運転支援装置
【課題】より適切に減速操作の案内を行うようにする。
【解決手段】搭載車両の走行先に存在する信号機より手前に設置された光ビーコン５１から送信される情報を受信して搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定し（Ｓ１１６）、予め定められた基準値以下の減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定し（Ｓ１２０、Ｓ１２２）、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内を行う（Ｓ１３２）。
【解決手段】搭載車両の走行先に存在する信号機より手前に設置された光ビーコン５１から送信される情報を受信して搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定し（Ｓ１１６）、予め定められた基準値以下の減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定し（Ｓ１２０、Ｓ１２２）、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内を行う（Ｓ１３２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載車両の運転者に運転操作についての案内を行う運転支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、路側に配置された運転支援装置が、信号機手前の所定地点を通過した通過車両の車両状態量を取得し、この車両状態量と通行車両が向かう信号機の信号情報とに基づいて、通過車両の後続車両の停止位置を決定するとともに、決定した後続車両の停止位置を送信するようになっており、後続車両に搭載された車載運転支援装置は、この後続車両の停止位置を受信すると、後続車両の停止位置に応じて運転支援のタイミングを変更するようにした運転支援システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された運転支援システムでは、車載運転支援装置により、信号待ちの先行車両を考慮して運転支援情報の提供タイミングが決定され、適切な位置で停止できるように運転支援情報が提供されるようになっているが、この運転支援情報に従って減速操作を行ったとしても、必ずしも緩やかな減速度で車両を停車位置に停止させることができるとは限らないといった問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みたもので、より適切に減速操作の案内を行うようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、搭載車両の運転者に運転操作についての案内を行う運転支援装置であって、路側に設置された無線送信機と通信する通信手段と、通信手段を介して無線送信機から搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を取得する情報取得手段と、情報取得手段により取得された情報を用いて搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定する停車位置推定手段と、予め定められた基準値以下の減速度で、停車位置推定手段により推定された停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定する減速操作開始位置特定手段と、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内を行う案内手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定し、予め定められた基準値以下の減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定し、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内が行われるので、より適切に減速操作の案内を行うことができる。
【０００８】
なお、請求項２に記載の発明のように、減速操作開始位置特定手段は、予め定められた基準値以下の減速度で、停車位置推定手段により推定された停車位置に搭載車両を停止させるために必要な減速距離を算出する減速距離算出手段を備え、停車位置推定手段により推定された停車位置より減速距離分手前の位置を減速操作開始位置として特定することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報には、信号機の切替タイミング、無線送信機から信号機の停止位置を示す停止線までの距離、通行車両の平均速度および無線送信機の設置位置を通過した先行車両の通過時刻が含まれており、停車位置推定手段は、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を用いて搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際に搭載車両の前に停車する先行車両の台数を推定し、搭載車両の前に停車する先行車両の台数に応じて搭載車両の停止位置を手前に移動させるように搭載車両の停止位置を推定することを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際に搭載車両の前に停車する先行車両の台数を推定し、搭載車両の前に停車する先行車両の台数に応じて搭載車両の停止位置を手前に移動させるように搭載車両の停止位置が推定されるので、搭載車両の前に停車する先行車両があっても、緩やかな減速操作で搭載車両を停止位置に停車させることが可能である。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、搭載車両は、走行用の動力源としてモータを使用する車両であって、減速操作開始位置特定手段は、モータの回生損失が発生しないように規定された減速度で、停車位置推定手段により推定された停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定することを特徴としている。
【００１２】
このような構成によれば、モータの回生損失が発生しないように規定された減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置が特定されるので、モータの回生損失が発生しないような減速操作で搭載車両を停車位置に停車させることが可能であり、走行用の動力源で消費されるエネルギーの低減を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る運転支援装置を搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図２】ナビゲーションＥＣＵの構成を示す図である。
【図３】路側の機器構成を示す図である。
【図４】通行車両の平均車速の算出について説明するための図である。
【図５】ナビゲーションＥＣＵのフローチャートである。
【図６】先行車両の前方交差点停止線地点での信号機の状態の推定について説明するための図である。
【図７】搭載車両Ｃと同じ赤信号で先行車両Ａ、Ｂが停車すると推定した場合の搭載車両Ｃの停止位置の特定について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る運転支援装置を搭載した車両の概略構成を図１に概略的に示す。本実施形態における運転支援装置は、走行用の動力源としてエンジンおよびモータを用いるハイブリッド車両に搭載され、搭載車両の運転者に運転操作についての案内等を行う。ハイブリッド車両には、エンジン１、発電機２、モータ３、差動装置４、タイヤ５ａ、５ｂ、インバータ６、ＤＣリンク７、インバータ８、バッテリ９、ＨＶ制御部１０、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２、車速センサ１３、地図ＤＢ記憶部１４、勾配センサ１５、操作部１６、光ビーコン送受信機１７、表示部１８、スピーカ１９およびナビゲーションＥＣＵ２０が搭載されている。
【００１５】
このハイブリッド車両は、エンジン１およびモータ３を走行用の動力源とし、アクセル操作に応じて複数の走行モードを切り替えて走行する。エンジン１を動力源とする場合は、エンジン１の回転力が、図示しないクラッチ機構および差動装置４を介してタイヤ５ａ、５ｂに伝わる。また、モータ３を動力源とする場合は、バッテリ９の直流電力がＤＣリンク７およびインバータ８を介して交流電力に変換され、その交流電力によってモータ３が作動し、このモータ３の回転力が、差動装置４を介してタイヤ５ａ、５ｂに伝わる。以下、エンジン１のみを動力源とする走行のモードをエンジン走行モード、モータ３のみを動力源とする走行のモードをモータ走行モード、エンジン１とモータ３を動力源とする走行のモードをハイブリッド走行モードという。ただし、以下、ハイブリッド走行モードとエンジン走行モードを含めてハイブリッド走行モードという。
【００１６】
また、エンジン１の回転力は発電機２にも伝えられ、その回転力によって発電機２が交流電力を生成し、生成された交流電力はインバータ６、ＤＣリンク７を介して直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ９に蓄積される。このようなバッテリ９への充電は、燃料を使用したエンジン１の作動による充電である。以下、この種の充電を、内燃充電という。
