JP2000113399A - 自動追従走行システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速での追従走行が可能でかつ先導車の走行軌
跡に対して追従精度の高い縦列での隊列走行を実現す
る。 【解決手段】有人運転による先導車１０１の走行軌跡
（Ｘ，Ｙ，θ）と操作量（アクセル，ブレーキ，ステア
リング）とを対で、無人走行される後続車１０２、１０
３に送信する。後続車１０２、１０３は、現時点におい
て倣うべき操作量を選択するため、現在地を求め、対応
する先導車１０１の目標位置を求め、この目標位置と対
になっている操作量を現在の操作量とするフィードフォ
ワード制御を行うとともに、目標位置と現在地との偏差
に基づくフィードバック制御を行う。このようにすれ
ば、フィードフォワード制御による高速追従走行が可能
となり、またフィードバック制御による高精度追従走行
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、運転者により運
転される先導車と、該先導車に自動追従して縦列走行す
る複数の後続車とからなる自動追従走行システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、運転者により運転される有人の先
導車に対して複数の無人後続車を自動追従走行させる自
動追従走行システムが提案されている。この自動追従走
行システムによれば、２台目以降の車両における運転者
の省力化が図られる。

【０００３】自動追従走行システムの従来技術として例
えば、特開平５−１７０００８号公報に開示された技術
がある。この技術では、先導車から後続車に操舵量やス
ロットル開度等の運転操作量を送信し、後続車は、先導
車と同一の走行軌跡を得るために、先導車の運転操作量
と自車両（前記後続車）のエンジン出力等の相違に基づ
き、後続車が自車両の操舵量やエンジン制御量などをフ
ィードフォワード制御して先導車に追従するように構成
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィー
ドフォワード制御による追従制御では、先導車と後続車
のステアリング装置やエンジンの整備状態等により一定
の追従誤差が発生してしまい、特に最後尾を走行する後
続車ではこの追従誤差が累積し追従精度の低下を招いて
しまうという問題がある。

【０００５】この問題を解決するために、先導車の走行
軌跡を、全ての後続車に送信し、全後続車が前記先導車
の走行軌跡に倣って走行するように位置フィードバック
制御を行わせ追従走行させることが考えられる。

【０００６】しかしながら、このフィードバック制御に
よる追従走行では、追従精度を上げることができるが、
フィードバック制御の応答遅れを考慮しなければなら
ず、先導車に正確に追従させて走行させようとした場
合、走行速度がきわめて遅くなってしまうという問題が
ある。また、フィードバック制御では、フィードフォワ
ード制御に比較して応答遅れが存在するために、前走車
（先導車と、最後尾の後続車を除く後続車）と車間をと
って運転することが必要となり、結果として隊列が長く
なり、縦列走行用の追従制御としては低精度のものとな
ってしまうという問題がある。

【０００７】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、高速での追従走行が可能でかつ前走車
の走行軌跡に対する追従精度の高い自動追従走行システ
ムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、例えば、図
面中の符号を付けて説明すれば、運転者により運転され
る先導車１０１に対し複数の後続車１０２、１０３を縦
列させて自動追従走行させる自動追従走行システムにお
いて、前記先導車は、該先導車自身の現在地を検出する
現在地検出手段９０と、検出された現在地を軌跡情報と
して記憶する記憶手段９３と、前記運転者による運転に
係わる操作量を検出する操作量検出手段９４と、前記各
後続車に前記軌跡情報と前記操作量を送信する送信手段
５３とを有し、前記各後続車は、前記軌跡情報と前記操
作量を受信する受信手段５３と、前記各後続車自身の現
在地を検出する現在地検出手段１２０と、前記先導車の
軌跡情報から前記各後続車自身の目標位置を演算する目
標位置演算手段１１４と、演算した目標位置と検出した
後続車自身の現在地とを比較し、目標位置と現在地との
位置偏差を少なくするためのフィードバック制御量を演
算するフィードバック制御量演算手段１１２と、前記各
後続車自身において検出した現在地の近傍で、前記先導
車の軌跡情報を参照し、該軌跡情報の対となっている前
記先導車の操作量を前記各後続車自身の操作量として抽
出してフィードフォワード制御量を演算するフィードフ
ォワード制御量演算手段１１８と、前記フィードバック
制御量と前記フィードフォワード制御量に基づいて該各
航続車自身を運転する自動運転手段（４２、４４、８
４、８６、８８、９０）とを有することを特徴とする。

【０００９】この発明によれば、先導車の軌跡をトレー
スし、軌跡と対となっている操作量に基づくフィードフ
ォワード制御による追従制御に、目標位置（先導車の軌
跡）と実位置との偏差に基づくフィードバック制御を併
用したシステムとしているので、フィードフォワード制
御による高速での追従走行が可能で、かつフィードバッ
ク制御による先導車軌跡に対する追従精度が高い隊列走
行が可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００１１】図１は、この発明の一実施の形態が適用さ
れた電動車両共用システムの概略的な構成を示してい
る。

【００１２】この電動車両共用システムは、複数の同一
仕様の電動車両１０を複数の利用者によって共用するこ
とを目的として構築されたものである。例えば、電動車
両１０の利用可能範囲１２には、それぞれ複数台の電動
車両１０が駐車可能なポート１３が設けられており、自
宅や会社の近傍のポート１３から電動車両１０を借り出
した利用者である運転者は、その電動車両１０を対面通
行可能な道路上を運転して最寄りの駅やスーパー等に移
動し、初期の目的を達成した後、最寄りのポート１３に
電動車両１０を返却する。

【００１３】なお、電動車両１０の利用可能範囲１２に
は、電動車両１０の利用状況に係る情報を通信により送
信するための複数の通信手段１４が設けられており、収
集された情報は、通信手段１４から電動車両共用システ
ムのセンター１６に送信されて処理される。

【００１４】図２は、各ポート１３の構成を示してい
る。ポート１３には、利用者が電動車両１０を借り出し
あるいは返却するための乗降場１８と、複数台の電動車
両１０をプールする駐車場１９とが設けられ、乗降場１
８には、借り出し処理あるいは返却処理のためのポート
端末管制装置２０が設置される。利用者は、例えば、こ
のポート端末管制装置２０において、利用情報等が記録
されたＩＣカードを用いて所望の電動車両１０の借り出
しあるいは返却を行うことになる。このポート端末管制
装置２０は、ポート１３内に存在する電動車両１０の数
等を管理し、センター１６に公衆回線網を通じて送信す
る。

【００１５】各ポート１３内における乗降場１８と各駐
車場１９との間には、電動車両１０を自動運転（無人運
転）にて移動させるための道路インフラストラクチャー
である誘導ケーブル２２が埋設されるとともに、この誘
導ケーブル２２に沿って一定間隔で磁気ネイル２４が埋
設されている。また、駐車場１９の一つには、搭載され
ているバッテリに対して充電を行うための充電装置２６
が設置されている。

【００１６】全ての電動車両１０には、車軸に対して対
称となる位置に誘導センサ３２、３２が配置され、ま
た、車軸に対してオフセットした位置（磁気ネイル２４
に対面する位置）に磁気センサ３４が配置されている。
また、前バンパー部には衝突防止用の超音波センサ３５
が配置されている。

【００１７】ポート端末管制装置２０から無線通信を通
じて、例えば、出庫命令をうけたとき、ポート１３内の
地図をもとに走行経路を決定し、超音波センサ３５によ
り安全を確認しながら、誘導センサ３２、３２により誘
導ケーブル２２から発生する磁束を検出することで車幅
方向の位置をフィードバック制御し、一方、磁気センサ
３４により磁気ネイル２４を検出することでポート１３
内での正確な位置フィードバック制御を行う。このよう
な走行フィードバック制御は、電動車両１０の自動運転
（無人運転）により行われる。

【００１８】ところで、上記のように構成される電動車
両共用システムにおいて、電動車両１０の利用が促進さ
れて時間が経過した場合、あるポート１３には電動車両
１０が集中し、また他のあるポート１３には、電動車両
１０が過疎になる場合がある。このようなポート１３に
おける電動車両１０の集中状態あるいは過疎状態がセン
ター１６により把握される。

