(57)【要約】【課題】本発明は、手動運転式の車両と自動運転式の車両とが混在した車列の信号待ちの状況下で、自動運転式の車両を活用して、信号待ちの滞緩緩和が行える車両の停止発進制御装置を提供する。  【解決手段】本発明は、自動運転式の自車Ａ３が、手動運転式の先行車Ａ１，Ａ２の停止に続いて自動停止、自動発進させる装置で、信号機Ｔの表示を検出する信号検出部２９を有し、所定の車間距離を保つ第１停止距離Ｓ２と、第１停止距離よりも長い第２停止距離Ｓ１が設定され、自車の制御部９は、先行車Ｔ２の後方で自車が停止するとき、第２停止距離Ｓ１の車間距離で自車Ａ３を停止させ、先行車Ｓ２が発進する前に自車Ａ３を発進させるよう信号表示が「走行」となると自車Ａ３を発進させ、まだ発進していない先行車Ａ２に到達した場合、第１停止距離Ｓ１で自車Ａ３を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号機の表示を認識して順次、停止する複数台の手動運転式の先行車と、同先行車の後方で停止する自動運転式の自車とを有し、前記自車が、制御部の指示により前記先行車の停止に続いて自動停止、前記先行車の発進により自動発進させる車両の停止発進制御装置において、
前記信号機の表示を検出する信号検出部を有し、
前記自車の制御部には、前記先行車との間で所定の車間距離を保つ第１停止距離と、同じく第１停止距離よりも長い第２停止距離とが設定され、
前記自車の制御部は、前記先行車の後方で前記自車が停止するとき、前記先行車から前記第２停止距離、離した車間距離で、前記自車を停止させる第１停止機能部と、
前記自車の直前方の先行車が発進する前に前記自車を発進させるべく、前記信号機の表示が「走行」となるにしたがい、前記自車を発進させる発進機能部と、
前記発進した自車が、まだ発進していない先行車に到達した場合、前記先行車から前記第１停止距離、離した車間距離で、前記自車を停止させる第２停止機能部と、
を具備したことを特徴とする車両の停止発進制御装置。
【請求項２】
前記自車の前方の先行車の台数を取得する台数取得部を有し、
前記発進機能部は、
前記取得した先行車の台数にしたがい、前記信号機の表示が「走行」と検出されてから前記自車の直前方の先行車が発進するまでの時間を予測する予測機能部と、
前記直前方の先行車の発進が予測される時間で前記直前方の先行車の居た位置に自車を到達させる到達機能部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の停止発進制御装置。
【請求項３】
前記到達機能部は、前記予測された前記自車の直前方の先行車が発進するまでの時間で、前記直前方の先行車の居た位置に前記自車が到達するよう、予測時間に応じて前記第２停止距離を可変する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両の停止発進制御装置。
【請求項４】
前記到達機能部は、前記予測された前記自車の直前方の先行車が発進するまでの時間で、前記直前方の先行車の居た位置に前記自車が到達するよう、予測時間に応じて前記自車の発進を遅らせる
ことを特徴とする請求項２に記載の車両の停止発進制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手動運転式の車両に追従して行われる自動運転式の車両の自動停止、自動発進を制御する車両の停止発進制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動運転式の車両では、先行車が停止すると、先行車の後方で自動停止させ、停止した先行車が発進すると、自動発進させる自動運転が進められている（特許文献１を参照）、
こうした制御以上の自動運転が普及されつつあるが、自動運転式の車両の普及は、まだ十分ではない。
このため、自動運転式の車両が広く普及されるまでの過程の多くは、手動運転式の車両と自動運転式の車両とが混在して道路を走行する。
【０００３】
ところで、車両では、信号機における信号待ちによる渋滞発生が問題視されている。これは、手動運転式の車両と自動運転式の車両とが混在して道路を走行する場合でも起こりやすい。
例えば一車線の道路で、信号待ちが行われる場合、信号機の表示が「赤」により、例えば手動式の車両が順次、手動運転式の車両が停止し（先行車）、その後方に自動運転式の車両が停止（自車）、その後方に手動運転式の車両（後続車）が停止することなどで見られる。
