JP5591307B2 - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の直進方向に位置する複数の交差点にそれぞれ設置された信号機の信号情報を、車外（外部）から受信し、受信した信号情報を利用して複数の前記交差点を通行する車両用運転支援装置に関する。

従来から、路側ビーコンから送信される、車両の進行方向に設置されている信号機の位置及び信号機の色変化のパラメータの情報を受信し、該情報に基づき、前記車両が、次の信号機を含めた複数の信号機の青色点灯時間帯で各信号機を通過することができる速度範囲（最低速度と最高速度）を演算し、表示器上に表示してドライバに知らせる路側通信受信装置及び路側通信システムが提案されている（特許文献１の［０００８］、［００１１］、及び図１、特許文献２の［０００８］、［００１２］、及び図１）。

特開平５−１２８３９９号 特開平５−１２８４００号

図１６は、この出願に係る発明の課題を説明するための比較例の説明図である。

図１６は、走行している車両が位置０・時間０の現在位置で路側ビーコンから受信した信号情報に基づく各信号機１、２、３の灯色の遷移状態を示している。遷移状態は、位置０・時間０の地点で前記車両の直進方向（進行方向）の距離Ｄ１に設置された直近の（次の）信号機１及び距離Ｄ２に設置されたその次の信号機２は、赤信号からまもなく青信号に変わる状態にあり、最も距離の離れた距離Ｄ３の位置に設置された信号機３は、青信号半ばの状態であることを示している。

この場合、位置０・時間０に位置する走行中の車両が、道路標識等によりその最高速度である制限速度Ｖｌｉｍｉｔが指定されている道路上の信号機１、２、３の全てを青信号下でノンストップに通過できる前記制限速度Ｖｌｉｍｉｔ以下の上限速度Ｖｍａｘは、信号機３の次の赤信号の終了時間Ｔｄ３と距離Ｄ３とからＶｍａｘ＝Ｄ３／Ｔｄ３と決定され、下限速度Ｖｍｉｎは、信号機２の次の青信号の終了時間Ｔｄ２と距離Ｄ２とから、Ｖｍｉｎ＝Ｄ２／Ｔｄ２と決定される。

しかしながら、この比較例の技術では、全ての信号機１、２、３を青信号でノンストップに通過可能な通過速度範囲Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘが極めて狭い範囲になる。この場合、ドライバがその通過速度範囲Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘに合わせて車両の速度を調整しながら運転をすると、運転がし難くなる。

また、この図１６例では、２つ目の信号機２を、前記車両（先行車両という。）が青信号で通過するために、破線で示している制限速度（法定の最高速度）Ｖｌｉｍｉｔよりかなり低い通過速度範囲Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘで走行する必要があり、そうすると、前記先行車両が制限速度Ｖｌｉｍｉｔで走行したと仮定すれば、本来ならば、直近の信号機１、及び２つ目の信号機２を青信号で通過できたはずの後続車両が信号機２を通過できなくなり、交通流の悪化を招く場合がある。

先行車両が信号機１を制限速度Ｖｌｉｍｉｔで通過したときに、後続車両が信号機１を通過できる余裕時間Ｔｄｂが、先行車両が上限速度Ｖｍａｘで信号機１を青信号下に通過した場合には、余裕時間Ｔｄａまで減少してしまうという不都合もある。

図１６を参照して説明した上記の不都合をさらに具体的乃至一般的に説明する。

車両用運転支援装置では、走行している車両の直近の（次の）交差点に設置された信号機に対してのみ通過を支援していると、都心部のような信号機の設置間隔が短い場所では速度調整ができる距離（区間）が短くなり、十分な支援効果が得られない場合がある。

その一方、走行している車両の直進方向に位置する複数の交差点の各信号機を支援対象として考慮した場合、郊外路のような信号機間の設置間隔が長く、しかも、各信号機が独立で動いている場所では、複数の信号機を対象とした場合、通過速度範囲が狭くなる可能性がある。

さらに、直近の信号機から距離の離れた数個先の信号機を通過するために運転支援を受けている自車両（先行車両）が速度を落とすと、本来ならば直近の信号機を通過できたはずの後続車両が通過できなくなることがあり、交通流の悪化を招く。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、車両の直進方向に位置する複数の交差点を信号機の灯色に従ってノンストップで通過できる通過速度範囲が狭くなってしまうことを防止すると共に、後続車両への影響を低減し交通流の悪化を防止することを可能とする車両用運転支援装置を提供することを目的とする。

この発明では、支援対象とする信号機の数を、距離又は時間で制限することにより、都心部では複数の信号機が支援対象となる可能性が高く十分な支援効果が得られ、郊外路では単一の信号機が支援対象となる可能性が高く通過速度範囲が狭くなる可能性が低くなることを考慮している。

上記の考慮を踏まえ、この発明に係る車両用運転支援装置は、車両に搭載される車両用運転支援装置において、前記車両の直進方向に位置する複数の交差点にそれぞれ設置された各信号機の灯色の遷移、及び各前記灯色の点灯時間を含む信号情報を車外から受信する受信部と、自車両の位置から複数の各前記交差点までの距離を示す各残距離を算出する残距離算出部と、前記信号情報と各前記残距離に基づいて、複数の前記交差点の通過又は停止を支援する運転支援情報を出力する運転支援部と、を備え、前記運転支援部は、前記受信部により受信した複数の前記交差点に設置された各前記信号機の信号情報の内、前記自車両の位置又は直近の交差点から規定距離内に位置する複数の信号機の信号情報、及び前記自車両の位置又は直近の前記交差点から規定時間内に到達できる複数の信号機の信号情報のいずれかを用いて前記運転支援情報を算出し、前記規定距離又は前記規定時間は、通過又は停止の走行モデルに基づいて設定されることを特徴とする。

この発明によれば、受信部により受信した複数の交差点に設置された各信号機の信号情報の内、自車両の位置又は直近の交差点の位置から規定距離内に位置する複数の信号機の信号情報、及び前記自車両の位置又は直近の前記交差点の位置から規定時間内に到達できる複数の信号機の信号情報のいずれかを用いて運転支援情報を算出するようにしたので、通過速度範囲が狭くなることを防止することができる。また、自車両の通過速度範囲が狭くならないので、後続車への影響を少なくすることで交通流の悪化を防止することができる。

