JP4640441B2 - 走行制御装置及び走行制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行制御を行う走行制御装置及び走行制御方法に関するものである。

従来、車両の走行制御を行うものとして、例えば特開２００１−２６２２６号公報に記載されるように、先行車に追従する車両の走行制御装置であって、車速に応じて加速度に基づく制御と車間距離に基づく制御を適宜選択して走行制御を行うものが知られている。この制御装置は、道路が渋滞しているような低速状態において先行車が加速した場合に加速度に基づく走行制御を行って先行車への追従性を高めようとするものである。
特開２００１−２６２２６号公報

しかしながら、上述した車両の走行制御技術にあっては、道路の交通量が多くなった場合に自然渋滞を発生しやすいという問題点がある。例えば、走行制御として加速度制御又は車間距離制御を実行している場合、道路の車両の交通量が多くなると車両の走行速度が遅くなり、それに応じて車間距離が短くなる。この車間距離が短くなった状態である車両がブレーキをかけると、その後続の車両がより強いブレーキをかけることとなり、そのブレーキ操作による減速状態が後方へ伝搬しつつ増幅されて大規模な自然渋滞となってしまう。

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、渋滞の発生を抑制又は回避できる走行制御装置及び走行制御方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る走行制御装置は、車両が走行する道路の車両密度を含む交通状態を取得する交通状態取得手段と、前記道路の車両密度が自然流から渋滞流に相移転する際の臨界密度に近い場合の車間距離が、前記道路の車両密度が前記臨界密度に遠い場合の車間距離に比べて長くなるように、前記車両の走行制御を行う走行制御手段とを備え、前記走行制御手段は、先行車との車間距離を制御する車間距離制御を行うものであって、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御を行うように構成されている。

この発明によれば、道路の車両密度が臨界密度に近づくほど車両距離が短くなりにくくなるように走行制御を行うことにより、車両密度が高くなって自然渋滞になりそうなときでも車間距離が過剰に狭められず、ブレーキ操作があってもそのブレーキ操作が後方の車両へ伝播しにくくなるため、交通流が渋滞流となることを抑制又は回避することができる。
また、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御することにより、車両密度が高くなって自然渋滞になりそうなときでも車間距離が過剰に狭められることを防止できる。これにより、車両のブレーキ操作があってもそのブレーキ操作が後方の車両へ伝播しにくくなるため、交通流が渋滞流となることを抑制又は回避することができる。また、交通流が渋滞流となった場合には、臨界密度以下となる車間距離をとって車両走行させることにより、先行車の加速に応じて即座に車両を加速することができるため、その渋滞を早期に解消することができる。

また本発明に係る走行制御装置において、前記走行制御手段は、先行車との車間距離を制御する車間距離制御を行うものであって、前記車両密度が臨界密度に近いほど車間距離を決定するフィードバックゲインを大きく設定することが好ましい。

また本発明に係る走行制御装置において、前記走行制御手段は、車両密度が臨界密度を超えて交通状態が渋滞流となった場合、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定することが好ましい。

この発明によれば、車両密度が臨界密度を超えて交通状態が渋滞流となった場合、目標車間距離を通常渋滞流における平均車間距離よりも長い距離に設定することにより、車間距離が長めに設定されるため、先行車の加速に応じて即座に車両を加速することができ、その渋滞を早期に解消することが可能となる。

また本発明に係る走行制御装置において、道路上において車両の速度変化を生ずる走行区間の情報を取得する道路情報取得手段を備え、前記走行制御手段は、前記走行区間における目標車間距離を前記走行区間以外における区間の目標車間距離よりも長く設定することが好ましい。

この発明によれば、道路上において車両の速度変化を生ずる走行区間における目標車間距離を長く設定することにより、車両密度が高くなりやすい区間で車間距離が長くとられることとなり、渋滞の発生を抑制又は回避することができる。

また本発明に係る走行制御装置において、前記走行制御手段は、前記走行区間における目標車間距離を臨界密度以下となる距離に設定することが好ましい。

また本発明に係る走行制御装置において、前記交通状態取得手段は、自車両が複数車線の道路を走行している場合に自車両に車線変更させ、その車線変更後の車両密度及び交通流量を取得し、その道路における臨界密度を算出することが好ましい。

この発明によれば、自車両が複数車線の道路を走行している場合に自車両に車線変更させ、その車線変更後の車両密度及び交通流量を取得し、その道路における臨界密度を算出することにより、道路における正確な臨界密度データを取得することができる。

