(57)【要約】【課題】交差点などの信号機が赤信号に変わったことを運転者が高い確率で認識できるように支援する。【解決手段】交差点２の信号機３に、路側機５を設け通信エリア６に赤信号の情報を送信する。自動車１に車載機７を搭載し、路側機５から赤信号の情報を受信し、報知手段により報知して運転者に促す。運転者がうっかり赤信号を見落としていても報知動作で気付くことができる。報知動作は、初回は音で報知し、２回目は軽いブレーキをかけることで体感できるようにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号機の点灯状態のうち少なくとも赤信号の状態を示す信号を送信する路側機と、
車両に搭載され前記路側機から前記信号機の状態を示す信号を受信可能な車載機と、
この車載機が前記信号機の赤信号の点灯状態を示す信号を受信するとその車両の運転者に対して停車を促す報知動作を行う報知手段とを備えたことを特徴とする赤信号停車システム。
【請求項２】
請求項１に記載の赤信号停車システムにおいて、
前記路側機の通信エリアは、前記車両が法定速度で走行している状態で前記報知手段による報知動作があったときに、その運転者が制動動作を開始して信号機の位置で停車可能な距離以上に設定されていることを特徴とする赤信号停車システム。
【請求項３】
請求項２に記載の赤信号停車システムにおいて、
前記路側機と前記車載機との間の通信は、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ−Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式の通信システムを用いていることを特徴とする赤信号停車システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の赤信号停車システムにおいて、
前記車載機は、前記信号機の赤信号の点灯状態を示す信号を受信したときに、当該車両の走行状態が減速傾向にないことを条件として前記報知手段に報知動作を行わせるように構成されていることを特徴とする赤信号停車システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の赤信号停車システムにおいて、
前記車載機は、前記報知手段により報知動作を行った後に、前記車両が減速傾向に移行しない場合には、運転者が体感可能な程度の制動制御を行うように構成したことを特徴とする赤信号停車システム。
【請求項６】
請求項５に記載の赤信号停車システムにおいて、
前記車載機は、前記報知手段により報知動作を行った後に、前記車両が加速傾向にある場合には、前記制動制御を実行しないように構成したことを特徴とする赤信号停車システム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の赤信号停車システムにおいて、
前記路側機は、前記車載機に対して前記車両の長さに関する情報を送信するように要求する車検情報要求信号を送信し、その車載機からの応答信号に基づいて停車マップを作成して通信エリア内に存在する車両が衝突することなく停車可能か否かを判断するように構成されていることを特徴とする赤信号停車システム。
【請求項８】
請求項７に記載の赤信号停車システムにおいて、
前記車載機は、前記路側機から送信される前記車検情報要求信号に対して、その通信エリアで初めて受信したときにこれに応答するように構成されていることを特徴とする赤信号停車システム。
【請求項９】
１ないし８のいずれかに記載の赤信号停車システムにおいて、
前記車載機は、前記路側機から前記信号機の赤信号の点灯状態を示す信号を受信したときに、受信した位置から停車位置までの距離と速度の関係を検出して停車すべき位置で停車するための減速マップを作成するように構成されていることを特徴とする赤信号停車システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路に設置された信号機が赤信号点灯状態のときに、停車すべき位置で運転者が車両を停車させる場合に、これを支援するようにした赤信号停車システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の運転においては、個々の運転者が交差点に設けられる信号機に従った運転を行うことが交通事故の発生を低減する１つの大きな要素となっている。しかし、一定の速度で運転している状態では、信号の点灯状態が青信号から黄信号への変わり目や赤信号への変わり目などにおいては、どうしてもその交差点を通過してしまいたいという心理にかられて無理な進入をしがちである。
