JP2000339600A

JP2000339600A - 自動追従走行システム

Info

Publication number: JP2000339600A
Application number: JP15310799A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kobayashi; 幸男小林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-08
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP4190660B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車車間通信における伝送遅れ時間の影響を受
けることなく、先導車に対して後続車を所定の車間距離
を正確に保ったまま自動追従走行させる。【解決手段】後続車の制御計画用ＥＣＵ２および車速
制御用ＥＣＵ４により、先導車から車車間通信により受
信した先導車の走行情報（速度、位置）を、あらかじめ
設定した通信遅れ時間に基づいて補正させ、この補正結
果に基づき、先導車と後続車との車間距離および車間速
度を演算させるようにした。そして、このようにして求
めた車間距離および車間速度に基づいて、後続車のスロ
ットル装置２６およびブレーキ装置２７の操作量を決定
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、縦列させた複数の
車両のうち、先頭に位置する先導車に対して、先導車の
後方に位置する後続車を自動追従させるための自動追従
走行システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の自動追従システムとしては、例
えば、特開平９−１８３３２０に開示された、図９から
図１１に示す自動走行車Ａに係るものが知られている。
この自動走行車Ａは、図９に示すように、道路の中央の
走行経路Ｂ上に、例えば１m 間隔で磁気情報源Ｃが埋め
込まれた自動走行用道路上を、磁気情報源Ｃを検出しな
がら自動走行を行うものである。そして、自車Ａの前方
に前走車（図９では図示せず）が在る場合（すなわち、
自車Ａが追従車である場合）には、その前走車との間に
所要の車間距離を維持しつつ追従自動走行を行う。この
場合、路側には漏洩同軸ケーブルＤが設置され、この漏
洩同軸ケーブルＤと自動走行車Ａとの間で自動走行に必
要な情報が送受信されるようになっている。また、前走
車と追従車との間で自車の走行状態を示す情報が相互に
送受信（車々間通信）されるようになっている。

【０００３】この自動走行車Ａは、図１０に示すよう
に、通信信号処理装置１０１と、制御計画処理装置１０
２と、車両の横方向（操舵方向）制御装置１０３と、車
速制御装置１０４とがそれぞれに信号処理装置（ＣＰ
Ｕ）を具備したモジュールとして各車両に搭載された構
成となっている。また、各車両には、車両の横方向（操
舵方向）の角速度を検出するヨーレートセンサー１０５
と、磁気情報源Ｃを検出する磁気センサ１０６と、車輪
の一回転毎に（車輪の一回転に相当する走行距離毎に）
パルスを出力する車輪パルスセンサ１０８と、車両の前
後方向の加速度を検出する前後加速度センサ１０９と、
前走車や前方障害物の検出すると共にそれらの物体まで
の距離を検出するレーザレーダ１１０とが備えられ、そ
れらの検出データが適宜、前記装置１０１〜１０４に与
えられる。

【０００４】通信信号処理装置１０１は、前記漏洩同軸
ケーブル（ＬＣＸケーブル）Ｄとの間での通信及び車々
間通信を行う通信手段としての機能を有するものであ
り、それぞれの通信を車両に備えたアンテナや送受信器
から成る通信機器１０７，１１１を介して行う。

【０００５】一方、車々間通信では、前走車と追従車と
の間で、各車両において後述のように把握される走行経
路Ｂ上の車両の時々刻々の走行位置（走行距離）、速度
（車速）、前後加速度及び後述の速度計画等を示すデー
タが相互に送受信される。そして、それらのデータは、
各車両において、通信信号処理装置１０１から制御計画
処理装置１０２に与えられる。従って、追従車側では、
この通信信号処理装置１０１によって、前走車の速度や
加速度等の走行状態を把握する手段が構成されている。

【０００６】また、通信信号処理装置１０１は、走行経
路Ｂ上における自車の走行位置を認識する走行位置認識
手段としての機能も有している。すなわち、通信信号処
理装置１０１は、走行経路Ｂ上での走行を開始してから
前記磁気センサ１０６により検出される磁気情報源Ｃの
検出回数をカウントし、その検出回数に磁気情報源Ｃの
間隔（一定）を乗算してなる距離を走行経路Ｂ上におけ
る車両の走行距離として把握する。

【０００７】次に、自動走行車における車速制御を図３
のブロック線図を参照しつつ説明する。ここでは、ま
ず、通信信号処理装置１０１により求められた自車位置
Xi(0) １２１と、この自車位置Xi(0) から制御計画処理
装置２により求められた自車速度Vi(0) （位置の一階微
分値）１２２と、自車加速度Ai(0) （位置の二階微分
値）２３とが制御計画処理装置１０２において、自車の
Ｔ秒後の状態を予想する処理部１２４へ出力される。

【０００８】この処理部１２４は、Ｔ秒後の到達予想位
置Xi(T) 、及びＴ秒後の予想速度Vi(T) をそれぞれ次式
（１），（２）により求める。 Vi(T)＝Vi(0) ＋Ai(0) ×Ｔ ……（１） Xi(T)＝Xi(0) ＋Vi(O) ×Ｔ＋１／２×Ai(0) ×Ｔ² ……（２）

【０００９】一方、制御計画処理装置１０２の制御計画
処理部１２５は、漏洩同軸ケーブルＤからの速度指令等
に基づき、走行経路Ｂに沿った速度計画を作成して、Ｔ
秒後の到達予定位置Xi'(T)及び予定速度Vi'(T)を求め
る。

【００１０】このように処理部１２４で求められた到達
予想位置Xi(T) 及び予想速度Vi(T)と、処理部１２５で
求められた到達予定位置Xi'(T)及び予定速度Vi'(T)は、
偏差演算部１５０に出力される。この偏差演算部１５０
は、到達予定位置Xi'(T)及び予定速度Vi'(T)からそれぞ
れ到達予想位置Xi(T)及び予想速度Vi(T) を減算するこ
とにより、Ｔ秒後の距離偏差及び速度偏差を算出し、そ
れらを変換部１２６に出力する。

【００１１】変換部１２６は、前記距離偏差及び速度偏
差にそれぞれ所定のゲインＫx，Ｋuを乗算してなる値を
互いに加算することにより加減速度修正データを生成
し、それらを車速制御装置１０４の比較部１２７へ出力
する。

【００１２】以上の処理は、前走車及び追従車のいずれ
においても同様に行われるが、追従車においては、これ
に加えて、前走車との車々間通信によって得られた前走
車の現在の走行位置Xi-1(0) １２８、速度Vi-1(0) １２
９及び加速度Ai-1(0) １３０が、前走車のＴ秒後の状態
を予想する処理部１３１へ出力される。

【００１３】この処理部１３１は、前走車のＴ秒後の到
達予想位置Xi-1(T) 、及びＴ秒後の予想速度Vi-1(T) を
それぞれ前記式（１），（２）と同じ形の演算式（図１
１参照）により求める。

【００１４】処理部１３１で求められた前走車の到達予
想位置Xi-1(T) 及び予想速度Vi-1(T) は、前記処理部１
２４で求められた自車（追従車）の到達予想位置Xi(T)
及び予想速度Vi(T) と共に、車間演算部１４０に出力さ
れる。車間演算部１４０は、前走車のＴ秒後の到達予想
位置Xi-1(T) 及び予想速度Vi-1(T)から、それぞれ自車
（追従車）のＴ秒後の到達予想位置Xi(T) 及び予想速度
Vi(T) を減算することにより、Ｔ秒後の予想車間距離及
び車間速度差を算出する。

【００１５】さらに、制御計画処理装置１０２には、追
従車の自車速度Vi(0) １２２と前走車の前走車速度Vi-1
(0) １２９との速度差（｜Vi(0) −Vi-1(0) ｜）の大小
に基づき、前走車と追従車との車間距離の指示データ
（目標車間距離を示すデータ）を作成する目標車間距離
調整手段１３２も設けられている。

【００１６】この目標車間距離調整手段１３２により作
成された車間距離の指示データ（目標間距離データ）
は、車間演算部１４０に与えられ、車間演算部１４０に
おいて、該車間距離の指示データと前記予想車間距離と
の偏差が求められる。

