JP3358403B2 - 隊列走行制御装置 - Google Patents

隊列走行制御装置

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    • G05D1/0291—Fleet control
    • G05D1/0293—Convoy travelling

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は隊列走行制御装置、
特に隊列内での自車位置を認識しつつ走行制御する装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速道路走行では、前方車に追従して走
行した方が運転操作低減等の観点から望ましい場合があ
り、結果的に複数の車両が隊列を形成して走行する場合
も生じる（隊列走行あるいはプラトーン走行）。そこ
で、車両走行の自動化を図るに際しても、このような隊
列走行を積極的に利用することも提案されている。
【０００３】例えば、本願出願人は先に特開平５−１７
０００８号にて、先行車から制御操作量、走行状態量、
車両諸元等のデータを受信し、これらのデータと自車両
の状況に基づいて先行車に追従走行するように自車両の
制御操作量を演算する構成を提案した。これによれば、
先行車の制御の結果である走行状態の変化を待たずして
これを予測することができ、制御遅れの少ない滑らかな
追従走行を実現できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３台以
上の車両で隊列走行を行う場合、単に自車の直前の前方
車からのデータに基づいて追従走行を行うのでは、前方
車の隊列からの離脱時等において自車の走行を適正に制
御できない場合もある。すなわち、自車が隊列の先頭車
に追従している２番目の車両である場合、前方車が隊列
を離脱すると自車は先頭車となって追従走行ではない自
動走行に移行する必要があり、一方、自車が隊列の３番
目の車両で前方車が隊列を離脱した場合には、隊列の先
頭車が存在するので自車は再び追従走行を行える可能性
がある。このように、自車の隊列内位置により走行を変
化させることができれば、より汎用性かつ適応性のある
制御が実現すると考えられる。
【０００５】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、隊列走行時の自車位置を認識
し、隊列変化時においても自車の走行を適応的に制御し
得る隊列走行制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、前方車及び後続車とデータ送受を行
いつつ隊列走行する隊列走行制御装置であって、前方車
から送信されたデータを受信する受信手段と、後続車に
データを送信する送信手段と、前記受信手段で前方車か
らデータを受信しない場合には先頭車を意味する識別番
号を自車に付与し、前方車からデータを受信した場合に
は前方車の識別番号を所定規則で変換して得られる識別
番号を自車に付与する識別番号制御手段と、付与された
識別番号の変化に応じて自車の走行を制御する走行制御
手段とを有することを特徴とする。
【０００７】ここで、先頭車を意味する識別番号として
は任意であるが１が望ましく、所定規則も任意に設定で
きるが、自車識別番号＝前方車識別番号＋１が望まし
い。この規則により、識別番号がそのまま隊列走行内に
おける自車位置を表すことになるからである。なお、識
別番号とは、自車を他車と区別するための符号であり、
いわゆる自然数のみならず順序を表すための任意の記号
も含まれる。
【０００８】また、上記目的を達成するために、第２の
発明は、第１の発明において、前記走行制御手段は、付
与された識別番号が先頭車番号以外である場合には、前
方車から送信された走行データに基づいて自車の走行を
制御することを特徴とする。
【０００９】これにより、前方車の走行に準じた隊列走
行を行える。但し、前方車からのデータのみに基づいて
自車の走行を制御する必要はなく、他のデータ例えば路
上からのデータと併せて走行制御する場合も含まれ、安
定した隊列走行のためには後者が望ましい。
【００１０】また、上記目的を達成するために、第３の
発明は、第１または第２の発明において、さらに、自車
が隊列を離脱する場合には、後続車に送信するデータに
離脱情報を重畳する通信制御手段を有することを特徴と
する。
【００１１】このように、後続車に対して離脱する旨を
