JP2012008938A - 運転者支援装置、および運転者支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運転者による運転操作を支援する運転者支援装置において、自車両の進行方向に他車両が存在する場合において交通流を最適化することができる技術を提供する。
【解決手段】車載装置においては目標速度設定処理にて、自車両の進行方向に存在する信号機についての現在および将来の灯色と各灯色の継続時間の情報とを含む信号機情報、自車両と信号機との間に存在する他車両の自車両に対する相対位置を推定するための情報を含む他車両情報、信号機の灯色が赤から青になったと仮定したときに信号機が配置された交差点に、他車両が進入を開始しようとするまでの時間を表す予想遅れ時間を取得し（Ｓ１１０，Ｓ１２０，Ｓ２２０）、信号機情報、相対位置、予想遅れ時間に基づいて、自車両が他車両に追いつくことなく走行することができる速度範囲を演算し（Ｓ２３０）、速度範囲を出力する（Ｓ２５０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の運転者による運転操作を支援する運転者支援装置、および運転者支援システムに関する。

上記の運転者支援装置として、信号機の灯色が青の状態で交差点を通過できるような速度を提示するものが知られている。特に、進行方向に他車両が存在する場合には、この他車両に追いつかないような速度を提示するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２４２８４３号公報

しかしながら、上記運転者支援装置では、他車両の速度変化を予測していない。このため、例えば他車両が停止している状態や徐行している状態であれば、その後、この他車両が加速する場合であっても極端に遅い速度を提示することになり、交通流を最適化することに寄与できないという問題点があった。

そこで、このような問題点を鑑み、車両の運転者による運転操作を支援する運転者支援装置において、自車両の進行方向に他車両が存在する場合において交通流を最適化することに貢献できる技術を提供することを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された運転者支援装置において、信号機情報取得手段は、自車両の進行方向に存在する信号機についての現在および将来の灯色と各灯色の継続時間の情報とを含む信号機情報を取得し、他車両情報取得手段は、自車両と信号機との間に存在する他車両の自車両に対する相対位置を推定するための情報を含む他車両情報を取得し、遅れ時間情報取得手段は、信号機の灯色が赤から青になったと仮定したときに信号機が配置された交差点に、他車両が進入を開始しようとするまでの時間を表す予想遅れ時間を取得する。そして、速度範囲演算手段は、信号機情報、相対位置、予想遅れ時間に基づいて、自車両が他車両に追いつくことなく走行することができる速度範囲を演算し、出力手段は、速度範囲を出力する（請求項１）。

このような運転者支援装置によれば、予想遅れ時間と信号機情報とに基づいて他車両が交差点への進入を開始しようとするタイミングを予測することで、他車両の走行速度が変化することを予測できるようにしている。そして、本発明の運転者支援装置では、他車両の走行速度の変化を予測することで、自車両が他車両に追いつくことなく走行することができる速度範囲を演算することができる。

この結果、交差点手前に存在する他車両の挙動を考慮した速度範囲を出力することができる。よって、演算された速度範囲に従えば、自車両を過度に減速させる必要がないので、自車両の進行方向に他車両が存在する場合であっても交通流を最適化することができる。

なお、本発明において「進入を開始する」とは、停車中の他車両が信号機の灯色が赤から青に遷移したことを認識して発進することや、徐行走行中の他車両が信号機の灯色が赤から青に遷移したことを認識して加速し交差点に向かうこと等、他車両が信号機の灯色が赤から青に遷移したことを認識して車両の挙動を変化させることを表す。

また、他車両の自車両に対する相対位置を推定するための情報としては、他車両の位置を示す情報であってもよいし、他車両の有無のみを示す情報等であってもよい。他車両の有無のみを示す情報である場合には、他車両が信号待ちの際に停車すると予想される位置を他車両の台数に応じて予め設定しておき、この情報を利用すればよい。

ところで、上記運転者支援装置においては、自車両から信号機が配置された交差点までの距離を表す交差点距離情報を取得する交差点距離取得手段を備え、速度範囲演算手段は、信号機情報、相対位置、予想遅れ時間、交差点距離情報に基づいて、自車両が他車両に追いつくことなく走行することができる速度範囲であって、かつ信号機の灯色が青の状態で自車両が交差点に進入可能な速度範囲を演算するようにしてもよい（請求項２）。

このような運転者支援装置によれば、交差点を青信号で通過できる速度範囲を提示することができる。
さらに、上記運転者支援装置においては、他車両が交差点への進入を開始する前に、自車両が他車両に追従して走行していると仮定したときの自車両の推定位置を表す仮想追従位置にて、信号機の灯色が赤から青になってから自車両が他車両に続いて交差点に進入を開始するまでの自車両遅れ時間を演算する遅れ時間演算手段を備え、速度範囲演算手段は、信号機の灯色が赤から青になってから自車両遅れ時間後に仮想追従位置を通過する速度を表す自車両遅れ考慮速度を演算し、この自車両遅れ考慮速度を超えることがないような速度範囲を演算するようにしてもよい（請求項３）。

