(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点Ａ（地点Ａ）の上流距離Ｄ(ｖp)（但し、Ｄ(ｖp)＝{Ｄ(ｖpmax)／ｖpmax }・ｖp）の地点Ｐvpを、時刻ｔp1〜ｔp3 の交差点信号一周期Ｔs の間の時刻ｔpに速度ｖp（但し、ｖpmin≦ｖp≦ｖpmax ）で到達・通過して交差点Ａに向けて走行する車両を、時刻ｔa2〜時刻ｔa3の交差点信号青時間Ｔg内の時刻ｔaに交差点Ａに到達・通過させるべく、地点Ｐvpから交差点Ａに対して平均速度ｖpa(ｖp) （但し、ｖpa(ｖp)＝Ｄ(ｖp)／（ｔa−ｔp））で走行させること、を特徴とする交差点無停止走行制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、主として車両の市街地走行における渋滞の低減、旅行時間の低減、および省エネルギー・地球温暖化ガス排出削減、に有効な交差点無停止走行制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
交通渋滞の主たる原因は車両の速度変動であり、市街地走行における速度変動の最たる
原因は交差点における減速・停止およびその後の加速である。
この交差点走行における速度変動を抑える方法として、特許文献１あるいは特許文献２
に示されている交差点無停止走行制御方法がある。
これは図１、あるいは図２に示す如く、地点（交差点）Ａ上流一定距離Ｄの地点Ｐを時
刻ｔp1〜ｔp3 の交差点信号一周期Ｔsの間に通過して地点Ａに向かう全車両を、時刻ｔa2〜ｔa3の交差点青信号時間Ｔg の間に地点Ａに到達・通過させるように速度制御を行うものである。
【０００３】
ここで上記地点Ｐを時刻ｔp1〜ｔp3 の交差点信号一周期Ｔsの間の時刻ｔpに通過する
車両の地点Ａ到達時刻ｔaの設定方法として、図１に示す如く、時刻ｔp1〜ｔp3の交差点信号一周期Ｔs中の特定地点Ｐ通過時刻ｔpを、交差点青信号時間Ｔg中の地点到達時刻ｔaに対応させる、即ち、時刻ｔpと時刻ｔaは下記（数１）の関係を満足させる方法（方法１）、
（数１）
（ｔp −ｔp1）／Ｔs  ＝（ｔa−ｔa2）／Ｔg
あるいは、図２に示すごとく、車両が時刻ｔp1〜ｔp2の間に地点Ｐを通過した場合即ち
ｔpがｔp1＜ｔp≦ｔp2の時は、地点Ａ到達時刻ｔaはｔa=ｔa2 、
また車両が時刻ｔp2〜ｔp3の間に地点Ｐを通過した場合即ちｔpがｔp2＜ｔp≦ｔp3の時は、ｔp−ｔp2＝ｔa−ｔa2  、（ｔa＝ｔp＋（ｔa2−ｔp2）、
言い換えれば地点Ｐ−地点Ａ間車両走行速度ｖpa＝ｖp、（ここでｖp：車両の地点Ｐ到達
速度）となるようにｔaを設定する方法（方法２）、
がある。
但し、方法１、方法２のいずれにおいても、自車前方に走行車両を検知した場合は前方車両との安全車両間隔を保っての追従走行が前提となる。
【０００４】
方法１では、地点Ｐ通過の車両間隔に比例した地点Ａ到着車両間隔となり、交通容量の許す範囲内で、交通流の安定は保たれやすいが、方法２では交差点Ａ付近での車両間隔が接近することによる追従走行の頻度が増して交通流の安定が損なわれる恐れがある。
【０００５】