予め報知することにより、後続車は以後の処理に対する
準備を行うことができ、処理の確実性を期すことができ
る。
【００１２】また、上記目的を達成するために、第４の
発明は、第３の発明において、前記識別番号制御手段
は、前方車から前記離脱情報を受信した場合にも先頭車
識別番号を付与することを特徴とする。
【００１３】これにより、例えば前方車が離脱して自車
が隊列の先頭となった場合でも、それに応じた走行制御
に円滑に移行できる。
【００１４】また、上記目的を達成するために、第５の
発明は、第４の発明において、前記走行制御手段は、離
脱した前記前方車が先頭車であったか否かを自車の識別
番号に基づき判定し、先頭車でない場合には新たな前方
車に追従すべく走行を制御することを特徴とする。
【００１５】これにより、隊列の途中で車両が離脱した
場合でも、迅速に隊列を再形成することができる。な
お、離脱した前方車が先頭車か否かは、自車の識別番号
に基づいて判定され、識別番号が先頭車から３番目以降
であることを示す番号である場合には、前方車は先頭車
でないとされる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
【００１７】図１には本実施形態における隊列走行制御
装置の全体図が示されており、図２にはその構成ブロッ
ク図が示されている。車両前部には路面に敷設された磁
気マーカ１００の磁気を検出する磁気センサ１０が設け
られている。磁気センサ１０で検出する磁気の強度によ
り、自車が路面上のどの位置にいるか、すなわち横変位
を検出できる。また、車室内上部にはＣＣＤカメラ１２
が設置され、前方車その他自車両前方の環境を撮影す
る。得られた画像は画像処理され、前方車への追従走行
時の制御、あるいは自動運転時の制御等に用いられる。
また、ＣＣＤカメラ１２に隣接して光受信器１４が設置
され、前方車から送信された光データを受信する。な
お、データ送受信形態は光に限らず、赤外線や超音波、
ミリ波、マイクロ波など任意の伝送形態を用いることが
できる。磁気センサ１０からの検出信号、ＣＣＤカメラ
１２からの画像信号は車両中央に設けられた車両制御Ｅ
ＣＵ１６に供給される。車両制御ＥＣＵ１６はマイクロ
コンピュータで構成され、後述する識別番号ＩＤに従っ
て車両の走行を制御する。具体的には磁気センサ１０か
らの検出信号に基づいてステアリングアクチュエータ１
８を駆動し、あるいは光受信器１４からの前方車の走行
データに基づいてステアリングアクチュエータ１８やブ
レーキアクチュエータ２０、あるいはスロットルアクチ
ュエータ２１を駆動する。光受信器１４で受信したデー
タは通信制御ＥＣＵ２２に送られる。また、車両後部に
は光送信器２４が設けられ、後続車にデータを送信す
る。送信するデータ及び送信タイミング等は通信制御Ｅ
ＣＵ２２で制御される。通信制御ＥＣＵ２２もマイクロ
コンピュータで構成され、車両制御ＥＣＵ１６とデータ
の送受を行い、光受信器１４から送られた前方車データ
に基づいて後述する識別番号処理を行い自車の識別番号
ＩＤを付与するとともに、その識別番号ＩＤや離脱情報
を後続車に送信する。
【００１８】ここで、本実施形態の隊列走行時の通信シ
ステムは、前方車の情報が自車のみ伝わる狭域通信シス
テムが望ましく、通信方向は前方車から後続車への一方
向通信で足りる。伝送する情報としては、自車の識別番
号ＩＤ、車速、加減速度、舵角、ブレーキ作動／非作動
信号及び後続車への特記情報である。自車の識別番号Ｉ
Ｄは隊列走行を行う各車両が隊列内における自車位置を
認識するのに有効なデータであり、車速や加減速度、舵
角等は隊列走行時の後続車の走行制御に有効なデータで
あり、特記事項は自車が隊列から離脱する場合あるいは
自車が隊列に新たに合流する場合に後続車にその旨を伝
えるのに有効なデータである。
【００１９】本実施形態における隊列走行は、このよう
なシステム構成を用いて行われるが、隊列走行の基本ア
ルゴリズムは、 （１）自動運転状態にある車両は全て機会があれば隊列
走行する。
【００２０】（２）自動運転状態にある車両は全て最初
は自車が先頭車であることを意味する識別番号としてＩ
Ｄ＝１を有し、これを送信する。
【００２１】（３）前方車からのデータを受信した場
合、自車のＩＤを 自車ＩＤ＝前方車ＩＤ＋１ なる規則に従って付与する。また、特記事項として自車
ＩＤが変更した旨の変更メッセージを付加する。
【００２２】の３つである。例えば、自動走行中に、あ
