JP4710976B2 - 走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行制御装置に関するものである。

従来、道路などを走行する車両同士でプラトーンとも呼ばれる隊列を組むように群を形成する考え方が提案されている。群を形成して走行すれば、燃費の向上、交通流効率の向上、運転負荷軽減、移動速度増加などの効果が期待される。このような車群を形成する装置として、自車両の車両情報と、他車両あるいは車群の車両情報との類似度を算出し、類似度が設定された値以上の車両あるいは車群と群を形成するものがある（例えば、特開平１０−２６１１９５号公報参照）。この装置は、各車両間で比較する車両情報として、目的地、車両位置情報、エンジン出力、トルク特性、加速性能、ブレーキ特性などを用いる。

しかしながら、従来技術は円滑に車群を形成することを目的としているため、運転者の要求する走行モードに応じた車両走行が行えない。例えば、できるだけ短時間で目的地へ到達したい場合でも、従来技術では車群を形成してしまうので、必ずしも目的地へ早く着くとは限らない。また、車群の平均燃費、平均速度を向上することが困難である。

そこで、本発明はこのような技術課題を解決するためになされたものであって、運転者の要求する走行モードを走行制御に反映させる走行制御装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る走行制御装置は、複数の車両からなる車群を形成するための走行制御装置であって、運転者の要求する走行モードに基づいて所定地点までの目標速度パターンを生成する行動計画生成手段と、各車両または各車群の所定地点までの前記目標速度パターンを比較して複数の車両からなる車群を形成するか否かを決定する車群形成手段と、を備え、前記行動計画生成手段は、運転者の要求する走行モードとして、複数の走行モードから選択した走行モードを用いることを特徴として構成される。

この発明によれば、複数の車両の所定地点までの目標速度パターンを比較して車群を形成するか否かを決定することができるため、運転者の要求する走行モードを考慮して走行することが可能となり、運転者の要求に応じて単独走行するか、車群形成するかを判断できる。

ここで、前記車群形成手段は、第１の車両の所定地点までの前記目標速度パターンと第２の車両又は車群の所定地点までの前記目標速度パターンとを比較して、前記第１の車両と前記第２の車両又は車群とからなる車群を形成するか否かを決定することが好適である。

このように構成することで、２台の車両の所定地点までの行動計画を比較して車群を形成するか否かを決定することができる。

また、走行制御装置において、前記車群形成手段は、前記第１の車両における所定地点までの前記目標速度パターンに対して許容範囲を設定し、前記第１の車両の許容範囲内における所定地点までの前記目標速度パターンを持つ前記第２の車両又は車群と前記第１の車両とからなる車群を形成することが好適である。

このように構成することで、運転者の要求する走行モードが許容できる範囲で類似する車両又は車群同士を新たな車群とすることができるため、運転者の要求を損なう事無く柔軟に車群を形成することができる。

また、前記車群形成手段は、前記許容範囲を運転者の要求に基づいて設定されてもよい。また、前記行動計画生成手段は、運転者の要求する走行モードとして、運転者が複数の走行モードから選択した走行モードを用いてもよい。

また、走行制御装置は、前記目標速度パターンが、各車両または車群が任意の距離区間を走行するために必要な時間により構成されることが好適である。

このように構成することで、必要時間をパラメータとして車群を形成することができるため、交通流の効率化と、車群の平均速度を向上することができる。

また、本発明に係る車群形成システムは、複数の車両で車群を形成するための車群形成システムであって、複数の走行モードから選択された運転者の要求する走行モードに基づいて所定地点までの目標速度パターンを生成し、各車両または各車群の所定地点までの前記目標速度パターンを比較して車群形成を行うことを特徴として構成される。

このように構成することで、所定地点までの行動計画、例えば目標速度パターンや目標経路を用いて車群形成することができるので、複数の車群の平均必要時間が小さくなるように車群を形成することが可能となり、交通流の効率化と複数の車群の平均燃費、平均速度を向上することができる。

図１は、第１実施形態に係る走行制御装置の構成概要を示すブロック図である。
図２は、図１の走行制御装置の動作を示すフローチャートである。
図３は、車両の目標速度パターンである。
図４は、車群形成システムの動作を示すフローチャートである。
図５は、車群形成方法の説明図である。
図６は、第２実施形態に係る走行制御装置の構成概要を示すブロック図である。
図７は、図６の走行制御装置の動作を示すフローチャートである。
図８は、目標速度パターンの生成手順を示す概要図である。
図９は、目標経路を示す概要図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る走行制御装置のハード構成概要図である。本実施形態に係る走行制御装置は、各種センサ１、通信部２、走行モード入力スイッチ３、ＥＣＵ４を備えて構成される。ここで、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とは、電子制御する自動車デバイスのコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。

