JP2010244308A - 車両の運転を支援するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信号機に対して停止すべきである場合には、どの時点で減速を開始すべきかを運転者に通知して、早めの減速を促すよう運転を支援する装置を提供する。
【解決手段】車両の運転を支援するための装置は、車両の進行方向上の次の信号までの到達時間を算出し、信号機が青から黄または赤に変化するまでの時間を検出する。到達時間が、該変化するまでの時間以上であるとき、車両の運転者に通知を行う。通知を受けた運転者は、信号機が青の間に通過することが困難なことを認識し、速やかに減速操作を開始することができる。通知によって、減速操作を開始すべきタイミングが明瞭にされるので、より良好な燃費の運転操作を実現することができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、信号機に到達するまでの間、より良好な燃費となるよう運転を支援するための装置に関する。

下記の特許文献１には、ハイブリッド自動車において、車両の減速時に、車両の停止を推定し、該推定の結果に基づいて、燃料供給停止の継続および中止の判断を行うことが記載されている。停止が推定された場合には、フューエルカットを維持できるエンジン回転数となるよう変速比を制御することも記載されている。

特開２０００−１５４７４２号公報

車両前方に信号機が存在するとき、青の間に信号機を通過することが困難な場合には、信号機で停止するために、早めにアクセルペダルから足を離して徐々に減速していくのが、燃費の観点から好ましい。

しかしながら、前方の信号機までの到達距離や信号の変化のタイミングを運転者が把握するのは困難である。そのため、減速を開始すべきタイミングを見極めることができず、結果として、アクセルペダルをオフするのが遅れ、燃費が低下するおそれがある
また、内燃機関とモータ・ジェネレータを動力源として備えるハイブリッド車両の場合、車両の減速時には、減速エネルギーをバッテリに回生させることが行われている。回生の効率を向上させるためには、早めに、停止のための減速かどうかを判断するのが好ましい。この点について、上記特許文献１のものでは、実際に減速を開始してから、車両が停止するかどうかを推定しているので、減速エネルギーを十分に回生させることができないおそれがある。

したがって、この発明の目的は、信号機に対して停止すべきである場合には、どの時点で減速を開始すべきかを運転者に通知して、早めの減速を促すよう運転を支援する装置を提供することである。

この発明の一つの側面によると、車両の運転を支援するための装置は、車両の進行方向上の次の信号機までの到達時間を算出する手段と、前記信号機が青から黄または赤に変化するまでの時間を検出する手段と、前記到達時間が、前記変化するまでの時間より大きいとき、前記車両の運転者に通知を行う手段と、を備える。

この発明によれば、信号への到達時間が、信号が青から黄または赤に変化する時間より大きいときに、運転者への通知が行われる。すなわち、青の間に信号を通過することができないと判断されたときに、運転者への通知が行われる。したがって、運転者は、この通知に応じて減速操作を開始することができるので、より安全に信号で停止することができると共に、信号で停止するための適切なタイミングで減速操作を開始することができる。結果として、より良好な燃費の運転操作を実現することができる。また、どのタイミングで減速すべきかが明らかとなるので、車両がハイブリッド車両の場合には、停止のための減速中にわたって十分に減速エネルギーを回生させることができる。

この発明の一実施形態によると、上記の到達時間は、余裕時間を含むよう設定され、信号機までの車両の現在位置からの距離が大きいほど、該余裕時間は大きく設定される。

信号機までの距離が大きいほど、その後に車速が高くなることによって到達時間が短くなり、青の間に信号機を通過できる可能性が高まる。本願発明によれば、信号機までの距離が大きいほど大きく設定される余裕時間を用いるので、青の間に信号機を通過できる状況であるにもかかわらず、運転者に上記通知が行われるのを抑制することができる。

この発明の一実施形態によると、上記の通知を行った後に、前記車両の加速を制限する加速制限手段を備える。このような加速制限を行うことにより、通知を行った後に運転者が加速操作を行って赤に変わる前に信号を通過しようとする運転操作を抑制することができる。

この発明の一実施形態によると、前記加速制限手段は、車速が所定値以上であるときに、前記車両の加速を制限する。本願発明によれば、車速が低いときに加速制限が行われるのを防止することができる。

本発明のその他の特徴及び利点については、以下の詳細な説明から明らかである。

この発明の一実施例に従う、運転支援装置のブロック図。 この発明の一実施例に従う、信号機および信号送信装置を説明するための図。 この発明の一実施例に従う、運転支援プロセスのフローチャート。 この発明の一実施例に従う、余裕時間αを求めるためのテーブルを示す図。

次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。

図１は、この発明の一実施形態に従う、車両に搭載される、車両用のナビゲーション機能を備えた運転支援装置１０の構成を示すブロック図である。該装置１０は、現在位置検出部１１、地図情報記憶部１２、処理ユニット１３、入力装置１４、表示装置１５、およびスピーカ１６を備える。

