JP2019096177A - 車群制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車群を形成する第一車両と第二車両との間に存在する車群を形成しない割込車の台数を推定することができる車群制御装置を提供する。【解決手段】第一車両と第一車両の前方を走行する第二車両とを少なくとも含む車群の走行を制御する車群制御装置であって、第一車両及び第二車両の車間距離である第１車間距離を推定する第１車間距離推定部と、第一車両及び第二車両の間に車群を形成しない割込車が存在する場合に、第一車両の車載センサの検出結果に基づいて、割込車のうち第一車両の一つ前を走行する基準割込車と第一車両との車間距離である第２車間距離を認識する第２車間距離認識部と、第１車間距離と第２車間距離とに基づいて、第一車両及び第二車両の間の割込車の台数を推定する割込車台数推定部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車群制御装置に関する。
従来、車群制御装置に関する技術文献として、特開２０１５-２２４１９号公報が知られている。この公報には、車群に割込車が割り込んできた場合に、割込車を車群に連結して再編成する隊列走行制御装置が記載されている。
特開２０１５-２２４１９号公報
ところで、従来の装置では割込車に車群形成の機能を有していることが前提となっているが、車群形成の機能を有さない割込車が車群の間に割り込んだ場合には、割込車の走行状況を考慮した車群制御が必要となる。このとき、割込車の台数によって車群制御にも影響が生じるため、車群を形成しない割込車の台数を推定することが求められている。
そこで、本技術分野では、車群を形成する第一車両と第二車両との間に存在する車群を形成しない割込車の台数を推定することができる車群制御装置を提供することが望まれている。
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、第一車両と第一車両の前方を走行する第二車両とを少なくとも含む車群の走行を制御する車群制御装置であって、第一車両及び第二車両の車間距離である第１車間距離を推定する第１車間距離推定部と、第一車両及び第二車両の間に車群を形成しない割込車が存在する場合に、第一車両の車載センサの検出結果に基づいて、割込車のうち第一車両の一つ前を走行する基準割込車と第一車両との車間距離である第２車間距離を認識する第２車間距離認識部と、第１車間距離と第２車間距離とに基づいて、第一車両及び第二車両の間の割込車の台数を推定する割込車台数推定部と、を備える。
本発明の一態様に係る車群制御装置では、第一車両及び第二車両の間に車群を形成しない割込車が存在する場合に、第一車両と第二車両の車間距離である第１車間距離を推定すると共に、第一車両の車載センサの検出結果に基づいて割込車のうち第一車両の一つ前を走行する基準割込車と第一車両との車間距離である第２車間距離を認識することで、第１車間距離と第２車間距離とに基づいて割込車の台数を推定することができる。
本発明の一態様に係る車群制御装置において、割込車台数推定部の推定した割込車の台数が１より大きい車群解除閾値以上である場合に、第一車両と第二車両との車群を解除する車群解除部を更に備えてもよい。
この車群制御装置によれば、車群を形成しない割込車の台数が１より大きい車群解除閾値以上である場合に、第一車両と第二車両との車群を解除することで、車群制御によって割込車の走行を遅延させるような事態が生じることを抑制することができる。
本発明の一態様に係る車群制御装置において、第一車両及び第二車両の間に車群を形成しない割込車が存在する場合に、第一車両の車載センサの検出結果に基づいて、基準割込車の車速である基準車速を認識する基準車速認識部と、第一車両及び第二車両の走行する車線に対して予め設定された設定最高速度に関する設定最高速度情報を取得する設定最高速度情報取得部と、基準車速が設定最高速度以下である場合に、基準車速に基づいて車群の車速を制御する車群制御部と、基準車速が設定最高速度以下である場合に、基準車速と設定最高速度との差が差分閾値以下であるときには、基準車速と設定最高速度との差が差分閾値を超えているときと比べて、車群解除閾値を大きい値に変更してもよい。
この車群制御装置では、車群を形成しない割込車が複数台存在していたとしても、基準割込車の基準車速が設定最高速度以下で基準車速と設定最高速度との差が差分閾値以下であるときには、車群を形成する第一車両及び第二車両の車速が車線の設定最高速度付近であり、車群制御によって基準割込車以外の割込車の走行を遅延させるような事態が生じにくいと考えられることから、車群解除閾値を大きい値に変更する。従って、この車群制御装置によれば、割込車の走行を遅延させるような事態が生じにくい場合に、車群解除閾値を大きい値に変更することで、車群を形成しない複数台の割込車が存在しても車群制御を継続することができる。
本発明の他の態様は、第一車両と前記第一車両の前方を走行する第二車両とを少なくとも含む車群の走行を制御する車群制御装置であって、前記第一車両及び前記第二車両の車間距離である第１車間距離を推定する第１車間距離推定部と、前記第一車両及び前記第二車両の間に前記車群を形成しない割込車が存在する場合に、前記第二車両の車載センサの検出結果に基づいて、前記割込車のうち前記第二車両の一つ後を走行する先頭割込車と前記第二車両との車間距離である第３車間距離を認識する第３車間距離認識部と、前記第１車間距離と前記第３車間距離とに基づいて、前記第一車両及び前記第二車両の間の前記割込車の台数を推定する割込車台数推定部と、を備える。
