JP2015022423A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現状の隊列走行状態を維持困難な状況において、先行車両の減速度の変化に対する対応をより容易にする。【解決手段】走行制御コントローラ５は、隊列走行の実施条件を満足している場合、自車両周囲の他車両と車車間通信を行いながら、先行車両との車間時間が隊列走行用の目標車間時間とな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、隊列走行中に、現状の隊列走行状態を維持困難な状況であると判定した場合には、先行車両との車間時間を上記隊列走行用の目標車間時間よりも長い離隔用の車間時間となるように制駆動力制御を行う。【選択図】 図４

Description

本発明は、自車両周囲の車両と車車間通信をしながら隊列走行可能な走行制御技術に関する。

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、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。このとき、自車両が先頭車両でない場合には、先行車両から送信された先行車識別番号に「１」を足した値を自車両識別番号として設定することで隊列中の自車両位置を認識する。また、運転者の離脱操作（隊列走行の解除）などによって上記隊列走行制御つまり自動制御状態が解除される。

特開平９−８１８９９号公報

隊列走行状態では、自車両が先頭車両でない場合、自車両は、先行車両に対し隊列走行に適した短い車間時間となるように制駆動力制御を行う自動運転状態となっている。このような隊列走行中であって、先行車両との車間距離が十分に開いていない状況で、運転者が隊列走行の解除操作をして手動運転状態に移行したとき、先行車両が減速すると、上記減速に対する自車両の減速対応が遅れる可能性がある。減速対応が遅れると、例えば、自車両が必要以上に先行車両に近づいてしまう可能性がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、現状の隊列走行状態を維持困難な状況において、先行車両の減速度の変化に対する対応をより容易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、自車両周囲の他車両と車車間通信を行いながら、先行車両との車間時間が隊列走行用の目標車間時間となるように制駆動力制御を行う。隊列走行中に、現状の隊列走行状態を維持困難な状況である場合には、先行車両との車間時間を上記隊列走行用の目標車間時間よりも長い離隔用の車間時間となるように制駆動力制御を行う。

本発明の一態様によれば、現状の隊列走行状態を維持困難な状況になると、隊列走行用の目標車間時間よりも長い離隔用の車間時間に調整することで、先行車両の減速度の変化に対応可能な車間時間が増大する。この結果、現状の隊列走行状態を維持困難な状況になった場合において、先行車両の減速度の変化に対する対応がより容易になる。

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。 本発明に基づく第１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。 第１変形例の処理を説明する図である。 第２変形例の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、複数の車両と隊列の群を形成して走行する。自車両が所属する隊列内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は、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、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。

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。通信装置４を介して先行車両や後続車両の走行情報を取得しても良い。
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場合、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、予め設定した車両前方に対し、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。

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。ここで、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、本実施形態では先行車両に追従しているものとして記載する。特に、隊列走行時における先行車両への追従を中心にして説明する。
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、運転者が設定した設定車速が車速指令値となる。
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識別情報の授受を行い、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ことなる。

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）、自車識別番号を読み込む。
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、隊列走行の解除要求があったか判定する。解除要求があった場合には、ステップＳ２００に移行する。解除要求が無い場合には、ステップＳ５０に移行する。ここで、隊列走行の解除要求は、ブレーキペダルを踏み込む操作やスイッチ操作によって発生する。
ステップＳ２００では、先行車両の走行状態として先行車両が減速しているか判定する。例えば、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチがＯＮとなったことを、通信装置４を介して受信することで、先行車両の減速を判定する。相対速度の変化から減速度の変化を検出して判定しても良い。先行車が減速していないと判定した場合にはステップＳ２１０に移行する。先行車両が減速していると判定した場合にはステップＳ２２０に移行する。

ステップＳ２１０では、離隔用の車間時間として、隊列用の車間時間よりも大きな第１の車間時間を設定する。そしてステップＳ２３０に移行する。
ステップＳ２２０では、離隔用の車間時間として、第１の車間時間よりも大きな第２の車間時間を設定する。そしてステップＳ２３０に移行する。
ステップＳ２３０では、先行車との車間時間が、離隔用の車間時間以上か判定する。先行車との車間時間が、離隔用の車間時間以上と判定した場合には、追従走行の走行制御を終了して、上位の制御本体部（不図示）に復帰して、追従制御を終了する。先行車両との車間時間が、離隔用の車間時間未満の場合には、ステップＳ２４０に移行する。