前記規定距離は、現在走行中の道路の制限速度又は現在の車両速度からアクセルオフして停止するのに必要な距離であるとし、前記規定時間は、現在走行中の道路の制限速度又は現在の車両速度からアクセルオフして停止するのに必要な時間であるとすれば、停止支援の効果を最大限に得ることができる。

また、前記規定距離は、現在走行中の道路の制限速度又は現在の車両速度からアクセルオフによる減速をして通過支援の対象となる下限速度まで速度調整するのに必要な距離であるとし、前記規定時間は、現在走行中の道路の制限速度又は現在の車両速度からアクセルオフによる減速をして通過支援の対象となる下限速度まで速度調整するのに必要な時間であるとすれば、通過支援の効果を最大限に得ることができる。

さらに、前記規定距離は、通過支援の対象となる下限速度又は現在の車両速度から所定の加速度で加速して現在走行中の道路の制限速度まで速度調整するのに必要な距離であるとし、前記規定時間は、通過支援の対象となる下限速度又は現在の車両速度から所定の加速度で加速して現在走行中の道路の制限速度まで速度調整するのに必要な時間であるとすれば、通過支援の効果を最大限に得ることができる。

この発明では、直近の信号機の灯色が交差点を進むことができる色の灯色であるのに、前走車両が減速しているようだと違和感を抱く後続車両のドライバの前記違和感の発生を軽減することができる。

この発明によれば、車両の直進方向に位置する複数の交差点に設置された複数の信号機の信号情報を受信して交差点を信号機の灯色に従ってノンストップで通過できる通過速度範囲を算出しドライバの運転支援を行う車両用運転支援装置において、受信した複数の交差点に設置された各信号機の信号情報の内、自車両の位置又は直近の交差点から規定距離内に位置する複数の信号機の信号情報、及び前記自車両の位置又は直近の前記交差点から規定時間内に到達できる複数の信号機の信号情報のいずれかを用いて運転支援情報を算出するようにしたので、通過速度範囲が狭くなることを防止することができる。この結果、後続車両への影響も少なくなり、交通流の悪化を防止することができる。

また、都心部と郊外路のどちらでも適切な運転支援を行うことができる。

この実施形態に係る車両用運転支援装置が搭載された車両が走行する道路に関するインフラが整備された車両運転支援システムの概略構成図である。 車両に搭載された、この実施形態に係る車両用運転支援装置の構成を示すブロック図である。 この実施形態に係る車両用運転支援装置の動作説明に供されるフローチャートである。 路車間通信により得られた信号情報の構成例を示す説明図である。 支援対象信号数の決定の仕方等の説明に供される模式図である。 アクセルオフ操作を含む減速をして停止するのに必要な距離算出用の走行シミュレーションモデル図である。 現在速度からアクセルオフ操作による減速をして通過支援の対象となる下限速度まで調整するのに必要な距離算出用の走行シミュレーションモデル図である。 現在速度から制限速度まで加速して速度調整するのに必要な距離算出用の走行シミュレーションモデル図である。 アクセルオフ操作による減速をして停止するのに必要な時間算出用の走行シミュレーションモデル図である。 現在速度からアクセルオフ操作による減速をして通過支援の対象となる下限速度まで調整するのに必要な時間算出用の走行シミュレーションモデル図である。 現在速度から加速して制限速度まで速度調整するのに必要な時間算出用の走行シミュレーションモデル図である。 青信号内での通過速度範囲の算出例に供される説明図である。 図１２例とは制限速度が異なる場合の青信号内での通過速度範囲の算出例に供される説明図である。 連続する複数の信号機を青信号で通過する際の運転支援表示例を示す説明図である。 アクセルオフ推奨の表示例の説明図である。 課題を説明するための比較例の説明図である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、この実施形態に係る車両用運転支援装置１０が搭載された車両（自車両ともいう。）１２が走行する道路１４に関するインフラが整備された車両運転支援システム１６の概略構成図を示している。

この車両運転支援システム１６は、車両１２が走行する道路１４上の前記車両１２の直進方向の複数の交差点Ｂａ〜Ｂｄ｛代表して交差点Ｂともいう。又地点Ｂ（Ｂａ〜Ｂｄ）ともいう。｝に設置された各信号機２０ａ〜２０ｄ（代表して信号機２０という。）をそれぞれ制御する各信号制御機２２ａ〜２２ｄ（代表して信号制御機２２という。）と、各交差点Ｂから距離Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄ［ｍ］離れた上流地点Ａ（設置地点Ａ、光ビーコン受信地点Ａ、受信地点Ａ又は単に、地点Ａともいう。）の路側に設置された光ビーコン送受信機２４を制御する光ビーコン送受信制御機２６と、前記信号制御機２２と前記光ビーコン送受信制御機２６との間に接続される情報中継判定装置２８とを備えて構成される。情報中継判定装置２８は、図示しない交通管制センタ等に接続されていてもよい。

各信号機２０は、この実施形態では、車両１２がその交差点Ｂａ〜Ｂｄを通過することができる青色灯２１ｂ（緑色灯等も含む。）と、その交差点Ｂの停止位置（停止線）Ｃａ〜Ｃｄ（代表して停止位置Ｃという。）で車両１２が停止すること又は停止位置Ｃで安全に停止できないときは通過を促す黄色灯２１ｙ（琥珀色灯、オレンジ色灯等も含む。）と、車両１２に交差点Ｂの停止位置Ｃから下流側（進行方向）に進むことを禁止する赤色灯２１ｒと、を備える。

なお、青色灯２１ｂが点灯している信号機２０を青信号、黄色灯２１ｙが点灯している信号機２０を黄信号、赤色灯２１ｒが点灯している信号機２０を赤信号という。

信号制御機２２は、その時点で確定している信号情報７０（後述する図４参照）に基づき各信号機２０の灯色の遷移と、各灯色の残秒数とを管理制御し、各信号機２０を駆動する。

