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WO2012127568A1 - 運転支援装置及び車両用情報処理装置 - Google Patents

運転支援装置及び車両用情報処理装置 Download PDF

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Publication number
WO2012127568A1
WO2012127568A1 PCT/JP2011/056582 JP2011056582W WO2012127568A1 WO 2012127568 A1 WO2012127568 A1 WO 2012127568A1 JP 2011056582 W JP2011056582 W JP 2011056582W WO 2012127568 A1 WO2012127568 A1 WO 2012127568A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gradient
information
average
predetermined section
information acquisition
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/056582
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宏忠 大竹
正明 山岡
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to PCT/JP2011/056582 priority Critical patent/WO2012127568A1/ja
Priority to US14/002,865 priority patent/US9180885B2/en
Priority to EP11861703.4A priority patent/EP2688054B1/en
Priority to JP2013505631A priority patent/JP5704229B2/ja
Publication of WO2012127568A1 publication Critical patent/WO2012127568A1/ja

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    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/10—Historical data

Definitions

  • the present invention relates to a driving support driving support apparatus and a vehicle information processing apparatus for performing appropriate driving support in a predetermined section having a gradient.
  • an object of the present invention is to provide a driving support device and a vehicle information processing device for performing appropriate driving support in a predetermined section having a gradient with a change point.
  • a driving support apparatus is a driving support apparatus that performs driving support in a predetermined section having a slope, and acquires average slope information acquisition means for acquiring average slope information in the predetermined section, and acquires traveling state information of the host vehicle.
  • a gradient estimation means for estimating an average gradient of any section of the vehicle, and driving assistance in a predetermined section is performed using the gradient estimated by the gradient estimation means.
  • average gradient information in a predetermined section is acquired by average gradient information acquisition means.
  • the traveling state information of the host vehicle is acquired by the traveling state information acquisition means.
  • the traveling state information of the host vehicle is various information necessary for estimating a gradient in a predetermined section, and includes, for example, longitudinal acceleration, altitude, moving distance, vehicle speed, and current position.
  • the gradient estimation means estimates the gradient of an arbitrary point in the predetermined section or the average gradient of the arbitrary section in the predetermined section based on the average gradient information of the predetermined section and the traveling state information of the host vehicle. Then, driving assistance in a predetermined section is performed using the estimated slope of an arbitrary point or the average slope of an arbitrary section.
  • the driving support device estimates the gradient of an arbitrary point in the predetermined section or the average gradient of the arbitrary section on the basis of the average gradient information of the predetermined section and the traveling state information of the host vehicle.
  • a certain gradient it is possible to estimate the gradient at an arbitrary point before and after the change point and at an arbitrary section with high accuracy, and use the estimated high-accuracy gradient (gradient closer to the actual gradient) for more appropriate operation.
  • the slope change point is not only a point where the sign of the slope slope changes (that is, a point where the slope changes from the upward slope to the downward slope, or a place where the slope changes from the downward slope to the upward slope), but also where the slope changes more than a predetermined value in the slope. It may be.
  • the traveling state information acquisition unit acquires the longitudinal acceleration of the host vehicle
  • the gradient estimation unit acquires the average gradient information acquired by the average gradient information acquisition unit and the traveling state information acquisition unit. It is good also as a structure which estimates the gradient of the arbitrary points in a predetermined area or the average gradient of the arbitrary areas in a predetermined area based on the longitudinal acceleration of the own vehicle.
  • the longitudinal acceleration of the host vehicle is acquired by the driving state information acquisition means.
  • the longitudinal acceleration of the host vehicle includes changes in the body speed of the host vehicle (acceleration) and gravitational acceleration acting on the host vehicle when traveling on a slope, so it is important information to estimate the gradient.
  • the gradient estimation means estimates the gradient of an arbitrary point in the predetermined section or the average gradient of the arbitrary section in the predetermined section based on the average gradient information of the predetermined section and the longitudinal acceleration of the host vehicle.
  • the longitudinal acceleration of the host vehicle in addition to the average gradient information of the predetermined section, the gradient of an arbitrary point in the predetermined section or the average gradient of the arbitrary section is estimated with higher accuracy. can do.
  • the gradient estimation means estimates the average gradient from the start position of the predetermined section to the current position. Further, in the driving support apparatus of the present invention, the gradient estimation means includes the average gradient information acquired by the average gradient information acquisition means and the average gradient from the start position of the predetermined section to the current position, and the end of the predetermined section from the current position. Estimate the average gradient to the position. As described above, the driving support device can estimate the average gradient in the subsequent section from the current position in the predetermined section with higher accuracy by using the longitudinal acceleration of the host vehicle in addition to the average gradient information of the predetermined section. it can.
  • the driving support apparatus includes a change point gradient information acquisition unit that acquires gradient information up to a change point within a predetermined section, and the traveling state information acquisition unit acquires the current position of the host vehicle, and the gradient estimation unit. Is based on the average gradient information acquired by the average gradient information acquisition unit, the current position of the host vehicle acquired by the traveling state information acquisition unit, and the gradient information up to the change point acquired by the change point gradient information acquisition unit. It is good also as a structure which estimates the gradient of the arbitrary points or the average gradient of the arbitrary areas in a predetermined area.
  • the gradient information up to the changing point in the predetermined section is acquired by the changing point gradient information acquiring means.
  • the gradient information up to the change point includes, for example, average gradient information up to the change point, altitude difference up to the change point necessary for calculation of the average gradient up to the change point, and distance difference.
  • the gradient information up to the change point may be gradient information from the start position of the predetermined section to the change point, gradient information between the change points, and gradient information from the change point to the end position of the predetermined section.
  • the traveling state information acquisition unit acquires the current position of the host vehicle.
  • the gradient of an arbitrary point in the predetermined section or the average gradient of the arbitrary section in the predetermined section is calculated based on the average gradient information of the predetermined section and the current position of the own vehicle and the gradient information up to the change point. Estimate and perform driving support using a gradient according to the current position. As described above, the driving support device uses the gradient information up to the changing point in addition to the average gradient information of the predetermined section, thereby calculating the gradient of an arbitrary point in the predetermined section or the average gradient of the arbitrary section in the predetermined section. It can be estimated with higher accuracy.
  • the acceleration / deceleration timing in the predetermined section is determined using the gradient estimated by the gradient estimation means.
  • the acceleration / deceleration timing Time, point, etc.
  • the vehicle information processing apparatus is acquired by an average gradient information acquisition unit that acquires average gradient information in a predetermined section, a traveling state information acquisition unit that acquires traveling state information of the host vehicle, and an average gradient information acquisition unit.
  • Gradient estimation means for estimating the gradient of an arbitrary point in a predetermined section or the average gradient of an arbitrary section in a predetermined section based on the average gradient information and the driving condition information of the host vehicle acquired by the driving condition information acquisition means. It is characterized by providing.
  • the traveling state information acquisition unit acquires the longitudinal acceleration of the host vehicle
  • the gradient estimation unit includes the average gradient information acquired by the average gradient information acquisition unit and the traveling state information acquisition unit. It is good also as a structure which estimates the gradient of the arbitrary points in a predetermined area or the average gradient of the arbitrary areas in a predetermined area based on the acquired longitudinal acceleration of the own vehicle.
  • the gradient estimation means estimates the average gradient from the start position of the predetermined section to the current position. Furthermore, in the vehicle information processing apparatus according to the present invention, the gradient estimation means includes a predetermined interval from the current position based on the average gradient information acquired by the average gradient information acquisition means and the average gradient from the start position of the predetermined interval to the current position. Estimate the average gradient to the end position of.
  • the vehicle information processing apparatus of the present invention includes a change point gradient information acquisition unit that acquires gradient information up to a change point in a predetermined section, and the traveling state information acquisition unit acquires the current position of the host vehicle,
  • the estimation means is a predetermined section based on the average gradient information acquired by the average gradient information acquisition means, the current position of the host vehicle acquired by the traveling state information acquisition means, and the gradient information up to the change point acquired by the change point gradient information acquisition means.
  • the gradient of an arbitrary point within or an average gradient of an arbitrary interval within a predetermined interval is estimated.
  • each vehicle information processing apparatus in the case of each driving support apparatus, in the case of a gradient with a change point, the gradient at an arbitrary point before and after the change point or in an arbitrary section can be estimated with high accuracy.
  • the present invention by estimating the gradient of an arbitrary point in the predetermined section or the average gradient of the arbitrary section based on the average gradient information of the predetermined section and the traveling state information of the host vehicle, In this case, it is possible to estimate the gradient at an arbitrary point before and after the changing point and at an arbitrary section with high accuracy, and it is possible to perform more appropriate driving support using the estimated high-accuracy gradient.
  • the present invention is applied to an infrastructure cooperation system mounted on a vehicle having an eco-driving support function.
  • the infrastructure cooperation system is a system that receives infrastructure information from an infrastructure roadside device and performs various driving support in cooperation with the infrastructure.
  • eco-driving support by infrastructure cooperation eco-driving support at the time of deceleration stop at a red signal at an intersection (assist driving with good fuel efficiency to the driver) will be described in detail.
  • HMI Human Machine Interface
  • HMI Human Machine Interface
  • the vehicle is not particularly limited, and can be applied to, for example, a hybrid vehicle, an electric vehicle, and an engine vehicle.
  • infrastructure roadside devices include radio wave beacons and optical beacons.
  • a service area is defined in the infrastructure. For example, a section from an intersection to be supported (particularly, a stop position) to 200 m (may be other than 200 m depending on the intersection) is the service area before the intersection.
  • a radio beacon it is installed at an intersection or the like, and after receiving infrastructure information from the radio beacon, it is determined whether the vehicle has entered the service area by comparing the start position of the service area with the current location of the vehicle.
  • an optical beacon In the case of an optical beacon, it is installed above the lane at the start position of the service area, and when the infrastructure information can be received from the optical beacon is entering the service area.
  • the infrastructure information includes average slope information of the service area before the intersection, and this average slope information is used to support deceleration stop.
  • the estimation method of the average gradient of the section in the service area is different, and the first embodiment is a form in which estimation is performed using the longitudinal acceleration of the vehicle.
  • the embodiment is a mode in which estimation is performed using additional information of infrastructure information.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of the infrastructure cooperation system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an example of a service area before an intersection having a gradient (when there is a downward gradient gradient changing point).
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the gradient estimation method according to the first embodiment.