ステップＳ２４０では、解除要求を検出した時の自車両の減速度を制動指令として設定する。そして、その制動指令を加減速制御装置に出力して復帰する。ここで、上記離隔用の車間時間より大きな値を目標車間時間に設定してＳ９０に移行して制駆動制御を実施して離隔用の車間時間となるように走行制御しても良い。
ステップＳ５０では、先行車両との通信状態を判定する。例えばメッセージカウンタなどで通信状態を判定する。具体的には、先行車両と通信不能状態か否かを判定する。通信可能状態と判定した場合にはステップＳ６０に移行する。通信不能状態と判定した場合には、ステップＳ７０に移行する。

ステップＳ６０では、隊列用の目標車間時間に対して、隊列用の目標車間時間の初期値を設定してステップＳ８０に移行する。
ステップＳ７０では、隊列用の目標車間時間に対して、上記隊列用の目標車間時間の初期値よりも大きな第３の車間時間を離隔用の車間時間として設定する。
ここで、目標車間時間Ｔｇａｐは、ＡＣＣ走行制御では運転者のスイッチ操作に基づき選択する。ただし、複数台での隊列走行を行う隊列走行制御での追従制御の際には、予め設定した固定値とする。ここで、隊列走行で設定する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。

ステップＳ８０では、上記処理で設定された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が設定される。例えば自車識別番号が２以上の値となっている場合には、隊列走行での追従走行制御であると判定する。
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、目標車間時間をＴｇａｐ、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、自車両が隊列の先頭車両（自車隊列番号ＩＤ＝１）には、隊列の車群としての設定車両となるように速度制御を行う。

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。
この隊列を組んだ走行中に、運転者が隊列解除の操作を行ったとする。隊列解除の操作は、例えば運転者がブレーキ操作子（ブレーキペダルなど）を制動方向に操作した場合や、運転者が隊列解除のためのスイッチ操作を行った場合である。

運転者が隊列の解除操作を行うと、自車両は、隊列走行のための自動走行状態である追従走行制御から手動運転状態に移行することになる。このとき、隊列走行時には、交通効率を向上するために車間時間を相対的に短く設定されていることから、隊列走行制御を終了した時点では、自車両と先行車両との車間距離が短いおそれがある。この状態で先行車両が減速すると、更に、自車両と先行車両との車間距離が短くなることで、運転者の制動操作などの運転者の運転操作が慌ただしくなるおそれがある。

これに対し、本実施形態では、隊列の解除操作を検出しても、実際の車間時間が、隊列走行時の目標車間時間よりも長い隔離用の車間時間よりも短い場合には、先行車両との車間時間が隔離用の車間時間以上となるまで制駆動制御を行う。そして、実際の車間時間が隔離用の車間時間以上となってから手動運転状態に移行する。
このように、先行車両との車間時間が確実に隔離用の車間時間以上となってから手動運転状態に移行することで、隊列の解除操作後に、運転者は、先行車両の減速度の変化、特に先行車の減速度増大に対する対応が容易になる。

運転者による隊列の解除操作は、現状の隊列走行状態を維持困難な状況である維持困難状態の一例である。
また、現状の隊列走行状態を維持困難な状況である維持困難状態としては、他の例としては、先行車両との通信が不能となる状態がある。先行車両との通信が不能とある状況は、例えば、先行車両だけがトンネル内を走行するとか、先行車両が上り坂から下り坂を走行し、自車両が上り坂を走行中などに発生するおそれがある。

本実施形態では、先行車両との通信が通信不能と判定すると、隊列走行状態は解除することなく、隊列用の目標車間時間を離隔用の車間時間にして長くすることで、通信不能となった先行車両との車間距離を稼ぐことで、先行車両の減速に対する対応が容易になる。
ここで、通信不能と判定して目標車間時間を大きくしても、先行車両との通信が再度可能となったときは先行車両に対する車間距離を隊列用の目標車間距離の初期値に戻すことで、車間距離が短くなる。
先行車両との通信が通信不能の状態が予め設定した時間継続した場合には、隊列走行を解除しても良い。この場合でも、車間時間は、隊列用の目標車間時間よりも大きくなっているので、運転者は、先行車両の減速度の変化、特に先行車の減速度増大に対する対応が容易になる。

