(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行制御装置であって、
他車の後方空気流の剥離域の範囲を決定するパラメータを取得する他車情報取得手段と、
前記パラメータに基づいて他車の後方空気流の剥離域の範囲を推定する剥離域推定手段と、
前記推定された剥離域の範囲に基づいて前記自車の走行位置を制御する自車走行位置制御手段と
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって、更に、前記他車をその後方から前方に追い越す際に前記他車に近接した側の車体側面に剥離域を形成するよう空気流を制御する空気流偏向手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１又は２の装置であって、更に、前記他車の前記推定された剥離域内に前記自車が実質的に収容されているときに、前記他車の横揺れ又はヨー運動が発生したときに、前記他車の横揺れ又はヨー運動を抑制する方向に該他車の周囲の空気流を制御する前記他車に設けられた空気流偏向手段の作動を前記他車に対して要求する手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの装置であって、更に、前記自車の剥離域の大きさと前記他車の剥離域の大きさとに基づいて、前記自車と前記他車との走行順序を決定し、前記走行順序が達成されるよう前記自車の走行位置を制御する走行順序制御手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１の装置であって、前記自車走行位置制御手段が前記他車の後方空気流のレイノルズ数に基づいて前記自車の走行位置を制御することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両の走行制御装置に係り、より詳細には、複数の車両の隊列走行時に於いて、車両の周囲の空気流を考慮して、車両の空気抵抗低減や横風に対する走行安定性向上を実現し、車両の運動性能を改善する車両の走行制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
走行中の車両の周囲の空気流は、走行抵抗の一つとして作用すると共に、車両の走行安定性に影響するので、かかる空気流を制御して、車両の走行中の消費エネルギーを低減し、或いは、走行安定性を向上する試みが種々提案されている。例えば、従来の技術に於いては、車両の周囲の空気の流れ場を安定させるために、車体にウィング等のデバイスを取り付けることにより、車体を路面に押し付ける力を発生して、走行安定性の向上が図られたり、外乱風に対抗可能とし空気抵抗を低減するべく車体形状を最適化するといったことが行われている。また、隊列走行中の複数の車両の消費エネルギーの低減、エネルギー効率の最適化を図るべく、車両の隊列に於ける走行順序を、各車両の空気流に対する投影面積や隊列走行中の燃費に基づいて決定すること（特許文献１、２）、或いは、車体の一部の変形や車高の調節により、車列全体の受ける空気抵抗を低減すること（特許文献３、４）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５７７９０
【特許文献２】特開２００９−１５７７９４
【特許文献３】特開２００９−１５７７９３
【特許文献４】特開２００７−２６１４４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、或る二つの車両が近接して走行しているとき、双方の車両の正面が空いており、それぞれが正面から空気流を受ける場合と、二つの車両が隊列走行し、後方車両が前方車両の後方の空気流の剥離域内に在る場合とでは、後者の場合の方が双方の車両の受ける空気抵抗が低減され、又、車両の走行安定性も向上される（図１参照）。また、後方車両が前方車両の後方の空気流の剥離域内から剥離域外へ脱出すると、その効果は激減し、又、車体に揺り返しが発生し、車両の走行安定性が過渡的に悪化する。従って、二つの車両が近接して走行している時には、一方の車両は、積極的に他方の車両の後方の剥離域内に収容されるよう走行することにより、消費エネルギーの低減と車両の走行安定性向上が期待できる。しかしながら、従来の技術に於いて、後方車両が前方車両の剥離域内に存在しているか否かを考慮して車両の走行を制御することは提案されていない。即ち、隊列走行している車両に於いて、後方の車両の前方の車両の剥離域に対する進入及び離脱が反復される可能性があり、必ずしも、消費エネルギーの低減と車両の走行安定性向上の観点から最適な走行制御が達成されていない。
【０００５】
かくして、本発明の主な目的は、或る二つの車両が近接して走行しているときには、一方の車両が他方の車両の後方の空気流の剥離域内へ積極的に収容されるよう車両の走行位置を制御する車両の走行制御装置を提案することである。
【０００６】
