JP2006139707A - 安全速度提供方法及び速度制御方法並びに車載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信号制御システムで設定される黄開始時刻等の信号制御の切り替えタイミング情報を車両で取り込み、車両が交差点でスムーズに停止させるか、又は、黄信号終了以前で交差点に進入できるようにする。
【解決手段】車両から交差点までの位置と速度が、いわゆるジレンマゾーンＣに入っている場合、ドライバに対して当該交差点の手前で停止できる限界走行速度ｖL、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる限界走行速度ｖUの提供を行う。
【効果】ジレンマゾーンから脱出させることができる。交差点直前や交差点内での追突事故、出会い頭事故等の事故発生確率を低減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、交差点の手前でドライバなどに安全速度情報を提供する方法及び車両の速度が安全速度になるように制御する方法並びにこれらの方法を用いる車載装置に関するものである。

車両が信号のある交差点に向かって道路を走行している場合、当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できず、当該交差点の手前で停止もできない車両の位置と速度の領域をジレンマゾーンという。
図９は、ジレンマゾーンを説明するためのグラフである。縦軸は車両の走行速度（ｋｍ／ｈ）、横軸は車両の位置から交差点の停止線までの距離（ｍ）を表す。

同図において、曲線Ｌ１は当該車両が減速したならば停止線で停止することのできる走行速度と距離の関係（停止条件）を表し、直線Ｌ２は車両が走行中に黄信号になった場合にその黄信号時間内に（赤信号になる前に）車両が交差点の停止線まで到達することのできる走行速度と距離の関係（進入条件）を表す。
Ｌ１，Ｌ２の左側の領域Ａにある車両は、いまの走行速度と距離では停止線の手前で停止することはできないし、黄信号時間内に停止線まで到達することはできる。そこで、走行中に黄信号になった場合に車両が交差点をわたってしまおうと判断する。

Ｌ１，Ｌ２の右側にある領域Ｂの車両は、いまの走行速度と距離では停止線の手前で停止することはできるし、停止線まで到達した時点では、すでに黄信号時間は終わっている（赤信号になっている）。そこで、走行中に黄信号になった場合に減速して交差点で停止しようと判断する。
直線Ｌ２と曲線Ｌ２の間にある領域Ｃはジレンマゾーンといい、停止線でスムーズに（安全に）停止することも、黄信号が終わるまでに交差点に進入することもできない領域である。この領域Ｃにある車両は、赤で突っ込んだために、青となった交差側の歩行者を跳ねたり、交差側の車両と側面追突したりする恐れがある。

直線Ｌ２と曲線Ｌ２の間にある領域Ｄはオプションゾーンといい、停止線で安全に停止することも、黄信号が終わるまでに交差点に進入することもできる領域で、停止又は通過に対する判断の異なる車両が入り混じるため、個性の異なるドライバが続いていると、前方車が停止したとき、後続車に追突される恐れがある。
そこで交差点の手前に、車両の速度を測定する感知器を設置し、このようなジレンマゾーン、オプションゾーンにある車両を検出した場合に、青信号時間を延長したり、検出しない場合には青信号を打ち切ったりして、事故を防止する制御を「ジレンマ回避制御」という。
特開平４−１６３７００号公報 特開２００４−２５８８６７号公報 特開２００１−１６７３８４号公報

しかし、前記のジレンマ回避制御方式を実施すると、信号機の現示周期が崩れるため、渋滞が増える恐れがある。また、感知器で得られる走行速度に誤差があればシステム効果が薄れる。
また、右左折直進車ごとに、交差点直前の走行特性が異なるにもかかわらず、それを考慮できない。

したがって、現示を延長するというジレンマ回避制御方式には限界があり、完全に危険走行車両をなくすことはできない。
そこで、本発明は、信号制御システムで設定される黄開始時刻等の信号制御の切り替えタイミング情報を車両で取り込み、車両が交差点でスムーズに停止できるような、黄信号終了以前で交差点に進入できるような、又は全赤時間が終了するまでに交差点を通過できるような限界走行速度情報を提供し、以て交差点直前や交差点内での追突事故、出会い頭事故等の事故発生確率を低減することのできる、安全速度提供方法及びこの方法を用いる車載装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、限界走行速度の範囲から外れるように、車両の速度を自動的に制御することのできる速度制御方法及びこの方法を用いる車載装置を提供することを目的とする。

本発明の安全速度提供方法は、車両走行中において、当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻と、黄信号時間と、当該車両から当該交差点までの距離と、当該車両の速度の各情報を取得し、（１）当該交差点の手前で停止できる走行速度条件、及び（２）当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件を算出し、前記条件（１）の限界走行速度、又は前記条件（２）の限界走行速度の提供を行う方法である。

この方法では、交差点手前で黄信号に変わろうとする危険な状況を、信号制御により解決するのではなく、黄信号が開始する時刻等の情報を、交差点から比較的離れた場所で入手し、これを基に時々刻々の車両の位置と速度を把握し、このまま当該速度で走行したときに交差点で、前記（１）（２）の各条件に基づいて特定されるような危険ゾーンに突入するかどうかを定量的に判定し、危険ゾーンから脱却するように車両に速度情報を提供する。これにより、十分事前に速度を変化させ、以て当該車両が交差点で停止できるように、或いは、黄信号が終わる以前に交差点に進入できるような走行が実現可能となる。さらに信号の現示を変えないので、本対策により渋滞が増えるということもない。

