JP5083388B2 - 交通制御システムおよび交通管制システム - Google Patents

Description

本発明は、交通制御システムおよび交通管制システムに関する。

従来、車両の走行を誘導する技術が知られている。特許文献１には、本線路および支線路における交通流を演算し、この演算した交通流に従って本線路および支線路に沿ってそれぞれ設けられた本線用車両誘導灯および支線用車両誘導灯の点灯パターンを点灯制御装置を介して制御し、本線路および支線路を走行する車両の合流地点に至るまでの走行を円滑に誘導する合流車両制御装置の技術が開示されている。特許文献１によれば、合流地点における車両の流れを円滑にして、積極的かつ効率的に渋滞を解消することができるとされている。

特開平０５−００６４９８号公報

道路における渋滞を抑制することについて、なお検討の余地がある。例えば、合流地点以外の場所においても渋滞を抑制できることが望まれている。

本発明の目的は、渋滞を抑制することができる交通制御システム、車両制御システムおよび交通管制システムを提供することである。

本発明の交通制御システムは、道路側、あるいは車両の少なくともいずれか一方が有し、車両の走行速度と交通量との対応関係に基づいて走行状態に関する目標値として、目標速度あるいは目標車間の少なくともいずれか一方を生成する生成装置と、前記目標値に基づいて自車両を制御する制御装置と、前記道路側に設置され、前記道路上の車両の交通量を計測する交通量計測装置と、前記道路側、あるいは車両の少なくともいずれか一方が有し、前記道路を走行する車両における所定制御を実行可能な所定車両の割合に関する情報を取得する装置とを備え、前記道路上の複数の車両を共通の前記目標値に基づいて制御するものであり、前記所定制御とは、自車両の前方を走行する他の前記所定車両である前方所定車両の減速に関する情報を通信によって取得し、前記減速に関する情報に基づいて前記前方所定車両の減速と連動して自車両を減速させる制御であり、前記目標速度は、前記対応関係に基づいて、前記道路における前記複数の車両よりも進行方向前方の領域を通行可能な交通量を、前記進行方向前方の領域の予測交通量以上にできるように、かつ車両密度を、渋滞状態に移行しやすい密度である臨界密度よりも小さくできるように生成され、前記目標車間は、自車両の直前を走行する車両と自車両との車間距離に関連する値の目標であり、前記目標車間と前記走行速度との組合せと、前記通行可能な最大の交通量との対応関係および前記道路上を走行する車両における前記所定車両の割合に関する値に基づいて生成され、前記生成装置は、前記予測交通量が、人間の車間時間特性で決まる車間と前記目標速度との組み合わせに対応する前記通行可能な最大の交通量よりも大きい場合には、前記通行可能な交通量を前記予測交通量以上にできるように、前記所定車両の前記目標車間を、人間の車間時間特性で決まる車間よりも短く生成することを特徴とする。

上記交通制御システムにおいて、前記生成装置は、前記道路の交通量についての検出または推定結果に基づいて前記目標値を生成することが好ましい。

上記交通制御システムにおいて、合流路と合流する前記道路における前記合流路との合流地点よりも進行方向後方の領域において前記複数の車両を共通の前記目標値に基づいて制御するものであって、前記予測交通量は、前記道路における前記合流地点よりも進行方向前方の領域の交通量に関するものであって、前記進行方向後方の領域の交通量および前記合流路の交通量のそれぞれについての検出または推定結果に基づくことが好ましい。

上記交通制御システムにおいて、前記生成装置は、前記道路における前記複数の車両よりも進行方向前方の走行環境に基づいて前記目標値を生成することが好ましい。

本発明の交通管制システムは、車両の走行速度と交通量との対応関係に基づいて走行状態に関する目標値として、目標速度あるいは目標車間の少なくともいずれか一方を生成する生成装置と、前記道路上の車両の交通量を計測する交通量計測装置と、前記目標値に基づく自車両の制御を実行可能な道路上の複数の車両に対して共通の前記目標値を送信する通信装置と、前記道路を走行する車両における所定制御を実行可能な所定車両の割合に関する情報を取得する装置とを備え、前記所定制御とは、自車両の前方を走行する他の前記所定車両である前方所定車両の減速に関する情報を通信によって取得し、前記減速に関する情報に基づいて前記前方所定車両の減速と連動して自車両を減速させる制御であり、前記目標速度は、前記対応関係に基づいて、前記道路における前記複数の車両よりも進行方向前方の領域を通行可能な交通量を、前記進行方向前方の領域の予測交通量以上にできるように、かつ車両密度を、渋滞状態に移行しやすい密度である臨界密度よりも小さくできるように生成され、前記目標車間は、自車両の直前を走行する車両と自車両との車間距離に関連する値の目標であり、前記目標車間と前記走行速度との組合せと、前記通行可能な最大の交通量との対応関係および前記道路上を走行する車両における前記所定車両の割合に関する値に基づいて生成され、前記生成装置は、前記予測交通量が、人間の車間時間特性で決まる車間と前記目標速度との組み合わせに対応する前記通行可能な最大の交通量よりも大きい場合には、前記通行可能な交通量を前記予測交通量以上にできるように、前記所定車両の前記目標車間を、人間の車間時間特性で決まる車間よりも短く生成することを特徴とする。

本発明にかかる交通制御システムは、目標車間と走行速度との組合せと、通行可能な最大の交通量との対応関係および道路上を走行する車両における所定車両の割合に関する値に基づいて目標車間を生成し、予測交通量が、人間の車間時間特性で決まる車間と目標速度との組み合わせに対応する通行可能な最大の交通量よりも大きい場合には、通行可能な交通量を予測交通量以上にできるように、所定車両の目標車間を、人間の車間時間特性で決まる車間よりも短く生成する。本発明にかかる交通制御システムによれば、渋滞を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態にかかる交通制御システムを示す図である。 図２は、システム搭載車両の追従制御および協調減速制御について説明するための図である。 図３は、５台のシステム搭載車両による隊列走行を示す図である。 図４は、実施形態の交通制御システムによる交通制御について説明するための図である。 図５は、走行速度と交通量との対応関係を示す図である。 図６は、人間の車間時間特性を示す図である。 図７は、第２実施形態の目標車間時間の一例を示す図である。 図８は、目標車間時間の決定方法について説明するための図である。 図９は、第３実施形態の交通量調整走行制御について説明するための図である。

以下に、本発明の実施形態にかかる交通制御システム、車両制御システムおよび交通管制システムにつき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

（第１実施形態）
図１から図６を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、交通制御システム、車両制御システムおよび交通管制システムに関する。図１は、実施形態にかかる交通制御システムを示す図である。

本実施形態では、全体交通容量を考慮した目標速度が生成され、この目標速度に基づく車両の制御がなされる。道路の本線に対して合流する合流路がある場合に、合流地点よりも下流側の交通容量が、本線の交通量と合流路の交通量との和を満たすことができるように本線の車両の目標速度が生成される。全体の交通容量を考慮した速度制御がなされることによって、道路の交通状態が臨界状態や渋滞状態となることが未然に抑制される。

