JP5593800B2 - 走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の走行制御装置が知られている。この装置では、先行車両との車間距離を目標値とするまでにかかる時間及び先行車両との衝突予測時間（ＴＴＣ）を演算し、車間距離の制御中において、衝突予測時間が経過する前に車間距離制御を完了させる。このような走行制御により、先行車両に近づき過ぎることなく、かつスムーズに自車両の追従制御を行うことが提案されている。

特開２００６−１８８１５５号公報

しかしながら、この追従制御によれば、特に、先行車両との車間距離を短縮する制御を行う場合、先行車両に対する自車両の相対速度が速すぎると、自車両の乗員に対して「先行車両に衝突するのでは？」との不安感を与えてしまう。乗員の快適性を向上させる観点から、上記のような不安感を与える走行制御は好ましくない。

そこで、本発明は、車間距離変更時において衝突の不安感を乗員に与える可能性を低減する走行制御装置を提供することを目的とする。

本発明の走行制御装置は、自車両と自車両の前方又は後方を走行する周辺車両との相対速度を検出する相対速度検出手段と、自車両と周辺車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、相対速度検出手段で得られる相対速度と車間距離検出手段で得られる車間距離とに基づいて、自車両が周辺車両に衝突するまでにかかる時間を示す衝突予測時間を演算する衝突予測時間演算手段と、車間距離を変更すべく自車両の加減速を行う場合に、車間距離の変更中における衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らないように、自車両の加減速のスケジュールを立案する車間距離変更スケジュール立案手段と、自車両が他車両と一緒に隊列走行するときに、隊列内における自車両の位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、を備え、自車位置情報取得手段で得られた位置情報に基づいて、衝突予測時間基準値を変化させることを特徴とする。

この走行制御装置によれば、自車両と周辺車両との衝突予測時間を演算し、車間距離を変更する場合に、車間距離の変更中における衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らないように、自車両の加減速のスケジュールが立案される。従って、当該スケジュールに従って自車両の加減速が実行されれば、車間距離変更中において衝突予測時間が衝突予測時間基準値を下回ることがないような走行が可能となる。その結果、車間距離変更時において周辺車両との衝突の不安感を乗員に与える可能性を低減することができる。また、隊列走行時において、隊列の先頭車両に急な加減速が発生したり外乱が加わったりした場合には、隊列の後方の車両ほど制御誤差が大きくなる傾向にある。そこで、上記走行制御装置の構成によれば、隊列内での自車両の位置情報に基づいて衝突予測時間基準値が変化するので、自車両の隊列内での位置も考慮して、衝突の不安感を乗員に与える可能性を低減する走行が可能となる。

また、本発明の走行制御装置は、自車両の走行速度を検出する自車速検出手段と、周辺車両の加速度を検出する周辺車両加速度検出手段と、自車速検出手段で得られる走行速度または周辺車両加速度検出手段で得られる加速度に基づいて、衝突予測時間を補正する衝突予測時間補正手段と、を備えてもよい。

例えば、周辺車両との衝突予測時間が同じであっても、自車両が高速で走行する場合には、低速で走行する場合に比べて乗員の不安感は強いと考えられる。そこで、上記走行制御装置の構成によれば、自車両の走行速度または周辺車両の加速度に基づいて上記衝突予測時間を補正することにより、自車両の走行速度や周辺車両の加速度に応じて、衝突の不安感を乗員に与える可能性を低減する走行が可能となる。

また、本発明の走行制御装置は、過去の自車両の操作情報を蓄積する操作情報蓄積手段を備え、操作情報蓄積手段に蓄積された操作情報に基づいて、衝突予測時間基準値を変化させることとしてもよい。

例えば、周辺車両との衝突予測時間が同じであっても、不安を感じる乗員と感じない乗員とが存在するといったように、衝突の不安に対する感覚には個人差がある。そして、衝突の不安に対する乗員の感覚の個人差は、車両の操作の個人差として現れると考えられる。そこで、上記走行制御装置の構成によれば、衝突の不安に対する乗員の感覚が反映された過去の操作情報が操作情報蓄積手段に蓄積され、当該操作情報に基づいて衝突予測時間基準値が変化するので、乗員の感覚の個人差も考慮して、衝突の不安感を乗員に与える可能性を低減する走行が可能となる。

本発明の走行制御装置は、自車両と自車両の前方又は後方を走行する周辺車両との相対速度を検出する相対速度検出手段と、自車両と周辺車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、相対速度検出手段で得られる相対速度と車間距離検出手段で得られる車間距離とに基づいて、自車両が周辺車両に衝突するまでにかかる時間を示す衝突予測時間を演算する衝突予測時間演算手段と、車間距離を変更すべく自車両の加減速を行う場合に、車間距離の変更中における衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らないように、自車両の加減速のスケジュールを立案する車間距離変更スケジュール立案手段と、自車両が他車両と一緒に隊列走行するときに、他車両の加減速応答性に関する情報を取得する他車応答性情報取得手段と、を備え、他車応答性情報取得手段で得られた加減速応答性に関する情報に基づいて、衝突予測時間基準値を変化させることを特徴とする。

この走行制御装置によれば、自車両と周辺車両との衝突予測時間を演算し、車間距離を変更する場合に、車間距離の変更中における衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らないように、自車両の加減速のスケジュールが立案される。従って、当該スケジュールに従って自車両の加減速が実行されれば、車間距離変更中において衝突予測時間が衝突予測時間基準値を下回ることがないような走行が可能となる。その結果、車間距離変更時において周辺車両との衝突の不安感を乗員に与える可能性を低減することができる。また、隊列走行時において、例えば、他車両と自車両との加減速応答性の差が大きく異なる場合には、車間距離の制御誤差が大きくなる傾向にある。そこで、上記走行制御装置の構成によれば、他車両の加減速応答性に基づいて衝突予測時間基準値が変化するので、他車両の加減速応答性も考慮して、衝突の不安感を乗員に与える可能性を低減する走行が可能となる。

本発明の走行制御装置によれば、車間距離変更時において衝突の不安感を乗員に与える可能性を低減することができる。

本発明に係る走行制御装置の第１〜第５実施形態を示すブロック図である。 図１の隊列走行制御システムで実現される隊列走行を示す図である。 隊列走行の車間距離を変更する処理を示すフローチャートである。 （ａ）は、第１実施形態における相対加速度の目標値変化パターンを示すグラフであり、（ｂ）は、相対速度の目標値変化パターンを示すグラフであり、（ｃ）は、前方車間距離の変化分の目標値変化パターンを示すグラフである。 車間距離変更処理における各車速Ｖ_１〜Ｖ_４の変化の一例を示すグラフである。 （ａ）は、第１実施形態における相対加速度の目標値変化パターンを示すグラフであり、（ｂ）は、相対速度の目標値変化パターンを示すグラフであり、（ｃ）は、前方車間距離の変化分の目標値変化パターンを示すグラフである。 隊列を構成する車両のうち、前後に隣接する何れか２台の車両を示す図である。 第１実施形態の隊列走行制御システムにおいて、車間変化時間ｔｓの決定処理を示すフローチャートである。 本発明者らのシミュレーションの結果を示すグラフである。 本発明者らのシミュレーションの結果を示すグラフである。 第２実施形態の隊列走行制御システムにおいて、車間変化時間ｔｓの決定処理を示すフローチャートである。 図１１の処理中の、車間変化時間ｔｓの演算処理を示すフローチャートである。 本発明者らのシミュレーションの結果を示すグラフである。 本発明者らのシミュレーションの結果を示すグラフである。 第３実施形態の隊列走行制御システムにおいて、車間変化時間ｔｓの決定処理を示すフローチャートである。 第３実施形態の隊列走行制御システムにおいて、蓄積される最小知覚ＴＴＣのデータを示すグラフである。 第４実施形態の隊列走行制御システムが適用された場合において、隊列内の順位ごとに目標車間距離と実車間距離とを表すグラフである。 第４実施形態の隊列走行制御システムが適用された場合において、隊列内の順位ごとに目標知覚ＴＴＣと実際の知覚ＴＴＣとを示すグラフである。 第５実施形態の隊列走行制御システムが適用された場合の目標車間距離と実車間距離とを示すグラフである。 第５実施形態の隊列走行制御システムが適用された場合の目標知覚ＴＴＣと実際の知覚ＴＴＣとを示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る走行制御装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、互いに同一又は同等な構成については重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１に示す隊列走行制御システム１は、複数の車両に隊列（車群）を組んで走行させるべく、当該複数の車両の各々の走行状態を制御するシステムである。この隊列走行制御システム１によって、図２に示すように、複数の車両が比較的狭い車間距離で縦一列に並んで走行する隊列走行が実現される。