また、上記方法１あるいは方法２においては、地点Ｐを地点（交差点）Ａ上流一定距離Ｄの地点としているが、これでは、車両の地点Ｐ到達・通過速度ｖpが変化すると、地点Ａ到達時刻ｔa2〜ｔa3に対応する地点Ｐ到達通過時刻が、例えば図３に示す如く、変化してしまい、その結果として安定的に形成されるべき交差点無停止走行制御時間領域が、車両の地点Ｐ到達速度vp1においては時刻ｔp1〜ｔp3〜ｔa3〜ｔa2であるのに対し、車両の地点Ｐ到達速度vp2においては時刻ｔp1’〜ｔp3’〜ｔa3〜ｔa2の如く変化する、言い換えれば、地点Ａ到達時刻ｔa2〜ｔa3に対応すべき車両の地点Ｐ通過時刻ｔp1〜ｔp3が速度ｖpによって変化し、この結果交差点無停止走行の安定性・安全性の確保が困難となる。
これが従来の交差点無停止走行制御システムにおいて解決すべき第１の課題である。
【０００６】
また、上記ｔa設定方法では、例えば図５中の時刻−速度関係に示される如く、地点Ｐ
を時刻ｔpに通過して地点（交差点）Ａに向かう車両の速度は、（数２）に示す如く、地点Ｐに至るまでの走行速度ｖpから地点Ｐ到達時において速度ｖpaに変化させ、その後地点Ａまでの間、前記速度ｖpaを保って走行しなければならず、地点Ｐでの走行速度ｖpから速度ｖpaへの急激で正確な速度変化制御が困難となる場合があることと併せて、前記急激な速度変化が後続車両に対して急制動を促し安定な交通流に障害が生ずる恐れがある。
これが従来の交差点無停止走行制御において解決すべき第２の課題となる。
（数２）
ｖpa＝Ｄ(ｖp)／（ｔa −ｔp）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０３１５７３
【特許文献２】特開２００７−２３３９６２
【特許文献３】特開２００９−２０５２８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明は、所定の速度範囲（ｖpmin〜ｖpmax）で交差点無停止走行領域に侵入する（交通容量の許容する範囲内の）車両全てを、安全かつ容易に交差点を無停止走行制御可能にする方法・システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の課題即ち、方法１および方法２における交差点無停止走行領域の安定性に関する問題の原因は、地点Ｐ−地点Ａ間距離Ｄを、車両の地点Ｐに到達する速度ｖp如何にかかわらず一定（Ｄ）としているところにある。
従って図４に示す如く、距離Ｄを速度ｖpに比例させる即ち、
（数３）
Ｄ(ｖp)＝{Ｄ(ｖpmax)／ｖpmax}・ｖp
とする必要がある。
この結果Ｄ(ｖp)は図４に示す如く変化し、交差点無停止走行時間領域（時刻ｔp1〜ｔp3〜ｔa3〜ｔa2）は速度ｖpに依らず（但し、ｖpmin≦ｖp≦ｖpmaxの範囲内で）固定して形成されることになる。
【００１０】
また、前述の第２の課題の対策としては、特許文献３に示される方法がある。
これは図５に示す如く、地点Ｐから交差点Ａまでの間を前記速度ｖpaでの定速走行に代えて、地点Ｐから交差点Ａまでの間を平均速度ｖpaとなるような等加減速度ｖarf(Δｔ) での走行を行う方法である。
（数４）
ｖarf(Δｔ)＝ｖp−α・Δｔ
（数５）
α＝−（ｖa−ｖp）／（ｔa −ｔp）
ここで  
Δｔ：時刻tpからの経過時間（０≦Δｔ≦（ｔa−ｔp））。
この方法によって、地点Ｐにおける速度ｖpから速度ｖpaへの急激な速度変化を防止することは可能となるが、車両の地点Ｐ到達速度ｖp次第では、地点Ｐから交差点Ａまでの間の等加・減速走行の結果、交差点Ａ到達・通過速度ｖaが過小あるいは過大となり、最悪の場合等加・減速走行が不可能になる恐れ、あるいは地点Ｐから交差点Ａまでの走行が交差点無停止走行制御時間領域を大きくはみ出してしまう恐れ、が生じる。