る車両の後続になると、前方車からＩＤ＝１のデータが
送信されてくるので、通信制御ＥＣＵ２２は自車ＩＤを
２として後続車に送信する。自車の後続車は、自車から
ＩＤ＝２を受信するのでその車両の車両制御ＥＣＵ１６
は、その車両のＩＤをＩＤ＝３とする。こうして、隊列
走行を行う各車両にＩＤが付与され、かつ、そのＩＤが
そのまま隊列内での自車位置を示すことになる。
【００２３】以下、図３及び図４のフローチャートを用
いて車両制御ＥＣＵ１６及び通信制御ＥＣＵ２２の動作
を詳細に説明する。
【００２４】まず、運転者がある操作を入力すると、車
両制御ＥＣＵ１６は、その入力が自動運転開始の指示か
否かを判定する（Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１１１）。自
動運転開始の指示である場合には、車両制御ＥＣＵ１６
は自動運転モードに移行する（Ｓ１１２）。この自動運
転モードは、上述したように磁気マーカ１００を磁気セ
ンサ１０で検出して横変位を算出し、ステアリングアク
チューエータ１８を制御するととともにブレーキアクチ
ュエータやスロットルアクチュエータ２１を制御して車
速を制御するモードである。ＣＣＤカメラ１２で得られ
た画像から路面の白線を検出し、その白線に沿って舵角
を制御してもよい。
【００２５】このように自動運転に移行すると、次に通
信制御ＥＣＵ２２は車両制御ＥＣＵ１６からデータを受
信したか否かを判定する（Ｓ１０４）。データを受信し
た場合には、さらに自車が現在離脱モードにセットされ
ているか否かを判定する（Ｓ１１５）。離脱モードにつ
いては後述するが、運転者が隊列走行からの離脱を希望
する場合にそのモードにセットすると車両ＥＣＵ１６は
離脱モードに移行することになる。離脱モードでない、
すなわち自動運転継続中である場合には、次に通信制御
ＥＣＵ２２は、前方車からのデータを受信したか否かを
判定する（Ｓ１１６）。前方車からのデータは光受信器
１４で受信され、通信制御ＥＣＵ２２に送られてくる。
前方車からのデータ受信がない場合には、自車が単独走
行あるいは先頭車両であることを意味するから、識別番
号ＩＤとして先頭車を意味するＩＤ＝１を付与する（Ｓ
１２４）。そして、強制ＩＤ変更フラグがセットされて
いるか否かを判定する（Ｓ１２５）。この強制変更フラ
グは前方車がいる場合にその前方車が隊列を離脱する場
合にセットされるものであり、詳細は後述する。
【００２６】一方、Ｓ１１６で前方車データを受信した
場合には、自車が後続車であることを意味するから、自
車のＩＤとして自車ＩＤ＝前方車ＩＤ＋１を付与する。
そして、現在のＩＤ＝１かつ前回のＩＤが３以上か否か
を判定する（Ｓ１１８）。例えば、自車が隊列内で２番
目を走行していて前方車が隊列を離脱した場合には、自
車のＩＤはＩＤ＝２からＩＤ＝１に変更され（Ｓ１２
４）、前回のＩＤは３より小さいと判定される。また、
自車が隊列内で３番目を走行していて前方車が隊列を離
脱した場合には、自車のＩＤはＩＤ＝３からＩＤ＝１に
変更され（Ｓ１２４）、前回のＩＤは３以上と判定され
る。前回のＩＤが３以上と判定された場合、すなわち、
隊列の３番目以降の位置にいた場合で前方車が離脱した
場合には、前方にさらに隊列走行できる車両が少なくと
も１台存在していることを意味するから、車両制御ＥＣ
Ｕ１６に加速指示して前方車に追いつく制御を行う（Ｓ
１１９）。一方、前回のＩＤが３より小さい場合には、
先頭車となったことを意味するから、このような制御は
行わない。
【００２７】ＩＤが増加する場合（自車が先頭車から隊
列走行に移行する場合）及びＩＤが減少する場合（隊列
走行中の前方車が離脱する場合）いずれにおいても、後
続車に影響を与え得る、すなわち後続車のＩＤが近い将
来変更される可能性があるため、その旨後続車に報知す
べく、通信制御ＥＣＵ２２はＩＤ変更メッセージその他
の特記事項を送信データに付加する（Ｓ１２０）。な
お、特記事項とは、自車の離脱情報や前方車の離脱情報
などである。また、前方車から受信したデータに特記事
項が含まれているか否かを判定し（Ｓ１２１）、含まれ
ている場合にはその旨をコード化して自車の送信データ
に付加する（Ｓ１２２）。そして、自車の走行データと
共に特記事項として後続車に送信する（Ｓ１２３）。従
って、自車の前方車から離脱情報が送られてきた場合に
は、その旨が後続車にも送信されることになる。従っ
て、自車の後続車は、自車の走行データのみならず、自
