JP3473356B2 - 自動運転車両の走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動運転車両の走
行制御装置に係り、特に、先行車に追従して走行する自
動運転車両の車速を制御する装置として好適な自動運転
車両の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平７−３２９７４
６号に開示される如く、自動運転車両が知られている。
上記従来の自動運転車両は所定の制御区間を走行する。
制御区間には、所定パターンで変化する目標車速が設定
されている。上記従来の自動運転車両は、車速を目標車
速に一致させるためのフィードバック制御（以下、車速
Ｆ／Ｂ制御と称す）を実行する。このため、上記従来の
自動運転車両は、所定の制御区間内を、その車速をほぼ
所定パターンで変化させながら走行することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、複数の自動
運転車両を隊列走行させるシステムにおいては、先頭車
両の加減速に対応して後続車両を加減速させることが必
要である。また、隊列走行中における車間距離を十分に
短縮するためには、車間距離の伸縮幅を抑制すべく、複
数の自動運転車両を同様に加減速させることが必要であ
る。

【０００４】しかし、上述した車速Ｆ／Ｂ制御の制御精
度は、自動運転車両の重量等、個々の車両の状態に影響
される。このため、例えば、複数の自動運転車両の積載
荷重が異なるような場合は、全ての車両で同様に車速Ｆ
／Ｂ制御を実行しても、それらの車両が同様に加減速し
ないことがある。従って、上記従来の自動運転車両を隊
列走行させた場合、目標車速の変更に伴って先行車と後
続車との間に確保されている車間距離に大きな伸縮が生
ずることがある。このため、上記従来の自動運転車両に
よっては、車間距離を十分に詰めた隊列走行を実現する
ことが困難であった。

【０００５】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、先行車との車間距離を大きく伸縮させるこなく
自動運転車両を先行車に追従して走行させる自動運転車
両の走行制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載される如く、複数の自動運転車両を所定の走行パ
ターンに従って隊列走行させるシステムにおいて、先行
車に追従して走行する自動運転車両の車速制御を実行す
る走行制御装置であって、自動運転車両の車速相関値を
目標値に近づけるための第１の制御指令値を演算する車
速相関値フィードバック手段と、前記先行車との車間距
離を目標車間距離に近づけるための第２の制御指令値を
演算する車間距離フィードバック手段と、前記第１の制
御指令値と前記第２の制御指令値とに重み付けを行っ
て、それらを前記車速制御に反映させる車速制御手段
と、を備え、 前記車速制御手段は、 前記複数の自動運転
車両を出発地を発車してから目的地に停止するまでに等
加速度走行、等速走行、及び等減速度走行を順に行って
隊列走行させる場合に、 前記等加速度走行において、 自
動運転車両の速度が前記出発地を発車後前記等速走行時
の速度よりも低い所定速度に達するまでは、前記第２の
制御指令値の影響が前記第１の制御指令値の影響よりも
大きく前記車速制御に反映されるように前記重み付けを
行い、 自動運転車両の速度が前記所定速度に達してから
自動運転車両が前記等速走行を開始するまでは、前記第
１の制御指令値の影響が前記第２の制御指令値の影響よ
りも大きく前記車速制御に反映されるように前記重み付
けを行う、自動運転車両の走行制御装置により達成され
る。

【０００７】本発明において、自動運転車両の車速は、
車速相関値が目標値に近づくように制御される（以下、
この制御を車速Ｆ／Ｂ制御と称す）と共に、先行車との
車間距離が目標車間距離に近づくように制御される（以
下、この制御を車間距離Ｆ／Ｂ制御と称す）。また、車
速Ｆ／Ｂ制御と車間距離Ｆ／Ｂ制御とは重み付けされた
上で車速制御に反映される。上記の処理によれば、先行
車との車間距離を目標車間距離の近傍に維持しつつ、高
精度な車速制御を実行することができる。また、本発明
において、車速Ｆ／Ｂ制御と車間距離Ｆ／Ｂ制御とへの
重み付けは、自動運転車両の加減速状態に応じて行われ
る。複数の自動運転車両が隊列走行している場合、自動
運転車両に要求される加減速状態が変化した直後は、車
両重量の相違等に起因して車間距離に伸縮が生じ易い。
この場合、車速を精度良く制御することに比して、車間
距離を目標車間距離に一致させることが重要である。自
動運転車両の加減速状態が安定している場合は、車間距
離に大きな伸縮が生じ難い。従って、かかる状況下で
は、加減速状態が変化した直後に比して、車速を目標車
速に一致させることの重要性が増大する。 そこで、本発
明では、発車後（等加速度走行開始後）しばらくは車速
Ｆ／Ｂ制御よりも車間距離Ｆ／Ｂ制御を優先し、等加速
度走行が安定した後は車間距離Ｆ／Ｂ制御よりも車速Ｆ
／Ｂ制御を優先する。これにより、等加速度走行の開始
直後では車間距離を精度良く目標車間距離近傍に制御す
ることができると共に、等加速度走行の後期では加速度
を精度良く目標加速度に制御することができる。

【０００８】尚、本発明において、車速相関値には、車
速が含まれる他、自動運転車両の加速度および減速度が
含まれる。上記の目的は、請求項２に記載する如く、複
数の自動運転車両を所定の走行パターンに従って隊列走
行させるシステムにおいて、先行車に追従して走行する
自動運転車両の車速制御を実行する走行制御装置であっ
て、自動運転車両の車速相関値を目標値に近づけるため
の第１の制御指令値を演算する車速相関値フィードバッ
ク手段と、 前記先行車との車間距離を目標車間距離に近
づけるための第２の制御指令値を演算する車間距離フィ
ードバック手段と、 前記第１の制御指令値と前記第２の
制御指令値とに重み付けを行って、それらを前記車速制
御に反映させる車速制御手段と、 を備え、 前記車速制御
手段は、 前記複数の自動運転車両を出発地を発車してか
ら目的地に停止するまでに等加速度走行、等速走行、及
び等減速度走行を順に行って隊列走行させる場合に、 前
記等速走行において、 自動運転車両の前記等速走行開始
後の走行距離が前記等速走行が行われる距離全体よりも
短い第一の所定距離に達するまでは、前記第２の制御指
令値の影響が前記第１の制御指令値の影響よりも大きく
前記車速制御に反映されるように前記重み付けを行い、
自動運転車両の前記等速走行開始後の走行距離が前記第
一の所定距離に達してから自動運転車両が前記等減速度
走行を開始するまでは、前記第１の制御指令値の影響が
前記第２の制御指令値の影響よりも大きく前記車速制御
に反映されるように前記重み付けを行う、自動運転車両
の走行制御装置により達成される。

【０００９】本発明において、自動運転車両の車速は、
車速相関値が目標値に近づくように車速Ｆ／Ｂ制御され
ると共に、先行車との車間距離が目標車間距離に近づく
ように車間距離Ｆ／Ｂ制御される。また、車速Ｆ／Ｂ制
御と車間距離Ｆ／Ｂ制御とは重み付けされた上で車速制
御に反映される。上記の処理によれば、先行車との車間
距離を目標車間距離の近傍に維持しつつ、高精度な車速
制御を実行することができる。 また、本発明において、
車速Ｆ／Ｂ制御と車間距離Ｆ／Ｂ制御とへの重み付け
は、自動運転車両の加減速状態に応じて行われる。複数
の自動運転車両が隊列走行している場合、自動運転車両
に要求される加減速状態が変化した直後は、車両重量の
相違等に起因して車間距離に伸縮が生じ易い。この場
合、車速を精度良く制御することに比して、車間距離を
目標車間距離に一致させることが重要である。自動運転
車両の加減速状態が安定している場合は、車間距離に大
きな伸縮が生じ難い。従って、かかる状況下では、加減
速状態が変化した直後に比して、車速を目標車速に一致
させることの重要性が増大する。そこで、本発明では、
等速走行開始後しばらくは車速Ｆ／Ｂ制御よりも車間距
離Ｆ／Ｂ制御を優先し、等速走行が安定した後は車間距
離Ｆ／Ｂ制御よりも車速Ｆ／Ｂ制御を優先する。これに
より、等速走行の開始直後では車間距離を精度良く目標
車間距離近傍に制御することができると共に、等速走行
の後期では車速を精度良く目標車速に制御することがで
きる。

【００１０】上記の目的は、請求項３に記載する如く、
複数の自動運転車両を所定の走行パターンに従って隊列
走行させるシステムにおいて、先行車に追従して走行す
る自動運転車両の車速制御を実行する走行制御装置であ
って、 自動運転車両の車速相関値を目標値に近づけるた
めの第１の制御指令値を演算する車速相関値フィードバ
ック手段と、 前記先行車との車間距離を目標車間距離に
近づけるための第２の制御指令値を演算する車間距離フ
ィードバック手段と、 前記第１の制御指令値と前記第２
の制御指令値とに重み付けを行って、それらを前記車速
制御に反映させる車速制御手段と、 を備え、 前記車速制
御手段は、 前記複数の自動運転車両を出発地を発車して
から目的地に停止するまでに等加速度走行、等速走行、
及び等減速度走行を順に行って隊列走行させる場合に、
前記等減速度走行において、 自動運転車両の前記等減速
度走行開始後の走行距離が前記等減速度走行が行われる
距離全体よりも短い第二の所定距離に達するまでは、前
記第２の制御指令値の影響が前記第１の制御指令値の影
響よりも大きく前記車速制御に反映されるように前記重
み付けを行い、 自動運転車両の前記等減速度走行開始後
の走行距離が前記第二の所定距離に達してから自動運転
車両が前記目的地に停止するまでは、前記第１の制御指
令値の影響が前記第２の制御指令値の影響よりも大きく
前記車速制御に反映されるように前記重み付けを行う、
自動運転車両の走行制御装置により達成される。 本発明
において、自動運転車両の車速は、車速相関値が目標値
に近づくように車速Ｆ／Ｂ制御されると共に、先行車と
の車間距離が目標車間距離に近づくように車間距離Ｆ／
Ｂ制御される。また、車速Ｆ／Ｂ制御と車間距離Ｆ／Ｂ
制御とは重み付けされた上で車速制御に反映される。上
記の処理によれば、先行車との車間距離を目標車間距離
の近傍に維持しつつ、高精度な車速制御を実行すること
ができる。 また、本発明において、車速Ｆ／Ｂ制御と車
間距離Ｆ／Ｂ制御とへの重み付けは、自動運転車両の加
減速状態に応じて行われる。複数の自動運転車両が隊列
走行している場合、自動運転車両に要求される加減速状
態が変化した直後は、車両重量の相違等に起因して車間
距離に伸縮が生じ易い。この場合、車速を精度良く制御
することに比して、車間距離を目標車間距離に一致させ
ることが重要である。自動運転車両の加減速状態が安定
している場合は、車間距離に大きな伸縮が生じ難い。従
って、かかる状況下では、加減速状態が変化した直後に
比して、車速を目標車速に一致させることの重要性が増
大する。そこで、本発明では、等減速度走行開始後しば
らくは車速Ｆ／Ｂ制御よりも車間距離Ｆ／Ｂ制御を優先
し、等減速度走行が安定した後は車間距離Ｆ／Ｂ制御よ
りも車速Ｆ／Ｂ制御を優先する。これにより、等減速度
走行の開始直後では車間距離を精度良く目標車間距離近
傍に制御することができると共に、等減速度走行の後期
では車速を精度良く目標車速に制御することができる。
また、請求項４に記載する如く、上記請求項１乃至３の
いずれか一項記載の自動運転車両の走行制御装置におい
て、自動運転車両が前記等減速度走行を開始した時点で
車間距離に重畳している目標車間距離に対する誤差を検
出する車間誤差検出手段と、自動運転車両の前記等減速
度走行時における前記目標値を、前記誤差に基づいて修
正する目標値修正手段と、を備える自動運転車両の走行
制御装置により達成される。

