JP7052692B2 - 隊列走行システム - Google Patents

Description

本発明は、隊列走行システムに係り、特に、縦列させた複数の車両の車車間をそれぞれ電子連結することによって隊列を編成し、隊列の先頭車両の後方に位置する後方車両を先頭車両に対して自動で追従させる隊列走行を行う隊列走行システムに関する。

縦列させた複数の車両の車車間をそれぞれ電子連結することによって隊列を編成して走行する電子牽引と呼ばれる隊列走行技術が知られている。電子牽引では、縦列させた車車間でデータを共有しながら隊列を維持するため、車間を縮めることが可能となり、これにより、空力特性の向上による燃費性能の改善の効果等が得られる。特許文献１は、このような電子牽引に関する技術が開示されている。具体的には、特許文献１には、電子牽引中に何れかの後続車両から車両異常の信号が送信された場合、異常信号を送信した車両より前方に位置する車両の隊列走行を継続するとともに、異常信号を送信した車両及びこの車両の後方に位置する車両の走行を停止する。

特開２０００－３３９５９９号公報

車両の運転を支援する運転支援制御を上記技術に適用することを考える。異常信号を送信した車両の運転支援制御のレベルが高ければ、車両の走行を停止しなくても隊列走行を継続できる場面も想定される。このように、電子連結が途絶された車両の運転支援制御のレベルを考慮すれば、隊列走行の利便性の更なる向上が期待できる。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、縦列させた複数の車両の車車間を電子連結した隊列走行において、電子連結が途絶されて隊列が複数の車群に分断された場合、それぞれの車群の隊列走行を最適化することができる隊列走行システム車両制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、隊列走行システムに適用される。隊列走行システムは、縦列させた複数の車両の車車間をそれぞれ電子連結して隊列を編成し、隊列の先頭車両の後方に位置する後続車両を先頭車両に対して自動で追従させる隊列走行を行う。隊列走行システムは、隊列走行の動作を規定したプログラムを実行するプロセッサと、プログラムが格納されたメモリと、を備える。プログラムは、レベル判定処理と、隊列走行処理と、を含んで構成される。レベル判定処理は、電子連結の一部が途絶されて隊列を構成する車群が第一車群と第一車群の後方の第二車群とに分断された場合、第二車群の先頭車両が実現可能な運転支援レベルを判定する。そして、隊列走行処理は、判定された運転支援レベルに基づいて、第二車群による隊列走行の動作を制御する。

第２の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を有する。
隊列走行処理は、レベル判定処理によって判定された運転支援レベルが所定レベル以上の高度運転支援レベルである場合、高度運転支援レベルに準拠した運転支援によって第二車群の隊列走行を行う高度隊列走行処理を含んで構成される。

第３の発明は、第２の発明において、更に以下の特徴を有する。
高度隊列走行処理は、第二車群の位置が、高度運転支援レベルに対応する運転支援可能領域に属する場合、運転支援によって運転支援可能領域に含まれる所定の安全地帯まで移動する退避走行処理を含んで構成される。

第４の発明は、第２又は第３の発明において、更に以下の特徴を有する。
高度隊列走行処理は、第二車群の位置が、高度運転支援レベルに対応する運転支援可能領域に属さない場合、運転支援によって第二車群を停止させる自動停止処理を含んで構成される。

第５の発明は、第２乃至第４の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
隊列走行処理は、レベル判定処理によって判定された運転支援レベルが所定レベル以下の低度運転支援レベルである場合、第二車群の先頭車両に関する情報を外部装置へ送信する情報送信処理を含んで構成される。

第６の発明は、第２乃至第４の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
隊列走行処理は、ドライバ情報取得処理と、低度隊列走行処理と、を含んで構成される。ドライバ情報取得処理は、第二車群の先頭車両にドライバが搭乗しているか否かを示すドライバ情報を取得する。そして、低度隊列走行処理は、レベル判定処理によって判定された運転支援レベルが所定レベルより低い低度運転支援レベルである場合、ドライバ情報に基づいて、第二車群の隊列走行の動作を制御する。

第７の発明は、第６の発明において、更に以下の特徴を有する。
低度隊列走行処理は、第二車群の先頭車両にドライバが搭乗していない場合、運転支援レベル及びドライバ情報を含む第二車群の先頭車両に関する情報を外部装置へ送信する情報送信処理を含んで構成される。

第８の発明は、第６又は第７の発明において、更に以下の特徴を有する。
低度隊列走行処理は、第二車群の先頭車両にドライバが搭乗している場合、低度運転支援レベルに準拠した運転支援によって第二車群の隊列走行を行う手動運転処理を含んで構成される。

第１の発明によれば、電子連結の途絶によって隊列走行の車群が分断された場合であっても、第二車群の先頭車両の運転支援レベルに基づいて、後方の第二車群の隊列走行の振る舞いを最適化することが可能となる。

