(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者により手動運転される先導車と該先導車に自動追従走行する複数の後続車とを隊列をなして走行させる隊列走行装置において、先導車の運転操作量を検出する操作量検出手段と、この操作量検出手段により検出された先導車の運転操作量を後続車が追従できる限界操作量に対応する閾値と比較する比較手段とを設け、前記比較手段による比較の結果、先導車の運転操作量が前記閾値を越えている場合に先導車に警報を発し、前記比較手段の比較結果に基づいて先導車の運転操作量が前記閾値を越えた時点からの時間を計測するタイマー手段を設け、タイマー手段による計測時間が所定時間を越えた場合に後続車を停止させることを特徴とする隊列走行装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、手動運転される先導車と該先導車に自動追従走行する複数の後続車とを隊列をなして走行させる隊列走行装置に係るものであり、特に、先導車の運転操作量が所定範囲を逸脱した場合に対処できる隊列走行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題が大きくクローズアップされる中で、大気汚染や交通渋滞の問題を改善するために電動車両を特定の地域において共用して使用する技術が提案されてきている。このような共用車両を用いた技術では、共用車両を貸し出す、あるいは返却するために共用車両のポート（駐車場）が必要となり、これらのポートには、利用者の利便性を考えてある程度の台数の車両を配置しておく必要がある。
ところで、利用者の利用時間や利用頻度が各ポートにおいて均一ならば問題ないが、利用者の利用頻度等に偏りがあり特定のポートにおいて共用車両が集中した場合には、共用車両が少ないポートに複数の車両を移動する必要がある。このように複数の車両を移動するために有人運転車両を先導車としこれに追従して複数の無人運転車両を後続車とした隊列走行を行う技術が提案されている（特開平５−１７０００８号公報参照）。
【０００３】
具体的には、隊列走行を行うにあたり先頭となる先導車を後続車が追従する際には、先導車の軌跡を後続車が追従する方式を用いており、先導車が車々間通信で得られた車速、舵角、車両位置座標、方位、要求トルク値及びブレーキ圧等を後続車に送り、後続車はレーダから得られた前車位置、方位情報の補正をかけながら先導車に追従して走行するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
運転者による有人運転の先導車に追従して複数の後続車を無人で自動運転して効率よく複数の車両を移動できる点で有利であるが、先導車の運転操作が最大域で行われた場合、例えばハンドルのフル転舵、アクセルペダルの１００％の踏み込み加速、フルブレーキングが行われた場合は、先導車と後続車の運動性能が同一であるとすると、上記運転操作の最大域においては、後続車の追従性能が低下するという問題がある。
すなわち、先導車が運転操作の最大域で操作をした場合は後続車は最大性能で追従しようとするが、先導車が操作してからの制御遅れ時間、誤差等が積み重なり追従性が低下してしまうのである。
そこで、この発明は、後続車の追従性を損なわないように走行することが可能な隊列走行装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、運転者により手動運転される先導車（例えば、実施形態における先導車Ｓ）と該先導車に自動追従走行する複数の後続車（例えば、実施形態における後続車Ｋ）とを隊列をなして走行させる隊列走行装置において、先導車の運転操作量を検出する操作量検出手段（例えば、実施形態における操作量検出手段５）と、この操作量検出手段により検出された先導車の運転操作量を後続車が追従できる限界操作量に対応する閾値と比較する比較手段（例えば、実施形態における比較手段６）を設け、前記比較手段による比較の結果、先導車の運転操作量が前記閾値を越えている場合に先導車に警報を発し、前記警報を発するのに加えて前記比較手段の比較結果に基づいて先導車の運転操作量が前記閾値を越えた時点からの時間を計測するタイマー手段（例えば、実施形態におけるタイマー手段８）を設け、タイマー手段による計測時間が所定時間を越えた場合に後続車を停止させることを特徴とする。
【０００６】
このように構成することで、操作量検出手段により検出された先導車の運転操作量と後続車の限界操作量に対応する閾値とを比較手段により比較し、先導車の運転操作量が前記閾値を越えている場合は先導車に警報を発することで、先導車に注意を喚起し先導車に運転操作量を少なくすることを促す。