各種センサ１は、道路に引かれた白線を認識する白線認識センサ、自車両と他車両の距離を測る車間センサ、自車両の前後や側面の物体を認識する前後側方センサ等が備わっており、自動走行に必要な情報を入力する機能を備えたセンサである。例えば白線認識センサは画像認識が可能な車載ＣＣＤカメラを備えたものであり、車間センサや前後側方センサは、超音波やレーザを入出力する装置を備えている。

通信部２は、車両同士の通信を行う車車間通信機能、路面にある管理端末や中央で管理するセンターと通信する路車間通信機能、歩行者の携帯する通信部と車両が通信する歩車間通信機能などを備えており、さまざまな対象と自動走行に必要な情報をやり取りする部分である。例えば、アンテナや信号送受信部、信号制御部などを備えた通信装置である。

走行モード入力スイッチ３は、運転者がどのような走行をしたいのかを決めるためのスイッチである。例えば、旅行時間優先モードや交通流強調優先モードを選択できる構造とされる。運転者がスイッチを操作し、時間を優先するか、あるいは燃費を優先するかを決定する。上記の構造は、必ずしもハードウェアで実現する必要も無く、例えば、ソフトウェアで旅行時間優先フラグ領域を作成しておき、旅行時間優先モードを選んだという入力があった場合は、旅行時間優先モードのフラグを０から１へ変更するロジックで実現することも可能である。旅行時間優先モードの場合は、スイッチ切り替え後、許容遅れ時間を入力できるようにしておくことが好ましい。

ＥＣＵ４は、目標値算出部４１、目標速度パターン生成部（行動計画生成手段）４２、目標速度パターン比較部４３及び車群形成判断部（車群形成手段）４４を備えて構成される。目標値計算部４１は、各種センサ１、通信部２及び走行モード入力スイッチ３から得られた入力情報から、自動運転時の自車両の走行を制御する値を算出する機能を備えている。これらの具体的な制御情報として、ＭＡＸ加速度、目標加速度、ＭＡＸジャーク、目標ジャーク、目標速度、目標速度達成位置・距離・時間などが挙げられる。目標速度パターン生成部４２は、目標値算出部４１が算出した制御情報を入力として、目標速度パターンを生成する機能を備えている。目標速度パターン比較部４３は、目標速度パターン生成部４２が生成した目標速度パターンと、通信部２から得られた周辺車両の目標速度パターンを比較する機能を備えている。車群形成判断部４４は、目標速度パターン比較部４３が算出した比較結果を入力して、単車走行するか群を形成するかを決定する機能を備えている。ＥＣＵ４内部で実現される機能は、必ずしもハードウェアで実現する必要も無く、ソフトウェアでも実現可能である。

次に、本実施形態に係る走行制御装置の動作について説明する。

図２は、本実施形態に係る走行制御装置の動作を示すフローチャートである。図２に示す制御処理は、例えば車両の電源がオンにされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。又、例えば他車両情報の取得レートに同期して、取得する車両情報１台ごと、あるいは、数台おきに処理を行えばよい。

図２に示す制御処理が開始されると、自動運転になっているか否かを判断する（Ｓ１０）。自動運転とは、あらかじめ決められたルールで運転を制御することである。例えば、図１に示す各種センサ１で白線認識を行って、車線に沿った操舵制御を行ったり、図１に示す通信部２で天気に合わせた推奨車間距離を受信し、推奨車間距離以上には車間距離を縮めないように自動で走行制御したりすることである。Ｓ１０の処理では、例えば、自動運転する際に０から１へ変更される自動運転実施フラグを参照すればよい。車群形成を自動制御するには、少なくとも自動運転していなければならない。よって、自動運転をしていない場合は、図２に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ１０の処理において自動運転をしていたと判断した場合、例えば自動運転実施フラグが１である場合は、データ読み込み処理に移行する（Ｓ１２）。データ読み込み処理は、各種センサからのデータや、各種通信情報、運転者の重み付け情報などを読み込む処理となる。

各種センサからの情報は、主に自車両のごく周辺にあるものから直接得られる情報である。例えば、白線認識センサ・車間センサ・前後側方センサ等から得られる、走行している路面の車線に関する情報や、自車両・前後側方にある他車両の位置に関する情報である。