【００１７】
また、図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ３に回転力として加わり、この回転力によってモータ３が交流電力を生成し、生成された交流電力がインバータ８、ＤＣリンク７を介して直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ９に蓄積される。以下、この種の充電を、回生充電という。
【００１８】
なお、回生充電により時間当たりに回収できるエネルギー量には限界があるため、減速度が大きいと回生充電によるエネルギー回収が十分に行われず、エネルギーの損失が発生する。したがって、回生充電によるエネルギー回収を有効に行うためには、ある程度緩やかな減速操作が必要とされる。
【００１９】
ＨＶ制御部１０は、ナビゲーションＥＣＵ２０からの指令等に応じて、発電機２、モータ３、インバータ６、インバータ８、バッテリ９の上述のような作動の実行・非実行等を制御する。ＨＶ制御部１０は、例えばマイクロコンピュータを用いて実現してもよいし、下記のような機能を実現するための専用の回路構成を有するハードウェアであってもよい。
【００２０】
より具体的には、ＨＶ制御部１０は、アクセル開度、バッテリ９のバッテリ充電量、バッテリ９の温度等に基づいて、動力源の異なる複数の走行モード（モータ走行モード、ハイブリッド走行モード）の切り替えを繰り返し行う。
【００２１】
ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２および車速センサ１３は、それぞれハイブリッド車両の位置、進行方向、走行速度を特定する周知のセンサである。
【００２２】
地図ＤＢ記憶部１４は、地図データを記憶する記憶媒体である。地図データは、複数の交差点のそれぞれに対応するノードデータ、および、交差点と交差点を結ぶ道路区間すなわちリンクのそれぞれに対応するリンクデータを有している。１つのノードデータは、当該ノードの識別番号、所在位置情報、種別情報を含む。また、１つのリンクデータは、当該リンクの識別番号（以下、リンクＩＤという）、位置情報、種別情報等を含んでいる。
【００２３】
ここで、リンクの位置情報には、当該リンクが含む形状補完点の所在位置データ、および、当該リンクの両端のノードおよび形状補完点のうち隣り合う２つを繋ぐセグメントのデータを含んでいる。各セグメントのデータは、当該セグメントのセグメントＩＤ、当該セグメントの勾配、向き、長さ等の情報を有している。
【００２４】
勾配センサ１５は、車両のピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の方位変化量を検出するジャイロセンサによって構成されている。このジャイロセンサによって検出されるピッチ方向の方位変化量から道路の勾配を算出することが可能となっている。
【００２５】
操作部１６は、表示部１８に設けられたディスプレイの周囲に配置されたメカニカルスイッチ、表示部１８に設けられたディスプレイの前面に設けられたタッチスイッチ等を有し、乗員のスイッチ操作に応じた信号をナビゲーションＥＣＵ２０へ出力する。
【００２６】
光ビーコン送受信機１７は、ＶＩＣＳ情報等を送信する光ビーコンとの間で無線通信を行うためのものである。
【００２７】
表示部１８は、液晶等のディスプレイを有し、このディスプレイにナビゲーションＥＣＵ２０より入力される映像信号に応じた映像を表示させる。
【００２８】
スピーカ１９は、ナビゲーションＥＣＵ２０より入力される音声信号に応じた音声を出力するためのものである。
【００２９】
図２に示す様に、ナビゲーションＥＣＵ２０は、ＲＡＭ２１、ＲＯＭ２２、データ書き込み可能な耐久記憶媒体２３、および制御部２４を有している。耐久記憶媒体とは、ナビゲーションＥＣＵ２０の主電源の供給が停止してもデータを保持し続けることができる記憶媒体をいう。耐久記憶媒体２３としては、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶媒体、および、バックアップＲＡＭがある。
【００３０】
制御部２４は、ＲＯＭ２２または耐久記憶媒体２３から読み出したプログラムを実行し、その実行の際にはＲＡＭ２１、ＲＯＭ２２、および耐久記憶媒体２３から情報を読み出し、ＲＡＭ２１および耐久記憶媒体２３に対して情報の書き込みを行い、ＨＶ制御部１０、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２、車速センサ１３、地図ＤＢ記憶部１４、勾配センサ１５等と信号の授受を行う。なお、制御部２４は、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２および車速センサ１３から取得した現在位置を特定するための情報に基づいて、現在位置を特定する現在位置特定処理等を実施する。
【００３１】
また、図２に示すように、制御部２４は、マップマッチング処理２５、経路算出処理２６、ナビゲーション処理２７等の処理を、所定のプログラムを実行することで実現する。
【００３２】
本ハイブリッド車両に搭載されているナビゲーションＥＣＵ２０には、光ビーコン送受信機１７が接続されており、光ビーコン送受信機１７を介して路上に設置された光ビーコンよりＶＩＣＳ情報等を受信することが可能となっている。
【００３３】
図３に、路側の機器構成を示す。この図には、ハイブリッド車両３０と、交差点Ｊに設置された信号機４０と、この信号機４０を制御する信号制御装置４１と、この信号制御装置４１に接続された光ビーコン制御装置５０と、この光ビーコン制御装置５０に接続された光ビーコン５１が示されている。なお、光ビーコン５１は、交差点Ｊより１つ手前の交差点から交差点Ｊへと向かう道路上に設置されている。また、図３には、光ビーコン制御装置５０に１台の光ビーコン５１が接続された構成が示されているが、実際には、各交差点に設置された多数の光ビーコン５１が接続されている。
【００３４】
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、ＶＩＣＳ情報とともに、以下に示す（１）〜（４）の情報を、光ビーコン５１を介して通行車両に送信する。なお、（１）〜（４）の情報は、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報である。
（１）信号機の切替タイミング、（２）光ビーコン５１から前方交差点の停止線までの距離、（３）通行車両の平均車速、（４）光ビーコン５１の設置位置を通過した先行車両の通過時刻。
（１）信号機の切替タイミングについて
信号制御装置４１は、予め設定された切替タイミングで信号機４０を制御する。信号機４０は、信号制御装置４１の制御により青信号、黄信号、赤信号、矢印信号等の各ランプを点灯させるようになっている。なお、本実施形態では、説明を簡略化するため、矢印信号を備えていない信号機を例に説明する。
【００３５】
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、信号制御装置４１より切替タイミングを特定するための切替タイミング情報を取得可能となっている。切替タイミング情報には、信号の切り替わり時刻を特定するための切替時刻特定情報（例えば、次回、赤信号から青信号に切り替わる時刻を示す情報）と、信号機の切替周期を示す切替周期情報が含まれる。なお、切替周期は、例えば、赤信号から青信号に変化したときから、黄信号、赤信号となった後、再度、青信号に変化するまでの期間のことをいう。
（２）光ビーコン５１から前方交差点の信号機の停止位置を示す停止線までの距離について
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、光ビーコン５１から前方交差点の信号機の停止位置を示す停止線までの距離を記憶媒体に記憶している。
（３）平均車速について
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、図４に示すように、２つの光ビーコン５１間の距離と、同一車両が２つの光ビーコン５１間を通過するのに要した旅行時間に基づいて、その区間の平均車速を算出するようになっている。なお、光ビーコン制御装置５０は、２つの光ビーコン５１間の距離を記憶媒体に記憶している。ここで、平均車速は、２つの光ビーコン５１間の距離を、同一車両が２つの光ビーコン５１間を通過するのに要した時間で除算して求めた車速を平均化することにより算出することができる。なお、車両が途中で赤信号により停車すると、２つの光ビーコン５１間を通過するのに要した旅行時間が長くなってしまうため、切替タイミング情報に基づいて車両が赤信号で停車したと推定される車両を除外して車速を収集し、平均車速を算出するようにしている。
（４）光ビーコン５１の設置位置を通過した先行車両の通過時刻
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、光ビーコン５１の下方のレーンを通過する車両の有無を検出する検出センサ（図示せず）を備え、この検出センサを用いて一定期間内に光ビーコン５１の下方のレーンを通過した先行車両の通過時刻を収集する処理を行う。具体的には、信号機の切替周期（例えば、３分）内に光ビーコン５１の下方のレーンを通過した車両の通過時刻を収集し、収集した各車両の通過時刻を光ビーコン５１を介して送信する。なお、複数のレーンが設けられている場合には、レーン毎に光ビーコン５１の設置位置を通過した先行車両の通過時刻を収集する。
【００３６】