また本発明に係る走行制御装置において、前記走行制御手段は、車両の運転者に対し車間距離を短くしないように指示して前記車両の走行制御を行うことが好ましい。

本発明に係る走行制御方法は、車両が走行する道路の車両密度を含む交通状態を取得する交通状態取得ステップと、前記道路の車両密度が臨界密度に近づくほど車間距離が短くなりにくくなるように前記車両の走行制御を行う走行制御ステップとを備え、前記走行制御ステップは、先行車との車間距離を制御する車間距離制御を行うものであって、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御を行うように構成されている。

この発明によれば、道路の車両密度が臨界密度に近づくほど車両距離が短くなりにくくなるように走行制御を行うことにより、車両密度が高くなって自然渋滞になりそうなときでも車間距離が過剰に狭められず、ブレーキ操作があってもそのブレーキ操作が後方の車両へ伝播しにくくなるため、交通流が渋滞流となることを抑制又は回避することができる。
また、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御することにより、車両密度が高くなって自然渋滞になりそうなときでも車間距離が過剰に狭められることを防止できる。これにより、車両のブレーキ操作があってもそのブレーキ操作が後方の車両へ伝播しにくくなるため、交通流が渋滞流となることを抑制又は回避することができる。また、交通流が渋滞流となった場合には、臨界密度以下となる車間距離をとって車両走行させることにより、先行車の加速に応じて即座に車両を加速することができるため、その渋滞を早期に解消することができる。

また本発明に係る走行制御方法において、前記走行制御ステップは、先行車との車間距離を制御する車間距離制御を行うものであって、前記車両密度が臨界密度に近いほど車間距離を決定するフィードバックゲインを大きく設定することが好ましい。

本発明によれば、車両距離が短くなりすぎないように走行制御することにより、渋滞の発生を抑制又は回避することができる。

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に本発明の実施形態に係る走行制御装置の概略構成図を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る走行制御装置１は、車両の走行制御を行うものであり、車両に搭載されている。走行制御装置１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２、ナビゲーションシステム３、車間距離検知部４、通信部５、自車検知センサ６を備えている。

ＥＣＵ２は、制御装置の装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)を含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ２は、車両が走行する道路の車両密度を含む交通状態を取得し、その道路の車両密度が臨界密度に近づくほど車間距離が短くなりにくくなるように車両の走行制御を行う走行制御手段として機能する。

また、ＥＣＵ２は、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御を行う走行制御手段として機能する。ここで臨界密度とは、道路の交通流が自然流から渋滞流に相転移する車両密度をいう。

例えば、図２に示すように、道路上に車両が少なく車両密度が小さいときには、自由流となり、法定速度など一定速度で車両が走行できるため車両密度の増加に従い交通流量が増加する。そして、車両密度が高くなると、車間距離が詰まっていき、車両密度の増加に従って交通流量が増加せずに低減し、渋滞流となる。このとき、交通流が自然流から渋滞流となる車両密度が臨界密度Ｄｃである。また、車両密度の増加に従い交通流量が増加する場合もあるが渋滞流となり得る状態を準安定状態という。なお、図２の実線（自然流、準安定状態、渋滞流）は、交通流の発生する頻度の高い状態を線分で示したものであり、交通状況などによって実線から外れた交通流になることもある。

臨界密度は、例えば道路１ｋｍ当たり２０〜３０台の車両密度であり、そのときの車間距離は３０〜５０ｍ程度である。この臨界密度は、道路の車線数や形状、車両の種類や走行性能、交通ルールなどによって異なるため、走行位置、季節、曜日、時刻ごとに臨界密度を設定することが好ましい。これに伴い、臨界密度に応じた目標車間距離を設定する場合、走行位置、季節、曜日、時刻ごとに目標車間距離を設定して走行制御することが好ましい。このとき、走行位置、季節、曜日、時刻の全部について異なるごとに臨界密度若しくは目標車間距離を設定してもよいし、走行位置、季節、曜日、時刻の一部について異なるごとに臨界密度若しくは目標車間距離を設定してもよい。

ナビゲーションシステム３は、自車両の位置検知手段として機能するものであり、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）機能及び道路情報を含む地図データベースを備えたものが用いられる。

