JP2011216002A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隘路が存在する道路において渋滞発生を抑制することができる運転支援装置を提供する。
【解決手段】運転支援装置１では、ＥＣＵにより、車間距離が隘路１１ａ走行時に減速伝播を吸収可能な必要車間距離以上であるか否かが判定される。そして、車間距離が必要車間距離未満の場合、自車両１０と隘路１１ａとの間の交通容量が閾値以上の道路区間Ａである延長可能区間Ｅにて、車間距離が必要車間距離以上に延長させられる。つまり、運転支援装置１においては、交通容量に余裕のある延長可能区間Ｅで、隘路１１ａ走行時の減速伝播が吸収されるよう車間距離拡大が実施されることとなる。よって、車間距離拡大のための減速が渋滞の要因となるのを抑制できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の自車両の運転を支援する運転支援装置に関する。

従来、運転支援装置として、渋滞発生を抑制するように自車両の運転を支援するものが開発されている。このような従来技術に関し、例えば特許文献１には、交通量を予測して信号制御を行い、渋滞発生を防止するものが記載されている。信号制御では、交差点の交通捌き量と道路容量との大小比較から、交差点への交通の流入を制御し、交通量の予測には、道路容量を変化させる情報（工事スケジュール）等が用いられている。

特開平６−２６６９９３号公報

ここで、近年の運転支援装置としては、隘路が存在する道路において充分な渋滞発生の抑制効果が得られるよう自車両の運転を支援できるものが望まれている。

そこで、本発明は、隘路が存在する道路において渋滞発生を抑制することができる運転支援装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る運転支援装置は、自車両に搭載され、進行方向前方に渋滞発生が予測される隘路が存在する道路を走行する際の自車両の運転を支援する運転支援装置であって、自車両の車間距離の判定を行う車間距離判定手段と、車間距離判定手段による判定結果に基づいて車間距離を延長させる車間距離延長手段と、を備え、車間距離判定手段は、車間距離が、隘路走行時に減速伝播を吸収可能な所定車間距離以上であるか否かの判定を行い、車間距離延長手段は、車間距離が所定車間距離未満の場合、自車両と隘路との間の交通容量が閾値以上の道路区間である延長可能区間にて、車間距離を所定車間距離以上に延長させることを特徴とする。

この運転支援装置では、交通容量が閾値以上の道路区間である延長可能区間にて車間距離が所定車間距離以上に延長させられる。つまり、交通容量に余裕のある道路区間で、隘路走行時の減速伝播が吸収されるよう車間距離拡大が実施されることとなる。よって、車間距離拡大のための減速が渋滞の要因となるのを抑制することができ、隘路が存在する道路において渋滞発生を抑制することが可能となる。

また、延長可能区間は、車間距離を所定車間距離以上に延長させるために必要な走行距離以上の距離を有する場合がある。

このとき、延長可能区間は、複数存在し、車間距離延長手段は、複数の延長可能区間のうち隘路に近い延長可能区間にて、車間距離を所定車間距離以上に延長させることが好ましい。この場合、減速伝播の発生地点に近い側の区間で車間距離拡大が実施されることになるため、交通流を効果的に改善することができる。

また、延長可能区間は、複数存在し、車間距離延長手段は、複数の延長可能区間のうち少なくとも２つの区間にて、車間距離を所定車間距離以上に延長させる場合がある。

このとき、車間距離延長手段は、合計距離が車間距離を所定車間距離以上に延長させるために必要な走行距離以上になるまで、複数の延長可能区間から複数の区間を隘路に近い順に選択すると共に、隘路に近い順に選択した複数の区間にて、車間距離を所定車間距離以上に延長させることが好ましい。この場合、減速伝播の発生地点に近い側の区間で車間距離拡大が実施されることになるため、交通流を効果的に改善することができる。