【００１１】
上記第２の課題を解決する第１の手段として、前記の如く、交差点無停止走行制御時間領域（時刻ｔp1〜時刻ｔp3〜時刻ｔa3〜時刻ｔa2で形成される領域）は、交差点無停止走行制御時間領域侵入速度ｖpに対応した距離Ｄ(ｖp)の地点Ｐvpにおける時刻ｔp1 〜ｔp3を含む走行制御時間領域とすることによって、前記速度制御された車両の交差点無停止走行制御時間領域からのはみだしはなくなる。
また上記問題を解決する第２の手段として、地点Ｐvp−地点Ａ間走行での走行形態として等加速度走行は禁止し等減速走行に限定するとともに、地点Ｐvp到達・通過速度ｖpに対応して、地点Ａ到達・通過速度ｖaを
（数６）
ｖa≧ｖamin＝β・ｖp
（ここで、β＜１（例えばβ＝０．２））
となるように、地点Ｐ−地点Ａ間距離Ｄ(ｖp)、および  通過すべき交差点Ａの非青信号時間（黄信号時間＋赤信号時間）Ｔr（＝Ｔs−Ｔg）を設定する。
【００１２】
上記Ｄ(ｖp)およびｖaminの設定の結果、交差点無停止走行制御領域（時刻ｔp1〜時刻ｔp3〜時刻ｔa3〜時刻ｔa2で形成される走行制御領域）における時刻ｔp3−時刻ｔa3間走行速度ｖp3a3は、
（数７）
ｖp3a3＝ｖp
時刻ｔp1−時刻ｔa2間速度ｖp1a2（交差点無停止走行制御領域最小平均速度）は、
（数８）
ｖp1a2＝ｖmin＝（ｖp＋ｖamin）／２
従って、上記（数８）と図５より
（数９）
｛（ｖp＋ｖamin）／２｝≦〔Ｄ(ｖp）／｛（Ｄ(ｖp）／ｖp）+Ｔr｝〕
となるように  ｖp、ｖamin、およびＤ(ｖp）、Ｔrを設定する必要があることがわかる。
【００１３】
そこで上記車両の走行速度ｖpに対応した地点Ａ上流距離Ｄ(ｖp)地点Ｐvpにおける車両到達・通過時刻ｔpから車両の地点Ａ到達時刻ｔaを特定し、この間の平均速度ｖpa
（数１０）
ｖpa＝Ｄ(ｖp）／（ｔa−ｔp）
および、この平均速度ｖpaである時刻ｔp−時刻ｔa間を等減速度走行する場合の平均速度ｖpaと、地点Ｐ侵入速度、地点Ａ到達通過速度の関係
（数１１）
ｖpa＝（ｖp＋ｖamin）／２
から、この間を等減速走行する場合の減速度αを
（数１２）
α＝−（ｖamin−ｖp）／（ｔa−ｔp）＝−２（ｖpa−ｖp）／（ｔa−ｔp）
より算出し、地点Ｐから
（数１３）
ｖ(Δｔ)＝ｖp−α・Δｔ
但し
Δｔ：時刻ｔp からの経過時間
（０≦Δｔ≦ｔa−ｔp）
即ち、地点Ｐvp通過速度ｖp から減速度αの等減速度走行（但しα＝０の場合はｖ＝ｖpの等速度走行）をすることによって、地点Ａに速度ｖa（但し、ｖa≧ｖamin）で到達し、交差点Ａを青信号無停止で、かつｖamin以上の速度で通過・離脱できることになる。
【００１４】
ただしこの方法にも減速度αの値によっては、（例えばα＜αi、（但しαi：車両の惰性走行減速度）状態にあっては）その制御（等減速走行における減速度制御）が難しくなることがあるという問題がある。