本実施形態の交通制御システム１は、車両制御システム１−１およびインフラシステム２−１を備える。車両制御システム１−１は、車両ＥＣＵ２０、前方車間距離センサ２１、後方車間距離センサ２２、車速センサ２３、加速度センサ２４、車車間通信装置２５、路車間通信装置２６、エンジンＥＣＵ３１およびブレーキＥＣＵ３２を有する。

車両ＥＣＵ２０は、車両全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むコンピュータを有するものである。前方車間距離センサ２１は、自車両の直前を走行する車両と自車両との車間距離を検出することができる。後方車間距離センサ２２は、自車両の直後を走行する車両と自車両との車間距離を検出することができる。前方車間距離センサ２１および後方車間距離センサ２２としては、例えば、レーザーレーダーセンサ又はミリ波レーダーセンサなどのセンサを用いることができる。前方車間距離センサ２１は車両の前部に、後方車間距離センサ２２は車両の後部に配置されている。前方車間距離センサ２１および後方車間距離センサ２２は、車両ＥＣＵ２０に接続されており、各車間距離センサ２１，２２により検出された車間距離を示す信号は、それぞれ車両ＥＣＵ２０に出力される。

車速センサ２３は、自車両の走行速度を検出することができる。車速センサ２３は、たとえば、車輪速を検出するものであってもよい。車速センサ２３は、車両ＥＣＵ２０に接続されており、車速センサ２３によって検出された車速を示す信号は、車両ＥＣＵ２０に出力される。

加速度センサ２４は、自車両の前後方向の加速度を検出することができる。加速度センサ２４は、車両ＥＣＵ２０に接続されており、加速度センサ２４によって検出された加速度を示す信号は、車両ＥＣＵ２０に出力される。

車車間通信装置２５は、車両間の通信を行うものである。車両ＥＣＵ２０は、車車間通信装置２５が搭載された他の車両と車車間通信装置２５を介して走行状態に関する情報等の各種情報を授受することができる。以下の説明において、車両制御システム１−１が搭載された車両を「システム搭載車両」と記載する。

路車間通信装置２６は、インフラシステム２−１と車両制御システム１−１との通信を行う通信装置である。

エンジンＥＣＵ３１は、車両ＥＣＵ２０からの指令に基づいてエンジンを制御することができる。本実施形態では、エンジンＥＣＵ３１は、車両ＥＣＵ２０から出力される目標加速度に基づいて、吸気制御、燃料噴射制御および点火制御等によってエンジンの出力を制御する。

ブレーキＥＣＵ３２は、車両ＥＣＵ２０からの指令に基づいてブレーキを制御することができる。本実施形態では、ブレーキＥＣＵ３２は、車両ＥＣＵ２０から出力される目標加速度に基づいて、ブレーキアクチュエータを動作させて車両の制動力を制御する。

車両制御システム１−１は、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）制御を実行することができる。ＡＣＣ制御は、例えば、レーダー等により先行車を検出し、先行車に合わせ一定の車間距離を保つように追従走行する追従制御、および、車両の車速が一定車速となるように車両を走行させる定速走行制御を実行するものである。

定速走行制御では、運転者により入力された設定車速を目標車速として車速が自動制御される。車両制御システム１−１は、例えば、ＡＣＣ制御の実行中に先行車が検出されていない場合、設定車速を維持して走行するように車両の走行制御を行う。また、車両制御システム１−１は、設定車速よりも低速で走行する先行車が検出されている場合、その先行車との車間距離を予め入力された所定距離に保つように追従制御を行う。車両ＥＣＵ２０は、先行車との車間距離が所定距離よりも小さくならないように車両の加速度を制御する。従って、車両制御システム１−１は、先行車の車速が設定車速よりも低速である場合、自車の車速を低下させて車間距離を保つようにする。

また、車両制御システム１−１は、自車両の前方を走行するシステム搭載車両（前方所定車両）の減速と連動して自車両を減速させる協調減速制御を実行可能である。図２は、システム搭載車両の追従制御および協調減速制御について説明するための図である。図２には、高速道路等の自動車専用道路において、システム搭載車両ＣＳと車両制御システム１−１が搭載されていない一般車両ＣＯが混在して走行する状況が示されている。なお、符号Ｌｃは、システム搭載車両ＣＳ間の車間距離である通信車間距離を示す。

追越車線上には、３台のシステム搭載車両ＣＳ１，ＣＳ２およびＣＳ３が走行している。各システム搭載車両ＣＳ１，ＣＳ２およびＣＳ３は、車車間通信によって自車両の走行状態に関する情報等を他車両に送信する。

車車間通信では、識別情報、走行情報、制御目標量情報、ドライバ操作情報、車両スペック情報、通信規格情報、環境情報を含む各種情報が他車両に向けて送信される。識別情報は、送信元の車両ＩＤや送信元車両が所属する車群のＩＤを含む。走行情報は、現在位置、進行方向（方位）、走行速度、走行加速度、ジャーク、車間距離、車間時間等の自車両の走行状態に関する測定値情報である。制御目標量情報は、車載機器が車両を制御する際の目標値・入力値・制御指令値等であって、目標速度、目標加速度、目標ジャーク、目標方向（方位）、目標車間時間、目標車間距離を含む。

ドライバ操作情報は、運転者から入力操作された操作量や入力情報であって、アクセル操作量、ブレーキ操作量（踏力やストローク）、ウィンカ操作（操作の有無や操作方向）、舵角、ブレーキランプのＯＮ／ＯＦＦ等を含む。車両スペック情報は、車重、最大ブレーキ力、最大加速力、最大ジャーク、各アクチュエータ（ブレーキ、アクセル、シフト等）の反応速度や時定数を含む。通信規格情報は、予め決められたルールに基づくものであって、挨拶情報や転送情報を示すフラグなどを含む。環境情報は、走行環境に関する情報であって、路面情報（例えばμ、勾配、温度、ウエット／ドライ／凍結、アスファルト／未舗装）、風速や風向などの情報を含む。

車両制御システム１−１は、自車両ＣＳ３の直前を走行する直前車両Ｃpreに対する追従制御を実行可能であると共に、前方のシステム搭載車両ＣＳ１，ＣＳ２と協調して減速する協調減速制御を実行することができる。追従制御および協調減速制御は、例えば、ＡＣＣ制御の一つの制御モードとして行われる。車両ＥＣＵ２０は、追従制御において、自車両ＣＳ３と直前車両Ｃpreとの車間距離Ｌを予め定められた目標車間距離Ｌ_tとするように自車両ＣＳ３の加速度を制御する。また、車両ＥＣＵ２０は、前方のシステム搭載車両ＣＳ１，ＣＳ２と自車両ＣＳ３との速度差を低減するように自車両ＣＳ３の加速度を制御する。車両ＥＣＵ２０は、例えば、下記式（１）によって自車両ＣＳ３の目標加速度である自車目標加速度ａ_tを算出する。