（第１変形例）
上記実施形態では、先行車両との通信が不能と判定すると、現状の隊列走行状態を維持困難な状況である維持困難状態と判定して、現状の隊列状態を維持したまま目標車間時間を一時的に広げる場合で説明した。現状の隊列状態を維持とは先行車両との隊列の連結状態を維持したままにすることを指す。
これに対し、本変形例では、先行車両との通信が不能と判定すると、自車両を隊列走行の先頭車両となるように隊列が分割するように隊列状態を設定変更する。

（構成）
本変形例に係る処理を、フローチャート図である図５を参照して説明する。
すなわち、ステップＳ５０にて先行車両との通信が不能か否かを判定する。通信不能と判定したらステップＳ４１０に移行する。通信不能でないと判定した場合にはステップＳ４０５に移行する。
ステップＳ４１０では、隊列分割処理を行った後にステップＳ４２０に移行する。

隊列分割処理について、次に記載する。
まず、自車識別番号を「１」に設定変更し、その設定変更後の自車識別番号を後続車に送信する。このとき、後続車両が存在しない場合や、後続車両が他の隊列の先頭車両の場合には、その後続車との隊列の連結処理を行わない。この場合、一時的に自車両１台だけの隊列走行となるが、例外として隊列走行状態と見なして処理を続行する。
また併行して、先行車両との目標車間時間として予め設定した時間だけ追従走行制御を続行する。すなわち、隊列として分割するが、追従走行制御を継続する状態とする。
ここで、隊列一時的分離状態のフラグを立てる（ＯＮにする）と共に、タイマのカウントを開始する。

隊列一時的分離状態のフラグは、初期値でオフになっている。また隊列一時的分離状態のフラグがＯＮの場合には、上記隊列分割処理はスキップしてステップＳ４２０に移行すればよい。
ステップＳ４２０では、上記隊列分離後、予め設定した第１設定時間だけ経過したか判定する。条件を満足する場合（設定時間経過した場合）には、ステップＳ４３０に移行する。条件を満足しない場合には、そのまま復帰して上記処理を繰り返す。
ステップＳ４３０では、通信不能状態が継続して、一時的な通信不能状態でない場合であるので、隊列走行の解除処理を実行し、追従制御を終了して、上位の制御部に復帰する。

またステップＳ４０５では、隊列一時的分離状態のフラグがＯＮか否かを判定する。
隊列一時的分離状態のフラグがＯＮならばステップＳ４４０に移行する。隊列一時的分離状態のフラグがＯＦＦならば、ステップＳ８０に移行して追従制御を継続する。
またステップＳ４４０では、隊列一時的分離状態のフラグが立っており、且つ経過時間が第１設定時間以内か判定する。第１設定時間以内の場合にはステップＳ４５０に移行する。第１設定時間を越えている場合にはステップＳ４３０に移行する。

ステップＳ４５０では、通信の電波状態が良いか否かを判定する。例えば電波強度が予め設定した値以上の場合に、電波状態が良いと判定する。電波状態が良いと判定した場合にはステップＳ４６０に移行する。電波状態が良いと判定しない場合には、一時的に通信可能となった可能性があるので、そのまま復帰して上記処理を繰り返す。
ステップＳ４６０では、通信が回復したとして隊列結合処理を行った後に、復帰する。

隊列結合処理について、次に記載する。
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。但し、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、先行車両と連結出来ないので、隊列の結合を行わない。

（動作など）
本変形例では、先行車両との通信が不能となると、一時的に隊列を分割し、且つ先行車両との車間時間を、隊列用の車間時間よりも長い車間時間となるように制駆動力制御を行う。
第１設定時間を越えて通信不能状態が継続する場合には、一時的な電波障害による通信不能ではないので、隊列走行を解除する。このとき、隊列用の車間時間よりも長い車間時間で先行車両に追従走行をしていたので、車間距離が稼げているため、隊列走行解除後に先行車両が減速度を増大しても、運転者の制動対応が容易となる。
一方、先行車両との通信が不能になっても第１設定時間以内に通信が回復した場合には、隊列の再結合処理が実行されて、通常の隊列走行に復帰することが可能となる。