ナビゲーションＥＣＵ２０は、（１）〜（４）の情報に基づいて搭載車両とともに信号機の手前で停車する先行車両の台数を特定し、先行車両による影響を考慮した搭載車両の停車位置を推定するとともに、この搭載車両の停車位置に、モータ３による回生充電の回収損失が発生しないように停車するための減速操作開始地点を推定し、この減速操作開始地点の手前で減速操作が行われるように、乗員に報知する処理を実施する。
【００３７】
図５に、この処理のフローチャートを示す。車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、本運転支援装置は動作状態となり、ナビゲーションＥＣＵ２０は、図５に示す処理を開始する。
【００３８】
まず、光ビーコン５１より送信される情報を受信したか否かを判定する（Ｓ１００）。なお、光ビーコン５１より送信される情報には、ＶＩＣＳ情報と、上記した（１）〜（４）の情報がある。
【００３９】
ここで、光ビーコン送受信機１７を介して光ビーコン５１より送信される情報が受信されない場合、Ｓ１００の判定を繰り返し実施する。
【００４０】
そして、搭載車両が光ビーコン５１の下のレーンを通過し、光ビーコン５１より送信された情報を受信すると、Ｓ１００の判定はＹＥＳとなり、光ビーコン５１より送信された情報をＲＡＭ２１に記憶させる（Ｓ１０２）。
【００４１】
次に、光ビーコン５１より送信された情報に、（１）〜（４）の情報が含まれているか否かを判定する（Ｓ１０４）。
【００４２】
ここで、光ビーコン５１より送信された情報に、（１）〜（４）の情報が含まれていない場合、Ｓ１０４の判定はＮＯとなり、Ｓ１００へ戻る。また、光ビーコン５１より送信された情報に、（１）〜（４）の情報が含まれている場合には、Ｓ１０４の判定はＹＥＳとなり、次に、（１）〜（３）の情報を用いて搭載車両が前方交差点の停止線地点での信号機の状態を推定する（Ｓ１０６）。
【００４３】
ここで、図６を参照して、先行車両の前方交差点停止線地点での信号機の状態の推定について説明する。図６において、横軸は時刻、縦軸は光ビーコン５１から交差点停止線位置までの距離を表している。矢印Ｃは、搭載車両の位置と時刻の関係を示している。また、図６には、信号機の切替タイミングも示されている。なお、図６において、黄信号は省略してある。
【００４４】
まず、光ビーコン５１から前方交差点の停止線までの距離を平均車速で除算することにより搭載車両が前方交差点の停止線に到達するまでの時間を算出する。次に、この搭載車両が前方交差点の停止線に到達するまでの時間に現在時刻を加算して搭載車両が前方交差点の停止線に到達する時刻を算出する。次に、切替タイミング情報に含まれる切替時刻特定情報と切替周期情報から、搭載車両が前方交差点の停止線までの時刻における信号機の状態を推定する。
【００４５】
なお、搭載車両の車速が平均車速よりも大きく異なる場合には、交通流に大きな影響を与える要因が発生したと考えられるため、平均車速を搭載車両の車速に置き換えて搭載車両が前方交差点の停止線までの時刻における信号機の状態を推定する。
【００４６】
次に、推定した信号機の状態が赤信号か否かを判定する（Ｓ１０８）。ここで、推定した信号機の状態が黄信号または青信号の場合、Ｓ１０８の判定はＮＯとなり、Ｓ１００へ戻る。また、推定した信号機の状態が赤信号の場合には、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、次に、地図ＤＢ記憶部１４より地図データを取得して搭載車両の位置から停止線までの走行路番号を求める（Ｓ１１０）。具体的には、搭載車両の現在位置から停止線までの道路に付与されたリンクＩＤを特定する。
【００４７】
次に、（１）〜（４）の情報を用いて先行車両の前方交差点停止線地点での信号機の状態を推定する（Ｓ１１２）。
【００４８】
図６において、矢印Ｘ、Ａ、Ｂは、先行車両の位置と時刻の関係を示している。矢印Ｃで示されている搭載車両の直前の先行車両は矢印Ｂ、この矢印Ｂで示されている先行車両の直前の先行車両は矢印Ａ、この矢印Ａで示されている先行車両の直前の先行車両は矢印Ｘとして示されている。
【００４９】
ここでは、信号機の切替周期内にレーンを通過した各車両の通過時刻を表す情報を用いて矢印Ｘ、Ａ、Ｂにより示される各先行車両が前方交差点の停止線に到達する際の信号機の状態を推定する。
【００５０】
具体的には、光ビーコン５１から前方交差点の停止線までの距離を平均車速で除算することにより各先行車両が前方交差点の停止線に到達するまでの時間を算出する。次に、この各先行車両が前方交差点の停止線に到達するまでの時間に、信号機の切替周期内にレーンを通過した各車両の通過時刻を加算して各先行車両が前方交差点の停止線に到達する時刻を算出する。次に、切替タイミング情報に含まれる切替時刻特定情報と切替周期情報から、各先行車両が前方交差点の停止線に到達する時刻における信号機の状態を推定する。
【００５１】
次に、自車両と同じ赤信号で停止すると推測される先行車両の台数を特定する（Ｓ１１４）。具体的には、各先行車両と搭載車両が前方交差点の停止線に到達する時刻における信号機の状態に基づいて自車両と同じ赤信号で停止すると推測される先行車両の台数を特定する。図６では、矢印Ｘで示される先行車両は、前方交差点の停止線に到達する時刻における信号機の状態は青信号となるため、搭載車両と同じ赤信号で停車することにはならないが、矢印Ａ、Ｂで示される先行車両は、矢印Ｃで示される搭載車両とともに、前方交差点の停止線に到達する時刻における信号機の状態は赤信号となるため、搭載車両と同じ赤信号で停車することになる。
【００５２】
次に、同じ赤信号で停車する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置を推定する（Ｓ１１６）。ここで、同じ赤信号で停車する先行車両の台数をＮ、予め定められた車両長をＬ１、停止間隔をＬ２とすると、同じ赤信号で停車する先行車両の台数Ｎを考慮した搭載車両の停止位置は、前方交差点の停止線の位置よりＮ×（Ｌ１＋Ｌ２）分だけ手前の位置として推定することができる。図７に示すように、搭載車両Ｃと同じ赤信号で先行車両Ａ、Ｂが停車すると推定した場合、搭載車両Ｃの停止位置は図中に示す位置となる。
【００５３】
次に、緩やかな減速操作をした場合の減速距離を特定する（Ｓ１２０）。具体的には、モータ３の回生損失が発生しないように規定された減速度で搭載車両が停車するために必要とされる減速距離を特定する。ここで、車両重量をｍ、搭載車両の車速をｖ、モータ３の回生損失が発生しないように規定された減速度をａ、減速距離をｘとすると、ｍ×ａ×ｘ＝（１／２）×ｍ×ｖ２の関係が成立する。従って、減速距離ｘ＝ｖ２／（２×ａ）として算出することができる。なお、本実施形態においては、運転者によるブレーキ操作がモータ３の回生損失が発生しなくなる減速度の限界値よりも多少緩くても搭載車両を停車位置に停止させることが可能となるように、減速度ａを、モータ３の回生損失が発生しなくなる減速度の限界値よりも一定量小さな値として規定している。
【００５４】
次に、同じ赤信号で停車する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置と、上記減速距離に基づいて減速操作開始位置を特定する（Ｓ１２２）。具体的には、同じ赤信号で停車する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置より、上記減速距離分手前の位置を減速操作開始位置として特定する。この減速操作開始位置で緩やかな減速操作を開始することで、モータ３による回生充電の回収損失が発生しないように停車することが可能となる。
【００５５】
次に、減速アドバイス提供位置を特定する（Ｓ１２４）。運転者が減速操作開始位置で減速操作を開始するためには、減速操作開始位置より手前で減速アドバイスの提供を行う必要がある。本実施形態では、運転者がある程度余裕を持って減速操作を行うことができるよう、減速操作開始位置より一定距離（例えば、２０メートル）手前の位置を減速アドバイス提供位置として特定する。
【００５６】
次に、地図ＤＢ記憶部１４より地図データを取得して現在の走行路番号の検出を行う（Ｓ１２６）。具体的には、搭載車両が位置する道路に付与されたリンクＩＤを特定する。
【００５７】
次に、搭載車両が走行路を逸脱したか否かを判定する（Ｓ１２８）。具体的には、搭載車両が位置する走行路番号が、Ｓ１１０にて求めた走行路番号と一致するか否かに基づいて搭載車両が走行路を逸脱したか否かを判定する。
【００５８】
ここで、搭載車両が走行路を逸脱していない場合、Ｓ１２８の判定はＮＯとなり、次に、搭載車両の位置が減速アドバイス提供位置へ到達したか否かに基づいて減速アドバイス提供位置を通過したか否かを判定する（Ｓ１３０）。
【００５９】
ここで、搭載車両の位置が減速アドバイス提供位置へ到達していない場合、Ｓ１３０の判定はＮＯとなり、Ｓ１２６へ戻る。そして、搭載車両の位置が減速アドバイス提供位置へ到達すると、Ｓ１３０の判定はＹＥＳとなり、減速操作アドバイスを提示する（Ｓ１３２）。具体的には、緩やかなブレーキ操作の開始を促すメッセージを表示部１８に表示させるとともに、緩やかなブレーキ操作の開始を促すメッセージをスピーカ１９より音声出力させる。なお、このときに、同じ赤信号で停車すると推定される先行車両の数を案内するようにしてもよい。
【００６０】
なお、搭載車両が減速アドバイス提供位置へ到達する前に走行路を逸脱した場合、Ｓ１２８の判定はＮＯとなり、減速操作アドバイスを提示することなく、Ｓ１００へ戻る。したがって、減速操作アドバイスの提示は行われない。
【００６１】
