JP2002157685A

JP2002157685A - 車両走行制御システム

Info

Publication number: JP2002157685A
Application number: JP2000355321A
Authority: JP
Inventors: Yuji Tsukui; 裕二津久井
Original assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Current assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-31
Anticipated expiration: 2020-11-22
Also published as: JP3448647B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数車両の自動走行制御を行う車両走行制御
システムにおいて、車両が速度低下、速度超過、車両脱
線などの走行異常を起こした場合でも、前方又は後方車
両やガードレールなどへの衝突事故を確実に防止するこ
とができる車両走行制御システムを提供する。【解決手段】車両管制装置から入力した車両の速度情
報に基づき車両の走行異常を検出する車両走行異常検出
装置を備えた車両走行制御システムであって、車両の速
度又は車両逸脱状況を基に車両の走行異常を検出し、走
行異常を起こした車両及びその後方を走行する全ての車
両を道路側システムからの指示により停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両と道路側シ
ステム間て双方向通信を行い、道路側システムから車両
に対して車両の走行に必要な制御情報を送信することに
より、ドライバの運転操作の介在なしに車両の定速走
行、加減速及び停止等の制御を自動で行う車両走行制御
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、世界的に道路交通システムの高度
化（高度道路交通システム：Intelligent Transport
System、以下「ITS」と称する。）に関する開発機運が
高まっており、日本においても、日経ムック（1995-11-
6発行）「ITSのすべて」（46ページ〜127ページ）によ
るとITSの９つの分野である、ナビゲーションの高度
化、自動料金収受システム、安全運転の支援、交通管理
の最適化、道路管理の効率化、公共交通の支援、商用車
の効率化、歩行者等の支援及び緊急車両の運転支援に関
する開発が目白押しである。また、車両の自動走行は、
このITSの１つの分野である安全運転支援に含まれるも
のであり、建設省が中心となり研究が進められている。
そして、既に、建設省土木研究所のテストコース及び上
信越道の小諸インターチェンジ周辺の実道を使用して車
両の自動走行の実験が行われ、その模様はテレビ、新聞
等で報道されており、車両の自動走行に関する認識が世
の中に広まりつつある。なお、その車両の自動走行制御
システム概要については、前述の日経ムック「ITSのす
べて」（60ページ〜61ページ）の他、朝日新聞（1996-9
-28朝刊）の29ページ「電子の道を車が走った」、読売
新聞（1996-10-29朝刊）の26ページ〜27ページ「開発最
先端走る日本の夢の自動走行車実現へ」等に具体的に紹
介されている。また、米国においては米国特許（Patent
Number：5,369,591、Date of Patent：Nov.29,199
4）「VEHICLE LONGITUDINAL CONTROL ANDCOLLISION
AVOIDANCE SYSTEM FOR AN AUTOMATED HIGHWAY
SYSTEM」に車両の自動走行制御システムに関する構成、
動作等について詳細に述べられている。

【０００３】ところで、上述した日本における車両の自
動走行制御システム及び米国の特許で記述されている車
両の自動走行制御システム（車両走行制御システム）の
構成、動作等は基本的には同じであり、以下その運用概
念、構成、動作等について図４、図５及び図６を用いて
説明する。

【０００４】車両走行制御システムの運用概念を図４に
示す。図において、車線８は車両４の進行方向に複数の
区間に分割されており、その分割したそれぞれの区間は
通信区間10（ｎ個の区間に分かれる。ｎは正の整数）と
呼ばれている。また、通信区間10の中の通信担当範囲９
に存在する走行中の車両４の屋根に取り付けられている
車載送受信装置５と通信区間10毎に路側に設置してある
送受信装置２との間で双方向通信が行われる。なお、通
信制御装置１は、送受信装置２の送受信を制御するもの
であり、これも通信区間10毎に路側に設置してある。こ
こで、路側では各車両４へ指示するための速度等の走行
に必要な制御情報を算出し、送受信制御装置１の制御に
基づき送受信装置２から車載送受信装置５に対してその
情報を送信する。車両４側では、受信した車両走行制御
情報、車間距離検出装置７により検出した前方を走行し
ている車両との車間距離等を基にアクセル及びブレーキ
を調節し速度制御を自動で行う。また、車両４は、例え
ば磁気ネイルを用いて車線８の中央に目印として連続的
に設けた、レーンマーカ３の位置をレーンマーカ検出装
置６で検出することにより、ハンドルと連動したステア
リングを調節しレーンマーカ３に沿って走行する。以上
のように、基本的には、道路側システムからの通信によ
る速度指示及び車両４でのレーンマーカ３の位置を検出
することにより、車線に沿って車両４の自動走行を実現
するものである。

