JP2011031675A - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車速変動の伝播を抑制することができる車両制御装置および車両制御方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る車両制御方法においては、渋滞制御を終了するか否かを判定する際、第１の判定ステップＳ１０１として、先行車両１２との車間距離もしくは先行車両１２の速度に基づく判定（１次判定）だけでなく、第２の判定ステップＳ１０２ａとして、自車両１１の走行方向前方に関する交通情報、すなわち、上記サグ渋滞終了予想地点に基づく判定（２次判定）をおこなう。このように、渋滞制御の終了を判定する際に、１次判定に加えて２次判定をおこなうことで、高交通密度区間Ａ１、Ａ３が連続する場合であっても、自車両１１の車速変動が抑制され、サグ渋滞の発生を効果的に回避することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両を制御する車両制御装置および車両制御方法に関し、特に交通渋滞の回避に適用される車両制御装置および車両制御方法に関するものである。

従来より、高速道路上のサグ部においては、交通渋滞が頻発することが知られている。そこで、交通流量の情報を取得可能な制御システムを搭載して、交通渋滞を回避しようとする技術開発が進められている。たとえば、特許文献１では、サグ手前まで車間距離制御を行い、サグ部分から車速制御に切り換えることにより、車速の変化を抑えてサグでの渋滞を抑制しようとする技術が開示されている。

特開２００２−１３７６５２号公報

このような車両制御技術において、交通流量が所定の閾値を超えたときに、自車の走行方向におけるサグ部より手前の位置において、車車間通信システムを搭載した車両同士によって車間制御情報（たとえば、車両位置や車速）をお互いに通信し合い減速制御を行うことで、サグ部における減速伝搬を抑制し、サグ渋滞の発生を防ぐことが考えられる。
ところが、この場合、「交通流量が所定の閾値を超えたとき」といった明確な制御開始タイミングを容易に定めることができるが、制御終了タイミングを定めることは非常に難しい。なぜならば、交通密度が低下したタイミングで常に制御を終了してしまうと、直後に交通密度が高い区間がある場合には、その区間に到達した際にドライバのブレーキ操作が誘発され、結果として、車速変動の伝播に起因する渋滞が引き起こされてしまうからである。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、車速変動の伝播を抑制することができる車両制御装置および車両制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、自車両と車車間通信可能な相手車両との相対位置関係の制御をおこなうことで、その間の交通流の渋滞制御をおこなう車両制御装置であって、渋滞制御を終了するか否かを判定する判定手段を備え、判定手段は、自車両の速度、相手車両の速度、および相手車両との関係のうちの少なくとも１つに基づいて判定し、かつ、自車両の走行方向前方に関する交通情報に基づいて判定する。

この車両制御装置においては、渋滞制御を終了するか否かを判定する際、判定手段が、自車両の速度や相手車両の速度、相手車両との関係に基づいて判定（第１の判定）するだけでなく、自車両の走行方向前方に関する交通情報に基づいても判定（第２の判定）する。従って、第２の判定において、交通情報により、自車両の走行方向前方に交通密度の高い区間が存在することがわかったときには、渋滞制御を終了させないようにすることができる。それにより、上記の渋滞制御が維持されて、次の交通密度の高い区間に突入した際の車速変動の伝播が効果的に抑制される。

また、交通情報が、渋滞制御を終了すべき予想地点を含む地形情報である態様であってもよい。この場合、地形情報に含まれる予想地点に基づいて終了判定をおこなうことができるため、自車両において複雑な演算等をおこなうことなく、速やかに判定をおこなうことができる。

また、判定手段が渋滞制御を終了すると判定した際、予想地点を、そのときの自車両の走行地点に更新する態様であってもよい。この場合、予想地点が更新されることで、常に最新の情報に基づいて、終了判定をおこなうことができる。