【００１１】本発明において、自動運転車両の等減速度
走行が開始された時点では、車間距離に誤差が重畳して
いる場合がある。この場合、以後、自動運転車両が先行
車と同様に等減速度走行を継続すると、車間距離に誤差
が重畳したまま自動運転車両および先行車が停車状態に
到る。本発明においては、等減速度走行時における車速
Ｆ／Ｂ制御の目標値が、等減速度走行開始時に生じてい
た誤差に基づいて修正される。車速Ｆ／Ｂ制御の目標値
が上記の如く修正されると、自動運転車両が等減速度走
行する過程で、等減速度走行開始時に生じていた誤差を
消滅させることができるため、隊列を構成する全ての自
動運転車両を正確に定められた位置に停車させることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施例であ
る自動交通システムのインフラ施設を模式的に表した図
を示す。インフラ施設は、レーンマーカ１０を備えてい
る。レーンマーカ１０は本線１２および待機線１４に沿
って敷設されている。本線１２は、後述する自動運転車
両が乗客を輸送するために走行するレーンである。ま
た、待機線１４は、余剰車両を待機させるためのレーン
である。

【００１３】本線１２は、直線部１６，１８およびルー
プ部２０，２２を備えている。直線部１６には、第１駅
２４、第２駅２６および第３駅２８が所定間隔をあけて
順に設けられている。一方、直線部１８には、第４駅３
０、第５駅３２および第６駅３４が所定間隔をあけて順
に設けられている。本実施例において、自動運転車両
は、複数台で隊列を組んで本線１２を走行する。以下、
この隊列を車両隊列と称す。車両隊列は、図１において
時計回り方向に本線１２を進行する。車両隊列は、第１
駅２４または第２駅２６から乗り込んだ乗客を第２駅２
６または第３駅２８に輸送する。車両隊列は、第３駅２
８で全ての乗客を降車させた後、無人状態でループ部２
０を走行する。また、車両隊列は、第４駅３０または第
５駅３２から乗り込んだ乗客を第５駅３２または第６駅
３４に輸送し、無人状態でループ部２２を走行する。車
両隊列は、上記の走行規則に従って乗客の輸送を行う。

【００１４】第１駅２４乃至第６駅３４のそれぞれ、お
よび、待機線１４の出口近傍には、路車間通信機３６〜
４８が配設されている。路車間通信機３６〜４８は、通
信線５０を介して管制センタ５２に接続されている。路
車間通信機３６〜４８は、管制センタ５２と個々の自動
運転車両との間で路車間通信を行うための送受信機であ
る。

【００１５】第１駅２４と第２駅２６との間には、本線
１２に沿って基準マーカ５４、通過検知機５６および停
止指示マーカ５８が配設されている。同様に、第２駅２
６と第３駅２８との間、第４駅３０と第５駅３２との
間、および、第５駅３２と第６駅３２との間にも、本線
１２に沿って基準マーカ５４、通過検知機５６および停
止指示マーカ５８が配設されている。

【００１６】基準マーカ５４は、所定距離離間して配設
された一対の磁気ネイルで構成されている。基準マーカ
５４を構成する一対の磁気ネイルは、同方向（例えばＮ
極）に着磁されている。通過検知機５６は、車両隊列の
通過を検知する装置である。通過検知機５６は、車両隊
列の通過を検知すると、その情報を管制センタ５２に供
給する。

【００１７】停止指示マーカ５８は、単一の磁気ネイル
で構成されている。停止指示マーカ５８を構成する磁気
ネイルには、基準マーカ５４を構成する磁気ネイル（例
えばＮ極）と異なる方向に着磁された（例えばＳ極）磁
気ネイルが用いられている。停止指示マーカ５８は、駅
間を走行中の車両隊列が次の駅に停車するために減速を
開始すべき位置に配設されている。

【００１８】図２は、本実施例の自動交通システムの電
気的な構造を表すブロック構成図を示す。尚、図２にお
いて、上記図１に示す構成部分と同一の部分には、同一
の符号を付してその説明を省略または簡略する。図２に
示す如く、管制センタ５２には管制コンピュータ６０が
設置されている。管制コンピュータ６０には、通過検知
機５６および路車間通信機３６〜４８が接続されてい
る。

【００１９】管制コンピュータ６０は、通過検知器５６
から供給される情報に基づいて、駅間における車両隊列
の通過状況を検知する。また、管制コンピュータ６０
は、各駅に配設される路車間通信機３６〜４８から供給
される情報に基づいて各駅における車両隊列の発車状況
を検知する。管制コンピュータ６０は、これらの検知内
容に基づいて、各駅に停車している車両隊列の発車の可
否を判断する。

【００２０】管制コンピュータ６０は、路車間通信機３
６〜４８を介して各駅に停車している自動運転車両と路
車間通信を行う。路車間通信では、管制コンピュータ６
０から自動運転車両に対して、個々の車両のＩＤ情報
（隊列番号、隊列内における車両の番号等）、ドアの
開閉指示、および、発車指示等がダウンリンクされ
る。また、路車間通信では、自動運転車両から管制セン
タ５２に対して (i)車両のＩＤ情報、(ii)車両の状態
（故障状態）、および、 (iii)ドアの開閉完了に関する
状態等がアップリンクされる。

【００２１】自動運転車両には、車両システム６２が搭
載されている。車両システム６２は、電子制御ユニット
６４（以下、ＥＣＵ６４と称す）を備えている。ＥＣＵ
６４には、各駅に配設される路車間通信機３６〜４８と
通信を行うための路車間通信機６６が配設されている。
また、ＥＣＵ６４には、同一の車両隊列に属する他の自
動運転車両と車々間通信を行うための車々間通信機６８
が配設されている。

【００２２】同一の車両隊列に属する複数の自動運転車
両は、車々間通信機６８を用いて、それぞれ先行車およ
び後続車と通信を行う。車々間通信では、先行車から後
続車に向けて車両のＩＤ情報、車両の走行位置およ
び車速、減速開始タイミング（減速要求）、および、
車両の状態（故障状態）等の情報が提供される。ま
た、車々間通信では、後続車から先行車に向けて (i)車
両のＩＤ情報、(ii)車両の走行位置および速度、およ
び、 (iii)車両の状態（故障状態）等の情報が提供され
る。尚、個々の自動運転車両が、その車両の走行位置お
よび車速を検出する手法、および、減速開始タイミング
を検知する手法については、後に詳細に説明する。

【００２３】図３は、自動運転車両に搭載される車々間
通信機６８の通信領域を示す。図３に示す如く、自動運
転車両には、先行車との通信を確保するための車々間通
信機６８と、後続車との通信を確保するための車々間通
信機６８とが搭載されている。ところで、本実施例のシ
ステムにおいて、自動運転車両の進行方向は時計回り方
向に固定されている。このため、先行車との通信を確保
するためには、車両の前方に配設される車々間通信機６
８が、車両の中心軸に対して右側に偏った通信領域を有
していることが有利である。同様に、後続車との通信を
確保するためには、車両の後方に配設される車々間通信
機６８が、車両の中心軸に対して右側に偏った通信領域
を有していることが有利である。

【００２４】図３に示す如く、本実施例のシステムで
は、自動運転車両の前方および後方に、上記の要求を満
たす通信領域が確保されるように車々間通信機６８が配
設される。このため、本実施例のシステムによれば、車
両隊列を構成する個々の自動運転車両の間で、確実に車
々間通信を行うことができる。本実施例において、各駅
に配設される路車間通信機３６〜４６と各車両に配設さ
れる路車間通信機６６との間、および、各車両に配設さ
れる車々間通信機６８の間では、通信機器の故障を検知
するための通信が行われる。以下、この通信を故障検知
通信と称す。故障検知通信は、以下の手順で実行され
る。

【００２５】相互に通信可能な２つの通信機器の一方
（以下、通信機Ａと称す）から他方の通信機器（以下、
通信機Ｂと称す）に向けて任意のデータを送信する。 通信機Ｂは、受信したデータを通信機Ａに返送する。 通信機Ａは、送信したデータと、返送されてきたデー
タとを比較し、両者が一致しない場合に通信機器に故障
が生じていると判定する。

【００２６】上記の処理により通信機器の故障が判定さ
れない場合は、更に以下の処理が実行される。 通信機Ｂから通信機Ａに向けて任意のデータを送信す
る。 通信機Ａは、受信したデータを通信機Ｂに返送する。 通信機Ｂは、送信したデータと、返送されてきたデー
タとを比較し、両者が一致しない場合に通信機器に故障
が生じていると判定する。

【００２７】上記の処理により通信機器の故障が判定さ
れると、その状態が管制センタ５２に記憶され、以後、
通信機器の故障に対するフェールセーフ処理が実行され
る。一方、上記の処理により通信機器の故障が判定され
ない場合は、通信機器が正常であるとして、通常の制御
が実行される。上記の処理によれば、路車間通信機３６
〜４６，６６および車々間通信機６８に故障が生じた場
合に、その状態を速やかに検知することができる。

【００２８】本実施例において、車両システム６２は、
駆動モータ７０を備えている。駆動モータ７０は、自動
運転車両の駆動源として用いられる機構である。駆動モ
ータ７０は、ＥＣＵ６４から供給されるモータ指示値Ｍ
に応じた駆動トルクを発生する。車両システム６２は、
ブレーキアクチュエータ７２を備えている。ブレーキア
クチュエータ７２は、車両において任意の制動力を発生
させることができる。ブレーキアクチュエータ７２は、
ＥＣＵ６４から供給されるブレーキ指示値Ｂに応じた制
動力を発生する。

【００２９】車両システム６２は、位置検知センサ７
４、および、車輪パルス発生機７６を備えている。車輪
パルス発生機７６は、自動運転車両の車輪に所定の回転
角が生ずる毎にパルス信号を発生する。車輪に所定の回
転角が生ずる間に自動運転車両が走行する距離は、車輪
の外径等によりほぼ一律に決定される。ＥＣＵ６４は、
自動運転車両が各駅を発車した後、車輪パルス発生機７
６が発するパルス信号の数をカウントすることで、駅か
らの走行距離を検知する。

【００３０】位置検知センサ７４は、基準マーカ５４お
よび停止指示マーカ５８が発する磁界を検知するセンサ
である。基準マーカ５４は、上述の如く一対の磁気ネイ
ルによって構成されている。このため、位置検知センサ
７４は、自動運転車両が基準マーカ５４を通過する際に
所定の間隔をあけて２つのパルス信号を出力する。本実
施例において、ＥＣＵ６４は、上述の如く車輪パルス発
生機７６が発生するパルス信号に基づいて車両の走行距
離を検出する。ところで、車輪パルス発生機７６がパル
ス信号を発する間隔と、その間に車両が走行する距離と
の関係は、例えば車輪の外径が変化することにより変化
する。また、車輪の外径は、例えば車両の積載重量が変
化することにより変動する。

