JP2015020503A - 車両用走行制御装置及び隊列走行制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の車群が併走している状態でも、車線変更をすることをより容易に実行可能にする。【解決手段】各車両は、同一車線を走行する他車両と車群を形成するように制駆動力制御を行う隊列走行制御部を備える。一の車線を走行する車群の基準速度を、隣接車線を走行する他の車群の基準速度と異なるように設定する。【選択図】 図４

Description

本発明は、同一車線を走行する他車両と車群を形成して隊列走行する技術に関する。

自動運転状態である隊列走行制御を行う車両用走行制御装置としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１に記載の技術では、同一車線を走行する先行車両及び後続車両とデータ授受を行いつつ隊列走行をする。また、運転者の離脱操作（隊列走行の解除）などによって、自車両は、上記隊列走行制御つまり自動制御状態が解除されて車群から離脱する。

特開平９−８１８９９号公報

自車両が隊列走行をしている状態から、隊列走行を解除して隣接車両に車線変更しようとするとき、その隣接車線を走行する他の車群が、自車両が所属する車群と同じ車速で走行している場合、車線変更のためのスペースが上記隣接車線に形成され難い。このため、隊列走行を解除した自車両が上記隣接車線側に車線変更し難いおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、複数の車群が併走している状態でも、車線変更をすることをより容易に実行可能にすることを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両は、同一車線を走行する他車両と車群を形成するように制駆動力制御を行う隊列走行制御部を備える。このとき、一の車線を走行する車群の基準速度を、隣接車線を走行する他の車群の基準速度と異なるように設定する。

本発明の一態様によれば、隣接する２つの車線をそれぞれ走行する各車群の基準速度が異なるため、複数の車群が併走している状態においても、車線変更をすることがより容易に実行可能となる。

本発明に基づく実施形態に係る車両構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る制御構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る走行制御コントローラの構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る処理例を説明するフローチャート図である。 車群の基準速度の設定処理を説明する図である。 車群の先頭車両用の目標車間時間の設定処理を説明する図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
「第１実施形態」
（構成）
車両は、制動力を発生する制動装置、及び駆動力（駆動トルク）を発生する駆動装置を備える。
制動装置は、図１に示すように、車輪１３に設けられるブレーキ装置１０と、その各ブレーキ装置１０に接続する配管を含む流体圧回路１１と、ブレーキコントローラ６Ａとを備える。ブレーキコントローラ６Ａは、上記流体圧回路１５を介して各ブレーキ装置１０で発生する制動力を、制動力指令値に応じた値に制御する。ブレーキ装置１０は、流体圧で制動力を付与する装置に限定されず、電動ブレーキ装置等であっても良い。

駆動装置は、図１に示すように、駆動源としてのエンジン１２と、エンジン１２で発生するトルク（駆動力）を制御するエンジンコントローラ６Ｂとを備える。駆動装置の駆動源は、エンジン１２に限定されず、電動モータであっても良いし、エンジンとモータを組み合わせたハイブリッド構成であっても良い。
上記ブレーキコントローラ６Ａとエンジンコントローラ６Ｂは、それぞれ上位コントローラである走行制御コントローラ５からの制動指令、駆動指令の各指令値（制駆動力制御量）を受け付ける構成とする。ブレーキコントローラ６Ａとエンジンコントローラ６Ｂは、加減速制御装置を構成する。

また車両は、図１及び図２に示すように、制御作動用スイッチ１、車輪速センサ２、外界認識装置３、通信装置４を備える。また、車両は、走行制御コントローラ５を備える。
制御作動用スイッチ１は、隊列走行制御、先行車追従走行制御（ＡＣＣ走行制御）を含む自動走行制御の作動の開始指示及び終了指示、または走行制御の設定車速の変更指示を行うための操作子である。この制動作動用スイッチの状態は、走行制御コントローラ５に出力される。制御作動用スイッチ１は、例えばステアリングホイールに設けられている。
ここで、隊列走行は、同一車線を走行する複数の車両と隊列走行の車群を形成して走行する。車群を構成する車両台数は、例えば原則５台つづに設定されている。したがって、隊列可能な車両が８台の場合には、２つの車群となって隊列走行することになる。

隊列走行において、自車両が所属する車群において自車両が先頭車両でない場合には、先行車両に対し隊列用の目標車間時間となるように走行制御が実行される。先行車追従走行制御（ＡＣＣ走行制御）でも、先行車両に対し目標車間時間となるように走行制御が行われるが、隊列走行制御では、交通効率を考慮して、先行車追従走行制御（ＡＣＣ走行制御）よりも短い車間時間となるように追従制御が行われる。追従制御という点だけに限定すれば、目標車間時間となるように走行制御する点で、隊列走行制御も先行車追従走行制御（ＡＣＣ走行制御）も同様である。

車輪速センサ２は、車輪速を検出し、検出した車輪速情報を走行制御コントローラ５に出力する。車輪速センサ２は、例えば車輪速パルスを計測するロータリエンコーダなどのパルス発生器で構成する。
外界認識装置３は、予め設定した範囲において、自車両前方に存在する先行車両を認識し、その認識した先行車両の状態として、当該先行車両の有無及び走行状態を検出を検出する。検出した先行車両の状態に関する情報は、走行制御コントローラ５に出力される。外界認識装置３は、例えばレーザ距離計やカメラによって構成する。外界認識装置３は、路面の状況を認識するこうせいであっても良い。