【０００４】
この場合、信号機の表示が「青」となると、まず、車列の先頭の車両が発進を始め、後続の車両の運転者が先頭車両の発進を認識して車間距離を確保してから、続く車両が発進を始め、その後続の車両の運転者が前車の発進を確認して車間距離を確保してから、車両が発進を始めるといった動きが、車列中、繰り返される。
自動運転式の車両の場合、前車が発進すると、即、発進は可能であるが、手動運転式の車両の場合、上述のように前車との間で所定の車間距離が確保されてから発進することがほとんどである。このため、信号待ちは、手動運転式の車両で費やす車間距離を確保する累積時間が多くを占める。待ち時間は、最後部の車両になるにしたがい長くなるので、これが渋滞をもたらす一つの要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−８６８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動運転式の車両は、種々の対応が可能であるため、信号待ちの車両の渋滞緩和に努めることが望まれる。
そこで、本発明の目的は、手動運転式の車両と自動運転式の車両とが混在した車列の信号待ちの状況下で、自動運転式の車両を活用して、信号待ちの滞緩緩和が行える車両の停止発進制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、信号機の表示を認識して順次、停止する複数台の手動運転式の先行車と、同先行車の後方で停止する自動運転式の自車とを有し、自車が、制御部の指示により先行車の停止に続いて自動停止、先行車の発進により自動発進させる車両の停止発進制御装置において、信号機の表示を検出する信号検出部を有し、自車の制御部には、先行車との間で所定の車間距離を保つ第１停止距離と、同じく第１停止距離よりも長い第２停止距離とが設定され、自車の制御部は、先行車の後方で自車が停止するとき、先行車から第２停止距離、離した車間距離で、自車を停止させる第１停止機能部と、直前方の先行車が発進する前に自車を発進させるべく、信号の表示が「走行」となるにしたがい、自車を発進させる発進機能部と、発進した自車が、まだ発進していない先行車に到達した場合、先行車から第１停止距離、離した車間距離で、自車を停止させる第２停止機能部とを具備する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、手動運転式の先行車の後に自動運転式の自車が位置する車列（混在）で信号待ちするとき、自車は、先行車の後方に、通常時よりも余裕の有る第２停止距離で自動停止する。その後、信号機が「走行」になると、信号機の表示に合わせて自動発進され、余裕の有る第２停止距離下から、発進されていない先行車（停止中）へ前進して、後続の車両の発進をタイムラグなしに誘導する。また、たとえ発進していない先行車に自車が到達しても、自車は、第１停止距離といった先行車に近い位置で自動停止して、後続の車両の迅速な発進を促す。
【０００９】
つまり、あたかも車列の先頭から発進するが如く発進が行われる自車（自動運転式）や、余裕の有る第２停止距離、衝突を回避する第１停止距離がもたらす車両移動域の確保により、自車を含む車列の最後尾までの待ち時間を抑えることができる。
それ故、手動運転式の車両と自動運転式の車両とが混在した車列の信号待ちの状況下において、自動運転式の自車を活用して、信号待ちにおける滞緩を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る態様となる、車両の停止発進制御装置の主な構成を示す図。
【図２】同停止発進制御装置の信号待ちにおける作用を説明するフローチャート。
【図３】同信号待ちにおける自車の挙動の一部を説明する側面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る態様となる、車両の停止発進制御装置の主な構成を示す図。