現在位置検出部１１は、たとえば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのＧＰＳ信号や、たとえば適宜の基地局を利用してＧＰＳ信号の誤差を補正して測位精度を向上させるためのＤ（differential）ＧＰＳ信号等の測位信号を受信する測位信号受信部２１と、水平面内での車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度（たとえば、車両の前後方向軸の鉛直方向に対する傾斜角度や車両重心の上下方向軸周りの回転角であるヨー角等）および傾斜角度の変化量（たとえば、ヨーレート等）を検出するジャイロセンサ２２と、車両の速度（車速）を検出する車速センサ２３を備える。現在位置検出部１１は、受信した測位信号によって、あるいは、車速やヨーレート等の検出信号に基づく自律航法の算出処理によって、車両の現在位置を算出する。こうして検出された車両の現在位置は、処理ユニット１３に渡される。

地図情報記憶部１２は、任意の記憶装置（記憶媒体、ハードディスクドライブ等）に実現されることができ、地図情報を記憶する。地図情報は、表示装置１５の表示画面上に地図画像を描画するのに必要なデータを含む。たとえば、地図情報は、地形図のデータと、各種の施設、街区、および湖沼等に対応したポリゴンデータと、各ポリゴンに対応づけられた施設名および地名等の文字データと、各種の記号のデータを備えている。さらに、地図情報は、道路の接続状態に関する情報を示す道路データを含む。道路データは、たとえばノード（交差点等の節目となる座標点）および各ノード間を結ぶ線であるリンク（走行路の最小単位）と、各リンクの距離とを備えている。また、道路データには、信号機が配置されている位置情報が含まれている。

処理ユニット１３は、中央処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである電子制御装置（ＥＣＵ）に実現されることができる。入力装置１４は、乗員によってデータを入力することができる装置であり、入力装置１４を介して入力されたデータは処理ユニット１３に渡される。処理ユニット１３によって処理された結果の一部は、乗員が閲覧することができるように表示装置１５上に表示され、および（または）スピーカ１６を介して音または音声として出力される。

この実施例では、表示装置１５の表示画面は、入力装置１４として機能するタッチパネルから構成されており、該タッチパネルを介して、乗員が目的地を入力することができるようになっている。処理ユニット１３は、地図情報に基づいて、現在位置から目的地への最適経路を探索して表示画面上に表示するナビゲーション機能を実現する。

また、装置１０は、外部と通信を行う通信部１７を備える。通信部１７は、信号送信装置３１から送信される信号情報を受信し、該受信した情報を処理ユニット１３に渡す。

ここで、図２に示すように、信号送信装置３１は、道路上に設置された各信号機１００に備えられており（信号機に備え付ける箇所は任意でよく、図の形態に制限されない）、信号機１００についての情報すなわち信号情報を常時送信している。信号情報には、信号の現在の点灯色、各点灯色の点灯時間、次の色に変わるまでの待ち時間等の情報が含まれている。

好ましくは、各信号機を識別するために、各信号機には固有のＩＤ（識別子）が割り当てられており、該ＩＤと共に信号情報が送信される。他方、地図情報には、各信号機について、そのＩＤを表すデータが対応づけられて記憶されている。したがって、処理ユニット１３は、車両Ｖの現在位置から進行方向にある直前の信号機１００のＩＤを地図情報に基づいて識別し、通信部１７によって受信された信号情報のうち、該ＩＤが付された信号情報のみを選択して処理することができる。このようにすることにより、車両の現在位置の近傍に他のＩＤの信号機が存在していたとしても、その信号機のＩＤは、車両前方に存在する信号機のＩＤとは一致しないので、その信号機からの信号情報を誤って処理するのを防止することができる。

こうして取得された車両前方の信号機１００の信号情報に基づいて、青から黄または赤に変わるまでの待ち時間を取得することができる。

この実施例では、上記のように、各信号機に設けられた信号送信器３１から信号情報を取得しているが、他の任意の適切な手段で信号情報を取得してもよい。たとえば、各信号機の点灯の切り換え等を制御する所定のサーバと無線通信を行う通信部を車両に備え、該通信部を介して、該サーバから、各信号機の信号情報を取得するようにしてもよい。たとえば、車両の現在位置または該車両前方の最も近い信号機のＩＤを該サーバに送信することにより、該サーバは、該信号機の信号情報を車両に返信することができる。

