JP2012206688A - 渋滞状態判定装置及び車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】渋滞中心区間を走行している状態を高精度に検出することを可能とする渋滞状態判定装置、及びその渋滞状態判定結果に基づいて無駄な加速を抑制し、燃費を向上することを可能とする車両制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る渋滞状態判定装置２０は、車両の速度を取得する速度情報取得部２１と、速度情報取得部２１により取得された車両の速度の変動の振幅が所定範囲で、かつ速度の変動の周期が所定の範囲内で加減速運転している状態を検出した場合に、車両が渋滞中心区間を走行中であると判定する走行区間判定部２２を備える。また、本発明に係る車両制御装置１は、上記渋滞状態判定装置２０と、渋滞状態判定装置２０の判定結果に基づいて追従性を切り換える車両制御部２３を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、渋滞状態判定装置及び車両制御装置に関するものである。

従来、自車の所定時間内における加減速頻度に基づいて走行路の混雑度を検出する技術が知られている。例えば、下記の特許文献１に記載の車両用走行制御装置では、所定時間内における加減速の頻度を測定することで、道路の混雑度を評価している。

特開平６−１９１３１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両制御装置は、道路の混雑度を評価しているが、道路の渋滞の中心部を車両が走行しているか否かについて評価するものではなく、自車が渋滞区間のうちの渋滞中心区間を走行していることを高精度に検出することができなかった。

そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、渋滞中心区間を走行している状態を高精度に検出することを可能とする渋滞状態判定装置、及び前記渋滞状態判定結果に基づいて無駄な加速を抑制し、燃費を向上することを可能とする車両制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る渋滞状態判定装置は、車両の速度を取得する速度情報取得手段と、前記速度情報取得手段により取得された車両の速度の変動の振幅が所定範囲で、かつ速度の変動の周期が所定の範囲内で加減速運転している状態を検出した場合に、前記車両が渋滞中心区間を走行中であると判定する走行区間判定手段と、を備えることを特徴とする。

これによれば、車両の速度の変動の振幅が所定範囲で、かつ速度の変動の周期が所定範囲であるという渋滞中心区間の特徴を検出して渋滞中心区間を走行しているか否かを判定することにより、渋滞中心区間を走行している状態を高精度に判定することが可能となる。

また本発明に係る渋滞状態判定装置において、速度情報取得手段は、先行車の速度を取得するものであることが好ましい。これによれば、自車よりも早く渋滞中心区間に入る先行車の速度情報を利用して自車が渋滞中心区間を走行しているか否かを判定することにより、早いタイミングで渋滞中心にいることを検出することができる。

また本発明に係る車両制御装置は、上記渋滞状態判定装置と、渋滞状態判定装置の判定結果に基づいて追従性を切り換える車両制御手段と、を備えることを特徴とする。これによって、無駄な加速を抑制し、燃費を向上することが可能となる。

本発明によれば、車両が渋滞中心区間を走行していることを高精度に検出できる。

本発明の実施形態に係る渋滞状態判定装置の構成概略図である。 渋滞区間における経過時間と車速との関係を表す図である。 本発明の実施形態に係る渋滞状態判定装置の渋滞中心区間判定処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る車両制御装置における、渋滞中心区間に応じた車両制御モードの切り替えを示す図である。 本発明に係る車両制御装置による車両制御の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態の渋滞状態判定装置２０を含む車両制御装置１の構成概略図を示す図である。車両制御装置１は、自車に搭載され、自車の走行区間に応じた車両走行制御を行う装置である。また、渋滞状態判定装置２０は、自車の走行区間を判定する装置である。図１に示すように車両制御装置１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２、車間距離計測装置３、車速センサ４、表示装置５、エンジン６及びブレーキ７を含んで構成されている。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び入出力インターフェイス等を含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ２は、車間距離計測装置３、車速センサ４、表示装置５、エンジン６、ブレーキ７に接続されている。またＥＣＵ２は、速度情報取得部２１、走行区間判定部２２及び車両制御部２３を備えて構成されている。このうち速度情報取得部２１と走行区間判定部２２から渋滞状態判定装置２０が構成されている。

速度情報取得部２１は、車両の速度を取得する速度情報取得手段として機能するものである。速度情報取得部２１は、自車の速度情報を取得する場合には、車速センサ４から自車の速度信号を取得する。また、速度情報取得部２１は、先行車の速度情報を取得する場合には、車間距離計測装置３から取得した先行車と自車との車間距離と、車速センサ４から取得した自車の速度信号に基づいて先行車の速度情報を取得する。