また、交通情報が、自車両の走行方向前方の交通密度である態様であってもよい。この場合、その交通密度に対応させて適切な渋滞制御をおこなうことができる。

本発明に係る車両制御方法は、自車両と車車間通信可能な相手車両との相対位置関係の制御をおこなうことで、その間の交通流の渋滞制御をおこなう車両制御方法であって、渋滞制御を終了するか否かを判定するステップが、自車両の速度、相手車両の速度、および相手車両との関係のうちの少なくとも１つに基づいて判定する第１の判定ステップと、自車両の走行方向前方に関する交通情報に基づいて判定する第２の判定ステップとを含む。

この車両制御方法においては、渋滞制御を終了するか否かを判定する際、第１の判定ステップとして、自車両の速度や相手車両の速度、相手車両との関係に基づいて判定するだけでなく、第２の判定ステップとして、自車両の走行方向前方に関する交通情報に基づいて判定する。従って、第２の判定ステップにおいて、交通情報により、自車両の走行方向前方に交通密度の高い区間が存在することがわかったときには、渋滞制御を終了させないようにすることができる。それにより、上記の渋滞制御が維持されて、次の交通密度の高い区間に突入した際の車速変動の伝播が効果的に抑制される。

また、交通情報が、渋滞制御を終了すべき予想地点を含む地形情報である態様であってもよい。この場合、地形情報に含まれる予想地点に基づいて終了判定をおこなうことができるため、自車両において複雑な演算等をおこなうことなく、速やかに判定をおこなうことができる。

また、渋滞制御を終了すると判定した際、予想地点を、そのときの自車両の走行地点に更新する態様であってもよい。この場合、予想地点が更新されることで、常に最新の情報に基づいて、終了判定をおこなうことができる。

また、交通情報が、自車両の走行方向前方の交通密度である態様であってもよい。この場合、その交通密度に対応させて適切な渋滞制御をおこなうことができる。

本発明によれば、車速変動の伝播を抑制することができる車両制御装置および車両制御方法が提供される。

図１は、本発明の第１実施形態に係る交通制御の交通状況について示した図である。 図２は、本発明の実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示した図である。 図３は、図１の交通状況を実現するための車両制御方法を示したフローチャートである。 図４は、従来技術による交通状況を示した図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る車両制御方法を示したフローチャートである。 図６は、本発明の第３実施形態に係る車両制御方法を示したフローチャートである。 図７は、本発明の第４実施形態に係る車両制御方法を示したフローチャートである。 図８は、本発明の第５実施形態に係る車両制御方法を示したフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。

図１には、高速道路等のサグ地点が存在する区間において、同一車線上で前後に連なる２台の走行車両１１、１２が示されている。図１の交通状況下においては、交通密度の高い第１の高交通密度区間Ａ１、交通密度の低い低交通密度区間Ａ２、交通密度の高い第２の高交通密度区間Ａ３、サグ部Ａ４が存在しており、これらの区間が自車両１１の走行方向に向かって区間Ａ１からＡ４の順に連続して並んでいる。図１（ａ）は自車両１１が第１の高交通密度区間Ａ１から出た状態、図１（ｂ）は自車両１１が低交通密度区間Ａ２を走行している状態、図１（ｃ）は自車両１１が第２の高交通密度区間Ａ３へ入る状態を示している。

そして、各車両１１、１２には、図１に示す車両制御装置１が搭載されている。車両制御装置１は、車両の走行制御を行うものであり、ＥＣＵ（電子制御ユニット）２、ナビゲーション部３、通信部４、センサ部５、走行駆動部６、制動部７を備えている。

ＥＣＵ２は、制御装置の装置全体の制御を行うものであり、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、後述する各種情報に基づいて、各種機能を発現する。

ナビゲーション部３は、自車両の位置の位置情報を検出する部分であり、たとえば、ＧＰＳ機能や、道路情報を含む地図データベースを備えたものが用いられ、目的地検索や走行案内経路を利用することができる。

通信部４は、自車の周囲を走行している周辺車両や走行する道路の路側に設けられたインフラ（ビーコン、交通監視システム等）との間で各種情報を送受信したり、交通情報センター（ＶＩＣＳセンター）から渋滞情報等を受信したりする部分である。この通信部４は、車車間通信により周辺車両からその位置や走行方向に関する情報を受信する。また、車車間通信として、車間制御情報（車間目標値、車速目標値、減速位置、減速Ｇ）などが送受信される。もしくは、インフラ通信により、先行車両との間の車間距離を取得することができる。