【０００３】
運転者はこのような状況の判断を実際に信号機の点灯状態を見ながら行うことであるから、どうしてもその変わり目になると、その時点での走行状態や前方の道路の状態などから急な停止を強いられることになり、客観的な判断ができなくなる場合も出てくる。
【０００４】
さらに、運転者の体調が悪いときや何かに気を取られるなど注意力が低下しているときにも、信号の点灯状態の変わり目の時点での状況の認識に時間を要してしまって、停止判断が咄嗟に行なえなくなる場合があり、このような場合においても、前を走行する車両に追突する恐れや、信号の変わり目の危険な状態の交差点に進入してしまうことが起こりうる。
【０００５】
信号機と自動車との関係では、従来、隊列走行をしている車両が信号機のある交差点を通過するときに、全ての車両が通過するまで信号機の点灯状態を青信号に保持するようにしたものや（例えば特許文献１参照）、車両が走行する際に赤信号で停止することがないように信号機の点灯状態を制御するようにしたものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３３１２８２号
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−２２２６８０号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来技術のものは、前述した問題を解決するものではなく、信号機と自動車との関係においてなされている技術に過ぎないものである。そして、上記した特許文献に示された技術は、信号機の点灯状態を制御する構成であるから、注目している車両についてはその信号点灯の制御でスムーズな走行が行えることになるが、交通量が多い交差点などの信号機でこのような技術を適用する場合には、次のような不具合がある。
【０００９】
すなわち、交通量が多い交差点においては、四方から接近する多くの自動車の全てについて同等の条件を達成するような信号制御をすることは不可能である。一方の自動車を優先することは他方の自動車を譲歩させることになり、結果として、不公平が生ずることになる。渋滞などの発生状態を総括的に解消するような場合には、このような制御も有効となるが、その判断のポイントが難しいところである。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、信号機の点灯時間などの制御を車両の通行状況に応じて変化させることなく、定められた点灯制御の元で、その交差点などの信号機設置場所を走行する車両が信号機の点灯状態やその変化の認識を運転者が高い確率で行うことができ、これによって運転者が交通状況の判断をより確実に行うことができるようにした赤信号停車システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、信号機に付随して設けられている路側機は、その信号機の点灯状態のうちの少なくとも赤信号の状態を示す信号を送信するので、車両が信号機を備えた交差点に近づくと、車両の車載機は、路側機から信号機の点灯状態に関する信号を受信して、赤信号の点灯状態を示す信号を受信したときには報知手段により停車を促す報知動作を行なうようになる。
【００１２】
これにより、その車両の運転者がうっかりして信号機が赤信号であることを見逃しそうな場合でも、報知手段によりその注意が喚起されるので、これによって車両を停車させる動作が遅れることなく実施できるようになり、赤信号で交差点などの停止線を超えて進行してしまうことを回避するように支援することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、上記発明において、路側機の通信エリアを、車両が法定速度で走行している状態で報知手段による報知動作があったときに、その運転者が制動動作を開始して信号機の位置で停車可能な距離以上に設定しているので、運転者が赤信号であることを報知動作によって気がついた場合でも、その時点から停止のための制動動作を開始すれば確実に交差点の手前で停車させることができるようになる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、上記請求項２の発明において、路側機と車載機との間の通信を、ＤＳＲＣ方式の通信システムを用いているので、車載機は、限られた通信エリアを設定することができると共に、その通信エリア内で確実