(57)【要約】【課題】そこで、本発明は、路面勾配などの外乱に対する安定性が高い隊列走行を実現する隊列走行制御システムを提供することを目的とする。【課題手段】隊列走行制御システムは、複数の車両Ｃ１，Ｃ２，…が隊列を組んで走行する隊列走行で車両の走行状態を制御する。車両Ｃｎの隊列走行制御システムは、隊列内で自車両Ｃｎに先行する先行車両Ｃｎ−１に関する先行車関連情報Ｉｎ−１を者車間通信で取得する車車間通信手段と、取得された先行車関連情報Ｉｎ−１に基づいて自車両Ｃｎの目標加速度を演算し、自車両Ｃｎの加速度を制御する車両制御ＥＣＵと、を備え、先行車関連情報Ｉｎ−１は、先行車両Ｃｎ−１の目標加速度と実加速度との誤差の積分量を含む。【選択図】図２
2010176353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車両が隊列を組んで走行する隊列走行で前記車両の走行状態を制御する隊列走行制御システムであって、
前記隊列内で自車両に先行する先行車両に関する先行車関連情報を取得する先行車関連情報取得手段と、
前記先行車情報取得手段により取得された前記先行車関連情報に基づいて自車両の目標車両状態量を演算し、自車両の車両状態量を制御する走行状態制御手段と、を備え、
前記先行車関連情報は、
前記先行車両の目標車両状態量と実車両状態量との誤差の積分量を含むことを特徴とする隊列走行制御システム。
【請求項２】
前記走行状態制御手段は、
前記先行車両が自車両の現在位置を走行していた時点における前記先行車関連情報に基づいて、自車の目標車両状態量を演算することを特徴とする請求項１に記載の隊列走行制御システム。
【請求項３】
前記走行状態制御手段は、
複数の前記先行車両から得られた複数台分の前記先行車関連情報を平均した平均量に基づいて、自車の目標車両状態量を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の隊列走行制御システム。
【請求項４】
前記走行状態制御手段は、
複数の前記先行車両から得られた複数台分の前記先行車関連情報の各々に、自車両から各々の先行車両までの距離に対応した重み付けを施して平均した加重平均量に基づいて、自車の目標車両状態量を演算することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の隊列走行制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の車両が隊列を組んで走行する隊列走行で車両の走行状態を制御する隊列走行制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、交通流改善を図り、空気抵抗の低減による燃費向上を図るために、複数の車両を短い車間距離で一列で隊列走行させる技術が注目されている。従来、このような隊列走行の技術として、下記特許文献１のシステムが提案されている。このシステムでは、隊列の各後続車両の各々が、隊列の先頭車両との間の車間距離を制御することで、複数台の車両による隊列走行が実現されている。この方式によれば、隊列の先頭車両が受けた外乱に対しては、各後続車両が素早く応答するので、車間距離の誤差の伝播等もなく、隊列の挙動が乱れにくいと示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６２２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のシステムによる隊列走行では、例えば路面勾配など先頭車両から順に隊列に加わってくる未知の外乱が存在すると、隊列の各車両は、先頭車両から順に、必要とされる加減速度を正確に実現できなくなっていく。その結果、隊列内の車間距離の安定性が低下し、隊列走行による交通流改善や燃費向上といった効果が十分に得られなくなる。
【０００５】
そこで、本発明は、路面勾配などの外乱に対する安定性が高い隊列走行を実現する隊列走行制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の隊列走行制御システムは、複数の車両が隊列を組んで走行する隊列走行で車両の走行状態を制御する隊列走行制御システムであって、隊列内で自車両に先行する先行車両に関する先行車関連情報を取得する先行車関連情報取得手段と、先行車情報取得手段により取得された先行車関連情報に基づいて自車両の目標車両状態量を演算し、自車両の車両状態量を制御する走行状態制御手段と、を備え、先行車関連情報は、先行車両の目標車両状態量と実車両状態量との誤差の積分量を含むことを特徴とする。
【０００７】
この隊列素行制御システムによる隊列の後続車両の制御においては、先行車両の目標車両状態量と実車両状態量との誤差の積分値を含む先行車関連情報が利用される。この場合、隊列走行中において先頭車両から順に隊列に加わってくる外乱が存在する場合を考えると、後続車両は、先に先行車両が当該外乱を受けたときの先行車関連情報を利用することができるので、後続車両は、当該外乱を自車両が受ける前に、当該外乱に対処すべく車両状態量を制御することができる。従って、隊列全体としては、隊列の先頭車両から順に加わってくる外乱に対しても安定性が高い隊列走行が実現される。
【０００８】
