要に制動もしくは停止することがなくなり、また車速が制御されているため運転者に負担を与えることなく車速を調整でき、ひいては車両が省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【００１６】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、過去の制動時の減速度により前記停止位置から手前の前記所定距離を定めることから、その平均減速度で適切な減速度を設定して車速を制御するため、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えることなく車速を調整でき、ひいては車両が省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【００１７】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の効果に加えて、平均減速度および最大減速度により制動を行った場合、交通信号の停止位置の所定距離手前の位置で停止可能な速度であり、かつ交通信号を通過することのできる最大車速が求めらる。この最大車速で車両を走行させて、交通信号を通過させることにより、交通信号の停止位置の所定距離手前の位置に車両が差し掛かった際に交通信号が通行許可表示に切り替わるため、交通信号の通行許可表示が交通信号の停止位置（停止線など）の位置になってしまう場合に運転者が感じる不安を減らし、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えずに車速を調整できる。また、交通信号を不要に停止することがないことにより車両の省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係る車速制御装置の第２の制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明に係る車速制御装置が適用される車両の概略的なシステムを示すブロック図である。
【図３】この発明に係る車速制御装置の第１の制御例を示すフローチャートである。
【図４】この発明に係る車速制御装置の第１の制御例の走行距離と車速と時間との関係を表す線図である。
【図５】この発明に係る車速制御装置の第２の制御例の走行距離と車速と時間との関係を表す線図である。
【図６】この発明に係る車速制御装置の第３の制御例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
つぎに、この発明を図を参照してより具体的に説明する。図２は、この発明に係る車速制御装置が適用された車両の概略的なシステムを示すブロック図である。この車両には駆動力源としてのエンジン１が搭載され、エンジン１の出力側には自動変速機２が連結されている。そして、アクセルペダル３の操作状態がアクセル開度センサ４により検知され、その検知信号がエンジン用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）５に入力されている。
【００２０】
また、エンジン１の吸気管６には電子スロットルバルブ７が設けられており、電子スロットルバルブ７の開度を制御するスロットルアクチュエータ８が設けられている。そして、アクセルペダル３の踏み込み量に応じてエンジンＥＣＵ５からスロットルアクチュエータ８に制御信号が出力され、電子スロットルバルブ７の開度が制御される。さらに、エンジン１は、燃料噴射装置９および点火装置１０を備えている。
【００２１】
エンジンＥＣＵ５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主な構成要素とするマイクロコンピュータにより構成されている。このエンジンＥＣＵ５には、アクセル開度センサ４の信号の他に、エンジン回転速度センサ１１の信号、吸入空気量センサ１２の信号、吸入空気温度センサ１３の信号、電子スロットルバルブ７の開度を検出するスロットル開度センサ１４の信号、自動変速機２の出力軸回転数、さらに車速を検出する車速センサ１５の信号、冷却水温度センサ１６の信号、後述するブレーキペダル２７の操作状態を検出するブレーキスイッチ１７の信号などが入力される。
【００２２】
これに対して、エンジンＥＣＵ５からは、スロットルアクチュエータ８を制御する信号、燃料噴射装置９を制御する信号、点火装置１０を制御する信号などが出力される。そして、電子スロットルバルブ７の制御、燃料噴射装置９の制御、点火装置１０の制御の少なくとも一つをおこなうことにより、エンジン１の動作特性、より具体的にはエンジン出力が制御される。
【００２３】
一方、自動変速機２は、トルクコンバータ、ロックアップクラッチ、歯車変速機構、摩擦係合装置などの公知の構造を備えている。自動変速機２の各摩擦係合装置およびロックアップクラッチに作用する油圧は、油圧制御回路１８により電気的に制御される。油圧制御回路１８は、シフトソレノイドバルブ１９やリニアソレノイドバルブ２０を備えている。
【００２４】
そして、油圧制御回路１８のシフトソレノイドバルブ１９およびリニアソレノイドバルブ２０に制御信号を出力する自動変速機用電子制御装置（自動変速機ＥＣＵ）２１が設けられている。この自動変速機ＥＣＵ２１は、エンジンＥＣＵ５と同様に、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主な構成要素とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００２５】
この自動変速機ＥＣＵ２１は、予め記憶している変速線図や演算式に従って入力データに基づく演算をおこない、演算結果に基づいた制御信号を前記シフトソレノイドバルブ１９およびリニアソレノイドバルブ２０に出力し、変速段の設定、変速時における摩擦係合装置の係合・解放の制御、あるいはロックアップクラッチの係合・解放の制御ならびに変速時の過渡油圧の制御などをおこなう。
【００２６】
上記エンジンＥＣＵ５と自動変速機ＥＣＵ２１とは、入出力インターフェースにより相互にデータ通信可能に接続されており、自動変速機用ＥＣＵ２１には、制御データとして、アクセル開度センサ４の信号、スロットル開度センサ１４の信号、車速センサ１５の信号、冷却水温度センサ１６の信号、ブレーキスイッチ１７の信号などが入力される。また、自動変速機ＥＣＵ２１からは、各変速段を設定する信号がエンジンＥＣＵ５に送信されている。
【００２７】
そして、上記エンジンＥＣＵ５と自動変速機ＥＣＵ２１とは、それぞれが車両電子制御装置（車両ＥＣＵ）２３と相互にデータ通信可能に接続されている。車両ＥＣＵ２３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置２４（ＲＡＭ、ＲＯＭ）並びに入出力インターフェースを主な構成要素とするマイクロコンピュータにより構成されている。また、この車両ＥＣＵ２３は運転者（ドライバ）の操作もしくはその他の補助的な入力に対して車両の制駆動力を統括的に制御するとともに、後述するナビゲーションシステム２２からの情報と交通信号情報を取得するための交通情報取得手段４３と車速センサ１５などの車両挙動状態検出装置とに基づいて、エンジンＥＣＵ５と自動変速機ＥＣＵ２１と後述するブレーキ電子制御装置（ブレーキＥＣＵ）２５とを統括的に制御および管理して、後述する車両のクルーズコントロール（車速自動制御）を担う。
【００２８】
また、車両ＥＣＵ２３の記憶装置２４には車両の走行に不可欠な情報が、例えば地図、道路などが記憶されているとともに、これらの情報は読み出し・書き込み可能となっており、受信もしくはダウンロードして適宜アップデートされる。この車両ＥＣＵ２３が本発明における車速制御装置に相当し、つまり車両ＥＣＵ２３はエンジン１の制御など前述した機能とともに本発明における車速制御装置の機能を兼ね備えており、また本発明における車速制御装置の中心として構成されて、後述する第１〜３の制御例における制御フローチャートにおいて、論理演算を行う手段や平均減速度Ａ、最大減速度Ｂ、最大車速Ｖｆを求める手段を有している。ここで、平均減速度Ａとは運転者の過去の制動による減速度の平均値であり、最大減速度Ｂとは運転者の過去の制動による減速度の最大値である。最大車速Ｖｆは第１から３の制御例において後述する式３、５、７によって求める。
【００２９】
また、車両ＥＣＵ２３は、エンジン１および自動変速機２の他にブレーキ装置２６を制御の対象とする。ブレーキ装置２６は、運転者により操作されるブレーキペダル２７と、ブレーキペダル２７の踏み込み力を油圧に変換するマスターシリンダ２８と、各車輪に設けられ、かつ、マスターシリンダ２８に油圧回路を介して接続されたホイールシリンダ２９と、油圧回路に接続されたリザーバ３０と、ホイールシリンダ２９に作用する油圧を電気的に制御する各種のソレノイドバルブ３１と、これらのソレノイドバルブ３１を制御するブレーキ電子制御装置（ブレーキＥＣＵ）２５とを有している。
【００３０】
このブレーキ装置２６によれば、基本的にはブレーキペダル２７の操作によりホイールシリンダ２９に作用する油圧が増加し、制動力を生じる。また、ブレーキペダル２７の操作状態以外の条件に基づいて、ブレーキＥＣＵ２５に入力される信号に基づき、ホイールシリンダ２９に作用する油圧を制御することにより、その制動力を調整することができる。またブレーキ装置２６には回生ブレーキ３２が設けられており、図示しないバッテリによりその回生電力を蓄えることが可能となっている。この回生ブレーキ３２による制動はバッテリの状態などの影響によって、ブレーキＥＣＵ２５などから要求された制動力が得られない場合には上記の機械式制動と併用される。
【００３１】
上述のように、車両ＥＣＵ２３は、エンジン１と自動変速機２とブレーキ装置２６とを各種ＥＣＵを経由して制御する一方、本発明における車速制御であるクルーズコントロール（車速自動制御）を行うために、ナビゲーションシステム２２と交通信号情報を取得するための交通情報取得手段（地上情報受信機）４３と車速センサ１５などの車両挙動状態検出装置とが入出力インターフェースを介して相互にデータ通信可能に接続されて各種情報が入力される。本発明におけるクルーズコントロールとは、ナビゲーションシステム２２と交通信号情報取得手段（地上情報受信機）４３と車速センサ１５などの車両挙動状態検出装置とによる情報から、車両ＥＣＵ２３により適切な値の車速等を算出し、その車速等により走行して交通信号を通過するためのものである。以下の各種情報取得手段の構成について説明する。
【００３２】
ナビゲーションシステム２２は車両の走行経路（言い換えれば道路）やその環境を判断するために設けられ、車両ＥＣＵ２３と入出力インターフェースにより相互通信可能に接続されている。そして、第１情報検出装置３３と第２情報検出装置３４とディスプレイ３５とスピーカ３６とが備えられてる。
【００３３】
第１情報検出装置３３は、自車両の現在位置、道路環境、自車両と自車両の周囲の物体（例えば、他車両または歩行者あるいは自転車）との距離などを、公知の自立航法（言い換えれば推定航法）により検出される。この第１情報検出装置３３は、車両の走行する方位を検出する地磁気センサ３７と、路面に設けられている磁気マーカや白線を検出する走行レーン検出センサ３８と、自車両の周囲の物体の有無を検出するビデオカメラ３９と、自車両と周囲の物体との距離を検出するレーザーレーダーセンサ４０と、各車輪の回転速度を別個に検出する車輪速度センサ４１と、車両の加速度を検出する加速度センサ４２とを有している。
【００３４】
この第１情報検出装置３３と車両ＥＣＵ２３とが入出力インターフェースにより相互にデータ通信可能に接続されており、第１情報検出装置３３により検出されたデータが車両ＥＣＵ２３に転送される。
【００３５】
第２情報検出装置３４は、公知の電波航法により、車両の現在位置、道路環境、道路の渋滞の有無、自車両の周囲の物体、障害物、天候、温度、道路工事などを検出するためのものである。さらに交通信号などの位置情報を取得、もしくは後述する交通信号情報取得手段（地上情報受信機）４３と協調することで交通信号などの位置情報を取得できる。また第２情報検出装置３４は、人工衛星４４からの電波を受信するＧＰＳアンテナ４５と、ＧＰＳアンテナ４５に接続されたアンプ４６と、アンプ４６に接続されたＧＰＳ受信機４７とを有している。