なお、各灯色の残秒数は、点灯していないときには予定秒数（点灯を開始する前の残秒数）に等しく、点灯を開始すると前記予定秒数から時々刻々減少し、点灯が終了するとゼロ値になり、次にまた点灯を開始すると前記予定秒数から時々刻々減少する値を採る。

この実施形態において、灯色の点灯は、第１灯色（現在の灯色）、第２灯色（次の灯色）、第３灯色（その次の灯色）、前記第１灯色、前記第２灯色、前記第３灯色……の順でサイクリックに遷移する。また、この実施形態では、各灯色は、点灯を開始すると残秒数が予定秒数から減少し（ダウン計時され）、残秒数がゼロ値になると次の灯色が点灯するようになっている。

前記信号情報７０は、正確な残秒数を計時するために、前記予定秒数に比較して極めて短い時間毎に更新されている。

情報中継判定装置２８は、信号制御機２２から前記信号情報７０を受け取り、光ビーコン送受信制御機２６に前記信号情報７０を送る。

光ビーコン送受信制御機２６により光ビーコン送受信機２４が駆動され、駆動された光ビーコン送受信機２４は、交差点Ｂの上流地点である地点Ａにて、通行する（走行している）車両１２に対して光信号Ｌで前記信号情報７０を送信する。

図２は、車両１２に搭載された、この実施形態に係る車両用運転支援装置１０の構成を示している。

車両用運転支援装置１０は、運転支援ＥＣＵ５０（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）を有し、この運転支援ＥＣＵ５０に対して、光ビーコン送受信機５２と、ナビゲーション装置５４と、車速（車両速度）センサ５６等が接続され、運転支援ＥＣＵ５０は、これら接続装置からの信号を処理して、処理結果をカラーディスプレイ等の表示部６０及びスピーカ等の音出力部５９に出力する。

運転支援ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、たとえば制御部、演算部、及び処理部等として機能する。

具体的に、この実施形態において、運転支援ＥＣＵ５０は、図２に示すように、残距離算出部６１、加速度算出部６２、通過速度範囲算出部６３、通過可否判定部６４、停止距離算出部６５、距離比較部６６、減速推奨部６７、規定範囲確認部６８、及び音出力部５９からの音と表示部６０上の表示出力を制御する表示制御部６９等として機能する。

次に、基本的には以上のように構成される車両用運転支援装置１０の動作について、図３に示すフローチャートに基づいて詳しく説明する。なお、フローチャートに係るプログラムの実行主体は、運転支援部として機能する運転支援ＥＣＵ５０である。

ステップＳ１にて、道路１４を走行している車両１２が光ビーコン送受信機２４の設置地点Ａを通過する際、その地点Ａで、外部路側機である光ビーコン送受信機２４から道路１４の車両１２の直進方向の下流の地点Ｂに設置されている複数の信号機２０の信号情報７０が光信号Ｌとして車両１２の光ビーコン送受信機５２により受信され（ステップＳ１：ＹＥＳ）、光ビーコン送受信機５２を通じて運転支援ＥＣＵ５０に出力され、該運転支援ＥＣＵ５０が取得する（信号情報の取得）。

なお、ステップＳ１の判定は、路車間通信での信号情報７０の受信が肯定的（ステップＳ１：ＹＥＳ）となるまで、否定的な判定（ステップＳ１：ＮＯ）が繰り返される。

図４は、ステップＳ１の路車間通信により得られた情報の例を示しており、運転支援ＥＣＵ５０に入力され一時的に図示しないメモリに記憶された信号情報７０の構成例を示している。信号情報７０には、各信号機２０ａ〜２０ｄの各信号情報として、灯色の遷移｛第１灯色（現在点灯している灯色：現在の灯色ともいう。）、第２灯色（次に点灯予定の灯色：次の灯色ともいう。）、第３灯色（その次に点灯予定の灯色：その次の灯色ともいう。）｝と、各灯色（色）と、第１、第２及び第３灯色の各残秒数が含まれている。

また、この実施形態において、信号情報７０には、上流の地点Ａから各信号機２０が設置されている各交差点Ｂの各停止位置Ｃまでの距離Ｘａ〜Ｘｄが道路情報として含まれている。距離Ｘａ〜Ｘｄは、運転支援ＥＣＵ５０がナビゲーション装置５４から現在地情報と地図情報を得て算出してもよい。

さらに、運転支援ＥＣＵ５０は、信号情報７０として道路１４の法定の最高速度（以下、制限速度という。）Ｖｌｉｍｉｔを取得している。なお、制限速度Ｖｌｉｍｉｔは、ナビゲーション装置５４等から得ることもできる。

現在の灯色である第１灯色の残秒数は、通常、予定秒数より少ない値になっている点に留意する。つまり、通常、車両１２が地点Ａを通過するより前に第１灯色が点灯を開始しているからであり、地点Ａを通過するときに第１灯色が点灯を開始したときにのみ、残秒数＝予定秒数になるからである。

次いで、信号情報７０を取得したとき、及びきわめて短い所定時間（処理周期）毎に、ステップＳ２にて、残距離算出部６１は、信号情報７０の受信時点からの経過時間と、受信地点Ａからの走行距離を算出し、各灯色の残秒数及び各停止位置Ｃまでの各残距離Ｘ（残距離：Ｘ＝Ｘａ−走行距離、Ｘｂ−走行距離、Ｘｃ−走行距離、Ｘｄ−走行距離）を更新する。

ここで、前記走行距離は、車速センサ５６から取得される車両１２の速度（車両速度、車速）ｖに前記経過時間をかけることで算出することができる。走行距離は、ナビゲーション装置５４を利用して算出するようにしてもよい。

