JP2009003554A - 走行制御装置、走行制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】並列走行状態から縦列走行状態への移行が可能な走行制御装置、走行制御システム、を提供すること。
【解決手段】マスター車Ｍから送信される目標制御値に基づきマスター車Ｍと並列走行状態で隊列走行するスレーブ車Ｓの走行制御装置１０であって、目標車速、及び、幅員方向における目標側方位置をマスター車Ｍから受信する受信装置２１と、目標車速と当該スレーブ車Ｓの車速との車速偏差に基づき走行装置２８，２９の加速制御量又は減速制御量を決定する車間・車速制御部４５と、目標側方位置と当該スレーブ車の側方位置との側方位置偏差に基づき操舵装置３２の操舵制御量を決定する操舵量制御部４６と、を有することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の車両が電子的に連結された隊列走行における走行制御装置、走行制御システムに関し、特に、並列走行状態から縦列走行状態への移行が可能な走行制御装置、走行制御システムに関する。

道路における車両の走行容量を最大に活かし、また、運転者の負担軽減や安全性の向上を図るため、複数の車両を電子的に連結して群として走行を行う隊列走行が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。図１０は、隊列走行する複数車両の一例を示す。先頭の車両１００は、車々間通信により目標車間距離等を後続車両１０１に送信するので、後続車両１０１は目標車間距離と実測した車間距離の偏差に応じてアクセル又はブレーキを制御する。この制御により先頭車両１００と後続車両１０１とが所定の車間距離を保ち隊列走行している。
特開２０００−９９８９０号公報

ところで、乗車定員が二人以上の車両では一車線に２台以上の車両が並列走行することは困難であるが、車幅がより狭い例えば一人乗りの車両では一車線に２台以上の車両が並列走行することで、道路における車両の走行容量を有効に活かすことができる。しかしながら、従来の隊列走行は縦列走行を想定しているため、並列走行時の隊列制御について考慮されていないという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、並列走行状態から縦列走行状態への移行が可能な走行制御装置、走行制御システム、を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、マスター車から送信される目標制御値に基づきマスター車と並列走行状態で隊列走行するスレーブ車の走行制御装置であって、目標車速、及び、幅員方向における目標側方位置を前記マスター車から受信する受信装置と、目標車速と当該スレーブ車の車速との車速偏差に基づき走行装置の加速制御量又は減速制御量を決定する車間・車速制御部と、目標側方位置と当該スレーブ車の側方位置との側方位置偏差に基づき操舵装置の操舵制御量を決定する操舵量制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、スレーブ車が減速又は加速した後、操舵させることで、マスター車と縦列走行できるので、隊列走行からより安全に離脱することができる。

また、本発明の一形態において、目標車速は並列走行状態の車速よりも遅く、車間・車速制御部は、当該スレーブ車を減速させる減速制御量を決定し、目標側方位置はマスター車の幅員方向の位置と同定度であり、操舵量制御部は、マスター車の背面後方に当該スレーブ車を移動させる操舵制御量を決定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、スレーブ車は減速するので、マスター車の背面後方にて縦列走行することができる。

また、本発明の一形態において、目標車速は並列走行状態の車速よりも速く、車間・車速制御部は、当該スレーブ車を加速させる加速制御量を決定し、目標側方位置はマスター車の幅員方向の位置と同定度であり、操舵量制御部は、マスター車の正面前方に当該スレーブ車を移動させる操舵制御量を決定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、スレーブ車は加速するので、マスター車の後方に電子的に連結されていない他車両が走行していても、マスター車の正面前方にて縦列走行することができる。

また、本発明は、隊列走行するための目標制御値をスレーブ車に送信するマスター車の走行制御装置であって、スレーブ車又は前記マスター車が並列走行状態から離脱する場合、スレーブ車の目標車速、及び、幅員方向におけるスレーブ車の目標側方位置を、車速などの走行情報に基づき決定する目標制御値決定部と、目標車速及び目標側方位置をスレーブ車に送信する送信装置と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、スレーブ車を減速又は加速させた後、操舵させることができるので、スレーブ車を縦列走行させて、隊列走行からより安全に離脱することができる。

また、本発明の一形態において、目標車速は並列走行状態の車速よりも遅いか又は速く、目標側方位置はマスター車の側方位置と同程度である、ことを特徴とする。

本発明によれば、スレーブ車を減速させるか又は加速させるので、スレーブ車をマスター車の背面後方か又は正面前方にて縦列走行させることができる。

並列走行状態から縦列走行状態への移行が可能な走行制御装置、走行制御システム、を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。始めに、本実施形態の走行制御システム１の概略を説明する。図１は、一車線を並列に隊列走行する２台の車両の平面図を示す。車両Ｍ（マスター車）は縦列走行における先頭車両に相当し、車両Ｓ（スレーブ車）の車速等を制御する車両である。

