WO2016193960A1 - 運転支援装置、運転支援システム及び運転支援方法 - Google Patents

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WO2016193960A1
WO2016193960A1 PCT/IB2016/054625 IB2016054625W WO2016193960A1 WO 2016193960 A1 WO2016193960 A1 WO 2016193960A1 IB 2016054625 W IB2016054625 W IB 2016054625W WO 2016193960 A1 WO2016193960 A1 WO 2016193960A1
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PCT/IB2016/054625
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佐野佑樹
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a driving support device that supports driving of a vehicle, a driving support system including the driving support device, and a driving support method.
  • the arrival time to reach the next traffic light in the traveling direction of the vehicle is calculated, and the change time until the traffic light changes from blue to yellow or red is obtained.
  • a vehicle driving support device that notifies a driver that it is difficult for the vehicle to pass between blue (see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 can prompt the driver to decelerate when it is necessary to stop the vehicle at an intersection, driving assistance regarding low fuel consumption traveling is not taken into consideration.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a driving support device capable of supporting low fuel consumption driving, a driving support system including the driving support device, and a driving support method. .
  • a driving assistance apparatus is a driving assistance apparatus that receives signal information of a traffic signal installed at an intersection and supports driving of a vehicle, and a speed acquisition unit that acquires speed information of the vehicle And a distance information acquisition unit that acquires information about the distance between the vehicle and the intersection, and the vehicle stops before the intersection based on the distance to the intersection, the speed of the vehicle, and the signal information.
  • a traveling state determination unit that determines a dangerous traveling state determined by a stop condition and an entry condition for entering the intersection; and when the traveling state determination unit determines that the vehicle is in the dangerous traveling state, A determination unit that determines whether to stop or pass through the intersection, and according to a determination result of the determination unit, the vehicle travels with regenerative braking until the vehicle reaches the intersection.
  • a specifying unit configured to specify the inertia time zone performing regeneration time zone or coasting.
  • a driving support system includes the driving support device according to any one of the above-described inventions, and a transmission device that transmits signal information of a traffic signal installed at an intersection.
  • the apparatus is configured to receive signal information transmitted by the transmission apparatus.
  • a driving support method is a driving support method for supporting driving of a vehicle by receiving signal information of a traffic signal installed at an intersection, and the speed acquisition unit acquires the speed information of the vehicle. And a step in which a distance information acquisition unit acquires information relating to a distance between the vehicle and the intersection, and the vehicle is positioned before the intersection based on the distance to the intersection, the speed of the vehicle, and the signal information.
  • Specifying unit inertia time zone performing regeneration time zone or coasting performing driving accompanied by and identifying.
  • low fuel consumption traveling can be supported.
  • a driving support apparatus is a driving support apparatus that receives signal information of a traffic signal installed at an intersection and supports driving of the vehicle, and acquires vehicle speed information. Based on the speed acquisition unit, the distance information acquisition unit that acquires information about the distance between the vehicle and the intersection, the distance to the intersection, the speed of the vehicle, and the signal information, the vehicle stops before the intersection A vehicle driving condition determining unit that determines a dangerous driving state determined by a stop condition for performing the vehicle and an entry condition for entering the intersection, and the vehicle driving state determining unit that determines that the vehicle is in the dangerous driving state.
  • a determination unit that determines whether to stop at the intersection or to pass through the intersection, and according to a determination result of the determination unit, the vehicle travels with regenerative braking until the vehicle reaches the intersection.
  • Performing regeneration time zone or coasting perform and a specifying unit configured to specify the inertia hours.
  • a driving support system includes a driving support device according to any one of the above-described inventions, and a transmission device that transmits signal information of a traffic signal installed at an intersection, The driving support device is configured to receive signal information transmitted by the transmitting device.
  • a driving support method is a driving support method for supporting driving of a vehicle by receiving signal information of a traffic signal installed at an intersection, and acquiring speed information of the vehicle.
  • the vehicle acquires the intersection based on the step acquired by the unit, the step of the distance information acquisition unit acquiring information relating to the distance between the vehicle and the intersection, the distance to the intersection, the speed of the vehicle, and the signal information.
  • the speed acquisition unit acquires speed information (speed) of a vehicle (for example, the host vehicle or a vehicle equipped with a driving support device).
  • the distance information acquisition unit acquires information regarding the distance between the vehicle and the intersection.
  • the information regarding the distance between the vehicle and the intersection may be the distance between the vehicle and the intersection, or the position of the vehicle and the intersection.
  • the traveling state determination unit is a stop for the vehicle to stop before the intersection based on the distance to the intersection, the speed of the vehicle, and signal information (including signal parameters such as a yellow signal start time and a yellow signal time).
  • the dangerous driving state determined by the condition and the entry condition for entering the intersection is determined.
  • the dangerous driving state includes, for example, a dilemma state and an optional state.
  • the dilemma state is a state where even if the vehicle tries to stop after displaying the yellow signal, it cannot stop before the intersection and cannot enter the intersection before the end of the yellow signal, and cannot stop or enter safely.
  • the optional state is a state where the vehicle can stop before the intersection to stop after the yellow signal is displayed, and can enter the intersection before the end of the yellow signal, and the vehicle stops or enters depending on the characteristics of the driver. It is an unstable state that is different.
  • the position of the vehicle may be a relative position such as a distance from the vehicle to the stop position, or may be an absolute position such as coordinates.
  • a determination part determines a dangerous driving
  • the specifying unit specifies a regenerative time zone in which traveling with regenerative braking or an inertial time zone in which inertial running is performed until the vehicle reaches the intersection according to the determination result of the determining unit.
  • traveling with regenerative braking for example, a motor is operated as a generator during deceleration, and electric energy generated at that time is used as regenerative energy for charging a storage battery and supplying electric power to an electrical component.
  • coasting the engine and transmission are disconnected to reduce fuel consumption. That is, when it is decided to stop the vehicle at an intersection, when decelerating the vehicle, priority is given to regenerative braking, and regenerative energy is used for charging the storage battery, so that regenerative energy can be recovered without waste and fuel efficiency can be improved.
  • the fuel consumption can be suppressed by performing inertial driving, so that the fuel consumption can be reduced. Can help.
  • the driving support apparatus includes a charge state acquisition unit that acquires a charge state of a storage battery mounted on the vehicle, and the specifying unit acquires the charge acquired by the charge state acquisition unit. According to the state, the regeneration time zone or the inertia time zone is specified.
  • a charge condition acquisition part acquires the charge condition of the storage battery mounted in the vehicle.
  • the specifying unit specifies the regeneration time zone or the inertia time zone according to the charge state acquired by the charge state acquisition unit. For example, when decelerating the vehicle, if the storage battery is in a chargeable state (if it is not fully charged, it does not reach the upper limit of the charged state), specify the regenerative time zone and apply regenerative braking. The regenerative energy can be recovered with priority.
  • the inertia time zone can be specified, and the fuel consumption can be suppressed by giving priority to inertial running.
  • the driving support device calculates a regenerative energy that can be recovered before the vehicle stops. And when the regenerative energy calculated by the calculation unit is larger than the charging energy required to bring the storage battery into a fully charged state, the storage battery is turned off when the vehicle stops at the intersection.
  • the regeneration time zone or the inertia time zone is specified so as to be in a fully charged state.
  • the calculation unit calculates regenerative energy that can be recovered before the vehicle stops.
  • the kinetic energy S of the vehicle is calculated from the vehicle weight and speed.
  • R is the work of running resistance consisting of air resistance, tire rolling resistance, gradient resistance, and acceleration resistance.
  • the air resistance is k ⁇ V 2
  • the tire rolling resistance is ⁇ ⁇ M ⁇ G ⁇ COS ⁇
  • the gradient resistance is M ⁇ G ⁇ SIN ⁇
  • the acceleration resistance is M ⁇ a.
  • k is an air resistance coefficient
  • ⁇ is a rolling resistance coefficient
  • M is a vehicle weight
  • G is a gravitational acceleration
  • ⁇ is an inclination angle of the road surface.
  • the slope of the road surface is acquired from the map database, the vehicle weight, the air resistance coefficient, and the gravitational acceleration are stored in advance in the storage unit, and the rolling resistance coefficient may be estimated using a tire air pressure sensor or the like.
  • the vehicle weight may be corrected using a seat sensor, a fuel gauge, or the like.
  • the vehicle speed is acquired using a vehicle speed sensor, and the vehicle acceleration is acquired using an acceleration sensor.
  • the specifying unit is configured to regenerate the battery so that the storage battery is fully charged when the vehicle stops at an intersection. Or specify the inertia time zone.
  • the charge state acquisition unit acquires a charge stop state of the storage battery, and the specifying unit stops charging at the charge state acquisition unit.
  • the inertia time zone is specified from the acquired time.
  • the charge state acquisition unit acquires a charge stop state of the storage battery.
  • the charge stop state is, for example, a state in which the SOC (charge state) has reached an upper limit value, the storage battery is in a fully charged state, and can be in a state in which charging is impossible any more.
  • a specific part specifies an inertia time zone from the time of acquisition, when a charge stop state is acquired in a charge state acquisition part. For example, when the storage battery is charged using regenerative energy and the storage battery is fully charged, switching to coasting can increase the travel distance and improve fuel efficiency.
  • the charging state acquisition unit acquires a charging start state of the storage battery, and the specifying unit starts charging at the charging state acquisition unit.
  • the regeneration time zone is specified from the acquired time.
  • the charge state acquisition unit acquires a charge start state of the storage battery.
  • the charge start state is, for example, a state in which the SOC (charge state) is not the upper limit value but has reached a chargeable state, and charging is started.
  • a specific part specifies a regeneration time zone from the time of acquisition, when a charge start state is acquired by a charge state acquisition part. For example, when the vehicle is coasting and the charge state of the storage battery is not the upper limit value and is in a chargeable state, the vehicle is switched to traveling with regenerative braking and the rechargeable energy is used to charge the storage battery. Regenerative energy can be recovered without waste.
  • the driving assistance apparatus determines that the vehicle is to stop at the intersection at the determination unit, and the vehicle moves to the intersection when the vehicle travels with regenerative braking. And an adjustment unit that adjusts the regenerative power generation amount so that the storage battery is fully charged when stopped.
  • the adjustment unit determines that the determination unit stops the vehicle at the intersection, and when the vehicle travels with regenerative braking, the regenerative power generation amount is set so that the storage battery is fully charged when the vehicle stops at the intersection. adjust.
  • the regenerative power generation amount is (Wp + Wc), where Wp is the charge energy required to fully charge the storage battery, and Wc is the power consumption amount required until the vehicle stops (for example, the power consumption amount of electrical components). Adjust so that The regenerative power generation amount may be adjusted by adjusting the generator excitation current. Thereby, since a storage battery can be made to be in a full charge state, regenerative energy can be collect
  • the specifying unit specifies the regenerative time zone when the regenerative energy calculated by the calculating unit is smaller than the charging energy required to bring the storage battery into a fully charged state. Thereby, all regenerative energy can be allocated to charge of a storage battery, and all regenerative energy can be collect
  • the specifying unit specifies the inertia time zone when the determining unit determines that the vehicle passes the intersection.
  • the specifying unit specifies the inertia time zone. For example, fuel consumption can be suppressed by allowing the vehicle to coast and pass through an intersection.
  • the driving assistance apparatus includes a target speed calculation unit that calculates a target speed that satisfies the approach condition, and the specifying unit is configured such that the vehicle accelerates or decelerates and the vehicle speed is The inertia time zone is specified from the time when the target speed is reached.
  • the target speed calculation unit calculates a target speed that satisfies the approach condition.
  • the target speed is a speed for the vehicle to pass through the intersection safely.
  • the specifying unit specifies the inertia time zone from the time when the vehicle accelerates or decelerates and the speed of the vehicle reaches the target speed.
  • the fuel consumption can be suppressed by performing inertial running.
