(57)【要約】【課題】複数の車両が車車間通信を用いて隊列を組んで走行中、隊列内に隊列外の他車両の割り込みが発生した場合に、隊列を維持する。【解決手段】複数の車両Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖｎが車車間通信装置を用いて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および隊列走行制御方法において、隊列走行中に隊列内の任意の車両Ｖｉ−１とＶｉとの間に隊列外の他車両が割り込んだ場合に、割り込み発生を車車間通信で察知した隊列先頭車Ｖ１が自車両の最高速度を直前に割り込まれた隊列後続車Ｖｉの走行速度に設定して走行することで隊列を維持する。【選択図】図４
2018036809.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車両の走行状態を制御する隊列走行制御システムにおいて、車両の走行状態を隊列車両間で交信する車車間通信装置と、前方車間距離を計測する装置と、前方車両の相対速度を計測する装置と、自車両の速度を計測する装置と、自車両の加速度を計測する装置と、車両の側方を監視する装置と、自車両の絶対座標を測位する衛星航法装置とを備え、隊列走行中に隊列内の任意の車両間に隊列外の他車両が割り込んだ場合に、車車間通信の情報をもとに、割り込み発生を察知した隊列先頭車が自車両の最高速度を直前に割り込まれた隊列後続車の走行速度に設定しながら走行するとともに警告発報装置により他車両に隊列から離脱することを促すことで隊列を維持することを特徴とする隊列走行制御システム。
【請求項２】
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おいて、車両の走行状態を隊列車両間で交信する車車間通信装置と、前方車間距離を計測する装置と、前方車両の相対速度を計測する装置と、自車両の速度を計測する装置と、自車両の加速度を計測する装置と、車両の側方を監視する装置と、自車両の絶対座標を測位する衛星航法装置と、を備え、隊列走行中に隊列内の任意の車両間に隊列外の他車両が割り込んだ場合に、車車間通信の情報をもとに、割り込み発生を察知した隊列先頭車が自車両の最高速度を直前に割り込まれた隊列後続車の走行速度未満に設定して減速しながら走行するとともに警告発報装置により他車両に隊列から離脱することを促すことで隊列を維持することを特徴とする隊列走行制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２の隊列走行制御システムにおいて、先頭車の運転手に自車両の最高速度の設定を通知するための制御情報表示装置を備え、運転手の操縦により先頭車の速度を調整しながら走行することで隊列を維持することを特徴とする隊列走行制御システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２の隊列走行制御システムにおいて、先頭車がＣＣ（Cruise Control）もしくはＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を利用して速度を調整しながら走行することで隊列を維持することを特徴とする隊列走行制御システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の隊列走行制御システムに加え、隊列後続車が側方監視装置を通じて前方への割り込み発生を見込んだ場合に、前方車間距離を広げるとともに割り込み発生予告通知を車車間通信で送信することで隊列を維持することを特徴とする隊列走行制御システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の隊列走行制御システムに加え、隊列が停止中に割り込みが解消されるまで隊列先頭車が発進しないことで隊列を維持することを特徴とする隊列走行制御システム。
【請求項７】