【０００５】次に、従来の車両走行制御システムの道路
側のシステム構成及び動作を述べる。従来の車両走行制
御システムの道路側のシステム構成を図５に示す。図に
おいて、11は車両４の指示速度等を算出するための車両
管制装置、１は各通信区間10（図４）に存在する車両４
との情報の送受信制御処理を行う通信制御装置、２は各
通信区間10に存在する車両４との情報の送受信を行う送
受信装置である。

【０００６】車両管制装置11は、送受信装置２で受信し
た道路上の車両４の位置情報、速度情報等をその車両４
が存在している通信区間10の通信制御装置１から入力
し、車両４への指示速度情報等の車両の走行に必要な制
御情報を算出し、車両が存在している通信区間10の通信
制御装置１に送出する。通信制御装置１は、車両管制装
置11から入力した車両の走行に必要な制御情報を車両４
に送信するため、送受信装置２の送受信制御を行う。送
受信装置２は、通信制御装置１の送受信制御に基づき、
車両の走行に必要な制御情報を車両４に送信するととも
に車両４から車両位置情報、車両速度情報等の車両情報
を受信する。一方、レーンマーカ３は、車線８の中央に
設けられており、このレーンマーカ３は車両４のレーン
マーカ検出装置６によって検出される。

【０００７】次に、従来の車両走行制御システムの車両
側のシステム構成及び動作を述べる。従来の車両走行制
御システムの車両側のシステム構成を図６に示す。図に
おいて12は車両位置と車両速度を検出する車両位置検出
装置、６は車線８の中央に設けたレーンマーカ３を検出
するレーンマーカ検出装置、７は前方を走行している車
両４との車間距離を検出する車間距離検出装置、５は道
路側システムとの送受信処理を行う車載送受信装置、13
は車両のステアリング、アクセル等を制御する車両制御
装置、14はドライバの操作情報を入力するとともにドラ
イバへの表示情報を表示する操作・表示装置である。

【０００８】車両位置検出装置12は、車両の位置及び速
度を検出し、車両制御装置13に送出する。レーンマーカ
検出装置６は、車線８の中央に設けたレーンマーカ３を
検出し、レーンマーカ３の位置を車両制御装置13に送出
する。また、操作・表示装置14は、ドライバの操作によ
り運転するマニュアルモード又は自動運転モード等の車
両制御モードの設定等のドライバの操作情報を入力し、
車両制御装置13に送出する。車載送受信装置５は、道路
側システムから車両走行に必要な制御情報を受信し車両
制御装置13に送出するとともに車両制御装置13から入力
した車両の位置及び速度並びにドライバの操作情報等の
車両情報を道路側システムに送信する。車両制御装置13
は、操作・表示装置14から入力した操作情報により自動
運転モードが設定されている場合、車両位置検出装置12
から入力した車両位置情報および車両速度情報、レーン
マーカ検出装置６から入力したレーンマーカ３の位置情
報、車間距離検出装置７から入力した前方を走行してい
る車両との車間距離、並びに車載送受信装置５から入力
した車両走行制御情報に基づき車両のアクセル、ブレー
キ及びステアリングの制御を行うとともに車両位置情
報、車両速度情報等を操作・表示装置14に送出する。操
作・表示装置14は、車両制御装置13から入力した車両位
置情報、車両速度情報等を表示する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の車両走行制御システムでは、走行中の車両が速度低
下、速度超過、車線逸脱等の走行異常に陥った場合、そ
の走行異常を起こした車両が、後方の車両から追突され
たり、前方の車両へ追突したり、ガードレール等へ衝突
したりする危険があるとともに、二重、三重衝突事故等
を引き起こす危険があるという問題点があった。