また、第２の発明によれば、第二車群の先頭車両の運転支援レベルが所定レベル以上の高度運転支援レベルである場合、当該高度運転支援レベルによる運転支援によって第二車群の隊列走行が行われる。これにより、電子連結の途絶によって車群が分断された場合であっても、第二車群は高度運転支援レベルを利用した隊列走行を行うことができる。

第３又は第４の発明によれば、第二車群の位置が高度運転支援レベルの運転支援を行うことができる領域であるか否かによって、高度運転支援レベルによる第二車群の隊列走行を最適化することが可能となる。

第５の発明によれば、第二車群の先頭車両の運転支援レベルが所定レベルよりも低い低度運転支援レベルである場合、第二車群の先頭車両に関する情報が外部装置に送信される。これにより、外部装置による判断に応じて第二車群の隊列走行の振る舞いを決定することが可能となる。

第６乃至第８の何れか１つの発明によれば、第二車群の先頭車両の運転支援レベルが低度運転支援レベルである場合、ドライバの搭乗有無に応じて、低度運転支援レベルによる第二車群の隊列走行を最適化することが可能となる。

このように、本発明によれば、電子連結が途絶されて隊列が複数の車群に分断された場合であっても、それぞれの車群の隊列走行を最適化することが可能となる。

実施の形態１に係る隊列走行システムに適用される車両の運転支援制御に関する機能を説明するための概念図である。 実施の形態１に係る隊列走行システムの構成を概略的に示す図である。 編成された車群の隊列の一例を示す図である。 車群の隊列の一部で電子連結が途絶された場合の一例を示す図である。 電子連結が途絶した場合に実行される隊列走行を説明するための図である。 第二車群の先頭車両の運転支援レベルが低度運転支援レベルである場合に実行される隊列走行の一例を説明するための図である。 実施の形態１に係る隊列走行システムが適用される車両の運転支援制御装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る隊列走行システムの構成例を示すブロック図である。 隊列走行処理に含まれる各種処理の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１の隊列走行システムにおいて実行される隊列走行管理処理のルーチンを示すフローチャートである。 隊列走行管理処理のステップＳ１０６において実行されるサブルーチンを示すフローチャートである。 遠隔操作情報を受信する外部装置において実行されるルーチンの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。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１．
１－１．運転支援制御
本実施の形態の隊列走行システム１００は、隊列走行を行う複数の車両１を含んでいる。各車両１は、運転支援制御を行うための機能を備えている。ここでは、隊列走行システム１００の説明の前に、先ず車両１の運転支援制御の概要について説明する。

図１は、本実施の形態に係る隊列走行システムに適用される車両の運転支援制御に関する機能を説明するための概念図である。車両１には、情報取得装置４０と運転支援制御装置４が搭載されている。

情報取得装置４０は、車両１に搭載されたセンサ類を用いて各種情報を取得する。車両１に搭載されたセンサによって取得される情報は、車両１の運転環境を示す情報である。以下の説明では、この情報を「運転環境情報４００」と表記する。運転環境情報４００は、車両の位置を示す車両位置情報、車両１の状態を示す車両状態情報、車両１の周囲の状況を示す周辺状況情報、等を含む。

運転支援制御装置４は、運転環境情報４００に基づいて、車両１の運転を支援する運転支援制御を行う。より詳しくは、運転支援制御は、操舵制御、加速制御、及び減速制御のうち少なくとも１つを含む。そのような運転支援制御としては、自動運転制御（autonomous driving control）、パス追従制御（path-following control）、レーンディパーチャーアラート（LDA: Lane Departure Alert）、プリクラッシュセーフティ（PCS: Pre-Collision System）、アダプティブクルーズコントロール（ACC: Adaptive Cruise Control）、等が例示される。

また、運転支援制御においては、地図情報が利用される。地図情報は、位置と関連付けられた各種情報を含む。位置は、絶対位置であり、絶対座標系（緯度、経度、高度）において定義される。なお、地図情報は、一般的な道路地図やナビゲーション地図に限られず、様々な観点の地図情報を含んでいてもよい。例えば、地図情報は、ガードレールや壁等に例示される道路上の静止物、路面、白線やポール又は看板等の特徴物の位置を含んでいてもよい。

本実施の形態において、運転支援制御は、複数のレベル（段階）に分類される。以下の説明では、この運転支援制御のレベルを「運転支援レベル」と表記する。複数の運転支援レベル間では、高低の比較が可能である。運転支援レベルが高くなるほど、運転支援制御装置４がより多くの運転操作（運転タスク）を担う。運転支援レベルは、ドライバが運転支援制御装置４に車両１の運転を委任する度合い（委任度）を表しているともいえる。