本発明の他の態様に係る車群制御装置では、第一車両及び前記第二車両の間に車群を形成しない割込車が存在する場合に、第二車両の車載センサの検出結果に基づいて、割込車のうち第二車両の一つ後を走行する先頭割込車と第二車両との車間距離である第３車間距離を認識することで、第一車両と第二車両の車間距離である第１車間距離と上記の第３車間距離とに基づいて割込車の台数を推定することができる。
本発明の他の態様に係る車群制御装置において、割込車台数推定部の推定した割込車の台数が車群解除閾値以上である場合に、第一車両と第二車両との車群を解除する車群解除部を更に備えてもよい。
この車群制御装置によれば、車群を形成しない割込車の台数が１より大きい車群解除閾値以上である場合に、第一車両と第二車両との車群を解除することで、車群制御によって割込車の走行を遅延させるような事態が生じることを抑制することができる。
本発明の他の態様に係る車群制御装置において、第一車両及び第二車両の間に車群を形成しない割込車が存在する場合に、第一車両の車載センサの検出結果に基づいて、割込車のうち第一車両の一つ前を走行する基準割込車の車速である基準車速を認識する基準車速認識部と、第一車両及び第二車両の走行する車線に対して予め設定された設定最高速度に関する設定最高速度情報を取得する設定最高速度情報取得部と、基準車速が設定最高速度以下である場合に、基準車速に基づいて車群の車速を制御する車群制御部と、基準車速が設定最高速度以下である場合に、基準車速と設定最高速度との差が差分閾値以下であるときには、基準車速と設定最高速度との差が差分閾値を超えているときと比べて、車群解除閾値を大きい値に変更してもよい。
この車群制御装置では、車群を形成しない割込車が複数台存在していたとしても、基準割込車の基準車速が設定最高速度以下で基準車速と設定最高速度との差が差分閾値以下であるときには、車群を形成する第一車両及び第二車両の車速は車線の設定最高速度の近く、車群制御によって基準割込車以外の割込車の走行を遅延させるような事態が生じにくいと考えられることから、車群解除閾値を大きい値に変更する。従って、この車群制御装置によれば、割込車の走行を遅延させるような事態が生じにくい場合に、車群解除閾値を大きい値に変更することで、車群を形成しない複数台の割込車が存在しても車群制御を継続することができる。
以上説明したように、本発明の一態様又は他の態様に係る車群制御装置によれば、車群を形成する第一車両と第二車両との間に存在する車群を形成しない割込車の台数を推定することができる。
第１の実施形態に係る車群制御装置を示すブロック図である。 車群制御装置のハードウェア構成を示す図である。 第一車両と第二車両との間に車群を形成しない割込車が存在する状況を示す平面図である。 車群制御装置の車群解除処理を示すフローチャートである。 車群解除閾値変更処理を示すフローチャートである。 第１車間距離推定方法の変更処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る車群制御装置の車群制御装置を示すブロック図である。 第一車両と第二車両との間に車群を形成しない割込車が存在する状況を示す平面図である。 第２の実施形態における車群解除処理を示すフローチャートである。
以下、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の実施形態］
図１に示す第１の実施形態に係る車群制御装置は、例えばサーバ内に構成され、複数の車両を車群として制御する装置である。図１に示すように、車群制御装置１０は、無線通信を介して、車群形成の機能を有する第一車両１００と第二車両２００を一つの車群として走行させる。第二車両２００は、第一車両１００の前方を走行する車両である。
車群形成の機能を有する第一車両１００は、車群制御装置１０との通信機能と同じ車群を形成する車両（第二車両２００を含む）との車々間通信の機能を有している。
また、第一車両１００には、ＧＰＳ受信部１０１、車載センサ１０２、及び車両制御部１０３が搭載されている。ＧＰＳ受信部１０１は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、第一車両１００の地図上の位置（例えば自車両の緯度及び経度）を測定する測定部である。車載センサ１０２は、外部センサと内部センサとが含まれる。外部センサは、例えば、ミリ波レーダ又はライダー［LIDAR：Light Detection and Ranging］である。外部センサは、周辺の他車両までの相対距離と相対速度を検出できるセンサであればよく、カメラ（単眼カメラ、ステレオカメラ）であってもよい。内部センサには、少なくとも車速を検出する車速センサが含まれる。内部センサには、加速度センサ又はヨーレートセンサが含まれてもよい。
車両制御部１０３は、第一車両１００のＥＣＵ［Electronic Control Unit］において構成され、第一車両１００のエンジンアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、操舵アクチュエータ等を制御することで第一車両１００の走行を制御する。車両制御部１０３は、一例として、車群制御装置１０から送信された目標車速となるように第一車両１００の車速を制御する。第二車両２００も第一車両１００と同様の構成を有している。なお、車群形成の機能を有する車両の構成は、上述した内容に限られない。
〈第１の実施形態の車群制御装置の構成〉
第１の実施形態の車群制御装置１０の構成について説明する。まず、車群制御装置１０のハードウェア構成について説明する。図２は、車群制御装置１０のハードウェア構成を示す図である。
