JP5664062B2 - 車群走行制御装置、プログラム、及び車群交通流制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車群走行制御装置、プログラム、及び車群交通流制御システムに関する。

従来、車両に搭載された車両群形成制御装置により、複数の車両で群を形成し、車両間で制御情報を伝送して隊列走行状態を形成することが行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の車両群形成制御装置では、車群が走行中の道路の進路前方で、他の合流道路が合流する合流地点を検出し、合流地点から予め定める範囲に車群が接近したと判断されるとき、合流道路を走行する車両が合流地点に到達する時間を受信し、その到達時間に応じて、車群が形成している隊列を分割して合流予定車両のためのスペースを確保することにより、円滑な車群への合流を図っている。

特開１１−３２８５８４公報

しかしながら、上記の特許文献１の車両群形成制御装置では、高速道路の合流道路から合流する場合などであれば、円滑な交通を達成することができるが、一般道において右左折などで車群に合流する場合には、合流する車両の後方の車両は大きな減速を強いられるため、後続車両へ大きな影響を及ぼすことになり、円滑な車群走行を達成することができない、という問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、右左折による合流等の減速を伴う合流を行う場合でも、円滑な車群走行を実現することができる車群走行制御装置、プログラム、及び車群交通流制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明の車群走行制御装置は、制御対象道路を走行する車群への合流を予定している合流予定車両から、該合流予定車両が前記制御対象道路上で待機する待機位置を取得する待機位置取得手段と、前記待機位置取得手段により取得した待機位置の後方の車群の速度及び位置を取得する車群情報取得手段と、前記車群情報取得手段により取得した車群の速度及び位置に基づいて、前記合流予定車両が前記車群の前方に合流するように、該合流予定車両に発進タイミングを指示する合流指示手段と、を含んで構成されている。

第１の発明の車群走行制御装置は、待機位置取得手段が、制御対象道路を走行する車群への合流を予定している合流予定車両から、合流予定車両が制御対象道路上で待機する待機位置を取得し、車群情報取得手段が、待機位置取得手段により取得した待機位置の後方の車群の速度及び位置を取得する。そして、合流指示手段が、車群情報取得手段により取得した車群の速度及び位置に基づいて、合流予定車両が車群の前方に合流するように、合流予定車両に発進タイミングを指示する。

このように、待機位置で待機する合流予定車両を、合流させる車群の位置及び速度に基づいて算出された発進タイミングで発進させることにより、円滑な車群走行を実現することができる。

また、前記車群情報取得手段は、さらに、前記待機位置の前方の車群の速度及び位置を取得し、前記合流指示手段は、前記車群情報取得手段により取得した前方の車群または後方の車群の各々の速度及び位置に基づいて、制限速度まで加速して走行した場合に、所定地点までに前記前方の車群に追いつく場合は前方の車群、追いつかない場合には後方の車群に合流させるように判定し、前方の車群に合流させる場合には、前記車群情報取得手段により取得した車群の速度及び位置に基づいて、前記合流予定車両が前記前方の車群の後方に合流するように、該合流予定車両に加速を指示し、後方の車群に合流させる場合には、前記発進タイミングを指示するようにすることができる。

また、第２の発明の車群走行制御装置は、制御対象道路を走行する車群への合流を予定している合流予定車両から、該合流予定車両が前記制御対象道路上で待機する待機位置を取得する待機位置取得手段と、前記待機位置取得手段により取得した待機位置の前方の車群の速度及び位置を取得する車群情報取得手段と、前記車群情報取得手段により取得した車群の速度及び位置に基づいて、前記合流予定車両が前記車群の後方に合流するように、該合流予定車両に加速を指示する合流指示手段と、を含んで構成することができる。

また、第１または第２の発明の車群走行制御装置は、前記待機位置に複数の合流予定車両が存在する場合には、該複数の合流予定車両の各々が車群から離脱する離脱位置を取得して、該離脱位置が遠い順に待機位置に並ぶように、前記複数の合流予定車両に指示する並び替え指示手段を含んで構成することができる。

また、前記並び替え指示手段は、前記制御対象道路に交差する従道路の双方向に合流予定車両が存在する場合には、該合流予定車両の離脱位置が遠い順に待機位置に並ぶように、順番に前記制御対象道路へ流入させるようにすることができる。これにより、離脱時も考慮して、円滑な車群走行を実現することができる。

また、前記合流指示手段は、前記合流予定車両が合流しようとする車群を形成する車両の台数が、所定台数を超える場合には、前記合流予定車両の車群への合流を指示しないようにすることができる。

