特許 7582110 信号機制御システムおよび車載制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】信号機制御システムおよび車載制御装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/07 20060101AFI20241106BHJP

   G08G 1/09 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

G08G1/07 C

G08G1/09 F

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021122171

(22)【出願日】2021-07-27

(65)【公開番号】P2023018227

(43)【公開日】2023-02-08

【審査請求日】2023-10-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】海田 啓司

(72)【発明者】

【氏名】平沢 崇彦

【審査官】佐藤 吉信

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１２２１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５５６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８１６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３７２７９３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交差点の信号機を制御する信号機制御システムであって、
前記交差点に接近する車群の各車についての、環境に配慮した環境車両および前記環境車両でない非環境車両のうちの何れであるかの車両分類情報に基づいて、前記環境車両および前記非環境車両の総和に対する前記環境車両の割合である環境車両割合が閾値未満のときには、前記環境車両割合が前記閾値以上のときに比して前記信号機の青信号時間が長くなるように前記信号機を制御する、
信号機制御システム。

【請求項2】

請求項１記載の信号機制御システムであって、
前記環境車両は、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車を含み、
前記非環境車両は、エンジン車を含む、
信号機制御システム。

【請求項3】

請求項２記載の信号機制御システムであって、
前記環境車両は、車両のエネルギ効率が所定効率以上である効率条件、車重が所定車重以下である車重条件のうちの少なくとも１つを更に含む車両である、
信号機制御システム。

【請求項4】

請求項１ないし３のうちの何れか１つの請求項に記載の信号機制御システムであって、
交通渋滞程度が所定程度以上であるときにだけ、前記車群の前記各車についての前記車両分類情報に基づいて前記信号機の青信号時間を調節する、
信号機制御システム。

【請求項5】

車両に搭載され、請求項１ないし４のうちの何れか１つの請求項に記載の信号機制御システムに、自車の前記車両分類情報を送信する車載制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号機制御システムおよび車載制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の技術としては、走行車両を先導するプローブカーを制御する制御装置において、プローブカーを先頭とする車群を赤信号により分断しないような信号機制御戦略を実行する場合、車群が交差点に進入する時刻で青信号となるように青信号時間を延長するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１２３８９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の制御装置では、交差点の信号機の青信号時間を設定する際に、車群の各車の環境負荷を考慮していない。このため、環境負荷を考慮した車群の交通流の制御を行なえていない。

【0005】

本発明の信号機制御システムおよび車載制御装置は、環境負荷を考慮した車群の交通流の制御を可能とすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の信号機制御システムおよび車載制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明の信号機制御システムは、
交差点の信号機を制御する信号機制御システムであって、
前記交差点に接近する車群の各車についての、環境に配慮した環境車両および前記環境車両でない非環境車両のうちの何れであるかの車両分類情報に基づいて、前記信号機の青信号時間を調節する、
を備えることを要旨とする。

【0008】

本発明の信号機制御システムでは、交差点に接近する車群の各車についての、環境に配慮した（環境負荷が比較的低い）環境車両および環境車両でない（環境負荷が比較的高い）非環境車両のうちの何れであるかの車両分類情報に基づいて、信号機の青信号時間を調節する。これにより、車群の各車の環境負荷を考慮して信号機の青信号時間を設定することができる。この結果、車群の各車の環境負荷を考慮して車群の交通流を制御することができる。

【0009】

本発明の信号機制御システムにおいて、前記環境車両は、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車を含み、前記非環境車両は、エンジン車を含むものとしてもよい。この場合、前記環境車両は、車両のエネルギ効率が所定効率以上である効率条件、車重が所定車重以下である車重条件のうちの少なくとも１つを更に含む車両であるものとしてもよい。これらのようにして、各車を環境車両と非環境車両とに分類することができる。

【0010】

本発明の信号機制御システムにおいて、前記環境車両および前記非環境車両の総和に対する前記環境車両の割合である環境車両割合が低いときには、前記環境車両割合が高いときに比して前記信号機の青信号時間が長くなるように前記信号機を制御するものとしてもよい。これにより、環境車両割合が低い車群全体の排ガス排出量を抑制し、全体として環境負荷の低減を図ることができる。