  • the infrastructure cooperation system 1 receives the infrastructure information by road-to-vehicle communication, and determines the accelerator OFF timing that can be stopped at the stop position with low fuel consumption when it is predicted that the intersection cannot be red-lighted using the infrastructure information. The driver is notified of the accelerator OFF timing. In particular, the infrastructure cooperation system 1 determines the longitudinal acceleration detected by the vehicle in addition to the average gradient information included in the infrastructure information in order to determine highly accurate accelerator OFF timing even in the service area before the intersection having a gradient with a change point. Use.
  • the infrastructure cooperation system 1 includes a road-to-vehicle communication device 10, a GPS [Global Positioning System] receiver 11, a wheel speed sensor 12, a longitudinal acceleration sensor 13, an ECU [Electronic Control Unit] 21, and an information providing device 30.
  • the road-to-vehicle communication device 10 corresponds to the average gradient information acquisition unit described in the claims
  • the longitudinal acceleration sensor 13 corresponds to the traveling state information acquisition unit described in the claims.
  • the processing in the ECU 21 corresponds to the gradient estimation means described in the claims.
  • the road-to-vehicle communication device 10 is a device for performing road-to-vehicle communication with an infrastructure roadside device.
  • the road-to-vehicle communication device 10 receives the infrastructure information from the roadside device and transmits the received infrastructure information to the ECU 21.
  • information used by the ECU 21 includes, for example, road alignment information (node information and link information) in an intersection service area, information on intersections to be serviced (for example, stop position information), signal cycle information, intersections There is average slope information for the previous service area.
  • the average slope of the service area before the intersection is an altitude difference H 0 between the start position ST and the stop position SP of the service area before the intersection / the distance L 0 between the start position ST and the stop position SP.
  • H 0 the average inclination angle of the gradient
  • tan ⁇ 0 the average gradient
  • the unit is [%].
  • the length of the service area before the intersection (distance between the start position ST and the stop position SP) L 0 can be obtained from the link information.
  • Start position ST intersection before the service area may be obtained from the length L 0 of the position information and the intersection before the service area of the stop position SP.
  • the GPS receiver 11 includes a GPS antenna, a processing device, etc., and detects the current position of the vehicle.
  • the GPS receiver 11 receives GPS signals from GPS satellites with a GPS antenna.
  • the GPS signal is demodulated by the processing device, and the current position (latitude, longitude) of the vehicle is estimated based on the demodulated position data of each GPS satellite. Then, the GPS receiver 11 outputs current position information and the like to the ECU 21.
  • the infrastructure roadside device is an optical beacon, it is understood that the vehicle has entered the pre-intersection service area when the infrastructure information can be received from the optical beacon as described above, so the GPS receiver 11 (and thus the current position information) is not necessary.
  • the GPS receiver of the navigation system is shared or the current position is acquired from the navigation system.
  • the wheel speed sensor 12 is a sensor that is provided in each wheel of the vehicle and detects the rotational speed of the wheel.
  • the wheel speed sensor 12 of each wheel detects the wheel speed and outputs the detected wheel speed to the ECU 21.
  • the ECU 21 estimates the vehicle body speed (vehicle speed) Vx from the wheel speed of each wheel.
  • the longitudinal acceleration sensor 13 is a sensor that detects longitudinal acceleration acting on the vehicle.
  • the longitudinal acceleration sensor 13 detects longitudinal acceleration and outputs the detected longitudinal acceleration information to the ECU 21.
  • the longitudinal acceleration is represented by a plus value / minus value, the plus value is the acceleration in the forward direction, and the minus value is the acceleration in the backward direction (that is, deceleration).
  • the ECU 21 is an electronic control unit including a CPU [Central Processing Unit], ROM [Read Only Memory], RAM [Random Access Memory], and the like, and controls the infrastructure cooperation system 1 in an integrated manner.
  • the ECU 21 acquires the infrastructure information from the road-to-vehicle communication device 10. Further, the ECU 21 acquires information from the GPS receiver 11, the wheel speed sensor 12, and the longitudinal acceleration sensor 13 at regular time intervals.
  • the ECU 21 performs deceleration stop support control using each acquired information, and determines the accelerator OFF timing when the host vehicle stops at a red signal at the intersection. If determined, a command for guiding the accelerator OFF to the information providing apparatus 30 is issued. Below, the concrete process in ECU21 is demonstrated.
  • the ECU 21 determines that there is reception from the infrastructure, and determines whether the vehicle has entered the pre-intersection service area. In this determination, the current position information from the GPS receiver 11 is compared with the position information of the start position ST of the service area before the intersection obtained from the infrastructure information.
  • the infrastructure roadside device is an optical beacon, it is determined that the host vehicle has entered the pre-intersection service area when it is determined that there is reception from the infrastructure.
  • the ECU 21 uses the length L 0 of the pre-intersection service area and the average gradient tan ⁇ 0 included in the infrastructure information to calculate the pre-intersection before the intersection.
  • the relative height (altitude difference) H 0 from the start position ST to the stop position SP of the service area is calculated (see FIG. 2).
  • the ECU 21 calculates the vehicle body speed Vx of the host vehicle at the current position (current time) using the wheel speed of each wheel from the wheel speed sensor 12 at regular intervals.
  • the travel distance from the start position ST to the current position PP is obtained by integrating the vehicle body speed Vx at each position (each time) after entering the pre-intersection service area.
  • the ECU 21 calculates the average gradient tan ⁇ 1 from the current position PP to the stop position SP using the average gradient tan ⁇ 0 of the service area before the intersection and the vehicle body speed Vx and the longitudinal acceleration Gx at each position (each time). (See Figure 2).
  • a method of calculating the average gradient tan ⁇ 1 from the current position PP to the stop position SP will be described in detail with reference to FIGS. 3 is a gravitational acceleration, and g ⁇ sin ⁇ acts in the longitudinal direction of the vehicle.
  • DVx / dt shown in FIG. 3 is a change in the vehicle body speed Vx of the vehicle, and the example of FIG. 3 shows a case where the vehicle is decelerating.
  • Gx shown in FIG. 3 is the longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration sensor 13.
  • the relationship between g ⁇ sin ⁇ and dVx / dt and Gx is the relationship shown in Expression (2).
  • sin ⁇ can be calculated by equation (3).
  • the start position ST is calculated according to Equation (4).
  • the amount of movement (height difference) ⁇ h from the current position PP to the current position PP can be calculated.
  • the average value Gx (ave) from the start position ST of the longitudinal acceleration Gx to the current position PP and the average value dVx / dt from the start position ST of the vehicle speed change dVx / dt to the current position PP. (Ave) can be used to calculate according to equation (5).
  • Gx (ave) if K Gx (0), Gx (1), Gx (2),..., Gx (K ⁇ 1) are obtained from the start position ST to the current position PP, It can be calculated by equation (6).
  • K dVx / dt (ave) K dVx / dt (0), dVx / dt (1), dVx / dt (2),..., DVx / from the start position ST to the current position PP. If dt (K-1) is obtained, it can be calculated by equation (7).
  • the ECU 21 calculates Gx (ave) by the equation (6) using the longitudinal acceleration Gx and the vehicle body speed Vx at each position (each time) after entering the pre-intersection service area at regular intervals. 7), dVx / dt (ave) is calculated, sin ⁇ (ave) is calculated using equation (5) using Gx (ave) and dVx / dt (ave), and equation is used using sin ⁇ (ave). From (4), the height movement amount (altitude difference) ⁇ h from the start position ST to the current position PP is calculated.
  • the ECU 21 moves the height ⁇ h from the start position ST to the current position PP (that is, the relative height from the start position ST to the current position PP) and the relative height H 0 from the start position ST to the stop position SP. Is used to calculate the relative height (altitude difference) H 1 from the current position PP to the stop position SP according to the equation (8).
  • the ECU 21 using the remaining distance L 1 from the current position PP to the stop position SP of the relative height H 1 from the current position PP to the stop position SP, from the current position PP to the stop position SP by the formula (9) computing the average slope tan .theta 1 of.
  • the ECU 21 calculates the deceleration a when the accelerator is OFF.
  • the deceleration a when the accelerator is OFF is a deceleration due to road resistance and deceleration due to engine braking in the case of an engine driven vehicle or deceleration due to regenerative braking in the case of a motor driven vehicle.
  • the deceleration due to road resistance is calculated from the road friction coefficient.
  • the deceleration due to engine braking and the deceleration due to regenerative braking are calculated according to the vehicle speed using a map or the like. Note that a conventional method is applied as a specific calculation method of the deceleration a.
  • the ECU 21 calculates a green light remaining time T 1 based on the signal cycle information included in the infrastructure information.
  • a specific method of calculating the green light remaining time T 1 applies conventional methods.
  • the ECU 21 to determine whether there is a need to stop the own vehicle or red can pass through in green light the intersection of assistance subject (including yellow light), the current position green light remaining time T 1 and Using the remaining distance L 1 from PP to the stop position SP and the vehicle body speed Vx at the current position PP, it is determined whether or not the remaining time T 1 of the green signal is shorter than the remaining distance L 1 / vehicle speed Vx. Other methods may be used for this determination method. In green light remaining time T 1 is the remaining distance L 1 / vehicle speed Vx or more, if it can pass through the intersection in green light, it is not necessary to perform deceleration stop support.
  • the ECU 21 determines the vehicle speed Vx at the current position PP, the deceleration a when the accelerator is OFF, and the average Using the gradient tan ⁇ 1 , the deceleration start position (accelerator OFF timing) L limit is calculated by Equation (10). Other methods may be used for calculating the support timing. Then, the ECU 21 uses the deceleration start position L limit to generate an image and sound for the driver to guide the accelerator OFF at the deceleration start position L limit , and a display signal and sound for displaying the image. An audio signal for output is transmitted to the information providing apparatus 30.
  • the information providing device 30 is a device used when providing driving assistance information to the driver, and includes a display, a speaker, and the like.
  • the display is an in-vehicle display that is shared by various systems. When the display receives a display signal from the ECU 21, the display displays an image according to the display signal.
  • the speaker is a vehicle-mounted speaker shared by various systems. When the speaker receives a sound signal from the ECU 21, the speaker outputs sound according to the sound signal.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow of deceleration stop support according to the first embodiment.
  • the road-to-vehicle communication device 10 is waiting to receive infrastructure information from the infrastructure roadside device (S10).
  • the road-to-vehicle communication device 10 receives the infrastructure information from the infrastructure roadside device and outputs the infrastructure information to the ECU 21.
  • the GPS receiver 11 receives a GPS signal from each GPS satellite, calculates a current position and the like using the received GPS signal at regular intervals, and outputs current position information and the like to the ECU 21 (S11). ).
  • the ECU 21 acquires current position information at regular time intervals (S11).