車の前方車の情報も得ることになり、後続車は隊列走行
の状況を把握して円滑に隊列走行を維持できるようにな
る。
【００２８】以上のようにして、先頭車の場合にはＩＤ
＝１が付与され、隊列走行に移行した場合にはその隊列
内での位置に応じてＩＤが付与されるが、ＩＤ付与後で
隊列走行中に前方車からデータを受信した場合、前方車
のデータを車両制御ＥＣＵに送信して隊列走行を維持す
る（Ｓ１０４、Ｓ１０５，Ｓ１０８）。すなわち、前方
車からのデータには、前方車の車速や加減速、舵角デー
タ、ＩＤ等の走行データが含まれており、車両制御ＥＣ
Ｕ１６はこれらの走行データに基づいて自車の制御量を
算出し、ステアリングアクチュエータ１８やブレーキア
クチュエータ２０などを駆動する。なお、隊列走行中で
あっても、前方車からのデータのみに基づいて走行制御
するのではなく、前方車からのデータ及び磁気センサ１
０、ＣＣＤカメラ１２からのデータを用いて車間や車速
制御するのが好適であり、例えば前方車からのデータと
磁気センサその他路面からのデータの比率を４：６とす
ることができる。そして、前方車からのデータに特記事
項が含まれている場合には、それをメモリに記憶する
（Ｓ１０９）。記憶した特記事項は、上述したように自
車データを後続車に送信する際に参照され（Ｓ１２
１）、後続車にも送信されることになる。
【００２９】また、ＩＤ付与後で隊列走行中に前方車か
らデータを受信できなくなった場合には、規定回数（例
えば５回）データを受信せず、かつ前方車から離脱の特
記事項があったか否かを判定する（Ｓ１０６）。離脱の
特記事項がメモリに格納されている場合には、データを
受信できないのは前方車が離脱したためであると判定で
きるから、自車のＩＤを変更する準備として強制ＩＤ変
更フラグをセットする（Ｓ１０７）。このフラグがセッ
トされると、上述したように自車ＩＤ＝１に変更された
場合に隊列から前方車が離脱したため自車のＩＤが１に
変更されたことになるので、Ｓ１１８以降の処理に移行
することになる。すなわち、自車が隊列の３番目以降に
いた場合には、再び隊列走行を行うべく車両制御ＥＣＵ
２２に指令して自車を加速し、自車は隊列の２番目にい
た場合には、自動運転に移行する。
【００３０】一方、隊列走行中に前方車が離脱する場合
のみならず、自車が隊列から離脱する場合もある。この
場合、運転者は離脱モードを入力するので、Ｓ１０２及
びＳ１１１でいずれもＮＯと判定され、車両制御ＥＣＵ
１６は離脱モードに移行する（Ｓ１１３，Ｓ１１４）。
離脱モードに移行すると、車両制御ＥＣＵ１６はステア
リングアクチュエータ１８を駆動して車線変更を行う
が、離脱完了する前に自車のデータに特記事項として離
脱コードを付加し、後続車に送信する（Ｓ１２６，Ｓ１
２７，Ｓ１２３）。離脱を完了した場合には、すでに後
続車は存在しないので送信を停止する（Ｓ１２８）。な
お、離脱が完了したか否かは、例えば自車の舵角の所定
量以上の変化がなくなったか否かで判定すればよく、ま
た、離脱操作は運転者の手動によっても良い。
【００３１】このように、本実施形態では、隊列の先頭
にいる場合にはＩＤとして１を付与し、隊列走行してい
る場合にはＩＤとして隊列内の位置を付与しているの
で、自車ＩＤにより隊列内の位置を明確に認識できる。
従って、隊列走行している場合に前方車が隊列から離脱
しても、自車のＩＤの変化に基づいて再び隊列走行に復
帰できるか否かを判定でき、状況に合致した走行制御が
実現できる。また、前方車が離脱する場合、及び自車が
離脱する場合には、その旨を自車の後続車にも伝えるの
で、隊列の変化に迅速かつ的確に対応できる利点もあ
る。
【００３２】なお、本実施形態では、前方車からのデー
タに離脱特記事項があった場合には、前方車からデータ
を受信しなくなってから、つまり前方車が離脱を開始し
てから強制ＩＤ変更フラグをセットして自車のＩＤを１
にセットしているが、離脱特記事項を受信した場合に
は、近い将来前方車が存在しなくなることを意味してい
るので、自車の車速を固定あるいは若干減速してから固
定する制御を行っても良く、また、前方車からのデータ
に基づいた隊列走行制御を順次自動運転制御に移行させ
てもよい。例えば、隊列走行時には上述したように前方
車からのデータと磁気センサその他路面からのデータの
比率を４：６としているが、離脱特記事項を受信した場
合にこの比率を２：８に変化させて自動運転に円滑に移
行するようにしてもよい。
【００３３】また、本実施形態では、主に隊列からの離