車両Ｍと車両Ｓが電子的に連結された連結状態から、車両Ｓがマニュアル操縦する単独走行に離脱する場合を考えると、並列走行状態のままでは、幅員が限られていることや左側の車両Ｍとの車間確保、左折や左分岐のための走行位置の確保、等が困難である。これに対し、縦列走行状態から単独走行に離脱する場合は、車両Ｍとの前後の車間距離は比較的確保しやすく、左折や左分岐のための走行位置の確保も容易である。そこで、本実施形態では、連結状態の車両Ｍと車両Ｓが並列走行状態の場合、まず縦列走行状態に移行させることで、車両Ｓがより安全に単独走行に離脱することができる走行制御システム１について説明する。

図２は車両Ｍの走行制御装置１０の概略構成図を、図３は車両Ｓの走行制御装置１０の概略構成図をそれぞれ示す。車両Ｍはスレーブ車としても、車両Ｓはマスター車としても、それぞれ走行しうる車両であるため、車両Ｍと車両Ｓはいずれも図２及び３の走行制御装置１０を搭載しているが、ここでは説明のため別々に示した。

走行制御装置１０は、走行制御部５により制御される。走行制御部５には、車両Ｓに目標制御値を送信するための送信装置１１、自車両の車速を検出する車速センサ１２、操舵角を検出する操舵角センサ１３、ブレーキペダルのストローク量を検出するブレーキペダルストロークセンサ１４、ナビＥＣＵ１５、及び、メータＥＣＵ１７がＣＡＮ（Controller Area Network）及びＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の車内ＬＡＮを介して接続されている。

走行制御部５は、プログラムを実行するＣＰＵ、プログラム実行の作業領域となりまた一時的にデータを記憶するＲＡＭ、データのインターフェイスとなる入出力インターフェイス、他のコンピュータと通信する通信コントローラ、イグニションオフしてもデータを保持するフラッシュメモリ、プログラムを記憶するハードディスクやＲＯＭ（以下、フラッシュメモリ等を単にメモリという）等がバスにより接続されたマイコンにより構成される。ＣＰＵがプログラムを実行することで、図２の車両Ｍでは、走行情報収集部４１、ＩＤ管理部４２、目標制御値決定部４３、目標制御値送信制御部４４、が実現され、図３の車両Ｓでは、車間・車速制御部４５、操舵角制御部４６、オーバーライド判定部４７、が実現される。

走行制御部５は、送信装置１１から後続の車両に隊列走行するか否かを問い合わせるリクエスト信号を送信する。後続の車両が隊列走行に加わる場合は、レスポンス信号を車両Ｍに送信するので、走行制御部５のＩＤ管理部４２がレスポンス信号を送信した後続の車両に重複しないＩＤを付与し、後続車両が付与されたＩＤを受信することで電子的に連結された状態となる。例えば、車両ＭのＩＤをゼロ、後続する車両ＳのＩＤを車両Ｍから順にＩＤ＝１，２…と連番で付与することで、車両Ｓは自車が車両Ｍから何台目かを検出できる。隊列走行に加えられる車両は、例えば、車両Ｍ又は最後尾の車両Ｓに後続する車両である。

走行情報収集部４１は、車両Ｍの車速情報、操舵角情報、ブレーキ操作情報、自車位置情報等を収集する。目標制御値決定部４３は、車両Ｓに送信する目標制御値を、車両Ｍの車速や幅員方向の位置（以下、側方位置という）等の走行情報に基づき決定する。目標制御値は、全ての車両Ｓが縦列走行状態であれば、車速に応じて定められる目標車間距離、車両Ｍの車速情報、加速度情報、操舵角情報、ブレーキ操作情報、自車位置情報、等である。なお、目標車間距離は、車両Ｍが非常停止時に車両Ｓが衝突しない距離であり、制御系遅れ時間、通信遅れ時間を考慮して定められる。したがって、走行情報収集部４１が収集した走行情報に、例えば目標車間距離等を加えたものが目標制御値となる。

また、車両Ｍと並列走行状態の車両Ｓに対しては、目標車間距離の代わりに車両Ｍに対する車両Ｓの幅員方向の位置（以下、目標側方位置）が目標制御値に含まれる。目標側方位置については後述する。

目標制御値決定部４３は、車両ＩＤに対応づけて各車両Ｓに送信するための目標制御値をメモリに記憶させておく。目標制御値送信制御部４４は、所定のサイクル時間毎にメモリから目標制御値を抽出し送信装置１１に送出する。