  • the driving support apparatus provides a travel control that controls the vehicle to perform traveling with regenerative braking or inertia traveling according to the regenerative time zone or inertia time zone specified by the specifying unit. A part.
  • the travel control unit performs control so that the vehicle travels with regenerative braking or coasting according to the regenerative time zone or inertia time zone specified by the specifying unit.
  • traveling control can be performed by switching between traveling with regenerative braking and inertial traveling.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a driving support system according to the present invention.
  • the on-road devices 301 and 302 are installed with an appropriate separation distance (for example, 200 m) along the road from the stop position.
  • the optical beacon 200 is installed on the upstream side of the road device 301 (for example, about 300 m upstream from the road device 301).
  • a plurality of intersections as shown in FIG. 1 are provided, and each intersection is set to either an automatic speed control target intersection that performs automatic vehicle speed control or an automatic speed control non-target intersection that does not perform automatic vehicle speed control.
  • Intersections subject to automatic speed control include, for example, intersections with many accidents, intersections with poor visibility (curves just before the intersections, etc.), traffic hours with slightly heavy traffic, nighttime, time zones with many accidents, equipment failures Since it is based on the presence or absence, it is more realistic to make it variable in time. In this sense, information on the presence / absence of an automatic speed control target intersection may be obtained from a road device.
  • the driver assists the driver by performing speed control of the vehicle traveling on the road upstream of the intersection with the driving assistance device.
  • the own vehicle equipped with the driving support device is hereinafter also referred to as a vehicle.
  • the roadside devices 301 and 302 are, for example, an ultrasonic sensor, an IC tag, a magnetic nail, an optical sensor, and the like, and can identify a communication point by sensing radio waves, sound waves, light, magnetism, and the like. .
  • the road devices 301 and 302 have a communication area with the driving support device on the road. When the vehicle passes through the communication area, the driving support device receives a signal indicating that the vehicle passes through the communication area from the road devices 301 and 302.
  • the road devices 301 and 302 may perform one-way communication or two-way communication with the driving support device. Further, the road devices 301 and 302 are not intended for communication, but may simply issue signals for measurement.
  • the optical beacon 200 has a communication area with the driving support device on the road.
  • the driving support device receives predetermined information from the optical beacon 200.
  • the predetermined information includes, for example, position information of the communication point, position information of the stop position (for example, distance to the stop position, absolute position of the stop position, etc.), position information of the road devices 301 and 302 (for example, communication from the stop position) The distance to the area, the absolute position of the communication area, etc.), the signal information of the traffic light (for example, the yellow signal start time and the yellow signal time, etc.).
  • a radio beacon DSRC (Dedicated Short Range Communication), or the like can be used.
  • the driving support device acquires predetermined information through communication with the optical beacon 200.
  • the driving assistance device can confirm that the distance to the stop position at this time is 700 m, for example.
  • the driving support device further travels on the road toward the intersection, and the driving support device communicates with the road device 301, so that the driving support device is located at a point 400 m from the stop position. Can be confirmed. That is, the driving assistance device can correct the distance to the stop position.
  • information acquired by an external sensor such as a camera, radar, or ultrasonic sensor may be collated with a map database to estimate the vehicle position and correct the distance to the stop position.
  • the driving support device communicates with the road device 302.
  • the driving support device can accurately grasp the distance to the stop position in advance at the upstream point of the intersection.
  • the driving support device determines the distance to the stop position (intersection), the vehicle speed, the yellow signal start time and yellow signal time of the traffic light installed at the intersection, and a predetermined standard deceleration. Based on the above, depending on the stop condition where the vehicle state quantity (distance and speed to the vehicle stop position, etc.) at a certain point in time (for example, the yellow signal start point) stops before the intersection and the entry condition to enter the intersection The determined dangerous driving state is determined.
  • the standard deceleration only indicates a change in the speed of the vehicle, and is irrelevant to the operation content of the braking operation or the operation timing.
  • the standard deceleration is slowed down after a time (for example, 2 seconds or more) that is sufficiently longer than the reflection reaction (0.5 seconds) from the stop judgment point, for example, when the vehicle starts braking instead of the yellow signal.
  • the timing at which the driving support device performs the speed control at the standard deceleration is not limited to a time sufficiently longer than the reflection reaction or the time of the reflection reaction. In general, the standard deceleration is about 2 to 3 m / s 2 on a flat dry road surface.
  • the driving support device determines whether the vehicle passes through the intersection or stops at the intersection. In order to avoid dangerous driving conditions, for example, when the vehicle is stopped, processing for decelerating the vehicle at a slow deceleration is performed, or when the vehicle enters the intersection (when passing the intersection) First, processing for accelerating the vehicle at a moderate acceleration is performed.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the driving support apparatus 100 of the present embodiment.
  • the driving support apparatus 100 includes a control unit 10 that controls the entire apparatus, a communication unit 11, a positioning unit 12, a storage unit 13, an HMI (Human Machine Interface) 14, a traveling state determination unit 15, a determination unit 16, and a specification unit 17. , A charging state acquisition unit 18, a calculation unit 19, an adjustment unit 20, a target speed calculation unit 21, a traveling control unit 22, and the like.
  • the positioning unit 12 includes a camera 121, an external sensor 122, a GPS 123, a vehicle speed sensor 124, a gyro sensor 125, a distance meter 126, a map database 127, an acceleration sensor 128, and the like.
  • the vehicle (own vehicle) includes a storage battery 50, an engine 51, an MG (ALT) 52 (motor generator, alternator), a transmission 53, a brake pedal 54, and the like.
  • MG motor generator, alternator
  • the control unit 10 may have a built-in clock and be configured by a dedicated hardware circuit, or may be configured to execute a computer program having a predetermined processing procedure.
  • the communication unit 11 has a communication function for performing road-to-vehicle communication with the optical beacon 200.
  • the communication unit 11 is not limited to narrowband communication such as optical beacon, radio wave beacon, and DSRC, and may include, for example, a wireless LAN function such as a UHF band or a VHF band as midband communication, or As a wide area communication, a communication function such as a mobile phone, PHS, multiple FM broadcasting, and Internet communication may be provided.
  • the communication unit 11 has a reception function for receiving signals transmitted by the road devices 301 and 302. Note that the road device is not intended for communication, and it is sufficient that the road device emits a signal for measurement, and the communication unit 11 receives the signal to detect that it is a signal for that purpose. is there.
  • the positioning unit 12 receives radio waves from a plurality of GPS satellites by the GPS 123, and measures the position of the vehicle from moment to moment. In addition, the positioning unit 12 estimates the vehicle position based on signals output from the vehicle speed sensor 124 and the gyro sensor 125 in order to reduce an error in the position where the radio wave from the GPS satellite does not reach or the position measured by the GPS 123. Further, the position of the vehicle is determined with higher accuracy by comparing the information acquired by the external sensor 122 such as the camera 121 and the radar with the map database 127. In addition, the travel distance can be measured using the distance meter 126. In addition to the GPS 123, a quasi-zenith satellite system or DGPS (differential GPS) can be mounted. The DGPS can receive FM broadcasts or medium waves transmitted from a reference station whose position is known in advance, can correct the positional deviation calculated by the GPS, and can improve the accuracy of the position of the host vehicle.
  • DGPS Differential GPS
  • the camera 121 is arranged on, for example, a front grill of a vehicle, a front bumper, and the like so that a road ahead of the vehicle can be imaged.
  • the external sensor 122 includes, for example, an infrared camera, a millimeter wave radar, a laser radar, an ultrasonic sensor, and the like, and can detect whether or not another vehicle exists in the vicinity of the front and rear of the vehicle. .
  • the HMI 14 includes a display unit, a speaker, an operation unit, and the like, and functions as a user interface between the driver and the driving support device 100.
  • the HMI 14 can provide an application including a navigation function.
  • the traveling control unit 22 accelerates / decelerates the vehicle at a required acceleration / deceleration.
  • the storage unit 13 stores predetermined information received through the communication unit 11.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the concept of the dangerous traveling area of the present embodiment.
  • the horizontal axis indicates the distance from the stop position
  • the vertical axis indicates the speed of the vehicle.
  • the dangerous driving area is an area where the dangerous driving state determined by the stop condition for the vehicle to stop before the intersection and the entry condition for entering the intersection can be expressed by the speed of the vehicle and the distance to the stop position. It is.
  • the dangerous driving area includes a dilemma area and an option area. In the dilemma area, even if the vehicle tries to stop after displaying the yellow signal, it cannot stop before the intersection, and cannot enter the intersection by the end of the yellow signal, and cannot stop or enter safely.
  • the optional area is a state where the vehicle can stop before the intersection to stop after the yellow signal is displayed, and can enter the intersection by the end of the yellow signal. It is an unstable state that is different.
  • Expression (1) is a determination condition E based on the current traveling state of the vehicle.
  • a stop condition C in which the vehicle stops safely before the intersection and waits for a signal can be obtained by Expression (2).
  • g is a standard deceleration of the vehicle
  • ⁇ is a time delay (brake time delay) until the driver steps on the brake after turning yellow. That is, the stop condition C is a curve indicating the vehicle speed at which the vehicle can stop if the vehicle decelerates at the standard deceleration at the start of the yellow signal and the limit of the distance to the stop position.
  • the entry condition L in which the vehicle enters the intersection at the end of the yellow signal and does not meet the signal waiting is obtained by Expression (3).
  • Ty is the yellow signal time.
  • the entry condition L is that the vehicle speed that can reach the intersection and the distance to the stop position within the yellow signal time (before the red signal) when the vehicle turns yellow when traveling. It is a straight line showing.
  • the dilemma region is a region that does not satisfy both of the equations (2) and (3)
  • the option region is a region that satisfies both of the equations (2) and (3).
  • the lower area of the dangerous driving area is an intersection stop area, which can be safely stopped at a stop position before the stop line.
  • the upper area of the dangerous traveling area is an intersection passing area, and is an area where the vehicle can safely enter (pass through) the intersection.
  • the driving support device 100 When the vehicle has a possibility of entering the dangerous driving area (dilemma area and option area) at the start of the yellow signal, that is, as shown in FIG.
  • the position Xy and the speed Vy at the point P are in the dangerous driving area, it is determined whether to accelerate and pass the intersection or to decelerate and stop at the intersection so as not to fall into the dangerous driving area. To do.
  • the driving support device 100 will be described in detail.
  • the vehicle speed sensor 124 has a function as a speed acquisition unit, and acquires vehicle speed information (speed).
  • the communication unit 11 receives signal information of a traffic signal installed at an intersection. Moreover, the communication part 11 has a function as a distance information acquisition part, and acquires the information regarding the distance of a vehicle and an intersection.
  • the information regarding the distance between the vehicle and the intersection may be the distance between the vehicle and the intersection, or the position of the vehicle and the intersection.
  • the traveling state determination unit 15 Based on the distance to the intersection, the speed of the vehicle, and signal information (for example, including signal parameters such as a yellow signal start time and a yellow signal time), the traveling state determination unit 15 is used for the vehicle to stop before the intersection. The dangerous driving state determined by the stop condition and the entry condition for entering the intersection is determined.
  • the determination unit 16 determines whether the vehicle stops at the intersection or passes through the intersection. Whether to stop the vehicle at the intersection or pass through the intersection may be determined, for example, as to whether it is easier to avoid the dangerous driving state.
  • the identifying unit 17 identifies a regenerative time zone in which traveling with regenerative braking or an inertial time zone in which coasting is performed until the vehicle reaches the intersection according to the determination result of the determining unit 16.
  • traveling with regenerative braking for example, a motor is operated as a generator during deceleration, and electric energy generated at that time is used as regenerative energy for charging a storage battery and supplying electric power to an electrical component.
  • coasting the engine and transmission are disconnected to reduce fuel consumption.
  • the charge state acquisition unit 18 acquires the charge state of the storage battery 50 mounted on the vehicle.
  • the state of charge is also referred to as SOC.
