(57)【要約】【課題】自動運転により隊列走行する複数の車両の車線変更を円滑に行うことのできる隊列走行システムを提供する。【解決手段】車両の各々は、第１車線の走行時に判断部３５が車線変更可能と判断すると、走行制御部３６が第１車線から第２車線への車線変更を実行するとともに、第２車線における自車両の前方に、第１車線を走行している他車両が車線変更なスペースを形成するスペース形成制御を実行し、通信部２１がスペース形成制御における運転情報を他車両に送信し、第１車線の走行時に通信部２１がスペース形成制御における運転情報を受信すると、走行制御部３６がスペースに自車両を並走させる並走制御を実行するとともに判断部３５がスペースへの車線変更の可否を判断する。【選択図】図２
2019028733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車両が自車両の位置を含む運転情報を相互に通信しながら自動運転によって隊列を形成して走行する隊列走行システムであって、
前記複数の車両の各々は、
自車両の速度および操舵角を制御する走行制御部と、
第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線への自車両の車線変更の可否を判断する判断部と、
前記隊列を形成する他車両との間で相互に通信可能に構成された通信部と、を備え、
前記第１車線の走行時に前記判断部が車線変更可能と判断した場合には、前記走行制御部が前記第２車線への車線変更を実行したのちに前記走行制御部が前記第２車線における自車両の前方に前記第１車線を走行している他車両が車線変更可能なスペースを形成する車速制御であるスペース形成制御を実行し、前記通信部が前記スペース形成制御時の運転情報を他車両に送信し、
前記第１車線の走行時に前記通信部が前記スペース形成制御時の運転情報を他車両から受信した場合には、前記走行制御部が前記スペースに自車両を並走させる並走制御を実行するとともに前記判断部が前記スペースへの車線変更の可否を判断する
隊列走行システム。
【請求項２】
前記スペース形成制御時の運転情報は、前記スペース形成制御における車速に関する制御指示値を含む
請求項１に記載の隊列走行システム。
【請求項３】
前記第２車線への車線変更が前記第１車線を走行する最後尾の車両から順に行われる
請求項１または２に記載の隊列走行システム。
【請求項４】
前記並走制御において、前記走行制御部は、前記スペース形成制御時の運転情報に含まれている車速に関する制御指示値を用いて車速の制御を行う
請求項３に記載の隊列走行システム。
【請求項５】
前記第２車線への車線変更が前記第１車線を走行する車両のうち車線変更可能な車両から順に行われる
請求項１または２に記載の隊列走行システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の車両が自動運転により隊列走行する隊列走行システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１のように、複数の車両で隊列を組んで走行する隊列走行を自動運転により実現する技術が知られている。こうした隊列走行においては、車両間での相互通信により車速や車間距離などが一定に保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２８５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、隊列走行においては、隣接車線に隊列長以上の十分なスペースがある場合には隊列ごと車線変更することが可能であるものの、実際に車線変更する際にそうした状況に遭遇するとは限らない。そのため、隊列走行する各車両が隣接車線に円滑に車線変更することが可能な技術が望まれている。
【０００５】
本発明は、自動運転により隊列走行する複数の車両の車線変更を円滑に行うことのできる隊列走行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】
上記課題を解決する隊列走行システムは、複数の車両が自車両の位置を含む運転情報を相互に通信しながら自動運転によって隊列を形成して走行する隊列走行システムであって、前記複数の車両の各々は、自車両の速度および操舵角を制御する走行制御部と、第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線への自車両の車線変更の可否を判断する判断部と、前記隊列を形成する他車両との間で相互に通信可能に構成された通信部と、を備え、前記第１車線の走行時に前記判断部が車線変更可能と判断した場合には、前記走行制御部が前記第２車線への車線変更を実行したのち前記走行制御部が前記第２車線における自車両の前方に前記第１車線を走行している他車両が車線変更可能なスペースを形成する車速制御であるスペース形成制御を実行し、前記通信部が前記スペース形成制御時の運転情報を他車両に送信し、前記第１車線の走行時に前記通信部が前記スペース形成制御時の運転情報を他車両から受信した場合には、前記走行制御部が前記スペースに自車両を並走させる並走制御を実行するとともに前記判断部が前記スペースへの車線変更の可否を判断する。