通信装置４は、自車両周囲の車両と車車間通信を行う通信装置４である。通信装置４は、予め設定した範囲に存在する先行車両や後続車両と車車間通信を行い、隊列走行を行うための識別情報の授受を行い、先行車両や後続車両から取得した識別情報を走行制御コントローラ５に出力する。また通信装置４は、予め設定された範囲の周辺車両と車車間通信をして周辺車両の走行情報も取得する。予め設定された範囲は、物理的な距離を変数とした範囲でも良いし、電波の感度状態を変数とした範囲であってもよい。
走行制御コントローラ５は、制御作動用スイッチ１がＯＮ（制御作動要求）であると判定した場合には、制御作動用スイッチ１の作動状態と、車輪速センサ２からの信号に基づく自車速と、外界認識装置３が検出した先行車両の走行状態に関する情報と、通信装置４が取得した識別情報とに基づき、先行車両に対する追従走行や隊列走行のための走行制御を行う。

走行制御コントローラ５は、制御作動用スイッチ１のうち隊列走行作動要求がＯＮ（制御作動要求）であると判定すると、予め設定した範囲に存在する先行車両及び後続車両と車車間通信をして隊列走行状態へ移行するか判定する。走行制御コントローラ５は、隊列走行状態へ移行と判定すると、隊列走行制御の処理を実行する。すなわち、走行制御コントローラ５は、自車両の走行状態の情報、外界認識装置３による先行車両の検出情報、通信装置４から得られる自車両周囲車両の情報に基づき隊列走行制御を行う。なお、制御作動用スイッチ１のうちＡＣＣ走行作動要求がＯＮ（制御作動要求）であると判定すると、自車両の走行状態の情報、外界認識装置３による先行車両の検出情報に基づき追従走行制御を行う。ＡＣＣ走行制御においても、車車間通信によって先行車両の走行情報を取得して使用しても良い。

走行制御コントローラ５は、ＡＣＣ走行制御を行う場合、運転者が設定した車間距離に基づく車間時間や予め設定されているＡＣＣ走行用の車間時間を目標車間時間として追従走行制御を実行する。また走行制御コントローラ５は、隊列走行制御の処理を実行すると判定しているときは、自車両が先頭車両でない場合には、先行車両に対し、隊列走行用の目標車間時間となるように追従走行制御を実行する。隊列走行用の目標車間時間は、例えばＡＣＣ制御時の目標車間時間よりも小さく設定されている。上記追従走行制御のために算出した制御指令値（加減速制御量）は、加減速制御装置６を構成するブレーキコントローラ６Ａ及びエンジンコントローラに出力される。ブレーキコントローラ６Ａ及びエンジンコントローラは、受信した加減速制御量（制御指令値）となるように車両の加減速を制御する。

上記走行制御コントローラ５は、マイクロコンピュータおよびその周囲回路を備えるコントローラである。この走行制御コントローラ５は、本実施形態の走行制御を実現するために、図３に示すような処理ロジックを備える。すなわち、走行制御コントローラ５は、図３に示すように、制御状態設定部５Ａ、先行車検出状態判定部５Ｂ、先行車車速・減速度推定部５Ｃ、目標応答特性算出部５Ｄ、目標車速算出部５Ｅ、目標加減速度算出部５Ｆ、車速指令値算出部５Ｇ、車速サーボ演算部５Ｊ、トルク配分制御演算部５Ｋ、エンジントルク演算部５Ｌ、及びブレーキ液圧演算部５Ｍを備える。さらに、走行制御コントローラ５は、及び隊列走行判定処理部５Ｎを備える。

制御状態設定部５Ａは、上記制御作動用スイッチ１の作動状態に基づき、制御を作動させるための各種スイッチ操作の有無判断を行う。運転者による制御作動用スイッチ１の操作状態を検出し、検出結果を、先行車検出状態判定部５Ｂ、車速指令値算出部５Ｇ、及び隊列走行判定処理部５Ｎに出力する。ここで、隊列走行を行うと判定した場合には、追従時の隊列走行用の目標車間時間に設定する。なお、自車線における、予め設定した距離以内に存在する車両前方に対し、先行車両の存在を検出しない場合には、設定車速を車速指令値とする。隊列走行時に自車両が先頭車両となった場合は、隊列走行用の設定車速（基準車速）を車速指令値とする。すなわち、ＡＣＣ走行制御時と隊列走行制御時では、上記設定車速は必ずしも一致しない。隊列走行用の設定車速（基準速度）の初期値は、制限車速を越えない固定値として設定しておけばよい。

先行車検出状態判定部５Ｂは、追従制御対象となる先行車両の検出状態を判断する。すなわち、先行車検出状態判定部５Ｂは、外界認識装置３から得られる自車両前方を走行する先行車両と自車両との間の車間相対値と、制御状態設定部５Ａから得られた運転者のスイッチ操作とに基づき、追従制御対象となる先行車両の有無を判断する。そして、判断結果を先行車車速・減速度推定部５Ｃへ出力する。ここで、本実施形態の上記車間相対値は、車間距離及び相対速度である。また先行車両の走行状態の情報の一部を車車間通信によって取得しても良い。