安全に走行したいと考えているドライバはこれに従っていれば、自らで交通事故の発生確率を減らすことができるし、交通全体としてみても交通事故の発生確率を激減させることが期待できる。
当該車両の速度が前記条件（１），（２）をいずれも満たしていない場合、すなわち、ジレンマゾーンに入っている場合、当該交差点の手前で停止できる限界走行速度ｖL、又は当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる限界走行速度ｖUの提供を行うとよい。これにより、ジレンマゾーンから脱出できる。

当該車両の速度が前記条件（１），（２）をいずれも満たしている場合、すなわち、オプションゾーンに入っている場合、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できなくなる限界走行速度ｖL、又は当該交差点の手前で停止できなくなる限界走行速度ｖUの提供を行うとよい。これにより、オプションゾーンから脱出できる。
前記交差点までの距離は、交差点直前の停止線位置を基準にするとよい。

前記限界走行速度の提供は、黄信号開始時刻までの残り時間が、一定閾値以下のときにのみ行うとよい。交差点にある程度近づいたときに、限界走行速度の提供を行うので好ましいからである。
また、本発明の安全速度提供方法は、車両走行中において、当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻と、黄信号時間と、当該交差点の全赤時間と、当該車両から当該交差点までの距離と、当該車両の速度の各情報を取得し、（２）当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件、及び（３）当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できない走行速度条件を算出し、前記条件（２）の限界走行速度、又は前記条件（３）の限界走行速度の提供を行うことを特徴とする。

この方法では、黄信号が開始する時刻の情報、黄信号時間、全赤時間等の情報を、交差点から比較的離れた場所で入手し、これを基に時々刻々の車両の位置と速度を把握し、このまま当該速度で走行したときに交差点で、前記（２）（３）の各条件に基づいて特定されるような危険ゾーンに突入するかどうかを定量的に判定し、危険ゾーンから脱却するように車両に速度情報を提供する。これにより、十分事前に速度を変化させ、以て黄信号が終わる以前に交差点に進入できるような、或いは、全赤時間が終了するまでに交差点を通過できるような走行が実現可能となる。

前記車両の速度が、前記条件（２），（３）をいずれも満たしている場合、すなわち、コンフリクトゾーンに入っている場合、当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できる限界走行速度ｖU、又は当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できなくなる限界走行速度ｖLの提供を行うことにより、コンフリクトゾーンからの脱出を支援することができる。

また、当該車両の速度が、前記条件（２），（３）をいずれも満たしていない場合すなわち、エスケープゾーンに入っている場合に、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる限界走行速度ｖU又は当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できなくなる限界走行速度ｖLの提供を行えば、エスケープゾーンからの脱出を支援することができる。

本発明の車載装置は、前記安全速度提供方法を実施するための車載装置であって、当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻、黄信号時間、全赤時間、当該車両から当該交差点までの距離、及び当該車両の速度の各情報を取得する手段と、当該車両が当該交差点の手前で停止できる走行速度条件、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件、及び当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できない走行条件を算出する手段と、前記走行速度条件の算出結果に基づいて、限界走行速度の提供を行う手段とを備えるものである。

前記当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻、黄信号時間、全赤時間、当該車両から当該交差点までの距離の情報は、地上通信装置から入手することとすれば、車載装置に負荷をかけることなく、地上通信装置からリアルタイムで最新の情報を車載装置に伝達できる。なお、速度情報については、地上通信装置で速度を検出するのではなく、車両で得られた速度を利用すると、精度が良く、かつ時々刻々再計算しているためシステムの信頼度が高い。

以上に述べた安全速度の提供は、ドライバに対して音声又は画像で行うと、ドライバの操作を介して速度制御が実現される。
しかし、ドライバの操作を介さずに、直接、車両の速度を制御することも可能である。
本発明の速度制御方法は、前記条件（１）の限界走行速度、前記条件（２）の限界走行速度を算出し、これらの限界走行速度で決まる危険ゾーンから外れるように、当該車両の速度の制御を行う方法である。

また本発明の速度制御方法は、前記条件（２）の限界走行速度、前記条件（３）の限界走行速度を算出し、これらの限界走行速度で決まる危険ゾーンから外れるように、当該車両の速度の制御を行う。
前記速度制御方法を実施する場合、車両の速度を低下させるようにして危険ゾーンから外すことが好ましい。車両の速度を上昇させる制御を行うと、周りの交通状況によっては危険な場合があるからである。