このような運転者支援装置によれば、自車両が他車両に追従する際の自車両遅れ時間を考慮することができるので、他車両との適切な車間距離を維持することが可能な速度範囲を出力することができる。

また、上記運転者支援装置においては、例えば出力された目標速度に応じて自車両を自動運転するようにしてもよいが、報知手段が報知を行うようにしてもよい。つまり、自車両の走行速度を取得する速度取得手段と、自車両の走行速度と速度範囲とを比較し、この比較結果に応じて自車両の運転者に対して報知を行う報知手段と、を備えていてもよい（請求項４）。

このような運転者支援装置によれば、報知を行うことによって自車両が目標速度になるように運転者の意思で制御することができる。
次に、上記目的を達成するために成された運転者支援システムは、道路側に配置された路側装置と、車両に搭載され、自車両の運転者による運転操作を支援する運転者支援装置と、を備えた運転者支援システムであって、路側装置は、運転者支援装置に対して特定の信号機についての現在および将来の灯色と各灯色の継続時間とを含む信号機情報を送信する信号機情報送信手段、を備え、運転者支援装置は、上記何れかに記載の運転者支援装置として構成されていることを特徴としている（請求項５）。

このような運転者支援システムによれば、少なくとも請求項１に記載の運転者支援装置と同様の効果を享受することができる。

運転者支援システム１００の概略構成を示すブロック図である。 表示部１２の具体例を示す説明図である。 実施形態の概要を示す説明図である。 目標速度設定処理を示すフローチャートである。 目標速度を設定する際の概要を示すとともに、時間と距離との関係を示すグラフである。 仮想停車位置を考慮した目標速度算出処理を示すフローチャートである。 報知処理を示すフローチャートである。 報知開始速度と報知終了速度との関係を示すグラフである。 交差点で停止できる目標速度を設定する際の概要を示すグラフである。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
まず、図１に基づいて本実施形態の運転者支援システム１００の構成を説明する。運転者支援システム１００は、道路を走行する複数の車両にそれぞれ搭載される車載装置１（運転者支援装置）と、道路交差点に設置される交通信号機毎に付随して設けられる路側機６（路側装置）とからなる。

各車両の車載装置１は、他の車両の車載装置１と車車間通信を実施可能に構成されているとともに、路側機６との間で路車間通信を実施可能に構成されている。なお、各車両の車載装置１は全て同様の構成とされているため、図１においては、ある１つの車載装置１についてのみを詳細に図示している。

車載装置１は、図１に示すように、位置特定部１０、外部機器接続部１１、表示部１２、音声出力部１３、データベース１４、無線通信部１５、および車側制御部１６等を備えている。

このうち、位置特定部１０は、車速センサ３２や、光ビーコン受信機３４、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ等による検出信号に基づいて車両の現在地や進行方向を特定し、その特定したデータを車側制御部１６に入力する。なお、光ビーコン受信機３４は、交差点手前に配置された光ビーコン送信機から、交差点までの距離の情報、現在地（ビーコン送信機の位置）の情報、交通情報等を受信する。

また、外部機器接続部１１は、車両に搭載されているレーダ３１、車速センサ３２、光ビーコン受信機３４、作動処理部３３等の他のＥＣＵ（Electronic Control Unit）等、各種機器との間で通信を行うためのインタフェースであり、各機器から送信されてくる車両情報のデータを車側制御部１６に入力する。

表示部１２は、画像を表示する液晶パネル等の表示面を備えた表示装置であり、車側制御部１６からの制御に基づいて各種の運転支援画像を表示する。画像を表示する表示面は、車両の運転席から視認可能な場所に配置される。

より詳細には、図２に示すように、表示部１２は、ヘッドアップディスプレイ１２ａ、メータ表示部１２ｃ、或いはナビゲーション装置の液晶ディスプレイ１２ｅ等として構成されていればよい。特に、ヘッドアップディスプレイ１２ａにおいては、所定形状の加減速指示表示画像１２ｂを表示可能に構成されている。また、メータ表示部１２ｃにおいては、所定形状の発光体１２ｄを点灯および点滅可能に構成されている。さらに、液晶ディスプレイ１２ｅにおいては、ヘッドアップディスプレイ１２ａと同様に、所定形状の画像を表示可能に構成されている。

これらの加減速指示表示画像１２ｂや発光体１２ｄ等の発光部は、それぞれ、例えば緑色と赤色とを含む２色以上の色のうちの１つを選択して発光するよう構成されている。なお、本実施形態では、説明を簡素にするため、車載装置１は、加減速指示表示画像１２ｂを表示させるヘッドアップディスプレイ１２ａのみを備えているものとして以下の説明を行う。