【００１７】車間演算部１４０によって算出された車間
距離データ（予想車間距離と目標車間距離との偏差）と
車間速度差のデータとは、変換部１３３に出力される。
変換部１３３は、上記車間距離データと、車間速度差デ
ータとに、それぞれ所定のゲインＫx1，Ｋu1を乗算して
なる値を互いに加算することにより、加減速度修正デー
タを生成し、それを車速制御装置１０４の比較部１２７
へ出力する。

【００１８】車速制御装置１０４において、比較部１２
７は、自車のＴ秒後の予想偏差に基づく加減速度修正デ
ータ（変換部１２６の出力）と、Ｔ秒後の前走車との予
想車間距離及び車間速度差に基づく加減速度修正データ
（変換部１３３の出力）とを比較し、追従車が前走車に
接近し過ぎないように、車両の前進側の加速度が小さな
ものとなる加減速度修正データを択一的に選択し、スロ
ットル側積分器１４１、ブレーキ側積分器１４２に出力
する。

【００１９】このように加減速度修正データが入力され
た積分器１４１，１４２は該加減速度修正データを積分
し、その積分値（これは目標車速に相当するものとな
る）をそれぞれスロットル制御量換算部１３４及びブレ
ーキ制御量換算部１３５に出力する。

【００２０】スロットル制御量換算部１３４では、積分
器１４１の出力に加えて、車両の現在の車速や、図示し
ないエンジンの回転数、変速機のギヤ段数等のデータが
与えられ、これらのデータからあらかじめ定められたマ
ップ等を用いてスロットルの指示開度が決定される。そ
して、このスロットル指示開度に基づき、スロットル制
御部１３６によって、前記スロットル用のアクチュエー
タ１１５の操作量を規定する指示デューティが該アクチ
ュエータ１１５に与えられ、それによりアクチュエータ
１１５が制御される。

【００２１】また、ブレーキ制御量換算部１３５では、
積分器１４２の出力に加えて、車両の現在の車速データ
が与えられ、それらのデータからマップ等を用いてブレ
ーキの指示圧が決定される。そして、このブレーキ指示
圧に基づき、ブレーキ制御部１３７によって、前記ブレ
ーキ用のアクチュエータ１１６の操作量を規定する指示
デューティが該アクチュエータ１１６に与えられ、それ
により該アクチュエータ１１６が制御される。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなシステムにおいては、車車間通信により前走車
と追従車との間において走行位置、速度、加速度等のデ
ータを伝送する際に、前走車におけるデータの発信時刻
と追従車におけるデータの受信時刻との間に時間差（伝
送遅れ時間）が発生することが避けられない。

【００２３】一方、走行位置、速度、加速度等のデータ
は、時刻とともに変化しているため、上記の伝送遅れ時
間がΔｔ秒であるとすると、追従車が、これら走行位
置、速度、加速度等のデータを受信して自車の制御に使
用しようとする際には、受信したデータは、既にΔｔ秒
前のデータとなっている。

【００２４】例えば、図１２のように、車両２００，２
０１，…が隊列走行を行っているとすると、（ａ）に示
すように、時刻ｔにおいて、先頭車２００が自己の走行
位置ｘ１（ｔ）を検出し、これを追従車２０１に対して
伝送したとしても、追従車２０１がこのデータを受信す
る時刻は、伝送遅れ時間Δｔにより、時刻ｔ＋Δｔとな
る。したがって、前走車２００は、実際には、（ｂ）に
示すように位置ｘ１（ｔ＋Δｔ）にまで進んでいるにも
かかわらず、追従車２０１からは、（ｃ）において点線
で示す位置（位置ｘ１（ｔ））にあると認識されてしま
う。

【００２５】具体的には、これら車両２００，２０１，
…が、時速１００ｋｍ／ｈで走行していると仮定し、さ
らに、車車間通信による伝送遅れΔｔを１００ｍｓとす
ると、上記の走行位置ｘ１（ｔ）とｘ１（ｔ＋Δｔ）と
の差は、約２．７ｍに達する。このため、追従車２０１
は、前走車２００の走行位置を実際より２．７ｍ後方に
あると認識し、このように認識した前走車２００の走行
位置と、自車（追従車２０１）の走行位置との比較を行
い、その偏差値に基づき、追従車２０１の現在の運動情
報に対する目標加速度を演算し、この演算結果に基づい
て、自車（追従車２０１）のスロットルおよびブレーキ
を制御する。これにより、車間距離を１０ｍに設定しよ
うとしても、実際には、２．７ｍ長い１２．７ｍの車間
距離が実現されてしまう。

【００２６】また、この場合、伝送遅れ時間Δｔが時間
とともに変化するような場合においては、それに伴い、
追従車２０１の認識する車間距離も時間とともに変化す
ることとなり、これにより、追従車５１が一定の車間距
離を保ったまま前走車に追従走行することが困難となっ
てしまう。

【００２７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、車車間通信における伝送遅れ時間の影響を
受けることなく、先導車に対して後続車を所定の車間距
離を正確に保ったまま自動追従走行させることができる
ような自動追従走行システムを提供することを課題とす
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。すなわち、
請求項１記載の自動追従走行システムは、縦列させた複
数の車両のうち、先頭に位置する先導車に対して、該先
導車の後方に位置する後続車を、前記先導車に対し自動
追従させる構成となっており、かつ、前記各車両は、自
車の走行情報を検出するための走行情報検出手段（例え
ば、実施の形態における速度センサ１１、加速度センサ
１２、および、通信用ＥＣＵ１）を備え、前記先導車
は、検出された自車の走行情報を他車に送信するための
送信手段（例えば、実施の形態における車車間用通信機
７および通信用ＥＣＵ１）を備え、前記後続車は、前記
先導車から送信された前記先導車の走行情報を受信する
ための受信手段（例えば、実施の形態における車車間用
通信機７および通信用ＥＣＵ１）と、該受信手段により
受信した前記先導車の走行情報と、自車において検出さ
れた前記後続車自身の走行情報とを用いて、自車の前記
先導車に対する相対位置および相対速度のうちの少なく
とも一方を演算する相対位置・速度演算手段（例えば、
実施の形態での制御計画用ＥＣＵ２におけるステップＳ
４からＳ６までの処理）と、演算された自車と前記先導
車との前記相対位置および相対速度のうちの少なくとも
一方に基づいて、前記先導車の走行軌跡を自車が追跡す
るために前記後続車自身が採用すべき操作量を演算する
操作量演算手段（例えば、実施の形態での制御計画用Ｅ
ＣＵ２におけるステップＳ７の処理）と、演算された前
記操作量に基づいて前記後続車自身の走行を制御するた
めの走行制御手段（例えば、実施の形態での制御計画用
ＥＣＵ２におけるステップＳ７の処理）とを備えた構成
された自動追従走行システムにおいて、前記後続車は、
自車と前記先導車との通信遅れ時間（例えば、実施の形
態における通信遅れ時間：Δｔ）を算出する通信遅れ時
間算出手段（例えば、実施の形態での制御計画用ＥＣＵ
２におけるステップＳ３の処理）を備え、なおかつ、該
後続車の前記相対位置・速度演算手段は、前記演算を行
うにあたって、前記先導車の走行情報または前記後続車
自身の走行情報のうちの少なくとも一方を、前記通信遅
れ時間に基づいて補正するとともに、この補正結果に基
づいて、前記相対位置または相対速度の演算を行う構成
とされていることを特徴としている。

【００２９】このような構成とされるために、この自動
追従走行システムにおいては、例えば、後続車が、先導
車の走行情報（例えば、速度、走行位置）を、設定され
た通信遅れ時間後の走行情報に補正することができる。
これにより、後続車が先導車の走行情報を受信した際
に、受信した走行情報が通信送れ時間により既に通信遅
れ時間分過去のデータとなっていたとしても、その影響
を排除することができ、先導車および後続車間の相対位
置または相対速度を正確に把握することができる。ま
た、この場合、後続車が、自車の走行情報として、通信
遅れ時間分だけ過去のデータを用い、これと先導車から
得られた走行情報との比較により、先導車および後続車
間の相対位置または相対速度を演算するようにしても、
同様に、通信遅れ時間の影響を排除することができる。