【０００７】
上記構成によれば、第２車線には、車線変更した車両によるスペース形成制御によって当該車両の前方に、第１車線を走行している車両が車線変更可能なスペースが形成される。そして、第１車線を走行している車両は、並走制御によってそのスペースを並走しながら第２車線への車線変更の可否を判断する。すなわち、上記構成によれば、第２車線におけるスペースの形成と当該スペースへの車線変更とが繰り返し行われることから、隊列全体としての車線変更を円滑に行うことができる。
【０００８】
上記構成の隊列走行システムにおいて、前記スペース形成制御時の運転情報は、前記スペース形成制御における車速に関する制御指示値を含むことが好ましい。
上記構成によれば、スペース形成制御時の運転情報に車速に関する制御指示値が含まれている。そのため、車線変更前の車両の並走制御においては、例えば車線変更直後の車両の減速度などに基づいて車速を制御することができる。
【０００９】
上記構成の隊列走行システムでは、前記第２車線への車線変更が前記第１車線を走行する最後尾の車両から順に行われることが好ましい。
上記構成によれば、第１車線を走行している最後尾の車両から順に第２車線への車線変更が行われることから、車線変更後の車両を車線変更前の車両が追い抜く必要がない。そのため、隊列全体としての車線変更をより円滑に行うことができる。
【００１０】
上記構成の隊列走行システムは、前記並走制御において、前記走行制御部は、前記スペース形成制御時の運転情報に含まれている車速に関する制御指示値を用いて車速の制御を行うことが好ましい。
上記構成によれば、隊列全体として各車両間の車間距離を保持しながら車速の制御を行うことが可能である。
【００１１】
上記構成の隊列走行システムでは、前記第２車線への車線変更が前記第１車線を走行する車両のうち車線変更可能な車両から順に行われることが好ましい。
上記構成によれば、車線変更可能な車両から第２車線への車線変更が行われることから、車線変更する車両の順番についての自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】隊列走行システムの一実施形態の概略構成を模式的に示す図。
【図２】各車両における車両制御装置の構成を示す機能ブロック図。
【図３】周辺状況検出部の検出範囲を模式的に示す図。
【図４】車線変更前の状態の一例を模式的に示す図。
【図５】車線変更の手順の一例を示すシーケンス図。
【図６】（ａ）１台目の車両の車線変更が完了した状態を模式的に示す図、（ｂ）２台目の車両の車線変更が完了した状態を模式的に示す図、（ｃ）３台目の車両の車線変更が完了した状態を模式的に示す図。
【図７】（ａ）車線変更前の状態を模式的に示す図、（ｂ）１台目の車両の車線変更が完了した状態を模式的に示す図、（ｃ）２台目の車両の車線変更が完了し、３台目の車両の車線変更が行われる直前の状態を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜図７を参照して、隊列走行システムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、隊列走行システムは、複数の車両１０の間で各車両１０の車両制御装置２０が相互に通信することにより各車両１０の車速や位置関係などを把握し、１つ前を走行する車両１０を先行車両として後続車両が追従する隊列走行を具現化する。この隊列走行システムでは、車速が最高速度以下の範囲で制御されるとともに車間距離Ｌがその時々の車速に応じた適正距離に制御される。また、この隊列走行システムでは、隣接車線への各車両１０の車線変更が自動運転により具現化される。以下、自動運転による各車両１０の車線変更について詳しく説明する。
【００１４】
図２に示すように、複数の車両１０の各々は、車両の運転を制御する車両制御装置２０を備えている。車両制御装置２０は、各種機能部として、通信部２１、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２２、周辺状況検出部２３、走行状況検出部２４、地図データベース２５、走行経路設定システム２６、および、自動運転ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０を備えている。これらの各種機能部は、車載ネットワーク２８を介して互いに電気的に接続されている。