音声出力部１３は、音声を出力するスピーカ等を備えた音声出力装置であり、車側制御部１６からの制御に基づいて運転支援のための各種の案内音声を出力する。
データベース１４は、路傍の各所に設置された路側機６から受信したエリアデータを記憶するための記憶装置であり、フラッシュメモリやハードディスクドライブ等の書き換え可能な不揮発性の記憶装置が用いられる。

なお、ここでいうエリアデータとは、交通信号機が設置された複数の交差点を包含する所定のエリア単位でまとめられた各交通信号機における信号機情報を指す。また、信号機情報としては、各交通信号機（以下、単に「信号機」ともいう。）についての現在および将来の灯色、各灯色の継続時間の情報（つまり、信号灯色に関するスケジュールの情報）と、信号機が配置された位置の情報とが含まれている。データベース１４に記憶されているエリアデータは、そのエリアデータに該当の信号機を通過する際に実行する運転支援制御に用いられる。

無線通信部１５は、他車両の無線通信部や、路傍に設置された路側機６との間で双方向の無線通信（車車間通信および路車間通信）を行うための通信装置である。この路車間通信に用いる通信様式としては、例えばＥＴＣ（登録商標）システム等で用いられる狭域通信（ＤＳＲＣ）や、ＶＩＣＳ（登録商標）等で用いられる電波ビーコンおよび光ビーコンの技術を用いることが考えられる。あるいは、２０１１年（予定）のアナログテレビ放送の終了後に利用区分が再編される予定の７００ＭＨｚ帯の電波を利用することも考えられる。この７００ＭＨｚ帯の電波は、ＤＳＲＣで用いられる５．８ＧＨｚ帯の電波と比較して波長が長いため、回折を起こし易い。そのため、建築物が密集する都市部において、建物の影からでも良好に通信が行うことができる。

なお、無線通信部１５は、位置特定部１０によって生成された自車両の位置情報や、後述する車群に関する情報を車側制御部１６からの指令（例えば、定期的に車側制御部１６から送信指令が成される。）に応じて外部送信する。

車側制御部１６は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとして構成されており、車載装置１の各部を統括制御する。この車側制御部１６は、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って、路車間通信によるエリアデータの取得・更新に関する処理や、各種の運転支援に関する処理を実行する。

ここで、運転支援の具体的な内容としては、例えば、信号機情報が含まれるエリアデータを受けて、次に通過する交通信号機に関する情報提供や、交差点を円滑に通行するための走行制御等を行う。特に本実施形態の車側制御部１６は、車群走行制御を行う。

車群走行制御とは、自車両の挙動が隊列の先頭車両または自車両の直前車両と実質的に同じ挙動になるように制御する隊列走行や、他車両と並んで走行する並列走行等、自車両が他車両とともに同方向に走行する車群走行を行うように自車両を制御することを示す。

車側制御部１６は車群走行制御において、レーダ３１や、車車間通信等によって得られる他車両の位置情報と、自車両の位置特定部１０によって得られる自車両の位置情報とに基づいて、自車両が取るべき行動（加減速、旋回等）を出力する。つまり、車群を構成する他車両の挙動に合わせて、自車両が他車両の挙動に追従するための出力を行う。

この出力に応じて、例えば、自車両の速度が所定速度になるよう促す音声や表示を表示部１２または音声出力部１３から出力する。なお、この出力を、ＥＣＵとして構成された作動処理部３３に送信し、この作動処理部３３が自車両の各部（アクセル、ブレーキ、ステアリング、ライト等の被制御部）の作動制御を行なうことによって、自車両が車群として統一のある作動を行うようにしてもよい。

ただし、車群走行において他車両に追従するように自車両の挙動を制御する処理に関する技術は周知技術であるため、本実施形態においてはこの処理の詳細は省略する。
ここで、車側制御部１６は、車群に関する情報を検出する。具体的には、自車両および他車両の位置情報に基づいて、自車両が車群を形成する車両のうちの先頭車両であるか否か、最後尾車両であるか否か、先頭車両、最後尾車両を除く中間車両であるか否か（この場合、先頭や最後尾から何台目であるか）を判断する。この判断の際には、光ビーコン等の受信結果を利用するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、車群に関する情報として、各車両（各車載装置１）が車車間通信において自身を特定するための「車両ＩＤ」を位置情報とともに他車両に繰り返し送信することによって、各車両がどの位置にいるかを特定する。また、各車両の位置に応じて、例えば先頭車両を、この車群を統括する代表車両として設定し、この情報を保有する。

これらの車群に関する情報は、データベース１４に登録されるとともに、無線通信部１５を介してこの情報の交換が行わせることによって、車群を構成する他車両とも共有される。

次に、路側機６は、無線通信部２０、路側通信部２１、エリア内信号機情報データベース２２、および路側制御部２３を備えている。
このうち、無線通信部２０は、道路を走行する車両に搭載された車載装置１との間で無線通信（路車間通信）を行うための通信装置である。この路車間通信に用いる通信様式としては、上述の車載装置１と同様のものを用いる。