また、操作量検出手段により検出された先導車の運転操作量と後続車の限界操作量に対応する閾値とを比較手段により比較し、先導車の運転操作量が前記閾値を越えると、警報を発するのに加えてその時点でタイマー手段による計測を行い、タイマー手段による計測時間が所定時間を越えた場合は後続車を停止させて、後続車の安全を確保する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１はこの発明の第１実施形態を機能ブロック図であり、Ｓは先導車、Ｋは後続車を示す。この第１実施形態の隊列走行装置は、先導車Ｓに車速センサ１と、舵角センサ２、ＡＰ（アクセルペダル）センサ３、ブレーキ圧センサ４からなる操作量検出手段５を設け、車速センサ１と操作量検出手段５に入力されたデータを取り込んで、図示しない走行ＥＣＵに設けられた手動運転プログラム１７Ａを介してモータ１２、電子制御タイプのパワーステアリング１３、及びブレーキ１４を作動させるものである。
【００１３】
また、上記各センサ類からのデータに基づいて、これら各データのいずれかが閾値を越えているかを比較判別する比較手段６と、比較手段６の判別結果に基づいて警報を発する警報装置７と、前記比較手段６の判別結果に基づいて前記入力データのいずれかが閾値を越えている場合にその時間を計測するタイマー手段８と、タイマー手段８によりカウントされた時間が設定時間を越えたことを判別する判別手段９と、判別手段９によりタイマー手段８のカウント時間が設定時間を超えた場合に全後続車Ｋの停止を通知する通信装置１５を備えている。
【００１４】
具体的には、先導車Ｓに設けられた車速センサ１、舵角センサ２、ＡＰ（アクセルペダル）センサ３、ブレーキ圧センサ４からの検出データが先導車Ｓの走行ＥＣＵに取り込まれ、この検出データのうち少なくとも１つが比較手段６により、例えば走行ＥＣＵの記憶部等に予め記憶された閾値を越えている場合は、先導車Ｓに設けられた警報装置７によりを警報を発する。ここでこの警報はブザー等の音声によるもの、あるいは警告ランプ等の表示によるもの、あるいは両者を併用したものを採用することができる。
【００１５】
一方、後続車Ｋは先導車Ｓの通信装置１５からの情報を受ける通信装置１６と、この通信装置１６の情報に基づいて先導車Ｓに追従するための追従プログラム１７Ｂを備えている。具体的に後続車Ｋは受信した先導車Ｓの操作量に応じて追従プログラム１７Ｂにより追従走行する。尚、この追従プログラム１７Ｂは走行ＥＣＵにより実行されるが、先導車Ｓの運転操作量を模倣して走行する機能（先導車Ｓの通過した位置における運転操作量による制御）と先導車Ｓの軌跡上の目標自車位置と実際の自車位置との偏差により目標位置上になるように運転操作量を制御する機能を有している。
【００１６】
後続車Ｋは追従プログラム１７Ｂによりモータ１８、パワーステアリング１９、及びブレーキ２０を自動操作して先導車Ｓに追従するが、前記先導車Ｓの通信装置１５からの情報を修正するために追従プログラム１７Ｂはレーダ２１により先導車Ｓの図示しないリフレクタからの反射波を検出して先導車Ｓとの車間距離を計測しこれによる補正を行っている。
【００１７】
上記閾値について図２に示す舵角と車速との関係を示すグラフ図に基づいて説明する。図２に示すように舵角と車速の関係は車速が大きくなると車両がスリップをし始める操舵角は小さくなることが示されている。図中破線は車両グリップ限界（車速と舵角に関する限界操作量）を示すもので、この車両グリップ限界から制御マージンを減算したもの（実線で示す）が舵角と車速に関する閾値となっている。
【００１８】
つまり図２において先導車Ｓの舵角センサ２と車速センサ１により検出された舵角と車速とが示すポイントが閾値を越えている場合には、同様の仕様を持つ後続車Ｋにとっても閾値を越えるものとなるので先導車Ｓに注意を喚起するために警報が発せられるのである。尚、この閾値（以下の各閾値も同様）は走行ＥＣＵの記憶部においてマップやテーブルとして記憶させても良いし、データとして記憶させても良い。
【００１９】
上記閾値は舵角と車速に関するものであったが、これに加えて舵角センサ２により検出される舵角そのものに関する閾値、ＡＰセンサ３によるアクセルペダルの踏み込み量に関する閾値、ブレーキ圧センサ４によるブレーキ圧に関する閾値が設定されている。つまり、舵角に関しては後続車Ｋが先導車Ｓに追従して旋回できる舵角の限界操作量から制御マージンを減算したものが舵角に関する閾値となり、アクセルペダル踏み込み量に関しては後続車Ｋが先導車Ｓに追従して加速できるアクセルペダルの踏み込みの限界操作量から制御マージンを減算したものがアクセルペダルの踏み込み量に関する閾値となる。