に路側機からの信号を受信することができるようになる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、上記各発明において、車載機を、信号機の赤信号の点灯状態を示す信号を受信したときに、当該車両の走行状態が減速傾向にないことを条件として報知手段に報知動作を行わせるので、運転者が視覚的に赤信号の点灯状態に気がついて減速の制動動作を開始している場合には、不用意に赤信号であることを報知する報知動作をすることがなく、減速をしていない必要なときにだけ報知動作を行なえ、運転者に対して的確な支援をすることができるようになる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、上記各発明において、車載機を、報知手段により報知動作を行った後に、車両が減速傾向に移行しない場合には、運転者が体感可能な程度の制動制御を行うように構成したので、運転者が注意力が低下するなどして赤信号であることの報知動作に対応して制動制御に移行しない場合に、体で感ずることができる程度のわずかな制動制御を行うことで認識させることができ、運転中の運転者を驚かせることなく注意を喚起して停止の制動動作をするように支援することができる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、上記請求項５の発明において、車載機を、報知手段により報知動作を行った後に、車両が加速傾向にある場合には、制動制御を実行しないように構成したので、例えば、運転者が赤信号を認識した上で加速制御をしている状況を判断することで、不用意に制動制御をすることでその走行状態を阻害することを防止することができる。
【００１８】
請求項７の発明によれば、上記各発明において、路側機を、車載機に対して車両の長さに関する情報を送信するように要求する車検情報要求信号を送信し、その車載機からの応答信号に基づいて停車マップを作成して通信エリア内に存在する車両が衝突することなく停車可能か否かを判断するように構成したので、何台もの車両が信号機の設置場所に差し掛かっている場合でも、それらの車両の長さを考慮して停止したときの状態を把握することができる。
【００１９】
請求項８の発明によれば、上記請求項７の発明において、車載機を、路側機から送信される車検情報要求信号に対して、その通信エリアで初めて受信したときにこれに応答するように構成したので、何度か通信するうちの初回に車検情報を送信すると、以後はその送信のための時間を要することがないので、迅速且つ的確な通信を行なうことができるようになる。
【００２０】
請求項９の発明によれば、上記各発明において、車載機を、路側機から信号機の赤信号の点灯状態を示す信号を受信したときに、受信した位置から停車位置までの距離と速度の関係を検出して停車すべき位置で停車するための減速マップを作成するように構成したので、運転者が赤信号を認識して停止のための制動動作を開始した後、どの程度の制動を行なえば停車すべき位置で停車させることができるかを認識することができ、スムーズな停車制御を行なうことができるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を交差点の信号機に適用した場合の第１の実施形態について図１ないし図６を参照して説明する。
図２は本システムの概略的構成を示すもので、車両である自動車１が交差点２に差し掛かるときに、その交差点２に配設されている信号機３との間で通信を行う場合の構成を示している。
【００２２】
信号機３は、交差点２につながる道路４ａ〜４ｄのそれぞれを走行する自動車１に対して、信号機３ａ〜３ｄのように設けられている。これら信号機３ａ〜３ｄは、各道路４ａ〜４ｄを走行する自動車１が交差点２に向かうときに、その交差点２の通行の可否を表示するように設けられている。
【００２３】
また、信号機３ｄ、３ｃを設置する支柱には、それぞれ道路４ａ、４ｂを走行する自動車１に対して交差点２の直前で表示するように設けられた信号機３ａａ、３ｂｂが設けられている。そして、これらの信号機３ａａ、３ｂｂには本発明でいうところの路側機５が配設されている。路側機５は、交差点２の手前に通信エリア６を設定し、自動車１に搭載された車載機７（図１参照）との間で後述するようにして通信を行うように構成されている。
【００２４】