  • the SOC is represented by a numerical value between 0 and 1, and indicates the chargeable range of the storage battery 50 based on the upper limit value and the lower limit value.
  • the specifying unit 17 specifies the regeneration time zone or the inertia time zone according to the state of charge acquired by the charge state acquisition unit 18. For example, when the vehicle is decelerated, if the storage battery 50 is in a chargeable state (if it is not fully charged, it has not reached the upper limit value of the charged state), the regeneration time zone is specified and braking is performed. Sometimes regenerative energy can be recovered by giving priority to regenerative braking. Further, when the state of charge of the storage battery 50 reaches the upper limit value and cannot be charged, the inertia time zone can be specified, and the fuel consumption can be suppressed by giving priority to inertial traveling during traveling.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a first example of travel control when the vehicle is stopped at the intersection by the driving support apparatus 100 of the present embodiment.
  • the upper stage shows the state of charge (SOC) of the storage battery 50 and the distance to the vehicle stop position
  • the lower stage shows the relationship between the distance to the vehicle stop position and the speed.
  • SOC state of charge
  • From the stop position to the position of 200 m is a manual operation region in which the driver performs manual operation.
  • the driving assistance device 100 determines whether the vehicle is in a dangerous driving state and performs automatic driving control.
  • the automatic operation start timing is not limited to this.
  • the driving assistance device 100 When it is determined that the vehicle is in a dangerous driving state, automatic speed control is performed by the driving assistance device 100 from this point (position 200 m from the stop position), and first, avoidance control for performing control for avoiding the dangerous driving region. It becomes an area.
  • the driving support device 100 performs the deceleration control at a constant deceleration during the period from the position 200 m from the stop position to the yellow signal start position (time) (while in the avoidance control region). For example, it is possible to decelerate at a constant deceleration ⁇ from the current speed V and reach the target speed Vs on the stop condition C after a time t until the start of the yellow signal.
  • the target speed Vs is a speed that is reached in order to decelerate the vehicle and avoid (escape) it from the dangerous traveling area.
  • the target speed Vs can be calculated as follows. First, when it is determined that the vehicle enters the dilemma area, the speed Vs calculated based on the current traveling state of the vehicle in the above-described formulas (1) and (2) is set as the target speed. The target speed Vs is obtained as the speed at the point A in FIG. 3 and is represented by the equation (4).
  • the lower limit value of the speed Vs calculated based on the current traveling state of the vehicle is set as the target speed in the above formulas (1) and (3).
  • the target speed Vs is expressed by equation (5).
  • the driving support device 100 performs the deceleration control at the standard deceleration from the yellow signal start time (yellow signal start position).
  • the area thereafter becomes a fine adjustment region in which the speed is controlled by fine adjustment control while correcting the stop position according to the road conditions around the stop position.
  • the fine adjustment control the stop position is detected every moment, the distance to the stop position is calculated, and the speed is gradually changed based on the distance to the stop position.
  • the calculating unit 19 calculates the regenerative energy that can be recovered before the vehicle stops.
  • the kinetic energy S of the vehicle is calculated from the vehicle weight and speed.
  • R is the work of running resistance consisting of air resistance, tire rolling resistance, gradient resistance, and acceleration resistance.
  • the air resistance is k ⁇ V 2
  • the tire rolling resistance is ⁇ ⁇ M ⁇ G ⁇ COS ⁇
  • the gradient resistance is M ⁇ G ⁇ SIN ⁇
  • the acceleration resistance is M ⁇ a.
  • k is an air resistance coefficient
  • ⁇ is a rolling resistance coefficient
  • M is a vehicle weight
  • G is a gravitational acceleration
  • ⁇ is an inclination angle of the road surface.
  • the inclination angle of the road surface is acquired from the map database 127, the vehicle weight, the air resistance coefficient, and the gravitational acceleration are stored in the storage unit 13 in advance, and the rolling resistance coefficient is estimated using a tire air pressure sensor or the like. That's fine.
  • the vehicle weight may be corrected using a seat sensor, a fuel gauge, or the like.
  • the vehicle speed is acquired using the vehicle speed sensor 124, and the vehicle acceleration is acquired using the acceleration sensor 128.
  • the specifying unit 17 causes the storage battery 50 to be in a fully charged state when the vehicle stops at an intersection.
  • the adjustment unit 20 determines that the vehicle is to be stopped at the intersection by the determination unit 16, and when the vehicle travels with regenerative braking, the regeneration is performed so that the storage battery 50 is fully charged when the vehicle stops at the intersection. Adjust power generation.
  • the regenerative power generation amount is (Wp + Wc), where Wp is the charging energy required to fully charge the storage battery 50, and Wc is the power consumption required until the vehicle stops (for example, the power consumption of the electrical components). ).
  • the regenerative power generation amount can be adjusted by adjusting the excitation current of MG (ALT) 52.
  • the specifying unit 17 specifies a period from the time when the vehicle is 200 m from the stop position to the time when the vehicle stops as the regeneration time zone. During this time, the vehicle travels with regenerative braking (decelerated travel). Further, when the vehicle stops, the SOC reaches the upper limit value, and the storage battery 50 is in a fully charged state. Thus, since the storage battery 50 can be made to be in a fully charged state, regenerative energy can be recovered without waste.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a second example of travel control when the vehicle is stopped at the intersection by the driving support device 100 of the present embodiment.
  • the driving assistance device 100 performs the deceleration control at a slow deceleration so that the vehicle speed reaches the target speed Vs that satisfies the stop condition C. After reaching the target speed Vs, the speed is maintained and constant speed control is performed until the yellow signal start time.
  • the specifying unit 17 specifies the regenerative time zone and performs traveling with regenerative braking. Further, in the avoidance control area, while the vehicle is traveling at a constant speed, the identifying unit 17 identifies the inertia time zone and performs inertial traveling. Further, in the standard deceleration control region, while the vehicle is decelerating at the standard deceleration, the specifying unit 17 specifies the regenerative time zone and performs traveling with regenerative braking.
  • specification part 17 specifies an inertia time zone from the acquired time, when the charge condition acquisition part 18 acquires a charge stop state.
  • the charge stop state is, for example, a state in which the SOC (charge state) has reached an upper limit value, the storage battery 50 is in a fully charged state, and can be in a state in which charging is impossible any more.
  • the storage battery 50 becomes fully charged.
  • the timing for switching from running with regenerative braking to inertia running may be obtained based on, for example, the state of charge of the storage battery 50, the difference between the current speed of the vehicle and the target speed Vs.
  • the regenerative energy is not collected, and the SOC of the storage battery 50 gradually decreases.
  • the vehicle is controlled to decelerate at the standard deceleration, and the regenerative energy is recovered. Also in this case, the regenerative power generation amount is adjusted so that the storage battery 50 is fully charged when the vehicle stops at the intersection.
  • specification part 17 can specify a regeneration time slot
  • the charge start state is, for example, a state in which the SOC (charge state) is not the upper limit value but has reached a chargeable state, and charging is started.
  • the vehicle When the vehicle is coasting, if the charging state of the storage battery 50 is not the upper limit value but is in a chargeable state, the vehicle is switched to traveling with regenerative braking, and the storage battery 50 is charged using regenerative energy. Regenerative energy can be recovered without waste.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a third example of travel control when the vehicle is stopped at the intersection by the driving support apparatus 100 of the present embodiment.
  • 3rd Example the case where the regenerative energy calculated in the calculation part 19 is smaller than the charging energy required to make the storage battery 50 into a full charge state is shown. That is, the specifying unit 17 specifies the regenerative time zone when the regenerative energy calculated by the calculating unit 19 is smaller than the charging energy required to bring the storage battery 50 into a fully charged state. Thereby, all regenerative energy can be allocated to charge of the storage battery 50, and all regenerative energy can be collect
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of travel control when the vehicle passes through an intersection by the driving support apparatus 100 of the present embodiment.
  • the upper row shows the state of charge (SOC) of the storage battery 50 and the distance to the vehicle stop position
  • the lower row shows the relationship between the distance to the vehicle stop position and the speed.
  • SOC state of charge
  • From the stop position to the position of 200 m is a manual operation region in which the driver performs manual operation.
  • the driving assistance device 100 determines whether or not the vehicle is in a dangerous driving state and performs automatic driving control.
  • the automatic operation start timing is not limited to this.
  • the driving support device 100 When it is determined that the vehicle is in a dangerous driving state, from this point, the driving support device 100 becomes an avoidance control region in which automatic speed control is performed and control for avoiding the dangerous driving region is performed.
  • the dangerous traveling region is a dilemma region
  • the driving support device 100 performs acceleration control at a moderate acceleration so that the vehicle speed reaches a target speed that satisfies the entry condition L. After reaching the target speed, the speed is maintained and constant speed control is performed until the yellow signal starts.
  • the driving support device 100 finely adjusts the speed while correcting the distance to the stop position after the time when the camera 121 detects the stop line, and the vehicle enters (passes) the intersection at the end of the yellow signal. Can be controlled.
  • the specifying unit 17 specifies the inertia time zone. For example, fuel consumption can be suppressed by allowing the vehicle to coast and pass through an intersection.
  • the target speed calculation unit 21 calculates a target speed Vr that satisfies the approach condition L.
  • the target speed Vr is a speed for the vehicle to pass through the intersection safely.
  • ⁇ is a rolling resistance coefficient
  • M is a vehicle weight
  • G is a gravitational acceleration
  • ⁇ is an inclination angle of a road surface
  • k is an air resistance coefficient.
  • the target speed Vr corresponds to the initial value of the solution of the above-described differential equation so as to be a speed one-position locus satisfying the entry condition L in FIG.
  • the inclination angle of the road surface is acquired from the map database 127, the vehicle weight, the air resistance coefficient, and the gravitational acceleration are stored in the storage unit 13 in advance, and the rolling resistance coefficient is estimated using a tire air pressure sensor or the like. That's fine.
  • the vehicle weight may be corrected using a seat sensor or a fuel gauge.
  • the vehicle speed is acquired using the vehicle speed sensor 124, and the vehicle acceleration is acquired using the acceleration sensor 128.
  • the specifying unit 17 specifies the inertia time zone from the time when the vehicle accelerates and the vehicle speed reaches the target speed Vr.
  • the vehicle is gently accelerated at a position 200 m from the stop position, and the vehicle is switched to coasting when the vehicle speed reaches the target speed Vr that satisfies the entry condition L. That is, when passing the intersection, after the vehicle is accelerated and reaches the target speed Vr, fuel consumption can be suppressed by performing inertial running.
  • the traveling control unit 22 performs control so that the vehicle performs traveling accompanied by regenerative braking or inertia traveling according to the regenerative time zone or inertia time zone specified by the specifying unit 17. .
  • traveling control can be performed by switching between traveling with regenerative braking and inertial traveling.
  • FIG. 9, FIG. 10 and FIG. 11 are flowcharts showing an example of the processing procedure of the driving support apparatus 100 of the present embodiment.
  • the processing subject will be described as the control unit 10 for convenience.
  • the control unit 10 determines whether or not there is communication with the optical beacon 200 (S11). If there is no communication (NO in S11), the control unit 10 continues the process of step S11 and waits for communication with the optical beacon 200.
  • the control unit 10 When there is communication with the optical beacon 200 (YES in S11), the control unit 10 includes the communication point, the stop position and the position information on the road device from the optical beacon 200, the yellow signal start time and the yellow signal time of the traffic light, and the like. Signal information is received (S12). It is also possible to acquire the distance from the stop position to the communication point and the distance from the stop position to the road device.
  • the control unit 10 calculates the distance to the stop position (S13), determines whether or not a signal is received from the road devices 301 and 302 (S14), and if the signal is received (YES in S14), the stop position Is corrected (S15). For example, if the distance from the stop position to the point of communication with the road devices 301 and 302 is L, the position of the vehicle is corrected to be at the distance L from the stop position. Thereby, the distance error accumulated as the vehicle travels toward the stop position can be reset, and the accuracy of the distance to the stop position can be improved. When the signal is not received (NO in S14), the control unit 10 performs the process of step S16 described later without performing the process of step S15.