また、第１及び第２の発明の車群走行制御装置は、前記制御対象道路を含む周辺エリアの交通流を考慮して、該周辺エリアに存在する各車両の前記制御対象道路への流入位置を含む経路を設定する設定手段を含んで構成することができる。

また、第３の発明の車群走行制御装置は、制御対象道路を走行する車群へ合流するために、該制御対象道路上で自車両が待機する待機位置の後方の車群の速度及び位置を取得する車群情報取得手段と、前記車群情報取得手段により取得した車群の速度及び位置に基づいて、前記車群の前方に合流するような発進タイミングで発進して走行する走行状態を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された走行状態を、前記自車両のドライバに提示する提示手段と、を含んで構成されている。

また、前記車群情報取得手段は、さらに、前記待機位置の前方の車群の速度及び位置を取得し、前記算出手段は、前記車群情報取得手段により取得した前方の車群または後方の車群の各々の速度及び位置に基づいて、制限速度まで加速して走行した場合に、所定地点までに前記前方の車群に追いつく場合は前方の車群、追いつかない場合には後方の車群に合流するように判定し、前方の車群に合流する場合には、前記車群情報取得手段により取得した車群の速度及び位置に基づいて、前記自車両が前記前方の車群の後方に合流するように自車両を加速させるような走行状態を算出し、前記後方の車群に合流する場合には、前記発進タイミングで発進して走行する走行状態を算出するようにすることができる。

また、第４の発明の車群走行制御装置は、制御対象道路を走行する車群へ合流するために、該制御対象道路上で自車両が待機する待機位置の前方の車群の速度及び位置を取得する車群情報取得手段と、前記車群情報取得手段により取得した車群の速度及び位置に基づいて、前記車群の後方に合流するように自車両を加速させるような走行状態を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された走行状態を、前記自車両のドライバに提示する提示手段と、を含んで構成されている。

また、前記算出手段は、前記待機位置に複数の合流予定車両が存在する場合には、該複数の合流予定車両の各々が車群から離脱する離脱位置を取得して、該離脱位置が自車両の離脱位置より遠い合流予定車両の後方に自車両が並ぶような走行状態を算出するようにすることができる。

また、前記算出手段は、前記制御対象道路に交差する従道路の双方向に合流予定車両が存在する場合には、該合流予定車両の離脱位置が遠い順に待機位置に並ぶように、自車両の前記制御対象道路へ流入タイミングを算出するようにすることができる。

また、前記算出手段は、自車両が合流しようとする車群を形成する車両の台数を取得し、該台数が所定台数を超える場合には、車群への合流を禁止するようにすることができる。

また、第３または第４の発明の車群走行制御装置は、前記算出手段により算出された走行状態となるように、前記自車両の走行状態を制御する走行制御手段を含んで構成してもよい。

また、第５の発明の車群走行制御プログラムは、コンピュータを、上記第１〜第４の発明の車群走行制御装置を構成する各手段として機能させるためのプログラムである。

なお、本発明のプログラムを記憶する記憶媒体は、特に限定されず、ハードディスクであってもよいし、ＲＯＭであってもよい。また、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤディスク、光磁気ディスクやＩＣカードであってもよい。更にまた、該プログラムを、ネットワークに接続されたサーバ等からダウンロードするようにしてもよい。

また、第６の発明の車群交通流制御システムは、上記第１または第２の発明の車群走行制御装置と、上記第３または第４の発明の車両に搭載された車群走行制御装置と、を含んで構成されている。

以上説明したように、本発明の車群走行制御装置、プログラム、及び車群交通流制御システムによれば、待機位置で待機する合流予定車両を、合流させる後方の車群の位置及び速度に基づいて算出された発進タイミングで発進させるか、または、合流させる前方の車群の位置及び速度に基づいて加速させることにより、右左折による合流等の減速を伴う合流を行う場合でも、円滑な車群走行を実現することができる、という効果が得られる。