このステップＳ２では、同時に、後述する規定距離Ｘｒｅｆの範囲の基準位置を設定乃至更新する。

次に、ステップＳ３にて、信号機２０の通過等を支援しようとする車両１２に対し、運転支援ＥＣＵ５０は、運転支援（通過支援、停止支援）の対象とする信号機２０の数を決定する。より具体的には、ステップＳ３にて、規定範囲確認部（規定範囲設定部、規定範囲決定部又は規定範囲判定部ともいう。）６８は、図５に示すように、道路１４を走行する車両１２の矢印で示す直進方向Ｇｓｄ中、ｉ（ｉ＝１，２，３…）番目の信号機２０が、直近の信号機２０の停止位置Ｃ（最初は、信号機２０ａの停止位置Ｃａ）を基準位置とし、この基準位置から規定距離Ｘｒｅｆ以内にあるか否（設置されているか否）かを判定する。

図５例では、直近の交差点Ｂａの停止位置Ｃａ（基準位置）から規定距離Ｘｒｅｆの範囲以内に位置する信号機２０ａ〜２０ｃが運転支援対象の信号機２０に決定される。この場合、車両１２が、信号機２０ａが設置された交差点Ｂａを通過した時点又はこの時点以降に、運転支援ＥＣＵ５０は、直進方向Ｇｓｄ中、直近の信号機２０となった信号機２０ｂの停止位置Ｃｂ（交差点Ｂｂ）に基準位置変更し、この基準位置から規定距離Ｘｒｅｆ以内にある信号機２０を運転支援対象の信号機２０に更新する（上記ステップＳ２）。

運転支援対象とする信号機（支援対象信号機）２０の数の決定方法は、上記した車両１２の直近の信号機２０の停止位置Ｃを基準位置としこの停止位置Ｃから規定距離Ｘｒｅｆ内の信号機２０の数に決める考え方（第１考え方という。）の他に、車両１２の現在位置（自車位置）を基準位置としこの現在位置から規定距離Ｘｒｅｆ内の信号機２０の数に決める考え方（第２考え方という。）、車両１２の直近の信号機２０の停止位置Ｃの通過予定時間を基準時間としこの通過予定時間から規定時間Ｔｒｅｆ内に通過できる信号機２０の数に決める考え方（第３考え方という。）、車両１２の現在位置（自車位置）の現在時間を基準時間としこの現在時間から規定時間Ｔｒｅｆ内に通過できる信号機２０の数に決める考え方（第４考え方という。）のいずれの考え方で決定してもよい。

ここで、具体的な規定距離Ｘｒｅｆの種々の決定の仕方例について説明する。

（１−１）規定距離Ｘｒｅｆは、現在速度ｖ又は制限速度Ｖｌｉｍｉｔからアクセルオフ操作による減速をして停止するのに必要な距離（停止距離Ｘｓｔｏｐ）に設定してもよい。

図６は、減速による停止距離Ｘｓｔｏｐを算出するための走行シミュレーションモデル（走行モデル）８２（減速特性）を示している。

この走行シミュレーションモデル８２は、ドライバ反応時間をα［ｓｅｃ］、アクセルオフ（アクセルペダルがリターンスプリングにより原位置にもどっているアイドル状態）操作による減速度をａ［ｍ／ｓｅｃ^２］、フットブレーキによる減速度をｂ［ｍ／ｓｅｃ^２］（|ａ|＜|ｂ|）、現在速度をｖ［ｍ／ｓｅｃ］、フットブレーキ操作を開始する減速目標速度をｖ´［ｍ／ｓｅｃ］としている。

そこで、現在速度ｖで走行している現在位置（０）での停止距離Ｘｓｔｏｐは、ドライバが安全に停止しようと判断した位置｛現在位置（０）｝からドライバの反応時間αに基づく反応遅れを原因とする空走距離ｖαと、アクセルオフでの減速度ａによる等加速度直線運動に基づく制動距離（ｖ´^２−ｖ^２）／２ａと、フットブレーキでの減速度ｂによる等加速度直線運動に基づく制動距離（−ｖ´^２）／２ｂとの和として以下の（１）式により算出される。
Ｘｓｔｏｐ＝ｖα＋｛（ｖ´^２−ｖ^２）／２ａ｝＋｛（−ｖ´^２）／２ｂ｝
＝ｖα＋［｛（ｂ−ａ）ｖ´^２−ｂｖ^２｝／２ａｂ］ …（１）

なお、アクセルオフによる減速度ａ、及びフットブレーキによる減速度ｂは、周知のように、路面の状態、タイヤの状態、及び荷物の積載量等の車両環境状態により変化するので、車種毎の各状態に対応した所定値を使用することが好ましく、それらの状態を検出し、記憶部（メモリ）等に記憶されている特性、マップ等から適合する所定値を選択するようにしてもよい。

走行シミュレーションモデル８２において、現在速度ｖは、一般道路での最高速度である６０［ｋｍ／ｈ］の制限速度Ｖｌｉｍｉｔとしてもよい。この場合、走行シミュレーションモデル８２は、制限速度Ｖｌｉｍｉｔからアクセルオフによる減速をして停止するのに必要な停止距離Ｘｓｔｏｐということになる。

よって、図５に示した規定距離Ｘｒｅｆが図６に示した停止距離Ｘｓｔｏｐに決定される。

この場合、規定距離Ｘｒｅｆを、車両１２の一般道の制限速度Ｖｌｉｍｉｔ＝６０［ｋｍ／ｈ］からアクセルオフして停止するのに必要な固定距離（固定値）として運転支援ＥＣＵ５０内のメモリ（記憶装置）に記憶しておいてもよい。

（１−２）また、規定距離Ｘｒｅｆは、図７の走行シミュレーションモデル（走行モデル）８３（減速特性）に示すように、現在速度ｖ又は制限速度Ｖｌｉｍｉｔからアクセルオフ操作による減速をして通過支援の対象となる下限速度Ｖｐａｓｓまで調整するのに必要な、次の（２）式により算出される距離Ｘｐａｓｓ１に設定してもよい。なお、通過支援の対象となる下限速度Ｖｐａｓｓは、信号機２０の灯色が交差点Ｂを進むことができる色の灯色下での通過支援において、自車両１２の速度ｖが低すぎることによる後続車への影響を少なくするための速度である。
Ｘｐａｓｓ１＝ｖα＋｛（Ｖｐａｓｓ^２−ｖ^２）／２ａ｝ …（２）

