JP2019067057A - 隊列走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】合流前のそれぞれの車群の設定速度が異なっても、車両の前後間隔が離れず、予定時間通りに目的地に到着することができる隊列走行装置を提供する。【解決手段】隊列走行を制御する走行制御部は、自車両を含む第１の車群Ａが走行車線Ｒ１を走行しているときに、進入路Ｒ２を走行している第２の車群Ｂを検出した場合、合流後に車両の車間距離が適切になるように自車両の走行位置を調整しつつ第２の車群Ｂと合流し、合流前に第１の車群Ａと第２の車群Ｂとの間に設定車速に差異が生じるときには、合流後に、設定車速が速い第１の車群Ａの最後尾車両Ａ５が追越車線Ｒ３に移り、その後に最後尾車両Ａ５の前方に第１の車群Ａの他の車両Ａ１〜Ａ４が車線変更して、設定車速が遅い第２の車群Ｂを追い越すよう制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の車両で隊列走行を行わせる隊列走行装置に関する。

従来、車車間通信などを用いて車両の制御情報を交換することで、前方車両との間の車間距離を短く保つことができる隊列走行により、走行車両の流れの改善と空気抵抗の低減に起因する燃費向上とが見込まれている。

例えば、車線減少箇所や高速道路のランプなど側方車両が合流の際に、合流を支援する技術について、特許文献１記載の発明のように、合流する道路上を走行する他の車両を検出した場合に、合流時に車間距離が適切に保てるように、車間距離を調整することが開示されている。

特開２０１３−６１７８８号公報

しかしながら、隊列走行をしている車群同士が合流して、合流前のそれぞれの車群（隊列走行グループ）の設定車速が異なる場合に、車両の前後間隔が離れることや、どちらか一方の車群において目的地に到着する時間が当初の予定時間よりも遅れることが懸念される。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、合流前のそれぞれの車群の設定速度が異なっても、車両の前後間隔が離れず、予定時間通りに目的地に到着することができる隊列走行装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明に係る隊列走行装置では、自車両の状態を取得する車両状態取得手段と、他の車両との間で車両状態を交換する車車間通信手段と、自車両および他車両の車両状態に基づいて、他車両と隊列走行を行うように車両を制御する車両走行制御手段と、前記車両走行制御手段は、第１の道路を走行しているときに、前記第１の道路と合流する第２の道路上を走行している他の車両を検出した場合、合流後に車両の車間距離が適切になるように自車両の走行位置を調整しつつ前記第１の道路にて合流し、合流前に前記第１の道路を走行の車両と前記第２の道路を走行の他の車両との間に設定車速に差異が生じるときには、合流後に、設定車速が速い車群の最後尾車両が追い越し可能な車線に移り、その後に前記最後尾車両の前方に設定車速が速い車群の他の車両が車線変更して、設定車速が遅い車群を追い越すことを特徴としている。

つまり、隊列走行の車群同士が、高速道路等の合流部で交互に合流し、それぞれの車群の設定車速に差異がある場合に、設定車速が速い車群の最後尾車両から順次、走行車線を変えていくので、最後尾車両が車線変更後の車線を通る車両よりも前を走行することになり、設定車速が速い車群の車列を崩さずに設定車速が速い車群の車両が設定車速の遅い車群の車両を追い越すことができる。

これにより、合流前のそれぞれの車群の設定速度が異なっても、車両の前後間隔が離れず、予定時間通りに目的地に到着することができる。

本発明の一実施形態に係る隊列走行装置の構成を示すブロック図である。 第１の車群と第２の車群が合流部にて、（ａ）合流する直前の状態を示す説明図、及び（ｂ）合流中の状態を示す説明図である。 合流後の第１の車群と第２の車群とが分かれる流れ（ａ）〜（ｄ）を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

図１に本発明に係る隊列走行装置の概略構成図が示されている。

図１に示す隊列走行装置１は車両の走行制御を行うものであり、車両に搭載されている。隊列走行装置１は、ナビゲーション装置２、レーダ装置３、車両状態取得部４（車両状態取得手段）と、通信装置５（車車間通信手段）、走行制御部６（車両走行制御手段）を備えている。

ナビゲーション装置２は、自車両の位置を検出する機能を有するものであり、例えばＧＰＳデータを取得可能であったり、道路情報を含む地図データベースを有していたりする。

レーダ装置３は、自車両の周囲にある他車両等の物体を検知するものであり、例えばミリ波レーダやレーザレーダを用いた装置である。具体的には、レーダ装置３により、自車両と先行車及び後行車との車間距離を検出したり、自車両の側方を走行する車両を検出したりすることが可能である。

車両状態取得部４は、自車両の性能、走行能力、自重、積載重量、走行経路、現在の車速等の車両情報（車両状態）を取得可能である。より具体的には、自車両の性能とは、例えば、加速、出力、最高速度、及び減速性能等の動力性能が該当する。