また、ドライバが車両の速度を変更する操作をした場合に、前記速度制御方法の実施を解除することが望ましい。これは、周りの交通状況に応じたドライバの判断を尊重するためである。
本発明の車載装置は、前記速度制御方法を実施するための車載装置であって、当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻、黄信号時間、全赤時間、当該車両から当該交差点までの距離、及び当該車両の速度の各情報を取得する手段と、当該車両が当該交差点の手前で停止できる走行速度条件、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件、及び当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できない走行条件を算出する手段と、前記走行速度条件の算出結果に基づいて、当該車両の速度の制御を行う手段とを備えるものである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
−危険ゾーンの算出−
図１は、本発明の安全速度提供方法の原理を説明するためのグラフである。縦軸は車両の走行速度ｖ、横軸は車両の位置から交差点の停止線までの距離ｘを表す。
前掲した図９と同様、曲線Ｌ１は車両が減速したならば停止線で停止することのできる走行速度と距離の限界を表す曲線であり、これを「停止条件Ｌ１」という。直線Ｌ２は車両が走行中に黄信号になった場合にその黄信号時間内に（赤信号になる前に）車両が交差点の停止線まで到達することのできる走行速度と距離の限界を表す直線であり、これを「進入条件Ｌ２」という。

車両は、青信号を見ながら道路を走行しているものとする。走行中に、車載装置は、地上通信装置から、黄信号開始時刻の情報を受信するものとする。
車載装置は、車両の位置を検出し、交差点の停止線までの距離を算出する。この距離を、図１に、ｘ₀で示している。
その後の車両の速度ｖ₁は、交差点の停止線までの距離ｘ₀を算出した時点の値を用いるものとする。すなわち、交差点の停止線までの距離ｘ₀を算出した時点での車両の速度をｖ₀とすると、ｖ₁＝ｖ₀（一定値）である。

車載装置は、時計などの手段で、黄信号開始時刻となるまでの残り時間Ｔ₀（０＜Ｔ₀＜信号周期）を求めることができる。
黄信号開始時刻における車両の位置ｘ₁は、前記残り時間Ｔ₀を用いて、
Ｔ₀＝（ｘ₀−ｘ₁）／ｖ₀＝（ｘ₀−ｘ₁）／ｖ₁ （１）
という式で求められる。

車両の位置ｘ₁と車両の速度ｖ₁を示す座標（ｘ₁，ｖ₁）と、前記車両の位置ｘ₀とを直線Ｅで結ぶことにする。この直線Ｅの傾きは、図１からｖ₁／（ｘ₁−ｘ₀）であり、この傾きは、式（１）を参照すれば、−１／Ｔ₀に等しい。すなわち、直線Ｅは、
ｖＴ₀＝（ｘ₀−ｘ） （２）
で表される。

一方、車両が交差点の停止線の手前でスムーズに（安全に）停止する停止条件Ｌ１を表す式は、
ｖ²≦２ｇｘ （３）
となる。ここで、ｇは当該車両の標準減速度である。
もし、黄信号になってからドライバがブレーキを踏むまでの時間遅れτを考慮すると、上式（３）は下式（３′）となる。

ｖ²≦２ｇ（ｘ−τｖ₁） （３′）
また、車両が、黄信号が終わるまでに交差点に進入し、赤信号待ちにあわない進入条件Ｌ２は、
ｖＴ_y≧ｘ （４）
となる。ここで、Ｔ_yは黄信号開始から黄信号終了までの時間（黄信号時間という）である。

前記（３）式（又は（３′）式）も（４）式も両方とも満たされない領域がジレンマゾーンＣであり、これを危険ゾーンと設定する。両方とも満たされる領域はオプションゾーンＤであり、これも危険ゾーンと設定してもよい。
なお、前記停止条件Ｌ１と進入条件Ｌ２の交点Ｒ（ｘ₂，ｖ₂）は、（３）式と（４）式の場合、
ｘ₂＝２ｇＴ_y ² ， ｖ₂＝２ｇＴ_y （５）
で表され、（３′）式と（４）式の場合、
ｘ₂＝２ｇＴ_y（Ｔ_y−τ），ｖ₂＝２ｇ（Ｔ_y−τ）（５′）
で表される。

一方、図１において、（２）式と（３）式（又は（３'）式）との交点をＰで示している。また、（２）式と（４）式との交点をＱで示している。
これらの交点Ｐ，Ｑに対応する速度のうち、小さい方の速度を「限界走行速度ｖL」と定義し、大きい方の速度を「限界走行速度ｖU」と定義する。
車両の走行速度ｖ₁が、限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとの間にあり、前述したように走行につれて変化がないとすれば、
（Ａ）車両の走行速度ｖ₁が、前記停止条件Ｌ１と進入条件Ｌ２との交点Ｒの速度ｖ₂よりも大きければ、ジレンマゾーンＣに入ると予測され（図１の例）、
（Ｂ）車両の走行速度ｖ₁が、前記停止条件Ｌ１と進入条件Ｌ２との交点Ｒの速度ｖ₂よりも小さければ、オプションゾーンＤに入ると予想される。

そこで本発明では、前記（Ａ），（Ｂ）のいずれかの条件に入ることが判明した場合、限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUの情報をドライバに提供して、車両の走行速度ｖ₁が限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとの間から外れるようにドライバの操作を促す。すなわち、車両の速度を限界走行速度ｖLよりも低下させるか、又は速度を限界走行速度ｖUよりも速くさせる。