【００１５】
通信部２１は、隊列を形成する車両間で相互に通信可能に構成されている。通信部２１は、車載ネットワーク２８に出力された自車両に関する各種情報を自車両のＩＤを関連付けた運転情報として他車両に送信する。また、通信部２１は、他車両が送信した運転情報を受信し、その受信した他車両の運転情報を車載ネットワーク２８に出力する。運転情報の内容については後述する。
【００１６】
ＧＮＳＳ受信部２２は、図示しない３以上のＧＮＳＳ衛星からのＧＮＳＳ信号を受信し、その受信したＧＮＳＳ信号に基づく自車両の現在地（例えば緯度および経度）を示すＧＮＳＳ情報を取得する。ＧＮＳＳ受信部２２は、そのＧＮＳＳ情報を車載ネットワーク２８に出力する。
【００１７】
周辺状況検出部２３は、レーダー部や撮像部などで構成されており、自車両の周辺状況を示す情報を検出する。
図３に示すように、レーダー部は、例えば、自車両１１が走行している車線５１の前方車両１３や車線５１に隣接する車線５２，５３を走行する周辺車両１４が検出されるように自車両１１の周辺が検出範囲に設定されている。レーダー部は、例えば、自車両１１の周辺に検出波としてミリ波を出射するミリ波レーダーや自車両１１の周辺に検出波として赤外線光を出射するレーザーレーダーによって構成される。レーダー部は、出射した検出波の反射波に基づいて、周辺に位置する障害物の自車両１１に対する距離および相対速度を示す障害物情報を取得する。撮像部は、前方車両１３や周辺車両１４が撮像されるように自車両１１の周辺が撮像範囲に設定されている。撮像部は、自車両１１の周辺を撮像した画像情報を取得する。周辺状況検出部２３は、自車両１１の周辺状況を示す情報として、これら障害物情報および画像情報を車載ネットワーク２８に出力する。
【００１８】
走行状況検出部２４は、自車両の走行状況に関する各種の情報を検出する。走行状況検出部２４は、例えば、車速を検出する車速センサー、加減速度を検出する加減速度センサー、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサーなどを含んでいる。走行状況検出部２４は、各センサーの検出値を検出値情報として車載ネットワーク２８に出力する。
【００１９】
地図データベース２５は、交差点や分岐点などを示すノードとノード間を繋ぐ道路区間であるリンクとによって構成された地図情報を有するデータベースであり、自車両に搭載された記憶装置に記憶されている。地図情報には、例えば、各ノードの位置や種別などを含むノード情報、および、各リンクの種別やリンク長に加えて車線数や曲率、勾配などを含むリンク情報が含まれている。なお、地図データベース２５は、車両と通信可能な施設などのコンピューターに記憶される構成であってもよい。
【００２０】
走行経路設定システム２６は、自車両が走行する経路である走行経路を設定し、その設定した走行経路を示す経路情報を車載ネットワーク２８に出力する。走行経路設定システム２６は、例えばナビゲーションシステムであり、搭乗者が操作可能な操作装置や地図情報に基づく地図を表示する表示装置によって構成されている。走行経路設定システム２６は、例えば、操作装置を通じて目的地が入力されると、ＧＮＳＳ受信部２２が出力するＧＮＳＳ情報と地図データベース２５の地図情報とに基づいて現在地から目的地までの走行経路を設定する。なお、走行経路設定システム２６は、通信部２１と通信可能な施設などに設けられてもよい。この場合、経路情報は、通信部２１が受信し、通信部２１によって車載ネットワーク２８に出力される。また、経路情報は、代表する車両において走行経路設定システム２６が出力した経路情報が通信部２１を介して他車両に送信されることにより、隊列を形成する複数の車両において共有される構成であってもよい。
【００２１】
自動運転ＥＣＵ３０は、プロセッサ、メモリー、入力インターフェース、および、出力インターフェース等がバスを介して互いに接続された１以上のマイクロコントローラーを中心に構成される。自動運転ＥＣＵ３０は、車載ネットワーク２８に出力された各種情報を入力インターフェースを介して取得する。自動運転ＥＣＵ３０は、その取得した各種の情報、および、メモリーに記憶したプログラムや各種のデータに基づいて各種の処理を実行し、これらの各種の処理を通じて、制御対象４０を制御する。
【００２２】
自動運転ＥＣＵ３０は、自車両の自動運転に関する各種の機能部として、周辺情報取得部３１、走行情報取得部３２、位置情報取得部３３、車線変更設定部３４、判断部３５、および、走行制御部３６を備えている。
【００２３】