また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、車間距離延長手段は、車間距離を延長させるように自車両のドライバに対し指示する構成が挙げられる。また、自車両の走行を制御する走行制御手段を備え、車間距離延長手段は、車間距離を延長させるように走行制御手段に対し指示する構成が挙げられる。

本発明によれば、隘路が存在する道路において渋滞発生を抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。 図１の運転支援装置を搭載した自車両が走行する道路を示す模式図である。 図１の運転支援装置における動作を示すフローチャートである。 必要車間距離の設定の一例を説明するための図である。 必要走行距離の算出の一例を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図であり、図２は、図１の運転支援装置を搭載した自車両が走行する道路を示す模式図である。図１，２に示すように、本実施形態の運転支援装置１は、自動車等の自車両１０に搭載され、進行方向前方に隘路１１が存在する道路１２を走行する際の自車両１０の運転を支援する。

図２に示すように、ここでの隘路１１は、道路１２において下り坂から上り坂へ転じる部分（サグ部）である。下流側の隘路１１ａ周辺には、減速伝播発生地点Ｐが存在している。道路１２は、その道路態様（例えば、道路勾配、車線数等）によって画されてなる複数の道路区間Ａを有している。ここでは、道路区間Ａは、隘路１１から上流側（手前側）に向かって、第１〜４道路区間Ａ１〜Ａ４を有している。

なお、図示する例では、第１道路区間Ａ１は、下り坂の２車線を有する区間とされ、第２道路区間Ａ２は、上り坂の２車線を有する区間とされている。また、第３道路区間Ａ３は、下り坂の２車線を有する区間とされ、第４道路区間Ａ４は、上り坂の３車線を有する区間とされている。

図１に示すように、運転支援装置１は、車間距離計測装置２、自車両位置認識装置３、交通情報取得装置４、設計交通容量マップ５、ＥＣＵ（ElectronicControl Unit）６、及びＨＭＩ（HumanMachine Interface）装置７を備えている。

車間距離計測装置２は、自車両１０における直前の（前方に近接する）先行他車両２０に対する車間距離（以下、単に「車間距離」という）を計測するものである。この車間距離計測装置２としては、例えば、ミリ波レーダやレーザレーダが用いられている。

自車両位置認識装置３は、自車両１０の現在の位置を認識するためのものである。自車両位置認識装置３としては、ＧＰＳ（GlobalPositioning System）や地図情報等を利用するカーナビゲーション装置等が用いられている。交通情報取得装置４は、隘路１１ａの混雑状態を検知するためのものである。交通情報取得装置４としては、ＶＩＣＳ（VehicleInformation and Communication System：登録商標）や車載通信端末や路車間通信機等が用いられている。

設計交通容量マップ５は、道路１２の設計交通容量に関するマップであり、例えば自車両１０の記憶部に記憶されて格納されている。ここでの設計交通容量マップ５では、道路区間Ａ１〜Ａ４毎に設計交通容量が設定されている（図２参照）。この設計交通容量は、道路１２の設計時に設定され一定水準以上の交通状態を保持可能な交通容量のことを意味し、具体的には、以下で示される。
設計交通容量＝可能交通容量×低減率
可能交通容量＝基本交通容量×補正率
基本交通容量＝通過可能台数（例えば２２００台）／時／車線
（但し、多車線道路の場合）

ＥＣＵ６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等により構成されている。このＥＣＵ６は、装置２〜４からの出力及び設計交通容量マップ５に基づいて、自車両１０の車間距離の判定を行うと共にＨＭＩ装置７を作動させて車間距離を延長させる支援をドライバに対し行う（詳しくは後述）。ＨＭＩ装置７は、例えば音声や映像等によって車間距離を延長させるようドライバに対し指示を行う。

次に、上述した本実施形態の運転支援装置１における動作について、図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

本実施形態の運転支援装置１では、まず、交通情報取得装置４により交通情報が取得され、進行方向前方における減速伝播発生地点Ｐ付近の隘路１１ａにて渋滞が発生しそうか否かが判定（予測）される（Ｓ１）。隘路１１ａにて渋滞が発生しそうな場合、車間距離計測装置２により、現状の車間距離が計測される（Ｓ２）。そして、ＥＣＵ６により、以下の処理が実行される。