先行車車速・減速度推定部５Ｃは、先行車検出状態判定部５Ｂが追従制御対象が存在すると判定した場合に、当該追従制御対象となる先行車両の車速及び加減速度の推定値を算出する。そして、算出した先行車両の車速推定値、及び先行車両加減速度推定値を目標応答特性算出部５Ｄへ出力する。
目標応答特性算出部５Ｄは、先行車両の加減速度に対して、どのような応答特性とするかを算出する。目標応答特性算出部５Ｄは、先行車車速・減速度推定部５Ｃが算出した先行車両の車速度推定値と先行車両加減速度推定値と、制御状態設定部５Ａから取得した追従時の目標車間時間の設定値を基に、目標応答特性を算出する。ここで、追従時におけるＡＣＣ制御時の目標車間時間は運転者のスイッチ操作により選択可能としている。複数台で群を形成して走行する隊列走行と判定した場合は、目標車間時間の設定値は固定とするが、選択可能としても良い。

目標車速算出部５Ｅは、目標応答特性算出部５Ｄで算出された目標応答特性を満足する目標車速を算出する。目標車速算出部５Ｅは、算出した目標車速を目標加減速度算出部５Ｆへ出力する。
目標加減速度算出部５Ｆは、目標車速算出部５Ｅが算出した目標車速を基に、目標加減速度を算出し、算出した目標加減速度を車速指令値算出部５Ｇへ出力する。
車速指令値算出部５Ｇは、目標加減速度算出部５Ｆが算出した目標加減速度に対し加減速度の変化率リミッタを付加し、そのリミッタ処理をした目標加減速度から車速指令値を算出する。そして、車速指令値算出部５Ｇで算出された車速指令値は、車速サーボ演算部５Ｊで使用される。

ここで、本実施形態では隊列走行制御の処理を中心に説明する。
自車両前方の予め設定した先方距離内に先行車両が存在しないなど、先行車両非追従時の場合は、設定された設定車速が制駆動制御の車速指令値となる。
隊列走行判定処理部５Ｎは、通信装置４による車車間通信によって、先行車両や後続車両と自車隊列番号ＩＤの授受を行い、隊列状態の判定を行う。隊列走行判定処理部５Ｎは、自車隊列番号ＩＤの初期値を「０」とし、先行車両が存在しないか、先行車両が存在していても、その先行車両と連結しない場合には、自車隊列番号ＩＤを「１」とする。具体的には、隊列走行判定処理部５Ｎは、先行車両に連結要求信号を出力し、その連結要求信号に対して先行車両から連結許可信号を受信した場合には、先行車から受信した先行車の自車隊列番号ＩＤに「１」を足した値を自車の自車隊列番号ＩＤとする。一方、隊列走行判定処理部５Ｎは、先行車両に連結要求信号を出力し、その連結要求信号に対して先行車両から連結非許可信号を受信した場合には、自車の自車隊列番号ＩＤを、初期値の「１」に設定する。先行車両から連結非許可信号が出力される場合とは、例えば先行車両が隊列の最後尾の車両と認識している場合である。例えば、隊列の台数を５台とした場合、先行車両の自車隊列番号ＩＤが「５」となっている場合には、後続車両に対して連結非許可信号を出力する。また、隊列走行中であれば、自車隊列番号ＩＤが「２」以上であれば、先行車両に追従するように走行制御を実行するように走行制御が実行される。また本実施形態では、自車隊列番号ＩＤが「１」で先頭車両であっても、前方に他の車群の最後尾の車両が先行車両となっている場合には、その先行車両に対して車間時間制御を行う。

また隊列走行判定処理部５Ｎは、通信装置４による車車間通信によって、先行車両から車群の基準速度（設定車速）を取得する。また、隊列走行判定処理部５Ｎは、自車両が車群の先頭車両の場合（ＩＤ＝１）の場合には、予め設定した範囲に存在する周囲車両と車車間通信を行うことで、自車両が走行する車線に隣接する隣接車両に他の車群が形成されているか判定し、自車両が所属する車群の基準速度（設定車速）を決定する。

車速サーボ演算部５Ｊは、車速指令値算出部５Ｇで演算された車速指令値となるように車両を制駆動制御する処理を行う。すなわち、車速サーボ演算部５Ｊは、選択された車速指令値を達成するための目標加減速度を演算し、演算した車速指令値に対し演算した目標加減速度をトルク配分制御演算部５Ｋへ出力する。
トルク配分制御演算部５Ｋは、車速サーボ演算部５Ｊが演算した目標加減速度に応じたエンジントルク、ブレーキトルクのトルク配分を演算する。そして、分配されたトルクを、それぞれエンジントルク演算部５Ｌ及び、ブレーキ液圧演算部５Ｍへ出力する。

エンジントルク演算部５Ｌは、トルク配分制御演算部５Ｋで配分されたトルクを達成するためのエンジントルク指令値を算出する。エンジントルク指令値はスロットル開度等である。エンジントルク演算部５Ｌは、算出したエンジントルク指令値をエンジンコントローラ６Ｂに出力する。
ブレーキ液圧演算部５Ｍは、トルク配分制御演算部５Ｋで配分されたトルクを達成するためのブレーキ液圧指令値を算出し、算出したブレーキ液圧指令値をブレーキコントローラ６Ａに出力する。