複数の車両が車車間通信を行いながら隊列を組んで走行する隊列走行を制御する方法において、隊列走行中に隊列を構成する何れかの車両間に隊列外の車両が割り込んだ場合に、隊列先頭車は車車間通信に基づいて割り込みがあったことを察知し、隊列先頭車が自車両の最高速度を直前に割り込まれた隊列後続車の走行速度以下に設定して減速しながら走行するとともに割り込んだ車両に隊列から離脱することを促す警告を発することを特徴とする隊列走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の車両が車車間通信を用いて隊列を組んで走行する隊列走行での車両の走行状態を制御する隊列走行制御システムおよび隊列走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通流の改善を図るとともに空気抵抗の低減による燃費向上を図るため、複数の車両を短い車間距離で一列に並べて走行させる隊列走行技術が注目されている。
このような隊列走行を実現する隊列走行制御技術として、下記特許文献１の隊列走行制御方法が提案されている。この特許文献１の制御方法では、隊列内に隊列外の他車両の割り込みが発生した場合に、前記他車両を隊列の一部とみなすことで隊列を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２２４１９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、特許文献１の隊列走行制御方法では、隊列が定常速度で走行中、隊列内に割り込んだ隊列外の他車両が著しく減速もしくは停止した場合に、前記他車両より前方を走行する隊列車両が減速もしくは停止する仕組みがないため、隊列を維持することができない。隊列の一部とみなした前記他車両は特許文献１の隊列走行制御装置で直接制御されていないため、前記のような隊列の分裂は日常的に起こりうる。
【０００５】
本発明の課題は、隊列内に割り込んだ隊列外の他車両がいかなる挙動を示しても隊列を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明では、隊列内に隊列外の他車両の割り込みが発生した場合に、隊列先頭車の最高速度を直前に他車両が割り込んだ隊列後続車の走行速度以下に設定することで隊列を維持する。
上記の割り込み発生ならびに直前に他車両が割り込んだ隊列後続車の走行速度情報は、前記隊列後続車が車車間通信で隊列各車へ通知する。
【０００７】
即ち、本発明は隊列走行制御システムの構成要素として、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おいて、車両の走行状態を隊列車両間で交信する車車間通信装置と、前方車間距離を計測する装置と、前方車両の相対速度を計測する装置と、自車両の速度を計測する装置と、自車両の加速度を計測する装置と、車両の側方を監視する装置と、自車両の絶対座標を測位する衛星航法装置とを備え、これら構成要素により、隊列走行中に隊列内の任意の車両間に隊列外の他車両が割り込んだ場合に、車車間通信の情報をもとに、割り込み発生を察知した隊列先頭車が自車両の最高速度を直前に割り込まれた隊列後続車の走行速度かそれ未満の速度に設定しながら走行するとともに警告発報装置により他車両に隊列から離脱することを促すようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、隊列が定常速度で走行中、隊列内に割り込んだ隊列外の他車両が著しく減速もしくは停止した場合に、前記他車両より後方を走行する隊列後続車も著しく減速もしくは停止するが、隊列先頭車の最高速度が直前に他車両が割り込んだ後続車の走行速度以下に制限され、隊列先頭車および他車両の前方を走行する隊列後続車が他車両より後方を走行する隊列後続車から離れることなく走行もしくは停止するので、隊列を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の隊列走行制御システムの構成概略図である。
【図２】本発明で隊列先頭車が運転手により操縦される場合の隊列先頭車の隊列走行制御システムの構成概略図である。
【図３】本発明の隊列走行のフローチャートである。
【図４】第１実施形態における図３の隊列走行維持処理部のフローチャートである。