図２に示すように、車群制御装置１０は、物理的には、１又は複数のＣＰＵ［Central Processing Unit］１、ＲＡＭ［Random Access Memory］２及びＲＯＭ［Read Only Memory］３、入力デバイスであるキーボード及びマウス等の入力装置４、半導体メモリ等の記憶装置５、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである通信モジュール６、ディスプレイ等の出力装置７等を含むサーバコンピュータとして構成することができる。
ＣＰＵ１は、処理の実行に際して必要なプログラム等をＲＯＭ３又は記憶装置５等からＲＡＭ２にロードして、ロードしたプログラムを実行することで各種処理を実現する。プログラム及び処理に必要なデータは、通信モジュール６を介して入力されてもよい。車群制御装置１０は、通信モジュール６を用いて、第一車両１００、第二車両２００と通信を行う。なお、車群制御装置１０は、複数台のコンピュータから構成されていてもよい。また、入力装置４及び出力装置７は必ずしも必要ではない。
車群制御装置１０は、地図データベース８と接続されている。地図データベース８は、地図情報を記憶するデータベースである。地図情報には、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報等が含まれる。
地図情報には、車線に予め設定された設定最高速度（例えば法定最高速度）に関する設定最高速度情報も含まれる。設定最高速度は、車線の位置情報と関連付けて設定されている。設定最高速度は、法定最高速度に限られず、独自に設定された速度であってもよい。地図データベース８は、記憶装置５内に構成されていてもよい。なお、車群制御装置１０は、必ずしも地図データベース８と接続されている必要はない。
次に、車群制御装置１０の機能的構成について図１を参照して説明する。図１に示すように、車群制御装置１０は、割込判定部１１、基準車速認識部１２、設定最高速度情報取得部１３、車群制御部１４、第１車間距離推定部１５、第２車間距離認識部１６、割込車台数推定部１７、及び車群解除部１８を有する。
割込判定部１１は、第一車両１００と第二車両２００との間に車群を形成しない割込車が存在するか否かを判定する。割込判定部１１は、一例として、第一車両１００の車載センサ１０２の検出結果（例えばミリ波レーダの検出結果）に基づいて上記の判定を行う。
この段階では、割込車の台数は不明である。割込車の存在の有無の判定は、上述した手法に限られず、様々な周知の手法を採用することができる。
基準車速認識部１２は、割込判定部１１により割込車が存在すると判定された場合、第一車両１００の一つ前を走行する割込車である基準割込車の車速を認識する。基準割込車の車速を基準車速とする。基準車速認識部１２は、一例として、第一車両１００の車載センサ１０２の検出結果（例えばミリ波レーダの検出した基準割込車の相対速度）と第一車両１００の車速とに基づいて基準車速を認識する。
設定最高速度情報取得部１３は、第一車両１００及び第二車両２００の走行する車線の設定最高速度情報を取得する。設定最高速度情報取得部１３は、一例として、ＧＰＳ受信部１０１により測定された第一車両１００の地図上の位置と地図データベース８の地図情報に基づいて、車線の設定最高速度情報を取得する。ここでは、第一車両１００の走行する車線上を第二車両２００も走行していると仮定する。設定最高速度情報取得部１３は、設定最高速度情報に基づいて第一車両１００及び第二車両２００の走行する車線の設定最高速度を認識する。
なお、設定最高速度情報取得部１３は、第一車両１００及び第二車両２００が設定最高速度の異なる区間を走行している場合には、第一車両１００及び第二車両２００のそれぞれの区間の設定最高速度情報のうち小さい方の設定最高速度を第一車両１００及び第二車両２００の走行する車線の設定最高速度として認識してもよい。
車群制御部１４は、第一車両１００及び第二車両２００を一つの車群として走行させる車群制御を行う。車群制御部１４は、基準車速認識部１２の認識した基準車速と設定最高速度情報取得部１３の取得した設定最高速度情報（第一車両１００及び第二車両２００の走行する車線の設定最高速度情報）とに基づいて、車群の目標車速を演算する。具体的に、車群制御部１４は、基準車速が設定最高速度以下である場合には、基準車速に基づいて車群の目標車速を演算する。車群制御部１４は、一例として基準車速を車群の目標車速として演算する。車群制御部１４は、基準車速が設定最高速度を越えている場合には、設定最高速度を車群の目標車速として演算する。
車群制御部１４は、車群の目標車速を第一車両１００及び第二車両２００に送信することで車群の車速を制御する。第一車両１００及び第二車両２００は、車群の目標車速となるように車速を調整する。
第１車間距離推定部１５は、割込判定部１１により割込車が存在すると判定された場合、第一車両１００及び第二車両２００の車間距離である第１車間距離を推定する。
ここで、図３は、第一車両１００と第二車両２００との間に車群を形成しない割込車が存在する状況を示す平面図である。図３に、第一車両１００の一つ前を走行する基準割込車Ｎａを示す。Ｎｚは、基準割込車の前を走行する割込車（存在するか否かが不明である割込車）を示している。また、第一車両１００及び第二車両２００の車間距離である第１車間距離をＤｃ、第一車両１００と基準割込車Ｎａとの車間距離である第２車間距離をＤｓとして示す。図３において、車群を形成している第一車両１００と第二車両２００とは車々間通信を行っている。
この場合において、第１車間距離推定部１５は、下記の式（１）を用いて第１車間距離Ｄｃの推定を行う。下記の式（１）において、Ｄ０は割込車が存在すると判定される直前に検出された第一車両１００及び第二車両２００の車間距離である基準車間距離、Ｌ１は割込車が存在すると判定されてからの第一車両１００の走行距離、Ｌ２は割込車が存在すると判定されてからの第一車両１００の走行距離である。
Ｄｃ＝Ｄ０＋（Ｌ２−Ｌ１）・・・（１）