車間距離検知部４は、先行車両との車間距離を検知する車間距離検出手段として機能するものであり、例えばミリ波レーダ式やレーザレーダ式の距離検知器が用いられる。この車間距離検知部４、車両の前部に設けられ、車両の前方に向けてミリ波やレーザなどを発信可能に構成される。

通信部５は、通信により周辺車両の位置情報を取得する車両位置取得手段として機能するものであり、例えば車々間通信機、路車間通信機（インフラ通信機）などが用いられる。この通信部５としては、通信により周辺車両の位置情報を取得できるものであればよく、通信方式、通信媒体などはいずれのものであってもよい。

自車検知センサ６は、自車両の車速情報などを検知するセンサであり、例えば車輪速センサが用いられる。車輪速センサにより車速情報を取得することができる。

走行制御装置１は、車速指示部１１、走行駆動部１２、制動部１３、操舵部１４を備えている。これらの車速指示部１１、走行駆動部１２、制動部１３、操舵部１４は、走行制御を実行するものである。

車速指示部１１は、自車両の運転者に対し車速の増減を指示するものであり、例えば聴覚を通じて車速の増減を指示するスピーカ、ブザー、視覚を通じて車速の増減するモニタ、ランプなどの発光体などが用いられる。この車速指示部１１は、ＥＣＵ２からの制御信号に応じて作動し、例えば車両密度が臨界密度となるような車間距離を維持するために、車速を落とすように運転者に報知を行う。

走行駆動部１２は、車両の走行駆動を行う走行駆動手段として機能するものであり、例えばエンジンＥＣＵ、スロットルモータ、インジェクタなどにより構成される。この走行駆動部１２は、ＥＣＵ２の走行駆動信号を受けて作動し、その走行駆動信号に応じた車両走行駆動を実行する。

制動部１３は、車両の制動を行う制動手段として機能するものであり、例えばブレーキＥＣＵ、ブレーキ油圧を調整する電磁弁、ブレーキ油圧を生成するポンプモータにより構成される。この制動部１３は、ＥＣＵ２の制動指令信号を受けて作動し、その制動指令信号に応じた車両制動を実行する。

操舵部１４は、車両の操舵を行う操舵手段として機能するものであり、例えばステアリングＥＣＵ、電動パワーステアリングシステムの電動モータにより構成される。この操舵部１４は、ＥＣＵ２の操舵指令信号を受けて作動し、その操舵指令信号に応じたハンドル操舵を実行する。なお、車両が操舵を含む自動運転機能を備えていない場合には、操舵部１４の設置は省略される。

車速指示部１１は運転支援によって走行制御を実行するものであり、走行駆動部１２、制動部１３及び操舵部１４は、制御介入によって走行制御を実行するものである。なお、走行制御装置１が運転支援のみによって走行制御を実行する場合には、走行駆動部１２、制動部１３及び操舵部１４の設置を省略する場合がある。一方、走行制御装置１が制御介入のみによって走行制御を実行する場合には、車速指示部１１の設置を省略する場合がある。

次に、本実施形態に係る走行制御装置の動作及び本実施形態に係る走行制御方法について説明する。

図３は、本実施形態に係る走行制御装置の基本動作及び本実施形態に係る走行制御方法を示すフローチャートである。この図３における制御処理は、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、図３のＳ１０に示すように、自車両の現在位置情報の取得処理が行われる。この取得処理は、現在の自車両の走行位置情報を取得する処理であり、例えばナビゲーションシステム３により検知された位置情報を読み込んで行われる。そして、Ｓ１２に移行し、交通流マップの設定処理が行われる。この設定処理は、車両密度と交通流量の関係から交通流の状態を演算するための交通流マップを現在位置情報に基づいて設定する処理である。

例えば、自車両の現在位置における交通流マップが予めＥＣＵ２に登録されている場合には、その交通流マップが設定される。一方、自車両の現在位置における交通流マップが予めＥＣＵ２に登録されていない場合には、標準値の交通流マップが設定される。交通流マップとしては、例えば図２に示すように車両密度と交通流量に基づいて交通流の状態が自由流であるか、準安定状態であるか、渋滞流であるかを判断できるものが用いられる。

そして、Ｓ１４に移行し、車両密度、交通流量の算出処理が行われる。この算出処理は、自車両が走行する道路における車両密度及び交通流量を算出する処理である。例えば、車両密度は、車々間通信や路車間通信により取得した他車の位置情報に基づいて算出される。また、車両密度の情報を通信により取得した場合には、その車両密度を用いてもよい。交通流量は、車両密度に対し走行速度を乗じて算出される。また、交通流量の情報を通信により取得した場合には、その交通流量を用いてもよい。

