JP2019028733A - Tandem traveling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の車両が自動運転により隊列走行する隊列走行システムに関する。 The present invention relates to a row running system in which a plurality of vehicles run in a row by automatic driving.
従来から、例えば特許文献1のように、複数の車両で隊列を組んで走行する隊列走行を自動運転により実現する技術が知られている。こうした隊列走行においては、車両間での相互通信により車速や車間距離などが一定に保持されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as in Patent Document 1, for example, a technique for realizing platooning that travels in a platoon with a plurality of vehicles by automatic driving is known. In such platooning, vehicle speed, distance between vehicles, etc. are kept constant by mutual communication between vehicles.
ところで、隊列走行においては、隣接車線に隊列長以上の十分なスペースがある場合には隊列ごと車線変更することが可能であるものの、実際に車線変更する際にそうした状況に遭遇するとは限らない。そのため、隊列走行する各車両が隣接車線に円滑に車線変更することが可能な技術が望まれている。 By the way, in platooning, it is possible to change lanes for each platoon if there is sufficient space in the adjacent lane beyond the platoon length, but this situation is not always encountered when actually changing lanes. Therefore, there is a demand for a technology that allows each vehicle traveling in a platoon to smoothly change lanes to adjacent lanes.
本発明は、自動運転により隊列走行する複数の車両の車線変更を円滑に行うことのできる隊列走行システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a platooning system that can smoothly change lanes of a plurality of vehicles traveling in tandem by automatic driving.
上記課題を解決する隊列走行システムは、複数の車両が自車両の位置を含む運転情報を相互に通信しながら自動運転によって隊列を形成して走行する隊列走行システムであって、前記複数の車両の各々は、自車両の速度および操舵角を制御する走行制御部と、第1車線から前記第1車線に隣接する第2車線への自車両の車線変更の可否を判断する判断部と、前記隊列を形成する他車両との間で相互に通信可能に構成された通信部と、を備え、前記第1車線の走行時に前記判断部が車線変更可能と判断した場合には、前記走行制御部が前記第2車線への車線変更を実行したのち前記走行制御部が前記第2車線における自車両の前方に前記第1車線を走行している他車両が車線変更可能なスペースを形成する車速制御であるスペース形成制御を実行し、前記通信部が前記スペース形成制御時の運転情報を他車両に送信し、前記第1車線の走行時に前記通信部が前記スペース形成制御時の運転情報を他車両から受信した場合には、前記走行制御部が前記スペースに自車両を並走させる並走制御を実行するとともに前記判断部が前記スペースへの車線変更の可否を判断する。 A convoy travel system that solves the above problems is a convoy travel system in which a plurality of vehicles travel by forming a convoy by automatic driving while mutually communicating driving information including the position of the own vehicle. Each includes a travel control unit that controls the speed and steering angle of the host vehicle, a determination unit that determines whether the lane of the host vehicle can be changed from the first lane to the second lane adjacent to the first lane, and the platoon A communication unit configured to be able to communicate with other vehicles forming the vehicle, and when the determination unit determines that the lane can be changed when traveling in the first lane, the traveling control unit After executing the lane change to the second lane, the travel control unit performs vehicle speed control to form a space in which the other vehicle traveling in the first lane in the second lane can change the lane in front of the host vehicle. Realize some space formation control When the communication unit transmits the driving information at the time of the space formation control to another vehicle, and the communication unit receives the driving information at the time of the space formation control from the other vehicle when traveling in the first lane, The travel control unit performs parallel control for causing the vehicle to travel in parallel in the space, and the determination unit determines whether or not a lane change to the space is possible.
上記構成によれば、第2車線には、車線変更した車両によるスペース形成制御によって当該車両の前方に、第1車線を走行している車両が車線変更可能なスペースが形成される。そして、第1車線を走行している車両は、並走制御によってそのスペースを並走しながら第2車線への車線変更の可否を判断する。すなわち、上記構成によれば、第2車線におけるスペースの形成と当該スペースへの車線変更とが繰り返し行われることから、隊列全体としての車線変更を円滑に行うことができる。 According to the above configuration, in the second lane, a space in which the vehicle traveling in the first lane can change lanes is formed in front of the vehicle by space formation control by the vehicle that has changed lanes. And the vehicle which is drive | working the 1st lane judges whether the lane change to a 2nd lane is feasible, parallelly running the space by parallel control. That is, according to the said structure, since formation of the space in a 2nd lane and the lane change to the said space are performed repeatedly, the lane change as the whole platoon can be performed smoothly.
上記構成の隊列走行システムにおいて、前記スペース形成制御時の運転情報は、前記スペース形成制御における車速に関する制御指示値を含むことが好ましい。
上記構成によれば、スペース形成制御時の運転情報に車速に関する制御指示値が含まれている。そのため、車線変更前の車両の並走制御においては、例えば車線変更直後の車両の減速度などに基づいて車速を制御することができる。
In the row running system configured as described above, it is preferable that the driving information during the space formation control includes a control instruction value related to a vehicle speed in the space formation control.