この問題の解決方法として、時刻ｔp1〜時刻ｔp3間に地点Ｐvpを通過する車両全てを等減速走行させるのではなく、前記図２に示す方法に類似して、時刻ｔp1〜時刻ｔp2に地点Ｐvpを通過して地点Ａに向かう車両の地点Ａ到達時刻をｔa2となるように、また、時刻ｔp2〜時刻ｔp3の間に地点Ｐを通過して地点Ａに向かう車両は全て速度ｖpでの定速走行とする、（但し走行中に前方走行車両に遭遇した場合は安全車間距離を保っての前方車両への追従走行を行う）ことによって、所定の交差点無停止走行を可能とする（但し交通容量に不足がない場合）方法がある。
【００１５】
あるいは、上記方法の変形として、時刻ｔp1以降最初（時刻:ｔpfとする）に地点Ｐvpを通過した車両（車両:Ｃfとする）のみ車両の地点Ａ到達時刻目標をｔa2とし、時刻ｔpf以降時刻ｔp3までの間に地点Ｐvpを通過した車両は全て地点Ｐvpへの到達・通過速度ｖpを保っての地点Ａに向けての定速走行とする方法もある。
この方法の利点は、地点Ｐvpからの走行は車輛Ｃfを除いて全て速度ｖpでの定速走行で良いということ、従って車両Ｃfでの唯一の等減速度走行も、比較的大きな減速度α、言い換えれば、惰性走行減速度αiより大きい減速度での走行が可能になり等減速度走行が実行しやすくなることである。
但し、この方法においては、地点Ｐvp到達・通過車両が車両Ｃfであるか否かの判別が必要になることと併せて、Ｃf以外の車両においては、等速度走行中に前方走行車両に遭遇した場合は安全車間距離を保っての前方車両への追従走行を行うこと、が大前提となる。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によって、車両の地点Ｐvp到達速度による交差点無停止走行制御領域（時刻
ｔp1〜時刻ｔp3〜時刻ｔa3〜時刻ｔa2で形成される走行制御領域）は固定化され、かつ車
両は、地点Ｐvp到達・通過時の速度ｖpに対して速度ｖamin以上での交差点Ａ到達・通過
走行が可能となり、この結果、従来の交差点無停止走行制御に比べて効果的な渋滞の低減
、省エネルギー・低地球温暖化ガス排出量効果を有する走行による交差点無停止通過が可
能となる。
即ち、本願発明は、現状の交差点無停止走行制御システムとしては勿論、今後普及が予
想される自動運転車における交差点無停止走行制御システムとして、きわめて有効な交差点走行システムであると言える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の交差点無停止走行制御領域説明図（その１）、
【図２】従来の交差点無停止走行制御領域説明図（その２）、
【図３】従来の交差点無停止走行における地点Ｐ到達速度ｖpによる走行制御領域の変動を示す説明図、
【図４】本願発明による地点Ｐ到達速度ｖpによる走行制御領域の安定化を示す説明図、
【図５】地点Ｐ−地点Ａ間速度制御方法の相違（速度ｖpaによる定速走行／減速度αによる等減速走行）説明図、
【図６】本願発明による（車両側の）交差点無停止走行制御手順例、である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本願発明を実施するためには、車両はインフラ側から青信号無停止で通過すべき交差点の位置情報および交差点信号情報（時刻ｔa1、時刻ｔa2、時刻ｔa3、の各情報）を、獲得する必要がある。