なお、以下の説明においては、隊列を構成する車両の台数を「ｎ」で表す。図２の例の場合は、ｎ＝４である。また、図２に示されるように、隊列の先頭から数えてｊ番目（ｊ＝１，２，…，ｎ）の車両Ｃ_ｊの加速度を「ａ_ｊ」で表し、車両Ｃ_ｊの速度を「Ｖ_ｊ」で表し、車両Ｃ_ｊの加速度指令値を「ｕ_ｊ」で表す。また、車両Ｃ_ｊと車両Ｃ_ｊ＋１との車間距離を「Ｌ_ｊ」で表す。また、車両Ｃ_ｊに対する車両Ｃ_ｊ＋１の相対速度（Ｖ_ｊ＋１−Ｖ_ｊ）を「Ｖｒ_ｊ」で表し、車両Ｃ_ｊに対する車両Ｃ_ｊ＋１の相対加速度（ａ_ｊ＋１−ａ_ｊ）を「ａｒ_ｊ」で表す。なお、速度Ｖ_ｊ，相対速度Ｖｒ_ｊ、加速度ａ_ｊ，相対加速度ａｒ_ｊについては、隊列の進行方法（矢印Ｙ方向）をプラスの符号とする。また、隊列の構成車両Ｃ_１〜Ｃ_ｎのうち、先頭を走行する車両Ｃ_１を「先頭車両」と呼び、これに対して、車両Ｃ_２〜Ｃ_ｎを総称し「後続車両」と呼ぶ場合がある。また、車両Ｃ_ｎを「最後尾車両」と呼ぶ場合がある。

この隊列走行制御システム１では、任意台数の車両で構成される隊列走行を実現することができるが、ここでは、図２に示すように、４台の車両Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４で隊列走行が行われる場合（ｎ＝４の場合）を例に挙げて説明する。

隊列を構成するすべての車両Ｃ_１〜Ｃ_４は、それぞれ１つずつ、以下に説明する隊列走行制御システム１を搭載している。

図１に示すように、隊列走行制御システム１は、車両制御ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１０を備えている。車両制御ＥＣＵ１０は、隊列走行制御システム１の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。車両制御ＥＣＵ１０は、情報を一時的又は長期的に保存することが可能な情報記憶部１０ａを有している。情報記憶部１０ａには、自車両の種々の特性を示す車両諸元情報が保存されている。なお、この車両制御ＥＣＵ１０は、後述する所定の演算により車両Ｃ_１〜Ｃ_４の各加速度指令値ｕ_１〜ｕ_４を算出する演算手段として機能する。

更に、隊列走行制御システム１は、自車両の走行状態を検知するためのセンサ類を備えている。このセンサ類には、前方車間距離センサ２１ａと、後方車間距離センサ２２ａと、車速センサ２３ａと、加速度センサ２４ａとが含まれている。

前方車間距離センサ２１ａは、自車両の直ぐ前方を走行する車両（以下「先行車両」或いは「前方車両」という）との車間距離（以下、「前方車間距離」という）を検知することができる。同様に、後方車間距離センサ２２ａは、自車両の直ぐ後方を走行する車両（以下「後方車両」という）との車間距離（以下、「後方車間距離」という）を検知することができる。このような前方車間距離センサ２１ａ及び後方車間距離センサ２２ａとしては、例えば、それぞれ車両の前部及び後部にそれぞれ設けられたミリ波レーダが採用される。前方車間距離センサ２１ａで得られる信号は、前方センサＥＣＵ２１で処理され、前方車間距離情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。同様に、後方車間距離センサ２２ａで得られる信号は、後方センサＥＣＵ２２で処理され、後方車間距離情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。

車速センサ２３ａは、自車両の速度を検知することができる。車速センサ２３ａとしては、例えば、車輪速を検知する電磁ピックアップセンサが用いられる。車速センサ２３ａで得られる信号は、車速センサＥＣＵ２３で処理され、車速情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。加速度センサ２４ａとしては、例えば、ガスレートセンサもしくはジャイロセンサが用いられる。加速度センサ２４ａで得られる信号は、加速度センサＥＣＵ２４で処理され、加速度情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。

なお、前方センサＥＣＵ２１と、後方センサＥＣＵ２２と、車速センサＥＣＵ２３と、加速度センサＥＣＵ２４とは、車両内ネットワークとして構築された通信・センサ系ＣＡＮ２０を介して車両制御ＥＣＵ１０に接続されている。

以上のように、隊列走行制御システム１では、上述のセンサ類により、自車両についての前方車間距離情報と、後方車間距離情報と、車速情報と、加速度情報とが得られる。なお、以下の説明では、前方車間距離情報と、後方車間距離情報と、車速情報と、加速度情報とをまとめて「走行状態情報」という場合がある。

更に、システム１は、自車両の加減速・操舵等の操作を行うべく、エンジン制御ＥＣＵ３１と、ブレーキ制御ＥＣＵ３２と、ステアリング制御ＥＣＵ３３とを備えている。エンジン制御ＥＣＵ３１は、車両制御ＥＣＵ１０から送信される加速度指令値情報を受信し、当該加速度指令値に対応する操作量でスロットルアクチュエータ３１ａ等を操作する。また、ブレーキ制御ＥＣＵ３２は、上記加速度指令値情報を受信し、当該加速度指令値に対応する操作量でブレーキアクチュエータ３２ａ等を操作する。また、ステアリング制御ＥＣＵ３３は、車両制御ＥＣＵ１０から送信される操舵指令値情報を受信し、当該操舵指令値に対応する操作量でステアリングアクチュエータ３３ａ等を操作する。エンジン制御ＥＣＵ３１と、ブレーキ制御ＥＣＵ３２と、ステアリング制御ＥＣＵ３３とは、車両内ネットワークとして構築された制御系ＣＡＮ３０を介して車両制御ＥＣＵ１０に接続されている。

また、隊列走行制御システム１は、隊列の他の構成車両との間で互いの走行状態情報等を交換すべく、無線アンテナ２６ａ及び無線制御ＥＣＵ２６を備えている。隊列内の各車両Ｃ_１〜Ｃ_４は、この無線アンテナ２６ａ及び無線制御ＥＣＵ２６により互いに車車間通信を行い、他の構成車両すべての車両諸元情報、走行状態情報、及び加速度指令値情報を取得すると共に、自車両の車両諸元情報、走行状態情報、及び加速度指令値情報を他車両に送信する。このような車車間通信により、すべての車両Ｃ_１〜Ｃ_４の車両制御ＥＣＵ１０において、すべての車両Ｃ_１〜Ｃ_４の車両諸元情報、走行状態情報、及び加速度指令値情報を共有することができる。また、車両Ｃ_１〜Ｃ_４は、走行状態情報等に限られず、車車間通信によって他の種々の情報を共有することも可能である。なお、無線制御ＥＣＵ２６は、前述の通信・センサ系ＣＡＮ２０を介して車両制御ＥＣＵ１０に接続されている。