次に、上記走行制御コントローラ５における追従走行制御に係わる処理を、特に隊列走行制御での追従走行制御に関わる処理を中心に、図４のフローチャートを参照して説明する。この処理は、上記の制御部が追従走行制御の実行条件を満足する判定すると起動し、追従制御終了と判定されるまで、予め設定した制御時間毎に実施される。
ここで、走行制御コントローラ５は、上位の制御部本体（不図示）で、ＡＣＣ追従制御及び隊列走行制御を実行するか判定し、実行開始と判定すると、追従制御に係わる処理を開始する。

先ずステップＳ１０では、走行制御コントローラ５は、各センサ及び他のコントローラからの各種データを読み込む。具体的には、制御作動用スイッチ１の各種スイッチの情報、外界認識装置３から先車両情報として車間距離ｖＤｉｓｔａｎｃｅ、相対速度ｖＶＲ、各輪の車輪速Ｖｗｉ（ｉ＝１〜４）等を読み込む。
次に、ステップＳ２０では、自車速Ｖを算出する。本実施形態では、通常走行時には、例えば後輪駆動の車両の場合は、下記（１）式により前輪の車輪速Ｖｗ１，Ｖｗ２の平均値として自車速Ｖを算出する。Ｖｗ１，Ｖｗ２は、タイヤ径に基づき求めた車速換算値とする。
Ｖ＝（Ｖｗ１＋Ｖｗ２）／２ ・・・（１）

なお、ＡＢＳ制御などの車速を用いた他のシステムが作動している場合には、そのような他のシステムで使用している自車速（推定車速）を用いても良い。
ステップＳ３０では、隊列走行要求がＯＮになっている場合、先行車両と車車間通信を行うことで、上述した自車識別番号の設定処理を行う。隊列走行要求がＯＮになっていない場合には、例えば自車識別番号を「０」に初期化する。
ステップＳ４０では、自車両の隊列走行用の基準速度（設定車速）Ｖｓを設定する。
その設定処理を、図５を参照して説明する。この処理は、自車両が隊列走行中の車群の先頭車両の場合（ＩＤ＝１）に実施する。

まずステップＳ２００にて、予め設定した範囲において、隣接車両に他の車群が存在するか判定する。本実施形態では、自車線に対し、道路幅方向の右側の隣接車線に他の車群が存在するか判定する。他の車群が存在する場合には、ステップＳ２１０に移行する。他の車群が存在しない場合にはステップＳ２３０に移行する。
ステップＳ２１０では、車車間通信によって、その他の車群の基準速度（設定車速）Ｖｎを取得する。これによって、自車線に対し、道路幅方向の右側の隣接車線に位置する他の車群の基準速度（設定車速）Ｖｎを取得する。

次にステップＳ２２０では、取得した上記他の車群の基準速度（設定車速）Ｖｎから予め設定した車速値ΔＶを減じた値を、自車両の隊列走行用の設定車速Ｖｓに設定する。
ステップＳ２３０では、隣接車線に上記他の車群が存在しないので、自車両の隊列走行用の設定車速Ｖｓに初期値を設定する。
ステップＳ５０では、自車両が車群の先頭車両であって、且つ、先行車両が同一車線における別の車群に属する車両か否かを判定する。条件を満足しない場合には、車群の基準速度を目標車速Ｖｔａｒｇｅｔに設定してステップＳ１００に移行する。ここで、車群の基準速度（隊列用の設定車速）の初期値は、各車両で固定の車速値に設定しておけばよい。

ステップＳ６０では、車群の先頭車両用の目標車間時間処理の設定処理を行う。
その設定処理例を、図５を参照して説明する。この処理は、自車両が隊列走行中の車群の先頭車両の場合（ＩＤ＝１）に実施する。
まずステップＳ３００にて、予め設定した範囲において、隣接車両に他の車群が存在するか判定する。本実施形態では、自車線に対し、道路幅方向の右側の隣接車線に他の車群が存在するか判定する。他の車群が存在する場合には、ステップＳ３１０に移行する。他の車群が存在しない場合にはステップＳ３３０に移行する。

ステップＳ３１０では、車車間通信によって、その他の車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｎを取得する。これによって、自車線に対し、道路幅方向の右側の隣接車線に位置する他の車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｎを取得する。
次に、ステップＳ３２０では、取得した上記他の車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｎに、予め設定した加算時間ΔＴを加算した値を、自車両の隊列走行時における、車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｓとして設定する。
ステップＳ３３０では、車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｓとして初期値を設定する。

ステップＳ７０では、使用する目標車間時間を目標車間時間Ｔｇａｐに設定する。
ＡＣＣ走行制御では、目標車間時間Ｔｇａｐは、運転者のスイッチ操作に基づき選択する。ここで、隊列走行で設定する隊列走行用の目標車間時間の初期値は、ＡＣＣ制御の車間時間よりも短い車間時間とすることで、より交通効率を向上させることが可能となる。また、隊列走行で設定する車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｓは、上記隊列走行用の目標車間時間の初期値よりも大きな値に設定されている。隊列走行時の設定車速の初期値は、例えば、制限車速以下に設定されている。