【００３１】このため、車輪パルス発生機７６がパルス
信号を発する間隔と、その間に車両が走行する距離との
関係は、厳密には常に一定ではない。従って、自動運転
車両の走行距離を精度良く検出するためには、車輪パル
ス発生機７６がパルス信号を発する間隔と、その間に車
両が走行する距離との関係を正確に検知することが必要
である。

【００３２】本実施例において、ＥＣＵ６４は、位置検
知センサ７４が、基準マーカ５４に反応して２つのパル
ス信号を発生する間に、車輪パルス発生機７６がいくつ
のパルス信号を発生するかをカウントする。そして、そ
のカウント数に基づいて、車輪パルス発生機７６がパル
ス信号を発生する間隔と、車両の走行距離との関係を正
確に検知する。従って、ＥＣＵ６４によれば、パルス発
生機７６の出力信号に基づいて正確に自動運転車両の走
行距離を検出することができる。

【００３３】車両システム６２は、障害物検知センサ７
８を備えている。障害物検知センサ７８は、自動運転車
両の前方に存在する障害物を検知するためのセンサであ
る。ＥＣＵ６４は、障害物検知センサ７８の出力信号に
基づいて、車両の前方に障害物が存在するか否かを判定
する。図４は、本実施例のシステムに用いられる自動運
転車両の一例の斜視図を示す。図４に示す如く、本実施
例のシステムに用いられる自動運転車両には、その外周
を取り巻くようにリフレクタ８０が装着されている。自
動運転車両の全周にリフレクタ８０が装着されている
と、他の自動運転車両に搭載される障害物検知センサ７
８は、容易かつ確実にその自動運転車両を認識すること
ができる。このため、本実施例のシステムによれば、例
えば、本線１２中に故障した自動運転車両が停車してい
る場合に、その後方から走行してくる他の自動運転車両
に、故障車の存在を確実に認識させることができる。

【００３４】車両システム６２は、操舵アクチュエータ
８２を備えている。操舵アクチュエータ８２は、自動運
転車両の操舵角を制御する機構である。操舵アクチュエ
ータ８２は、ＥＣＵ６４から供給される操舵指示値に基
づいて、車両の操舵角を制御する。車両システム６２
は、横位置検知センサ８４を備えている。横位置検知セ
ンサ８４は、レーンマーカ２０を撮影するカメラにより
構成される。ＥＣＵ６４は、横位置検知センサ８４から
供給される画像データに基づいて、レーンマーカ１０に
対する自動運転車両の横位置等を検出する。

【００３５】車両システム６２は、ヨーレートセンサ８
６を備えている。ヨーレートセンサ８６は、自動運転車
両のヨーレート（重心軸回りの角速度）に応じて電気信
号を出力する。ＥＣＵ６４は、ヨーレートセンサ８６の
出力信号に基づいて、車両のヨーレートを検出する。車
両システム６２は、操舵角度センサ８８を備えている。
ＥＣＵ６４は、操舵角度センサ８８の出力信号に基づい
て、ステアリングホイルの操舵角度を検出する。ＥＣＵ
６４は、上述した横位置検知センサ８４、ヨーレートセ
ンサ８６、および、操舵角度センサ８８の出力信号に基
づいて、自動運転車両がレーンマーカ１０に沿って走行
するように、操舵アクチュエータ８２に供給する操舵指
示値を演算する。

【００３６】車両システム６２は、車両ドア開閉アクチ
ュエータ９０を備えている。車両ドアアクチュエータ９
０は、自動運転車両のドアを開閉するアクチュエータで
ある。自動運転車両のドアの開閉は、自動運転車両が駅
に停車している際に、管制センタ５２からの指令により
行われる。すなわち、管制センタ５２は、自動運転車両
が駅に停車した後、路車間通信により、適当なタイミン
グでＥＣＵ６４にドアの開閉を指示する。ＥＣＵ６４
は、管制センタ５２からドアの開閉が指示されると、車
両ドア開閉アクチュエータ９０に対して駆動信号を供給
する。車両ドア開閉アクチュエータ９０は、ＥＣＵ６４
から駆動信号が供給されることにより自動運転車両のド
アを開閉させる。

【００３７】車両システム６２は、ドア状態検知センサ
９２を備えている。ドア状態検知センサ９２は、自動運
転車両のドアが全開状態であることを表示する出力信
号、および、そのドアが全閉状態であることを表示する
出力信号を発生するセンサである。ＥＣＵ６４は、車両
ドア開閉アクチュエータ９０に対して開動作を要求する
駆動信号を供給した後、ドア状態検知センサ９２から全
開状態を表示する信号が出力された時点でドアが正常に
開いたことを認識する。また、ＥＣＵ６４は、車両ドア
開閉アクチュエータ９０に対して開動作を要求する駆動
信号を供給した後、ドア状態検知センサ９２から全閉状
態を表示する信号が出力された時点でドアが正常に閉じ
たことを認識する。

【００３８】ＥＣＵ６４は、上述の如く、ドアの開閉完
了に関する情報を管制センタ５２にアップリンクする。
管制センタ５２は、その通信によりドアの閉動作が完了
したことを認識すると、自動運転車両に対して発車指示
をダウンリンクする。自動運転車両は、その発車指示を
受けて駅を発車する。次に、本実施例の自動交通システ
ムにおいて、車両隊列が乗客を輸送する際の走行パター
ンについて説明する。本実施例において、車両隊列は、
上述の如く、本線１２の直進部１６，１８を走行する際
に乗客の輸送を行う。車両隊列は、直進部１６，１８に
設置された駅間を、所定パターンで車速Ｖを変化させな
がら走行する。

【００３９】図５は、車両隊列９４が駅を発車して次の
駅に停車するまでの車速Ｖのパターンと、車両隊列９４
の走行距離Ｓとの関係を示す。車両隊列９４は、３台の
自動運転車両９６により、すなわち、先頭車両９６、第
１後続車両９８、および、第２後続車両１００により構
成されている。尚、３台編成は、車両隊列９４の編成例
の１つである。

【００４０】また、図６は、車両隊列９４の車速Ｖと、
時間ｔとの関係を示す。尚、図６において、時刻ｔ_STA
および時刻ｔ_STP は、それぞれ、車両隊列９４が駅を発
車した時刻、および、車両隊列９４が次の駅に停車した
時刻である。図５および図６に示す如く、車両隊列９４
は、駅を発車した後、車速Ｖが所定速度Ｖ₀ （例えば３
５km/h）に到達するまで一定の加速度ａ₀ （例えば０．
０５Ｇ）で加速を続ける。車速Ｖが所定速度Ｖ₀ に到達
すると、その後、車速Ｖを所定速度Ｖ₀ に維持して等速
走行を行う。そして、一定の減速度ｄ₀ （例えば−０．
０５Ｇ）で減速することで、次の駅に停車する。

【００４１】本実施例の自動運転車両によれば、加速度
ａが目標加速度ａtgに一致するようにモータ指示値Ｍを
フィードバック制御（以下、この制御を加速度Ｆ／Ｂ制
御と称す）することで、等加速度走行を実現することが
できる。従って、車両隊列９４が駅を発車した後、例え
ば、３台の自動運転車両９６〜１００のそれぞれに、目
標加速度ａtgをａ₀ として上記の加速度Ｆ／Ｂ制御を実
行させれば、車両隊列９４を一定の加速度ａ₀ で加速さ
せることができる。

【００４２】しかしながら、自動運転車両９６〜１００
には出力特性のバラツキが存在する。また、自動運転車
両９６〜１００には、異なる荷重が積載される場合があ
る。このため、３台の自動運転車両９６〜１００が、同
様に加速度Ｆ／Ｂ制御を実行しても、それぞれの自動運
転車両９６〜１００に発生する加速度ａは必ずしも同一
にならない。

【００４３】車両隊列９４に等加速度走行が要求される
区間で３台の自動運転車両９６〜１００がそれぞれ異な
る加速度ａを発生すると、車間距離に大きな伸縮が生ず
る。このため、加速度Ｆ／Ｂ制御のみでは、車間距離を
十分に詰めた隊列走行を実現することが困難である。本
実施例の自動運転車両によれば、車速Ｖが目標車速Ｖtg
に一致するようにモータ指示値Ｍをフィードバック制御
（以下、この制御を車速Ｆ／Ｂ制御と称す）すること
で、等速走行を実現することができる。従って、車両隊
列９４の車速Ｖが所定速度Ｖ₀ に達した後、例えば、３
台の自動運転車両９６〜１００のそれぞれに、目標車速
ＶtgをＶ₀ として上記の車速Ｆ／Ｂ制御を実行させれ
ば、車両隊列９４を一定の速度Ｖ₀ で走行させることが
できる。

【００４４】しかしながら、自動運転車両９６〜１００
は、出力特性のバラツキや積載荷重の相違に起因して、
異なる慣性を示すことがある。このため、３台の自動運
転車両９６〜１００が、同様に車速Ｆ／Ｂ制御を実行し
ても、それぞれの自動運転車両９６〜１００の車速Ｖは
必ずしも同一にならない。車両隊列９４に等速走行が要
求される区間で３台の自動運転車両９６〜１００がそれ
ぞれ異なる車速Ｖを示すと、車間距離に大きな伸縮が生
ずる。このため、車速Ｆ／Ｂ制御のみでは、車間距離を
十分に詰めた隊列走行を実現することが困難である。

【００４５】車両が一定の減速度ｄ₀ で減速する場合、
その減速度ｄ₀ と、車両の初速Ｖ_{ST A} と、任意の時刻ｔ
における車速Ｖと、減速が開始されてから時刻ｔまでに
車両が走行した距離Ｓｄとの間には、次式の関係が成立
する。 Ｖ² −Ｖ_STA ² ＝２ｄ₀ ・Ｓｄ ・・・（１） 車両隊列９４は、所定速度Ｖ₀ で走行している状況下で
減速を開始する。従って、車両隊列９４が減速を開始す
る時点で、その初速Ｖ_STA はＶ₀ である。このため、車
両隊列９４が減速を開始した後、一定の減速度ｄ₀ で減
速する過程では、車速Ｖと走行距離Ｓｄとの間に次式の
関係が成立する。

【００４６】 Ｖ² −Ｖ₀ ² ＝２ｄ₀ ・Ｓｄ ・・・（１） すなわち、 Ｖ＝√（Ｖ₀ ² ＋２ｄ₀ ・Ｓｄ） ・・・（２） 本実施例のシステムにおいては、車速Ｖが“０”となる
時期と同期して車両隊列９４が次の駅に到達するよう
に、車両隊列９４を減速させる必要がある。上記（１）
式より、等減速度走行が開始された後、車速Ｖが“０”
となるまでに車両隊列９４が走行する距離Ｓ₀ （以下、
減速距離Ｓ₀ と称す）は、次式の如く表すことができ
る。

【００４７】 Ｓ₀ ＝−Ｖ₀ ² ／（２・ｄ₀ ） ・・・（３） 従って、本実施例のシステムにおいては、次の駅までの
距離が減速距離Ｓ₀ となった時点で車両隊列９４の等減
速度走行を開始することで、一定の減速度ｄ₀を維持し
つつ、車両隊列９４を正確に次の駅で停車させることが
できる。本実施例のシステムにおいて、停止指示マーカ
５８は、次の駅までの距離が減速距離Ｓ ₀ に一致する位
置に埋設されている。