ａ_t＝ｋ_vc1（Ｖ_c1−Ｖ）＋ｋ_vc2（Ｖ_c2−Ｖ）＋・・・＋ｋ_vcN（Ｖ_cN−Ｖ）
＋ｋ_aRelV（Ｖ_pre−Ｖ）＋ｋ_aS（Ｌ_t−Ｌ）…（１）

上記式（１）において、Ｖは自車速度、Ｖ_preは直前車速度、Ｌは車間距離、ｋ_aRelVは直前車との速度差フィードバックゲイン、ｋ_aSは直前車との車間距離誤差フィードバックゲインである。また、ｋ_vc1・・・ｋ_vcNは、前方のシステム搭載車両との速度差フィードバックゲインであり、例えば正の値である。Ｖ_c1・・・Ｖ_cNは、前方のシステム搭載車両の速度である。本実施形態では、自車両の前方のシステム搭載車両の速度Ｖci（ｉ＝１，２，…Ｎ）が当該システム搭載車両の減速に関する情報に対応している。図２では、通信範囲Ｒ１内において自車両ＣＳ３の前方を走行するシステム搭載車両は２台であるため、上記式（１）においてＮ＝２とすればよい。エンジンＥＣＵ３１およびブレーキＥＣＵ３２は、自車目標加速度ａ_tに基づいて自車両ＣＳ３の加速度を制御する。

このように、前方のシステム搭載車両ＣＳ１，ＣＳ２の減速と連動して自車両ＣＳ３の減速がなされることで、システム搭載車両によって減速ショックウェーブを分断することなどが可能となる。道路上において、車両が減速した場合に、その減速が後続車両に次々と伝播することがある。このときに、減速における速度低下量が増幅して後続車両に伝播していく減速ショックウェーブが発生することがある。例えば、システム搭載車両ＣＳ２の前方から減速ショックウェーブが伝播してきた場合、システム搭載車両ＣＳ２の速度低下量よりも１台後ろの一般車両ＣＯ１の速度低下量は大きくなり、２台後ろの一般車両ＣＯ２の速度低下量は更に大きくなる。減速ショックウェーブは、例えば、運転者が直前の車両の動きを見て、直前の車両が減速して車間が詰まり始めた後で自車両の減速を開始することによる。

本実施形態のシステム搭載車両は、前方のシステム搭載車両の減速と連動して自車両を減速させる協調減速制御を行うことができる。これにより、直前車両Ｃpreに減速が伝播する前に減速を開始することで直前車両Ｃpreとの車間距離Ｌを十分に確保しておくことができる。よって、システム搭載車両によって減速の伝播を吸収・分断し、渋滞の発生を抑制したり渋滞を緩和したりすることが可能となる。

また、本実施形態のシステム搭載車両は、隊列走行を行うことができる。隊列走行とは、複数のシステム搭載車両が隊列を組むように走行することであり、同一車線上において複数のシステム搭載車両が一般車両を間に挟むことなく縦列して走行することを示す。隊列走行では、直前のシステム搭載車両との車間距離を目標の車間に保つように追従する追従走行制御において、車車間通信によって取得した他のシステム搭載車両に関する情報に基づいて自車両の加速度が制御される。本実施形態では、直前の車両との車間距離の検出結果に基づいて直前の車両に対する追従制御を行うＡＣＣ制御に対して、車間距離に加えて通信によって取得した他の隊列構成車両に関する情報に基づいて直前のシステム搭載車両に対する追従走行制御を行うものを「通信ＡＣＣ制御」と称する。

図３は、５台のシステム搭載車両による隊列走行を示す図である。隊列走行するシステム搭載車両を先頭から順にＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ１３、ＣＳ１４、ＣＳ１５とする。各システム搭載車両は、車車間通信装置２５により自車両の車両スペック情報、走行状態情報、および加速度指令値情報を他車両に送信すると共に、各他車両の車両スペック情報、走行状態情報、および加速度指令値情報を取得する。つまり、隊列走行する全ての車両の車両制御システム１−１は、隊列走行する全ての構成車両の車両スペック情報、走行状態情報、および加速度指令値情報を共有する。

なお、以下の説明において、隊列の先頭から数えてｎ番目（ｎ＝１，２，３，４，５）のシステム搭載車両ＣＳの加速度を「ａ_n」で、走行速度を「Ｖ_n」で、加速度指令値を「ｕ_n」でそれぞれ表す。また、ｎ番目のシステム搭載車両ＣＳと（ｎ＋１）番目のシステム搭載車両ＣＳとの車間誤差を「Ｌ_n」で表す。なお、車間誤差とは、目標車間距離Ｌ_tgtに対する現在の車間距離Ｌとの誤差を示す。また、隊列の先頭を走行するシステム搭載車両ＣＳ１１を「先頭車両」とも記載し、隊列における先頭車両ＣＳ１１の後方を走行するシステム搭載車両を「後続車両」とも記載する。

隊列走行制御では、先頭車両ＣＳ１１の走行状態に応じて、４台の後続車両ＣＳ１２〜ＣＳ１５の走行状態が制御される。先頭車両ＣＳ１１は、運転者により手動で運転されていても、ＡＣＣ制御等のクルーズコントロールがなされていてもよい。車両制御システム１−１は、先頭車両ＣＳ１１に追従するように各後続車両ＣＳ１２〜ＣＳ１５の走行状態を制御する。

隊列走行制御では、各後続車両ＣＳ１２〜ＣＳ１５の加速度指令値ｕ₂〜ｕ₅の決定において、各後続車両ＣＳ１２〜ＣＳ１５に関する情報だけでなく全ての車両ＣＳ１１〜ＣＳ１５の走行状態情報等が用いられる。隊列走行制御では、最適制御（ＬＱ制御）が用いられ、隊列を構成する全ての車両ＣＳ１１〜ＣＳ１５についての加速度ａ₁〜ａ₅と、車間誤差Ｌ₁〜Ｌ₄と、車両間相対速度Ｌ'₁〜Ｌ'₄と、加速度指令値ｕ₁〜ｕ₅とを利用して、加速度指令値ｕ₂〜ｕ₅が決定される。なお、車両間相対速度は、先頭からｎ番目のシステム搭載車両ＣＳの車速Ｖ_nと先頭から（ｎ＋１）番目のシステム搭載車両ＣＳの車速Ｖ_n+1との差であるが、車間誤差Ｌ_nの時間微分でもあることから、車両間相対速度をｄＬ_n／ｄｔまたはＬ'_nと記載する。

車両制御システム１−１は、例えば、以下に説明するアルゴリズムで各後続車両ＣＳ１２〜ＣＳ１５の加速度指令値ｕ₂〜ｕ₅を決定する。

隊列走行制御では、加速度指令値ｕ₂〜ｕ₅を制御入力とし、加速度ａ₁〜ａ₅と、車間誤差Ｌ₁〜Ｌ₄と、車両間相対速度Ｌ'₁〜Ｌ'₄とを状態量として、車両ＣＳ１１〜ＣＳ１５の隊列走行を下記［数１］の状態空間方程式で表す。車両制御システム１−１は、［数１］で表されるシステムに対して、最適制御を適用する。