この場合においても、規定距離Ｘｒｅｆは、車両１２の一般道の制限速度Ｖｌｉｍｉｔ＝６０［ｋｍ／ｈ］からアクセルオフして通過支援の対象となる下限速度Ｖｐａｓｓまで調整するのに必要な固定距離（固定値）として運転支援ＥＣＵ５０内のメモリ（記憶装置）に記憶しておいてもよい。

（１−３）さらに、規定距離Ｘｒｅｆは、図８の走行シミュレーションモデル（走行モデル）８４（加速特性）に示すように、現在速度ｖから加速度ａ´で加速して制限速度Ｖｌｉｍｉｔまで速度調整するのに必要な、次の（３）式により算出される距離Ｘｐａｓｓ２に設定してもよい。
Ｘｐａｓｓ２＝ｖα＋｛（Ｖｌｉｍｉｔ^２−ｖ^２）／２ａ´｝ …（３）

この場合においても、規定距離Ｘｒｅｆは、通過支援の対象となる下限速度Ｖｐａｓｓから、車両１２の一般道の制限速度Ｖｌｉｍｉｔ＝６０［ｋｍ／ｈ］まで加速して速度調整するのに必要な固定距離（固定値）として運転支援ＥＣＵ５０内のメモリ（記憶装置）に記憶しておいてもよい。

次に、具体的な規定時間Ｔｒｅｆの種々の決定の仕方例について説明する。

（２−１）規定時間Ｔｒｅｆは、現在速度ｖ又は制限速度Ｖｌｉｍｉｔからアクセルオフ操作による減速をして停止するのに必要な時間（停止時間Ｔｓｔｏｐ）に設定してもよい。

図９は、減速による停止時間Ｔｓｔｏｐを算出するための走行シミュレーションモデル（走行モデル）８２ｔ（減速特性）を示している。

この走行シミュレーションモデル８２ｔは、ドライバ反応時間をα［ｓｅｃ］、アクセルオフ（アクセルペダルがリターンスプリングにより原位置にもどっているアイドル状態）による減速度をａ［ｍ／ｓｅｃ^２］、フットブレーキによる減速度をｂ［ｍ／ｓｅｃ^２］（|ａ|＜|ｂ|）、現在速度をｖ［ｍ／ｓｅｃ］、フットブレーキ操作を開始する減速目標速度をｖ´［ｍ／ｓｅｃ］としている。

そこで、現在速度ｖで走行している現在位置（０）での停止時間Ｔｓｔｏｐは、ドライバが安全に停止しようと判断した時間｛現在時間（０）｝からドライバの反応時間αに基づく反応遅れを原因とする空走時間（符号はαとする。）と、アクセルオフでの減速度ａによる等加速度直線運動に基づく制動時間｛−（ｖ−ｖ´）／ａ｝と、フットブレーキでの減速度ｂによる等加速度直線運動に基づく制動時間（−ｖ´）／ｂの和として以下の（４）式により算出される。
Ｔｓｔｏｐ＝α＋｛−（ｖ−ｖ´）／ａ｝＋（−ｖ´）／ｂ …（４）

走行シミュレーションモデル８２ｔにおいて、現在速度ｖは、一般道路での最高速度である６０［ｋｍ／ｈ］の制限速度Ｖｌｉｍｉｔとしてもよい。この場合、走行シミュレーションモデル８２ｔは、制限速度Ｖｌｉｍｉｔからアクセルオフによる減速をして停止するのに必要な停止時間Ｔｓｔｏｐということになる。

規定時間Ｔｒｅｆは、車両１２の一般道の制限速度Ｖｌｉｍｉｔ＝６０［ｋｍ／ｈ］からアクセルオフして停止するのに必要な固定時間（固定値）として運転支援ＥＣＵ５０内のメモリ（記憶装置）に記憶しておいてもよい。

（２−２）また、規定時間Ｔｒｅｆは、図１０の走行シミュレーションモデル（走行モデル）８３ｔ（減速特性）に示すように、現在速度ｖ又は制限速度Ｖｌｉｍｉｔからアクセルオフ操作による減速をして通過支援の対象となる下限速度Ｖｐａｓｓまで調整するのに必要な、次の（５）式により算出される時間Ｔｐａｓｓ１に設定してもよい。
Ｔｐａｓｓ１＝α＋｛（Ｖｐａｓｓ−ｖ）／ａ｝ …（５）

この場合においても、規定時間Ｔｒｅｆは、車両１２の一般道の制限速度Ｖｌｉｍｉｔ＝６０［ｋｍ／ｈ］からアクセルオフして通過支援の対象となる下限速度Ｖｐａｓｓまで調整するのに必要な固定時間（固定値）として運転支援ＥＣＵ５０内のメモリ（記憶装置）に記憶しておいてもよい。

（２−３）さらに、規定時間Ｔｒｅｆは、図１１の走行シミュレーションモデル（走行モデル）８４ｔ（加速特性）に示すように、現在速度ｖから加速度ａ´で加速して通過支援の対象となる一般道の制限速度Ｖｌｉｍｉｔまで速度調整するのに必要な、次の（６）式により算出される時間Ｔｐａｓｓ２に設定してもよい。
Ｔｐａｓｓ２＝α＋｛（Ｖｌｉｍｉｔ−ｖ）／ａ´｝ …（６）

この場合においても、規定時間Ｔｒｅｆは、下限速度Ｖｐａｓｓから、通過支援の対象となる一般道の制限速度Ｖｌｉｍｉｔ＝６０［ｋｍ／ｈ］まで加速して速度調整するのに必要な固定時間（固定値）として運転支援ＥＣＵ５０内のメモリ（記憶装置）に記憶しておいてもよい。