【００４８】先頭車両９６は、停止指示マーカ５８の発
する磁界を検知した時点で、等減速度走行の要求を検知
すると共に、車々間通信により第１後続車両９８に等減
速度走行の開始を要求する。等減速度走行の要求は、車
々間通信により、第１後続車両９８から更に第２後続車
両１００に伝達される。このため、本実施例のシステム
によれば、先頭車両９６が次の駅から減速距離Ｓ₀ の地
点に到達した時点で、全ての自動運転車両９６〜１００
に対して、ほぼ同時に等減速度走行を要求することがで
きる。

【００４９】本実施例の自動運転車両によれば、等減速
度走行の開始後における走行距離Ｓｄに対して上記
（２）式の関係を満たす車速Ｖを目標車速Ｖtg（Ｓｄ）
とし、かつ、現実の車速Ｖがその目標車速Ｖtg（Ｓｄ）
に一致するようにブレーキ指示値Ｂをフィードバック制
御（以下、この制御を制動車速Ｆ／Ｂ制御と称す）する
ことで、減速度ｄを一定値ｄ₀ に維持することができ
る。従って、３台の自動運転車両９６〜１００に、等減
速走行の要求を検知した後、それぞれ上記の制動車速Ｆ
／Ｂ制御を実行させることによれば、一定の減速度ｄ₀
を維持しつつ車両隊列９４を正確に次の駅に停車させる
ことができる。

【００５０】しかしながら、自動運転車両９６〜１００
は、車両の個体差や積載荷重の相違等に起因して、異な
る制動特性を示すことがある。このため、３台の自動運
転車両９６〜１００が、同様に制動車速Ｆ／Ｂ制御を実
行しても、それぞれの自動運転車両９６〜１００の減速
度ｄは必ずしも同一にならない。車両隊列９４に等減速
度走行が要求される区間で３台の自動運転車両９６〜１
００がそれぞれ異なる減速度ｄを発生すると、車間距離
に大きな伸縮が生ずる。このため、制動車速Ｆ／Ｂ制御
のみでは、車間距離を十分に詰めた隊列走行を実現する
ことが困難である。

【００５１】上述の如く、本実施例のシステムでは、車
両隊列９４を構成する自動運転車両９６〜１００に、加
速度Ｆ／Ｂ制御、車速Ｆ／Ｂ制御および制動車速Ｆ／Ｂ
制御を実行させるだけでは、車間距離を十分に詰めた隊
列走行を実現することができない。本実施例のシステム
は、車間距離を十分に詰めた隊列走行を実現すべく、先
頭車両を除く全ての自動運転車両に、上述した各種のフ
ィードバック制御と共に、先行車との車間距離Ｌを目標
車間距離Ｌtgに一致させるためのフィードバック制御
（以下、車間距離Ｆ／Ｂ制御）を実行させる点に特徴を
有している。

【００５２】図７は、上記の機能を実現すべく自動運転
車両のＥＣＵ６４が実行する制御ルーチンのフローチャ
ートを示す。図７に示すルーチンは、自動運転車両が駅
から発車する毎に起動される。図７に示すルーチンが起
動されると、先ずステップ１１０の処理が実行される。
ステップ１１０では、自車のＩＤ情報に基づいて、自車
が車両隊列の先頭車両であるか否かが判別される。車両
隊列の先頭車両は、他の自動運転車両との車間距離を考
慮することなく走行することができる。本ステップ１１
０で、自車が先頭車両であると判別される場合は、次に
ステップ１１２の処理が実行される。

【００５３】ステップ１１２では、等加速度走行を実現
するためのモータ指示値Ｍが演算される。本ステップ１
１２において、モータ指示値Ｍは、加速度Ｆ／Ｂ制御の
手法で演算される。モータ指示値Ｍは、具体的には次式
に従って演算される。 Ｍ＝ＫAP・Δａ＋ＫAD・ dΔａ/dt ＋ＫAI・∫Δａdt ・・・（４） 上記（４）式において、Δａは、加速度の目標値ａtgと
現実の加速度ａとの偏差、すなわち、所定値ａ₀ と加速
度ａとの偏差“ａ₀ −ａ”である。また、上記（４）式
において、ＫAP、ＫADおよびＫAIは、偏差Δａの比例項
（Ｐ項）、微分項（Ｄ項）および積分項（Ｉ項）に所定
の重み付けを行うための定数である。上記（４）式によ
れば、加速度ａを速やかに目標値ａ₀ に一致させるうえ
で好適なモータ指示値Ｍを求めることができる。

【００５４】ステップ１１４では、車速Ｖが所定値Ｖ₀
に到達したか否かが判別される。その結果、Ｖ≧Ｖ₀ が
成立しないと判別される場合は、再び上記ステップ１１
２の処理が実行される。一方、Ｖ≧Ｖ₀ が成立すると判
別される場合は、次にステップ１１６の処理が実行され
る。上記の処理によれば、車速Ｖが所定値Ｖ₀ に到達す
るまで先頭車両を等加速度走行させることができる。

【００５５】ステップ１１６では、等速走行を実現する
ためのモータ指示値Ｍが演算される。本ステップ１１４
において、モータ指示値Ｍは、車速Ｆ／Ｂ制御の手法で
演算される。モータ指示値Ｍは、具体的には次式に従っ
て演算される。 Ｍ＝ＫVP・ΔＶ＋ＫVD・ dΔＶ/dt ＋ＫVI・∫ΔＶdt ・・・（５） 上記（５）式において、ΔＶは、車速の目標値Ｖtgと現
実の車速Ｖとの偏差、すなわち、所定値Ｖ₀ と車速Ｖと
の偏差“Ｖ₀ −Ｖ”である。また、上記（５）式におい
て、ＫVP、ＫVDおよびＫVIは、偏差ΔＶの比例項（Ｐ
項）、微分項（Ｄ項）および積分項（Ｉ項）に所定の重
み付けを行うための定数である。上記（５）式によれ
ば、車速Ｖを正確に目標値Ｖ₀ に一致させるうえで好適
なモータ指示値Ｍを求めることができる。

【００５６】ステップ１１８では、減速要求が生じたか
否か、具体的には、停止指示マーカ５８の発する磁界が
検出されたか否かが判別される。その結果、減速要求が
生じていないと判別される場合は、再び上記ステップ１
１６の処理が実行される。一方、減速要求が生じている
と判別される場合は、次にステップ１２０の処理が実行
される。上記の処理によれば、先頭車両の車速Ｖが所定
値Ｖ₀ に到達した後、先頭車両が停止指示マーカ５８に
到達するまでの間、適正に先頭車両を等速走行させるこ
とができる。

【００５７】ステップ１２０では、等減速度走行を実現
するためのブレーキ指示値Ｂが演算される。本ステップ
１２０において、ブレーキ指示値Ｂは、制動車速Ｆ／Ｂ
制御の手法で演算される。ブレーキ指示値Ｂは、具体的
には次式に従って演算される。 Ｂ＝ＫBVP ・ΔＶ（Ｓｄ）＋ＫBVD ・ d｛ΔＶ（Ｓｄ）｝/dt ＋ＫBVI ・∫｛ΔＶ（Ｓｄ）｝dt ・・・（６） 上記（６）式において、ΔＶ（Ｓｄ）は、上記（２）式
の関係を満たす車速Ｖ、すなわち、等減速度走行中にお
ける車速目標値Ｖtg（Ｓｄ）と、現実の車速Ｖとの偏差
“Ｖtg（Ｓｄ）−Ｖ”である。また、上記（６）式にお
いて、ＫBVP 、ＫBVD およびＫBVI は、偏差ΔＶ（Ｓ
ｄ）の比例項（Ｐ項）、微分項（Ｄ項）および積分項
（Ｉ項）に所定の重み付けを行うための定数である。上
記（６）式によれば、車両を一定の減速度ｄ₀ で減速さ
せながら次の駅に停車させるうえで好適なブレーキ指示
値Ｂを求めることができる。

【００５８】ステップ１２２では、車速Ｖが“０”とな
ったか否か、すなわち、車両が駅に停車したか否かが判
別される。その結果、Ｖ＝０が成立しないと判別される
場合は、再び上記ステップ１２０の処理が実行される。
一方、Ｖ＝０が成立すると判別される場合は、今回のル
ーチンが終了される。本ルーチン中、上記ステップ１１
０で、自車が車両隊列の先頭車両でないと判別された場
合は、次にステップ１２４の処理が実行される。

【００５９】ステップ１２４では、先行車両との車間距
離を大きく伸縮させることなく車両を等加速度走行させ
るためのモータ指示値Ｍが演算される。本ステップ１２
４において、モータ指示値Ｍは、加速度Ｆ／Ｂ制御の手
法および車間距離Ｆ／Ｂ制御の手法の双方を用いて演算
される。モータ指示値Ｍは、具体的には次式に従って演
算される。

【００６０】 Ｍ＝｛ＫＡ・（ＫAP・Δａ＋ＫAD・ dΔａ/dt ＋ＫAI・∫Δａdt） ＋ＫＬ・（ＫLP・ΔＬ＋ＫLD・ dΔＬ/dt ＋ＫLI・∫ΔＬdt）｝ ／（ＫＡ＋ＫＬ） ・・・（７） 上記（７）式において、ΔＬは目標車間距離Ｌtgと現実
の車間距離Ｌとの偏差“Ｌtg−Ｌ”である。尚、本実施
例の自動運転車両は、駅間を走行している間、常に車々
間通信により先行車の位置（前駅からの走行距離）を検
知する。自動運転車両は、上記の如く検知した先行車の
位置と自車の位置（前駅からの走行距離）との差を求め
ることにより車間距離Ｌを検出する。

【００６１】上記（７）式において、ＫLP、ＫLDおよび
ＫLIは、偏差ΔＬの比例項（Ｐ項）、微分項（Ｄ項）お
よび積分項（Ｉ項）に所定の重み付けを行うための定数
である。更に、上記（７）式において、ＫＡおよびＫＬ
は、加速度Ｆ／Ｂ制御の手法で演算される制御指令値
と、車間距離Ｆ／Ｂ制御の手法で演算される制御指令値
とに所定の重み付けを行うための係数である。

【００６２】本実施例において、係数ＫＡと係数ＫＬと
の比率は、後述の如く、等加速度走行の過程で適宜適正
な値に変更される。上記（７）式によれば、先行車との
車間距離Ｌを目標車間距離Ｌtgの近傍に維持しつつ、後
続車両の加速度ａを速やかに目標値ａ₀ に一致させるう
えで好適なモータ指示値Ｍを求めることができる。ステ
ップ１２６では、車速Ｖが所定値Ｖ₀ に到達したか否か
が判別される。その結果、Ｖ≧Ｖ₀ が成立しないと判別
される場合は、再び上記ステップ１２４の処理が実行さ
れる。一方、Ｖ≧Ｖ₀ が成立すると判別される場合は、
次にステップ１２８の処理が実行される。上記の処理に
よれば、車速Ｖが所定値Ｖ₀ に到達するまで後続車両を
等加速度走行させることができる。

【００６３】ステップ１２８では、先行車両との車間距
離を大きく伸縮させることなく車両を等速走行させるた
めのモータ指示値Ｍが演算される。本ステップ１２８に
おいて、モータ指示値Ｍは、車速Ｆ／Ｂ制御の手法およ
び車間距離Ｆ／Ｂ制御の手法の双方を用いて演算され
る。モータ指示値Ｍは、具体的には次式に従って演算さ
れる。