また、車両の走行速度ｖ₁が限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとの間から外れるように、車両の速度を自動制御する。この場合は、速度を限界走行速度ｖUよりも速くすることはしないで、車両の速度を限界走行速度ｖLよりも低下させることが望ましい。
図２（ａ）は、前記（Ａ）のジレンマゾーンＣに入る場合の、時間と車両の走行距離との関係を示すグラフである。

車両が速度ｖ₁で走行する場合を直線Ｆで示している。車両の速度ｖ₁は、限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとの間にあるので、このまま交差点に突入しても、黄信号の終了時刻以前に停止線を通過できない。また、車両が制動を開始しても、曲線Ｇに示されるように、停止線の手前で停止できない。
図２（ｂ）は、車両の走行速度ｖ₁を限界走行速度ｖUよりも上昇させた場合を示している。車両の走行速度ｖ₁を上げることにより、黄信号の終了時刻以前に、停止線を通過することができる。

図２（ｃ）は、車両の走行速度ｖ₁を限界走行速度ｖLよりも低下させた場合を示している。車両の走行速度ｖ₁を低下させることにより、制動により停止線の位置で停止できる。
前記の例では、停止線を基準にした説明をしている。これは、車両が交差点の停止線を黄信号の間に通過すれば、全赤時間内に交差点を渡りきれることを暗黙の条件としている。ここで「全赤時間」とは、交差点の交差するすべての方向の信号が赤になっている時間をいう。

通常の信号制御では、交差点の停止線を黄信号の間に通過した車両が、交差する方向の信号が青になる前に交差点を渡りきることを考慮して全赤時間が設定されているため、殆ど問題ないと考えられるが、あまりにも車両の通過速度が遅いと、幅の広い交差点では、全赤時間のうちに渡りきれない可能性もあり得る。この領域はコンフリクトゾーンと呼ばれている。

また逆に、交差点の停止位置を赤信号で通過しても、全赤時間内に交差点を渡りきれる場合がある。この領域はエスケープゾーンと呼ばれている。
図３は、コンフリクトゾーン、エスケープゾーンを説明するためのグラフである。縦軸は車両の走行速度ｖ、横軸は車両の位置から交差点の停止線までの距離ｘを表す。
直線Ｌ２は車両が黄信号時間以内に交差点の停止線まで到達することのできる進入条件を表す直線である。この進入条件Ｌ２を表す式は、前述したとおり、
ｖＴ_y≧ｘ （４）
となる。ここで、Ｔ_yは黄信号時間である。

直線Ｌ３は、交差点を渡っているときに信号が黄色から赤になった場合、全赤時間内に交差点を渡りきることのできる距離と速度の限界を表す直線である。この条件を通過条件Ｌ３という。通過条件Ｌ３は次のようになる。
ｖ（Ｔ_y＋Ｔ_r）≧ｘ＋ａ （６）
ここで、Ｔ_rは全赤信号時間、ａは交差点内通過距離である。

前記（４）式を満たし、（６）式を満たさない領域が、黄信号時間以内に車両が交差点の停止線まで到達することはできるが、全赤時間内に交差点を渡りきることのできないコンフリクトゾーンＨであり、これも危険ゾーンと設定する。
また前記（４）式を満たさず（６）式を満たす領域が、車両が交差点の停止線まで到達した時は赤信号になっているが、全赤時間内に交差点を渡りきることは可能なエスケープゾーンＩであるが、この領域も危険ゾーンと設定してもよい。

進入条件Ｌ２と通過条件Ｌ３との交点Ｒ（ｘ₂，ｖ₂）は、次式で表される。
ｘ₂＝ａＴ_y／Ｔ_r ， ｖ₂＝ａ／Ｔ_r （７）
また（２）式と（６）式との交点Ｐと、（２）式と（４）式との交点Ｑは、これらのゾーンの２つの限界走行速度を表す。
これらの交点Ｐ，Ｑに対応する速度のうち、小さい方の速度を「限界走行速度ｖL」と定義し、大きい方の速度を「限界走行速度ｖU」と定義する。

車両の走行速度ｖ₁が限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとの間にあり、走行につれて変化がないとすれば、
（Ｃ）車両の走行速度ｖ₁が、前記停止条件Ｌ１と通過条件Ｌ３との交点Ｒの速度ｖ₂よりも大きければエスケープゾーンＩに入ると予測され、
（Ｄ）車両の走行速度ｖ₁が、前記停止条件Ｌ１と進入条件Ｌ２との交点Ｒの速度ｖ₂よりも小さければコンフリクトゾーンＨに入ると予想される（図３の例）。

そこで本発明では、前記（Ｃ），（Ｄ）のいずれかの条件に入ることが判明した場合、限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUの情報をドライバに提供して、車両の走行速度ｖ₁が限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとの間から外れるようにドライバの操作を促す。すなわち、車両の速度を限界走行速度ｖLよりも低下させるか、又は速度を限界走行速度ｖUよりも速くさせる。