【００１０】そこで、この発明は前記のような従来の車
両走行制御システムのもつ問題を解決するためになされ
たものであり、車両の走行異常を検出し、走行異常時に
は車両及びその後方を走行する全ての車両を停止させる
ことによって、衝突事故を確実に防止することができる
車両走行制御システムを提案するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、請求項１に記載の発明は車両
側システムからの車両の速度情報を道路側システムの車
両走行異常検出装置に入力し、その情報を基に車両の走
行異常を検出することで走行異常を起こした車両４及び
その後方を走行する全ての車両に停止指示を与えること
ができるように構成したことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２に記載の発明は車両側シス
テムの車線逸脱判定装置で車両の車線逸脱を判定し、そ
れを基に道路側システムで車線逸脱を起こした車両及び
その後方を走行する全ての車両に停止指示を与えること
ができるように構成したことを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１実施形態を
示す道路側のシステムの構成図であり、この図１におい
て１から３及び11は従来のシステム（構成）と同一であ
る。また、15は本発明の特徴である車両４の速度情報か
ら車両４の走行異常を検出する車両走行異常検出装置を
示している。ここで、車両側システムの構成は図６に示
す従来の車両側システム構成と同一である。

【００１４】次に、本発明による動作について説明す
る。図１において、車両管制装置11は、送受信装置２で
受信した車線８上を走行する車両４の位置情報、速度情
報等をその車両４が存在している通信区間10に配置され
る通信制御装置１から入力し、車両４への指示速度情報
等の車両制御情報を算出し、車両４が存在している通信
区間10に配置される通信制御装置１に送出する。通信制
御装置１は、車両管制装置11から入力した車両走行制御
情報を図６における車載送受信装置５に送信するととも
に車載送受信装置５から車両位置情報、車両速度情報等
の車両情報を受信するため、通信区間10に配置された送
受信装置２の送信制御を行う。ここで、送受信装置２
は、通信制御装置１の送受信制御に基づき、通信担当範
囲10に存在する車両４の指示速度等の車両走行制御情報
を図６の車載送受信装置５に送信するとともに車載送受
信装置５から車両位置情報、車両速度情報等の車両情報
を受信する。次いで、送受信装置２で受信された速度情
報は、通信制御装置１と車両管制装置11を経由して車両
走行異常検出装置15に入力される。

【００１５】図２は車両走行異常検出装置15の車両４の
走行異常を検出する処理を示すフローチャートである。
まず、ステップS100で複数の車両４を識別するパラメー
タｉに初期値１を設定（ｉ＝１）し、ステップS101にお
いて全車両の速度情報を入力する。次いで、ステップS1
02においてｋ番目の車両４の速度情報を車両走行異常検
出装置15（図１）に入力すると共に、このｋ番目の車両
４の速度とｋ番目の車両４に指示している速度、速度検
出精度等を基に定めた許容できる最大速度VHkとを比較
し、ｋ番目の車両の速度の方が大きい場合はステップS1
03へ進んでｋ番目の車両４の速度が超過し異常であるこ
とを車両管制装置11に出力し、そうでない場合はステッ
プS104へ進む。ステップS104ではｋ番目の車両４の速度
とｋ番目の車両４に指示している速度、速度検出精度等
を基に定めた許容できる最小速度VLkとを比較し、ｋ番
目の車両の速度の方が小さい場合はステップS105へ進ん
でｋ番目の車両４の速度が低下し異常であることを設定
し、そうでない場合はステップS106へ進む。ステップS1
06では全ての車両４について走行異常検出処理を実施し
たか否かを判定するため、複数の車両４を識別するパラ
メータｉと全車両数とを比較（ｉ＞全車両数）し、ｉの
方が大きい場合は処理を終了（ＥＮＤ）し、そうでない
場合はステップS107へ進んでｉを１だけ増やし（ｉ＝ｉ
＋１）、てステップS102へ戻り次の車両４の走行異常検
出処理に移行する。

【００１６】以上の処理により車両管制装置11は、車両
異常検出装置15から走行異常を入力した場合は異常を起
こしている車両４及びその後方を走行する全ての車両４
が存在する通信区間10に設置されている通信制御装置１
に該当する車両４への停止指示を出力する。通信制御装
置１は送受信装置２に停止指示を出力するとともに送受
信装置２の送信を制御することにより送受信装置２は該
当する車両４に搭載されている車載送受信装置５に停止
指示を送信する。