（第２変形例）
上記実施形態及び変形例の処理に加えて、以下に説明する隊列走行の解除処理を実行しても良い。
（構成）
隊列走行中の処理として、図６示す処理を実行する。この処理は、上記追従走行制御の処理のうち、ステップＳ１０とステップＳ２０との間の処理として実行する。
すなわち、ステップＳ５００にて、自車位置を検出する。自車位置は、ＧＰＳによって判定しても良いし、路車間通信によって判定しても良い。
次に、ステップＳ５１０にて、ステップＳ５００にて取得した自車位置と、ナビゲーション装置等が有する地図情報とを参照して、現在の走行路の種別が、隊列走行可能な道路種別か判定する。例えば、道路種別が高速道路の場合に隊列走行可能な道路種別と見なす。

更に、現在の走行路から路長で予め設定した設定距離だけ前方の道路の種別が、隊列走行が非許可の道路種別であるか判定する。この条件を満足する場合にはステップＳ５２０に移行する。一方、条件を満足しない場合には、上述した追従走行制御の処理を続行する。
ステップＳ５２０では、先行車両が隊列状態を解除したか否かを判定する。先行車両が隊列状態を解除した場合には、ステップＳ５３０に移行する。一方、先行車両が隊列状態を解除していない場合には、上述した追従走行制御の処理を続行する。

ステップＳ５３０では、先行車両との目標車間時間として、現在の隊列用の車間時間から予め設定した単位減少時間（：正の値）を減じた値を、隊列用の車間時間に設定する。
ステップＳ５４０では、現在の車間時間が、予め設定した近接用の車間時間以下か判定する。近接用の車間時間は、隊列用の車間時間の初期値よりも短い時間に設定されている。現在の車間時間の代わりに設定変更した隊列用の車間時間が近接用の車間時間以下か判定しても良い。
現在の車間時間が近接用の車間時間以下の場合には、ステップＳ５５０で隊列走行の解除処理を実施したのちに、追従走行を終了する。現在の車間時間が近接用の車間時間よりも大きい場合には、ステップＳ９０に移行して、設定変更した隊列用の車間時間を目標車間時間として追従走行制御を行う。

（動作など）
例えば高速道度を隊列走行可能な道路とする。また一般道路は、隊列走行非許可とする。
今、自車両が高速道路を走行中であり、且つ自車両が周囲の車両と隊列を形成して走行している状態であって、高速道路の料金所など当該走行している高速道路の終わり位置に向かっている場面を想定する。
そして、自車両若しくは隊列を形成している車群が、隊列走行が非許可の道路に予め設定した距離まで近づくと、隊列走行解除の処理に移行する。

このとき、自車両では、先行車両が隊列を解除してから自車両で隊列の解除処理を行う。すなわち、隊列を先頭車から後方に向けて順番に隊列を分離して隊列を解除していく。
このとき自車両は、隊列の解除処理と強いて、追従制御時の車間時間を現在の車間時間から徐々に短くなるように制御する。通常は、自車両は、加速して先行車両との車間距離を短くする。そして、先行車両に対する自車両の車間時間が隊列用の車間時間よりも短くなってから自車両の隊列解除を行う。

ここで、隊列を解除する際に、各車両が減速して車間距離を確保して隊列解除を行うと、各車両が順番に減速することでショックウェーブ現象が発生する。
この点、本実施形態では、前方の車両との車間距離をつめるように加速して隊列の解除を、隊列を形成していた前側の車両から順番に実施することで、上記前方の車両との車間時間を開けてから隊列解除を順番に実施する場合に比べて上記ショックウェーブが起きにくくなる。
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，Ｓ５０，Ｓ５１０は隊列状態維持判定部を構成する。ブレーキペダルは制動操作子を構成する。ステップＳ２００は先行車両減速判定部を構成する。ステップＳ５２０〜ステップＳ５４０は第２車間時間変更部を構成する。

（本実施形態の効果）
（１）走行制御コントローラ５は、自車両周囲の他車両と車車間通信で情報の授受を行いながら、先行車両との車間時間が隊列走行用の目標車間時間とな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、現状の隊列走行状態を維持困難な状況である維持困難状態か否かを判定する。走行制御コントローラ５は、上記隊列状態維持判定部が上記維持困難状態と判定すると、先行車両との車間時間を上記隊列走行用の目標車間時間よりも長い離隔用の車間時間となるように制駆動力を制御する。
この構成によれば、現状の隊列走行状態を維持困難な状況になると、隊列走行用の目標車間時間よりも長い離隔用の車間時間に調整することで、先行車両の減速度の変化に対応可能な車間時間が増大する。この結果、現状の隊列走行状態を維持困難な状況になった場合において、先行車両の減速度の変化、特に先行車両の減速度の増大に対する対応をより容易になる。