【００２０】
また、ブレーキ圧に関しては後続車Ｋが先導車Ｓに追従して減速できるブレーキの限界操作量から制御マージンを減算したものがブレーキ圧に関する閾値となる。
そして、先導車Ｓがすえ切りを行ったような場合は、後続車Ｋが追従することは困難となるため、車速センサ１と舵角センサ２により車速が一定値以下で舵角の変化量が一定値以上である場合は２つの値を制御マージンを持たせてすえ切りのための閾値として設定する。
【００２１】
そして、図１に示すように警報により先導車Ｓの運転者に注意を喚起すると共に上記いずれかの閾値を越えるような運転操作を行った場合は、その時点からタイマー手段８のカウントを開始し、カウント開始から設定時間（例えば、２秒）が経過した場合は、通信装置１５を介して行われている車々間通信によりその旨が後続車Ｋに通知され全後続車Ｋが停止する。
【００２２】
したがって、先導車Ｓがいずれかの閾値を越えるような運転操作を行った場合は警報を発することで先導車Ｓの運転者の注意を喚起するが、それでも先導車Ｓが閾値を越える運転を止めない場合は設定時間経過後、全後続車Ｋを停止させることで後続車Ｋの安全を確保することができる。
【００２３】
上記先導車Ｓの運転操作に対して警報を発し最終的に後続車Ｋが全車停止するまでの制御は図３に示すフローチャートにより行われる。
図３においてステップＳ１において、先導車Ｓの各センサ、つまり車速センサ１、舵角センサ２、ＡＰ（アクセルペダル）センサ３、ブレーキ圧センサ４により、各検出データを検出し、ステップＳ２において走行ＥＣＵに上記各センサの検出データを入力してステップＳ３に進む。ステップＳ３においては各入力データが上記閾値よりも大きいか否かを判別する。入力データが閾値以下であると判別された場合は終了する。
【００２４】
入力データが閾値を越えると判別された場合はステップＳ４に進み先導車Ｓに音声や表示により警報を出力し、ステップＳ５においてタイマー手段８のカウントを開始する。ステップＳ６においてタイマー手段８の計測値が設定時間以下であると判別された場合は終了する。タイマー手段８の計測値が設定時間を越えると判別された場合は、ステップＳ７に進み車々間通信により全後続車Ｋを停止する旨の通知を出力する。
【００２５】
したがって、この実施形態においては先導車Ｓが前記閾値を越える運転操作を行った場合に、先導車Ｓの運転者に警報を発することで以下に示すような効果がある。例えば、先導車Ｓが閾値を越えるようなフル転舵を行った場合は、図４に示すように警報を発しないと、後続車Ｋの走行軌跡は追従遅れから外側に膨らむように（鎖線で示す）描かれるが、図５に示すように警報によりそれに気づいた先導車Ｓが舵角を戻した場合はフル転舵した場合の軌跡（鎖線で示す）より外側に先導車Ｓの軌跡が膨らむため後続車Ｋがこれに追従することができる。
【００２６】
また、先導車Ｓが閾値を越えるようなフル加速を行った場合は、図６に示すように警報を発しないと、先導車Ｓと後続車Ｋの車間距離がＸである状態がフル加速後にはＸ＋ｄとなって増加するが、図７に示すように警報によりそれに気づいた先導車Ｓがアクセルペダルを戻した場合は、後続車Ｋは先導車Ｓに追従できるためアクセルペダルを戻した後の先導車Ｓと後続車Ｋとの車間距離はＸを維持することができる。
【００２７】
そして、先導車Ｓが閾値を越えるようなフルブレーキングを行った場合は、図８に示すように警報を発しないと、先導車Ｓと後続車Ｋの車間距離がＹである状態がフルブレーキング後にはＹ−ｄとなって減少するが、図９に示すように警報によりそれに気づいた先導車Ｓがブレーキペダルを戻した場合は、後続車Ｋは先導車Ｓに追従できるためブレーキペダルを戻した後の先導車Ｓと後続車Ｋとの車間距離はＹのまま維持することができる。また、図示はしないが、先導車がすえ切りを行おうとすると警報により先導車の運転者はそれ以上の転舵を止めるため、後続車はこれに追従することができる。
【００２８】
次に、この発明の第２実施形態を図１０の機能ブロック図に基づいて説明する。この実施形態は前記実施形態における警報を発することにより先導車Ｓの注意を喚起すると同時に先導車Ｓの運転操作量に制限をかけるようにしたものである。
同図において、先導車Ｓが車速センサ１と、舵角センサ２、ＡＰ（アクセルペダル）センサ３、ブレーキ圧センサ４からなる操作量検出手段５と、車速センサ１と操作量検出手段５に入力されたデータを取り込んで、走行ＥＣＵに設けられた手動運転プログラム１７Ａを介してモータ１２、電子制御タイプのパワーステアリング１３、及びブレーキ１４を作動させる点、また、上記各センサ類からのデータに基づいて、これら各データのいずれかが閾値を越えているかを比較判別する比較手段６と、比較手段６の判別結果に基づいて閾値を越えている場合に警報を発する警報装置７を備えている点は前記第１実施形態と同様である。