【0011】

本発明の信号機制御システムにおいて、交通渋滞程度が所定程度以上であるときにだけ、前記車群の前記各車についての前記車両分類情報に基づいて前記信号機の青信号時間を調節するものとしてもよい。

【0012】

本発明の車載制御装置は、車両に搭載され、上述の何れかの態様の本発明の信号機制御システムに、自車の前記車両分類情報を送信することを要旨とする。これにより、本発明の信号制御システムにより、交差点に接近する車群の各車についての、環境に配慮した（環境負荷が比較的低い）環境車両および環境車両でない（環境負荷が比較的高い）非環境車両のうちの何れであるかの車両分類情報に基づいて、信号機の青信号時間を調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施例としての信号機制御システム２０の一例を示す構成図である。

【図2】管理装置３０により実行される青信号時間設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図3】管理装置３０により実行される青信号時間設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0015】

図１は、本発明の一実施例としての信号機制御システム２０の一例を示す構成図である。実施例の信号機制御システム２０は、複数の信号機制御装置２２と、管理装置３０とを備える。

【0016】

各信号機制御装置２２は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートなどを有するマイクロコンピュータを備える。各信号機制御装置２２は、対応する交差点１０に配置された複数（図１では４個）の信号機１２を制御する。ここで、交差点１０には、十字路（四叉路）だけでなく、三叉路や五叉路、ロータリー交差点なども含まれる。実施例では、簡単のために、十字路の交差点１０について説明する。各信号機制御装置２２は、各車両４０の車載制御装置４２や管理装置３０と無線により通信可能となっている。各車両４０は、エンジンおよび／またはモータからの動力を用いて走行するエンジン車や電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車として構成されており、車両４０の制御を行なう車載制御装置４２を備える。車載制御装置４２は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートなどを有するマイクロコンピュータを備える。この車載制御装置４２は、信号機制御装置２２と無線により通信可能となっている。車載制御装置４２は、進行方向の交差点１０に対応する信号機制御装置２２に、車両分類情報などを送信する。車両分類情報には、車両のタイプ（エンジン車、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車）に関するタイプ情報や、車両のエネルギ効率ηｖに関する効率情報、車重Ｍｖに関する車重情報などが含まれる。車両のエネルギ効率ηｖは、例えば、エンジン車やハイブリッド車、燃料電池車については燃費であり、電気自動車については電費である。車両のエネルギ効率ηｖや車重Ｍｖは、車両４０の仕様値であってもよいし、定期的に推定した推定値であってもよい。

【0017】

管理装置３０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートなどを有するコンピュータと、ハードディスクやＳＳＤなどの記憶装置とを備える。この管理装置３０は、複数の信号機制御装置２２と無線により通信可能となっている。

【0018】

次に、こうして構成された信号機制御システム２０の動作について説明する。図２は、管理装置３０により実行される青信号時間設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、各交差点１０について、それぞれ、交差点１０に繋がる複数の道路のうち対象の走行方向である対象方向を切り替えながら（例えば、図１の上方向、下方向、左方向、右方向の順に切り替えながら）繰り返し実行される。

【0019】

図２の青信号時間設定ルーチンが実行されると、管理装置３０は、最初に、交差点１０付近の対象方向における渋滞レベルＬｖを入力する（ステップＳ１００）。ここで、渋滞レベルＬｖは、情報センターなどから通信により入力される。

【0020】

続いて、交差点１０付近の対象方向における渋滞レベルＬｖが閾値Ｌｖｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｌｖｒｅｆは、渋滞レベルＬｖがある程度高いか否かを判定するのに用いられる閾値である。交差点１０付近の対象方向における渋滞レベルＬｖが閾値Ｌｖｒｅｆ未満であると判定したときには、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓに通常の時間Ｔｓ１を設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。管理装置３０は、定期的に、交差点１０の各走行方向における青信号時間Ｔｓをその交差点１０に対応する信号機制御装置２２に送信する。信号機制御装置２２は、管理装置３０からの各走行方向における青信号時間Ｔｓを用いて信号機１２を制御する。このようにして車群の交通流を制御する。