また、車両の走行速度ｖ₁が限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとの間から外れるように、車両の速度を自動制御する。この場合は、速度を限界走行速度ｖUよりも速くすることはしないで、車両の速度を限界走行速度ｖLよりも低下させることが望ましい。
以上の危険ゾーン算出処理内容を要約すると次の(i)から(iv)のようになる。
(i)車載装置は、次に通過する交差点の黄信号時間及び／又は全赤時間を知ることができる。また、黄信号開始時刻又は黄信号開始までの残り時間を知ることができる。

(ii)車載装置は、車両の速度を知ることができる。
(iii)車載装置は、交差点までの距離を知ることができる。
(iv)以上の条件を満たしていれば、車載装置は、危険ゾーンを算出して限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとを求めることができる。この情報をドライバに提供することによって、事前にこれらの危険なゾーンに入らないように走行速度を変更することができる。したがって、当該車両としても、また道路交通全体としても事故の発生確率を減らすことができる。

以上に説明した危険ゾーン算出処理では、黄信号開始時刻を基準として原理的、確定的な数式を用いているが、余裕を持たせるため、あるいは計測誤差に対処するため黄信号時間、全赤時間などを微調整したり、各式の曲線又は直線に余裕を持たせて、危険ゾーンを拡大したりしても良い。
例えば、図４のように各危険ゾーンを結合して、これらを含む領域を包括的に設定しても良い。図４で「制限速度」とあるのは、道路交通法上の最高速度のことである。

以上の本発明の処理は、原則として直進車を対象とするものとする。
交差点の手前で右左折する車両に対しては、本発明の処理を適用してもよく、適用しなくてもよい。その基準は、次のように考える。
まず、車両が直進するか、右左折するかは、交差点の手前で車両が出す方向指示器、交差点手前一定距離での走行速度で判定できる。また経路探索をして経路誘導が実施されている場合には、事前に右左折直進の別が分かるため、この情報を利用しても良い。

右左折する車両が判別できると、本発明の処理を適用しない場合は、当該車両のドライバに対して、危険ゾーンに入らないような走行速度の制御は行わない。本発明の処理を適用する場合は、当該車両のドライバに対して、直進車と同様、危険ゾーンに入らないような走行速度の制御を行う。しかし、交差点の手前で右左折する車両は、通常、交差点の手前で減速するので危険ゾーンから自然に外れていく可能性が高いと考えられる。

−安全速度の提供及び速度制御−
次に、前記危険ゾーンから外れるように限界走行速度情報の提供と、速度制御を実施することのできる車載装置の回路構成と、その情報提供手順、速度制御手順を説明する。
図５は、車載装置の回路構成例を示すブロック図である。
車載装置は、路上ビーコンなどの地上通信装置２と通信を行う通信装置３、速度提供装置４、入出力インターフェイス５、距離センサ６、速度センサ７、方向指示器センサ８、速度制御装置９、時計等を備えている。

前記通信装置３が地上通信装置２との通信の周波数帯、通信方式、符号化方式などは限定されない。無線電波を用いてもよく、光通信を用いてもよい。またＤＳＲＣ(Dedicated Short Range Communication)といった極近距離に適した通信方式を用いてもよい。広範囲の通信系であるＦＭ多重通信、携帯電話等を用いてもよい。
将来的に、画像処理により信号灯が認識でき、黄信号開始タイミングが予知できれば、車々間通信等により、各交差点の黄開始時刻を入手できることも考えられ、これを利用しても良い。

前記入出力インターフェイス５は、ドライバからのデータの入力を行うための表示画面、キーボード、タッチペン等の各種入力装置、ドライバに対して情報の報知を行うためのスピーカ、表示画面等の各種出力装置が含まれる。
前記速度センサ７は、車両の走行速度を計測するものである。例えば、車両の動力伝達装置のシャフトや車輪のロータに取り付けた回転速度センサ７がある。

前記距離センサ６は、車両が走行した距離を計測するものである。走行した距離は、車速を時間積分して求めてもよく、車両の絶対位置情報から求めてもよい。後者の例として、衛星からの電波を利用したＧＰＳ(Global Positioning System)受信機を用いることができる。
方向指示器センサ８は、ドライバの操作した方向指示器の指示情報を読み取るセンサである。

速度提供装置４は、本発明の前記速度提供処理を行う装置であり、速度制御装置９は、本発明の前記速度制御処理を行う装置である。これらの装置４，９は、コンピュータ及び当該コンピュータを動かすプログラムで構成される。本発明の速度提供処理手順、速度制御処理手順は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、コンピュータが実行することにより実現される。

まず、本発明の前記速度提供処理の内容を、フローチャート（図５，図６）を用いて詳しく説明する。
まず、車両走行中において車載装置は、地上通信装置２と交信する（ステップＳ１）。
車載装置は、この交信によって、次に通過する交差点の信号が黄に切り替わる時刻、当該交差点の黄信号時間、全赤時間、交差点までの距離の情報を得る（ステップＳ２）。