上記した構成によれば、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定し、予め定められた基準値以下の減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定し、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内が行われるので、より適切に減速操作の案内を行うことができる。
【００６２】
具体的には、予め定められた基準値以下の減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるために必要な減速距離を算出し、推定された停車位置より減速距離分手前の位置を減速操作開始位置として特定することができる。
【００６３】
また、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際に搭載車両の前に停車する先行車両の台数を推定し、搭載車両の前に停車する先行車両の台数に応じて搭載車両の停止位置を手前に移動させるように搭載車両の停止位置が推定されるので、搭載車両の前に停車する先行車両があっても、緩やかな減速操作で搭載車両を停止位置に停車させることが可能である。
【００６４】
また、モータ３の回生損失が発生しないように規定された減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置が特定されるので、モータ３の回生損失が発生しないような減速操作で搭載車両を停車位置に停車させることが可能であり、走行用の動力源で消費されるエネルギーの低減を図ることが可能である。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。
【００６６】
例えば、上記実施形態では、搭載車両をハイブリッド車両とし、Ｓ１２０にて、モータ３の回生損失が発生しないように定められた減速度をａとして減速距離ｘを算出し、Ｓ１２２にて、この減速距離ｘと同じ赤信号で停車する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置とに基づいて減速操作開始位置を特定したが、例えば、搭載車両を電気自動車としてもよい。また、搭載車両をガソリン車両として、搭載車両が予め定められた基準値以下の減速度、すなわち緩やかな減速度で、予め推定した停車位置に停止するための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定するようにしてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、Ｓ１１６にて、先行車両の車種と関係なく、同じ赤信号で停止する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置を推定したが、例えば、光ビーコン５１を介して先行車両の車種を特定するための情報を取得するように構成し、先行車両の車種と先行車両の台数に応じて同じ赤信号で停止する際の搭載車両の停止位置を移動させるようにしてもよい。この場合、軽自動車、小型車、中型車、大型車、トラック、バス等の車種に応じて車両長Ｌ１を異ならせるようにすればよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報として、信号機の切替タイミング、光ビーコン５１から信号機の停止位置を示す停止線までの距離、通行車両の平均速度および光ビーコン５１の設置位置を通過した先行車両の通過時刻を取得し、取得した情報に基づいて搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定したが、上記した各情報以外の情報を取得して搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に減速操作の開始を促す案内を行う構成を示したが、例えば、推定した停止位置に緩やかな減速度で停車できるように、モータ３の出力を低減するようにインバータ８に指示したり、エンジンＥＣＵに対して燃料噴射量を抑制する信号を送出したり、ブレーキＥＣＵに対して緩やかなブレーキ制御を行うように指示する信号を送出したりすることもできる。
【００７０】
また、上記実施形態では、搭載車両の走行先に存在する信号機より手前に設置された光ビーコンから、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を取得し、取得した情報を用いて搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定したが、信号機に限定されるものではなく、例えば、搭載車両の走行先に存在する一時停止線より手前に設置された光ビーコンから、搭載車両が走行先に存在する一時停止線の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を取得し、この取得した情報を用いて搭載車両が走行先に存在する一時停止線の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定するようにしてもよい。この場合、搭載車両が走行先に存在する一時停止線の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報に、光ビーコンから一時停止線までの距離、通行車両の平均速度および光ビーコンの設置位置を通過した先行車両の通過時刻を含むようにして、搭載車両が走行先に存在する一時停止線で停車する際に搭載車両の前に停車する先行車両を推定し、搭載車両の前に停車する先行車両を考慮した搭載車両の停止位置を推定することもできる。
【００７１】
上記実施形態では、通信エリアが限られた光ビーコンにより無線送信機を構成したが、光ビーコンに限定されるものではなく、例えば、通信エリアが限られた狭域通信（ＤＳＲＣ）を行うことが可能な無線機により無線送信機を構成してもよい。この場合、運転支援装置側の構成としては、光ビーコン送受信機１７に代えて狭域通信（ＤＳＲＣ）を行うことが可能な無線機を備えた構成とすればよい。
【００７２】
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、光ビーコン送受信機１７が通信手段に相当し、Ｓ１００、Ｓ１０２が情報取得手段に相当し、Ｓ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１６が停車位置推定手段に相当し、Ｓ１２０、Ｓ１２２が減速操作開始位置特定手段に相当し、Ｓ１２０が減速距離算出手段に相当し、Ｓ１３２が案内手段に相当する。
【符号の説明】
【００７３】
１ エンジン
２ 発電機
３ モータ
１１ ＧＰＳ受信機
１２ 方位センサ
１３ 車速センサ
１４ 地図ＤＢ記憶部
１５ 勾配センサ
１６ 操作部
１７ 光ビーコン送受信機
１８ 表示部
１９ スピーカ
２０ ナビゲーションＥＣＵ
３０ 搭載車両
４０ 信号機
４１ 信号制御装置
５０ 光ビーコン制御装置
５１ 光ビーコン５１
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載車両の運転者に運転操作についての案内を行う運転支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、路側に配置された運転支援装置が、信号機手前の所定地点を通過した通過車両の車両状態量を取得し、この車両状態量と通行車両が向かう信号機の信号情報とに基づいて、通過車両の後続車両の停止位置を決定するとともに、決定した後続車両の停止位置を送信するようになっており、後続車両に搭載された車載運転支援装置は、この後続車両の停止位置を受信すると、後続車両の停止位置に応じて運転支援のタイミングを変更するようにした運転支援システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された運転支援システムでは、車載運転支援装置により、信号待ちの先行車両を考慮して運転支援情報の提供タイミングが決定され、適切な位置で停止できるように運転支援情報が提供されるようになっているが、この運転支援情報に従って減速操作を行ったとしても、必ずしも緩やかな減速度で車両を停車位置に停止させることができるとは限らないといった問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みたもので、より適切に減速操作の案内を行うようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、搭載車両の運転者に運転操作についての案内を行う運転支援装置であって、路側に設置された無線送信機と通信する通信手段と、通信手段を介して無線送信機から搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を取得する情報取得手段と、情報取得手段により取得された情報を用いて搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定する停車位置推定手段と、予め定められた基準値以下の減速度で、停車位置推定手段により推定された停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定する減速操作開始位置特定手段と、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内を行う案内手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定し、予め定められた基準値以下の減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定し、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内が行われるので、より適切に減速操作の案内を行うことができる。