【００３０】請求項２記載の自動追従走行システムは、
請求項１記載の自動追従走行システムであって、前記先
導車の送信手段は、前記送信を行う際に、前記検出され
た自車の速度、加速度、および、現在位置に関する情報
に加えて、これら情報の送信時刻（例えば、実施の形態
における送信時刻：ＧＰＳ１（０））を前記後続車に対
して送信する構成とされ、前記後続車の受信手段は、前
記受信を行う際に、前記情報の受信時刻（例えば、実施
の形態における受信時刻：ＧＰＳｉ（０））を検出する
構成とされ、前記通信遅れ時間設定手段は、前記受信時
刻および前記送信時刻の時間差を演算するとともに、こ
の演算結果を前記通信遅れ時間として設定することを特
徴としている。

【００３１】このような構成により、この自動追従走行
システムにおいては、通信遅れ時間が時刻とともに変化
する場合において、補正演算に必要な通信遅れ時間を、
その都度、正確に把握することができる。

【００３２】請求項３記載の自動追従走行システムは、
請求項２記載の自動追従走行システムであって、前記先
導車および前記後続車は、ＧＰＳレシーバ（例えば、実
施の形態におけるＧＰＳレシーバ１４）を備えた構成と
され、前記送信手段および前記受信手段は、前記送信時
刻および前記受信時刻を、ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳ
時刻に基づいて設定することを特徴としている。

【００３３】このような構成により、この自動追従走行
システムにおいては、先導車および後続車が具備するタ
イマ等に時刻のずれがあった場合においても、この時刻
のずれに影響を受けることなく、通信遅れ時間を把握す
ることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。なお、ここで説明する実施の形
態において、先に示した従来技術と共通する構成につい
ては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００３５】図１に示すものは、本実施の形態における
自動追従走行システムを構成する自動走行車Ａのブロッ
ク図である。なお、ここでは一つの車両の制御構成しか
示していないが、この車両を複数縦列させるとともに、
その先頭に位置する車両（以下、先導車という）に対
し、後方に位置する後続車を自動追従させることによ
り、隊列走行を行うことができる。この場合、図１に示
す構成は、先導車としてもまた後続車としても利用でき
るものであり、いわば先導車と後続車の共通車両となっ
ている。

【００３６】図１に示すように、本実施形態の車両は、
通信用ＥＣＵ（electronic controlunit）１と、制御計
画用ＥＣＵ２と、車両の横方向（操舵方向）制御用ＥＣ
Ｕ３と、車速制御用ＥＣＵ４とが、それぞれに信号処理
装置（ＣＰＵ）を具備したモジュールとして各車両に搭
載されている。また、車両には、漏洩同軸ケーブルＤと
の間で情報を送受信するためのＬＣＸ用通信機６、自動
追従走行を行う際に先導車と後続車との間で情報を相互
に送受信するための車車間用通信機７、車体前部に設け
られて前記磁気情報源Ｃを検出する前部磁気センサ８、
車体後部に設けられて前記磁気情報源Ｃを検出する後部
磁気センサ９、車両の横方向（操舵方向）の角速度を検
出するジャイロスコープ１０、車両の速度を検出する車
速センサ１１、車両の前後方向の加速度を検出する前後
加速度センサ１２、前方に位置する車両までの距離及び
方位をレーザレーダ１３がそれぞれ備えられている。さ
らに、車両には、ＧＰＳ衛星からの信号を検出するＧＰ
Ｓレシーバ１４が設けられている。

【００３７】ＬＣＸ用通信機６、車車間用通信機７、お
よび、ＧＰＳレシーバ１４は前記通信用ＥＣＵ１に接続
され、前記各センサ８〜１２、レーザレーダ１３、およ
び、ＧＰＳレシーバ１４からの検出データは、適宜、前
記ＥＣＵ１〜４に与えられるようになっている。そし
て、前記各ＥＣＵ１〜４は次のような機能を有する。

【００３８】通信用ＥＣＵ１は、前記漏洩同軸ケーブル
（ＬＣＸケーブル）Ｄとの間での通信及び車々間通信を
行う通信手段としての機能を有するものであり、それぞ
れの通信を車両に備えたアンテナや送受信器から成る通
信機６、７を介して行う。

【００３９】また、通信用ＥＣＵ１は、ＧＰＳレシーバ
１４を介して送信されたＧＰＳ信号に基づき車両の現在
位置を検出するとともに、ＧＰＳ信号に含まれる時間デ
ータ（ＧＰＳ時間）に基づき、時刻ｔを把握するように
なっている。また、通信用ＥＣＵ１は、この時刻ｔを、
制御計画用ＥＣＵ２および車速制御用ＥＣＵ４に出力す
るようになっている。

【００４０】また、この場合、漏洩同軸ケーブルＤとの
通信では、漏洩同軸ケーブルＤからは、車両の走行エリ
アにおける速度指令情報や、道路の曲率情報、渋滞情
報、緊急メッセージ情報等が受信され、車両側からは自
車のＩＤナンバーが送信される。このＩＤナンバーによ
り、漏洩同軸ケーブルＤ側では各車両の走行位置が把握
される。そして、通信用ＥＣＵ１は、受信した速度指令
情報等を制御計画用ＥＣＵ２に与える。

【００４１】一方、車車間用通信機７では、先導車と後
続車との間で、各車両において後述のように把握される
走行経路Ｂ上の車両の時々刻々の走行位置（走行距
離）、車速、前後加速度及び後述の速度計画等を示すデ
ータが相互に送受信される。また、この場合、車車間用
通信機７は、これらデータの送信時刻を、通信用ＥＣＵ
１において、ＧＰＳ信号から求めた時刻ｔに基づき、送
信データに併せて送信する。また、通信用ＥＣＵ１は、
それらのデータの受信時刻を、通信用ＥＣＵ１において
ＧＰＳ信号から求めた時刻ｔに基づき、記録する。ま
た、このように受信したデータは、各車両において、通
信用ＥＣＵ１から制御計画用ＥＣＵ２に与えられる。従
って、後続車側では、この通信用ＥＣＵ１によって、先
導車の速度や加速度等の走行状態を把握することができ
る。

【００４２】また、通信用ＥＣＵ１は、走行経路Ｂ上に
おける自車の走行位置を認識する走行位置認識手段とし
ての機能も有する。

【００４３】本実施の形態では、次のように走行位置を
認識する。すなわち、本実施形態の自動走行車は基本的
には磁気情報源Ｃが配列された走行経路Ｂ上を走行する
ので、該走行経路Ｂ上における車両の走行距離が該走行
経路Ｂ上における車両の走行位置を示すものとなる。そ
こで、通信用ＥＣＵ１は、走行経路Ｂ上での走行を開始
してから前記前部磁気センサ８により検出される磁気情
報源Ｃの検出回数をカウントし、その検出回数に磁気情
報源Ｃの間隔（一定）を乗算してなる距離を走行経路Ｂ
上における車両の走行距離として把握する。但し、車両
が走行経路Ｂから逸脱して、磁気情報源Ｃの検出を逃す
場合もあり、このような場合には、前記車速センサ１１
の出力値の積分に基づいて走行距離を把握する。そし
て、このように把握した走行距離により、車両が所持す
る走行経路Ｂの地図データ上で車両の走行位置を認識し
てそれを制御計画用ＥＣＵ２に与える。この場合、走行
経路Ｂの地図データは、磁気情報源Ｃの点列データとし
て表され、これは、あらかじめ車両の記憶装置に記憶保
持してもよいし、あるいは、前記漏洩同軸ケーブルＤ等
との通信によって外部から所定の走行区域毎に受信する
ようにしてもよい。

【００４４】尚、本実施形態では、走行経路Ｂ上の磁気
情報源Ｃは、例えば所定間隔で磁気極性を反転してなる
ビット情報が設けられており、磁気センサ８によりこの
ビット情報の検出が行われる毎に、上記所定の間隔を基
準として走行距離の修正が行われる（例えば、走行距離
が所定の整数倍となるように修正する）。