また、走行状態制御手段は、先行車両が自車両の現在位置を走行していた時点における先行車関連情報に基づいて、自車の目標車両状態量を演算することとしてもよい。この場合、先頭車両から順に隊列に加わってくる外乱が、隊列に加わった直後も含めて、隊列の安定性を高めることができる。
【０００９】
また、走行状態制御手段は、複数の先行車両から得られた複数台分の先行車関連情報を平均した平均量に基づいて、自車の目標車両状態量を演算することとしてもよい。この場合、一部の先行車両にのみに更に外乱が加わった場合でも、その外乱の影響を軽減することができるので、更に隊列走行の安定性を高めることができる。
【００１０】
また、走行状態制御手段は、複数の先行車両から得られた複数台分の先行車関連情報の各々に、自車両から各々の先行車両までの距離に対応した重み付けを施して平均した加重平均量に基づいて、自車の目標車両状態量を演算することとしてもよい。この場合、一部の先行車両にのみ加わった外乱の影響を軽減しながら、後続車両においては、上記外乱が加わった先行車両までの距離に対応した応答性が確保されるので、車両状態量の誤差を素早く低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の隊列走行制御システムによれば、路面勾配などの外乱に対する安定性が高い隊列走行を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る隊列走行制御システムの第１〜第４実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の隊列走行制御システムで実現される隊列走行を示す図である。
【図３】第１実施形態の隊列走行制御システムによる走行制御処理を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は、第１実施形態の隊列走行制御において、隊列が勾配に差しかかった図を示し、（ｂ）は、その勾配開始位置付近における位置ごとの車両の加速度誤差を示すグラフであり、（ｃ）は、その誤差積分値を示すグラフである。
【図５】（ａ）は、比較のための比較制御において、隊列が勾配に差しかかった図を示し、（ｂ）は、その勾配開始位置付近における位置ごとの車両の加速度誤差を示すグラフである。
【図６】第２実施形態の隊列走行制御システムによる走行制御処理を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は、第２実施形態の隊列走行制御において、隊列が勾配に差しかかった図を示し、（ｂ）は、その勾配開始位置付近における位置ごとの車両の加速度誤差を示すグラフであり、（ｃ）は、その誤差積分値を示すグラフである。
【図８】第３実施形態の隊列走行制御システムで実現される隊列走行を示す図である。
【図９】第３実施形態の隊列走行制御システムによる走行制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）は、第３実施形態の隊列走行制御において、隊列が勾配に差しかかった図を示し、（ｂ）は、その勾配開始位置付近における位置ごとの車両の加速度誤差を示すグラフであり、（ｃ）は、その誤差積分値を示すグラフである。
【図１１】第４実施形態の隊列走行制御システムによる走行制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）は、第４実施形態の隊列走行制御において、隊列が勾配に差しかかった図を示し、（ｂ）は、その勾配開始位置付近における位置ごとの車両の加速度誤差を示すグラフであり、（ｃ）は、その誤差積分値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る隊列走行制御システムの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１に示す隊列走行制御システム１は、複数の車両が隊列を組んで走行する隊列走行において、当該隊列に属する車両の走行状態を制御するシステムである。この隊列走行制御システム１により、任意台数の複数の車両が比較的狭い車間距離で縦一列に並んで走行する隊列走行が実現される。
【００１５】
なお、以下の説明においては、図２に示されるように、隊列の先頭から数えてｎ番目（ｎ＝１，２，３，…）の車両を「Ｃｎ」で表す。なお、各車両は、図中の矢印Ｙ方向に向かって走行しているものとする。また、必要な場合には、車両Ｃｎの加速度を「ａｎ」で表し、車両Ｃｎの速度を「Ｖｎ」で表し、車両Ｃｎの加速度要求値を「ｕｎ」で表す。また、車両Ｃｎにおけるａｎ−ｕｎを、加速度誤差とし、「Δａｎ」で表す。また、車両Ｃｎと車両Ｃｎ＋１との車間距離を「Ｌｎ」で表し、車両Ｃｎと車両Ｃｎ＋１との車間誤差を「ΔＬｎ」で表す。なお、車間誤差ΔＬｎは、目標車間距離Ｌｔｇｔ＿ｎと現在の車間距離Ｌｎとの誤差を意味する。また、車両Ｃｎの車長を「ｑｎ」で表し、車長ｐｎと車間距離Ｌｎとを加えた長さを「ｐｎ」で表す。また、隊列の構成車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…のうち、先頭を走行する車両Ｃ１を「先頭車両」と呼び、これに対して、車両Ｃ２，Ｃ３，…を総称し「後続車両」と呼ぶ場合がある。