そして、自車識別番号ＩＤが２以上の値となっている場合には、隊列走行での車群内の追従走行制御であると判定して、隊列用の目標車間時間を目標車間時間Ｔｇａｐに設定する。自車識別番号ＩＤが１の場合には、車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｓを目標車間時間Ｔｇａｐに設定する。
ステップＳ８０では、目標車間時間を達成するための目標車間距離Ｌｔを算出する。隊列走行と判定されている場合には、隊列用の目標車間時間等が設定されている。
目標車間距離Ｌｔは、例えば次にようにして算出する。すなわち、先行車両の車速Ｖｔとした場合に、目標車間距離Ｌｔは、例えば下記（２）式によって算出する。
Ｌｔ＝Ｖｔ×Ｔｇａｐ ・・・（２）
ここで、先行車両の車速Ｖｔは相対速度ｖＶＲと自車速Ｖから算出する。先行車両の車速Ｖｔは、車車間通信で先行車両から受信しても良い。

ステップＳ９０では、目標応答特性を算出する。ステップＳ９０では、ステップＳ８０で設定した目標車間距離Ｌｔを実現するための応答特性として、目標車速Ｖｔａｒｇｅｔを算出する。先ず、第１目標車速Ｖｒｅｆを、先行車両と自車両との間の車間相対値と目標車間相対値との偏差に基づき算出する。本実施形態では、車間相対値として、先行車両と自車両との間の車間距離及び相対速度を使用する場合とする。すなわち本実施形態では、下記（３）式のように、目標車間距離と車間距離とのと車間距離偏差、目標相対速度ｖＶＴと相対速度の相対速度偏差、及び先行車両の車速のそれぞれに対して、それぞれにゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３をかけた値を変数とする関数から、第１目標速度Ｖｒｅｆ求める。目標相対速度ｖＶＴは、例えばゼロとする。各ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３は、例えば対応するパラメータが大きくなるほど大きな値となるように設定されている。

Ｖｒｅｆ ＝ ｆ（ Ｋ１×（ｖＶＲ−ｖＶＴ）、
Ｋ２×（Ｌｔ−ｖＤｉｓｔａｎｃｅ）、
Ｋ３×ｖＶＲ）・・・（３）
そして、上記第１目標車速Ｖｒｅｆに対して、下記（４）式に基づき、予め設定した伝達特性を持たせた目標車速Ｖｔａｒｇｅｔを算出する。ここで、上記（４）式では、伝達特性として１次遅れ系のフィルタを施す場合を例示している。

次に、ステップＳ１００では、上記目標車速Ｖｔａｒｇｅｔに基づき目標加減速度を算出する。ステップＳ１００では、ステップＳ９０で算出した目標応答特性を実現するための目標加減速度Ｘｇｔを、下記（５）式に基づき算出する。ここでは、変数が自車速Ｖと目標車速Ｖｔａｒｇｅｔの関数を採用する。
Ｘｇｔ ＝ ｆ（Ｖ、Ｖｔａｒｇｅｔ）・・・（５）
（５）式の関数は、例えば、自車速と目標車速との車速偏差（Ｖ−Ｖｔａｒｇｅｔ）が予め設定した値より小さい場合は、前回の目標加減速度を小さくし、その車速偏差が予め設定した値より大きい場合は、前回の目標加減速度を大きくするような関数とする。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で算出した目標加減速度Ｘｇｔから目標車速指令値を算出する。具体的には、ステップＳ１００で算出した目標加減速度Ｘｇｔに対して、予め設定した範囲に変化量を抑える加減速度リミッタ処理を施して、リミッタ処理後の目標加減速度Ｘｇｔａｒｇｅｔを求め、そのリミッタ処理後の目標加減速度Ｘｇｔａｒｇｅｔに基づき、（６）式によって目標車速指令値Ｖｔａｒｇｅｔを算出する。加減速度リミッタ処理は、例えば前回値と今回値との差分を取り、その差分が予め設定した差分閾値以上の場合には、前回値に差分閾値を加えた値を今回の目標加減速度Ｘｇｔａｒｇｅｔとする。

Ｖｔａｒｇｅｔ＝ｆ（Ｘｇｔａｒｇｅｔ）× Ｓｔｉｍｅ・・・（６）
ここで、Ｓｔｉｍｅは予め設定した時間をあらわす。

ステップＳ１２０では、トルク配分制御を算出する。具体的には、ステップＳ１１０で算出した目標車速指令値Ｖｔａｒｇｅｔを実現するための制御量を、エンジントルク指令値と、ブレーキ液圧指令値とに配分する。
例えば、加速度もしくは、車速からＡＴギア比などを含めたホイル端トルク指令値を求め、その後、ホイル端トルク指令値からエンジントルク指令値を求める。その後、ホイル端トルクから算出したエンジントルク指令値から、エンジンブレーキ＋走行抵抗分を差し引いた分をブレーキ液圧指令値とする。

ステップＳ１３０では、エンジン制御作動判断を行う。具体的には、ステップＳ１２０で算出されたエンジントルク指令値が予め設定した所定値以下となった場合に、エンジン制御作動フラグｆｅｎｇを「１」に設定して、エンジントルク指令値を出力する。
ステップＳ１４０では、ブレーキ制御作動判断を行う。具体的には、ステップＳ１２０で算出されたブレーキ液圧指令値が予め設定した所定値以上となった場合に、ブレーキ制御作動フラグｆｂｒを「１」に設定して、ブレーキ液圧指令値を出力する。なお、ステップＳ３６で算出したブレーキ液圧指令値は、予め設定した所定値以上の値である。
ステップＳ１５０では、上記ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出された各制御量を加減速制御装置に出力する。その後、復帰する。