周辺情報取得部３１は、周辺状況検出部２３が出力した障害物情報および画像情報に基づいて自車両の周辺情報を取得する。周辺情報取得部３１は、例えば、画像情報に対して所定の識別処理を行うことにより画像情報内の物体を識別し、それら識別した物体と障害物情報内の障害物とを関連付けることにより周辺情報を取得する。例えば、図３に示すように、自車両１１に対して前方車両１３が存在する場合、周辺情報には、前方車両１３との車間距離Ｌａおよび相対速度などが含まれている。また、自車両１１の周辺を複数の周辺車両１４が走行している場合、周辺情報には、これら周辺車両１４の各々の自車両１１に対する距離および相対速度などが含まれている。また、周辺情報取得部３１は、画像情報に対する識別処理を通じて道路標識や自車線位置などを認識し、走行中の道路における最高速度や走行中の車線の位置などを周辺情報として取得する。周辺情報取得部３１は、前方車両１３との車間距離Ｌａを車間距離情報として車載ネットワーク２８に出力する。
【００２４】
走行情報取得部３２は、自車両の走行状況を示す走行情報を取得する。走行情報取得部３２は、周辺状況検出部２３が出力した画像情報に対する識別処理を通じ、自車両が走行している車線における自車両の横位置、および、当該車線の延在方向に対する自車両の相対角度を走行情報として取得する。また走行情報取得部３２は、走行状況検出部２４が車載ネットワーク２８に出力した検出値情報に基づき、自車両の車速、加減速度、操舵角などを走行情報として取得する。走行情報取得部３２は、これら自車両の横位置、相対角度、車速、加減速度、および、操舵角を走行情報として車載ネットワーク２８に出力する。
【００２５】
位置情報取得部３３は、自車両および他車両の位置などを示す位置情報を取得する。位置情報取得部３３は、ＧＮＳＳ受信部２２が車載ネットワーク２８に出力したＧＮＳＳ情報と通信部２１が受信した他車両のＧＮＳＳ情報とを取得する。位置情報取得部３３は、自車両および他車両のＧＮＳＳ情報に基づいて、隊列における各車両の位置や自車両の隊列内順序などを位置情報として取得する。位置情報取得部３３は、位置情報の一部である自車両のＧＮＳＳ情報や隊列内順序などを車載ネットワーク２８に出力する。
【００２６】
車線変更設定部３４は、車線変更を実行する実行区間などを設定する。例えば、車線変更設定部３４は、車載ネットワーク２８に出力された経路情報と地図データベース２５の地図情報とに基づき、車線変更を実行する実行区間および実行区間通過時における目標車線を示す車線変更情報を取得する。車線変更設定部３４は、例えば高速道路のジャンクションなど、走行経路において事前の車線変更が必要となる分岐ノードを抽出し、その分岐ノードの手前に車線変更の実行区間を設定する。車線変更設定部３４は、例えば、分岐ノードに到達するまでに各車両の車線変更が完了するのに十分な走行距離（例えば２ｋｍ）が確保されるように、分岐ノードの手前に位置する１以上のリンクを実行区間に設定する。また車線変更設定部３４は、目標車線と実行区間の進入時における自車線位置とに基づいて、車線変更する順番を示す車線変更モードを設定する。車線変更モードは、隊列を形成する最後尾の車両から順に車線変更を行う第１モードであるシンプルモードと、車線変更可能な車両から順に車線変更を行う第２モードであるランダムモードとを有している。
【００２７】
なお、車線変更設定部３４は、所定値以下の曲率が連続するリンクで実行区間を構成することが好ましい。また、車線変更設定部３４は、例えば、交通情報を発信する施設が発信する交通情報を通信部２１が受信可能に構成されている場合、その時々の交通情報に応じて実行区間を変更可能に構成されていてもよい。また、実行区間や車線変更モードは、走行経路設定システムによって設定される構成であってもよいし、代表する車両での設定内容が通信部２１を介して他車両に送信されることで隊列を形成する複数の車両において共有される構成であってもよい。
【００２８】
判断部３５は、例えば実行区間の走行中、自車両が車線変更可能であるか否かを判断する。例えば、判断部３５は、周辺情報取得部３１の取得した周辺情報、すなわち周辺車両の位置および相対速度に基づいて、現在走行している車線から当該車線に隣接する隣接車線へ車線変更可能か否かを判断する。また例えば、判断部３５は、自車両の位置、および、車線変更直後の他車両の位置と当該他車両に対する前方車両との車間距離Ｌａに基づいて車線変更の可否を判断する。
【００２９】
走行制御部３６は、上述した周辺情報、走行情報、および、位置情報などに基づいて制御対象４０を制御することで自動運転走行を実行する。例えば、走行制御部３６は、車載ネットワーク２８に出力された経路情報に基づき目的地までの自動運転走行を実行する。
【００３０】