【図５】第２実施形態における図３の隊列走行維持処理部のフローチャートである。
【図６】第３実施形態における図３の隊列走行維持処理部のフローチャートである。
【図７】第１実施形態の処理の流れを説明する図である。
【図８】第２実施形態の処理の流れを説明する図である。
【図９】第３実施形態の処理の流れを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
《背景技術》
隊列走行中の車両の速度を制御する手段として、運転手による操縦、ＣＣ（Cruise Control）、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、ＣＡＣＣ（Cooperative Adaptive Cruise Control）が考えられる。
ＣＣは、目標速度を設定し、目標速度と走行速度との差分が０になるように自動制御しながら走行する技術である。ＡＣＣは、目標速度と目標車間距離を設定し、目標速度と走行速度との差分および目標車間距離と実際の車間距離との差分が０になるように自動制御しながら走行する技術である。ＣＣおよびＡＣＣの制御則には、目標と実際との差分を使用するフィードバック項のみが含まれる。
【００１１】
一方、ＣＡＣＣの制御則には、車車間通信で得た隊列車両の情報を使用するフィードフォワード項がＡＣＣの制御則に追加される。フィードフォワード項としては、例えば隊列先頭車もしくは隊列前走車の加速度が考えられる。フィードフォワードで前記加速度に合わせながら目標と実際との差分をフィードバックして走行するため、ＣＡＣＣの目標車間距離はＡＣＣの目標車間距離より短く設定することができる。
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
《構成》
図１に本発明の隊列走行制御システムの構成の概略を示す。車両制御装置１０８は、車車間通信装置１０１および前方車間距離計測装置１０２および前方車両相対速度計測装置１０３および自車両速度計測装置１０４および自車両加速度計測装置１０５および側方監視装置１０６および衛星航法装置１０７からの入力情報をもとに、車車間通信装置１０１およびアクセル制御装置１０９およびブレーキ制御装置１１０および警告発報装置１１１へ情報を出力することで隊列走行を制御・維持する。
【００１３】
また、図２に本発明で隊列先頭車が運転手により操縦される場合の隊列先頭車の隊列走行制御システムの構成の概略を示す。車両制御装置２０５は、車車間通信装置２０１および自車両速度計測装置２０２および自車両加速度計測装置２０３からの入力情報をもとに、車車間通信装置２０１および制御情報表示装置２０４および警告発報装置２０６へ情報を出力する。前記の場合、隊列先頭車の運転手が制御情報表示装置２０４に表示される情報に従って運転することで隊列走行を制御・維持する。
【００１４】
隊列先頭車は、図１の構成の自動運転車もしくは図２の構成の手動運転車とする。自動運転車の場合、隊列先頭車は速度制御手段にＣＣを用いるＣＣモードとＡＣＣを用いるＡＣＣモードを有し、車両制御装置１０８の最高速度設定を変更しながら走行する。手動運転車の場合、最高速度設定が制御情報表示装置２０４を通じて運転手に知らされる。運転手は前記最高速度設定を超えない範囲で隊列先頭車を操縦する。
【００１５】
隊列後続車は、図１の構成の自動運転車とし、自車両の速度制御にＡＣＣを用いるＡＣＣモードとＣＡＣＣを用いるＣＡＣＣモードを有する。
【００１６】
車車間通信装置１０１および２０１としては、例えば７６０ＭＨｚもしくは５．８ＧＨｚ帯の電波通信機もしくは光通信機を利用する。通信方式としては、例えば同報通信方式のＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access / Collision  Avoidance）もしくはバケツリレー方式のマルチポップを適用する。
【００１７】
前方車間距離計測装置１０２および前方車両相対速度計測装置１０３および側方監視装置１０６としては、例えばミリ波レーダもしくはレーザレーダを利用する。