また、走行能力とは、例えば、走行経路の登坂情報及び渋滞情報を考慮して決定されるものであり、当該走行経路において自車両が走行する場合にどのような速度、加速、及び減速となるかを示す指標である。すなわち、走行能力は、走行経路の状況や環境に応じて変動する。

通信装置５は、いわゆる車車間通信により自車両周辺に存在する他車両の車両状態等を取得したり、自車両の情報を発信したりする部分である。当該通信装置５により発信可能な自車両の情報は上記車両状態取得部４にて取得可能な車両情報であり、取得可能な他車両の車両状態も同じである。なお、通信装置５が可能な通信は、車車間通信だけでなく、通信により周辺車両の車両状態を取得できるものであればよく、例えば路車間通信でもよい。

これら、ナビゲーション装置２、レーダ装置３、車両状態取得部４、通信装置５はそれぞれ走行制御部６と電気的に接続されている。また、走行制御部６は、車両の駆動部７、制動部８、操舵部９とも電気的に接続されており、これら各部を制御して車両の挙動を制御する。

駆動部７は、車両の走行駆動を行う部分であり、例えば、エンジン、電気モータ、又はハイブリット車両の場合はその両方である。

制動部８は、車両の制動を行う部分であり、例えば摩擦により制動力を発生する機械式のブレーキや、摩擦以外で制動力を発生する排気ブレーキ、リターダ、回生ブレーキ等も含まれる。

操舵部９は、車両の操舵を行う部分であり、例えばステアリングである。

走行制御部６はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌ Ｕｎｉｔ）により構成され、隊列走行装置１の全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含むコンピュータを主体として構成されている。

走行制御部６は、通信装置５を介して、他の車両との隊列走行の希望の受け付け及び発信を行い、条件が適合する他の車両と隊列を組んだ走行（隊列走行）を実行する。隊列走行を条件としては、例えば目的地が同じで、設定車速が自車両の許容範囲内であり、自車両と車両状態にそれほど差異がない等がある。

そして、本実施形態の走行制御部６は、自車両を含む複数の車両が隊列走行を行っており、当該隊列走行の車群が高速道路等の合流部で合流する際に、合流前の車列順番を崩さずに合流するための合流制御を行う。

ここで、図２には、第１の車群と第２の車群が合流部にて、（ａ）合流する直前の状態を示す説明図、及び（ｂ）合流中の状態を示す説明図が示されており、以下、同図に基づき走行制御部６が実行する隊列走行の合流制御について説明する。

図２（ａ）では、高速道路の本線の走行車線Ｒ１（第１の道路）で隊列走行している第１の車群Ａと、本線と合流する進入路Ｒ２（第２の道路）で隊列走行している第２の車群Ｂ（他の車群）（他の車両）があり、第２の車群Ｂはこれから本線へ合流する状態である。第１の車群Ａは自車両を含む５台の車両Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５（車両Ａ１〜Ａ５）から構成されており、第２の車群Ｂも５台の車両Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５（車両Ｂ１〜Ｂ５）から構成されている。さらに、車両Ａ１〜Ａ５と車両Ｂ１〜Ｂ５には、それぞれ本実施形態の隊列走行装置１が搭載されており、様々な情報を車車間通信によって交換しながら隊列制御を行っている。

第１の車群Ａの少なくとも１つの車両が、ナビゲーション装置２により前方に進入路Ｒ２の存在を検出し、通信装置５により高速道路の本線の走行車線Ｒ１と進入路Ｒ２との合流地点で第２の車群Ｂと合流することを検出すると、通信装置５を介して第１の車群Ａ内の車両Ａ１〜Ａ５及び第２の車群Ｂの車両Ｂ１〜Ｂ５と車車間通信を行い自他の車両情報を共有する。

各車両Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５はそれぞれの車両情報から各車両Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５の走行速度、走行能力、車両性能や目的地等を解析し、将来の走行位置を予測する。

そして、図２（ｂ）に示すように、第１の車群Ａの車両Ａ１〜Ａ５は、各走行制御部６の制御の下、第２の車群Ｂの各車両Ｂ１〜Ｂ５の走行位置を基に合流できる適切な車間距離になるように走行位置を調整する。第２の車群Ｂの各車両Ｂ１〜Ｂ２は第１の車群Ａの空いたスペースに移動することで、走行車線Ｒ１に合流する。

例えば、車両Ａ１と車両Ａ２の間に車両Ｂ１が合流できるように車両Ａ１は加速し、車両Ａ２は減速して車間距離を延ばす。その後、合流に適する車間距離になると車両Ｂ２は車両Ａ１と車両Ａ２の間に合流する。第１の車群Ａ内の車両はこれと同様に車間距離を調整しつつ、第２の車群Ｂを合流させ、その後は一つの車群として走行する。