【００１９】例えば、図１中、左下に存在するポート１
３（Ａ）に電動車両１０の集中状態が発生し、右上に存
在するポート１３（Ｂ）に電動車両１０の過疎状態が発
生している場合、ポート１３（Ａ）で過剰となっている
複数の電動車両１０がポート１３（Ｂ）まで移動される
ことが好ましい。

【００２０】この場合、複数の電動車両１０をトラック
等に積載して移動することも考えられるが、トラック等
に対する電動車両１０の荷積み荷下ろしのための工数が
発生して時間コストがかかり、また電動車両共用システ
ムの利用可能範囲１２内をトラック等の大型車両が走行
することも好ましくない場合がある。

【００２１】そこで、この実施の形態では、センター１
６が、集中状態あるいは過疎状態を均一化するために、
センター１６に所属する運転者に電話等により連絡し
て、ポート１３（Ａ）で過剰となっている複数の電動車
両１０をポート１３（Ｂ）まで隊列走行（縦列走行）に
より移動させるように指示する。

【００２２】この実施の形態による隊列走行は、後述す
るように、先導車としての電動車両１０（例えば、図１
に示すように、先導車１０１とする。）を運転者が運転
し、この有人運転される先導車１０１に対して、自動運
転される無人（有人でもよい。）の後続車としての電動
車両１０（例えば、後続車１０２、１０３）が、縦列状
態で、自動追従走行するように構成されている。もちろ
ん３台以上の電動車両１０の隊列走行も可能である。

【００２３】この場合において、隊列走行が実施される
利用可能範囲１２内の道路には、上述した誘導ケーブル
２２や磁気ネイル２４等の道路インフラストラクチャー
が整備されていない。すなわち、この実施の形態におい
ては、隊列走行が一般道路と同様の対面通行可能な道路
上で実施される。

【００２４】図３は、電動車両１０の構成を概略的に示
している。電動車両１０は、有人走行および無人走行が
可能なように構成されており、バッテリ４０からの電力
が、駆動力制御ＥＣＵ（electronic control unit ）４
２を介して制御されるモータ４４に供給され、モータ４
４の回転により車輪４６が回転されて走行するようにな
っている。

【００２５】図３に示すように、電動車両１０のフロン
トバンパーの中央には広角走査可能なレーザレーダ（レ
ーダ装置）５０が取り付けられ、リアバンパーの中央に
は、後続車のレーザレーダ５０から発射されるレーダ電
波を反射するために鏡面処理されたプレートであるリフ
レクタ５２が取り付けられている。先行車のリフレクタ
５２の位置（レーダ計測点）を後続車のレーザレーダ５
０によりリアルタイムに捕捉することにより、後続車基
準の先行車の位置（先行車との車間距離）と方向をリア
ルタイムに検出することができる。実際上、この実施の
形態では、レーザレーダ５０とリフレクタ５２との組合
せにより、後続車から先行車までの進行方向の距離と車
幅方向のずれ量を検出している。

【００２６】電動車両１０のルーフには、電動車両１０
間の無線通信用（車々間通信用）の車々アンテナ５３
と、通信手段１４およびセンター１６との無線通信用の
路車アンテナ５４と、ＧＰＳ衛星およびＤＧＰＳ局から
の電波を受信するＧＰＳ／ＤＧＰＳアンテナ５６が取り
付けられている。

【００２７】図４は、隊列（縦列）走行に関連する構成
要素を表した電動車両１０の構成を示している。なお、
隊列走行する場合の電動車両１０のうち、運転者が運転
して先頭を走行する電動車両１０を先導車１０１とい
い、この先導車１０１に追従して走行する電動車両１０
を後続車１０２といい、この後続車１０２の後を走行す
る電動車両１０も後続車１０３という（図１をも参
照）。この実施の形態において、先導車１０１および後
続車１０２、１０３は、上述したように、全て同一仕様
（同一構造）の同一型式の電動車両１０を用いている。
なお、図４において、後続車１０２、１０３の中、点線
で囲んだ部分の構成は、先導車１０１の中、点線で囲ん
だ部分の構成と同一である。そして、電動車両１０は、
図示していないスイッチにより、マニュアル操作での有
人運転による先導車１０１と、自動操作での無人運転に
よる後続車１０２、１０３とに切り換えることが可能と
なっている。

【００２８】図４に示すように、電動車両１０は、全体
的な制御処理手段である走行ＥＣＵ６０を有している。
走行ＥＣＵ６０には、自車の現在地（緯度経度）を測位
するＧＰＳ／ＤＧＰＳ測位装置７０、走行速度を算出す
る等のための走行距離を検出する距離センサ７２、自車
の進行方位を検出する方位センサ７４、アクセルの開度
に対応するモータ４４の操作量である制御トルクＴ（Ｎ
ｍ）を検出するアクセルセンサ７６、ブレーキの操作量
であるブレーキ油圧力Ｐを検出するブレーキセンサ７
８、ステアリングの操作量である蛇角ω（ｄｅｇ）を検
出するステアリングセンサ８０、および前記レーザレー
ダ５０が接続されている。

【００２９】なお、この実施の形態において、ＧＰＳ／
ＤＧＰＳ測位装置７０は、位置の検出精度が１ｍ程度と
低いため、隊列走行時における走行制御（フィードバッ
ク制御とフィードフォワード制御）用としては使用して
いない。隊列が利用可能範囲１２内のどの位置に存在す
るのかをセンター１６が確認するため、および音声案内
用のスピーカ８１の付いたナビゲーション装置を構成す
る表示装置８２の地図上に自車位置を表示する等のため
に使用される。

【００３０】アクセルセンサ７６により検出された制御
トルクＴ（Ｎｍ）に応じて走行ＥＣＵ６０は、駆動力制
御ＥＣＵ４２を介してモータ４４の回転を制御する。ま
た、ブレーキセンサ７８により検出されたブレーキ油圧
力Ｐに応じて走行ＥＣＵ６０は、制動力制御ＥＣＵ８４
を介してブレーキアクチュエータ８６の制動力を制御す
る。さらに、ステアリングセンサ８０により検出された
蛇角ωに応じて走行ＥＣＵ６０は、ステアリング制御Ｅ
ＣＵ８８を介してステアリングアクチュエータ９０を制
御する。

【００３１】アクセルセンサ７６とブレーキセンサ７８
の出力に代替して加減速センサを積分した値を用いるこ
とが可能であり、ステアリングセンサ８０の出力に代替
してヨーレートセンサを積分した値を用いることが可能
である。また、距離センサ７２の出力に代替して速度セ
ンサの出力を積分した値を用いることが可能である。

【００３２】図５は、追従制御に係わる先導車１０１の
機能ブロック図を表している。

【００３３】先導車１０１の走行ＥＣＵ６０を構成する
現在地（自車位置）検出手段９０は、距離センサ７２お
よび方位センサ７４の出力により自車位置（Ｘ，Ｙ）と
自車の向いている方向（方位）θを一定時間（１０ｍ
ｓ）毎に検出しリングバッファにより構成される記憶手
段９３に軌跡データとして記憶する。

【００３４】また、操作量検出手段９４は、アクセルセ
ンサ７６、ブレーキセンサ７８およびステアリングセン
サ８０からの操作量（Ｔ，Ｐ，ω）を検出し、前記軌跡
データ｛自車位置（Ｘ，Ｙ）と方向θ｝と対として記憶
手段９３に記憶する。

【００３５】先導車１０１で検出された軌跡データ｛自
車位置（Ｘ，Ｙ）と方向θ｝と操作量（Ｔ，Ｐ，ω）
は、送信手段として機能する車々間無線装置９２および
車々アンテナ５３を通じて、後続車１０２、１０３の走
行ＥＣＵ６０、６０に送信される。