【０００８】
なお、請求項２に記載の発明のように、減速操作開始位置特定手段は、予め定められた基準値以下の減速度で、停車位置推定手段により推定された停車位置に搭載車両を停止させるために必要な減速距離を算出する減速距離算出手段を備え、停車位置推定手段により推定された停車位置より減速距離分手前の位置を減速操作開始位置として特定することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報には、信号機の切替タイミング、無線送信機から信号機の停止位置を示す停止線までの距離、通行車両の平均速度および無線送信機の設置位置を通過した先行車両の通過時刻が含まれており、停車位置推定手段は、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を用いて搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際に搭載車両の前に停車する先行車両の台数を推定し、搭載車両の前に停車する先行車両の台数に応じて搭載車両の停止位置を手前に移動させるように搭載車両の停止位置を推定することを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際に搭載車両の前に停車する先行車両の台数を推定し、搭載車両の前に停車する先行車両の台数に応じて搭載車両の停止位置を手前に移動させるように搭載車両の停止位置が推定されるので、搭載車両の前に停車する先行車両があっても、緩やかな減速操作で搭載車両を停止位置に停車させることが可能である。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、搭載車両は、走行用の動力源としてモータを使用する車両であって、減速操作開始位置特定手段は、モータの回生損失が発生しないように規定された減速度で、停車位置推定手段により推定された停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定することを特徴としている。
【００１２】
このような構成によれば、モータの回生損失が発生しないように規定された減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置が特定されるので、モータの回生損失が発生しないような減速操作で搭載車両を停車位置に停車させることが可能であり、走行用の動力源で消費されるエネルギーの低減を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る運転支援装置を搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図２】ナビゲーションＥＣＵの構成を示す図である。
【図３】路側の機器構成を示す図である。
【図４】通行車両の平均車速の算出について説明するための図である。
【図５】ナビゲーションＥＣＵのフローチャートである。
【図６】先行車両の前方交差点停止線地点での信号機の状態の推定について説明するための図である。
【図７】搭載車両Ｃと同じ赤信号で先行車両Ａ、Ｂが停車すると推定した場合の搭載車両Ｃの停止位置の特定について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る運転支援装置を搭載した車両の概略構成を図１に概略的に示す。本実施形態における運転支援装置は、走行用の動力源としてエンジンおよびモータを用いるハイブリッド車両に搭載され、搭載車両の運転者に運転操作についての案内等を行う。ハイブリッド車両には、エンジン１、発電機２、モータ３、差動装置４、タイヤ５ａ、５ｂ、インバータ６、ＤＣリンク７、インバータ８、バッテリ９、ＨＶ制御部１０、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２、車速センサ１３、地図ＤＢ記憶部１４、勾配センサ１５、操作部１６、光ビーコン送受信機１７、表示部１８、スピーカ１９およびナビゲーションＥＣＵ２０が搭載されている。
【００１５】
このハイブリッド車両は、エンジン１およびモータ３を走行用の動力源とし、アクセル操作に応じて複数の走行モードを切り替えて走行する。エンジン１を動力源とする場合は、エンジン１の回転力が、図示しないクラッチ機構および差動装置４を介してタイヤ５ａ、５ｂに伝わる。また、モータ３を動力源とする場合は、バッテリ９の直流電力がＤＣリンク７およびインバータ８を介して交流電力に変換され、その交流電力によってモータ３が作動し、このモータ３の回転力が、差動装置４を介してタイヤ５ａ、５ｂに伝わる。以下、エンジン１のみを動力源とする走行のモードをエンジン走行モード、モータ３のみを動力源とする走行のモードをモータ走行モード、エンジン１とモータ３を動力源とする走行のモードをハイブリッド走行モードという。ただし、以下、ハイブリッド走行モードとエンジン走行モードを含めてハイブリッド走行モードという。
【００１６】
また、エンジン１の回転力は発電機２にも伝えられ、その回転力によって発電機２が交流電力を生成し、生成された交流電力はインバータ６、ＤＣリンク７を介して直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ９に蓄積される。このようなバッテリ９への充電は、燃料を使用したエンジン１の作動による充電である。以下、この種の充電を、内燃充電という。
【００１７】
また、図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ３に回転力として加わり、この回転力によってモータ３が交流電力を生成し、生成された交流電力がインバータ８、ＤＣリンク７を介して直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ９に蓄積される。以下、この種の充電を、回生充電という。
【００１８】
なお、回生充電により時間当たりに回収できるエネルギー量には限界があるため、減速度が大きいと回生充電によるエネルギー回収が十分に行われず、エネルギーの損失が発生する。したがって、回生充電によるエネルギー回収を有効に行うためには、ある程度緩やかな減速操作が必要とされる。
【００１９】
ＨＶ制御部１０は、ナビゲーションＥＣＵ２０からの指令等に応じて、発電機２、モータ３、インバータ６、インバータ８、バッテリ９の上述のような作動の実行・非実行等を制御する。ＨＶ制御部１０は、例えばマイクロコンピュータを用いて実現してもよいし、下記のような機能を実現するための専用の回路構成を有するハードウェアであってもよい。
【００２０】
より具体的には、ＨＶ制御部１０は、アクセル開度、バッテリ９のバッテリ充電量、バッテリ９の温度等に基づいて、動力源の異なる複数の走行モード（モータ走行モード、ハイブリッド走行モード）の切り替えを繰り返し行う。
【００２１】
ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２および車速センサ１３は、それぞれハイブリッド車両の位置、進行方向、走行速度を特定する周知のセンサである。
【００２２】
地図ＤＢ記憶部１４は、地図データを記憶する記憶媒体である。地図データは、複数の交差点のそれぞれに対応するノードデータ、および、交差点と交差点を結ぶ道路区間すなわちリンクのそれぞれに対応するリンクデータを有している。１つのノードデータは、当該ノードの識別番号、所在位置情報、種別情報を含む。また、１つのリンクデータは、当該リンクの識別番号（以下、リンクＩＤという）、位置情報、種別情報等を含んでいる。
【００２３】
ここで、リンクの位置情報には、当該リンクが含む形状補完点の所在位置データ、および、当該リンクの両端のノードおよび形状補完点のうち隣り合う２つを繋ぐセグメントのデータを含んでいる。各セグメントのデータは、当該セグメントのセグメントＩＤ、当該セグメントの勾配、向き、長さ等の情報を有している。
【００２４】
勾配センサ１５は、車両のピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の方位変化量を検出するジャイロセンサによって構成されている。このジャイロセンサによって検出されるピッチ方向の方位変化量から道路の勾配を算出することが可能となっている。
【００２５】
操作部１６は、表示部１８に設けられたディスプレイの周囲に配置されたメカニカルスイッチ、表示部１８に設けられたディスプレイの前面に設けられたタッチスイッチ等を有し、乗員のスイッチ操作に応じた信号をナビゲーションＥＣＵ２０へ出力する。
【００２６】
光ビーコン送受信機１７は、ＶＩＣＳ情報等を送信する光ビーコンとの間で無線通信を行うためのものである。
【００２７】
表示部１８は、液晶等のディスプレイを有し、このディスプレイにナビゲーションＥＣＵ２０より入力される映像信号に応じた映像を表示させる。
【００２８】
スピーカ１９は、ナビゲーションＥＣＵ２０より入力される音声信号に応じた音声を出力するためのものである。
【００２９】