【００１６】
隊列を構成するすべての車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…は、それぞれ１つずつ、以下に説明する隊列走行制御システム１を搭載している。
【００１７】
図１に示すように、隊列走行制御システム１は、車両制御ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１０を備えている。車両制御ＥＣＵ１０は、隊列走行制御システム１の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を含むコンピュータを主体として構成されている。車両制御ＥＣＵ１０は、情報を一時的又は長期的に保存することが可能な情報記憶部１０ａを有している。
【００１８】
更に、隊列走行制御システム１は、自車両の走行状態を検知するためのセンサ類を備えている。このセンサ類には、前方車間距離センサ２１ａと、後方車間距離センサ２２ａと、車速センサ２３ａと、加速度センサ２４ａとが含まれている。
【００１９】
前方車間距離センサ２１ａは、自車両の直ぐ前方を走行する車両との車間距離を検知することができる。同様に、後方車間距離センサ２２ａは、自車両の直ぐ後方を走行する車両との車間距離を検知することができる。このような前方車間距離センサ２１ａ及び後方車間距離センサ２２ａとしては、例えば、それぞれ車両の前部及び後部にそれぞれ設けられたミリ波レーダが採用される。前方車間距離センサ２１ａで得られる信号は、前方センサＥＣＵ２１で処理され、前方車間距離情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。同様に、後方車間距離センサ２２ａで得られる信号は、後方センサＥＣＵ２２で処理され、後方車間距離情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。
【００２０】
車速センサ２３ａは、自車両の速度を検知することができる。車速センサ２３ａとしては、例えば、車輪速を検知する電磁ピックアップセンサが用いられる。車速センサ２３ａで得られる信号は、車速センサＥＣＵ２３で処理され、車速情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。加速度センサ２４ａは、自車両の加速度を検知することができる。加速度センサ２４ａとしては、例えば、ガスレートセンサもしくはジャイロセンサが用いられる。加速度センサ２４ａで得られる信号は、加速度センサＥＣＵ２４で処理され、加速度情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。
【００２１】
なお、前方センサＥＣＵ２１と、後方センサＥＣＵ２２と、車速センサＥＣＵ２３と、加速度センサＥＣＵ２４とは、車両内ネットワークとして構築された通信・センサ系ＣＡＮ２０を介して車両制御ＥＣＵ１０に接続されている。
【００２２】
以上のように、隊列走行制御システム１では、上述のセンサ類により、自車両についての前方車間距離情報と、後方車間距離情報と、車速情報と、加速度情報とが得られる。なお、以下の説明では、前方車間距離情報と、後方車間距離情報と、車速情報と、加速度情報とをまとめて「走行状態情報」という場合がある。
【００２３】
更に、システム１は、自車両の加減速・操舵等の操作を行うべく、エンジン制御ＥＣＵ３１と、ブレーキ制御ＥＣＵ３２と、ステアリング制御ＥＣＵ３３とを備えている。エンジン制御ＥＣＵ３１は、車両制御ＥＣＵ１０から送信される加速度要求値情報を受信し、当該加速度要求値に対応する操作量でスロットルアクチュエータ３１ａ等を操作する。また、ブレーキ制御ＥＣＵ３２は、上記加速度要求値情報を受信し、当該加速度要求値に対応する操作量でブレーキアクチュエータ３２ａ等を操作する。また、ステアリング制御ＥＣＵ３３は、車両制御ＥＣＵ１０から送信される操舵指令値情報を受信し、当該操舵指令値に対応する操作量でステアリングアクチュエータ３３ａ等を操作する。
【００２４】
また、隊列走行制御システム１は、隊列の他の構成車両との間で互いの走行状態情報等を交換すべく、無線アンテナ２６ａ及び無線制御ＥＣＵ２６を備えている。隊列内の各車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…は、この無線アンテナ２６ａ及び無線制御ＥＣＵ２６により互いに車車間通信を行い、他の構成車両すべての車両諸元情報、走行状態情報、及び加速度要求値情報を取得すると共に、自車両の車両諸元情報、走行状態情報、及び加速度要求値情報を他車両に送信する。また、車車間通信によれば、これらの情報に限られず、種々の情報を車両間で交換することができる。このような車車間通信により、すべての車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…の車両制御ＥＣＵ１０において、すべての車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…の車両諸元情報、走行状態情報、及び加速度要求値情報を共有することも可能である。なお、無線制御ＥＣＵ２６は、前述の通信・センサ系ＣＡＮ２０を介して車両制御ＥＣＵ１０に接続されている。