【００３６】また、後続車１０２、１０３の状態が、受
信手段として機能する車々アンテナ５３および車々間無
線装置９２を通じて先導車１０１の追従確認手段９６に
供給され、追従確認結果に応じて、表示・警告手段とし
て機能する表示装置８２およびスピーカ８１が駆動され
るとともに、減速手段あるいは停止手段としての駆動力
制御ＥＣＵ４２、モータ４４、制動力制御ＥＣＵ８４お
よびブレーキアクチュエータ８６が駆動される。

【００３７】図６は、追従制御に係わる後続車１０２
（１０３）の機能ブロック図を示している。

【００３８】後続車１０２（１０３）である電動車両１
０は、受信手段（５３、９２）により、先行車の軌跡情
報等と先導車１０１の操作量と先行車との座標ずれ量
（後述）を受信する。なお、後続車１０２の先行車は先
導車１０１であり、後続車１０３の先行車は後続車１０
２である。すなわち、この実施の形態において、用語
「先行車」は、自車の直前の車両を意味する。

【００３９】後続車１０２（１０３）において、先導車
１０１の操作量が、操作量抽出手段１１０により抽出さ
れてフィードフォワード制御量演算手段１１２に供給さ
れる。

【００４０】目標位置・目標方位演算手段１１４は、隊
列番号記憶手段１１６からの自車の隊列番号（例えば、
後続車１０２は隊列番号２番、後続車１０３は隊列番号
３番）と距離センサ７２からの走行距離とから自車が目
標とすべき先導車１０１の軌跡情報中の目標位置と目標
方位を演算してフィードバック制御量演算手段１１８に
供給する。

【００４１】現在地検出手段１２０は、自車の距離セン
サ７２および方位センサ７４の出力により自車位置
（Ｘ，Ｙ）と自車の向いている方向θを一定時間（１０
ｍｓ）毎に検出し現在地・方位修正手段１２２に供給す
る。

【００４２】レーザレーダ５０の出力から先行車に対す
る距離と方位が距離・方位計測手段１２４により計測さ
れ、現在地・方位修正手段１２２に供給される。

【００４３】現在地・方位修正手段１２２は、先行車の
軌跡データ、座標ずれ量、自車位置（Ｘ，Ｙ）と方位
θ、先行車に対する距離と方位の計測値に基づき、現在
地と方位を修正する。

【００４４】操作量抽出手段１１０の出力と、現在地・
方位修正手段１２２の出力である修正後の現在地に基づ
いて、フィードフォワード制御量演算手段１１２により
フィードフォワード制御量が演算され、加算手段１２６
の一方の入力に供給される。

【００４５】目標位置・目標方位演算手段１１４の出力
である目標位置、目標方位と、現在地・方位修正手段１
２２の出力である修正された現在地、修正された方位に
基づいて、フィードバック制御量演算手段によりフィー
ドバック制御量が演算され、加算手段１２６の他方の入
力に供給される。

【００４６】加算手段１２６は、加算結果のアクセル制
御量を駆動力制御ＥＣＵ４２を介してモータ４４に供給
する。加算手段１２６は、また、加算結果のブレーキ制
御量を制動力制御ＥＣＵ８４を介してブレーキアクチュ
エータ８６に供給する。加算手段１２６は、さらに、加
算結果のステアリング制御量をステアリング制御ＥＣＵ
８８を介してステアリングアクチュエータ９０に供給す
る。

【００４７】後続車１０２、１０３における状態の異常
や、バッテリ４０の残容量が状態検出手段１２８により
検出され、距離・方位計測手段１２４で計算された先行
車との車間距離とともに送信手段（５３、９２）を介し
て先導車１０１に送信される。

【００４８】また、現在地検出手段１２０により検出さ
れた自車位置と自車方位および現在地・方位修正手段１
２２で計算された自車を基準とする先行車の座標ずれ量
が送信手段（５３、９２）を通じて後続車（例えば、自
車が後続車１０２である場合には、自車の直後を走行す
る後続車１０３を意味する。）に送信される。

【００４９】図７は、隊列走行における先導車１０１の
走行ＥＣＵ６０（図５参照）の制御に係わるフローチャ
ートを示している。

【００５０】図８、９は、隊列走行における後続車１０
２、１０３の走行ＥＣＵ６０（図６参照）の制御に係わ
るフローチャートを示している。

【００５１】以下、これらのフローチャートをも参照し
ながら隊列走行時における先導車１０１の制御動作およ
び後続車１０２（１０３）の制御動作について説明す
る。

【００５２】まず、隊列走行の開始時に初期化処理を行
う（ステップＳ１、Ｓ２１）。初期化処理では、ＩＤと
しての隊列番号が決定され隊列番号記憶手段１１６に記
憶されるとともに、隊列番号の決められた電動車両１０
（ここでは、先導車１０１と後続車１０２、１０３であ
り、以下、車両１０１、１０２、１０３ともいう。）の
座標位置が決められる。

【００５３】図１０は座標の決め方を示している。初期
化処理では、先導車１０１、後続車１０２、１０３がそ
れぞれ進行方向をＸ軸とし、そのＸ軸上に、例えば、４
ｍ間隔で整列される。そして、それぞれの車両１０１、
１０２、１０３の重心位置で、最後尾の後続車１０３の
座標Ｇ３（Ｘ，Ｙ，θ）が、Ｇ３（０，０，０）とさ
れ、後続車１０２の座標Ｇ２（Ｘ，Ｙ，θ）がＧ２
（４，０，０）とされ、先導車１０１の座標Ｇ１（Ｘ，
Ｙ，θ）がＧ１（８，０，０）とされる。なお、方位θ
は、左回りの角度とされ、したがって、例えば、図１０
の位置から進行方向がＹ軸方向を向いた場合には、θ＝
９０°とされる。

【００５４】また、初期化処理では、車両１０１、１０
２、１０３の時刻が、先導車１０１の時刻にリセットさ
れ、同期化される。この実施の形態では、先導車１０１
の時刻は、ＧＰＳ／ＤＧＰＳ測位装置７０の測位結果に
基づくＧＰＳ衛星の時刻を基準としている。ＧＰＳ衛星
の時刻ではなく、出発時点をゼロ時としてもよい。

【００５５】さらに、初期化処理では、車両１０１、１
０２、１０３の始動自動点検処理が行われ、点検処理結
果に基づいてステアリングセンサ８０等各種センサの状
態等が後続車１０２、１０３から先導車１０１に送信さ
れる。

【００５６】先導車１０１は、この状態情報を受けて、
後続車１０２、１０３の状態が正常であるかどうか判定
し、正常である場合には、図４に模式的に示すように、
先導車１０１に搭乗した運転者が、ステアリングホイー
ルを操作し、さらにアクセルペダルおよびブレーキペダ
ル等を操作して先導車１０１を運転し、走行を開始する
（ステップＳ２）。なお、走行開始時、および走行を開
始した後に一定時間毎に、先導車１０１は、ＧＰＳ／Ｄ
ＧＰＳ測位装置７０により得た自車の位置、すなわち隊
列の位置（緯度、経度、時刻）をセンター１６に送信す
る。これによりセンター１６は、隊列走行中の隊列の現
在位置を把握することができる。また、ポート１３
（Ｂ）への到着時間を正確に推定することができる。な
お、この実施の形態において、ＧＰＳ／ＤＧＰＳ測位装
置７０から得られる測位データは、検出精度が１ｍ程度
であるので、比較的に高速走行が行われリアルタイムに
制御される追従走行（例えば、時速４０ｋｍで１ｍ間隔
での隊列走行）には使用していない。

【００５７】このようにして、原則的には、先行車に対
して後続車が一定車間距離（例えば、１ｍ）を保ち、後
続車１０２、１０３が、先導車１０１の軌跡を追跡（ト
レース）する走行である隊列走行が開始されたとき、先
導車１０１の現在地検出手段９０は、距離センサ７２と
方位センサ７４の出力から自車位置（現在地）・方向
（進行方向）を所定時間毎、例えば、１０ｍｓ毎に自車
の現在地座標Ｇ１（Ｘ，Ｙ，θ）として検出する（ステ
ップＳ３）。

【００５８】検出した自車位置・方向からなる現在地座
標Ｇ１を時刻をアドレスとし、座標Ｇ１の集合としての
軌跡データ｛自車位置（Ｘ，Ｙ）と方向θ｝として記憶
手段９３に記憶する（ステップＳ４）。