また車両側においては、自車走行速度ｖp範囲  （ｖpmin≦ｖp≦ｖpmax  ） および交差点通過最小速度ｖaminを設定して、前記インフラ側および車側各情報から図４に示す（地点Ｐvpに到達する車両速度ｖpに対応した）交差点無停止走行制御時間領域（時刻ｔp1〜時刻ｔp3〜時刻ｔa3〜時刻ｔa2  で形成される領域、但し地点Ｐvp−地点Ａ間距離Ｄ(ｖp)、交差点信号非青信号時間（Ｔr＝Ｔs−Ｔg）、および地点Ａ到達・通過最小速度ｖamin、は、（数６）、（数８）および（数９）の関係を満足するように設定）の地点Ｐvp−地点Ａ間の距離Ｄ(ｖp)を等減速走行あるいは等速度走行する（従って車両は等減速走行機能、等速度走行機能を有する必要がある）ことによって交差点Ａ（地点Ａ）の青信号無停止走行が可能となる。
【実施例１】
【００１９】
上記、本願発明を実施するための車側演算制御装置の具体的演算制御手順例を図６に示
す。
６００は、本願発明による交差点無停止走行制御システムにおける車側演算制御装置の交
差点無停止走行制御手順開始点、
６０１は、車両が走行中か否かを判定する走行判定処理、
６０２は、青信号無停止で次に通過すべき交差点の位置および信号情報（ｔa1、ｔa2、
ｔa3、Ｔr、Ｔg、Ｔsおよび車両の交差点到達速度最小値ｖamin）を特定する交差点情報
特定処理、
６０３は、車両の現在位置、現在速度、を特定する車両情報特定処理、
６０４は、処理６０３で特定された車両現在速度ｖpが、ｖpmin≦ｖp≦ｖpmax  の範囲
内にあるか否かを判定する車両現在速度判定処理、
６０５は、車両現在速度に対応した地点Ｐ−地点Ａ間距離を特定する地点Ｐ距離（Ｄ(ｖp)）
特定処理
６０６は、車両現在位置−地点Ａ間距離Ｄ’  が、車両現在速度に対応した地点Ｐ−地点Ａ
間距離（Ｄ(ｖp)）の範囲内にあるか否かを判定する車両現在位置判定処理、
６０７は、車両の地点Ｐ通過時刻ｔpを特定するｔp特定処理、
６０８は、車両の地点Ｐ通過時刻ｔpが、ｔp≦ｔp1 か否かを判定するｔp判定処理１、
６０９は、車両の地点Ｐ通過時刻ｔpが、ｔp1＜ｔp≦ｔp2 範囲内か否かを判定するｔp
判定処理２、
【００２０】
６１０は、車両の地点Ａ到達時刻ｔaをｔa2に設定するｔa2設定処理,
６１１は、車両の地点Ａに向けての減速度αを前記（数１２）より算出するα算出処理、
６１２は、処理６１１で算出した減速度αで地点Ａに向けて等減速度走行する等減速度走
行処理、
６１３は、車両が地点Ａに到達したか否かを判定する地点Ａ到達判定処理１、
６１４は、車両が地点Ａに未到達の場合、前方走行車両の有無を判定する前方車両判定処
理１
６１５は、処理６１４で、前方車両を特定した場合は当該前方車両に対して安全車間距離
を保っての追従走行を行う追従走行処理１、
６１６は、処理６０９でｔpが、（ｔp1＜ｔp≦ｔp2） 範囲外、即ち（ｔp2＜ｔp≦ｔp3）
範囲内 と判定された場合、地点Ａに向けての速度ｖpの定速走行を行う定速走行処理、
６１７は、車両が地点Ａに到達したか否かを判定する地点Ａ到達判定処理２、
６１８は、車両が地点Ａに未到達の場合、前方走行車両の有無を判定する前方車両判定処
理２
６１９は、処理６１８で、前方車両を特定した場合は当該前方車両に対して安全車間距離
を保っての追従走行を行う追従走行処理２、
６２０は、処理６１３、あるいは処理６１７で、車両が地点Ａ到達と判定した場合には、
それをもって、交差点無停止走行は終了したとする交差点無停止走行終了処理、但し車両
の地点Ａ通過動作は継続する。
６２１は、本願発明による交差点無停止走行制御システムにおける車側演算制御装置の交
差点無停止走行制御手順終了点、
である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