本実施の形態の車群交通流制御システムの概略を示すイメージ図である。 第１の実施の形態の車群交通流制御システムの構成を示す概略図である。 第１の実施の形態の車群走行制御装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態における車群走行制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 第１の実施の形態の車群交通流制御システムの他の例の構成を示す概略図である。 第１の実施の形態の他の例における車群走行制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における車群走行制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 第３の実施の形態の車群走行制御装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施の形態における車群走行制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 第３の実施の形態の車群交通流制御システムの他の例の構成を示す概略図である。 第３の実施の形態の他の例における車群走行制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 第４の実施の形態の車群走行制御装置の構成を示すブロック図である。 第４の実施の形態における車群走行制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１に、本実施の形態の車群交通流制御システムの適用場面の概略を示す。各車両は、本システムによる制御対象の幹線道路において車群を形成して走行し、制御対象の幹線道路の交差点を全て青信号で通過するように制御される。また、幹線道路と交差する従道路に存在する車両は、左折または右折により幹線道路に流入し、幹線道路上の車群に合流する。この合流する車両を合流予定車両という。合流予定車両は、同図（Ａ）に示すように、例えば、従道路から左折により幹線道路に流入し、前方を走行する車群を追いかけることにより車群の後方に合流するか、または、同図（Ｂ）に示すように、例えば、従道路から左折により幹線道路に流入し、交差点等の待機位置で待機し、後方の車群が待機位置に到着するタイミングで発進することにより、車群の前方に合流する。

図２に、第１の実施の形態の車群交通流制御システムの概略図を示す。第１の実施の形態の車群交通流制御システムは、道路管理センタ等に設置された車群走行制御装置１０と、車群走行制御装置１０により制御される信号機５０と、幹線道路を含む周辺エリアに設置され、車群走行制御装置１０と周辺エリア内の車両との間の通信を中継する路側機５２と、信号機５０及び車群走行制御装置１０からの指示により走行が制御される車両６０Ａ、６０Ｂと、を含んで構成されている。

車群走行制御装置１０は、図３に示すように、キーボードやマウス等で構成された、各種情報を入力操作するための入力部１２と、車群交通流を制御する処理を実行するコンピュータ１４とを含んで構成されている。

コンピュータ１４は、車群走行制御装置１０全体の制御を司るＣＰＵ１６と、後述する車群走行制御プログラム等の各種プログラムを記憶した記憶媒体としてのＲＯＭ１８と、ワークエリアとしてデータを一時的に格納するＲＡＭ２０と、各種情報が記憶された記憶手段としてのハードディスク（ＨＤＤ）２２と、入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）２４と、ネットワークインターフェース（ネットワークＩ／Ｆ）２８と、これらを接続するバスとを含んで構成されている。

また、コンピュータ１４は、機能的には、図２に示すように、各車両６０Ａ、６０Ｂから送信された各車両６０Ａ、６０Ｂの位置を示す位置情報及び車群の速度を示す速度情報を路側機５２を介して取得し、車群と合流予定車両との位置関係、及び車群の接近状況を判定する車両位置判定部３０と、車両位置判定部３０の判定結果に基づいて、待機位置で待機する合流予定車両を発進させて車群に合流させるタイミングを算出する合流タイミング算出部３２とを含んだ構成で表すことができる。

車両６０Ａ、６０Ｂは、入力部（図示省略）及びコンピュータ（図示省略）を含んで構成された制御部６１を備えている。コンピュータの構成は、図３に示した車群走行制御装置１０のコンピュータ１４の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、制御部６１のコンピュータは、機能的には、図２に示すように、路側機５２及び周辺車両との間で通信を行うための通信部６２を含んだ構成で表すことができる。

なお、車両６０Ａは、車群への合流を予定している合流予定車両、車両６０Ｂは、車群走行制御装置１０により速度等を制御された車群の先頭車両である。また、これらを区別せずに用いる場合には、単に車両６０Ａ、６０Ｂともいう。なお、車両６０Ａ、６０Ｂは共に複数台存在してもよいが、図２では、車両６０Ａ、６０Ｂの各々１台のみを図示している。

次に、第１の実施の形態の車群交通流制御システムの動作について説明する。まず、幹線道路上で車群が通過していないときは、幹線道路に対して赤現示、従道路へ対して青現示となるように信号機５０を制御する。合流予定車両６０Ａは、この従道路への青現示信号に従って、従道路から幹線道路へ流入する。幹線道路上を車群が通過していないタイミングであるので、次の交差点の信号機５０は赤現示となっており、合流予定車両６０Ａは、赤現示信号に従って、次の交差点で停止する。この位置が合流予定車両６０Ａの待機位置となる。待機位置で停止した合流予定車両６０Ａは、待機位置を示す待機位置情報を送信する。

次に、車群走行制御装置１０のコンピュータ１４において、車群走行制御処理が実行される。ここで、図４を参照して、第１の実施の形態の車群走行制御処理ルーチンについて説明する。