隊列走行制御システム１は、原則として、上位のアプリケーション又はドライバから与えられた設定車間距離Ｌに基づき、隊列内の互いの車間距離Ｌ_１〜Ｌ_３をすべて等しく設定車間距離Ｌに維持するように各車両Ｃ_１〜Ｃ_４の走行状態を制御する。先頭車両Ｃ_１の隊列走行制御システム１は、上位のアプリケーション又はドライバから与えられたフィードフォワード加速度指令値ｕ_ｆｆに基づいて、自車両Ｃ_１の加減速を制御する。後続車両Ｃ_ｍ（ｍ＝２，３，４）のそれぞれの隊列走行制御システム１は、設定車間距離Ｌを目標車間距離として、自車両Ｃ_ｍの前方の車間距離Ｌ_ｍ−１が目標車間距離Ｌに維持されるように、自車両Ｃ_ｍの加減速を制御する。この加減速制御においては、自車両Ｃ_ｍの前方車間距離Ｌ_ｍ−１と、前方車両Ｃ_ｍ−１との相対速度Ｖｒ_ｍ−１と、前方車両Ｃ_ｍ−１との相対加速度ａｒ_ｍ−１と、がフィードバックされる。

フィードバックされる前方車間距離Ｌ_ｍ−１は、前方車間距離センサ２１ａから取得される。相対速度Ｖｒ_ｍ−１は、車速センサ２３ａで得られた車速Ｖ_ｍと、車車間通信で得られた前方車両Ｃ_ｍ−１の車速Ｖ_ｍ−１と、の差分の算出により取得される。相対加速度ａｒ_ｍ−１は、加速度センサ２４ａで得られた加速度ａ_ｍと、車車間通信で得られた前方車両Ｃ_ｍ−１の加速度ａ_ｍ−１と、の差分の算出により取得される。このように、各車両Ｃ_２〜Ｃ_４が前方の車間距離を維持すべくそれぞれが走行状態の制御を行う結果、４台の車両Ｃ_１〜Ｃ_４が設定車間距離Ｌの等間隔で一列に並んで走行する隊列走行が実現される。なお、設定車間距離Ｌの値は、例えば、車両制御ＥＣＵ１０の情報記憶部１０ａに一時的に記憶されている。

続いて、上記のような隊列走行中において、隊列の先頭からｍ台目（ｍ＝２，３，４）の車両Ｃ_ｍが、前方車間距離Ｌ_ｍ−１を変更するときの隊列走行制御システム１の処理について説明する。以下、前方車間距離Ｌ_ｍ−１を変化させる処理を「車間距離変更処理」と呼ぶ場合がある。

ここでは、上位のアプリケーション又はドライバから、変化させるべき前方車間距離Ｌ_ｍ−１の変化量Ｌｓが与えられる。そして、隊列走行制御システム１は、与えられた変化量Ｌｓに基づいて、前方車間距離Ｌ_ｍ−１の変化にかけるべき時間として車間変化時間ｔｓを決定する。なお、車間変化時間ｔｓを決定する演算処理については後述する。

なお、車両Ｃ_ｍの隊列走行制御システム１は、隊列内における自車両の順位（ｍの値：自車両が隊列内の何番目を走行しているか）を認識する必要があるが、自車両の順位は、例えば、車車間通信で共有される各車両Ｃ_１〜Ｃ_４の現在位置を比較して導出することができる。この場合、各車両Ｃ_１〜Ｃ_４は、自車両の現在位置を取得するために、ＧＰＳ装置等の自車両位置検知手段を備えてもよい。

〔前方車間距離を広げる処理〕
ここでは、上位アプリケーション等から、前方車間距離Ｌ_ｍ−１を広げる旨の指示がなされた場合を考える。すなわち、与えられた上記変化量Ｌｓはプラスの値である。

図３のフローチャートに示すように、まず、隊列走行制御システム１の車両制御ＥＣＵ１０は、上位アプリケーション等から与えられた前方車間距離Ｌ_ｍ−１の変化量Ｌｓと、演算で決定される車間変化時間ｔｓとを取得し（Ｓ１０１）、このときの時刻ｔをｔ＝０とする（Ｓ１０３）。続いて、車両制御ＥＣＵ１０は、変化量Ｌｓと、車間変化時間ｔｓとに基づいて決定された目標値変化パターンに基づいて、現在時刻ｔに対応する目標値ａｒ（ｔ）、Ｖｒ（ｔ）、Ｌｒ（ｔ）を算出する（Ｓ１０５）。

上記の目標値変化パターンとは、車両Ｃ_ｍの加減速制御に用いられる前方車間距離Ｌ_ｍ−１の変化分の目標値、相対速度Ｖｒ_ｍ−１の目標値、相対加速度ａｒ_ｍ−１の目標値の時刻ｔ＝０〜ｔｓにおける経時的変化のパターンを表すものである。目標値変化パターンは、変化量Ｌｓと車間変化時間ｔｓとに基づいて設定される。ここでは、Ｌｓ／２＝１／２・ａｒ・（ｔｓ／２）^２との関係が採用され、時刻ｔにおける前方車間距離Ｌ_ｍ−１の変化分の目標値Ｌｒ（ｔ）は、図４（ｃ）に示すような曲線のグラフで表される。なお、このグラフでは、前方車間距離Ｌ_ｍ−１が長くなるような変化分をプラスの符号で表し、前方車間距離Ｌ_ｍ−１が短くなるような変化分をマイナスの符号で表す。また、時刻ｔにおける相対速度Ｖｒ_ｍ−１の目標値Ｖｒ（ｔ）は、目標値Ｌｒ（ｔ）を時間微分したものであり、図４（ｂ）に示すように、２つの直線からなり下に凸のＶ字形のグラフで表される。この目標値Ｖｒ（ｔ）のグラフは、ｔ＝ｔｓ／２において極小値を持っている。
すなわち、この目標値Ｖｒ（ｔ）は、
Vr(t)=-(4Ls/ts²)・t （０＜ｔ≦ｔｓ／２） …（１．１）
Vr(t)=-(4Ls/ts²)・(ts-t) （ｔｓ／２＜ｔ≦ｔｓ） …（１．２）
と表される。
また、時刻ｔにおける相対加速度ａｒ_ｍ−１の目標値ａｒ（ｔ）は、目標値Ｖｒ（ｔ）を時間微分したものであり、図４（ａ）に示すように、車間距離変更処理の前半（０＜ｔ≦ｔｓ／２）ではマイナスの値で一定、後半（ｔｓ／２＜ｔ≦ｔｓ）ではプラスの値で一定である。

車両Ｃ_ｍは、後述する加減速制御により、時刻ｔ＝０〜ｔｓにおいて、前方車間距離Ｌ_ｍ−１と、相対速度Ｖｒ_ｍ−１と、相対加速度ａｒ_ｍ−１と、を図４（ａ），（ｂ），（ｃ）で示される上記目標値変化パターンに沿って変化させる。この目標値変化パターンの場合、車間距離変更処理の前半（０＜ｔ≦ｔｓ／２）では車両Ｃ_ｍが前方車両Ｃ_ｍ−１に対して等減速度で相対的に減速され、車間距離変更処理の後半（ｔｓ／２＜ｔ≦ｔｓ）では車両Ｃ_ｍが前方車両Ｃ_ｍ−１に対して等加速度で相対的に加速されることになる。なお、この隊列走行制御システム１では、すべての車両Ｃ_１〜Ｃ_４において、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）で示す目標値変化パターンが共通して用いられる。

続いて、車両制御ＥＣＵ１０は、Ｌ＋Ｌｒ（ｔ）、Ｖｒ（ｔ）、ａｒ（ｔ）を、それぞれ、目標前方車間距離Ｌ_{ｍ−１＿ｔｇｔ}、目標相対速度Ｖｒ_{ｍ−１＿ｔｇｔ}、目標相対加速度ａｒ_{ｍ−１＿ｔｇｔ}として、時刻ｔにおけるフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂ＿ｍを算出する（Ｓ１０７）。具体的には、フィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂ＿ｍは下式（１．３）で算出される。
u_{fb_m}= k・(L_m-1-L_{m-1_tgt})+c・(Vr_m-1-Vr_{m-1_tgt})+f・(ar_m-1-ar_{m-1_tgt}) …（１．３）
ただし、式（１．３）中のｋ，ｃ，ｆは、予め定められたゲインであり、例えば、車両制御ＥＣＵ１０の情報記憶部１０ａに予め記憶されている。なお、式（１．３）において、ｃ＝０，ｆ＝０としても前方車間距離Ｌ_ｍ−１のフィードバック制御は可能であるが、ここでは、ｃ≠０，ｆ≠０とされて、相対速度Ｖｒ_ｍ−１と相対加速度ａｒ_ｍ−１も、各目標値Ｖｒ（ｔ），ａｒ（ｔ）に沿って変化する。

