(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方に存在する障害物を検出し、この検出された障害物との離間距離が所定第１距離以内になった時に自車両の走行支援制御を実行する車両用走行支援装置であって、
有料道路に設置された路側機器との間で送受信を行って料金を収受する自動料金収受システムの走行レーンを自車両が走行しているか判定する判定手段と、
前記自動料金収受システムと通信する通信手段と、
前記自車両が前記走行レーンを走行している時には、前記路側機器との間の通信に障害とならないように前記所定第１距離を所定第２距離に変更する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記路側機器との間の通信に障害とならないような前記所定第２距離を前記通信手段から入手することを特徴とする車両用走行支援装置。
【請求項２】
自車両前方に存在する障害物を検出し、この検出された障害物との離間距離が所定第１距離を保持するように自車両の走行支援制御を実行する車両用走行支援装置であって、
有料道路に設置された路側機器との間で送受信を行って料金を収受する自動料金収受システムの走行レーンを自車両が走行しているか判定する判定手段と、
前記自動料金収受システムと通信する通信手段と、
前記自車両が前記走行レーンを走行している時には、前記路側機器との間の通信に障害とならないように前記所定第１距離を所定第２距離に変更する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記路側機器との間の通信に障害とならないような前記所定第２距離を前記通信手段から入手することを特徴とする車両用走行支援装置。
【請求項３】
前記制御手段は、自車両前方に存在する障害物としての先行車両の車種に応じて前記所定第２距離を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用走行支援装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記通信手段から入手した情報から前記自車両が前記自動料金収受システムの走行レーンを走行しているか判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両前方に存在する障害物などに基づいて自車両の走行支援制御を実行する車両用走行支援装置に関し、特に、有料道路に設置された自動料金収受システムの走行レーンを走行する際に走行支援制御を変更する車両用走行支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有料道路における料金所でのノンストップ化、渋滞緩和、キャッシュレス化、人的経費削減を目的として自動料金収受(Electronic Toll Collection,ETC)システムが開発され、一部の料金所で実用化が開始されている。
【０００３】
このＥＴＣシステムは、車両に装着した車載器に契約情報などを記録したIＣカードを挿入し、有料道路の料金所のトールゲートに設置された路側アンテナと車載器との間の無線通信により、通行料金などの情報を路側アンテナに接続した有料道路のコンピュータシステムとIＣカードとの双方に記録して、料金所で料金支払いのために止まることなく通行することができるシステムである。
【０００４】
一方、自車両前方に存在する障害物を検出し、この検出された障害物との離間距離が所定距離以内になった時に衝突回避制御（制動や警報など）を自動的に実行したり、障害物との離間距離が所定距離を保持するように追従制御を自動的に実行する衝突回避／追従システムが開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自車両に先行する車両が存在する場合、先行車両が大型車などであって上記衝突回避／追従システムにより設定された所定の離間距離が短いほどＥＴＣシステムの路側アンテナと自車両との通信に障害を引き起こす可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、ＥＴＣシステムの走行レーン内を走行している場合には当該システムとの通信時の障害を極小化し、走行レーン外を走行している場合には前方障害物との離間距離を最適に保持できる車両用走行支援装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両用走行支援装置は、自車両前方に存在する障害物を検出し、この検出された障害物との離間距離が所定第１距離以内になった時に自車両の走行支援制御を実行する車両用走行支援装置であって、有料道路に設置された路側機器との間で送受信を行って料金を収受する自動料金収受システムの走行レーンを自車両が走行しているか判定する判定手段と、前記自動料金収受システムと通信する通信手段と、前記自車両が前記走行レーンを走行している時には、前記路側機器との間の通信に障害とならないように前記所定第１距離を所定第２距離に変更する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記路側機器との間の通信に障害とならないような前記所定第２距離を前記通信手段から入手する。