交差点までの距離の情報は、車載装置が地上通信装置２との間でＤＳＲＣなど極短距離の通信を行っている場合は、当該地上通信装置２の設置位置が車両の位置であるとみなせるので、当該地上通信装置２の設置位置から交差点までの距離となる。極短距離の通信でない場合は、地上通信装置２は、交差点のコード情報と位置情報を送信する。車載装置は、この交差点の位置情報と車載ナビゲーション装置などで検出した自車の位置情報との比較に基づいて、交差点までの距離を算出すればよい。また車載装置が交差点のマップを持っている場合は、車載装置は、地上通信装置２から得られる交差点のコード情報を利用するだけでよい。コード情報により、車載装置は、次に通過する交差点の位置をマップ上で特定することができ、交差点までの距離を算出することができる。

なお、今後車載に画像処理カメラが設置されてくると、画像処理カメラで信号機を認識することにより、交差点までの距離を常時求めることも可能になるので、これを利用しても良い。
次に、処理周期の始まりを待って（ステップＳ３）、交差点までの距離と交差点が次の黄信号に切り替わるまでの残り時間を算出し、車両の走行速度を算出する（ステップＳ４）。

ここで処理周期とは、例えば１秒程度である。前記交差点までの距離は、ステップＳ２で得られた交差点までの距離から、地上通信装置２と交信した時点から当該処理周期に至るまでの車両の走行距離を減じた距離となる。前記交差点が次の黄信号に切り替わるまでの残り時間は、ステップＳ２で得られた次に通過する交差点の信号が黄に切り替わる時刻と、現在時刻との差である。

なお、地上通信装置２から交差点の信号が黄に切り替わる時刻を得る代わりに、交差点の信号が黄に切り替わるまでの残り時間の情報を得てもよい。
次に、交差点が次の黄信号に切り替わるまでの残り時間が一定値以上かどうかを判定する（ステップＳ５）。これは、交差点が次の黄信号に切り替わるまでの残り時間が長すぎる場合は、処理をスキップするためである。一定値とは、例えば１０秒である。

次に、交差点までの距離が、一定値以上かどうかを判定する（ステップＳ６）。これは、交差点までの距離が長すぎる場合は、処理をスキップするためである。一定値とは、例えば２００ｍである。
ステップＳ５、ステップＳ６で、次の交差点から十分離れていると判定された場合は、ステップＳ３に戻り次の処理周期の経過を待つ。

次に、交差点が次の黄信号に切り替わるまでの残り時間が０かどうかを判定する（ステップＳ７）。０であればステップＳ３に戻る。これは、すでに黄信号になった場合は、前から設定している表示情報、音声情報を提供すれば足りるためである。
ステップＳ８で、交差点を通過したと判定された場合、表示、音声による限界走行速度の情報の提供を中止し（ステップＳ３０）、各種データをクリアする（ステップＳ３１）。

ステップＳ５からステップＳ８の条件がすべてＮＯであると、速度提供装置４は、限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとを算出する（ステップＳ９）。この算出方法は、式（１）から式（７）を用いてすでに説明したとおりである。
そして、車両の現在の走行速度が、限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとの間の危険ゾーンに入っているかどうか判定する（ステップＳ１０）。

危険ゾーンに入っていると判定されると（ステップＳ１１）、可能ならば走行している道路の制限速度を認識する（ステップＳ１２）。この制限速度は、地上通信装置２との通信で取得してもよく、車載ナビゲーション装置の道路地図データを利用して取得してもよい。
次に、音声警告メッセージを設定する（ステップＳ１３）。例えば、チャイムやブザー、呼び鈴などである。ジレンマゾーン、オプションゾーン、エスケープゾーン、コンフリクトゾーンなどのゾーンの種類によって、音を変えても良い。また、音声アナウンスしてもよい。例えば、「交差点の信号が黄色に変わろうとしています。後続車両にに注意して、スピードを落としてください。」「交差点の信号が黄色に変わろうとしています。周りの車両に注意してスピードを速めてください。」等のメッセージである。スピードを変える場合、時速○○ｋｍと指定してもよい。なお、車両の速度が前記制限速度を超えるおそれがあるならば、スピードを速める指示はしないで、スピードを落とす指示を行うほうがよい。

黄信号開始時刻になっても、ジレンマゾーン、オプションゾーン、エスケープゾーン、コンフリクトゾーンなどのゾーンに入っていると判断された場合には、事故の発生確率が高く、特に注意を要する旨の緊急との高い警告メッセージを提供する。例えば、「交差点の信号が黄色になりました。他の車両や交差点を横切る歩行者に十分に注意して、スピードを速めてください。」等のメッセージである。

さらに、表示情報を設定する（ステップＳ１４）。
図８（ａ）（ｂ）は、運転席のスピードメータに表示した例を示す図である。図８（ａ）では、危険ゾーンに入る速度範囲Ｋを、ＬＥＤなどで赤く発光させている。ドライバには、この範囲から抜けるように、スピードを速めるか、スピードを落とすべき旨を、あらかじめ説明しておく。

なお、車両の速度が前記制限速度を超えるおそれがあるならば、スピードを速める指示は適切でないので、図８（ｂ）のように、危険ゾーンに入る速度範囲Ｋを、メータの最高速度まで広げることが好ましい。
以上の設定が完了したら、表示、音声で限界走行速度情報をドライバに提供する（ステップＳ１５）。ドライバが加減速のためにアクセル又はブレーキを踏んだとき、情報はドライバに伝達されたとみなせるから、当該交差点での限界走行速度情報の提供を解除することが望ましい。