【００３６】
この第２情報検出装置３４は、アンテナ４８と、アンテナ４８に接続されたアンプ４９と、アンプ４９に接続された地上情報受信機４３とを有している。地上情報受信機４３はアンテナ４８とアンプ４９とを介して、交通信号の切り替わるタイミングの時間変化の情報を受信して、車両ＥＣＵ２３にデータを送信するように構成されている。また、アンテナ４８は、路側に設置されているビーコンやサインポスト、または交通管制センターなどの地上情報発信システム５０からの電波を受信するためのものである。そして、ＧＰＳ受信機４７および地上情報受信機４３が車両ＥＣＵ２３と入出力インターフェースにより相互にデータ通信可能に接続されており、第２情報検出装置３４により検出されたデータが車両ＥＣＵ２３に転送される。このデータとは地上情報受信機４３で地図データと照合して通過目的の交通信号を特定して、その信号表示の時間変化を含むものである。
【００３７】
またディスプレイ３５は、記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）２４に記憶されているデータや、第１情報検出装置３３および第２情報検出装置３４により検出されたデータに基づいて、自車両の現在位置および目的地、自車両を現在位置から目的地に誘導するために選択可能な単数もしくは複数の走行経路の候補、これらの走行経路の環境、走行経路における他車両や歩行者などの存在およびその位置、障害物の有無やその位置などの情報を、画像表示する機能とを備えている。
【００３８】
上記構成のナビゲーションシステム２２においては、第１情報検出装置３３により判断される走行経路の環境に関するデータと、第２情報検出装置３４により判断される走行経路の環境に関するデータと、記憶装置２４に記憶されている地図データとが総合的に比較または評価され、車両の実際の走行経路における車両の現在位置や周囲の道路環境が判断される。
【００３９】
以上に説明した車速制御装置は、クルーズコントロールシステム操作装置５１により運転者が選択・指示して実行される構成となっている。このクルーズコントロールシステム操作装置５１は、最終的に車両ＥＣＵ２３により設定された目標車速を行うか否かを選択するスイッチ５２と、クルーズコントロールを解除するためのスイッチ５３とを有している。
【００４０】
この車速制御装置のクルーズコントロールは、アクセルペダル３またはブレーキペダル２７の操作状態以外の条件である、交通信号の通過可否の判断材料となるナビゲーションシステム２２などの情報に基づいて、エンジン１の出力、自動変速機２の変速比、ブレーキ装置２６の制動力などを制御することにより、車両の車速を目標車速に近づける制御をするシステムである。
【００４１】
また、上記にその構成を示したクルーズコントロールシステムには、自車両の車速を制御することにより、自車両と周囲の物体（例えば、他車両、歩行者、自転車など）との相対位置関係（具体的には距離）を所定の状態に調整する機能が含まれてもよい。より具体的には、自車両の周囲に物体が存在していた場合に、自車両と物体との間に所定の距離を維持した状態で、自車両を停止させることができるように、エンジン１の出力、自動変速機２の変速比、ブレーキ装置２６の制動力の少なくとも一つを制御する機能いわゆる低速車間距離制御システムが含まれている。なお、この低速車間距離制御システムの設定および解除は、クルーズコントロールシステム操作装置５１のスイッチ５４で行うように構成されていてもよい。
【００４２】
つぎに、図２に記載した車速制御装置の制御の一例について、図３のフローチャートに基づいて説明する。この図３のフローチャートは、この発明に係る車両制御装置の第１の制御例を表している。まず、車速センサ１５により検出された車速Ｖ０と人工衛星４４に連動したＧＰＳから発進される電波をＧＰＳアンテナ４５により受信して、ＧＰＳ受信機４７にデータが送られることにより自車両と交通信号との距離Ｌの情報が取得される（ステップＳ１）。そして地上情報発信（交通管制）システム５０より送られる交通信号タイムテーブルの情報の中の交通信号が青から黄に切り替わる時間Ｔｙと交通信号が赤から青に切り替わる時間Ｔｂとの情報が取得される（ステップＳ２）。
【００４３】
ステップＳ１により得られた情報から自車両と交通信号（より正確には停止線または停止位置）との距離Ｌが０以上であるか否かが判別される（ステップＳ３）。このステップＳ３は自車両から交通信号までの距離が０以上であるか否かにより、自動速度制御を実行する必要性があるか否か判断するために実行される。この自車両と交通信号との距離Ｌは例えば、自車両から交通信号で停止する際の停止位置までの距離であって、この停止位置は交通信号のある路上に白線などで描かれる停止線でもよく、また第１情報検出装置３３および第２情報検出装置３４による路車間通信により定められた停止位置でもよく、さらに低速車間距離制御システムなどによる前方車両の位置から定められる停止位置でもよい。このステップＳ３において肯定的に判断された場合にはステップＳ５が実行される。ステップＳ３において否定的に判断された場合には、自動速度制御フラグがＯＦＦされる（ステップＳ４）。つぎに自動速度制御フラグがＯＮか否かが判別される（ステップＳ５）。ステップＳ５において肯定的に判断された場合には最大車速Ｖｆが演算される（ステップＳ１３）。
【００４４】
ステップＳ５において否定的に判断された場合には、運転者（ドライバ）が通常の制動時に行っている制動に基づく平均減速度Ａが演算される（ステップＳ６）。これは実際に運転者が行っている制動時の減速度をセンサで取得する方法などであってよい。つぎに現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できるか否かの判断が、
（Ｖ０／３．６）×Ｔｙ＜Ｌ・・・（式１）
により判断される（ステップＳ７）。
【００４５】
ステップＳ７において否定的に判断された場合つまり現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できると判断された場合にはリターンされ、逆に肯定的に判断された場合つまり現在の走行状態では交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できないと判断された場合には、ステップＳ６により求められた平均減速度Ａ以下で交通信号の停止線の位置に停止できるか否かの判断が、
（Ｖ０／３．６）２／（２×Ａ）≦Ｌ・・・（式２）
により判断される（ステップＳ８）。
【００４６】
ステップＳ８において否定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止線の位置で停止できないと判断された場合には運転者へブレーキ操作するようにスピーカ３６やディスプレイ３５により告知され（ステップＳ１０）、リターンされる。ステップＳ８において肯定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止線で停止できると判断された場合にはスピーカ３６やディスプレイ３５により自動速度制御開始可能であることを告知される（ステップＳ９）。つぎに運転者のクルーズコントロールシステム操作装置５１の操作による自動速度制御開始指示があるか否かが判別される（ステップＳ１１）。
【００４７】
ステップＳ１１において否定的に判断された場合つまり運転者から自動速度制御を開始の指示がない場合、車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取らないでリターンされる。ステップＳ１１において肯定的に判断された場合つまり運転者による自動速度制御を開始をすると車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取った場合には、車両ＥＣＵ２３で自動速度制御フラグがＯＮされる（ステップＳ１２）。
【００４８】
ついでステップＳ５において肯定的に判断された場合もしくはステップＳ１２で自動速度制御フラグがＯＮされたのちに、交通信号を停止せずに通過できる最大車速Ｖｆ（以下、単に最大車速Ｖｆとする）が、
【数１】
により演算される（ステップＳ１３）。
【００４９】
ステップＳ１で取得した車速Ｖ０とステップＳ１３で求められた最大車速Ｖｆとの大小関係が
Ｖ０≦Ｖｆ・・・（式４）
により比較される（ステップＳ１４）。
【００５０】
ステップＳ１４において肯定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆ以下になり車速Ｖ０で交通信号を停止せずに通過できると判断された場合には、最大車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ１６）、リターンされる。ステップＳ１４において否定的に判断された場合つまり最大車速Ｖｆが車速Ｖ０よりも相対的に小さく車速Ｖ０では最大車速Ｖｆよりも速度が速いので交通信号を減速せずに通過できず、無駄にエネルギーを消費してしまうため、ステップＳ６で求められた平均減速度Ａとなる制動力を出力する（ステップＳ１５）。
【００５１】
つぎに図４は、図３のフローチャートによる制御が適用された場合の車速と時間と走行距離との関係の一例を視覚的に表した線図である。図４の線図は、図３のフローチャートのステップＳ１４において否定的に判断された場合のものを表している。図３によると車両は車速Ｖ０で走行しており、ステップＳ１６により算出された平均減速度Ａにより、交通信号を通過するための推奨車速である最大車速Ｖｆまで減速される。最大車速Ｖｆとなった時点で速度一定となり、時刻Ｔｂで交通信号を通過できる。また図４ではグラフおよび車速と時刻とに対応した直交軸に囲まれる面積が、交通信号を通過するまでの間に車両が走行する距離Ｌとなる。
【００５２】
上記に示したこの発明に係る車速制御装置およびその第１の制御例によれば、車両が交通信号を通過する前に車速センサ１５、第１情報検出装置３３、第２情報検出装置３４などにより検出された情報に基づいて、車両ＥＣＵ２３が車速Ｖ０と距離Ｌと時間Ｔｙ，Ｔｂ等の値を算出することができ、その得られた値とともに求められた平均減速度Ａによって交通信号を通過できるか否か、および平均減速度Ａによって交通信号手前に停止できるか否かの判断を行うことができる。そして交通信号を通過できない場合には運転者に制動の指示をディスプレイ３５とスピーカ３６とにより与えることができる。また交通信号を通過できる場合にはクルーズコントロールシステム操作装置５１により運転者によるクルーズコントロールを実行するとの指示が発せられた場合には式３により求められた最大車速Ｖｆまで自動的に平均減速度Ａで減速されて交通信号を通過することができる。結果、過度な減速操作をしないため、運転者に負担を与えることなく車速が調整され、ひいては車両が省エネルギ化や交通渋滞の緩和に寄与することができ、ドライバビリティが向上する。
【００５３】
つぎに、図２に記載した車速制御装置の制御の他の例について、図１のフローチャートに基づいて説明する。この図１のフローチャートは、この発明に係る車速制御装置の第２の制御例を表しており、請求項２の発明に対応している。まず、車速センサ１５により検出された車速Ｖ０と人工衛星４４に連動したＧＰＳから発進される電波をＧＰＳアンテナ４５により受信して、ＧＰＳ受信機４７にデータが送られることにより得られる自車両と交通信号との距離Ｌの情報が取得される（ステップＳ２１）。そして地上情報発信（交通管制）システム５０より送られる信号機タイムテーブルの情報の中の交通信号が青から黄に切り替わる時間Ｔｙと交通信号が赤から青に切り替わる時間Ｔｂとの情報が取得される（ステップＳ２２）。
【００５４】