【００４５】制御計画用ＥＣＵ２には、自動走行スター
トスイッチ１７が接続され、この自動走行スタートスイ
ッチ１７のＯＮ操作に応じて自動走行のための情報の作
成を開始する。

【００４６】この制御計画用ＥＣＵ２は、走行経路Ｂ上
における車両の走行位置と速度との関係を規定する速度
計画を作成する速度計画作成手段としての機能を有し、
漏洩同軸ケーブルＤから通信用ＥＣＵ１を介して与えら
れる車両の走行エリアに対応した速度指令情報に基づ
き、前記速度計画を作成する。この場合、漏洩同軸ケー
ブルＤから指示された速度に従うように速度計画を作成
する。例えば、ある走行エリアで８０ｋｍ／ｈの速度指
令が与えられたとき、今現在の車両の速度が７８ｋｍ／
ｈであれば、車両の速度を８０ｋｍ／ｈまで所定の加速
度（例えば２ｋｍ／ｈ／ｍｉｎ）で増速し、その後、８
０ｋｍ／ｈの速度を維持するように速度計画を作成す
る。

【００４７】また、速度計画作成手段としては、車両制
御部の記憶部に、予め、当該車両が走行しようとする区
間の全走行距離から実際の走行距離を差し引いた残走行
距離と車速との関係を記憶しておき、走行時において、
逐一走行位置における残走行距離を演算により求め、前
記予め記憶して残走行距離と車速との関係から、目標車
速を出力するものであってもよい。

【００４８】また、制御計画用ＥＣＵ２は上記のように
作成した速度計画に基づいて、現在の車両の走行位置か
らあらかじめ定められた所定時間Ｔ（本実施形態では例
えば１．５秒）後に到達すべき到達目標走行位置と、そ
の到達目標走行位置における車両の目標車速とを決定す
る機能を有する。この機能では、例えば、車両の現在位
置からの速度計画が８０ｋｍ／ｈ（２２．２ｍ／秒）の
速度を一定に維持するように作成されておれば、前記所
定時間Ｔ（１．５秒）後の到達目標走行位置は走行経路
Ｂ上を今現在の位置から３３．３ｍ進行した地点であ
り、また、その到達目標走行位置における目標車速は８
０ｋｍ／ｈである。

【００４９】さらに、制御計画用ＥＣＵ２は以下に説明
する走行状態予想手段、偏差演算手段及び速度計画用加
減速度データ算出手段、車速判断手段、データ切換手
段、ゲイン可変手段としての機能を有し、さらに後続車
側にあっては、以下に説明する後続車走行状態予想手
段、相対位置演算手段、相対速度演算手段及び車間制御
用加減速度データ算出手段としての機能も有する。

【００５０】前記走行状態予想手段としての機能は、前
記所定時間Ｔ後の自車の到達予想走行位置と予想車速と
を求めるものである。到達予想走行位置は、前記通信用
ＥＣＵ１から与えられる自車の現在の走行位置（走行距
離）、現在の車速及び現在の加速度から後述の演算によ
り求め、予想車速は自車の現在の車速と加速度とから後
述の演算により求める。

【００５１】この場合、本実施形態では、前記到達予想
走行位置や予想車速を求めるための車両の車速は、速度
センサ１１の検出データにより得られる。なお、車速
は、通信用ＥＣＵ１から与えられる車両の時々刻々の走
行位置の最新の一階微分値、すなわち単位時間当たりの
走行位置の変化量により求めてもよい。なお、車両の加
速度は、加速度センサ１２の検出データにより直接得ら
れる。そして、このように得られる車両の車速と加速度
とを用いて到達予想走行位置や予想車速を求める。

【００５２】前記偏差演算手段としての機能は、速度計
画作成手段に基づく所定時間Ｔ後の到達目標走行位置と
前記走行状態予想手段による到達予想走行位置との走行
位置偏差（位置誤差）を求めると共に、速度計画作成手
段に基づく所定時間Ｔ後の目標車速と前記前記走行状態
予想手段による予想車速との車速偏差（速度誤差）を求
めるものであり、それらの算出は減算演算により行われ
る。

【００５３】前記速度計画用加減速度データ算出手段と
しての機能は、上記走行位置偏差及び車速偏差に基づ
き、車両の速度計画用の加減速度修正データ（車両の加
減速度を修正するための制御量）を作成するものであ
り、本実施形態では、上記走行位置偏差及び車速偏差に
それぞれ所定のゲイン係数を乗算してなる値を互いに加
算することにより速度計画用の加減速度修正データを作
成する。

【００５４】また、後続車側における前走車走行状態予
想手段としての機能は、前記所定時間Ｔ後の前走車の到
達予想走行位置と予想車速とを求めるものである。前走
車の到達予想走行位置は、前記車々間通信によって自車
の通信用ＥＣＵ１を介して把握される前走車の現在の走
行位置（走行距離）、現在の速度及び現在の加速度から
自車の場合と同様の後述の演算によって求め、前走車の
予想車速は、前走車の現在の速度及び加速度から自車の
場合と同様の後述の演算によって求める。

【００５５】後続車側における相対位置演算手段として
の機能は、前記所定時間Ｔ後に予想される自車と先導車
との車間距離を求めるものであり、上記のように求めら
れる先導車の到達予想走行位置と自車において前述の如
く求められる自車の到達予想走行位置との距離差を演算
することにより、所定時間Ｔ後の予想車間距離を求め
る。

【００５６】同様に、後続車側における相対速度演算手
段としての機能は、前記所定時間Ｔ後に予想される後続
車との速度差を求めるものであり、先導車の予想車速と
自車の予想車速との差を演算することにより、所定時間
Ｔ後の車間速度差を求める。

【００５７】また、後続車側における車間制御用加減速
度データ算出手段は、上記予想車間距離及び車間速度差
に基づき、車両の車間制御用の加減速度修正データ（車
両の加減速度を修正するための制御量）を作成するもの
である。本実施形態では、上記予想車間距離と自車又は
先導車の速度に応じた目標車間距離との偏差に所定のゲ
インを乗算してなる値と、上記車間速度差に所定のゲイ
ンを乗算してなる値とを互いに加算することにより車間
制御用の総合的な加減速度修正データを作成する。

【００５８】これらの機能を有する制御計画用ＥＣＵ２
は、さらに、車両の前後の二つの前記磁気センサ８、９
の横方向の位置データに基づき、走行経路Ｂ（磁気情報
源列）に対する車両の現在の横方向の位置偏差や方向偏
差（車両と走行経路Ｂとのなす角度θ、図９参照）を求
めるようにしている。また、制御計画用ＥＣＵ２は、車
両の現在速度や操舵量、漏洩同軸ケーブルＤから与えら
れる道路の曲率情報等に基づき、前記所定時間Ｔ後の車
両の走行経路Ｂに対する横方向の位置偏差や方向偏差を
予測するようにしている。これらのデータは、車両を走
行経路Ｂに沿って走行させるための操舵制御に使用され
る。

【００５９】また、この制御計画用ＥＣＵ２は、自車が
後続車の場合は自車速度、前走車速度、前走車までの車
間距離、前方道路形状や車線形状等のデータを表示装置
１５や音声出力装置１６に出力する。

【００６０】そして、自車が先導車の場合は自車の速
度、後続車の速度、後続車までの車間距離、前方道路形
状や車線形状等のデータを表示装置１５、及び音声出力
装置１６に出力する。

【００６１】ここで、先導車及び後続車間の上記の車間
距離は、前述の車々間通信もしくはレーザレーダ１３に
よって得られるものであり、前方道路形状や車線形状等
のデータは漏洩同軸ケーブルＤとの通信によって得られ
るものである。

【００６２】尚、本実施形態では、前記所定時間Ｔを
１．５秒に設定しているが、１秒〜２秒の範囲で設定し
てもよい。

【００６３】横方向制御用ＥＣＵ３は、制御計画用ＥＣ
Ｕ２の出力結果（前述の横方向の位置偏差や方向偏差等
のデータ）に基づいて、車両を走行経路Ｂに沿わせるた
めの操舵角の指示信号を生成し、その操舵角指示信号に
より車両のステアリング操作伝達系に設けられたパワー
ユニット１８を介してステアリングモータ１９を制御す
る。