また、本発明の更なる目的は、少なくとも二つの車両が隊列走行しているときに、各車両が前方の車両の後方の空気流の剥離域内にて走行する状態が維持されるよう車両の走行位置を制御する車両の走行制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記の課題は、車両の走行制御装置であって、他車の後方空気流の剥離域の範囲を決定するパラメータを取得する他車情報取得手段と、前記のパラメータに基づいて他車の後方空気流の剥離域の範囲を推定する剥離域推定手段と、前記の推定された剥離域の範囲に基づいて自車の走行位置を制御する自車走行位置制御手段とを含むことを特徴とする装置によって達成される。上記の構成に於いて、「他車の後方空気流の剥離域の範囲を決定するパラメータ」とは、他車の車速、横幅、車高等であってよく、推定される「剥離域」とは、他車が横風等の外乱の影響により横揺れなどが発生していないときに、前記のパラメータを用いて理論的に想定される剥離域であってよい（以下、推定される剥離域を「推定剥離域」と称する。）。
【０００８】
上記の構成によれば、自車が、他車と近接して走行している時に、自車を他車の後方の空気流の剥離域内へ積極的に収容することが可能となる。そうすると、自車の正面からの空気流量の低減による自車の受ける空気抵抗の低減だけでなく、自車と他車の双方に於いて空気抵抗低減効果と走行安定性向上効果が得られることとなる。また、本発明の装置の制御中は、基本的には、自車の走行位置が他車の後方の空気流の剥離域内に維持することが可能となるので、自車が他車の後方の空気流の剥離域内外の出入りの機会が大幅に減少し、空気抵抗の急激な変動を受ける機会も低減される。そして、この本発明の作用効果により、自車と他車の双方の走行安定性能向上と消費エネルギーの節約が同時に達成されることとなる。
【０００９】
上記の構成に於いて、自車の走行位置の制御は、具体的には、前方を走行する他車の後方空気流のレイノルズ数に基づいて達成されてよい。一般に、車両の後方空気流に於ける剥離域の大きさは、後方空気流のレイノルズ数の関数であり、レイノルズ数は、車両の速度の関数である。即ち、他車の車速を検出することにより、レイノルズ数が決定され、他車の後方空気流の剥離域の大きさが決定可能である。従って、自車を他車の後方空気流の推定剥離域の範囲内に収容させる制御は、他車の後方空気流のレイノルズ数に基づいて比較的簡単な演算処理にて達成可能である。また、他車の後方空気流の剥離域の範囲を決定するパラメータは、他車の相対位置、相対速度、車幅等が検出可能なセンサ、例えば、ミリ波レーダー、ビデオカメラ等を用いて任意の手法にて検出されてよい。実施の形態に於いては、自車走行位置制御手段は、上記のパラメータを用いて画定される他車の後方空気流の推定剥離域の範囲内に自車が実質的に包含されているか否かを判定する手段を有し、かかる判定結果に基づいて、自車の制駆動力制御、操舵制御を実行するよう構成されていてよい。なお、他車の後方空気流の剥離域の範囲を決定するパラメータ、又は、かかるパラメータから画定される推定剥離域の範囲の情報は、他車に装備された任意の情報処理装置から受信されるようになっていてもよい。更に、好適には、情報を送受信する通信手段が自車と他車に設けられ、自車は、他車の後方空気流の推定剥離域の範囲内への自車の進入の許可を受信してから、他車の後方空気流の推定剥離域内へ進入する制御を実行するようになっていてもよい。
【００１０】
かくして、上記の本発明の装置の制御によれば、推定剥離域が他車の後方空気流の真の剥離域と合致していれば、自車及び他車に於いて、走行安定性能向上と消費エネルギーの節約の利点が得られることとなる。しかしながら、横風等の外乱の作用によって、他車に横揺れ或いはヨー運動が発生すると、他車の後方空気流の真の剥離域の位置にずれが生じ、自車又はその一部が真の剥離域から逸脱する可能性がある。そこで、本発明の装置に於いては、他車の推定剥離域内に自車が実質的に収容されている場合に、他車の横揺れ或いはヨー運動が発生したときに、それを抑制する方向に該他車の周囲の空気流を制御する他車に設けられた空気流偏向手段の作動を、他車に対して要求する手段が設けられていてよい。ここで、「他車に設けられた空気流偏向手段」とは、典型的には、他車の後端部等からその車体の外方に選択的に突出して、他車の側面から後方へ抜ける空気流を外方に変位し、他車の後方空気流の剥離域の範囲を外方に拡張する作用を有する任意の手段であってよい。かかる空気流偏向手段の作動によれば、まず、剥離域の範囲の拡張により、自車が他車の後方空気流の真の剥離域から逸脱する可能性が低減される。また、空気流偏向手段により外方へ拡張した空気流により、他車にその向きを戻す方向に力が発生し、他車の横揺れ或いはヨー運動が収束されることとなる。なお、上記の如く、自身の後方の剥離域内に別の車両が進入して走行している車両（即ち、上記の場合の他車）は、自身の車体に横揺れ或いはヨー運動の発生を検知したときには、後方の車両の要求を待たずに、空気流偏向手段の作動を実行するよう構成されていてもよい。
【００１１】