路側機５と車載機７とは、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ−Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式（狭域通信方式）で通信を行うように構成されている。通信エリア６は、交差点２の停止線を基点として交差点２の手前側に距離Ｌｍの範囲で通信が可能となるように設定されている。距離Ｌは、例えば自動車１が法定速度で走行している場合に、信号機３ａや３ａａが赤信号に点灯状態が変わったときに停止線で停止することができる距離以上の所定の距離である。
【００２５】
次に、路側機５と車載機７との電気的構成について図１を参照して説明する。路側機５は、制御装置８を主体として構成されており、信号機３ａａ（あるいは３ｂｂ）の点灯制御を行う制御装置を兼ねている。この制御装置８は、後述する信号情報送信プログラムが記憶されていて、通信エリア６に進入した自動車１の車載機７に対して赤信号の点灯情報を送信するようになっている。その信号の送信にはＤＳＲＣ通信機９によりアンテナ９ａを介して送信すると共に車載機７からの信号を受信するように構成されている。
【００２６】
車載機７は、制御回路１０を主体として構成されている。制御回路１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるもので、後述する制御プログラムが記憶されていて、路側機５から受信する信号に基づいて運転者に報知動作を行うように制御する。ＤＳＲＣ通信機１１は、アンテナ１１ａで受信する信号を制御回路１０に入力する。報知手段としての警報機１２は、運転者に信号情報を通知するための報知動作を行うもので、主として音による報知動作を行う。ブレーキ制御システム１３は、ブレーキ機構１４を駆動制御して、わずかにブレーキをかけることで、運転者に信号機情報の伝達をするためのものである。また、信号機情報の伝達手段として、カーナビゲーション装置１５が必要に応じて接続される。
【００２７】
次に、図３ないし図６も参照して本実施形態の作用について説明する。
本システムにおいては、路側機５は、図４に示すプログラムを実施していて、通信エリア６内に後述する信号情報を一定時間間隔で送信している。交差点２に近づいてくる自動車１ａ，１ｂが通信エリア６内に進入するとその信号情報を受信できるようになっている。まず、路側機５の制御装置８は、図４に示すプログラムにしたがって、車載機に送信すべき情報として、色信号のセット、送信時刻のセット、停止距離のセットをすると共に、後述する車検情報要求の信号をセットする（ステップＳ１）。
【００２８】
制御装置８は、セットした信号をＤＳＲＣ通信機９からアンテナ９ａを介して通信エリア６に送信する（ステップＳ２）。この後、通信エリア６内に進入した車載機７からの応答信号があるかどうかを待ち（ステップＳ３）、「ＮＯ」の場合にはステップＳ１に戻り、上述の処理を繰り返す。また、「ＹＥＳ」の場合には、制御装置８は、車載機７から送信された送信時刻情報、全長情報、登録ナンバー情報を受信して（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻るようになる。
【００２９】
一方、車載機７においては、図３に示すプログラムにしたがって制御回路１０が通信処理を実施する。車載機７の制御回路１０は、プログラムを開始すると、信号を受信したか否かを待つ待機状態となる（ステップＴ１を繰り返し実施）。交差点２に接近して路側機５の通信エリア６に進入したときあるいは進入している期間中に、路側機５から信号が送信されてアンテナ１１ａからＤＳＲＣ通信機１１を介して信号を受信すると、制御回路１０は、ステップＴ１で「ＹＥＳ」と判断してこのときの停止距離を確認する（ステップＴ２）。
【００３０】
この後、制御回路１０は、受信した信号が初回かどうかを判断し（ステップＴ３）、「ＹＥＳ」の場合には受信時刻の情報を送信する準備を行い（ステップＴ４）、その信号をＤＳＲＣ通信機１１により通信エリア６を介して路側機５に送信する（ステップＴ５）。
【００３１】
送信が終了すると（ステップＴ５で「ＹＥＳ」と判断）、制御回路１０は、この停車システムの演算処理を開始する。ここでは、制御回路１０は、まず、現在の車速の演算を行い（ステップＴ６）、車速と停止線までの距離情報とから減速マップを求める（ステップＴ７）。減速マップは、あらかじめ車速と停止距離との関係から設定されており、対応するものを読み出して設定する。
【００３２】