センサ部５は、車両に搭載された複数のセンサによって構成されており、例えば車輪速センサやレーダー測距センサ、車載カメラ等が含まれる。このセンサ部５においても、先行車両との間の車間距離や先行車両の車速を計測可能となっている。

走行駆動部６は、車両の走行駆動を行う部分であり、例えばエンジンＥＣＵ、スロットルモータ、インジェクタなどにより構成される。この走行駆動部６は、ＥＣＵ２の走行駆動信号を受けて作動し、その走行駆動信号に応じた車両走行駆動を実行する。また、走行駆動部６は、スロットルセンサによってアクセル開度に関する情報を取得し、その情報はＥＣＵ２へ送られる。

制動部７は、車両の制動を行う部分であり、例えばブレーキＥＣＵ、ブレーキ油圧を調整する電磁弁、ブレーキ油圧を生成するポンプモータにより構成される。この制動部７は、ＥＣＵ２の制動指令信号を受けて作動し、その制動指令信号に応じた車両制動を実行する。

車両制御装置１は、以上で説明したとおりの構成であるため、自車両１１は、先行車両（相手車両）１２との間で、車間制御情報などの情報を車車間通信でやり取りし、自車両１１と先行車両１２との相対位置関係を制御することにより、その間の交通流の渋滞制御をおこなう。より具体的には、車両制御装置１のＥＣＵ２は、単独でもしくは各部３〜７との協働により、自車両と車車間通信可能な相手車両との間の交通流の渋滞制御を終了するか否かを判定する判定手段としての機能を実現する。この判定手段が、自車両の速度、相手車両の速度、および相手車両との関係のうちの少なくとも１つに基づいて判定し、かつ、自車両の走行方向前方に関する交通情報に基づいて判定する。
（第１実施形態）

以下、上述した車両制御装置１のＥＣＵ２が主体となって実行される渋滞制御の終了判定について、図１〜３を参照しつつ説明する。ここで、図３は、図１の交通状況を実現するために車両制御装置１を用いておこなわれる車両制御方法を示した第１の実施形態に係るフローチャートである。

図１（ａ）に示すとおり、第１の高交通密度区間Ａ１を走行中の自車両１１は、渋滞制御によって、先行車両１２との間で車間距離Ｄ１を確保している。そして、その渋滞制御中において、図３に示す第１の判定ステップＳ１０１として、自車両１１と先行車両１２との車間距離の閾値１を超えたか否か、もしくは先行車両１２の速度が閾値２を超えたか否か、を判定し、これらの閾値を超えた場合には、第１の高交通密度区間Ａ１が終了したものとして１次判定を終える。なお、この１次判定の際に、自車両１１のドライバがアクセルペダルを踏み込むようなアクセル操作をしたかによって、第１の高交通密度区間Ａ１が終了したものと判定してもよい。この１次判定として、自車両１１の速度、先行車両１２の速度、および先行車両１２との車間距離（相手車両との関係）のうちの１つに基づいておこなってもよく、必要に応じて複数を組み合わせた態様であってもよい。

上記第１の判定ステップＳ１０１において閾値を超えて、１次判定をクリアした場合には、次に、第２の判定ステップＳ１０２ａとして、ナビゲーションシステム経由で受信した地形情報やＶＩＣＳセンターからの情報に含まれるサグ渋滞終了予想地点に到達したか否かを判定する２次判定をおこなう。

そして、２次判定において、自車両１１がサグ渋滞終了予想地点に到達したと判定された場合には、続くステップＳ１０３において渋滞制御を終了する。

一方、その２次判定において、自車両１１がサグ渋滞終了予想地点にまだ到達していないと判定された場合、すなわち、図１に示すように第１の高交通密度区間Ａ１を抜け出た自車両１１の走行方向前方に第２の高交通密度区間Ａ３が存在している場合には、渋滞制御を終了せずにそれ以降も継続する。