  • the wheel speed sensor 12 of each wheel detects the wheel speed at regular intervals and outputs wheel speed information to the ECU 21 (S12).
  • the ECU 21 acquires wheel speed information of each wheel at regular time intervals (S12).
  • the longitudinal acceleration sensor 13 detects longitudinal acceleration of the vehicle at regular intervals and outputs longitudinal acceleration information to the ECU 21 (S13).
  • the ECU 21 acquires longitudinal acceleration information at regular time intervals (S13).
  • the ECU 21 determines whether or not there is reception from the infrastructure based on the presence or absence of infrastructure information from the road-to-vehicle communication device 10 at regular intervals (S14). If it is determined in S14 that there is no reception from the infrastructure, the ECU 21 cannot perform the eco-cooperation support for infrastructure cooperation, and thus ends the current process.
  • the ECU 21, from the start position ST intersection before the service area to the stop position SP by using an average gradient tan .theta 0 and the length L 0 of the intersection before the service area of the infrastructure information The relative height H 0 is calculated (S15). Further, the ECU 21, as position location, as well as calculating the vehicle speed Vx of the vehicle with the wheel speed of each wheel, of the intersection before the service area of the infrastructure information from the length L 0 and the start position ST to the current position PP calculates the remaining distance L 1 from the current position PP to the stop position SP by using a traveling distance (S16).
  • the ECU 21 determines whether or not the own vehicle has entered the pre-intersection service area (S17). If it is determined in S17 that the vehicle has not entered the pre-intersection service area, the ECU 21 terminates the current process because it is an area not covered by the eco-driving support. If the infrastructure roadside device is an optical beacon, it enters the pre-intersection service area when it can be received from the infrastructure. Therefore, if the determination in S14 is performed, it is not necessary to perform the determination in S17.
  • the ECU 21 uses the longitudinal acceleration Gx detected every fixed time after entering the pre-intersection service area and the vehicle body speed Vx calculated every fixed time. Then, the height movement amount ⁇ h from the start position ST to the current position PP is calculated by the equations (4) to (7) (S18). Then, the ECU 21 calculates the relative height H 1 from the current position PP to the stop position SP by using the height movement amount ⁇ h and the relative height H 0 according to the equation (8) (S18). Further, the ECU 21, using the relative height H 1 and the remaining distance L 1, calculates the average slope tan .theta 1 from the current position PP to the stop position SP by the formula (9) (S18).
  • the ECU 21 calculates the deceleration a when the accelerator is OFF, using the current vehicle speed Vx, the road surface friction coefficient, and the like (S19). Further, the ECU 21, using the signal cycle information infrastructure information, calculates the green light of the remaining time T 1 of the at the intersection of assistance subject (S20). Then, the ECU 21, for which the vehicle is determined whether there is a need to stop at a red light at the intersection of the assistance subject, whether green light remaining time T 1 is shorter than the remaining distance L 1 / vehicle speed Vx Determine (S21). If green light remaining time T 1 at S21 is determined to remaining distance L 1 / vehicle speed Vx or more, the ECU 21, it is possible to pass through the intersection of the assistance subject in green light, the present process is ended.
  • the ECU 21 uses the deceleration start position L limit to transmit a display signal and / or a voice signal for the driver to guide the accelerator OFF at the deceleration start position L limit to the information providing device 30 (S23). .
  • the information providing apparatus 30 When the information providing apparatus 30 receives the display signal, the information providing apparatus 30 displays an image for guiding the accelerator OFF at the deceleration start position L limit corresponding to the display signal (S23). Further, when the information providing apparatus 30 receives an audio signal, the information providing apparatus 30 outputs an audio for guiding accelerator OFF at the deceleration start position L limit corresponding to the audio signal (S23). The driver turns off the accelerator around the deceleration start position L limit according to these images and sounds. Then, even when there is a change point in the gradient, the vehicle can stop at the stop position of the support target intersection without sudden braking or reacceleration.
  • the average gradient from the current position to the stop position is estimated based on the average gradient of the service area before the intersection, the longitudinal acceleration of the host vehicle, and the vehicle body speed.
  • the average gradient from the current position to the stop position can be estimated with high accuracy, and more appropriate deceleration stop support can be performed using the estimated high accuracy average gradient (gradient closer to the actual gradient).
  • an appropriate deceleration stop position can be obtained using the estimated high-precision average gradient.
  • the height movement amount from the start position to the current position (altitude difference) using the longitudinal acceleration and the vehicle body speed of the host vehicle at each position (each time) from the start position to the current position. )
  • Can be used to correct the average gradient of the service area before the intersection using the amount of movement of the height, and the average gradient in the section from the current position to the stop position can be estimated with high accuracy.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of the infrastructure cooperation system according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is an example of a service area before an intersection having a gradient (in the case where there is a gradient change point that is convex upward and convex downward).
  • the infrastructure cooperation system 2 has a high-accuracy accelerator OFF timing even in a service area in front of an intersection having a gradient with a change point (particularly an upward change point). Is different from the average gradient information of the pre-intersection service area included in the infrastructure information and the average gradient information up to the upward gradient change point.
  • the infrastructure cooperation system 2 includes a road-to-vehicle communication device 10, a GPS receiver 11, a wheel speed sensor 12, an ECU 22, and an information providing device 30.
  • the road-to-vehicle communication device 10 corresponds to the average gradient information acquisition unit and change point gradient information acquisition unit described in the claims
  • the GPS receiver 11 travels in the claims. It corresponds to the situation information acquisition means
  • the processing in the ECU 22 corresponds to the gradient estimation means described in the claims.
  • the GPS receiver 11, the wheel speed sensor 12, and the information providing device 30 are the same as those described in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the average gradient information up to the gradient change point that is convex upward is included as additional information.
  • the average gradient tan ⁇ from the start position ST to the stop position SP in the service area before the intersection is included in the infrastructure information.
  • the ECU 22 is an electronic control unit including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and comprehensively controls the infrastructure cooperation system 2.
  • the ECU 22 acquires the infrastructure information from the road-to-vehicle communication device 10.
  • the ECU 22 acquires information from the GPS receiver 11 and the wheel speed sensor 12 at regular intervals.
  • the ECU 22 performs deceleration stop support control using each acquired information, and sets the accelerator OFF timing when the host vehicle stops at the red signal at the intersection. If determined, a command for guiding the accelerator OFF to the information providing apparatus 30 is issued. Below, the concrete process in ECU22 is demonstrated.
  • the ECU 22 determines that there is reception from the infrastructure, and determines whether the vehicle has entered the pre-intersection service area.
  • the ECU 22 stops from the vehicle body speed Vx and the current position of the host vehicle at regular intervals, like the ECU 21 according to the first embodiment. It calculates the remaining distance L 1 to the SP. Further, the ECU 22, at regular time intervals, similar to the ECU21 in the first embodiment, calculates the deceleration a and green light of the remaining time T 1 of the when the accelerator OFF. Then, the ECU 22 determines whether or not the remaining time T 1 of the green signal is shorter than the remaining distance L 1 / the vehicle body speed Vx, similarly to the ECU 21 according to the first embodiment.
  • the ECU 22 changes the slope that is convex upward in the service area before the intersection based on the infrastructure information. It is determined whether or not a point exists. In this determination, determination is made based on whether or not the infrastructure information includes average gradient information up to the upward gradient change point as additional information.
  • the ECU 22 decelerates using the average gradient tan ⁇ 0 from the start position ST to the stop position SP of the service area before the intersection, as in the conventional method.
  • the start position L limit is calculated.
  • the deceleration start position L limit is calculated by Equation (10) using the current vehicle body speed Vx, the deceleration a, and the average gradient tan ⁇ 0 .
  • the ECU 22 When there is a convex slope change point in the service area before the intersection, the ECU 22 increases the average gradient tan ⁇ 0 from the start position ST to the stop position SP of the service area before the intersection and the start position ST included in the infrastructure information. in using the average gradient tan .theta 1 to gradient change point uP convex, it calculates the average slope tan .theta 2 from the gradient change point uP convex upward to the stop position SP (see FIG. 6). Then, the ECU 22 calculates the deceleration start position L limit so that the vehicle speed does not become zero until the top of the vehicle protrudes upward using the average gradient tan ⁇ 1 or the average gradient tan ⁇ 2 according to the current position of the vehicle. To do.
  • the deceleration start position L limit is calculated by Equation (10).
  • the vehicle body speed Vx and deceleration a at the current time and the average gradient tan ⁇ 2 from the upward convex gradient change point UP to the stop position SP Is used to calculate the deceleration start position L limit according to equation (10).
  • the ECU 22 uses the deceleration start position L limit to generate an image and sound for the driver to guide the accelerator off at the deceleration start position L limit , and a display signal and sound for displaying the image.
  • An audio signal for output is transmitted to the information providing apparatus 30.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a flow of deceleration stop support according to the second embodiment.
  • the operations (S30, S31, S32) for the road-to-vehicle communication device 10, the GPS receiver 11, and the wheel speed sensor 12 are the same as the operations (S10, S11, S12) described in the first embodiment. .
  • the ECU 22 determines whether or not there is reception from the infrastructure based on the presence or absence of infrastructure information from the road-to-vehicle communication device 10 at regular intervals (S33). If it is determined in S33 that there is no reception from the infrastructure, the ECU 22 ends the current process.
  • the ECU 22 calculates the vehicle body speed Vx of the host vehicle at the current position using the wheel speed of each wheel as the position evaluation, and also determines the stop position from the current position PP. It calculates the remaining distance L 1 to the SP (S34).
  • the ECU 22 determines whether the host vehicle has entered the pre-intersection service area (S35). If it is determined in S35 that the vehicle has not entered the service area before the intersection, the ECU 22 ends the current process.
  • the ECU 22 calculates the deceleration a when the accelerator is OFF using the current vehicle speed Vx, the road surface friction coefficient, and the like (S36). Further, the ECU 22, using the signal cycle information infrastructure information, calculates the green light of the remaining time T 1 of the at the intersection of assistance subject (S37). Then, the ECU 22 determines whether or not the remaining time T 1 of the green signal is shorter than the remaining distance L 1 / vehicle speed Vx (S38). If green light remaining time T 1 is determined to the remaining distance L 1 / vehicle speed Vx or more at S38, the ECU 22, the present process is ended.
  • the ECU 22 determines the average slope tan ⁇ 0 from the start position ST to the stop position SP and the upward slope change from the start position ST. using the average gradient tan .theta 1 to the point uP, it calculates the average slope tan .theta 2 from the gradient change point uP convex upward to the stop position SP (S40). Then, the ECU 22 calculates the deceleration start position (accelerator OFF timing) L limit according to the equation (10) using the average gradient tan ⁇ 1 or the average gradient tan ⁇ 2 according to the current position (S41).