【０００８】
また、本発明の車両用走行支援装置は、自車両前方に存在する障害物を検出し、この検出された障害物との離間距離が所定第１距離を保持するように自車両の走行支援制御を実行する車両用走行支援装置であって、有料道路に設置された路側機器との間で送受信を行って料金を収受する自動料金収受システムの走行レーンを自車両が走行しているか判定する判定手段と、前記自動料金収受システムと通信する通信手段と、前記自車両が前記走行レーンを走行している時には、前記路側機器との間の通信に障害とならないように前記所定第１距離を所定第２距離に変更する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記路側機器との間の通信に障害とならないような前記所定第２距離を前記通信手段から入手する。
【００１２】
また、好ましくは、前記制御手段は、自車両前方に存在する障害物としての先行車両の車種に応じて前記所定第２距離を補正する。
【００１４】
また、好ましくは、前記判定手段は、前記通信手段を介して前記路側機器から入手した情報から前記自車両が前記自動料金収受システムの走行レーンを走行しているか判定する。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明のように、請求項１の発明によれば、自車両前方に存在する障害物を検出し、この検出された障害物との離間距離が所定第１距離以内になった時に自車両の走行支援制御を実行する際に、有料道路に設置された路側機器との間で送受信を行って料金を収受する自動料金収受システムの走行レーンを自車両が走行しているか判定し、自車両が走行レーンを走行している時には、路側機器との間の通信に障害とならないように所定第１距離を所定第２距離に変更することにより、ＥＴＣシステムの走行レーン内を走行している場合には当該システムとの通信時の障害を極小化し、走行レーン外を走行している場合には前方障害物との離間距離を最適に保持できる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、自車両前方に存在する障害物を検出し、この検出された障害物との離間距離が所定第１距離を保持するように自車両の走行支援制御を実行する際に、有料道路に設置された路側機器との間で送受信を行って料金を収受する自動料金収受システムの走行レーンを自車両が走行しているか判定し、自車両が走行レーンを走行している時には、路側機器との間の通信に障害とならないように所定第１距離を所定第２距離に変更することにより、ＥＴＣシステムの走行レーン内を走行している場合には当該システムとの通信時の障害を極小化し、走行レーン外を走行している場合には前方障害物との離間距離を最適に保持できる。
また、請求項１又は２の発明によれば、自動料金収受システムと通信する通信手段を備え、路側機器との間の通信に障害とならないような所定第２距離を通信手段から入手することにより、路側機器の仕様に合致した値を入手することができ、演算などの手間を省くことができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、自車両前方に存在する障害物としての先行車両の車種に応じて所定第２距離を補正することにより、車種によらずに路側機器との間の通信に障害とならないような第２距離を設定することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、通信手段から入手した情報から自車両が自動料金収受システムの走行レーンを走行しているか判定することにより、既存の設備を用いて容易に判定することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
［ＥＴＣシステム］
先ず、図１を参照してＥＴＣシステムについて説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る実施形態としてＥＴＣシステムを含む料金所を平面的に見た図である。