以上の限界走行速度情報の提供は、非渋滞時にのみ行うことが好ましい。渋滞時には、車両は低速で走行するため、危険ゾーンに入る可能性は少ないからである。
また限界走行速度情報の提供は、特定の対象時間帯にのみ行うとよい。例えば、ラッシュになる曜日及び時間帯はこのような限界走行速度情報の提供を停止することが望ましい。

次に、ドライバに危険ゾーンの情報を提供するとともに、又は、ドライバに危険ゾーンの情報を通知するのに代えて、危険ゾーンに入らないように事前に走行速度を自動制御する手順を説明する。なお、本実施形態の走行速度を自動制御処理は、車両の速度を限界走行速度ｖLよりも低下させる自動減速処理であって自動加速処理は含まないことをあらかじめ断っておく。これは、自動加速すると、そのときの交通状況によっては危険性が高くなることがあるからである。しかし、自動加速処理を含めることは技術的にはもちろん可能である。

図１０、図１１は、本発明の前記速度制御処理の内容を示すフローチャートである。
ステップＳ１からステップＳ８までの手順は、すでに図６で説明したのと同様であるから説明を省略する。
ステップＳ８で、交差点を通過したと判定された場合、自動減速処理を行っているのであれば（ステップＳ３３）、自動原作処理を解除する（ステップＳ３４）。

この図１０の手順では、常時、ドライバがスロットルを踏むなど加速操作を行っているかどうかを判定する（ステップＳ２１）。加速中であって、かつ自動減速処理を行っている場合に（ステップＳ２２）、自動減速処理を解除する（ステップＳ２３）。この理由は、その時の交通状況に応じたドライバの手動操作を優先させるほうが、交通の安全を図れると判断されるためである。

ステップＳ５からステップＳ８の条件がすべてＮＯであると、速度提供装置４は、限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとを算出する（ステップＳ９）。
そして、車両の現在の走行速度が、限界走行速度ｖLと限界走行速度ｖUとの間の危険ゾーンに入っているかどうか判定する（ステップＳ１０）。
速度制御装置９は、危険ゾーンに入っていると判定されると（ステップＳ１１）、速度が下限の限界走行速度ｖLよりも小さくなるように、自動減速処理を実施する（ステップＳ２０）。具体的には、フューエルの供給量を徐々に絞って原動力を低下させていく、ブレーキ系の油圧を徐々に上げて制動力をアップしていく、動力伝達系のギア比を高くする（例えば４速から３速に落とす）などの方法が適用できる。速度が下限の限界走行速度ｖLよりも小さくなったことが確認できれば、自動減速処理を解除する。

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

本発明の安全速度提供方法を説明するためのグラフである。 （ａ）は、ジレンマゾーンＣに入る場合の、時間と車両の走行距離との関係を示すグラフである。（ｂ）は、車両の走行速度ｖ₁を限界走行速度ｖUよりも上昇させた場合、（ｃ）は、車両の走行速度ｖ₁を限界走行速度ｖLよりも低下させた場合を示すグラフである。 コンフリクトゾーン、エスケープゾーンを説明するためのグラフである。 各危険ゾーンを結合して、これらを含む領域を包括的に設定して 図５は、車載装置の回路構成例を示すブロック図である。 本発明の速度提供手順を示すフローチャートである。 本発明の速度提供手順を示すフローチャートである（図６の続き）。 危険ゾーンを、運転席のスピードメータに表示した例を示す図である。 ジレンマ回避制御方法を説明するためのグラフである。 本発明の速度制御手順を示すフローチャートである。 本発明の速度制御手順を示すフローチャートである（図１０の続き）。

符号の説明

２ 地上通信装置
３ 通信装置
４ 速度提供装置
５ 入出力インターフェイス
６ 距離センサ
７ 速度センサ
８ 方向指示器センサ
９ 速度制御装置
Ｃ ジレンマゾーン
Ｄ オプションゾーン
Ｈ コンフリクトゾーン
Ｉ エスケープゾーン

Claims (23)