路側通信部２１は、ネットワーク５を介して、同じ所定エリア内の他所の交差点に設置された交通信号機に付随する他の路側機６や交通信号機を制御したり、交通情報を提供する外部機関である交通管制センタ７との間で情報通信したりするための通信装置である。なお、路側通信部２１による交通管制センタ７との間での情報通信は、無線によるものであってもよいし有線によるものであってもよい。

エリア内信号機情報データベース２２は、複数の交通信号機に関する各々の信号機情報をまとめたエリアデータを記憶するための記憶装置である。エリア内信号機情報データベース２２には、例えばフラッシュメモリやハードディスクドライブ等の書き換え可能な不揮発性の記憶装置が用いられる。

路側制御部２３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとして構成されており、路側機６の各部を統括制御する。特に、路側制御部２３は、定期的に、エリア内信号機情報データベース２２からエリアデータを読み出し、無線通信部２０を介して車載装置１にエリアデータを無線配信する（信号機情報送信手段）。

［本実施形態による処理］
このような運転者支援システム１００においては、例えば、図３（ａ）に示すように、車載装置１を搭載した車両である自車両が交差点１および交差点２に進入しようとする際に、自車両が路側機６から各交差点における信号機情報を受信し、信号機が配置された交差点を極力停車せずに通過できるように適切な速度を報知する処理を行う。

つまり、図３（ｂ）に示すように、現在の自車両の車速で交差点１や交差点２に到達すると灯色が赤の状態となる場合（破線参照）には、表示部１２を用いて自車両の速度の変更を促し、灯色が青の状態のときに交差点１や交差点２に到達できるようにする。また、複数の交差点について灯色が青の状態で通過できる速度があればその速度で走行できるよう促すようにする。

この処理については、図４以下の図面を用いて説明する。図４は車載装置１の車側制御部１６が実行する目標速度設定処理を示すフローチャートである。
目標速度設定処理は、例えば、車載装置１の電源が投入されると開始され、その後、所定の周期で（例えば１００〜５００ｍｓ毎に）繰り返し実行される処理である。

目標速度設定処理では、図４に示すように、まず、自車両や他車両に関する情報を取得する（Ｓ１１０：他車両情報取得手段、速度取得手段）。この処理では、自車両に対して先行して走行する先行車両の有無および先行車両の位置・速度についての情報を含む他車両情報、自車両の位置、走行速度についての情報を含む自車両情報、並びに前述の車群に関する情報である車群情報を取得する。なお、他車両の位置については、車群に関する情報や、レーダ３１による検出結果を取得することによって判断することができる。

次に、道路情報を取得する（Ｓ１２０：信号機情報取得手段）。この処理では、自車両が走行する道路の制限速度の情報、自車両が通過する交差点の信号機情報、交差点までの距離の情報等が含まれる道路情報を、光ビーコン送信機や路側機６から取得する。

続いて、変数ｎを１に設定する（Ｓ１３０）。ここで、変数ｎは、自車両の進行方向側における何番目に近い交差点（信号機が配置されたものに限る）であるかを示す。つまり、ｎ＝１の交差点は、自車両から最も近い交差点を示す。

続いて、ｎ番目の交差点についての信号機情報の有無を判定する（Ｓ１６０）。つまり、道路情報としてｎ番目の交差点についての信号機情報が取得できているか否かを判定する。

この信号機情報がなければ（Ｓ１６０：ＮＯ）、目標速度設定処理を終了する。また、この信号機情報があれば（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、ｎ番目の交差点までの距離（交差点距離）を算出する（Ｓ１７０：交差点距離取得手段）。

この処理では、原則として、過去において光ビーコン受信機３４を介して取得された情報に含まれる交差点距離および光ビーコン送信機の位置と、光ビーコン送信機から情報を取得してから自車両が走行した走行距離と、を利用して、交差点距離を演算する。なお、自車両の走行距離については、自車両の走行速度と走行時間とを用いて演算すればよい。

また、光ビーコン受信機３４を備えていない場合や、光ビーコン送信機からの情報を受信してから一定以上の時間が経過している場合等には、路側機６から配信される信号機が配置された交差点の緯度および経度を含む情報と、位置特定部１０によって検出された自車両の現在地（緯度および経度の情報）と、を利用して交差点距離を演算してもよい。このように演算された交差点距離は、ＲＡＭ等のメモリに格納され、以下の処理において適宜読み出されて利用される。

