JP2013041389A5

JP2013041389A5 -

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Publication number: JP2013041389A5
Application number: JP2011177413A
Authority: JP
Filing date: 2011-08-15
Publication date: 2013-12-12

Description

車両の交差点赤信号による減速・停止・発進・加速頻度を少なくすることによって車両の排出ガス量・燃料消費量を削減する事を目的としたシステムに「信号同期速度制御システム」がある。
上記「信号同期速度制御システム」には交差点の信号変化タイミング情報を路側から車両に伝達し車両が走行速度を算出して制御する方式と、路側で車両位置を検出して走行速度を算出し、これを車両に通報して制御する方式があるが、いずれの方式においても、交通量が少なく、走行速度の調整が可能で、かつ道路に対する交差交通量が少なく、信号の系統的制御が可能な、地方都市間道路への適用が有効であるとされている（非特許文献１）。

一方、上記「信号同期速度制御システム」の問題点を解決し、交通量の多い都市部道路においても適用可能なシステムとして「交差点無停止走行制御システム」が提案されている。（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５）。
交差点無停止走行制御システムとは、車両が次に通過すべき信号交差点Ａにいたる道路上交差点Ａから一定距離Ｄ上流の特定地点Ｐにおいて、車両が次に通過すべき交差点Ａの信号状態情報、前記特定地点Ｐから交差点Ａまでの間の道路距離Ｄ情報、前記特定地点Ｐから交差点Ａまでの間の許容最高走行速度Ｖmax情報、および車両の特定地点Ｐ通過時刻ｔp 等から車両が交差点Ａを青信号・無停止で通過するための推奨走行速度ｖopt 等の走行条件、あるいは走行条件算出に必要な各種情報、を車両に通報し、車両は前記通報された、あるいは車両において算出した、走行条件で交差点Ａまで走行し交差点Ａを青信号・無停止で通過せしめるものである。

省エネルギーセンター平成６年度「燃料消費効率化改善に関する調査報告書」１．２走行方法改善によるエネルギー低減施策の適用条件とその効果特開２００６−０３１５７３特開２００６−２５１８３６特開２００７−２３３９６２特開２００９−２０５２８１特開２０１１−０４６２７２

先ず、本願発明の基本となる「交差点無停止走行制御方法」について、その概要を以下
に示す。
「交差点無停止走行制御方法」の基本は、図１および図２に示す如く、交差点Ａから道路（車両走行）距離Ｄ上流にある特定地点Ｐを時刻ｔ1p〜ｔ3p の交差点Ａの１信号周期Ｔp の間に通過する車両Ｃ1、Ｃ2、・・・Ｃn を、時刻ｔ2a 〜ｔ3a の交差点Ａ青信号期間Ｔg の間に交差点Ａを通過させるべく特定地点Ｐに設けた路側装置において車両Ｃ1、Ｃ2、・・・Ｃn 個々にあるいは車両の特定地点Ｐ通過時刻毎に走行条件あるいは走行条件算出に必要な各種情報を車両に提示し、車両Ｃ1、Ｃ2、・・・Ｃn は提示された、あるいは算出された走行条件で交差点Ａまで走行して交差点Ａを青信号・無停止で通過するものである。

ここで、図１に示す方式と図２に示す方式の違いは、図１においては、車両の特定地点Ｐ通過時刻
ｔp に対する交差点Ａ到達予定時刻ｔa の関係を（数１）式を満足するように設定するのに対し、図２においては、（数２）式の如く設定するところにある。

即ち、図１の方式においては、特定地点Ｐの通過時刻ｔpの時刻ｔ1p からの差時間（ｔp −ｔ1p）の信号周期Ｔp に対する割合が、交差点Ａへの到達予定時刻ｔa の時刻ｔ2a からの差時間（ｔa −ｔ2a）の青信号継続時間Ｔg に対する割合に一致するように交差点Ａ到達予定時刻ｔa を設定するのに対し、
図２の方式においては、特定地点Ｐ通過車両に対して、許容最高走行速度Ｖmax 以下の範囲内で最短時間で交差点Ａの青信号継続時間内（ｔ2a〜ｔ3a）に到着するように交差点Ａ到達予定時刻ｔa を設定するところにある。

従って、特定地点Ｐにおいて交差点Ａに向かう車両に対して提供される特定地点Ｐ−交差点Ａ間推奨所要時間ｔopt 、推奨走行速度ｖopt は、図１に示す方式、図２に示す方式とも各々（数３）式、（数４）式で示されることになる。