そして、Ｓ１６に移行し、交通流状態の演算処理が行われる。この処理は、自車両が走行する道路における現在の交通流の状態を演算する処理である。例えば、Ｓ１２により設定した交通流マップを用い、Ｓ１４にて算出した車両密度、交通流量に基づいて現在の交通流の状態、自然流であるか、準安定状態であるか、または渋滞流であるかが演算される。

そして、Ｓ１６に移行し、交通流が自然流であるか否かが判断される。このＳ１６にて交通流が自然流である場合には、通常の追従制御が行われる（Ｓ２０）。例えば、自車両の先行車に対し予め設定された車間時間となるように追従制御、すなわち車間時間を一定とする追従制御が行われる。その際、車間距離の維持するためにフィードバック制御を行った場合、そのフィードバックゲインを大きく設定して車間距離を厳格に維持する必要がないため、燃費の悪化及び乗り心地の悪化を抑制することができる。

一方、Ｓ１６にて交通流が自然流でない場合には、交通流が渋滞流であるか否かが判断される（Ｓ２２）。Ｓ２２にて交通流が渋滞流である場合には、臨界密度走行制御が行われる。この臨界密度走行制御は、車間距離制御であって、基本的に車両密度が臨界密度以下となるように車間距離をとって車両走行させる制御である。例えば、車両密度が臨界密度となるように目標車間距離を設定し、その目標車間距離となるように走行制御を実行する。この場合、車間距離が十分に長くとられるため、渋滞が解消され先行車が加速した際に即座に加速できるため、渋滞を早期に解消することができる。

また、交通流が渋滞流である場合に、目標車間距離を通常渋滞流における平均車間距離よりも長い距離に設定し、その目標車間距離となるように走行制御を実行してもよい。この場合も、車間距離が通常の渋滞時より長くとられるため、渋滞が解消され先行車が加速した際に自車両の加速が早めに行え、渋滞を早期に解消することができる。また、車間距離が臨界密度状態より短くされるため、隣り車線などからの割り込みを抑制できる。

一方、Ｓ２２にて交通流が渋滞流でない場合には、交通流が準安定状態であると判断され、車間距離を大きくとった車間距離制御が実行される（Ｓ２６）。この車間距離制御処理は、道路の車両密度が臨界密度に近づくほど車間距離が短くなりにくくなるように車両の走行制御を行う処理である。例えば、制御介入により走行制御する場合、車両密度が高くなって臨界密度に近づくほど目標車間距離を短くならないように設定される。また、運転支援により走行制御する場合、車両密度が高くなって臨界密度に近づくほど車速を落とすように運転者に報知する回数を多くすればよい。

このとき、車両密度が臨界密度に近いほど車間距離を決定するフィードバックゲインを大きく設定することが好ましい。この場合、先行車との車間距離が目標車間距離に厳格に維持され、車間距離が瞬間的に短くなり過ぎることを抑制することができる。

また、この車間距離制御において、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御を行うことが好ましい。この場合、車両密度が高くなって自然渋滞になりそうなときでも車間距離が過剰に狭められることを防止できる。このため、車両のブレーキ操作があってもそのブレーキ操作が後方の車両へ伝播しにくくなるため、交通流が渋滞流となることを抑制又は回避することができる。Ｓ２６の処理を終えたら、一連の走行制御処理を終了する。

このような走行制御処理によれば、道路の車両密度が臨界密度に近づくほど車両距離が短くなりにくくなるように走行制御を行うことにより、車両密度が高くなって自然渋滞になりそうなときでも車間距離が過剰に狭められず、ブレーキ操作があってもそのブレーキ操作が後方の車両へ伝播しにくくなるため、交通流が渋滞流となることを抑制又は回避することができる。

また、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御することにより、車両密度が高くなって自然渋滞になりそうなときでも車間距離が過剰に狭められることを防止できる。これにより、車両のブレーキ操作があってもそのブレーキ操作が後方の車両へ伝播しにくくなるため、交通流が渋滞流となることを抑制又は回避することができる。また、交通流が渋滞流となった場合には、臨界密度以下となる車間距離をとって車両走行させることにより、先行車の加速に応じて即座に車両を加速することができるため、その渋滞を早期に解消することができる。