続いて、ｎ番目の交差点に自車両が到達するまでの時間を算出する（Ｓ１８０）。ここで、以下の説明においては、
Ｖmax ：上限速度
Ｖmin ：下限速度
Ｖn ：ｎ交差点に進入する際の速度
dn ：ｎ交差点までの距離
dn-p：ｎ交差点から仮想停車位置までの距離
tnmax ：上限速度で走行したときのn交差点に到達するまでの時間
（最も早くｎ交差点に到達する時間）
tnmin ：下限速度で走行したときのn交差点に到達するまでの時間
（最も遅くｎ交差点に到達する時間）
tGnstart ：ｎ交差点で信号が青になるまでの時間（既に青の場合は0）
tGnend ：ｎ交差点で青信号が終了するまでの時間
tp ：発進遅れ時間
tn-p ：ｎ交差点での発進遅れ時間
Cn-p ：ｎ交差点で停車する車両台数
dcar ：車両長
db ：車間距離
Ｖnmax ：ｎ交差点を青信号で通過するための上限速度
Ｖnmin ：ｎ交差点を青信号で通過するための下限速度
Ｖajustmax ：共通の目標速度上限値
Ｖajustmin ：共通の目標速度下限値
と定義する（図５、図６参照）。

すると、上限速度Ｖmaxでｎ番目の交差点に到達するまでの時間ｔnmaxと下限速度Ｖminでｎ番目の交差点に到達するまでの時間ｔnminとは、次式で表すことができる。

ここで、上限速度Ｖmaxは、先行車両がある場合には先行車両の走行速度、自車両が走行する道路の制限速度のうちの遅いほうの速度が採用される。また、下限速度Ｖminは、一般的に交通流を妨げない程度の速度（例えば３０ｋｍ／ｈ）が採用される。

続いて、上記の到達時間（ｔnmaxからｔnminまでの時間）の少なくとも一部が対象交差点の青の時間の範囲内（tGnstart〜tGnend）に含まれているか否かを判定する（Ｓ１９０）。つまり、下記の式（３）を満たすか否かを判定する。

上記式（３）を満たさなければ（Ｓ１９０：ＮＯ）、自車両がｎ番目の交差点を停車することなく通過することは不可能であるため、目標速度設定処理を終了する。また、上記式（３）を満たせば（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、下記式（４）を用いて仮想停車位置（仮想追従位置）dn-pを演算する（Ｓ２１０）。

なお、車両長dcarや車間距離dbについては、他車両情報として取得するようにしてもよいし、予め設定された値を利用するようにしてもよい。また、ｎ交差点で停車する車両台数Cn-pについては、検出された他車両の台数に自車両を加えた値とする。

続いて、ｎ交差点において自車両が停車していると仮定した場合（実際に停車していてもよい）の自車両の発進遅れ時間（自車両遅れ時間）tn-pは、下記式（５）を用いて演算する（Ｓ２２０：遅れ時間演算手段、時間情報取得手段）。

このような処理が終了すると、自車両がｎ番目の交差点を停車することなく通過するための目標速度を算出する（Ｓ２３０：速度範囲演算手段）。

この処理では、後述する式（１３）および式（１４）を用いて変数ｎの値に応じた進入速度範囲を演算すればよいが、これらの式の導出手順を下記に説明する。
まず、ｎ＝１の場合には、次式により目標速度Ｖ1max、Ｖ1minを算出する。ここで、信号機の灯色が赤から青に遷移する際に自車両が交差点に進入するような目標速度を演算する場合において、信号機情報、相対位置、予想遅れ時間に基づいて、自車両が他車両に追いつくことなく走行することができる目標速度を下記式（６）および式（７）を用いて演算する。下記式（６）および式（７）では、信号機の灯色が赤から青になってから自車両の発進遅れ時間tn-p後に仮想停車位置（仮想追従位置）を通過する速度（自車両遅れ考慮速度）を演算し、この速度を超えることがないような速度範囲を演算することになる。

なお、式（６）については、カンマ「，」で区切られた前の項と後の項とのうちの小さいほうの値をＶ1maxとして採用することを意味し、式（７）ついては、カンマ「，」で区切られた前の項と後の項とのうちの大きいほうの値をＶ1minとして採用することを意味する。

そして、式（８）および式（９）に示すように、Ｖ1maxとＶ1minとを目標速度の範囲の初期値（最大の範囲）とする。

次にｎ＝２以降の場合には、次の式（１０）および式（１１）を用いて目標速度Ｖnmax、Ｖnminを算出することができる。

このようにして目標速度（範囲）を算出する。ここで、式（１０）（１１）は、自車両がｎ番目の交差点のみを通過する場合の目標速度であるから、算出した目標速度（範囲）が（ｎ−１）番目に設定した目標速度の範囲内か否かを判定する（Ｓ２４０）。つまり、その手前の交差点を今回求めた速度の範囲内で通過できるかを次式で判定する。