【００６４】 Ｍ＝｛ＫＶ・（ＫVP・ΔＶ＋ＫVD・ dΔＶ/dt ＋ＫVI・∫ΔＶdt） ＋ＫＬ・（ＫLP・ΔＬ＋ＫLD・ dΔＬ/dt ＋ＫLI・∫ΔＬdt）｝ ／（ＫＶ＋ＫＬ） ・・・（８） 上記（８）式において、ＫＶおよびＫＬは、車速Ｆ／Ｂ
制御の手法で演算される制御指令値と、車間距離Ｆ／Ｂ
制御の手法で演算される制御指令値とに所定の重み付け
を行うための係数である。本実施例において、係数ＫＶ
と係数ＫＬとの比率は、後述の如く、等速走行の過程で
適宜適正な値に変更される。上記（８）式によれば、先
行車との車間距離Ｌを目標車間距離Ｌtgの近傍に維持し
つつ、後続車両の車速Ｖを正確に目標値Ｖ₀ に一致させ
るうえで好適なモータ指示値Ｍを求めることができる。

【００６５】ステップ１３０では、減速要求が生じたか
否か、具体的には、先行車から減速要求の発生が報知さ
れたか否かが判別される。その結果、減速要求が生じて
いないと判別される場合は、再び上記ステップ１２８の
処理が実行される。一方、減速要求が生じていると判別
される場合は、次にステップ１３２の処理が実行され
る。上記の処理によれば、車速Ｖが所定値Ｖ₀ に達した
後、減速要求が検知されるまでの期間中、車両を適正に
等速走行させることができる。

【００６６】ステップ１３２では、先行車両との車間距
離を大きく伸縮させることなく車両を等減速度走行させ
るためのブレーキ指示値Ｂが演算される。本ステップ１
３２において、ブレーキ指示値Ｂは、制動車速Ｆ／Ｂ制
御の手法および車間距離Ｆ／Ｂ制御の手法の双方を用い
て演算される。ブレーキ指示値Ｂは、具体的には次式に
従って演算される。

【００６７】 Ｂ＝［ＫBV・〔ＫBVP ・ΔＶ（Ｓｄ）＋ＫBVD ・ d｛ΔＶ（Ｓｄ）｝/dt ＋ＫBVI ・∫｛ΔＶ（Ｓｄ）｝dt〕 ＋ＫＬ・（ＫLP・ΔＬ＋ＫLD・ dΔＬ/dt ＋ＫLI・∫ΔＬdt）］ ／（ＫＶ＋ＫＬ） ・・・（９） 上記（９）式において、ＫBVおよびＫＬは、制動車速Ｆ
／Ｂ制御の手法で演算される制御指令値と、車間距離Ｆ
／Ｂ制御の手法で演算される制御指令値とに所定の重み
付けを行うための係数である。本実施例において、係数
ＫBVと係数ＫＬとの比率は、後述の如く、等減速度走行
の過程で適宜適正な値に変更される。上記（９）式によ
れば、先行車との車間距離Ｌを目標車間距離Ｌtgの近傍
に維持しつつ、車両を一定の減速度ｄ₀ で減速させなが
ら次の駅に停車させるうえで好適なブレーキ指示値Ｂを
求めることができる。

【００６８】ステップ１３４では、車速Ｖが“０”とな
ったか否か、すなわち、車両が駅に停車したか否かが判
別される。その結果、Ｖ＝０が成立しないと判別される
場合は、再び上記ステップ１３２の処理が実行される。
一方、Ｖ＝０が成立すると判別される場合は、今回のル
ーチンが終了される。上記の処理によれば、一の駅から
発車した先頭車両を適正に次の駅まで走行させることが
できる。また、上記の処理によれば、一の駅から発車し
た後続車両を、先行車との車間距離を大きく伸縮させる
ことなく適正に次の駅まで走行させることができる。従
って、上記の処理によれば、車間距離を十分に詰めた隊
列走行を実現することができる。

【００６９】次に、図８乃至図１２を参照して、係数Ｋ
Ａと係数ＫＬとの比率、係数ＫＶと係数ＫＬとの比率、
および、係数ＫBVと係数ＫＬとの比率を変更する手法に
ついて説明する。図８（Ａ）は、等加速度走行中におけ
る車速Ｖのタイムチャートを示す。また、図８（Ｂ）
は、等加速度走行中における係数ＫＡおよび係数ＫＬの
タイムチャートを示す。

【００７０】等加速度走行が開始された直後は、先行車
と後続車両との個体差や積載荷重の相違に起因して、車
間距離に大きな伸縮が生じ易い。従って、等加速度走行
が開始された直後は、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌtgに
一致させることを、加速度ａを目標加速度ａtgに一致さ
せることに比して重視することが適切である。本実施例
において係数ＫＬは、図８に示す如く、等加速度走行が
開始された後、車速Ｖが所定速度ＶＡに達するまでの間
（期間Ａ）、１．０に比して大きな値Highに維持され
る。一方、期間Ａの間、係数ＫＡは１．０に比して小さ
な値Lowに維持される。

【００７１】上記の設定によれば、後続車両の車速Ｖに
は、車間距離Ｆ／Ｂ制御の影響が、加速度Ｆ／Ｂ制御の
影響に比して大きく反映される。従って、本実施例の自
動運転車両によれば、後続車両として用いられた際に、
等加速度走行の開始直後から車間距離Ｌを精度良く目標
車間距離Ｌtgの近傍に制御することができる。等加速度
走行が開始された後、車速Ｖがある程度上昇すると、先
行車の挙動および後続車両の挙動が安定し、車間距離Ｌ
が伸縮し難い状態が形成される。このような状況下で
は、良好な乗り心地を確保する観点より、加速度ａを目
標加速度ａtgに一致させることを、車間距離Ｌを目標車
間距離Ｌtgに一致させることに比して重視することが適
切である。

【００７２】本実施例において係数ＫＬは、図８に示す
如く、車速Ｖが所定速度ＶＡに達した後所定値Highから
所定値Low に変更され、その後、車速Ｖが所定速度ＶＢ
（＞ＶＡ）に達するまでの間（期間Ｂ）所定値Low に維
持される。一方、係数ＫＡは車速Ｖが所定速度ＶＡに達
した後所定値Low から所定値Highに変更され、その後、
期間Ｂの間所定値Highに維持される。

【００７３】上記の設定によれば、後続車両の車速Ｖに
は、加速度Ｆ／Ｂ制御の影響が、車間距離Ｆ／Ｂ制御の
影響に比して大きく反映される。従って、本実施例の自
動運転車両によれば、後続車両として用いられた際に、
期間Ｂにおいて、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌtgの近傍
に維持しつつ、加速度ａを精度良く目標加速度ａ₀ の近
傍に制御することができる。

【００７４】等加速度走行が開始された後、十分な時間
が経過すると、車両の加速度ａおよび車間距離Ｌは、そ
れぞれ目標加速度ａtgおよび目標車間距離Ｌtgの近傍で
安定する。このような状況下では、加速度ａを目標加速
度ａtgに一致させること、および、車間距離Ｌを目標車
間距離Ｌtgに一致させることを均等に重視することが適
切である。

【００７５】本実施例において係数ＫＬは、図８に示す
如く、車速Ｖが所定速度ＶＢに達した後所定値Low から
１．０に変更され、その後、車速Ｖが所定速度Ｖ₀ （＞
ＶＢ）に達するまでの間（期間Ｃ）１．０に維持され
る。一方、係数ＫＡは車速Ｖが所定速度ＶＢに達した後
所定値Highから１．０に変更され、その後、期間Ｂの間
１．０に維持される。

【００７６】上記の設定によれば、後続車両の車速Ｖに
は、加速度Ｆ／Ｂ制御の影響と、車間距離Ｆ／Ｂ制御の
影響とが等しく反映される。従って、本実施例の自動運
転車両によれば、後続車両として用いられた際に、等加
速度走行の後期において車間距離Ｌおよび加速度ａを、
精度良く目標車間距離Ｌtgおよび目標加速度ａ₀ の近傍
に制御することができる。

【００７７】図９（Ａ）は、等速走行中および等減速度
走行中における車速Ｖの変化と、車両の走行距離Ｓとの
関係を示す。また、図９（Ｂ）は、等速走行中および等
減速度走行中における係数ＫＡおよび係数ＫＬの変化
と、車両の走行距離Ｓとの関係を示す。本実施例におい
て、等速走行が開始される前後では、モータ指示値Ｍの
制御パラメータが車両の加速度ａから車速Ｖに変更され
る。後続車両の特性や積載重量が、先行車のそれらと相
違している状況下では、上記の如く制御パラメータが変
更された後に、先行車の車速Ｖと後続車両の車速Ｖとが
異なる変化を示す場合がある。

【００７８】より具体的には、先行車および後続車両が
同時に等速走行を開始した後に、先行車の車速Ｖと後続
車両の車速Ｖとに異なるオーバーシュート量、或いは、
異なるアンダーシュート量が発生し、それらの車速Ｖ
が、所定速度Ｖ₀ に収束する過程で異なる変化を示す場
合がある。このような状況下で、先行車と後続車両との
隊列を適正に維持するためには、車間距離Ｌを目標車間
距離Ｌtgに一致させることを、車速Ｖを目標車速Ｖ₀ に
一致させることに比して重視することが有効である。

【００７９】本実施例において係数ＫＬは、図９に示す
如く、等速走行が開始された後、すなわち、車速Ｖが所
定速度Ｖ₀ に到達した後、走行距離Ｓが所定値ＳＤに達
するまでの間（期間Ｄ）所定値Highに維持される。一
方、期間Ｄの間、係数ＫＶは所定値Low に維持される。
上記の設定によれば、後続車両の車速Ｖには、車間距離
Ｆ／Ｂ制御の影響が、車速Ｆ／Ｂ制御の影響に比して大
きく反映される。従って、本実施例の自動運転車両によ
れば、後続車両として用いられた際に、等速走行の開始
直後から車間距離Ｌを精度良く目標車間距離Ｌtgの近傍
に制御することができる。

【００８０】等速走行が開始された後、車両がある程度
の距離を走行すると、先行車および後続車両の挙動が安
定し、車間距離Ｌが伸縮し難い状態が形成される。この
ような状況下では、良好な乗り心地を確保する観点よ
り、車速Ｖを目標車速Ｖ₀ に一致させることを、車間距
離Ｌを目標車間距離Ｌtgに一致させることに比して重視
することが適切である。

【００８１】本実施例において係数ＫＬは、図９に示す
如く、走行距離Ｓが所定値ＳＤに達した後所定値Highか
ら所定値Low に変更され、その後、走行距離Ｓが所定値
ＳＥ（＞ＳＤ）に達するまでの間（期間Ｅ）所定値Low
に維持される。一方、係数ＫＶは走行距離Ｓが所定値Ｓ
Ｄに達した後所定値Low から所定値Highに変更され、そ
の後、期間Ｅの間所定値Highに維持される。

【００８２】上記の設定によれば、後続車両の車速Ｖに
は、車速Ｆ／Ｂ制御の影響が、車間距離Ｆ／Ｂ制御の影
響に比して大きく反映される。従って、本実施例の自動
運転車両によれば、後続車両として用いられた際に、期
間Ｅにおいて、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌtgの近傍に
維持しつつ、車速Ｖを精度良く目標車速Ｖ₀ の近傍に制
御することができる。