第１の車群Ａの設定車速と第２の車群Ｂの設定車速が同じ車速であれば、一つの車群のまま走行してもよい。

一方、本実施形態の走行制御部６は、自車両を含む車群の方が設定車速が速い場合には、追い越し可能な車線に変更して、元の設定速度まで加速して設定速度の遅い車群を追い越す追い越し制御も行う。

詳しくは、図３に合流後の第１の車群Ａと第２の車群Ｂとが分かれる流れ（ａ）〜（ｄ）を示す説明図が示されており、以下同図に基づき走行制御部６が実行する隊列走行の追い越し制御について説明する。

図３では、第１の車群Ａの設定車速の方が第２の車群Ｂの設定車速よりも速く、車両Ａ１〜Ａ５が追越車線Ｒ３へ車線変更する場合を示している。詳しくは、まず図３（ａ）に示すように、走行車線Ｒ１にて、第１の車群Ａ及び第２の車群Ｂの各車両Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５が交互に隊列された状態から、第１の車群Ａの最後尾車両Ａ５が、追越車線Ｒ３に車線変更を開始する。これにより、当該最後尾車両Ａ５が追越車線Ｒ３の後続車両Ｃをブロックする。これは、この後、第１の車群Ａの他の車両Ａ１〜Ａ４が追越車線Ｒ３へ車線変更する際に、後続車両Ｃが第１の車群Ａの間に入らないようにするためである。

図３（ｂ）に示すように、第１の車群Ａの最後尾車両Ａ５が追越車線Ｒ３に車線変更を完了すると、第１の車群Ａの後側の車両Ａ４から前側の車両Ａ１の順に追越車線Ｒ３に車線変更していく。

その後、図３（ｃ）に示すように、第１の車群Ａの全ての車両が追越車線Ｒ３への車線変更を終えると、第１の車群Ａの車両Ａ１〜Ａ５と第２の車群Ｂの車両Ｂ１〜Ｂ５はそれぞれ前後の車間距離を縮め、元々の設定車速で走行する。
そして、図３（ｄ）に示すように、第１の車群Ａは元の設定速度まで加速することで、第２の車群Ｂを追い越す。なお、本実施形態では車両Ａ４から車両Ａ１の順に車線変更しているが、車線変更の順序はこれに限られない。最後尾車両Ａ５が最初に車線変更すればよく、その後の順序は自由である。さらには複数台の車両が同時に車線変更してもよい。

このように、本実施形態の隊列走行装置１によれば、他の車群（第２の車群Ｂ）と合流することを検出すると、他の車群と車車間通信を行い、互いの車両情報を共有する。そして、他の車群との混成を避けられない場合には、車間距離を調整して他の車群を自車両を含む車群（第１の車群Ａ）と交互に合流させる。

その後、それぞれの車群の設定車速に差異がある場合に、設定車速が速い車群（第１の車群Ａ）の最後尾車両（Ａ５）から順次、走行車線を変えていくので、最後尾車両が車線変更後の車線を通る車両（Ｃ）よりも前を走行することになり、設定車速が速い車群の車列を崩さずに設定車速が遅い車群（第２の車群Ｂ）の車両を追い越すことができる。

これにより、合流前のそれぞれの車群の設定速度が異なっても、車両の前後間隔が離れず、予定時間通りに目的地に到着することができる。

以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、第１の車群Ａ及び第２の車群Ｂはそれぞれ５台の車両により構成されているが、隊列走行を構成する車両台数はこれに限られるものではない。

１ 隊列走行装置
２ ナビゲーション装置
３ レーダー装置
４ 車両状態取得部（車両状態取得手段）
５ 通信装置（車車間通信手段）
６ 走行制御部（車両走行制御手段）
７ 駆動部
８ 制御部
９ 操舵部
Ａ 第１の車群
Ｂ 第２の車群
Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５ 車両
Ｃ 後続車両
Ｒ１ 走行車線（第１の道路）
Ｒ２ 進入路（第２の道路）
Ｒ３ 追越車線

Claims (1)

1. 自車両の状態を取得する車両状態取得手段と、
   他の車両との間で車両状態を交換する車車間通信手段と、
   自車両および他車両の車両状態に基づいて、他車両と隊列走行を行うように車両を制御する車両走行制御手段と、
   前記車両走行制御手段は、第１の道路を走行しているときに、前記第１の道路と合流する第２の道路上を走行している他の車両を検出した場合、合流後に車両の車間距離が適切になるように自車両の走行位置を調整しつつ前記第１の道路にて合流し、合流前に前記第１の道路を走行の車両と前記第２の道路を走行の他の車両との間に設定車速に差異が生じるときには、合流後に、設定車速が速い車群の最後尾車両が追い越し可能な車線に移り、その後に前記最後尾車両の前方に設定車速が速い車群の他の車両が車線変更して、設定車速が遅い車群を追い越すことを特徴とする隊列走行装置。
   

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