ステップ１００で、路側機５２を介して、合流予定車両６０Ａから送信された待機位置情報を受信したか否かを判定する。受信した場合には、ステップ１０２へ移行し、受信しない場合には、受信するまで本ステップの判定を繰り返す。なお、同一の待機位置に複数台の合流予定車両６０Ａが存在する場合には、本ステップで複数の合流予定車両６０Ａから同一の待機位置情報を受信する。

ステップ１０２では、幹線道路上を走行中の車群の先頭車両６０Ｂから、先頭車両６０Ｂの位置を示す位置情報及び速度を示す速度情報を取得する。そして、上記ステップ１００で受信した合流予定車両６０Ａの待機位置に接近する車群を判定する。

次に、ステップ１０４で、合流予定車両６０Ａが、待機位置に接近する車群の前方にスムーズに合流するのに適した発進タイミングとして、待機位置の信号機５０の青現示時刻を算出する。青現示時刻は、待機位置に接近する車群が、待機位置の信号機５０を通過する時刻Ｔ_Ｌを計算することで、求めることができる。例えば、下記（１）式に従って青現示時刻Ｔ_Ｂを算出することができる。

ただし、ｔ_ｓは発進遅れ時間、ｎは合流予定車両の台数、ａは車両の発進時の加速度、ｖ_０は車群の速度（車群走行時の定常速度）、Ｌは合流予定車両１台当りが占有している距離である。（１）式の右辺の｛ ｝内の第１項は発進遅れの伝搬時間、第２項は最後尾の合流予定車両６０Ａが定常速度に達する加速に要する時間、第３項は最後尾の合流予定車両６０Ａが定常速度に達した位置と交差点（待機位置）との位置ずれを調整する時間を示している。発進遅れ時間については、合流予定車両６０Ａ間で車車間通信を行うことで、同時に発進できるように制御してもよい。この場合、発進遅れ時間を減少または０にすることができる。

次に、ステップ１０６で、上記ステップ１０４で算出した青現示時刻を、待機位置の信号機５０を制御する信号機制御装置（図示省略）へ出力する。

待機位置で待機する合流予定車両６０Ａは、この信号機５０の青現示に従って発進し、車群の速度となるまで所定の加速度ａで加速する。そして、後方から接近してきた車群が合流予定車両６０Ａの最後尾の後方につき、合流予定車両６０Ａが車群の前方に合流する。

以上説明したように、第１の実施の形態の車群交通流制御システムによれば、待機位置で待機する合流予定車両を、合流させる車群の位置及び速度に基づいて算出された発進タイミングで発進させることにより、車群の速度を変更することなく車群の前方に合流予定車両を合流させることができ、円滑な車群走行を実現することができる。

なお、上記第１の実施の形態では、合流予定車両の待機位置を信号機５０が存在する交差点としたが、待機位置は任意の位置とすることができる。信号機５０が存在しない位置を待機位置とした場合には、上記の青現示時刻と同様に算出した発進タイミングを、路側機５２を介して直接合流予定車両６０Ａへ送信するようにするとよい。

また、上記第１の実施の形態では、車群走行制御装置１０において、発進タイミングを算出する場合について説明したが、各車両において発進タイミングを算出するようにしてもよい。具体的には、図５に示すように、合流予定車両６０Ａの制御部１６１に、車群に合流するための発進タイミングを算出する合流タイミング算出部６４を設ける。そして、合流予定車両６０Ａの制御部１６１により、車群走行制御処理を実行する。この場合、合流予定車両６０Ａの制御部１６１が、本発明の車群走行制御装置として機能する。

ここで、図６を参照して、合流予定車両６０Ａの制御部１６１により実行される車群走行制御処理ルーチンについて説明する。本ルーチンは、合流予定車両６０Ａが待機位置に停止した後にスタートする。

ステップ１２０で、待機位置に接近する車群、すなわち自車両の後方の車群の先頭車両６０Ｂに、待機位置情報を送信する。

次に、ステップ１２２で、上記ステップ１２０で送信された待機位置情報を受信した後方の車群の先頭車両６０Ｂから送信された、先頭車両６０Ｂの位置を示す位置情報及び速度を示す速度情報を取得する。

次に、ステップ１２４で、上記ステップ１０４で青現示時刻を算出した場合と同様に、自車両の発進タイミングを算出して、次に、ステップ１２６で、発進タイミングを示す情報を出力して、処理を終了する。出力された発進タイミングを示す情報は、ドライバに音声や画面表示により提示するようにしてもよいし、合流予定車両６０Ａの走行状態を制御する走行制御装置に出力するようにしてもよい。