次に、車両制御ＥＣＵ１０は、先頭車両Ｃ_１のフィードフォワード加速度指令値ｕ_ｆｆをフィードフォワードとして、自車両Ｃ_ｍの加速度指令値ｕ_ｍを算出する。具体的には、加速度指令値ｕ_ｍは下式（１．４）で算出される。
u_m= u_ff+u_{fb_m}-ar(t)・(m-1) …（１．４）
そして、車両制御ＥＣＵ１０は、算出された加速度指令値ｕ_ｍを、加速度実現部としてのエンジン制御ＥＣＵ３１とブレーキ制御ＥＣＵ３２に送信する（Ｓ１０９）。このときエンジン制御ＥＣＵ３１は受信した加速度指令値ｕ_ｍに基づいてスロットルアクチュエータ３１ａを操作し、ブレーキ制御ＥＣＵ３２は受信した加速度指令値ｕ_ｍに基づいてブレーキアクチュエータ３２ａを操作することで、車両Ｃ_ｍの加減速が実現される。なおここでは、上記の式（１．４）に代えて、下式（１．５）を用いてもよい。
u_m= u_ff'+u_{fb_m}-ar(t) …（１．５）
式（１．５）中のu_ff'は、自車両の直前の車両Ｃ_ｍ−１のフィードフォワード加速度指令値である。

前述の処理Ｓ１０５〜Ｓ１０９が、ｔ＞ｔｓになるまで繰り返されることにより（Ｓ１１１）、時刻ｔ＝０〜ｔｓの間に、車両Ｃ_ｍの前方車間距離Ｌ_ｍ−１が、距離Ｌｓだけ増加される。その後、設定車間距離Ｌが新たな距離Ｌ＋Ｌｓに更新される（Ｓ１１３）。以上のような処理Ｓ１０１〜Ｓ１１３により、車両Ｃ_ｍの前方車間距離Ｌ_ｍ−１が、時間ｔｓをかけて、距離Ｌｓだけ広がるといったことが実現される。

ここで、例えば、上述の車間距離変更処理中に、先頭車両Ｃ_１が加速度指令値ｕ_ｆｆに基づき等加速度で走行しているものとし、後続の３台の車両Ｃ_２〜Ｃ_４で上記処理が同じタイミングで行われたとすれば、時刻ｔ＝０〜ｔｓにおける各車両Ｃ_１〜Ｃ_４の車速Ｖ_１〜Ｖ_４の変化は、図５に示すようなものとなる。すなわち、図３の処理が、車両Ｃ_２〜Ｃ_４でそれぞれ行われることにより、隊列のすべての車間距離Ｌ_１〜Ｌ_３が、時間ｔｓをかけて、距離Ｌｓだけ、同じタイミングで広がるといったことが実現される。

以上説明した隊列走行制御システム１を備える車両Ｃ_１〜Ｃ_４、及び隊列走行制御方法によれば、車間距離Ｌ_１〜Ｌ_３の変更の際には、目標値変化パターンにより、前方車間距離、相対速度、相対加速度について、それぞれ、車間変化時間ｔ＝０〜ｔｓにおける目標値変化パターンが与えられ、当該目標値変化パターンに沿った経時変化をもって、前方車間距離Ｌ_１〜Ｌ_３、相対速度Ｖｒ_１〜Ｖｒ_３、相対加速度ａｒ_１〜ａｒ_３が変更される。また、図４（ｂ）に示す通り、各車両Ｃ_ｍの前方車両Ｃ_ｍ−１に対する相対速度の目標値Ｖｒ（ｔ）は、下に凸のＶ字形のグラフ（図４（ｂ）参照）のような極小値を持つグラフで表されるので、車両Ｃ_ｍは、車間距離変更処理の開始直後（ｔ＝０付近）には前方車両Ｃ_ｍ−１に対して徐々に離れるように移動し、車間距離変更処理の途中（ｔ＝ｔｓ／２付近）には前方車両Ｃ_ｍ−１に対して素早く離れるように移動し、また、車間距離変更処理の終了直前（ｔ＝ｔｓ付近）には前方車両Ｃ_ｍ−１に対して徐々に停止するといったように、各車間距離Ｌ_ｍ−１がスムーズに変更される。このように、上述の車両Ｃ_１〜Ｃ_４及び隊列走行制御方法によれば、車両Ｃ_１〜Ｃ_４相互間のスムーズな相対車速の変化をもって、車間変化を精度良く行うことができる。

なお、ここでは、相対速度の目標値Ｖｒ（ｔ）のグラフは、Ｖ字形のグラフとしているが、これには限られない。目標値Ｖｒ（ｔ）のグラフは、ｔ軸上で極小値を持つグラフであればよく、グラフが直線からなることも必須ではない。すなわち、ｔ＝０及びｔ＝ｔｓのときに共にＶｒ（ｔ）がゼロであり、かつ、ｔ＝０〜ｔｓにおいてＶｒ（ｔ）≦０であればよい。この構成によれば、相対速度の目標値Ｖｒ（ｔ）は、ｔ＝０〜ｔｓで常にゼロ以下の値であるので、各車間距離Ｌ_ｍ−１は、ｔ＝０〜ｔｓにおいて常に広がり続けることになり、車間距離Ｌ_ｍ−１の無駄な伸縮の発生が抑えられる。

〔前方車間距離を縮める処理〕
続いて、上位アプリケーション等から、前方車間距離Ｌ_ｍ−１をＬｓだけ縮める旨の指示がなされた場合を考える。

この場合、前述の説明における車間距離の変化量を−Ｌｓとすればよく、前述の説明における変化量Ｌｓの符号を反転させればよいので、各目標値変化パターンは、図４（ａ）〜（ｃ）のグラフを、時間軸に対して上下反転させたものになる。すなわち、時刻ｔにおける前方車間距離Ｌ_ｍ−１の変化分の目標値Ｌｒ（ｔ）は、図６（ｃ）に示すように、図４（ｃ）のグラフを上下反転させた曲線のグラフで表される。また、時刻ｔにおける相対速度Ｖｒ_ｍ−１の目標値Ｖｒ（ｔ）は、図６（ｂ）に示すように、図４（ｂ）のグラフを上下反転させたものであり、２つの直線からなり上に凸の山形のグラフで表される。この目標値Ｖｒ（ｔ）のグラフは、ｔ＝ｔｓ／２において極大値を持っている。
すなわち、この目標値Ｖｒ（ｔ）は、
Vr(t)=(4Ls/ts²)・t （０＜ｔ≦ｔｓ／２） …（１．６）
Vr(t)=(4Ls/ts²)・(ts-t) （ｔｓ／２＜ｔ≦ｔｓ） …（１．７）
と表される。
また、時刻ｔにおける相対加速度ａｒ_ｍ−１の目標値ａｒ（ｔ）は、図６（ａ）に示すように、図４（ａ）のグラフを上下反転させたものであり、車間距離変更処理の前半ではプラスの値で一定、後半ではマイナスの値で一定である。

すなわち、このパターンの場合、車間距離変更処理の前半（０＜ｔ≦ｔｓ／２）では車両Ｃ_ｍが前方車両Ｃ_ｍ−１に対して等加速度で相対的に加速され、車間距離変更処理の後半（ｔｓ／２＜ｔ≦ｔｓ）では車両Ｃ_ｍが前方車両Ｃ_ｍ−１に対して等減速度で相対的に減速されることになる。