【００１７】そして、最終的に車載送受信装置５（図
６）により停止指示が受信された場合には、その停止指
示が車両制御装置13に送出される。車両制御装置13はア
クセル及びブレーキを制御することにより、車両４を停
止させることとなる。

【００１８】図３はこの発明の第２実施形態実施を示す
車両側のシステムの構成図であり、この図３において５
から７及び12から14は従来のシステムと同一である。ま
た、16は本発明の特徴であるレーンマーカ検出装置６の
出力を基に車両４が車線８を逸脱したか否かを判定する
車線逸脱判定装置である。ここで道路側のシステムの構
成は図５に示す従来の道路側システムの構成と同一であ
る。

【００１９】次に、本発明の動作について説明する。図
５において、車両管制装置11は、送受信装置２で受信し
た車線８上を走行する車両４の位置情報、速度情報等を
その車両４が存在している通信区間10に配置される通信
制御装置１から入力し、車両４への指示速度情報等の車
両制御情報を算出し、車両４が存在している通信区間10
に配置される通信制御装置１に送出する。通信制御装置
１は、車両管制装置11から入力した車両走行制御情報を
図３における車載送受信装置５に送信するとともに車載
送受信装置５から車両位置情報、車両速度情報等の車両
情報を受信するため、通信区間10に配置された送受信装
置２の送信制御を行う。ここで送受信装置２は、通信制
御装置１の送受信制御に基づき、通信担当範囲10に存在
する車両４の指示速度等の車両走行制御情報を図３の車
載送受信装置５に送信する。車載送受信装置５は車両走
行制御情報を車両制御装置13に出力し、レーンマーカ検
出装置６は車線中央に敷かれたレーンマーカ３の位置を
検出し、車線逸脱判定装置16と車両制御装置13に出力す
る。車両制御装置13は、車載送受信装置５から入力した
車両走行制御情報、レーンマーカ検出装置６から入力し
たレーンマーカ位置等を基にアクセル、ブレーキ及びス
テアリングを制御することにより、レーンマーカ３に沿
って自動で走行する。

【００２０】ここで車両４が例えばタイヤのパンク等の
故障を起こし、レーンマーカ３に沿って走行することが
できなくなった場合、車線逸脱判定装置16（図３）は車
両４が車線８を逸脱したと判定し、車線逸脱情報を車両
制御装置13に出力する。車両制御装置13は車線逸脱情報
を車載送受信装置５に出力し、車載送受信装置５は車線
逸脱情報を図５における車両４が存在する通信区間10の
送受信装置２に送信する。送受信装置２は車線逸脱情報
を通信制御装置１に出力し、通信制御装置１はそれを車
両管制装置11に出力する。

【００２１】そして、車両管制装置11は、通信制御装置
１から車線逸脱情報を入力した場合は車線逸脱を起こし
ている車両４及びその後方を走行する全ての車両４が存
在する通信区間10に設置されている通信制御装置１に該
当する車両４への停止指示を出力する。通信制御装置１
は送受信装置２に停止指示を出力するとともに送受信装
置２の送信を制御することにより送受信装置２は該当す
る車両４に搭載されている車載送受信装置５に停止指示
を送信する。

【００２２】図３において、車載送受信装置５は停止指
示を受信した場合、それを車両制御装置13に送出する。
車両制御装置13はアクセル及びブレーキを制御すること
により、車両４を停止させる。

【００２３】

【発明の効果】この発明は前記のようであって、請求項
１に記載の発明によれば、車両側システムからの車両の
速度情報を道路側システムの車両走行異常検出装置に入
力し、その情報を基に車両の走行異常を検出すること
で、走行異常を起こした車両及びその後方を走行する全
ての車両を停止させることができるため、前方又は後方
車両やガードレールなどへの衝突事故を確実に防止する
ことができるという効果がある。

【００２４】また、請求項２に記載の発明によれば、車
両側システムの車線逸脱判定装置で車両の車線逸脱を判
定し、その情報を道路側システムの車両管制装置に入力
することにより車線逸脱を起こした車両及びその後方を
走行する全ての車両を停止させることができるため、前
方又は後方車両やガードレールなどへの衝突事故を確実
に防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による車両走行制御システムの第１実
施形態の道路側のシステム構成を示す図である。