1. 車両走行中において、当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻と、黄信号時間と、当該車両から当該交差点までの距離と、当該車両の速度の各情報を取得し、
   （１）当該交差点の手前で停止できる走行速度条件、及び
   （２）当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件
   を算出し、前記条件（１）の限界走行速度、又は前記条件（２）の限界走行速度の提供を行うことを特徴とする安全速度提供方法。
2. 当該車両の速度が前記条件（１），（２）をいずれも満たしていない場合に、当該交差点の手前で停止できる限界走行速度ｖL、又は当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる限界走行速度ｖUの提供を行う請求項１記載の安全速度提供方法。
3. 当該車両の速度が前記条件（１），（２）をいずれも満たしている場合に、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できなくなる限界走行速度ｖL、又は当該交差点の手前で停止できなくなる限界走行速度ｖUの提供を行う請求項１記載の安全速度提供方法。
4. 前記交差点までの距離は、交差点直前の停止線位置を基準にする請求項１記載の安全速度提供方法。
5. 前記限界走行速度の提供は、黄信号開始時刻までの残り時間が、一定閾値以下のときにのみ行う請求項１記載の安全速度提供方法。
6. 車両走行中において、当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻と、黄信号時間と、当該交差点の全赤時間と、当該車両から当該交差点までの距離と、当該車両の速度の各情報を取得し、
   （２）当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件、及び
   （３）当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できない走行速度条件
   を算出し、前記条件（２）の限界走行速度、又は前記条件（３）の限界走行速度の提供を行うことを特徴とする安全速度提供方法。
7. 当該車両の速度が、前記条件（２），（３）をいずれも満たしている場合に、当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できる限界走行速度ｖU、又は当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できなくなる限界走行速度ｖLの提供を行う請求項６記載の安全速度提供方法。
8. 当該車両の速度が、前記条件（２），（３）をいずれも満たしていない場合に、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる限界走行速度ｖU又は当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できなくなる限界走行速度ｖLの提供を行う請求項６記載の安全速度提供方法。
9. 前記交差点までの距離は、交差点直前の停止位置と交差点直進通過完了位置とを基準にする請求項６記載の安全速度提供方法。
10. 前記限界走行速度の提供は、黄信号開始時刻までの残り時間が、一定閾値以下のときにのみ行う請求項６記載の安全速度提供方法。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の安全速度提供方法を実施するための車載装置であって、
    当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻、黄信号時間、全赤時間、当該車両から当該交差点までの距離、及び当該車両の速度の各情報を取得する手段と、
    当該車両が当該交差点の手前で停止できる走行速度条件、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件、及び当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できない走行速度条件を算出する手段と、
    前記走行速度条件の算出結果に基づいて、限界走行速度の提供を行う手段とを備えることを特徴とする車載装置。
12. 前記当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻、黄信号時間、全赤時間当該車両から当該交差点までの距離の情報は、地上通信装置から入手する請求項１１記載の車載装置。
13. ドライバに対して音声又は画像で限界走行速度の提供を行う請求項１１記載の車載装置。
14. 車両走行中において、当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻と、黄信号時間と、当該車両から当該交差点までの距離と、当該車両の速度の各情報を取得し、
    （１）当該交差点の手前で停止できる走行速度条件、及び
    （２）当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件
    を算出し、前記条件（１）の限界走行速度、又は前記条件（２）の限界走行速度に基づいて当該車両の速度の制御を行うことを特徴とする速度制御方法。
15. 当該車両の速度が前記条件（１），（２）をいずれも満たしていない場合に、当該交差点の手前で停止できる限界走行速度ｖL、又は当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる限界走行速度ｖUを用いる請求項１４記載の速度制御方法。
16. 当該車両の速度が前記条件（１），（２）をいずれも満たしている場合に、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できなくなる限界走行速度ｖL、又は当該交差点の手前で停止できなくなる限界走行速度ｖUを用いる請求項１４記載の速度制御方法。
17. 車両走行中において、当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻と、黄信号時間と、当該交差点の全赤時間と、当該車両から当該交差点までの距離と、当該車両の速度の各情報を取得し、
    （２）当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件、及び
    （３）当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できない走行速度条件
    を算出し、前記条件（２）の限界走行速度、又は前記条件（３）の限界走行速度に基づいて当該車両の速度の制御を行うことを特徴とする速度制御方法。
18. 当該車両の速度が、前記条件（２），（３）をいずれも満たしている場合に、当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できる限界走行速度ｖU、又は当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できなくなる限界走行速度ｖLを用いる請求項１７記載の速度制御方法。
19. 当該車両の速度が、前記条件（２），（３）をいずれも満たしていない場合に、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる限界走行速度ｖU又は当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できなくなる限界走行速度ｖLを用いる請求項１７記載の速度制御方法。
20. 車両の速度を低下させるように、前記速度制御方法を実施する請求項１４から請求項１９までのいずれかに記載の速度制御方法。
21. ドライバが車両の速度を変更する操作をした場合に、前記速度制御方法の実施を解除する請求項１４から請求項２０までのいずれかに記載の速度制御方法。
22. 請求項１４から請求項２１までのいずれかに記載の速度制御方法を実施するための車載装置であって、
    当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻、黄信号時間、全赤時間、当該車両から当該交差点までの距離、及び当該車両の速度の各情報を取得する手段と、
    当該車両が当該交差点の手前で停止できる走行速度条件、当該車両が当該交差点の黄信号の終了までに当該交差点に進入できる走行速度条件、及び当該車両が当該交差点を全赤時間の間に通過できない走行速度条件を算出する手段と、
    前記走行速度条件の算出結果に基づいて、当該車両の速度の制御を行う手段とを備えることを特徴とする車載装置。
23. 前記当該車両が次に通過する交差点の黄信号が開始する時刻、黄信号時間、全赤時間当該車両から当該交差点までの距離の情報は、地上通信装置から入手する請求項２２記載の車載装置。

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