送信装置１１は、複数の車両Ｓに対し例えばＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）により、同報的に目標制御値を送信する。通信方式は、例えばＤＳ方式スペクトル拡散、中心周波数は２．４８ＧＨｚで、約３００ｍ以内で通信可能である。車両Ｓは、例えば車両Ｍに近い方から順に、自車に割り当てられたタイムスロットにおいて目標制御値を送信する。これをタイムスロット毎に後続の車両Ｓが繰り返すことで、最後尾の車両Ｓまで送信機会が与えられる。他の車両Ｍ、車両Ｓが目標制御値を送信するタイムスロットでは、残りの車両Ｍ、Ｓはそれを受信することになる。

メータＥＣＵ１７は、警告ランプ類の点灯制御や隊列走行時の車両の状態等をコンビネーションパネルの表示部を利用して表示する。メータＥＣＵ１７には、隊列走行の開始・解除の入力など運転者の操作を入力するための操作入力部１８が接続されている。また、メータＥＣＵ１７は、隊列走行時に、縦列走行状態、並列走行状態、離脱モードなど走行制御部５の制御状態をランプの点灯などで表示する。

ナビＥＣＵ１５は、自車両の位置を検出しディスプレイ１６に地図と共に表示する。ナビＥＣＵ１５が高精度に位置を検出できる場合（例えば、誤差にして数ｃｍ〜数十ｃｍ）、ナビＥＣＵ１５が検出する位置情報に基づき目標制御値を決定してもよい。なお、走行制御部５はナビＥＣＵ１５に接続されたディスプレイ１６に、自隊列の車両数等、隊列走行時のより詳細なインフォメーションやメッセージなどを表示する。

本実施形態では、車両Ｍは運転者が加速、減速、操舵などマニュアル操縦することを想定しているが、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）制御やＬＫＡ（Lane Keeping Assist）制御により自動走行してもよい。

続いて、車両Ｓの走行制御装置１０について説明する。なお、図３において、図２と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。走行制御装置１０には、外界センシング手段として、受信装置２１、前後距離センサ２２、側方距離センサ２４、が接続されている。受信装置２１は車両Ｍから目標制御値を受信し、例えば、自車両のＩＤに対応づけられた目標制御値を抽出して走行制御部５に送出すると共に、受信した同報状態の目標制御値を送信装置１１に送出する。

前後距離センサ２２は、車両Ｍ又は直前の車両Ｓとの車間距離を検出するセンサであり、例えばミリ波レーダ装置、レーザレーダ装置である。また、側方距離センサ２４は、車両Ｓと車両Ｍの側方距離間隔を検出するセンサであり、例えばミリ波レーダ装置、レーザレーダ装置である。

走行制御部５には目標制御値に基づき自動走行するための車載装置として、各種アクチュエータ（ブレーキＡＣＴ２８、スロットルＡＣＴ２９、電動パワステＡＣＴ３２）及びアクチュエータを制御する、ブレーキＥＣＵ２７、エンジンＥＣＵ３１及び電動パワステＡＣＴ３２が接続されている。

図４（ａ）は、車間距離の説明図である。例えば、縦列走行状態では、目標車間距離となるように走行制御部５がブレーキＡＣＴ２８及びスロットルＡＣＴ２９を制御する。車間・車速制御部４５は、目標車間距離と前後距離センサ２２が検出した車間距離と、の距離偏差を演算し、サーボ制御部２５は距離偏差に応じてブレーキＡＣＴ２８とスロットルＡＣＴ２９を例えばＰＩＤ制御する。

目標車間距離は車速が大きいほど大きくなるので、車両Ｍの加速時であれば時間と共に車速が増大しその結果目標車間距離も大きくなる。したがって、加速時は車両Ｓの加速度は車両Ｍよりも小さくなる。また、車両Ｍの減速時であれば時間と共に車速が減少しその結果目標車間距離も小さくなるので、車両Ｓの減速度は車両Ｍよりも大きくなる。

並列走行状態では目標車速が車両Ｓに与えられ、車間・車速制御部４５は、現在車速と目標車速と車速偏差から必要加速度、必要減速度を演算する。エンジンＥＣＵ３１及びブレーキＡＣＴ２８は必要加速度及び必要減速度に応じてスロットルＡＣＴ２９及びブレーキＡＣＴ２８を制御する。

なお、ブレーキＥＣＵ２７、エンジンＥＣＵ３１は、車両Ｓが単独走行に離脱した場合や、ＡＢＳ制御時やＥＳＣ制御時にブレーキＡＣＴ２８，スロットルＡＣＴ２９を制御する。