ステップＳ２１により得られた情報から自車両と交通信号との距離Ｌが０以上であるか否かが判別される（ステップＳ２３）。このステップＳ２３は自車両から交通信号までの距離が０以上であるか否かにより、自動速度制御を実行する必要性があるか否か判断するために実行される。この自車両と交通信号との距離Ｌは例えば、自車両から交通信号で停止する際の停止位置までの距離であって、この停止位置は交通信号のある路上に白線などで描かれる停止線でもよく、また第１情報検出装置３３および第２情報検出装置３４による路車間通信により定められた停止位置でもよく、さらに低速車間距離制御システムなどによる前方車両の位置から定められる停止位置でもよい。このステップＳ２３において肯定的に判断された場合にはステップＳ２５が実行される。ステップＳ２３において否定的に判断された場合には、自動速度制御フラグがＯＦＦされる（ステップＳ２４）。つぎに自動速度制御フラグがＯＮか否かが判別される（ステップＳ２５）。ステップＳ２５において肯定的に判断された場合には最大車速Ｖｆが演算される（ステップＳ３４）。
【００５５】
ステップＳ２５において否定的に判断された場合には、運転者（ドライバ）が通常の制動時に行っている制動に基づく平均減速度Ａが演算される（ステップＳ２６）。そして、運転者が通常の制動時に行っている制動に基づく最大減速度Ｂが演算される（ステップＳ２７）。つぎに現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できるか否かの判断が第１の制御例と同じように式１により判断される（ステップＳ２８）。
【００５６】
ステップＳ２８において否定的に判断された場合つまり現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できると判断された場合にはリターンされ、逆に肯定的に判断された場合つまり現在の走行状態では交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できないと判断された場合には、ステップＳ２６により求められた平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置に停止できるか否かの判断が、第１の制御例と同じように式２により判断される（ステップＳ２９）。
【００５７】
ステップＳ２９において否定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置で停止できないと判断された場合には運転者へブレーキ操作するようにスピーカ３６やディスプレイ３５により告知され（ステップＳ３１）、リターンされる。ステップＳ２９において肯定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置で停止できると判断された場合にはスピーカ３６やディスプレイ３５により自動速度制御開始可能であることが告知される（ステップＳ３０）。つぎに運転者のクルーズコントロールシステム操作装置５１の操作による自動速度制御開始指示があるか否かが判別される（ステップＳ３２）。
【００５８】
ステップＳ３２において否定的に判断された場合つまり運転者から自動速度制御を開始しない場合、車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取ってリターンされる。ステップＳ３２において肯定的に判断された場合つまり運転者による自動速度制御を開始をすると車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取った場合には、車両ＥＣＵ２３で自動速度制御フラグがＯＮされる（ステップＳ３３）。
【００５９】
ついでステップＳ２５において肯定的に判断された場合もしくはステップＳ３３で自動速度制御フラグがＯＮされたのちに、交通信号を停止せずに通過できる最大車速Ｖｆが
【数２】
により演算される（ステップＳ３４）。
【００６０】
ステップＳ２１で取得した車速Ｖ０とステップＳ３４で求められた最大車速Ｖｆとの大小関係が第１の制御例と同じように式４により比較される（ステップＳ３５）。
【００６１】
ステップＳ３５において肯定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆ以下になり車速Ｖ０で交通信号を停止せずに通過できると判断された場合には、最大車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ３７）、リターンされる。ステップＳ３５において否定的に判断された場合つまり最大車速Ｖｆが車速Ｖ０よりも相対的に小さく車速Ｖ０では最大車速Ｖｆよりも速度が速いので交通信号を減速せずに通過できず、無駄にエネルギーを消費してしまうため、ステップＳ２６で求められた減速度Ａとなる制動力を出力する（ステップＳ３６）。
【００６２】
つぎに図５は、図１のフローチャートによる制御が適用された場合の車速と時間と走行距離との関係の一例を視覚的に表した線図である。図５の線図は図１に示したフローチャートのステップＳ３５において否定的に判断された場合のものを表している。図５によると車両は車速Ｖ０で走行しており、ステップＳ２６で求めた平均減速度Ａにより、信号機を通過するための推奨車速である最大車速Ｖｆまで減速される。最大車速Ｖｆとなった時点で速度一定となり、時刻Ｔｂで信号機を通過できる。ステップＳ３４において、ステップＳ２７で演算された減速度Ｂを考慮した最大車速Ｖｆの算出により、図５の時刻Ｔｂ以降の三角形の面積で示される分の距離だけ、車両が交通信号の停止位置の手前で青となる。また図４同様、図５でもグラフおよび車速と時刻とに対応した直交軸に囲まれる面積が、交通信号を通過するまでの間に車両が走行する距離Ｌとなる。
【００６３】
上記に示したこの発明に係る車速制御装置およびその第２の制御例によれば、車両が交通信号を通過する前に車速センサ１５、第１情報検出装置３３、第２情報検出装置３４などにより検出された情報に基づいて、車両ＥＣＵ２３が車速Ｖ０と距離Ｌと時間Ｔｙ，Ｔｂ等の値を算出することができ、その得られた値とともに求められた平均減速度Ａによって交通信号を通過できるか否か、および平均減速度Ａによって交通信号手前に停止できるか否かの判断を行うことができる。そして交通信号を通過できない場合には運転者に制動の指示をディスプレイ３５とスピーカ３６とにより与えることができる。また交通信号を通過できる場合にはクルーズコントロールシステム操作装置５１により運転者のクルーズコントロールを実行するとの指示が発せられた場合には式５により求められた最大車速Ｖｆまで減速される。
【００６４】
ここで車速Ｖ０が最大車速Ｖｆより大きい場合、自動的に平均減速度Ａで減速されて交通信号を通過することができる。このとき車速Ｖ０が最大車速Ｖｆより大きいことから、交通信号の停止位置の一定距離手前を車両が通過する際に交通信号が青の表示をするため、交通信号の通行可表示が交通信号の停止位置になってしまう場合に運転者が感じる不安を減らし、また、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えることなく車速を調整できる。また、交通信号を不要に停止することがないことにより車両の省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。一方、最大車速Ｖｆが車速Ｖ０以上の場合、式５において最大車速Ｖｆが平均減速度Ａに加えて交通信号の一定距離手前で停止することのできる最大減速度Ｂにより算出されていることから、この最大車速Ｖｆによって交通信号の一定距離手前で、交通信号を通過することができる。このとき、交通信号の停止位置の一定距離手前を車両が通過する際に交通信号が青の表示をするため、交通信号の通行可表示が交通信号の停止位置になってしまう場合に運転者が感じる不安を減らし、また、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えることなく車速を調整できる。また、交通信号を不要に停止することがないことにより車両の省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【００６５】
つぎに、図６に記載した車速制御装置の制御の他の例について、図６のフローチャートに基づいて説明する。この図６のフローチャートは、この発明に係る車速制御装置の第３の制御例を表している。まず、車速センサ１５により検出された車速Ｖ０と人工衛星４４に連動したＧＰＳから発進される電波をＧＰＳアンテナ４５により受信して、ＧＰＳ受信機４７にデータが送られることにより得られる自車両と交通信号との距離Ｌの情報が取得される（ステップＳ４１）。そして地上情報発信（交通管制）システム５０より送られる信号機タイムテーブルの情報の中の交通信号が青から黄に切り替わる時間Ｔｙと交通信号が赤から青に切り替わる時間Ｔｂとの情報が取得される（ステップＳ４２）。
【００６６】
ステップＳ４１により得られた情報から自車両と交通信号との距離Ｌが０以上であるか否かが判別される（ステップＳ４３）。このステップＳ４３は自車両から交通信号までの距離が０以上であるか否かにより、自動速度制御を実行する必要性があるか否か判断するために実行される。この自車両と交通信号との距離Ｌは例えば、自車両から交通信号で停止する際の停止位置までの距離であって、この停止位置は交通信号のある路上に白線などで描かれる停止線でもよく、また第１情報検出装置３３および第２情報検出装置３４による路車間通信により定められた停止位置でもよく、さらに低速車間距離制御システムなどによる前方車両の位置から定められる停止位置でもよい。このステップＳ４３において肯定的に判断された場合にはステップＳ４５が実行される。ステップＳ４３において否定的に判断された場合には、自動速度制御フラグがＯＦＦされる（ステップＳ４４）。つぎに自動速度制御フラグがＯＮか否かが判別される（ステップＳ４５）。ステップＳ４５において肯定的に判断された場合には後述するステップＳ５５へと移行する。
【００６７】
ステップＳ４５において否定的に判断された場合には、運転者（ドライバ）が通常の制動時に行っている制動に基づく平均減速度Ａが演算される（ステップＳ４６）。そして、運転者が通常の制動時に行っている最大減速度Ｂが演算される（ステップＳ４７）。さらに、バッテリ状態、回生モータの温度や回転数などから算出される発生可能な回生制動による減速度Ｃが演算される（ステップＳ４８）。つぎに現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できるか否かの判断が、第１の制御例と同じように式１により判断される（ステップＳ４９）。
【００６８】
ステップＳ４９において否定的に判断された場合つまり現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できると判断された場合にはリターンされ、逆に肯定的に判断された場合つまり現在の走行状態では交通信号が黄に切り替わる前に信号機を通過できないと判断された場合には、ステップＳ４６により求められた平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置に停止できるか否かの判断が、第１の制御例と同じように式２により判断される（ステップＳ５０）。
【００６９】
ステップＳ５０において否定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置で停止できないと判断された場合には運転者へブレーキ操作するようにスピーカ３６やディスプレイ３５により告知され（ステップＳ５２）、リターンされる。ステップＳ５０において肯定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置で停止できると判断された場合にはスピーカ３６やディスプレイ３５により自動速度制御開始可能であることを告知される（ステップＳ５１）。つぎに運転者による自動速度制御開始指示があるか否かが判別される（ステップＳ５３）。
【００７０】