  • the control unit 10 determines whether or not it is an automatic driving start timing (S16).
  • the automatic driving start timing is a point at a predetermined distance (for example, 200 m) from the stop position, a point in time until switching to a yellow signal reaches a predetermined time (for example, 5 to 10 seconds), the last road device
  • the time of communication with 302 or the time of communication with the optical beacon 200 can be set as appropriate.
  • the automatic driving start timing can be changed according to the speed of the vehicle.
  • control unit 10 When it is the automatic driving start timing (YES in S16), the control unit 10 specifies the dangerous traveling area (S17), and determines whether or not the vehicle enters the dangerous traveling area (S18). If it is not the automatic driving start timing (NO in S16), the control unit 10 continues the processing from step S13.
  • control unit 10 determines stop or passage at the intersection (S19). When the vehicle does not enter the dangerous travel area (NO in S18), the control unit 10 ends the process.
  • the control unit 10 calculates a target speed that satisfies the stop condition (S20), and obtains the state of charge of the storage battery 50 (S21).
  • the control unit 10 calculates the maximum regenerative energy (regenerative energy) that can be recovered before the vehicle stops at the intersection (S22), and determines whether the maximum regenerative energy is larger than the accumulable energy of the storage battery 50 (S23). ).
  • the control unit 10 When the maximum regenerative energy is larger than the energy that can be stored in the storage battery 50 (YES in S23), the control unit 10 performs deceleration control with a moderate deceleration (S24). That is, traveling control with regenerative braking is performed. The control unit 10 collects regenerative energy (S25) and charges the storage battery 50.
  • the control unit 10 determines whether or not the state of charge of the storage battery 50 has reached the upper limit value of the SOC (S26). If the SOC has reached the upper limit value of the SOC (YES in S26), the inertial running is performed from the running control with regenerative braking. Switch to control (S27). When the SOC upper limit value has not been reached (NO in S26), the control unit 10 performs the process of step S28 described later without performing the process of step S27.
  • the control unit 10 determines whether or not it is the yellow signal start time (S28). In addition, it is good also as a structure which replaces with the structure which determines whether it is a yellow signal start time, or whether predetermined time passed since the yellow signal start time.
  • the predetermined time is a time delay (brake time delay) until the driver steps on the brake when the driver switches to the yellow signal, and is, for example, about 0.5 seconds.
  • the control part 10 adjusts the amount of regenerative electric power generation (S29), and performs the process of below-mentioned step S33.
  • the control unit 10 performs the process of step S24.
  • the control unit 10 When the maximum regenerative energy is not greater than the energy that can be stored in the storage battery 50 (NO in S23), the control unit 10 performs deceleration control (S30). That is, traveling control with regenerative braking is performed. The control unit 10 collects regenerative energy (S31) and charges the storage battery 50.
  • the control unit 10 determines whether or not it is the yellow signal start time (S32), and when it is not the yellow signal start time (NO in S32), the process of step S30 is performed. When it is a yellow signal start time (it is YES at S32), the control part 10 performs deceleration control by standard deceleration (S33). That is, traveling control with regenerative braking is performed. The control unit 10 collects regenerative energy (S34), stops the vehicle at the stop position (S35), and ends the process.
  • the control unit 10 calculates a target speed that satisfies the approach condition (S36), and performs speed control with a moderate acceleration / deceleration (S37). The control unit 10 determines whether or not the speed of the vehicle has reached the target speed (S38). If the target speed has not been reached (NO in S38), the process of step S37 is performed.
  • control unit 10 When the vehicle speed reaches the target speed (YES in S38), the control unit 10 performs inertial running control (S39), passes the vehicle through the intersection (S40), and ends the process.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing another example of the outline of the vehicle driving support system of the present embodiment.
  • the optical beacon 200 can be provided at a position of about 200 m to 1000 m upstream of the stop line.
  • a radio wave beacon, DSRC, or the like can be used instead of the optical beacon 200.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing another example of the outline of the vehicle driving support system of the present embodiment.
  • a communication device 400 is provided in addition to the optical beacon 200 and the road devices 301 and 302.
  • the communication device 400 has a mid-range communication function such as a wireless LAN, and transmits signal information over a wide range.
  • the communication device 400 may use a device that performs processing such as signal control, traffic information collection, and traffic information provision.
  • the communication device 400 is not limited to mid-range communication, and may be a device having a wide-area communication function such as FM broadcast, mobile phone, and Internet communication.
  • the driving support apparatus 100 of the present embodiment can also be realized using a general-purpose computer that includes a CPU (processor), a RAM, and the like. That is, as shown in FIG. 8 to FIG. 11, a computer program that defines the procedure of each process is loaded into a RAM provided in the computer, and the computer program is executed by a CPU (processor), thereby supporting driving on the computer.
  • the apparatus 100 can be realized.
  • the traveling control unit 22 is configured to automatically control traveling and inertial traveling with regenerative braking.
  • the present invention is not limited to this.
  • traveling or inertial traveling with regenerative braking is performed.
  • the driver may be instructed about the timing to be performed, the target speed, and the like, and the driver may drive the vehicle based on the instruction.

Abstract

