JP5447041B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両が信号機付きの交差点を通過する時の運転支援を行う運転支援装置に関するものである。

従来の運転支援装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、車両の車速及び信号機の状態に基づいて、交差点の最適な通行方法に関する情報を運転者に提供するようにしたものが知られている。

特開２００２−３７３３９６号公報

しかしながら、上記従来技術においては、自車両が信号機情報を受信しないと運転支援を行うことができない。このとき、信号機情報を受信可能な位置（情報受信位置）での自車両の車速や加減速度が最適値からずれていると、運転支援を提供する時間領域が狭くなるために適切な運転支援が行えない場合がある。

本発明の目的は、自車両が信号機付き交差点を通過する際に適切な運転支援を実施することができる運転支援装置を提供することである。

本発明は、信号機情報に基づいて自車両が交差点を通過する時の運転支援を行う運転支援装置であって、自車両が信号機情報を受信可能な情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を設定する設定手段と、設定手段により設定された目標車速または目標加減速度に従って自車両を走行させるように支援する支援手段とを備えることを特徴とするものである。

以上のような本発明の運転支援装置においては、自車両が信号機情報を受信可能な情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を設定し、その目標車速または目標加減速度に従って自車両を走行させるように支援する。このとき、情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を、自車両が交差点に進入する際に運転支援を提供する時間領域が長くなるような車速または加減速度に設定することで、自車両が信号機情報を受信してから交差点へ進入するに際し、余裕を持って対応することが可能となる。これにより、自車両に対して適切な運転支援を提供することができる。

好ましくは、自車両が過去に通った情報受信位置に向かって走行しているかどうかを判断する判断手段を更に備え、設定手段は、判断手段により自車両が過去に通った情報受信位置に向かって走行していると判断されたときは、当該情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を設定する。

この場合には、自車両が過去に信号機情報を受信したときに、その時の情報受信位置を記録しておくことで、自車両が過去に走行した走行路上の情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を容易に設定することができる。

このとき、好ましくは、判断手段により自車両が過去に通った情報受信位置に向かって走行していないと判断されたときに、自車両が過去に走行した走行路上の情報受信位置に基づいて、自車両が現在走行している走行路上の情報受信位置を推定する推定手段を更に備え、設定手段は、推定手段により推定された情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を設定する。

自車両が過去に走行したことがない走行路上の情報受信位置に向かっている状況であっても、自車両が通過しようとする交差点とつながる別の走行路を過去に走行したことがある場合には、当該別の走行路上の情報受信位置に基づいて、自車両が現在走行している走行路上の情報受信位置を推定することが可能である。従って、自車両が過去に走行したことがない走行路を走行する場合でも、情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を設定することができる。

また、好ましくは、自車両の前方に存在する前方車両の状態を検知する検知手段を更に備え、設定手段は、検知手段により前方車両が停止していることが検知されたときに、情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を設定する。

前方車両が停止しているときは、信号機が赤信号であると予想されるため、その場合には、自車両が交差点を青信号で通過できるように運転支援を行う。しかし、前方車両が走行しているときは、信号機が青信号であると予想されるため、その場合には、特に運転支援を行わなくても、自車両が現車速を維持したまま交差点を青信号で通過できる可能性が高くなる。従って、前方車両が停止していることが検知されたときのみ、情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を設定することが好適である。

本発明によれば、自車両が信号機付き交差点を通過する際に適切な運転支援を実施することができる。これにより、例えば赤信号による自車両の停止回数を少なくし、燃費の向上を図ることが可能となる。

本発明に係わる運転支援装置の第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１に示した運転支援ＥＣＵにより実行される運転支援処理のうち、自車両を最適車速で情報受信位置にアプローチさせるように誘導する処理の手順を示すフローチャートである。 自車両が交差点を青信号で通過するように運転支援を行う様子を示す図である。 本発明に係わる運転支援装置の第２実施形態において、自車両を最適車速で情報受信位置にアプローチさせるように誘導する処理の手順を示すフローチャートである。 自車両が現在走行している走行路上の情報受信位置を推定する手法を示す図である。 本発明に係わる運転支援装置の第３実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図６に示した運転支援ＥＣＵにより実行される運転支援処理のうち、自車両を最適車速で情報受信位置にアプローチさせるように誘導する処理の手順を示すフローチャートである。 信号機の灯色サイクルと前方車両の状態と目標車速の提示の実施有無との関係を示す図である。