制御対象４０は、例えば、駆動アクチュエーター、ブレーキアクチュエーター、操舵アクチュエーター、灯火システムに組み込まれたリレーなどで構成される。駆動アクチュエーターは、エンジンやモーターなど、自車両の駆動システムに組み込まれており、該駆動システムの出力を制御する。ブレーキアクチュエーターは、自車両のブレーキシステムに組み込まれており、ブレーキシステムによる制動力を制御する。操舵アクチュエーターは、自車両のステアリングシステムに組み込まれており、ステアリングの操舵角を制御する。灯火システムは、制動灯や方向指示器などで構成されており、リレーは、方向指示器の点灯・非点灯を制御する。
【００３１】
走行制御部３６は、駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御することにより車速制御を行う。例えば、走行制御部３６は、前方車両１３との車間距離Ｌａおよび相対速度に基づいて車間距離Ｌａが車速に応じた適正距離となる加減速度を演算し、その演算した加減速度の制御指示値を駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターに出力する。
【００３２】
走行制御部３６は、操舵アクチュエーターを制御することにより操舵角制御を行う。操舵角制御において、走行制御部３６は、例えば、自車両の横位置が車線の中央となるように操舵アクチュエーターを制御する。また、走行制御部３６は、例えば、実行区間の走行中に判断部３５が車線変更可能と判断すると、隣接車線に車線変更するように操舵アクチュエーターを制御する。
【００３３】
走行制御部３６は、リレーを制御することにより灯火制御を行う。灯火制御において、走行制御部３６は、例えば、判断部３５による車線変更の可否の判断が開始されると方向指示器が点灯するようにリレーを制御し、車線変更が完了すると方向指示器が消灯するようにリレーを制御する。
走行制御部３６は、上述した加減速度の制御指示値や操舵角の制御指示値、方向指示器への動作指示などを含む制御情報を車載ネットワーク２８に出力する。
【００３４】
なお、運転情報は、車載ネットワーク２８に出力された各種情報、すなわち車間距離情報、走行情報、位置情報、および、制御情報で構成されている。通信部２１は、これら各種情報で構成された運転情報を他車両へ逐一送信する。
【００３５】
上記車両制御装置２０を有する各車両１０は、上述した運転情報を共有することにより、互いの位置関係などを把握しながら、車速を最高速度以下に保持しつつ車間距離Ｌがその時々の車速に応じた適正距離に保持されるように隊列走行する。そして、各車両１０は、車線変更設定部３４が設定した実行区間の走行中に車線変更を行う。
【００３６】
図４〜７を参照して車線変更の手順の一例について説明する。
最初の例では、図４に示すように、第１車線である左側車線５６を車速Ｖａ、車間距離Ｌで隊列走行している車両１０１、車両１０１を追従している車両１０２、車両１０２を追従している車両１０３が第２車線である右側車線５７へ車線変更する場合について説明する。なお、車両１０１は、車速Ｖａで走行している車両１５に車間距離Ｌで追従している。また、車両１０２の側方には車速Ｖａよりも速い車速Ｖｂで右側車線５７を走行する車両１６が位置しており、車両１０３の右側後方には車速Ｖａよりも速い車速Ｖｃで右側車線５７を走行する車両１７が位置している。また、図４，６，７では、車両が区別しやすいように車両１０１，１０２，１０３の天面にそれぞれＡ，Ｂ，Ｃを記載している。
【００３７】
図５および図６（ａ）に示すように、左側車線５６を隊列走行している車両１０１〜１０３の全てが実行区間に進入すると車線変更が開始される。左側車線５６から右側車線５７への車線変更、すなわち走行車線から追越車線への車線変更は、最後尾を走行している車両１０３から順に車線変更が行われるシンプルモードで行われる。車両１０３では、位置情報取得部３３が取得した位置情報に基づいて自車両が左側車線５６の最後尾を走行していることが把握され、判断部３５によって右側車線５７への車線変更の可否の判断がなされる（ステップＳ１０１）。そして、車線変更可能と判断されると走行制御部３６によって制御対象４０が制御されて左側車線５６から右側車線５７への車線変更が実行される（ステップＳ１０２）。
【００３８】
車線変更後の車両１０３では、周辺情報取得部３１が前方車両である車両１６との車間距離Ｌａおよび相対速度を取得するとともに、走行制御部３６がそれら車間距離Ｌａおよび相対速度に基づく車速制御としてスペース形成制御を実行する（ステップＳ１０３）。スペース形成制御は、車両１６との間に車両１０２が車線変更できるスペース１０５が形成されるように、車両１６よりも遅い車速で自車両を走行させる制御である。スペース形成制御において、走行制御部３６は、車間距離Ｌａおよび相対速度に基づいて減速度を演算し、その演算した減速度に基づく制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御する。このとき演算される減速度は、車両１６の車速Ｖｂが速いほど小さな値（０を含む）であり、例えば、所定時間内に車両１６との車間距離Ｌａが他車両の車線変更可能な車間距離Ｌｃまで大きくなる値である。そして、車両１６との車間距離Ｌａ、減速度の制御指示値、および、車両１０３のＧＮＳＳ情報などを含む運転情報が通信部２１によって車両１０１，１０２に送信される（ステップＳ１０４）。