【００１８】
自車両速度計測装置１０４および２０２としては、例えば車速パルス計測装置を利用する。
【００１９】
自車両加速度計測装置１０５および２０３としては、例えばアナログ加速度センサもしくはＭＥＭＳ（Microelectromechanical Systems）加速度センサもしくはジャイロセンサを利用する。
【００２０】
衛星航法装置としては、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）もしくは準天頂衛星システムなどのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用する。
【００２１】
《隊列走行の流れ》
図３および図４および図７を用いて第１実施形態の隊列走行の流れを説明する。
【００２２】
隊列走行は、車両Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖｎが例えば車間距離５ｍで一列に停止している状態から開始する（Ｓ３０１）。隊列後続車Ｖ２、…、Ｖｎは自車両の速度制御手段をＣＡＣＣモードに設定する（Ｓ３０２）。隊列先頭車Ｖ１は自車両の最高速度を法定速度に設定する（Ｓ３０３）。Ｖ１、Ｖ２,…、Ｖｎは各種装置や車車間通信の正常動作を確認し、すべての正常動作が確認できたら車両制御装置の隊列形成フラグをオンにして隊列を形成する（Ｓ３０４）。
【００２３】
ここで割り込みが発生した場合は、割り込みが解消されるまで停止を継続する（Ｓ３０５、Ｓ３１２、Ｓ３１３、Ｓ３１５、Ｓ３１６）。
以降の流れにおいて、割り込み発生検出手段は、例えば、Ｖｉの前方車間距離計測装置１０２から得た前方車両との車間距離と、ＶｉおよびＶｉ−１の衛星航法装置１０７と車車間通信装置１０１を通じて得たＶｉとＶｉ−１との位置から算出した車間距離とを比較し、両者が一致しない場合にＶｉの直前に割り込みが発生したと判断する。
【００２４】
以後、割り込み発生中もしくは割り込み予告中は、Ｖ１もしくはＶｉ−１、およびＶｉの警告発報装置１１１もしくは２０６により割り込んだ隊列外の他車両に隊列から離脱することを促すこととする（Ｓ３２１、Ｓ４１３、Ｓ５１３、Ｓ６１３）。
【００２５】
ここで割り込みが発生しない場合は、Ｖ１が発進し、Ｖ２、…、ＶｎがＶ１
に追従し、隊列走行状態となる（Ｓ３０５〜Ｓ３０７、Ｓ７０１）。
【００２６】
隊列走行中は、隊列走行維持処理部（Ｓ３０８）で隊列を維持する。図４に第１実施形態の隊列走行維持処理部の流れを示す。
【００２７】
すでに割り込み発生中でなく、新たに割り込みが発生した場合、直前に隊列外の他車両が割り込んだＶｉは自車両の速度制御モードをＣＡＣＣからＡＣＣに変更する（Ｓ４０１〜Ｓ４０３、Ｓ７０２）。
【００２８】
Ｖｉは割り込み発生通知を車車間通信機１０１に送信し、前記通知を車車間通信機１０１で受信したＶ２、…、Ｖｉ−１、Ｖｉ＋１、…、Ｖｎは自車両の速度制御モードをＣＡＣＣからＡＣＣに変更し、前記通知を受信したＶ１は自車両の最高速度をＶｉの走行速度に設定する（Ｓ４０４〜Ｓ４０７、Ｓ７０３、Ｓ７０４）。ここでＶ１の最高速度をＶｉの走行速度に設定することが第１実施形態における隊列維持のポイントである。
【００２９】
Ｖ２、…、ＶｎはＡＣＣモードで走行中、ＣＡＣＣモードで走行中より目標車間距離を長く設定することで安全性を確保する（Ｓ７０５）。
【００３０】
割り込みが解消された場合、Ｖｉは割り込み解消通知を車車間通信装置１０１に送信する（Ｓ４０８、Ｓ４０９、Ｓ７０６）。割り込み解消通知を受信したＶ２、…、Ｖｎは自車両の速度制御モードをＡＣＣからＣＡＣＣに変更し、前記通知を受信したＶ１は自車両の最高速度を法定速度に設定する（Ｓ４１０〜Ｓ４１２、Ｓ７０６、Ｓ７０７）。
【００３１】
Ｖ１が走行中は前記隊列走行維持処理部を繰り返す（Ｓ３０８、Ｓ３０９）。
【００３２】
Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖｎが停止し、隊列を解除する場合、車両制御装置１０８
および２０５の隊列形成フラグをオフにして隊列走行を終了する（Ｓ３０９〜Ｓ３１１）。