以下、本発明に係わる運転支援装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

まず、本発明に係わる運転支援装置の第１実施形態を図１〜図３により説明する。図１は、本実施形態の運転支援装置の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施形態の運転支援装置１は、車両に搭載され、信号機付きの交差点を通過する際に運転支援を行う装置である。

運転支援装置１は、路車間通信機２と、ナビゲーション端末（ナビ）３と、車速センサ４と、運転支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５と、情報提供装置６と、車両制御装置７とを備えている。

路車間通信機２は、交差点に設置された光ビーコンや電波メディア等の情報送信機８（図３参照）から送信されるインフラ情報を受信する。インフラ情報としては、例えば信号灯色サイクルや表示時間等の信号機情報、交差点までの残距離等の道路情報等が含まれている。

ナビ３は、ＧＰＳ（全地球測位システム）を利用して自車両の現在位置及び進路方向を受信して取得したり、路車間通信機２でインフラ情報を受信した位置や当該位置から交差点までの残距離等のデータをメモリに記録する機能を有している。車速センサ４は、自車両の車速を検出するセンサである。

運転支援ＥＣＵ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、入出力回路等により構成されている。運転支援ＥＣＵ５は、路車間通信機２により取得されたインフラ情報、ナビ３により取得された情報（ナビ情報）、車速センサ４の検出信号を入力し、自車両の運転支援に関する所定の処理を行い、情報提供装置６及び車両制御装置７を制御する。

情報提供装置６は、自車両の目標車速（後述）等を画面表示や音声によりドライバに提示する装置である。車両制御装置７は、自車両の車速が目標車速となるようにアクセル及びブレーキを自動制御する装置である。

このような運転支援装置１においては、自車両が現車速を維持して交差点に到達した時に信号機が赤信号であるという条件と、自車両がアクセルＯＦＦして交差点に到達した時に信号機が青信号であるという条件とが何れも成立する場合に、自車両が交差点を青信号で通過するように通過支援を行う。このとき、下記の２式が成立する場合に、自車両が交差点を青信号で通過可能となる。
Ｔ_ｎ＜ｔ_Ｒ …（Ａ）
Ｌ≧（Ｖ_０ｔ_ｃ＋ａｔ_ｃ ^２／２）＋Ｖ_Ｌ（ｔ_Ｒ−ｔ_ｃ） …（Ｂ）
但し、ａ：減速度
Ｌ：停止線までの距離（図３参照）
Ｖ_０：初期車速
Ｔ_ｎ：停止線までにかかる時間
ｔ_Ｒ：赤信号の残秒
ｔ_ｃ：下限車速に到達するまでの時間
Ｖ_Ｌ：下限車速

ここで、通過支援が提供可能な時間領域（通過支援時間領域）の計算には、実際には自車両の車種や他車両の状況など様々なパラメータが必要となる。ただし、特定の車両単体で考えると、通過支援時間領域は、大きくは、自車両が信号機情報を受信する位置（情報受信位置）から交差点までの距離と、情報受信位置での自車両の車速という２つのパラメータによって定まる。

このとき、自車両が成り行きで情報受信位置にアプローチしてくると、情報受信位置での自車両の車速としては、必ずしも通過支援を提供するのに最適な車速になっているとは限らない。自車両が最適車速から外れた車速で情報受信位置にアプローチすると、通過支援時間領域が狭くなることがある。

そこで、運転支援ＥＣＵ５は、インフラ情報、ナビ情報及び自車両の車速に基づいて、自車両が最適車速で情報受信位置にアプローチするように情報提供装置６及び車両制御装置７を制御する。