【図５】同停止発進制御装置の特徴となる、信号待ちにおける作用を説明するフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る態様の特徴となる、異なる信号待ちにおける作用を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図１から図３に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１（ａ）は、信号機Ｔの有る交差点の停止線（いずれも図示しない）から、信号待ちで並んだ車列を示している。
車列のうちのクロス線で判別された車両Ａ３は、自動運転式の自車（以下、自車Ａ３という）で、クロス線の無い自車Ａ３から前方の車両Ａ１，Ａ２が、手動運転式の先行車（以下、先行車Ａ１，Ａ２という）で、クロス線の無い自車Ａ３から後方の車両Ａ４，Ａ５が、手動運転式の後続車（以下、後続車Ａ４，Ａ５という）である。
【００１２】
ここでは、例えば例えば片側一車線の道路で、車列に１台の自車Ａ３が混じり、自車Ａ３の前方に複数台の先行車Ａ１，Ａ２が並び、自車Ａ３の後方に複数台の後続車Ａ４，Ａ５が並ぶ信号待ちの状況を一例として挙げている。
このうち自車Ａ３は、例えば、図１（ｂ）のように車体１に搭載したバッテリ３の電力で、インバータ５を介してモータ７（原動機）を駆動する電動車で構成される。この自車Ａ３は、図１（ｃ）のように車体１に搭載した自動運転制御ＥＣＵ９により、自動運転される。
【００１３】
ここでの自車Ａ３の自動運転は、例えば少なくとも、先行車Ａ２に停止に続いて、自車Ａ３のブレーキ装置８の制御、具体的には自車直前方の先行車Ａ２との車間距離を検出する距離検出部１１により自動停止されたり、距離検出部１１により先行車Ａ２を自動発進したりする機能をもつ。
さらに自車Ａ３は、自車Ａを道路地図にしたがい目的地まで誘導するナビゲーション装置１３や、障害物センサ（図示しない）や、目的地までの誘導にしたがいハンドル１５を操舵したりする機器も搭載され、多くの領域で自動運転が行われるものとなっている。
【００１４】
ちなみに手動運転式の先行車Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５は、いずれも運転者による手動操作によって、停止動作（ブレーキぺダルによる）が行われたり、発進（アクセルペダルによる）が行われたり、ハンドル操作が行われたりする。
こうした自動運転式の自車両２に、信号待ちでの渋滞を緩和する停止発進制御装置２１が設けられている。停止発進制御装置２１は、例えば自動運転制御ＥＣＵ９を制御部として、同自動運転制御ＥＣＵ９に、各種の機能部、例えば第１停止機能部２３、発進機能部２５、第２停止機能部２７などを設ける。また例えば車体前部に、信号機Ｔの表示（「赤」：停止、「青」：走行）を検出するカメラ２９（本願の信号検出部に相当）を設けて構成される。もちろん、信号機Ｔの表示検出は、他の手段を用いてもよい。
【００１５】
具体的には、例えば自動運転制御ＥＣＵ９は、通常時よりも余裕の有る第２停止距離Ｓ１（図３に図示）と、先行車との衝突を回避するための第１停止距離Ｓ２（図３に図示）とが設定される。例えば、第１停止距離Ｓ２には「０．７５ｍ」、第２停止距離Ｓ１には「５．０ｍ」などが設定される（第１停止距離＞第２停止距離）。
第１停止機能部２３は、信号機Ｔが「赤」となるとき信号待ちが生じて、先行車Ａ２の後方に自車Ａ３が停止するとき、同先行車Ａ２から第２停止距離Ｓ１、離した車間距離で、自車Ａ３を自動停止させる機能をもつ。
【００１６】
発進機能部２５は、信号待ちで信号機Ｔの表示が「走行」、すなわち信号機Ｔが「青」となると自車両Ａ３を発進させ、直前方の先行車Ａ２が信号待ちで待機している間、すなわち先行車Ａ２が発進する前に、自車両Ａ３を発進させる機能をもつ。
第２停止機能部２７は、発進した発進した自車Ａ３が、まだ発進していない前方の先行車Ａ２に到達した場合、先行車Ａ２から第１停止距離Ｓ２、離した車間距離で、自車Ａ３を停止させる機能をもつ。
【００１７】
こうした各種機能をもつ自動運転式の自車Ａ３（車両）にて、信号待ちの車列(自動運転式の車両：１台、手動運転式の車両：複数台が混在)における渋滞が緩和される。
図２のフローチャートには、渋滞を緩和する自車Ａ３の作用が示されている。
つぎに、図２および図３を参照して渋滞緩和について説明する。
まず、信号待ちは、信号機Ｔの「赤」の表示を認識したり、検出したりすることにより生まれる。
【００１８】