式（１２）の条件が満たされなければｎ番目の交差点を一定の速度で走行して通過できないことを意味する。また、式（１２）の条件が満たされた場合には、一定速度でｎ番目までの交差点の通過が可能であることを示す。つまり、（ｎ−１）番目に設定した目標速度の範囲内であれば（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、過去に演算された目標速度を今回の処理で演算した目標速度に上書きする（Ｓ２５０：出力手段）。つまり、進入速度範囲に関する出力を行う。

この場合、次式によってＶajustmaxおよびＶajustminを選択し、更新する。

Ｓ２５０の処理が終了すると、変数ｎをインクリメントし（Ｓ２６０）、新たなｎ番目の交差点に対してＳ１６０以下の処理を繰り返す。

また、Ｓ２４０の処理にて（ｎ−１）番目に設定した目標速度の範囲内でない場合には（Ｓ２４０：ＮＯ）、目標速度設定処理を終了する。
次に、自車両の運転者に信号機の灯色が青の状態で自車両が交差点に進入できるように報知する処理について図７を用いて説明する。図７は車側制御部１６が実行する報知処理を示すフローチャートである。なお、報知処理は本発明でいう報知手段に相当する。

報知処理は、前述の目標速度設定処理とは並行して実施される処理であって、例えば、車載装置１の電源が投入されると開始され、その後、所定の周期で繰り返し実行される処理である。

報知処理では、まず、車両情報や運転者反応時間等、本処理で必要となる各種情報をＲＡＭから抽出する（Ｓ３１０）。そして、自車両の走行速度が、自車両が走行する道路の制限速度を超えているか否かを判定する（Ｓ３２０）。

自車両の走行速度が制限速度を超えていれば（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、減速する旨の報知を行うよう設定する（Ｓ３３０）。この設定が終了すると、後述するＳ４５０の処理に移行し、報知の態様が設定される。

また、自車両の走行速度が制限速度を超えていなければ（Ｓ３２０：ＮＯ）、現在、報知を行っているか否かを判定する（Ｓ３４０）。報知を行っているか否かについては、例えば、報知フラグの状態で判断する。

報知を行っていれば（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、報知終了速度を設定する（Ｓ３５０）。ここで、報知終了速度については図８を用いて説明する。図８は自車両の走行速度と報知開始速度および報知終了速度との関係を示すグラフである。図８に示すように、例えば、自車両の速度が目標速度（Ｖajustmax）を超えている場合には、Ｖajustmax−ΔＶに報知終了速度を設定する。また、自車両の速度が目標速度（Ｖajustmin）を下回っている場合には、Ｖajustmin＋ΔＶを報知終了速度に設定する。なお、ΔＶは、例えば目標速度の５〜１０％程度の値に設定されていればよい。

続いて、運転者の特性に応じて報知終了速度を補正する（Ｓ３６０）。ここでは、予め運転者の反応時間（例えば、車載装置１が運転者に対して報知等の何らかの指示を行ってから自車両の運転者が報知に対応する操作を行うまでの反応時間）を検出し、この検出結果（反応時間に関する情報）をＲＡＭ等のメモリに記録しておき、現在の操作状態（加速や減速の操作）が継続されたと仮定した場合に、この反応時間後に報知終了速度になるような速度を補正後の報知終了速度として設定する。

つまり、補正後の報知終了速度のときに運転者に対して何らかの報知をすれば、この運転者が報知に対する反応をする反応時間後には、補正前の報知終了速度になっていることを意味する。

そして、報知を終了すべきか否かを判定する（Ｓ３７０）。この処理では、自車両の走行速度が補正後の報知終了速度と一致したか否かを判定し、一致していれば報知を終了すべきと判定する。報知を終了すべきであれば（Ｓ３７０：ＹＥＳ）、報知を終了するよう設定し（Ｓ３８０）、報知フラグをＯＦＦ状態にする（Ｓ３９０）。

また、報知を終了すべきでなければ（Ｓ３７０：ＮＯ）、後述するＳ４５０の処理に移行する。
ところで、Ｓ３４０の処理において、報知を行っていなければ（Ｓ３４０：ＮＯ）、報知開始速度を設定する（Ｓ４１０）。ここで、報知開始速度としては、図８に示すように、例えば、高速側報知開始速度（Ｖajustmax）と低速側報知開始速度（Ｖajustmin）とを設定する。なお、図８から分かるように、報知を開始する速度（ＶajustmaxまたはＶajustmin）と報知を終了する速度（Ｖajustmax−ΔＶまたはＶajustmin＋ΔＶ）とは異なる速度に設定されているので、一旦報知が開始されると、しばらく報知が継続され、一旦報知が終了されると、しばらく報知が開始されないようにすることができる。

続いて、報知を開始すべきか否かを判定する（Ｓ４２０）。この処理では、自車両の走行速度が報知開始速度と一致したか否かを判定し、一致していれば報知を開始すべきと判定する。