図２は、運転支援ＥＣＵ５により実行される運転支援処理のうち、自車両を最適車速で情報受信位置にアプローチさせるように誘導する処理の手順を示すフローチャートである。

同図において、まずナビ情報から、自車両の現在位置及び進路方向を取得する（手順Ｓ５１）。続いて、ナビ３のメモリに記録された情報受信位置に関する履歴データから、自車両が過去に通った情報受信位置に向かっているかどうかを判断する（手順Ｓ５２）。

自車両が過去に通った情報受信位置に向かっていると判断されたときは、情報受信位置から交差点までの残距離に基づいて、情報受信位置における自車両の目標車速を計算する（手順Ｓ５３）。このとき、例えば上記の（Ａ）式及び（Ｂ）式を用いて、上記の通過支援時間領域を最大とするような自車両の目標車速を算出する。

続いて、車速センサ４の検出値に基づいて、自車両の現在の車速が手順Ｓ５３で得られた目標車速かどうかを判断する（手順Ｓ５４）。自車両の現在の車速が目標車速であると判断されたときは、その旨を情報提供装置６に提示させ、ドライバに対して現在の車速の維持を促すようにする（手順Ｓ５５）。なお、自車両の現在の車速が目標車速であるときは、特に何の処理も実行しなくても良い。自車両の現在の車速が目標車速でないと判断されたときは、目標車速を情報提供装置６に提示させ、ドライバに対して自車両を目標車速で走行させるように誘導する（手順Ｓ５６）。

手順Ｓ５２で自車両が過去に通った情報受信位置に向かっていないと判断されたときは、路車間通信機２により信号機情報を受信したかどうかを判断する（手順Ｓ５７）。信号機情報を受信したと判断されたときは、その信号機情報を受信した位置（地点）及び当該地点から交差点までの残距離をナビ３のメモリに記録する（手順Ｓ５８）。

運転支援ＥＣＵ５は、以上のような処理を実行することで、図３に示すように、自車両を情報受信位置Ｐに向かって目標車速で走行させるように誘導する。そして、運転支援ＥＣＵ５は、自車両が情報受信位置Ｐで信号機情報を受信した後、自車両を青信号で通過させるように通過支援を実施する。具体的には、図３に示すように、自車両が情報受信位置Ｐを通過してから、自車両を目標車速から減速させ、その後自車両が交差点の手前に達すると、自車両を加速させるような支援を行う。

なお、図２に示す処理では、情報受信位置での自車両の目標車速を情報提供装置６により提示するようにしたが、車両制御装置７により自車両の車速を目標車速とするように自動制御しても良い。

以上において、運転支援ＥＣＵ５の上記手順Ｓ５３は、自車両が信号機情報を受信可能な情報受信位置での自車両の目標車速または目標加減速度を設定する設定手段を構成する。運転支援ＥＣＵ５の上記手順Ｓ５６と情報提供装置６及び車両制御装置７とは、設定手段により設定された目標車速または目標加減速度に従って自車両を走行させるように支援する支援手段を構成する。また、ナビ３と運転支援ＥＣＵ５の上記手順Ｓ５１，Ｓ５２とは、自車両が過去に通った情報受信位置に向かって走行しているかどうかを判断する判断手段を構成する。

以上のように本実施形態にあっては、自車両が過去に通過した情報受信位置の情報を記録した履歴データを用いて、通過支援時間領域を最大とするような自車両の目標車速を求め、自車両が当該目標車速で情報受信位置にアプローチするように支援を行うので、その後に自車両が通過支援を受けられる機会が増大する。従って、路車間通信機２により信号機情報が取得されてから自車両が交差点へ進入する際に、余裕を持って対処することが可能となる。これにより、自車両に対して適切な通過支援を実施することができる。

本発明に係わる運転支援装置の第２実施形態を図４及び図５により説明する。図中、上記第１実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

上記第１実施形態においては、自車両の目標車速を得るためには、履歴データに記録されている情報受信位置に自車両が向かう必要がある。つまり、履歴データに記録されていない情報受信位置が存在する新規な走行路を自車両が走行する際には、通過支援時間領域を最大にするための自車両の目標車速を計算することができない。そこで、本実施形態は、自車両が新規な走行路を走行する場合でも、情報受信位置での自車両の目標車速を計算可能とするものである。