【００２９】
ここで上記比較手段６の判別結果に基づいて閾値を越えている場合に警報装置７により警報を発すると共に先導車Ｓに手動運転プログラム１７Ａに設けた制限付与手段１１を介してモータ１２とパワーステアリング１３に対して制限を付与するようになっている。ここで制限付与手段１１は走行ＥＣＵの主たる構成となっている。
そして、上記制限付与手段１１によりモータ１２とパワーステアリング１３に制限をかけた場合は、前記比較手段６による比較結果と共に通信装置１５により後続車Ｋに送信される。つまり、先導車Ｓのモータ１２やパワーステアリング１３に制限をかけた場合は、先導車Ｓに追従する後続車Ｋの走行に影響を与えるため、通常の先導車Ｓの運転操作量の情報とは別に制限に関する情報も後続車Ｋに通知するのである。
尚、図１０において後続車Ｋについては前記第１実施形態と同様であるので、同一部分に同一符号を付して説明は省略する。
【００３０】
ここで、上記先導車Ｓへの制限は、フル加速のためアクセルペダルを踏み込んだ場合に、モータ１２の出力がある一定以上増加しないようにしたり、急旋回のための転舵、あるいは、すえ切りのためフル転舵しようとすると、パワーステアリング１３により逆トルクをかけて転舵を制限するものである。そして、このように制限を加えられた場合、運転者は警報装置７により制限を受けていることを認識しており、速やかに急激な運転操作を止めるため、後続車Ｋの追従性に影響を与えることはない。
【００３１】
したがって、この実施形態においても先導車Ｓが前記閾値を越える運転操作を行った場合に、先導車Ｓの運転者に警報を発すると共に先導車Ｓに運転操作量の制限を加えることにより、先導車Ｓは後続車Ｋが追従できる運転操作量で先導するため、後続車Ｋの後続性に影響を与えることはない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、操作量検出手段により検出された先導車の運転操作量と後続車の限界操作量に対応する閾値とを比較手段により比較し、先導車の運転操作量が前記閾値を越えている場合は先導車に警報を発することで、先導車に注意を喚起し先導車に運転操作量を少なくすることを促すことができるため、運転者がこれにしたがって操作量を少なくすれば先導車に後続車が追従して走行する隊列走行を乱すことなく後続車を追従させることができる効果がある。
【００３３】
また、操作量検出手段により検出された先導車の運転操作量と後続車の限界操作量に対応する閾値とを比較手段により比較し、先導車の運転操作量が前記閾値を越えると、警報を発するのに加えてその時点でタイマー手段による計測を行い、タイマー手段による計測時間が所定時間を越えた場合は後続車を停止させることができるため、先導車が警報に対して何らの処置をしない場合においても、後続車の安全を確保することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態の機能ブロック図である。
【図２】  第１実施形態の舵角と車速との関係を示すグラフ図である。
【図３】  第１実施形態のフローチャート図である。
【図４】  先導車のフル転舵に対して警報を出さない場合の走行軌跡を示す説明図である。
【図５】  先導車のフル転舵に対して警報を出した場合の走行軌跡を示す説明図である。
【図６】  先導車のフル加速に対して警報を出さない場合の車間距離状態を示す説明図である。
【図７】  先導車のフル加速に対して警報を出した場合の車間距離状態を示す説明図である。
【図８】  先導車のフルブレーキングに対して警報を出さない場合の車間距離状態を示す説明図である。
【図９】  先導車のフルブレーキングに対して警報を出した場合の車間距離状態を示す説明図である。
【図１０】  第２実施形態の機能ブロック図である。
【符号の説明】
５  操作量検出手段
６  比較手段
８  タイマー手段
Ｋ  後続車
Ｓ  先導車
【図１】
0004115628.tif 000002
【図２】
0004115628.tif 000003
【図３】
0004115628.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004115628.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004115628.tif 000008
【図８】
0004115628.tif 000009
【図９】
0004115628.tif 000010
【図１０】
0004115628.tif 000011