また、車両密度が臨界密度を超えて交通状態が渋滞流となった場合、目標車間距離を通常渋滞流における平均車間距離よりも長い距離に設定することにより、車間距離が長めに設定されるため、先行車の加速に応じて即座に車両を加速することができ、その渋滞を早期に解消することが可能となる。

図４は、本実施形態に係る走行制御装置における交通流データ記録処理を示すフローチャートである。

この図４の交通流データ記録処理は、実際に走行する道路における車両密度、交通流量を演算し、交通流の状態を検出してそれら交通流マップをデータベースに記録する処理であり、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、図４のＳ３０に示すように、周辺車両位置情報取得処理が行われる。この周辺車両位置情報取得処理は、自車の周辺を走行する他車の位置情報を取得する処理であり、例えば自車に搭載されるカメラやレーダなどの周辺監視センサにより自車の前後の車両の位置、隣接レーンの車両の位置を検出して行われる。

そして、Ｓ３２に移行し、インフラからの情報取得処理が行われる。この処理は、インフラとの路車間通信により道路を走行する車両の検知情報、又はその検知情報に基づく車両密度情報を取得する処理であり、通信部５を通じて情報取得が行われる。なお、通信部５が路車間通信機能を備えていない場合には、Ｓ３２の処理の実行を省略する場合もある。そして、Ｓ３４に移行し、他車からの情報取得処理が行われる。この処理は、他車との車々通信により道路を走行する車両の情報、又はその情報に基づく車両密度情報を取得する処理であり、通信部５を通じて情報取得が行われる。なお、通信部５が車々間通信機能を備えていない場合には、Ｓ３４の処理の実行を省略する場合もある。

そして、Ｓ３６に移行し、車両密度、交通流量の演算処理が行われる。この演算処理は、自車が走行する道路における現状の車両密度、交通流量を演算する処理である。例えば、Ｓ３０〜３４の処理により得られた車両位置情報に基づいて道路の現状の車両密度を算出し、算出した車両密度と平均車速を乗じて道路の現状の交通流量を算出する。

そして、Ｓ３８に移行し、現在位置情報取得処理が行われる。この処理は、自車の現在の位置情報を取得する処理であり、例えばナビゲーションシステム３により検出される信号に基づいて自車位置が取得される。そして、Ｓ４０に移行し、Ｓ３６の車両密度、交通流量とＳ３８の位置情報が関連付けられてデータベースに記録される。

そして、Ｓ４２に移行し、交通流の導出処理が行われる。この処理は、Ｓ３６の車両密度、交通流量を用いてその道路における臨界密度、準安定状態領域などの交通流の導出を行う処理である。例えば、渋滞学における一般的な統計処理などにより、図２に示すような車両密度、交通流量に応じた交通流の状態を示すマップなどが導出される。ここで導出された車両密度、交通流量に応じた交通流の状態を示すマップなどは、ＥＣＵ２内のデータベースに記録され、図３のＳ１６を実行する際に用いられる。

このような交通流データ記録処理によれば、自車が走行する道路における現状の車両密度、交通流量を演算しそれに応じた交通流の状態を導出することにより、最新の交通流マップを取得することができ、交通流の状態の演算を正確に行うことができる。特に道路の形状や車線数が変更された場合など交通流の状態を適切に演算することができる。

図５は、本実施形態に係る走行制御装置におけるレーンチェンジによるデータ記録処理を示すフローチャートである。

この図５のデータ記録処理は、必要に応じてレーンチェンジを行って所望の車両密度を生成しその際の道路における交通流量を演算し、交通流の状態を検出してそれら交通流マップをデータベースに記録する処理である。この処理は、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、図５のＳ５０に示すように、記録されているデータ数が不足しているか否かが判断される。例えば、複数のレーンを有する道路を走行している場合であって自車がレーンチェンジをしない場合の車両密度、交通流量におけるデータ数及び自車がレーンチェンジをした場合の車両密度、交通流量におけるデータ数が算出される。そして、レーンチェンジをしない場合の車両密度、交通流量におけるデータ数及びレーンチェンジをした場合の車両密度、交通流量におけるデータ数がそれぞれ所定数（例えば１００サンプル）より多い場合にはデータ数が不足していないと判断される。一方、レーンチェンジをしない場合の車両密度、交通流量におけるデータ数又はレーンチェンジをした場合の車両密度、交通流量におけるデータ数が所定数より多くない場合であって、レーンチェンジをしない場合の車両密度、交通流量におけるデータ数がレーンチェンジをした場合の車両密度、交通流量におけるデータ数より多い場合には、レーンチェンジをした場合のデータ数が不足していると判断される。