【００２６】
図１に示すように、有料道路１の入口２には、通行券を発券する一般ゲート３と、ＥＴＣシステムによる入口アンテナ４とが設置され、一般ゲート３に対応して一般レーン５が設けられ、入口アンテナ４に対応してＥＴＣ入口レーン６が設けられている。
【００２７】
有料道路入口２の手前には入口予告信号を送信する入口予告アンテナ７が設けられ、有料道路出口８の手前には出口予告信号を送信する出口予告アンテナ１３が設けられている。
【００２８】
また、有料道路１の出口８には、通行料金として現金を徴収する従前の一般ゲート９と、ＥＴＣシステムによる出口アンテナ１０とが設置され、一般ゲート９に対応して一般レーン１１が設けられ、出口アンテナ１０に対応してＥＴＣ出口レーン１２が設けられている。
【００２９】
尚、上記入口及び出口の車線数は図示の６車線に限定されるものではなく、料金所の規模により任意に決定される。
【００３０】
上記ＥＴＣシステムは、車両が有料道路１の入口２を通行するときに、車両に搭載された車載機器と入口アンテナ４との間で車両情報を通信し、また、車両が有料道路１の出口８をＥＴＣ出口レーン１２を介して通行するときに、当該車両の通行料金を計算して、車載機器のカードリーダに着脱可能なクレジットカードやプリペイドカード、その他これに類するＩＣカード類により料金を徴収することにより、ノンストップ化、渋滞緩和、キャッシュレス化、人的経費削減を図るものである。
［ＥＴＣレーンに設置された各種機器］
図２は、本発明に係る実施形態としてＥＴＣシステムの料金所における各種機器の設置例を示す。
【００３１】
図１の有料道路１の出入口２，８において、図２に示すように、ＥＴＣ入口レーン６及びＥＴＣ出口レーン１２を通行できるのは現状のところ車載機器２１を搭載した車両だけであり、車載機器２１は路側アンテナとして入口アンテナ４（出口アンテナ１０）と入口予告アンテナ７（出口予告アンテナ１３）との間で無線通信する機能を有し、支払い決済機能を有するＩＣカード２２が着脱可能となっている。また、車載機器２１は、路側アンテナ４，７，１０，１３との通信の結果、ＥＴＣ出口レーン１２において通行料金の支払い決済完了通知を兼ねた料金表示や車載機器２１とＩＣカード２２が正常に動作しているか等をユーザに通知する。
【００３２】
ＩＣカード２２は、通行料金の支払者を特定するもので利用契約時に発行され、車載機器２１に挿入することにより路側アンテナとの無線通信によって通行料金を決済する。また、路側アンテナが配備されていない車線では、料金所において収受員がＩＣカード２２を処理することにより直接料金の決済を行うこともできる。
【００３３】
入口アンテナ４（出口アンテナ１０）は、ＥＴＣ入口レーン６及びＥＴＣ出口レーン１２に設置され、無線通信により通行料金などの情報を車載機器２１に送信する。
【００３４】
入口予告アンテナ７（出口予告アンテナ１３）は、ＥＴＣ入口レーン６及びＥＴＣ出口レーン１２における入口アンテナ４（出口アンテナ１０）より上流に設置され、無線通信によりＩＣカード２２が正常に挿入されているか否か、ＥＴＣ入口レーン６及びＥＴＣ出口レーン１２を利用できるか否かなどを、車載機器２１のヒューマン・マシン・インタフェース（ＨＭＩ）機能を通じてドライバに通知する。
【００３５】
車両検知器２３は、入口アンテナ４（出口アンテナ１０）の上下流の近傍においてＥＴＣ入口レーン６及びＥＴＣ出口レーン１２の両側に設置され、車両の通行を検知する。
【００３６】
路側表示器２４は、入口アンテナ４（出口アンテナ１０）の前方に設置され、進入車両に対して適切に通行の可否などのメッセージを表示する。
【００３７】
通行許可ゲート（トールゲート）２５は、無線通信により料金収受が正常に行われたときはゲートを開いて車両の通過を許容し、何らかの理由により料金収受ができなかったときにゲートを閉じて車両の通過を禁止する。
［走行支援システム］
次に、本発明に係る実施形態の走行支援システムについて説明する。
【００３８】
本実施形態に係る車両には、走行支援システムとして、自車両の前方に存在する障害物を自車両に搭載されたレーダやＣＣＤカメラ、或いは赤外線カメラの撮影情報若しくはインフラ整備された路側アンテナからの情報から検出し、この検出された障害物情報から自車両の当該障害物に対する離間距離が所定距離以内となった時に衝突回避制御（情報提供、警報、或いは自動制動など）を実行したり、当該離間距離を所定距離に保持する追従制御を実行する衝突回避／追従システムが搭載されている。また、当該システムは操作スイッチなどによりドライバが任意にシステムの作動／非作動を選択できるよう構成されている。