（動作その他）
運転者が隊列走行の選択操作を行うと、外界認識装置の検出情報、及び先行車両や後続車両との車車間情報に基づき、隊列走行可能か判定する。
例えば隊列走行判定処理部５Ｎは、先行車両に連結要求信号を出力し、その連結要求信号に対して先行車両から連結許可信号を受信した場合には、先行車から受信した先行車の自車隊列番号ＩＤに「１」を足した値を自車の自車隊列番号ＩＤとする。このように先行車両から連結許可信号を受信した場合には、隊列走行可能な状態と見なせる。また、後続車両から連結要求信号を受信し、その連結要求信号に対し連結許可信号を後続車両に出力した場合には、隊列走行可能な状態と見なせる。
隊列走行可能の場合に、自車両が車群の先頭車両（自車隊列番号ＩＤ＝１）には、隊列の車群としての設定車速（基準速度）となるように速度制御を行う。

次に、その隊列走行可能であって、自車両が先頭車両である場合（自車隊列番号ＩＤ＝１）について説明する。
すなわち、自車両の前方における予め設定した距離以内に先行車両が存在しない場合には、自車両は、設定車速（車群の基準速度）で走行するように制駆動力が制御される。
このとき、自車線に対し路幅方向右側の隣接車線において、予め設定した範囲内に、他の車群が存在する場合には、その他の車群の基準速度よりも低い基準速度を設定車速として走行する。これによって、路幅方向における、その他の車群と、自車両が所属する車群の位置関係が時間と共にずれるようになる。
一方、自車両の前方における予め設定した距離以内に先行車両が存在し、その先行車両が別の車群の車両の最後尾の車両の場合には、その先行車両に対して、車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｓとなるように追従制御が行われる。

ここで、上記説明した処理によって、自車両の前方に存在する車群の基準速度が、右側の隣接車線の他の車群の基準速度よりも低くなるように設定されることで、追従する自車両の車速も、その低く設定された基準速度で走行することになる。すなわち、自車両が所属する車群の基準速度も、実質、右側の隣接車線の他の車群の基準速度よりも低い値に設定されることになる。

また、自車線に対し路幅方向右側の隣接車線において、予め設定した範囲内に、他の車群が存在する場合には、その他の車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｓよりも長い目標時間が、自車両における車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｓに設定される。
以上の処理によって、隣接する車線の両方に隊列走行する車群が存在する場合、路幅右側の車線を走行する車群の速度よりも、路幅左側の車線を走行する車群の速度が遅くなる。又、隣接する車線の両方に隊列走行する車群が存在する場合、路幅右側の車線を走行する車群の車群間の車間時間よりも、路幅左側の車線を走行する車群の車間時間が長くなる。

これによって、隣接する２つの車線にそれぞれ隊列走行する車群が存在する場合、その隣り合う車群の車速が異なるようにして走行する結果、時間の経過と共に、隣り合う車群の位置関係が変化する。この結果、一方の車群から他方の車群側に車線変更する際の空きスペースが出来やすくなる。本実施形態では、特に左側の車線側に車線変更し易くなる。
相対的に右側の車線は追い越し車線の場合が多いが、その右側の車線の車群の設定車速を相対的に高くすることで、相対的に左側の車線側の方が相対的に空きスペースが出来やすくなる。一般に右側に出入り口が存在するので、出入り口側への車線変更が容易になる。

また、隣接する２つの車線でそれぞれ隊列走行する車群が存在する場合、その隣り合う車群の車群間の車間時間が異なっているので、相対的に車間時間が大きい方に特に車線変更が容易となる。本実施形態では、出入り口に近い左側の車線変更側の車群間の車間時間が大きいので、隣接する車線の両方に隊列走行する車群が存在していても、特に右側の車線への車線変更が容易となる。
ここで、相対的に右側車線の車群の方が速度が低く設定されるために、車間時間が同じであれば、右側車線の方が相対的に車間距離が短くなるが、上述のように車群間の車間時間を相対的に長くすることで、車群間の車間距離を稼ぐことが可能となる。

次に、隊列走行可能であって、自車両が先頭車両でない場合（自車隊列番号ＩＤ＞１）について説明する。
この状態では、自車両は周囲の車両と隊列を形成した状態になっていると共に、先行車両に対して隊列走行維持のための追従走行を行う。この隊列走行維持のための追従走行制御では、隊列用の車間時間を目標車間時間として先行車両に対し追従走行制御を行っている。
上記隊列用の車間時間の初期値は、ＡＣＣ制御の車間時間よりも短い車間時間とすることで、交通効率を向上させることが可能となる。
またこのとき、車群の先頭車両は、上述のように設定された設定車速（車群の基準速度）となるように走行制御されているため、少なくとも定常走行状態では、自車両が先頭車両では無くても、自車両も設定車速（車群の基準速度）を目標車速として走行することになる。すなわち、自車両が属する車群の基準速度は、上述のように設定された設定車速（車群の基準速度）となる。