According to the above configuration, the control instruction value related to the vehicle speed is included in the driving information during the space formation control. Therefore, in the parallel running control of the vehicle before the lane change, the vehicle speed can be controlled based on the deceleration of the vehicle immediately after the lane change, for example.
上記構成の隊列走行システムでは、前記第2車線への車線変更が前記第1車線を走行する最後尾の車両から順に行われることが好ましい。
上記構成によれば、第1車線を走行している最後尾の車両から順に第2車線への車線変更が行われることから、車線変更後の車両を車線変更前の車両が追い抜く必要がない。そのため、隊列全体としての車線変更をより円滑に行うことができる。
In the convoy travel system configured as described above, it is preferable that the lane change to the second lane is performed in order from the last vehicle traveling in the first lane.
According to the above configuration, since the lane change to the second lane is performed in order from the last vehicle traveling in the first lane, there is no need for the vehicle before the lane change to overtake the vehicle after the lane change. Therefore, the lane change as a whole platoon can be performed more smoothly.
上記構成の隊列走行システムは、前記並走制御において、前記走行制御部は、前記スペース形成制御時の運転情報に含まれている車速に関する制御指示値を用いて車速の制御を行うことが好ましい。
上記構成によれば、隊列全体として各車両間の車間距離を保持しながら車速の制御を行うことが可能である。
In the row running system configured as described above, in the parallel running control, it is preferable that the running control unit controls the vehicle speed using a control instruction value related to the vehicle speed included in the driving information during the space formation control.
According to the above configuration, it is possible to control the vehicle speed while maintaining the inter-vehicle distance between the vehicles as the entire platoon.
上記構成の隊列走行システムでは、前記第2車線への車線変更が前記第1車線を走行する車両のうち車線変更可能な車両から順に行われることが好ましい。
上記構成によれば、車線変更可能な車両から第2車線への車線変更が行われることから、車線変更する車両の順番についての自由度を向上させることができる。
In the convoy travel system configured as described above, it is preferable that the lane change to the second lane is performed in order from the vehicle that can change the lane among the vehicles that travel in the first lane.
According to the above configuration, since the lane change from the vehicle that can change lanes to the second lane is performed, the degree of freedom regarding the order of the vehicles that change lanes can be improved.
図1〜図7を参照して、隊列走行システムの一実施形態について説明する。
図1に示すように、隊列走行システムは、複数の車両10の間で各車両10の車両制御装置20が相互に通信することにより各車両10の車速や位置関係などを把握し、1つ前を走行する車両10を先行車両として後続車両が追従する隊列走行を具現化する。この隊列走行システムでは、車速が最高速度以下の範囲で制御されるとともに車間距離Lがその時々の車速に応じた適正距離に制御される。また、この隊列走行システムでは、隣接車線への各車両10の車線変更が自動運転により具現化される。以下、自動運転による各車両10の車線変更について詳しく説明する。
An embodiment of a row running system will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the platooning system grasps the vehicle speed and positional relationship of each
図2に示すように、複数の車両10の各々は、車両の運転を制御する車両制御装置20を備えている。車両制御装置20は、各種機能部として、通信部21、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信部22、周辺状況検出部23、走行状況検出部24、地図データベース25、走行経路設定システム26、および、自動運転ECU(Electronic Control Unit)30を備えている。これらの各種機能部は、車載ネットワーク28を介して互いに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, each of the plurality of