上記の如く、信号交差点およびそこを通過する車両の走行を制御することによって、信号交差点上流地点Ｐ(ｖp)に速度ｖp で到達・通過する車両全て（但し  ｖpmin≦ｖp≦ｖpmax）を青信号無停止で通過させることができ、市街地における車両走行の省エネルギー化、地球温暖化ガスの低減、交通流の安定化、および走行時間の低減に貢献する交差点無停止走行制御が可能となる。
本制御システムは自動運転車における交差点走行に特に有効である。
【符号の説明】
【００２２】
図１〜図６および（数１）〜（数１３）において、
ｔp：車両の地点Ｐ到達時刻
ｔa：車両の交差点Ａ（地点Ａ）到達時刻
ｖp：車両の地点Ｐ到達速度（この場合の地点Ｐを地点Ｐ(ｖp)とする）
ｖpa：地点Ｐ−交差点Ａ（地点Ａ）間平均走行速度
ｖpmax : 車両の地点Ｐ到達最高速度
ｖpmin : 車両の地点Ｐ到達最低速度
ｖa：車両の交差点Ａ（地点Ａ）到達速度
ｖamin：車両が地点Ｐ−交差点Ａ間を等減速度走行した時の交差点Ａ（地点Ａ）到達最低速度
＝β・ｖp
ｔp1＝ｔa1 −Ｄ(ｖp)／ｖp 
ｔp3＝ｔa3 −Ｄ(ｖp)／ｖp
【００２３】
Ｄ ：交差点無停止走行制御における地点Ｐ−交差点Ａ間距離
Ｄ(ｖp) ：車両の地点Ｐ（地点Ｐ(ｖp)）到達速度ｖp時の地点Ｐ−交差点Ａ間距離
Ｄ(ｖpmax) ：車両の地点Ｐ（地点Ｐ(ｖpmax)）到達速度ｖpmax時の地点Ｐ−交差点Ａ（地点Ａ）間距離
Ｄ(ｖpmin) ：車両の地点Ｐ（地点Ｐ(ｖpmin)）到達速度ｖpmin時の地点Ｐ−交差点Ａ（地点Ａ）間距離
Ｄ’：車両現位置−交差点Ａ（地点Ａ）間距離
Ｔs ：交差点信号周期 （ｔp3−ｔp1=ｔa3−ｔa1）
Ｔg ：交差点青信号時間 （ｔa3−ｔa2）
Ｔr：交差点非青信号時間（ｔa2−ｔa1）
ｔa1 ：交差点黄（＋赤）信号点灯時刻
ｔa2 ：交差点青信号点灯時刻
ｔa3 ：交差点青信号滅灯時刻
ｖpa ：地点Ｐ−交差点Ａ走行平均速度
＝Ｄ(ｖp)／（ｔa−ｔp）
ｖmin ：地点Ｐ−交差点Ａ間許容最小速度
＝Ｄ(ｖp)／（Ｄ(ｖp)／ｖp＋Ｔr）
【００２４】
ｖ(Δｔ)  ：等減速度走行速度
＝ｖp−α・Δｔ
α：等減速度
＝−（２・ｖpa−ｖp）／（ｔa−ｔp）
Δｔ：特定地点Ｐ通過後の経過時間
０≦Δｔ≦（ｔa−ｔp）
αi：惰性走行減速度
【要約】
【課題】安定で有効な渋滞軽減効果、省エネルギー効果、地球温暖化ガス排出削減効果、および旅行時間削減効果、を有する交差点無停止走行制御システムの提案
【解決手段】
交差点Ａ（地点Ａ）の上流距離Ｄ(ｖp)の地点Ｐvpを、時刻ｔp1〜ｔp3 の交差点信号
一周期Ｔs の間の時刻ｔpに速度ｖp（但し、ｖpmin≦ｖp≦ｖpmax ）で到達・通過して交差点Ａに向けて走行する車両を、時刻ｔa2〜時刻ｔa3の交差点信号青時間Ｔg内の時刻ｔaに交差点Ａに到達・通過させるべく、地点Ｐvpから交差点Ａに対して、
平均速度ｖpa(ｖp)＝Ｄ(ｖp)／（ｔa−ｔp）での走行、あるいは
減速度α(ｖp) ＝｛２・（ｖpa−ｖp）｝／（ｔa−ｔp）での等減速度走行、
を行う。
【選択図】図４【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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