【００２５】
続いて、この隊列走行制御システム１による隊列走行制御について説明する。ここでは、車両Ｃｎが搭載する隊列走行制御システム１によって行われる車両Ｃｎの走行制御処理について説明する（ｎ＝１，２，３，…）。
【００２６】
図２及び図３に示すように、車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…による隊列走行が開始される（Ｓ１０１）と、車両Ｃｎの隊列走行制御システム１の車両制御ＥＣＵ１０は、無線アンテナ２６ａ及び無線制御ＥＣＵ２６を通じた車車間通信により、自車両Ｃｎの直ぐ前方を走行する車両Ｃｎ−１から積分値Ｉｎ−１（先行車関連情報）を受信する（Ｓ１０３）。なお、図３のフローチャート中の添字「ｎ」に「ｎ−１」を代入すれば理解されるように、この積分値Ｉｎ−１とは、車両Ｃｎ−１の走行制御処理において、後述の処理Ｓ１０５で算出され、後述の処理Ｓ１０９で送信された値である。また、この積分値Ｉｎ−１は、後述の処理Ｓ１０７で示されるように、車両Ｃｎ−１の加速度の制御において、積分フィードバック量として用いられる値であり、積分値Ｉｎ−１には、積分量∫（ｕｎ−１−ａｎ−１）ｄｔが含まれている。
【００２７】
但し、自車両が隊列の先頭車両Ｃ１の場合（ｎ＝１の場合）は、この処理Ｓ１０３において、積分値Ｉｎ−１＝０とされる。
【００２８】
次に、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｃｎの加速度誤差ｕｎ−ａｎの積分∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔを算出する。そして、算出された積分∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔに、上記の積分値Ｉｎ−１を加算して、自車両Ｃｎの積分値Ｉｎを算出する（Ｓ１０５）。すなわち、積分値Ｉｎを、以下の数式（１）に基づいて算出する。
【数１】
2010176353.tif 000003
なお、上記加速度要求値ｕｎは、例えば、予め設定された車両Ｃｎの走行計画に基づいて算出される。また、上記加速度ａｎは、例えば、加速度センサ２４ａから取得される。
【００２９】
次に、車両制御ＥＣＵ１０は、この積分値Ｉｎを積分フィードバック量に適用して目標加速度（目標車両状態量）ｕｎ＋ｋ・Ｉｎを算出し、当該ｕｎ＋ｋ・Ｉｎを加速度要求値としてエンジン制御ＥＣＵ３１（加速度実現部）及びブレーキ制御ＥＣＵ３２（加速度実現部）に送信する（Ｓ１０７）。そして、エンジン制御ＥＣＵ３１及びブレーキ制御ＥＣＵ３２は、受信した加速度要求値ｕｎ＋ｋ・Ｉｎに基づいてスロットルアクチュエータ３１ａ及びブレーキアクチュエータ３２ａを操作し、車両Ｃｎの加減速を実現する。なお、上記のゲインｋの値は、隊列走行制御システム１の設計者により所望の設計思想に基づいて予め決定され、車両制御ＥＣＵ１０の情報記憶部１０ａに予め記憶されている。
【００３０】
すなわち、車両Ｃｎが後続車両の場合（ｎ＝２，３，…の場合）、この車両Ｃｎの目標加速度は、例えば走行計画等に基づいて求められる加速度要求値ｕｎに、更に積分値Ｉｎのｋ倍を加算して求められ、積分値Ｉｎは、自車両Ｃｎの目標とする加速度ｕｎと自車両Ｃｎの実加速度ａｎとの誤差の積分∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔに、先行車両Ｃｎ−１の積分値Ｉｎ−１を加算して求められる値である。
【００３１】
更に、車両制御ＥＣＵ１０は、車車間通信によって、自車両Ｃｎの直後を走行する車両Ｃｎ＋１に、上記積分値Ｉｎを送信する（Ｓ１０９）。以上の処理Ｓ１０３〜Ｓ１０９が、隊列走行中に順次繰り返されることにより、車両Ｃｎの加速度ａｎが積分フィードバック制御される。なお、車両Ｃｎの直ぐ後方を走行する車両Ｃｎ＋１の車両制御ＥＣＵ１０は、車両Ｃｎの上記処理Ｓ１０９で送信された積分値Ｉｎを受信し、車両Ｃｎと同様に処理Ｓ１０３〜Ｓ１０９による走行制御処理を行う。そして、以上のような処理が、隊列を構成するすべての車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…において各々行われることにより、車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…による隊列走行が実現される。
【００３２】
続いて、このような隊列走行制御システム１による作用効果について説明する。本発明者らは、３台の車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３からなる隊列の隊列走行制御システム１による隊列走行制御のシミュレーションを行った。そして、隊列が図４（ａ）のような勾配に差しかかった場合の各車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の加速度誤差Δａ１，Δａ２，Δａ３を図４（ｂ）に示し、このときの誤差積分値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を図４（ｃ）に示している。
【００３３】