【００３９】
図３は、本実施形態に係る走行支援システムの制御ブロック図である。
【００４０】
図３に示すように、走行支援システムを統括して制御する支援制御コントローラ３１には、入力情報としてＥＴＣシステムの車載機器２１から料金収受終了情報、カーナビゲーションシステム４１の地図情報から有料道路１の出入口２，８のレーン形状情報（ゲート位置など）、ＧＰＳアンテナ４２から自車両の現在位置情報、車速センサ３２から自車両の車速検出情報、レーザレーダ３３から自車両前方に存在する障害物情報（前方他車両との車間距離など）、操作スイッチ３４から操作情報が夫々入力されると共に、出力情報としてディスプレイ３５に画像情報、スピーカ３６に音声情報、ブレーキコントローラ５１やステアリングコントローラ７５に制動制御情報を夫々出力する。
【００４１】
走行支援システムを制御する支援制御コントローラ３１は、上記各入力情報を受けて走行支援制御に必要な演算処理を実行し、その演算結果として上記出力情報を制御対象に出力する。
【００４２】
ブレーキコントローラ５１は、支援制御コントローラ３１からの制動制御情報と加減速度センサ（Ｇセンサ）５２により検出される加減速度信号からブレーキアクチュエータ５３を駆動して所望の制動力を印加する。
【００４３】
ステアリングコントローラ７５は、支援制御コントローラ３１からの制御トルクによりステアリングアクチュエータ７４を駆動して所望の操舵力を印加する。
【００４４】
車載機器２１は、車載機器２１に搭載された車載アンテナ２６と路側アンテナ４，７，１０，１３を介してＥＴＣシステムコンピュータ２７との間で通行料金の収受処理を行う。
【００４５】
尚、車載のレーザレーダ３３の代りに、自車両の周囲に存在する障害物を自車両に搭載されたＣＣＤカメラや赤外線カメラの撮影情報或いはインフラ整備された路側アンテナからの情報を入力してもよい。
［走行支援制御の概要］
次に、上記走行支援制御の概要について説明する。
＜衝突回避制御＞
走行支援制御としての衝突回避制御は、自車両とその前方に存在する障害物（歩行者や他車両など）との離間距離が短くなるほどドライバによる衝突回避操作の緊急度合が増すことから、その制御内容を情報提供、警報、自動制動に段階的に変更していくものである。
【００４６】
情報提供は、ディスプレイ３５に図４に示すような文字情報３５ａや記号情報３５ｂ及び画像情報３５ｃを表示し、障害物βの存在を自車両のドライバに報知して注意を促す緊急度合の最も低い制御である。
【００４７】
警報は、ディスプレイ３５に図５に示すような文字情報３５ａや記号情報３５ｂ及び画像情報３５ｃを表示しつつ、スピーカ３６の音声メッセージなどにより障害物の存在を自車両のドライバに警報する緊急度合が情報提供よりも高い制御である。
【００４８】
自動制動は、ディスプレイ３５に図６に示すような文字情報３５ａを表示しつつ、スピーカ３６の音声メッセージなどにより障害物の存在を自車両のドライバに警報し、更に障害物との離間距離が所定距離以下となりこれ以上の接近を回避するために自動的にブレーキを作動させる緊急度合が最も高い制御である。
＜追従制御＞
走行支援制御としての追従制御は、自車両とその前方に存在する障害物（歩行者や他車両など）との離間距離を所定距離に保持するように自動制動や自動操舵などを実行するものであり、先行車両との車間距離をドライバの操作よりも非常に短く詰めて走行することができる。
［走行支援制御の内容］
次に、上記走行支援制御として衝突回避制御を実行する場合のＥＴＣ出口レーン１２通行時の制御内容について説明する。
【００４９】
既述のように、自車両に先行する車両が存在する場合、先行車両が大型車などであって上記衝突回避／追従システムにより設定された所定の離間距離が短いほどＥＴＣシステムの路側アンテナと自車両との通信に障害を引き起こす可能性がある。
【００５０】
このため、本実施形態では、自車両がＥＴＣ出口レーン１２内を走行している場合にはＥＴＣシステムとの通信時の障害を極小化し、当該レーン８外を走行している場合には前方障害物との離間距離を最適に保持できるように、自車両がＥＴＣ出口レーン１２内を走行している場合には前方障害物との離間距離の閾値を変更する。
【００５１】
具体的には、図７に示すフローチャートに従って制御が実行される。また、以下では、特にＥＴＣ出口レーン１２を通過する際の制御について説明しているが、ＥＴＣ入口レーン６の場合でも同様に考えられ、料金収受処理終了を判定する代りに車両情報や料金所入口情報などの通信処理終了を判定して同様の制御を実行すればよい。
＜本実施形態の衝突回避／追従制御＞