【００６４】ステアリングモータ１９の動作情報はセン
サ２０を介して横方向制御用ＥＣＵ３に入力される。前
記ステアリングモータ１９の制御により、ステアリング
が自動制御され、走行経路Ｂ（磁気情報源列）に沿った
車両走行が行われる。

【００６５】車速制御用ＥＣＵ４は、制御計画用ＥＣＵ
２により生成される加減速度修正データに基づき加速度
指示信号を生成し、その加速度指示信号によりスロット
ル制御部２２を介してスロットルモータ２３や、ブレー
キ制御部２４を介してバルブ２５を制御する。

【００６６】これらスロットルモータ２３やバルブ２５
の制御により、車両のスロットル装置２６やブレーキ装
置２７が作動され、車両の加減速が行われる。なお、ブ
レーキ装置自体の動きはセンサ２８を介して車速制御用
ＥＣＵ４に入力され、アクセルペダルの動作情報はペダ
ルセンサ２９を介して車速制御用ＥＣＵ４に入力され
る。

【００６７】尚、この車速制御用ＥＣＵ４には、ブレー
キペダルの操作を検知するブレーキペダルスイッチ２７
ａが接続されており、このスイッチ２７ａの信号により
ブレーキペダルが踏まれたことが検出された場合には、
車速制御を解除する。

【００６８】また、車速制御用ＥＣＵ４は、自動追従走
行前記レーザレーダ１３の出力に基づき、ブレーキ装置
２７の制御を行う。

【００６９】次に本実施形態での後続車の制御計画用Ｅ
ＣＵ２および車速制御用ＥＣＵ４における処理につい
て、図２のフローチャートおよび図３のブロック図を参
照しつつ説明する。

【００７０】まず、車車間通信により、先導車において
検出された先導車自身の走行情報、すなわち、走行位置
ｘ１、速度ｖ１、加速度ａ１を参照する。また、この
際、通信用ＥＣＵ１において検出された、先導車がこれ
らの情報を送信した際のＧＰＳ時間：ＧＰＳ１（０）を
併せて参照する。（ステップＳ１）。

【００７１】次に、自車（後続車）の走行情報、すなわ
ち、通信用ＥＣＵ１により検出された自車の走行位置ｘ
ｉ、速度センサ１１により検出された速度ｖｉ、およ
び、加速度センサ１２により検出された加速度ａｉを参
照する。また、この際、通信用ＥＣＵ１において検出さ
れた、自車（後続車）が、先導車からの走行情報を受信
した際のＧＰＳ時間：ＧＰＳｉ（０）を参照する（ステ
ップＳ２）。

【００７２】続いて、制御計画用ＥＣＵ２は、その一部
を構成する通信遅れ時間算出部３１（図３参照）によ
り、自車（後続車）のＧＰＳ時間：ＧＰＳｉ（０）と先
導車のＧＰＳ時間：ＧＰＳ１（０）とに基づいて、Δｔ
＝ＧＰＳｉ（０）−ＧＰＳ１（０）を演算し、このΔｔ
を先導車と自車（後続車）間の通信遅れ時間として設定
する（ステップＳ３）。

【００７３】そして、制御計画用ＥＣＵ２は、その一部
を構成する処理部３２（図３参照）により、先導車のＴ
秒後の到達予想位置ｘ１（Ｔ）、およびＴ秒後の予想速
度ｖ１（Ｔ）をそれぞれ次式（３），（４）により求
める（ステップＳ４）。

【００７４】ｖ１（Ｔ）＝ｖ１＋ａ１×（Ｔ＋Δｔ） ……（３）ｘ１（Ｔ）＝ｘ１＋ｖ１×（Ｔ＋Δｔ）＋１／２×ａ１×（Ｔ＋Δｔ）² ……（４）

【００７５】ここで、式（３），（４）において、ａ１
およびｖ１に（Ｔ＋Δｔ）またはその二乗の値を乗じる
ようにしたのは、後続車において、先導車の走行情報
（走行位置ｘ１、速度ｖ１、加速度ａ１）を受信した際
には、これら先導車のデータは、車車間通信における通
信遅れ時間Δｔの影響により、既にΔｔ秒前のデータと
なっており、したがって、後続車において求めるべきＴ
秒後の先導車の位置ｘ１（Ｔ）および速度ｖ１（Ｔ）
は、先導車においては、ｘ１およびｖ１が検出された時
間からＴ＋Δｔ秒経過した際の位置および速度であると
考えられるためである。これにより、式（３）および
（４）においては、Ｔ秒後の先導車の位置及び速度を求
めるにあたって、単純に時間Ｔを用いることなく、Ｔ＋
Δｔを用いて、計算結果（先導車の位置および速度）を
補正するようにしている。

【００７６】次に、制御計画用ＥＣＵ２は、その一部を
構成する処理部３３により、自車（後続車）のＴ秒後の
到達予想位置ｘｉ（Ｔ）、およびＴ秒後の予想速度ｖｉ
（Ｔ）を、それぞれ次式（５），（６）により求める
（ステップＳ５）。

【００７７】ｖｉ（Ｔ）＝ｖｉ＋ａｉ×Ｔ ……（５）ｘｉ（Ｔ）＝ｘｉ＋ｖｉ×Ｔ＋１／２×ａｉ×Ｔ²……（６）

【００７８】そして、制御計画用ＥＣＵ２は、先導車の
Ｔ秒後の到達予想位置ｘ１（Ｔ）、Ｔ秒後の予想速度ｖ
１（Ｔ）、および、自車（後続車）のＴ秒後の到達予想
位置ｘｉ（Ｔ）、Ｔ秒後の予想速度ｖｉ（Ｔ）に基づい
て、先導車および後続車間のＴ秒後の距離および速度の
偏差（車間距離Ｌｉ１（Ｔ）および車間速度Ｖｉ１
（Ｔ））を求め、この偏差から自車（後続車）のＴ秒後
の目標加速度ａｔ（Ｔ）を算出する（ステップＳ６）。

【００７９】この場合の具体的な処理は以下のようにな
る。すなわち、図３に示すように、制御計画用ＥＣＵ２
は、その一部を構成する速度計画作成処理部３５によ
り、後続車のＴ秒後の到達予想位置ｘ１’（Ｔ）および
予想速度ｖ１’（Ｔ）を求める。

【００８０】さらに、制御計画用ＥＣＵ２は、その一部
を構成する偏差演算部３６（図３参照）により、速度計
画作成処理部３５で求めた到達予想位置ｘ１’（Ｔ）お
よび予想速度ｖ１’（Ｔ）から、ステップＳ５で求めた
後続車のＴ秒後の到達予想位置ｘｉ（Ｔ）および予想速
度ｖｉ（Ｔ）を減算することにより、Ｔ秒後の距離偏差
および速度偏差を算出し、それらを車速制御用ＥＣＵ４
の一部を構成する変換部３７（図３参照）に出力する。

【００８１】変換部３７では、これら距離偏差及び速度
偏差にそれぞれ所定のゲインＫx，Ｋuを乗算してなる値
を互いに加算してなる加減速度修正データが生成され、
それが比較部３８に出力される。

【００８２】また、制御計画用ＥＣＵ２においては、そ
の一部を構成する車間距離演算部３９（図３参照）が、
ステップＳ４で求めた先導車のＴ秒後の到達予想位置ｘ
１（Ｔ）および予想速度ｖ１（Ｔ）から、ステップＳ５
で求めた後続車のＴ秒後の到達予測位置ｘｉ（Ｔ）およ
び予想速度ｖｉ（Ｔ）を減算することにより、先導車お
よび後続車間のＴ秒後の距離および速度の偏差（車間距
離Ｌｉ１（Ｔ）および車間速度Ｖｉ１（Ｔ））を求め
る。