第１車間距離推定部１５は、割込車が存在すると判定される直前の第一車両１００の車載センサ１０２の検出結果（外部センサの検出結果）から、基準車間距離Ｄ０を演算することができる。なお、第二車両２００の車載センサ２０２に後続車両を検出する機能がある場合には、車載センサ２０２の検出結果を用いてもよい。
第１車間距離推定部１５は、割込車が存在すると判定されてからの第一車両１００の車速の時間積分により走行距離Ｌ１を演算することができる。第１車間距離推定部１５は、割込車が存在すると判定されてからの第二車両２００の車速の時間積分により走行距離Ｌ２を演算することができる。
また、第１車間距離推定部１５は、割込車が存在すると判定されてからの経過時間が時間閾値以上となった場合、第１車間距離Ｄｃの推定方法をＧＰＳに変更する。時間閾値は予め設定された閾値である。この場合、第１車間距離推定部１５は、第一車両１００のＧＰＳ受信部１０１により測定された第一車両１００の地図上の位置と第二車両２００のＧＰＳ受信部２０１により測定された第二車両２００の地図上の位置とに基づいて、第１車間距離Ｄｃを推定する。
車速の積分による走行距離Ｌ１，Ｌ２の演算には誤差が累積する可能性がある一方、ＧＰＳの測定結果に影響する誤差要因は近距離を走行する第一車両１００及び第二車両２００で同様であると考えられるため、ＧＰＳの測定結果から求めた第１車間距離Ｄｃ（第一車両１００及び第二車両２００の相対距離）には一定の精度が期待できる。このため、第１車間距離推定部１５では、経過時間により、車速の積分を利用した第１車間距離Ｄｃの推定方法からＧＰＳの測定結果を用いた第１車間距離Ｄｃの推定方法に変更することで、第１車間距離Ｄｃの推定精度の低下を抑制することができる。なお、第１車間距離推定部１５における第１車間距離Ｄｃの推定方法は上述した内容に限定されず、様々な周知の方法を採用することができる。
第２車間距離認識部１６は、第一車両１００と第一車両１００の一つ前を走行する基準割込車Ｎａとの車間距離である第２車間距離Ｄｓを推定する。第２車間距離認識部１６は、第一車両１００の車載センサ１０２の検出結果（外部センサの検出結果）に基づいて、第２車間距離Ｄｓを推定する。
割込車台数推定部１７は、第一車両１００との第二車両２００との間の割込車の台数を推定する。割込車台数推定部１７は、第１車間距離推定部１５の推定した第１車間距離Ｄｃと第２車間距離認識部１６の認識した第２車間距離Ｄｓとに基づいて、割込車の台数を推定する。
割込車台数推定部１７は、一例として、割込車が複数台存在する場合には概ね等間隔の車間距離を取ると考えられることから、基準割込車Ｎａの長さを予め設定された基準割込車長さＫと仮定し、第一車両１００及び第二車両２００の間に存在する余裕スペースの長さから割込車の台数を推定する。基準割込車長さＫは、一定値であってもよく、変更可能な値であってもよい。
具体的に、割込車台数推定部１７は、下記の式（２）を用いて割込車台数が１台であるか否かを判定する。下記の式（２）において、Ｌｔ１は予め設定された第１の判定閾値である。
Ｌｔ１≧｜（Ｄｃ−Ｋ）／２−Ｄｓ｜・・・（２）
割込車台数推定部１７は、上記の式（２）が成立した場合、割込車台数が１台であると判定（推定）する。割込車台数が１台であるとは、第一車両１００及び第二車両２００の間に存在するのは基準割込車Ｎａだけと言う意味である。
割込車台数推定部１７は、上記の式（２）が成立しなかった場合、下記の式（３）を用いて、割込車台数が２台であるか３台以上であるかを判定する。Ｌｔ２は予め設定された第２の判定閾値である。Ｌｔ２は、判定のチャタリング防止のために、第１の判定閾値Ｌｔ１より大きい値とする。
Ｌｔ２≧｜（Ｄｃ−Ｋ）／２−Ｄｓ｜・・・（３）
割込車台数推定部１７は、上記の式（３）が成立した場合、割込車台数が２台であると判定する。割込車台数推定部１７は、上記の式（３）が成立しなかった場合、割込車台数が３台以上であると判定する。
なお、割込車台数推定部１７は、上記の式（３）が成立しなかった場合、上記の式（３）の第２の判定閾値Ｌｔ２をより大きな第３の判定閾値Ｌｔ３に置き換えた式を用いることにより、割込車台数が３台であるか４台以上であるかを判定してもよい。同様にして、割込車台数推定部１７は、５台以上の割込車台数の推定を行うことができる。また、割込車台数推定部１７は、第１車間距離Ｄｃ及び第２車間距離Ｄｓと割込車台数の推定結果とを予め関連付けたマップデータを用いることで、第１車間距離Ｄｃ及び第２車間距離Ｄｓから割込車台数の推定を行ってもよい。
車群解除部１８は、割込車台数推定部１７の推定した割込車台数に基づいて、第一車両１００と第二車両２００との車群の解除に関する判定を行う。車群解除部１８は、割込車台数が車群解除閾値以上である場合、第一車両１００と第二車両２００との車群を解除する。車群解除閾値は、１より大きい値であり、予め設定された値である。
車群解除部１８は、基準車速認識部１２の認識した基準車速と、設定最高速度情報取得部１３の取得した設定最高速度（第一車両１００及び第二車両２００の走行する車線の設定最高速度情報）とに基づいて、車群解除閾値を大きい値に変更することができる。
車群解除部１８は、基準車速が設定最高速度以下である場合、基準車速と設定最高速度との差が差分閾値以下であるときには、基準車速と設定最高速度との差が差分閾値を越えているときと比べて、車群解除閾値を大きい値に変更する。差分閾値とは予め設定された閾値である。差分閾値は一定値であってもよく、変更可能な値であってもよい。車群解除部１８は、例えば、車群解除閾値を２から３に変更する。なお、車群解除閾値は変更されない一定値であってもよい。