各種通信情報は、自車両の周辺にある他車両に関する情報や、交通状況に関する情報である。例えば、他車両の目標速度パターンや、ある区間の車両数などが挙げられる。

運転者の重み付け情報は、運転者がどのような走行をしたいかという情報である。例えば、運転者が到達時間を優先して目的地に到着したい場合には、旅行時間優先モードのスイッチがＯＮされているか否かという情報である。運転者が到達時間よりも燃費を優先する場合は、交通流強調優先モードのスイッチがＯＮされているか否かという情報である。この情報は、ソフトウェアで実現する場合は、例えば旅行時間優先モードのフラグが０か１かという情報となる。また、運転者の許容遅れ時間が入力された場合は、その情報も運転者重み付け情報に含まれる。

Ｓ１２の処理が終了した場合は、目標値算出処理に移行する（Ｓ１４）。目標値算出処理は、Ｓ１２の処理で得られた情報から、自車両の目標速度パターンを生成するための情報を算出する処理である。目標となる速度パターンを生成するために必要な情報は、例えば、目標となる加速度やジャーク（加速の微分値）、目標となる最大加速度や最大ジャーク、目標速度、目標速度到達距離といった情報である。これらの情報は、運転者重み付け情報（選択した走行モードの情報）、自車両の走行性能についての諸元情報（例えばエンジン出力、トルク特性、加速性能、ブレーキ特性など）、地形情報などから生成される。例えば、選択した走行モードが旅行時間優先モードの場合、性能や走行環境が許す範囲で、到達時間をなるべく短くするように目標加速度、目標ジャーク、目標速度、目標速度到達距離が選択される。

Ｓ１４の処理が終了した場合は、目標速度パターンを生成する処理へ移行する（Ｓ１６）。目標速度パターンは、Ｓ１４の処理で出力した目標となる加速度やジャーク（加速の微分値）、目標となる最大加速度や最大ジャーク、目標速度、目標速度到達距離といった情報から計算される、距離または時間に依存した速度値ある。また、目標速度パターンは時間に依存した距離でもよい。時間に依存した速度値を積分すれば、時間に依存した距離となり、等価となるためである。

Ｓ１６の処理が終了した場合は、旅行時間優先モードか否かを判定する選択処理に移行する（Ｓ１８）。旅行時間優先モードか否かの情報は、Ｓ１２の処理で入力した運転者重み付け情報に含まれている。

Ｓ１８の処理において、旅行時間優先モードの場合は、車群形成判断処理へ移行する（Ｓ２０）。車群形成判断処理では、自車両の目標速度パターンとＳ１２の処理で得られた他車両または車群の目標速度パターンの差を算出する。

目標速度パターンの差を算出する例として、ある区間を走行するのに必要な時間をそれぞれの目標速度パターンから計算して比較する場合と、それぞれの目標速度パターンの二乗平均から計算して比較する場合が考えられる。差の計算例および比較例の詳細については、後述する。比較結果から、車群を形成するか単車走行するか決定し（Ｓ２２）、処理が終了する。車群形成の実施例の詳細については後述する。

Ｓ１８の処理において、旅行時間優先モードでない場合は、交通流強調モードか否かを判定する選択処理に移行する（Ｓ２４）。

Ｓ２４の処理において、交通流強調モードの場合は、どのような車群を形成するか判断し（Ｓ２６）、車群走行となり（Ｓ２８）、交通流強調モードでない場合は、自車両目標速度パターンが選択されたこととなり（Ｓ３０）、単車走行となる（Ｓ３２）。

Ｓ１８の処理およびＳ２４の処理を実行することで、運転者の要求する走行モードを考慮した走行が可能となり、運転者の要求を基にして単独走行するか、車群形成するかを判断できる。

次に、本実施形態に係る目標速度パターンの差を算出する例および比較する例として、２つの例を説明する。

図３は、本実施形態に係る目標速度パターンの差の算出例および比較例である。グラフは、位置または時間に依存した目標速度パターンを示す。実線は自車両目標速度パターンであり、ｆ_ｘ（ｘ）とする。点線は他車両または車群の目標速度パターンであり、ｆ_ｙ（ｘ）とする。任意の時間または区間をＬとする。この場合において、ｆ_ｘ（ｘ）とｆ_ｙ（ｘ）の面積の差分を二乗平均した値を、目標速度パターンの差分値として定義すると、以下のように表すことができる。

得られた目標速度パターンの差分Ｒ_ｑｆから、ある定数εより小さい場合（Ｒ_ｑｆ＜ε）は、該当する他車両または車群と車群形成し、ある定数εより小さくない場合（Ｒ_ｑｆ≧ε）は、単車走行を続ける（図２のＳ２２）。この場合、少なくとも自車両において運転者の要求する走行モードを目標速度パターンへ反映させることにより、運転者の要求する走行モードを満たすように自車両の走行が可能となる。