通信部21は、隊列を形成する車両間で相互に通信可能に構成されている。通信部21は、車載ネットワーク28に出力された自車両に関する各種情報を自車両のIDを関連付けた運転情報として他車両に送信する。また、通信部21は、他車両が送信した運転情報を受信し、その受信した他車両の運転情報を車載ネットワーク28に出力する。運転情報の内容については後述する。
The
GNSS受信部22は、図示しない3以上のGNSS衛星からのGNSS信号を受信し、その受信したGNSS信号に基づく自車両の現在地(例えば緯度および経度)を示すGNSS情報を取得する。GNSS受信部22は、そのGNSS情報を車載ネットワーク28に出力する。
The GNSS
周辺状況検出部23は、レーダー部や撮像部などで構成されており、自車両の周辺状況を示す情報を検出する。
図3に示すように、レーダー部は、例えば、自車両11が走行している車線51の前方車両13や車線51に隣接する車線52,53を走行する周辺車両14が検出されるように自車両11の周辺が検出範囲に設定されている。レーダー部は、例えば、自車両11の周辺に検出波としてミリ波を出射するミリ波レーダーや自車両11の周辺に検出波として赤外線光を出射するレーザーレーダーによって構成される。レーダー部は、出射した検出波の反射波に基づいて、周辺に位置する障害物の自車両11に対する距離および相対速度を示す障害物情報を取得する。撮像部は、前方車両13や周辺車両14が撮像されるように自車両11の周辺が撮像範囲に設定されている。撮像部は、自車両11の周辺を撮像した画像情報を取得する。周辺状況検出部23は、自車両11の周辺状況を示す情報として、これら障害物情報および画像情報を車載ネットワーク28に出力する。
The surrounding
As shown in FIG. 3, for example, the radar unit automatically detects the preceding
走行状況検出部24は、自車両の走行状況に関する各種の情報を検出する。走行状況検出部24は、例えば、車速を検出する車速センサー、加減速度を検出する加減速度センサー、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサーなどを含んでいる。走行状況検出部24は、各センサーの検出値を検出値情報として車載ネットワーク28に出力する。
The traveling
地図データベース25は、交差点や分岐点などを示すノードとノード間を繋ぐ道路区間であるリンクとによって構成された地図情報を有するデータベースであり、自車両に搭載された記憶装置に記憶されている。地図情報には、例えば、各ノードの位置や種別などを含むノード情報、および、各リンクの種別やリンク長に加えて車線数や曲率、勾配などを含むリンク情報が含まれている。なお、地図データベース25は、車両と通信可能な施設などのコンピューターに記憶される構成であってもよい。
The
走行経路設定システム26は、自車両が走行する経路である走行経路を設定し、その設定した走行経路を示す経路情報を車載ネットワーク28に出力する。走行経路設定システム26は、例えばナビゲーションシステムであり、搭乗者が操作可能な操作装置や地図情報に基づく地図を表示する表示装置によって構成されている。走行経路設定システム26は、例えば、操作装置を通じて目的地が入力されると、GNSS受信部22が出力するGNSS情報と地図データベース25の地図情報とに基づいて現在地から目的地までの走行経路を設定する。なお、走行経路設定システム26は、通信部21と通信可能な施設などに設けられてもよい。この場合、経路情報は、通信部21が受信し、通信部21によって車載ネットワーク28に出力される。また、経路情報は、代表する車両において走行経路設定システム26が出力した経路情報が通信部21を介して他車両に送信されることにより、隊列を形成する複数の車両において共有される構成であってもよい。
The travel
自動運転ECU30は、プロセッサ、メモリー、入力インターフェース、および、出力インターフェース等がバスを介して互いに接続された1以上のマイクロコントローラーを中心に構成される。自動運転ECU30は、車載ネットワーク28に出力された各種情報を入力インターフェースを介して取得する。自動運転ECU30は、その取得した各種の情報、および、メモリーに記憶したプログラムや各種のデータに基づいて各種の処理を実行し、これらの各種の処理を通じて、制御対象40を制御する。
The
自動運転ECU30は、自車両の自動運転に関する各種の機能部として、周辺情報取得部31、走行情報取得部32、位置情報取得部33、車線変更設定部34、判断部35、および、走行制御部36を備えている。
The
周辺情報取得部31は、周辺状況検出部23が出力した障害物情報および画像情報に基づいて自車両の周辺情報を取得する。周辺情報取得部31は、例えば、画像情報に対して所定の識別処理を行うことにより画像情報内の物体を識別し、それら識別した物体と障害物情報内の障害物とを関連付けることにより周辺情報を取得する。例えば、図3に示すように、自車両11に対して前方車両13が存在する場合、周辺情報には、前方車両13との車間距離Laおよび相対速度などが含まれている。また、自車両11の周辺を複数の周辺車両14が走行している場合、周辺情報には、これら周辺車両14の各々の自車両11に対する距離および相対速度などが含まれている。また、周辺情報取得部31は、画像情報に対する識別処理を通じて道路標識や自車線位置などを認識し、走行中の道路における最高速度や走行中の車線の位置などを周辺情報として取得する。周辺情報取得部31は、前方車両13との車間距離Laを車間距離情報として車載ネットワーク28に出力する。
The surrounding
走行情報取得部32は、自車両の走行状況を示す走行情報を取得する。走行情報取得部32は、周辺状況検出部23が出力した画像情報に対する識別処理を通じ、自車両が走行している車線における自車両の横位置、および、当該車線の延在方向に対する自車両の相対角度を走行情報として取得する。また走行情報取得部32は、走行状況検出部24が車載ネットワーク28に出力した検出値情報に基づき、自車両の車速、加減速度、操舵角などを走行情報として取得する。走行情報取得部32は、これら自車両の横位置、相対角度、車速、加減速度、および、操舵角を走行情報として車載ネットワーク28に出力する。
The travel