車群解除部１８は、第一車両１００と第二車両２００との方位角の関係に基づいて、第一車両１００と第二車両２００との車群の解除に関する判定を行ってもよい。車群解除部１８は、一例として、ＧＰＳ受信部１０１により測定された第一車両１００の地図上の位置とＧＰＳ受信部２０１により測定された第二車両２００の地図上の位置とに基づいて、第一車両１００を基準として、第一車両１００の前方に延びる中心線から左右の所定角度の方位角の範囲内に第二車両２００が位置するか否かを判定する。
車群解除部１８は、第一車両１００を基準とした方位角の範囲内に第二車両２００が位置しないと判定したとき、車線変更等により第二車両２００が車群の先行車として不適切な状態になったおそれがあるため、第一車両１００と第二車両２００との車群を解除する。車群解除部１８は、割込判定部１１により割込車が存在すると判定された場合であっても、第一車両１００を基準とした方位角の範囲内に第二車両２００が位置しないと判定したときには、割込車台数の推定を行うことなく車群を解除してもよい。
〈第１の実施形態の車群解除処理〉
次に、第１の実施形態に係る車群制御装置１０の車群解除処理について説明する。図４は、車群制御装置１０の車群解除処理を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの処理は、第一車両１００及び第二車両２００が一つの車群として走行している場合に実行される。
図４に示すように、車群制御装置１０は、Ｓ１０として、割込判定部１１により第一車両１００と第二車両２００との間に車群を形成しない割込車が存在するか否かを判定する。割込判定部１１は、一例として、第一車両１００の車載センサ１０２の検出結果（例えばミリ波レーダの検出結果）に基づいて上記の判定を行う。車群制御装置１０は、割込車が存在しないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、車群制御装置１０は、一定時間の経過後に再びＳ１０の判定を行う。車群制御装置１０は、割込車が存在すると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２に移行する。
Ｓ１２において、車群制御装置１０は、第１車間距離推定部１５による第１車間距離Ｄｃの推定、及び、第２車間距離認識部１６による第２車間距離Ｄｓの推定を行う。第１車間距離推定部１５は、一例として、割込車が存在すると判定される直前に検出された第一車両１００及び第二車両２００の基準車間距離Ｄ０と、割込車が存在すると判定されてからの第一車両１００の走行距離Ｌ１と、割込車が存在すると判定されてからの第一車両１００の走行距離Ｌ２とに基づいて、第一車両１００及び第二車両２００の車間距離である第１車間距離Ｄｃを推定する。第２車間距離認識部１６は、一例として、第一車両１００の車載センサ１０２の検出結果（外部センサの検出結果）に基づいて、第２車間距離Ｄｓを推定する。
Ｓ１４において、車群制御装置１０は、割込車台数推定部１７により割込車台数を推定する。割込車台数推定部１７は、第１車間距離推定部１５の推定した第１車間距離Ｄｃと第２車間距離認識部１６の認識した第２車間距離Ｄｓとに基づいて、割込車の台数を推定する。
Ｓ１６において、車群制御装置１０は、車群解除部１８により割込車台数が車群解除閾値以上であるか否かを判定する。車群制御装置１０は、割込車台数が車群解除閾値以上ではないと判定された場合（Ｓ１６：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、車群制御装置１０は、一定時間の経過後に再びＳ１０の判定を行う。車群制御装置１０は、割込車台数が車群解除閾値以上であると判定された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、Ｓ１８に移行する。
Ｓ１８において、車群制御装置１０は、車群解除部１８により第一車両１００と第二車両２００との車群を解除する。
〈車群解除閾値変更処理〉
続いて、車群制御装置１０の車群解除閾値変更処理について説明する。図５は、車群解除閾値変更処理を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートの処理は、第一車両１００及び第二車両２００が一つの車群として走行している場合に実行される。
図５に示すように、車群制御装置１０は、Ｓ２０として、割込判定部１１により第一車両１００と第二車両２００との間に車群を形成しない割込車が存在するか否かを判定する。車群制御装置１０は、割込車が存在しないと判定した場合（Ｓ２０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、車群制御装置１０は、一定時間の経過後に再びＳ２０の判定を行う。車群制御装置１０は、割込車が存在すると判定した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ２２に移行する。
Ｓ２２において、車群制御装置１０は、基準車速認識部１２による基準車速の認識及び設定最高速度情報取得部１３による設定最高速度の認識を行う。基準車速認識部１２は、一例として、第一車両１００の車載センサ１０２の検出結果（例えばミリ波レーダの検出した基準割込車の相対速度）と第一車両１００の車速とに基づいて基準車速を認識する。設定最高速度情報取得部１３は、一例として、ＧＰＳ受信部１０１により測定された第一車両１００の地図上の位置と地図データベース８の地図情報とに基づいて、第一車両１００及び第二車両２００の走行する車線の設定最高速度を認識する。