次に、本実施形態に係るもう一つの差の算出例および比較例を説明する。

ある区間Ｌメートルを走行するのに必要な時間を目標速度パターンから計算する。計算した所要時間について、自車両が必要な時間をＴ_ｍ秒、他車両または車群が必要な時間をＴ_ｎ秒、許容遅れ時間をＫ_ｘ秒とする。Ｔ_ｎ＜Ｔ_ｍ−Ｋ_ｘの場合、他車両または車群との差は許容範囲に収まらないので、該当する他車両または車群と車群形成し、Ｔ_ｎ≧Ｔ_ｍ−Ｋ_ｘの場合、許容範囲内となり、単車走行する（図２のＳ２２）。この場合、少なくとも自車両において運転者の要求する走行モードを目標速度パターンへ反映させることにより、運転者の要求する走行モードを満たすように自車両の走行が可能となる。

次に、本実施形態に係る車群形成システムの動作について説明する。

図４は、本実施形態に係る車群形成システムの動作を示すフローチャートである。図４に示す制御処理は、例えば図２に示すＳ２２及びＳ２８の処理で車群形成判断がされたタイミングで実行される。

図４に示す制御処理が開始されると、自動運転になっているか否かを判断する（Ｓ４２）。自動運転とは、あらかじめ決められたルールで運転を制御することである。Ｓ４２の処理では、例えば、自動運転する際に０から１へ変更される自動運転実施フラグを参照すればよい。車群形成を自動制御するには、少なくとも自動運転していなければならない。よって、自動運転をしていない場合は、制御処理を終了する。

Ｓ４２の処理において自動運転をしていたと判断した場合、例えば自動運転実施フラグが１である場合は、データ読み込み処理に移行する（Ｓ４４）。データ読み込み処理は、図２に示す処理で算出した自車両目標速度パターンや、他車両の必要時間、他車両の認識番号、他車両の台数などの情報を読み込む処理となる。必要時間は、ある距離を走行するために必要な時間のことであり、目標速度パターンから求めることができる。認識番号は、必要時間ごとにグループ化した際に割り当てられた番号である。他車両の台数は、ある区間に存在する交通流協調優先モードを選択した車両の台数である。

Ｓ４４の処理が終了した場合は、複数の車群が形成できるか否かを判断する処理へ移行する（Ｓ４６）。Ｓ４６の処理では、例えば、車群形成の最大台数をＭ台、他車両の台数をＮ台とすると、Ｎ＞Ｍを満たしているか否かを判断すればよい。

Ｎ＞Ｍを満たしていない場合は、複数の車群を形成することができないため、制御処理を終了する。

Ｎ＞Ｍを満たしている場合は、データ計算処理へ移行する（Ｓ４８）。Ｓ４８の処理では自車両の目標速度パターンより、自車両の必要時間を計算し、必要時間ごとにグループ化する。

Ｓ４８の処理が終了した場合は、データ送信処理へ移行する（Ｓ５０）。Ｓ５０の処理において送信するデータは、例えば、自分がどのグループなのかといった情報や、自車両の認識番号である。この車車間通信で、グループ化した情報は、周辺の車両すべてが共有する情報となる。

Ｓ５０の処理が終了した場合は、車群形成計算処理へ移行する（Ｓ５２）。Ｓ５２の処理は、Ｓ５０の処理で算出した認識番号を元に車群を形成する。車群形成の詳細は後述する。

Ｓ５２の処理が終了した場合は、車群の目標速度パターン計算処理へ移行する（Ｓ５４）。Ｓ５４の処理は、例えば、車群内の車両の目標速度パターンを平均して求める処理となる。さらに、各車群の中で最も必要時間が小さい車両の目標速度パターンを、車群の目標速度パターンとすることができる。この場合、車群の平均必要時間が小さくなるように車群を形成するため、平均速度を向上することができる。ここで、複数の車群をさらに大きな車として捕らえて、車群で大きな車群を形成し、各車両群の目標速度パターンの平均値とすることもできる。この場合、さらに大きな車群を形成することで、平均燃費を向上することができる。