次に、制御回路１０は、この車載機７が搭載されている自動車１ａが現在減速傾向にあるか否かを判断する（ステップＴ８）。これは、例えば、速度の変化をみて減速状態にあるかどうかを判断するもので、信号機３ａ、３ａａの点灯状態が赤信号に変わっていて、運転者がこれを認識してブレーキをかけていれば減速傾向にある。また、運転者がうっかりしていて赤信号に気づいていない場合には、ブレーキをかけていないことが想定されるので、これをもって判断する。
【００３３】
そして、制御回路１０は、減速傾向であることを判断した場合には、ステップＴ８で「ＹＥＳ」と判断してステップＴ１に戻って上記の処理を繰り返す。また、ステップＴ８で「ＮＯ」と判断した場合、つまり減速傾向にない場合には、そのときの速度の変化が加速傾向にあるかどうかを判断する（ステップＴ９）。これは、運転者が意思を持って加速している場合には、制御回路１０は、このシステムによる情報の提供の支援を必要としない場合であると判断してステップＴ１に戻って上述の処理を繰り返す。
【００３４】
また、加速傾向にもない場合には、赤信号の状態を認識せずにそのまま走行していると判断して、制御回路１０は、情報をどのように提供するかの制御判断を行う（ステップＴ１０）。ここでは、制御回路１０は、路側機５から初めて赤信号の情報を受信したときである場合には、警告が０回であるから警報機１２により警報音を出力させて運転者に報知する（ステップＴ１１）。
【００３５】
そして、すでに警告動作を行っている場合、つまり、２回以上路側機５から赤信号の情報を受信して以前に警報音による報知動作をしている場合には、「警告１回済」と判断してステップＴ１２に移行する。ここでは、ブレーキ制御システム１３に制御信号を出力して、ブレーキ制御機構１４に軽いブレーキをかけるようにする。つまり、これにより運転者に赤信号に変わっていることを気付かせるのである。これにより、運転者がうっかりしている場合でも、自動的に軽いブレーキがかかったことで赤信号に切り換わっていることを体感することができるようになる。
【００３６】
図５（ａ），（ｂ）は、上述の通信処理を行う場合の路側機５の送信信号のパケットフォーマットと、車載機７の送信信号のパケットフォーマットとをそれぞれ示している。路側機５の送信信号は、パケットの先頭から順次、▲１▼通信開始仕様信号、▲２▼車速演算用（送信時刻）信号や信号色信号、▲３▼車検情報（全長、登録Ｎｏ）要求信号、▲４▼停止距離（通信エリア）情報信号、▲５▼通信終了仕様信号が設定されている。
【００３７】
車載機７の送信信号は、パケットの先頭から順次、▲１▼通信開始仕様信号、▲２▼受信時刻（路側送信時刻）信号、▲３▼車検情報（全長、登録Ｎｏ）信号、▲４▼通信終了仕様信号が設定されている。なお、これらの信号のうち、車検情報については、後述する第２の実施形態において実用的な利用がなされるものであり、必要に応じて信号を設定すれば足りるものである。
【００３８】
図６は、上記の手順にしたがって車載機７に赤信号の情報が提供された場合の種々のケース１〜３について、停止距離と車速との関係で示したものである。この図６において、車載機７が設定した減速マップは図中連続した実線で示しており、この減速マップに対してケース１では、運転者が初回の警告動作で赤信号に気がついてブレーキをかけることにより減速をして停車する場合である。
【００３９】
ケース２では、運転者は、初回の受信時の警告を受けた後、二回目の軽いブレーキ制御による報知動作でも気がつかず、三回目に軽いブレーキ制御をした時点で初めて気がついた場合である。このときには、予定していた減速マップのモデルパターンから大きく外れているので、短い停止距離内でブレーキをかけて止まらなければならないが、それでも、交差点２内に進入することなく停止することができた場合である。
【００４０】
ケース３では、初回の警告をしたときに、運転者は認識はしているかもしれないが、自動車１ａは加速傾向にある場合で、上述したように、停止をする意思がないものとして運転者の制御にまかせて停止の報知動作による支援を中断した場合である。
【００４１】
このような本実施形態によれば、路側機５と車載機７とを設け、自動車１ａが交差点２に近づいて信号が赤信号に変わっている場合には、路側機５からその信号情報を提供すると共に、車載機７側で報知動作をするので、運転者がうっかりしている場合でも、信号機の状態を迅速に認識することを支援することができるようになる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図７ないし図９は本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なるところは、このようなシステムが対象とする自動車１や信号機３の大部分に設けられて、インフラとして整備された状態を想定した制御を実施することである。