Ｓ２４において、車群制御装置１０は、車群解除部１８により基準車速が設定最高速度以下で基準車速と設定最高速度との差が差分閾値以下であるか否かを判定する。車群制御装置１０は、基準車速が設定最高速度以下で基準車速と設定最高速度との差が差分閾値以下であると判定されなかった場合（Ｓ２４：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、車群制御装置１０は、一定時間の経過後に再びＳ２０の判定を行う。車群制御装置１０は、基準車速が設定最高速度以下で基準車速と設定最高速度との差が差分閾値以下であると判定された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、Ｓ２６に移行する。
Ｓ２６において、車群制御装置１０は、車群解除部１８により車群解除閾値を大きい値に変更する。車群制御装置１０は、例えば、車群解除閾値を２から３以上の予め設定された値に変更する。
その後、車群制御装置１０は、一定時間の経過後に再びＳ２０の判定を行う。車群制御装置１０は、車群解除閾値を大きい値に変更した後、Ｓ２０又はＳ２４でＮＯと判定されたときには、車群解除閾値を初期値に戻してもよい。
〈第１車間距離推定方法の変更処理〉
以下、車群制御装置１０の第１車間距離推定方法の変更処理について説明する。図６は、第１車間距離推定方法の変更処理を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートの処理は、割込判定部１１により割込車が存在すると判定された場合に実行される。
図６に示すように、車群制御装置１０は、Ｓ３０として、第１車間距離推定部１５により割込車が存在すると判定されてからの経過時間が時間閾値以上となったか否かを判定する。車群制御装置１０は、経過時間が時間閾値以上となったと判定されなかった場合（Ｓ３０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、車群制御装置１０は、車群が解除されない場合又は割込車が存在しないと判定されない場合、一定時間の経過後に再びＳ３０の判定を行う。車群制御装置１０は、経過時間が時間閾値以上となったと判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、Ｓ３２に移行する。
Ｓ３２において、車群制御装置１０は、第１車間距離推定部１５による第１車間距離Ｄｃの推定方法をＧＰＳに変更する。この場合、第１車間距離推定部１５は、第一車両１００のＧＰＳ受信部１０１により測定された第一車両１００の地図上の位置と第二車両２００のＧＰＳ受信部２０１により測定された第二車両２００の地図上の位置とに基づいて、第１車間距離Ｄｃを推定する。
〈第１の実施形態の車群制御装置の作用効果〉
以上説明した第１の実施形態の車群制御装置１０では、第一車両１００及び第二車両２００の間に車群を形成しない割込車が存在する場合に、第一車両１００と第二車両２００の車間距離である第１車間距離Ｄｃを推定すると共に、第一車両１００の車載センサ１０２の検出結果に基づいて第一車両１００と基準割込車Ｎａとの車間距離である第２車間距離ｄｓを認識することで、第１車間距離Ｄｃと第２車間距離Ｄｓとに基づいて第一車両１００及び第二車両２００の間の割込車の台数を推定することができる。
また、車群制御装置１０では、車群を形成しない割込車の台数が１より大きい車群解除閾値以上である場合に、第一車両１００と第二車両２００との車群を解除することで、車群制御によって割込車の走行を遅延させるような事態が生じることを抑制することができる。
更に、車群制御装置１０では、車群を形成しない割込車が複数台存在していたとしても、基準割込車Ｎａの基準車速が設定最高速度以下で基準車速と設定最高速度との差が差分閾値以下であるときには、車群を形成する第一車両１００及び第二車両２００の車速（目標車速）が車線の設定最高速度付近であり、車群制御によって基準割込車Ｎａ以外の割込車の走行を遅延させるような事態が生じにくいと考えられることから、車群解除閾値を大きい値に変更する。従って、車群制御装置１０によれば、割込車の走行を遅延させるような事態が生じにくい場合に、車群解除閾値を大きい値に変更することで、車群を形成しない複数台の割込車が存在しても車群制御を継続することができる。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る車群制御装置について図面を参照して説明を行う。図７は、第２の実施形態に係る車群制御装置を示すブロック図である。図７に示す車群制御装置２０は、第１の実施形態と比べて、第一車両１００と基準割込車Ｎａとの第２車間距離Ｄｓに代えて、第二車両２００の後方に位置する先頭割込車と第二車両２００との車間距離である第３車間距離を用いる点が異なっている。なお、第１の実施形態と同様又は相当する構成要素については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
〈第２の実施形態の車群制御装置の構成〉
図７に示すように、車群制御装置２０は、第１の実施形態と比べて、第３車間距離認識部２１を有する点と、割込車台数推定部２２の機能とが異なっている。第３車間距離認識部２１は、第二車両２００の車載センサ２０２の検出結果に基づいて、第二車両２００の後方に位置する先頭割込車と第二車両２００との車間距離である第３車間距離を認識する。
なお、第二車両２００の車載センサ２０２の外部センサには、第二車両２００の後方に広がる検出範囲を有するミリ波レーダ又はライダーが含まれる。外部センサには、ミリ波レーダ又はライダーに代えて、第二車両２００の後方に広がる撮像範囲を有するカメラ（距離を検出可能な単眼カメラ又はステレオカメラ）が含まれてもよい。
ここで、図８は、第一車両と第二車両との間に車群を形成しない割込車が存在する状況を示す平面図である。図８に、割込車のうち第二車両２００の一つ後を走行する先頭割込車をＮｂとして示す。第二車両２００と先頭割込車Ｎｂとの第３車間距離をＤｔとする。図８に示す状況において、第３車間距離認識部２１は、第二車両２００の車載センサ２０２の検出結果に基づいて、第３車間距離Ｄｔを認識する。なお、第２の実施形態では、第２車間距離Ｄｓを用いない。