報知を開始すべきでなければ（Ｓ４２０：ＮＯ）、後述するＳ５１０の処理に移行する。また、報知を開始すべきであれば（Ｓ４２０：ＹＥＳ）、報知を開始するよう設定し（Ｓ４３０）、報知フラグをＯＮ状態に設定する（Ｓ４４０）。そして、加減速指示表示画像１２ｂの点滅周期を設定する（Ｓ４５０）。

この処理では、自車両の走行速度と目標速度（範囲）とを比較し、自車両の走行速度が目標速度を超えている場合、および減速する旨の報知をするよう設定されている場合には、加減速指示表示画像１２ｂの点灯色を赤色に設定する。また、自車両の走行速度が目標速度を下回っている場合には、加減速指示表示画像１２ｂの点灯色を緑色に設定する。そして、加減速指示表示画像１２ｂの点滅周期を、自車両の走行速度と目標速度（制限速度）との差が大きくなるにつれて早くなるように設定する。

詳細には、０．５Ｈｚ〜２．０Ｈｚ程度の範囲内で点滅周期を設定すると、運転者に連続点灯の見間違いを生じさせたり、いらつきを誘発したりする可能性が低くなるため好ましい。

次いで、このような設定に応じて表示部１２を制御するための出力を行い（Ｓ５１０）、報知処理を終了する。なお、表示部１２に何も表示させない場合には、この出力を省略してもよい。このような出力がなされると、表示部１２では加減速指示表示画像１２ｂが設定された条件で点灯や点滅することになる。

［本実施形態による効果］
以上のように詳述した車載装置１において、車側制御部１６は目標速度設定処理にて、自車両の進行方向に存在する信号機についての現在および将来の灯色と各灯色の継続時間の情報とを含む信号機情報を取得し、自車両と信号機との間に存在する他車両の自車両に対する相対位置を推定するための情報を含む他車両情報を取得し、信号機の灯色が赤から青になったと仮定したときに信号機が配置された交差点に、他車両が進入を開始しようとするまでの時間を表す予想遅れ時間を取得する。そして、車側制御部１６は、信号機情報、相対位置、予想遅れ時間に基づいて、自車両が他車両に追いつくことなく走行することができる速度範囲を演算し、速度範囲を出力する。

このような車載装置１によれば、予想遅れ時間と信号機情報とに基づいて他車両が交差点への進入を開始しようとするタイミングを予測することで、他車両の走行速度が変化することを予測できるようにしている。そして、車載装置１では、他車両の走行速度の変化を予測することで、自車両が他車両に追いつくことなく走行することができる速度範囲を演算することができる。

この結果、交差点手前に存在する他車両の挙動を考慮した速度範囲を出力することができる。よって、自車両を過度に減速させることがないので、自車両の進行方向に他車両が存在する場合であっても交通流を最適化することができる
また、車載装置１において車側制御部１６は、自車両から信号機が配置された交差点までの距離を表す交差点距離情報を取得し、信号機情報、相対位置、予想遅れ時間、交差点距離情報に基づいて、自車両が他車両に追いつくことなく走行することができる速度範囲であって、かつ信号機の灯色が青の状態で自車両が交差点に進入可能な速度範囲を演算する。

このような車載装置１によれば、交差点を青信号で通過できる速度範囲を提示することができる。
さらに、車載装置１において車側制御部１６は、他車両が交差点への進入を開始する前に、自車両が他車両に追従して走行していると仮定したときの自車両の推定位置を表す仮想追従位置にて、信号機の灯色が赤から青になってから自車両が他車両に続いて交差点に進入を開始するまでの自車両遅れ時間を演算する。そして、信号機の灯色が赤から青になってから自車両遅れ時間後に仮想追従位置を通過する速度を表す自車両遅れ考慮速度を演算し、この自車両遅れ考慮速度を超えることがないような速度範囲を演算する。

このような車載装置１によれば、自車両が他車両に追従する際の自車両遅れ時間を考慮することができるので、他車両との適切な車間距離を維持することが可能な速度範囲を出力することができる。

［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

例えば、上記実施形態においては、交差点手前で他車両が停車していることを前提として、停車中の他車両が信号機の灯色が赤から青に遷移したことを認識して発進するまでの発進遅れ時間を利用して、速度範囲を演算したが、本発明の適用範囲は他車両が停止している場合に限らない。例えば、徐行走行中の他車両が信号機の灯色が赤から青に遷移したことを認識して加速し交差点に向かうこと等、他車両が信号機の灯色が赤から青に遷移したことを認識して車両の挙動を変化させる場合においても適用することができる。

この場合、他車両の走行速度、信号情報等に基づいて、自車両が他車両に追従していると仮定したときに、信号機の灯色が赤から青に遷移したことに伴って自車両が車両の挙動を変化させる位置とタイミングとを演算し、他車両が停車している場合と同様にして他車両に追いつかないような速度範囲を演算すればよい。