（変形例）
（１）上記説明では、隣接する車線の両方に隊列走行する車群が存在する場合に、相対的に、右側の車群の基準速度を低くする場合で説明した。これに代えて、相対的に左側の車群の基準速度が低くなるように設定しても良い。また、どちらの車群の速度が早いか、などで設定車速を低くする車群を決定したりしても良い。なお、一方の車群の設定車速を低くして隣接車線の車群間の設定車速が異なるようにする場合で説明したが、一方の車群の設定車速を高くすることで、隣接車線の車群間の設定車速が異なるようにしても良い。

（２）上記説明では、隣接する車線の両方に隊列走行する車群が存在する場合に、相対的に、右側の車群間の車間時間を長くする場合で説明した。これに代えて、相対的に左側の車群間の車間時間が長くなるように設定しても良い。また、どちらの車群の速度が早いか等で上記車間時間を長くする車群を決定したりしても良い。なお、一方の車群間の車間時間を長くする場合で説明したが、一方の車群間の車間時間を短くすることで、隣接車線の車群間の車間時間が異なるようにしても良い。

（３）上記説明では、隣接する車線の車群から設定車速や車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｓを取得して、自車両が所属する車群の設定車速や車群の先頭車両用の目標車間時間Ｔｓを設定変更する場合で説明した。
これに代えて、車線自体に隊列用の設定車速を設定しておき、自車両がどの車線を走行しているかで、車群の設定車速（基準速度）を取得しても良い。走行車線の設定車速は、例えば路車間通信などで取得すればよい。又は、カメラで撮像した路面画像から、右側から何番目の車線を走行中か認識し、予め設定した車線番号と設定車速などのマップデータを参照して、車群の設定車速（基準速度）を決定しても良い。この処理が出入り口判定部を構成する。

（４）上記車群の設定車速の設定変更や車群間の設定車速の設定変更は、進行方向前方における予め設定した距離以内に、走行中の路面からの出入り口が存在すると判定した場合にだけ実施するようにしても良い。
例えばＧＰＳにて自車両の位置を判定し、地図情報を参酌して、出入り口との関係を取得すればよい。
この場合には、車線変更が発生しやすい場合に車線変更が行い易くなる。

（５）隊列走行において、自車両が車群の先頭車両で無い場合（ＩＤ＞１）、先行車両に追従制御することで、自車両が属する車群の先頭車両の設定車速が、その車群の基準速度となる。すなわち、先行車両に追従制御することが、その車群の基準速度に設定する処理となる。
これに代えて、自車両が車群の先頭車両で無い場合（ＩＤ＞１）に、上述のように決定した車群の設定車両Ｖｓを、上記（２）式で使用する先行車両の車速Ｖｔとして使用するようにしても良い。
この場合、上記ステップＳ８０で使用する（２）式は次のように記載出来る。
Ｌｔ＝Ｖｓ×Ｔｇａｐ
この場合には、ステップＳ８０は、基準速度設定部を構成する事になる。
ここで、外界認識装置３は周辺車両検出部を構成する。走行制御コントローラ５は隊列走行制御部を構成する。ステップＳ４０は基準速度設定部を構成する。ステップＳ６０は、頭用設定部を構成する。

（本実施形態の効果）
（１）走行制御コントローラ５は、同一車線を走行する他車両と車群を形成するように制駆動力制御を行う。走行制御コントローラ５は、自車両が所属する車群の基準速度を、自車両が走行する車線の隣接車線を走行する他の車群の基準速度と異なる速度に設定する。
この構成によれば、隣接する２つの車線をそれぞれ走行する車群の基準速度が異なるため、２つの車群が併走している状態においても、時間の経過と共に２つの車群位置関係がずれていくことで、一方の車群から他方の車群がいる車線に車線変更するために空きスペースを確保し易くなる。すなわち、車線変更をすることがより容易に実行可能となる。

（２）走行制御コントローラ５は、隣接車線において、道路幅方向右側の車線を走行する車群の基準速度よりも、道路幅方向左側の車線を走行する車群の基準速度が相対的に低い値となるように、自車両が所属する車群の基準速度を設定する。
通常、右側の車線が追い越し車線となると共に、他の道路への出入り口は右側車線側にある。
これに対し、左側の方が相対的に車群の速度を低くすることで、相対的に、右側車線への車線変更よりも左側車線への車線変更が容易となる。これによって、他の道路への出入り口側に車線変更し易くなる。

なお、車線変更すると、その車線変更側の車線では、車群の分割、及び結合処理が発生する可能性が高く、この処理は、交通流の効率が一時的にも悪くする原因となる可能性がある。特に車群の基準速度が高い場合により交通流の効率が悪くなる可能性がある。これを考慮して、車群の基準速度が相対的に低い側に車線変更し易くなるように設定している。

（３）２車線以上の道路に対し、走行する車線毎に車群の基準速度が予め異なる値として設定しておく。そして、走行制御コントローラ５は、自車両が走行する車線に設定された車群の基準速度を採用する。
この構成によれば、自車両が走行するレーン毎に車群の基準速度を決定することが可能となる。