割込車台数推定部２２は、第１車間距離推定部１５の推定した第一車両１００と第二車両２００との第１車間距離Ｄｃと、第３車間距離認識部２１の認識した第二車両２００と先頭割込車Ｎｂとの第３車間距離Ｄｔとに基づいて、第一車両１００と第二車両２００との間の割込車の台数を推定する。
割込車台数推定部２２は、一例として、割込車が複数台存在する場合には概ね等間隔の車間距離を取ると考えられることから、先頭割込車Ｎｂの長さを予め設定された先頭割込車長さＫｐと仮定し、第一車両１００及び第二車両２００の間に存在する余裕スペースの長さから割込車の台数を推定する。先頭割込車長さＫｐは、一定値であってもよく、変更可能な値であってもよい。
具体的に、割込車台数推定部２２は、第１の実施形態における式（２）の第２車間距離Ｄｓを第３車間距離Ｄｔに置き換えることにより、割込車台数が１台であるか否かを判定することができる。同様に、割込車台数推定部２２は、第１の実施形態における式（３）の第２車間距離Ｄｓを第３車間距離Ｄｔに置き換えることにより、割込車台数が２台であるか否かを判定することができる。３台以上の場合も同様である。
〈第２の実施形態の車群制御装置における車群解除処理〉
次に、第２の実施形態の車群制御装置２０における車群解除処理について図９を参照して説明する。図９は、第２の実施形態の車群制御装置２０における車群解除処理を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートの処理は、第一車両１００及び第二車両２００が一つの車群として走行している場合に実行される。
図９に示すように、車群制御装置２０は、Ｓ４０として、割込判定部１１により第一車両１００と第二車両２００との間に車群を形成しない割込車が存在するか否かを判定する。車群制御装置２０は、割込車が存在しないと判定した場合（Ｓ４０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、車群制御装置２０は、一定時間の経過後に再びＳ４０の判定を行う。車群制御装置２０は、割込車が存在すると判定した場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、Ｓ４２に移行する。
Ｓ４２において、車群制御装置２０は、第１車間距離推定部１５による第１車間距離Ｄｃの推定、及び、第３車間距離認識部２１による第３車間距離Ｄｔの推定を行う。第３車間距離認識部２１は、一例として、第二車両２００の車載センサ２０２の検出結果（外部センサの検出結果）に基づいて、第３車間距離Ｄｔを推定する。
Ｓ４４において、車群制御装置２０は、割込車台数推定部２２により割込車台数を推定する。割込車台数推定部２２は、第１車間距離推定部１５の推定した第１車間距離Ｄｃと第３車間距離認識部２１の認識した第３車間距離Ｄｔとに基づいて、割込車の台数を推定する。
Ｓ４６において、車群制御装置２０は、車群解除部１８により割込車台数が車群解除閾値以上であるか否かを判定する。車群制御装置２０は、割込車台数が車群解除閾値以上ではないと判定された場合（Ｓ４６：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、車群制御装置２０は、一定時間の経過後に再びＳ４０の判定を行う。車群制御装置２０は、割込車台数が車群解除閾値以上であると判定された場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）、Ｓ４８に移行する。
Ｓ４８において、車群制御装置２０は、車群解除部１８により第一車両１００と第二車両２００との車群を解除する。
〈第２の実施形態の車群制御装置の作用効果〉
以上説明した第２の実施形態の車群制御装置２０では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、車群制御装置２０では、第一車両１００及び第二車両２００の間に車群を形成しない割込車が存在する場合に、第一車両１００と第二車両２００の車間距離である第１車間距離Ｄｃを推定すると共に、第二車両２００の車載センサ２０２の検出結果に基づいて第二車両２００と先頭割込車Ｎｂとの車間距離である第３車間距離Ｄｔを認識することで、第１車間距離Ｄｃと第３車間距離Ｄｔとに基づいて第一車両１００及び第二車両２００の間の割込車の台数を推定することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
車群制御装置１０，２０は、サーバに構成されている必要はなく、第一車両１００又は第二車両２００、或いはその他の車両に車載されていてもよい。車群制御装置１０，２０は、第一車両１００及び第二車両２００と通信可能に構成されていればよい。この場合、地図データベース８も車載されていてもよく、地図データベース８は車群制御装置１０，２０と通信可能なサーバに構成されていてもよい。
第１車間距離推定部１５は、最初からＧＰＳを用いて第一車両１００と第二車両２００との第１車間距離Ｄｃを推定してもよい。また、第１車間距離推定部１５は、ＧＰＳを用いることなく、車速の積分による走行距離Ｌ１，Ｌ２の演算を用いた第１車間距離Ｄｃの推定のみを行ってもよい。
割込車台数推定部１７は、基準割込車長さＫの値を変更してもよい。割込車台数推定部１７は、第一車両１００の車載センサ１０２の検出結果に基づいて基準割込車Ｎａの車種を認識した場合、車種に応じて基準割込車長さＫの値を変更することができる。車種の認識は、パターンマッチング等の周知の手法により行うことができる。割込車台数推定部１７は、基準割込車Ｎａの車種が乗用車である場合と比べて、基準割込車Ｎａの車種がトラック又はバスである場合の基準割込車長さＫを大きな値とする。これにより、割込車台数推定部１７は、基準割込車長さＫを一定値とする場合と比べて、実際の基準割込車Ｎａの車種を考慮して、割込車台数の推定精度の向上させることができる。なお、第２の実施形態における先頭割込車Ｎｂの長さＫｐも基準割込車長さＫと同様に変更することが可能である。