但し、
ｘ：状態ベクトル、ｘ＝（ａ₁、Ｌ₁、Ｌ'₁、ａ₂、Ｌ₂、Ｌ'₂、ａ₃、Ｌ₃、Ｌ'₃、ａ₄、Ｌ₄、Ｌ'₄、ａ₅）^T
ｕ_c：加速度指令値ベクトル、ｕ_c＝（ｕ₂、ｕ₃、ｕ₄、ｕ₅）^T
ｕ₀：先頭車両の加速度指令値
ｕｗ：道路勾配や風などの外乱
を示す。

上記［数１］中のＡ、Ｂ_c、Ｂ₀、Ｂ_wは、車両ＣＳ１１〜ＣＳ１５の車両スペック情報等の諸条件に基づいて適宜決定される行列である。また、［数１］中では時間微分をｘ等の文字の上のドットで表しているが、これに代えて、以下の説明では時間微分をｘ'等と記載する。

加速度指令値ベクトルｕ_cは、フィードバックゲイン行列Ｋを用いて、下記［数２］で表される。

５台の隊列走行におけるフィードバックゲイン行列Ｋは、１３列×４行の行列である。

上記［数１］で表されるシステムの最適制御を行うための評価関数Ｊは、下記［数３］のように定められる。

上記［数３］中の車間誤差Ｌ₁〜Ｌ₄に関する項、車両間相対速度Ｌ'₁〜Ｌ'₄に関する項、加速度指令値ｕ₂〜ｕ₅に関する項には、それぞれ重み付けの重みε_L、ε_dL、ε_uが設定されている。すなわち、評価関数Ｊに含まれる重みε_L、ε_dL、ε_uの配分によって、車間距離の安定性、車両間相対速度の低減、車両の加減速の低減といった３つの要素の隊列走行制御における重要度のバランスが決定される。

上記［数３］の評価関数Ｊを最小にするようなフィードバックゲイン行列Ｋ₁は、隊列を構成する車両ＣＳ１１〜ＣＳ１５の５台の組が決定されることで一意に求められる。フィードバックゲイン行列Ｋ₁が適用された上記［数２］において、先頭車両ＣＳ１１の加速度指令値ｕ₁をフィードフォワードにセットすると共に、各センサ類からの情報に基づいて得られる状態ベクトルｘを代入することで、評価関数Ｊを最小にするような加速度指令値ベクトルｕcが求められる。すなわち、評価関数Ｊを最小にするような加速度指令値ｕ₂〜ｕ₅の組が求められる。

なお、状態ベクトルｘの各要素は、各車両ＣＳ１１〜ＣＳ１５の各センサ類からの情報に基づいて得られる。例えば、車両間相対速度Ｌ'₁〜Ｌ'₄は、各車両ＣＳ１１〜ＣＳ１５の車速センサ２３から得られる車速情報に基づいて、前後の車両の車速差として算出される。

次に、インフラシステム２−１について説明する。インフラシステム２−１は、交通基盤としての道路側に設置されたシステムである。インフラシステム２−１は、例えば、道路上や道路脇等に配置される。インフラシステム２−１は、図１に示すように、交通量計測装置１１、インフラ装置１２および路車間通信装置１３を有する。本実施形態のインフラシステム２−１は、車両の走行速度と交通量との対応関係に基づいて走行状態に関する目標値を生成し、当該目標値に基づく自車両の制御を実行可能な道路上の複数のシステム搭載車両に対して共通の当該目標値を送信する交通管制システムとしての機能を有する。

交通量計測装置１１は、道路を走行する車両の交通量を計測するものである。交通量計測装置１１は、道路の計測箇所における単位時間あたりの車両の通過台数および車両の通過速度を検出することができる。

インフラ装置１２は、交通量計測装置１１の検出結果に基づいて、車両の走行状態に関する目標値を生成する。インフラ装置１２は、生成した目標値を路車間通信装置１３によって各システム搭載車両に対して送信する。

路車間通信装置１３は、車両制御システム１−１の路車間通信装置２６から送信される信号を受信する。また、路車間通信装置１３が送信した信号は、車両制御システム１−１の路車間通信装置２６によって受信される。このように、車両制御システム１−１とインフラシステム２−１とは双方向の通信が可能である。

図４は、本実施形態の交通制御システム１による交通制御について説明するための図である。図４には、高速道路等の自動車専用道路における合流箇所が示されている。図４において、符号１００は、自動車専用道路の本線を示し、符号１１０は、本線１００に合流する合流路を示す。本線１００は、走行車線および追越車線を各１車線有する２車線道路である。合流路１１０は、１車線道路である。合流路１１０は、合流地点１０２において本線１００に合流している。また、符号Ｒ２は、路車間通信装置１３の通信範囲を示す。

本線１００における合流地点１０２よりも車両進行方向の上流側（進行方向後方）である上流側本線１０１には、交通量計測装置１１として上流側交通量計測装置１１ａが配置されている。上流側交通量計測装置１１ａは、上流側本線１０１を走行する車両の通行量を計測する。上流側交通量計測装置１１ａは、上流側本線１０１の各車線の交通量をそれぞれ計測する。合流路１１０には交通量計測装置１１として合流路交通量計測装置１１ｂが配置されている。合流路交通量計測装置１１ｂは、合流路１１０の交通量を計測する。また、本線１００における合流地点１０２よりも下流側（進行方向前方）である下流側本線１０３には、交通量計測装置１１として下流側交通量計測装置１１ｃが配置されている。下流側交通量計測装置１１ｃは、下流側本線１０３を走行する車両の通行量を計測する。下流側交通量計測装置１１ｃは、下流側本線１０３の各車線の交通量をそれぞれ計測する。各交通量計測装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって計測された交通量を示す信号は、インフラ装置１２に出力される。

インフラ装置１２は、各交通量計測装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって計測された交通量に基づいて、本線１００を走行する車両の走行状態に関する目標値を生成する。以下に図５および図６を参照して、インフラ装置１２による目標値の生成方法について説明する。図５は、走行速度と交通量との対応関係を示す図、図６は、人間の車間時間特性を示す図である。

図５において、横軸は道路の交通量Ｑ［台／（時間・車線）］を示し、縦軸は車両の走行速度Ｖ［ｋｍ／ｈ］を示す。図５には、各車両を運転者が運転した場合の交通量Ｑと速度Ｖとの関係が示されている。図５において原点を通る直線の傾きは、道路上の車両密度を示す。車両密度は、交通量Ｑの増加や走行速度Ｖの減少によって増加し、交通量Ｑの減少や走行速度Ｖの増加によって減少する。また、符号Ｄｃは、臨界密度を示す。車両密度が臨界密度Ｄｃを超えると、渋滞状態に移行しやすい。

符号Ｑ_Cは、臨界線を示す。臨界線Ｑ_Cとは、人間が各車両を運転した場合に通行可能な最大交通量と速度との関係を示す線である。つまり、臨界線Ｑ_C上の交通量は、それぞれの走行速度において道路を通行することができる交通量の最大値、すなわち道路の交通容量に相当する。