【００４３】
すなわち、この場合には、車載機７はほぼ１００％の自動車１に搭載されていることが前提となるので、通信エリア６に進入する自動車１が複数台ある場合に、各自動車１が確実に停止できるように制御することができる。図７は、路側機５による制御プログラムを示している。ここでは、第１の実施形態のプログラムに加えて、ステップＳ４に続いてステップＳ５にて停止マップを作成する処理（ステップＳ５）が付加されている。
【００４４】
車載機７側においては、通信エリア６内に進入して赤信号である旨の信号を受信すると、そのときの走行速度に応じた停止距離を演算により求めることになる。図８はその例を示すもので、例えば、ケースＡでは、進入時の速度が速く、減速マップのパターンでは停止距離が長くなる。ケースＢでは、自動車１の進入時の速度が中庸であり、ケースＣでは、低速状態であるから、減速マップのパターンにしたがうとその停止距離は、順次短くなる。
【００４５】
また、車載機７側においては、すでに通信エリア６内に進入して停車すべき前走の自動車１が存在する場合には、そのときの停止距離が前走の自動車１の車両長さと車間距離を差し引いた距離となるので、その情報に基づいて減速マップを取得することができる。これにより、各自動車１においては、適切な減速マップに基づいた停止動作を行うことができる。
【００４６】
一方、路側機５は、次々と通信エリア６内に進入する自動車１に対して、その全長を示すデータを車検データとして車載機７側に要求し、得られた車両の全長情報から停止可能な条件を算出する。図９に示すように、赤信号に切り換わった時点から自動車１として複数台の自動車Ａ，Ｂ，Ｃ，…，Ｎとｎ台が進入した場合に、制御装置８は、車両長Ａ，Ｂ，Ｃ，…，Ｎの長さに必要な車間距離を付加して１台あたりに必要な全長ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ，…，ＬＮを算出すると共に、それらを加算した距離が通信エリア６の距離Ｌを超えないかどうかを判定する（図９（ｂ）参照）。
【００４７】
この条件が満たされた場合は、停止することができるが、加算した長さが距離Ｌを超える場合には、最悪の場合運転者が気付かずにいると、衝突する恐れもでてくる。そこで、そのような事態に備えて当局への通報の準備もしくは衝突の恐れがあることを通報する。
【００４８】
このような第２の実施形態によれば、インフラとしてシステムが確立することにより、車載機７の運転者に対して、路側機５側から、より高度な情報の提供と運転の支援をすることができるようになる。
【００４９】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形また拡張できる。
【００５０】
上記実施形態においては本システムを交差点２の信号機３に適用した場合を示したが、歩行者横断用の信号機などの交差点２のない信号機に適用することもできる。
【００５１】
車載機７の制御回路１０により、カーナビゲーション装置１５に報知動作の信号を出力して報知動作を行わせることもできる。
【００５２】
路側機５は、信号機３ａａ，３ｂｂだけでなく、３ａ〜３ｄなどにも取り付ける構成とすることができるし、さらには、信号機３とは別に設ける構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電気的なブロック構成図
【図２】本システムの概略的な構成を示す斜視図
【図３】車載機の制御プログラムのフローチャート
【図４】路側機の制御プログラムのフローチャート
【図５】路側機、車載機の送信信号のパケットフォーマットの説明図
【図６】停止距離に対する車速の関係を種々のケースに対応して示す作用説明図
【図７】本発明の第２の実施形態を示す図４相当図
【図８】減速マップの作用説明図
【図９】停止マップの作用説明図
【符号の説明】
１は自動車（車両）、２は交差点、３ａ〜３ｄ，３ａａ，３ｂｂは信号機、４ａ〜４ｄは道路、５は路側機、６は通信エリア、７は車載機、８は制御装置、９はＤＳＲＣ通信機、１０は制御回路、１１はＤＳＲＣ通信機、１２は警報機（報知手段）、１３はブレーキ制御システム、１４はブレーキ制御機構、１５はカーナビゲーション装置である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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