第１の実施形態に係る車群制御装置１０は、第２の実施形態の第３車間距離認識部２１を有していてもよい。この場合、車群制御装置１０の割込車台数推定部１７は、第一車両１００と第二車両２００との第１車間距離Ｄｃと、第一車両１００と基準割込車Ｎａとの第２車間距離Ｄｓと、第二車両２００と先頭割込車Ｎｂとの第３車間距離Ｄｔとに基づいて、割込車の台数を推定することができる（図８参照）。
具体的に、割込車台数推定部１７は、下記の式（４）を用いて割込車台数が１台であるか否かを判定してもよい。Ｌｔ３は予め設定された第３の判定閾値である。
Ｌｔ３≧｜（Ｄｃ−Ｋ）／２−Ｄｓ−Ｄｔ｜・・・（４）
割込車台数推定部１７は、上記の式（４）が成立しなかった場合、下記の式（５）を用いて、割込車台数が２台であるか３台以上であるかを判定する。Ｌｔ４は予め設定された第４の判定閾値である。Ｌｔ４は、判定のチャタリング防止のために、第３の判定閾値Ｌｔ３より大きい値とする。
Ｌｔ４≧｜（Ｄｃ−Ｋ）／２−Ｄｓ｜・・・（５）
割込車台数推定部１７は、上記の式（５）が成立した場合、割込車台数が２台であると判定する。割込車台数推定部１７は、上記の式（５）が成立しなかった場合、割込車台数が３台以上であると判定する。同様にして、割込車台数推定部１７は、４台以上の割込車台数の推定も行うことができる。
車群制御装置…１０、２０、割込判定部…１１、基準車速認識部…１２、設定最高速度情報取得部…１３、車群制御部…１４、第１車間距離推定部…１５、第２車間距離認識部…１６、割込車台数推定部…１７、２２、第３車間距離認識部…２１、第一車両…１００、第二車両…２００。

Claims (6)

  1. 第一車両と前記第一車両の前方を走行する第二車両とを少なくとも含む車群の走行を制御する車群制御装置であって、
    前記第一車両及び前記第二車両の車間距離である第１車間距離を推定する第１車間距離推定部と、
    前記第一車両及び前記第二車両の間に前記車群を形成しない割込車が存在する場合に、前記第一車両の車載センサの検出結果に基づいて、前記割込車のうち前記第一車両の一つ前を走行する基準割込車と前記第一車両との車間距離である第２車間距離を認識する第２車間距離認識部と、
    前記第１車間距離と前記第２車間距離とに基づいて、前記第一車両及び前記第二車両の間の前記割込車の台数を推定する割込車台数推定部と、
    を備える車群制御装置。
  2. 前記割込車台数推定部の推定した前記割込車の台数が１より大きい車群解除閾値以上である場合に、前記第一車両と前記第二車両との車群を解除する車群解除部を更に備える、請求項１に記載の車群制御装置。
  3. 前記第一車両及び前記第二車両の間に前記車群を形成しない割込車が存在する場合に、前記第一車両の車載センサの検出結果に基づいて、前記基準割込車の車速である基準車速を認識する基準車速認識部と、
    前記第一車両及び前記第二車両の走行する車線に対して予め設定された設定最高速度に関する設定最高速度情報を取得する設定最高速度情報取得部と、
    前記基準車速が前記設定最高速度以下である場合に、前記基準車速に基づいて前記車群の車速を制御する車群制御部と、
    前記基準車速が前記設定最高速度以下である場合に、前記基準車速と前記設定最高速度との差が差分閾値以下であるときには、前記基準車速と前記設定最高速度との差が差分閾値を超えているときと比べて、前記車群解除閾値を大きい値に変更する、請求項２に記載の車群制御装置。
  4. 第一車両と前記第一車両の前方を走行する第二車両とを少なくとも含む車群の走行を制御する車群制御装置であって、
    前記第一車両及び前記第二車両の車間距離である第１車間距離を推定する第１車間距離推定部と、
    前記第一車両及び前記第二車両の間に前記車群を形成しない割込車が存在する場合に、前記第二車両の車載センサの検出結果に基づいて、前記割込車のうち前記第二車両の一つ後を走行する先頭割込車と前記第二車両との車間距離である第３車間距離を認識する第３車間距離認識部と、
    前記第１車間距離と前記第３車間距離とに基づいて、前記第一車両及び前記第二車両の間の前記割込車の台数を推定する割込車台数推定部と、
    を備える車群制御装置。
  5. 前記割込車台数推定部の推定した前記割込車の台数が１より大きい車群解除閾値以上である場合に、前記第一車両と前記第二車両との車群を解除する車群解除部を更に備える、請求項４に記載の車群制御装置。
  6. 前記第一車両及び前記第二車両の間に前記車群を形成しない割込車が存在する場合に、前記第一車両の車載センサの検出結果に基づいて、前記割込車のうち前記第一車両の一つ前を走行する基準割込車の車速である基準車速を認識する基準車速認識部と、
    前記第一車両及び前記第二車両の走行する車線に対して予め設定された設定最高速度に関する設定最高速度情報を取得する設定最高速度情報取得部と、
    前記基準車速が前記設定最高速度以下である場合に、前記基準車速に基づいて前記車群の車速を制御する車群制御部と、
    前記基準車速が前記設定最高速度以下である場合に、前記基準車速と前記設定最高速度との差が差分閾値以下であるときには、前記基準車速と前記設定最高速度との差が差分閾値を超えているときと比べて、前記車群解除閾値を大きい値に変更する、請求項５に記載の車群制御装置。
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