次に、本実施形態に係る車群形成システムの詳細について説明する。

形成する複数の車群をＧｒｐ（Ｘ）とする（Ｘは整数）。例えば、車群が３つある場合は、それぞれの車群をＧｒｐ（１）、Ｇｒｐ（２）、Ｇｒｐ（３）とする。

所定の距離Ｌメートルを走行するために必要な時間は、目標速度パターンから求めることができ、その時間をＴ_ｎ秒とする（ｎは整数）。各車両の必要時間Ｔ_ｎをそれぞれ求めて、一定間隔の時間別にグループ化する。例えば、必要時間を１０秒間隔でグループ化すると、グループＡは１０秒未満、グループＢは１０秒以上から２０秒未満、グループＣは２０秒以上３０秒未満となる。そして、ある車両の必要時間を１５秒とすると、この車両はグループＢになる。

自車両がどのグループか判明した際は、自車両がどのグループなのか他車両へ発信する。この車車間通信で、グループ化情報は、周辺の車両すべてが共有する情報となる。そして、他車両へ発信後、先着順でグループの何番目なのか順番をつけ、その車の識別番号としてＮ（＊_ｎ）とする（＊はグループ名、ｎは先着番号）。例えば、自車両がグループＢになると判明したときで、既に２台がグループＢであるとき、自車両は先着順でグループＢの３台目である。この時、自車両は、Ｎ（Ｂ_３）という識別番号になる。図５は、識別番号を付与した表の実施例である。

このように識別番号を割り振った車両で、複数の車群の平均必要時間の格差が小さくなるように車群を形成するためには、以下のように、それぞれのグループから一台ずつ配置するように車群を形成すればよい。
Ｇｒｐ１＝（Ｎ（Ａ_１）、Ｎ（Ｂ_１）、Ｎ（Ｃ_１）、…、Ｎ（＊_１））
Ｇｒｐ２＝（Ｎ（Ａ_２）、Ｎ（Ｂ_２）、Ｎ（Ｃ_２）、…、Ｎ（＊_２））
Ｇｒｐ３＝（Ｎ（Ａ_３）、Ｎ（Ｂ_３）、Ｎ（Ｃ_３）、…、Ｎ（＊_３））
…
ＧｒｐＸ＝（Ｎ（Ａ_ｎ）、Ｎ（Ｂ_ｎ）、Ｎ（Ｃ_ｎ）、…、Ｎ（＊_ｎ））

上記の各車群の目標速度パターンは、各車郡内の車両の目標速度パターンの平均値とする。この場合、必要時間をパラメータとして車群を形成することができるため、速度域が近い車両同士で車群を形成する場合に比べて、交通流の効率化と車群の平均速度を向上することができる。

以上のように、第１実施形態に係る走行制御装置によれば、運転者重み付け情報をインプットとすることで、運転者の要求する走行モードを考慮した走行が可能となり、運転者の要求を基にして単独走行するか、車群形成するかを判断できる。

また、第１実施形態に係る走行制御装置によれば、運転者重み付け情報が自車両に依存すれば足りるため、少なくとも自車両において運転者の要求する走行モードを目標速度パターンへ反映させることにより、運転者の要求する走行モードを満たすように自車両の走行が可能となる。

また、第１実施形態に係る走行制御装置によれば、目標速度パターンを元にした情報である必要時間をパラメータとして車群を形成することができるため、車群の平均速度パターンを小さく設定することが可能となり、交通流の効率化と、車群の平均速度を向上することができる。

また、第１実施形態に係る車群形成システムによれば、複数の車群の平均必要時間が小さくなるように車群を形成することができるため、交通流の効率化と複数の車群の平均燃費、平均速度を向上することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る走行制御装置及び車群形成システムについて説明する。

第２実施形態に係る走行制御装置及び車群形成システムは、第１実施形態に係る走行制御装置及び車群形成システムとほぼ同様に構成され、走行予定のルートを考慮した車群形成を行う点で第１実施形態と相違する。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図６は、第２実施形態に係る走行制御装置のハード構成概要図である。本実施形態に係る走行制御装置は、第１実施形態に係る走行制御装置とほぼ同様に構成され、第１実施形態の目標速度パターン生成部４２及び目標速度パターン比較部４３がそれぞれ行動計画生成部（行動計画生成手段）４５及び行動計画比較部４６となる点、走行モード入力スイッチ３が要求入力部５となる点で相違する。