図２に示す様に、ナビゲーションＥＣＵ２０は、ＲＡＭ２１、ＲＯＭ２２、データ書き込み可能な耐久記憶媒体２３、および制御部２４を有している。耐久記憶媒体とは、ナビゲーションＥＣＵ２０の主電源の供給が停止してもデータを保持し続けることができる記憶媒体をいう。耐久記憶媒体２３としては、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶媒体、および、バックアップＲＡＭがある。
【００３０】
制御部２４は、ＲＯＭ２２または耐久記憶媒体２３から読み出したプログラムを実行し、その実行の際にはＲＡＭ２１、ＲＯＭ２２、および耐久記憶媒体２３から情報を読み出し、ＲＡＭ２１および耐久記憶媒体２３に対して情報の書き込みを行い、ＨＶ制御部１０、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２、車速センサ１３、地図ＤＢ記憶部１４、勾配センサ１５等と信号の授受を行う。なお、制御部２４は、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２および車速センサ１３から取得した現在位置を特定するための情報に基づいて、現在位置を特定する現在位置特定処理等を実施する。
【００３１】
また、図２に示すように、制御部２４は、マップマッチング処理２５、経路算出処理２６、ナビゲーション処理２７等の処理を、所定のプログラムを実行することで実現する。
【００３２】
本ハイブリッド車両に搭載されているナビゲーションＥＣＵ２０には、光ビーコン送受信機１７が接続されており、光ビーコン送受信機１７を介して路上に設置された光ビーコンよりＶＩＣＳ情報等を受信することが可能となっている。
【００３３】
図３に、路側の機器構成を示す。この図には、ハイブリッド車両３０と、交差点Ｊに設置された信号機４０と、この信号機４０を制御する信号制御装置４１と、この信号制御装置４１に接続された光ビーコン制御装置５０と、この光ビーコン制御装置５０に接続された光ビーコン５１が示されている。なお、光ビーコン５１は、交差点Ｊより１つ手前の交差点から交差点Ｊへと向かう道路上に設置されている。また、図３には、光ビーコン制御装置５０に１台の光ビーコン５１が接続された構成が示されているが、実際には、各交差点に設置された多数の光ビーコン５１が接続されている。
【００３４】
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、ＶＩＣＳ情報とともに、以下に示す（１）〜（４）の情報を、光ビーコン５１を介して通行車両に送信する。なお、（１）〜（４）の情報は、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報である。
（１）信号機の切替タイミング、（２）光ビーコン５１から前方交差点の停止線までの距離、（３）通行車両の平均車速、（４）光ビーコン５１の設置位置を通過した先行車両の通過時刻。
（１）信号機の切替タイミングについて
信号制御装置４１は、予め設定された切替タイミングで信号機４０を制御する。信号機４０は、信号制御装置４１の制御により青信号、黄信号、赤信号、矢印信号等の各ランプを点灯させるようになっている。なお、本実施形態では、説明を簡略化するため、矢印信号を備えていない信号機を例に説明する。
【００３５】
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、信号制御装置４１より切替タイミングを特定するための切替タイミング情報を取得可能となっている。切替タイミング情報には、信号の切り替わり時刻を特定するための切替時刻特定情報（例えば、次回、赤信号から青信号に切り替わる時刻を示す情報）と、信号機の切替周期を示す切替周期情報が含まれる。なお、切替周期は、例えば、赤信号から青信号に変化したときから、黄信号、赤信号となった後、再度、青信号に変化するまでの期間のことをいう。
（２）光ビーコン５１から前方交差点の信号機の停止位置を示す停止線までの距離について
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、光ビーコン５１から前方交差点の信号機の停止位置を示す停止線までの距離を記憶媒体に記憶している。
（３）平均車速について
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、図４に示すように、２つの光ビーコン５１間の距離と、同一車両が２つの光ビーコン５１間を通過するのに要した旅行時間に基づいて、その区間の平均車速を算出するようになっている。なお、光ビーコン制御装置５０は、２つの光ビーコン５１間の距離を記憶媒体に記憶している。ここで、平均車速は、２つの光ビーコン５１間の距離を、同一車両が２つの光ビーコン５１間を通過するのに要した時間で除算して求めた車速を平均化することにより算出することができる。なお、車両が途中で赤信号により停車すると、２つの光ビーコン５１間を通過するのに要した旅行時間が長くなってしまうため、切替タイミング情報に基づいて車両が赤信号で停車したと推定される車両を除外して車速を収集し、平均車速を算出するようにしている。
（４）光ビーコン５１の設置位置を通過した先行車両の通過時刻
本実施形態における光ビーコン制御装置５０は、光ビーコン５１の下方のレーンを通過する車両の有無を検出する検出センサ（図示せず）を備え、この検出センサを用いて一定期間内に光ビーコン５１の下方のレーンを通過した先行車両の通過時刻を収集する処理を行う。具体的には、信号機の切替周期（例えば、３分）内に光ビーコン５１の下方のレーンを通過した車両の通過時刻を収集し、収集した各車両の通過時刻を光ビーコン５１を介して送信する。なお、複数のレーンが設けられている場合には、レーン毎に光ビーコン５１の設置位置を通過した先行車両の通過時刻を収集する。
【００３６】
ナビゲーションＥＣＵ２０は、（１）〜（４）の情報に基づいて搭載車両とともに信号機の手前で停車する先行車両の台数を特定し、先行車両による影響を考慮した搭載車両の停車位置を推定するとともに、この搭載車両の停車位置に、モータ３による回生充電の回収損失が発生しないように停車するための減速操作開始地点を推定し、この減速操作開始地点の手前で減速操作が行われるように、乗員に報知する処理を実施する。
【００３７】
図５に、この処理のフローチャートを示す。車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、本運転支援装置は動作状態となり、ナビゲーションＥＣＵ２０は、図５に示す処理を開始する。
【００３８】
まず、光ビーコン５１より送信される情報を受信したか否かを判定する（Ｓ１００）。なお、光ビーコン５１より送信される情報には、ＶＩＣＳ情報と、上記した（１）〜（４）の情報がある。
【００３９】
ここで、光ビーコン送受信機１７を介して光ビーコン５１より送信される情報が受信されない場合、Ｓ１００の判定を繰り返し実施する。
【００４０】
そして、搭載車両が光ビーコン５１の下のレーンを通過し、光ビーコン５１より送信された情報を受信すると、Ｓ１００の判定はＹＥＳとなり、光ビーコン５１より送信された情報をＲＡＭ２１に記憶させる（Ｓ１０２）。
【００４１】
次に、光ビーコン５１より送信された情報に、（１）〜（４）の情報が含まれているか否かを判定する（Ｓ１０４）。
【００４２】
ここで、光ビーコン５１より送信された情報に、（１）〜（４）の情報が含まれていない場合、Ｓ１０４の判定はＮＯとなり、Ｓ１００へ戻る。また、光ビーコン５１より送信された情報に、（１）〜（４）の情報が含まれている場合には、Ｓ１０４の判定はＹＥＳとなり、次に、（１）〜（３）の情報を用いて搭載車両が前方交差点の停止線地点での信号機の状態を推定する（Ｓ１０６）。
【００４３】
ここで、図６を参照して、先行車両の前方交差点停止線地点での信号機の状態の推定について説明する。図６において、横軸は時刻、縦軸は光ビーコン５１から交差点停止線位置までの距離を表している。矢印Ｃは、搭載車両の位置と時刻の関係を示している。また、図６には、信号機の切替タイミングも示されている。なお、図６において、黄信号は省略してある。
【００４４】
まず、光ビーコン５１から前方交差点の停止線までの距離を平均車速で除算することにより搭載車両が前方交差点の停止線に到達するまでの時間を算出する。次に、この搭載車両が前方交差点の停止線に到達するまでの時間に現在時刻を加算して搭載車両が前方交差点の停止線に到達する時刻を算出する。次に、切替タイミング情報に含まれる切替時刻特定情報と切替周期情報から、搭載車両が前方交差点の停止線までの時刻における信号機の状態を推定する。
【００４５】
なお、搭載車両の車速が平均車速よりも大きく異なる場合には、交通流に大きな影響を与える要因が発生したと考えられるため、平均車速を搭載車両の車速に置き換えて搭載車両が前方交差点の停止線までの時刻における信号機の状態を推定する。
【００４６】
次に、推定した信号機の状態が赤信号か否かを判定する（Ｓ１０８）。ここで、推定した信号機の状態が黄信号または青信号の場合、Ｓ１０８の判定はＮＯとなり、Ｓ１００へ戻る。また、推定した信号機の状態が赤信号の場合には、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、次に、地図ＤＢ記憶部１４より地図データを取得して搭載車両の位置から停止線までの走行路番号を求める（Ｓ１１０）。具体的には、搭載車両の現在位置から停止線までの道路に付与されたリンクＩＤを特定する。
【００４７】
次に、（１）〜（４）の情報を用いて先行車両の前方交差点停止線地点での信号機の状態を推定する（Ｓ１１２）。
【００４８】