図４（ｂ）は、側方位置の説明図である。操舵角制御部４６は、目標側方位置と側方距離センサ２４が検出した側方距離間隔（並列走行状態時）、又は、目標側方位置と前後距離センサ２２が検出した側方距離間隔（縦列走行状態時）、に基づき側方位置偏差を演算し操舵トルクを決定する。電動パワステＥＣＵ２６は、操舵トルクに応じて電動パワステＡＣＴ３２を制御する。

目標側方位置は、車両Ｍの側方位置（例えば、車幅の中央）に対する相対値により表される。並列走行状態では、側方距離センサ２４により車両Ｍの側面と車両Ｓの側面の距離（側方距離間隔）が直接検出されるので、側方距離間隔と直接比較できる距離を目標側方位置とする。例えば、車両Ｍの側方位置に車幅の１／２を加えた側面を基準にして、そこから所定距離が目標側方位置となる。

縦列走行状態では、車両Ｓは車両Ｍの背面後方を走行するとして目標側方位置はゼロとなる。車両Ｓは、前後距離センサ２２が検出する車両Ｍの大きさや側方位置から車両Ｍの背面後方に対する側方位置偏差（すなわち、真後ろからどれだけずれているか）を演算する。なお、縦列走行状態では目標側方位置がゼロなので、図４（ｂ）に示すように、側方位置偏差は側方距離間隔に等しい。

なお、道路に磁気ネイルが埋設されている場合は、磁気ネイルの磁束を検出することで磁気ネイルに対する偏差が検出されるため、縦列走行状態では目標側方位置を用いずに操舵角を制御できる。

オーバーライド判定部４７は、例えば、操舵角センサ１３やブレーキストロークセンサ１４の操作を検出して、隊列走行からの離脱の意志を検出した場合や、危険回避など運転者の意志による走行を検出する。

以上の構成に基づき、並列走行状態の車両Ｓを単独走行に離脱させる制御手順についていくつか例を挙げて説明する。

〔縦列走行状態に移行した後に離脱する制御手順〕
図５は車両Ｍと車両Ｓの相対位置の関係を示す平面図であり、図６は並列走行状態の車両Ｓを単独走行に離脱させる制御手順のフローチャート図である。なお、図５では車両Ｍと車両Ｓの２台が隊列走行しているものとする。図５に示すように、走行制御システム１は、隊列をいったん縦列走行状態に移行することで離脱を容易にする。

車両Ｍと車両Ｓは１つの走行車線を電子的に連結された並列走行状態にて走行している。この状態で、例えば、車両Ｍの運転者が目的地に到達したため隊列走行を終了したいと判断すると、車両Ｍの運転者により操作入力部１８から隊列走行終了の操作が入力される（Ｓ１０）。隊列走行終了の操作が入力されると車両Ｍの走行制御部５は離脱モード移行要求を車両Ｓに送信する。

なお、予めナビＥＣＵ１５に目的地が設定されている場合には、走行制御部５が目的地の接近をナビＥＣＵ１５から検出し、自動的に隊列走行の終了を判定してもよい。また、車両Ｓの運転者又は走行制御部５が隊列走行を終了すべきと判断した場合は、車両Ｓの走行制御部５が車両Ｍの走行制御部５に離脱の許可を要求することになるが、以降の処理は同じである。

スレーブ車である車両Ｓには離脱モードに移行しない等の選択は許可されていないため、離脱モード移行要求を受信した車両Ｓの走行制御部５は、そのまま離脱モードに移行する（Ｓ１００）。離脱モードに移行すると、車両Ｓの走行制御部５は制御が完了したことを示す「ＯＫ」を車両Ｍに送信する。なお、車両Ｓのディスプレイ１６には「離脱モードになりました。」などのメッセージを表示して運転者に知らせる。

ついで、車両Ｍの目標制御値決定部４３は離脱させるための目標制御値を決定し車両Ｓに送信する（Ｓ２０）。車両Ｓを車両Ｍの背面後方の縦列走行状態とするには、車両Ｓを車両Ｍの後方に移動させる必要があるので、車両Ｍは車両Ｓを所定距離後方に移動させる。車間距離を目標制御値にしても、並列走行状態では車両Ｓの正面前方に車両Ｍが存在しないので、ここでの目標制御値は減速させるための目標車速（以下、目標車速Ａ）になる。

また、車両Ｓと車両Ｍを縦列走行状態とするには、車両Ｍと車両Ｓは同じ車速で走行することが好ましい。このため、所定距離後方に移動させた後、次に、加速させるための目標車速（以下、目標車速Ｂ＝車両Ｍの車速）が車両Ｓに送信される。