すなわち、現状の車間距離が必要車間距離Ｚ以上であるか否かが判定される（Ｓ３）。必要車間距離Ｚは、隘路１１ａ走行時に自車両１０が必要な車間距離であって、減速伝播を吸収可能な所定車間距離である。

ここでの必要車間距離Ｚは、図４に示すように、シミュレーション等で予め求めた車間距離マップＭを用いて設定される。車間距離マップＭは、交通密度Ｎ［台／ｋｍ］に対する必要車間距離Ｚの関数であり、例えば自車両１０の記憶部に予め記憶されて格納されている。交通密度Ｎは、隘路１１ａ近傍の路側カメラ（不図示）等によって計測され、例えば光ビーコンによって自車両１０に伝達される。なお、必要車間距離Ｚは、渋滞発生時の平均速度から求めた固定値（例えば４０ｍ）であってもよい。

続いて、現状の車間距離が必要車間距離Ｚ未満の場合、これらの差から、減速伝播を吸収するための車間距離の不足分である不足車間距離Ｌが算出される（Ｓ４）。そして、不足車間距離Ｌだけ車間距離を延長（拡大）するために必要な走行距離が、必要走行距離Ｄとして算出される（Ｓ５）。

図５は、必要走行距離の算出の一例を説明するための図である。図５に示すように、例えば、自車両１０が速度Ｖ［ｍ／ｓ］で走行し、先行他車両２０が同じ速度Ｖ［ｍ／ｓ］で走行していると仮定する。自車両１０を速度ｖ０だけ減速させた後に速度ｖ０だけ加速させ、車間距離を不足車間距離Ｌだけ延長させる場合、必要走行距離Ｄは、下式で表されることとなる。なお、減速時及び加速時の加速度は、ともに加速度ａ０［ｍ／ｓ^２］としている。
Ｔ０＝ｖ０／ａ０
Ｌ＝ｖ０（Ｔ＋Ｔ０），Ｔ＝Ｌ／ｖ０−Ｔ０
Ｄ＝Ｖ（Ｔ＋２Ｔ０）−Ｌ
＝Ｖ（ｖ０／ａ０＋Ｌ／ｖ０）−Ｌ
但し、Ｔ０：減速に要する時間、及び加速に要する時間、
Ｔ ：減速走行時間、

続いて、設計交通容量マップ５が参照され、図２に示すように、自車両１０と隘路１１ａとの間において設計交通容量が閾値以上の道路区間Ａ（隘路１１ａの上流側で且つ設計交通容量が閾値以上の道路区間Ａ）が、延長可能区間Ｅとして検出される（Ｓ６）。

延長可能区間Ｅは、自車両１０の減速で渋滞発生し難い、つまり、後続他車両への減速伝播を引き起こし難い道路区間Ａである。ここでは、第１，３，４道路区間Ａ１，Ａ３，Ａ４が、延長可能区間Ｅとして検出される。なお、以下においては、これら第１，３，４道路区間Ａ１，Ａ３，Ａ４それぞれを、延長可能区間Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４とも称する。

そして、隘路１１ａに最も近い延長可能区間Ｅ１の距離が必要走行距離Ｄ以上であるか否かが判定される（Ｓ７）。延長可能区間Ｅ１の距離が必要走行距離Ｄ以上である場合、ＨＭＩ装置７が作動され、延長可能区間Ｅ１にて車間距離を必要車間距離Ｚまで延長させる延長指示がドライバに対して実施される（Ｓ８）。