また、車群走行制御装置１０は、待機位置の先頭の合流予定車両６０Ａに距離ｎＬ（ｎは合流予定車両の台数、Ｌは合流予定車両１台当りが占有している距離）の位置まで進行して停止するように指示し、青現示時刻Ｔ_Ｂを先頭の合流予定車両６０Ａに通知するようにしてもよい。なお、合流予定車両６０Ａの台数ｎを、車車間通信により取得すれば、図５に示した構成でも実現することができる。また、合流予定車両６０Ａの台数ｎを取得する際には、対向する従道路の双方に存在する合流予定車両の台数を考慮する必要がある。

また、上記の実施の形態では、合流予定車両６０Ａが待機位置で待機する場合について説明したが、合流予定車両６０Ａは、従道路から幹線道路に流入後、徐行や低速走行を行いつつ、後方の車群の先頭車両６０Ｂと車車間通信を行って、後方の車群が到着するタイミングにあわせて車群の速度まで加速を行うようにしてもよい。

次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、合流予定車両を選択的に車群の前方または後方に合流させる場合について説明する。なお、第２の実施の形態の車群交通流制御システムの構成は、第１の実施の形態の車群交通流制御システムの構成と同一であるため、説明を省略する。

ここで、図７を参照して、第２の実施の形態の車群走行制御処理ルーチンについて説明する。なお、第１の実施の形態の車群走行制御処理と同一の処理については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

ステップ１００で、合流予定車両６０Ａから送信された待機位置情報を受信したと判定されると、ステップ２００へ移行し、幹線道路上を走行中の車群の先頭車両６０Ｂから、先頭車両６０Ｂの位置を示す位置情報及び速度を示す速度情報を取得する。そして、上記ステップ１００で受信した合流予定車両６０Ａの待機位置の前方の車群及び後方の車群を判定する。

次に、ステップ２０２で、合流予定車両６０Ａが、制限速度まで加速して走行した場合に、次の交差点までに前方の車群に追いつくことができるか否かを判定する。追いつくことができる場合には、ステップ２０４へ移行し、追いつけない場合には、ステップ１０４へ移行して、第１の実施の形態と同様に、後方の車群の前方に合流する処理を実行する。

ステップ２０４では、待機位置の交差点の信号機５０が青現示となるように、信号機５０を制御する信号制御装置に制御信号を出力すると共に、路側機５２を介して、合流予定車両６０Ａに、加速する指示を送信する。

以上説明したように、第２の実施の形態の車群交通流制御システムによれば、待機位置で待機する合流予定車両を、合流させる車群の位置及び速度に基づいて、前方の車群に合流させるか、または後方の車群に合流させるかを判定して、前方または後方の車群にスムーズに合流させるため、円滑な車群走行を実現することができる。

なお、第２の実施の形態では、合流予定車両が前方の車群に追いつけるか否かにより、前方または後方の車群のいずれに合流させるかを判定する場合について説明したが、幹線道路を含む周辺エリアの混雑状況を考慮して、いずれの車群に合流させる方が優位であるかにより判定するようにしてもよい。また、車群を形成する車両の台数が一定数以上にならないように、車群を形成する車両の台数が少ない方の車群に合流させるようにしてもよい。

また、車群の前方に合流する場合には、合流のために必要な距離を短くすることができるが、発進停止回数が増えるためＣＯ２排出量が多くなる。逆に、車群の後方に合流する場合には、合流のために必要な距離は長くなるが、ＣＯ２排出量は少なくなる。このような傾向も考慮して、いずれを優先させるかにより前方または後方のいずれの車群に合流させるかを判定するようにしてもよい。

次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、合流予定車両が複数台存在する場合に、適切な順序に並び替えてから車群に合流させる場合について説明する。

第３の実施の形態の車群交通流制御システムは、第１の実施の形態の車群交通流制御システムと車群走行制御装置の構成が異なるだけであるので、異なる部分についてのみ説明し、他の部分については説明を省略する。

図８に示すように、第３の実施の形態の車群走行制御装置３１０のコンピュータ３１４は、機能的には、車両位置判定部３０と、合流タイミング算出部３２と、合流予定車両６０Ａが車群から離脱する離脱位置に基づいて、合流予定車両６０Ａの並び替えを判定する並び替え判定部３４とを含んだ構成で表すことができる。

ここで、図９を参照して、第３の実施の形態の車群走行制御処理ルーチンについて説明する。なお、第１の実施の形態の車群走行制御処理と同一の処理については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