  • the deceleration start position L limit is determined so that the vehicle speed does not become zero until the upward convex gradient change point UP.
  • the ECU 22 uses the average gradient tan ⁇ 0 from the start position ST to the stop position SP, and the equation (10) Thus, the deceleration start position L limit is calculated (S42).
  • the ECU 22 uses the deceleration start position L limit to transmit a display signal and / or an audio signal for the driver to guide the accelerator OFF at the deceleration start position L limit to the information providing device 30 (S43). .
  • the information providing apparatus 30 displays an image for instructing accelerator OFF at the deceleration start position L limit when a display signal is received, and an audio for inducing accelerator OFF at the deceleration start position L limit when an audio signal is received. Is output (S43).
  • the driver turns off the accelerator OFF around the deceleration start position L limit according to these images and sounds.
  • an appropriate deceleration stop position can be obtained even in the case of the slope with the convex change point.
  • more appropriate deceleration stop support can be performed using the deceleration stop position. If there is an upward convex change point, the vehicle speed will not become zero until reaching the upward convex change point by using the appropriate deceleration stop position to guide the accelerator off. And stop smoothly at the stop position without reacceleration.
  • appropriate support can be provided for the service area before the intersection including a slope with an upwardly convex change point, so that the chance of establishing eco-driving support at the time of deceleration stop increases.
  • the average gradient of a section (such as a section from the current position to the stop position) in the service area is estimated and applied to a driving support apparatus that performs driving support using the average gradient.
  • You may apply to the information processing apparatus for vehicles which estimates an average gradient by a process.
  • an instantaneous gradient at an arbitrary point (current position or the like) in the service area may be estimated.
  • information is provided by image display or voice output as assistance to the driver.
  • attention may be given, or vehicles such as brake assist, accelerator assist, shift assist, engine and motor stop, etc. Control may be performed.
  • a change point having an upward convex change point (a point where the upward gradient is changed to the downward gradient) and a downward change point (a point where the downward gradient is changed to the upward gradient) are provided.
  • the present invention can also be applied to a gradient having a change point where the magnitude (angle) of the gradient changes on an uphill or a downhill.
  • the present invention can be applied to a gradient having a plurality of change points that are convex upward or downward in the service area and a gradient having a plurality of change points where the magnitude of the inclination is changed.
  • deceleration stop support at intersections with traffic lights, but crossing, temporary stop, deceleration stop support at pedestrian crossings where pedestrians exist, deceleration support other than stop, acceleration support, etc. It can be applied to driving support with various acceleration / deceleration.
  • the average gradient information is received from the infrastructure.
  • the average gradient information for each link may be acquired from the map database of the navigation system, or when the vehicle travels on an arbitrary road.
  • the average slope of the predetermined section is estimated, the average slope information is stored as a travel history, and the travel history may be read out during the next travel, or another vehicle using inter-vehicle communication. May be received in multiple hops.
  • the altitude difference ⁇ h is calculated based on the longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration sensor as the gradient estimating means, and the gradient is estimated using the ⁇ h.
  • a method of estimating the gradient based on the information may be used. For example, there is a method of calculating the elevation information using GPS information and estimating the gradient using the elevation information.
  • the average gradient information up to the upward convex gradient change point is used as additional information.
  • the height information up to the upward convex gradient change point is The distance information (or the position information of the upward convex change point) may be used as additional information, and the average gradient information from the height information and the distance information to the upward convex gradient change point may be estimated.
  • a configuration in which average gradient information or the like up to a downwardly convex gradient change point is used as additional information may be used.
  • the deceleration stop support may be performed by combining the deceleration stop support and the second deceleration stop support in the first embodiment.
  • an appropriate support timing can be determined when the support timing comes in the middle of the gradient, and the slope change point that is convex upward in the deceleration stop support in the second embodiment can be determined.
  • Appropriate support timing can be determined when the support timing comes to the front.
  • the present invention estimates the slope of an arbitrary point in the predetermined section or the average slope of the arbitrary section based on the average slope information of the predetermined section and the traveling state information of the host vehicle. Can estimate the gradient at an arbitrary point before and after the change point and an arbitrary section with high accuracy, and can perform more appropriate driving support using the estimated high-accuracy gradient.

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Abstract