【００８３】等速走行が開始された後、車両が十分な距
離を走行すると、車速Ｖおよび車間距離Ｌが、それぞれ
目標車速Ｖ₀ および目標車間距離Ｌtgの近傍で安定す
る。かかる状況下では、車速Ｖを目標車速Ｖ₀ に一致さ
せること、および、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌtgに一
致させることを等しく重視することが適切である。本実
施例において係数ＫＬは、図９に示す如く、走行距離Ｓ
が所定値ＳＥに達した後所定値Low から１．０に変更さ
れ、その後、走行距離Ｓが所定値ＳＦに達するまで、よ
り具体的には、後続車両に対して減速要求が生ずるまで
（期間Ｆ）１．０に維持される。一方、係数ＫＶは走行
距離Ｓが所定値ＳＥに到達した後所定値Highから１．０
に変更され、その後、期間Ｆの間１．０に維持される。

【００８４】上記の設定によれば、後続車両の車速Ｖに
は、加速度Ｆ／Ｂ制御の影響と、車間距離Ｆ／Ｂ制御の
影響とが等しく反映される。従って、本実施例の自動運
転車両によれば、後続車両として用いられた際に、等速
走行の後期において車間距離Ｌおよび車速Ｖを、精度良
く目標車間距離Ｌtgおよび目標車速Ｖ₀ の近傍に制御す
ることができる。

【００８５】本実施例において、後続車両は、先行車か
ら減速要求が伝達された後、等減速度走行を開始する。
等減速度走行が開始される以前は、駆動モータ７０の発
生するトルクにより車速Ｖが制御される。これに対し
て、等減速度走行が開始された後は、ブレーキアクチュ
エータ７２の発生する制動力により車速Ｖが制御され
る。

【００８６】後続車両の特性や積載重量が、先行車のそ
れらと相違している状況下では、上記の如く車速Ｖを制
御する機構が変更された後に、先行車と後続車両とが異
なる減速度を示すことがある。このような状況下で、先
行車と後続車両との隊列を適正に維持するためには、車
間距離Ｌを目標車間距離Ｌtgに一致させることを、車速
Ｖを目標車速Ｖtg（Ｓｄ）に一致させることに比して重
視することが有効である。

【００８７】本実施例において係数ＫＬは、図９に示す
如く、等減速度走行が開始された後、走行距離Ｓが所定
値ＳＧに達するまでの間（期間Ｇ）所定値Highに維持さ
れる。一方、期間Ｇの間、係数ＫBVは所定値Low に維持
される。上記の設定によれば、後続車両の車速Ｖには、
車間距離Ｆ／Ｂ制御の影響が、制動車速Ｆ／Ｂ制御の影
響に比して大きく反映される。従って、本実施例の自動
運転車両によれば、後続車両として用いられた際に、等
減速度走行の開始直後から車間距離Ｌを精度良く目標車
間距離Ｌtgの近傍に制御することができる。

【００８８】等減速度走行が開始された後、車両がある
程度の距離を走行すると、先行車および後続車両の挙動
が安定し、車間距離Ｌが伸縮し難い状態が形成される。
車両隊列を構成する複数の自動運転車両を適正な位置に
停止させるためには、等減速度走行の過程で、自動運転
車両の車速Ｖを精度良く目標車速Ｖtg（Ｓｄ）に一致さ
せることが重要である。従って、等減速度走行が開始さ
れた後、車両がある程度の距離を走行した後は、車速Ｖ
を目標車速Ｖtg（Ｓｄ）に一致させることを、車間距離
Ｌを目標車間距離Ｌtgに一致させることに比して重視す
ることが適切である。

【００８９】本実施例において係数ＫＬは、図９に示す
如く、走行距離Ｓが所定値ＳＧに達した後所定値Highか
ら所定値Low に変更され、その後、車両が停止するまで
（期間Ｈ）所定値Low に維持される。一方、係数ＫBVは
走行距離Ｓが所定値ＳＧに達した後所定値Low から所定
値Highに変更され、その後、期間Ｈの間所定値Highに維
持される。

【００９０】上記の設定によれば、後続車両の車速Ｖに
は、制動車速Ｆ／Ｂ制御の影響が、車間距離Ｆ／Ｂ制御
の影響に比して大きく反映される。従って、本実施例の
自動運転車両によれば、後続車両として用いられた際
に、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌtgの近傍に維持しつ
つ、車両の停止位置を正確に制御することができる。図
１０乃至図１２は、係数ＫＬ、ＫＶおよびＫBVを、車両
の加減速状態に応じて上記の如く変更すべくＥＣＵ６４
が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。図１
０乃至図１２に示すルーチンは、車両隊列の後続車両が
駅を発車する毎に起動される。図１０乃至図１２に示す
ルーチンが起動されると、先ずステップ１３６の処理が
実行される。

【００９１】ステップ１３６では、係数ＫＬに所定値Hi
ghがセットされると共に、係数ＫＡに所定値Low がセッ
トされる。ステップ１３８では、車速Ｖが所定値ＶＡに
達したか否かが判別される。本ステップ１３８の処理
は、Ｖ≧ＶＡが成立すると判別されるまで繰り返し実行
される。その結果、Ｖ≧ＶＡが成立すると判別される
と、次にステップ１４０の処理が実行される。

【００９２】ステップ１４０では、次式に従って係数Ｋ
Ｌおよび係数ＫＡが演算される。 ＫＬ＝High−α・ｔ ・・・（１０） ＫＡ＝Low ＋α・ｔ ・・・（１１） 上記（１０）式および（１１）式に示す“ｔ”は、上記
ステップ１３８の条件が成立した後の経過時間である。
また、上記（１０）式および（１１）式に示す“α”
は、係数ＫＬ，ＫＡの変化率を定める定数である。

【００９３】ステップ１４２では、係数ＫＬが所定値Lo
w に到達したか否か、または、係数ＫＡが所定値Highに
到達したか否かが判別される。その結果、上記の条件が
成立しないと判別される場合は、再び上記ステップ１４
０の処理が実行される。一方、上記の条件が成立すると
判別される場合は、次にステップ１４４の処理が実行さ
れる。

【００９４】ステップ１４４では、係数ＫＬが所定値Lo
w に固定されると共に、係数ＫＡが所定値Highに固定さ
れる。ステップ１４６では、車速Ｖが所定値ＶＢに達し
たか否かが判別される。本ステップ１４６の処理は、Ｖ
≧ＶＢが成立すると判別されるまで繰り返し実行され
る。その結果、Ｖ≧ＶＢが成立すると判別されると、次
にステップ１４６の処理が実行される。

【００９５】ステップ１４６では、次式に従って係数Ｋ
Ｌおよび係数ＫＡが演算される。 ＫＬ＝Low ＋β・ｔ ・・・（１２） ＫＡ＝High−β・ｔ ・・・（１３） 上記（１２）式および（１３）式に示す“ｔ”は、上記
ステップ１４６の条件が成立した後の経過時間である。
また、上記（１２）式および（１３）式に示す“β”
は、係数ＫＬ，ＫＡの変化率を定める定数である。

【００９６】ステップ１５０では、係数ＫＬが１．０に
到達したか否か、または、係数ＫＡが１．０に到達した
か否かが判別される。その結果、上記の条件が成立しな
いと判別される場合は再び上記ステップ１４８の処理が
実行される。一方、上記の条件が成立すると判別される
場合は、次にステップ１５２の処理が実行される。ステ
ップ１５２では、係数ＫＬおよびＫＡが１．０に固定さ
れる。本ステップ１５２の処理が終了すると、次に図１
１に示すステップ１５４の処理が実行される。

【００９７】ステップ１５４では、車速Ｖが所定値Ｖ₀
に達したか否かが判別される。本ステップ１５４の処理
は、Ｖ≧Ｖ₀ が成立すると判別されるまで繰り返し実行
される。その結果、Ｖ≧Ｖ₀ が成立すると判別される
と、次にステップ１５６の処理が実行される。ステップ
１５６では、係数ＫＬに所定値Highがセットされ、係数
ＫＡが“０”にリセットされ、かつ、係数ＫＶに所定値
Low がセットされる。

【００９８】ステップ１５８では、車両の走行距離Ｓが
所定値ＳＤに達したか否かが判別される。本ステップ１
５８の処理は、Ｓ≧ＳＤが成立すると判別されるまで繰
り返し実行される。その結果、Ｓ≧ＳＤが成立すると判
別されると、次にステップ１６０の処理が実行される。
ステップ１６０では、上記ステップ１４０と同様の手法
により係数ＫＬおよび係数ＫＡが演算される。

【００９９】ステップ１６２では、係数ＫＬが所定値Lo
w に到達したか否か、または、係数ＫＶが所定値Highに
到達したか否かが判別される。その結果、上記の条件が
成立しないと判別される場合は、再び上記ステップ１６
０の処理が実行される。一方、上記の条件が成立すると
判別される場合は、次にステップ１６４の処理が実行さ
れる。

【０１００】ステップ１６４では、係数ＫＬが所定値Lo
w に固定されると共に、係数ＫＶが所定値Highに固定さ
れる。ステップ１６６では、車両の走行距離Ｓが所定値
ＳＥに達したか否かが判別される。本ステップ１６６の
処理は、Ｓ≧ＳＥが成立すると判別されるまで繰り返し
実行される。その結果、Ｓ≧ＳＥが成立すると判別され
ると、次にステップ１６８の処理が実行される。

【０１０１】ステップ１６８では、上記ステップ１４８
と同様の手法により係数ＫＬおよびＫＶが演算される。
ステップ１７０では、係数ＫＬが１．０に到達したか否
か、または、係数ＫＶが１．０に到達したか否かが判別
される。その結果、上記の条件が成立しないと判別され
る場合は再び上記ステップ１６８の処理が実行される。
一方、上記の条件が成立すると判別される場合は、次に
ステップ１７２の処理が実行される。

【０１０２】ステップ１７２では、係数ＫＬおよびＫＡ
が１．０に固定される。本ステップ１７２の処理が終了
すると、次に図１２に示すステップ１７４の処理が実行
される。ステップ１７４では、減速要求が検出されたか
否かが判別される。本ステップ１７４の処理は、減速要
求が検出されたと判別されるまで繰り返し実行される。
その結果、減速要求が検出されたと判別されると、次に
ステップ１７６の処理が実行される。

【０１０３】ステップ１７６では、係数ＫＬに所定値Hi
ghがセットされ、係数ＫＶが“０”にリセットされ、か
つ、係数ＫBVに所定値Low がセットされる。ステップ１
７８では、車両の走行距離Ｓが所定値ＳＧに達したか否
かが判別される。本ステップ１７８の処理は、Ｓ≧ＳＧ
が成立すると判別されるまで繰り返し実行される。その
結果、Ｓ≧ＳＧが成立すると判別されると、次にステッ
プ１８０の処理が実行される。

【０１０４】ステップ１８０では、上記ステップ１４０
と同様の手法により係数ＫＬおよび係数ＫBVが演算され
る。ステップ１８２では、係数ＫＬが所定値Low に到達
したか否か、または、係数ＫBVが所定値Highに到達した
か否かが判別される。その結果、上記の条件が成立しな
いと判別される場合は、再び上記ステップ１８０の処理
が実行される。一方、上記の条件が成立すると判別され
る場合は、次にステップ１８４の処理が実行される。