ステップＳ５３において否定的に判断された場合つまり運転者から自動速度制御を開始しない場合、車両ＥＣＵ２３が指示がないことからリターンされる。ステップＳ５３において肯定的に判断された場合つまり運転者のクルーズコントロールシステム操作装置５１の操作により、自動速度制御を開始をすると車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取った場合には、車両ＥＣＵ２３で自動速度制御フラグがＯＮされる（ステップＳ５４）。
【００７１】
ついでステップＳ４５において肯定的に判断された場合もしくはステップＳ５４で自動速度制御フラグがＯＮされたのちに、ステップＳ４８で演算された回生可能減速度ＣがステップＳ４６により求められた平均減速度Ａ以上か否かが判断される（ステップＳ５５）。ステップＳ５５で肯定的に判断された場合つまり回生制動のみによる減速が可能な場合には最大車速Ｖｆが、第２の制御例と同じように式５によって演算される（ステップＳ５７）。
【００７２】
ステップ４１で取得した車速Ｖ０が式５によって演算された最大車速Ｖｆ以下であるか否かが判断される（ステップＳ６０）。ステップＳ６０において肯定的に判断された場合つまり最大車速Ｖｆが車速Ｖ０以上であり、車速Ｖ０では交通信号を停止せずに通過できないと判断された場合には、車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ６３）、リターンされる。ステップＳ６０において否定的に判断された場合つまり最大車速Ｖｆより車速Ｖ０が大きい場合にはステップＳ５５で肯定的に判断されたことから、交通信号を停止せずに通過可能な減速度Ａとなる回生制動力が出力され（ステップＳ６４）、リターンされる。
【００７３】
一方、ステップＳ５５において否定的に判断された場合つまり回生可能減速度Ｃが平均減速度Ａより小さい場合には、
（Ｖ０／３．６）２／（２×Ｃ）≦Ｌ・・・（式６）
が判断される（ステップＳ５６）。
【００７４】
ステップＳ５６において肯定的に判断された場合つまり回生可能減速度Ｃが平均減速度Ａより小さく、かつ自車両と交通信号までの距離Ｌが回生可能減速度で制動している自車両が進行する距離以上である場合には、平均減速度Ａより小さい回生制動でも信号機の停止位置で停止できるため、最大車速Ｖｆを、
【数３】
より求める（ステップＳ５９）。
【００７５】
ついでステップＳ４１で取得した車速Ｖ０がステップＳ５９で求められた最大車速Ｖｆ以下であるか否かが判断される（ステップＳ６２）。このステップＳ６２において肯定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆ以下である場合には、車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ６３）、リターンされる。一方、このステップＳ６２で否定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆより大きい場合には、ステップＳ４８で演算された、交通信号を停止せずに通過可能な減速度Ｃとなる回生制動力が出力される（ステップＳ６６）、リターンされる。
【００７６】
一方、ステップＳ５６において否定的に判断された場合つまり回生可能減速度Ｃが平均減速度Ａより小さくかつ、自車両と交通信号までの距離Ｌが回生可能減速度で制動している自車両が進行する距離より小さい場合には回生制動のみによる減速度Ｃでは交通信号の停止位置で通過できないため、最大車速Ｖｆを第１の制御例と同じように式５によって求める（ステップＳ５８）。
【００７７】
つぎにステップＳ４１で取得した車速Ｖ０がステップＳ５８で求められた最大車速Ｖｆ以下であるか否かが判断される（ステップＳ６１）。このステップＳ６１において肯定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆ以下である場合には、車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ６３）、リターンされる。一方、このステップＳ６１で否定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆより大きい場合には、ステップＳ４６で演算された減速度Ａとなる回生制動力および機械式制動力が出力される（ステップＳ６５）、リターンされる。
【００７８】
上記に示したこの発明に係る車速制御装置およびその第３の制御例によれば、車両が交通信号を通過する前に車速センサ１５、第１情報検出装置３３、第２情報検出装置３４などにより検出された情報に基づいて、車両ＥＣＵ２３が車速Ｖ０と距離Ｌと時間Ｔｙ，Ｔｂ等の値を算出することができ、その得られた値とともに求められた平均減速度Ａによって交通信号を通過できるか否か、および平均減速度Ａによって交通信号手前に停止できるか否かの判断を行うことができる。そして交通信号を通過できない場合には運転者に制動の指示をディスプレイ３５とスピーカ３６とにより与えることができる。また交通信号を通過できる場合にはクルーズコントロールシステム操作装置５１により運転者のクルーズコントロールを実行するとの指示が発せられた場合には回生可能減速度Ｃと平均減速度Ａとの大小関係に基づいて、式５、式７により求められた最大車速Ｖｆまで速度が調整される。
【００７９】
第３の制御例で示したフローチャート（ステップＳ５５〜ステップＳ６６）により回生可能減速度Ｃの制動能力を付加した制動が行われて、交通信号の停止位置の一定距離手前を車両が通過する際に交通信号が青の表示をするために、回生できるとともに、交通信号の通行可表示が交通信号の停止位置になってしまう場合に運転者が感じる不安を減らし、また、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えることなく車速を調整できる。また、交通信号を不要に停止することがないことにより車両の省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【００８０】
上記図１，３，６に示したフローチャートにより表された自車両の制御は車両に搭載された各種のセンサおよびＧＰＳ受信機４７に受信された情報および交通管制情報を受け取る地上情報受信機４３が受信した情報をデータ化したものが車両ＥＣＵ２３に送信されて、クルーズコントロールシステム操作装置５１の操作状態により車両ＥＣＵ２３が判断を行って、自車両の各種駆動装置類および各種制動装置類が適切に制御されることにより上記フローチャートに示したクルーズコントロールシステムが作動するようになっている。
【符号の説明】
【００８１】
Ｖｆ…最大車速、 ２３…車速制御装置、車速算出手段（車両電子制御装置）、 ４３…交通信号情報取得手段（地上情報受信機）、 ５１…クルーズコントロールシステム操作装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の走行状況や位置情報に基づいて、車両の速度を制御する車速制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に公道を車両が走行する際には、交通規則を守らなければならず、道路標識や信号機（交通信号）表示などの指示に従うことになる。通常の道路標識は、地図情報とともに紙媒体や電子媒体などからその地点を車両が通過するか否かに関わらず、事前に知ることが可能である。一方、信号機表示なども交通管制で電子的に制御されており、これらの情報も電子情報として電波などで発信されていて、その電波と通信可能であれば、その電波を受信し、その信号機がある地点を車両が通過するか否かに関わらず、信号機表示の時間的変化を事前に知ることが可能である。
【０００３】
また、車両はエンジンなどの動力源が設けられており、そのエンジン出力を出力操作装置（例えばアクセルペダル等）を操作することによりスロットル開度が制御され、結果的に車速が制御される。このような通常の出力操作装置とともに、現在の車両は、電子技術の発達によってコンピュータ制御される装置が多くなっており、このような車速の制御も電子的に自動的に行う制御装置が開発されている。
【０００４】
この車両に用いられる制御装置は一般的に複数のマイクロコンピュータを搭載することによるコンピュータ制御によって、制御を実行する。マイクロコンピュータは、データが入力されている記憶装置、演算や命令を読み取る中央処理装置、センサより情報を得る入力装置、目的の挙動をさせるために各種アクチュエータなどを作動させる出力装置などから構成されている。
【０００５】
コンピュータ制御について説明すると、車両の各部位に設けられている各種の機能をコンピュータ制御によって自動的に制御し、走行状態に併せたすぐれた操縦性、安定性および乗り心地が得られるようにする装置もある。このような車両にコンピュータ制御を利用した装置例として、いわゆるオートドライブ（ａｕｔｏ ｄｒｉｖｅ）、クルーズコントロール（ｃｒｕｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）などの車両の走行速度を一定速度に保つ装置がある。
【０００６】
これらの装置はアクセルペダルを操作することなくエンジン出力を制御し、もって、車両の走行速度を制御するシステムである。このようなクルーズコントロールシステムは運転者の運転をアシストするものであり、クルーズコントロールシステムを有する車両では、種々の目的に適合させて車両の実車速（言い換えれば走行車速）と目標車速との偏差に基づいて、実車速を目標車速に一致させるように制御される。
【０００７】
このクルーズコントロールを行う車両制御装置に係る発明が特許文献１に開示されている。特許文献１には、赤信号で安全に停止させるとともに信号間の走行における不要な加減速および停止をできる限り回避して燃費の向上と快適な乗り心地を確保するために、信号と連動させた車両制御装置が記載されている。その車両制御装置とは、信号情報などの道路情報を取得する情報取得手段と先行者情報を検出する先行車両検出手段と車速情報などを持つ走行状態検出手段とから走行を制御のパターンを作成し、さらにその制御パターンを選択できるスイッチと取り消すためのスイッチとを備えているものである。
【０００８】
その走行パターンは情報取得手段からの道路情報と先行車両検出手段からの先行車情報とに基づいて自車両の信号通過の可否を判断することから作成されるものである。この車両走行制御装置では、直前の信号のみではなく将来的に現れる信号の情報なども車両制御するための情報の対象とすることによって車両を制御するため、無駄な加減速や停止を低減するように構成される。また、そのための加減速度は信号に到達する時間に安全マージンを確保した余裕時間を設けることにより、緩やかな加減速で走行制御を行い乗り心地を向上させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−０３９９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献１に記載されている発明では、車両が、交通信号が赤の表示つまり通行不可の状態から青の表示つまり通行可能の状態に切り替わるタイミングで交通信号を通過するために、交通信号直前まで走行パターンにより設定された速度で走行する。この場合に特許文献１にかかる発明では一定の余裕時間、つまり交通信号表示が赤の表示から青の表示に変わってから自車両が交通信号に到達する間に一定の時間を持たせている。しかしながら交通信号通過時に交通信号が青表示に確実に切り替わるか否かこの余裕時間のみでは十分ではなく運転者に不安を与えてしまう。これにより、運転者が手動ブレーキ操作を行い、走行パターンにより設定された車速で走行し続けることが困難となり、未だ改善の余地があった。