ステップ１００で、合流予定車両６０Ａから送信された待機位置情報を受信したと判定されると、ステップ３００へ移行し、上記ステップ１００で受信した待機位置情報に基づいて、同一の待機位置で待機する合流予定車両６０Ａが複数存在するか否かを判定する。複数存在する場合には、ステップ３０２へ移行し、１台のみの場合には、ステップ１０２へ移行する。

ステップ３０２では、路側機５２を介して、待機位置で待機する合流予定車両６０Ａから、各合流予定車両６０Ａの離脱位置を示す離脱位置情報を取得する。

次に、ステップ３０４で、上記ステップ３０２で取得した離脱位置情報に基づいて、例えば、離脱位置が遠い順となるような並び順を決定し、決定した並び順を示す情報を、各合流予定車両６０Ａに送信する。この並び順を示す情報を受信した各合流予定車両６０Ａは、並び順に従って並び替えを行う。合流予定車両６０Ａから並び替えが終了したことを示す情報を受信した場合には、ステップ１０２へ移行し、第１の実施の形態と同様に、後方の車群の前方に合流させる処理を実行する。

以上説明したように、第３の実施の形態の車群交通流制御システムによれば、合流予定車両を離脱位置が遠い順に並び替えて待機させることにより、離脱時も考慮して、円滑な車群走行を実現することができる。

なお、上記第３の実施の形態では、車群走行制御装置３１０において、合流予定車両６０Ａの並び替えを判定する場合について説明したが、合流予定車両６０Ａにおいて並び替えを判定するようにしてもよい。具体的には、図１０に示すように、合流予定車両６０Ａの制御部３６１に、合流予定車両６０Ａの並び替えを判定する並び替え判定部６６を設ける。そして、合流予定車両６０Ａの制御部３６１により、車群走行制御処理を実行する。この場合、合流予定車両６０Ａの制御部３６１が、本発明の車群走行制御装置として機能する。

ここで、図１１を参照して、合流予定車両６０Ａの制御部３６１により実行される車群走行制御処理ルーチンについて説明する。なお、第１の実施の形態の、合流予定車両６０Ａの制御部６１により実行される車群走行制御処理と同一の処理については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。本ルーチンは、合流予定車両（自車両）６０Ａが従道路から幹線道路へ流入した後にスタートする。

ステップ３２０で、車車間通信により、周辺車両の位置情報を取得し、待機位置に他の合流予定車両６０Ａが存在するか否かを判定する。他の合流予定車両６０Ａが存在する場合には、ステップ３２２へ移行し、存在しない場合には、ステップ１２０へ移行する。

ステップ３２２では、他の合流予定車両６０Ａの離脱位置情報を取得し、次に、ステップ３２４で、上記ステップ３２２で取得した他の合流予定車両６０Ａの離脱位置と自車両の離脱位置とを比較して、自車両が他の合流予定車両６０Ａより遠方で離脱するか否かを判定する。なお、自車両の離脱位置は、カーナビ装置等により設定された目的地までの経路に従って、幹線道路から流出する位置として予め決定されている。自車両の方が遠方で離脱する場合には、ステップ３２６へ移行し、自車両の方が手前で離脱する場合には、ステップ３２８へ移行する。

ステップ３２６では、他の合流予定車両６０Ａを追い越した位置で停止するようにドライバに指示を提示する。一方、ステップ３２８では、他の合流予定車両６０Ａの後方に停止するようにドライバに指示を提示する。なお、ドライバに指示を提示するのではなく、車両の走行状態を制御するようにしてもよい。

また、第３の実施の形態では、合流予定車両６０Ａを離脱位置に基づいて並び替えた後に車群の前方に合流させる場合について説明したが、並び替えた各合流予定車両６０Ａを車群の適切な位置に合流させるようにしてもよい。この場合、車群走行制御装置３１０は、車群を形成する各車両についても離脱位置が遠い順に並べた上で、右側車線を走行させ、合流予定車両６０Ａを離脱位置が遠い順に並べて左側車線で待機させる。そして、合流予定車両６０Ａの離脱位置と車群を形成する各車両の離脱位置との関係に基づいて、合流予定車両６０Ａを合流させる位置の車間距離を空けるように、車群を形成する車両に指示する。そして、合流予定車両６０Ａが合流する位置の後続車両を、上記の車群の先頭車両６０Ｂと置き換えて、各合流予定車両６０Ａの発進タイミングを算出し、合流予定車両６０Ａ毎に発進タイミングを指示するようにするとよい。

次に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、合流予定車両が適切な位置から幹線道路へ流入するように制御する場合について説明する。