さらに、プローブシステムを利用するようにしてもよい。プローブシステムでは、走行中の各車両がセンサ（プローブ）となり、該車両で計測された走行軌跡および速度等のプローブ情報が、所定のサーバ（センター）に集められるシステムである。該サーバは、複数の車両からのプローブ情報を蓄積し、各信号機の位置における走行時間および停車時間を算出する。該サーバは、該走行時間および停車時間に基づいて、青信号の点灯時間、黄および赤信号の点灯時間をそれぞれ算出することにより、信号の切り換えタイミングを求めることができる。こうして、サーバは、車両前方の最も近い信号機について、次の色に変わるまでの時間を示す信号情報を、該車両に送信することができる。

処理ユニット１３は、詳細は後述するように、信号情報に基づいて、車両の運転を支援する機能（運転支援機能）を実現する。一実施例では、所定のスイッチが入力装置１４として設けられており、該スイッチが乗員により選択されたことに応じて該運転支援機能を有効にし、該スイッチの選択が解除されたことに応じて該運転支援機能を無効にすることができる。

また、処理ユニット１３には、車両のエンジンを制御するエンジン制御ユニット３３が接続されており、エンジン制御ユニット３３は、処理ユニット１３と同様に、中央処理装置およびメモリを備えるコンピュータである電子制御装置（ＥＣＵ）に実現されることができる。エンジン制御ユニット３３は、処理ユニット１３からの指示に従って、車両の加速動作を制限するよう動作する。具体的には、処理ユニット１３から、車両の加速を制限する指示信号を受信したならば、加速を制限する動作を実行するよう車両のエンジンを制御する。これは、たとえば、エンジンへの吸入空気量を制限したり、燃料供給量を制限することによって実現されることができる。吸入空気量は、スロットルバルブの開度によって制御されてもよいし、吸気バルブのリフト量を可変にすることができる可変動弁機構が備えられている場合には、該リフト量によって制御されてもよい。また、ハイブリッド車のように、モータを用いた駆動も行われる車両の場合には、該モータの制御を介して加速動作を制限してもよい。当然ながら、エンジン制御とモータ制御を併用して加速動作を制限してもよい。

図３は、処理ユニット１３によって実行されるプロセスのフローを示す。このプロセスは、所定の時間間隔（たとえば、１００ミリ秒）で繰り返し実行される。

ステップＳ１１において、ユーザにより、前述した運転支援機能のスイッチが選択されたかどうかを判断する。選択されたならば（Ｓ１１がＹｅｓ）、運転支援機能が有効化されたことを示すので、ステップＳ１２に進む。該スイッチが選択されなければ（Ｓ１１がＮｏ）、運転支援機能は無効化されたままであるので、当該プロセスを抜ける。

ステップＳ１２において、車両の進行方向上の最も近い信号機１００に設けられた信号送信器３１から送信される信号情報を受信し、該信号情報から、当該信号機が、次に青から黄に変化するまでの時間を取得する。なお、黄色が存在しない信号機の場合には、次に青から赤に変化するまでの時間を取得する。ここで、現時点で既に信号が赤または黄色のときは、該時間を“０（ゼロ）”とする。

ステップＳ１３において、現在位置検出部１１によって検出された車両の現在位置に基づいて地図情報を参照することにより、該現在位置から、車両の進行方向上の最も近い信号機１００の位置までの距離を取得する。該取得した距離を、車速センサ２３を介して検出された現在の車速で除算することにより、該信号機１００の位置に車両が到達するまでの時間（到達時間）を算出する。

好ましくは、ステップＳ１４において、算出された到達時間から、余裕時間αを減算する（すなわち、到達時間―α）。さらに好ましくは、余裕時間αは、信号機の位置までの距離に応じて決定される。ここで図４を参照すると、信号機の位置までの距離に対する余裕時間αが設定されたテーブルの一例が示されており、該距離が大きくなるにつれて、余裕時間αも大きくなるよう設定されている。このようなテーブルを、メモリ等の記憶装置に記憶し、ステップＳ１３で算出された距離に基づいて該テーブルを参照し、対応する余裕時間αを求め、これを、到達時間から減算する。

ステップＳ１５において、余裕時間αが減算された到達時間と、ステップＳ１２で取得された、青から黄または赤に変化するまでの時間（以下、変化時間と呼ぶ）とを比較する。該余裕時間αが減算された到達時間が、該変化時間以下であれば（Ｓ１５がＮｏ）、車両は、信号が青の状態で信号機を通過することができることを示すので、そのまま当該プロセスを抜ける。

他方、該余裕時間αが減算された到達時間が、該変化時間より大きければ（Ｓ１５がＹｅｓ）、車両が、青である間に信号機の位置に到達することが困難であることを示す。したがって、ステップＳ１６において、信号が変わるので減速開始を運転者に促すための通知を実施する。通知は、任意の形態で実現されることができる。たとえば、スピーカ１６を介して警報音を出力したり、音声によって信号が変わる旨を知らせたり、減速開始を促すことを知らせることができる。また、所定のランプを点灯または点滅させたり、表示装置１５の表示画面上で信号が変わる旨の表示を行うこともできるし、減速開始を促す表示を行うこともできる。なお、前述したように当該プロセスは繰り返し実行されるが、音声による通知の場合には、最初の１回だけ通知を行うように設定するのが好ましい。