【0021】

ステップＳ１１０で交差点１０付近の対象方向における渋滞レベルＬｖが閾値Ｌｖｒｅｆ以上であると判定したときには、交差点１０から対象方向における手前側に所定距離（例えば、百ｍ程度）内における環境車両割合Ｒｖを入力する（ステップＳ１２０）。実施例では、管理装置３０は、各車両４０の車載制御装置４２から信号機制御装置２２を介して受信される情報に基づいて、各車両４０を環境車両または環境車両でない非環境車両に分類するものとした。環境車両としては、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車を挙げることができ、非環境車両としては、エンジン車を挙げることができる。環境車両割合Ｒｖは、車両数（環境車両数と非環境車両数との和）に対する環境車両数の割合として演算された値が入力される。

【0022】

続いて、環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｒｖｒｅｆは、環境車両割合Ｒｖが比較的低いか否かを判定するのに用いられる閾値である。環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ以上であると判定したときには、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓに時間Ｔｓ１を設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。一方、環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ未満であると判定したときには、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓに時間Ｔｓ１よりも時間ΔＴｓだけ長い時間Ｔｓ２を設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。ここで、時間ΔＴｓは、一定時間としてもよいし、環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆに対して低いほど長くなる時間としてもよい。

【0023】

渋滞レベルＬｖが低いときや、渋滞レベルＬｖが高くても環境車両が多い（環境車両割合Ｒｖが高い）ときには、交差点１０から対象方向における手前側に所定距離内の車群全体の排ガス排出量がそれほど多くないと想定されるものの、渋滞レベルＬｖが高く且つ非環境車両が多い（環境車両割合Ｒｖが低い）ときには、この車群全体の排ガス排出量が比較的多く、環境にとって好ましくないと想定される。これを踏まえて、実施例では、交差点１０付近の対象方向における渋滞レベルＬｖが閾値Ｌｖｒｅｆ以上であり且つ交差点１０から対象方向における手前側に所定距離内における環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ未満であるときには、渋滞レベルＬｖが閾値Ｌｖｒｅｆ未満であるときや、渋滞レベルＬｖが閾値Ｌｖｒｅｆ以上であり且つ環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ以上であるときに比して、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓを長くするものとした。これにより、環境車両割合Ｒｖが低い車群全体の排ガス排出量を抑制し、全体として環境負荷の低減を図ることができる。

【0024】

以上説明した実施例の信号機制御システム２０では、管理装置３０は、交差点１０付近の対象方向における渋滞レベルＬｖが閾値Ｌｖｒｅｆ以上であるときにおいて、交差点１０から対象方向における手前側に所定距離内における環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ未満であるときには、環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ以上であるときに比して、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓを長くする。これにより、環境車両割合Ｒｖが低い車群全体の排ガス排出量を抑制し、全体として環境負荷の低減を図ることができる。

【0025】

実施例の信号機制御システム２０では、管理装置３０は、交差点１０から対象方向における手前側に所定距離内における環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ未満であるときには、環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ以上であるときに比して、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓを長くするものとした。しかし、交差点１０において、対象方向およびその対向方向（例えば、図１の上方向および下方向）と、それ以外の方向（例えば、図１の左方向および右方向）と、のうち環境車両割合Ｒｖが低い側の信号機１２の青信号時間Ｔｓを、環境車両割合Ｒｖが高い側の信号機１２の青信号時間Ｔｓよりも長くするものとしてもよい。

【0026】

実施例の信号機制御システム２０では、管理装置３０は、図２の青信号時間設定ルーチンを実行するものとした。しかし、これに代えて、図３の青信号時間設定ルーチンを実行するものとしてもよい。図３の青信号時間設定ルーチンは、ステップＳ１３０の処理がステップＳ１３２の処理に置き換えられた点を除いて、図２の青信号時間設定ルーチンと同一である。したがって、図３の青信号時間設定ルーチンのうち図２の青信号時間設定ルーチンと同一の処理については、同一のステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。