低燃費走行を支援することができる運転支援装置、運転支援システム及び運転支援方法を提供する。 運転支援装置は、車両の速度情報を取得する速度取得部と、車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得部と、交差点までの距離、車両の速度及び信号情報に基づいて、車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を判定する走行状態判定部と、走行状態判定部で危険走行状態にあると判定した場合、車両に交差点で停止させるか又は交差点を通過させるかを決定する決定部と、決定部の決定結果に応じて、車両が交差点に到達するまでの間、回生制動を伴う走行を行う回生時間帯又は惰性走行を行う惰性時間帯を特定する特定部とを備える。

Description

運転支援装置、運転支援システム及び運転支援方法
本発明は、車両の運転を支援する運転支援装置、該運転支援装置を備える運転支援システム及び運転支援方法に関する。
車両の安全運転支援には、走行中の車両を減速させて停止させる停止制御に関する技術、信号の切り替え時間を考慮したジレンマ制御に関する技術、車両の走行データ等を収集する技術、車両の位置を検出する技術など多くの技術が適用されている。
例えば、車両の進行方向上の次の信号機に到達するまでの到達時間を算出し、信号機が青から黄又は赤に変化するまでの変化時間を取得し、到達時間が変化時間より大きい場合、信号機が青の間に通過することが困難であるとして運転者に通知する車両運転支援装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開２０１０−２４４３０８号公報
しかし、特許文献１の装置は、交差点で車両を停止させる必要がある場合に、運転者に対して減速するよう促すことはできるものの、低燃費走行に関する運転支援については考慮されていない。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、低燃費走行を支援することができる運転支援装置、該運転支援装置を備える運転支援システム及び運転支援方法を提供することを目的とする。
本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、交差点に設置された交通信号機の信号情報を受信して車両の運転を支援する運転支援装置であって、車両の速度情報を取得する速度取得部と、前記車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得部と、前記交差点までの距離、前記車両の速度及び前記信号情報に基づいて、前記車両が前記交差点の手前に停止するための停止条件及び前記交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を判定する走行状態判定部と、該走行状態判定部で前記危険走行状態にあると判定した場合、前記車両に前記交差点で停止させるか又は該交差点を通過させるかを決定する決定部と、該決定部の決定結果に応じて、前記車両が前記交差点に到達するまでの間、回生制動を伴う走行を行う回生時間帯又は惰性走行を行う惰性時間帯を特定する特定部とを備える。
本発明の実施の形態に係る運転支援システムは、前述の発明のいずれか１つに係る運転支援装置と、交差点に設置された交通信号機の信号情報を送信する送信装置とを備え、前記運転支援装置は、前記送信装置が送信した信号情報を受信するようにしてある。
本発明の実施の形態に係る運転支援方法は、交差点に設置された交通信号機の信号情報を受信して車両の運転を支援する運転支援方法であって、車両の速度情報を速度取得部が取得するステップと、前記車両と交差点との距離に関する情報を距離情報取得部が取得するステップと、前記交差点までの距離、前記車両の速度及び前記信号情報に基づいて、前記車両が前記交差点の手前に停止するための停止条件及び前記交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を走行状態判定部が判定するステップと、前記危険走行状態にあると判定された場合、前記車両に前記交差点で停止させるか又は該交差点を通過させるかを決定部が決定するステップと、決定結果に応じて、前記車両が前記交差点に到達するまでの間、回生制動を伴う走行を行う回生時間帯又は惰性走行を行う惰性時間帯を特定部が特定するステップとを含む。
本発明によれば、低燃費走行を支援することができる。
本発明に係る運転支援システムの概要を示す模式図である。
本実施の形態の運転支援装置の構成の一例を示すブロック図である。
本実施の形態の危険走行領域の概念を示す説明図である。
本実施の形態の運転支援装置による車両に交差点で停止させる場合の走行制御の第１実施例を示す説明図である。
本実施の形態の運転支援装置による車両に交差点で停止させる場合の走行制御の第２実施例を示す説明図である。
本実施の形態の運転支援装置による車両に交差点で停止させる場合の走行制御の第３実施例を示す説明図である。
本実施の形態の運転支援装置による車両に交差点を通過させる場合の走行制御の一例を示す説明図である。
本実施の形態の運転支援装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態の運転支援装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態の運転支援装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態の運転支援装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態の車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。
本実施の形態の車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。
［本願発明の実施形態の説明］
（１）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、交差点に設置された交通信号機の信号情報を受信して車両の運転を支援する運転支援装置であって、車両の速度情報を取得する速度取得部と、前記車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得部と、前記交差点までの距離、前記車両の速度及び前記信号情報に基づいて、前記車両が前記交差点の手前に停止するための停止条件及び前記交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を判定する走行状態判定部と、該走行状態判定部で前記危険走行状態にあると判定した場合、前記車両に前記交差点で停止させるか又は該交差点を通過させるかを決定する決定部と、該決定部の決定結果に応じて、前記車両が前記交差点に到達するまでの間、回生制動を伴う走行を行う回生時間帯又は惰性走行を行う惰性時間帯を特定する特定部とを備える。
（１１）本発明の実施の形態に係る運転支援システムは、前述の発明のいずれか１つに係る運転支援装置と、交差点に設置された交通信号機の信号情報を送信する送信装置とを備え、前記運転支援装置は、前記送信装置が送信した信号情報を受信するようにしてある。
（１２）本発明の実施の形態に係る運転支援方法は、交差点に設置された交通信号機の信号情報を受信して車両の運転を支援する運転支援方法であって、車両の速度情報を速度取得部が取得するステップと、前記車両と交差点との距離に関する情報を距離情報取得部が取得するステップと、前記交差点までの距離、前記車両の速度及び前記信号情報に基づいて、前記車両が前記交差点の手前に停止するための停止条件及び前記交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を走行状態判定部が判定するステップと、前記危険走行状態にあると判定された場合、前記車両に前記交差点で停止させるか又は該交差点を通過させるかを決定部が決定するステップと、決定結果に応じて、前記車両が前記交差点に到達するまでの間、回生制動を伴う走行を行う回生時間帯又は惰性走行を行う惰性時間帯を特定部が特定するステップとを含む。
速度取得部は、車両（例えば、自車両、運転支援装置が搭載された車両）の速度情報（速度）を取得する。距離情報取得部は、車両と交差点との距離に関する情報を取得する。車両と交差点との距離に関する情報は、車両と交差点との距離でもよく、あるいは、車両及び交差点の位置であってもよい。
走行状態判定部は、交差点までの距離、車両の速度及び信号情報（例えば、黄信号開始時点、黄信号時間などの信号パラメータを含む）に基づいて、車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を判定する。
危険走行状態は、例えば、ジレンマ状態とオプション状態がある。ジレンマ状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとしても交差点の手前に停止できず、かつ黄信号の終了時点までに交差点に進入できない状態であり、安全に停止又は進入できない状態である。また、オプション状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとして交差点の手前に停止でき、かつ黄信号の終了時点までに交差点に進入できる状態であり、運転者の特性により車両が停止するのか又は進入するのかが異なる不安定な状態である。すなわち、ある時点（例えば、黄信号開始時点）での車両の状態量（車両の位置と速度など）がジレンマ領域又はオプション領域内にある場合、車両は危険走行状態にあると判定できる。この場合、車両の位置は、車両から停止位置までの距離のような相対的な位置でもよく、あるいは、座標のような絶対的な位置でもよい。
決定部は、走行状態判定部で危険走行状態を判定し、車両に交差点で停止させるか又は交差点を通過させるかを決定する。車両を交差点で停止させるか、あるいは交差点を通過させるかは、例えば、危険走行状態からの回避が容易な方を決定すればよい。
特定部は、決定部の決定結果に応じて、車両が交差点に到達するまでの間、回生制動を伴う走行を行う回生時間帯又は惰性走行を行う惰性時間帯を特定する。回生制動を伴う走行では、例えば、減速時にモータを発電機として作用させて、そのときに発生する電気エネルギーを回生エネルギーとして蓄電池の充電及び電装品への電力供給に充当する。また、惰性走行では、エンジンとトランスミッションとの接続を切り、燃料消費量を抑える。すなわち、車両を交差点で停止させると決定した場合に、車両を減速するときには、回生制動を優先して、回生エネルギーを蓄電池への充電に用いることにより、回生エネルギーを無駄なく回収して燃費向上を図る。また、車両を、交差点を通過させると決定した場合に、車両の速度が安全に交差点を通過できる速度に達したときは、惰性走行を行って燃料消費量を抑えることができるので、低燃費走行を支援することができる。
（２）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、前記車両に搭載された蓄電池の充電状態を取得する充電状態取得部を備え、前記特定部は、前記充電状態取得部で取得した充電状態に応じて、前記回生時間帯又は惰性時間帯を特定するようにしてある。
充電状態取得部は、車両に搭載された蓄電池の充電状態を取得する。特定部は、充電状態取得部で取得した充電状態に応じて、回生時間帯又は惰性時間帯を特定する。例えば、車両を減速する場合に、蓄電池が充電可能な状態（満充電状態ではない場合、充電状態の上限値に到達していない状態）であるときは、回生時間帯を特定して回生ブレーキを優先して回生エネルギーを回収することができる。また、蓄電池の充電状態が上限値に達し充電不可の状態であるときは、惰性時間帯を特定し、惰性走行を優先して燃料消費量を抑制することができる。
（３）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、前記決定部で前記車両に前記交差点で停止させると決定した場合に、該車両が停止するまでに回収可能な回生エネルギーを算出する算出部を備え、前記特定部は、前記算出部で算出した回生エネルギーが、前記蓄電池を満充電状態にするのに要する充電エネルギーよりも大きい場合、前記車両が前記交差点で停止したときに前記蓄電池が満充電状態となるように前記回生時間帯又は惰性時間帯を特定するようにしてある。
算出部は、決定部で車両に交差点で停止させると決定した場合に、車両が停止するまでに回収可能な回生エネルギーを算出する。回収可能な回生エネルギーＥｇは、例えば、車両の運動エネルギーをＳ、交差点で停止するまでに車両の走行に要するエネルギーをＲ、発電機又はオルタネータの発電効率をｅとすると、Ｅｇ＝（Ｓ−Ｒ）×ｅという式で求めることができる。車両の運動エネルギーＳは車両重量と速度から算出する。Ｒは空気抵抗、タイヤ転がり抵抗、勾配抵抗、加速抵抗からなる走行抵抗がする仕事である。空気抵抗はｋ×Ｖ２、タイヤ転がり抵抗はμ×Ｍ×Ｇ×ＣＯＳθ、勾配抵抗はＭ×Ｇ×ＳＩＮθ、加速抵抗はＭ×ａとする。ここで、ｋは空気抵抗係数、μは転がり抵抗係数、Ｍは車両重量、Ｇは重力加速度、θは路面の傾斜角である。なお、路面の傾斜角は地図データベースから取得し、車両重量、空気抵抗係数及び重力加速度は、予め記憶部に記憶しておき、転がり抵抗係数は、タイヤ空気圧センサなどを利用して推定すればよい。車両重量は、シートセンサや燃料計などを利用して補正してもよい。車両速度は、車速センサ、車両加速度は、加速度センサを用いて取得する。特定部は、算出部で算出した回生エネルギーが、蓄電池を満充電状態にするのに要する充電エネルギーよりも大きい場合、車両が交差点で停止したときに蓄電池が満充電状態となるように回生時間帯又は惰性時間帯を特定する。車両が停止したときに蓄電池が満充電状態となるように、回生制動を伴う走行と惰性走行とを組み合わせることにより、燃料消費量を抑えて走行距離を稼ぎつつ回生エネルギーを無駄なく回収することができる。
（４）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、前記充電状態取得部は、前記蓄電池の充電停止状態を取得するようにしてあり、前記特定部は、前記充電状態取得部で充電停止状態を取得したときは、該取得した時点から前記惰性時間帯を特定するようにしてある。
充電状態取得部は、蓄電池の充電停止状態を取得する。充電停止状態は、例えば、ＳＯＣ（充電状態）が上限値に到達した状態であり、蓄電池が満充電状態であり、これ以上充電不可の状態とすることができる。特定部は、充電状態取得部で充電停止状態を取得したときは、取得した時点から惰性時間帯を特定する。例えば、回生エネルギーを用いて蓄電池を充電した場合に、蓄電池が満充電状態になったときは、惰性走行に切り替えることにより、走行距離を稼いで燃費向上を図ることができる。
（５）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、前記充電状態取得部は、前記蓄電池の充電開始状態を取得するようにしてあり、前記特定部は、前記充電状態取得部で充電開始状態を取得したときは、該取得した時点から前記回生時間帯を特定するようにしてある。