また、自車が前方を走行中の他車をその後方から側方を抜けて追い越す際、自車と他車との間の空気流が干渉して、互いに反発する方向に力を受ける。かかる力を低減又は回避するために、上記の本発明の装置に於いて、他車をその後方から前方に追い越す際に他車に近接した側の車体側面に剥離域を形成するよう空気流を制御する空気流偏向手段が含まれていてよい。かかる構成により、他車の側方を通り抜ける際に、空気流偏向手段の作動により車体側面に剥離域が形成されると、自車と他車との間の空気流の干渉が低減され、自車及び他車に横揺れを生ずる力が低減又は抑制され、有利である。なお、かかる構成に於いて、他車の追い越しの実行に際して、他車との相互通信により、他車の位置を検知するようになっていてよい。
【００１２】
ところで、上記の本発明の装置による制御は、一方の車両が他方の車両の後方の空気流の剥離域内へ収容されることにより、上記の如き空気抵抗低減等の作用効果が得られるところ、自車が他車の後方を走行する場合よりも他車の前方を走行した場合の方がより空気抵抗低減等の作用効果が大きくなる場合があり得る。この点に関し、二つの車両が隊列走行する場合、後方空気流の剥離域の大きい車両が先行する方が有利である。そこで、上記の本発明の装置に於いては、自車の剥離域の大きさと他車の剥離域の大きさとに基づいて、自車と他車との走行順序を決定し、走行順序が達成されるよう自車の走行位置を制御する走行順序制御手段が設けられていてよい。かかる走行順序制御手段に於いて、自車の剥離域の大きさと他車の剥離域の大きさとは、自車に於いて推定されてもよく、自車と他車との間の情報通信手段を通じて検知されるようになっていてもよい。なお、隊列走行する車両が二つ以上である場合、走行順序制御手段は、隊列走行する車両の全てに設けられていることが好ましい。その場合、それぞれの剥離域の大きさを参照して、空気抵抗低減及び走行安定性の観点から最適な順序を決定し、かかる決定された順序にて隊列走行を実行することが可能となり、有利である。
【発明の効果】
【００１３】
かくして、上記の本発明によれば、単に隊列走行を実行するのではなく、車両後方の空気流の剥離域の範囲を考慮して、近接して走行する車両の走行安定性能向上と消費エネルギーの節約を達成する走行制御が実現される。従来の技術に於いては、既に触れた如く、走行安定性能向上のために車体を路面に押し付ける力の増大、接地荷重の増大、或いは、車体の大型化・重量増加などの措置が取られていたところ、かかる措置は、摩擦抵抗又は走行抵抗の増大・消費エネルギーの増大に繋がっていた。しかしながら、本発明の制御による走行安定性能向上は、空気抵抗の低減による消費エネルギーの節約と同時に達成される点は注目されるべきである。また、本発明の制御によれば、自車だけではなく、他車の走行安定性能向上と消費エネルギーの節約も可能となる点で有利である。
【００１４】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明による他車の剥離域内に進入して隊列走行を実行する走行制御の態様を表す車両の模式的な平面図である。（Ａ）は、自車が他車の剥離域内に進入していない状態であり、（Ｂ）は、自車が他車の剥離域内に進入した状態である。（Ｃ）は、（Ａ）の場合と（Ｂ）の場合に於ける車両の受ける空気抵抗の変化の模式図である。
【図２】図２は、自車が他車の剥離域内に進入して隊列走行を実行している間に他車にヨー運動が発生した場合の本発明による制御の態様を表す車両の模式的な平面図である。（Ａ）は、他車にヨー運動が発生する前の状態であり、（Ｂ）は、他車にヨー運動が発生した状態であり、（Ｃ）は、他車の剥離域の拡大とヨー運動の修正とが実行されている状態である。
【図３】図３は、本発明による後方の車両が前方車を追い越す際に実行される空気流制御の態様を表す車両の模式的な平面図である。（Ａ）は、本発明の制御が実行されない場合の車両周囲の空気流と自車の軌跡（丸点線）とが示されている。（Ｂ）は、自車が他車を追い越す際の状態であり、（Ｃ）は、自車が他車に追い越される状態である。
【図４】図４（Ａ）は、車両の大きさによって車両後方の空気流の剥離域の大きさが異なることを示す車両の模式的な側面図である。図４（Ｂ）は、３台の車両が隊列走行する場合に本発明の制御の一つの実施形態により達成される状態を示す車両の模式的な側面図であり、図４（Ｃ）は、（Ｂ）の場合に於ける車両の受ける空気抵抗の変化の模式図である。図４（Ｄ）は、４台の車両が隊列走行する場合に最適な状態を示す車両の模式的な側面図である。
【図５】図５は、本発明による制御装置の構成をブロック図の形式で表した図である。（Ａ）は、自車の制御装置の構成であり、（Ｂ）は、他車の制御装置の構成である。
【図６】図６は、本発明による制御装置により実行される他車の剥離域内にて走行するための制御処理の例をフローチャートの形式にて表した図である。（Ａ）は、自車の前後方向の走行位置の制御に於ける処理であり、（Ｂ）は、自車の左右方向の走行位置の制御に於ける処理である。
【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の制御により達成されるべき他車の剥離域の範囲と自車の位置との関係を表した車両の模式的な側面図と平面図である。図７（Ｃ）は、剥離域の再付着の位置とレイノルズ数との関係を表したグラフ図である。