本実施形態の制御は、自車両がＥＴＣ出口レーン１２内を走行している場合には前方障害物との離間距離の閾値を所定の第１距離から路側アンテナとの間の通信に障害とならない第２距離に補正する。すなわち、
図７に示すように、ステップＳ１で自車両がＥＴＣ出口レーン１２を走行中ならば（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ３で前方障害物との離間距離の閾値としての所定の第２距離を演算又は路側アンテナから入手し、ステップＳ５で前方障害物との離間距離の閾値を所定の第１距離から第２距離に補正した上で、ステップＳ９で通常の衝突回避／追従制御を実行するが、上記ステップＳ５で設定されたパラメータとなる。但し、第１距離＜第２距離である。
【００５２】
一方、ステップＳ１で自車両がＥＴＣ出口レーン１２を走行中でないならば（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ７で前方障害物との離間距離の閾値を所定の第１距離に設定した上で、ステップＳ９で通常の衝突回避制御を実行する。
【００５３】
尚、上記制御において、自車両がＥＴＣレーンを走行しているか否かは、路側アンテナからの受信情報、他車両との通信により入手した車両間通信情報、やカーナビゲーションシステム４１の地図情報から取得したレーン形状情報とＧＰＳ信号から取得した自車両の現在位置情報とから算出すればよい。
【００５４】
また、上記第２距離を先行車両の車種（車高など）に応じて補正してもよい。この場合の先行車両の車種は、先行車両との通信により入手した車両間通信情報やインフラ情報から算出すればよい。
＜第２距離の算出方法＞
上記ステップＳ３の第２距離Ｄは、下記式１により算出される。
【００５５】
Ｄ＝（Ｈv−Ｈa）／ｔａｎθ…（１）
但し、図８に示すように、Ｄ：先行車両との車間距離、Ｈv：先行車両の高さ、Ｈa：路側アンテナの取付高さ、θ：ＥＴＣシステムの設計値より求められる路側アンテナの最適仰角である。
【００５６】
上記実施形態の制御によれば、ＥＴＣ出口レーン１２内を走行している場合にはＥＴＣシステムとの通信時の障害を極小化し、レーン８外を走行している場合には前方障害物との離間距離を最適に保持できる。
【００５７】
また、路側アンテナの仕様に合致した第２距離を入手することができ、演算などの手間を省くことができる。
＜他の実施形態の制御＞
上記実施形態において、第１距離を第２距離に補正した場合、ＥＴＣ出口レーン１２付近では全ての車両が車間距離を広げることになるため渋滞が発生する虞がある。このため、図７のステップＳ５において渋滞傾向にある時には第１距離＞第２距離として補正して車間距離を詰めたり、図９に示すように、互いに隣接するＥＴＣ出口レーン１２に交互に車両を振り分けるように、奇数番目の車両は奇数番目の先行車両、また偶数番目の車両は偶数番目の先行車両に夫々追従するように制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態としてＥＴＣシステムを含む料金所を平面的に見た図である。
【図２】本発明に係る実施形態としてＥＴＣシステムの料金所における各種機器の設置例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る走行支援システムの制御ブロック図である。
【図４】衝突回避制御として情報提供の制御内容を示すディスプレイの表示例を示す図である。
【図５】衝突回避制御として警報の制御内容を示すディスプレイの表示例を示す図である。
【図６】衝突回避制御として自動制動の制御内容を示すディスプレイの表示例を示す図である。
【図７】本実施形態の衝突回避／追従制御を示すフローチャートである。
【図８】第２距離の算出方法を説明する図である。
【図９】他の実施形態の追従制御を説明する図である。
【符号の説明】
１  有料道路
２  入口
４  入口アンテナ（路側アンテナ）
７  入口予告アンテナ（路側アンテナ）
１０  出口アンテナ（路側アンテナ）
１３  出口予告アンテナ（路側アンテナ）
６  ＥＴＣ入口レーン
８  出口
１２  ＥＴＣ出口レーン
２０  車載機器
２１  IＣカード
２５  トールゲート
α  自車両
β  障害物（他車両）
【図１】
0003924776.tif 000002
【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】
0003924776.tif 000009
【図９】
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