【００５９】操作量検出手段９４は、座標Ｇ１の検出と
同時刻毎に、その時点での先導車１０１の運転者の操作
によるアクセルセンサ７６、ブレーキセンサ７８および
ステアリングセンサ８０の各操作量｛アクセルの開度に
対応するモータ４４の操作量である制御トルクＴ（Ｎ
ｍ）、ブレーキ油圧力Ｐ（Ｎ／ｍ² ）およびステアリン
グの蛇角ω（ｄｅｇ）｝を検出し、操作量（Ｔ，Ｐ，
ω）の組として、記憶手段９３に記憶する（ステップＳ
５）。このようにして、記憶手段９３には、次に説明す
る走行情報テーブルが作成される。

【００６０】図１１は、先導車１０１の走行情報テーブ
ル１３２の構成例を示している。記憶手段９３は、この
実施の形態では、３０００個のリングバッファより構成
され、アドレスＮｏ．１から順次１０ｍｓ毎に時刻ｔ
１、ｔ２、…と軌跡データと操作量データとが対として
記憶される。例えば、アドレスＮｏ．１では、軌跡デー
タ（位置，方向）が、軌跡データ（位置，方向）＝
（Ｘ，Ｙ，θ）＝（Ｘ１，Ｙ１，θ１）と記憶され、操
作量データ（アクセル，ブレーキ，ステアリング）が、
操作量データ（アクセル，ブレーキ，ステアリング）＝
｛Ｔ（Ｎｍ），Ｐ（Ｎ／ｍ² ），ω（ｄｅｇ）｝＝（Ｔ
１，Ｐ１，ω１）と記憶される。走行情報テーブル１３
２にアドレスＮｏ．３０００まで軌跡データと操作量デ
ータが記憶された場合、アドレスＮｏ．１に新たな軌跡
データと操作量データとが上書きされるようにして循環
して記憶される。

【００６１】なお、実際上、隊列走行における走行制御
には、時刻情報は必要とされない。また、軌跡データ
（Ｘ，Ｙ，θ）中、位置軌跡データ（Ｘ，Ｙ）は、ポー
ト１３（Ａ）近傍の初期化位置を原点とし、ポート１３
（Ｂ）近傍の位置を終点位置とする累積データである。
すなわち、１０ｍｓ毎、例えば、時刻ｔａ、ｔｂの距離
センサ７２の出力を、例えば距離Ｒａ、Ｒｂ、方位セン
サ７４の出力を、例えば方向θａ、θｂとした場合に、
時刻ｔａでの軌跡データ（Ｘ，Ｙ，θ）を、軌跡データ
（Ｘ，Ｙ，θ）＝（Ｒａ×ｃｏｓθａ、Ｒａ×ｓｉｎθ
ａ、θａ）とするとき、時刻ｔｂでの軌跡データ（Ｘ，
Ｙ，θ）は、軌跡データ（Ｘ，Ｙ，θ）＝｛Ｒａ×ｃｏ
ｓθａ＋（Ｒｂ−Ｒａ）ｃｏｓθｂ、Ｒａ×ｓｉｎθａ
＋（Ｒｂ−Ｒａ）ｓｉｎθｂ、θｂ）と計算される。

【００６２】先導車１０１の記憶手段９３に記憶された
走行情報テーブル１３２は、先導車１０１の走行情報と
して、先導車１０１の故障情報（例えば、制御トルクや
ブレーキ油圧やステアリング蛇角が所定範囲外となって
いる等の情報）とともに、各後続車１０２、１０３に所
定時間毎にリアルタイムに送信される（ステップＳ
６）。

【００６３】一方、各後続車１０２、１０３も、現在地
検出手段１２０により１０ｍｓ毎に距離センサ７２と方
位センサ７４の出力から自車位置（Ｘ，Ｙ）と方向θを
検出し、図示していない３０００個のリングバッファか
らなる記憶手段９３に記憶する（ステップＳ２２）。

【００６４】次いで、各後続車１０２、１０３は、ステ
ップＳ６で先導車１０１から送信された先導車１０１の
走行情報と故障情報を受信手段（５３、９２）により受
信する（ステップＳ２３）。

【００６５】次いで、各後続車１０２、１０３は、それ
ぞれ先行車（上述したように、後続車１０２の場合に
は、先行車は先導車１０１であり、後続車１０３の場合
には、先行車は後続車１０２である。）までの距離と方
位（レーダ情報）をレーザレーダ５０および距離・方位
計測手段１２４により計測する（ステップＳ２４）。

【００６６】次に、各後続車１０２、１０３は、レーダ
情報と先導車１０１等の軌跡とから自車の現在地と方位
を修正する（ステップＳ２５）。次に、このステップＳ
２５の処理を詳しく説明する。

【００６７】基本的には、自車の走行軌跡は、距離セン
サ７２（車速センサの積分値でもよい。）あるいは方位
センサ７４（ヨーレートセンサの微分値でもよい。）の
出力積算値で求まり、隊列走行の場合には他車の走行軌
跡も車々間通信で入手できるので、走行軌跡が一致する
ようにアクセル、ブレーキ、ステアリングを制御すれば
よいように考えられる。しかし、実際上、たとえ、同一
車種であっても、路面状況の違い、走行性能のばらつ
き、上記センサの誤差等により、それぞれの車の座標系
は徐々にずれていってしまう。したがって、この座標系
のずれ量により先導車と同一軌跡をトレースする制御が
どれだけ正確でも、実際の走行軌跡が異なってしまうと
いう問題がある。そこで、この座標系のずれ量を、車々
間通信で得た先導車等（先行車）の軌跡情報と、自身で
得たレーダ情報から算出し、自車の軌跡（位置）情報を
補正することによりあたかも全ての車両が同一座標系で
走行しているように制御することができる。

【００６８】ここで、まず、座標ずれ量を求めるための
符号を種々定義する。 ＧＦ：先行車の座標系 ＧＢ：後続車の座標系 ＸＦ（ｔ１）：時刻ｔ１での先行車のＸ座標（例えば、
図１１に示した走行情報テーブル１３２上の軌跡データ
Ｎｏ．１では、Ｘ１） ＹＦ（ｔ１）：時刻ｔ１での先行車のＹ座標（例えば、
軌跡データＮｏ．１では、Ｙ１） θＦ（ｔ１）：時刻ｔ１での先行車のヨー角度（例え
ば、軌跡データＮｏ．１では方向θ１） ＸＢ（ｔ１）：時刻ｔ１での後続車のＸ座標 ＹＢ（ｔ１）：時刻ｔ１での後続車のＹ座標 θＢ（ｔ１）：時刻ｔ１での後続車のヨー角度 以下、図１２を参照して符号を説明する。 ｆＢ：後続車重心位置Ｇ２からレーザレーダ５０の取付
位置までの距離 ｂＦ：先行車重心位置Ｇ１からレーダ計測点であるリフ
レクタ５２までの距離 Ｌｘ（ｔ１）：時刻ｔ１でのレーザレーダ５０とリフレ
クタ５２間距離の進行方向成分（レーダ情報） Ｌｙ（ｔ１）：時刻ｔ１でのレーザレーダ５０とリフレ
クタ５２間距離の進行方向に直角な車幅方向の成分（レ
ーダ情報） 以下、図１３を参照して符号を説明する。 ΔＸＦＢ：ＧＢ座標系からみたＧＦ座標系原点の位置Ｘ
座標（座標ずれ量） ΔＹＦＢ：ＧＢ座標系からみたＧＦ座標系原点の位置Ｙ
座標（座標ずれ量） ΔθＦＢ：ＧＢ座標系からみたＧＦ座標系の回転角（座
標ずれ量） 上記の符号の定義のもとで、座標ずれ量ΔＸＦＢ、ΔＹ
ＦＢおよびΔθＦＢを算出する過程について説明する。