【００１１】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、信号交差点を安全かつ、ドライバーに負担を与えることなく自動制御による走行を可能にし、かつ省エネルギー、渋滞緩和等にも好影響を与える走行を可能にする車速制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両の前方の交通信号の表示が切り替わるタイミングに応じて車速を制御する車速制御装置において、前記交通信号が通行許可表示に切り替わるまでの時間を検出する検出手段と、その検出手段で検出された前記時間に、前記交通信号が停止表示である場合に車両が停止すべき停止位置から所定距離手前の位置を通過する際に前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速を求める車速算出手段と、前記車速算出手段で算出された車速を指示する車速指示手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記停止位置から手前の前記所定距離は、前記車両の走行の際に得られている過去の制動時の減速度で減速した場合に前記停止位置までに停止可能な距離であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記車速算出手段は、前記交通信号に向けて減速する制御開始当初に運転者の過去の制動による減速度の平均値である平均減速度で減速し、かつ前記停止位置から所定距離手前の位置に達する直前に運転者の過去の制動による減速度の最大値である最大減速度で減速するとした場合に、前記最大減速度で減速することにより前記停止位置で前記車両を停止させることが可能な車速であって、かつ前記所定距離手前の位置を車両が通過する時点で前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速を求めることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、交通信号を通過する際に交通信号の停止位置から所定距離手前の位置を車両が通過する時点で交通信号の停止表示が通行可表示に切り替わるため、運転者が最大車速に近似するように車速を調整して信号交差点で不要に制動もしくは停止することがなくなり、また車速が制御されているため運転者に負担を与えることなく車速を調整でき、ひいては車両が省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【００１６】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、過去の制動時の減速度により前記停止位置から手前の前記所定距離を定めることから、その平均減速度で適切な減速度を設定して車速を制御するため、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えることなく車速を調整でき、ひいては車両が省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【００１７】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の効果に加えて、平均減速度および最大減速度により制動を行った場合、交通信号の停止位置の所定距離手前の位置で停止可能な速度であり、かつ交通信号を通過することのできる最大車速が求めらる。この最大車速で車両を走行させて、交通信号を通過させることにより、交通信号の停止位置の所定距離手前の位置に車両が差し掛かった際に交通信号が通行許可表示に切り替わるため、交通信号の通行許可表示が交通信号の停止位置（停止線など）の位置になってしまう場合に運転者が感じる不安を減らし、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えずに車速を調整できる。また、交通信号を不要に停止することがないことにより車両の省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係る車速制御装置の第２の制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明に係る車速制御装置が適用される車両の概略的なシステムを示すブロック図である。
【図３】この発明に係る車速制御装置の第１の制御例を示すフローチャートである。
【図４】この発明に係る車速制御装置の第１の制御例の走行距離と車速と時間との関係を表す線図である。
【図５】この発明に係る車速制御装置の第２の制御例の走行距離と車速と時間との関係を表す線図である。
【図６】この発明に係る車速制御装置の第３の制御例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
つぎに、この発明を図を参照してより具体的に説明する。図２は、この発明に係る車速制御装置が適用された車両の概略的なシステムを示すブロック図である。この車両には駆動力源としてのエンジン１が搭載され、エンジン１の出力側には自動変速機２が連結されている。そして、アクセルペダル３の操作状態がアクセル開度センサ４により検知され、その検知信号がエンジン用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）５に入力されている。
【００２０】
また、エンジン１の吸気管６には電子スロットルバルブ７が設けられており、電子スロットルバルブ７の開度を制御するスロットルアクチュエータ８が設けられている。そして、アクセルペダル３の踏み込み量に応じてエンジンＥＣＵ５からスロットルアクチュエータ８に制御信号が出力され、電子スロットルバルブ７の開度が制御される。さらに、エンジン１は、燃料噴射装置９および点火装置１０を備えている。
【００２１】
エンジンＥＣＵ５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主な構成要素とするマイクロコンピュータにより構成されている。このエンジンＥＣＵ５には、アクセル開度センサ４の信号の他に、エンジン回転速度センサ１１の信号、吸入空気量センサ１２の信号、吸入空気温度センサ１３の信号、電子スロットルバルブ７の開度を検出するスロットル開度センサ１４の信号、自動変速機２の出力軸回転数、さらに車速を検出する車速センサ１５の信号、冷却水温度センサ１６の信号、後述するブレーキペダル２７の操作状態を検出するブレーキスイッチ１７の信号などが入力される。
【００２２】
これに対して、エンジンＥＣＵ５からは、スロットルアクチュエータ８を制御する信号、燃料噴射装置９を制御する信号、点火装置１０を制御する信号などが出力される。そして、電子スロットルバルブ７の制御、燃料噴射装置９の制御、点火装置１０の制御の少なくとも一つをおこなうことにより、エンジン１の動作特性、より具体的にはエンジン出力が制御される。
【００２３】
一方、自動変速機２は、トルクコンバータ、ロックアップクラッチ、歯車変速機構、摩擦係合装置などの公知の構造を備えている。自動変速機２の各摩擦係合装置およびロックアップクラッチに作用する油圧は、油圧制御回路１８により電気的に制御される。油圧制御回路１８は、シフトソレノイドバルブ１９やリニアソレノイドバルブ２０を備えている。
【００２４】
そして、油圧制御回路１８のシフトソレノイドバルブ１９およびリニアソレノイドバルブ２０に制御信号を出力する自動変速機用電子制御装置（自動変速機ＥＣＵ）２１が設けられている。この自動変速機ＥＣＵ２１は、エンジンＥＣＵ５と同様に、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主な構成要素とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００２５】
この自動変速機ＥＣＵ２１は、予め記憶している変速線図や演算式に従って入力データに基づく演算をおこない、演算結果に基づいた制御信号を前記シフトソレノイドバルブ１９およびリニアソレノイドバルブ２０に出力し、変速段の設定、変速時における摩擦係合装置の係合・解放の制御、あるいはロックアップクラッチの係合・解放の制御ならびに変速時の過渡油圧の制御などをおこなう。
【００２６】
上記エンジンＥＣＵ５と自動変速機ＥＣＵ２１とは、入出力インターフェースにより相互にデータ通信可能に接続されており、自動変速機用ＥＣＵ２１には、制御データとして、アクセル開度センサ４の信号、スロットル開度センサ１４の信号、車速センサ１５の信号、冷却水温度センサ１６の信号、ブレーキスイッチ１７の信号などが入力される。また、自動変速機ＥＣＵ２１からは、各変速段を設定する信号がエンジンＥＣＵ５に送信されている。
【００２７】
そして、上記エンジンＥＣＵ５と自動変速機ＥＣＵ２１とは、それぞれが車両電子制御装置（車両ＥＣＵ）２３と相互にデータ通信可能に接続されている。車両ＥＣＵ２３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置２４（ＲＡＭ、ＲＯＭ）並びに入出力インターフェースを主な構成要素とするマイクロコンピュータにより構成されている。また、この車両ＥＣＵ２３は運転者（ドライバ）の操作もしくはその他の補助的な入力に対して車両の制駆動力を統括的に制御するとともに、後述するナビゲーションシステム２２からの情報と交通信号情報を取得するための交通情報取得手段４３と車速センサ１５などの車両挙動状態検出装置とに基づいて、エンジンＥＣＵ５と自動変速機ＥＣＵ２１と後述するブレーキ電子制御装置（ブレーキＥＣＵ）２５とを統括的に制御および管理して、後述する車両のクルーズコントロール（車速自動制御）を担う。
【００２８】
また、車両ＥＣＵ２３の記憶装置２４には車両の走行に不可欠な情報が、例えば地図、道路などが記憶されているとともに、これらの情報は読み出し・書き込み可能となっており、受信もしくはダウンロードして適宜アップデートされる。この車両ＥＣＵ２３が本発明における車速制御装置に相当し、つまり車両ＥＣＵ２３はエンジン１の制御など前述した機能とともに本発明における車速制御装置の機能を兼ね備えており、また本発明における車速制御装置の中心として構成されて、後述する第１〜３の制御例における制御フローチャートにおいて、論理演算を行う手段や平均減速度Ａ、最大減速度Ｂ、最大車速Ｖｆを求める手段を有している。ここで、平均減速度Ａとは運転者の過去の制動による減速度の平均値であり、最大減速度Ｂとは運転者の過去の制動による減速度の最大値である。最大車速Ｖｆは第１から３の制御例において後述する式３、５、７によって求める。
【００２９】
また、車両ＥＣＵ２３は、エンジン１および自動変速機２の他にブレーキ装置２６を制御の対象とする。ブレーキ装置２６は、運転者により操作されるブレーキペダル２７と、ブレーキペダル２７の踏み込み力を油圧に変換するマスターシリンダ２８と、各車輪に設けられ、かつ、マスターシリンダ２８に油圧回路を介して接続されたホイールシリンダ２９と、油圧回路に接続されたリザーバ３０と、ホイールシリンダ２９に作用する油圧を電気的に制御する各種のソレノイドバルブ３１と、これらのソレノイドバルブ３１を制御するブレーキ電子制御装置（ブレーキＥＣＵ）２５とを有している。
【００３０】
このブレーキ装置２６によれば、基本的にはブレーキペダル２７の操作によりホイールシリンダ２９に作用する油圧が増加し、制動力を生じる。また、ブレーキペダル２７の操作状態以外の条件に基づいて、ブレーキＥＣＵ２５に入力される信号に基づき、ホイールシリンダ２９に作用する油圧を制御することにより、その制動力を調整することができる。またブレーキ装置２６には回生ブレーキ３２が設けられており、図示しないバッテリによりその回生電力を蓄えることが可能となっている。この回生ブレーキ３２による制動はバッテリの状態などの影響によって、ブレーキＥＣＵ２５などから要求された制動力が得られない場合には上記の機械式制動と併用される。
【００３１】
上述のように、車両ＥＣＵ２３は、エンジン１と自動変速機２とブレーキ装置２６とを各種ＥＣＵを経由して制御する一方、本発明における車速制御であるクルーズコントロール（車速自動制御）を行うために、ナビゲーションシステム２２と交通信号情報を取得するための交通情報取得手段（地上情報受信機）４３と車速センサ１５などの車両挙動状態検出装置とが入出力インターフェースを介して相互にデータ通信可能に接続されて各種情報が入力される。本発明におけるクルーズコントロールとは、ナビゲーションシステム２２と交通信号情報取得手段（地上情報受信機）４３と車速センサ１５などの車両挙動状態検出装置とによる情報から、車両ＥＣＵ２３により適切な値の車速等を算出し、その車速等により走行して交通信号を通過するためのものである。以下の各種情報取得手段の構成について説明する。