車両Ｍの車速に応じて目標車間距離は変わるので、車両Ｍの目標制御値決定部４３は車両Ｍの車速に応じて目標車速Ａを算出し、車両Ｓに送信する。

車両Ｓは目標車速Ａに基づき必要減速度を、その後、目標車速Ｂに基づき必要加速度をそれぞれ演算し、所定距離後方に移動したあと車両Ｍと同じ車速で定速走行する（Ｓ１２０）。なお、図５では一連の制御を１つのステップで表した。

ステップＳ１２０により、図５（ｂ）に示すように、車両Ｓと車両Ｍは雁行形態で走行する。目標車速Ｂの車速に車両Ｓが制御されると、車両Ｓは制御が完了したことを示す「ＯＫ」を車両Ｍに送信する。

ついで、車両Ｍの目標制御値決定部４３は車両Ｓを車両Ｍの背面後方に移動させるための目標制御値を決定し車両Ｓに送信する（Ｓ３０）。車両Ｓは車両Ｍの右後方を走行しているので、ここでの目標制御値は目標側方位置になる。縦列走行状態とするための目標側方位置は車両Ｍの側方位置に対しゼロでよい。

車両Ｓは目標側方位置と前後距離センサ２２が検出した側方距離間隔とに基づき側方位置偏差を演算し操舵トルクを決定する。電動パワステＥＣＵ２６は、操舵トルクに応じて電動パワステＡＣＴ３２を制御する。これにより、車両Ｓが操舵され、図５（ｃ）に示すように車両Ｓは縦列走行状態の位置（車両Ｍの背面後方）まで移動する（Ｓ１２０）。縦列走行状態の位置まで移動すると、車両Ｓは制御が完了したことを示す「ＯＫ」を車両Ｍに送信する。

車両Ｍの走行制御部５は、離脱準備完了情報を車両Ｓに送信する（Ｓ４０）。離脱準備完了情報は、単独走行に離脱する準備が完了したことを車両Ｓに通知するための情報である。

離脱準備完了情報を受信した車両Ｓの走行制御部５は、ディスプレイ１６に離脱準備が完了した旨のメッセージを表示する（Ｓ１３０）。車両Ｓの運転者は該メッセージを視認して、離脱終了を操作入力部１８から入力する（Ｓ１４０）。離脱終了の入力により、車両Ｓの運転者が居眠等しておらず、単独走行に離脱してもよいという了解が入力されたことになる。離脱終了の入力により、離脱終了情報が車両Ｍに送信される。なお、この離脱終了を入力されなくても、左折やブレーキペダルの操作をオーバーライド判定部４７が検出しても離脱終了情報が送信される。

車両Ｍの走行制御部５は離脱終了情報を受信すると、車両Ｓの離脱終了を知らせるメッセージをディスプレイ１６に表示する（Ｓ５０）。車両ＭのＩＤ管理部４２は、付与したＩＤを破棄し車車間通信を終了する。

以上の処理により、走行制御装置１０は、並列走行状態から単独走行に離脱する場合、いったん縦列走行状態に移行することで、より安全に単独走行に移行することができる。

〔車両Ｍの前方において縦列走行状態に移行した後に離脱する制御手順〕
図７は車両Ｍと車両Ｓの相対位置の関係を示す平面図である。図７では、車両Ｍの後方を電子的に連結していない車両Ｘが走行している。このような状態で車両Ｓを車両Ｍの後方に移動させても車両Ｘが車間を空けてくれるか否か不明であるため、車両Ｍの後方に車両Ｓを移動させることは好ましくない。そこで、車両Ｍの後方を車両Ｘが走行している場合、図７に示すように、車両Ｍの正面前方に車両Ｓを移動させ縦列走行状態に制御することが好適となる。

なお、制御手順についてはステップＳ２０、Ｓ１１０の制御内容が異なる以外は図６と同じであるので、ステップＳ２０、Ｓ１１０について説明する。

（Ｓ２０）
車両Ｓを車両Ｍの正面前方の縦列走行状態とするには、車両Ｓを車両Ｍの前方に移動させる必要があるので、車両Ｍは車両Ｓを所定距離前方に移動させる。したがって、ここでの目標制御値は加速させるための目標車速（以下、目標車速Ｃ）になる。

また、車両Ｓと車両Ｍを縦列走行状態にするには車両Ｍと車両Ｓは同じ車速で走行することが好ましい。このため、所定距離前方に移動させた後、次に、減速させるための目標車速（以下、目標車速Ｄ＝車両Ｍの車速）が車両Ｓに送信される。