ステップＳ１７において、車両の現在の車速を、車速センサ２３を介して取得し、該車速が所定値（低い値に設定され、たとえば時速１０キロメートル）以上かどうかを判断する。車速が所定値以上ならば（Ｓ１７がＹｅｓ）、ステップＳ１８に進み、エンジン制御ユニット３３に対し、加速を制限する動作を実行するよう指示する。これに応じて、エンジン制御ユニット３３は、前述したように、吸入空気量を制限したり、燃料供給量を制限したり等の制御を介して、現在の車速から速度が上がらないように、すなわち加速しないように、エンジンを制御する。代替的に、車速が上記の所定値より小さくなるように、加速制限動作を実行してもよい。この場合、現在の車速が該所定値以上であれば、車速が該所定値より小さくなるようにエンジンが制御される。前述したように、エンジン制御に代えて、またはエンジン制御に加えて、モータ制御を用いて加速制限動作を実行してもよい。

加速を制限する理由は、以下の通りである。すなわち、実際にステップＳ１６で通知を受けた後に信号が青であると、運転者によっては、加速によって信号機を通過しようとするおそれがある。しかしながら、ステップＳ１６で通知を行っているということは、青の間で信号機を通過することは困難な状態であることを示している。このような状態で、加速によって信号機を無理に通過しようとするのは、好ましい運転操作とはいえず、燃費も低下するおそれがある。したがって、加速動作を、エンジンを制御することによって制限する。これにより、運転者がアクセルペダルの踏み込みを大きくしても、エンジン制御ユニット３３による動作により、車両の加速は抑制される。

他方、ステップＳ１７において車速が所定値より小さければ（Ｓ１７がＮｏ）、車速が十分低く、このような場合にまで加速を制限する必要はないので、当該プロセスを抜ける。

このように、信号が青である間に信号機を通過することが困難であると判断された場合には、運転者への通知が行われるので、運転者は、信号機をこのまま通過せずに、停止のための減速動作を開始すべきことを認識することができる。減速開始のタイミングが、該装置によって知らされるので、運転者は、早めにアクセルペダルから足を離して減速動作を開始することができ、よって、燃料消費を節約することができる。

当該プロセスは、前述したように所定時間間隔で繰り返される。したがって、現在の信号が青だとすると、ステップＳ１５の判断がＹｅｓである限り、上記のような運転者への通知（ステップＳ１６）は、信号が青から赤に変化し、その後再び青になるまで、継続して実行される。また、加速制限動作（ステップＳ１８）も、同様に、ステップＳ１５およびＳ１７の判断がＹｅｓである限り、再び青になるまで継続して実行される。したがって、信号が赤である場合に、運転者が、まもなく青に変化するだろうと見切りで加速を行うことを防止することができる。

また、余裕時間αを設定することにより、本来、青の間に信号機を通過できる状況であるにもかかわらず、上記通知や加速制限動作が実行されることにより信号機を通過することができなくなる、という事態を抑制することができる。特に、信号機までの距離が大きい場合、その後に車速が高くなると、到達時間が短くなり、よって、青の間に信号機を通過できる可能性が出てくる。この場合、信号機までの距離が大きくなるほど、到達時間の短縮量が大きくなるおそれがあり、上記のような事態が生じやすくなる。したがって、信号機までの距離が大きいほど、余裕時間αを大きくする。これにより、このような事態を抑制することができる。

以上のように、この発明の特定の実施形態について説明したが、本願発明は、これら実施形態に限定されるものではない。

１１ 現在位置検出部
１３ 処理ユニット
３３ エンジン制御ユニット

Claims (4)

1. 車両の運転を支援するための装置であって、
   前記車両の進行方向上の次の信号機までの前記車両の現在位置からの距離と、該車両の速度とに基づいて、該信号機に到達するまでの到達時間を算出する手段と、
   前記信号機が青から黄または赤に変化するまでの時間を取得する手段と、
   前記到達時間が、前記変化するまでの時間より大きいとき、前記車両の運転者に通知を行う通知手段と、
   を備える、装置。
2. 前記到達時間は、余裕時間を含むよう設定され、前記信号機までの前記車両の現在位置からの距離が大きいほど、該余裕時間は大きく設定される、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記通知を行った後に、前記車両の加速を制限する加速制限手段を備える、
   請求項１または２に記載の装置。
4. 前記加速制限手段は、車速が所定値以上であるときに、前記車両の加速を制限する、
   請求項３に記載の装置。

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