【０１０５】ステップ１８４では、係数ＫＬが所定値Lo
w に固定されると共に、係数ＫBVが所定値Highに固定さ
れる。ステップ１８６では、車速Ｖが“０”であるか否
か、すなわち、車両が停止しているか否かが判別され
る。本ステップ１８６の処理は、Ｖ＝０が成立すると判
別されるまで繰り返し実行される。その結果、Ｖ＝０が
成立すると判別されると、次にステップ１８８の処理が
実行される。

【０１０６】ステップ１８８では、係数ＫＬおよびＫBV
が共に“０”にリセットされる。本ステップ１８８の処
理が終了すると、今回のルーチンが終了される。上記図
１０乃至図１２に示すルーチンによれば、車間距離Ｆ／
Ｂ制御の重みを定める係数ＫＬ、加速度Ｆ／Ｂ制御の重
みを定める係数ＫＡ、車速Ｆ／Ｂ制御の重みを定める係
数ＫＶ、および、制動車速Ｆ／Ｂ制御の重みを定める係
数ＫBVを上記図８および図９に示す如く変化させること
ができる。従って、本実施例の自動運転車両を後続車両
として車両隊列を構成すれば、十分に車間距離を詰めた
隊列走行を実現することができる。

【０１０７】尚、上記の実施例においては、車速Ｖおよ
び加速度ａが前記請求項１乃至３記載の「車速相関値」
に相当していると共に、ＥＣＵ６４が、上記ステップ１
２４〜１３４において、加速度Ｆ／Ｂ制御、車速Ｆ／Ｂ
制御、および、制動車速Ｆ／Ｂ制御の手法で制御指令値
を演算することにより前記請求項１乃至３記載の「車速
相関値フィードバック手段」が、車間距離Ｆ／Ｂ制御の
手法で制御指令値を演算することにより前記請求項１乃
至３記載の「車間距離フィードバック手段」が、また、
それらのステップで演算されたモータ指示値Ｍおよびブ
レーキ指示値Ｂを用いて駆動モータ７０およびブレーキ
アクチュエータ７２を駆動することにより前記請求項１
乃至３記載の「車速制御手段」が、それぞれ実現されて
いる。

【０１０８】また、上記の実施例においては、ＥＣＵ６
４が上記ステップ１３６〜１８８の処理を実行すること
により前記請求項１乃至３記載の「重み付け」が実現さ
れている。ところで、上記の実施例においては、係数Ｋ
Ｌ，ＫＡ，ＫＶ，ＫBVを所定値High、Low および１．０
の何れかに設定することとしているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、係数ＫＬ，ＫＡ，ＫＶ，ＫBV
にはこれらと異なる値を設定してもよい。

【０１０９】次に、図１３乃至図１５を参照して、本発
明の第２実施例について説明する。本実施例の自動交通
システムは、車両隊列の後続車両に、上記図７に示すル
ーチン、および、上記図１０乃至１２に示すルーチンと
共に、図１５に示すルーチンを実行させることにより実
現することができる。本実施例の自動交通システムにお
いて、乗客の乗降位置は各駅で正確に定められている。
従って、複数の自動運転車両を隊列走行させる場合に
は、先頭車両のみならず、後続する全ての車両を正確に
定められた位置に停車させることが必要である。

【０１１０】図１３は、第１実施例の自動運転車両によ
って、等速減速度走行の過程で実現される車速Ｖと走行
距離Ｓとの関係を示す。複数の自動運転車両で隊列走行
を行う場合は、車両隊列の先頭車両９６が停止指示マー
カ５８に到達した時点で、先頭車両９６と第１後続車両
９８との車間距離Ｌに、目標車間距離Ｌtgに対して誤差
ΔＬが重畳することがある。

【０１１１】第１実施例のシステムでは、先頭車両９６
が停止指示マーカ５８に到達した後、車両隊列を構成す
る全ての自動運転車両は同様に等減速度走行を開始す
る。この際、第１後続車両９８は、先頭車両９６が停止
指示マーカ５８に到達した後、所定の減速距離Ｓ₀ だけ
走行して停止するように制御される。このため、先頭車
両９６が停止指示マーカ５８に到達した時点で車間距離
Ｌに重畳していた誤差ΔＬは、図１３に示す如く、車両
隊列が減速する過程で変化することなく維持される。従
って、第１実施例の自動運転車両によっては、このよう
な状況下で、車両隊列を構成する全ての自動運転車両を
正確に既定の停止位置に停止させることが困難であっ
た。

【０１１２】図１４は、本実施例の自動運転車両を第１
後続車両９８とした場合に、等速減速度走行の過程で実
現される車速Ｖと走行距離Ｓとの関係を示す。本実施例
の自動運転車両は、減速要求が生じた時点で車間距離Ｌ
に重畳している誤差ΔＬを検出し、等減速度走行の過程
で誤差ΔＬを消滅させる機能を備えている。従って、本
実施例の自動運転車両によれば、先頭車両９８が停止指
示マーカ５８に到達した時点で車間距離Ｌに誤差ΔＬが
重畳していても、車両隊列を構成する全ての車両を正確
に既定の位置に停止させることができる。

【０１１３】以下、上記の機能を実現するための具体的
処理の内容について説明する。上記（１）式に示す如
く、車両の減速度ｄ₀ と、車速Ｖ、初速Ｖ₀ 、および、
減速が開始された後の走行距離Ｓｄとの間には“Ｖ² −
Ｖ₀ ² ＝２ｄ₀ ・Ｓｄ”で表される関係が成立する。従
って、所定距離Ｓ₀ 前方で車両を停止させるための減速
度ｄ_S0、すなわち、所定距離Ｓ₀ 前方で車速Ｖを“０”
とするための減速度ｄ_S0は、上記の関係式にＶ＝０およ
びＳｄ＝Ｓ₀ を代入して、次式の如く求めることができ
る。

【０１１４】 ｄ_S0＝−Ｖ₀ ² ／（２・Ｓ₀ ） ・・・（１４） 上記（２）式に示す如く、車両が一定の減速度ｄ₀ で減
速する際の車速Ｖは、初速Ｖ₀ および走行距離Ｓｄを用
いて、“Ｖ＝√（Ｖ₀ ² ＋２ｄ₀ ・Ｓｄ）”と表すこと
ができる。従って、車両を上記（１４）式で表される減
速度ｄ_S0で減速させるための目標車速Ｖtg（Ｓｄ）は、
次式の如く表すことができる。

【０１１５】 Ｖtg（Ｓｄ）＝√｛Ｖ₀ ² −２・Ｓｄ・Ｖ₀ ² ／（２・Ｓ₀ ）｝ ＝Ｖ₀ √（１−Ｓｄ／Ｓ₀ ） ・・・（１５） 図１４に示す如く、減速要求が生じた時点で車間距離Ｌ
が目標車間距離Ｌtgに比してΔＬだけ短い場合に、等減
速度走行の過程で誤差ΔＬを消滅させるためには、第１
後続車両９６を、その後Ｓ₀ −ΔＬだけ走行した位置で
停車させることが必要である。車両をＳ₀ −ΔＬだけ前
方で停車させるための目標車速Ｖtg（Ｓ）は、上記（１
５）式における“Ｓ₀ ”に“Ｓ₀ −ΔＳ”を代入して、
次式の如く表すことができる。

【０１１６】 Ｖtg（Ｓｄ）＝Ｖ₀ √｛１−Ｓｄ／（Ｓ₀ −ΔＬ）｝ ・・・（１６） 本実施例の自動運転車両は、自車が車両隊列の先頭車両
である場合は、上記（１５）式に従って等速度走行時に
おける目標車速Ｖtg（Ｓｄ）を演算する。また、本実施
例の自動運転車両は、自車が後続車両である場合は、上
記（１６）式に従って等速度走行時における目標車速Ｖ
tg（Ｓｄ）を演算する。このため、本実施例の自動運転
車両によれば、減速要求が生じた時点での誤差ΔＬに影
響されることなく、車両隊列を構成する全ての車両を正
確に既定の位置に停止させることができる。

【０１１７】図１５は、上記の機能を実現すべく自動運
転車両のＥＣＵ６４が実行する制御ルーチンのフローチ
ャートを示す。図１５に示すルーチンは、その処理が終
了する毎に繰り返し起動される。図１５に示すルーチン
が起動されると、先ずステップ１９０の処理が実行され
る。ステップ１９０では、減速要求が発生したか否かが
判別される。本ステップ１９０の処理は、減速要求の発
生が認められるまで繰り返し実行される。その結果、減
速要求の発生が認められると、次にステップ１９２の処
理が実行される。

【０１１８】ステップ１９２では、自車が先頭車両であ
るか否かが判別される。その結果、自車が先頭車両であ
ると判別される場合は、次にステップ１９４の処理が実
行される。ステップ１９４では、上記ステップ１９０で
減速要求の発生が認められた後の走行距離Ｓｄが検出さ
れる。

【０１１９】ステップ１９６では、上記ステップ１９０
で検出された走行距離Ｓｄを上記（１５）式に代入する
ことにより、等減速度走行時における目標車速Ｖtg（Ｓ
ｄ）が演算される。本ステップ１９６で演算される目標
車速Ｖtg（Ｓｄ）は、上記図７に示すステップ１２０の
処理、すなわち、先頭車両のブレーキ指示値を演算する
処理に反映される。

【０１２０】ステップ１９８では、車速Ｖが“０”であ
るか否か、すなわち、車両が停止したか否かが判別され
る。その結果、Ｖ＝０が成立しないと判別される場合
は、再び上記ステップ１９４の処理が実行される。一
方、Ｖ＝０が成立すると判別される場合は、今回のルー
チンが終了される。本ルーチン中、上記ステップ１９２
で自車が先頭車両でないと判別された場合は、次にステ
ップ２００の処理が実行される。

【０１２１】ステップ２００では、車間距離Ｌに重畳し
ている誤差ΔＬが検出される。誤差ΔＬは、具体的に
は、次式に従って演算される。尚、次式に示すΔＬ（先
行車）は先行車と、先々行車との間の車間距離Ｌに重畳
している誤差である。 ΔＬ＝Ｌtg＋ΔＬ（先行車）−Ｌ ・・・（１７） 車両隊列の先頭車両には車間距離Ｌの誤差が生ずること
はない。このため、第１後続車両では、本ステップ２０
０で、次式に従って誤差ΔＬが演算される。

【０１２２】 ΔＬ＝Ｌtg−Ｌ ・・・（１８） 本実施例の自動運転車両は、本ステップ２００で演算し
た誤差ΔＬを後続車両に通信する。後続車両は、上記の
如く先行車から通信される誤差ΔＬを上記（１７）式に
示すΔＬ（先行車）に代入して自車の誤差ΔＬを演算す
る。先頭車両と第１後続車両との車間距離Ｌが目標車間
距離Ｌtgに一致している場合は、第１後続車両から目標
車間距離Ｌtgだけ後方の位置が第２後続車両の正規の位
置となる。この場合、第１後続車両と第２後続車両との
間に確保すべき車間距離は、目標車間距離Ｌtgに一致す
る。

【０１２３】先頭車両と第１後続車両との車間距離Ｌが
目標車間距離Ｌtgに比してΔＬ（先行車）だけ短縮され
ている場合は、第１後続車両から“Ｌtg＋ΔＬ（先行
車）”だけ後方の位置が第２後続車両の正規の位置とな
る。この場合、第１後続車両と第２後続車両との間に確
保すべき車間距離は、“Ｌtg＋ΔＬ（先行車）”とな
る。従って、かかる状況下では、第１後続車両と第２後
続車両との間の車間距離Ｌに重畳している誤差ΔＬを、
ΔＬ＝｛Ｌtg＋ΔＬ（先行車）｝−Ｌと、すなわち、上
記（１７）式で表される値と認識することが適切であ
る。