臨界線Ｑ_Cは、人間の車間時間特性に対応している。図６に示す曲線Ａｔは、人間が各走行速度Ｖで車両を走行させるときの平均的な車間時間特性を示している。図６に示すように、時速６０ｋｍ／ｈ程度で直前の車両との車間時間は最小値ｔ０となり、この速度よりも走行速度が高速側に向かうほど、あるいは低速側に向かうほど車間時間は長くなる。最小値ｔ０は、例えば、０．７［ｓ］程度である。道路上の車両密度、すなわち交通量は、車間時間の逆数に対応する。つまり、車間時間が短いほど交通量は大きくなる。図５に示すように、通行可能な交通量Ｑは、人間の車間時間特性Ａｔにおいて車間時間が最短となる時速６０ｋｍ／ｈ程度において最大交通量Ｑ４となる。

図５において、符号Ｐｈ１は自由相、Ｐｈ２は臨界相、Ｐｈ３は渋滞相をそれぞれ示す。自由相Ｐｈ１は、臨界線Ｑ_Cにおける車両密度が小さな範囲に対応する。臨界相Ｐｈ２は、臨界線Ｑ_Cにおいて自由相Ｐｈ１よりも車両密度が大きな範囲であって、臨界密度Ｄｃの近傍および臨界密度Ｄｃよりも車両密度が小さな範囲に対応する。渋滞相Ｐｈ３は、臨界線Ｑ_Cにおいて臨界密度Ｄｃよりも車両密度が大きな範囲に対応する。

車両密度が臨界密度Ｄｃを超えると一様な流れが不安定になり、わずかな速度の揺らぎが、車両の進行方向とは逆向きに成長しながら伝わり（減速ショックウェーブ）、渋滞相Ｐｈ３へ一気に変化（相転移）する。例えば、走行速度Ｖと交通量Ｑとの組合せが臨界相Ｐｈ２にあって交通流状況が臨界状態である場合、外乱や更なる交通量の増加によって車両密度が臨界密度Ｄｃを超えやすく、渋滞状態に移行しやすい。例えば、サグ等において速度低下が後続車両に伝播するショックウェーブが発生すると、相転移によって渋滞状態に移行しやすい。

インフラ装置１２は、図５に示す車両の走行速度と交通量Ｑとの対応関係に基づいて、車両の走行状態に関する目標値を生成する。本実施形態では、インフラ装置１２は、上流側交通量計測装置１１ａによって検出された上流側本線１０１の交通量Ｑ１と、合流路交通量計測装置１１ｂによって検出された合流路１１０の交通量Ｑ２とに基づいて、車両の目標速度を生成する。上流側本線１０１の交通量Ｑ１と合流路の交通量Ｑ２との和である合計交通量Ｑ３は、下流側本線１０３の将来の交通量である。つまり、合計交通量Ｑ３は、上流側本線１０１を走行するシステム搭載車両よりも進行方向前方の領域である下流側本線１０３の予測交通量であり、かつ合流地点１０２よりも進行方向前方の領域の予測交通量でもある。インフラ装置１２は、合流後の交通量である合計交通量Ｑ３に基づいて、下流側本線１０３が渋滞状態となることを抑制できるように目標速度を生成する。

例えば、上流側本線１０１における走行速度が８０ｋｍ／ｈである場合に、図５に示すように、検出された上流側本線１０１の交通量Ｑ１と合流路１１０の交通量Ｑ２との合計交通量Ｑ３が、当該速度において臨界線Ｑ_C上の交通量よりも大きな交通量となることや、臨界相Ｐｈ２の交通量となることがある。そのまま本線１００の車両を時速８０ｋｍ／ｈで走行させておくと、下流側本線１０３において渋滞状態となることが予測できる。

この場合、インフラ装置１２は、合計交通量Ｑ３において渋滞状態となることを抑制できる速度を目標速度とする。例えば、合計交通量Ｑ３と臨界線Ｑ_Cとの交点である車速Ｖ１とＶ２との間の車速を目標速度として、この目標速度で本線１００上の車両が走行すれば、合流路１１０から車両が合流した後に渋滞状態となることが抑制される。車速Ｖ２以上Ｖ１以下の車速の領域では、通行可能な交通量の最大値（臨界線Ｑ_Cで示す車速）は、合計交通量Ｑ３以上である。よって、この車速の領域内の速度を目標速度とすれば、下流側本線１０３を通行可能な交通量が合計交通量Ｑ３を満たすようにすることができる。インフラ装置１２は、速度Ｖ２以上Ｖ１以下の車速の範囲で目標速度を生成する。例えば、目標速度は、上記の範囲における上流側本線１０１を走行する車両の速度８０ｋｍ／ｈに近い値、例えば、上記の範囲の上限速度Ｖ１や上記の範囲における上限速度Ｖ１の近傍の走行速度とされることが可能である。

なお、目標速度は、臨界状態を抑制できる走行速度の範囲において決定されてもよい。例えば、臨界相Ｐｈ２よりも低い走行速度の範囲（速度Ｖａ１未満）で目標速度が生成されることで、下流側本線１０３における臨界状態の抑制が可能となる。また、目標速度は、渋滞相Ｐｈ３よりも高い走行速度の範囲や、臨界密度Ｄｃよりも高い走行速度の範囲で決定されてもよい。

インフラ装置１２は、生成した目標速度を路車間通信によって上流側本線１０１上の各システム搭載車両ＣＳに送信する。インフラシステム２−１から送信された目標速度を受信した車両ＥＣＵ２０は、目標速度を実現するように、目標加速度を生成し、エンジンＥＣＵ３１およびブレーキＥＣＵ３２に出力する。これにより、合流路１１０と合流する本線１００における合流路１１０との合流地点１０２よりも進行方向後方の領域である上流側本線１０１において、交通制御システム１によって複数のシステム搭載車両が共通の目標速度に基づいて制御される。

例えば、ＡＣＣ制御がＯＮの状態であるシステム搭載車両の車両ＥＣＵ２０は、ＡＣＣ制御の設定車速として、運転者によって入力された速度をインフラシステム２−１から取得した目標速度に変更する。このように各システム搭載車両によってインフラシステム２−１から取得した目標速度に基づく走行制御がなされることで、道路上の複数の車両が共通の目標値に基づいて制御されることとなる。以下の説明において、走行速度と交通量Ｑとの関係に基づいて生成された目標値に基づくシステム搭載車両の走行制御を「交通量調整走行制御」と記載する。なお、車両ＥＣＵ２０は、運転者によって入力された速度を記憶装置に記憶しておき、交通量調整走行制御の終了後に設定車速を記憶しておいた速度に戻す。交通量調整走行制御は、例えば、システム搭載車両が合流地点１０２を通過して下流側本線１０３を走行し始めた後に終了する。なお、交通量調整走行制御は、下流側本線１０３を所定の距離や所定の時間走行した後に終了されてもよい。