（２）走行制御コントローラ５は、隊列走行の解除操作を検出すると、上記維持困難状態と判定し、その隊列走行の解除操作を検出することで上記維持困難な状況と判定すると、上記離隔用の車間時間となるまで制動制御を実行する。
この構成によれば、隊列走行を解除して手動運転に移行したときに、先行車両の減速度の変化に対応可能な車間時間が増大する。この結果、現状の隊列走行状態を維持困難な状況になった場合において、隊列制御から手動運転に移行したときに、先行車両の減速度の変化、特に先行車両の減速度の増大に対する対応をより容易になる。

（３）隊列走行の解除操作の一つは、運転者による制動操作子の操作である。走行制御コントローラ５は、運転者による制動操作子の操作を検出することで上記維持困難な状況と判定した場合には、当該運転者による制動操作子の操作を検出した際の減速度を維持するように制動制御を実行する。
この構成によれば、自車両における減速を継続することで、隊列走行を解除する際に、先行車両との車間時間を広げることが可能となる。

（４）走行制御コントローラ５は、先行車両の減速中と判定しているときの上記離隔用の車間時間を、上記先行車両減速判定部が先行車両の減速中と判定していないときの上記離隔用の車間時間よりも大きな値とする。
この構成によれば、先行車両が制動を掛けて自車両との相対距離が小さくなる可能性が高い場合には、当該先行車両との車間時間をより大きくしてから隊列走行を解除する。これによって、先行車両の挙動に応じて、先行車両の減速度の変化に対応可能な車間時間が増大する。

（５）走行制御コントローラ５は、先行車両との車車間通信が不能状態となることで上記維持困難状態と判定すると、上記先行車両との車車間通信が不能状態となることで上記維持困難状態と判定している間、上記隊列走行用の目標車間時間を上記離隔用の車間時間に設定変更する。
この構成によれば、先行車両との通信が不能状態となって、現状の隊列走行状態を維持出来ない可能性が高くなると、先行車両との車間時間を増大することで、先行車両の減速により対応可能となる。

（６）走行制御コントローラ５は、先行車両との車車間通信が不能状態となることで上記維持困難状態と判定すると、自車両を隊列走行の先頭車両に設定変更すると共に、上記離隔用の車間時間となるように制動制御を実行する。
この構成によれば、上記通信が上記不能状態になると、自車両が一時的に隊列の先頭となるように隊列を分割して、先行車両との車間時間を開く。これによって、先行車両との車間時間を増大することで、先行車両の減速に対して対応可能となる。
また先方車両との追従走行を行う事で、通信回復後の先行車両への再結合処理を短時間で可能とする。

（７）走行制御コントローラ５は、先行車両との車車間通信が不能状態となることで自車両を隊列走行の先頭車両に設定変更した後に、予め設定した第１設定時間経過したと判定すると、隊列走行状態を解除する。
この構成によれば、通信不能が一時的でない場合には、隊列走行を解除する。またこのとき、先行車両に対する車間時間が長くなっているので、先行車両の減速に対して対応可能となる。

（８）走行制御コントローラ５は、上記自車両を隊列走行の先頭車両に設定してから上記第１設定時間経過前に先行車両との車車間通信が再度通信可能となると、先行車両との隊列の再結合処理を行う。
この構成によれば、隊列の再結合を行う事で、交通効率を上げることが出来る。

（９）走行制御コントローラ５は、道路種別が隊列走行の実施条件を満足しない道路位置に予め設定した距離だけ近づいたと判定すると、現状の隊列走行状態を維持困難な状況である維持困難状態と判定する。走行制御コントローラ５は、隊列状態維持判定部が道路種別が隊列走行の実施条件を満足しない道路位置に予め設定した距離だけ近づくことで上記維持困難状態と判定し、且つ先行車両が隊列状態を解除したと判定すると、先行車両との車間時間を上記隊列走行用の目標車間時間よりも短い近接用の車間時間となるように自車両を制駆動制御する。その制駆動制御によって先行車両との車間時間が上記近接用の車間時間となったと判定すると隊列走行を解除する。
本構成によれば、隊列全体を解除する場合には、先行車両との車間時間を短くして各車両が隊列を解除することで、各車両が減速することによるショックウェーブが発生し難くなる。