【００３２】
ナビゲーションシステム２２は車両の走行経路（言い換えれば道路）やその環境を判断するために設けられ、車両ＥＣＵ２３と入出力インターフェースにより相互通信可能に接続されている。そして、第１情報検出装置３３と第２情報検出装置３４とディスプレイ３５とスピーカ３６とが備えられてる。
【００３３】
第１情報検出装置３３は、自車両の現在位置、道路環境、自車両と自車両の周囲の物体（例えば、他車両または歩行者あるいは自転車）との距離などを、公知の自立航法（言い換えれば推定航法）により検出される。この第１情報検出装置３３は、車両の走行する方位を検出する地磁気センサ３７と、路面に設けられている磁気マーカや白線を検出する走行レーン検出センサ３８と、自車両の周囲の物体の有無を検出するビデオカメラ３９と、自車両と周囲の物体との距離を検出するレーザーレーダーセンサ４０と、各車輪の回転速度を別個に検出する車輪速度センサ４１と、車両の加速度を検出する加速度センサ４２とを有している。
【００３４】
この第１情報検出装置３３と車両ＥＣＵ２３とが入出力インターフェースにより相互にデータ通信可能に接続されており、第１情報検出装置３３により検出されたデータが車両ＥＣＵ２３に転送される。
【００３５】
第２情報検出装置３４は、公知の電波航法により、車両の現在位置、道路環境、道路の渋滞の有無、自車両の周囲の物体、障害物、天候、温度、道路工事などを検出するためのものである。さらに交通信号などの位置情報を取得、もしくは後述する交通信号情報取得手段（地上情報受信機）４３と協調することで交通信号などの位置情報を取得できる。また第２情報検出装置３４は、人工衛星４４からの電波を受信するＧＰＳアンテナ４５と、ＧＰＳアンテナ４５に接続されたアンプ４６と、アンプ４６に接続されたＧＰＳ受信機４７とを有している。
【００３６】
この第２情報検出装置３４は、アンテナ４８と、アンテナ４８に接続されたアンプ４９と、アンプ４９に接続された地上情報受信機４３とを有している。地上情報受信機４３はアンテナ４８とアンプ４９とを介して、交通信号の切り替わるタイミングの時間変化の情報を受信して、車両ＥＣＵ２３にデータを送信するように構成されている。また、アンテナ４８は、路側に設置されているビーコンやサインポスト、または交通管制センターなどの地上情報発信システム５０からの電波を受信するためのものである。そして、ＧＰＳ受信機４７および地上情報受信機４３が車両ＥＣＵ２３と入出力インターフェースにより相互にデータ通信可能に接続されており、第２情報検出装置３４により検出されたデータが車両ＥＣＵ２３に転送される。このデータとは地上情報受信機４３で地図データと照合して通過目的の交通信号を特定して、その信号表示の時間変化を含むものである。
【００３７】
またディスプレイ３５は、記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）２４に記憶されているデータや、第１情報検出装置３３および第２情報検出装置３４により検出されたデータに基づいて、自車両の現在位置および目的地、自車両を現在位置から目的地に誘導するために選択可能な単数もしくは複数の走行経路の候補、これらの走行経路の環境、走行経路における他車両や歩行者などの存在およびその位置、障害物の有無やその位置などの情報を、画像表示する機能とを備えている。
【００３８】
上記構成のナビゲーションシステム２２においては、第１情報検出装置３３により判断される走行経路の環境に関するデータと、第２情報検出装置３４により判断される走行経路の環境に関するデータと、記憶装置２４に記憶されている地図データとが総合的に比較または評価され、車両の実際の走行経路における車両の現在位置や周囲の道路環境が判断される。
【００３９】
以上に説明した車速制御装置は、クルーズコントロールシステム操作装置５１により運転者が選択・指示して実行される構成となっている。このクルーズコントロールシステム操作装置５１は、最終的に車両ＥＣＵ２３により設定された目標車速を行うか否かを選択するスイッチ５２と、クルーズコントロールを解除するためのスイッチ５３とを有している。
【００４０】
この車速制御装置のクルーズコントロールは、アクセルペダル３またはブレーキペダル２７の操作状態以外の条件である、交通信号の通過可否の判断材料となるナビゲーションシステム２２などの情報に基づいて、エンジン１の出力、自動変速機２の変速比、ブレーキ装置２６の制動力などを制御することにより、車両の車速を目標車速に近づける制御をするシステムである。
【００４１】
また、上記にその構成を示したクルーズコントロールシステムには、自車両の車速を制御することにより、自車両と周囲の物体（例えば、他車両、歩行者、自転車など）との相対位置関係（具体的には距離）を所定の状態に調整する機能が含まれてもよい。より具体的には、自車両の周囲に物体が存在していた場合に、自車両と物体との間に所定の距離を維持した状態で、自車両を停止させることができるように、エンジン１の出力、自動変速機２の変速比、ブレーキ装置２６の制動力の少なくとも一つを制御する機能いわゆる低速車間距離制御システムが含まれている。なお、この低速車間距離制御システムの設定および解除は、クルーズコントロールシステム操作装置５１のスイッチ５４で行うように構成されていてもよい。
【００４２】
つぎに、図２に記載した車速制御装置の制御の一例について、図３のフローチャートに基づいて説明する。この図３のフローチャートは、この発明に係る車両制御装置の第１の制御例を表している。まず、車速センサ１５により検出された車速Ｖ０と人工衛星４４に連動したＧＰＳから発進される電波をＧＰＳアンテナ４５により受信して、ＧＰＳ受信機４７にデータが送られることにより自車両と交通信号との距離Ｌの情報が取得される（ステップＳ１）。そして地上情報発信（交通管制）システム５０より送られる交通信号タイムテーブルの情報の中の交通信号が青から黄に切り替わる時間Ｔｙと交通信号が赤から青に切り替わる時間Ｔｂとの情報が取得される（ステップＳ２）。
【００４３】
ステップＳ１により得られた情報から自車両と交通信号（より正確には停止線または停止位置）との距離Ｌが０以上であるか否かが判別される（ステップＳ３）。このステップＳ３は自車両から交通信号までの距離が０以上であるか否かにより、自動速度制御を実行する必要性があるか否か判断するために実行される。この自車両と交通信号との距離Ｌは例えば、自車両から交通信号で停止する際の停止位置までの距離であって、この停止位置は交通信号のある路上に白線などで描かれる停止線でもよく、また第１情報検出装置３３および第２情報検出装置３４による路車間通信により定められた停止位置でもよく、さらに低速車間距離制御システムなどによる前方車両の位置から定められる停止位置でもよい。このステップＳ３において肯定的に判断された場合にはステップＳ５が実行される。ステップＳ３において否定的に判断された場合には、自動速度制御フラグがＯＦＦされる（ステップＳ４）。つぎに自動速度制御フラグがＯＮか否かが判別される（ステップＳ５）。ステップＳ５において肯定的に判断された場合には最大車速Ｖｆが演算される（ステップＳ１３）。
【００４４】
ステップＳ５において否定的に判断された場合には、運転者（ドライバ）が通常の制動時に行っている制動に基づく平均減速度Ａが演算される（ステップＳ６）。これは実際に運転者が行っている制動時の減速度をセンサで取得する方法などであってよい。つぎに現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できるか否かの判断が、
（Ｖ０／３．６）×Ｔｙ＜Ｌ・・・（式１）
により判断される（ステップＳ７）。
【００４５】
ステップＳ７において否定的に判断された場合つまり現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できると判断された場合にはリターンされ、逆に肯定的に判断された場合つまり現在の走行状態では交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できないと判断された場合には、ステップＳ６により求められた平均減速度Ａ以下で交通信号の停止線の位置に停止できるか否かの判断が、
（Ｖ０／３．６）２／（２×Ａ）≦Ｌ・・・（式２）
により判断される（ステップＳ８）。
【００４６】
ステップＳ８において否定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止線の位置で停止できないと判断された場合には運転者へブレーキ操作するようにスピーカ３６やディスプレイ３５により告知され（ステップＳ１０）、リターンされる。ステップＳ８において肯定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止線で停止できると判断された場合にはスピーカ３６やディスプレイ３５により自動速度制御開始可能であることを告知される（ステップＳ９）。つぎに運転者のクルーズコントロールシステム操作装置５１の操作による自動速度制御開始指示があるか否かが判別される（ステップＳ１１）。
【００４７】
ステップＳ１１において否定的に判断された場合つまり運転者から自動速度制御を開始の指示がない場合、車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取らないでリターンされる。ステップＳ１１において肯定的に判断された場合つまり運転者による自動速度制御を開始をすると車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取った場合には、車両ＥＣＵ２３で自動速度制御フラグがＯＮされる（ステップＳ１２）。
【００４８】
ついでステップＳ５において肯定的に判断された場合もしくはステップＳ１２で自動速度制御フラグがＯＮされたのちに、交通信号を停止せずに通過できる最大車速Ｖｆ（以下、単に最大車速Ｖｆとする）が、
【数１】
により演算される（ステップＳ１３）。
【００４９】
ステップＳ１で取得した車速Ｖ０とステップＳ１３で求められた最大車速Ｖｆとの大小関係が
Ｖ０≦Ｖｆ・・・（式４）
により比較される（ステップＳ１４）。
【００５０】
ステップＳ１４において肯定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆ以下になり車速Ｖ０で交通信号を停止せずに通過できると判断された場合には、最大車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ１６）、リターンされる。ステップＳ１４において否定的に判断された場合つまり最大車速Ｖｆが車速Ｖ０よりも相対的に小さく車速Ｖ０では最大車速Ｖｆよりも速度が速いので交通信号を減速せずに通過できず、無駄にエネルギーを消費してしまうため、ステップＳ６で求められた平均減速度Ａとなる制動力を出力する（ステップＳ１５）。
【００５１】
つぎに図４は、図３のフローチャートによる制御が適用された場合の車速と時間と走行距離との関係の一例を視覚的に表した線図である。図４の線図は、図３のフローチャートのステップＳ１４において否定的に判断された場合のものを表している。図３によると車両は車速Ｖ０で走行しており、ステップＳ１６により算出された平均減速度Ａにより、交通信号を通過するための推奨車速である最大車速Ｖｆまで減速される。最大車速Ｖｆとなった時点で速度一定となり、時刻Ｔｂで交通信号を通過できる。また図４ではグラフおよび車速と時刻とに対応した直交軸に囲まれる面積が、交通信号を通過するまでの間に車両が走行する距離Ｌとなる。
【００５２】