このように、各車両Ｃ_ｍの前方車両Ｃ_ｍ−１に対する相対速度の目標値Ｖｒ（ｔ）は、上に凸の山形のグラフ（図６（ｂ）参照）のような極大値を持つグラフで表されるので、車両Ｃ_ｍは、車間距離変更処理の開始直後（ｔ＝０付近）には前方車両Ｃ_ｍ−１に対して徐々に近づくように移動し、車間距離変更処理の途中（ｔ＝ｔｓ／２付近）には前方車両Ｃ_ｍ−１に対して素早く近づくように移動し、また、車間距離変更処理の終了直前（ｔ＝ｔｓ付近）には前方車両Ｃ_ｍ−１に対して徐々に停止するといったように、各車間距離Ｌ_ｍ−１がスムーズに変更される。このように、上述の隊列走行制御システム１及び隊列走行制御方法によれば、車間距離を縮める場合においても、車両Ｃ_１〜Ｃ_４相互間のスムーズな相対車速の変化をもって、車間変化を精度良く行うことができる。

なお、ここでは、相対速度の目標値Ｖｒ（ｔ）のグラフは、山形のグラフとしているが、これには限られない。目標値Ｖｒ（ｔ）のグラフは、ｔ軸上で極大値を持つグラフであればよく、グラフが直線からなることも必須ではない。すなわち、ｔ＝０及びｔ＝ｔｓのときに共にＶｒ（ｔ）がゼロであり、かつ、ｔ＝０〜ｔｓにおいてＶｒ（ｔ）≧０であればよい。この構成によれば、相対速度の目標値Ｖｒ（ｔ）は、ｔ＝０〜ｔｓで常にゼロ以上の値であるので、各車間距離Ｌ_ｍ−１は、ｔ＝０〜ｔｓにおいて常に縮み続けることになり、車間距離Ｌ_ｍ−１の無駄な伸縮の発生が抑えられる。

続いて、車間距離変更処理における前述の車間変化時間ｔｓを決定する処理について説明する。

〔前方車間距離を縮める処理における車間変化時間ｔｓ〕
車両Ｃ_ｍの前方車間距離を縮める際に、車両Ｃ_ｍ−１との衝突予測時間が小さくなった場合、車両Ｃ_ｍの乗員に対して「先行車両Ｃ_ｍ−１に衝突するのでは？」との不安感を与えてしまう。なお、衝突予測時間は、車両が先行車両に衝突するまでにかかる時間を示す。衝突予測時間は、自車両の前方車間距離を先行車両に対する自車両の相対速度で割った値として定義され、ＴＴＣ(Time to Collision)等とも呼ばれる。例えば、車両制御ＥＣＵ１０は、車両Ｃ_ｍにおける車両Ｃ_ｍ−１に対する衝突予測時間を、前方車間距離Ｌ_ｍ−１を相対速度Ｖｒ_ｍ−１で割って求めることができる。乗員の快適性を向上させる観点から、上記のような乗員に不安感を与える走行制御は好ましくない。そこで、この隊列走行制御システム１では、車間距離変更処理中における衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らないように、車間距離変更処理における車間変化時間ｔｓを決定する。

以下、車間変化時間ｔｓを決定する具体的な処理を説明するが、ここでは、図７に示すように、隊列の車両Ｃ_１〜Ｃ_４の中で前後に隣接する２台の車両Ｍ０，Ｍ１（Ｃ_ｍ，Ｃ_ｍ＋１）にのみ注目しつつ、後方の車両Ｍ１の隊列走行制御システム１による自車両Ｍ１の走行制御について説明する。

図８のフローチャートに示すように、まず、隊列走行制御システム１の車両制御ＥＣＵ１０は、車間距離変更処理中に許される最小の衝突予測時間を、目標のＴＴＣ_ｍｉｎとして事前に定める（Ｓ１５１）。ＴＴＣ_ｍｉｎとしては、所定の衝突予測時間基準値よりも大きい値が採用される。衝突予測時間基準値は、自車両Ｍ１のドライバが不安を感じる衝突予測時間のうちの最大値であるＴＴＣ_ｌｏｗに、制御誤差分の余裕αを加えた値が採用される。すなわち、数式で表せば、ＴＴＣ_ｍｉｎが満たすべき条件は、下式（２．１）となり、この式（２．１）を満たすようにＴＴＣ_ｍｉｎが定められる。

更に、隊列走行制御システム１は、前方車間距離の目標値変化パターンを事前に定める（Ｓ１５３）。ここでは、図６と同様の目標値変化パターンが採用され、例えば下式（２．２）で表される。

次に、上位のアプリケーション又はドライバからの車間変更要求を待ち（Ｓ１５５）、車間変更要求があったとき（Ｓ１５５でＹｅｓ）に、隊列走行制御システム１は、処理Ｓ１５７以降の処理を進める。処理Ｓ１５７では、上位のアプリケーション又はドライバから、車間距離変化後における最終的な前方車間距離Ｌｃが与えられる（Ｓ１５７）。そして、現在の車間距離（変化前の車間距離）Ｌから最終的な前方車間距離Ｌｃを引き算することで、最終的な前方車間距離の変化量Ｌｓが算出される（Ｓ１５９）。なお、上位のアプリケーション又はドライバからは、最終的な前方車間距離の変化量Ｌｓが与えられてもよく、この場合にも、現在の車間距離Ｌから最終的な前方車間距離の変化量Ｌｓを引き算することで、最終的な前方車間距離Ｌｃを算出することができる。

次に、隊列走行制御システム１は、ＴＴＣ_ｍｉｎと最終的な変化量Ｌｓと最終的な前方車間距離Ｌｃとに基づいて、車間変化時間ｔｓを決定する（Ｓ１６１）。具体的には、ＴＴＣ_ｍｉｎは、変化量Ｌｓと前方車間距離Ｌｃと車間変化時間ｔｓとを用いて、下式（２．３）のように表される。

従って、車間変化時間ｔｓは、下式（２．４）で表される。

前述のとおりＴＴＣ_ｍｉｎは式（２．１）を満たすことから、式（２．４）によれば、車間距離変更処理中における衝突予測時間の最小値が、衝突予測時間基準値（ＴＴＣ_ｌｏｗ＋α）を下回らないように、車間変化時間ｔｓが算出される。

以上のように決定された車間変化時間ｔｓが、図３の車間距離変更処理に適用される。なお、ここで決定された車間変化時間ｔｓと、当該車間変化時間ｔｓに基づいて図３の処理で導出される目標値変化パターンと、は特許請求の範囲の「車間距離変更スケジュール」に相当する。そして、車両制御ＥＣＵ１０が、「車間距離変更スケジュール立案手段」に相当する。このように立案される車間距離変更スケジュールに従えば、図３の車間距離変更処理中における衝突予測時間が常に衝突予測時間基準値以上であり、その結果、車間距離変更時において「先行車両に衝突するのでは？」との不安感を自車両Ｍ１の乗員に与える可能性を低減することができる。

例えば、本発明者らのシミュレーションによれば、図９（ａ）〜（ｃ）に示す車間距離変化パターンの車間距離変更処理に対し、上記の隊列走行制御システム１による制御を適用した場合には、図１０（ａ）〜（ｃ）のように改善される。すなわち、図９（ｃ）と図１０（ｃ）とを比較して判るように、車間距離変更処理中の目標ＴＴＣの最小値が、約４秒から約７秒に延長されることで乗員に不安感を与える可能性が低減される。

〔前方車間距離を広げる処理における車間変化時間ｔｓ〕
車両Ｃ_ｍの前方車間距離Ｌ_ｍ−１を広げる際には、車両Ｃ_ｍと後方車両Ｃ_ｍ＋１とが近づくことになる。このとき、車両Ｃ_ｍと車両Ｃ_ｍ＋１との衝突予測時間が小さくなった場合、車両Ｃ_ｍの乗員に対して「後方車両Ｃ_ｍ＋１に追突されるのでは？」との不安感を与えてしまう。そこで、この隊列走行制御システム１では、前方車間距離Ｌ_ｍ−１を広げる処理中において、後方車両Ｃ_ｍ＋１との衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らないように、車間距離変更処理における車間変化時間ｔｓを決定すことが好ましい。なお、ここでは、前方車間距離Ｌ_ｍ−１の拡大分と、後方車間距離Ｌ_ｍの縮小分とが等しい場合を例として説明する。