図６において、矢印Ｘ、Ａ、Ｂは、先行車両の位置と時刻の関係を示している。矢印Ｃで示されている搭載車両の直前の先行車両は矢印Ｂ、この矢印Ｂで示されている先行車両の直前の先行車両は矢印Ａ、この矢印Ａで示されている先行車両の直前の先行車両は矢印Ｘとして示されている。
【００４９】
ここでは、信号機の切替周期内にレーンを通過した各車両の通過時刻を表す情報を用いて矢印Ｘ、Ａ、Ｂにより示される各先行車両が前方交差点の停止線に到達する際の信号機の状態を推定する。
【００５０】
具体的には、光ビーコン５１から前方交差点の停止線までの距離を平均車速で除算することにより各先行車両が前方交差点の停止線に到達するまでの時間を算出する。次に、この各先行車両が前方交差点の停止線に到達するまでの時間に、信号機の切替周期内にレーンを通過した各車両の通過時刻を加算して各先行車両が前方交差点の停止線に到達する時刻を算出する。次に、切替タイミング情報に含まれる切替時刻特定情報と切替周期情報から、各先行車両が前方交差点の停止線に到達する時刻における信号機の状態を推定する。
【００５１】
次に、自車両と同じ赤信号で停止すると推測される先行車両の台数を特定する（Ｓ１１４）。具体的には、各先行車両と搭載車両が前方交差点の停止線に到達する時刻における信号機の状態に基づいて自車両と同じ赤信号で停止すると推測される先行車両の台数を特定する。図６では、矢印Ｘで示される先行車両は、前方交差点の停止線に到達する時刻における信号機の状態は青信号となるため、搭載車両と同じ赤信号で停車することにはならないが、矢印Ａ、Ｂで示される先行車両は、矢印Ｃで示される搭載車両とともに、前方交差点の停止線に到達する時刻における信号機の状態は赤信号となるため、搭載車両と同じ赤信号で停車することになる。
【００５２】
次に、同じ赤信号で停車する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置を推定する（Ｓ１１６）。ここで、同じ赤信号で停車する先行車両の台数をＮ、予め定められた車両長をＬ１、停止間隔をＬ２とすると、同じ赤信号で停車する先行車両の台数Ｎを考慮した搭載車両の停止位置は、前方交差点の停止線の位置よりＮ×（Ｌ１＋Ｌ２）分だけ手前の位置として推定することができる。図７に示すように、搭載車両Ｃと同じ赤信号で先行車両Ａ、Ｂが停車すると推定した場合、搭載車両Ｃの停止位置は図中に示す位置となる。
【００５３】
次に、緩やかな減速操作をした場合の減速距離を特定する（Ｓ１２０）。具体的には、モータ３の回生損失が発生しないように規定された減速度で搭載車両が停車するために必要とされる減速距離を特定する。ここで、車両重量をｍ、搭載車両の車速をｖ、モータ３の回生損失が発生しないように規定された減速度をａ、減速距離をｘとすると、ｍ×ａ×ｘ＝（１／２）×ｍ×ｖ２の関係が成立する。従って、減速距離ｘ＝ｖ２／（２×ａ）として算出することができる。なお、本実施形態においては、運転者によるブレーキ操作がモータ３の回生損失が発生しなくなる減速度の限界値よりも多少緩くても搭載車両を停車位置に停止させることが可能となるように、減速度ａを、モータ３の回生損失が発生しなくなる減速度の限界値よりも一定量小さな値として規定している。
【００５４】
次に、同じ赤信号で停車する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置と、上記減速距離に基づいて減速操作開始位置を特定する（Ｓ１２２）。具体的には、同じ赤信号で停車する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置より、上記減速距離分手前の位置を減速操作開始位置として特定する。この減速操作開始位置で緩やかな減速操作を開始することで、モータ３による回生充電の回収損失が発生しないように停車することが可能となる。
【００５５】
次に、減速アドバイス提供位置を特定する（Ｓ１２４）。運転者が減速操作開始位置で減速操作を開始するためには、減速操作開始位置より手前で減速アドバイスの提供を行う必要がある。本実施形態では、運転者がある程度余裕を持って減速操作を行うことができるよう、減速操作開始位置より一定距離（例えば、２０メートル）手前の位置を減速アドバイス提供位置として特定する。
【００５６】
次に、地図ＤＢ記憶部１４より地図データを取得して現在の走行路番号の検出を行う（Ｓ１２６）。具体的には、搭載車両が位置する道路に付与されたリンクＩＤを特定する。
【００５７】
次に、搭載車両が走行路を逸脱したか否かを判定する（Ｓ１２８）。具体的には、搭載車両が位置する走行路番号が、Ｓ１１０にて求めた走行路番号と一致するか否かに基づいて搭載車両が走行路を逸脱したか否かを判定する。
【００５８】
ここで、搭載車両が走行路を逸脱していない場合、Ｓ１２８の判定はＮＯとなり、次に、搭載車両の位置が減速アドバイス提供位置へ到達したか否かに基づいて減速アドバイス提供位置を通過したか否かを判定する（Ｓ１３０）。
【００５９】
ここで、搭載車両の位置が減速アドバイス提供位置へ到達していない場合、Ｓ１３０の判定はＮＯとなり、Ｓ１２６へ戻る。そして、搭載車両の位置が減速アドバイス提供位置へ到達すると、Ｓ１３０の判定はＹＥＳとなり、減速操作アドバイスを提示する（Ｓ１３２）。具体的には、緩やかなブレーキ操作の開始を促すメッセージを表示部１８に表示させるとともに、緩やかなブレーキ操作の開始を促すメッセージをスピーカ１９より音声出力させる。なお、このときに、同じ赤信号で停車すると推定される先行車両の数を案内するようにしてもよい。
【００６０】
なお、搭載車両が減速アドバイス提供位置へ到達する前に走行路を逸脱した場合、Ｓ１２８の判定はＮＯとなり、減速操作アドバイスを提示することなく、Ｓ１００へ戻る。したがって、減速操作アドバイスの提示は行われない。
【００６１】
上記した構成によれば、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定し、予め定められた基準値以下の減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定し、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内が行われるので、より適切に減速操作の案内を行うことができる。
【００６２】
具体的には、予め定められた基準値以下の減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるために必要な減速距離を算出し、推定された停車位置より減速距離分手前の位置を減速操作開始位置として特定することができる。
【００６３】
また、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際に搭載車両の前に停車する先行車両の台数を推定し、搭載車両の前に停車する先行車両の台数に応じて搭載車両の停止位置を手前に移動させるように搭載車両の停止位置が推定されるので、搭載車両の前に停車する先行車両があっても、緩やかな減速操作で搭載車両を停止位置に停車させることが可能である。
【００６４】
また、モータ３の回生損失が発生しないように規定された減速度で、推定した停車位置に搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置が特定されるので、モータ３の回生損失が発生しないような減速操作で搭載車両を停車位置に停車させることが可能であり、走行用の動力源で消費されるエネルギーの低減を図ることが可能である。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。
【００６６】
例えば、上記実施形態では、搭載車両をハイブリッド車両とし、Ｓ１２０にて、モータ３の回生損失が発生しないように定められた減速度をａとして減速距離ｘを算出し、Ｓ１２２にて、この減速距離ｘと同じ赤信号で停車する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置とに基づいて減速操作開始位置を特定したが、例えば、搭載車両を電気自動車としてもよい。また、搭載車両をガソリン車両として、搭載車両が予め定められた基準値以下の減速度、すなわち緩やかな減速度で、予め推定した停車位置に停止するための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定するようにしてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、Ｓ１１６にて、先行車両の車種と関係なく、同じ赤信号で停止する先行車両の台数を考慮した搭載車両の停止位置を推定したが、例えば、光ビーコン５１を介して先行車両の車種を特定するための情報を取得するように構成し、先行車両の車種と先行車両の台数に応じて同じ赤信号で停止する際の搭載車両の停止位置を移動させるようにしてもよい。この場合、軽自動車、小型車、中型車、大型車、トラック、バス等の車種に応じて車両長Ｌ１を異ならせるようにすればよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報として、信号機の切替タイミング、光ビーコン５１から信号機の停止位置を示す停止線までの距離、通行車両の平均速度および光ビーコン５１の設置位置を通過した先行車両の通過時刻を取得し、取得した情報に基づいて搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定したが、上記した各情報以外の情報を取得して搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、搭載車両が減速操作開始位置に到達する前に減速操作の開始を促す案内を行う構成を示したが、例えば、推定した停止位置に緩やかな減速度で停車できるように、モータ３の出力を低減するようにインバータ８に指示したり、エンジンＥＣＵに対して燃料噴射量を抑制する信号を送出したり、ブレーキＥＣＵに対して緩やかなブレーキ制御を行うように指示する信号を送出したりすることもできる。