また、上記実施形態においては、他車両の有無のみを示す情報から他車両の自車両に対する相対位置を推定するようにしたが、他車両の位置を示す情報に基づいて相対位置を推定してもよい。さらに、上記実施形態においては、自車両の発進遅れ時間等の各種情報について、自車両にて演算するようにしたが、これら情報を路側機６等の外部装置から受信するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、図９に示すように、加速度αで交差点手前で停車できる距離d0において信号機の灯色が赤から青に遷移するよう目標車速を設定するようにしてもよい。この場合、
α ：設定減速度
d0 ：速度Ｖnから減速度αで停止するまでに走行する距離
tn ：速度Ｖnから減速度αで停止するまでにかかる時間
と定義する。

そして、自車両の走行速度に応じて設定される距離だけ信号機の手前側で信号機の灯色が青に遷移するような目標車速を求める。具体的には、ｎ＝１のときに、

という関係があることを考慮しつつ、発進遅れ時間を考慮することなく、目標速度の上限値Ｖαを演算すると、ｎが任意の値のときには、下記式（１８）に示すようになる。

ここで、Ｖαを考慮して目標速度の範囲を求めると、上記実施形態の式（９）において、カンマ「，」で区切られた前の項と後の項とＶαとのうちの、最も小さい値をＶ1maxとして採用すればよい。

このようにしても、上記実施形態と同様の効果を享受することができる。

１…車載装置、５…ネットワーク、６…路側機、７…交通管制センタ、１０…位置特定部、１１…外部機器接続部、１２…表示部、１２ａ…ヘッドアップディスプレイ、１２ｂ…加減速指示表示画像、１２ｃ…メータ表示部、１２ｄ…発光体、１２ｅ…液晶ディスプレイ、１３…音声出力部、１４…データベース、１５…無線通信部、１６…車側制御部、２０…無線通信部、２１…路側通信部、２２…エリア内信号機情報データベース、２３…路側制御部、３１…レーダ、３２…車速センサ、３３…作動処理部、３４…光ビーコン受信機、１００…運転者支援システム。

Claims (5)

1. 車両に搭載され、自車両の運転者による運転操作を支援する運転者支援装置であって、
   自車両の進行方向に存在する信号機についての現在および将来の灯色と各灯色の継続時間の情報とを含む信号機情報を取得する信号機情報取得手段と、
   自車両と前記信号機との間に存在する他車両の自車両に対する相対位置を推定するための情報を含む他車両情報を取得する他車両情報取得手段と、
   前記信号機の灯色が赤から青になったと仮定したときに前記信号機が配置された交差点に、前記他車両が進入を開始しようとするまでの時間を表す予想遅れ時間を取得する遅れ時間情報取得手段と、
   前記信号機情報、前記相対位置、前記予想遅れ時間に基づいて、自車両が前記他車両に追いつくことなく走行することができる速度範囲を演算する速度範囲演算手段と、
   前記速度範囲を出力する出力手段と、
   を備えたことを特徴とする運転者支援装置。
2. 請求項１に記載の運転者支援装置において、
   自車両から前記信号機が配置された交差点までの距離を表す交差点距離情報を取得する交差点距離取得手段を備え、
   前記速度範囲演算手段は、前記信号機情報、前記相対位置、前記予想遅れ時間、前記交差点距離情報に基づいて、自車両が前記他車両に追いつくことなく走行することができる速度範囲であって、かつ前記信号機の灯色が青の状態で自車両が前記交差点に進入可能な速度範囲を演算すること
   を特徴とする運転者支援装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の運転者支援装置において、
   前記他車両が前記交差点への進入を開始する前に、自車両が前記他車両に追従して走行していると仮定したときの自車両の推定位置を表す仮想追従位置にて、前記信号機の灯色が赤から青になってから自車両が前記他車両に続いて前記交差点に進入を開始するまでの自車両遅れ時間を演算する遅れ時間演算手段を備え、
   前記速度範囲演算手段は、前記信号機の灯色が赤から青になってから自車両遅れ時間後に前記仮想追従位置を通過する速度を表す自車両遅れ考慮速度を演算し、該自車両遅れ考慮速度を超えることがないような前記速度範囲を演算すること
   を特徴とする運転者支援装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の運転者支援装置において、
   自車両の走行速度を取得する速度取得手段と、
   自車両の走行速度と前記速度範囲とを比較し、該比較結果に応じて自車両の運転者に対して報知を行う報知手段と、を備えたこと
   を特徴とする運転者支援装置。
5. 道路側に配置された路側装置と、車両に搭載され、自車両の運転者による運転操作を支援する運転者支援装置と、を備えた運転者支援システムであって、
   前記路側装置は、前記運転者支援装置に対して特定の信号機についての現在および将来の灯色と各灯色の継続時間とを含む信号機情報を送信する信号機情報送信手段、を備え、
   前記運転者支援装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の運転者支援装置として構成されていること
   を特徴とする運転者支援システム。