それにより、図１（ｂ）に示すように、第１の高交通密度区間Ａ１を抜け出た自車両１１は、低交通密度区間Ａ２の間も、先行車両１２との車間距離Ｄ１を維持し続ける。

その結果、図１（ｃ）に示すとおり、その先の第２の高交通密度区間Ａ３に自車両１１が突入したときであっても、先行車両１２との間で十分な車間距離Ｄ１が確保されているため、車速変動の伝播（すなわち、減速伝播）が抑制されて、サグ渋滞を効果的に回避することができる。

一方、図４に示す従来技術においては、第１の高交通密度区間Ａ１から抜け出た自車両１１は、たとえば、先行車両１２が車速を増したことのみに基づいて、サグ渋滞の終了を判断する。そのため、続く低交通密度区間Ａ２において、渋滞制御（減速制御）がおこなわれず、先行車両１２との間の車間距離Ｄ２が縮まってしまう（Ｄ２＜Ｄ１）。そのため、その先の第２の高交通密度区間Ａ３に先行車両１２が突入した際に、先行車両１２の減速により、先行車両１２との間の車間距離Ｄ３がさらに縮まり（Ｄ３＜Ｄ２）、先行車両１２の減速が自車両１１に伝播してしまう。すなわち、渋滞制御の効果が十分に発現せず、先行車両１２から自車両１１への速度変動が伝播して、サグ渋滞が引き起こされることとなる。

以上で説明したとおり、第１実施形態に係る車両制御方法においては、渋滞制御を終了するか否かを判定する際、第１の判定ステップＳ１０１として先行車両１２との車間距離もしくは先行車両１２の速度に基づく判定（１次判定）をおこなうだけでなく、第２の判定ステップＳ１０２ａとして自車両１１の走行方向前方に関する交通情報、すなわち、上記サグ渋滞終了予想地点に基づく判定（２次判定）もおこなう。

このように、渋滞制御の終了を判定する際、１次判定（第１の判定）に加えて２次判定（第２の判定）をおこなうことで、図１に示すように高交通密度区間Ａ１、Ａ３が連続する場合であっても、自車両１１の車速変動が抑制され、サグ渋滞の発生を効果的に回避することができる。つまり、第２の判定ステップＳ１０２ａの２次判定において、上記交通情報により、自車両１１の走行方向前方に交通密度の高い区間（第２の高交通密度区間）Ａ３が存在することがわかったときには、上記渋滞制御を維持して、次の交通密度の高い区間Ａ３に突入した際の車速変動の伝播を抑制する。

第１実施形態においては、さらに、サグ渋滞終了予想地点に基づいて終了判定をおこなうために、自車両１１において複雑な演算等をおこなうことなく、速やかに判定をおこなうことができるという効果も得られる。

続いて、図５〜８のフローチャートを参照しつつ、上述した第１実施形態とは異なる実施形態について説明する。
（第２実施形態）

第２実施形態に係る車両制御方法は、図４に示したフローチャートは沿っておこなわれ、第２の判定ステップＳ１０２ｂの部分のみ、第１実施形態のフローチャート（図３参照）と異なっている。すなわち、第２実施形態に係る車両制御方法では、第２の判定ステップＳ１０２ｂにおいて、２次判定に利用する交通情報として、自車両１１の走行方向前方の交通密度が用いられる。このような交通密度の情報は、車載カメラやレーダー、前方を走行する車両との車車間通信、ＶＩＣＳセンターからの通信等によって取得することができる。２次判定に交通密度を用いる場合には、その交通密度に対応させて適切な渋滞制御をおこなうことができるという利点がある。なお、このような第２実施形態においても、渋滞制御の終了を判定する際に、１次判定に加えて２次判定をおこなうため、自車両１１の車速変動が抑制され、サグ渋滞の発生を効果的に回避することができる。
（第３実施形態）