【図８】図８は、本発明による制御装置による他車の剥離域内にての自車の走行の可否を決定するための制御処理の例をフローチャートの形式にて表した図である。（Ａ）は、自車に於ける制御処理であり、（Ｂ）は、他車に於ける制御処理であり、（Ｃ）は、自車又は他車のいずれかにて実行されてよい制御処理である。
【図９】図９（Ａ）は、本発明による制御装置による他車の剥離域内にての走行の実行中に他車にヨー運動が生じた場合に対処するための制御処理の例をフローチャートの形式にて表した図である。図９（Ｂ）は、他車の剥離域内に於ける自車の走行中に他車にヨー運動が生じた場合に対処するための、他車に於いて実行されてよい制御処理の例をフローチャートの形式にて表した図である。図９（Ｃ）は、本発明の制御装置による前方車による後方車の追い越しの際に実行される制御処理の例をフローチャートの形式にて表した図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０…自車
１３…空気流偏向装置
２０…他車
２３…空気流偏向装置
２５…表示部
２６…空気流偏向装置
３０…他車
Ｗ…剥離域
ａｆ…空気流
Ｒ…道路
Ｃ…車両の気流センター軸
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
【００１８】
本発明の制御の原理
（ｉ）他車の剥離域内での走行
図１を参照して、図１（Ａ）に例示されている如く、二つの車両１０、２０が近接して走行している場合、双方の車両に於いて、それぞれの正面から側面へ空気流ａｆが独立して流れるので、それぞれの車両には、空気流に相応した空気抵抗が発生する。一方、車両の後方には、空気流量の低下した剥離域Ｗが発生するところ、図１（Ｂ）に例示されている如く、一方の車両１０が他方の車両２０の剥離域内に収容されると、車両１０の受ける空気流量が低減され、また、剥離域Ｗ内は、動圧が低下していることから、車両１０に作用する空気抵抗が低減する。また、車両２０に於いても、その剥離域Ｗ内に車両１０が進入することにより、車両後方に作用する空気抵抗が低減する。即ち、図１（Ｃ）に模式的に描かれている如く、二つの車両１０、２０のそれぞれが受ける空気抵抗とその和は、（Ａ）の場合よりも（Ｂ）の場合の方が低下し、双方の車両の消費エネルギーが節約されることとなる。また、剥離域内は、外乱風の影響も受けにくく、車両１０の走行安定性も向上する。
【００１９】
そこで、本発明に於いては、自車１０が他車２０に近接して走行している場合には、積極的に、他車２０の後方の空気流の剥離域内に進入して走行するよう、自車の走行位置が制御される。かかる制御に於いては、端的に述べれば、自車１０に於いて、他車２０の車高、車幅、車速を任意の方法にて検知し、それらのデータから他車の剥離域の範囲を推定すると共に（推定剥離域）、自車の制駆動装置等による前後力制御及び／又は操舵制御装置等による横力制御を通じて、推定剥離域内に自車の車体が実質的に収容されるよう走行位置が制御される。他車２０の車高、車幅、車速等の検知は、車載の距離センサ（ミリ波レーダーなど）を用いて自車内にて他車の相対位置、寸法を検出することにより算定されてもよく、或いは、他車との相互通信により他車より取得される情報を用いて為されてよい。なお、「剥離域内に自車の車体が実質的に収容される」とは、自車の車体が完全に他車の剥離域内に収容されている場合の空気抵抗の低減効果に比して大幅に低下しない程度に於いて、自車の車体がほぼ推定剥離域内に収容されている状態である。具体的には、自車の後方上端部が推定剥離域内に収容されている状態であってよい。［従って、自車の車体の下端部やタイヤ、或いは、上方から突出するアンテナ、外部空気導入口等は、推定剥離域から逸脱していてよい。］
【００２０】
（ii）他車の剥離域内での走行中の他車のヨー運動に対する対策
上記の制御により、図２（Ａ）に例示されている如く、自車１０が他車２０の剥離域Ｗ内に走行している間に、横風など外乱によって、他車２０にヨー方向の変化が生ずると、図２（Ｂ）に例示されている如く、剥離域Ｗが変形して、自車１０が剥離域Ｗから逸脱する場合がある。その場合、自車１０に於いては、急激な空気抵抗の変化が作用するので、自車１０の走行安定性が低下することにもなる。そこで、本発明に於いては、他車２０にヨー方向の変化が生じたときには、図２（Ｃ）に例示されている如く、発生したヨー運動と逆側の他車２０の後端に於いて、車体側面の空気流を外方へ変形する部材２３が突出される（空気流偏向装置）。かかる空気流偏向装置２３が突出すると、剥離域Ｗの範囲が拡張し、自車１０の剥離域Ｗからの逸脱が回避可能となる。また、空気流の外方への変形は、他車２０に於いて、ヨー運動を抑制する方向のモーメントと発生するので、他車２０のヨー方向の姿勢の安定性にも寄与する。なお、空気流偏向装置２３は、自車１０が他車２０のヨーレートの増大を検知したときに自車１０の要求により作動が開始されてもよく、また、他車２０が自身のヨーレートの増大を検知したときに自動的に作動されるようになっていてもよい。
【００２１】
（iii）前方車追い越し時の制御