Ｓ５０にてデータ数が不足していないと判断された場合には、制御処理を終了する。一方、Ｓ５０にてデータ数が不足していると判断された場合には、レーンチェンジ処理が実行される（Ｓ５２）。このレーンチェンジ処理は、自車がレーンチェンジするように運転支援又は車両制御する処理である。例えば、レーンチェンジするように音声によって運転指示してもよいし、制御介入により自車を隣接するレーンにレーンチェンジさせてもよい。

そして、Ｓ５４に移行し、レーンチェンジ後における車両密度、交通流量の演算処理が行われる。この演算処理は、レーンチェンジ後における自車が走行するレーン及びその他のレーンにおける現状の車両密度、交通流量を演算する処理である。例えば、自車における車両検出情報、路車間通信及び車々間通信を通じて取得した車両位置情報に基づいて各レーンの現状の車両密度を算出し、算出した車両密度と平均車速を乗じて道路の現状の交通流量を算出する。そして、これらの車両密度と交通流量のデータは、データベースに記録される。また、これらの車両密度、交通流量を用いて臨界密度、準安定状態領域などの交通流の導出を行い、車両密度、交通流量と共に臨界密度を含む交通流の状態もデータベースに記録することが好ましい。

このようなデータ記録処理によれば、自車両が複数車線の道路を走行している場合に自車両に車線変更させ、その車線変更後の車両密度及び交通流量を取得し、その道路における臨界密度を算出することにより、道路における正確な臨界密度データを取得することができる。これにより、臨界密度のデータ数を増やすことができ、データベースの品質向上が図れる。

図６は、本実施形態に係る走行制御装置における目標車間距離設定処理を示すフローチャートである。

この図６の目標車間距離設定処理は、追従制御、車間制御などにおける目標車間距離を設定する処理であり、走行速度の変化を生じやすい地点、自然渋滞を生じやすい地点、例えばトンネル付近、サグ、急カーブ、合流部における目標車間距離をそれ以外の地点よりも長く設定するものである。この処理は、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、図６のＳ６０に示すように、自車が走行している地点がトンネル付近であるか否かが判断される。例えば、ナビゲーションシステム３の検出信号に基づいて自車が走行している地点がトンネル付近であるか否かが判断すればよい。また、トンネル付近であるか否かは、予めナビゲーションシステム３の地図データに設定しておくことが好ましい。ここでトンネル付近とは、トンネル入口から所定距離前方の位置までの範囲を意味する。所定距離としては、例えば１００〜１０００ｍのうちいずれかの距離を設定することが好ましい。

Ｓ６０にて自車が走行している地点がトンネル付近でないと判断された場合には、Ｓ６４に処理が移行する。一方、Ｓ６０にて自車が走行している地点がトンネル付近であると判断された場合には、目標車間距離が通常地点、すなわち自然渋滞が発生しやすくない地点の目標車間距離よりも長く設定される（Ｓ６２）。例えば、目標車間距離が通常地点の目標車間距離よりも１．５倍長く設定される。このとき、目標車間距離を臨界密度以下となる距離に設定することが好ましい。

そして、Ｓ６４に移行し、自車が走行している地点がサグ付近であるか否かが判断される。例えば、ナビゲーションシステム３の検出信号に基づいて自車が走行している地点がサグ付近であるか否かが判断すればよい。また、サグ付近であるか否かは、予めナビゲーションシステム３の地図データに設定しておくことが好ましい。ここでサグ付近とは、道路勾配が変化するサグの位置から所定距離前方の位置までの範囲を意味する。所定距離としては、例えば１００〜１０００ｍのうちいずれかの距離を設定することが好ましい。

Ｓ６４にて自車が走行している地点がサグ付近でないと判断された場合には、Ｓ６８に処理が移行する。一方、Ｓ６４にて自車が走行している地点がサグ付近であると判断された場合には、目標車間距離が通常地点、すなわち自然渋滞が発生しやすくない地点の目標車間距離よりも長く設定される（Ｓ６６）。例えば、目標車間距離が通常地点の目標車間距離よりも２倍長く設定される。このとき、目標車間距離を臨界密度以下となる距離に設定することが好ましい。