充電状態取得部は、蓄電池の充電開始状態を取得する。充電開始状態は、例えば、ＳＯＣ（充電状態）が上限値ではなく、充電可能な状態に到達した状態であり、充電を開始する状態である。特定部は、充電状態取得部で充電開始状態を取得したときは、取得した時点から回生時間帯を特定する。例えば、車両が惰性走行を行った場合に、蓄電池の充電状態が上限値ではなく、充電可能な状態になったときは、回生制動を伴う走行に切り替えて、回生エネルギーを用いて蓄電池を充電して回生エネルギーを無駄なく回収することができる。
（６）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、前記決定部で前記車両に前記交差点で停止させると決定し、前記車両が回生制動を伴う走行をした場合に、前記車両が前記交差点で停止したときに前記蓄電池が満充電状態となるように回生発電量を調整する調整部を備える。
調整部は、決定部で車両に交差点で停止させると決定し、車両が回生制動を伴う走行をした場合に、車両が交差点で停止したときに蓄電池が満充電状態となるように回生発電量を調整する。蓄電池を満充電状態にするのに必要な充電エネルギーをＷｐとし、車両が停止するまでに必要な消費電力量（例えば、電装品の消費電力量）をＷｃとすると、回生発電量が（Ｗｐ＋Ｗｃ）となるように調整する。回生発電量の調整は、発電機の励磁電流を調整すればよい。これにより、蓄電池が満充電状態になるようにすることができるので、回生エネルギーを無駄なく回収することができる。
（７）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、前記特定部は、前記算出部で算出した回生エネルギーが、前記蓄電池を満充電状態にするのに要する充電エネルギーよりも小さい場合、前記回生時間帯を特定するようにしてある。
特定部は、算出部で算出した回生エネルギーが、蓄電池を満充電状態にするのに要する充電エネルギーよりも小さい場合、回生時間帯を特定する。これにより、回生エネルギーをすべて蓄電池の充電に割り当てることができ、回生エネルギーをすべて回収することができる。
（８）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、前記特定部は、前記決定部で前記車両に前記交差点を通過させると決定した場合、前記惰性時間帯を特定するようにしてある。
特定部は、決定部で車両に交差点を通過させると決定した場合、惰性時間帯を特定する。例えば、車両を惰性走行させて交差点を通過させることにより、燃料消費量を抑制することができる。
（９）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、前記進入条件を満たす目標速度を算出する目標速度算出部を備え、前記特定部は、前記車両が加速又は減速し該車両の速度が前記目標速度に達した時点から前記惰性時間帯を特定するようにしてある。
目標速度算出部は、進入条件を満たす目標速度を算出する。目標速度は、車両が安全に交差点を通過するための速度である。特定部は、例えば、車両が加速又は減速し車両の速度が目標速度に達した時点から惰性時間帯を特定する。交差点を通過させる場合に、車両を加速して目標速度に達した後は、惰性走行を行うことにより、燃料消費量を抑制することができる。
（１０）本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、前記特定部が特定した回生時間帯又は惰性時間帯に応じて前記車両が回生制動を伴う走行又は惰性走行を行うべく制御する走行制御部を備える。
走行制御部は、特定部が特定した回生時間帯又は惰性時間帯に応じて車両が回生制動を伴う走行又は惰性走行を行うべく制御する。これにより、回生制動を伴う走行と惰性走行とに切り替えて走行制御することができる。
［本願発明の実施形態の詳細］
　以下、本発明に係る運転支援装置、運転支援システム及び運転支援方法の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る運転支援システムの概要を示す模式図である。本発明に係る運転支援システムでは、停止位置から道路に沿って適長の離隔距離（例えば、２００ｍ）を有して路上装置３０１、３０２を設置してある。また、路上装置３０１の上流側（例えば、路上装置３０１から上流３００ｍ程度）に、光ビーコン２００を設置している。
図１に示すような交差点は複数設けられ、各交差点は車両の自動速度制御を行う自動速度制御対象交差点又は車両の自動速度制御を行わない自動速度制御非対象交差点のいずれかに設定されている。自動速度制御対象交差点は、例えば、事故の多い交差点、見通しの悪い交差点（交差点の直前がカーブしている等）、交通量のやや多い時間帯、夜間、事故の多い時間帯、機器の故障の有無等が根拠となるので、時間的に可変とした方が現実的である。この意味で、路上装置から、自動速度制御対象交差点の有無の情報を入手してもよい。自動速度制御対象交差点では、交差点の上流側の道路を走行する車両の速度制御を運転支援装置で行い運転者の運転支援を行う。運転支援装置を搭載した自車両を以下車両とも称する。
路上装置３０１、３０２は、例えば、超音波感知器、ＩＣタグ、磁気ネール、光センサ等であり、電波、音波、光、磁気などをセンシングすることにより交信地点を特定することができるものである。路上装置３０１、３０２は、道路上に運転支援装置との交信領域を有する。車両が交信領域を通過する際に、運転支援装置は、路上装置３０１、３０２から交信領域を通過することを示す信号を受信する。なお、路上装置３０１、３０２は、運転支援装置との間で一方向通信を行うものでも双方向通信を行うものでもよい。また、路上装置３０１、３０２は、通信を目的としたものでなく、単に計測のための信号を発するだけでもよい。
光ビーコン２００は、道路上に運転支援装置との通信領域を有する。車両が通信領域を通過する際に、運転支援装置は、光ビーコン２００から所定の情報を受信する。所定の情報は、例えば、通信地点の位置情報、停止位置の位置情報（例えば、停止位置までの距離、停止位置の絶対位置など）、路上装置３０１、３０２の位置情報（例えば、停止位置から交信領域までの距離、交信領域の絶対位置など）、信号機の信号情報（例えば、黄信号開始時点及び黄信号時間など）などである。なお、光ビーコン２００に代えて、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｓｈｏｒｔ　Ｒａｎｇｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：狭域通信）などを用いることもできる。
車両が交差点に向かって道路を走行する場合、運転支援装置は、光ビーコン２００との通信により、所定の情報を取得する。例えば、運転支援装置は、この時点で停止位置までの距離が、例えば、７００ｍであることを確認することができる。また、運転支援装置は、車両が交差点に向かって道路をさらに走行し、運転支援装置が路上装置３０１と交信することにより、運転支援装置は、車両の位置が停止位置から４００ｍの地点にあることを確認することができる。すなわち、運転支援装置は、停止位置までの距離を補正することができる。例えば、カメラ、レーダ、超音波センサなどの外界センサで取得した情報と地図データベースを照合して、自車位置を推定し、停止位置までの距離を補正してもよい。また、運転支援装置が路上装置３０２と交信した場合も同様である。これにより、運転支援装置は、交差点の上流地点で、予め停止位置までの距離を精度良く把握しておくことができる。
交差点が自動速度制御対象交差点である場合、運転支援装置は、停止位置（交差点）までの距離、車両の速度、交差点に設置された信号機の黄信号開始時点及び黄信号時間及び所定の標準減速度などに基づいて、ある時点（例えば、黄信号開始時点）での車両の状態量（車両の停止位置までの距離と速度など）が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される危険走行状態を判定する。標準減速度は、あくまで車両の速度変化を示すものであり、制動操作の操作内容又は操作のタイミングとは無関係である。標準減速度は、例えば、黄信号に変わって車両の制動を開始する場合など、停止判断時点から反射反応（０．５秒）より十分長い時間（例えば、２秒以上）を経過してから減速操作を行うときにみられる減速度を意味している。つまり、急ブレーキをかけずに余裕のある停止を目的とするときにみられる減速度を意味している。なお、運転支援装置が標準減速度での速度制御を実施するタイミングは、反射反応より十分長い時間、あるいは反射反応の時間に限らない。一般的には、標準減速度は、平地乾燥路面で、およそ２~３ｍ／ｓ２である。
運転支援装置は、危険走行状態にあると判定した場合、車両に対して交差点を通過させるか又は交差点で停止させるかを判定する。危険走行状態を回避するために、例えば、車両を停止させる場合には、車両を緩やかな減速度で減速するための処理を行い、あるいは、車両を交差点に進入させる場合（交差点を通過させる場合）には、車両を緩やかな加速度で加速するための処理を行う。
図２は本実施の形態の運転支援装置１００の構成の一例を示すブロック図である。運転支援装置１００は、装置全体を制御する制御部１０、通信部１１、測位部１２、記憶部１３、ＨＭＩ（ヒューマン・マシン・インタフェース）１４、走行状態判定部１５、決定部１６、特定部１７、充電状態取得部１８、算出部１９、調整部２０、目標速度算出部２１、走行制御部２２などを備える。また、測位部１２は、カメラ１２１、外界センサ１２２、ＧＰＳ１２３、車速センサ１２４、ジャイロセンサ１２５、距離計１２６、地図データベース１２７、加速度センサ１２８などを備える。
また、車両（自車両）は、蓄電池５０、エンジン５１、ＭＧ（ＡＬＴ）５２（モータ発電機、オルタネータ）、変速機５３、ブレーキペダル５４などを備える。
制御部１０は、時計を内蔵し、専用のハードウエア回路で構成してもよく、又は予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行する構成であってもよい。
通信部１１は、光ビーコン２００との間で路車間通信を行う通信機能を有する。なお、通信部１１は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣなどの狭域通信に限定されるものではなく、例えば、中域通信としてＵＨＦ帯又はＶＨＦ帯等の無線ＬＡＮ機能を備えるものでもよく、あるいは、広域通信として携帯電話、ＰＨＳ、多重ＦＭ放送、インターネット通信などの通信機能を備えるものでもよい。また、通信部１１は、路上装置３０１、３０２が送信する信号を受信する受信機能を備えている。なお、路上装置は通信を目的としたものでなく、単に路上装置が計測のための信号を発するものであればよく、通信部１１はそのための信号であることを検知するために受信するものである。
測位部１２は、複数のＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ１２３で受け取り、車両の位置を時々刻々測位する。また、測位部１２は、ＧＰＳ衛星からの電波が届かない場所、あるいはＧＰＳ１２３により測位される位置の誤差を小さくするため、車速センサ１２４、ジャイロセンサ１２５から出力される信号に基づいて車両位置を推定し、さらに、カメラ１２１、レーダなどの外界センサ１２２で取得した情報と地図データベース１２７を照合することにより車両の位置をさらに精度良く測位する。また、距離計１２６を用いて、走行距離を計測することができる。なお、ＧＰＳ１２３に加えて、準天頂衛星システム又はＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）を搭載することもできる。ＤＧＰＳは、予め位置が分かっている基準局から発信されるＦＭ放送又は中波を受信し、ＧＰＳで算出した位置のずれを補正することができ、自車の位置の精度を向上させることができる。
カメラ１２１は、例えば、車両のフロントグリル、前部バンパなどに配置され、車両前方の道路を撮像できるようにしてある。外界センサ１２２は、例えば、赤外線カメラ、ミリ波レーダ、レーザ・レーダ、超音波センサなどを含み、車両の前方及び後方などの周囲に他の車両等が存在するか否かを検出することができる。
ＨＭＩ１４は、表示部、スピーカ及び操作部などを備え、運転者と運転支援装置１００とのユーザインタフェースとして機能する。また、ＨＭＩ１４は、ナビゲーション機能を含むアプリの提供を行うことができる。
走行制御部２２は、所要の加減速度で車両を加減速させる。
記憶部１３は、通信部１１を通じて受信された所定の情報を記憶する。
図３は本実施の形態の危険走行領域の概念を示す説明図である。図中、横軸は停止位置からの距離を示し、縦軸は車両の速度を示す。危険走行領域は、車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を車両の速度と停止位置までの距離とにより表すことができる領域である。危険走行領域は、ジレンマ領域とオプション領域とを含む。ジレンマ領域は、車両が黄信号表示後に停止しようとしても交差点の手前に停止できず、かつ黄信号の終了時点までに交差点に進入できない状態であり安全に停止又は進入できない状態である。また、オプション領域は、車両が黄信号表示後に停止しようとして交差点の手前に停止でき、かつ黄信号の終了時点までに交差点に進入できる状態であり、運転者の特性により車両が停止するのか又は進入するのかが異なる不安定な状態である。
図３において、停止位置を基準とした車両の現在位置をＸ、現在速度をＶ、黄信号開始となるまでの時間をｔ（０＜ｔ＜信号周期）とする。黄信号開始時刻での車両の位置Ｘｙは、車両の加速度が変化しないとすれば、式（１）で求められる。式（１）は、現在の車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
一方、車両が交差点の手前で安全に停止し、信号待ちになる停止条件Ｃは、式（２）で求められる。ここで、ｇは、車両の標準減速度であり、αは黄信号になってから運転者がブレーキを踏むまでの時間遅れ（ブレーキの時間遅れ）である。すなわち、停止条件Ｃは、黄信号開始時に車両が標準減速度で減速したならば、車両が停止することができる車両の速度と停止位置までの距離の限界を示す曲線である。
車両が黄信号の終了時点で交差点に進入し、信号待ちに会わない進入条件Ｌは、式（３）で求められる。ここで、Ｔｙは黄信号時間である。すなわち、進入条件Ｌは、車両が走行中に黄信号になった場合、その黄信号時間内（赤信号になる前）に交差点まで到達することができる車両の速度と停止位置までの距離の限界を示す直線である。
ジレンマ領域は、式（２）及び式（３）の両者とも満足しない領域であり、オプション領域は、式（２）及び式（３）の両者とも満足する領域である。なお、図中、危険走行領域の下側の領域は交差点停止領域であり、停止線手前などの停止位置に安全に停止することができる領域である。また、危険走行領域の上側の領域は交差点通過領域であり、安全に交差点に進入（通過）することができる領域である。