【００８３】さらに、制御計画用ＥＣＵ２においては、
その一部を構成する変換部４０（図３参照）が、上記車
間距離Ｌｉ１（Ｔ）および車間速度Ｖｉ１（Ｔ）に所定
のゲインＫx1，Ｋu1を乗算してなる値を互いに加算して
なる加減速度修正データを作成し、これを比較部３８に
出力する。

【００８４】比較部３８は、前述の速度計画に対する自
車のＴ秒後の予想偏差に基づく加減速度修正データ（変
換部３７の出力）と、前述のＴ秒後の前走車との予想車
間距離および車間速度差に基づく加減速度修正データ
（変換部４０の出力）とを比較し、後続車が先導車に追
従しすぎないように、後続車の前進側の加速度が小さな
ものとなる加減速度修正データを択一的に選択し、スロ
ットル側積分器４２およびブレーキ側積分器４３に出力
する。この出力結果が、自車（後続車）のＴ秒後の目標
加速度ａｔ（Ｔ）に相当するものとなる。

【００８５】さらに、この後、車速制御用ＥＣＵ４が、
上述のようにして算出された目標加速度ａｔ（Ｔ）に基
づいて、スロットル装置２６およびブレーキ装置２７の
制御を行う（ステップＳ７）。この場合の具体的な手順
は以下のようになる。すなわち、比較部３８から加減速
度修正データが入力された積分器４２，４３は該加減速
度修正データを積分し、その積分値（これは目標車速に
相当するものとなる）をそれぞれスロットル制御量換算
部４４及びブレーキ制御量換算部４５に出力する。

【００８６】スロットル制御量換算部４４では、積分器
４２の出力に加えて、車両の現在の車速や、図示しない
エンジンの回転数、変速機のギヤ段数等のデータが与え
られ、これらのデータからあらかじめ定められマップ等
を用いてスロットルの指示開度が決定される。そして、
このスロットル指示開度に基づき、スロットル装置２６
のスロットル制御部２２によって、前記スロットルモー
タ２３の操作量を規定する指示デューティが該モータ２
３に与えられ、それにより該スロットルモータ２３が制
御される。

【００８７】また、ブレーキ制御量換算部４５では、積
分器４３の出力に加えて、車両の現在の車速データが与
えられ、それらのデータからマップ等を用いてブレーキ
の指示圧が決定される。そして、このブレーキ指示圧に
基づき、ブレーキ装置２７のブレーキ制御部２４によっ
て、前記ブレーキ装置のバルブ２５の操作量を規定する
指示デューティが該バルブ２５に与えられ、それにより
該バルブ２５が制御される。

【００８８】以上のような制御によって、後続車にあっ
ては、Ｔ秒後の先導車との予想車間距離Ｌｉ１（Ｔ）及
び車間速度差Ｖｉ１（Ｔ）等に基づく加減速度修正デー
タによって、所定の車間距離が保たれるように車速制御
が行われる。

【００８９】尚、本実施形態における横方向（操舵方
向）の位置制御においては、車両の前後の磁気センサ
８、９の出力に基づき得られる車両の現在位置における
走行経路Ｂに対する横方向の位置偏差及び方向偏差（角
度偏差）や、漏洩同軸ケーブルＤから得られる車両前方
の道路の曲率情報等に基づき、所定時間後の車両の予想
到達位置と、走行経路Ｂ上の目標到達位置との位置偏差
や方向偏差が求められ、それらの位置偏差や方向偏差に
基づき、車両が走行経路Ｂに沿うように操舵量が求めら
れる。

【００９０】以上述べた自動追従走行システムにおいて
は、後続車の制御計画用ＥＣＵ２および車速制御用ＥＣ
Ｕ４が、自車と先導車との間のＴ秒後の車間距離Ｌｉ１
（Ｔ）および車間速度差ｖｉ１（Ｔ）を求め、これに基
づき、スロットル装置２６およびブレーキ装置２７の制
御を行うにあたって、あらかじめ、先導車と自車（後続
車）間の通信遅れ時間Δｔを算出しておき、このΔｔに
基づいて、先導車のＴ秒後の位置ｘ１（Ｔ）および速度
ｖ１（Ｔ）を演算するとともに、このように演算した値
を利用して、車間距離Ｌｉ（Ｔ）および車間速度差ｖｉ
１（Ｔ）を演算するようにしたため、後続車が先導車の
位置ｘ１、速度ｖ１、加速度ａ１を受信した際に、既
に、これらｘ１，ｖ１，ａ１が、通信遅れ時間の分だけ
過去のデータとなっていたとしても、設定した通信遅れ
時間Δｔに応じて、先導車の位置ｘ１（Ｔ）および速度
ｖ１（Ｔ）をΔｔ秒後の値に補正することができる。こ
れにより、先導車および後続車間の車間距離および車間
速度差を、車車間通信の通信遅れ時間によらず、正確に
把握することができる。したがって、従来に比較して、
先導車および後続車間の車間距離を良好に一定に保つこ
とが可能である。

【００９１】また、上述の自動追従走行システムにおい
ては、先導車の通信用ＥＣＵ１および車車間用通信機７
が、先導車の走行情報の送信を行う際に、先導車におい
て検出された走行情報（速度ｖ１、加速度ａ１、走行位
置ｘ１）に加えて、これら情報の送信時刻：ＧＰＳ１
（０）を後続車に対して送信する構成とされるととも
に、後続車の車車間用通信機７および通信用ＥＣＵ１
が、先導車の走行情報を受信する際に、その受信時刻：
ＧＰＳｉ（０）を検出する構成とされており、なおか
つ、通信遅れ時間：Δｔが、これら送信時刻：ＧＰＳ１
（０）および受信時刻：ＧＰＳｉ（０）の時間差から設
定された構成となっている。このため、通信遅れ時間Δ
ｔが時刻とともに変化するような場合に、先導車のＴ秒
後の位置ｘ１（Ｔ）および速度ｖ１（Ｔ）の補正演算に
必要な通信遅れ時間Δｔを、その都度、正確に把握する
ことができる。したがって、通信遅れ時間Δｔの変化に
かかわらず、車間距離を一定に保持する制御の正確性を
保つことができる。

【００９２】さらに、上述の自動追従走行システムにお
いては、車両にＧＰＳレシーバ１４が備えられ、先導車
および後続車の通信用ＥＣＵ１が、先導車の走行情報の
送信時刻：ＧＰＳ１（０）および受信時刻：ＧＰＳｉ
（０）を、ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳ時刻に基づいて
設定するようになっているため、先導車および後続車が
個々に具備するタイマ等に時刻のずれがあった場合にお
いても、この時刻のずれに影響を受けることなく、通信
遅れ時間Δｔを正確に把握することが可能である。

【００９３】以上において本発明の一実施の形態を説明
したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることな
く、その趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて他の
構成を採用するようにしてもよい。

【００９４】例えば、制御計画用ＥＣＵ２および車速制
御用ＥＣＵ４による図２，３に示した制御は、車両が走
行経路Ｂに沿って一次元的に走行する場合を想定したも
のであるが、これに代えて、車両が走行経路Ｂによらず
二次元的に走行する場合を想定して、先導車と後続車と
の車間距離を考慮するのみならず、先導車の走行軌跡と
交差する方向の先導車および後続車の相対位置および相
対速度を把握するようにしてもよい。

【００９５】このような場合、例えば、先導車が、図４
に示したような円弧状の走行軌跡５０をなすように走行
するとともに、後続車が先導車の走行位置に関するデー
タを車車間通信により受信して、このデータに基づき、
走行軌跡５０に沿って走行しているとすると、車車間通
信により、後続車が先導車の位置を受信した際には、こ
の先導車の位置は、通信遅れ時間Δｔの影響により、既
に、Δｔ秒前のデータとなっている。したがって、先導
車は、実際には図４に示す位置にあるのにもかかわら
ず、後続車からは、図５に示すように、実際の位置より
後方にあると認識されてしまう。

【００９６】この際、後続車が、レーダーレーザー１３
（図１参照）によって、先導車の自車（後続車）からの
距離および方位を検出し、この検出値と、車車間通信に
より得られた先導車における走行位置の検出値との双方
に基づいて、自車の位置ずれを修正していく制御を行っ
ているとすると、以下のような問題が生じる。