そして、Ｓ６８に移行し、自車が走行している地点が急カーブ付近であるか否かが判断される。例えば、ナビゲーションシステム３の検出信号に基づいて自車が走行している地点が急カーブ付近であるか否かが判断すればよい。また、急カーブ付近であるか否かは、予めナビゲーションシステム３の地図データに設定しておくことが好ましい。ここで急カーブ付近とは、減速を必要とするきついカーブの位置から所定距離前方の位置までの範囲を意味する。所定距離としては、例えば１００〜１０００ｍのうちいずれかの距離を設定することが好ましい。急カーブとしては、例えば曲率半径が５００Ｒ以下のカーブが設定される。

Ｓ６８にて自車が走行している地点が急カーブ付近でないと判断された場合には、Ｓ７２に処理が移行する。一方、Ｓ６８にて自車が走行している地点が急カーブ付近であると判断された場合には、目標車間距離が通常地点、すなわち自然渋滞が発生しやすくない地点の目標車間距離よりも長く設定される（Ｓ７０）。例えば、目標車間距離がカーブの曲率半径が小さいほど長く設定される。このとき、目標車間距離を臨界密度以下となる距離に設定することが好ましい。

そして、Ｓ７２に移行し、自車が走行している地点が合流部付近であるか否かが判断される。例えば、ナビゲーションシステム３の検出信号に基づいて自車が走行している地点が合流部付近であるか否かが判断すればよい。また、合流部付近であるか否かは、予めナビゲーションシステム３の地図データに設定しておくことが好ましい。ここで合流部付近とは、道路の合流部の位置から所定距離前方の位置までの範囲を意味する。所定距離としては、例えば１００〜１０００ｍのうちいずれかの距離を設定することが好ましい。

Ｓ７２にて自車が走行している地点が合流部付近でないと判断された場合には、制御処理を終了する。一方、Ｓ７２にて自車が走行している地点が合流部付近であると判断された場合には、目標車間距離が通常地点、すなわち自然渋滞が発生しやすくない地点の目標車間距離よりも長く設定される（Ｓ７４）。例えば、自車レーンが本線であり支線と合流する場合には、目標車間距離が通常地点の目標車間距離よりも１．５倍長く設定される。また、自車レーンが本線であり他の本線と合流する場合には、目標車間距離が通常地点の目標車間距離よりも２倍長く設定される。また、自車レーンが支線であり本線と合流する場合には、目標車間距離が通常地点の目標車間距離よりも３倍長く設定される。これらの場合において、目標車間距離を臨界密度以下となる距離に設定することが好ましい。そして、Ｓ７４の処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。

このような目標車間距離設定処理によれば、道路上において車両の速度変化を生ずる走行区間における目標車間距離を長く設定することにより、車両密度が高くなりやすい区間で車間距離が長くとられることとなり、渋滞の発生を抑制又は回避することができる。

また、目標車間距離を臨界密度以下となる距離に設定することにより、十分な車間距離がとられることとなり、自然渋滞の発生を抑制することができる。

なお、上述した目標車間距離設定処理において、Ｓ６２、Ｓ６６、Ｓ７０及びＳ７４において目標車間距離を通常地点よりも長く設定する際、臨界密度を通常地点より小さく設定し、その臨界密度に従って目標車間距離を長く設定してもよい。

また、上述した目標車間距離設定処理において、Ｓ６０とＳ６２、Ｓ６４とＳ６６、Ｓ６８とＳ７０、Ｓ７２とＳ７４のうちいずれか一部の処理の実行を省略する場合もある。また、これらの処理のほか、自然渋滞の発生しやすい地点付近である場合に目標車間距離を長くする処理を追加してもよい。

以上のように、本実施形態に係る走行制御装置及び走行制御方法によれば、道路の車両密度が臨界密度に近づくほど車両距離が短くなりにくくなるように走行制御を行うことにより、車両密度が高くなって自然渋滞になりそうなときでも車間距離が過剰に狭められず、ブレーキ操作があってもそのブレーキ操作が後方の車両へ伝播しにくくなるため、交通流が渋滞流となることを抑制又は回避することができる。