要求入力部５は、第１実施形態の走行モード入力スイッチ３の機能に加えて、運転者が燃費と旅行時間のどちらを優先するかを詳細設定できる機能を有している。例えば、燃費及び旅行時間の優先度を運転者が入力できるインターフェイスを有している。このインターフェイスは、例えば、持ち点を割り振るように燃費の優先度と旅行時間の優先度とを選択できる機能を有している。具体的には、燃費の優先度と旅行時間の優先度とを足し合わせて１００％となるメモリを備え、例えばボタン操作等により燃費の優先度を３０％と設定すると残りの７０％が旅行時間の優先度として設定され、例えば燃費の優先度を７０％と設定すると残りの３０％が旅行時間の優先度として設定される機能を有している。また、要求入力部５は、運転者の個々の要求、例えば、指定車両と車群を形成したい等の要求を入力できる機能を有している。また、要求入力部５は、設定された要求情報をＥＣＵ４へ出力する機能を有している。

ＥＣＵ４に備わる行動計画生成部４５は、目標値算出部４１から情報を入力し、所定地点までの行動計画を生成する機能を有している。行動計画は、速度情報や到達時刻等の計画であり、所定地点までの行動計画とは、車両がどのように走行して所定地点、例えば目的地に達しようとしているのかという情報を意味するものである。すなわち、行動計画とは目標位置の時間変化であって、例えば、目標速度パターン及び目標経路となる。また、目標経路は、走行予定の経路情報である。行動計画生成部４５は、要求入力部５から入力した燃費及び旅行時間の優先度に基づいて、目標走行パターン及び目標経路を生成する。また、行動計画生成部４５は、生成した所定地点までの行動計画を行動計画比較部４６へ出力する機能を有している。

行動計画比較部４６は、行動計画生成部４５で生成した所定地点までの行動計画と、例えば通信部２を介して得られた周囲の車両の所定地点までの行動計画とを比較して、類似しているか否かを判定する機能を有している。また、行動計画比較部４６は、比較結果を車群形成判断部４４へ出力する機能を有している。

次に、本実施形態に係る走行制御装置の動作について説明する。

図７は、本実施形態に係る走行制御装置の動作を示すフローチャートである。図７に示す制御処理は、例えば車両の電源がオンにされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。又、例えば合流地点や分岐地点、その他通信により他車両が合流する場合等に処理を開始しても良い。なお、制御対象の車両は自動運転を行っているものとする。

走行制御装置は、図７に示す要求集約処理から開始する（Ｓ６０）。Ｓ６０の処理は、要求入力部５及びＥＣＵ４で実行され、運転者の要求を入力する処理である。Ｓ６０の処理は、例えば、運転者によって入力ボタン等の所定のインターフェイスを介して入力された燃費と旅行時間の優先度の割り振りを取得する処理である。また、特定の車両と車群を形成したい等の特定要求が入力されている場合には、その特定要求も併せて取得する。Ｓ６０の処理が終了すると、行動計画生成処理へ移行する（Ｓ６２）。

Ｓ６２の処理は、行動計画生成部４５で実行され、Ｓ６０の処理で入力した情報に基づいて許容範囲が設定された所定地点までの行動計画を生成する処理である。以下では、所定地点までの行動計画の生成手順について詳細に説明する。

まず、目標速度パターンの生成手順について、図８を用いて説明する。図８は、目標速度パターンの生成手順を示す概要図である。例えば、Ｓ６０の処理において、車両Ｘが燃費７０％及び旅行時間３０％で走行するという情報を入力した場合を説明する。車両Ｘは、燃費と速度との関係を示すグラフＸ１に基づいて、燃費７０％を満足する速度範囲Ｈ１を決定する。また、車両Ｘは、旅行時間と速度との関係を示すグラフＸ２に基づいて、旅行時間３０％を満足する速度範囲Ｈ２を決定する。グラフＸ１、Ｘ２は、例えば車両の諸元情報等によって予め車両ごとに設定されている。決定した速度範囲Ｈ１、Ｈ２を用いて、速度範囲Ｈ１、Ｈ２を満たすように、車両Ｘの目標速度パターンＸ３を設定する。このように、速度範囲Ｈ１、Ｈ２を満たように設定された速度範囲は許容速度範囲となり、目標速度パターンＸ３に幅を持たせることができる。上記の手順で、目標速度パターンを車両ごとに生成する。例えば、車両Ｙにおいて、燃費１０％及び旅行時間９０％で走行するという情報を入力した場合には、燃費と速度との関係を示すグラフＹ１に基づいて燃費１０％を満足する速度範囲Ｈ３を決定し、旅行時間と速度との関係を示すグラフＹ２に基づいて旅行時間９０％を満足する速度範囲Ｈ４を決定する。決定した速度範囲Ｈ３、Ｈ４を満たように、車両Ｙの目標速度パターンＹ３を設定する。