　勾配を有する所定区間における運転支援を行う運転支援装置であって、所定区間における平均勾配情報を取得する平均勾配情報取得手段と、自車両の走行状況情報を取得する走行状況情報取得手段と、平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と走行状況情報取得手段で取得した自車両の走行状況情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する勾配推定手段とを備え、勾配推定手段で推定した勾配を用いて所定区間における運転支援を行うことを特徴とする。この構成によって、所定区間内の任意の地点や任意の区間での勾配を高精度に推定でき、その推定した高精度な勾配を用いてより適切な運転支援を行うことができる。

Description

運転支援装置及び車両用情報処理装置
　本発明は、勾配を有する所定区間において適切な運転支援を行うための運転支援運転支援装置及び車両用情報処理装置に関する。
　車両の運転者を支援するための技術が各種開発されており、例えば、交差点の赤信号等で停止する際の減速停止支援がある。減速停止支援を行う場合、交差点の手前の支援対象区間に勾配があると、その勾配に応じて車両に重力加速度が作用するので、勾配を考慮しないと適切な運転支援ができない。そこで、特許文献１に記載の運転支援装置では、路側装置（インフラ）から受信した信号サイクル情報に応じて運転支援として注意喚起やブレーキアシスト制御を行い、路側装置から受信した勾配情報に基づいて運転支援の起動条件を変更する。
特開２０１０－１７９８０３号公報 特開平９－１６６２０９号公報 特開２００７－２２１８８９号公報
　上記のようにインフラから勾配情報を提供する場合、情報量の制約等からインフラのサービスエリアでの平均勾配を提供することが考えられている。図８（ａ）に示すように交差点前サービスエリアＡ１の勾配が一様な場合、インフラからの平均勾配と実際の勾配とに差が生じない。しかし、図８（ｂ）に示すように交差点前サービスエリアＡ２に勾配の変化点がある場合（この例の場合、下り勾配から上り勾配に変化する変化点がある）、インフラからの平均勾配と実際の勾配とに差が生じるので、インフラからの平均勾配に基づいて運転支援を行うと適切な運転支援ができない。図８の例の場合、図８（ａ）の交差点前サービスエリアＡ１の平均勾配と図８（ｂ）の交差点前サービスエリアＡ２の平均勾配（破線で示す下り坂の勾配）とが同じ勾配だったとすると、その平均勾配に基づく減速停止支援において同じ地点Ｐ１，Ｐ２でアクセルＯＦＦを誘導するための表示等が行われる。その結果、図８（ｂ）の場合、地点Ｐ２から停止位置まで上り坂のため、車両がアクセルＯＦＦ後に停止位置まで到達できず、アクセルＯＮによる再加速が必要となる。
　そこで、本発明は、変化点がある勾配を有する所定区間において適切な運転支援を行うための運転支援装置及び車両用情報処理装置を提供することを課題とする。
　本発明に係る運転支援装置は、勾配を有する所定区間における運転支援を行う運転支援装置であって、所定区間における平均勾配情報を取得する平均勾配情報取得手段と、自車両の走行状況情報を取得する走行状況情報取得手段と、平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と走行状況情報取得手段で取得した自車両の走行状況情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する勾配推定手段とを備え、勾配推定手段で推定した勾配を用いて所定区間における運転支援を行うことを特徴とする。
　この運転支援装置では、平均勾配情報取得手段により所定区間における平均勾配情報を取得する。また、運転支援装置では、走行状況情報取得手段により自車両の走行状況情報を取得する。自車両の走行状況情報としては、所定区間内における勾配を推定するために必要な各種情報であり、例えば、前後加速度、高度、移動距離、車速、現在位置がある。そして、運転支援装置では、勾配推定手段により所定区間の平均勾配情報と自車両の走行状況情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定し、その推定した任意の地点の勾配又は任意の区間の平均勾配を用いて所定区間における運転支援を行う。このように、運転支援装置では、所定区間の平均勾配情報と自車両の走行状況情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は任意の区間の平均勾配を推定することにより、変化点のある勾配の場合には変化点の前後の任意の地点や任意の区間での勾配を高精度に推定でき、その推定した高精度な勾配（実際の勾配により近い勾配）を用いてより適切な運転支援を行うことができる。なお、勾配の変化点は、勾配の傾きの符号が切り替わる地点（すなわち、上り勾配から下り勾配に切り替わる地点、下り勾配から上り勾配に切り替わる地点）だけでなく、勾配において傾きが所定以上変化する地点であってもよい。
　本発明の上記運転支援装置では、走行状況情報取得手段は、自車両の前後加速度を取得し、勾配推定手段は、平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と走行状況情報取得手段で取得した自車両の前後加速度に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する構成としてもよい。
　この運転支援装置では、走行状況情報取得手段により自車両の前後加速度を取得する。自車両の前後加速度には、自車両の車体速度の変化（加速度）や坂道を走行している場合には自車両に作用する重力加速度が含まれるので、勾配を推定するためは重要な情報となる。そこで、運転支援装置では、勾配推定手段により所定区間の平均勾配情報と自車両の前後加速度に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する。このように、運転支援装置では、所定区間の平均勾配情報に加えて自車両の前後加速度を用いることにより、所定区間内の任意の地点の勾配又は任意の区間の平均勾配をより高精度に推定することができる。
　本発明の上記運転支援装置では、勾配推定手段は、所定区間の始端位置から現在位置までの平均勾配を推定する。さらに、本発明の上記運転支援装置では、勾配推定手段は、平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と所定区間の始端位置から現在位置までの平均勾配に基づいて現在位置から所定区間の終端位置までの平均勾配を推定する。このように、運転支援装置では、所定区間の平均勾配情報に加えて自車両の前後加速度を用いることにより、所定区間内における現在位置から以降の区間における平均勾配をより高精度に推定することができる。
　本発明の上記運転支援装置では、所定区間内の変化点までの勾配情報を取得する変化点勾配情報取得手段を備え、走行状況情報取得手段は、自車両の現在位置を取得し、勾配推定手段は、平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と走行状況情報取得手段で取得した自車両の現在位置及び変化点勾配情報取得手段で取得した変化点までの勾配情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する構成としてもよい。
　この運転支援装置では、変化点勾配情報取得手段により所定区間内の変化点までの勾配情報を取得する。この変化点までの勾配情報としては、例えば、変化点までの平均勾配情報、変化点までの平均勾配の演算に必要な変化点までの高度差と距離差がある。なお、変化点までの勾配情報は、所定区間の始端位置から変化点までの勾配情報、変化点間の勾配情報、変化点から所定区間の終端位置までの勾配情報の場合がある。また、運転支援装置では、走行状況情報取得手段は、自車両の現在位置を取得する。そして、運転支援装置では、所定区間の平均勾配情報と自車両の現在位置及び変化点までの勾配情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定し、現在位置に応じた勾配を用いて運転支援を行う。このように、運転支援装置では、所定区間の平均勾配情報に加えて変化点までの勾配情報を用いることにより、所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配をより高精度に推定することができる。
　本発明の上記運転支援装置では、勾配推定手段で推定した勾配を用いて所定区間における加減速のタイミングを決定する。このように、運転支援装置では、上記のように高精度に推定できた所定区間内の任意の地点での勾配又は任意の区間での平均勾配を用いることにより、運転支援の加減速のタイミング（時間、地点等）を高精度に決定することができる。
　本発明に係る車両用情報処理装置は、所定区間における平均勾配情報を取得する平均勾配情報取得手段と、自車両の走行状況情報を取得する走行状況情報取得手段と、平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と走行状況情報取得手段で取得した自車両の走行状況情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する勾配推定手段とを備えることを特徴とする。
　本発明の上記車両用情報処理装置では、走行状況情報取得手段は、自車両の前後加速度を取得し、勾配推定手段は、平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と走行状況情報取得手段で取得した自車両の前後加速度に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する構成としてもよい。
　本発明の上記車両用情報処理装置では、勾配推定手段は、所定区間の始端位置から現在位置までの平均勾配を推定する。さらに、本発明の上記車両用情報処理装置では、勾配推定手段は、平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と所定区間の始端位置から現在位置までの平均勾配に基づいて現在位置から所定区間の終端位置までの平均勾配を推定する。
　本発明の上記車両用情報処理装置では、所定区間内の変化点までの勾配情報を取得する変化点勾配情報取得手段を備え、走行状況情報取得手段は、自車両の現在位置を取得し、勾配推定手段は、平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と走行状況情報取得手段で取得した自車両の現在位置及び変化点勾配情報取得手段で取得した変化点までの勾配情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する。
　この各車両用情報処理装置では、上記の各運転支援装置と同様に、変化点のある勾配の場合には変化点の前後の任意の地点や任意の区間での勾配を高精度に推定できる。
　本発明によれば、所定区間の平均勾配情報と自車両の走行状況情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は任意の区間の平均勾配を推定することにより、変化点のある勾配の場合には変化点の前後の任意の地点や任意の区間での勾配を高精度に推定でき、その推定した高精度な勾配を用いてより適切な運転支援を行うことができる。
第１の実施の形態に係るインフラ協調システムの構成図である。 勾配を有する交差点前サービスエリアの例（下に凸の勾配変化点がある場合）である。 第１の実施の形態に係る勾配推定方法の説明図である。 第１の実施の形態に係る減速停止支援の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るインフラ協調システムの構成図である。 勾配を有する交差点前サービスエリアの例（上に凸と下に凸の勾配変化点がある場合）である。 第２の実施の形態に係る減速停止支援の流れを示すフローチャートである。 勾配を有する交差点前サービスエリアの例であり、（ａ）が勾配変化点がない場合であり、（ｂ）が勾配変化点がある場合である。
　以下、図面を参照して、本発明に係る運転支援装置及び車両用情報処理装置の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　本実施の形態では、本発明を、エコ運転支援機能を有する車両に搭載されるインフラ協調システムに適用する。本実施の形態に係るインフラ協調システムは、インフラの路側機からインフラ情報を受信し、インフラと協調して各種運転支援を行うシステムである。本実施の形態では、インフラ協調によるエコ運転支援の一例として、交差点の赤信号での減速停止時のエコ運転支援（運転者に対して燃費のよい運転をアシスト）について詳細に説明する。このエコ運転支援では、停止位置で停止するときに急ブレーキにならないあるいは再加速にならないように、停止位置に対して適切な速度でアプローチできるようなアクセルＯＦＦタイミングをＨＭＩ[Human Machine Interface]で通知する。特に、本実施の形態では、インフラのサービスエリアに勾配があり、その勾配に変化点を含む場合に好適な減速停止支援について説明する。
　なお、車両としては、特に限定するものでなく、例えば、ハイブリッド車両、電気自動車、エンジン車両に適用できる。インフラの路側機としては、例えば、電波ビーコン、光ビーコンがある。インフラにはサービスエリアが規定されており、例えば、支援対象の交差点（特に、停止位置）から２００ｍ（交差点によって２００ｍ以外の場合もある）手前までの区間が交差点前サービスエリアとなる。電波ビーコンの場合、交差点等に設置され、電波ビーコンからインフラ情報を受信した後に、サービスエリアの開始位置と車両の現在位置の比較によって車両がサービスエリアに進入したか否かが判断される。光ビーコンの場合、サービスエリアの開始位置の車線の上方に設置され、光ビーコンからインフラ情報を受信できたときがサービスエリアに進入である。インフラ情報には交差点前サービスエリアの平均勾配情報が含まれ、この平均勾配情報を利用して減速停止支援を行う。本実施の形態には、サービスエリア内の区間の平均勾配の推定方法が異なる２つの形態があり、第１の実施の形態が車両の前後加速度を利用して推定する形態であり、第２の実施の形態がインフラ情報の追加情報を利用して推定する形態である。