また、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御することにより、車両密度が高くなって自然渋滞になりそうなときでも車間距離が過剰に狭められることを防止できる。これにより、車両のブレーキ操作があってもそのブレーキ操作が後方の車両へ伝播しにくくなるため、交通流が渋滞流となることを抑制又は回避することができる。また、交通流が渋滞流となった場合には、臨界密度以下となる車間距離をとって車両走行させることにより、先行車の加速に応じて即座に車両を加速することができるため、その渋滞を早期に解消することができる。

また、車両密度が臨界密度を超えて交通状態が渋滞流となった場合、目標車間距離を通常渋滞流における平均車間距離よりも長い距離に設定することにより、車間距離が長めに設定されるため、先行車の加速に応じて即座に車両を加速することができ、その渋滞を早期に解消することが可能となる。

また、道路上において車両の速度変化を生ずる走行区間における目標車間距離を長く設定することにより、車両密度が高くなりやすい区間で車間距離が長くとられることとなり、渋滞の発生を抑制又は回避することができる。

また、自車両が複数車線の道路を走行している場合に自車両に車線変更させ、その車線変更後の車両密度及び交通流量を取得し、その道路における臨界密度を算出することにより、道路における正確な臨界密度データを取得することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る走行制御装置及び走行制御方法の一例を説明したものであり、本発明に係る走行制御装置及び走行制御方法は本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る走行制御装置及び走行制御方法は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る走行制御装置及び走行制御方法を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

本発明の実施形態に係る走行制御装置の構成概要図である。 道路における交通流の説明図である。 図１の走行制御装置における基本動作を示すフローチャートである。 図１の走行制御装置における交通流データ記録処理を示すフローチャートである。 図１の走行制御装置におけるレーンチェンジによるデータ記録処理を示すフローチャートである。 図１の走行制御装置における目標車間距離設定処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…走行制御装置、２…ＥＣＵ、３…ナビゲーションシステム、４…車間距離検知部、５…通信部、１１…車速指示部、１２…走行駆動部、１３…制動部、１４…操舵部。

Claims (9)

1. 車両が走行する道路の車両密度を含む交通状態を取得する交通状態取得手段と、
   前記道路の車両密度が自然流から渋滞流に相移転する際の臨界密度に近い場合の車間距離が、前記道路の車両密度が前記臨界密度に遠い場合の車間距離に比べて長くなるように、前記車両の走行制御を行う走行制御手段と、
   を備え、
   前記走行制御手段は、先行車との車間距離を制御する車間距離制御を行うものであって、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御を行う、
   走行制御装置。
2. 前記走行制御手段は、先行車との車間距離を制御する車間距離制御を行うものであって、前記車両密度が臨界密度に近いほど車間距離を決定するフィードバックゲインを大きく設定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
3. 前記走行制御手段は、車両密度が臨界密度を超えて交通状態が渋滞流となった場合、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の走行制御装置。
4. 道路上において車両の速度変化を生ずる走行区間の情報を取得する道路情報取得手段を備え、
   前記走行制御手段は、前記走行区間における目標車間距離を前記走行区間以外における区間の目標車間距離よりも長く設定すること、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の走行制御装置。
5. 前記走行制御手段は、前記走行区間における目標車間距離を臨界密度以下となる距離に設定すること、
   を特徴とする請求項４に記載の走行制御装置。
6. 前記交通状態取得手段は、自車両が複数車線の道路を走行している場合に自車両に車線変更させ、その車線変更後の車両密度及び交通流量を取得し、その道路における臨界密度を算出することを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
7. 前記走行制御手段は、車両の運転者に対し車間距離を短くしないように指示して前記車両の走行制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の走行制御装置。
8. 車両が走行する道路の車両密度を含む交通状態を取得する交通状態取得ステップと、
   前記道路の車両密度が自然流から渋滞流に相移転する際の臨界密度に近い場合の車間距離が、前記道路の車両密度が前記臨界密度に遠い場合の車間距離に比べて長くなるように、前記車両の走行制御を行う走行制御ステップと、
   を備え、
   前記走行制御ステップは、先行車との車間距離を制御する車間距離制御を行うものであって、車両密度が臨界密度以下となるように目標車間距離を設定して走行制御を行う、
   走行制御方法。
9. 前記走行制御ステップは、先行車との車間距離を制御する車間距離制御を行うものであって、前記車両密度が臨界密度に近いほど車間距離を決定するフィードバックゲインを大きく設定すること、
   を特徴とする請求項８に記載の走行制御方法。

Images