【００３９】
車両１０３からの運転情報を受信した車両１０１，１０２では、走行制御部３６が車速制御として並走制御を実行する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。並走制御は、第１車線（左側車線５６）を走行している各車両、すなわち車線変更前の各車両にて実行される。並走制御では、第１車線（左側車線５６）を走行している車両間の車間距離を適正距離に保持しつつ、スペース形成制御により形成される第２車線（右側車線５７）のスペース１０５に並走するように各車両の速度が制御される。ステップＳ１０５，Ｓ１０６において、走行制御部３６は、車両１０３における減速度の制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御する。すなわち、車両１０１，１０２は、車両１０３とは走行している車線は異なるものの、隊列全体として進行方向の車間距離Ｌを保持しつつ、車両１０３と車両１６との間のスペース１０５を並走するように走行する。
【００４０】
図５および図６（ｂ）に示すように、次に、車両１０２の車線変更が行われる。車両１０２においては、位置情報取得部３３が取得した位置情報に基づいて自車両が左側車線５６の最後尾を走行していることが把握され、判断部３５によって車線変更の可否の判断がなされる（ステップＳ１０７）。そして、車線変更可能と判断されると走行制御部３６によって制御対象４０が制御されて左側車線５６から右側車線５７への車線変更が実行される（ステップＳ１０８）。なお、判断部３５は、車両１０２，１０３の位置、および、車両１６と車両１０３との車間距離Ｌａに基づいて車線変更の可否を判断してもよいし、周辺情報取得部３１が取得する周辺情報に基づいて車線変更の可否を判断してもよい。また、それら双方に基づいて車線変更の可否を判断してもよい。
【００４１】
車線変更した車両１０２では、車両１０３と同様、車両１６を前方車両とするスペース形成制御が行われる（ステップＳ１０９）。そして、車両１６との車間距離Ｌａ、スペース形成制御における減速度の制御指示値、および、車両１０２のＧＮＳＳ情報などを含む運転情報が通信部２１によって車両１０１，１０３に送信される（ステップＳ１１０）。
【００４２】
車両１０２からの運転情報を受信した車両１０１，１０３においては、各々の走行制御部３６によって車速制御が行われる。車両１０１の走行制御部３６は、並走制御を実行し、車両１０２における減速度の制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御する（ステップＳ１１１）。すなわち、車両１０１は、進行方向における車両１０２との車間距離Ｌを保持した状態で車両１０２と車両１６との間のスペースを並走する。車両１０３の走行制御部３６は、追従制御を実行する（ステップＳ１１２）。追従制御は、通常の隊列走行時における後続車両の制御態様であり、その時々の車速に応じた適正距離に車間距離Ｌを保持した状態で先行車両を追従する制御である。すなわち、車両１０３の走行制御部３６は、車両１０２を先行車両として追従制御を実行する。
【００４３】
図５および図６（ｃ）に示すように、最後に、車両１０１の車線変更が行われる。車両１０１においては、位置情報取得部３３が取得した位置情報に基づいて自車両が左側車線５６を走行している最後の車両であることが把握され、判断部３５によって右側車線５７への車線変更の可否の判断がなされる（ステップＳ１１３）。そして、車線変更可能と判断されると走行制御部３６によって制御対象４０が制御されて左側車線５６から右側車線５７への車線変更が実行される（ステップＳ１１４）。車線変更が完了した車両１０１では、隊列走行の先頭車両として、走行制御部３６によって先導制御が実行される（ステップＳ１１５）。先導制御において、走行制御部３６は、経路情報に基づいて制御対象４０を制御することにより車両１０１を目的地に向かって走行させる。また、走行制御部３６は、車速を最高速度以下に保持しつつ前方車両である車両１６との車間距離Ｌａに適正距離が確保される加減速度を演算し、その演算した加減速度の制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御する。そして、車両１６との車間距離Ｌａ、加減速度の制御指示値、および、車両１０１のＧＮＳＳ情報などを含む運転情報が車両１０２，１０３に送信される（ステップＳ１１６）。