【００３３】
Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖｎが停止し、隊列を解除しない場合、割り込み発生状況
を確認する（Ｓ３０９〜Ｓ３１１、Ｓ３１４）。このとき割り込み発生中でなければ、Ｖ１は再発進することができる。割り込み発生中の場合、割り込みが解消されるまでＶ１、Ｖ２、…、Ｖｎは停止状態を継続する（Ｓ３１５、Ｓ３１６）。
【００３４】
停止中の割り込みが解消された場合、Ｖｉは割り込み解消通知を車車間通信装置１０１に送信する（Ｓ３１５、Ｓ３１７）。割り込み解消通知を受信したＶ２、…、Ｖｎは自車両の速度制御モードをＡＣＣからＣＡＣＣに変更し、前記通知を受信したＶ１は自車両の最高速度を法定速度に設定し、Ｖ１は再発進可能となる（Ｓ３１８〜Ｓ３２０）。
【００３５】
第１実施形態では以上の流れをもって隊列内に割り込んだ隊列外の他車両がいかなる挙動を示しても隊列を維持する。
【００３６】
《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態の構成は第１実施形態の構成と同等とする。
【００３７】
《隊列走行の流れ》
図３および図５および図８を用いて第２実施形態の隊列走行の流れを説明する。ただし、第１実施形態と同様の部分に関しては説明を省略する。
【００３８】
第２実施形態の特徴は、割り込み発生中の隊列先頭車Ｖ１の最高速度を直前に隊列外の他車両が割り込んだＶｉの走行速度未満（例えば９０％）に設定することである（Ｓ５０７、Ｓ８０４〜Ｓ８１０）。前記設定により、他車両が隊列から離脱するまでＶ１は減速を継続することになり、他車両が隊列から離脱する可能性が高まるのでより確実に隊列を維持することができる。
【００３９】
Ｖ１が減速を継続しても割り込みが解消されない場合、やがて隊列は停止する（Ｓ８０８）。隊列停止中に割り込みが解消された場合、Ｖｉは割り込み解消通知を車車間通信装置１０１に送信する（Ｓ８０９）。割り込み解消通知を受信したＶ２、…、Ｖｎは自車両の速度制御モードをＡＣＣからＣＡＣＣに変更し、前記通知を受信したＶ１は自車両の最高速度を法定速度に設定し、Ｖ１は再発進可能となる（Ｓ８１０）。
【００４０】
第２実施形態では以上の流れをもって隊列内に割り込んだ隊列外の他車両がいかなる挙動を示しても隊列を維持する。
【００４１】
《第３実施形態》
《構成》
第３実施形態の構成は第１実施形態の構成と同等とする。
【００４２】
《隊列走行の流れ》
図３および図６および図９を用いて第３実施形態の隊列走行の流れを説明する。ただし、第１実施形態と同様の部分に関しては説明を省略する。
【００４３】
第３実施形態の特徴は、割り込み発生以前に他車両が隊列に接近した場合、割り込み発生予告通知を利用してより確実に隊列を維持することである。
【００４４】
隊列走行中、側方監視装置１０６で他車両の隊列への接近を検知したＶｉは、自車両の速度制御モードをＣＡＣＣからＡＣＣに変更する（Ｓ６０２、Ｓ６０３、Ｓ９０１、Ｓ９０２）。
【００４５】
Ｖｉは割り込み発生予告通知を車車間通信機１０１に送信し、前記通知を受信したＶ２、…、Ｖｉ−１、Ｖｉ＋１、…、Ｖｎは自車両の速度制御モードをＣＡＣＣからＡＣＣに変更し、前記通知を受信したＶ１は自車両の最高速度をＶｉの走行速度に設定する（Ｓ６０４〜Ｓ６０７、Ｓ９０３、Ｓ９０４）。このように、割り込み発生前からＶ１の最高速度をＶｉの走行速度に設定することで隊列が分裂しにくくなるのでより確実に隊列を維持することができる。
【００４６】
Ｖ２、…、ＶｎはＡＣＣモードで走行中、ＣＡＣＣモードで走行中より目標
車間距離を長く設定することで安全性を確保する（Ｓ９０５）。
【００４７】
他車両の接近が解消された場合、Ｖｉは割り込み予告取消通知を車車間通信装置１０１に送信する（Ｓ６０８、Ｓ６０９、Ｓ９０６）。割り込み予告取消通知を受信したＶ２、…、Ｖｎは自車両の速度制御モードをＡＣＣからＣＡＣＣに変更し、前記通知を受信したＶ１は自車両の最高速度を法定速度に設定する（Ｓ６１０〜Ｓ６１２、Ｓ９０６、Ｓ９０７）。
【００４８】