第４の実施の形態の車群交通流制御システムは、第１の実施の形態の車群交通流制御システムと車群走行制御装置の構成が異なるだけであるので、異なる部分についてのみ説明し、他の部分については説明を省略する。

図１２に示すように、第４の実施の形態の車群走行制御装置４１０のコンピュータ４１４は、機能的には、車両位置判定部３０と、合流タイミング算出部３２と、合流予定車両６０Ａの幹線道路への流入位置を決定する流入位置決定部３６とを含んだ構成で表すことができる。

ここで、図１３を参照して、第４の実施の形態の車群走行制御処理ルーチンについて説明する。なお、第１の実施の形態の車群走行制御処理と同一の処理については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

ステップ４００で、路側機５２を介して、従道路に存在する合流予定車両６０Ａから、合流予定車両６０Ａの位置を示す位置情報、及び合流予定車両６０Ａにおいて設定された目的地を示す目的地情報を取得する。

次に、ステップ４０２で、予め定めた経路選択基準に従って、各合流予定車両６０Ａの経路を決定する。経路選択基準は、最も早く目的地に到着する経路、高速道路の料金等を考慮して最も安く目的に地に到着する経路、または排気ガス量等を考慮して最も環境に良い経路等を選択するように定めておくことができる。また、ＶＩＣＳなどの最新情報を用いて経路を決定したり、ドライバの嗜好を考慮して経路を決定したりするようにしてもよい。そして、決定した経路に従って、各合流予定車両６０Ａの幹線道路への流入位置を決定する。この際、合流予定車両６０Ａの合流により車群を形成する車両の台数が一定数を超えないようにする。

次に、ステップ４０４で、流入位置毎に、合流予定車両６０Ａの並び順を決定する。並び順は、第３の実施の形態と同様に決定することができる。また、従道路の双方向から流入する合流予定車両６０Ａが存在する場合には、対向する従道路の合流予定車両６０Ａも考慮して並び順を決定する。

次に、ステップ４０６で、上記ステップ４０２で決定した流入位置を示す情報、及び上記ステップ４０４で決定した並び順を示す情報を、路側機５２を介して合流予定車両６０Ａへ送信する。

これらの情報を受信した合流予定車両は、決定された流入位置から、決定された順番で幹線道路へ流入する。対向する従道路にも流入する合流予定車両６０Ａが存在する場合には、車車間通信等により連携して、流入後の並び順が適切な並び順となるように流入する。その後、合流予定車両６０Ａが待機位置へ到着して、待機位置情報を送信することにより、ステップ１００で肯定判定されて、ステップ１０２以降の処理が実行される。

以上説明したように、第４の実施の形態によれば、合流予定車両を、適切な位置及び並び順で幹線道路へ流入させることにより、車群に合流させるための待機状態が容易に形成され、車群への合流をスムーズに行うことができ、円滑な車群走行を実現することができる。

なお、第４の実施の形態では、合流予定車両６０Ａの経路を決定する際に、個人最適を考慮して決定する場合について説明したが、周辺エリアの全体最適を考慮して経路を決定するようにしてもよい。具体的には、周辺エリアの全体最適を考慮した経路選択基準を用いる。例えば、経路選択基準を下記（２）式の関数ｆで表し、ｆが小さくなるような経路を選択することができる。

ｆ＝αＴ＋βＣ＋γＮ ・・・（２）
ただし、Ｔは予想される現在位置から目的地までの所要時間、Ｃは高速道路の料金等の現在位置から目的地までの間に必要な料金、Ｎはボトルネック地点の通過回数、α、β、γは重み係数である。

そして、幹線道路を含む周辺エリアの過去の渋滞情報と現在の交通量情報とを比較して、現在制御対象の幹線道路上に存在する車両を除いて、今後の周辺エリアの交通量の推移を推定し、合流予定車両６０Ａが個人最適を考慮して仮決定した経路に従って幹線道路へ流入した場合の交通量を、推定した交通量の推移に追加して、今後の周辺エリアの交通量の推移を推定する。その推定結果に基づいて、周辺エリア内に許容できない渋滞が発生するか否かを、ボトルネック容量を超過するか否か等により判定し、許容できない渋滞が発生する場合には、経路選択における全体最適への寄与度の係数（（２）式ではγ）を大きくして、再度経路を仮決定する。この処理を繰り返し、全体最適を考慮した経路を決定することができる。