次に、目標経路の生成手順について、図９を用いて説明する。図９は、目標経路を示す概要図であり、現在地と目的地を繋ぐ目標経路をＬ１〜Ｌ４で示している。目標経路Ｌ１は、燃費１００％及び旅行時間０％で走行した場合の目標経路であり、目標経路Ｌ２は、燃費０％及び旅行時間１００％で走行した場合の目標経路である。目標経路Ｌ３、Ｌ４は、その他の場合の一例を示している。

まず、各車両の目標経路の生成手順として、目標速度パターンを設定する際に決定した許容速度範囲と、入力した地図情報とに基づいて、許容速度範囲の取り得るルート範囲を選択する。例えば車両Ｘは、速度範囲Ｈ１、Ｈ２を満たす速度領域を実現できるルート範囲を地図情報から選択する。選択されたルート範囲は、図９に示すＰ_Ｘのルート範囲となり、このルート範囲が許容範囲を含む目標経路Ｐ_Ｘとなる。上記の手順で、目標経路を車両ごとに生成する。例えば、車両Ｙは、速度範囲Ｈ３、Ｈ４を満たす速度領域を実現できるルート範囲として、図９に示すＰ_Ｙのルート範囲を選択し、目標経路Ｐ_Ｙとする。また、車両Ｚは所定の地点を通過後に目的地に到着する予定であるので、速度範囲を満たす速度領域を実現できるルート範囲として、図９に示すＰ_Ｚのルート範囲を選択し、目標経路Ｐ_Ｚとする。

なお、目標速度パターン及びルート範囲の生成処理は、各車両で実行してもよいし、データを車両外に配置された装置等に送信し演算して、その結果を受信する構成にしてもよい。Ｓ６２の処理が終了すると、特別要求確認処理へ移行する（Ｓ６４）。

Ｓ６４の処理は、車群形成判断部４４で実行され、車群を形成した場合であっても車両の特別要求を満たすことができるか否かを判定する処理である。特別要件とは、要求入力部５から入力された運転者の意思である。例えば、トラック等とは車群を形成したくないとか、友達同士のグループが複数台の車両で移動しており、各車両が離れないように走行したいとか、目的地へ向かう途中で所定の地点を通過したいとかである。このような特別要求があった場合には、特別要求を満たしたまま車群を形成することができるか否かを判定する。Ｓ６４の処理において、車群を形成すると特別要求を満たさないと判定した場合には、図７に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ６４の処理において、車群を形成しても特別要求を満たすと判定した場合には、比較処理へ移行する（Ｓ６６）。

Ｓ６６の処理は、行動計画比較部４６で実行され、所定地点までの行動計画が近い車両同士で車群を形成するために、他の車両の所定地点までの行動計画と自車両の所定地点までの行動計画とを比較し、類似するか否かを判定する処理である。例えば、所定地点までの行動計画として、目標速度パターンを比較する場合には、目標速度パターンの速度許容範囲が重複するか否かを判定し、類似を判定する。例えば、図８に示すように、車両Ｘと車両Ｙとが車群を形成できるか判定するために、車両Ｘの目標速度パターンＸ３と車両Ｙの目標速度パターンＹ３とが重複し、類似するか否かを判定する。また、所定地点までの行動計画として、目標経路を比較する場合には、目標経路同士が重複するか否かを判定し、類似を判定する。例えば、図９に示すように、車両Ｘの目標経路Ｐ_Ｘと、車両Ｙの目標経路Ｐ_Ｙとが重複しているか否かを判定する。同様に、各車両について比較処理を実施する。例えば、車両Ｘの目標経路Ｐ_Ｘと、車両Ｚの目標経路Ｐ_Ｚとが重複しているか否か、車両Ｙの目標経路Ｐ_Ｙと、車両Ｚの目標経路Ｐ_Ｚとが重複しているか否かを判定する。Ｓ６６の処理において、所定地点までの行動計画が類似している車両が無い場合には、車群を形成しない方が良いと判定し、図７の制御処理を終了する。一方、Ｓ６６の処理において、所定地点までの行動計画が類似している車両があると判定した場合には、車群構成処理へ移行する（Ｓ６８）。

Ｓ６８の処理は、車群形成生成部４５で実行され、Ｓ６６の処理において所定地点までの行動計画が類似していると判定した車両同士で車群を形成する処理である。例えば、図８に示すように、車両Ｘの目標速度パターンＸ３は、車両Ｙの目標速度バターンＹ３と一部が重複しており、図９に示すように、車両Ｘの目標経路Ｐ_Ｘは、車両Ｙの目標経路Ｐ_Ｙと一部が重複する。よって、車両Ｘと車両Ｙとは車群を形成しても運転者の要求を満たすことができる。他方、図９に示すように、車両Ｘ及び車両Ｙの目標経路Ｐ_Ｘ、Ｐ_Ｙと、車両Ｚの目標経路Ｐ_Ｚは重複しないため、車群を形成しない。Ｓ６８の処理が終了すると、図７に示す制御処理を終了する。