位置情報取得部33は、自車両および他車両の位置などを示す位置情報を取得する。位置情報取得部33は、GNSS受信部22が車載ネットワーク28に出力したGNSS情報と通信部21が受信した他車両のGNSS情報とを取得する。位置情報取得部33は、自車両および他車両のGNSS情報に基づいて、隊列における各車両の位置や自車両の隊列内順序などを位置情報として取得する。位置情報取得部33は、位置情報の一部である自車両のGNSS情報や隊列内順序などを車載ネットワーク28に出力する。
The position
車線変更設定部34は、車線変更を実行する実行区間などを設定する。例えば、車線変更設定部34は、車載ネットワーク28に出力された経路情報と地図データベース25の地図情報とに基づき、車線変更を実行する実行区間および実行区間通過時における目標車線を示す車線変更情報を取得する。車線変更設定部34は、例えば高速道路のジャンクションなど、走行経路において事前の車線変更が必要となる分岐ノードを抽出し、その分岐ノードの手前に車線変更の実行区間を設定する。車線変更設定部34は、例えば、分岐ノードに到達するまでに各車両の車線変更が完了するのに十分な走行距離(例えば2km)が確保されるように、分岐ノードの手前に位置する1以上のリンクを実行区間に設定する。また車線変更設定部34は、目標車線と実行区間の進入時における自車線位置とに基づいて、車線変更する順番を示す車線変更モードを設定する。車線変更モードは、隊列を形成する最後尾の車両から順に車線変更を行う第1モードであるシンプルモードと、車線変更可能な車両から順に車線変更を行う第2モードであるランダムモードとを有している。
The lane
なお、車線変更設定部34は、所定値以下の曲率が連続するリンクで実行区間を構成することが好ましい。また、車線変更設定部34は、例えば、交通情報を発信する施設が発信する交通情報を通信部21が受信可能に構成されている場合、その時々の交通情報に応じて実行区間を変更可能に構成されていてもよい。また、実行区間や車線変更モードは、走行経路設定システムによって設定される構成であってもよいし、代表する車両での設定内容が通信部21を介して他車両に送信されることで隊列を形成する複数の車両において共有される構成であってもよい。
In addition, it is preferable that the lane
判断部35は、例えば実行区間の走行中、自車両が車線変更可能であるか否かを判断する。例えば、判断部35は、周辺情報取得部31の取得した周辺情報、すなわち周辺車両の位置および相対速度に基づいて、現在走行している車線から当該車線に隣接する隣接車線へ車線変更可能か否かを判断する。また例えば、判断部35は、自車両の位置、および、車線変更直後の他車両の位置と当該他車両に対する前方車両との車間距離Laに基づいて車線変更の可否を判断する。
The
走行制御部36は、上述した周辺情報、走行情報、および、位置情報などに基づいて制御対象40を制御することで自動運転走行を実行する。例えば、走行制御部36は、車載ネットワーク28に出力された経路情報に基づき目的地までの自動運転走行を実行する。
The traveling
制御対象40は、例えば、駆動アクチュエーター、ブレーキアクチュエーター、操舵アクチュエーター、灯火システムに組み込まれたリレーなどで構成される。駆動アクチュエーターは、エンジンやモーターなど、自車両の駆動システムに組み込まれており、該駆動システムの出力を制御する。ブレーキアクチュエーターは、自車両のブレーキシステムに組み込まれており、ブレーキシステムによる制動力を制御する。操舵アクチュエーターは、自車両のステアリングシステムに組み込まれており、ステアリングの操舵角を制御する。灯火システムは、制動灯や方向指示器などで構成されており、リレーは、方向指示器の点灯・非点灯を制御する。
The
走行制御部36は、駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御することにより車速制御を行う。例えば、走行制御部36は、前方車両13との車間距離Laおよび相対速度に基づいて車間距離Laが車速に応じた適正距離となる加減速度を演算し、その演算した加減速度の制御指示値を駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターに出力する。
The traveling
走行制御部36は、操舵アクチュエーターを制御することにより操舵角制御を行う。操舵角制御において、走行制御部36は、例えば、自車両の横位置が車線の中央となるように操舵アクチュエーターを制御する。また、走行制御部36は、例えば、実行区間の走行中に判断部35が車線変更可能と判断すると、隣接車線に車線変更するように操舵アクチュエーターを制御する。
The traveling
走行制御部36は、リレーを制御することにより灯火制御を行う。灯火制御において、走行制御部36は、例えば、判断部35による車線変更の可否の判断が開始されると方向指示器が点灯するようにリレーを制御し、車線変更が完了すると方向指示器が消灯するようにリレーを制御する。
走行制御部36は、上述した加減速度の制御指示値や操舵角の制御指示値、方向指示器への動作指示などを含む制御情報を車載ネットワーク28に出力する。
The traveling
The traveling
なお、運転情報は、車載ネットワーク28に出力された各種情報、すなわち車間距離情報、走行情報、位置情報、および、制御情報で構成されている。通信部21は、これら各種情報で構成された運転情報を他車両へ逐一送信する。
The driving information includes various information output to the in-
上記車両制御装置20を有する各車両10は、上述した運転情報を共有することにより、互いの位置関係などを把握しながら、車速を最高速度以下に保持しつつ車間距離Lがその時々の車速に応じた適正距離に保持されるように隊列走行する。そして、各車両10は、車線変更設定部34が設定した実行区間の走行中に車線変更を行う。
Each
図4〜7を参照して車線変更の手順の一例について説明する。
最初の例では、図4に示すように、第1車線である左側車線56を車速Va、車間距離Lで隊列走行している車両101、車両101を追従している車両102、車両102を追従している車両103が第2車線である右側車線57へ車線変更する場合について説明する。なお、車両101は、車速Vaで走行している車両15に車間距離Lで追従している。また、車両102の側方には車速Vaよりも速い車速Vbで右側車線57を走行する車両16が位置しており、車両103の右側後方には車速Vaよりも速い車速Vcで右側車線57を走行する車両17が位置している。また、図4,6,7では、車両が区別しやすいように車両101,102,103の天面にそれぞれA,B,Cを記載している。
An example of the procedure for changing the lane will be described with reference to FIGS.