具体的には、まず、信号機Ｔの有る交差点へ接近する先頭の先行車Ａ１の場合、運転者は、信号機Ｔの表示を認識してブレーキ操作をしながら、交差点の停止線の位置に停止させる。続く先行車Ａ２は、運転者が停止した先行車Ａ２を認識して、同先行車Ａ２の後方で停止させる。つまり、先行車Ａ１，２は、いずれも手動運転により、順次、停止される。
【００１９】
続く自動運転式の自車Ａ３は、自動制御により、先行車Ａ２の後方で自動停止する。
すなわち、自車Ａ３の場合、まず、図２中のステップＳ１のようにカメラ２９により、信号機Ｔの表示を認識したり、ステップＳ３のようにカメラ２９により直前方の先行車Ａ２を認識したりする。
距離検出部１１は、停止している先行車Ａ２と、先行車Ａ２へ接近する自車Ａ３との間の距離（車間距離）を検出し続けている。そして、続くステップＳ５において第２停止距離Ｓ１に車間距離になったか否かを判定している。
【００２０】
これにより、自車Ａ３は渋滞緩和モードに入る。
すなわち、先行車Ａ２と前進する自車Ａ３との車間距離が、通常時よりも十分に余裕の有る距離で定めた第２停止位置Ｓ１に達すると、ステップＳ７へ進み、前進した自車Ａ３は、図３（ａ）に示されるように第２停止位置Ｓ１なる車間距離を空けて直前方の先行車Ａ２の後方で自動停止する。これにより、複数台の先行車Ａ１，Ａ２の後に自車Ａ３が並ぶ。
【００２１】
その後、後続の車両、すなわち手動運転式の後続車Ａ４，Ａ５が、先行車Ａ１，Ａ２のときと同様、手動操作によって、自車Ａ３の後方において順次、停止されていく。これにより、信号待ちの車列が形成される。
一方、信号機Ｔの表示が「青」（走行）になると、信号待ちの車列は、順次、進む。すなわち、車列先頭の先行車Ａ１が発進を始め、同先行車Ａ１の発進を認識してから、続く先行車Ａ２は発進を始める。
【００２２】
このとき、手動運転式の先行車Ａ２は、安全性を確保するため、前車との間で所定の車間距離が確保されてから発進する。このままでは、車間距離を確保するための時間が後続の車両に影響、具体的には自車Ａ３以降の車両は、車間距離の確保で費やす時間、発進遅れが生じる。この遅れが渋滞をもたらすタイムラグとなる。
ここで、余裕の有る車間距離（第２停止距離Ｓ１）で停止している自車Ａ３は、ステップＳ９およびステップＳ１１に示されるように信号機Ｔの表示が「青」（走行）になると、先行車Ａ２が発進されていない状態に関わらず、即、発進が行われる。すなわち、自車Ａ３は、先行車Ａ２の発進操作が行われる前に、先に発進される。つまり、自車Ａ３は、あたかも車列の先頭から発進するが如く自動で発進が行われる。
【００２３】
このとき、自車Ａ３が先行車Ａ２に到達する間に、先行車Ａ２の発進が行われると、自車Ａ３は、先行車Ａ２に続いて停止することなく、前進する。つまり、自車Ａ３が発進するときは、前車の手動運転式のような車間距離を確保する時間は省かれる。
この自車Ａ３の発進に続いて、後続の車両、すなわち後続車Ａ４、Ａ５は発進され、自車Ａ３を含む車列の最後尾側、すなわち後続車Ａ４、Ａ５は、待ち時間のロスが抑えられながら走行される。
【００２４】
そして、自車Ａ３が、ナビゲーション装置１３からの信号により、信号機Ｔを通過したことが検出されると、渋滞緩和モードが解除され、通常の自動運転での走行、すなわち通常の自動運転モードに戻る。
一方、自車Ａ３が第２停止距離Ｓ１を前進している間に、直前方の先行車Ａ２が発進されていない場合、すなわち先行車Ａ３の停止状態が続くときは、自車Ａ３は先行車Ａ２との衝突を回避するため、図３（ｂ）に示されるように先行車Ａ２と接近した近い位置、すなわち第１停止距離Ｓ２、離した車間距離を空けて自動停止する。
【００２５】
これにより、できるだけ自車Ａ３を前進させ続け、自車Ａ３から後続の車両、すなわち後続車Ａ４、Ａ５の発進を促す。
したがって、あたかも車列の先頭から発進するが如く発進が行われる自動運転式の自車Ａ３や、余裕の有る第２停止距離Ｓ１、衝突を回避する第１停止距離Ｓ２がもたらす車両移動域の確保により、自車Ａ３から後続における車両の待ち時間は抑えられる。これにより、自車Ａ３を含む車列の最後尾側、すなわち自車Ａ３を含む後続車Ａ４、Ａ５は、待ち時間のロスを抑えながら走行できる。
【００２６】
もちろん、先行車や後続車や自車の台数は、本実施形態の台数に限定されるものではない。