車両Ｍの車速に応じて目標車間距離は変わるので、車両Ｍの目標制御値決定部４３は車両Ｍの車速に応じて目標車速Ｃを算出し、車両Ｓに送信する。

（Ｓ１２０）
車両Ｓは目標車速Ｃに基づき必要加速度を、その後、目標車速Ｄに基づき必要減速度をそれぞれ演算し、所定距離前方に移動したあと車両Ｍと同じ車速で定速走行する（Ｓ１２０）。以降の処理は、図６と同様である。

なお、車両Ｓが車両Ｍの正面前方に移動した場合、電子的に連結された縦列走行状態ではあるが、車両Ｍの運転者は並列走行状態と同様にマニュアル操縦にて車両Ｓとの車間を確保する。また、縦列走行状態では、車両Ｍから車両Ｓに目標車間距離などの目標制御値が送信されるが、この目標車間距離は車両Ｍの車速に応じたものなので、車両Ｓが前方の他車両Ｘ‘に追従走行しないよう早期に離脱を終了させることが好ましい。

ところで、ステップＳ２０では車両Ｓを加速させたが、車両Ｍが減速しても車両Ｓを車両Ｍから見て車所定距離前方に移動させることができる。車両Ｍはマニュアル操縦されているため、走行制御部５による加減速や車間距離制御は不要であるため、車両Ｍが減速することで走行制御部５の負担を軽減できる。

以上の処理により、走行制御装置１０は、並列走行状態の隊列走行から単独走行に離脱する場合、車両Ｍの正面前方において車両Ｓをいったん縦列走行状態に移行することで、車両Ｍの後方を車両Ｘが走行していても安全に単独走行に移行することができる。

〔車両Ｍと縦列走行している車両Ｓ２の前方において縦列走行状態に移行した後に離脱する制御手順〕
図８は車両Ｍと車両Ｓの相対位置の関係を示す平面図である。図８では、車両Ｍと並列走行する車両Ｓ１，縦列走行する車両Ｓ２の３台が電子的に連結され隊列走行している。

このような状態で車両Ｓ１を隊列走行から離脱させる場合、車両Ｓ２の後方は電子的に連結されていない車両Ｘが走行する可能性があり、また、車両Ｓ２は車両Ｍにより車間距離や車速を制御可能であるので、車両Ｓ２の後方よりも、車両Ｍと車両Ｓ２の間に車両Ｓ１を移動させることが好ましい。

図９は、並列走行状態の車両Ｓを単独走行に離脱させる制御手順のフローチャート図である。なお、図９において図６と同一ステップには同一の符号を付した。

車両Ｍの運転者が目的地に到達したため隊列走行を終了したいと判断すると、車両Ｍの運転者により操作入力部１８から隊列走行終了の操作が入力される（Ｓ１０）。隊列走行終了の操作が入力されると車両Ｍの走行制御部５は離脱モード移行要求を車両Ｓ１，Ｓ２に同報的に送信する。

スレーブ車である車両Ｓ１、Ｓ２には離脱モードに移行しない等の選択は許可されていないので、離脱モード移行要求を受信した車両Ｓ１、Ｓ２の走行制御部５は、そのまま、離脱モードに移行する（Ｓ１００、Ｓ２００）。離脱モードに移行すると、車両Ｓ１、Ｓ２の走行制御部５は制御が完了したことを示す「ＯＫ」を車両Ｍにそれぞれ送信する。なお、車両Ｓ１，Ｓ２のディスプレイ１６には「離脱モードになりました。」などのメッセージを表示して運転者に知らせる。

ついで、車両Ｍは、車両Ｍと車両Ｓ２との間に車両Ｓ１を移動させるため、車両Ｓ２のＩＤに対応づけて車両Ｓ２に目標制御値を送信する（Ｓ１１）。ここでの目標制御値は、目標車間距離である。車両Ｍの目標制御値決定部４３は、例えば、現在の車速における目標制御値の２倍を目標車間距離として車両Ｓ２に送信する。なお、縦列走行している車両Ｓ２のＩＤはＩＤ管理部４２により管理されている。

車両Ｓ２の車間・車速制御部４５は、目標車間距離と前後距離センサ２２が検出した車間距離との距離偏差を演算し、サーボ制御部２５が距離偏差に応じてスロットルＡＣＴ２９とブレーキＡＣＴ２８を制御する（Ｓ２１０）。ステップＳ２１０により、車両Ｍ、Ｓ１、Ｓ２は図８（ｂ）に示す相対位置を走行する。目標車間距離になると車両Ｓ２の走行制御部５は制御が完了したことを示す「ＯＫ」を車両Ｍに送信する。