走行区間判定部２２は、速度情報取得部２１によって取得された車両の速度情報に基づいて、自車が渋滞中心区間を走行中であるかを判定する走行区間判定手段として機能するものである。具体的には、速度情報取得部２１によって取得された車両の速度情報から、車両の速度の変動の振幅と周期を算出し、それらの振幅及び周期が所定の範囲内であるかを判定する。それらが所定の範囲内である場合には、自車が渋滞中心区間を走行中であると判定する。

ここで、渋滞中心区間について、図２を用いて説明する。図２は、車両が渋滞区間に入ってから抜け出すまでの時間と車速との関係を表す図である。区間Ａ０は、車両が自由に走行可能な自由走行区間である。区間Ａ１は、車両が減速傾向を示す区間であって、車両が渋滞区間に入った直後の末尾区間である。区間Ａ２は、車両が安定した速度変動をする区間であって、渋滞区間の中心区間である。この区間Ａ２を渋滞中心区間という。区間Ａ３は、車両が加速傾向を示す区間であって、渋滞区間から抜け出す手前の回復区間である。このように、本実施形態の渋滞状態判定装置２０では、車速の変化に応じて渋滞区間を渋滞中心区間とそれ以外の区間に分類する。

また、渋滞中心区間における車両の走行には、所定の加減速周期、速度、加速度を有するという特徴がある。すなわち、加減速を２０〜４０秒周期で繰り返し、また、速度が０キロメートル毎時以上４０キロメートル毎時以下で、加速度が１．０メートル毎秒毎秒以下で加減速運転するという特徴である。本実施形態の渋滞状態判定装置２０は、先行車の速度情報がこのような特徴を持っていれば、自車が渋滞中心区間を走行中であると判定する。

車両制御部２３は、車両の制御を行う車両制御手段として機能するものである。車両制御の具体例については後述する。

車間距離計測装置３は、自車と先行車との車間距離を計測する車間距離計測手段として機能するものであり、例えばレーザやレーダが用いられる。車間距離計測装置３は、計測した車間距離の情報をＥＣＵ２に送信する。

車速センサ４は、例えば自車の車輪部に設けられ、車輪の回転数を検出しており、検出した車輪の回転数から走行状態の車速を算出する。車速センサ４は、算出した車速に基づく車速情報をＥＣＵ２に送信する。

表示装置５は、視覚を通じてユーザに情報を提供する装置であり、例えば後述する渋滞ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）モードでの車間距離自動制御が行われていることを表示する装置である。本実施形態では、表示装置７は液晶ディスプレイであるが、他の表示装置であってもよい。なお、表示装置７とともに、スピーカ等の音声出力部を備える構成としてもよい。

エンジン６は、ＥＣＵ２から送信される加減速度情報を含む制御情報に基づいて自車を加減速させる。ブレーキ７は、ＥＣＵ２から送信される加減速度情報を含む制御情報に基づいて自車を減速させる。

次に、図３のフローチャートを用いて、本実施形態に係る車両制御装置１及び渋滞状態判定装置２０の動作について説明する。図３のフローチャートは、例えばＥＣＵ２によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、先行車に合わせ一定の車間距離を保ちながら自動追従走行を行うよう設定がされているかが一定時間ごとに確認される（Ｓ１）。もし自動追従走行を行う設定がされていなければ、処理を終えて、次の判定タイミングまで待機状態に入る。

一方、自動追従走行を行う設定がされていれば、速度情報取得部２１により車両の速度情報が取得される（Ｓ２）。

車両の速度情報が取得されれば、それに従って、走行区間判定部２２により車両の速度変動の周期や振幅が計算され、それらに応じて自車が渋滞中心区間を走行中であるか否かが判定される（Ｓ３）。具体的には、車両の速度変動の周期が一定範囲、例えば２０秒〜４０秒であり、かつ速度変動の振幅が一定範囲、例えば０キロメートル毎時以上４０キロメートル毎時以下であれば、自車が渋滞中心区間を走行中であると判定される。

実際に渋滞区間を走行する場合に行われる処理の例について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る車両制御装置における、渋滞中心区間に応じた車両制御モードの切り替えを示す図である。図中の破線と太線で描かれた曲線は、車両の速度と経過時間の関係を表しており、破線が先行車の速度、太線が自車の速度を表す。

自車が自由走行中、及び渋滞末尾にさしかかってから渋滞中心区間に入るまでは、先行車の速度変動の周期又は振幅が所定範囲にないため、自車が渋滞中心区間を走行中であると判定されない。