In the first example, as shown in FIG. 4, the
図5および図6(a)に示すように、左側車線56を隊列走行している車両101〜103の全てが実行区間に進入すると車線変更が開始される。左側車線56から右側車線57への車線変更、すなわち走行車線から追越車線への車線変更は、最後尾を走行している車両103から順に車線変更が行われるシンプルモードで行われる。車両103では、位置情報取得部33が取得した位置情報に基づいて自車両が左側車線56の最後尾を走行していることが把握され、判断部35によって右側車線57への車線変更の可否の判断がなされる(ステップS101)。そして、車線変更可能と判断されると走行制御部36によって制御対象40が制御されて左側車線56から右側車線57への車線変更が実行される(ステップS102)。
As shown in FIGS. 5 and 6A, when all of the
車線変更後の車両103では、周辺情報取得部31が前方車両である車両16との車間距離Laおよび相対速度を取得するとともに、走行制御部36がそれら車間距離Laおよび相対速度に基づく車速制御としてスペース形成制御を実行する(ステップS103)。スペース形成制御は、車両16との間に車両102が車線変更できるスペース105が形成されるように、車両16よりも遅い車速で自車両を走行させる制御である。スペース形成制御において、走行制御部36は、車間距離Laおよび相対速度に基づいて減速度を演算し、その演算した減速度に基づく制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御する。このとき演算される減速度は、車両16の車速Vbが速いほど小さな値(0を含む)であり、例えば、所定時間内に車両16との車間距離Laが他車両の車線変更可能な車間距離Lcまで大きくなる値である。そして、車両16との車間距離La、減速度の制御指示値、および、車両103のGNSS情報などを含む運転情報が通信部21によって車両101,102に送信される(ステップS104)。
In the
車両103からの運転情報を受信した車両101,102では、走行制御部36が車速制御として並走制御を実行する(ステップS105,S106)。並走制御は、第1車線(左側車線56)を走行している各車両、すなわち車線変更前の各車両にて実行される。並走制御では、第1車線(左側車線56)を走行している車両間の車間距離を適正距離に保持しつつ、スペース形成制御により形成される第2車線(右側車線57)のスペース105に並走するように各車両の速度が制御される。ステップS105,S106において、走行制御部36は、車両103における減速度の制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御する。すなわち、車両101,102は、車両103とは走行している車線は異なるものの、隊列全体として進行方向の車間距離Lを保持しつつ、車両103と車両16との間のスペース105を並走するように走行する。
In the
図5および図6(b)に示すように、次に、車両102の車線変更が行われる。車両102においては、位置情報取得部33が取得した位置情報に基づいて自車両が左側車線56の最後尾を走行していることが把握され、判断部35によって車線変更の可否の判断がなされる(ステップS107)。そして、車線変更可能と判断されると走行制御部36によって制御対象40が制御されて左側車線56から右側車線57への車線変更が実行される(ステップS108)。なお、判断部35は、車両102,103の位置、および、車両16と車両103との車間距離Laに基づいて車線変更の可否を判断してもよいし、周辺情報取得部31が取得する周辺情報に基づいて車線変更の可否を判断してもよい。また、それら双方に基づいて車線変更の可否を判断してもよい。
Next, as shown in FIGS. 5 and 6B, the lane of the
車線変更した車両102では、車両103と同様、車両16を前方車両とするスペース形成制御が行われる(ステップS109)。そして、車両16との車間距離La、スペース形成制御における減速度の制御指示値、および、車両102のGNSS情報などを含む運転情報が通信部21によって車両101,103に送信される(ステップS110)。
In the
車両102からの運転情報を受信した車両101,103においては、各々の走行制御部36によって車速制御が行われる。車両101の走行制御部36は、並走制御を実行し、車両102における減速度の制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御する(ステップS111)。すなわち、車両101は、進行方向における車両102との車間距離Lを保持した状態で車両102と車両16との間のスペースを並走する。車両103の走行制御部36は、追従制御を実行する(ステップS112)。追従制御は、通常の隊列走行時における後続車両の制御態様であり、その時々の車速に応じた適正距離に車間距離Lを保持した状態で先行車両を追従する制御である。すなわち、車両103の走行制御部36は、車両102を先行車両として追従制御を実行する。
In the
図5および図6(c)に示すように、最後に、車両101の車線変更が行われる。車両101においては、位置情報取得部33が取得した位置情報に基づいて自車両が左側車線56を走行している最後の車両であることが把握され、判断部35によって右側車線57への車線変更の可否の判断がなされる(ステップS113)。そして、車線変更可能と判断されると走行制御部36によって制御対象40が制御されて左側車線56から右側車線57への車線変更が実行される(ステップS114)。車線変更が完了した車両101では、隊列走行の先頭車両として、走行制御部36によって先導制御が実行される(ステップS115)。先導制御において、走行制御部36は、経路情報に基づいて制御対象40を制御することにより車両101を目的地に向かって走行させる。また、走行制御部36は、車速を最高速度以下に保持しつつ前方車両である車両16との車間距離Laに適正距離が確保される加減速度を演算し、その演算した加減速度の制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターを制御する。そして、車両16との車間距離La、加減速度の制御指示値、および、車両101のGNSS情報などを含む運転情報が車両102,103に送信される(ステップS116)。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6C, the lane change of the
車両101からの運転情報を受信した車両102,103においては、各々の走行制御部36によって追従制御が実行される(ステップS117、ステップS118)。車両102の走行制御部36は車両101を先行車両として追従制御を実行し、車両103の走行制御部36は車両102を先行車両として追従制御を実行する。これにより、車両101,102,103で構成された隊列の車線変更が完了する。
In the
図7を参照して車線変更の他の例について説明する。
この例では、図7(a)に示すように、第1車線である右側車線57を車速Va、車間距離Lで隊列走行している車両101、車両101を追従している車両102、車両102を追従している車両103が第2車線である左側車線56へ車線変更する。なお、車両101の前方および側方には、車速Vaよりも速い車速で車両15および車両16が走行し、車両103の側方には車速Vaよりも速い車速で車両17が走行している。
Another example of lane change will be described with reference to FIG.