【００９７】すなわち、後続車が、車車間通信により受
信した先導車の位置は、図６中二点鎖線で示す位置（実
際の位置より後方の位置）であるのにもかかわらず、レ
ーダレーザ１３に検出される自車（後続車）から見た先
導車の距離および方位は、先導車の実際の位置（図６中
実線で示す位置）に基づいて検出されることとなる。こ
の際、後続車が、車車間通信により受信した先導車の位
置と、レーダレーザ１３により検出された距離および方
位とに基づき、自車位置を認識している場合には、後続
車は、自車位置を図７中二点鎖線で示す位置にあると誤
認識してしまう。

【００９８】さらに、この場合、後続車が、上述のよう
にして認識した自車位置に基づいて、先導車の走行軌跡
５０をトレースできるように自車の位置を修正する制御
を行うとすると、図７中二点鎖線にて示した後続車の位
置は、走行軌跡５０からみて左寄りの位置にあるため、
後続車は右転舵をして自車位置を修正する制御を行うよ
うに動作する。その結果、後続車は、図８中に破線で示
すように、先導車の軌跡から右方に外れて走行すること
となってしまう。

【００９９】そこで、このような問題を回避するため
に、車両に対して二次元的に隊列走行を行わせる場合に
は、以下のような制御を行うこととする。すなわち、後
続車の横方向制御用ＥＣＵ３は、先導車のＴ秒後の予測
位置および予測速度のうち先導車の走行軌跡と交差する
方向（以下、横方向という。）の成分：ｙ１（Ｔ），ｗ
１（Ｔ）を、通信遅れ時間：Δｔを用いて式（７）、
（８）のように補正計算する。

【０１００】ｗ１（Ｔ）＝ｗ１＋ａｙ１×（Ｔ＋Δｔ） ……（７）ｙ１（Ｔ）＝ｙ１＋ｗ１×（Ｔ＋Δｔ）＋１／２×ａｙ１×（Ｔ＋Δｔ）² ……（８）ここに、ｙ１：先導車の走行位置の横方向座標ｗ１：先導車の速度の横方向成分（先導車の速度センサ
１１による検出値）ａｙ１：先導車の加速度の横方向成分（先導車の加速度
センサ１２による検出値）。

【０１０１】また、後続車の横方向制御用ＥＣＵ３は、
レーダレーザ１３によって検出された自車（後続車）か
ら見た先導車の方位θｉおよび直線距離Ｄを、Ｔ秒後の
方位θｉ’および直線距離Ｄ’に補正演算し直す。

【０１０２】そして、後続車の横方向制御用ＥＣＵ３
は、先に求めたＴ秒後の先導車の位置座標（ｘ１
（Ｔ），ｙ１（Ｔ））から、自車（後続車）から見た先
導車の方位および直線距離の補正値θｉ’およびＤ’を
減ずることにより、先導車の走行位置に基づいた後続車
のＴ秒後の位置座標（ｘｉ（Ｔ）’，ｙｉ（Ｔ）’）を
算出し、この値を、車速制御用ＥＣＵ４において式
（５）により求めたＴ秒後の自車（後続車）座標ｘｉ
（Ｔ）および以下の式（９）により求めた自車のＴ秒後
の横方向座標ｙｉ（Ｔ）と比較することにより、自車座
標のずれ量（Δｘｉ１，Δｙｉ１）を検出するようにす
る。

【０１０３】ｙｉ（Ｔ）＝ｙｉ＋ｗｉ×Ｔ＋１／２×ａｙｉ×Ｔ²……（９）ここに、ｙｉ：自車（後続車）の走行位置の横方向座標ｗｉ：自車（後続車）の速度の横方向成分（自車の速度
センサ１１による検出値）ａｙｉ：自車（後続車）の加速度の横方向成分（自車の
加速度センサ１２による検出値）。

【０１０４】その一方で、後続車の横方向制御用ＥＣＵ
３は、式（７），（８）により求めた、先導車のＴ秒後
の予測位置および予測速度のうちの横方向成分ｙ１
（Ｔ），ｗ１（Ｔ）から、自車（後続車）のＴ秒後の予
測位置および予測速度のうちの横方向成分：ｙｉ
（Ｔ），ｗｉ（Ｔ）を減ずることにより、先導車と自車
（後続車）との横方向の走行距離および走行速度の偏差
（車間距離：Ｌｙｉ１（Ｔ）および車間速度差：Ｗｉ１
（Ｔ））を算出する。

【０１０５】そして、後続車の横方向制御用ＥＣＵ３
は、上記実施の形態と同様の手順により求めた、先導車
と後続車とのＴ秒後の車間距離および車間速度のうち、
先導車の走行軌跡に沿った成分である車間距離：Ｌｉ１
（Ｔ）および車間速度：Ｖｉ１（Ｔ）と、上述のように
して算出した自車座標のずれ量Δｘｉ１とから、自車の
進行方向の目標加速度ａｉ（Ｔ）を算出し、これによ
り、スロットル装置２６およびブレーキ装置２７の制御
を行う。

【０１０６】また、その一方、後続車の横方向制御用Ｅ
ＣＵ３は、先導車と後続車とのＴ秒後の車間距離および
車間速度の横方向成分：Ｌｙｉ１（Ｔ），Ｗｉ１（Ｔ）
と、上述のようにして算出された自車座標系のずれ量の
うちの横方向成分Δｙｉ１とから、自車の目標操舵角：
ω（Ｔ）を算出し、これにより、ステアリングモータ１
９を駆動するパワーユニット１８の制御を行う。

【０１０７】以上のようにして、車両が、二次元的に隊
列走行する際において、通信遅れ時間Δｔの影響を考慮
しつつ、車間距離を一定に保つ制御およびステアリング
操作角を適正なものとする制御の双方を実現することが
できる。

【０１０８】なお、上述の制御において、Ｔ秒後の先導
車の位置および速度を予測する際には、式（３），
（４），（７），（８）のように、単純に、先導車にお
いて検出された加速度および速度に、時間（Ｔ＋Δ
ｔ）、あるいは、その二乗を乗じることとしていたが、
これに代えて、先導車において検出されたステアリング
舵角に基づいて旋回半径を計算し、この旋回半径の軌跡
上に所定時間後の先導車の位置等を推定してもよい。

【０１０９】さらに、上記実施の形態および上述した二
次元座標系内における車両の隊列走行に係る制御におい
ては、先導車のＴ秒後の予想位置および速度を、時間
（Ｔ＋Δｔ）を用いて演算することとしていたが、これ
に代えて、後続車のＴ秒後の予想位置および速度を、時
間（Ｔ−Δｔ）を用いて補正演算するとともに、先導車
のＴ秒後の予想位置および速度を、時間Ｔに基づき演算
し、両者の差から車間距離等を求めるようにしてもよ
い。このようにすることによっても、通信遅れ時間Δｔ
の影響を排除することができ、これにより、正確な制御
を実現することが可能である。

【０１１０】また、これとは別に、上記実施の形態にお
いては、通信遅れ時間Δｔを先導車において検出された
ＧＰＳ時間：ＧＰＳ１（０）と後続車において検出され
たＧＰＳ時間：ＧＰＳｉ（０）との時間差に基づいて設
定していたが、ＧＰＳ衛星から受信した時刻データを用
いなくても、各先導車、後続車のＥＣＵ１〜４等のもっ
ている内部時計の相対時間差に基づき、通信遅れ時間Δ
ｔを算出するようにしてもよい。（隊列走行開始から終
了までの時間では、内部時計の精度は十分保たれている
ので、走行開始時に各内部時計をリセットするか、標準
時刻と各内部時計との誤差をそれぞれ記憶しておけばよ
い。）そのようにすることで、ＧＰＳ情報が一時的に受
信できなくなった場合（トンネル通過等）においても、
通信遅れ時間を算出することができる。

【０１１１】また、上記実施の形態のように通信遅れ時
間Δｔを計算する手法の他に、あらかじめ通信遅れ時間
が解っている場合（システム設定上の固定時間である場
合）には、その固定値をΔｔに代入するようにしてもよ
い。