脱について説明したが、隊列走行中に他の車両が合流す
る場合も同様に処理できる。合流する車両は、ＩＤ＝前
方車ＩＤ＋１の規則に従い合流後前方車からのデータを
受信して自車のＩＤを１から合流した時点での隊列内の
位置のＩＤに変更する。そして、自車のＩＤを後続車に
送信するとともに、自車が合流車である旨を特記事項に
付加して送信する。合流車の後続車は、前方車、すなわ
ち合流車から合流特記事項を受信すると、その旨を自車
の後続車に伝えるとともに、ＩＤ＝前方車のＩＤ＋１の
規則により自車のＩＤを１だけ増加すればよい。路上ビ
ーコンから合流車が存在する旨を光受信器１４で受信
し、車両制御ＥＣＵ１６に指令して前方車との車間距離
を増大させて他の車両が合流しやすくすることも考えら
れる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の隊列走行
制御装置によれば、隊列走行時の自車位置を認識し、隊
列変化時においても自車の走行を状況に応じて適応的に
制御できる。従って、ある車両の離脱により隊列が途中
でとぎれた場合でも、速やかに隊列を再形成することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態のシステム構成図である。
【図２】 本発明の実施形態の構成ブロック図である。
【図３】 本発明の実施形態の処理フローチャートであ
る。
【図４】 本発明の実施形態の処理フローチャートであ
る。
【符号の説明】
１０ 磁気センサ、１２ ＣＣＤカメラ、１４ 光受信
器、１６ 車両制御ＥＣＵ、１８ ステアリングアクチ
ュエータ、２０ ブレーキアクチュエータ、２２ 通信
制御ＥＣＵ、２４ 光送信器、１００ 磁気マーカ。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G08G 1/16 G08G 1/09 B60K 31/00 G05D 1/02

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 前方車及び後続車とデータ送受を行いつ
    つ隊列走行する隊列走行制御装置であって、 前方車から送信されたデータを受信する受信手段と、 後続車にデータを送信する送信手段と、 前記受信手段で前方車からデータを受信しない場合には
    先頭車を意味する識別番号を自車に付与し、前方車から
    データを受信した場合には前方車の識別番号を所定規則
    で変換して得られる識別番号を自車に付与する識別番号
    制御手段と、 付与された識別番号の変化に応じて自車の走行を制御す
    る走行制御手段と、 を有することを特徴とする隊列走行制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の隊列走行制御装置におい
    て、 前記走行制御手段は、付与された識別番号が先頭車番号
    以外である場合には、前方車から送信された走行データ
    に基づいて自車の走行を制御することを特徴とする隊列
    走行制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の隊列走行
    制御装置において、さらに、 自車が隊列を離脱する場合には、後続車に送信するデー
    タに離脱情報を重畳する通信制御手段を有することを特
    徴とする隊列走行制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の隊列走行制御装置におい
    て、 前記識別番号制御手段は、前方車から前記離脱情報を受
    信した場合にも先頭車識別番号を付与することを特徴と
    する隊列走行制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の隊列走行制御装置におい
    て、 前記走行制御手段は、離脱した前記前方車が先頭車であ
    ったか否かを自車の識別番号に基づき判定し、先頭車で
    ない場合には新たな前方車に追従すべく走行を制御する
    ことを特徴とする隊列走行制御装置。
JP23289095A 1995-09-11 1995-09-11 隊列走行制御装置 Expired - Fee Related JP3358403B2 (ja)

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