上記の如く車両は特定地点Ｐに設けられた路側装置から当該車両の特定地点Ｐ通過時刻
ｔp に対応した推奨所要時間ｔopt 、推奨走行速度ｖopt の走行条件を通報され、通報された走行条件で交差点Ａに向けて走行するのであるが、実際の走行においては通報された走行条件からずれてしまう恐れもある。
この問題を解決する方策として車両側において特定地点Ｐ通過後の経過時間Δt および走行距離ΔＤを計数しつつ走行し、経過時間Δt が一定時間Ｔ変化するごとに、修正推奨所要時間ｔoptt、修正推奨走行速度ｖoptt の修正走行条件を（数５）式および（数６）式を用いて算出し、車両をこの一定時間Ｔ毎に修正される最新の修正走行条件に順次更新しつつ交差点Ａまでの間を走行する。

上記においては経過時間Δt が一定時間Ｔ変化する毎に修正推奨所要時間ｔoptt 、修正推奨走行速度ｖoptt を算出するとしているが、これに代えて走行距離ΔＤが一定値Ｄsに達する毎にこれらの算出を行う方法もある。ただし以下においては経過時間Δt が一定時間Ｔ変化する毎に修正推奨所要時間ｔoptt 、修正推奨走行速度ｖoptt を算出する方法に限定して説明する。

即ち、車両に走行速度制御装置が装着されている場合は、特定地点Ｐ通過時および特定地点Ｐ通過後経過時間Δｔ＝ｎ・Ｔ毎に前記推奨走行速度ｖopt あるいは修正推奨走行速度ｖoptt を走行速度制御装置へ設定速度として自動的に入力・更新することによって車両は自動的に推奨走行速度ｖopt あるいは更新された推奨走行速度ｖoptt で交差点Ａに向けて走行し交差点Ａを青信号・無停止で通過できることになる。

次に本願発明の基本的考え方を、図３を用いて以下に示す。
但し、以下の説明においては、特定地点Ｐ通過時の車両走行は速度範囲Ｖmin 〜Ｖmax （Ｖmin＝Ｄ／（ｔ2a −ｔ1p ）＝Ｄ／{Ｔn＋（Ｄ／Ｖmax）}：許容最小走行速度、Ｖmax：許容最高走行速度）の通常走行（巡航走行）であるとする。即ち、特定地点Ｐは、停止点・交差点の直前・直後等のごとき減速／加速が必要でない地点であるとする。
（もし特定地点Ｐを交差点通過直後の地点等の加速走行が必要な地点に設定せざるを得ない場合等においては、特定地点Ｐにおいて車両は一旦必要な情報を取得し、その後車両に自由走行させて、車両走行が通常走行状態（巡航走行状態）に達した地点を第二の特定地点としてこの地点から以下に述べる交差点走行制御を行うことによって上記問題は解決される。）

Ｐ−交差点Ａ間距離Ｄおよび許容最高走行速度Ｖmax から特定地点Ｐ通過時の車両走行速度に無関係に推奨走行速度ｖopt を、また、特定地点Ｐ通過時点から一定時間経過毎に修正された推奨走行速度（以降は、推奨走行速度および修正された推奨走行速度を一括して推奨走行速度と言う）を算出して、前記算出した推奨走行速度で交差点まで走行し交差点を無停止で走行する。
この場合速度制御装置を有しない車両においては、運転者は手動操作により推奨走行速度の維持に努めることになる。

この算出結果交差点Ａ到達予定時刻ｔaが交差点Ａの青信号期間ｔ2a〜ｔ3aの間にあるとき（図３の車両Ｘ2 の場合）は、車両運転者に対して現行走行速度ｖでの走行を継続させる。
ただし、上記算出結果が青信号期間ｔ2a 〜ｔ3a の間になく、ｔa が（数８）式なる関係を満足する状況（図３の車両Ｘ1 の場合）においては、車両の修正交差点Ａ到達予定時刻ｔa’
が（数９）式を満足するような推奨走行速度ｖoptを（数１０）式を用いて算出、あるいは現行走行速度ｖから等減速度走行あるいは惰性走行で（数９）式を満足する時刻に交差点Ａに到着できるよう走行条件を算出（等減速度走行あるいは惰性走行での走行条件算出方法は特許文献４、特許文献５を参照されたい）、し、前記算出した走行条件（推奨走行速度ｖopt あるいは現走行速度ｖからの等減速度走行・惰性走行)での交差点Ａに向けての車両走行を指示する。