第３実施形態に係る車両制御方法は、図６に示したフローチャートに沿っておこなわれ、渋滞制御を終了した後に予想地点の更新をおこなう点のみ、第１実施形態のフローチャート（図３参照）と異なっている。すなわち、第３実施形態に係るフローチャートの車両制御方法では、ステップＳ１０３において渋滞制御を終了した後、自車両１１の車両制御装置１のＥＣＵ２（もしくは図示しないメモリ）において、サグ渋滞終了予想地点をその時点での走行地点に更新する（ステップＳ１０４）。それにより、常に最新の予想地点を利用することができ、予想地点がより実際のサグ渋滞終了地点に近づくため、より確かな終了判定（誤判定が少ない終了判定）を実現することができる。なお、このような第３実施形態においても、渋滞制御の終了を判定する際に、１次判定に加えて２次判定をおこなうため、自車両１１の車速変動が抑制され、サグ渋滞の発生を効果的に回避することができる。
（第４実施形態）

第４実施形態に係る車両制御方法は、図７に示したフローチャートに沿っておこなわれ、上述した第１実施形態の車両制御方法および第２実施形態の車両制御方法を組み合わせたものである。すなわち、第４実施形態に係る車両制御方法では、２次判定のために、上述した第２の判定ステップＳ１０２ａおよび第２の判定ステップＳ１０２ｂの両方をおこなう。その結果、より確かな終了判定を実現することができる。なお、このような第４実施形態においても、渋滞制御の終了を判定する際に、１次判定に加えて２次判定をおこなうため、自車両１１の車速変動が抑制され、サグ渋滞の発生を効果的に回避することができる。
（第５実施形態）

第５実施形態に係る車両制御方法は、図８に示したフローチャートに沿っておこなわれ、上述した第４実施形態の車両制御方法に、さらに第３実施形態の車両制御方法を組み合わせたものである。すなわち、第５実施形態に係る車両制御方法では、２次判定のために、上述した第２の判定ステップＳ１０２ａおよび第２の判定ステップＳ１０２ｂの両方をおこない、ステップＳ１０３において渋滞制御を終了した後には、サグ渋滞終了予想地点の更新をおこなう。それにより終了判定の確度をより高めることができる。なお、このような第５実施形態においても、渋滞制御の終了を判定する際に、１次判定に加えて２次判定をおこなうため、自車両１１の車速変動が抑制され、サグ渋滞の発生を効果的に回避することができる。

１…車両制御装置、２…ＥＣＵ、１１…自車、１２…先行車両、Ｓ１０１…第１の判定ステップ、Ｓ１０２ａ、Ｓ１０２ｂ…第２の判定ステップ

Claims (8)

1. 自車両と車車間通信可能な相手車両との相対位置関係の制御をおこなうことで、その間の交通流の渋滞制御をおこなう車両制御装置であって、
   前記渋滞制御を終了するか否かを判定する判定手段を備え、
   前記判定手段は、前記自車両の速度、前記相手車両の速度、および前記相手車両との関係のうちの少なくとも１つに基づいて判定し、かつ、前記自車両の走行方向前方に関する交通情報に基づいて判定する、車両制御装置。
2. 前記交通情報が、前記渋滞制御を終了すべき予想地点を含む地形情報である、請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記判定手段が前記渋滞制御を終了すると判定した際、前記予想地点を、そのときの自車両の走行地点に更新する、請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記交通情報が、前記自車両の走行方向前方の交通密度である、請求項１記載の車両制御装置。
5. 自車両と車車間通信可能な相手車両との相対位置関係の制御をおこなうことで、その間の交通流の渋滞制御をおこなう車両制御方法であって、
   前記渋滞制御を終了するか否かを判定するステップが、
   前記自車両の速度、前記相手車両の速度、および前記相手車両との関係のうちの少なくとも１つに基づいて判定する第１の判定ステップと、
   前記自車両の走行方向前方に関する交通情報に基づいて判定する第２の判定ステップと
   を含む、車両制御方法。
6. 前記交通情報が、前記渋滞制御を終了すべき予想地点を含む地形情報である、請求項５記載の車両制御方法。
7. 前記渋滞制御を終了すると判定した際、前記予想地点を、そのときの自車両の走行地点に更新する、請求項６に記載の車両制御方法。
8. 前記交通情報が、前記自車両の走行方向前方の交通密度である、請求項５記載の車両制御方法。

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