【０１２４】本実施例において、上記（１７）式によれ
ば、車両隊列を構成する全ての自動運転車両について、
正規の位置に対する誤差を検出することができる。この
ため、個々の自動運転車両が、上記ステップ２００で検
出された誤差ΔＬを消滅させるように等減速度走行を実
行すると、車両隊列を構成する全ての自動運転車両は、
正確に次の駅で既定の位置に停止する。

【０１２５】ステップ２０２では、上記ステップ１９０
で減速要求の発生が認められた後の車両の走行距離Ｓｄ
が検出される。ステップ２０４では、上記ステップ２０
０で検出された誤差ΔＬと、上記ステップ２０２で検出
された走行距離Ｓｄとを上記（１６）式に代入すること
により、等減速度走行時における目標車速Ｖtg（Ｓｄ）
が演算される。本ステップ２０４で演算される目標車速
Ｖtg（Ｓｄ）は、上記図７に示すステップ１３２の処
理、すなわち、後続車両のブレーキ指示値を演算する処
理に反映される。

【０１２６】ステップ２０６では、車速Ｖが“０”であ
るか否か、すなわち、車両が停止したか否かが判別され
る。その結果、Ｖ＝０が成立しないと判別される場合
は、再び上記ステップ２０２の処理が実行される。一
方、Ｖ＝０が成立すると判別される場合は、今回のルー
チンが終了される。上記ステップ２０４で演算される目
標車速Ｖtg（Ｓｄ）によれば、車両を等減速度走行させ
ることができると共に、減速要求が生じた時点で生じて
いた誤差ΔＬを、等減速度走行の過程で消滅させること
ができる。従って、本実施例の自動運転車両によれば、
車両隊列を構成する全ての車両が正確に既定の位置に停
止する自動運転システムを実現することができる。

【０１２７】尚、上記の実施例においては、ＥＣＵ６４
が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前
記請求項４記載の「車間誤差検出手段」が、上記ステッ
プ２０４の処理を実行することにより前記請求項４記載
の「目標値修正手段」が、それぞれ実現されている。

【０１２８】

【発明の効果】上述の如く、請求項１乃至３記載の発明
によれば、先行車との車間距離を目標車間距離の近傍に
維持しつつ、高精度な車速制御を行うことができる。こ
のため、本発明に係る走行制御装置を搭載する自動運転
車両によれば、車間距離を十分に詰めた隊列走行を実現
することができる。

【０１２９】また、請求項１乃至３記載の発明によれ
ば、自動運転車両が車間距離を大きく伸縮させることな
く先行車に追従するように、車速Ｆ／Ｂ制御と車間距離
Ｆ／Ｂ制御との重み付けを適切に変化させることができ
る。このため、本発明に係る走行制御装置を搭載する自
動運転車両によれば、目標車速が変動する状況下でも車
間距離を十分に詰めた隊列走行を実現することができ
る。

【０１３０】また、請求項４記載の発明によれば、等減
速度走行開始時に車間距離に重畳していた誤差を、自動
運転車両が等減速度走行する過程で消滅させることがで
きる。このため、本発明に係る走行制御装置によれば、
停車時における車間距離が正確に目標車間距離に一致す
るように自動運転車両を隊列走行させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の自動交通システムのイン
フラ施設を模式的に表した図である。

【図２】本発明の第１実施例の自動交通システムの電気
的な構成を表すブロック図である。

【図３】自動運転車両に搭載される車々間通信機の通信
領域を表す図である。

【図４】自動運転車両の一例の斜視図である。

【図５】駅間を走行する車両隊列の車速Ｖを走行距離Ｓ
との関係で表した図である。

【図６】駅間を走行する車両隊列の車速Ｖを時間ｔとの
関係で表した図である。

【図７】自動運転車両において実行されるメインルーチ
ンのフローチャートである。

【図８】車両隊列の等加速度走行中に後続車両で用いら
れる係数ＫＬ，ＫＡが変更される様子を表す図である。

【図９】車両隊列の等速走行中および等減速度走行中に
後続車両で用いられる係数ＫＬ，ＫＶ，ＫBVが変更され
る様子を表す図である。

【図１０】自動運転車両において各種フィードバック制
御の制御ゲインを定める係数ＫＬ，ＫＡ，ＫＶおよびＫ
BVを変更するために実行される制御ルーチンのフローチ
ャート（その１）である。

【図１１】自動運転車両において各種フィードバック制
御の制御ゲインを定める係数ＫＬ，ＫＡ，ＫＶおよびＫ
BVを変更するために実行される制御ルーチンのフローチ
ャート（その２）である。

【図１２】自動運転車両において各種フィードバック制
御の制御ゲインを定める係数ＫＬ，ＫＡ，ＫＶおよびＫ
BVを変更するために実行される制御ルーチンのフローチ
ャート（その３）である。

【図１３】第１実施例の自動運転車両で構成される車両
隊列が等減速度走行する際に実現される車速Ｖと走行距
離Ｓとの関係を表す図である。

【図１４】第２実施例の自動運転車両で構成される車両
隊列が等減速度走行する際に実現される車速Ｖと走行距
離Ｓとの関係を表す図である。

【図１５】第２実施例の自動運転車両において等減速度
走行時における目標車速Ｖtg（Ｓｄ）を演算すべく実行
される制御ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１０ レーンマーカ １２ 本線 １４ 待機線 １６，１８ 直進部 ２０，２２ ループ部 ３６，３８，４０，４２，４４，４６，４８ 路車間通
信機 ５２ 管制センタ ５４ 基準マーカ ５６ 通過検知器 ５８ 停止指示マーカ ＫＬ 車間距離Ｆ／Ｂ制御の制御ゲインを定める係数 ＫＡ 加速度Ｆ／Ｂ制御の制御ゲインを定める係数 ＫＧ 車速Ｆ／Ｂ制御の制御ゲインを定める係数 ＫBV 制動車速Ｆ／Ｂ制御の制御ゲインを定める係数 Ｖtg（Ｓｄ） 等減速度走行時における目標車速 Ｖ₀ 等速走行時における目標車速（等減速度走行開始
時の初速） Ｓ 車両の走行距離 Ｓｄ 等速度走行開始後の車両の走行距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６１Ｈ 13/30 Ｂ６１Ｈ 13/30 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｄ (56)参考文献 特開 平７−17294（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−301084（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−268192（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/16 G08G 1/00 B60K 31/00 B60R 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の自動運転車両を所定の走行パター
   ンに従って隊列走行させるシステムにおいて、先行車に
   追従して走行する自動運転車両の車速制御を実行する走
   行制御装置であって、 自動運転車両の車速相関値を目標値に近づけるための第
   １の制御指令値を演算する車速相関値フィードバック手
   段と、 前記先行車との車間距離を目標車間距離に近づけるため
   の第２の制御指令値を演算する車間距離フィードバック
   手段と、 前記第１の制御指令値と前記第２の制御指令値とに重み
   付けを行って、それらを前記車速制御に反映させる車速
   制御手段と、 を備え、 前記車速制御手段は、 前記複数の自動運転車両を出発地を発車してから目的地
   に停止するまでに等加速度走行、等速走行、及び等減速
   度走行を順に行って隊列走行させる場合に、 前記等加速度走行において、 自動運転車両の速度が前記出発地を発車後前記等速走行
   時の速度よりも低い所定速度に達するまでは、前記第２
   の制御指令値の影響が前記第１の制御指令値の影響より
   も大きく前記車速制御に反映されるように前記重み付け
   を行い、 自動運転車両の速度が前記所定速度に達してから自動運
   転車両が前記等速走行を開始するまでは、前記第１の制
   御指令値の影響が前記第２の制御指令値の影響よりも大
   きく前記車速制御に反映されるように前記重み付けを行
   う、 ことを特徴とする自動運転車両の走行制御装置。
2. 【請求項２】 複数の自動運転車両を所定の走行パター
   ンに従って隊列走行させるシステムにおいて、先行車に
   追従して走行する自動運転車両の車速制御を実行する走
   行制御装置であって、自動運転車両の車速相関値を目標値に近づけるための第
   １の制御指令値を演算する車速相関値フィードバック手
   段と、 前記先行車との車間距離を目標車間距離に近づけるため
   の第２の制御指令値を演算する車間距離フィードバック
   手段と、 前記第１の制御指令値と前記第２の制御指令値とに重み
   付けを行って、それらを前記車速制御に反映させる車速
   制御手段と、 を備え、 前記車速制御手段は、 前記複数の自動運転車両を出発地を発車してから目的地
   に停止するまでに等加速度走行、等速走行、及び等減速
   度走行を順に行って隊列走行させる場合に、 前記等速走行において、 自動運転車両の前記等速走行開始後の走行距離が前記等
   速走行が行われる距離全体よりも短い第一の所定距離に
   達するまでは、前記第２の制御指令値の影響が前記第１
   の制御指令値の影響よりも大きく前記車速制御に反映さ
   れるように前記重み付けを行い、 自動運転車両の前記等速走行開始後の走行距離が前記第
   一の所定距離に達してから自動運転車両が前記等減速度
   走行を開始するまでは、前記第１の制御指令値の影響が
   前記第２の制御指令値の影響よりも大きく前記車速制御
   に反映されるように前記重み付けを行う、 ことを特徴と
   する自動運転車両の走行制御装置。
3. 【請求項３】 複数の自動運転車両を所定の走行パター
   ンに従って隊列走行させるシステムにおいて、先行車に
   追従して走行する自動運転車両の車速制御を実行する走
   行制御装置であって、自動運転車両の車速相関値を目標値に近づけるための第
   １の制御指令値を演算する車速相関値フィードバック手
   段と、 前記先行車との車間距離を目標車間距離に近づけるため
   の第２の制御指令値を演算する車間距離フィードバック
   手段と、 前記第１の制御指令値と前記第２の制御指令値とに重み
   付けを行って、それらを前記車速制御に反映させる車速
   制御手段と、 を備え、 前記車速制御手段は、 前記複数の自動運転車両を出発地を発車してから目的地
   に停止するまでに等加速度走行、等速走行、及び等減速
   度走行を順に行って隊列走行させる場合に、 前記等減速度走行において、 自動運転車両の前記等減速度走行開始後の走行距離が前
   記等減速度走行が行われる距離全体よりも短い第二の所
   定距離に達するまでは、前記第２の制御指令値の影響が
   前記第１の制御指令値の影響よりも大きく前記車速制御
   に反映されるように前記重み付けを行い、 自動運転車両の前記等減速度走行開始後の走行距離が前
   記第二の所定距離に達してから自動運転車両が前記目的
   地に停止するまでは、前記第１の制御指令値の影響が前
   記第２の制御指令値の影響よりも大きく前記車速制御に
   反映されるように前記重み付けを行う、 ことを特徴とす
   る自動運転車両の走行制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか一項記載の自
   動運転車両の走行制御装置において、 自動運転車両が前記等減速度走行を開始した時点で車間
   距離に重畳している目標車間距離に対する誤差を検出す
   る車間誤差検出手段と、 自動運転車両の前記等減速度走行時における前記目標値
   を、前記誤差に基づいて修正する目標値修正手段と、 を備えることを特徴とする自動運転車両の走行制御装
   置。