運転支援装置１００は、車両が黄信号開始時点で危険走行領域（ジレンマ領域及びオプション領域）に突入する可能性がある場合、すなわち、図３に示すように、車両の状態量（図３中、点Ｐにおける位置Ｘｙ及び速度Ｖｙ）が危険走行領域内にある場合、危険走行領域に陥らないように回避すべく、加速して交差点を通過するか、あるいは減速して交差点で停止するかを決定する。以下、運転支援装置１００について詳細に説明する。
車速センサ１２４は、速度取得部としての機能を有し、車両の速度情報（速度）を取得する。
通信部１１は、交差点に設置された交通信号機の信号情報を受信する。また、通信部１１は、距離情報取得部としての機能を有し、車両と交差点との距離に関する情報を取得する。車両と交差点との距離に関する情報は、車両と交差点との距離でもよく、あるいは、車両及び交差点の位置であってもよい。
走行状態判定部１５は、交差点までの距離、車両の速度及び信号情報（例えば、黄信号開始時点、黄信号時間などの信号パラメータを含む）に基づいて、車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を判定する。
決定部１６は、走行状態判定部１５で危険走行状態にあると判定した場合、車両に交差点で停止させるか又は交差点を通過させるかを決定する。車両を交差点で停止させるか、あるいは交差点を通過させるかは、例えば、危険走行状態からの回避が容易な方を決定すればよい。
特定部１７は、決定部１６の決定結果に応じて、車両が交差点に到達するまでの間、回生制動を伴う走行を行う回生時間帯又は惰性走行を行う惰性時間帯を特定する。回生制動を伴う走行では、例えば、減速時にモータを発電機として作用させて、そのときに発生する電気エネルギーを回生エネルギーとして蓄電池の充電及び電装品への電力供給に充当する。また、惰性走行では、エンジンとトランスミッションとの接続を切り、燃料消費量を抑える。
すなわち、車両を交差点で停止させると決定した場合に、車両を減速するときには、回生制動を優先して、回生エネルギーを蓄電池への充電に用いることにより、回生エネルギーを無駄なく回収して燃費向上を図る。また、車両を、交差点を通過させると決定した場合に、車両の速度が安全に交差点を通過できる速度に達したときは、惰性走行を行って燃料消費量を抑えることができるので、低燃費走行を支援することができる。
充電状態取得部１８は、車両に搭載された蓄電池５０の充電状態を取得する。充電状態は、ＳＯＣとも称される。ＳＯＣは、０から１までの間の数値で表され、上限値と下限値とに基づいて蓄電池５０の充電可能範囲を示す。
特定部１７は、充電状態取得部１８で取得した充電状態に応じて、回生時間帯又は惰性時間帯を特定する。例えば、車両を減速する場合に、蓄電池５０が充電可能な状態（満充電状態ではない場合、充電状態の上限値に到達していない状態）であるときは、回生時間帯を特定して、制動時に回生ブレーキを優先して回生エネルギーを回収することができる。また、蓄電池５０の充電状態が上限値に達し充電不可の状態であるときは、惰性時間帯を特定して、走行時に惰性走行を優先して燃料消費量を抑制することができる。
次に、走行状態判定部１５で車両が危険走行状態にあると判定した場合に、車両を減速して交差点で停止させる方法、及び車両を加速して交差点を通過させる方法について説明する。まず、車両を減速して交差点で停止させる場合について説明する。
図４は本実施の形態の運転支援装置１００による車両に交差点で停止させる場合の走行制御の第１実施例を示す説明図である。図４中、上段は蓄電池５０の充電状態（ＳＯＣ）と車両の停止位置までの距離を示し、下段は車両の停止位置までの距離と速度との関係を示す。停止位置から２００ｍの位置までは、運転者による手動運転を行う手動運転領域である。停止位置から２００ｍの位置において、運転支援装置１００は、車両が危険走行状態を判定して自動運転制御を行う。なお、自動運転開始タイミングは、これに限定されるものではない。
車両が危険走行状態にあると判定した場合、この地点（停止位置から２００ｍの位置）からは運転支援装置１００による自動速度制御が行われ、まず危険走行領域を回避するための制御を行う回避制御領域となる。運転支援装置１００は、停止位置から２００ｍの位置から黄信号開始位置（時刻）までの間（回避制御領域にある間）、一定の減速度で減速制御を行う。例えば、現在の速度Ｖから、一定の減速度βで減速し、黄信号開始までの時間ｔ後に停止条件Ｃ上の目標速度Ｖｓに到達させることができる。
目標速度Ｖｓは、車両を減速させて危険走行領域から回避（脱出）させるために到達させる速度である。目標速度Ｖｓは、以下のとおり算出することができる。まず、車両がジレンマ領域に突入すると判定された場合、前述の式（１）、式（２）において、現在の車両の走行状態に基づいて算出された速度Ｖｓを目標速度とする。目標速度Ｖｓは、図３の点Ａにおける速度として求められ、式（４）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
また、車両がオプション領域に突入すると判定された場合、前述の式（１）及び式（３）において、現在の車両の走行状態に基づいて算出された速度Ｖｓの下限値を目標速度とする。目標速度Ｖｓは、式（５）で表される。
自動速度制御のうち、黄信号開始位置（時点）以降は、車両を標準減速度で減速制御する標準減速度制御領域である。すなわち、運転支援装置１００は、黄信号開始時点（黄信号開始位置）から標準減速度で減速制御を行う。カメラ１２１により停止線又は停止車両を検出した場合、それ以降は、停止位置周辺の道路状況に応じて、停止位置を補正しつつ微調整制御で速度を制御する微調整領域となる。微調整制御は、時々刻々停止位置を検出して停止位置までの距離を算出し、停止位置までの距離に基づいて速度を徐々に変更するものである。
そして、算出部１９は、決定部１６で車両に交差点で停止させると決定した場合に、車両が停止するまでに回収可能な回生エネルギーを算出する。回収可能な回生エネルギーＥｇは、例えば、車両の運動エネルギーをＳ、交差点で停止するまでに車両の走行に要するエネルギーをＲ、発電機又はオルタネータの発電効率をｅとすると、Ｅｇ＝（Ｓ−Ｒ）×ｅという式で求めることができる。車両の運動エネルギーＳは車両重量と速度から算出する。Ｒは空気抵抗、タイヤ転がり抵抗、勾配抵抗、加速抵抗からなる走行抵抗がする仕事である。空気抵抗はｋ×Ｖ２、タイヤ転がり抵抗はμ×Ｍ×Ｇ×ＣＯＳθ、勾配抵抗はＭ×Ｇ×ＳＩＮθ、加速抵抗はＭ×ａとする。ここで、ｋは空気抵抗係数、μは転がり抵抗係数、Ｍは車両重量、Ｇは重力加速度、θは路面の傾斜角である。なお、路面の傾斜角は地図データベース１２７から取得し、車両重量、空気抵抗係数及び重力加速度は、予め記憶部１３に記憶しておき、転がり抵抗係数は、タイヤ空気圧センサなどを利用して推定すればよい。車両重量は、シートセンサや燃料計などを利用して補正してもよい。車両速度は、車速センサ１２４、車両加速度は、加速度センサ１２８を用いて取得する。
特定部１７は、算出部１９で算出した回生エネルギーが、蓄電池５０を満充電状態にするのに要する充電エネルギーよりも大きい場合、車両が交差点で停止したときに蓄電池５０が満充電状態となるように回生時間帯又は惰性時間帯を特定する。車両が停止したときに蓄電池５０が満充電状態となるように、回生制動を伴う走行と惰性走行とを組み合わせることにより、燃料消費量を抑えて走行距離を稼ぎつつ回生エネルギーを無駄なく回収することができる。
調整部２０は、決定部１６で車両に交差点で停止させると決定し、車両が回生制動を伴う走行をした場合に、車両が交差点で停止したときに蓄電池５０が満充電状態となるように回生発電量を調整する。蓄電池５０を満充電状態にするのに必要な充電エネルギーをＷｐとし、車両が停止するまでに必要な消費電力量（例えば、電装品の消費電力量）をＷｃとすると、回生発電量が（Ｗｐ＋Ｗｃ）となるように調整する。回生発電量の調整は、ＭＧ（ＡＬＴ）５２の励磁電流を調整すればよい。
図４の例では、特定部１７は、車両が停止位置から２００ｍの位置にある時点から停止する時点までの間を回生時間帯として特定している。また、この間では、車両は回生制動を伴う走行（減速走行）を行っている。また、車両が停止した時点でＳＯＣは上限値に達しており、蓄電池５０は満充電状態となっている。このように、蓄電池５０が満充電状態になるようにすることができるので、回生エネルギーを無駄なく回収することができる。
図５は本実施の形態の運転支援装置１００による車両に交差点で停止させる場合の走行制御の第２実施例を示す説明図である。第２実施例では、回避制御領域において、運転支援装置１００は、車両の速度が停止条件Ｃを満たす目標速度Ｖｓに到達するように緩やかな減速度で減速制御を行う。目標速度Ｖｓに到達した後は、その速度を維持し、黄信号開始時点まで一定の速度制御を行う。
図５に示ように、回避制御領域において、車両が緩やかに減速している間は、特定部１７は回生時間帯として特定し、回生制動を伴う走行を行う。また、回避制御領域において、車両が一定速度で走行している間は、特定部１７は惰性時間帯として特定し、惰性走行を行う。また、標準減速度制御領域において、車両が標準減速度で減速している間では特定部１７は回生時間帯として特定し、回生制動を伴う走行を行う。
そして、特定部１７は、充電状態取得部１８で充電停止状態を取得したときは、取得した時点から惰性時間帯を特定する。充電停止状態は、例えば、ＳＯＣ（充電状態）が上限値に到達した状態であり、蓄電池５０が満充電状態であり、これ以上充電不可の状態とすることができる。図５の例では、停止位置から２００ｍの位置で車両を緩やかに減速させて回生エネルギーを回収し、回収した回生エネルギーで蓄電池５０を充電した結果、蓄電池５０が満充電状態になったときは、惰性走行に切り替えることにより、走行距離を稼いで燃費向上を図ることができる。なお、回生制動を伴う走行から惰性走行に切り替えるタイミングは、例えば、蓄電池５０の充電状態、車両の現在速度と目標速度Ｖｓとの差などに基づいて求めればよい。
また、車両を惰性走行させることにより、回生エネルギーの回収は行われず、蓄電池５０のＳＯＣは徐々に低下してくる。図５に示すように、黄信号開始位置以降は、車両を標準減速度で減速制御し、回生エネルギーを回収する。この場合においても、車両が交差点で停止したときに蓄電池５０が満充電状態となるように回生発電量を調整する。
また、特定部１７は、充電状態取得部１８で充電開始状態を取得したときは、取得した時点から回生時間帯を特定することができる。充電開始状態は、例えば、ＳＯＣ（充電状態）が上限値ではなく、充電可能な状態に到達した状態であり、充電を開始する状態である。
車両が惰性走行を行った場合に、蓄電池５０の充電状態が上限値ではなく、充電可能な状態になったときは、回生制動を伴う走行に切り替えて、回生エネルギーを用いて蓄電池５０を充電して回生エネルギーを無駄なく回収することができる。
例えば、図５には例示していないが、図５の例で惰性走行を行っている場合に、蓄電池５０のＳＯＣが下限値に達したときは、下限値に達した時点から回生制動を伴う走行、すなわち標準減速度で減速するようにしてもよい。
図６は本実施の形態の運転支援装置１００による車両を交差点で停止させる場合の走行制御の第３実施例を示す説明図である。第３実施例では、算出部１９で算出した回生エネルギーが、蓄電池５０を満充電状態にするのに要する充電エネルギーよりも小さい場合を示す。すなわち、特定部１７は、算出部１９で算出した回生エネルギーが、蓄電池５０を満充電状態にするのに要する充電エネルギーよりも小さい場合、回生時間帯を特定する。これにより、回生エネルギーをすべて蓄電池５０の充電に割り当てることができ、回生エネルギーをすべて回収することができる。
次に、走行状態判定部１５で車両が危険走行状態にあると判定した場合に、車両を加速して交差点を通過させる方法について説明する。
図７は本実施の形態の運転支援装置１００による車両に交差点を通過させる場合の走行制御の一例を示す説明図である。図７中、上段は蓄電池５０の充電状態（ＳＯＣ）と車両の停止位置までの距離を示し、下段は車両の停止位置までの距離と速度との関係を示す。停止位置から２００ｍの位置までは、運転者による手動運転を行う手動運転領域である。停止位置から２００ｍの位置において、運転支援装置１００は、車両が危険走行状態にあるか否かを判定して自動運転制御を行う。なお、自動運転開始タイミングは、これに限定されるものではない。
車両が危険走行状態にあると判定した場合、この地点からは運転支援装置１００は、自動速度制御を行い、危険走行領域を回避する制御を行う回避制御領域となる。危険走行領域がジレンマ領域である場合、運転支援装置１００は、車両の速度が進入条件Ｌを満たす目標速度に到達するように緩やかな加速度で加速制御を行う。目標速度に到達した後は、その速度を維持し、黄信号開始時点まで一定の速度制御を行う。
黄信号開始時点以降も、速度を維持し一定の速度で交差点を通過する。なお、運転支援装置１００は、カメラ１２１により停止線を検出した時点以降は、停止位置までの距離を補正しつつ速度を微調整し、車両が黄信号の終了時点で交差点を進入（通過）するように制御することができる。
特定部１７は、決定部１６で車両に交差点を通過させると決定した場合、惰性時間帯を特定する。例えば、車両を惰性走行させて交差点を通過させることにより、燃料消費量を抑制することができる。
より具体的には、決定部１６で車両に交差点を通過させると決定した場合、目標速度算出部２１は、進入条件Ｌを満たす目標速度Ｖｒを算出する。目標速度Ｖｒは、車両が安全に交差点を通過するための速度である。
惰性走行中の車両の加速度ａと、速度Ｖとの間には、以下の式が成り立つ。
ａ＝−（μ×Ｍ×Ｇ×ＣＯＳθ＋ｋ×Ｖ２＋Ｍ×Ｇ×ＳＩＮθ）／Ｍ
ここで、μは転がり抵抗係数、Ｍは車両重量、Ｇは重力加速度、θは路面の傾斜角、ｋは空気抵抗係数である。目標速度Ｖｒは、図３の進入条件Ｌを満たす速度一位置軌跡となるような、上述の微分方程式の解の初期値に対応する。なお、路面の傾斜角は地図データベース１２７から取得し、車両重量、空気抵抗係数及び重力加速度は、予め記憶部１３に記憶しておき、転がり抵抗係数は、タイヤ空気圧センサなどを利用して推定すればよい。車両重量は、シートセンサ又は燃料計などを利用して補正してもよい。車両速度は、車速センサ１２４、車両加速度は、加速度センサ１２８を用いて取得する。
特定部１７は、例えば、車両が加速し車両の速度が目標速度Ｖｒに達した時点から惰性時間帯を特定する。図７の例では、停止位置から２００ｍの位置で車両を緩やかに加速させ、車両の速度が進入条件Ｌを満たす目標速度Ｖｒに到達した時点で惰性走行に切り替えている。すなわち、交差点を通過させる場合に、車両を加速して目標速度Ｖｒに達した後は、惰性走行を行うことにより、燃料消費量を抑制することができる。
なお、惰性走行中に蓄電池５０のＳＯＣが下限値に達した場合には、ＭＧ（ＡＬＴ）５２により発電を開始して蓄電池５０を充電すればよい。