以降の処理は、図６と同様である。すなわち、車両Ｍの目標制御値決定部４３は、離脱させるための目標制御値を車両Ｓ１のＩＤに対応づけて車両Ｓ１に送信する（Ｓ２０）。ここでの目標制御値は減速させる目標車速（以下、目標車速Ａ）及び加速させる目標車速（以下、目標車速Ｂ＝車両Ｍの車速）である。これにより、車両Ｓ１を車両Ｍの右後方であって車両Ｓ２の左前方に移動させることができる。

車両Ｓ１の車間・車速制御部４５は目標車速Ａに基づき必要減速度を、その後、目標車速Ｂに基づき必要加速度をそれぞれ演算し、所定距離後方に移動したあと車両Ｍ及び車両Ｓ２と同じ車速で定速走行する（Ｓ１２０）。

ステップＳ１２０により、車両Ｍ、Ｓ１、Ｓ２は図８（ｃ）に示す相対位置を走行する。目標車速Ｂの車速に車両Ｓ１が制御されると、車両Ｓ１は制御が完了したことを示す「ＯＫ」を車両Ｍに送信する。

ついで、車両Ｍの目標制御値決定部４３は、車両Ｓ１を車両Ｍの背面後方に移動させるための目標制御値を決定し車両Ｓ１に送信する（Ｓ３０）。車両Ｓ１は車両Ｍの右後方を走行しているので、ここでの目標制御値は目標側方位置になる。縦列走行状態の目標側方位置は車両Ｍの車幅方向の位置に対しゼロでよい。

車両Ｓ１の車間・車速制御部４５は、目標側方位置と前後距離センサ２２が検出した側方距離間隔との側方位置偏差から操舵トルクを演算し、電動パワステＥＣＵ２６は操舵トルクに応じて電動パワステＡＣＴ３２を制御する。これにより、車両Ｓ１が操舵され、図８（ｄ）に示すように車両Ｓ１は、車両Ｍと車両Ｓ２の間に移動する（Ｓ１２０）。縦列走行状態の位置まで移動すると、車両Ｓ１は制御が完了したことを示す「ＯＫ」を車両Ｍに送信する。

車両Ｍの走行制御部５は、離脱準備完了情報を車両Ｓ１，Ｓ２に送信する（Ｓ４０）。離脱準備完了情報は、車両Ｓ１、Ｓ２が単独走行に離脱する準備が完了したことを車両Ｓ１，Ｓ２に通知するための情報である。

離脱準備完了情報を受信した車両Ｓ１、Ｓ２の走行制御部５は、ディスプレイ１６に離脱準備が完了した旨のメッセージを表示する（Ｓ１３０、Ｓ２２０）。車両Ｓ１，Ｓ２の運転者は該メッセージを視認して、離脱終了を操作入力部１８から入力する（Ｓ１４０、Ｓ２３０）。離脱終了の入力により、車両Ｓ１、Ｓ２の運転者が居眠等しておらず、単独走行に離脱してもよいという了解が入力されたことになる。離脱終了の入力により、離脱終了情報が車両Ｍに送信される。

車両Ｍの走行制御部５は離脱終了情報を受信すると、車両Ｓ１，Ｓ２の離脱終了を知らせるメッセージをディスプレイ１６に表示する（Ｓ５０）。車両ＭのＩＤ管理部４２は、付与したＩＤを破棄し車車間通信を終了する。

なお、図９では、車両Ｓ２の車間距離制御（Ｓ２１０）と車両Ｓ１の減速制御（Ｓ１１０）を順番に実行したが、時間的に並行して実行してもよい。

以上の処理により、走行制御装置１０は、並列走行状態の隊列走行から単独走行に離脱する場合、車両Ｍと車両Ｓ２の間に車両Ｓ１を割り込ませる形で縦列走行状態に移行することで、車両Ｓ１を確実に縦列走行状態に移行させることができ、安全に単独走行状態に移行することができる。

一車線を並列に隊列走行する２台の車両の平面図である。 車両Ｍの走行制御装置の概略構成図である。 車両Ｓの走行制御装置の概略構成図である。 車間距離、側方位置の説明図である。 車両Ｍと車両Ｓの相対位置の関係を示す平面図である。 並列走行状態の車両Ｓを単独走行状態に離脱させる制御手順のフローチャート図である。 車両Ｍと車両Ｓの相対位置の関係を示す平面図である。 車両Ｍと車両Ｓの相対位置の関係を示す平面図である。 並列走行状態の車両Ｓを単独走行状態に離脱させる制御手順のフローチャート図である。 従来の隊列走行する複数車両の一例を示す図である。