図３（Ａ）を参照して、近接して走行している二つの車両１０、２０のうち、車両１０が車両２０の追い越しをする場合、車両１０は、図示の如く、軌跡が外方へ膨らみ、走行安定性が低下し得る。これは、車両１０と車両２０の間の空気流の干渉による圧力増大によって、強い横力を受けて、相対的に小型の車両１０が横方向に押し出されるためである。かかる車両の追い越し時の車両間の圧力増大は、少なくとも一方の車両側面の空気流を遮断して剥離域を形成することにより回避又は低減可能である。そこで、上記の本発明の装置に於いては、自車１０が前方に走行する他車の追い越しをする際、自車１０の側面前部に上記の空気流偏向装置と同様の装置１３を突出させ、自車１０の側面に剥離域が形成されるようになっていてよい。かかる空気流偏向装置１３が装備されていると、例えば、図３（Ｂ）に例示されている如く、自車１０が他車２０の後方から追い越しをする場合に、空気流偏向装置１３が突出され、これにより自車１０の他車２０に近い側の側面に剥離域が形成される。そうすると、上記の如き空気流の干渉は、殆ど発生せず、自車１０は、外方にその軌跡が膨らまされることなく、他車２０の側方を通過することが可能となる。なお、図３（Ｃ）に例示されている如く、他車２０が自車１０を追い越す場合には、他車２０に於いて、上記と同様の空気流偏向装置２６が突出されるようになっていてよい。実際の制御に於いて、自車１０は、他車２０との相互通信を通じて、他車２０の位置を検知し、自車が追い越しの実行時には、自車の空気流偏向装置１３を作動し、他車が追い越しの実行時には、他車に対して、空気流偏向装置２６の作動を要求するようになっていてよい。
【００２２】
（iv）隊列走行時の走行順序
上記の本発明による自車が他車の剥離域内に進入して走行する制御は、自車が実質的に他車の剥離域内に収容可能であることが要求される。図４（Ａ）にて例示されている如く、剥離域Ｗは、車両の寸法が大きいほど大きいので、本発明の制御が有利に達成されるためには、自車１０が他車２０よりも小型である必要がある。そこで、本発明の装置に於いては、好適には、車両毎に、車両の寸法、即ち、剥離域の大きさに対応して識別番号ＩＤを付与しておき、自車１０は、他車２０のＩＤを参照してから、他車の剥離域内に進入して走行する制御を実行するようになっていてよい。識別番号ＩＤの値は、剥離域の大きさに応じて異なるよう設定されてよい。また、近接して走行する車両が３台存在する場合には、それぞれの車両が他車のＩＤを参照して、図４（Ｂ）の如く、剥離域が大きいほど、走行位置が前方になるよう走行順序が決定され、その順序に従って、各車両が走行位置を制御するようになっていてよい。図４（Ｂ）の如き隊列走行が実現すると、図４（Ｃ）に例示されている如く、各車両の空気抵抗とその和は、独立して走行している場合よりも低減し、消費エネルギーの節約の観点で有利となる。なお、近接して走行する車両が４台以上存在する場合には、図４（Ｄ）に例示されている如く、単に、寸法の順序にて走行順序を決定するよりも、より適切な走行順序が存在する。そのような場合、各車両間の相互通信を通じて、互いに最適な走行順序を決定し、決定された順序に従って、各車両が走行位置を制御するようになっていてよい。
【００２３】
本発明の装置の構成
本発明の走行制御装置が組み込まれる車両は、任意の自動車等の車両であってよい。車両には、通常の態様にて、各輪に制駆動力を発生する動力装置と、ステアリング装置と、各輪に制動力を発生する制動装置とが搭載される（図示せず）。動力装置、制動装置及び操舵装置は、それぞれ、運転者による操縦入力とは別に、走行制御装置による指令に従って、制駆動力又は操舵角を変更し制御する制御装置（駆動制御装置、制動制御装置、操舵制御装置）によって作動されるようになっていてよい。また、有利に横力を発生する目的で、車両の両側にジェット噴射装置が設けられていてもよい。かかるジェット噴射装置は、対応する作動制御装置の指令に従って、車両の側方にジェット噴射を実行することにより、車両に横方向の推力を生ずる。
【００２４】
本発明の走行制御装置、駆動制御装置、制動制御装置、操舵制御装置等は、それぞれ、通常の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいてよい。図５は、（Ａ）自車１０に於いて装備されるべき本発明による走行制御装置の構成と、（Ｂ）他車２０に於いて装備されることが好ましい走行制御装置の構成とを制御ブロックの形式にて表している。（他車２０の走行制御装置は、他車の剥離域内での自車の走行位置制御のみを実行する場合には必須ではない。）
【００２５】
まず、図５（Ａ）を参照して、自車１０に於いて装備されるべき本発明による走行制御装置に於いては、ＣＰＵ５０に対して、距離センサ等の他車の位置及び寸法を検出するためのセンサ５１が接続される。かかるセンサとしては、任意の形式のミリ波レーダー、カメラ等であってよい。また、好適には、他車との相互情報通信を達成する通信装置５２が設けられ、ＣＰＵ５０に対して他車からの情報が与えられるとともに、ＣＰＵからの情報を他車の通信装置へ与えられるようになっていてよい。また、走行制御装置のＣＰＵは、駆動制御装置６０、制動制御装置６２、操舵制御装置等６３とも相互に連結し、車両に前後力又は横力を発生させる要求を出力できるよう構成される。更に、走行制御装置は、図３にて説明された制御を達成する目的で、空気流偏向装置１３に対して作動の指示が与えられるようになっていてよい。