　図１～図３を参照して、第１の実施の形態に係るインフラ協調システム１について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るインフラ協調システムの構成図である。図２は、勾配を有する交差点前サービスエリアの例（下に凸の勾配変化点が有る場合）である。図３は、第１の実施の形態に係る勾配推定方法の説明図である。
　インフラ協調システム１は、路車間通信によりインフラ情報を受信し、インフラ情報を用いて交差点を赤信号で通過できないと予測した場合には低燃費で停止位置で停止できるアクセルＯＦＦタイミングを決定し、そのアクセルＯＦＦタイミングを運転者に通知する。特に、インフラ協調システム１は、変化点のある勾配を有する交差点前サービスエリアでも高精度なアクセルＯＦＦタイミングを決定するために、インフラ情報に含まれる平均勾配情報に加えて車両で検出した前後加速度を利用する。
　インフラ協調システム１は、路車間通信機１０、ＧＰＳ[Global Positioning System]受信機１１、車輪速度センサ１２、前後加速度センサ１３、ＥＣＵ[Electronic Control Unit]２１、情報提供装置３０を備えている。なお、第１の実施の形態では、路車間通信機１０が請求の範囲に記載する平均勾配情報取得手段に相当し、前後加速度センサ１３が請求の範囲に記載する走行状況情報取得手段に相当し、ＥＣＵ２１における処理が請求の範囲に記載する勾配推定手段に相当する。
　路車間通信機１０は、インフラの路側機と路車間通信するための装置である。路車間通信機１０では、車両が路側機からの通信エリア内に進入すると、路側機からインフラ情報を受信し、その受信したインフラ情報をＥＣＵ２１に送信する。インフラ情報のうちＥＣＵ２１で用いる情報としては、例えば、交差点サービスエリア内の道路線形情報（ノード情報とリンク情報）、サービス対象の交差点の情報（例えば、停止位置の位置情報）、信号サイクル情報、交差点前サービスエリアの平均勾配情報がある。
　なお、交差点前サービスエリアの平均勾配は、図２に示すように、交差点前サービスエリアの開始位置ＳＴと停止位置ＳＰ間の高度差Ｈ０／開始位置ＳＴと停止位置ＳＰ間の距離Ｌ０であり（勾配の平均傾斜角度をθ０とするとｔａｎθ０が平均勾配）、単位が［％］である。交差点前サービスエリアの長さ（開始位置ＳＴと停止位置ＳＰ間の距離）Ｌ０は、リンク情報により得ることができる。交差点前サービスエリアの開始位置ＳＴは、停止位置ＳＰの位置情報と交差点前サービスエリアの長さＬ０から得ることができる。
　ＧＰＳ受信機１１は、ＧＰＳアンテナや処理装置等を備えており、車両の現在位置等を検出する。ＧＰＳ受信機１１では、ＧＰＳアンテナでＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。そして、ＧＰＳ受信機１１では、処理装置でそのＧＰＳ信号を復調し、その復調された各ＧＰＳ衛星の位置データに基づいて車両の現在位置（緯度、経度）等を推定する。そして、ＧＰＳ受信機１１では、現在位置情報等をＥＣＵ２１に出力する。インフラ路側機が光ビーコンの場合、上記したように光ビーコンからインフラ情報を受信できた時点で交差点前サービスエリアに進入したことがわかるので、ＧＰＳ受信機１１（ひいては、現在位置情報）は必要ない。なお、車両にナビゲーションシステムが搭載される場合、ナビゲーションシステムのＧＰＳ受信機を共有するか、あるいは、ナビゲーションシステムから現在位置を取得する。
　車輪速度センサ１２は、車両の各輪にそれぞれ設けられ、車輪の回転速度を検出するセンサである。各輪の車輪速度センサ１２では、車輪速度を検出し、その検出した車輪速度をＥＣＵ２１に出力する。なお、ＥＣＵ２１では、各車輪の車輪速度から車体速度（車速）Ｖｘを推定する。
　前後加速度センサ１３は、車両に作用する前後方向の加速度を検出するセンサである。前後加速度センサ１３では、前後加速度を検出し、その検出した前後加速度情報をＥＣＵ２１に出力する。なお、前後加速度は、プラス値／マイナス値で表され、プラス値が前方向への加速度であり、マイナス値が後方向への加速度（すなわち、減速度）である。
　ＥＣＵ２１は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットであり、インフラ協調システム１を統括制御する。ＥＣＵ２１では、路車間通信機１０がインフラ情報を受信した場合、路車間通信機１０からインフラ情報を取得する。また、ＥＣＵ２１では、一定時間毎に、ＧＰＳ受信機１１、車輪速度センサ１２、前後加速度センサ１３からの各情報を取得する。そして、ＥＣＵ２１では、インフラ情報を取得して交差点前サービスエリアに進入した場合、取得した各情報を用いて減速停止支援制御を行い、自車両が交差点の赤信号で停止するときのアクセルＯＦＦタイミングを決定した場合には情報提供装置３０にアクセルＯＦＦ誘導するための指令を出す。以下に、ＥＣＵ２１での具体的な処理について説明する。
　路車間通信機１０からのインフラ情報を取得すると、ＥＣＵ２１では、インフラからの受信有りと判断し、自車両が交差点前サービスエリアに進入したか否かを判定する。この判定では、ＧＰＳ受信機１１からの現在位置情報とインフラ情報から得られる交差点前サービスエリアの開始位置ＳＴの位置情報を比較することによって判定する。なお、インフラ路側機が光ビーコンの場合、インフラからの受信有りと判断した時点で自車両が交差点前サービスエリアに進入と判断する。
　インフラ情報を取得し、自車両が交差点前サービスエリアに進入すると、ＥＣＵ２１では、インフラ情報に含まれる交差点前サービスエリアの長さＬ０と平均勾配ｔａｎθ０を用いて、式（１）により交差点前サービスエリアの開始位置ＳＴから停止位置ＳＰまでの相対高さ（高度差）Ｈ０を演算する（図２参照）。また、ＥＣＵ２１では、一定時間毎に、車輪速度センサ１２からの各輪の車輪速度を用いて現在位置（現在時間）での自車両の車体速度Ｖｘを演算する。また、ＥＣＵ２１では、一定時間毎に、インフラ情報に含まれる交差点前サービスエリアの長さＬ０と開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの走行距離を用いて、現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの残距離Ｌ１を演算する（図２参照）。開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの走行距離は、交差点前サービスエリアに進入後の各位置（各時間）での車体速度Ｖｘを積分することによって得られる。そして、ＥＣＵ２１では、交差点前サービスエリアの平均勾配ｔａｎθ０及び各位置（各時間）での車体速度Ｖｘと前後加速度Ｇｘを用いて、現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ１を演算する(図２参照)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ１の演算方法を図２及び図３を参照して詳細に説明する。図３に示すｇは重力加速度であり、車両の前後方向にはｇ×ｓｉｎθが作用する。図３に示すｄＶｘ／ｄｔは車両の車体速度Ｖｘの変化であり、図３の例では減速している場合を示している。図３に示すＧｘは前後加速度センサ１３で検出される前後加速度である。このｇ×ｓｉｎθ及びｄＶｘ／ｄｔとＧｘとの関係は、式（２）に示す関係となる。この式（２）を変形することにより、式（３）によりｓｉｎθを演算できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　このｓｉｎθの交差点前サービスエリアの開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの平均値をｓｉｎθ（ａｖｅ）とし、開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの走行距離をＬとすると、式（４）により開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの高さ移動量（高度差）Δｈを演算できる。ｓｉｎθ（ａｖｅ）については、前後加速度Ｇｘの開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの平均値Ｇｘ（ａｖｅ）と車両の速度の変化ｄＶｘ／ｄｔの開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの平均値ｄＶｘ／ｄｔ（ａｖｅ）を用いて式（５）により演算できる。Ｇｘ（ａｖｅ）については、開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでにＫ個のＧｘ（０），Ｇｘ（１），Ｇｘ（２），・・・，Ｇｘ（Ｋ－１）が得られたとすると、式（６）により演算できる。また、ｄＶｘ／ｄｔ（ａｖｅ）については、開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでにＫ個のｄＶｘ／ｄｔ（０），ｄＶｘ／ｄｔ（１），ｄＶｘ／ｄｔ（２），・・・，ｄＶｘ／ｄｔ（Ｋ－１）が得られたとすると、式（７）により演算できる。したがって、ＥＣＵ２１では、一定時間毎に、交差点前サービスエリア進入後の各位置（各時間）での前後加速度Ｇｘと車体速度Ｖｘを用いて式（６）によりＧｘ（ａｖｅ）を演算するとともに式（７）によりｄＶｘ／ｄｔ（ａｖｅ）を演算し、そのＧｘ（ａｖｅ）とｄＶｘ／ｄｔ（ａｖｅ）を用いて式（５）によりｓｉｎθ（ａｖｅ）を演算し、そのｓｉｎθ（ａｖｅ）を用いて式（４）により開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの高さ移動量（高度差）Δｈを演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　図２に示すように、現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ１を求めるためには、現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの残距離Ｌ１の他に現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの相対高さＨ１が必要となる。そこで、ＥＣＵ２１では、開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの高さ移動量Δｈ（すなわち、開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの相対高さ）と開始位置ＳＴから停止位置ＳＰまでの相対高さＨ０を用いて、式（８）により現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの相対高さ（高度差）Ｈ１を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　そして、ＥＣＵ２１では、現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの残距離Ｌ１と現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの相対高さＨ１を用いて、式（９）により現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ１を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　また、ＥＣＵ２１では、アクセルＯＦＦ時の減速度ａを演算する。このアクセルＯＦＦ時の減速度ａは、路面抵抗による減速とエンジン駆動車両の場合にはエンジンブレーキによる減速又はモータ駆動車両の場合には回生ブレーキによる減速等による減速度である。路面抵抗による減速度は、路面摩擦係数から演算される。また、エンジンブレーキによる減速度や回生ブレーキによる減速度は、マップ等を利用して、車速に応じて演算される。なお、この減速度ａの具体的な演算方法については、従来の方法を適用する。
　また、ＥＣＵ２１では、インフラ情報に含まれる信号サイクル情報に基づいて青信号の残時間Ｔ１を演算する。なお、この青信号残時間Ｔ１の具体的な演算方法については、従来の方法を適用する。
　そして、ＥＣＵ２１では、自車両が支援対象の交差点を青信号で通過できるかあるいは赤信号（黄信号を含む）で停止する必要がある否かを判定するために、青信号の残時間Ｔ１と現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの残距離Ｌ１及び現在位置ＰＰでの車体速度Ｖｘを用いて、青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘよりも短い否かを判定する。この判定方法について、他の方法でもよい。青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘ以上で、交差点を青信号で通過できる場合、減速停止支援を行う必要がない。
　青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘより短く、交差点を赤信号で停止する必要がある場合、ＥＣＵ２１では、現在位置ＰＰでの車体速度Ｖｘ、アクセルＯＦＦ時減速度ａ及び平均勾配ｔａｎθ１を用いて、式（１０）により減速開始位置（アクセルＯＦＦタイミング）Ｌｌｉｍｉｔを演算する。この支援タイミングの演算方法については、他の方法でもよい。そして、ＥＣＵ２１では、その減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを用いて、運転者が減速開始位置ＬｌｉｍｉｔでのアクセルＯＦＦを誘導するための画像や音声を生成し、その画像を表示するための表示信号や音声出力するための音声信号を情報提供装置３０に送信する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　情報提供装置３０は、運転者に対する運転支援の情報提供を行う際に用いる装置であり、ディスプレイ、スピーカ等がある。ディスプレイは、各種システムで共用される車載ディスプレイである。ディスプレイでは、ＥＣＵ２１からの表示信号を受信すると、その表示信号に応じて画像を表示する。スピーカは、各種システムで共用される車載スピーカである。スピーカでは、ＥＣＵ２１から音声信号を受信すると、その音声信号に応じて音声を出力する。