【００４４】
車両１０１からの運転情報を受信した車両１０２，１０３においては、各々の走行制御部３６によって追従制御が実行される（ステップＳ１１７、ステップＳ１１８）。車両１０２の走行制御部３６は車両１０１を先行車両として追従制御を実行し、車両１０３の走行制御部３６は車両１０２を先行車両として追従制御を実行する。これにより、車両１０１，１０２，１０３で構成された隊列の車線変更が完了する。
【００４５】
図７を参照して車線変更の他の例について説明する。
この例では、図７（ａ）に示すように、第１車線である右側車線５７を車速Ｖａ、車間距離Ｌで隊列走行している車両１０１、車両１０１を追従している車両１０２、車両１０２を追従している車両１０３が第２車線である左側車線５６へ車線変更する。なお、車両１０１の前方および側方には、車速Ｖａよりも速い車速で車両１５および車両１６が走行し、車両１０３の側方には車速Ｖａよりも速い車速で車両１７が走行している。
【００４６】
右側車線５７を隊列走行している車両１０１〜１０３の全てが実行区間に進入すると車線変更が開始される。右側車線５７から左側車線５６への車線変更、すなわち追越車線から走行車線への車線変更は、車線変更可能な車両から順番に車線変更を行うランダムモードで行われる。ランダムモードでは、実行区間に進入すると各車両１０１〜１０３において判断部３５による車線変更の可否が判断される。この例では、自車両の側方に車両が存在していない車両１０２の車線変更が最初に行われる。
【００４７】
図７（ｂ）に示すように、車両１０２の車線変更が行われると、車両１０２では走行制御部３６の車速制御として車両１６との車間距離Ｌａを大きくするスペース形成制御が行われ、車両１０１，１０３では走行制御部３６の車速制御として並走制御が行われる。
【００４８】
この場合の並走制御は、車線変更した車両に対する位置に応じて異なる。車両１０２よりも進行方向前方を走行している車両１０１では、例えば、進行方向における車両１０２との車間距離Ｌ１が大きくなるように車両１０２の減速度以下の減速度を示す制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターが制御される。また、車両１０２よりも進行方向後方を走行している車両１０３では、例えば、進行方向における車両１０２との車間距離Ｌ３が小さくなり、やがて、車両１０２を追い抜いて車両１０１に追いつくように最高速度以下の範囲で車速が制御される。
【００４９】
そして、図７（ｃ）に示すように、車両１０３よりも車両１０１の車線変更が先に行われると、車両１０１ではスペース形成制御が実行され、車両１０２では車両１０１を先行車両とする追従制御が実行される。車両１０３では、引き続き並走制御が実行され、判断部３５によって車線変更可能と判断されると左側車線５６へと車線変更する。その後、車両１０３では先導制御、車両１０１では車両１０３を先行車両とする追従制御、車両１０２では車両１０１を先行車両とする追従制御が行われることにより、車両１０１，１０２，１０３で構成された隊列の車線変更が完了する。
【００５０】
上記実施形態の隊列走行システムによれば、以下の作用効果が得られる。
（１）第１車線を隊列走行する複数の車両が第２車線へ車線変更する際、第２車線に車線変更した車両のスペース形成制御によって当該車両の前方に、第１車線を走行している車両が車線変更可能なスペースが形成される。一方、第１車線を走行している車両は、並走制御によりそのスペースに並走しながら、判断部によって車線変更の可否を判断する。このように上記隊列走行システムによれば、第２車線におけるスペースの形成と当該スペースへの第１車線から第２車線への車線変更とが繰り返し行われることから、隊列全体としての車線変更を円滑に行うことができる。
【００５１】
（２）運転情報には、制御情報、すなわち車速に関する制御指示値として加減速度の制御指示値が含まれている。これにより、車線変更前の車両においては、車線変更した車両の車速に基づいて並走制御を行うことができる。そのため、例えば、自車両の位置と車両変更した車両の位置とに基づいて並走制御が行われる場合に比べて、車線変更直後の車両に対する相対速度が把握しやすいため、当該車両との車間距離を保持する場合であれ、当該車両との車間距離を変更する場合であれ、並走制御を簡易な制御構成のもとで行うことができる。
【００５２】
（３）図６に示したように、シンプルモードでは、第２車線への車線変更が隊列の最後尾の車両から順番に行われる（１０３→１０２→１０１）。こうした構成によれば、第１車線を走行する車両が第２車線を走行する車両を追い抜くことがなく、また、車両の順序が入れ替わることもない。その結果、より円滑な車線変更を実行することが可能である。