また、比較のため、３台の車両Ｃｎ（ｎ＝１，２，３）が、それぞれ、自車両Ｃｎの積分値∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔのみで積分フィードバック制御を行う隊列走行制御（以下、「比較制御」という）のシミュレーションを行った。すなわち、比較制御では、各車両Ｃｎはその直ぐ前方の車両Ｃｎ−１の影響を受けずに各々単独で走行制御を行い、各車両Ｃｎの加速度要求値は、ｕｎ＋ｋ・∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔで表される。
【００３４】
上記比較制御においては、図５（ａ）に示すように、隊列が勾配に差しかかった時には、
隊列の先頭車両Ｃ１から順に、各車両Ｃｎに勾配分の加速度が加わり、図５（ｂ）に示すような加速度の乱れが、全部の車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に対してまったく同じように発生する。
【００３５】
これに対し、図４（ａ）に示すように、隊列走行制御システム１による隊列が勾配に差しかかった場合、後続車両Ｃ２では、先に勾配を経験した先頭車両Ｃ１の誤差積分値Ｉ１を受信し、この誤差積分値Ｉ１に基づいて自車両Ｃ２の制御が行われる。同様に、車両Ｃ３でも、車両Ｃ２の誤差積分値Ｉ２を受信し、この誤差積分値Ｉ２に基づいて自車両Ｃ３の制御が行われる。このような制御によれば、図４（ｃ）に示すように、隊列の後の車両に行くほど、誤差積分値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３が大きくなり、そして、図４（ｂ）に示すように、隊列の後の車両に行くほど、加速度誤差Δａ１，Δａ２，Δａ３が小さく、加速度の乱れが小さくなることが判明した。
【００３６】
このように、隊列走行制御システム１によれば、路面勾配のように、隊列走行中において先頭車両から順に隊列に加わってくる外乱に対して、安定性が高い隊列走行を実現することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
続いて、本発明に係る隊列走行制御システムの第２実施形態について説明する。本実施形態の隊列走行制御システム２０１の物理的な構成は、図１に示すように、隊列走行制御システム１と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００３８】
以下、車両Ｃｎが搭載する隊列走行制御システム２０１によって行われる車両Ｃｎの走行制御処理について説明する（ｎ＝１，２，３，…）。なお、以下の走行制御の処理において、第１実施形態と同一又は同等の処理については、重複する説明を省略する。
【００３９】
図２及び図６に示すように、車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…による隊列走行が開始される（Ｓ２０１）と、車両Ｃｎの隊列走行制御システム１の車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｃｎの現在位置Ｘｎをリセットし、Ｘｎ＝０とする（Ｓ２０３）。
【００４０】
隊列走行中において、車両制御ＥＣＵ１０は、Ｘｎ＝∫Ｖｎｄｔといった演算により、自車両の現在位置Ｘｎを算出し更新する（Ｓ２０５）。なお、この演算に用いられる自車両の車速Ｖｎは、車速センサ２３ａから得られる。続いて、車両制御ＥＣＵ１０は、車車間通信により、自車両Ｃｎの直ぐ前方を走行する車両Ｃｎ−１から積分値Ｉｎ−１を受信する（Ｓ２０７）。ここで受信された積分値Ｉｎ−１は、車両Ｃｎ−１が、自車両Ｃｎの現在位置Ｘｎよりも距離Ｐｎ−１だけ前方の位置を走行しているときの積分値であるので、受信された積分値Ｉｎ−１は、当該車両Ｃｎ−１の現在位置（Ｘｎ＋Ｐｎ−１）に関連付けて、積分値Ｉｎ−１（Ｘｎ＋Ｐｎ−１）と表すことができる。
【００４１】
そして、受信されたこの積分値Ｉｎ−１（Ｘｎ＋Ｐｎ−１）は、車両制御ＥＣＵ１０の情報記憶部１０ａに一時的に保存される（Ｓ２０９）。ここで用いられる距離Ｐｎ−１は、車間距離Ｌｎ−１と車長ｑｎ−１との和で求めることができ、車間距離Ｌｎ−１は、例えば、前方車間距離センサ２１ａから得られる。また、車長ｑｎ−１は、車両諸元情報として車両Ｃｎ−１が予め保持しており、車両Ｃｎの車両制御ＥＣＵ１０は、車車間通信により車長ｑｎ−１を取得することができる。また、車間距離Ｌｎ−１としては、車両Ｃｎ−１の後方車間距離センサ２１ｂで得られた後方車間距離情報を、車車間通信で取得してもよい。
【００４２】
但し、自車両が隊列の先頭車両Ｃ１の場合（ｎ＝１の場合）は、この処理Ｓ２０７，Ｓ２０９において、積分値Ｉｎ−１（Ｘｎ＋Ｐｎ−１）＝０とされる。
【００４３】
このような処理Ｓ２０７，Ｓ２０９により、車両Ｃｎ−１が位置Ｘｎ（自車両Ｃｎの現在位置）を走行していた時点の積分値Ｉｎ−１（Ｘｎ）が、既に情報記憶部１０ａに保存されていることになる。
【００４４】