　図１～図３を参照して、インフラ協調システム１における減速停止支援の動作を図４のフローチャートに沿って説明する。図４は、第１の実施の形態に係る減速停止支援の流れを示すフローチャートである。
　路車間通信機１０では、インフラ路側機からのインフラ情報の受信待ちをしている（Ｓ１０）。車両がインフラ路側機の通信エリア内に入ると、路車間通信機１０では、インフラ路側機からインフラ情報を受信し、そのインフラ情報をＥＣＵ２１に出力する。ＧＰＳ受信機１１では、各ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、一定時間毎にその受信できたＧＰＳ信号を用いて現在位置等を演算し、現在位置情報等をＥＣＵ２１に出力している（Ｓ１１）。ＥＣＵ２１では、一定時間毎に、現在位置情報を取得する（Ｓ１１）。各輪の車輪速度センサ１２では、一定時間毎に、車輪速度を検出し、車輪速度情報をＥＣＵ２１に出力している（Ｓ１２）。ＥＣＵ２１では、一定時間毎に、各輪の車輪速度情報を取得する（Ｓ１２）。前後加速度センサ１３では、一定時間毎に、車両の前後加速度を検出し、前後加速度情報をＥＣＵ２１に出力している（Ｓ１３）。ＥＣＵ２１では、一定時間毎に、前後加速度情報を取得する（Ｓ１３）。
　ＥＣＵ２１では、一定時間毎に、路車間通信機１０からのインフラ情報の有無によりインフラからの受信有りか否かを判定する（Ｓ１４）。Ｓ１４の判定にてインフラからの受信が無いと判定した場合、ＥＣＵ２１では、インフラ協調のエコ運転支援を行えないので、今回の処理を終了する。
　Ｓ１４にてインフラからの受信が有ると判定した場合、ＥＣＵ２１では、インフラ情報の交差点前サービスエリアの長さＬ０と平均勾配ｔａｎθ０を用いて交差点前サービスエリアの開始位置ＳＴから停止位置ＳＰまでの相対高さＨ０を演算する（Ｓ１５）。また、ＥＣＵ２１では、位置評定として、各輪の車輪速度を用いて自車両の車体速度Ｖｘを演算するとともに、インフラ情報の交差点前サービスエリアの長さＬ０と開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの走行距離を用いて現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの残距離Ｌ１を演算する（Ｓ１６）。
　ＥＣＵ２１では、自車両が交差点前サービスエリアに進入したか否かを判定する（Ｓ１７）。Ｓ１７にて交差点前サービスエリアに進入していないと判定した場合、ＥＣＵ２１では、エコ運転支援の対象外のエリアなので、今回の処理を終了する。なお、インフラ路側機が光ビーコンの場合、インフラから受信できた時点で交差点前サービスエリア進入となるので、Ｓ１４の判定を行えば、Ｓ１７の判定を行う必要はない。
　Ｓ１７にて交差点前サービスエリアに進入したと判定した場合、ＥＣＵ２１では、交差点前サービスエリア進入後に一定時間毎に検出されている前後加速度Ｇｘと一定時間毎に演算されている車体速度Ｖｘを用いて、式（４）～（７）により開始位置ＳＴから現在位置ＰＰまでの高さ移動量Δｈを演算する（Ｓ１８）。そして、ＥＣＵ２１では、その高さ移動量Δｈと相対高さＨ０を用いて、式（８）により現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの相対高さＨ１を演算する（Ｓ１８）。さらに、ＥＣＵ２１では、相対高さＨ１と残距離Ｌ１を用いて、式（９）により現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ１を演算する（Ｓ１８）。
　ＥＣＵ２１では、現在の車体速度Ｖｘや路面摩擦係数等を用いて、アクセルＯＦＦ時の減速度ａを演算する（Ｓ１９）。また、ＥＣＵ２１では、インフラ情報の信号サイクル情報を用いて、支援対象の交差点での青信号の残時間Ｔ１を演算する（Ｓ２０）。そして、ＥＣＵ２１では、自車両が支援対象の交差点の赤信号で停止する必要がある否かを判定するために、青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘよりも短い否かを判定する（Ｓ２１）。Ｓ２１にて青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘ以上と判定した場合、ＥＣＵ２１では、支援対象の交差点を青信号で通過できるので、今回の処理を終了する。
　Ｓ２１にて青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘより短いと判定した場合、ＥＣＵ２１では、現在の車体速度Ｖｘ、減速度ａ及び平均勾配ｔａｎθ１を用いて、式（１０）により減速開始位置（アクセルＯＦＦタイミング）Ｌｌｉｍｉｔを演算する（Ｓ２２）。そして、ＥＣＵ２１では、その減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを用いて、運転者が減速開始位置ＬｌｉｍｉｔでのアクセルＯＦＦを誘導するための表示信号及び／又は音声信号を情報提供装置３０に送信する（Ｓ２３）。情報提供装置３０では、表示信号を受信した場合、その表示信号に応じた減速開始位置ＬｌｉｍｉｔでのアクセルＯＦＦを誘導する画像を表示する（Ｓ２３）。また、情報提供装置３０では、音声信号を受信した場合、その音声信号に応じた減速開始位置ＬｌｉｍｉｔでのアクセルＯＦＦを誘導する音声を出力する（Ｓ２３）。運転者は、これらの画像や音声に応じて、減速開始位置ＬｌｉｍｉｔあたりでアクセルをＯＦＦする。すると、勾配に変化点がある場合でも、車両は、急ブレーキや再加速なく、支援対象の交差点の停止位置で停止できる。
　このインフラ協調システム１によれば、交差点前サービスエリアの平均勾配と自車両の前後加速度及び車体速度に基づいて現在位置から停止位置までの平均勾配を推定することにより、変化点のある勾配の場合でも現在位置から停止位置までの平均勾配を高精度に推定でき、その推定した高精度な平均勾配（実際の勾配により近い勾配）を用いてより適切な減速停止支援を行うことができる。この場合、赤信号で交差点を通過できない場合に、推定した高精度な平均勾配を用いて適切な減速停止位置を求めることができる。この減速停止位置を用いてアクセルＯＦＦ誘導を行うことにより、急ブレーキや再加速なしに停止位置でスムーズに停止できる。このように、変化点のある勾配を含む交差点前サービスエリアについても適切な支援ができるので、減速停止時のエコ運転支援の成立機会が増大する。
　特に、インフラ協調システム１によれば、開始位置から現在位置までの各位置（各時間）での自車両の前後加速度及び車体速度を用いて開始位置から現在位置までの高さ移動量（高度差）を求めることにより、その高さ移動量を利用して交差点前サービスエリアの平均勾配を補正することができ、現在位置から停止位置までの区間での平均勾配を高精度に推定できる。
　図５及び図６を参照して、第２の実施の形態に係るインフラ協調システム２について説明する。図５は、第２の実施の形態に係るインフラ協調システムの構成図である。図６は、勾配を有する交差点前サービスエリアの例（上に凸と下に凸の勾配変化点がある場合）である。
　インフラ協調システム２は、第１の実施の形態に係るインフラ協調システム１と比較すると、変化点（特に、上に凸の変化点）のある勾配を有する交差点前サービスエリアでも高精度なアクセルＯＦＦタイミングを決定するために、インフラ情報に含まれる交差点前サービスエリアの平均勾配情報と上に凸の勾配変化点までの平均勾配情報を利用する点が異なる。
　インフラ協調システム２は、路車間通信機１０、ＧＰＳ受信機１１、車輪速度センサ１２、ＥＣＵ２２、情報提供装置３０を備えている。なお、第２の実施の形態では、路車間通信機１０が請求の範囲に記載する平均勾配情報取得手段及び変化点勾配情報取得手段に相当し、ＧＰＳ受信機１１が請求の範囲に記載する走行状況情報取得手段に相当し、ＥＣＵ２２における処理が請求の範囲に記載する勾配推定手段に相当する。
　路車間通信機１０、ＧＰＳ受信機１１、車輪速度センサ１２、情報提供装置３０については、第１の実施の形態で説明したものと同様のものなので、説明を省略する。但し、路車間通信機１０で受信するインフラ情報の中に追加情報として上に凸な勾配変化点までの平均勾配情報が含まれる。図６に示す例の場合、交差点前サービスエリアの開始位置ＳＴから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ０に加えて、追加情報として開始位置ＳＴから上に凸の勾配変化点ＵＰまでの平均勾配ｔａｎθ１がインフラ情報に含まれることになる。
　なお、図６に示すように、交差点前サービスエリア内に上に凸の勾配がある場合、従来の減速停止支援のように交差点前サービスエリアの平均勾配ｔａｎθ０だけ用いた場合、上に凸の勾配変化点ＵＰの手前に減速停止位置を決定したとすると、上り坂の途中で車速が０になる可能性がある。この場合、再加速が必要となる。したがって、上り坂の頂点（勾配変化点ＵＰ）まで車速が０にならないような減速停止位置を決定するためには、上り坂の頂点までの平均勾配ｔａｎθ１が重要となる。
　ＥＣＵ２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる電子制御ユニットであり、インフラ協調システム２を統括制御する。ＥＣＵ２２では、路車間通信機１０がインフラ情報を受信した場合、路車間通信機１０からインフラ情報を取得する。また、ＥＣＵ２２では、一定時間毎に、ＧＰＳ受信機１１、車輪速度センサ１２からの各情報を取得する。そして、ＥＣＵ２２では、インフラ情報を取得して交差点前サービスエリアに進入した場合、取得した各情報を用いて減速停止支援制御を行い、自車両が交差点の赤信号で停止するときのアクセルＯＦＦタイミングを決定した場合には情報提供装置３０にアクセルＯＦＦ誘導するための指令を出す。以下に、ＥＣＵ２２での具体的な処理について説明する。
　路車間通信機１０からのインフラ情報を取得すると、ＥＣＵ２２では、インフラからの受信有りと判断し、自車両が交差点前サービスエリアに進入したか否かを判定する。
　インフラ情報を取得し、自車両が交差点前サービスエリアに進入すると、ＥＣＵ２２では、一定時間毎に、第１の実施の形態に係るＥＣＵ２１と同様に、自車両の車体速度Ｖｘ及び現在位置から停止位置ＳＰまでの残距離Ｌ１を演算する。また、ＥＣＵ２２では、一定時間毎に、第１の実施の形態に係るＥＣＵ２１と同様に、アクセルＯＦＦ時の減速度ａ及び青信号の残時間Ｔ１を演算する。そして、ＥＣＵ２２では、第１の実施の形態に係るＥＣＵ２１と同様に、青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘよりも短い否かを判定する。
　青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘより短く、交差点を赤信号で停止する必要がある場合、ＥＣＵ２２では、インフラ情報に基づいて交差点前サービスエリア内に上に凸の勾配変化点が存在するか否かを判定する。この判定では、インフラ情報の中に追加情報として上に凸な勾配変化点までの平均勾配情報が含まれているか否かで判定する。
　交差点前サービスエリア内に上に凸の勾配変化点が存在しない場合、ＥＣＵ２２では、従来の手法と同様に、交差点前サービスエリアの開始位置ＳＴから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ０を用いて減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを演算する。ここでは、現在の車体速度Ｖｘ、減速度ａ及び平均勾配ｔａｎθ０を用いて、式（１０）により減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを演算する。
　交差点前サービスエリア内に上に凸の勾配変化点が存在する場合、ＥＣＵ２２では、インフラ情報に含まれる交差点前サービスエリアの開始位置ＳＴから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ０及び開始位置ＳＴから上に凸の勾配変化点ＵＰまでの平均勾配ｔａｎθ１を用いて、上に凸の勾配変化点ＵＰから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ２を演算する（図６参照）。そして、ＥＣＵ２２では、自車両の現在位置に応じて平均勾配ｔａｎθ１又は平均勾配ｔａｎθ２を用いて、自車両が上に凸の頂点までに車速が０にならないような減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを演算する。現在位置が開始位置ＳＴと上に凸の勾配変化点ＵＰとの間の場合、現在の車体速度Ｖｘ、減速度ａ及び開始位置ＳＴから上に凸の勾配変化点ＵＰまでの平均勾配ｔａｎθ１を用いて、式（１０）により減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを演算する。現在位置が上に凸の勾配変化点ＵＰと停止位置ＳＰとの間の場合、現在での車体速度Ｖｘ、減速度ａ及び上に凸の勾配変化点ＵＰから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ２を用いて、式（１０）により減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを演算する。