（４）走行制御コントローラ５は、隣接車線に他の車群が存在し、且つ自車両の走行方向前方における予め設定した距離以内に他の道路への出入り口がある場合に、隣接車線の他の車群の基準速度と異なる基準速度の設定を行う。
この構成によれば、車線変更が発生し易い状況で車線変更し易い状況を形成することが可能となる。

（５）走行制御コントローラ５は、車群先頭用の目標車間時間を、自車両が走行する車線の隣接車線を走行する他の車群での群先頭用の目標車間時間と異なる値に設定する。
この構成によれば、隣接車線を走行する２つの車群における空きスペースが異なることで、車線変更のために空きスペースを確保し易くなる。

（６）走行制御コントローラ５は、隣接車線において、道路幅方向右側の車線を走行する車群の群先頭用の目標車間時間よりも、道路幅方向左側の車線を走行する車群の群先頭用の目標車間時間が相対的に大きい値となるように、自車両が所属する車群の車群先頭用の目標車間時間を設定する。
この構成によれば、相対的に右側の車線側の空きスペースが大きくなることで、相対的に右側車線への車線変更がし易くなる。

（７）自車両の走行方向前方における予め設定した距離以内に他の道路への出入り口がある場合に、車群先頭用の目標車間時間として隣接車線の他の車群とは異なる値を設定する。
この構成によれば、車線変更が発生し易い状況で車線変更し易い状況を形成することが可能となる。

（８）各車両は、同一車線を走行する他車両と車群を形成するように制駆動力制御を行う隊列走行制御部を備える。そして、一の車群の基準速度を、該一の車群が走行する車線の隣接車線を走行する他の車群の基準速度と異なる値に設定する。
この構成によれば、隣接する２つの車線をそれぞれ走行する車群の基準速度が異なるため、２つの車群が併走している状態においても、時間の経過と共に２つの車群位置関係がずれていくことで、一方の車群から他方の車群がいる車線に車線変更するために空きスペースを確保し易くなる。すなわち、車線変更をすることがより容易に実行可能となる。

１ 制御作動用スイッチ
３ 外界認識装置
４ 通信装置
５ 走行制御コントローラ
５Ａ 制御状態設定部
５Ｂ 先行車検出状態判定部
５Ｃ 先行車車速・減速度推定部
５Ｄ 目標応答特性算出部
５Ｅ 目標車速算出部
５Ｆ 目標加減速度算出部
５Ｇ 車速指令値算出部
５Ｊ 車速サーボ演算部
５Ｋ トルク配分制御演算部
５Ｌ エンジントルク演算部
５Ｍ ブレーキ液圧演算部
５Ｎ 隊列走行判定処理部
６ 加減速制御装置
６Ａ ブレーキコントローラ
６Ｂ エンジンコントローラ

Claims (8)

1. 同一車線を走行する他車両と車群を形成するように制駆動力制御を行う隊列走行制御部と、
   自車両が所属する車群の基準速度を、自車両が走行する車線の隣接車線を走行する他の車群の基準速度と異なる速度に設定する基準速度設定部と、を備えることを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 上記基準速度設定部は、隣接車線において、道路幅方向右側の車線を走行する車群の基準速度よりも、道路幅方向左側の車線を走行する車群の基準速度が相対的に低い値となるように、自車両が所属する車群の基準速度を設定することを特徴とする請求項１に記載した車両用走行制御装置。
3. ２車線以上の道路に対し、走行する車線毎に車群の基準速度が予め異なる値として設定しておき、
   上記基準速度設定部は、自車両が走行する車線に設定された車群の基準速度を採用することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した車両用走行制御装置。
4. 自車両の走行方向前方における予め設定した距離以内に他の道路への出入り口があるか否かを判定する出入り口判定部を備え、
   上記基準速度設定部による車群の基準速度の設定は、上記出入り口判定部が出入り口があると判定している場合に実施することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した車両用走行制御装置。
5. 自車両が車群の先頭車両の場合であり且つ自車両の前方の予め設定された範囲に先行車両が存在する場合、その先行車両との車間時間が予め設定した車群先頭用の目標車間時間となるように制駆動力制御を行い、
   更に、上記車群先頭用の目標車間時間を、自車両が走行する車線の隣接車線を走行する他の車群での群先頭用の目標車間時間と異なる値に設定する車群先頭用設定部を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した車両用走行制御装置。
6. 上記車群先頭用設定部は、隣接車線において、道路幅方向右側の車線を走行する車群の群先頭用の目標車間時間よりも、道路幅方向左側の車線を走行する車群の群先頭用の目標車間時間が相対的に大きい値となるように、自車両が所属する車群の車群先頭用の目標車間時間を設定することを特徴とする請求項５に記載した車両用走行制御装置。
7. 自車両の走行方向前方における予め設定した距離以内に他の道路への出入り口があるか否かを判定する出入り口判定部を備え、
   上記車群先頭用設定部による車群先頭用の目標車間時間の設定は、上記出入り口判定部が出入り口があると判定している場合に実施することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載した車両用走行制御装置。
8. 各車両は、同一車線を走行する他車両と車群を形成するように制駆動力制御を行う隊列走行制御部を備え、
   一の車群の基準速度を、該一の車群が走行する車線の隣接車線を走行する他の車群の基準速度と異なる値に設定することを特徴とする隊列走行制御方法。

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