しかし、車両の交差点Ａ到達予定時刻ｔa が（数１１）式を満足する状況（図３の車両Ｘ3 の場合）においては、車両の修正交差点Ａ到達予定時刻ｔa’が（数１２）式を満足するような推奨走行速度ｖopt を（数１３）式を用いて算出した場合、前記算出した推奨走行速度ｖoptは本交差点無停止走行制御システムにおける許容最小走行速度Ｖmin ＝Ｄ／（ｔ4a−ｔ3p ）＝Ｄ／（ｔ2a −ｔ1p ）より低速となり、このような速度での交差点Ａに向けての走行は周辺車両に走行妨害を及ぼす恐れがある。
そこで特許文献１あるいは特許文献２に示される如く改めて修正交差点Ａ到達予定時刻ｔa’ がta’
＜t３a となるように推奨走行速度ｖopt（但しｖopt ＜Ｖmax ）を算出してその速度で交差点Ａに向かうことも可能であるが、この場合車両速度は車両現速度ｖからの加速速度となり走行の安全性が損なわれる恐れが出てくる。
従ってta ＞t３a なる場合は、当該車両には現走行速度ｖでの走行を交差点Ａまで継続させ（但し車両運転者には赤信号停止指示を行って）交差点では赤信号で停止させることが安全走行上望ましいと言える。

上記の如く車両が現行走行速度ｖ
での走行によって交差点Ａに青信号期間内に到達できない場合でかつ現行走行速度ｖより減速した推奨走行速度を算出・指示することによって周辺他車両の走行に妨害を及ぼさない場合、即ち現行走行速度ｖより減速した推奨走行速度ｖoptがｖopt ＞Ｖmin の場合、は車両に現行走行速度ｖより減速した推奨走行速度（あるいは惰性走行条件等）を算出・指示することによって車両の交差点Ａの青信号・無停止通過は可能になる。

以上の如く本願発明による「交差点走行制御システム」は、現行走行速度を保って走行によって交差点Ａを青信号・無停止で通過できる場合は、車両（の走行速度制御装置等）に何らの新たな速度操作を行う必要もなく、また運転者に対しても何らかの新たな操作指示を行う必要もなくなる。
また、現行速度での走行によっては交差点Ａを青信号無停止で通過できないと予測された場合でも、現行走行速度を減速することによって周辺他車両の走行に妨害とならない場合には、現行速度から減速した推奨走行速度を指示することによって、車両に交差点を青信号・無停止で通過させることができる。
しかし減速することによって他車両の走行妨害を引き起こす恐れがある場合には、車両運転者に交差点赤信号での停止を指示しつつ、現行速度を維持しての走行によって交差点で赤信号停止をする。
以上の如く、本願発明は従来の交差点無停止走行制御における特定地点Ｐ通過速度に無関係に走行条件を設定することによる「推奨走行速度を維持しての走行」に対する車両操作の煩雑さ、車両運転者の車両運転上の負荷を、低減することができ、システムの実現性を高めることができる。

本願発明は、信号交差点Ａの上流一定距離Ｄの特定地点に設けられ、そこを通過する車両に対し通過すべき信号交差点Ａの信号状態情報、特定地点Ｐ−交差点Ａ間距離Ｄ情報、特定地点Ｐ−交差点Ａ間許容最高走行速度Ｖmax情報等を通報する路車間通信路側装置、および車両に搭載され路車間通信路側装置からの情報通報を受信して交差点走行制御の為の各種演算・処理・制御を行う車側装置から構成される。
但し上記路車間通信路側装置機能を、自車位置特定機能を有する車側装置からの定期的な車両現在位置情報通報を得て車両の特定地点Ｐ通過を知り、前記路車間通信路側装置が車側装置に通報すると同種情報を車側装置に通報する無線通信機能を有するセンター装置に置き換えることも可能である。この場合、車側装置機能の一部、例えば車両の交差点Ａ到達予定時刻の算出等、をセンター装置側に移すことも可能である。

図４に示す「交差点走行制御システム」車側装置構成例、および図５に示す車側装置構成例演算処理手順例、を用いて前記本願発明の実施例を説明する。

図４において、
４１は、特定地点Ｐに設けた路側装置Ｐから送信される、特定地点Ｐ通過時刻 tp 、交差点Ａ信号状態遷移情報（図３の時刻 t2a、t3a、t4a、・・等）、特定地点Ｐ−交差点Ａ間道路距離Ｄ
、特定地点Ｐ−交差点Ａ間許容最高／最低走行速度Ｖmax／Ｖmin 、等を受信する路車間通信車側装置、