【００２６】
一方、図５（Ｂ）を参照して、他車２０に於いて装備されることが好ましい走行制御装置に於いては、上記と同様に、ＣＰＵ５０’に対して、距離センサ等の自車を含む自身の車両（他車）以外の位置及び寸法を検出するためのセンサ５１’と、好適には、自車を含む別の車との相互情報通信を達成する通信装置５２’が接続される。また、図２及び図３にて説明された制御を達成する目的で、ヨーレートを検出するためのジャイロセンサ５３’が接続されるとともに、空気流偏向装置２３、２６に対して作動の指示が与えられるようになっていてよい。更に、後方に追従する車両の運転者に情報を視覚的に提供する目的で、表示部灯火２５の点灯を選択的に実行できるようになっていてよい。
【００２７】
装置の作動
本発明の制御装置に於いては、（ａ）他車の剥離域内での走行位置制御、（ｂ）隊列走行実行可否又は走行順序制御、（ｃ）他車の剥離域内走行中の他車のヨー運動を抑制する姿勢安定化制御、（ｄ）他車追い越し時制御が、それぞれ適宜実行されてよい。なお、各制御は、メモリに記憶されたプログラムに従ったＣＰＵ等の処理作動により実現される。以下、各制御に於ける処理について説明する。
【００２８】
（ａ）他車の剥離域内での走行位置制御
図１に関連して説明された他車の剥離域内での走行位置制御に於いては、端的に述べれば、他車の剥離域の前後方向の範囲と左右方向の範囲を推定し、自車が実質的に剥離域内に収容されるように、より詳細には、自車の上方後端が推定剥離域内に収容されるように、自車の前後走行位置と左右走行位置とがそれぞれ制御される。図６（Ａ）、（Ｂ）は、自車の前後走行位置制御、左右走行位置制御に於ける処理の例をフローチャートの形式にて表している。なお、図示の処理は、自車が他車の剥離域内に進入することが決定された後に実行される処理である。（自車が他車の剥離域内への進入の可否判断は、後述の制御によって為される。）
【００２９】
先ず、図６（Ａ）を参照して、自車の前後走行位置制御に於いては、距離センサ等の出力結果を用いて、他車（前方車）との直線距離（ステップ１０）と他車の上端部の仰角（ステップ２０）を決定した後、他車の車高Ｈが算定され（ステップ３０）、他車の車高Ｈ、車速等を用いて他車の剥離域の前後範囲が推定される（ステップ４０−推定剥離域の前後範囲）。他車の推定剥離域の前後範囲（図７（Ａ）参照）の決定に於いては、典型的には、まず、他車の車速（他車との相対距離の時間変化と自車の車速とから算定されてよい。）から他車の後方の空気流のレイノルズ数Ｒｅ＃が決定されてよい。レイノルズ数は、車速と空気の状態を表す状態値とにより決定されるので、車速及びを空気の状態値を変数とする予め準備されたマップを用いて決定されてよい。その際、空気の状態値は、その都度計測されてもよく、標準的な値を既知数として用いてもよい。そして、レイノルズ数Ｒｅ＃と、剥離域の始端（前方車後端）から剥離域の終端（剥離域の再付着点）までの距離Ｌとの関係は、車高Ｈが分かると、図７（Ｃ）に例示されている如く予め決定可能であり（Ｒｅ＃＝１０５のとき、概ね車高Ｈの７倍（７Ｈ）となる。）、前方車の後端からの距離に対する剥離域の境界の高さも、レイノルズ数Ｒｅ＃と車高Ｈとを用いて予め決定可能である。そこで、レイノルズ数Ｒｅ＃と車両の車高Ｈとを変数として、自車の高さＨｃ（既知数である。）に合致する高さに於ける推定剥離域の境界の前後方向距離Ｌｓを与えるマップが予め準備され、かかるマップを用いて、他車２０のレイノルズ数Ｒｅ＃と車高Ｈとに基づいて、他車２０の後端から自車の高さＨｃに合致する高さの推定剥離域の境界までの前後方向距離Ｌｓが決定される。なお、Ｌｓは、近似的に、Ｌｓ＝７（Ｈ−Ｈｃ）×α×Ｒｅ＃にて与えられてもよい。（αは、係数。図中の一点鎖線参照。）
【００３０】
かくして、自車の高さＨｃに合致する高さを有する剥離域の境界の他車２０の後端からの距離Ｌｓが決定されると、自車の前後方向が推定された剥離域の前後に収容されているか否かが判定される（ステップ５０）。より具体的には、他車後端から自車の上方後端部（図中、黒丸）の位置までの距離が、距離Ｌｓより小さいか否かが判定されてよい。そして、自車の上方後端部（図中、黒丸）の距離が距離Ｌｓより大きいとき、自車の前後方向が推定剥離域の前後方向範囲に収容されていないと判定されて、自車を他車に近接させるべく、増速処理、より具体的には、駆動制御装置に対する駆動力の増大の要求が実行される（ステップ６０）。一方、自車の上方後端部（図中、黒丸）の距離が距離Ｌｓより小さいときには、自車の前後方向が推定剥離域の前後に収容されていると判定される。しかしながら、自車が他車に過剰に近接している場合には（ステップ７０）、自車を相対的に後退させるべく、減速処理、より具体的には、駆動制御装置に対する駆動力の低減の要求及び／又は制動制御装置に対する制動力の増大の要求が実行されてよい（ステップ８０）。