以上（１−１）から（１−３）で説明した規定距離Ｘｒｅｆ、及び（２−１）から（２−３）で説明した規定時間Ｔｒｅｆの設定に関し、直進方向Ｇｓｄで隣り合う交差点Ｂ間の距離（交差点間隔）が、上述した規定距離Ｘｒｅｆ未満、又は隣り合う交差点Ｂ間の走行予定時間が規定時間Ｔｒｅｆ未満の場合、想定した走行シミュレーションモデル８２〜８４、８２ｔ〜８４ｔ通りに走行できなく、運転支援の効果を最大限に得ることができない。つまり、交差点間隔が規定距離Ｘｒｅｆ又は規定時間Ｔｒｅｆより短い場合には、さらに手前の信号機２０から運転支援（通過支援及び停止支援）を開始しないと最大限の効果を達成することができないということが分かる。

図３のフローチャートにもどり、この実施形態では、いわゆるベストモードである上述した第１考え方（車両１２の直近の信号機２０の停止位置Ｃを基準位置としこの停止位置Ｃから規定距離Ｘｒｅｆ内の信号機２０の数に決める条件）により支援対象の信号機２０の数を決定している。

そこで、ステップＳ３にて、ｉ（最初は、ｉ＝１）番目の信号機２０ａ（図１、図５参照）が、最初に、支援対象の信号機２０として決定される（ステップＳ３：ＹＥＳ）。

次に、ステップＳ４にて、通過速度範囲算出部６３は、車両１２の現在位置及び現在時刻に基づき、ｉ（最初は、ｉ＝１）番目の信号機２０（２０ａ）に対する通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅを算出する。この場合、次の（直近の）信号機２０の青色灯２１ｂが点灯している予定時間（予定秒数）の間に、すなわち青信号で、次の交差点Ｂ（Ｂａ）を通過可能な速度範囲（通過速度範囲、通過可能速度範囲）Ｖｒａｎｇｅを算出する。

例えば、図１２に示すように、通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅが算出される。この場合、走行中の車両１２の現在位置（０）での現在時刻（０）からｉ番目の信号機２０の現在の赤信号が終了するまでの時間をＴ１（残秒数）とし、現在時刻から次の青信号が終了するまでの時間（次の黄信号が開始するまでの時間）をＴ２｛Ｔ１＋（青信号の）予定秒数｝とする。そうすると、通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅのうち、実線で示している上限速度Ｖ１は、交差点Ｂの停止位置Ｃ（交差点位置）までの残距離Ｘを時間Ｔ１で割った次の（７）式により算出され、同様に実線で示している下限速度Ｖ２は、交差点Ｂの停止位置Ｃ（交差点位置）までの残距離Ｘを時間Ｔ２で割った次の（８）式により算出されることが分かる。
Ｖ１＝Ｘ／Ｔ１ …（７）
Ｖ２＝Ｘ／Ｔ２ …（８）

図１２において、制限速度Ｖｌｉｍｉｔ及び下限速度Ｖｐａｓｓは、破線で示している。また、時間Ｔ３は、次の黄信号が終了する時間（次の回の赤信号が開始する時間）を示している。

次いで、ステップＳ５にて、通過可否判定部６４は、ｉ（最初は、ｉ＝１）番目の信号機２０に対する通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌが存在するか否かを判定するために、青信号で通過可能な下限速度Ｖ２が制限速度Ｖｌｉｍｉｔ以下で、且つ青信号で通過可能な上限速度Ｖ１が通過支援の下限速度Ｖｐａｓｓ以上である条件を満足するか否かを判定する。

ステップＳ５の判定が肯定的（ステップＳ５：ＹＥＳ）である場合、ステップＳ６にて、ｉ（最初は、ｉ＝１）番目の信号機２０に対する通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌを算出する。

このステップＳ６では、図１２例の場合、交差点Ｂの信号機２０を青信号で且つ制限速度Ｖｌｉｍｉｔ内で通過可能な通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌは、通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅに等しい（Ｖｒａｎｇｅｌ＝Ｖｒａｎｇｅ）範囲が算出される。

また、ステップＳ６では、図１３例に示すように、制限速度Ｖｌｉｍｉｔが上限速度Ｖ１と下限速度Ｖ２との間に存在する場合、交差点Ｂの信号機２０を青信号で通過可能な下限速度Ｖ２と制限速度Ｖｌｉｍｉｔとの間の速度範囲が通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌとして算出される。

ステップＳ６の通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌ算出後に、再び、ステップＳ３にて、規定範囲確認部６８は、道路１４を走行する車両１２の直進方向Ｇｓｄ中、ｉ＝２番目の信号機２０ｂが、直近の信号機２０ａの停止位置Ｃａから規定距離Ｘｒｅｆ以内にあるか否かを判定する。

ステップＳ３の判定が肯定的（ステップＳ３：ＹＥＳ）であるとき、ステップＳ４にて、ｉ＝２番目の信号機２０ｂに対する通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅを算出する。

さらに、ステップＳ５にて、通過可否判定部６４は、ｉ＝２番目の信号機２０ｂに対する通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌが存在するか否かを判定するために、青信号で通過可能な下限速度Ｖ２が制限速度Ｖｌｉｍｉｔ以下で、且つ青信号で通過可能な上限速度Ｖ１が通過支援の下限速度Ｖｐａｓｓ以上である条件を満足するか否かを判定する。

ステップＳ５による判定が肯定的（ステップＳ５：ＹＥＳ）である場合、ステップＳ６にて、ｉ＝２番目の信号機２０ｂに対する通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌを算出する。そして、再び、ステップＳ３にて、規定範囲確認部６８は、道路１４を走行する車両１２の直進方向Ｇｓｄ中、ｉ＝３番目の信号機２０ｃが、直近の信号機２０ａの停止位置Ｃａから規定距離Ｘｒｅｆ以内にあるか否かを判定する。

ステップＳ３の判定が肯定的（ステップＳ３：ＹＥＳ）であるとき、ステップＳ４にて、ｉ＝３番目の信号機２０ｃに対する通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅを算出する。

さらに、ステップＳ５にて、通過可否判定部６４は、ｉ＝３番目の信号機２０ｃに対する通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌが存在するか否かを判定するために、青信号で通過可能な下限速度Ｖ２が制限速度Ｖｌｉｍｉｔ以下で、且つ青信号で通過可能な上限速度Ｖ１が通過支援の下限速度Ｖｐａｓｓ以上である条件を満足するか否かを判定する。