次に、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｃｎの加速度誤差ｕｎ−ａｎの積分∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔを算出する。そして、情報記憶部１０ａに保存されている積分値Ｉｎ−１（Ｘｎ）を読み出す。そして、算出された積分∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔに、読み出した積分値Ｉｎ−１（Ｘｎ）を加算して、自車両の積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を算出する（Ｓ２１１）。すなわち、積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を、以下の数式（２）に基づいて算出する。
【数２】
2010176353.tif 000004
【００４５】
次に、車両制御ＥＣＵ１０は、この積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を積分フィードバック量に適用して目標加速度（目標車両状態量）ｕｎ＋ｋ・Ｉｎ（Ｘｎ）を算出し、当該ｕｎ＋ｋ・Ｉｎ（Ｘｎ）を加速度要求値としてエンジン制御ＥＣＵ３１及びブレーキ制御ＥＣＵ３２に送信する（Ｓ２１３）。
【００４６】
更に、車両制御ＥＣＵ１０は、車車間通信によって、自車両Ｃｎの直後を走行する車両Ｃｎ＋１に、上記積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を、積分値Ｉｎとして送信する（Ｓ２１５）。以上の処理Ｓ２０５〜Ｓ２１５が、隊列走行中に順次繰り返されることにより、車両Ｃｎの加速度ａｎが積分フィードバック制御される。なお、車両Ｃｎの直ぐ後方を走行する車両Ｃｎ＋１の車両制御ＥＣＵ１０は、車両Ｃｎの上記処理Ｓ２１５で送信された積分値Ｉｎを受信し、車両Ｃｎと同様に処理Ｓ２０５〜Ｓ２１５による走行制御処理を行う。そして、以上のような処理が、隊列を構成するすべての車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…において各々行われることにより、車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…による隊列走行が実現される。
【００４７】
続いて、このような隊列走行制御システム２０１による作用効果について説明する。ここでは、第１実施形態と同様に隊列走行制御システム２０１による隊列走行制御のシミュレーションを行った。そして、図７（ａ）に示すように隊列が勾配に差しかかった場合の各車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の加速度誤差Δａ１，Δａ２，Δａ３を図７（ｂ）に示し、このときの誤差積分値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を図７（ｃ）に示している。
【００４８】
図７（ｂ）と図４（ｂ）とを比較して判るように、隊列走行制御システム２０１によれば、勾配の開始地点付近を含めて、更に加速度誤差Δａ２，Δａ３を減少させることができる。このように、隊列走行制御システム２０１によれば、路面勾配のように、隊列走行中において先頭車両から順に隊列に加わってくる外乱に対して、更に、安定性が高い隊列走行を実現することができる。
【００４９】
（第３実施形態）
続いて、本発明に係る隊列走行制御システムの第３実施形態について説明する。本実施形態の隊列走行制御システム３０１の物理的な構成は、図１に示すように、隊列走行制御システム１と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００５０】
以下、車両Ｃｎが搭載する隊列走行制御システム３０１によって行われる車両Ｃｎの走行制御処理について説明する（ｎ＝１，２，３，…）。なお、以下の走行制御の処理において、第１又は第２実施形態と同一又は同等の処理については、重複する説明を省略する。
【００５１】
図８及び図９に示すように、車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…による隊列走行が開始される（Ｓ３０１）と、車両Ｃｎの隊列走行制御システム１の車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｃｎの現在位置Ｘｎをリセットし、Ｘｎ＝０とする（Ｓ３０３）。
【００５２】
隊列走行中において、車両制御ＥＣＵ１０は、Ｘｎ＝∫Ｖｎｄｔといった演算により、自車両の現在位置Ｘｎを算出し更新する（Ｓ３０５）。
【００５３】
続いて、車両制御ＥＣＵ１０は、車車間通信により、自車両Ｃｎの前方のすべての車両Ｃ１〜Ｃｎ−１の積分値Ｉ１〜Ｉｎ−１を収集する。具体的には、以下の処理Ｓ３０７，Ｓ３０９を、ｍ＝１，２，…，ｎ−１のすべてについて繰り返し行う。
【００５４】
すなわち、車両制御ＥＣＵ１０は、車車間通信により、自車両Ｃｎの前方を走行するｍ番目の車両Ｃｍから積分値Ｉｍを受信する（Ｓ３０７）。ここで受信された積分値Ｉｍは、車両Ｃｍが、自車両Ｃｎの現在位置Ｘｎよりも距離Ｐｎ−１＋Ｐｎ−２＋…＋Ｐｍだけ前方の位置を走行しているときの積分値である。従って、受信された積分値Ｉｍは、当該車両Ｃｍの現在位置（Ｘｎ＋Ｐｎ−１＋Ｐｎ−２＋…＋Ｐｍ）に関連付けて、積分値Ｉｍ（Ｘｎ＋Ｐｎ−１＋Ｐｎ−２＋…＋Ｐｍ）と表すことができる。そして、受信されたこの積分値Ｉｍ（Ｘｎ＋Ｐｎ−１＋Ｐｎ−２＋…＋Ｐｍ）は、車両制御ＥＣＵ１０の情報記憶部１０ａに一時的に保存される（Ｓ３０９）。