【0027】

図３の青信号時間設定ルーチンでは、管理装置３０は、ステップＳ１２０で環境車両割合Ｒｖを入力すると、入力した環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３２）。ここで、閾値Ｒｖｒｅｆ２は、環境車両割合Ｒｖが比較的高いか否かを判定するのに用いられる閾値である。環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ２未満であると判定したときには、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓに時間Ｔｓ１を設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。一方、環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ２以上であると判定したときには、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓに時間Ｔｓ１よりも時間ΔＴｓだけ長い時間Ｔｓ２を設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。この場合、時間ΔＴｓは、一定時間としてもよいし、環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆに対して高いほど長くなる時間としてもよい。

【0028】

この変形例では、環境車両割合Ｒｖと閾値Ｒｖｒｅｆ２との比較結果に基づいて交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓを設定した場合、その青信号時間Ｔｓを信号機制御装置２２に送信するときに、その理由の報知指令も併せて送信するものとした。そして、信号機制御装置２２は、青信号時間Ｔｓを用いて信号機１２を制御すると共に、必要に応じて、青信号時間Ｔｓの理由、例えば、「環境車両の割合が高いため、青信号時間を長くしています。」などのメッセージを各車両４０（少なくとも非環境車両）のディスプレイに表示させるものとした。このようにすることにより、非環境車両の運転者に、環境車両の購買意欲を促進させて、環境負荷の低減を図ることができる。

【0029】

変形例の信号機制御システム２０では、管理装置３０は、図３の青信号時間設定ルーチンにおいて、交差点１０から対象方向における手前側に所定距離内における環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ２以上であるときには、環境車両割合Ｒｖが閾値Ｒｖｒｅｆ２未満であるときに比して、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓを長くするものとした。しかし、交差点１０において、対象方向およびその対向方向（例えば、図１の上方向および下方向）と、それ以外の方向（例えば、図１の左方向および右方向）と、のうち環境車両割合Ｒｖが高い側の信号機１２の青信号時間Ｔｓを、環境車両割合Ｒｖが低い側の信号機１２の青信号時間Ｔｓよりも長くするものとしてもよい。

【0030】

実施例や上述の変形例の信号機制御システム２０では、管理装置３０は、図２や図３の青信号時間設定ルーチンにおいて、環境車両割合Ｒｖの演算に際して、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車を環境車両とすると共に環境車両でないものを非環境車両とした。しかし、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車で且つ車両のエネルギ効率ηｖが閾値ηｖｒｅｆ以上である効率条件を満たすものを環境車両としてもよいし、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車で且つ車重Ｍｖが閾値Ｍｖｒｅｆ以下である車重条件を満たすものを環境車両としてもよいし、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車で且つ効率条件および車重条件を満たすものを環境車両としてもよい。

【0031】

実施例や上述の変形例の信号機制御システム２０では、管理装置３０は、図２や図３の青信号時間設定ルーチンにおいて、交差点１０付近の対象方向における渋滞レベルＬｖと、交差点１０から対象方向における手前側に所定距離内における環境車両割合Ｒｖとを用いて、交差点１０の対象方向およびその対向方向における信号機１２の青信号時間Ｔｓを設定するものとした。しかし、渋滞レベルＬｖを用いずに、環境車両割合Ｒｖだけを用いて信号機１２の青信号時間Ｔｓを設定するものとしてもよい。

【0032】

実施例や上述の変形例の信号機制御システム２０では、管理装置３０が、各交差点１０について、図２や図３の青信号時間設定ルーチンを設定するものとした。しかし、各信号機制御装置２２が、それぞれ対応する交差点１０について、図２や図３の青信号時間設定ルーチンを設定するものとしてもよい。

【0033】

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

【0034】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明は、信号機制御システムおよび車載制御装置の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0036】

１０ 交差点、１２ 信号機、２０ 信号機制御システム、２２ 信号機制御装置、３０ 管理装置、４０ 車両、４２ 車載制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】