交通量調整走行制御の開始時に、ＡＣＣ制御の定速制御モードであれば、運転者によって入力された設定車速に代えて、インフラシステム２−１から取得した目標速度に基づく定速制御に移行する。また、交通量調整走行制御の開始時に追従制御モードであれば、開始時の走行速度に応じて追従制御を継続し、または減速制御に移行する。目標速度が交通量調整走行制御の開始時の走行速度よりも低速であれば減速制御に移行し、目標速度が開始時の走行速度以上であれば追従制御を継続する。

また、インフラシステム２−１から目標速度を受信したときに、システム搭載車両が通信ＡＣＣ制御を実行中であれば、通信ＡＣＣ制御において同じ隊列に属する各システム搭載車両の目標速度がインフラシステム２−１から取得した目標速度で更新される。なお、ＡＣＣ制御や通信ＡＣＣ制御等のクルーズコントロール制御中にインフラシステム２−１から目標速度を取得した場合、運転者による交通量調整走行制御の実行許可がなされている場合に限り交通量調整走行制御へ移行するようにされてもよい。ＡＣＣ制御等のクルーズコントロールがＯＦＦとされている状態でインフラシステム２−１から目標速度を取得した場合、車両ＥＣＵ２０は交通量調整走行制御が要求されていることを運転者に通知し、運転者の許可を得て交通量調整走行制御を開始するようにしてもよい。

交通量調整走行制御において、車両ＥＣＵ２０は、少なくとも合流地点１０２において目標速度を実現できる目標加速度を生成する。車両ＥＣＵ２０は、例えば、合流地点１０２よりも所定距離だけ上流側において目標速度を実現するように、目標加速度を決定してもよい。エンジンＥＣＵ３１およびブレーキＥＣＵ３２は、目標加速度（減速側の加速度を含む）を実現するように、エンジンやブレーキを制御する。目標速度がそれまでの走行速度よりも低速である場合、システム搭載車両ＣＳはブレーキ制御などによって減速し、後続する一般車両もこれに応じて減速する。

複数のシステム搭載車両ＣＳが上流側本線１０１上を分散して走行している場合、交通量調整走行制御によって上流側本線１０１上の各所においてシステム搭載車両ＣＳが減速する。各システム搭載車両が共通の目標速度に向けて協調して減速を行うことで、それぞれのシステム搭載車両と直前の一般車両との車間距離が増加する。よって、前方のシステム搭載車両ＣＳから減速の伝播が生じたとしてもその減速の伝播は後方のシステム搭載車両ＣＳで分断される。つまり、交通量調整走行制御には、減速ショックウェーブによる渋滞の発生を抑制しつつ上流側本線１０１の平均走行速度を低下させることができるという利点がある。また、交通量調整走行制御では、各システム搭載車両ＣＳの前方に適度なスペースが空くことで、合流路１１０から本線１００への合流がスムーズに行われる効果が期待できる。

上流側本線１０１上において複数のシステム搭載車両ＣＳが隊列走行制御を実行している場合、交通量調整走行制御によって、目標速度に向けて隊列の各構成車両が一斉に減速を開始する。隊列走行しているシステム搭載車両ＣＳ間では減速の伝播が発生しないため、目標速度に減速する際の上流側本線１０１における減速の伝播が抑制される。また、上流側本線１０１上に隊列走行するシステム搭載車両の車群が複数ある場合、各車群において前方からの減速の伝播が分断される。よって、交通量調整走行制御における目標速度への減速に伴う減速ショックウェーブが抑制される。

交通量調整走行制御において、システム搭載車両が目標速度に向けて減速する場合、減速ショックウェーブの発生を抑制できることが好ましい。このため、交通量調整走行制御において、減速ショックウェーブの発生を抑制する観点から減速開始地点が決定されてもよい。例えば、交通量調整走行制御における減速度の大きさの上限値が定められ、この上限値よりも緩い減速度で目標速度まで減速できるように減速開始地点が決定されてもよい。

以上説明したように、本実施形態の交通制御システム１によれば、インフラシステム２−１によって、合流後の交通量において臨界状態や渋滞状態となることを抑制可能な目標速度が生成される。システム搭載車両によって交通量調整走行制御がなされて合流の手前で予め本線１００の車速が調整されることで、合流後の渋滞の発生が抑制される。

なお、本実施形態では交通量計測装置１１によって検出された道路の交通量に基づいて目標速度が生成されたが、これに代えて、交通量についての推定結果に基づいて目標速度が生成されてもよい。交通量は、例えば、システム搭載車両の周囲の車両台数に基づいて推定可能である。周囲の車両の台数は、例えば、レーダー等のセンサによって近傍を走行する車両数や各車両との相対位置を検出したり、カメラ等によって撮像された自車両の周囲の画像データに基づいて近傍を走行する車両数や各車両との相対位置を検出したりすることによって検出可能である。インフラシステム２−１は、各システム搭載車両から路車間通信によって取得した周囲の車両台数に基づいて上流側本線１０１の交通量Ｑ１を推定することができる。同様にして合流路１１０の交通量Ｑ２が推定されてもよい。例えば、インフラシステム２−１において合流路１１０を走行するシステム搭載車両と通信可能な路車間通信装置１３を備え、合流路１１０を走行するシステム搭載車両から取得した情報に基づいて合流路１１０の交通量Ｑ２を推定するようにしてもよい。

本実施形態では、上流側本線１０１の交通量Ｑ１と合流路１１０の交通量Ｑ２との合計交通量Ｑ３に基づいて目標速度が生成されたが、目標速度を生成するパラメータは、これには限定されない。例えば、合計交通量Ｑ３に加えて、下流側交通量計測装置１１ｃによって検出された交通量や速度に基づいて目標速度が生成されてもよい。一例として、目標速度と、下流側交通量計測装置１１ｃによって検出された下流側本線１０３の実際の速度との乖離に基づいて、目標速度の補正がなされてもよい。

（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例について説明する。上記第１実施形態では、インフラシステム２−１によって交通量調整走行制御の目標速度が生成されたが、これに代えて、車両制御システム１−１によって目標速度が生成されてもよい。例えば、インフラシステム２−１は上流側本線１０１の交通量Ｑ１と合流路１１０の交通量Ｑ２との合計交通量Ｑ３を各システム搭載車両ＣＳに対して送信し、合計交通量Ｑ３を受信した車両制御システム１−１の車両ＥＣＵ２０が目標速度を生成するようにしてもよい。

（第２実施形態）
図７および図８を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

上記第１実施形態では、交通量調整走行制御において、走行速度と交通量Ｑとの対応関係に基づいて目標速度が生成されたが、生成される走行状態に関する目標値はこれには限定されない。例えば、目標速度に代えて、目標車間が生成されてもよい。目標車間とは、自車両の直前を走行する車両と自車両との車間距離に関連する値の目標であり、例えば、目標車間距離や目標車間時間である。本実施形態では、走行速度と交通量Ｑとの関係に基づいて目標車間時間が生成され、交通量調整走行制御においてこの目標車間時間に基づくシステム搭載車両の走行制御がなされる。交通量調整走行制御を行うシステム搭載車両は、例えば、通信ＡＣＣ制御を行うことができるものである。隊列走行する各システム搭載車両間の車間時間が短くされることで、道路上を通行可能な交通量が増加する。