それ故、手動運転式の先行車、後続車Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５（車両）と自動運転式の自車Ａ３（車両）とが混在した車列の信号待ちの状況下において、自動運転式の自車Ａ３を活用して、信号待ちにおける滞緩を緩和することができる。特に先行車が数台のときには好適である。
【００２７】
図４および図５は、本発明の第２の実施形態を示す。
第１の実施形態のような自車Ａ３（自動運転式）の制御で、最も効果的に後続車両の発進を促すには、自車Ａ３は、直前方の先行車Ａ１が発進するまでの時間に、先行車Ａ２の居た位置に自車Ａ３に到達させることが有効である。
第２の実施形態では、これに応えるよう、まず、例えば図４に示されるように信号機Ｔに台数カメラ４１（本願の台数取得部に相当）を設けて、自車Ａ３の前方で並んでいる車両、ここでは先行車Ａ１、Ａ２の台数を検出する。なお、台数カメラ４１には、台数情報を自車Ａ３に送る通信機能が付いている。
【００２８】
自動運転制御ＥＣＵ９の発進機能部２５には、自車Ａ３の直前方の先行車Ａ２の発進を予測する予測部４３（本願の予測機能部に相当）が設けられ、台数カメラ４１で検出した台数情報に基づき、信号機Ｔの表示が「青」と検出されてから、自車Ａ３の直前方の先行車Ａ２が発進するまでの時間を演算して求める。この時間が予測時間となる。この場合、先行車Ａ２の発進に費やす時間は、仮に一定時間としている
また発進機能部２５には、到達部４５（本願の到達機能部に相当）が設けられ、求めた予測時間で、直前方の先行車Ａ２の居た位置に自車Ａ３を到達させる。具体的には、例えば到達部４５には、予測時間に応じて、第２停止時間Ｓ１を可変する機能を有していて、予測時間で自車Ａ３を先行車Ａ２位置に到達させる。
【００２９】
すなわち、自車Ａ３では、まず図５に示されるフローチャートのステップＳ２１のように、自車Ａ３前の先行車台数を取得する。ついで、ステップＳ２３のように信号機Ｔが「青」になってから直前方の先行車Ａ２が発進するまでの時間を予測する。続いて、ステップＳ２５のように自車Ａ３が直前方の先行車Ａ２が居る位置までの距離を求めて、求めた距離に応じて第２停止距離Ｓ１を変えることにより（演算による）、信号機Ｔが「青」になると、先行車Ａ２の発進予想にしたがい、自車Ａ３は先行車Ａ２の居た位置まで前進する制御が行われる、なお、第２停止距離Ｓ１の可変は、自車Ａ３の速度が、クリープ走行などの一定の速度で行われるとする。
【００３０】
これにより、自車Ａ３から後方の車両（後続車両）に、最も効率よく発進を促すことができ、渋滞を効果的に緩和できる。
図６は、本発明の第３の実施形態を示す。
本実施形態は、第２の実施形態のように到達部４５に第２停止距離Ｓ１を可変する機能をもたせるのではなく、到達部４５には、第２停止距離Ｓ１は一定のまま、予測時間に応じて自車Ａ３の発進を遅らせる機能を設けて、自車Ａ３の直前方の先行車Ｔ２が発進するまでの時間で、自車Ａ３を先行車Ａ２の居た位置まで到達（前進）させるものである。
【００３１】
図６に示されるフローチャートは、その作用のフローチャートを示している。
図６のフローチャートは、図５中のステップＳ２５が、スッテプＳ３１で示す自車Ａ３の発進を遅らせる制御に変えたものである。このため、図６のフローチャートにおいて、図５のフローチャートと同じ部分には同一な符号を付して、その説明は省略した。
こうした第３の実施形態でも、第１、２の実施形態と同様の効果を奏する。特に第３の実施形態は、先行車の台数が多い場合に有効である（過剰な車間距離が不要）。
【００３２】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、第２停止距離を可変したり、自車の発進を遅らせたが、他の手法を用いても構わない。
【符号の説明】
【００３３】
９  自動運転制御ＥＣＵ（制御部）
２１  停止発進制御装置
２３  第１停止機能部
２５  発進機能部
２７  第２停止機能部
２９  カメラ（信号検出部）
４１  台数カメラ（台数取得部）
４３  予測部（予測機能部）
４５  到達部（到達機能部）
Ａ１、Ａ２  先行車
Ａ３  自車
Ｓ１  第２停止距離
Ｓ２  第１停止距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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