【００５５】
但し、自車両が隊列の先頭車両Ｃ１の場合（ｎ＝１の場合）は、この処理Ｓ３０７，Ｓ３０９において、積分値Ｉｍ（Ｘｎ＋Ｐｎ−１＋Ｐｎ−２＋…＋Ｐｍ）＝０とされる。
【００５６】
このような処理Ｓ３０７，Ｓ３０９により、前方のすべての車両Ｃ１〜Ｃｎ−１について、各々の車両が位置Ｘｎ（自車両Ｃｎの現在位置）を走行していた時点の積分値Ｉ１（Ｘｎ）〜Ｉｎ−１（Ｘｎ）が、すべて、既に情報記憶部１０ａに保存されていることになる。
【００５７】
次に、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｃｎの加速度誤差ｕｎ−ａｎの積分値∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔを算出する。そして、情報記憶部１０ａに保存されている積分値Ｉ１（Ｘｎ）〜Ｉｎ−１（Ｘｎ）を読み出す。そして、算出された積分値∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔに、読み出した積分値Ｉ１（Ｘｎ）〜Ｉｎ−１（Ｘｎ）の算術平均値を加算して、積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を算出する（Ｓ３１１）。すなわち、積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を、以下の数式（３）に基づいて算出する。
【数３】
2010176353.tif 000005
【００５８】
次に、車両制御ＥＣＵ１０は、この積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を積分フィードバック量に適用して目標加速度（目標車両状態量）ｕｎ＋ｋ・Ｉｎ（Ｘｎ）を算出し、当該ｕｎ＋ｋ・Ｉｎ（Ｘｎ）を加速度要求値としてエンジン制御ＥＣＵ３１及びブレーキ制御ＥＣＵ３２に送信する（Ｓ３１３）。
【００５９】
更に、車両制御ＥＣＵ１０は、車車間通信によって、自車両Ｃｎの後方を走行するすべての車両Ｃｎ＋１，Ｃｎ＋２，Ｃｎ＋３，…に、上記積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を、積分値Ｉｎとして送信する（Ｓ３１５）。以上の処理Ｓ３０５〜Ｓ３１５が、隊列走行中に順次繰り返されることにより、車両Ｃｎの加速度ａｎが積分フィードバック制御される。なお、車両Ｃｎの後方を走行するすべての車両Ｃｎ＋１，Ｃｎ＋２，Ｃｎ＋３，…の車両制御ＥＣＵ１０は、車両Ｃｎの上記処理Ｓ３１５で送信された積分値Ｉｎを受信し、車両Ｃｎと同様に処理Ｓ３０５〜Ｓ３１５による走行制御処理を行う。そして、以上のような処理が、隊列を構成するすべての車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…において各々行われることにより、車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…による隊列走行が実現される。
【００６０】
続いて、このような隊列走行制御システム３０１による作用効果について説明する。ここでは、隊列走行制御システム３０１による３台の車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の隊列走行制御において、隊列が勾配に差しかかり、更に、２台目の車両Ｃ２にのみ外乱が加わった場合をシミュレーションした。そして、このときの各車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の加速度誤差Δａ１，Δａ２，Δａ３を図１０（ｂ）に示し、このときの誤差積分値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を図１０（ｃ）に示している。
【００６１】
また、比較のため、図１０（ｂ）中に加速度誤差Δａ３＿ｃの線図を、図１０（ｃ）中に誤差積分値Ｉ３＿ｃの線図を重ねて示している。これらの加速度誤差Δａ３＿ｃ及び誤差積分値Ｉ３＿ｃは、他の条件を変えずに、車両Ｃ３が前述の第２実施形態の走行制御を行ったとした場合の車両Ｃ３の加速度誤差、誤差積分値を表している。
【００６２】
図１０（ｂ）に示すように、外乱Ｚによって車両Ｃ２の加速度が乱れたときには、それに伴って車両Ｃ３の加速度も乱れることになる。ここで、図１０（ｂ）によれば、外乱Ｚに起因する加速度誤差Δａ３は、加速度誤差Δａ３＿ｃに比較してより小さくなっており、加速度の乱れが抑えられていることが判る。このように、隊列走行制御システム３０１によれば、隊列内の一部の車両にのみ外乱が加わった場合に、その直ぐ後方の車両の加速度の乱れを抑制することができるので、更に、安定性が高い隊列走行を実現することができる。
【００６３】
（第４実施形態）
続いて、本発明に係る隊列走行制御システムの第４実施形態について説明する。本実施形態の隊列走行制御システム４０１の物理的な構成は、図１に示すように、隊列走行制御システム１と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００６４】