【００６９】時刻ｔ１でのレーダ計測点（リフレクタ５
２）をＧＦ座標系で表した座標｛Ｘ′Ｆ（ｔ１），Ｙ′
Ｆ（ｔ１）｝は、次の（１）式、（２）式で表される。

【００７０】 Ｘ′Ｆ（ｔ１）＝ＸＦ（ｔ１）−ｂＦ×ｃｏｓθＦ（ｔ１） …（１） Ｙ′Ｆ（ｔ１）＝ＹＦ（ｔ１）−ｂＦ×ｓｉｎθＦ（ｔ１） …（２） 時刻ｔ１でのレーダ計測点をＧＢ座標系で表した座標
｛Ｘ′ＦＢ（ｔ１），Ｙ′ＦＢ（ｔ１）｝は、次の
（３）式、（４）式で表される。

【００７１】 Ｘ′ＦＢ（ｔ１）＝ＸＢ（ｔ１）＋｛ＬＸ（ｔ１）＋ｆＢ｝×ｃｏｓθＢ（ｔ １）＋ＬＹ（ｔ１）×ｓｉｎθＢ（ｔ１） …（３） Ｙ′ＦＢ（ｔ１）＝ＹＢ（ｔ１）−｛ＬＸ（ｔ１）＋ｆＢ｝×ｓｉｎθＢ（ｔ １）＋ＬＹ（ｔ１）×ｃｏｓθＢ（ｔ１） …（４） 同様に先行車が時刻ｔ１の位置から時刻ｔ２の位置に移
動したときの座標も同様に次の（５）式〜（８）式で算
出される。

【００７２】 Ｘ′Ｆ（ｔ２）＝ＸＦ（ｔ２）−ｂＦ×ｃｏｓθＦ（ｔ２） …（５） Ｙ′Ｆ（ｔ２）＝ＹＦ（ｔ２）−ｂＦ×ｓｉｎθＦ（ｔ２） …（６） Ｘ′ＦＢ（ｔ２）＝ＸＢ（ｔ２）＋｛ＬＸ（ｔ２）＋ｆＢ｝×ｃｏｓθＢ（ｔ ２）＋ＬＹ（ｔ２）×ｓｉｎθＢ（ｔ２） …（７） Ｙ′ＦＢ（ｔ２）＝ＹＢ（ｔ２）−｛ＬＸ（ｔ２）＋ｆＢ｝×ｓｉｎθＢ（ｔ ２）＋ＬＹ（ｔ２）×ｃｏｓθＢ（ｔ２） …（８） 次に、これら２つの時刻ｔ１、ｔ２での４組｛（１）式
と（２）式、（３）式と（４）式、（５）式と（６）
式、（７）式と（８）式｝のデータから座標系のずれ量
（ΔＸＦＢ，ΔＹＦＢ，ΔθＦＢ）を算出する。

【００７３】まず、ＧＦ座標系上での座標点｛Ｘ′Ｆ
（ｔ１），Ｙ′Ｆ（ｔ１）｝と座標点｛Ｘ′Ｆ（ｔ
２），Ｙ′Ｆ（ｔ２）｝を結ぶ直線と、ＸＦ軸のなす角
をθ′Ｆ（ｔ１，ｔ２）とすると、これは、次の（９）
式で算出される。

【００７４】 θ′Ｆ（ｔ１，ｔ２）＝ａｒｃｔａｎ［｛Ｘ′Ｆ（ｔ２）−Ｘ′Ｆ（ｔ１）｝ ／｛Ｙ′Ｆ（ｔ２）−Ｙ′Ｆ（ｔ１）｝］ …（９） 同様に、ＧＢ座標系上での座標点｛Ｘ′ＦＢ（ｔ１），
Ｙ′ＦＢ（ｔ１）｝と座標点｛Ｘ′ＦＢ（ｔ２），Ｙ′
ＦＢ（ｔ２）｝を結ぶ直線と、ＸＢ軸のなす角をθ′Ｆ
Ｂ（ｔ１，ｔ２）とすると、これは、次の（１０）式で
算出される。

【００７５】 θ′ＦＢ（ｔ１，ｔ２）＝ａｒｃｔａｎ［｛Ｘ′ＦＢ（ｔ２）−Ｘ′ＦＢ（ｔ １）｝／｛Ｙ′ＦＢ（ｔ２）−Ｙ′ＦＢ（ｔ１）｝］ …（１０） 上記２つの座標系からみた直線は同一のものであるの
で、ＧＦ座標系とＧＢ座標系の座標ずれ量θＦＢは、次
の（１１）式で求められる。

【００７６】 ΔθＦＢ＝θ′ＦＢ（ｔ１，ｔ２）−θ′Ｆ（ｔ１，ｔ２） …（１１） 座標系のＸ方向の座標ずれ量ΔＸＦＢと、Ｙ方向の座標
ずれ量ΔＹＦＢは、時刻ｔ２における情報から次の（１
２）式、（１３）式で算出される。

【００７７】 ΔＸＦＢ＝Ｘ′ＦＢ（ｔ２）−Ｘ′Ｆ（ｔ２）×ｃｏｓΔθＦＢ−Ｙ′Ｆ（ｔ ２）×ｓｉｎΔθＦＢ …（１２） ΔＹＦＢ＝Ｙ′ＦＢ（ｔ２）＋Ｘ′Ｆ（ｔ２）×ｓｉｎΔθＦＢ−Ｙ′Ｆ（ｔ ２）×ｃｏｓΔθＦＢ …（１３） ＧＦ座標系、ＧＢ座標系は車両の運動に係わらず固定で
あり、ある程度車両が移動しても座標ずれ量は少ない。
そこで、座標ずれ量（ΔＸＦＢ，ΔＹＦＢ，ΔθＦＢ）
の算出頻度は制御周期（１０ｍｓ）に対してゆっくりで
良く、同期する必要はない。この実施の形態では、１４
０ｍｓ毎に算出している。

【００７８】このように算出した座標ずれ量を用いて任
意の時刻ｔにおける後続車からみた先行車の位置と向き
は、次の（１４）式〜（１６）式で算出することができ
る。

【００７９】 ＸＦＢ（ｔ）＝ΔＸＦＢ＋ＸＦ（ｔ）×ｃｏｓΔθＦＢ＋ＹＦ（ｔ）×ｓｉｎ ΔθＦＢ …（１４） ＹＦＢ（ｔ）＝ΔＹＦＢ−ＸＦ（ｔ）×ｓｉｎΔθＦＢ＋ＹＦ（ｔ）×ｃｏｓ ΔθＦＢ …（１５） θＦＢ（ｔ）＝ΔθＦＢ＋θＦ（ｔ） …（１６） 逆に、先行車軌跡に合わせるように自車位置を修正する
場合、修正後の自車座標（修正現在地）は、次の（１
７）式〜（１９）式で算出することができる。

【００８０】 ＸＢＳ（ｔ）＝ＸＢ（ｔ）×ｃｏｓ（−ΔθＦＢ）−ＹＢ（ｔ）×ｓｉｎ（− ΔθＦＢ）−ΔＸＦＢ …（１７） ＹＢＳ（ｔ）＝ＸＢ（ｔ）×ｓｉｎ（−ΔθＦＢ）＋ＹＢ（ｔ）×ｃｏｓ（− ΔθＦＢ）−ΔＹＦＢ …（１８） θＢＳ（ｔ）＝θＢ（ｔ）−ΔθＦＢ …（１９） 次に、３台以上の車両の隊列走行における座標ずれ量の
算出の仕方について説明する。ここでは、理解の容易の
ために先導車１０１を１号車、後続車１０２を２号車、
後続車１０３を３号車ということとする。

【００８１】この場合、第１に、２号車に１号車Ｇ１座
標系の軌跡情報｛Ｘ１（ｔ），Ｙ１（ｔ），θ１
（ｔ）｝が送られる。通信は、ブロードキャストされる
ため、同時に３号車、４号車、５号車もこの情報を受信
することができる。