In this example, as shown in FIG. 7 (a), the
右側車線57を隊列走行している車両101〜103の全てが実行区間に進入すると車線変更が開始される。右側車線57から左側車線56への車線変更、すなわち追越車線から走行車線への車線変更は、車線変更可能な車両から順番に車線変更を行うランダムモードで行われる。ランダムモードでは、実行区間に進入すると各車両101〜103において判断部35による車線変更の可否が判断される。この例では、自車両の側方に車両が存在していない車両102の車線変更が最初に行われる。
When all of the
図7(b)に示すように、車両102の車線変更が行われると、車両102では走行制御部36の車速制御として車両16との車間距離Laを大きくするスペース形成制御が行われ、車両101,103では走行制御部36の車速制御として並走制御が行われる。
As shown in FIG. 7B, when the lane of the
この場合の並走制御は、車線変更した車両に対する位置に応じて異なる。車両102よりも進行方向前方を走行している車両101では、例えば、進行方向における車両102との車間距離L1が大きくなるように車両102の減速度以下の減速度を示す制御指示値で駆動アクチュエーターおよびブレーキアクチュエーターが制御される。また、車両102よりも進行方向後方を走行している車両103では、例えば、進行方向における車両102との車間距離L3が小さくなり、やがて、車両102を追い抜いて車両101に追いつくように最高速度以下の範囲で車速が制御される。
The parallel running control in this case differs depending on the position with respect to the vehicle whose lane has been changed. In the
そして、図7(c)に示すように、車両103よりも車両101の車線変更が先に行われると、車両101ではスペース形成制御が実行され、車両102では車両101を先行車両とする追従制御が実行される。車両103では、引き続き並走制御が実行され、判断部35によって車線変更可能と判断されると左側車線56へと車線変更する。その後、車両103では先導制御、車両101では車両103を先行車両とする追従制御、車両102では車両101を先行車両とする追従制御が行われることにより、車両101,102,103で構成された隊列の車線変更が完了する。
Then, as shown in FIG. 7C, when the lane change of the
上記実施形態の隊列走行システムによれば、以下の作用効果が得られる。
(1)第1車線を隊列走行する複数の車両が第2車線へ車線変更する際、第2車線に車線変更した車両のスペース形成制御によって当該車両の前方に、第1車線を走行している車両が車線変更可能なスペースが形成される。一方、第1車線を走行している車両は、並走制御によりそのスペースに並走しながら、判断部によって車線変更の可否を判断する。このように上記隊列走行システムによれば、第2車線におけるスペースの形成と当該スペースへの第1車線から第2車線への車線変更とが繰り返し行われることから、隊列全体としての車線変更を円滑に行うことができる。
According to the row running system of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When a plurality of vehicles traveling in the first lane change to the second lane, they are traveling in the first lane ahead of the vehicle by space formation control of the vehicle that has changed to the second lane. A space in which the vehicle can change lanes is formed. On the other hand, the vehicle traveling in the first lane determines whether or not the lane can be changed by the determination unit while parallel running in the space by the parallel running control. As described above, according to the platooning system, the formation of the space in the second lane and the lane change from the first lane to the second lane to the space are repeatedly performed. Can be done.