その後、自車が渋滞中心区間に入ると、先行車の速度変動の周期、振幅が共に所定範囲に入るため、自車が渋滞中心区間を走行中であると判定される。

さらにその後、渋滞の先頭に近づき、先行車の速度が回復してくると、先行車の速度変動の周期又は振幅が所定範囲から外れてくるため、自車が渋滞中心区間を走行中でないと判定される。

図３のフローチャートの説明に戻る。Ｓ３において、自車が渋滞中心区間を走行していると判定された場合には、車両制御部２３により、渋滞ＡＣＣモードでの自車制御が行われる（Ｓ４）。一方、自車が渋滞中心区間を走行していないと判定された場合には、車両制御部２３により通常ＡＣＣモードでの自車制御が行われる（Ｓ５）。

渋滞ＡＣＣモードでの制御の一例として、先行車に追従させる車両走行制御であって、渋滞中心区間を走行中には、その他の区間を走行中の場合の制御モードである通常ＡＣＣモードと比べて先行車への追従性を弱くする制御がある。そのような制御の具体例につき、図５に従って、先行車が加速、定常走行、減速のいずれを行っているかで場合を分けて説明する。

図５（ａ）は、先行車が加速している状態を示す。この場合、先行車の加速レベルに応じて、無駄な加速とならない範囲で自車の加速をする。図５（ｂ）は、先行車が加速をやめ、定常走行状態であることを示す。この場合、この後に先行車が減速し、車間距離が詰まることが考えられるため、自車の加速度を下げる。図５（ｃ）は、先行車が減速を始めている状態を示す。この場合、車間距離が詰まるのを防ぐため、自車もすぐに減速をする。

このように、本実施形態の渋滞判定装置によれば、渋滞中心区間に特徴的な車両速度の挙動を検出して、渋滞中心区間を走行しているか否かを判定することにより、高精度に渋滞中心区間を走行中であることを判定することができる。また、本実施形態の車両制御装置によれば、渋滞中心区間を走行中に、先行車に対する追従性を弱め、自車の燃費を向上させることができる。

なお、本発明に係る渋滞状態判定装置及び車両制御装置は、上記実施形態に記載したものに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、車間距離計測装置３と車速センサ４から先行車の速度情報を取得し、それに基づいて渋滞中心区間の判定を行っているが、車速センサ４から自車の速度情報を取得し、それに基づいて渋滞中心区間の判定を行ってもよい。この場合、渋滞判定装置１は、車間距離計測装置３を備える必要はない。

また、走行区間判定部２２は、速度情報取得部２１によって取得された先行車の速度情報から、先行車の速度の変動の振幅と周期に加えて先行車の加速度も算出し、先行車の速度の変動の振幅と周期に加えて加速度も所定の範囲内になった場合に渋滞中心区間に入ったと判定するのが好ましい。このようにすることで、渋滞中心区間の判定精度をより高めることができる。

１…車両制御装置、２…ＥＣＵ、３…車間距離計測装置、４…車速センサ、５…表示装置、６…エンジン、７…ブレーキ、２０…渋滞状態判定装置、２１…速度情報取得部（速度情報取得手段）、２２…走行区間判定部（走行区間判定手段）、２３…車両制御部（車両制御手段）

Claims (3)

1. 車両の速度を取得する速度情報取得手段と、
   前記速度情報取得手段により取得された車両の速度の変動の振幅が所定の範囲内で、かつ速度の変動の周期が所定の範囲内で加減速運転している状態を検出した場合に、車両が渋滞中心区間を走行中であると判定する走行区間判定手段と、
   を備える渋滞状態判定装置。
2. 前記速度情報取得手段は先行車の速度を取得し、
   前記走行区間判定手段は、前記速度情報取得手段により取得された先行車の速度の変動の振幅が所定の範囲内で、かつ速度の変動の周期が所定の範囲内で加減速運転している状態を検出した場合に、車両が渋滞中心区間を走行中であると判定する、
   請求項１に記載の渋滞状態判定装置。
3. 請求項１又は２に記載の渋滞状態判定装置と、
   先行車に追従させる車両走行制御を行うものであって、自車が渋滞中心区間を走行中であると前記渋滞状態判定装置が判定した場合に、自車が渋滞中心区間を走行中でないと前記渋滞状態判定装置が判定した場合よりも前記先行車に対する追従性を弱くする車両制御手段と、
   を備える車両制御装置。

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