上記に示したこの発明に係る車速制御装置およびその第１の制御例によれば、車両が交通信号を通過する前に車速センサ１５、第１情報検出装置３３、第２情報検出装置３４などにより検出された情報に基づいて、車両ＥＣＵ２３が車速Ｖ０と距離Ｌと時間Ｔｙ，Ｔｂ等の値を算出することができ、その得られた値とともに求められた平均減速度Ａによって交通信号を通過できるか否か、および平均減速度Ａによって交通信号手前に停止できるか否かの判断を行うことができる。そして交通信号を通過できない場合には運転者に制動の指示をディスプレイ３５とスピーカ３６とにより与えることができる。また交通信号を通過できる場合にはクルーズコントロールシステム操作装置５１により運転者によるクルーズコントロールを実行するとの指示が発せられた場合には式３により求められた最大車速Ｖｆまで自動的に平均減速度Ａで減速されて交通信号を通過することができる。結果、過度な減速操作をしないため、運転者に負担を与えることなく車速が調整され、ひいては車両が省エネルギ化や交通渋滞の緩和に寄与することができ、ドライバビリティが向上する。
【００５３】
つぎに、図２に記載した車速制御装置の制御の他の例について、図１のフローチャートに基づいて説明する。この図１のフローチャートは、この発明に係る車速制御装置の第２の制御例を表しており、請求項２の発明に対応している。まず、車速センサ１５により検出された車速Ｖ０と人工衛星４４に連動したＧＰＳから発進される電波をＧＰＳアンテナ４５により受信して、ＧＰＳ受信機４７にデータが送られることにより得られる自車両と交通信号との距離Ｌの情報が取得される（ステップＳ２１）。そして地上情報発信（交通管制）システム５０より送られる信号機タイムテーブルの情報の中の交通信号が青から黄に切り替わる時間Ｔｙと交通信号が赤から青に切り替わる時間Ｔｂとの情報が取得される（ステップＳ２２）。
【００５４】
ステップＳ２１により得られた情報から自車両と交通信号との距離Ｌが０以上であるか否かが判別される（ステップＳ２３）。このステップＳ２３は自車両から交通信号までの距離が０以上であるか否かにより、自動速度制御を実行する必要性があるか否か判断するために実行される。この自車両と交通信号との距離Ｌは例えば、自車両から交通信号で停止する際の停止位置までの距離であって、この停止位置は交通信号のある路上に白線などで描かれる停止線でもよく、また第１情報検出装置３３および第２情報検出装置３４による路車間通信により定められた停止位置でもよく、さらに低速車間距離制御システムなどによる前方車両の位置から定められる停止位置でもよい。このステップＳ２３において肯定的に判断された場合にはステップＳ２５が実行される。ステップＳ２３において否定的に判断された場合には、自動速度制御フラグがＯＦＦされる（ステップＳ２４）。つぎに自動速度制御フラグがＯＮか否かが判別される（ステップＳ２５）。ステップＳ２５において肯定的に判断された場合には最大車速Ｖｆが演算される（ステップＳ３４）。
【００５５】
ステップＳ２５において否定的に判断された場合には、運転者（ドライバ）が通常の制動時に行っている制動に基づく平均減速度Ａが演算される（ステップＳ２６）。そして、運転者が通常の制動時に行っている制動に基づく最大減速度Ｂが演算される（ステップＳ２７）。つぎに現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できるか否かの判断が第１の制御例と同じように式１により判断される（ステップＳ２８）。
【００５６】
ステップＳ２８において否定的に判断された場合つまり現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できると判断された場合にはリターンされ、逆に肯定的に判断された場合つまり現在の走行状態では交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できないと判断された場合には、ステップＳ２６により求められた平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置に停止できるか否かの判断が、第１の制御例と同じように式２により判断される（ステップＳ２９）。
【００５７】
ステップＳ２９において否定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置で停止できないと判断された場合には運転者へブレーキ操作するようにスピーカ３６やディスプレイ３５により告知され（ステップＳ３１）、リターンされる。ステップＳ２９において肯定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置で停止できると判断された場合にはスピーカ３６やディスプレイ３５により自動速度制御開始可能であることが告知される（ステップＳ３０）。つぎに運転者のクルーズコントロールシステム操作装置５１の操作による自動速度制御開始指示があるか否かが判別される（ステップＳ３２）。
【００５８】
ステップＳ３２において否定的に判断された場合つまり運転者から自動速度制御を開始しない場合、車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取ってリターンされる。ステップＳ３２において肯定的に判断された場合つまり運転者による自動速度制御を開始をすると車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取った場合には、車両ＥＣＵ２３で自動速度制御フラグがＯＮされる（ステップＳ３３）。
【００５９】
ついでステップＳ２５において肯定的に判断された場合もしくはステップＳ３３で自動速度制御フラグがＯＮされたのちに、交通信号を停止せずに通過できる最大車速Ｖｆが
【数２】
により演算される（ステップＳ３４）。
【００６０】
ステップＳ２１で取得した車速Ｖ０とステップＳ３４で求められた最大車速Ｖｆとの大小関係が第１の制御例と同じように式４により比較される（ステップＳ３５）。
【００６１】
ステップＳ３５において肯定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆ以下になり車速Ｖ０で交通信号を停止せずに通過できると判断された場合には、最大車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ３７）、リターンされる。ステップＳ３５において否定的に判断された場合つまり最大車速Ｖｆが車速Ｖ０よりも相対的に小さく車速Ｖ０では最大車速Ｖｆよりも速度が速いので交通信号を減速せずに通過できず、無駄にエネルギーを消費してしまうため、ステップＳ２６で求められた減速度Ａとなる制動力を出力する（ステップＳ３６）。
【００６２】
つぎに図５は、図１のフローチャートによる制御が適用された場合の車速と時間と走行距離との関係の一例を視覚的に表した線図である。図５の線図は図１に示したフローチャートのステップＳ３５において否定的に判断された場合のものを表している。図５によると車両は車速Ｖ０で走行しており、ステップＳ２６で求めた平均減速度Ａにより、信号機を通過するための推奨車速である最大車速Ｖｆまで減速される。最大車速Ｖｆとなった時点で速度一定となり、時刻Ｔｂで信号機を通過できる。ステップＳ３４において、ステップＳ２７で演算された減速度Ｂを考慮した最大車速Ｖｆの算出により、図５の時刻Ｔｂ以降の三角形の面積で示される分の距離だけ、車両が交通信号の停止位置の手前で青となる。また図４同様、図５でもグラフおよび車速と時刻とに対応した直交軸に囲まれる面積が、交通信号を通過するまでの間に車両が走行する距離Ｌとなる。
【００６３】
上記に示したこの発明に係る車速制御装置およびその第２の制御例によれば、車両が交通信号を通過する前に車速センサ１５、第１情報検出装置３３、第２情報検出装置３４などにより検出された情報に基づいて、車両ＥＣＵ２３が車速Ｖ０と距離Ｌと時間Ｔｙ，Ｔｂ等の値を算出することができ、その得られた値とともに求められた平均減速度Ａによって交通信号を通過できるか否か、および平均減速度Ａによって交通信号手前に停止できるか否かの判断を行うことができる。そして交通信号を通過できない場合には運転者に制動の指示をディスプレイ３５とスピーカ３６とにより与えることができる。また交通信号を通過できる場合にはクルーズコントロールシステム操作装置５１により運転者のクルーズコントロールを実行するとの指示が発せられた場合には式５により求められた最大車速Ｖｆまで減速される。
【００６４】
ここで車速Ｖ０が最大車速Ｖｆより大きい場合、自動的に平均減速度Ａで減速されて交通信号を通過することができる。このとき車速Ｖ０が最大車速Ｖｆより大きいことから、交通信号の停止位置の一定距離手前を車両が通過する際に交通信号が青の表示をするため、交通信号の通行可表示が交通信号の停止位置になってしまう場合に運転者が感じる不安を減らし、また、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えることなく車速を調整できる。また、交通信号を不要に停止することがないことにより車両の省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。一方、最大車速Ｖｆが車速Ｖ０以上の場合、式５において最大車速Ｖｆが平均減速度Ａに加えて交通信号の一定距離手前で停止することのできる最大減速度Ｂにより算出されていることから、この最大車速Ｖｆによって交通信号の一定距離手前で、交通信号を通過することができる。このとき、交通信号の停止位置の一定距離手前を車両が通過する際に交通信号が青の表示をするため、交通信号の通行可表示が交通信号の停止位置になってしまう場合に運転者が感じる不安を減らし、また、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えることなく車速を調整できる。また、交通信号を不要に停止することがないことにより車両の省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【００６５】
つぎに、図６に記載した車速制御装置の制御の他の例について、図６のフローチャートに基づいて説明する。この図６のフローチャートは、この発明に係る車速制御装置の第３の制御例を表している。まず、車速センサ１５により検出された車速Ｖ０と人工衛星４４に連動したＧＰＳから発進される電波をＧＰＳアンテナ４５により受信して、ＧＰＳ受信機４７にデータが送られることにより得られる自車両と交通信号との距離Ｌの情報が取得される（ステップＳ４１）。そして地上情報発信（交通管制）システム５０より送られる信号機タイムテーブルの情報の中の交通信号が青から黄に切り替わる時間Ｔｙと交通信号が赤から青に切り替わる時間Ｔｂとの情報が取得される（ステップＳ４２）。
【００６６】
ステップＳ４１により得られた情報から自車両と交通信号との距離Ｌが０以上であるか否かが判別される（ステップＳ４３）。このステップＳ４３は自車両から交通信号までの距離が０以上であるか否かにより、自動速度制御を実行する必要性があるか否か判断するために実行される。この自車両と交通信号との距離Ｌは例えば、自車両から交通信号で停止する際の停止位置までの距離であって、この停止位置は交通信号のある路上に白線などで描かれる停止線でもよく、また第１情報検出装置３３および第２情報検出装置３４による路車間通信により定められた停止位置でもよく、さらに低速車間距離制御システムなどによる前方車両の位置から定められる停止位置でもよい。このステップＳ４３において肯定的に判断された場合にはステップＳ４５が実行される。ステップＳ４３において否定的に判断された場合には、自動速度制御フラグがＯＦＦされる（ステップＳ４４）。つぎに自動速度制御フラグがＯＮか否かが判別される（ステップＳ４５）。ステップＳ４５において肯定的に判断された場合には後述するステップＳ５５へと移行する。
【００６７】