４２は、前記路車間通信車側装置４１が受信した各種情報、および自車の走行速度情報を持つ自車速パルスから、特定地点Ｐ通過後の経過時間Δtおよび車両走行距離ΔＤの計数を行い、経過時間Δt が一定値Ｔ経過毎に前記（数７）式により自車の交差点Ａ到達予定時刻ｔa を予測し、交差点Ａ到達予定時刻ｔaによって現行走行速度での走行継続、あるいは推奨走行速度による走行指示を行う演算装置であり、本演算装置４２出力である推奨走行速度ｖopt および車両走行速度ｖは各々後述の表示装置４３に表示されると共に、速度制御装置４４へ設定速度および車両走行速度として入力される。

４３は、演算装置４２出力である推奨走行速度ｖopt、車両走行速度ｖ、あるいは赤信号停止指示を車両ドライバーに表示出力する表示装置、
４４は、演算装置４２出力である推奨走行速度ｖoptを設定速度として、また車両走行速度ｖを車両走行速度として入力し、車両走行速度が設定速度に一致するように車両走行速度の制御をする走行速度制御装置、
である。
但し、速度制御装置においては前記推奨走行速度が設定速度として入力されない場合、あるいは車両に前方走行車両がある場合は、運転者の手動操作による走行となる。

ここで車両走行速度ｖは、例えば車両のプロペラシャフト回転数に比例した自車速パルス数から、また車両走行距離ΔＤ
はプロペラシャフト回転数に比例したパルス数の積分値として、各々得ることができる。

次に５図において、
５０１は、図４に示す「交差点無停止走行制御システム」車側装置における演算装置
４２の処理手順開始点、
５０２は、特定地点Ｐ通過の有無を確認する特定地点Ｐ通過確認処理、
５０３は、特定地点Ｐ通過時、路側装置からの各種情報（特定地点Ｐ通過時刻、交差点Ａの信号状態情報、特定地点Ｐ−交差点Ａ間道路距離Ｄ、特定地点Ｐ−交差点Ａ間許容最高／最低走行速度Ｖmax／Ｖmin、等）を取得する情報取得処理、

５０６は、特定地点Ｐ通過後の経過時間Δt が一定時間Ｔのｎ倍に到達したか否かを判定するΔt 判定処理、
５０７は、処理５０６で特定地点Ｐ通過後の経過時間Δtが一定時間Ｔのｎ倍に未到達と判定した場合、その時点での特定地点Ｐからの走行距離ΔＤが交差点Ａにごく接近しているか否か（即ち車両現在位置から交差点Ａまでの道路距離がＤ0未満か否か）の判定を行う交差点Ａ接近判定処理であり、ΔＤが（Ｄ−Ｄ0）以上になったと判定した場合は本特定地点Ｐ−交差点Ａ間の交差点走行制御は完了したものとして、次の特定地点の通過を待つ。

５１０は、処理５０９で算出した自車両の交差点Ａ到達予定時刻ｔa が交差点Ａ青信号期間ｔ2a 〜ｔ3a の間にあるか否かを判定するｔa 判定処理１、
５１１は、自車両の交差点Ａ到達予定時刻ｔa が（数８）式を満足するか否かを判定するｔa判定処理２、
５１２は、処理５１１の結果、交差点Ａ到達予定時刻ｔaが（数８）式を満足しない、即ち前記（数１１）式を満足する、と判定した場合運転者に車両の交差点Ａでの赤信号停止を指示するための表示を表示装置４３に出力する赤信号停止表示処理、
５１３は、処理５１０で自車両の交差点Ａ到達予定時刻ｔaが時刻ｔ2a〜ｔ3aの間にあると判定した場合、あるいは処理５１１において車両の交差点到着予定時刻ｔa（数８）式を満足しないと判定した場合処理５１２に引き続き、車両運転者および速度制御装置に現行速度での走行を継続させる、現行走行速度継続処理、

５１４は、処理５１１において自車両の交差点Ａ到達予定時刻ｔaが（数８）式を満足すると判定した場合、自車両の交差点Ａ到達予定時刻ｔa'を前記（数９）に設定して、交差点Ａまでの推奨走行速度ｖopt を前記（数１０）式より算出するｖopt算出処理１、
５１５は、処理５１４の算出結果である推奨走行速度ｖoptを表示装置４３に（自車速ｖと比較して）表示するｖopt 表示処理、
５１６は、処理５１４の算出結果である推奨走行速度ｖoptを速度制御装置４４の設定速度として出力するｖopt 設定処理、
５１７は、特定地点Ｐ通過後の経過時間Δt が一定時間Ｔの何倍になったかを知るための次数ｎのインクリメント処理、
である。