図４の目標値変化パターンと図６の目標値変化パターンとの対称性から、車両Ｃ_ｍの前方車間距離Ｌ_ｍ−１を広げる処理において、後方車両Ｃ_ｍ＋１が相対的に車両Ｃ_ｍに近づいていく挙動は、後方車両Ｃ_ｍ＋１自身が前方車間距離Ｌ_ｍを縮める処理で、後方車両Ｃ_ｍ＋１が車両Ｃ_ｍに近づいていく挙動と同一である。また、車両Ｃ_ｍのドライバが思わずアクセル操作等で後方車両Ｃ_ｍ＋１への接近を中止しようとする下限のＴＴＣと、車両Ｃ_ｍ＋１が思わず前方の車両Ｃ_ｍへの接近をブレーキ操作で中止しようとする下限のＴＴＣと、は、等しいと考えてもよい。従って、車両Ｃ_ｍの前方車間距離Ｌ_ｍ−１を広げる処理で、車両Ｃ_ｍと後方車両Ｃ_ｍ＋１との衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らない条件は、後方車両Ｃ_ｍ＋１の前方車間距離Ｌ_ｍを縮める処理で、車両Ｃ_ｍと後方車両Ｃ_ｍ＋１との衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らない条件に等しく、当該条件を満足する車間変化時間ｔｓは、数式（２．４）に基づいて求めることができる。

この知見に鑑み、車両Ｃ_ｍの前方車間距離Ｌ_ｍ−１を広げる処理においては、車両Ｃ_ｍの隊列走行制御システム１は、自車の後方の後方車間距離Ｌ_ｍと、相対速度Ｖｒ_ｍと、相対加速度ａｒ_ｍとを制御してもよい。このとき、Ｌ_ｍ，Ｖｒ_ｍ，ａｒ_ｍの各目標値Ｌｒ（ｔ）、Ｖｒ（ｔ）、ａｒ（ｔ）を、図６の目標値変化パターンに沿って変化させるように自車両Ｃ_ｍの走行制御を行う。具体的な制御処理は、図３に示した処理と同様である。そしてこの場合に、式（２．４）を満たすように車間変化時間ｔｓを決定することにより、車間距離変更時において「後方車両Ｃ_ｍ＋１に追突されるのでは？」との不安感を車両Ｃ_ｍ＋１の乗員に与える可能性を低減することができる。なお、式（２．４）におけるＴＴＣ_ｍｉｎは、前述の前方車間距離を縮める処理のＴＴＣ_ｍｉｎと同じ値としてもよいが、前方車間距離を広げる処理におけるＴＴＣ_ｍｉｎを、前方車間距離を縮める処理におけるＴＴＣ_ｍｉｎとは別に設定してもよい。

（第２実施形態）
続いて、本発明に係る走行制御装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の隊列走行制御システム２０１の物理的な構成は、図１に示すように、隊列走行制御システム１と同様であるので、重複する説明は省略する。隊列走行制御システム２０１は、前述の車間変化時間ｔｓを決定する処理のみが、第１実施形態の隊列走行制御システム１とは異なる。以下、隊列走行制御システム２０１が車間変化時間ｔｓを決定する処理について説明する。

〔前方車間距離を縮める処理における車間変化時間ｔｓ〕
走行中の車両のドライバがブレーキ操作を行うか否かは、衝突予測時間だけでなく、自車両の車速、先行車の加速度等にも依存する。例えば、自車両Ｍ１のドライバは、下式（３．１）で表される知覚ＴＴＣが所定の値よりも小さくなったときにブレーキ操作を行うと考えることができる。

従って、式（２．１）における衝突予測時間ＴＴＣ_ｍｉｎを、自車両Ｍ１の車速Ｖｓと先行車両Ｍ０の加速度Ａｐとを用いて知覚ＴＴＣに補正し、当該知覚ＴＴＣが所定の基準値よりも小さくなったときに車両の乗員が衝突の不安を感じると考えてもよい。そこで、隊列走行制御システム２０１では、車間距離変更処理中における上記の知覚ＴＴＣの最小値が、所定の知覚ＴＴＣ基準値を下回らないように、車間変化時間ｔｓを決定する。

図１１のフローチャートに示すように、まず、隊列走行制御システム２０１は、車間距離変更処理中に許される最小の知覚ＴＴＣを、知覚ＴＴＣ_ｍｉｎとして事前に定める（Ｓ２０１）。知覚ＴＴＣ_ｍｉｎとしては、所定の基準値よりも大きい値が採用される。所定の基準値は、ドライバが思わずブレーキを踏みたくなることがない知覚ＴＴＣの下限値Ｔ_１に制御誤差分の余裕αを加えた値が採用される。すなわち、数式で表せば、知覚ＴＴＣ_ｍｉｎが満たすべき条件は、下式（３．２）となる。

更に、隊列走行制御システム２０１は、前方車間距離の目標値変化パターンを事前に定める（Ｓ２０３）。ここでは、図６と同様の目標値変化パターンが採用され、例えば前述の式（２．２）で表される。

次に、上位のアプリケーション又はドライバからの車間変更要求を待ち（Ｓ２０５）、車間変更要求があったとき（Ｓ２０５でＹｅｓ）に、最終的な前方車間距離の変化量Ｌｓと、最終的な前方車間距離Ｌｃとを求める（Ｓ２０７）。具体的な処理は、第１実施形態の処理Ｓ１０７，Ｓ１０９と同様である。

次に、隊列走行制御システム２０１は、自車両Ｍ１の車速と、先行車両Ｍ０の加速度とを取得する（Ｓ２０９）。自車両Ｍ１の車速は、車速センサＥＣＵ２３から得られる。先行車両Ｍ０の加速度は、先行車両Ｍ０からの車車間通信によって得られる。

次に、隊列走行制御システム２０１は、知覚ＴＴＣ_ｍｉｎと最終的な変化量Ｌｓと最終的な前方車間距離Ｌｃと、自車両Ｍ１の車速と、先行車両Ｍ０の加速度と、に基づいて、車間変化時間ｔｓを決定する（Ｓ２１１）。

処理Ｓ２１１では、図１２に示すように、まず、変化時間の初期値ｔｓｍｉｎを適当に定めてｔｓに代入し（Ｓ２５１）、前述の式（２．２）に基づいてＬ（ｔ）とＶｒ（ｔ）とを算出する（Ｓ２５３）。次に、自車速Ｖｓ（ｔ）＝Ｖｓ＋Ｖｒ（ｔ）とし、処理Ｓ２５３で求められたＬ（ｔ）とＶｒ（ｔ）とに基づいて、式（３．１）から、０＜ｔ＜ｔｓの範囲における最小知覚ＴＴＣを求めＴＴＣｔｍｐとする（Ｓ２５５）。ここで、上記ＴＴＣｔｍｐと知覚ＴＴＣ_ｍｉｎとの差が所定の閾値θよりも小さくない場合には（Ｓ２５７でＮｏ）、適当な刻み幅ｔｓｓｔｅｐ分だけｔｓを増加させて（Ｓ２５９）、処理Ｓ２３５からの処理を繰り返す。一方、処理Ｓ２５７において、ＴＴＣｔｍｐと知覚ＴＴＣ_ｍｉｎとの差が所定の閾値θよりも小さくなれば（Ｓ２５７でＹｅｓ）、処理Ｓ２５３の演算で用いたｔｓを車間変化時間ｔｓとして確定する（Ｓ２６１）。