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
１０ ブレーキ装置
１２ エンジン
１３ 車輪

Claims (9)

1. 自車両周囲を走行する車両のうち、少なくとも先行車両を検出する周辺車両検出部と、
   自車両周囲の他車両と車車間通信を行いながら、先行車両との車間時間が隊列走行用の目標車間時間となるように制駆動力制御を行う隊列走行制御部と、
   現状の隊列走行状態を維持困難な状況である維持困難状態か否かを判定する隊列状態維持判定部と、
   上記隊列状態維持判定部が上記維持困難状態と判定すると、先行車両との車間時間を上記隊列走行用の目標車間時間よりも長い離隔用の車間時間となるように制駆動力を制御する車間時間変更部と、
   を備えることを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 上記隊列状態維持判定部は、隊列走行の解除操作を検出すると、上記維持困難状態と判定し、
   上記車間時間変更部は、上記隊列状態維持判定部が隊列走行の解除操作を検出することで上記維持困難な状況と判定すると、上記離隔用の車間時間となるまで制動制御を実行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. 上記隊列状態維持判定部が検出する上記隊列走行の解除操作の一つは、運転者による制動操作子の操作であり、
   上記車間時間変更部は、上記隊列状態維持判定部が運転者による制動操作子の操作を検出することで上記維持困難な状況と判定した場合には、当該運転者による制動操作子の操作を検出した際の減速度を維持するように制動制御を実行することを特徴とする請求項２に記載した車両用走行制御装置。
4. 先行車両が減速中か否かを判定する先行車両減速判定部を備え、
   上記先行車両減速判定部が先行車両の減速中と判定しているときの上記離隔用の車間時間を、上記先行車両減速判定部が先行車両の減速中と判定していないときの上記離隔用の車間時間よりも大きな値とすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載した車両用走行制御装置。
5. 上記隊列状態維持判定部は、先行車両との車車間通信が不能状態となると、上記維持困難状態と判定し、
   上記車間時間変更部は、先行車両との車車間通信が不能状態となることで上記維持困難状態と判定すると、上記先行車両との車車間通信が不能状態となることで上記維持困難状態と判定している間、上記隊列走行用の目標車間時間を上記離隔用の車間時間に設定変更することで実行す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. 上記隊列状態維持判定部は、先行車両との車車間通信が不能状態となると、上記維持困難状態と判定し、
   上記車間時間変更部は、先行車両との車車間通信が不能状態となることで上記維持困難状態と判定すると、自車両を隊列走行の先頭車両に設定変更すると共に、上記離隔用の車間時間となるように制動制御を実行す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。
7. 上記自車両を隊列走行の先頭車両に設定してから予め設定した第１設定時間経過したと判定すると、隊列走行状態を解除することを特徴とする請求項６に記載した車両用走行制御装置。
8. 上記自車両を隊列走行の先頭車両に設定してから上記第１設定時間経過前に先行車両との車車間通信が再度通信可能となると、先行車両との隊列の再結合処理を行うことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載した車両用走行制御装置。
9. 自車両周囲を走行する車両のうち、少なくとも先行車両を検出する周辺車両検出部と、
   自車両周囲の他車両と車車間通信を行いながら、先行車両との車間時間が隊列走行用の目標車間時間となるように制駆動力制御を行う隊列走行制御部と、
   道路種別が隊列走行の実施条件を満足しない道路位置に予め設定した距離だけ近づいたと判定すると、現状の隊列走行状態を維持困難な状況である維持困難状態と判定する隊列状態維持判定部と、
   隊列状態維持判定部が道路種別が隊列走行の実施条件を満足しない道路位置に予め設定した距離だけ近づくことで上記維持困難状態と判定し、且つ先行車両が隊列状態を解除したと判定すると、先行車両との車間時間を上記隊列走行用の目標車間時間よりも短い近接用の車間時間となるように自車両を制駆動制御する第２車間時間変更部と、
   上記第２車間時間変更部の作動によって先行車両との車間時間が上記近接用の車間時間となったと判定すると隊列走行を解除することを特徴とする車両用走行制御装置。
   

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