一方、隘路１１ａに最も近い延長可能区間Ｅ１の距離が必要走行距離Ｄ未満である場合、延長可能区間Ｅ１の走行時のみでは必要車間距離Ｚを確保できないと判断されことから、その手前側（上流側）の延長可能区間Ｅ３が選択される（Ｓ９）。そして、複数の延長可能区間Ｅの合計距離が必要走行距離Ｄ以上となるまで、上記Ｓ９が繰り返し実施される（Ｓ１０）。つまり、合計距離が必要走行距離Ｄ以上になるまで複数の延長可能区間Ｅから複数の区間が隘路１１ａに近い順に選択される。

例えば図２に示す例においては、延長可能区間Ｅ１の距離では必要走行距離Ｄに達しないと、延長可能区間Ｅ１に加えて延長可能区間Ｅ３が選択される。そして、延長可能区間Ｅ１，Ｅ３の合計では必要走行距離Ｄに未だ達しないと、延長可能区間Ｅ１，Ｅ３に加えて延長可能区間Ｅ４がさらに選択されることとなる。

続いて、ＨＭＩ装置７が作動され、選択された複数の延長可能区間Ｅにて車間距離を必要車間距離Ｚ以上に延長させる延長指示が、ドライバに対して実施される（Ｓ１１）。換言すると、車間距離を延長させる支援が、複数の延長可能区間Ｅで分けるようにして行われる。ここでは、隘路１１ａ側の延長可能区間Ｅにおける必要走行距離Ｄに対する不足距離が、手前側の延長可能区間で補完されている。

続いて、上記Ｓ８，Ｓ１１の後、車間距離が必要車間距離Ｚ以上となった場合、ＨＭＩ装置７が作動され、車間距離を保持させる指示がドライバに対して実施される（Ｓ１２，Ｓ１３）。そしてその後、自車両１０が隘路１１ａを通過することとなる（Ｓ１４）。

なお、隘路１１ａにて渋滞が発生しそうにない場合には（上記Ｓ１でＮＯ）、上記Ｓ１４に移行され、そのまま自車両１０が隘路１１ａを通過する。また、車間距離が必要車間距離Ｚ以上の場合には（上記Ｓ３でＮＯ）、上記Ｓ１３に移行され、車間距離を保持させる指示がＨＭＩ装置７により実施される。

ところで、ボトルネックとなる隘路１１ａに起因した減速伝播を吸収すべく車間距離を長くするためには、自車両１０が一旦減速した後、再加速することが必要となる。ここで、上り坂等の設計交通容量が小さい道路区間Ａ２で減速すると、後続他車両に減速伝播を引き起こし、渋滞を発生させるおそれがある。

この点、本実施形態では、交通容量に余裕のある道路区間Ａである延長可能区間Ｅにて、隘路１１ａ走行時の減速伝播が吸収されるよう車間距離拡大が実施される。すなわち、隘路１１ａによる減速伝播を吸収するために車間距離を延長するに際し、減速が渋滞のきっかけにならないように、設計交通容量に余裕のある下り坂や車線数が多い延長可能区間Ｅにおいて自車両１０が減速されて車間距離が延長される。よって、車間距離拡大のための減速が渋滞の要因となるのを抑制することができ、隘路１１ａが存在する道路１２において渋滞発生を抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、上述したように、複数の延長可能区間Ｅにて車間距離が必要走行距離Ｄ以上に延長される。つまり、１箇所の延長可能区間Ｅ１では必要車間距離Ｚまで車間距離を延長できない場合、さらにその手前側の延長可能区間Ｅ３，Ｅ４で車間距離が延長されることになっている（上記Ｓ７，Ｓ９）。よって、様々な道路１２及び道路区間Ａに対応させた渋滞発生抑制効果を得ることができる。