【００３１】
かくして、上記の処理を反復して実行することにより、自車の前後走行位置が、その後端が他車の推定剥離域の前後範囲内に収容された状態となるよう進入し維持されることとなる。かかる処理は、隊列走行の終了時まで反復して実行されてよい。なお、他車の車高Ｈは、一旦算定されればよく、他車の車高Ｈの算定のための処理は、反復されなくてよい。
【００３２】
自車の左右走行位置制御に於いては、距離センサ等の出力結果を用いて、他車（前方車）の車幅（ステップ１１０）、他車の左右方向の中心位置（ステップ１２０）及び他車の左右端の仰角（ステップ１３０）を決定した後、それらの値を用いて、他車の剥離域の左右範囲が推定される（ステップ１４０−推定剥離域の左右範囲）。他車の推定剥離域の左右範囲の境界の位置は、他車の後方空気流のレイノルズ数Ｒｅ＃と車幅Ｗとから予め準備されたマップ等を用いて決定されてよい。そして、図７（Ｂ）に例示されている如く、自車の車幅（既知数である。）を考慮して、自車の後方左右端が他車の推定剥離域の左右範囲内に収容されているか否か、即ち、推定剥離域の境界の位置よりも内側に存在しているか否かが判定される（ステップ１５０）。なお、近似的に、他車の中心軸（図中、点線）からの自車の後方左右端の中心位置（図中、黒丸）のずれｗｓが、ｗｓ＜ｗ／２であれば、自車の後方左右端が他車の推定剥離域の左右範囲内に収容されていると判定されてよい。
【００３３】
かくして、自車の後方左右端が他車の推定剥離域の左右範囲内に収容されていないと判定されるときには、操舵制御装置又はジェット噴射装置を作動して、車両の横移動処理が実行される（ステップ１６０）。かかる処理に於いては、他車の中心軸からの自車の後方左右端の中心位置のずれｗｓが低減される方向に横力が発生される。上記の処理は、自車左右端が推定剥離域の左右範囲内に収容された状態となるよう反復して実行される。かかる処理は、隊列走行の終了時まで反復して実行されてよい。なお、他車の車幅ｗは、一旦算定されればよく、他車の車幅ｗの算定のための処理は、反復されなくてよい。
【００３４】
（ｂ）隊列走行実行可否又は走行順序制御
既に触れた如く、上記の他車の剥離域内での走行位置制御は、自車が他車の剥離域内に収容可能なことが条件となる。従って、他車の剥離域内での走行位置制御の実行に先だって、隊列走行実行可否を決定する制御が実行されることが好ましい。隊列走行実行可否制御は、例えば、以下の如く実行されてよい。
【００３５】
（１）相互通信可能でない場合
他車が自車と相互通信可能な状態でない場合、自車は、自身で検知した他車の寸法と車速に基づいて、上記の如く剥離域の大きさを推定し、推定された剥離域の大きさが自車を収容可能であるときにのみ、上記の他車の剥離域内での走行位置制御を実行するようになっていてよい。
【００３６】
（２）相互通信可能な場合
他車が自車と相互通信可能な状態である場合、自車は、自身で検知した他車の寸法と車速に基づいて推定された他車の推定剥離域の大きさ或いは他車との相互通信により得た推定剥離域の大きさが自車を収容可能であるときに、他車に対して、通信装置を通じて、自車が後方に追従してよいか否かの問い合わせをするようになっていてよい。これに対し、自車が後方に追従してよい旨の応答を他車が発したときにのみ、自車は、上記の他車の剥離域内での走行位置制御を実行するようになっていてよい。自車の問い合わせに対する他車の応答は、通信装置を通じて、或いは、他車後端の表示部灯火の点灯を通じて、自車の運転者に認識されるようになっていてよい。
【００３７】
更に、好適には、既に触れた如く、隊列走行を実行し得る複数の車両に於いて、各車両の剥離域の大きさを表す識別番号ＩＤが付与されていてよい。その場合の追従する車両（自車）の走行制御装置と、追従される車両（他車）の走行制御装置に於いて実行される制御の例が、図８（Ａ）、（Ｂ）に、それぞれ、示されている。なお、本例では、剥離域が大きいほど、識別番号の値が小さく設定されているものとする。追従する車両（自車）の走行制御装置に於ける処理では、まず、車両の運転中、通信装置を通じて、ＩＤの送受信が実行される（ステップ２１０）。かかる処理は、他車のＩＤが受信されるまで、待機状態であってよい。かくして、他車が自車に近接し、通信装置を通じて、他車のＩＤを受信すると、自車ＩＤと他車ＩＤとを比較し、自車ＩＤが他車ＩＤよりも大きいときには、通信装置を通じて、自車が後方に追従してよいか否かの問い合わせをする（ステップ２２０）。一方、他車の走行制御装置に於ける処理に於いては、前記と同様に、通信装置を通じて、ＩＤの送受信が実行され（ステップ２１０’）、自車ＩＤが他車ＩＤよりも小さく（ステップ２２０’）、運転者等が追従の許可をする場合（ステップ２３０’）には、通信装置又は表示部灯火を通じて、追加許可表示を発信する（ステップ２４０’）。そして、自車に於いては、他車からの追加許可があったときに（ステップ２３０）、図６に関連して説明された上記の他車の剥離域内での走行位置制御を実行するようになっていてよい。
【００３８】