【００７０】
また、上記実施形態では、搭載車両の走行先に存在する信号機より手前に設置された光ビーコンから、搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を取得し、取得した情報を用いて搭載車両が走行先に存在する信号機の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定したが、信号機に限定されるものではなく、例えば、搭載車両の走行先に存在する一時停止線より手前に設置された光ビーコンから、搭載車両が走行先に存在する一時停止線の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を取得し、この取得した情報を用いて搭載車両が走行先に存在する一時停止線の手前で停車する際の搭載車両の停車位置を推定するようにしてもよい。この場合、搭載車両が走行先に存在する一時停止線の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報に、光ビーコンから一時停止線までの距離、通行車両の平均速度および光ビーコンの設置位置を通過した先行車両の通過時刻を含むようにして、搭載車両が走行先に存在する一時停止線で停車する際に搭載車両の前に停車する先行車両を推定し、搭載車両の前に停車する先行車両を考慮した搭載車両の停止位置を推定することもできる。
【００７１】
上記実施形態では、通信エリアが限られた光ビーコンにより無線送信機を構成したが、光ビーコンに限定されるものではなく、例えば、通信エリアが限られた狭域通信（ＤＳＲＣ）を行うことが可能な無線機により無線送信機を構成してもよい。この場合、運転支援装置側の構成としては、光ビーコン送受信機１７に代えて狭域通信（ＤＳＲＣ）を行うことが可能な無線機を備えた構成とすればよい。
【００７２】
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、光ビーコン送受信機１７が通信手段に相当し、Ｓ１００、Ｓ１０２が情報取得手段に相当し、Ｓ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１６が停車位置推定手段に相当し、Ｓ１２０、Ｓ１２２が減速操作開始位置特定手段に相当し、Ｓ１２０が減速距離算出手段に相当し、Ｓ１３２が案内手段に相当する。
【符号の説明】
【００７３】
１ エンジン
２ 発電機
３ モータ
１１ ＧＰＳ受信機
１２ 方位センサ
１３ 車速センサ
１４ 地図ＤＢ記憶部
１５ 勾配センサ
１６ 操作部
１７ 光ビーコン送受信機
１８ 表示部
１９ スピーカ
２０ ナビゲーションＥＣＵ
３０ 搭載車両
４０ 信号機
４１ 信号制御装置
５０ 光ビーコン制御装置
５１ 光ビーコン５１
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載車両の運転者に運転操作についての案内を行う運転支援装置であって、
路側に設置された無線送信機と通信する通信手段と、
前記通信手段を介して前記無線送信機から前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段により取得された前記情報を用いて前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際の前記搭載車両の停車位置を推定する停車位置推定手段と、
予め定められた基準値以下の減速度で、前記停車位置推定手段により推定された前記停車位置に前記搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定する減速操作開始位置特定手段と、
前記搭載車両が前記減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内を行う案内手段と、を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
前記減速操作開始位置特定手段は、予め定められた基準値以下の減速度で、前記停車位置推定手段により推定された前記停車位置に前記搭載車両を停止させるために必要な減速距離を算出する減速距離算出手段を備え、
前記停車位置推定手段により推定された前記停車位置より前記減速距離分手前の位置を前記減速操作開始位置として特定することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報には、前記信号機の切替タイミング、前記無線送信機から前記信号機の停止位置を示す停止線までの距離、通行車両の平均速度および前記無線送信機の設置位置を通過した先行車両の通過時刻が含まれており、
前記停車位置推定手段は、前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を用いて前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際に前記搭載車両の前に停車する先行車両の台数を推定し、前記搭載車両の前に停車する先行車両の台数に応じて前記搭載車両の停止位置を手前に移動させるように前記搭載車両の停止位置を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記搭載車両は、走行用の動力源としてモータを使用する車両であって、
前記減速操作開始位置特定手段は、前記モータの回生損失が発生しないように規定された減速度で、前記停車位置推定手段により推定された前記停車位置に前記搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定する特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の運転支援装置。
【請求項１】
搭載車両の運転者に運転操作についての案内を行う運転支援装置であって、
路側に設置された無線送信機と通信する通信手段と、
前記通信手段を介して前記無線送信機から前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段により取得された前記情報を用いて前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際の前記搭載車両の停車位置を推定する停車位置推定手段と、
予め定められた基準値以下の減速度で、前記停車位置推定手段により推定された前記停車位置に前記搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定する減速操作開始位置特定手段と、
前記搭載車両が前記減速操作開始位置に到達する前に、運転者に減速操作の開始を促す案内を行う案内手段と、を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
前記減速操作開始位置特定手段は、予め定められた基準値以下の減速度で、前記停車位置推定手段により推定された前記停車位置に前記搭載車両を停止させるために必要な減速距離を算出する減速距離算出手段を備え、
前記停車位置推定手段により推定された前記停車位置より前記減速距離分手前の位置を前記減速操作開始位置として特定することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報には、前記信号機の切替タイミング、前記無線送信機から前記信号機の停止位置を示す停止線までの距離、通行車両の平均速度および前記無線送信機の設置位置を通過した先行車両の通過時刻が含まれており、
前記停車位置推定手段は、前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際の停車位置を推定するための情報を用いて前記搭載車両が前記走行先に存在する信号機の手前で停車する際に前記搭載車両の前に停車する先行車両の台数を推定し、前記搭載車両の前に停車する先行車両の台数に応じて前記搭載車両の停止位置を手前に移動させるように前記搭載車両の停止位置を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記搭載車両は、走行用の動力源としてモータを使用する車両であって、
前記減速操作開始位置特定手段は、前記モータの回生損失が発生しないように規定された減速度で、前記停車位置推定手段により推定された前記停車位置に前記搭載車両を停止させるための減速操作を開始すべき減速操作開始位置を特定する特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の運転支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１４６２５２（Ｐ２０１２−１４６２５２Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９７１（Ｐ２０１１−５９７１）
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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