図７に示す制御処理を実行することによって、運転者の要求を車群形成に反映させることができるので、運転者の要求する走行を実現可能となる。また、設定値から求めた許容範囲内の車両と車群を形成することができるので、要求が異なる車両同士で車群を形成することが可能となる。さらに、図９に示す目標経路を用いて、第１実施形態と同様の処理を行う第２実施形態の走行制御システムに採用できる。

以上のように、第２実施形態に係る走行制御装置によれば、車両の所定地点までの行動計画を比較して車群を形成するか否かを決定することができるため、運転者の要求する走行モードを考慮して走行することが可能となり、運転者の要求に応じて単独走行するか、車群形成するかを判断できる。

また、第２実施形態に係る走行制御装置によれば、運転者の要求する走行モードが許容できる範囲で類似する車両又は車群同士を新たな車群とすることができるため、運転者の要求を損なう事無く柔軟に車群を形成することができる。

また、第２実施形態に係る走行制御装置によれば、運転者の要求に沿った車両の所定地点までの行動計画を損なう事無く、単独走行又は車群走行することが可能となる。

また、第２実施形態に係る走行制御装置によれば、少なくとも自車両において運転者の要求する走行モードを所定地点までの行動計画、例えば目標速度パターンや目標経路へ反映させることにより、運転者の要求する走行モードを満たすように自車両の走行が可能となる。

また、第２実施形態に係る車群形成システムによれば、所定地点までの行動計画である、例えば目標速度パターンや目標経路を用いて車群形成することができるので、複数の車群の平均必要時間が小さくなるように車群を形成することが可能となり、交通流の効率化と複数の車群の平均燃費、平均速度を向上することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る走行制御装置および車群形成システムの一例を示すものである。本発明に係る走行制御装置および車群形成システムは、これらの各実施形態に係る走行制御装置および車群形成システムに限られるものではなく、各請求の範囲に記載した要旨を変更しない範囲で、各実施形態に係る走行制御装置および車群形成システムを変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上述した第２実施形態においては、車群を形成するために所定地点までの行動計画を２台で比較して車群を形成するか否かを判定する例を説明したが、所定地点までの行動計画を比較する車両の台数は２台に限られず、３台以上の車両の所定地点までの計画を同時に比較して車群形成の判断を行ってもよい。

本発明によれば、運転者の要求する走行モードに応じた車両走行を行うことができる。

Claims (7)

1. 複数の車両からなる車群を形成するための走行制御装置であって、
   運転者の要求する走行モードに基づいて所定地点までの目標速度パターンを生成する行動計画生成手段と、
   各車両または各車群の所定地点までの前記目標速度パターンを比較して複数の車両からなる車群を形成するか否かを決定する車群形成手段と、
   を備え、
   前記行動計画生成手段は、運転者の要求する走行モードとして、複数の走行モードから選択した走行モードを用いること、
   を特徴とする走行制御装置。
2. 前記車群形成手段は、第１の車両の所定地点までの前記目標速度パターンと第２の車両又は車群の所定地点までの前記目標速度パターンとを比較して、前記第１の車両と前記第２の車両又は車群とからなる車群を形成するか否かを決定することを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
3. 前記車群形成手段は、前記第１の車両における所定地点までの前記目標速度パターンに対して許容範囲を設定し、前記第１の車両の許容範囲内における所定地点までの前記目標速度パターンを持つ前記第２の車両又は車群と前記第１の車両とからなる車群を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の走行制御装置。
4. 前記車群形成手段は、前記許容範囲を運転者の要求に基づいて設定することを特徴とする請求項３に記載の走行制御装置。
5. 前記目標速度パターンは、各車両または車群が任意の距離区間を走行するために必要な時間により構成されること、
   を特徴とする請求項４に記載の走行制御装置。
6. 前記行動計画生成手段は、運転者の要求する走行モードとして、運転者が複数の走行モードから選択した走行モードを用いることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の走行制御装置。
7. 複数の車両で車群を形成するための車群形成システムであって、
   複数の走行モードから選択された運転者の要求する走行モードに基づいて所定地点までの目標速度パターンを生成し、各車両または各車群の所定地点までの前記目標速度パターンを比較して車群形成を行うこと、を特徴とする車群形成システム。

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