なお、上記第１〜第４の実施の形態は、適宜組み合わせて実行することができる。

１０、３１０、４１０ 車群走行制御装置
３０ 車両位置判定部
３２ 合流タイミング算出部
３４ 並び替え判定部
３６ 流入位置決定部
５０ 信号機
５２ 路側機
６０Ａ 合流予定車両
６０Ｂ 車群の先頭車両
６１、１６１、３６１ 制御部
６２ 通信部
６４ 合流タイミング算出部（車両側）
６６ 並び替え判定部（車両側）

Claims (12)

1. 制御対象道路を走行する車群への合流を予定している合流予定車両から、該合流予定車両が前記制御対象道路上で待機する待機位置を取得する待機位置取得手段と、
   前記待機位置取得手段により取得した待機位置の前方の車群及び後方の車群の各々の速度及び位置を取得する車群情報取得手段と、
   前記車群情報取得手段により取得した前方の車群及び後方の車群の各々の速度及び位置に基づいて、制限速度まで加速して走行した場合に、所定地点までに前記前方の車群に追いつく場合は前方の車群、追いつかない場合には後方の車群に合流させるように判定し、前記前方の車群に合流させる場合には、前記合流予定車両が前記前方の車群の後方に合流するように、該合流予定車両に加速を指示し、前記後方の車群に合流させる場合には、前記合流予定車両が前記後方の車群の前方に合流するように、該合流予定車両に発進タイミングを指示する合流指示手段と、
   を含む車群走行制御装置。
2. 前記待機位置に複数の合流予定車両が存在する場合には、該複数の合流予定車両の各々が車群から離脱する離脱位置を取得して、該離脱位置が遠い順に待機位置に並ぶように、前記複数の合流予定車両に指示する並び替え指示手段を含む請求項１記載の車群走行制御装置。
3. 前記並び替え指示手段は、前記制御対象道路に交差する従道路の双方向に合流予定車両が存在する場合には、該合流予定車両の離脱位置が遠い順に待機位置に並ぶように、順番に前記制御対象道路へ流入させる請求項２記載の車群走行制御装置。
4. 前記合流指示手段は、前記合流予定車両が合流しようとする車群を形成する車両の台数が、所定台数を超える場合には、前記合流予定車両の車群への合流を指示しない請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の車群走行制御装置。
5. 前記制御対象道路を含む周辺エリアの交通流を考慮して、該周辺エリアに存在する各車両の前記制御対象道路への流入位置を含む経路を設定する設定手段を含む請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の車群走行制御装置。
6. 制御対象道路を走行する車群へ合流するために、該制御対象道路上で自車両が待機する待機位置の前方の車群及び後方の車群の各々の速度及び位置を取得する車群情報取得手段と、
   前記車群情報取得手段により取得した前方の車群及び後方の車群の各々の速度及び位置に基づいて、制限速度まで加速して走行した場合に、所定地点までに前記前方の車群に追いつく場合は前方の車群、追いつかない場合には後方の車群に合流するように判定し、前記前方の車群に合流する場合には、前記前方の車群の後方に合流するように自車両を加速させる走行状態を算出し、前記後方の車群に合流する場合には、前記後方の車群の前方に合流するような発進タイミングで発進して走行する走行状態を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された走行状態を、前記自車両のドライバに提示する提示手段と、
   を含む車群走行制御装置。
7. 前記算出手段は、前記待機位置に複数の合流予定車両が存在する場合には、該複数の合流予定車両の各々が車群から離脱する離脱位置を取得して、該離脱位置が自車両の離脱位置より遠い合流予定車両の後方に自車両が並ぶような走行状態を算出する請求項６記載の車群走行制御装置。
8. 前記算出手段は、前記制御対象道路に交差する従道路の双方向に合流予定車両が存在する場合には、該合流予定車両の離脱位置が遠い順に待機位置に並ぶように、自車両の前記制御対象道路へ流入タイミングを算出する請求項７記載の車群走行制御装置。
9. 前記算出手段は、自車両が合流しようとする車群を形成する車両の台数を取得し、該台数が所定台数を超える場合には、車群への合流を禁止する請求項６〜請求項８のいずれか１項記載の車群走行制御装置。
10. 前記算出手段により算出された走行状態となるように、前記自車両の走行状態を制御する走行制御手段を含む請求項６〜請求項９のいずれか１項記載の車群走行制御装置。
11. コンピュータを、請求項１〜請求項１０のいずれか１項記載の車群走行制御装置を構成する各手段として機能させるための車群走行制御プログラム。
12. 請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の車群走行制御装置と、
    請求項６〜請求項１０のいずれか１項記載の車両に搭載された車群走行制御装置と、
    を含む車群交通流制御システム。

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