【０１１２】また、この他にも、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲内で他の構成を採用するようにしてもよく、ま
た、上述したような変形例を種々選択的に採用してもよ
いことはいうまでもない。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る自
動追従走行システムにおいては、後続車が自車と先導車
との相対位置または相対速度を把握する際に、先導車の
走行情報（走行位置、速度）または後続車自身の走行情
報（走行位置、速度）のいずれか一方を、算出された通
信遅れ時間をを用いて補正し、この補正結果に基づき、
自車と先導車との相対位置または相対速度の演算を行う
こととしているために、後続車が、先導車から走行情報
を受信した際に、すでに、受信した先導車の走行情報が
過去のものとなっていたとしても、その影響を排除する
ことができる。これにより、先導車および後続車間の相
対位置または相対速度を、車車間通信の通信遅れ時間に
よらず、正確に把握することができ、従来に比較して、
後続車が先導車の走行軌跡を良好に追跡することが可能
となる。

【０１１４】請求項２に係る自動追従走行システムは、
先導車の送信手段が、自車において検出された走行情報
に加えて、これら情報の送信時刻を後続車に対して送信
する構成とされるとともに、後続車の受信手段が、先導
車からの走行情報を受信する際に、この走行情報の受信
時刻検出する構成とされており、なおかつ、通信遅れ時
間が、これら送信時刻および受信時刻の時間差に基づい
て設定されているために、通信遅れ時間が時刻とともに
変化するような場合においても、補正演算に必要な通信
遅れ時間を、その都度、正確に把握することができる。
これにより、制御の正確性を維持することが可能とな
る。

【０１１５】請求項３に係る自動追従走行システムによ
れば、先導車および後続車がＧＰＳレシーバを備えた構
成とされるとともに、先導車および後続車が、先導車の
走行情報の送信時刻および受信時刻を、ＧＰＳ信号に含
まれるＧＰＳ時刻に基づいて設定するようになっている
ため、先導車および後続車が個々に具備するタイマ等に
時刻のずれがあった場合においても、この時刻のずれに
影響を受けることなく、通信遅れ時間を正確に把握する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を模式的に示す自動追
従走行システムのブロック図である。

【図２】図１に示した車両（後続車）において、制御
計画用ＥＣＵおよび車速制御用ＥＣＵが行う制御の内容
を示すフローチャートである。

【図３】同、ブロック線図である。

【図４】先導車および後続車が二次元的に走行する場
合におけるこれら先導車および後続車の位置関係の一例
を示す平面図である。

【図５】先導車および後続車が図４のような位置関係
にある場合に、後続車が認識する先導車の位置を示す平
面図である。

【図６】先導車および後続車が図４のような位置関係
にある場合に、後続車からレーダーレーザーにより認識
された先導車の位置と、車車間通信により後続車が認識
した先導車の位置との差異を示すための平面図である。

【図７】先導車および後続車が図４のような位置関係
にある場合に、後続車が認識する自車位置と、後続車の
実際の位置との差異を示すための平面図である。

【図８】後続車が、図７に示したように自車位置を認
識することにより、後続車が行うこととなる制御の結果
を示すための平面図である。

【図９】本発明の従来の技術を示す図であって、自動
走行車の磁気センシングを示す構成図である。

【図１０】図９に示した自動走行車における追従シス
テムの全体構成図である。

【図１１】図９，１０に示した自動走行車の車速制御
を示すブロック図である。

【図１２】本発明の解決すべき課題を示すための図で
あって、（ａ）は、複数の車両が隊列走行を行っている
際に先導車が走行情報を後続車に向けて送信した際の各
車両の位置を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）において送
信された先導車の走行情報を後続車が受信した際の各車
両の位置を示す模式図、（ｃ）は、（ｂ）で後続車が先
導車の走行情報を受信した際に、受信した走行情報に基
づいて後続車が認識する先導車の位置と、その際の実際
の先導車の位置との関係を示す模式図である。

【符号の説明】

１通信用ＥＣＵ（送信手段、受信手段、走行情報検出
手段）２制御計画用ＥＣＵ３横方向制御用ＥＣＵ４車速制御用ＥＣＵ７車車間用通信機（送信手段、受信手段）１１速度センサ（走行情報検出手段）１２加速度センサ（走行情報検出手段）ステップＳ３通信遅れ時間設定手段ステップＳ４〜Ｓ６相対位置・速度演算手段ステップＳ７操作量演算手段・走行制御手段 Δｔ通信遅れ時間ＧＰＳ１（０）送信時刻ＧＰＳｉ（０）受信時刻

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｌ３０１３０１ＤＧ０８Ｇ 1/09 Ｇ０８Ｇ 1/09 Ｆ // Ｂ６２Ｄ 101:00 103:00 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC20 CC21 CC30 DA22 DA23 DA25 DA33 DA87 DA88 DB01 DB02 DB03 DB05 DB06 DB07 DB11 DC02 DC03 DC07 DD02 DE03 EB01 EB04 EB07 EB30 EC21 EC34 FF01 FF07 GG01 3D044 AA00 AA25 AA45 AB00 AC26 AC28 AC56 AC59 AD00 AD04 AD21 AE03 AE06 AE07 AE14 AE15 AE22 AE27 3D046 BB18 GG02 GG10 HH02 HH05 HH08 HH20 HH22 HH26 JJ00 JJ24 KK11 3G093 AA01 BA14 BA23 BA25 BA26 CB10 DB05 DB16 DB18 DB23 EA09 EB00 EB04 FA02 FA05 FA07 FA12 FB04 5H180 AA01 BB15 CC03 CC12 CC14 CC17 FF12 FF13 LL01 LL04 LL09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縦列させた複数の車両のうち、先頭に位
置する先導車に対して、該先導車の後方に位置する後続
車を、自動追従させる構成となっており、かつ、前記各車両は、自車の走行情報を検出するための走行情報検出手段を備
え、前記先導車は、検出された自車の走行情報を他車に送信
するための送信手段を備え、前記後続車は、前記先導車から送信された前記先導車の
走行情報を受信するための受信手段と、該受信手段により受信した前記先導車の走行情報と、自
車において検出された前記後続車自身の走行情報とを用
いて、自車の前記先導車に対する相対位置および相対速
度のうちの少なくとも一方を演算する相対位置・速度演
算手段と、演算された自車と前記先導車との前記相対位置および相
対速度のうちの少なくとも一方に基づいて、前記先導車
の走行軌跡を自車が追跡するために前記後続車自身が採
用すべき操作量を演算する操作量演算手段と、演算された前記操作量に基づいて前記後続車自身の走行
を制御するための走行制御手段とを備えた構成とされた
自動追従走行システムにおいて、前記後続車は、自車と前記先導車との通信遅れ時間を算
出する通信遅れ時間算出手段を備え、なおかつ、該後続車の前記相対位置・速度演算手段は、
前記演算を行うにあたって、前記先導車の走行情報また
は前記後続車自身の走行情報のうちの少なくとも一方
を、前記通信遅れ時間に基づいて補正するとともに、こ
の補正結果に基づいて、前記相対位置または相対速度の
演算を行う構成とされていることを特徴とする自動追従
走行システム。
【請求項２】請求項１記載の自動追従走行システムで
あって、前記先導車の送信手段は、前記送信を行う際に、前記検
出された自車の速度、加速度、および、現在位置に関す
る情報に加えて、これら情報の送信時刻を前記後続車に
対して送信する構成とされ、前記後続車の受信手段は、前記受信を行う際に、前記情
報の受信時刻を検出する構成とされ、前記通信時間遅れ時間算出手段は、前記受信時刻および
前記送信時刻の時間差を演算するとともに、この演算結
果を前記通信遅れ時間として設定することを特徴とする
自動追従走行システム。
【請求項３】請求項２記載の自動追従走行システムで
あって、前記先導車および前記後続車は、ＧＰＳレシーバを備え
た構成とされ、前記送信手段および前記受信手段は、前
記送信時刻および前記受信時刻を、ＧＰＳ信号に含まれ
るＧＰＳ時刻に基づいて設定することを特徴とする自動
追従走行システム。