ステップＳ４５において否定的に判断された場合には、運転者（ドライバ）が通常の制動時に行っている制動に基づく平均減速度Ａが演算される（ステップＳ４６）。そして、運転者が通常の制動時に行っている最大減速度Ｂが演算される（ステップＳ４７）。さらに、バッテリ状態、回生モータの温度や回転数などから算出される発生可能な回生制動による減速度Ｃが演算される（ステップＳ４８）。つぎに現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できるか否かの判断が、第１の制御例と同じように式１により判断される（ステップＳ４９）。
【００６８】
ステップＳ４９において否定的に判断された場合つまり現在の走行状態で交通信号が黄に切り替わる前に交通信号を通過できると判断された場合にはリターンされ、逆に肯定的に判断された場合つまり現在の走行状態では交通信号が黄に切り替わる前に信号機を通過できないと判断された場合には、ステップＳ４６により求められた平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置に停止できるか否かの判断が、第１の制御例と同じように式２により判断される（ステップＳ５０）。
【００６９】
ステップＳ５０において否定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置で停止できないと判断された場合には運転者へブレーキ操作するようにスピーカ３６やディスプレイ３５により告知され（ステップＳ５２）、リターンされる。ステップＳ５０において肯定的に判断された場合つまり平均減速度Ａ以下で交通信号の停止位置で停止できると判断された場合にはスピーカ３６やディスプレイ３５により自動速度制御開始可能であることを告知される（ステップＳ５１）。つぎに運転者による自動速度制御開始指示があるか否かが判別される（ステップＳ５３）。
【００７０】
ステップＳ５３において否定的に判断された場合つまり運転者から自動速度制御を開始しない場合、車両ＥＣＵ２３が指示がないことからリターンされる。ステップＳ５３において肯定的に判断された場合つまり運転者のクルーズコントロールシステム操作装置５１の操作により、自動速度制御を開始をすると車両ＥＣＵ２３が指示結果を受け取った場合には、車両ＥＣＵ２３で自動速度制御フラグがＯＮされる（ステップＳ５４）。
【００７１】
ついでステップＳ４５において肯定的に判断された場合もしくはステップＳ５４で自動速度制御フラグがＯＮされたのちに、ステップＳ４８で演算された回生可能減速度ＣがステップＳ４６により求められた平均減速度Ａ以上か否かが判断される（ステップＳ５５）。ステップＳ５５で肯定的に判断された場合つまり回生制動のみによる減速が可能な場合には最大車速Ｖｆが、第２の制御例と同じように式５によって演算される（ステップＳ５７）。
【００７２】
ステップ４１で取得した車速Ｖ０が式５によって演算された最大車速Ｖｆ以下であるか否かが判断される（ステップＳ６０）。ステップＳ６０において肯定的に判断された場合つまり最大車速Ｖｆが車速Ｖ０以上であり、車速Ｖ０では交通信号を停止せずに通過できないと判断された場合には、車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ６３）、リターンされる。ステップＳ６０において否定的に判断された場合つまり最大車速Ｖｆより車速Ｖ０が大きい場合にはステップＳ５５で肯定的に判断されたことから、交通信号を停止せずに通過可能な減速度Ａとなる回生制動力が出力され（ステップＳ６４）、リターンされる。
【００７３】
一方、ステップＳ５５において否定的に判断された場合つまり回生可能減速度Ｃが平均減速度Ａより小さい場合には、
（Ｖ０／３．６）２／（２×Ｃ）≦Ｌ・・・（式６）
が判断される（ステップＳ５６）。
【００７４】
ステップＳ５６において肯定的に判断された場合つまり回生可能減速度Ｃが平均減速度Ａより小さく、かつ自車両と交通信号までの距離Ｌが回生可能減速度で制動している自車両が進行する距離以上である場合には、平均減速度Ａより小さい回生制動でも信号機の停止位置で停止できるため、最大車速Ｖｆを、
【数３】
より求める（ステップＳ５９）。
【００７５】
ついでステップＳ４１で取得した車速Ｖ０がステップＳ５９で求められた最大車速Ｖｆ以下であるか否かが判断される（ステップＳ６２）。このステップＳ６２において肯定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆ以下である場合には、車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ６３）、リターンされる。一方、このステップＳ６２で否定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆより大きい場合には、ステップＳ４８で演算された、交通信号を停止せずに通過可能な減速度Ｃとなる回生制動力が出力される（ステップＳ６６）、リターンされる。
【００７６】
一方、ステップＳ５６において否定的に判断された場合つまり回生可能減速度Ｃが平均減速度Ａより小さくかつ、自車両と交通信号までの距離Ｌが回生可能減速度で制動している自車両が進行する距離より小さい場合には回生制動のみによる減速度Ｃでは交通信号の停止位置で通過できないため、最大車速Ｖｆを第１の制御例と同じように式５によって求める（ステップＳ５８）。
【００７７】
つぎにステップＳ４１で取得した車速Ｖ０がステップＳ５８で求められた最大車速Ｖｆ以下であるか否かが判断される（ステップＳ６１）。このステップＳ６１において肯定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆ以下である場合には、車速Ｖｆで走行するための駆動力が出力され（ステップＳ６３）、リターンされる。一方、このステップＳ６１で否定的に判断された場合つまり車速Ｖ０が最大車速Ｖｆより大きい場合には、ステップＳ４６で演算された減速度Ａとなる回生制動力および機械式制動力が出力される（ステップＳ６５）、リターンされる。
【００７８】
上記に示したこの発明に係る車速制御装置およびその第３の制御例によれば、車両が交通信号を通過する前に車速センサ１５、第１情報検出装置３３、第２情報検出装置３４などにより検出された情報に基づいて、車両ＥＣＵ２３が車速Ｖ０と距離Ｌと時間Ｔｙ，Ｔｂ等の値を算出することができ、その得られた値とともに求められた平均減速度Ａによって交通信号を通過できるか否か、および平均減速度Ａによって交通信号手前に停止できるか否かの判断を行うことができる。そして交通信号を通過できない場合には運転者に制動の指示をディスプレイ３５とスピーカ３６とにより与えることができる。また交通信号を通過できる場合にはクルーズコントロールシステム操作装置５１により運転者のクルーズコントロールを実行するとの指示が発せられた場合には回生可能減速度Ｃと平均減速度Ａとの大小関係に基づいて、式５、式７により求められた最大車速Ｖｆまで速度が調整される。
【００７９】
第３の制御例で示したフローチャート（ステップＳ５５〜ステップＳ６６）により回生可能減速度Ｃの制動能力を付加した制動が行われて、交通信号の停止位置の一定距離手前を車両が通過する際に交通信号が青の表示をするために、回生できるとともに、交通信号の通行可表示が交通信号の停止位置になってしまう場合に運転者が感じる不安を減らし、また、過度な減速操作をすることなく、すなわち運転者に負担を与えることなく車速を調整できる。また、交通信号を不要に停止することがないことにより車両の省エネルギ化や交通渋滞が緩和されてドライバビリティが向上する。
【００８０】
上記図１，３，６に示したフローチャートにより表された自車両の制御は車両に搭載された各種のセンサおよびＧＰＳ受信機４７に受信された情報および交通管制情報を受け取る地上情報受信機４３が受信した情報をデータ化したものが車両ＥＣＵ２３に送信されて、クルーズコントロールシステム操作装置５１の操作状態により車両ＥＣＵ２３が判断を行って、自車両の各種駆動装置類および各種制動装置類が適切に制御されることにより上記フローチャートに示したクルーズコントロールシステムが作動するようになっている。
【符号の説明】
【００８１】
Ｖｆ…最大車速、 ２３…車速制御装置、車速算出手段（車両電子制御装置）、 ４３…交通信号情報取得手段（地上情報受信機）、 ５１…クルーズコントロールシステム操作装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方の交通信号の表示が切り替わるタイミングに応じて車速を制御する車速制御装置において、
前記交通信号が通行許可表示に切り替わるまでの時間を検出する検出手段と、
その検出手段で検出された前記時間に、前記交通信号が停止表示である場合に車両が停止すべき停止位置から所定距離手前の位置を通過する際に前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速を求める車速算出手段と、
前記車速算出手段で算出された車速を指示する車速指示手段と
を備えていることを特徴とする車速制御装置。
【請求項２】
前記停止位置から手前の前記所定距離は、前記車両の走行の際に得られている過去の制動時の減速度で減速した場合に前記停止位置までに停止可能な距離であることを特徴とする請求項１に記載の車速制御装置。
【請求項３】
前記車速算出手段は、前記交通信号に向けて減速する制御開始当初に運転者の過去の制動による減速度の平均値である平均減速度で減速し、かつ前記停止位置から所定距離手前の位置に達する直前に運転者の過去の制動による減速度の最大値である最大減速度で減速するとした場合に、前記最大減速度で減速することにより前記停止位置で前記車両を停止させることが可能な車速であって、かつ前記所定距離手前の位置を車両が通過する時点で前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の車速制御装置。
【請求項１】
車両の前方の交通信号の表示が切り替わるタイミングに応じて車速を制御する車速制御装置において、
前記交通信号が通行許可表示に切り替わるまでの時間を検出する検出手段と、
その検出手段で検出された前記時間に、前記交通信号が停止表示である場合に車両が停止すべき停止位置から所定距離手前の位置を通過する際に前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速を求める車速算出手段と、
前記車速算出手段で算出された車速を指示する車速指示手段と
を備えていることを特徴とする車速制御装置。
【請求項２】
前記停止位置から手前の前記所定距離は、前記車両の走行の際に得られている過去の制動時の減速度で減速した場合に前記停止位置までに停止可能な距離であることを特徴とする請求項１に記載の車速制御装置。
【請求項３】
前記車速算出手段は、前記交通信号に向けて減速する制御開始当初に運転者の過去の制動による減速度の平均値である平均減速度で減速し、かつ前記停止位置から所定距離手前の位置に達する直前に運転者の過去の制動による減速度の最大値である最大減速度で減速するとした場合に、前記最大減速度で減速することにより前記停止位置で前記車両を停止させることが可能な車速であって、かつ前記所定距離手前の位置を車両が通過する時点で前記交通信号の停止表示が通行許可表示となる最大車速を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の車速制御装置。
【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２０１０−２４７７０３（Ｐ２０１０−２４７７０３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１００２８０（Ｐ２００９−１００２８０）
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【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２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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