【図２】同車両走行異常検出装置の動作を示すフローチ
ャートである。

【図３】この発明による車両走行制御システムの第２実
施形態実施の車両側のシステム構成を示す図である。

【図４】車両走行制御システムの概念を示す図である。

【図５】従来の車両走行制御システムの道路側のシステ
ム構成を示す図である。

【図６】従来の車両走行制御システムの車両側のシステ
ム構成を示す図である。

【符号の説明】

１通信制御装置２送受信装置３レーンマーカ４車両５車載送受信装置６レーンマーカ検出装置７車間距離検出装置８車線９通信担当範囲 10 通信区間 11 車両管制装置 12 車両位置検出装置 13 車両制御装置 14 操作・表示装置 15 車両走行異常検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０８Ｇ 1/00 Ｇ０８Ｇ 1/00 Ｘ 1/16 1/16 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路側システムとして、車線上の車両と
の通信を行うために道路を複数の通信区間に分割し、各
通信区間毎に、通信区間数とは無関係に存在する複数の
車両との情報の送受信制御を行う通信区間数と同数存在
する複数の通信制御装置と、車両走行制御情報を算出し
前記複数の通信制御装置と入出力を行う車両管制装置
と、この車両管制装置から入力した車両の速度情報に基
づき車両の走行異常を検出する車両走行異常検出装置
と、前記複数の通信制御装置の制御により複数の通信区
間に存在する複数の車両との情報の送受信処理を行う通
信区間数と同数存在する複数の送受信装置とで構成さ
れ、車両側システムとして、車両の位置及び速度を検出
する車両位置検出装置と、車線上に敷かれたレーンマー
カの位置を検出するレーンマーカ検出装置と、前方を走
行している車両との車間距離を検出する車間距離検出装
置と、ドライバの操作を入力するとともに情報表示を行
う操作・表示装置と、前記道路側システムの送受信装置
との情報の送受信処理を行う車載送受信装置と、前記車
両位置検出装置からの車両位置情報及び車両速度情報、
前記レーンマーカ検出装置からのレーンマーカ位置情
報、前記操作・表示装置からの操作情報及び前記車載送
受信装置からの車両制御情報を基に車両の走行を制御す
る車両制御装置とで構成される車両走行制御システムに
おいて、車両側システムから入力した車両速度情報を基
に前記車両走行異常検出装置で車両の走行異常を検出し
た場合、走行異常を起こした車両及びその後方を走行す
る全ての車両に対して停止指示を与えることにより、走
行異常を起こした車両及びその後方を走行する全ての車
両を自動停止させるようにしたことを特徴とする車両走
行制御システム。
【請求項２】道路側システムとして、車線上の車両と
の通信を行うために道路を複数の通信区間に分割し、各
通信区間毎に、通信区間数とは無関係に存在する複数の
車両との情報の送受信制御処理を行う通信区間数と同数
存在する複数の通信制御装置と、車両走行制御情報を算
出し前記複数の通信制御装置と入出力を行う車両管制装
置と、前記複数の通信制御装置の制御により複数の通信
区間に存在する複数の車両との情報の送受信処理を行う
通信区間数と同数存在する複数の送受信装置とで構成さ
れ、車両側システムとして、車両の位置及び速度を検出
する車両位置検出装置と、車線上に敷かれたレーンマー
カの位置を検出するレーンマーカ検出装置と、前記レー
ンマーカ検出装置の出力を基に車両が車線から逸脱して
いるかどうかを判定する車線逸脱判定装置と、前方を走
行している車両との車間距離を検出する車間距離検出装
置と、ドライバの操作を入力するとともに情報表示を行
う操作・表示装置と、前記道路側システムの送受信装置
との情報の送受信処理を行う車載送受信装置と、前記車
両位置検出装置からの車両位置情報及び車両速度情報、
前記レーンマーカ検出装置からのレーンマーカ位置情
報、前記操作・表示装置からの操作情報及び前記車載送
受信装置からの車両制御情報を基に車両の走行を制御す
る車両制御装置とで構成される車両走行制御システムに
おいて、車両側システムから道路側システムの車両管制
装置に入力された車両逸脱情報を基に車線逸脱を起こし
た車両及びその後方を走行する全ての車両に対して停止
指示を与えることにより、車線逸脱を起こした車両及び
その後方を走行する全ての車両を自動停止させるように
したことを特徴とする車両走行制御システム。