また、図４（Ｂ）に関連して説明された如く、剥離域の大きさを表す識別番号ＩＤが付与されている複数の車両が存在している場合には、それらが近接したときに、互いにＩＤを比較して、好適な走行順序が決定されてよい。図８（Ｃ）は、走行制御装置に於いて実行されてよい走行順序の決定に利用される制御処理の例を示している。同図を参照して、まず、少なくとも二つの車両が近接したとき、それらの車両（それぞれが自車となる）は、通信装置を通じて、互いに他車の位置を検出する（ステップ３１０）。かかる位置検出は、ＧＰＳ装置による位置情報を利用してもよい。しかる後、自車ＩＤと他車ＩＤとを比較し（ステップ３３０）、自車ＩＤよりも小さいＩＤを有する他車に対しては、その他車に対する追従制御、即ち、他車の剥離域内での走行位置制御を実行し（追従モード選択−ステップ３４０）、自車ＩＤよりも大きいＩＤを有する他車に対しては、その他車の前方に移動するか、その他車に対して追従の許可を与えるようになっていてよい（先頭モード選択−ステップ３６０）。これらの処理は、隊列走行が終了するまで、即ち、いずれかの車両が隊列から離脱して、距離が離れたことが検出された時点まで、反復して実行されてよい（ステップ３６０）。
【００３９】
既に述べた如く、識別番号ＩＤは、各車両の剥離域の大きさに対応しているので、識別番号ＩＤを用いた走行順序決定のための上記の処理は、剥離域の大きさに基づいて為されていることは理解されるべきである。なお、図４（Ｄ）に例示されている如き隊列を形成する場合には、車両間の相互通信に於いて、各識別番号を参照して、最適な走行順序を適宜決定して、いずれの車両に追従すべきかの情報が全車両にて共有できるようになっていてよい。例えば、最適な走行順序の決定は、例えば、現在の隊列の末端又は先頭を走行している車両の走行制御装置に於いて実行されてよい。
【００４０】
（ｃ）他車の剥離域内走行中の他車のヨー運動を抑制する姿勢安定化制御
図２に関連して説明されている如く、自車１０が他車２０の剥離域Ｗ内に走行している間に、他車２０にヨー方向の変化が生ずると、剥離域Ｗが変形する。その場合には、既に触れた如く、好適には、他車２０の後端に空気流偏向装置２３が突出される。図９（Ａ）は、他車２０のヨー方向の変化発生時に他車２０に空気流偏向装置２３の作動を要求する制御処理の例を示している。なお、かかる制御は、他車２０が空気流偏向装置２３と通信装置を装備している場合にのみ有効であり、他車２０がそれらを有していないときは、実行されなくてよい。
【００４１】
図９（Ａ）を参照して、同図の処理に於いては、自車１０が他車２０の剥離域Ｗ内にて走行中、他車２０との相互通信を実行し、他車２０からそのヨーレートを表す値を取得する（ステップ４１０）。かかるヨーレートを表す値は、他車のジャイロセンサ等により検知された値であってよい（従って、他車２０は、ジャイロセンサ等により自身のヨーレートを検知できる必要がある。）。次いで、他車２０のヨーレートが所定値以上増加したことを検知したときには（ステップ４２０）、他車に対して、ヨーレートの増加方向とは、逆の側の空気流偏向装置２３の作動の要求が、通信装置を通じて、他車２０へ伝えられる（ステップ４３０）。かくして、他車２０は、前記の要求を受信すると、自動的に又は運転者の操作により、空気流偏向装置２３が他車の後端外方へ突出され、これにより、他車のヨー運動の抑制が期待される。
【００４２】
なお、他車２０は、後方に追従する車両（自車１０）があるとき、その後方の車両からの要求を待たずに、空気流偏向装置２３の作動を実行してよい。その場合の処理に於いては、図９（Ｂ）に例示されている如く、ヨーレートの検出を実行し（ステップ４１０’）、後方に追従する車両が存在するときに（ステップ４２０’）、ヨーレートの増加があったときには（ステップ４３０’）、ヨーレートの増加方向とは逆の側の空気流偏向装置２３の作動が実行される（ステップ４４０’）。
【００４３】
（ｄ）他車追い越し時制御
図３に関連して説明されている如く、自車１０が前方にて走行中の他車２０の追い越しをする際には、好適には、自車１０の側面前部に空気流偏向装置１３を突出させ、自車１０の側面に剥離域が形成される。その際の処理は、簡単には、自車１０の運転者が、他車２０の追い越しの際に、空気流偏向装置１３の作動を走行制御装置に指示することにより達成されてよい。また、自車１０による他車２０の追い越しを自動的に検出し、空気流偏向装置１３の作動を実行してもよい。その場合には、図９（Ｃ）に例示されている如く、まず、前方の他車との情報通信により、前方車の位置が検出され（ステップ５１０）、追い越し中か否か、例えば、自車１０と他車２０との距離が短縮しているか否か、自車１０の車速が他車２０の車速よりも所定値以上大きいか否かが判定される（ステップ５２０）。そして、追い越し中と判定されると、空気流偏向装置１３の作動が実行される（ステップ５３０）。図９（Ｃ）の処理は、車両の運転中、反復して実行されてよい。
【００４４】
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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