【００８２】第２に、２号車は受信した軌跡情報｛Ｘ１
（ｔ），Ｙ１（ｔ），θ１（ｔ）｝と、自車で計測した
Ｇ２座標系軌跡情報｛Ｘ２（ｔ），Ｙ２（ｔ），θ２
（ｔ）｝と、２号車から１号車を計測したレーダ情報と
からＧ２座標系とＧ１座標系の位置ずれ量（ΔＸ１２，
ΔＹ１２，Δθ１２）を算出し、自車位置を補正する。

【００８３】第３に、２号車はＧ２座標系軌跡での自車
位置｛Ｘ２（ｔ），Ｙ２（ｔ），θ２（ｔ）｝と、Ｇ２
座標系とＧ１座標系の座標ずれ量（ΔＸ１２，ΔＹ１
２，Δθ１２）を３号車に対して送信する。

【００８４】第４に、３号車は受信した２号車の軌跡情
報｛Ｘ２（ｔ），Ｙ２（ｔ），θ２（ｔ）｝と、自車で
計測したＧ３座標系の軌跡情報｛Ｘ３（ｔ），Ｙ３
（ｔ），θ３（ｔ）｝と、３号車から２号車を計測した
レーダ情報とからＧ３座標系とＧ２座標系の座標ずれ量
（ΔＸ２３，ΔＹ２３，Δθ２３）を算出する。

【００８５】第５にＧ２座標系とＧ１座標系との座標ず
れ量（ΔＸ１２，ΔＹ１２，Δθ１２）と、Ｇ３座標系
とＧ２座標系との座標ずれ量（ΔＸ２３，ΔＹ２３，Δ
θ２３）とからＧ３座標系からみたＧ１座標系の座標ず
れ量（ΔＸ１３，ΔＹ１３，Δθ１３）を算出する。

【００８６】図１４は、この算出の参考とされる線図で
あり、Ｇ３座標系からみたＧ１座標系の座標ずれ量（Δ
Ｘ１３，ΔＹ１３，Δθ１３）は、次の（２０）式〜
（２２）式のように算出される。

【００８７】 ΔＸ１３＝ΔＸ２３＋ΔＸ１２×ｃｏｓΔθ１２＋ΔＹ１２×ｓｉｎΔθ１２ …（２０） ΔＹ１３＝ΔＹ２３−ΔＸ１２×ｓｉｎΔθ１２＋ΔＹ１２×ｃｏｓΔθ１２ …（２１） Δθ１３＝Δθ２３＋Δθ１２ …（２２） 第６に、３号車は１号車から送信されたＧ１座標系の１
号車軌跡情報｛Ｘ１（ｔ），Ｙ１（ｔ），θ１（ｔ）｝
とＧ３座標系からみたＧ１座標系の座標ずれ量（ΔＸ１
３，ΔＹ１３，Δθ１３）から正確な１号車軌跡を算出
することができ、自車位置を修正することもできる。

【００８８】最後に、４台以上の場合も同様に順次座標
ずれ量を算出することができる。

【００８９】このようにして、ステップＳ２５における
各後続車１０２、１０３における現在地と方位の修正処
理が完了する。

【００９０】次に、後続車１０２、１０３は、算出した
修正現在地に基づいて、その修正現在地において選択す
べき先導車１０１の操作量をフィードフォワード制御量
演算手段１１２により抽出する（ステップＳ２６）。

【００９１】図１５は、操作量抽出処理の詳細ルーチン
を示している。

【００９２】図１６は、後続車１０２の修正現在地、例
えば、上述した（１７）式のＸＢＳ（ｔ）をＸ、（１
８）式のＹＢＳ（ｔ）をＹとした平面視的な図を示して
いる。すなわち、後続車１０２は、座標（Ｘ，Ｙ）に存
在するとしている。ベクトルで表しているものは先導車
１０１の走行軌跡に係わる走行情報テーブル１３２を模
式的に展開したものであり、軌跡データ（Ｘｎ−１，Ｙ
ｎ−１）、（Ｘｎ，Ｙｎ）、（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）に
それぞれ対応して操作量データ（Ｔｎ−１，Ｐｎ−１，
ωｎ−１）、（Ｔｎ，Ｐｎ，ωｎ）、（Ｔｎ＋１，Ｐｎ
＋１，ωｎ＋１）が付随している（図１１を参照）。

【００９３】そこで、例えば、後続車１０２が、操作量
データとして軌跡（Ｘｎ，Ｙｎ）に付随する操作量デー
タ（Ｔｎ，Ｐｎ，ωｎ）を用いて走行しているとき、修
正現在位置（Ｘ，Ｙ）と先導車１０１の軌跡座標（Ｘｎ
−１，Ｙｎ−１）、（Ｘｎ，Ｙｎ）、（Ｘｎ＋１，Ｙｎ
＋１）との間のそれぞれの距離Ｌｎ−１、Ｌｎ、Ｌｎ＋
１を次の（２３）式〜（２５）式により算出する（ステ
ップＳ２６ａ）。すなわち、修正現在位置（Ｘ，Ｙ）と
現在操作量データを採用している軌跡位置（Ｘｎ，Ｙ
ｎ）との間の距離Ｌｎと、その前後の軌跡位置（Ｘｎ−
１，Ｙｎ−１）、（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）との間の距離
Ｌｎ−１、Ｌｎ＋１を算出する。

【００９４】 Ｌｎ−１＝｛（Ｘｎ−１−Ｘ）² ＋（Ｙｎ−１−Ｙ）² ｝^1/2 …（２３） Ｌｎ ＝｛（Ｘｎ−Ｘ）² ＋（Ｙｎ−Ｙ）² ｝^1/2 …（２４） Ｌｎ＋１＝｛（Ｘｎ＋１−Ｘ）² ＋（Ｙｎ＋１−Ｙ）² ｝^1/2 …（２５） 次に、（２６）式に示す不等式を計算する（ステップＳ
２６ｂ）。

【００９５】 （Ｌｎ＋１＋Ｌｎ）＜（Ｌｎ＋Ｌｎ−１） …（２６） この（２６）式に示す不等式が成立しているかどうかを
判定し、成立した場合、すなわち、次の距離Ｌｎ＋１が
一つ前の距離Ｌｎ−１より短くなった場合には、今回の
操作量（フィードフォワード制御量演算手段１１２によ
り演算されるフィードフォワード制御量）として軌跡位
置（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）におけるｎ＋１番目のデータ
セットである新たな操作量（Ｔｎ＋１，Ｐｎ＋１，ωｎ
＋１）を採用する（ステップＳ２６ｃ）。

【００９６】このときには、媒介変数ｎをｎ＋１に更新
する（ステップＳ２６ｄ）。

【００９７】一方、（２６）式の不等式が成立していな
い場合、すなわち、一つ前の距離Ｌｎ−１が次の距離Ｌ
ｎ＋１がより短い場合には、今回の操作量（フィードフ
ォワード制御量）も現在使用している軌跡位置（Ｘｎ，
Ｙｎ）における操作量データ（Ｔｎ，Ｐｎ，ωｎ）を用
いることにする（ステップＳ２６ｅ）。このように、修
正現在地（Ｘ，Ｙ）により、先導車１０１の軌跡を一つ
一つ追従するように制御しているので、追従制御の際に
は、時刻情報は不要となる。

【００９８】このようにして抽出された操作量データが
そのままフィードフォワード制御量とされ、加算手段１
２６の一方の入力に供給される（ステップＳ２７）。

【００９９】このとき、フィードバック制御量演算手段
１１８は、先導車１０１の軌跡（Ｘｎ，Ｙｎ）と修正現
在地（Ｘ，Ｙ）との間の偏差、すなわち距離Ｌをゼロ値
とするためのフィードバック制御量を演算する（ステッ
プＳ２８）。

【０１００】図１７は、フィードバック制御の詳細なフ
ローチャートを示している。

【０１０１】図１８は、フィードバック制御の動作説明
に供される平面視的図である。

【０１０２】この場合、まず、後続車１０２は、それぞ
れ、自己の識別番号（隊列番号）を隊列番号記憶手段１
１６により認識する（ステップＳ２８ａ）。

【０１０３】次に、先導車１０１に対する後続車１０
２、１０３の車間距離Ｌａ、Ｌｂを距離センサ７２によ
り求める（ステップＳ２８ｂ）。なお、車間距離Ｌａ、
Ｌｂは、先導車１０１の車速を積分して求めることもで
きる。