図７は、本実施形態の目標車間時間の一例を示す図である。図７において、符号Ａ'ｔは、目標車間時間の一例を示す。同一の走行速度において、目標車間時間Ａ'ｔは、人間の車間時間特性Ａｔよりも短くされる。通信ＡＣＣ制御では、隊列を構成する各システム搭載車両は通信によって他の隊列構成車両の走行状態を把握しており、各システム搭載車両が連動して加減速することができる。例えば、通信ＡＣＣ制御では、自車両の前方を走行するシステム搭載車両（前方所定車両）の減速に関する情報に基づいて前方のシステム搭載車両と連動して自車両を減速させることができる。このため、通信ＡＣＣ制御では、人間の車間時間特性Ａｔよりも短い車間時間での隊列走行が可能である。本実施形態では、通信ＡＣＣ制御が所定制御に対応し、通信ＡＣＣ制御を実行可能なシステム搭載車両が所定車両に対応する。

図８は、目標車間時間の決定方法について説明するための図である。システム搭載車両の目標車間時間を人間の車間時間特性Ａｔに対応する車間時間よりも短くした場合、臨界線Ｑ_Cは交通量が増加する側に変化する。例えば、各走行速度について、人間の車間時間特性Ａｔで決まる車間時間に対して一定の車間時間だけ短縮した値を目標車間時間とした場合、臨界線はＱ_C1で示すようになる。つまり、車間時間を短縮させた場合の臨界線Ｑ_C1は、人間の車間時間特性Ａｔに対応する臨界線Ｑ_Cに対して交通量を増加させる側に移動する。

インフラ装置１２は、合計交通量Ｑ３に基づいて、交通容量が合計交通量Ｑ３を満足するように目標車間時間を生成する。例えば、上流側交通量計測装置１１ａによって検出された上流側本線１０１の走行速度が８０ｋｍ／ｈであり、合計交通量Ｑ３が臨界線Ｑ_Cよりも大きい渋滞側の値である場合、インフラ装置１２は、人間の車間時間特性Ａｔで決まる車間時間よりも短い目標車間時間を生成する。インフラ装置１２は、例えば、目標車間時間と走行速度との組合せと、通行可能な最大の交通量との対応関係を示すマップを予め記憶している。インフラ装置１２は、このマップを参照して、目標車間時間に基づいてシステム搭載車両を制御した場合に下流側本線１０３を通行可能な交通量が合計交通量Ｑ３を満たすように目標車間時間を生成する。言い換えると、下流側本線１０３の走行速度を上流側本線１０１の走行速度に対して変化させることなく、通行可能な交通量を合計交通量Ｑ３以上とできる目標車間時間を上記マップから算出する。

なお、本線１００を走行する車両における交通量調整走行制御を実行するシステム搭載車両の割合に応じて通行可能な交通量も変動する。このため、上記のマップは、更に、交通量調整走行制御を実行するシステム搭載車両の割合に関する値をパラメータとするものであってもよい。なお、インフラ装置１２は、合計交通量Ｑ３が臨界線Ｑ_Cよりも大きな値である場合に、臨界線Ｑ_Cに対する合計交通量Ｑ３の超過の度合いにかかわらず、同じ目標車間時間を生成してもよい。例えば、人間の車間時間特性Ａｔに対して一定の車間時間を減じたものが目標車間時間とされてもよい。また、選択可能な最小の車間時間が目標車間時間とされてもよい。

インフラシステム２−１から送信された目標車間時間を受信した各システム搭載車両は、通信ＡＣＣ制御における目標車間距離Ｌ_tgtをインフラシステム２−１から取得した目標車間時間に対応する車間距離に変更する。これにより、走行速度と交通量Ｑとの関係に基づいて生成された目標車間時間に基づく交通量調整走行制御が実行される。隊列走行するシステム搭載車両間の車間距離の調節により、通行可能な交通量が増加することで、合流後の渋滞の発生が抑制される。

なお、目標車間時間に基づく交通量調整走行制御は、上記第１実施形態の目標速度に基づく交通量調整走行制御と独立して実行されても、目標速度に基づく交通量調整走行制御と組み合わせて実行されてもよい。例えば、目標車間時間に基づく交通量調整走行制御あるいは目標速度に基づく交通量調整走行制御のいずれか一方のみでは合計交通量Ｑ３を満足するだけの交通容量が確保できない場合に、両者の交通量調整走行制御が組み合わて実行されてもよい。例えば、合計交通量Ｑ３が、最大交通量Ｑ４よりも大である場合、目標速度に基づく交通量調整走行制御のみでは下流側本線１０３における渋滞の発生を抑制することは困難である。この場合に、目標速度に基づく交通量調整走行制御に加えて、本実施形態の目標車間時間に基づく交通量調整走行制御がなされることで、渋滞の抑制や渋滞の緩和が可能となる。

なお、本実施形態では、通信ＡＣＣ制御が所定制御であり、通信ＡＣＣ制御を実行可能なシステム搭載車両が所定車両として目標車間時間に基づく交通量調整走行制御を実行する場合について説明したが、所定制御および所定車両はこれには限定されない。例えば、所定制御は、協調減速制御であってもよい。つまり、協調減速制御を実行可能な車両が所定車両として目標車間時間に基づく交通量調整走行制御を実行するようにしてもよい。

（第３実施形態）
図９を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

本実施形態では、前方プローブ情報等の進行方向前方の走行環境に基づいて目標速度が生成される点で上記各実施形態と異なる。図９は、本実施形態の交通量調整走行制御について説明するための図である。

例えば、交通量調整走行制御の制御対象となるシステム搭載車両の走行位置よりも進行方向前方の領域において降雨や低路面μ等の走行環境がある場合、その領域では交通容量が低下する。これは、降雨や低路面μ等の走行環境では、運転者が直前の車両との車間を増すことなどによる。図９において、Ｑ_C2は、降雨時の人間の車間時間特性に対応する臨界線を示す。降雨時の臨界線Ｑ_C2は、臨界線Ｑｃよりも低交通量側にある。つまり、降雨時には降雨時以外よりも交通容量が低下する。例えば、雨が降っていない場合であれば時速８０ｋｍ／ｈにおいて交通量Ｑ５が通行可能であっても、降雨時には同じ交通量Ｑ５で渋滞状態となる。低路面μも同様であり、ウエット路面や凍結路面など路面μが低下している領域では、交通容量が低下する。

インフラ装置１２は、前方に交通容量が低下する走行環境が検出されている場合、走行環境に応じて目標速度を生成する。インフラ装置１２は、例えば、雨天時の臨界線Ｑ_c2や低路面μにおける臨界線など、それぞれの走行環境に応じた臨界線を予め記憶しており、その臨界線と、道路において検出された交通量とに基づいて目標速度を生成する。走行環境は、例えば、プローブカーから取得したり、道路状況を提供するセンターから取得したりすることが可能である。プローブカーは、走行環境の検出のための専用車両であっても、路車間通信が可能な車両、例えばシステム搭載車両等であってもよい。