前述のとおり知覚ＴＴＣ_ｍｉｎは式（３．２）を満たすことから、図１２の処理によれば、車間距離変更処理中における知覚ＴＴＣの最小値が、基準値（Ｔ_１＋α）を下回らないように、車間変化時間ｔｓが算出される。

以上のように決定された車間変化時間ｔｓが、図３の車間距離変更処理に適用される。従って、図３の車間距離変更処理中における知覚ＴＴＣが常に基準値以上である。よって、自車両Ｍ１の車速や先行車両Ｍ０の加速度に関わらず、車間距離変更時において思わずブレーキを踏むような不安感（すなわち、「先行車両に衝突するのでは？」との不安感）を自車両Ｍ１の乗員に与える可能性を低減することができる。

例えば、本発明者らのシミュレーションによれば、図１３（ａ）、（ｂ）に示される車間距離変化パターンを示す車間距離変更処理を、低速域で適用する場合は、図１３（ｃ）に示すように目標知覚ＴＴＣが適切であった。しかし、上記の車間距離変更処理を高速域で適用する場合は、図１３（ｄ）に示すように目標知覚ＴＴＣの最小値が小さくなり、乗員が衝突の不安を感じる可能性があった。これに対し、高速域での車間距離変更処理に、上述した隊列走行制御システム２０１による制御を適用したところ、図１４（ａ）〜（ｃ）のように改善された。すなわち、特に、図１３（ｄ）と図１４（ｃ）とを比較して判るように、図１４（ｃ）では、車間距離変更処理中の目標知覚ＴＴＣの最小値が延長されることで、乗員に不安感を与える可能性が低減される。

〔前方車間距離を広げる処理における車間変化時間ｔｓ〕
隊列走行制御システム２０１では、前方車間距離Ｌ_ｍ−１を広げる処理中において、後方車両Ｃ_ｍ＋１との知覚ＴＴＣの最小値が基準値を下回らないように、車間距離変更処理における車間変化時間ｔｓを決定することが好ましい。なお、ここでは、前方車間距離Ｌ_ｍ−１の拡大分と、後方車間距離Ｌ_ｍの縮小分とが等しい場合を例として説明する。

前述のとおり、車両Ｃ_ｍの前方車間距離Ｌ_ｍ−１を広げる処理で、後方車両Ｃ_ｍ＋１が車両Ｃ_ｍに相対的に近づいていく挙動は、後方車両Ｃ_ｍ＋１自身が前方車間距離Ｌ_ｍを縮める処理で、後方車両Ｃ_ｍ＋１が車両Ｃ_ｍに近づいていく挙動と同一である。また、車両Ｃ_ｍのドライバが思わずアクセル操作等で後方車両Ｃ_ｍ＋１への接近を中止しようとする下限の知覚ＴＴＣと、車両Ｃ_ｍ＋１が思わず前方の車両Ｃ_ｍへの接近をブレーキ操作で中止しようとする下限の知覚ＴＴＣと、は、等しいと考えてもよい。

従って、数式（３．１）において、
Ｄ＝Ｌ_ｍ、Ｖｒ＝Ｖｒ_ｍ、Ｖｓ＝Ｖ_ｍ＋１、Ａｐ＝ａ_ｍ
を代入し、図１１、図１２の処理を行うことにより、車間距離変更処理中における知覚ＴＴＣの最小値が、基準値（Ｔ_１＋α）を下回らないように、車間変化時間ｔｓを算出すればよい。これにより、車間距離変更時において、後方車両との関係で思わず車間距離変更を中止するような不安感（すなわち、「後方車両に追突されるのでは？」との不安感）を自車両の乗員に与える可能性を低減することができる。

（第３実施形態）
続いて、本発明に係る走行制御装置の第３実施形態について説明する。本実施形態の隊列走行制御システム３０１の物理的な構成は、図１に示すように、隊列走行制御システム１と同様であるので、重複する説明は省略する。隊列走行制御システム３０１は、前述の知覚ＴＴＣの基準値（式（３．２）の左辺；Ｔ_１＋α）を決定する処理のみが、第２実施形態の隊列走行制御システム２０１とは異なる。以下、隊列走行制御システム３０１が基準値（Ｔ_１＋α）を決定する処理について説明する。

例えば、先行車両との衝突予測時間が同じであっても、不安を感じる乗員と感じない乗員とが存在するといったように、衝突の不安に対する感覚には個人差がある。そこで、本実施形態の隊列走行制御システム３０１においては、隊列走行制御システム２０１で用いた知覚ＴＴＣの基準値（Ｔ_１＋α）が、ドライバの個人差を反映して変化するようにしている。

〔前方車間距離を縮める場合〕
具体的な車両Ｍ１の隊列走行制御システム３０１による処理を、図１５のフローチャート及び図１６を参照し説明する。まず、図１６に示すように、ドライバが自車両Ｍ１の通常の運転を行う際に、隊列走行制御システム３０１は、図１６（ａ）に示すような前方車間距離をはじめとして、先行車との相対速度、自車両Ｍ１の車速等を取得し、図１６（ｂ）に示すように当該車両Ｍ１がブレーキ操作で減速した際の知覚ＴＴＣを算出する。この知覚ＴＴＣの最小値を、ＴＴＣ１，ＴＴＣ２，… として、例えば車両制御ＥＣＵ１０の情報記憶部（操作情報蓄積手段）１０ａに記憶する（図１５のＳ３０１）。このような処理を、データ１，データ２，データ３，…と多数繰り返すことにより、情報記憶部１０ａには、自車両Ｍ１のドライバが過去にブレーキ操作を行ったときの最小知覚ＴＴＣのデータＴＴＣ１，ＴＴＣ２，ＴＴＣ３，…，ＴＴＣｎ（操作情報）が蓄積される。

そして、蓄積データ数が十分に多いと判断される場合には（Ｓ３０３でＹｅｓ）、下式（４．１）に示すように、蓄積された上記データの平均値を算出し、算出された平均値を知覚ＴＴＣ下限値Ｔ_１として（Ｓ３０５）前述の式（３．２）に採用することができる。

その後、隊列走行制御システム３０１は、式（３．２）に上式（４．１）を代入して図１１におけるＳ２０１を行い、更にＳ２０３以降の処理を行うことで車間変化時間ｔｓを決定する（Ｓ３０７）。

このような処理によれば、自車両Ｍ１のドライバの運転嗜好が反映された知覚ＴＴＣの基準値（Ｔ_１＋α）を用いて、車間距離変更処理の車間変化時間ｔｓを定めることができる。そして、車間距離変更処理においては、ドライバの感覚の個人差も考慮に含めて、衝突の不安感をドライバに与える可能性を低減する走行が可能となる。

〔前方車間距離を広げる場合〕
また、処理Ｓ３０１においては、自車の後方車間距離、後方車両との相対速度、後方車両の車速等を取得し、図１６（ｂ）に示すように当該車両Ｍ１がアクセル操作等で後方車両との接近を中止した際の後方車両との知覚ＴＴＣ（操作情報）を算出し、情報記憶部１０ａに蓄積していく。蓄積された上記データの平均値を算出すれば、前方車間距離を広げる場合における、後方車両との知覚ＴＴＣ下限値Ｔ_１について、ドライバの運転嗜好が反映された値を求めることができる。

（第４実施形態）
続いて、本発明に係る走行制御装置の第４実施形態について説明する。本実施形態の隊列走行制御システム４０１の物理的な構成は、図１に示すように、隊列走行制御システム１と同様であるので、重複する説明は省略する。隊列走行制御システム４０１は、前述の知覚ＴＴＣの基準値（式（３．２）の左辺；Ｔ_１＋α）を決定する処理のみが、第２実施形態の隊列走行制御システム２０１とは異なる。以下、隊列走行制御システム４０１が基準値（Ｔ_１＋α）を決定する処理について説明する。