図４は、本実施形態において、自車両を最適車速で情報受信位置にアプローチさせるように誘導する処理の手順を示すフローチャートである。

同図において、手順Ｓ５２で自車両が過去に通った情報受信位置に向かっていないと判断されたときは、手順Ｓ５７の処理と並行して、ナビ情報に基づいて、自車両が現在向かっている交差点を過去に通過したことがあるかどうかを判断する（手順Ｓ６１）。

例えば図５に示すように、ある交差点において、自車両が南北方向の走行路を走行したことはあるが、東西方向の走行路を走行したことが無い場合には、南北方向の走行路上に存在する情報受信位置Ｐ０は履歴データに記録されているが、東西方向の走行路上に存在する情報受信位置Ｐ１は履歴データに記録されていない。この場合、自車両は過去に東西方向の走行路を走行したことは無いが、自車両が現在向かっている交差点を過去に通過したことがあることになる。

自車両が現在向かっている交差点を過去に通過したことがあると判断されたときは、過去に通った情報受信位置と当該情報受信位置から交差点までの残距離とに基づいて、情報送信機８の設置位置を推定する（手順Ｓ６２）。このとき、情報送信機８の設置位置は、車両の進行方向に対して、過去に通った情報受信位置Ｐ０に交差点までの残距離を単純に足した位置となる。

続いて、情報送信機８の設置位置に基づいて、自車両が現在走行している走行路上の情報受信位置Ｐ１を推定する（手順Ｓ６３）。交差点に設置された情報送信機８の送信アンテナは無指向性アンテナであるため、情報送信機８の送信範囲は情報送信機８を中心に同心円状に広がっている。従って、図５に示すように、情報送信機８の設置位置を中心にして、過去に通った情報受信位置Ｐ０から交差点までの残距離を半径とする円を描き、自車両が現在走行している走行路上において当該円と交わる箇所を情報受信位置Ｐ１と推定する。

手順Ｓ５２で自車両が過去に通った情報受信位置に向かっていると判断されたときは、上述したように、自車両が過去に通った情報受信位置から交差点までの残距離に基づいて、情報受信位置における自車両の目標車速を計算する（手順Ｓ５３）。一方、自車両が過去に通った情報受信位置に向かっていないと判断されたときは、手順Ｓ６３で推定された情報受信位置を過去に通った情報受信位置とみなして、当該情報受信位置における自車両の目標車速を計算する（手順Ｓ５３）。その他の処理については、図２のフローチャートに示したものと同様である。

ここで、上記の手順Ｓ６１〜Ｓ６３は、判断手段により自車両が過去に通った情報受信位置に向かって走行していないと判断されたときに、自車両が過去に走行した走行路上の情報受信位置に基づいて、自車両が現在走行している走行路上の情報受信位置を推定する推定手段を構成する。

このように本実施形態においては、自車両が過去に通ったことが無い新規な走行路を交差点に向かって走行する際には、自車両が過去に通った情報受信位置に基づいて新規な走行路上の情報受信位置を推定し、その情報受信位置における自車両の目標車速を求めるので、自車両が新規な走行路を走行する場合でも、自車両が通過支援を受けられる機会を増大させることができる。

本発明に係わる運転支援装置の第３実施形態を図６〜図８により説明する。図中、上記第１実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

例えばドライバが信号機の青信号を目視で確認することができ、明らかに自車両が現車速で交差点を通過できる場合には、自車両に対する通過支援は実施されない。この場合でも、情報提供装置６により自車両の目標車速が提示されたり、車両制御装置７により自車両の車速が目標車速となるように自動制御されると、ドライバが不自然さを覚え、違和感に繋がる可能性が高い。そこで、本実施形態は、明らかに自車両が現車速で交差点を通過できるような場合には、情報受信位置における自車両の目標車速を設定しないようにするものである。

図６は、本実施形態の運転支援装置の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施形態の運転支援装置１は、図１に示す構成要素に加え、車車間通信機１１と、自律センサ１２とを更に備えている。