また、本実施形態では、上述したように、隘路１１ａに最も近い延長可能区間Ｅ１にて車間距離を延長させられる（上記Ｓ７，Ｓ８）、或いは、隘路１１ａに近い順に選択された延長可能区間Ｅにて車間距離を延長させられる（上記Ｓ７，Ｓ９〜Ｓ１１）。よって、減速伝播発生地点Ｐに近い側の区間で車間距離拡大が実施されるため、交通流を効果的に改善することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に係る運転支援装置は、実施形態に係る上記運転支援装置１に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上記実施形態は、ＨＭＩ装置７を備え、車間距離を必要車間距離Ｚ以上に延長させる延長指示をドライバに対して実施したが、これに代えて、自車両１０の走行を制御する走行制御手段を備え、この走行制御手段に対して車間距離を必要車間距離Ｚ以上に延長させる指示（指令）を行う場合もある。

また、例えば上り勾配の道路区間Ａでは設計交通容量が閾値未満であると単純にみなす場合もある。この場合、設計交通容量マップ５を不要にでき、ひいては運転支援装置１の単純化が可能となる。

また、画像認識カメラ等を用いて周囲の他車両の挙動を監視し、この監視で得られた情報に応じて必要車間距離Ｚを実際の道路状況に応じたものに変更させてもよい。なお、本発明は、隘路として、サグ部のみならず、合流ポイントやトンネル入口等のボトルネック全般に適用することができる。

以上において、車間距離計測装置２及びＥＣＵ６が車間距離判定手段を構成し、設計交通容量マップ５、ＥＣＵ６及びＨＭＩ装置７が車間距離延長手段を構成する。

１…運転支援装置、２…車間距離計測装置（車間距離判定手段）、５…設計交通容量マップ（車間距離延長手段）、６…ＥＣＵ（車間距離判定手段，車間距離延長手段）、７…ＨＭＩ装置（車間距離延長手段）、１０…自車両、１１ａ…隘路、１２…道路、Ａ…道路区間、Ｄ…必要走行距離（必要な走行距離）、Ｅ…延長可能区間、Ｚ…必要車間距離（所定車間距離）。

Claims (7)

1. 自車両に搭載され、進行方向前方に渋滞発生が予測される隘路が存在する道路を走行する際の前記自車両の運転を支援する運転支援装置であって、
   前記自車両の車間距離の判定を行う車間距離判定手段と、
   前記車間距離判定手段による判定結果に基づいて前記車間距離を延長させる車間距離延長手段と、を備え、
   前記車間距離判定手段は、
   前記車間距離が、前記隘路走行時に減速伝播を吸収可能な所定車間距離以上であるか否かの判定を行い、
   前記車間距離延長手段は、
   前記車間距離が前記所定車間距離未満の場合、前記自車両と前記隘路との間の交通容量が閾値以上の道路区間である延長可能区間にて、前記車間距離を前記所定車間距離以上に延長させることを特徴とする運転支援装置。
2. 前記延長可能区間は、前記車間距離を前記所定車間距離以上に延長させるために必要な走行距離以上の距離を有することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記延長可能区間は、複数存在し、
   前記車間距離延長手段は、複数の前記延長可能区間のうち前記隘路に近い延長可能区間にて、前記車間距離を前記所定車間距離以上に延長させることを特徴とする請求項２記載の運転支援装置。
4. 前記延長可能区間は、複数存在し、
   前記車間距離延長手段は、複数の前記延長可能区間のうち少なくとも２つの区間にて、前記車間距離を前記所定車間距離以上に延長させることを特徴とする請求項２記載の運転支援装置。
5. 前記車間距離延長手段は、
   合計距離が前記車間距離を前記所定車間距離以上に延長させるために必要な走行距離以上になるまで、複数の前記延長可能区間から複数の区間を前記隘路に近い順に選択すると共に、
   前記隘路に近い順に選択した複数の前記区間にて、前記車間距離を前記所定車間距離以上に延長させることを特徴とする請求項４記載の運転支援装置。
6. 前記車間距離延長手段は、前記車間距離を延長させるように前記自車両のドライバに対し指示することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項記載の運転支援装置。
7. 前記自車両の走行を制御する走行制御手段を備え、
   前記車間距離延長手段は、前記車間距離を延長させるように前記走行制御手段に対し指示することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項記載の運転支援装置。

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