上記実施例１においては、「交差点走行制御システム」は特定地点の路側に設置された路側装置と車載装置で構成するとしたが、交差点の上流特定地点毎に路側装置を設ける代わりに、管轄域内各信号交差点の信号状態情報および推奨走行速度ｖopt算出に必要な各種情報を一括して所有するセンター装置を設け、センター装置−車載装置間を無線通信で接続することによって同様な機能を持たせることができる。

但しこの場合においては、車載装置は特定地点Ｐ特定機能を有して特定地点通過時にセンター装置に特定地点通過と合わせてその時の自車走行速度ｖを通報し、センター装置側では前記車載装置からの情報に加えて車両の次に通過すべき交差点の信号状態情報、車両の特定地点Ｐ通過時刻ｔp、特定地点−交差点間道路距離Ｄ、および特定地点−交差点間許容最高走行速度Ｖmax情報、を用いて車両の交差点到達予定時刻ｔaを予測する。また特定地点Ｐ通過後一定時間Ｔ経過毎に車両側から走行距離情報ΔＤを得て改めて交差点到達予定時刻ｔa の推定および必要に応じて推奨走行速度の算出を行い車両に通報する。
上記の如く構成・機能させることによって、車両運転者は実施例１と同様な効果を得ることができる。

Ｄ：特定地点Ｐ−交差点Ａ間車両走行距離、
Ｖmax : 特定地点Ｐ−交差点Ａ間許容最高走行速度、
Ｃ1、Ｃ2、・・、Ｃn :時刻 t1p 〜 t3p の間に地点Ｐを通過する車両群、
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3 ：本願発明説明のための車両走行例、
ｔp1、ｔp2、・・、ｔpn :車両Ｃ1、Ｃ2、・・、Ｃn が各々特定地点Ｐを通過する時刻、
ｔa1、ｔa2、・・、ｔan :車両Ｃ1、Ｃ2、・・、Ｃn が各々交差点Ａに到着予定時刻、
Ｔ：ｖ取り込み周期、ｔa 算出周期、
ΔＤ(nT)：特定地点Ｐ通過後の経過時間Δt が、Δt ＝ｎ・Ｔ経過する間の車両走行距離（＝ΔＤ）、
ｔopt: 特定地点Ｐ通過時に算出された特定地点Ｐ−交差点Ａ間推奨所要時間、
ｖopt: 特定地点Ｐ通過時に算出された特定地点Ｐ−交差点Ａ間推奨走行速度、
ｔoptt: 時間Ｔごとに更新される推奨所要時間、
ｖoptt: 時間Ｔごとに更新される推奨走行速度、
ｔa’：修正交差点Ａ到達予定時刻、
Δｔa ：車両の交差点Ａ到達の時刻
ｔ2a 、ｔ4a、に対する余裕時間、

Claims

交差点Ａの上流道路距離Ｄにある特定地点Ｐを交差点信号周期Ｔp（時刻ｔ1p 〜ｔ3p ）の間に通過して交差点Ａに向けて走行中の車両において、特定地点Ｐ通過時点ｔp から一定時間Ｔ経過毎に現時点の走行速度ｖで交差点Ａまで走行した場合の交差点Ａ到達予定時刻ｔa を算出し、その結果交差点Ａ到達予定時刻ｔaが目標とする青信号期間内(時刻ｔ2a 〜ｔ3a 間)にある場合は現走行速度ｖでの交差点Ａに向けての走行を継続する、
交差点Ａ到達予定時刻ｔa が青信号期間以前(ｔa ＜ｔ2a )の場合は現走行速度ｖからの最小限の減速によって交差点Ａに青信号期間内(時刻ｔ2a 〜ｔ3a 間)に到達する走行条件を算出してその走行条件での走行を行う、
ことを特徴とする交差点走行制御方法。
ここで、
ｔa ：車両の交差点Ａ到達予定時刻、
ｔp ：車両の特定地点Ｐ通過時刻、
Ｔp ：交差点信号周期
Ｄ：特定地点Ｐ−交差点Ａ間距離
Ｖmax ：特定地点Ｐ−交差点Ａ間許容最高走行速度
ｔ2a：青信号点灯時刻
ｔ3a：青信号滅灯時刻
ｔ1p ＝ｔ3a −（Ｄ／Ｖmax ＋Ｔp ）
ｔ3p ＝ｔ3a −（Ｄ／Ｖmax ）
である。