ステップＳ５による判定が肯定的（ステップＳ５：ＹＥＳ）である場合、ステップＳ６にて、ｉ＝３番目の信号機２０ｃに対する通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌを算出する。そして、再び、ステップＳ３にて、規定範囲確認部６８は、道路１４を走行する車両１２の直進方向Ｇｓｄ中、ｉ＝４番目の信号機２０ｄが、直近の信号機２０ａの停止位置Ｃａから規定距離Ｘｒｅｆ以内にあるか否かを判定する。

図５を参照すれば、ステップＳ３の信号機２０ｄに対する今回の位置判定は否定的（ステップＳ３：ＮＯ）となる。

このときには、ステップＳ７にて、通過速度範囲算出部６３及び表示制御部６９は、青信号で通過可能な信号機２０ａ〜２０ｃに対してステップＳ５で算出した通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌをマージして（ａｎｄをとって）、例えば、図１４に示すように、交差点Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃを信号機２０の灯色（青色灯２１ｂ）に従ってノンストップで通過できる通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌに対応する通過速度範囲ＶＲｂを表示する。

図１４において、表示部６０上に円弧形状の速度目盛７２と指針７４（インジケータ）を備える速度計７６が表示され、この速度計７６に関連付けて、円弧形状の速度計７６の周囲に、赤信号が終了し青信号が開始するタイミングで交差点Ｂａ〜Ｂｃ（停止位置Ｃａ〜Ｃｃ）を通過するための速度Ｖ１ｍｉｎ｛マージした上限速度Ｖ１の最小値（最小速度、最低速度）｝を最大通過速度（最高通過速度）とし、青信号が終了し黄信号が開始するタイミングで交差点Ｂａ〜Ｂｃ（停止位置Ｃａ〜Ｃｃ）を通過するための速度Ｖ２ｍａｘ｛マージした下限速度Ｖ２の最大値（最大速度、最高速度）｝を最小通過速度（最低通過速度）とする通過速度範囲ＶＲｂが青色系の色で表示される。

この図１４例の表示では、現在の車両速度ｖを示す速度計７６の指針７４が通過速度範囲ＶＲｂを上回る速度を指しているので、ドライバは指針７４が青色系の通過速度範囲ＶＲｂに入るようにアクセル開度を小さくし、指針７４を上限速度Ｖ１ｍｉｎより低くすることにより信号機２０ａ〜２０ｃが設置された交差点Ｂａ〜Ｂｃの全てを、いわゆる青信号下に通過することができる。この場合、音出力部５９を通じて音声により、現在の速度ｖを通過速度範囲ＶＲｂに入るように低くすることにより、信号機２０ａ〜２０ｃを青信号で通過できる可能性が高いことを通知してもよい。

また、図１４においては、表示部６０の中央部の表示部で燃費等の表示が可能な、いわゆるマルチインフォメーションディスプレイ８０に、制限速度Ｖｌｉｍｉｔ（実際には、例えば、６０［ｋｍ／ｈ］）の表示８０ａをしている。ステップＳ７の通過速度範囲の表示処理後に、ステップＳ２の処理にもどる。

一方、ステップＳ５の判定が否定的（ステップＳ５：ＮＯ）である場合、すなわち、通過可否判定部６４が、青信号で通過可能な下限速度Ｖ２が制限速度Ｖｌｉｍｉｔを上回っている場合（Ｖ２＞Ｖｌｉｍｉｔ）及び青信号で通過可能な上限速度Ｖ１が通過支援の下限速度Ｖｐａｓｓを下回っている場合（Ｖ１＜Ｖｐａｓｓ）の少なくとも１つの条件判定が成立した場合、通過可否判定部６４は、該当交差点Ｂの信号機２０を青信号下で通過することは不可能（通過不可）と判定する。

この場合、停止距離算出部６５は、ステップＳ８にて、図６の走行シミュレーションモデル８２を参照して説明した、該当交差点Ｂの停止位置Ｃで安全に停止できる減速による停止に必要な停止距離Ｘｓｔｏｐを算出する。

次いで、ステップＳ９にて、距離比較部６６は、ステップＳ２にて算出した現在位置から該当交差点Ｂの停止位置Ｃまでの残距離Ｘが、ステップＳ８にて算出した停止距離Ｘｓｔｏｐより短い（Ｘ≦Ｘｓｔｏｐ）かどうかを判定する。

該当交差点Ｂの停止位置Ｃまでの残距離Ｘが停止距離Ｘｓｔｏｐより長い場合（ステップＳ９：ＮＯ）には、ステップＳ２以降の処理を繰り返す（ステップＳ２→ステップＳ３：ＹＥＳ→ステップＳ４→ステップＳ５：ＮＯ→ステップＳ８→ステップＳ９）。

ステップＳ９の判定（Ｘ≦Ｘｓｔｏｐ）が肯定的となった（ステップＳ９：ＹＥＳ）場合には、ステップＳ１０にて、減速推奨部６７は、ドライバに対してアクセルオフ操作を促すアクセルオフ推奨処理を行う。

この場合、アクセルオフ推奨処理では、図１５に示すように、表示部６０のマルチインフォメーションディスプレイ８０に「アクセルオフ推奨（アクセルＯＦＦ推奨）」との表示８０ｂをするようにしている。同時に音出力部５９から音声で「アクセルオフを推奨します」とアクセルオフを促す出力をするようにしてもよい。以降、ステップＳ２の処理にもどる。