第３実施形態では以上の流れをもって隊列内に割り込んだ隊列外の他車両がいかなる挙動を示しても隊列を維持する。
【符号の説明】
【００４９】
１０１  車車間通信装置
１０２  前方車間距離計測装置
１０３  前方車両相対速度計測装置
１０４  自車両速度計測装置
１０５  自車両加速度計測装置
１０６  側方監視装置
１０７  衛星航法装置
１０８  車両制御装置
１０９  アクセル制御装置
１１０  ブレーキ制御装置
１１１  警告発報装置
２０１  車車間通信装置
２０２  自車両速度計測装置
２０３  自車両加速度計測装置
２０４  制御情報表示装置
２０５  車両制御装置
２０６  警告発報装置
Ｖ１  隊列先頭車
Ｖ２、…、Ｖｉ−１、Ｖｉ、Ｖｉ＋１、…、Ｖｎ  隊列後続車
【図１】
2018036809.tif 000003
【図２】
2018036809.tif 000004
【図３】
2018036809.tif 000005
【図４】
2018036809.tif 000006
【図５】
2018036809.tif 000007
【図６】
2018036809.tif 000008
【図７】
2018036809.tif 000009
【図８】
2018036809.tif 000010
【図９】
2018036809.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月2日(2017.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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において、前記車両の走行状態を前記隊列の前記車両間で交信する車車間通信装置と、前方車間距離を計測する装置と、前方車両の相対速度を計測する装置と、自車両の速度を計測する装置と、前記自車両の加速度を計測する装置と、前記自車両の側方を監視する装置と、前記自車両の絶対座標を測位する衛星航法装置とを備え、前記隊列走行中に前記隊列内の任意の車両間に前記隊列外の他車両の割り込みが発生した場合に、前記車車間通信装置から得た情報をもとに、前記割り込み発生を察知した前記隊列の先頭車が自車両の最高速度を直前に前記他車両に割り込まれた前記隊列の後続車の走行速度以下に設定しながら走行するとともに警告発報装置により前記他車両に前記隊列から離脱することを促し、さらに前記隊列が停止しても前記割り込みが解消されない場合に前記割り込みが解消されるまで前記先頭車が発進しないことで前記隊列を維持することを特徴とする隊列走行制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の隊列走行制御システムに加え、前記隊列内に前記割り込みが発生している場合は前記隊列の後続車が目標速度と目標車間距離を設定して前記目標速度と走行速度との差分および前記目標車間距離と実際の車間距離との差分が０になるように自動制御しながら走行するＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）技術を利用して走行し、前記割り込みが発生していない場合は前記隊列の後続車が前記ＡＣＣ技術に加え前記車車間通信装置から得た前記隊列内の他車両の情報を使用するＣＡＣＣ（Cooperative Adaptive Cruise Control）技術を利用して走行することを特徴とする隊列走行制御システム。
【請求項３】
複数の車両が車車間通信を行いながら隊列を組んで走行する隊列走行を制御する方法において、前記隊列走行中に前記隊列を構成する何れかの車両間に前記隊列外の他車両が割り込んだ場合に、前記隊列の先頭車は前記車車間通信に基づいて前記割り込みがあったことを察知し、前記先頭車が自車両の最高速度を直前に前他車両に割り込まれた前記隊列の後続車の走行速度以下に設定して減速しながら走行するとともに前記他車両に前記隊列から離脱することを促す警告を発し、さらに前記隊列が停止しても前記割り込みが解消されない場合に前記割り込みが解消されるまで前記先頭車が発進しないことで前記隊列を維持することを特徴とする隊列走行制御方法。