符号の説明

１ 走行制御システム
５ 走行制御部
１０ 走行制御装置
１１ 送信装置
１２ 車速センサ
１３ 操舵角センサ
１４ ブレーキストロークセンサ
１５ ナビＥＣＵ
１６ ディスプレイ
１７ メータＥＣＵ
１８ 操作入力部
２１ 受信装置
２２ 前後距離センサ
２４ 側方距離センサ
２８ ブレーキＡＣＴ
２９ スロットルＡＣＴ
３２ 電動パワステＡＣＴ

Claims (8)

1. マスター車から送信される目標制御値に基づきマスター車と並列走行状態で隊列走行するスレーブ車の走行制御装置であって、
   目標車速、及び、幅員方向における目標側方位置を前記マスター車から受信する受信装置と、
   前記目標車速と当該スレーブ車の車速との車速偏差に基づき走行装置の加速制御量又は減速制御量を決定する車間・車速制御部と、
   前記目標側方位置と当該スレーブ車の側方位置との側方位置偏差に基づき操舵装置の操舵制御量を決定する操舵量制御部と、
   を有することを特徴とする走行制御装置。
2. 前記目標車速は並列走行状態の車速よりも遅く、前記車間・車速制御部は、当該スレーブ車を減速させる前記減速制御量を決定し、
   前記目標側方位置は前記マスター車の幅員方向の位置と同定度であり、前記操舵量制御部は、前記マスター車の背面後方に当該スレーブ車を移動させる前記操舵制御量を決定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の走行制御装置。
3. 前記目標車速は並列走行状態の車速よりも速く、前記車間・車速制御部は、当該スレーブ車を加速させる前記加速制御量を決定し、
   前記目標側方位置は前記マスター車の幅員方向の位置と同定度であり、前記操舵量制御部は、前記マスター車の正面前方に当該スレーブ車を移動させる前記操舵制御量を決定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の走行制御装置。
4. 隊列走行するための目標制御値をスレーブ車に送信するマスター車の走行制御装置であって、
   前記スレーブ車又は前記マスター車が並列走行状態から離脱する場合、前記スレーブ車の目標車速、及び、幅員方向における前記スレーブ車の目標側方位置を、車速などの走行情報に基づき決定する目標制御値決定部と、
   前記目標車速及び前記目標側方位置を前記スレーブ車に送信する送信装置と、
   を有することを特徴とする走行制御装置。
5. 前記目標車速は並列走行状態の車速よりも遅いか又は速く、前記目標側方位置は前記マスター車の側方位置と同程度である、
   ことを特徴とする請求項４記載の走行制御装置。
6. マスター車と、該マスター車から送信される目標制御値に基づきマスター車と並列走行状態で隊列走行するスレーブ車とから構成される走行制御システムにおいて、
   前記マスター車の走行制御装置は、
   スレーブ車Ａ又は前記マスター車が並列走行状態から離脱する場合、スレーブ車Ａの目標車速、及び、幅員方向におけるスレーブ車Ａの目標側方位置を、車速などの走行情報に基づき決定する目標制御値決定部と、
   前記目標車速及び目標側方位置をスレーブ車Ａに送信する送信装置と、を有し、
   スレーブ車Ａの走行制御装置は、
   前記目標車速及び前記目標側方位置を前記マスター車から受信する受信装置と、
   前記目標車速と当該スレーブ車Ａの車速との車速偏差に基づき、走行装置の加速制御量又は減速制御量を決定する車間・車速制御部と、
   前記目標側方位置と当該スレーブ車Ａの側方位置との側方位置偏差に基づき、操舵装置の操舵制御量を決定する操舵量制御部と、を有する、
   ことを特徴とする走行制御システム。
7. 前記マスター車の後続に車間距離Lで縦列走行状態のスレーブ車Bが電子的に連結している場合、
   前記マスター車の前記目標制御値決定部は、車間距離Lよりも大きい目標車間距離を前記走行情報に基づき決定し、
   前記送信装置は前記目標車間距離をスレーブ車Bに送信し、
   スレーブ車Bの前記走行制御装置は、
   前記目標車間距離を前記マスター車から受信する受信装置と、
   前記目標車間距離と、スレーブ車Bと前記マスター車との車間距離、との距離偏差に基づき減速する走行装置と、を有する、
   ことを特徴とする請求項６記載の走行制御システム。
8. 前記目標車速は並列走行状態の車速よりも遅く、前記車間・車速制御部は、当該スレーブ車Ａを減速させる前記減速制御量を決定し、
   前記目標側方位置は前記マスター車の幅員方向の位置と同定度であり、前記操舵量制御部は、前記マスター車の背面後方かつスレーブ車Ｂの正面前方に当該スレーブ車Ａを移動させる前記操舵制御量を決定する、
   ことを特徴とする請求項６又は７記載の走行制御システム
   

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