［実施形態のまとめ］
以上説明したように、車両１２に搭載されたこの実施形態に係る車両用運転支援装置１０は、車両１２の直進方向に位置する複数の交差点Ｂａ〜Ｂｄにそれぞれ設置された各信号機２０ａ〜２０ｄの灯色の遷移、及び各前記灯色の点灯時間を含む信号情報７０を車外の光ビーコン送受信機２４から受信する受信部としての光ビーコン送受信機５２と、自車両１２の位置から複数の各交差点Ｂａ〜Ｂｄまでの距離を示す各残距離Ｘを算出する残距離算出部６１と、前記信号情報７０と各前記残距離Ｘに基づいて、複数の前記交差点Ｂａ〜Ｂｄの通過又は停止を支援する運転支援情報を出力する運転支援部としての運転支援ＥＣＵ５０と、を備え、運転支援ＥＣＵ５０は、前記光ビーコン送受信機５２により受信した複数の前記交差点Ｂａ〜Ｂｄに設置された各前記信号機２０ａ〜２０ｄの信号情報７０の内、自車両１２の位置｛現在位置（０）｝又は直近の交差点Ｂａの停止位置Ｃａを基準位置としこの基準位置から規定距離Ｘｒｅｆ内に位置する複数の信号機２０ａ〜２０ｃの信号情報７０、及び前記自車両１２の位置｛現在位置（０）｝又は直近の前記交差点Ｂａの停止位置Ｃａの通過予測時間を基準時間としこの基準時間から規定時間Ｔｒｅｆ内に到達できる複数の信号機２０の信号情報７０のいずれかを用いて前記運転支援情報を算出する。

この実施形態によれば、自車両１２の直進方向に位置する複数の交差点Ｂに設置された各信号機２０の信号情報７０の内、自車両１２の位置｛現在位置（０）｝又は直近の交差点Ｂａの停止位置Ｃａから規定距離Ｘｒｅｆ内に位置する複数の信号機Ｂａ〜Ｂｃの信号情報７０、及び前記自車両１２の位置｛現在位置（０）｝又は直近の前記交差点Ｂａの停止位置Ｃａの通過予測時間から規定時間Ｔｒｅｆ内に到達できる複数の信号機Ｂの信号情報７０のいずれかを用いて運転支援情報を算出するようにしたので、通過速度範囲Ｖｒａｎｇｅｌが狭くなることを防止することができる。また、自車両１２の速度範囲が狭くならないので、後続車への影響を少なくすることで交通流の悪化を防止することができる。

前記規定距離Ｘｒｅｆは、現在走行中の道路１４の制限速度Ｖｌｉｍｉｔ又は現在の車両速度ｖからアクセルオフして停止するのに必要な距離（停止距離Ｘｓｔｏｐ）であるとし、前記規定時間Ｔｒｅｆは、現在走行中の道路１４の制限速度Ｖｌｉｍｉｔ又は現在の車両速度ｖからアクセルオフして停止するのに必要な時間（停止時間Ｔｓｔｏｐ）であるとすれば、停止支援の効果を最大限に得ることができる。

さらに、前記規定距離Ｘｒｅｆは、通過支援の対象となる下限速度Ｖｐａｓｓ又は現在の車両速度ｖから所定の加速度ａ´で加速して現在走行中の道路１４の制限速度Ｖｌｉｍｉｔまで速度調整するのに必要な距離Ｘｐａｓｓ２であるとし、前記規定時間Ｔｒｅｆは、通過支援の対象となる下限速度Ｖｐａｓｓ又は現在の車両速度ｖから所定の加速度ａ´で加速して現在走行中の道路１４の制限速度Ｖｌｉｍｉｔまで速度調整するのに必要な時間Ｔｐａｓｓ２であるとすれば、通過支援の効果を最大限に得ることができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両用運転支援装置 １２…車両
２０…信号機 ２４、５２…光ビーコン送受信機
５０…運転支援ＥＣＵ ６０…表示部
６１…残距離算出部 ６２…加速度算出部
６３…通過速度範囲算出部
６４…通過可否判定部 ６５…停止距離算出部
６６…距離比較部 ６７…減速推奨部
６８…規定範囲確認部 ７０…信号情報
８０…マルチインフォメーションディスプレイ
Ａ…上流地点（光ビーコン受信地点）
Ｂ…交差点

Claims (4)

1. 車両に搭載される車両用運転支援装置において、
   前記車両の直進方向に位置する複数の交差点にそれぞれ設置された各信号機の灯色の遷移、及び各前記灯色の点灯時間を含む信号情報を車外から受信する受信部と、
   自車両の位置から複数の各前記交差点までの距離を示す各残距離を算出する残距離算出部と、
   前記信号情報と各前記残距離に基づいて、複数の前記交差点の通過又は停止を支援する運転支援情報を出力する運転支援部と、を備え、
   前記運転支援部は、
   前記受信部により受信した複数の前記交差点に設置された各前記信号機の信号情報の内、前記自車両の位置又は直近の交差点から規定距離内に位置する複数の信号機の信号情報、及び前記自車両の位置又は直近の前記交差点から規定時間内に到達できる複数の信号機の信号情報のいずれかを用いて前記運転支援情報を算出し、
   前記規定距離又は前記規定時間は、通過又は停止の走行モデルに基づいて設定される
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
2. 請求項１に記載の車両用運転支援装置において、
   前記規定距離は、現在走行中の道路の制限速度又は現在の車両速度からアクセルオフして停止するのに必要な距離であり、
   前記規定時間は、現在走行中の道路の制限速度又は現在の車両速度からアクセルオフして停止するのに必要な時間である
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
3. 請求項１に記載の車両用運転支援装置において、
   前記規定距離は、現在走行中の道路の制限速度又は現在の車両速度からアクセルオフによる減速をして通過支援の対象となる下限速度まで速度調整するのに必要な距離であり、
   前記規定時間は、現在走行中の道路の制限速度又は現在の車両速度からアクセルオフによる減速をして通過支援の対象となる下限速度まで速度調整するのに必要な時間である
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
4. 請求項１に記載の車両用運転支援装置において、
   前記規定距離は、通過支援の対象となる下限速度又は現在の車両速度から所定の加速度で加速して現在走行中の道路の制限速度まで速度調整するのに必要な距離であり、
   前記規定時間は、通過支援の対象となる下限速度又は現在の車両速度から所定の加速度で加速して現在走行中の道路の制限速度まで速度調整するのに必要な時間である
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。

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