【０１０４】次いで、先導車１０１の軌跡を参照し、先
導車１０１から車間距離Ｌａ、Ｌｂを隔てた位置にそれ
ぞれ最も近い軌跡位置を求め、これを識別番号で識別さ
れる後続車１０２、１０３の目標位置（Ｘα，Ｙα）、
（Ｘβ，Ｙβ）とする（ステップＳ２８ｃ）。なお、こ
の目標位置（Ｘα，Ｙα）、（Ｘβ，Ｙβ）は、図１６
に示した目標位置（Ｘｎ，Ｙｎ）と同じものである。

【０１０５】この目標位置（Ｘα，Ｙα）、（Ｘβ，Ｙ
β）での先導車１０１の方位をそれぞれ目標方位θα、
θβとする（ステップＳ２８ｄ）。

【０１０６】このとき、目標位置（Ｘα，Ｙα）、（Ｘ
β，Ｙβ）と現在位置（Ｘａ，Ｙａ）、（Ｘｂ，Ｙｂ）
との誤差Δｅ（ΔＸ，ΔＹ）を計算する（ステップＳ２
８ｅ）。誤差Δｅは、後続車１０２、１０３についてそ
れぞれΔｅ１０２（ΔＸ，ΔＹ）＝｛Ｘα−Ｘａ，Ｙα
−Ｙａ｝、Δｅ１０３（ΔＸ，ΔＹ）＝｛Ｘβ−Ｘｂ，
Ｙβ−Ｙｂ｝として計算される。

【０１０７】同様に自車方位θａ、θｂと目標方位θ
α、θβとの誤差Δθを計算する（ステップＳ２８
ｆ）。誤差Δθは、後続車１０２、１０３についてそれ
ぞれΔθ１０２＝θα−θａ、Δθ１０３＝θβ−θｂ
として計算される。

【０１０８】次に、目標位置と現在位置との間の前後位
置誤差であるΔＸに基づき、アクセル制御量とブレーキ
制御量を演算する（ステップＳ２８ｇ）。アクセル制御
量は、誤差ΔＸの関数ｆ１（ΔＸ）、ブレーキ制御量
は、誤差ΔＸの関数ｆ２（ΔＸ）として後続車１０２、
１０３でそれぞれ個別に計算される。

【０１０９】さらに、左右位置誤差であるΔＹと方位誤
差Δθに基づいてステアリング制御量を演算する（ステ
ップＳ２８ｈ）。ステアリング制御量は、誤差ΔＹと方
位誤差Δθの関数ｇ１（ΔＹ，Δθ）として後続車１０
２、１０３でそれぞれ個別に計算される。

【０１１０】このようにして演算されたフィードバック
制御量｛アクセル制御量ｆ１（ΔＸ）、ブレーキ制御量
ｆ２（ΔＸ）およびステアリング制御量ｇ１（ΔＹ，Δ
θ）｝は、加算手段１２６の他方の入力に供給される。

【０１１１】加算手段１２６では、ステップＳ２７で生
成したフィードフォワード制御量とこのフィードバック
制御量とを重み付け加算し、加算制御量（アクセル制御
量、ブレーキ制御量、ステアリング制御量）を生成する
（ステップＳ２９）。

【０１１２】この加算制御量を構成するアクセル制御量
が駆動力制御ＥＣＵ４２に入力されることでモータ４４
が駆動され、ブレーキ制御量が制動力制御ＥＣＵ８４に
入力されることでブレーキアクチュエータ８６が駆動さ
れ、ステアリング制御量がステアリング制御ＥＣＵ８８
に入力されることでステアリングアクチュエータ９０が
駆動される。これにより、後続車１０２、１０３のアク
セル、ブレーキ、ステアリングがそれぞれ自動操縦され
る（ステップＳ３０）。

【０１１３】次いで、後続車１０２、１０３は、それぞ
れ自車の故障診断（例えば、モータ４４、ブレーキアク
チュエータ８６、ステアリングアクチュエータ９０につ
いての故障診断）を行いコードとして保有する（ステッ
プＳ３１）。

【０１１４】次に、後続車１０２、１０３は、バッテリ
４０の残容量を検出し、０〜１００％の内の数値として
保有する（ステップＳ３２）。バッテリ４０の残容量
は、例えば、満充電量から放電電流量を積算した値を差
し引いた値を百分率とすることで求めることができる。

【０１１５】さらに、後続車１０２、１０３は、レーザ
レーダ５０により計測した先行車との車間距離（ΔＸ）
と車幅方向のずれ量（ΔＹ）が、それぞれ、所定の車間
距離以内かどうか、所定のずれ量以内かどうかの追従偏
差判定を行い、その結果を保有する（ステップＳ３
３）。

【０１１６】次いで、各後続車１０２、１０３は、これ
ら故障コード、バッテリ残容量および追従遅れ判定結果
を先導車１０１に送信する（ステップＳ３４）。

【０１１７】また、後続車１０２は、現在地、方位、修
正量を後続車１０３に送信する（ステップＳ３５）。こ
の後、また、ステップＳ２１からの処理を繰り返す。

【０１１８】一方、先導車１０１は、ステップＳ３４で
送信された各後続車１０２、１０３の状態情報を受信す
る（ステップＳ７）。

【０１１９】先導車１０１は、この状態情報に基づき、
表示装置８２の画面表示情報を更新する（ステップＳ
８）。

【０１２０】図１９は、先導車１０１のナビゲーション
装置用の表示装置８２の画面１４０に、例として４台の
後続車１、２、３、４の状態を表示することの可能な状
態表示部１４２を設けた例を示している。この状態表示
部１４２では、後続車１、２、３、４（１、２、３、４
は、後続車の番号）の下側の○印が色分けされ、緑色の
場合には、その後続車は正常に追従走行していることを
示し、黄色の場合には、その後続車に所定以上の追従遅
れ等が発生した場合を示している。なお、追従遅れ等が
発生した場合には、スピーカ８１により「後続車に追従
遅れ発生、減速してください。減速してください。」等
の音声による警告がなされる。

【０１２１】さらに、赤色の場合には、その後続車に異
常が発生したことを示し、このとき、同時にスピーカ８
１により「後続車○番に異常発生、停車してください。
停車してください。」等の音声による警告がなされる。

【０１２２】なお、グレー色の場合には、該当する後続
車がもともと存在しないことを示す。

【０１２３】また、色分けされた○印の下側の（ ）内
の数値表示（図１９例では、５５、７６）は、百分率表
示での後続車（図１９例では、後続車１、２）のバッテ
リ残容量（満充電容量の数値表示は「１００」とな
る。）を示している。

【０１２４】なお、図１９の画面表示例においては、地
図上に先導車１０１の位置のみを描いているが、後続車
１、２、３、４の位置を、先導車１０１が描かれている
この地図上に同時に表示することも可能である。

【０１２５】ステップＳ７で受信した状態情報に基づい
て、先導車１０１は、後続車が所定の車間距離で追従し
ているかどうかを判定し（ステップＳ９）、追従遅れ等
が発生している場合には、上述した速度低下の警告を行
って（ステップＳ１０）、運転者に速度の低下を促し、
運転者の操作に応じて速度が低下する（ステップＳ１
１）。この場合、先導車１０１の速度制限手段として機
能する減速手段（４２、４４、８４、８６）（図５参
照）によりアクセル制御量（モータトルク）の上限値を
制限し、これによりモータ４４の最大出力を制限して先
導車１０１の走行速度を制限するようにしている。

【０１２６】次に、後続車に異常（故障）が発生してい
るかどうかを判定し（ステップＳ１２）、故障が発生し
ている場合には、上述した停車の警告を行って（ステッ
プＳ１３）、運転者に停車を促し、運転者の操作に応じ
て停車される（ステップＳ１４）。