　そして、ＥＣＵ２２では、その減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを用いて、運転者が減速開始位置ＬｌｉｍｉｔでのアクセルＯＦＦを誘導するための画像や音声を生成し、その画像を表示するための表示信号や音声出力するための音声信号を情報提供装置３０に送信する。
　図５及び図６を参照して、インフラ協調システム２における減速停止支援の動作を図７のフローチャートに沿って説明する。図７は、第２の実施の形態に係る減速停止支援の流れを示すフローチャートである。
　路車間通信機１０、ＧＰＳ受信機１１、車輪速度センサ１２についての各動作（Ｓ３０、Ｓ３１，Ｓ３２）は、第１の実施で説明した各動作（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）と同様の動作である。
　ＥＣＵ２２では、一定時間毎に、路車間通信機１０からのインフラ情報の有無によりインフラからの受信有りか否かを判定する（Ｓ３３）。Ｓ３３の判定にてインフラからの受信が無いと判定した場合、ＥＣＵ２２では、今回の処理を終了する。
　Ｓ３３にてインフラからの受信が有ると判定した場合、ＥＣＵ２２では、位置評定として、各輪の車輪速度を用いて現在位置での自車両の車体速度Ｖｘを演算するとともに、現在位置ＰＰから停止位置ＳＰまでの残距離Ｌ１を演算する（Ｓ３４）。
　ＥＣＵ２２では、自車両が交差点前サービスエリアに進入したか否かを判定する（Ｓ３５）。Ｓ３５にて交差点前サービスエリアに進入していないと判定した場合、ＥＣＵ２２では、今回の処理を終了する。
　Ｓ３５にて交差点前サービスエリアに進入したと判定した場合、ＥＣＵ２２では、現在の車体速度Ｖｘや路面摩擦係数等を用いて、アクセルＯＦＦ時の減速度ａを演算する（Ｓ３６）。また、ＥＣＵ２２では、インフラ情報の信号サイクル情報を用いて、支援対象の交差点での青信号の残時間Ｔ１を演算する（Ｓ３７）。そして、ＥＣＵ２２では、青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘよりも短い否かを判定する（Ｓ３８）。Ｓ３８にて青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘ以上と判定した場合、ＥＣＵ２２では、今回の処理を終了する。
　Ｓ３８にて青信号の残時間Ｔ１が残距離Ｌ１／車体速度Ｖｘより短いと判定した場合、ＥＣＵ２２では、インフラ情報に基づいて交差点前サービスエリア内に上に凸な勾配変化点が存在するか否かを判定する（Ｓ３９）。
　Ｓ３９にて交差点前サービスエリア内に上に凸な勾配変化点が存在すると判定した場合、ＥＣＵ２２では、開始位置ＳＴから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ０及び開始位置ＳＴから上に凸の勾配変化点ＵＰまでの平均勾配ｔａｎθ１を用いて、上に凸の勾配変化点ＵＰから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ２を演算する（Ｓ４０）。そして、ＥＣＵ２２では、現在位置に応じて平均勾配ｔａｎθ１又は平均勾配ｔａｎθ２を用いて、式（１０）により減速開始位置（アクセルＯＦＦタイミング）Ｌｌｉｍｉｔを演算する（Ｓ４１）。この際、現在位置が開始位置ＳＴと上に凸の勾配変化点ＵＰとの間の場合、上に凸の勾配変化点ＵＰまでに車速が０にならないような減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを決定する。一方、Ｓ３９にて交差点前サービスエリア内に上に凸な勾配変化点が存在しないと判定した場合、ＥＣＵ２２では、開始位置ＳＴから停止位置ＳＰまでの平均勾配ｔａｎθ０を用いて、式（１０）により減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを演算する（Ｓ４２）。
　そして、ＥＣＵ２２では、その減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔを用いて、運転者が減速開始位置ＬｌｉｍｉｔでのアクセルＯＦＦを誘導するための表示信号及び／又は音声信号を情報提供装置３０に送信する（Ｓ４３）。情報提供装置３０では、表示信号を受信した場合には減速開始位置ＬｌｉｍｉｔでアクセルＯＦＦを誘導する画像を表示し、音声信号を受信した場合には減速開始位置ＬｌｉｍｉｔでアクセルＯＦＦを誘導する音声を出力する（Ｓ４３）。運転者は、これらの画像や音声に応じて、減速開始位置ＬｌｉｍｉｔあたりでアクセルＯＦＦをオフする。すると、上に凸な勾配変化点がある場合でも、その勾配変化点の手前に減速開始位置Ｌｌｉｍｉｔが決定されたとしても、車両は、上り坂の頂点まで車速が０になることはなく、支援対象の交差点の停止位置で停止できる。ちなみに、図６に示すように、上に凸な変化点の後に下に凸な変化点があるが、運動エネルギ保存の法則から車両は停止位置まで到達できる。
　このインフラ協調システム２によれば、交差点前サービスエリアの平均勾配と上に凸の勾配変化点までの平均勾配を用いることにより、上に凸の変化点のある勾配の場合でも適切な減速停止位置を決定でき、その減速停止位置を用いてより適切な減速停止支援を行うことができる。上に凸な変化点が存在する場合、その適切な減速停止位置を用いてアクセルＯＦＦ誘導を行うことにより、上に凸な勾配変化点に到達するまでに車速が０になることなく、急ブレーキや再加速なしに停止位置でスムーズに停止できる。このように、上に凸の変化点のある勾配を含む交差点前サービスエリアについても適切な支援ができるので、減速停止時のエコ運転支援の成立機会が増大する。
　以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
　例えば、本実施の形態ではサービスエリア内の区間（現在位置から停止位置までの区間等）の平均勾配を推定し、その平均勾配を用いて運転支援を行う運転支援装置に適用したが、同様の処理によって平均勾配を推定する車両用情報処理装置に適用してもよい。また、区間の平均勾配の代わりに、サービスエリア内の任意に地点（現在位置等）での瞬間的な勾配を推定するものでもよい。
　また、本実施の形態では運転者に対する支援として画像表示や音声出力による情報提供としたが、注意喚起等でもよいし、あるいは、ブレーキアシスト、アクセルアシスト、変速アシスト、エンジンやモータの停止等の車両制御を行ってもよい。
　また、本実施の形態では変化点のある勾配として上に凸の変化点（上り勾配から下り勾配に切り替わる地点）や下に凸の変化点（下り勾配から上り勾配に切り替わる地点）のある勾配の例を示したが、上り坂あるいは下り坂において勾配の傾きの大きさ（角度）が変わる変化点のある勾配にも適用可能である。また、サービスエリア内に上に凸や下に凸の変化点が複数ある勾配や傾きの大きさが変わる変化点が複数ある勾配にも適用可能である。
　また、本実施の形態では信号機のある交差点での減速停止支援に適用したが、踏み切り、一時停止、歩行者の存在する横断歩道等での減速停止支援、停止以外の減速支援、加速支援等の様々な加減速を伴う運転支援に適用できる。
　また、本実施の形態では平均勾配情報をインフラから受信する構成としたが、ナビゲーションシステムの地図データベースからリンク毎の平均勾配情報を取得してもよいし、車両が任意の道路を走行したときに所定区間の平均勾配を推定し、その平均勾配情報を走行履歴として記憶しておき、次回以降の走行時にその走行履歴を読み出すようにしてもよいし、あるいは、車車間通信を利用して他車両からマルチホップで受信するようにしてもよい。
　また、第１の実施の形態では勾配推定手段として前後加速度センサで検出した前後加速度に基づいて高度差Δｈを演算し、そのΔｈを用いて勾配を推定する方法を示したが、他の走行状況情報に基づいて勾配を推定する方法でもよく、例えば、ＧＰＳ情報を使用して標高情報を演算し、その標高情報を用いて勾配を推定する方法がある。
　また、第２の実施の形態では上に凸の勾配のある場合に上に凸の勾配変化点までの平均勾配情報を追加情報としたが、上に凸の勾配変化点までの高さ情報と距離情報（あるいは、上に凸の変化点の位置情報）を追加情報とし、その高さ情報と距離情報から上に凸の勾配変化点までの平均勾配情報を推定するようにしてもよい。また、下に凸の勾配のある場合に下に凸の勾配変化点までの平均勾配情報等を追加情報とする構成でもよい。
　また、第１の実施の形態における減速停止支援と第２の減速停止支援を組み合わせて減速停止支援を行うようにしてもよい。第１の実施の形態における減速停止支援について勾配の途中に支援タイミングがくるようなときに適切な支援タイミングを決定でき、第２の実施の形態における減速停止支援について上に凸な勾配変化点の手前に支援タイミングがくるようなときに適切な支援タイミングを決定できる。
　本発明は、所定区間の平均勾配情報と自車両の走行状況情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は任意の区間の平均勾配を推定することにより、変化点のある勾配の場合には変化点の前後の任意の地点や任意の区間での勾配を高精度に推定でき、その推定した高精度な勾配を用いてより適切な運転支援を行うことができる。
　１，２…インフラ協調システム、１０…路車間通信機、１１…ＧＰＳ受信器、１２…車輪速度センサ、１３…前後加速度センサ、２１，２２…ＥＣＵ、３０…情報提供装置。

Claims (11)

  1. 　勾配を有する所定区間における運転支援を行う運転支援装置であって、
    　所定区間における平均勾配情報を取得する平均勾配情報取得手段と、
    　自車両の走行状況情報を取得する走行状況情報取得手段と、
    　前記平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と前記走行状況情報取得手段で取得した自車両の走行状況情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する勾配推定手段と、
    　を備え、
    　前記勾配推定手段で推定した勾配を用いて所定区間における運転支援を行うことを特徴とする運転支援装置。
  2. 　前記走行状況情報取得手段は、自車両の前後加速度を取得し、
    　前記勾配推定手段は、前記平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と前記走行状況情報取得手段で取得した自車両の前後加速度に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
  3. 　前記勾配推定手段は、所定区間の始端位置から現在位置までの平均勾配を推定することを特徴とする請求項２に記載の運転支援装置。
  4. 　前記勾配推定手段は、前記平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と前記所定区間の始端位置から現在位置までの平均勾配に基づいて現在位置から所定区間の終端位置までの平均勾配を推定することを特徴とする請求項３に記載の運転支援装置。
  5. 　所定区間内の変化点までの勾配情報を取得する変化点勾配情報取得手段を備え、
    　前記走行状況情報取得手段は、自車両の現在位置を取得し、
    　前記勾配推定手段は、前記平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と前記走行状況情報取得手段で取得した自車両の現在位置及び前記変化点勾配情報取得手段で取得した変化点までの勾配情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
  6. 　前記勾配推定手段で推定した勾配を用いて所定区間における加減速のタイミングを決定することを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の運転支援装置。
  7. 　所定区間における平均勾配情報を取得する平均勾配情報取得手段と、
    　自車両の走行状況情報を取得する走行状況情報取得手段と、
    　前記平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と前記走行状況情報取得手段で取得した自車両の走行状況情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定する勾配推定手段と、
    　を備えることを特徴とする車両用情報処理装置。
  8. 　前記走行状況情報取得手段は、自車両の前後加速度を取得し、
    　前記勾配推定手段は、前記平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と前記走行状況情報取得手段で取得した自車両の前後加速度に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定することを特徴とする請求項７に記載の車両用情報処理装置。
  9. 　前記勾配推定手段は、所定区間の始端位置から現在位置までの平均勾配を推定することを特徴とする請求項８に記載の車両用情報処理装置。
  10. 　前記勾配推定手段は、前記平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と前記所定区間の始端位置から現在位置までの平均勾配に基づいて現在位置から所定区間の終端位置までの平均勾配を推定することを特徴とする請求項９に記載の車両用情報処理装置。
  11. 　所定区間内の変化点までの勾配情報を取得する変化点勾配情報取得手段を備え、
    　前記走行状況情報取得手段は、自車両の現在位置を取得し、
    　前記勾配推定手段は、前記平均勾配情報取得手段で取得した平均勾配情報と前記走行状況情報取得手段で取得した自車両の現在位置及び前記変化点勾配情報取得手段で取得した変化点までの勾配情報に基づいて所定区間内の任意の地点の勾配又は所定区間内の任意の区間の平均勾配を推定することを特徴とする請求項７に記載の車両用情報処理装置。
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