例えば、図２のような隊列走行を考えた場合、先頭車両Ｃ_１に急な加減速が発生したり外乱が加わったりした場合には、隊列の後方の車両ほど制御誤差が大きくなる傾向にある。従って、車間距離変更処理においては、隊列の後方の車両ほど、車間距離や相対速度の目標値とのズレが大きくなることで知覚ＴＴＣが小さくなり、ドライバが衝突の不安を感じる可能性が高くなる。そこで、隊列走行制御システム４０１では、隊列の後方の車両ほど、隊列走行制御システム２０１で用いた知覚ＴＴＣの基準値（式（３．２）の左辺；Ｔ_１＋α）が大きくなるようにしている。

具体的には、隊列走行制御システム４０１は、式（３．２）のＴ_１に下式（５．１）を代入して図１１におけるＳ２０１を行い、更にＳ２０３以降の処理を行うことで車間変化時間ｔｓを決定する。式（５．１）の意味するところによれば、隊列の後方にいくほど、式（３．２）に含まれる制御誤差分の余裕の項がα，２α，３α，…と大きくなっていく。

図１７に例示されるように、隊列の後方の車両ほど目標車間距離との誤差が大きいので、制御誤差の拡大により後方車両の実際の車間距離が目標車間距離を下回る場合もあり得る。ところが、後方の車両ほど、制御誤差分の余裕の項が大きくなっていくので、図１８に例示されるように、後方の車両であっても、実際の知覚ＴＴＣは、ドライバに不安感を与えない範囲（Ｔ_１’よりも大きい範囲）に収まる可能性が高い。

なお、この隊列走行制御システム４０１では、隊列内における自車両の順位（自車両が隊列内の何番目を走行しているか）を認識する必要がある。前述したとおり、自車両の順位は、例えば、車車間通信で共有される各車両Ｃ_１〜Ｃ_４の現在位置を比較して導出することができる。この場合、各車両Ｃ_１〜Ｃ_４は、自車両の現在位置を取得するために、ＧＰＳ装置等の自車両位置検知手段を備えてもよい。

（第５実施形態）
続いて、本発明に係る走行制御装置の第５実施形態について説明する。本実施形態の隊列走行制御システム５０１の物理的な構成は、図１に示すように、隊列走行制御システム１と同様であるので、重複する説明は省略する。隊列走行制御システム５０１は、前述の知覚ＴＴＣの基準値（式（３．２）の左辺；Ｔ_１＋α）を決定する処理のみが、第２実施形態の隊列走行制御システム２０１とは異なる。以下、隊列走行制御システム５０１が基準値（Ｔ_１＋α）を決定する処理について説明する。

例えば、図２のような隊列走行を考えた場合、隊列内の他車両と自車両との加減速応答性の差が大きく異なる場合には、図１９に示すように、車間距離の制御誤差が大きくなる傾向にある。この制御誤差の影響で、目標値から算出した知覚ＴＴＣよりも実際の知覚ＴＴＣの方が小さくなりやすく、ドライバに不安感を与えてしまう場合もある。そこで、隊列走行制御システム５０１では、隊列走行制御システム２０１で用いた知覚ＴＴＣの基準値（Ｔ_１＋α）に対して、隊列内の車両間における加減速応答性の相違を反映させることとしている。

具体的には、隊列のｉ番目を走行する車両Ｃ_ｉの加減速応答性が下式（６．１）の一次遅れモデルで近似されるとすれば、

隊列走行制御システム５０１は、式（３．２）の知覚ＴＴＣの下限値Ｔ_１を、下式（６．２）で補正して図１１におけるＳ２０１を行い、更にＳ２０３以降の処理を行うことで車間変化時間ｔｓを決定する。

各車両の時定数Ｔ_ｓｉは、車両の加減速応答性を定量的に示す情報として用いることができる。なお、隊列内の各車両の時定数Ｔ_ｓｉは、車車間通信により共有される車両諸元情報に含めておくことにより、隊列内の各車両が全車両の時定数Ｔ_ｓｉを共有することができる。また、隊列内の各車両は、車車間通信により共有される全車両の加速度指令値ｕ_ｉと実加速度ａ_ｉとに基づいて全車両の時定数Ｔ_ｓｉを演算してもよい。

このような処理によれば、隊列内の各車両間の加減速応答性の相違も考慮に含めて、衝突の不安感を乗員に与える可能性を低減する走行が可能となる。従って、加減速応答性の相違による誤差が拡大しても、図２０に例示されるように、実際の知覚ＴＴＣが、ドライバに不安感を与えない知覚ＴＴＣ（補正前のＴ_１）の範囲内に収まる可能性が高い。

なお、本発明は、上記第１〜第５実施形態に限定されるものではない。上述した第１〜第５実施形態では、車間距離変更処理における目標値変化パターンとして、式（２．２）で表されるパターンを用いたが、車間距離変更処理における目標値変化パターンはこれに限定されない。また、第１〜第５実施形態では、式（２．１）或いは式（３．２）を満足するための車間変化時間ｔｓを決定しているが、式（２．１）或いは式（３．２）を満足するためには、目標値変化パターンを決定して車間距離変更処理を実行してもよい。

１，２０１，３０１，４０１，５０１…隊列走行制御システム（走行制御装置）、１０…車両制御ＥＣＵ（衝突予測時間演算手段、車間距離変更スケジュール立案手段）、１０ａ…情報記憶部（操作情報蓄積手段）、２１ａ…前方車間距離センサ（車間距離検出手段）、２３ａ…車速センサ（自車速検出手段）、２４ａ…加速度センサ（周辺車両加速度検出手段）、２６…無線制御ＥＣＵ、Ｍ０…先行車両、Ｍ１…自車両。

Claims (4)

1. 自車両と前記自車両の前方又は後方を走行する周辺車両との相対速度を検出する相対速度検出手段と、
   前記自車両と前記周辺車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   前記相対速度検出手段で得られる前記相対速度と前記車間距離検出手段で得られる前記車間距離とに基づいて、前記自車両が前記周辺車両に衝突するまでにかかる時間を示す衝突予測時間を演算する衝突予測時間演算手段と、
   前記車間距離を変更すべく前記自車両の加減速を行う場合に、前記車間距離の変更中における前記衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らないように、前記自車両の加減速のスケジュールを立案する車間距離変更スケジュール立案手段と、
   前記自車両が他車両と一緒に隊列走行するときに、隊列内における前記自車両の位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、
   を備え、
   前記自車位置情報取得手段で得られた前記位置情報に基づいて、前記衝突予測時間基準値を変化させることを特徴とする走行制御装置。
2. 自車両と前記自車両の前方又は後方を走行する周辺車両との相対速度を検出する相対速度検出手段と、
   前記自車両と前記周辺車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   前記相対速度検出手段で得られる前記相対速度と前記車間距離検出手段で得られる前記車間距離とに基づいて、前記自車両が前記周辺車両に衝突するまでにかかる時間を示す衝突予測時間を演算する衝突予測時間演算手段と、
   前記車間距離を変更すべく前記自車両の加減速を行う場合に、前記車間距離の変更中における前記衝突予測時間の最小値が所定の衝突予測時間基準値を下回らないように、前記自車両の加減速のスケジュールを立案する車間距離変更スケジュール立案手段と、
   前記自車両が他車両と一緒に隊列走行するときに、前記他車両の加減速応答性に関する情報を取得する他車応答性情報取得手段と、
   を備え、
   前記他車応答性情報取得手段で得られた前記加減速応答性に関する情報に基づいて、前記衝突予測時間基準値を変化させることを特徴とする走行制御装置。
3. 前記自車両の走行速度を検出する自車速検出手段と、
   前記周辺車両の加速度を検出する周辺車両加速度検出手段と、
   前記自車速検出手段で得られる前記走行速度または前記周辺車両加速度検出手段で得られる前記加速度に基づいて、前記衝突予測時間を補正する衝突予測時間補正手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の走行制御装置。
4. 過去の前記自車両の操作情報を蓄積する操作情報蓄積手段を備え、
   前記操作情報蓄積手段に蓄積された前記操作情報に基づいて、前記衝突予測時間基準値を変化させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の走行制御装置。

Images