【０１２７】さらに、後続車のバッテリ残容量が低下し
ているかどうかを判定し（ステップＳ１５）、後続車の
中、１台でもバッテリ残容量が所定バッテリ残容量（例
えば、満充電容量の３０％の容量）よりも低下していた
場合には、その後続車の最大出力の低下が懸念されるの
で、上述した速度低下の警告を行って、運転者に速度の
低下を促すことにより、運転者の操作に応じて速度が低
下する（ステップＳ１１）。この場合においても、減速
手段（４２、４４、８４、８６）（図５参照）によりア
クセル制御量（モータトルク）の上限値が制限され、先
導車１０１の走行速度が制限される。この後、ステップ
Ｓ１の処理に戻り、制御動作を繰り返す。

【０１２８】このように上述した実施の形態によれば、
有人運転による先導車１０１の走行軌跡（Ｘ，Ｙ，θ）
と操作量（アクセル，ブレーキ，ステアリング）とを対
で、無人走行される後続車１０２、１０３に送信する。
なお、先導車１０１の走行軌跡は、距離センサ７２と方
位センサ７４により求めることができる。

【０１２９】後続車１０２、１０３は、現時点において
倣うべき操作量を選択するため、自身の距離センサ７２
と方位センサ７４により現在地を求め、求めた現在地を
レーダ計測値により修正し、修正現在地を求める。この
修正現在地に対応する先導車１０１の過去の現在地を目
標位置として求め、この目標位置と対になっている操作
量を現在の操作量（アクセル，ブレーキ，ステアリン
グ）とするフィードフォワード制御を行うとともに、目
標位置と修正現在地との偏差に基づくフィードバック制
御を行う。フィードバック制御では、目標位置と修正現
在地との偏差を前後方向と左右方向に分解し、前後方向
に対してはアクセルとブレーキ操作量を調整し、左右方
向に対しては、ステアリング操作量を調整する。このス
テアリング方位は車両の方位と目標方位の誤差によって
も調整される。

【０１３０】このように制御すれば、フィードフォワー
ド制御による高速追従走行が可能となり、またフィード
バック制御による高精度追従走行が可能となる。実際
上、車間間隔１ｍ程度で数１０ｋｍ／ｈ程度の速度での
安定な追従走行が可能となった。

【０１３１】なお、この発明は、上述の実施の形態に限
らず、例えば、電動車両１０ではなく、内燃機関を有す
る車両に適用する（この場合には、アクセルセンサの出
力に代替して、例えば、スロットル開度センサの出力を
用いる。）等、この発明の要旨を逸脱することなく、種
々の構成を採り得ることはもちろんである。

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、先導車の軌跡情報を追跡し、軌跡情報と対になって
いる操作量情報を取り込み、この操作量情報によるフィ
ードフォワード制御を行うとともに、これと併用して目
標位置と現在位置の偏差に基づくフィードバック制御を
行うようにしている。

【０１３３】このため、主にフィードフォワード制御に
基づく高速での追従走行が可能で、かつ主にフィードバ
ック制御に基づく先導車の走行軌跡に対する追従精度の
高い隊列走行を行うことができるという効果が達成され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態が適用された電動車両
共用システムの概略的な構成を示す平面視的模式図であ
る。

【図２】電動車両が格納されるポートの構成を示す平面
視的模式図である。

【図３】電動車両の概略構成を示す透視的な斜視図であ
る。

【図４】隊列走行時における電動車両の相互関係を、電
動車両の内部構成とともに示すブロック図である。

【図５】先導車の走行ＥＣＵの構成を含む先導車の全体
的構成を示すブロック図である。

【図６】後続車の走行ＥＣＵの構成を含む後続車の全体
的構成を示すブロック図である。

【図７】先導車の制御内容の説明に供されるメインフロ
ーチャートである。

【図８】後続車の制御内容の説明に供されるメインフロ
ーチャート（１／２）である。

【図９】後続車の制御内容の説明に供されるメインフロ
ーチャート（２／２）である。

【図１０】隊列走行開始時における車両の位置と座標の
とり方の説明に供される平面視的線図である。

【図１１】軌跡データと操作量データとが対として記憶
される走行情報テーブルの例を示す線図である。

【図１２】後続車のレーザレーダと先行車のレーダ計測
点との関係説明に供される平面視的線図である。

【図１３】後続車の座標ずれ量の説明に供される線図で
ある。

【図１４】後続車における座標すれ量の加算処理の説明
に供される線図である。

【図１５】操作量抽出処理の説明に供されるフローチャ
ートである。

【図１６】操作量抽出処理の説明に供される平面視的線
図である。

【図１７】フィードバック制御の説明に供されるフロー
チャートである。

【図１８】フィードバック制御の説明に供される平面視
的線図である。

【図１９】隊列走行に関連する画面表示の説明に供され
る線図である。

【符号の説明】

１０…電動車両 １２…利用可能
範囲 １３…ポート １６…センタ− ４０…バッテリ ４２…駆動力制
御ＥＣＵ ４４…モータ ４２、４４、８４、８６…減速手段 ５０…レーザレ
ーダ ５２…リフレクタ ５３…車々アン
テナ（送受信手段） ６０…走行ＥＣＵ ７２…距離セン
サ ７４…方位センサ ７６…アクセル
センサ ７８…ブレーキセンサ ８０…ステアリ
ングセンサ ８１…スピーカ（警告手段） ８２…表示装置
（表示・警告手段） ８４…制動力制御ＥＣＵ ８６…ブレーキ
アクチュエータ ８８…ステアリング制御ＥＣＵ ９０…ステアリ
ングアクチュエータ ９１…現在地検出手段 ９２…車々間無
線装置 ９３…記憶手段 ９４…操作量検
出手段 ９６…追従確認手段 １１０…操作量
抽出手段 １１２…フィードフォワード制御量演算手段 １１４…目標位置・目標方位演算手段 １１６…隊列番
号記憶手段 １１８…フィードバック制御量演算手段 １２０…現在地検出手段 １２２…現在地
・方位修正手段 １２４…距離・方位計測手段 １２６…加算手
段 １２８…状態検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｇ０８Ｇ 1/00 Ｘ Ｇ０８Ｇ 1/00 Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２４Ｄ Ｆターム(参考） 3D032 CC19 CC20 DA03 DA22 DA25 DA33 DA77 DA87 DA88 DA92 DA93 DB02 DC02 DC03 DC09 DD02 DD17 DD18 EB04 FF01 FF10 GG01 3D044 AA45 AC16 AC24 AC26 AC31 AC55 AC59 AD12 AD21 AE04 AE14 AE15 AE19 AE21 AE27 5H180 BB04 BB12 CC03 CC11 CC14 CC17 FF05 LL09 5H301 AA03 AA09 BB20 CC03 EE04 GG07 GG19 HH15 JJ01 LL11 LL14 QQ08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運転者により運転される先導車に対し複数
   の後続車を縦列させて自動追従走行させる自動追従走行
   システムにおいて、 前記先導車は、 該先導車自身の現在地を検出する現在地検出手段と、 検出された現在地を軌跡情報として記憶する記憶手段
   と、 前記運転者による運転に係わる操作量を検出する操作量
   検出手段と、 前記各後続車に前記軌跡情報と前記操作量を送信する送
   信手段とを有し、 前記各後続車は、 前記軌跡情報と前記操作量を受信する受信手段と、 前記各後続車自身の現在地を検出する現在地検出手段
   と、 前記先導車の軌跡情報から前記各後続車自身の目標位置
   を演算する目標位置演算手段と、 演算した目標位置と検出した後続車自身の現在地とを比
   較し、目標位置と現在地との位置偏差を少なくするため
   のフィードバック制御量を演算するフィードバック制御
   量演算手段と、 前記各後続車自身において検出した現在地の近傍で、前
   記先導車の軌跡情報を参照し、該軌跡情報と対となって
   いる前記先導車の操作量を前記各後続車自身の操作量と
   して抽出してフィードフォワード制御量を演算するフィ
   ードフォワード制御量演算手段と、 前記フィードバック制御量と前記フィードフォワード制
   御量に基づいて該各後続車自身を運転する自動運転手段
   とを有することを特徴とする自動追従走行システム。