(2)運転情報には、制御情報、すなわち車速に関する制御指示値として加減速度の制御指示値が含まれている。これにより、車線変更前の車両においては、車線変更した車両の車速に基づいて並走制御を行うことができる。そのため、例えば、自車両の位置と車両変更した車両の位置とに基づいて並走制御が行われる場合に比べて、車線変更直後の車両に対する相対速度が把握しやすいため、当該車両との車間距離を保持する場合であれ、当該車両との車間距離を変更する場合であれ、並走制御を簡易な制御構成のもとで行うことができる。 (2) The driving information includes control information for acceleration / deceleration as control information, that is, a control instruction value related to the vehicle speed. Thereby, in the vehicle before a lane change, parallel running control can be performed based on the vehicle speed of the vehicle which changed the lane. Therefore, for example, the relative speed with respect to the vehicle immediately after the lane change can be easily grasped compared to the case where parallel running control is performed based on the position of the host vehicle and the position of the vehicle that has been changed. The parallel running control can be performed under a simple control configuration whether the vehicle is held or the distance between the vehicles is changed.
(3)図6に示したように、シンプルモードでは、第2車線への車線変更が隊列の最後尾の車両から順番に行われる(103→102→101)。こうした構成によれば、第1車線を走行する車両が第2車線を走行する車両を追い抜くことがなく、また、車両の順序が入れ替わることもない。その結果、より円滑な車線変更を実行することが可能である。 (3) As shown in FIG. 6, in the simple mode, the lane change to the second lane is performed in order from the last vehicle in the platoon (103 → 102 → 101). According to such a configuration, the vehicle traveling in the first lane does not overtake the vehicle traveling in the second lane, and the order of the vehicles is not changed. As a result, it is possible to execute a smoother lane change.
(4)また、シンプルモードでは、第1車線を走行する車両の車速制御である並走制御が第2車線を走行する車両の車速制御であるスペース形成制御の制御指示値を用いて行われる。そのため、進行方向における隊列全体としての隊列長を保持しながら車速制御を行うことができる。その結果、隊列全体としてコンパクトな状態を保持したまま、各車両の車線変更を行うことができる。 (4) In the simple mode, parallel running control, which is vehicle speed control of a vehicle traveling in the first lane, is performed using a control instruction value for space formation control, which is vehicle speed control of the vehicle traveling in the second lane. Therefore, it is possible to perform vehicle speed control while maintaining the row length of the entire row in the traveling direction. As a result, it is possible to change the lane of each vehicle while maintaining a compact state as a whole platoon.
(5)並走制御を実行中の車両において、判断部35は、自車両の位置、ならびに、車線変更直後の車両の位置および車間距離Laに基づいて車線変更の可否を判断可能に構成されている。こうした構成によれば、スペース形成制御を実行中の車両と前方車両との車間距離Laを把握したうえで車線変更が行われることから、各車両の車線変更をより安全に行うことができる。
(5) In the vehicle that is executing the parallel running control, the
(6)図7に示したように、ランダムモードでは、車線変更可能な車両から順番に第2車線への車線変更が行われる(102→101→103)。こうした構成によれば、車線変更する車両の順番についての自由度を向上させることができる。その結果、例えば、全ての車両の車線変更が完了までに要する時間を短縮することが可能である。 (6) As shown in FIG. 7, in the random mode, the lane change from the lane changeable vehicle to the second lane is performed in order (102 → 101 → 103). According to such a structure, the freedom degree about the order of the vehicle which changes lanes can be improved. As a result, for example, it is possible to reduce the time required to complete the lane change of all vehicles.
(7)車線変更設定部34は、経路情報や地図情報に基づいて、各車両の車線変更を完了させるうえで十分な走行距離を確保することができる区間を実行区間に設定する。その結果、分岐ノードに到達するまでに車線変更を確実に完了させることができる。また、車線変更設定部34は、交通情報に基づいて実行区間を変更可能に構成されることにより、その時々の状況に適した態様で実行区間を設定することができる。
(7) The lane
(8)車線変更設定部34は、実行区間進入時における自車線と実行区間通過時の目標車線とに基づいて車線変更モードを設定する。これにより、走行中の車線と目標車線との位置関係に適した車線変更モードで各車両10を車線変更することができる。
(8) The lane
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ランダムモードにおいては、車線変更可能な車両から順番に車線変更を行えばよい。そのため、例えば、第1車線を走行する先頭の車両が最初に車線変更を行ってもよいし、最後尾の車両の次に先頭の車両の車線変更が行われてもよい。
In addition, the said embodiment can also be suitably changed and implemented as follows.
-In random mode, it is sufficient to change lanes in order from vehicles that can change lanes. Therefore, for example, the leading vehicle traveling in the first lane may change the lane first, or the lane of the leading vehicle may be changed after the last vehicle.
・車線変更設定部34は、車線変更モードとして、シンプルモードおよびランダムモードに加えて、第1車線を走行する先頭の車両から順に車線変更が行われる第3モードである入れ替えモードを有していてもよい。こうした構成においては、各車両の車線変更が完了すると、隊列内順序を入れ替えることができる。
The lane
・スペース形成制御における運転情報の1つである車速に関する制御指示値は、減速度の制御指示値に限らず、車速の制御指示値そのものであってもよい。
・スペース形成制御における運転情報には、車速に関する制御指示値が含まれていなくともよい。こうした場合、第1車線を走行する車両においては、自車両の位置とスペース形成制御中の車両の位置とに基づいて車速制御が行われる。
The control instruction value related to the vehicle speed, which is one of the driving information in the space formation control, is not limited to the deceleration control instruction value but may be the vehicle speed control instruction value itself.