インフラ装置１２は、例えば、交通量計測装置１１が設置された上流側では降雨が検出されておらず、かつ、交通量計測装置１１の設置箇所よりも下流側において降雨が検出されている場合、交通量計測装置１１によって検出された交通量Ｑ５と、降雨時の臨界線Ｑ_C2とに基づいて、上流側を走行するシステム搭載車両の目標速度を生成する。例えば、インフラ装置１２は、図９に示すように、降雨時の臨界線Ｑ_C2に対して交通容量を超過しない速度Ｖ４以上速度Ｖ３以下の速度を目標速度とする。インフラ装置１２は、生成した目標速度を各システム搭載車両に路車間通信によって送信する。交通量調整走行制御の制御対象となる複数のシステム搭載車両によって、取得した目標速度に基づく走行制御が実行されることで、道路の交通流が調節され、下流側における渋滞の発生が抑制される。

なお、交通容量に影響する走行環境は、降雨や路面μなどの自然環境によるものには限定されない。言い換えると、交通容量に影響する走行環境は、運転者の車間時間特性を変化させるものには限定されない。例えば、車線数の減少なども交通容量に影響する走行環境に含まれる。車線数が減少する場合、減少箇所よりも下流側の交通容量は、減少箇所よりも上流側の交通容量よりも低下する。インフラ装置１２は、車線数が減少する箇所よりも下流側の道路において臨界状態や渋滞状態となることを抑制可能な目標速度を生成し、各システム搭載車両に対して送信する。なお、車線の減少する箇所とは、道路において元々車線数が減少している箇所に限らず、工事や故障車、事故などにより一時的に車線数が減少する箇所も含むものである。

本実施形態によれば、交通容量の低下につながる走行環境に備えて予め交通流の速度が調節されることで、渋滞の発生を未然に抑制することが可能となる。

上記の各実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行されてもよい。

以上のように、本発明にかかる交通制御システム、車両制御システムおよび交通管制システムは、道路における渋滞を抑制するのに適している。

１ 交通制御システム
１−１ 車両制御システム
２−１ インフラシステム
１１ 交通量計測装置
１２ インフラ装置
１３，２６ 路車間通信装置
２０ 車両ＥＣＵ
２５ 車車間通信装置
１００ 本線
１０１ 上流側本線
１０２ 合流地点
１０３ 下流側本線
１１０ 合流路
Ａｔ 人間の車間時間特性

Claims (5)

1. 道路側、あるいは車両の少なくともいずれか一方が有し、車両の走行速度と交通量との対応関係に基づいて走行状態に関する目標値として、目標速度あるいは目標車間の少なくともいずれか一方を生成する生成装置と、
   前記目標値に基づいて自車両を制御する制御装置と、
   前記道路側に設置され、前記道路上の車両の交通量を計測する交通量計測装置と、
   前記道路側、あるいは車両の少なくともいずれか一方が有し、前記道路を走行する車両における所定制御を実行可能な所定車両の割合に関する情報を取得する装置とを備え、
   前記道路上の複数の車両を共通の前記目標値に基づいて制御するものであり、
   前記所定制御とは、自車両の前方を走行する他の前記所定車両である前方所定車両の減速に関する情報を通信によって取得し、前記減速に関する情報に基づいて前記前方所定車両の減速と連動して自車両を減速させる制御であり、
   前記目標速度は、前記対応関係に基づいて、前記道路における前記複数の車両よりも進行方向前方の領域を通行可能な交通量を、前記進行方向前方の領域の予測交通量以上にできるように、かつ車両密度を、渋滞状態に移行しやすい密度である臨界密度よりも小さくできるように生成され、
   前記目標車間は、自車両の直前を走行する車両と自車両との車間距離に関連する値の目標であり、前記目標車間と前記走行速度との組合せと、前記通行可能な最大の交通量との対応関係および前記道路上を走行する車両における前記所定車両の割合に関する値に基づいて生成され、
   前記生成装置は、前記予測交通量が、人間の車間時間特性で決まる車間と前記目標速度との組み合わせに対応する前記通行可能な最大の交通量よりも大きい場合には、前記通行可能な交通量を前記予測交通量以上にできるように、前記所定車両の前記目標車間を、人間の車間時間特性で決まる車間よりも短く生成する
   ことを特徴とする交通制御システム。
2. 前記生成装置は、前記道路の交通量についての検出または推定結果に基づいて前記目標値を生成する
   請求項１に記載の交通制御システム。
3. 合流路と合流する前記道路における前記合流路との合流地点よりも進行方向後方の領域において前記複数の車両を共通の前記目標値に基づいて制御するものであって、
   前記予測交通量は、前記道路における前記合流地点よりも進行方向前方の領域の交通量に関するものであって、前記進行方向後方の領域の交通量および前記合流路の交通量のそれぞれについての検出または推定結果に基づく
   請求項１または２に記載の交通制御システム。
4. 前記生成装置は、前記道路における前記複数の車両よりも進行方向前方の走行環境に基づいて前記目標値を生成する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の交通制御システム。
5. 車両の走行速度と交通量との対応関係に基づいて走行状態に関する目標値として、目標速度あるいは目標車間の少なくともいずれか一方を生成する生成装置と、
   前記道路上の車両の交通量を計測する交通量計測装置と、
   前記目標値に基づく自車両の制御を実行可能な道路上の複数の車両に対して共通の前記目標値を送信する通信装置と、
   前記道路を走行する車両における所定制御を実行可能な所定車両の割合に関する情報を取得する装置とを備え、
   前記所定制御とは、自車両の前方を走行する他の前記所定車両である前方所定車両の減速に関する情報を通信によって取得し、前記減速に関する情報に基づいて前記前方所定車両の減速と連動して自車両を減速させる制御であり、
   前記目標速度は、前記対応関係に基づいて、前記道路における前記複数の車両よりも進行方向前方の領域を通行可能な交通量を、前記進行方向前方の領域の予測交通量以上にできるように、かつ車両密度を、渋滞状態に移行しやすい密度である臨界密度よりも小さくできるように生成され、
   前記目標車間は、自車両の直前を走行する車両と自車両との車間距離に関連する値の目標であり、前記目標車間と前記走行速度との組合せと、前記通行可能な最大の交通量との対応関係および前記道路上を走行する車両における前記所定車両の割合に関する値に基づいて生成され、
   前記生成装置は、前記予測交通量が、人間の車間時間特性で決まる車間と前記目標速度との組み合わせに対応する前記通行可能な最大の交通量よりも大きい場合には、前記通行可能な交通量を前記予測交通量以上にできるように、前記所定車両の前記目標車間を、人間の車間時間特性で決まる車間よりも短く生成する
   ことを特徴とする交通管制システム。

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