以下、車両Ｃｎが搭載する隊列走行制御システム４０１によって行われる車両Ｃｎの走行制御処理について説明する（ｎ＝１，２，３，…）。この走行制御処理は、図１１に示すように、前述の隊列走行制御システム３０１による処理Ｓ３１１（図９参照）を、以下に説明する処理Ｓ４１１に差し替えたものである。なお、図１１において、図９の処理と同一の処理には同一の符号を付し、以下、重複する説明を省略する。
【００６５】
処理Ｓ４１１では、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｃｎの加速度誤差ｕｎ−ａｎの積分値∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔを算出する。更に、各積分値Ｉ１（Ｘｎ）〜Ｉｎ−１（Ｘｎ）に対して、それぞれ重みｗ１〜ｗｎ−１を乗じて加重平均値を算出する。但し、車両Ｃｊから得られた積分値Ｉｊ（Ｘｎ）に係る重みｗｊは（ｊ＝１，２，…，ｎ−１）、自車両Ｃｎと車両Ｃｊとの距離が大きくなるほど重みｗｊが小さくなるように設定され、ｗｎ−１＞ｗｎ−２＞…＞ｗ１となるように定められる。例えば、各重みｗｊは、自車両Ｃｎと車両Ｃｊとの距離に反比例するように設定してもよい。そして、算出された積分値∫（ｕｎ−ａｎ）ｄｔに、上記の加重平均値を加算して、積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を算出する（Ｓ４１１）。すなわち、積分値Ｉｎ（Ｘｎ）を、以下の数式（４）に基づいて算出する。
【数４】
2010176353.tif 000006
【００６６】
このような図１１に示す処理が、隊列を構成するすべての車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…において各々行われることにより、車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…による隊列走行が実現される。  
【００６７】
続いて、このような隊列走行制御システム４０１による作用効果について説明する。ここでは、隊列走行制御システム４０１による３台の車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の隊列走行制御において、隊列が勾配に差しかかり、更に、２台目の車両Ｃ２にのみ外乱が加わった場合をシミュレーションした。そして、このときの各車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の加速度誤差Δａ１，Δａ２，Δａ３を図１２（ｂ）に示し、このときの誤差積分値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を図１２（ｃ）に示している。
【００６８】
また、比較のため、図１２（ｂ）中に加速度誤差Δａ３＿ｄの線図を、図１２（ｃ）中に誤差積分値Ｉ３＿ｄの線図を重ねて示している。これらの加速度誤差Δａ３＿ｄ及び誤差積分値Ｉ３＿ｄは、他の条件を変えずに、車両Ｃ３が前述の第３実施形態の走行制御を行ったとした場合の車両Ｃ３の加速度誤差、誤差積分値を表している。
【００６９】
図１２（ｃ）に示すように、外乱Ｚによって車両Ｃ２の加速度が乱れたときに、誤差積分値Ｉ３は誤差積分値Ｉ３＿ｄに比べて立ち上がりが素早いことが判る。そして、図１２（ｂ）に示すように、外乱Ｚに起因する加速度誤差Δａ３は、加速度誤差Δａ３＿ｄに比較して、素早く加速度の乱れが軽減されていることが判る。従って、隊列走行制御システム４０１によれば、隊列内の一部の車両にのみ外乱が加わった場合に、その直ぐ後方の車両においては、応答性を確保しながら上記外乱の影響を軽減し、素早く加速度誤差を減らすことができる。従って、更に安定性が高い隊列走行を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、複数の車両が隊列を組んで走行する隊列走行で車両の走行状態を制御する隊列走行制御システムに関するものであり、路面勾配などの外乱に対する安定性が高い隊列走行を実現するものである。
【符号の説明】
【００７１】
１…隊列走行制御システム、１０…車両制御ＥＣＵ（走行状態制御手段）、２６…無線制御ＥＣＵ（先行車関連情報取得手段）、２６ａ…無線アンテナ（先行車関連情報取得手段）、Ｃ１，Ｃ２，・・・，Ｃｎ…車両、Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎ…積分値（先行車関連情報）。
【図１】
2010176353.tif 000007
【図２】
2010176353.tif 000008
【図３】
2010176353.tif 000009
【図４】
2010176353.tif 000010
【図５】
2010176353.tif 000011
【図６】
2010176353.tif 000012
【図７】
2010176353.tif 000013
【図８】
2010176353.tif 000014
【図９】
2010176353.tif 000015
【図１０】
2010176353.tif 000016
【図１１】
2010176353.tif 000017
【図１２】
2010176353.tif 000018