-The driving | operation information in space formation control does not need to contain the control instruction value regarding a vehicle speed. In such a case, in the vehicle traveling in the first lane, vehicle speed control is performed based on the position of the host vehicle and the position of the vehicle during space formation control.
・隊列は、運転者が運転する先頭の車両と、その先頭の車両を自動運転により追走する1以上の車両とによって構成されていてもよい。こうした場合の隊列走行システムにおいては、例えば、実行区間を設定することなく先頭の車両の方向指示器の操作を契機として、最後尾の車両から順に車線変更が行われてもよい。 The platoon may be composed of a leading vehicle driven by the driver and one or more vehicles that follow the leading vehicle by automatic driving. In the row running system in such a case, for example, the lane change may be performed in order from the last vehicle with the operation of the direction indicator of the first vehicle without setting the execution section.
・上述した隊列走行システムは、3以上の車線を有する道路における車線変更にも適用可能である。こうした場合は、例えば、左側車線から中央車線への各車両の車線変更である第1車線変更が完了してから中央車線から右側車線への車線変更である第2車線変更を実行することが好ましい。また、車線変更設定部34は、左側車線から中央車線への車線変更を実行する第1実行区間と、中央車線から右側車線への車線変更を実行する第2実行区間とを設定することが好ましい。
-The above-mentioned platooning system can be applied to lane change on a road having three or more lanes. In such a case, for example, it is preferable to execute the second lane change that is the lane change from the center lane to the right lane after the first lane change that is the lane change of each vehicle from the left lane to the center lane is completed. . The lane
10…車両、11…自車両、13…前方車両、14…周辺車両、15,16,17…車両、20…車両制御装置、21…通信部、22…GNSS受信部、23…周辺状況検出部、24…走行状況検出部、25…地図データベース、26…走行経路設定システム、28…車載ネットワーク、30…自動運転ECU、31…周辺情報取得部、32…走行情報取得部、33…位置情報取得部、34…車線変更設定部、35…判断部、36…走行制御部、40…制御対象、51,52,53…車線、56…左側車線、57…右側車線、101,102,103…車両、105…スペース。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数の車両の各々は、
自車両の速度および操舵角を制御する走行制御部と、
第1車線から前記第1車線に隣接する第2車線への自車両の車線変更の可否を判断する判断部と、
前記隊列を形成する他車両との間で相互に通信可能に構成された通信部と、を備え、
前記第1車線の走行時に前記判断部が車線変更可能と判断した場合には、前記走行制御部が前記第2車線への車線変更を実行したのちに前記走行制御部が前記第2車線における自車両の前方に前記第1車線を走行している他車両が車線変更可能なスペースを形成する車速制御であるスペース形成制御を実行し、前記通信部が前記スペース形成制御時の運転情報を他車両に送信し、
前記第1車線の走行時に前記通信部が前記スペース形成制御時の運転情報を他車両から受信した場合には、前記走行制御部が前記スペースに自車両を並走させる並走制御を実行するとともに前記判断部が前記スペースへの車線変更の可否を判断する
隊列走行システム。 A platooning system in which a plurality of vehicles travel by forming a platoon by automatic driving while mutually communicating driving information including the position of the own vehicle,
Each of the plurality of vehicles is
A travel controller that controls the speed and steering angle of the host vehicle;
A determination unit that determines whether the lane of the host vehicle can be changed from the first lane to the second lane adjacent to the first lane;
A communication unit configured to be able to communicate with other vehicles forming the platoon,
If the determination unit determines that the lane can be changed during the travel of the first lane, the travel control unit executes the lane change to the second lane after the travel control unit executes the lane change to the second lane. The other vehicle traveling in the first lane in front of the vehicle performs space formation control which is vehicle speed control for forming a space in which the lane can be changed, and the communication unit obtains driving information at the time of the space formation control. To
When the communication unit receives driving information during the space formation control from another vehicle during traveling in the first lane, the traveling control unit executes parallel running control for causing the vehicle to run parallel to the space. A platooning system in which the determination unit determines whether or not a lane change to the space is possible.
請求項1に記載の隊列走行システム。 The platooning system according to claim 1, wherein the driving information during the space formation control includes a control instruction value related to a vehicle speed in the space formation control.
請求項1または2に記載の隊列走行システム。 The platooning system according to claim 1 or 2, wherein the lane change to the second lane is performed in order from the last vehicle traveling in the first lane.
請求項3に記載の隊列走行システム。 The row running system according to claim 3, wherein in the parallel running control, the running control unit controls the vehicle speed by using a control instruction value related to the vehicle speed included in the driving information at the time of the space formation control.
請求項1または2に記載の隊列走行システム。 The platooning system according to claim 1 or 2, wherein a lane change to the second lane is performed in order from a vehicle that can change lanes among vehicles that travel in the first lane.
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