前述の図４から図７で例示した場合において、走行制御部２２は、特定部１７が特定した回生時間帯又は惰性時間帯に応じて車両が回生制動を伴う走行又は惰性走行を行うべく制御する。これにより、回生制動を伴う走行と惰性走行とに切り替えて走行制御することができる。
次に、本実施の形態の運転支援装置１００の動作について説明する。図８、図９、図１０及び図１１は本実施の形態の運転支援装置１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では、便宜上処理の主体を制御部１０として説明する。制御部１０は、光ビーコン２００との通信の有無を判定し（Ｓ１１）、通信がない場合（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を続け、光ビーコン２００との通信があるまで待機する。
光ビーコン２００との通信があった場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御部１０は、光ビーコン２００から通信地点、停止位置及び路上装置の位置情報、信号機の黄信号開始時点及び黄信号時間などを含む信号情報を受信する（Ｓ１２）。なお、停止位置から通信地点までの距離、停止位置から路上装置までの距離を取得することもできる。
制御部１０は、停止位置までの距離を算出し（Ｓ１３）、路上装置３０１、３０２から信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１４）、信号を受信した場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、停止位置までの距離を修正する（Ｓ１５）。例えば、停止位置から路上装置３０１、３０２との交信地点までの距離をＬとすると、車両の位置を、停止位置から距離Ｌにあると修正する。これにより、車両が停止位置に向かって走行するにつれて累積する距離誤差をリセットし、停止位置までの距離の精度を向上させることができる。信号を受信していない場合（Ｓ１４でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ１５の処理を行うことなく、後述のステップＳ１６の処理を行う。
制御部１０は、自動運転開始タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１６）。自動運転開始タイミングは、停止位置から所定の距離（例えば、２００ｍ）になった地点、黄信号に切り替わるまでの時間が所定の時間（例えば、５~１０秒）になった時点、最後の路上装置３０２との交信時点、あるいは光ビーコン２００との通信時点など適宜設定できる。自動運転開始タイミングは、車両の速度に応じて変化させることもできる。
自動運転開始タイミングである場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、制御部１０は、危険走行領域を特定し（Ｓ１７）、車両が危険走行領域内に突入するか否かを判定する（Ｓ１８）。自動運転開始タイミングでない場合（Ｓ１６でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ１３以降の処理を続ける。
車両が危険走行領域内に突入する場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、制御部１０は、交差点での停止又は通過を判定する（Ｓ１９）。車両が危険走行領域内に突入しない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部１０は、処理を終了する。
交差点で車両を停止させると決定した場合（Ｓ１９で停止）、制御部１０は、停止条件を満たす目標速度を算出し（Ｓ２０）、蓄電池５０の充電状態を取得する（Ｓ２１）。制御部１０は、車両が交差点で停止するまでに回収可能な最大回生エネルギー（回生エネルギー）を算出し（Ｓ２２）、最大回生エネルギーが蓄電池５０の蓄電可能エネルギーより大きいか否かを判定する（Ｓ２３）。
最大回生エネルギーが蓄電池５０の蓄電可能エネルギーより大きい場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、制御部１０は、緩やかな減速度で減速制御を行う（Ｓ２４）。すなわち、回生制動を伴う走行制御を行う。制御部１０は、回生エネルギーを回収し（Ｓ２５）、蓄電池５０を充電する。
制御部１０は、蓄電池５０の充電状態がＳＯＣの上限値に到達したか否かを判定し（Ｓ２６）、ＳＯＣ上限値に到達した場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、回生制動を伴う走行制御から惰性走行制御に切り替える（Ｓ２７）。ＳＯＣ上限値に到達していない場合（Ｓ２６でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ２７の処理を行うことなく、後述のステップＳ２８の処理を行う。
制御部１０は、黄信号開始時点であるか否かを判定する（Ｓ２８）。なお、黄信号開始時点であるか否かを判定する構成に代えて、黄信号開始時点から所定時間経過したか否かを判定する構成としてもよい。この場合、所定時間は、運転者が黄信号に切り替わったのを見てブレーキを踏むまでの時間遅れ（ブレーキの時間遅れ）であり、例えば、０．５秒程度の値である。
黄信号開始時点である場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、制御部１０は、回生発電量を調整し（Ｓ２９）、後述のステップＳ３３の処理を行う。黄信号開始時点でない場合（Ｓ２８でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ２４の処理を行う。
最大回生エネルギーが蓄電池５０の蓄電可能エネルギーより大きくない場合（Ｓ２３でＮＯ）、制御部１０は、減速制御を行う（Ｓ３０）。すなわち、回生制動を伴う走行制御を行う。制御部１０は、回生エネルギーを回収し（Ｓ３１）、蓄電池５０を充電する。
制御部１０は、黄信号開始時点であるか否かを判定し（Ｓ３２）、黄信号開始時点でない場合（Ｓ３２でＮＯ）、ステップＳ３０の処理を行う。黄信号開始時点である場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、制御部１０は、標準減速度で減速制御を行う（Ｓ３３）。すなわち、回生制動を伴う走行制御を行う。制御部１０は、回生エネルギーを回収し（Ｓ３４）、停止位置で車両を停止させ（Ｓ３５）、処理を終了する。
交差点で車両を通過させると決定した場合（Ｓ１９で通過）、制御部１０は、進入条件を満たす目標速度を算出し（Ｓ３６）、緩やかな加減速度で速度制御を行う（Ｓ３７）。制御部１０は、車両の速度が目標速度に到達したか否かを判定し（Ｓ３８）、目標速度に到達していない場合（Ｓ３８でＮＯ）、ステップＳ３７の処理を行う。
車両の速度が目標速度に到達した場合（Ｓ３８でＹＥＳ）、制御部１０は、惰性走行制御を行い（Ｓ３９）、車両に交差点を通過させ（Ｓ４０）、処理を終了する。
図１２は本実施の形態の車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。図１２に示すように、路上装置３０１、３０２を設置せずに、光ビーコン２００のみを設置することもできる。この場合には、光ビーコン２００を、停止線の上流側２００ｍ~１０００ｍ程度の位置に設けることができる。また、この場合も、光ビーコン２００に代えて、電波ビーコン、ＤＳＲＣなどを用いることもできる。
図１３は本実施の形態の車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。図１３に示すように、光ビーコン２００、路上装置３０１、３０２に加えて、通信装置４００を設ける。通信装置４００は、例えば、無線ＬＡＮなどの中域通信機能を備え、信号情報を広い範囲に送信する。なお、通信装置４００は、信号制御、交通情報収集、交通情報提供などの処理を行う装置などを利用することも可能である。また、通信装置４００は、中域通信に限らず、ＦＭ放送、携帯電話、インターネット通信等の広域通信機能を備えた装置でもよい。
本実施の形態の運転支援装置１００は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭなどを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図８から図１１に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたＲＡＭにロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）で実行することにより、コンピュータ上で運転支援装置１００を実現することができる。
上述の実施の形態では、走行制御部２２が回生制動を伴う走行及び惰性走行を自動制御する構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、回生制動を伴う走行又は惰性走行を行うタイミング、目標速度などを運転者に指示するようにして、運転者が指示に基づいて車両の運転を行うようにしてもよい。
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０　制御部
１１　通信部
１２　測位部
１２１　カメラ
１２２　外界センサ
１２３　ＧＰＳ
１２４　車速センサ
１２５　ジャイロセンサ
１２６　距離計
１２７　地図データベース
１２８　加速度センサ
１３　記憶部
１４　ＨＭＩ
１５　走行状態判定部
１６　決定部
１７　特定部
１８　充電状態取得部
１９　算出部
２０　調整部
２１　目標速度算出部
２２　走行制御部
５０　蓄電池
５１　エンジン
５２　ＭＧ（ＡＬＴ）
５３　変速機
５４　ブレーキペダル
１００　運転支援装置
２００　光ビーコン
３０１、３０２　路上装置
４００　通信装置

Claims (12)

  1. 交差点に設置された交通信号機の信号情報を受信して車両の運転を支援する運転支援装置であって、
    車両の速度情報を取得する速度取得部と、
    前記車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得部と、
    前記交差点までの距離、前記車両の速度及び前記信号情報に基づいて、前記車両が前記交差点の手前に停止するための停止条件及び前記交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を判定する走行状態判定部と、
    該走行状態判定部で前記危険走行状態にあると判定した場合、前記車両に前記交差点で停止させるか又は該交差点を通過させるかを決定する決定部と、
    該決定部の決定結果に応じて、前記車両が前記交差点に到達するまでの間、回生制動を伴う走行を行う回生時間帯又は惰性走行を行う惰性時間帯を特定する特定部と
    を備える運転支援装置。
  2. 前記車両に搭載された蓄電池の充電状態を取得する充電状態取得部を備え、
    前記特定部は、
    前記充電状態取得部で取得した充電状態に応じて、前記回生時間帯又は惰性時間帯を特定するようにしてある請求項１に記載の運転支援装置。
  3. 前記決定部で前記車両に前記交差点で停止させると決定した場合に、該車両が停止するまでに回収可能な回生エネルギーを算出する算出部を備え、
    前記特定部は、
    前記算出部で算出した回生エネルギーが、前記蓄電池を満充電状態にするのに要する充電エネルギーよりも大きい場合、前記車両が前記交差点で停止したときに前記蓄電池が満充電状態となるように前記回生時間帯又は惰性時間帯を特定するようにしてある請求項２に記載の運転支援装置。
  4. 前記充電状態取得部は、
    前記蓄電池の充電停止状態を取得するようにしてあり、
    前記特定部は、
    前記充電状態取得部で充電停止状態を取得したときは、該取得した時点から前記惰性時間帯を特定するようにしてある請求項３に記載の運転支援装置。
  5. 前記充電状態取得部は、
    前記蓄電池の充電開始状態を取得するようにしてあり、
    前記特定部は、
    前記充電状態取得部で充電開始状態を取得したときは、該取得した時点から前記回生時間帯を特定するようにしてある請求項４に記載の運転支援装置。
  6. 前記決定部で前記車両に前記交差点で停止させると決定し、前記車両が回生制動を伴う走行をした場合に、前記車両が前記交差点で停止したときに前記蓄電池が満充電状態となるように回生発電量を調整する調整部を備える請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の運転支援装置。
  7. 前記特定部は、
    前記算出部で算出した回生エネルギーが、前記蓄電池を満充電状態にするのに要する充電エネルギーよりも小さい場合、前記回生時間帯を特定するようにしてある請求項３に記載の運転支援装置。
  8. 前記特定部は、
    前記決定部で前記車両に前記交差点を通過させると決定した場合、前記惰性時間帯を特定するようにしてある請求項１又は請求項２に記載の運転支援装置。
  9. 前記進入条件を満たす目標速度を算出する目標速度算出部を備え、
    前記特定部は、
    前記車両が加速又は減速し該車両の速度が前記目標速度に達した時点から前記惰性時間帯を特定するようにしてある請求項８に記載の運転支援装置。
  10. 　前記特定部が特定した回生時間帯又は惰性時間帯に応じて前記車両が回生制動を伴う走行又は惰性走行を行うべく制御する走行制御部を備える請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の運転支援装置。
  11. 　請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の運転支援装置と、交差点に設置された交通信号機の信号情報を送信する送信装置とを備え、
    前記運転支援装置は、
    前記送信装置が送信した信号情報を受信するようにしてある運転支援システム。
  12. 　交差点に設置された交通信号機の信号情報を受信して車両の運転を支援する運転支援方法であって、
    車両の速度情報を速度取得部が取得するステップと、
    前記車両と交差点との距離に関する情報を距離情報取得部が取得するステップと、
    前記交差点までの距離、前記車両の速度及び前記信号情報に基づいて、前記車両が前記交差点の手前に停止するための停止条件及び前記交差点に進入するための進入条件により決定される危険走行状態を走行状態判定部が判定するステップと、
    前記危険走行状態にあると判定された場合、前記車両に前記交差点で停止させるか又は該交差点を通過させるかを決定部が決定するステップと、
    決定結果に応じて、前記車両が前記交差点に到達するまでの間、回生制動を伴う走行を行う回生時間帯又は惰性走行を行う惰性時間帯を特定部が特定するステップと
    を含む運転支援方法。
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