車車間通信機１１は、他車両との通信を行う電波メディア機器等であり、他車両の基本情報を受信して取得する。自律センサ１２は、例えばミリ波レーダ等であり、自車両の周辺を走行する周辺車両を検出する。

図７は、運転支援ＥＣＵ５により実行される運転支援処理のうち、自車両を最適車速で情報受信位置にアプローチさせるように誘導する処理の手順を示すフローチャートである。

同図において、手順Ｓ５２で自車両が過去に通った情報受信位置に向かっていると判断されたときは、自律センサ１２の検出信号や車車間通信機１１の受信情報に基づいて、前方車両が停止状態にあるかどうかを判断する（手順Ｓ７１）。なお、前方車両は、自車両の前方に存在する車両であり、特に１台には限られない。

前方車両が停止状態にあると判断されたときは、図８に示すように、信号機が赤信号であると予想され、上記のようにして情報受信位置における自車両の目標車速を計算する（手順Ｓ５３）。前方車両が停止状態でなく走行状態にあると判断されたときは、図８に示すように、信号機が青信号であると予想され、自車両に対する通過支援を提供する可能性が十分低いと考えられるため、情報受信位置における自車両の目標車速を計算して提示することなく、本フローチャートの処理を終了する。その他の処理については、図２のフローチャートに示したものと同様である。

なお、図７に示す処理では、前方車両が走行状態にあると判断されたときは、情報受信位置における自車両の目標車速を求めないようにしたが、前方車両が走行状態にあると判断されたときでも、情報受信位置における自車両の目標車速を求めるが、提示はしないようにしても良い。

ここで、車車間通信機１１及び自律センサ１２と運転支援ＥＣＵ５の上記手順Ｓ７１とは、自車両の前方に存在する前方車両の状態を検知する検知手段を構成する。

このように本実施形態においては、前方車両が１台も停止しておらず進行していることが検出されたときは、前方の交差点の信号機が青信号であると予想し、情報受信位置における自車両の目標車速を提示しないようにするので、ドライバに不自然さを与えずに済み、システムに対する信頼性を向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、情報受信位置における自車両の目標車速を求めるようにしたが、目標車速の代わりに目標加減速度を求め、自車両がその目標加減速度に従って加減速するように支援しても良い。

１…運転支援装置、３…ナビゲーション端末（判断手段）、５…運転支援ＥＣＵ（判断手段、設定手段、支援手段、推定手段、検知手段）、６…情報提供装置（支援手段）、７…車両制御装置（支援手段）、１１…車車間通信機（検知手段）、１２…自律センサ（検知手段）。

Claims (4)

1. 信号機情報に基づいて自車両が交差点を通過する時の運転支援を行う運転支援装置であって、
   前記自車両が前記信号機情報を受信可能な情報受信位置での前記自車両の目標車速または目標加減速度を設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された前記目標車速または前記目標加減速度に従って前記自車両を走行させるように支援する支援手段とを備えることを特徴とする運転支援装置。
2. 前記自車両が過去に通った前記情報受信位置に向かって走行しているかどうかを判断する判断手段を更に備え、
   前記設定手段は、前記判断手段により前記自車両が過去に通った前記情報受信位置に向かって走行していると判断されたときは、当該情報受信位置での前記自車両の目標車速または目標加減速度を設定することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記判断手段により前記自車両が過去に通った前記情報受信位置に向かって走行していないと判断されたときに、前記自車両が過去に走行した走行路上の前記情報受信位置に基づいて、前記自車両が現在走行している走行路上の前記情報受信位置を推定する推定手段を更に備え、
   前記設定手段は、前記推定手段により推定された前記情報受信位置での前記自車両の目標車速または目標加減速度を設定することを特徴とする請求項２記載の運転支援装置。
4. 前記自車両の前方に存在する前方車両の状態を検知する検知手段を更に備え、
   前記設定手段は、前記検知手段により前記前方車両が停止していることが検知されたときに、前記情報受信位置での前記自車両の目標車速または目標加減速度を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の運転支援装置。

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