【００５３】
（４）また、シンプルモードでは、第１車線を走行する車両の車速制御である並走制御が第２車線を走行する車両の車速制御であるスペース形成制御の制御指示値を用いて行われる。そのため、進行方向における隊列全体としての隊列長を保持しながら車速制御を行うことができる。その結果、隊列全体としてコンパクトな状態を保持したまま、各車両の車線変更を行うことができる。
【００５４】
（５）並走制御を実行中の車両において、判断部３５は、自車両の位置、ならびに、車線変更直後の車両の位置および車間距離Ｌａに基づいて車線変更の可否を判断可能に構成されている。こうした構成によれば、スペース形成制御を実行中の車両と前方車両との車間距離Ｌａを把握したうえで車線変更が行われることから、各車両の車線変更をより安全に行うことができる。
【００５５】
（６）図７に示したように、ランダムモードでは、車線変更可能な車両から順番に第２車線への車線変更が行われる（１０２→１０１→１０３）。こうした構成によれば、車線変更する車両の順番についての自由度を向上させることができる。その結果、例えば、全ての車両の車線変更が完了までに要する時間を短縮することが可能である。
【００５６】
（７）車線変更設定部３４は、経路情報や地図情報に基づいて、各車両の車線変更を完了させるうえで十分な走行距離を確保することができる区間を実行区間に設定する。その結果、分岐ノードに到達するまでに車線変更を確実に完了させることができる。また、車線変更設定部３４は、交通情報に基づいて実行区間を変更可能に構成されることにより、その時々の状況に適した態様で実行区間を設定することができる。
【００５７】
（８）車線変更設定部３４は、実行区間進入時における自車線と実行区間通過時の目標車線とに基づいて車線変更モードを設定する。これにより、走行中の車線と目標車線との位置関係に適した車線変更モードで各車両１０を車線変更することができる。
【００５８】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ランダムモードにおいては、車線変更可能な車両から順番に車線変更を行えばよい。そのため、例えば、第１車線を走行する先頭の車両が最初に車線変更を行ってもよいし、最後尾の車両の次に先頭の車両の車線変更が行われてもよい。
【００５９】
・車線変更設定部３４は、車線変更モードとして、シンプルモードおよびランダムモードに加えて、第１車線を走行する先頭の車両から順に車線変更が行われる第３モードである入れ替えモードを有していてもよい。こうした構成においては、各車両の車線変更が完了すると、隊列内順序を入れ替えることができる。
【００６０】
・スペース形成制御における運転情報の１つである車速に関する制御指示値は、減速度の制御指示値に限らず、車速の制御指示値そのものであってもよい。
・スペース形成制御における運転情報には、車速に関する制御指示値が含まれていなくともよい。こうした場合、第１車線を走行する車両においては、自車両の位置とスペース形成制御中の車両の位置とに基づいて車速制御が行われる。
【００６１】
・隊列は、運転者が運転する先頭の車両と、その先頭の車両を自動運転により追走する１以上の車両とによって構成されていてもよい。こうした場合の隊列走行システムにおいては、例えば、実行区間を設定することなく先頭の車両の方向指示器の操作を契機として、最後尾の車両から順に車線変更が行われてもよい。
【００６２】
・上述した隊列走行システムは、３以上の車線を有する道路における車線変更にも適用可能である。こうした場合は、例えば、左側車線から中央車線への各車両の車線変更である第１車線変更が完了してから中央車線から右側車線への車線変更である第２車線変更を実行することが好ましい。また、車線変更設定部３４は、左側車線から中央車線への車線変更を実行する第１実行区間と、中央車線から右側車線への車線変更を実行する第２実行区間とを設定することが好ましい。
【符号の説明】
【００６３】
１０…車両、１１…自車両、１３…前方車両、１４…周辺車両、１５，１６，１７…車両、２０…車両制御装置、２１…通信部、２２…ＧＮＳＳ受信部、２３…周辺状況検出部、２４…走行状況検出部、２５…地図データベース、２６…走行経路設定システム、２８…車載ネットワーク、３０…自動運転ＥＣＵ、３１…周辺情報取得部、３２…走行情報取得部、３３…位置情報取得部、３４…車線変更設定部、３５…判断部、３６…走行制御部、４０…制御対象、５１，５２，５３…車線、５６…左側車線、５７…右側車線、１０１，１０２，１０３…車両、１０５…スペース。
【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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