運転支援レベルは、ＬＶ－１が最も低く、ＬＶ－５が最も高い。例えば、運転支援レベルＬＶ－１～ＬＶ－５の内容は、次の通りである。

［ＬＶ－１］運転支援制御装置が操舵制御又は加減速制御の何れかに係る運転タスクのサブタスクを実施。例えば、アダプティブクルーズコントロール（ACC: Adaptive Cruise Control）、パス追従制御（path-following control）等を利用した限定的な運転支援制御が該当する。
［ＬＶ－２］運転支援制御装置が操舵制御及び加減速制御の両方に係る運転タスクのサブタスクを実施。例えば、アダプティブクルーズコントロール（ACC: Adaptive Cruise Control）及びパス追従制御（path-following control）等の複数の制御を同時に行う運転支援制御が該当する。
［ＬＶ－３］限定的な運転支援可能領域において、運転支援制御装置が操舵制御及び加減速制御に係る全ての運転タスクを実施。ドライバはステアリングから手を離していてもよい。ただし、ドライバは、車両１の周囲を監視することが要求される。ドライバは、必要に応じて手動運転を行う。
［ＬＶ－４］限定的な運転支援可能領域において、運転支援制御装置が操舵制御及び加減速制御に係る全ての運転タスクを実施。ドライバは、車両１の周囲の状況を監視しなくてもよい。ドライバは他の動作（セカンドタスク）の実施が許容される。緊急時には、運転支援制御装置は、ドライバに対して手動運転を開始するよう要求する。ただし、ドライバが要求に応答することは期待されていない。
［ＬＶ－５］全ての領域において、運転支援制御装置が操舵制御及び加減速制御に係る全ての運転タスクを実施。ドライバは、車両１の周囲の状況を監視しなくてもよい。ドライバは他の動作（セカンドタスク）の実施が許容される。緊急時には、運転支援制御装置は、自動的に、車両を安全な場所に退避させる。

この運転支援レベルの分類においては、ＬＶ－１及びＬＶ－２では運転タスクの一部をドライバが実施するのに対して、ＬＶ－３～ＬＶ－５では運転支援制御装置が全ての運転タスクを実施する。以下の説明では、ＬＶ－１及びＬＶ－２が「低度運転支援レベル」とも呼ばれ、ＬＶ－３～ＬＶ－５が「高度運転支援レベル」とも呼ばれる。なお、運転支援レベルの分類は上述したものに限られない。例えば、各運転支援レベルは、更に細かく階層化されていてもよい。また、運転支援レベルの分類は、ＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）が発行するJ3016等に準拠した一般的な自動運転レベルの分類と一致していてもよい。

更に、運転支援制御装置４は、地図情報及び運転環境情報４００に基づいて、車両１の走行計画を生成する。走行計画は、目的地までの目標ルートやローカルな目標軌道（車線内の目標軌道、車線変更のための目標軌道）を含む。また、走行計画は、目標軌道に追従し、交通ルールに従い、障害物を回避するための車両走行計画、等を含む。運転支援制御装置４は、車両１が走行計画に従って走行するように運転支援制御を行う。

１－２．隊列走行システムの概要
図２は、本実施の形態に係る隊列走行システムの構成を概略的に示す図である。隊列走行システム１００は、電子連結を利用して隊列走行を行うシステムである。電子連結は、縦列させた複数の車両１の車車間を無線通信によって電気的に連結することを示している。以下の説明では、電子連結される複数の車両１を「車群２」と表記する。また、車群２のうち、先頭の車両１を「先頭車両１Ａ」と表記し、先頭車両の後方に続く車両１を順に「後続車両１Ｂ」、「後続車両１Ｃ」、・・・と表記する。

隊列走行システム１００は、車群２と、隊列走行管理装置１０と、を含んでいる。本実施の形態の車群２は５台の車両１によって構成されている。車群２を構成する車両１の台数に限定はない。車群２を構成する複数の車両１は、上述の運転支援制御装置４が搭載された車両であれば、その種類に限定はない。また、それぞれの車両１の運転支援制御装置４において実施可能な運転支援レベルは、同じである必要はない。例えば、車群２には、ＬＶ－３の運転支援制御が可能な車両１と、ＬＶ－２の運転支援制御が可能な車両１とが混在していてもよい。また、車群２を構成する複数の車両１のそれぞれに対するドライバの搭乗有無についても特に限定はない。例えば、車群２には、ドライバが搭乗していないＬＶ－４の車両１と、ドライバが搭乗しているＬＶ－２の車両１とが含まれていてもよい。

隊列走行管理装置１０は、複数の車両１を電子連結した車群２の隊列を設定するとともに、車群２の隊列走行を制御する。より詳しくは、隊列走行管理装置１０は、各車両１から運転環境情報４００及び走行計画を取得する。隊列走行管理装置１０は、取得した各車両１の走行計画及び運転環境情報４００に基づいて、車群情報を生成及び更新する車群管理処理を行う。車群情報には、目的地までの目標ルートの他、車群２を構成する車両１の隊列順に関する情報を含んでいる。隊列走行管理装置１０は、取得した運転環境情報４００に変化があった場合、車群情報を更新し、更新後の車群情報を車群２の各車両１に送信する。車群２の各車両１は、受信した車群情報に基づいて車車間の電子連結を行う。

図３は、編成された車群の隊列の一例を示す図である。この図に示す例では、車群２は、縦列された５台の車両１によって編成されている。各車両１の車車間は電子連結されている。隊列の先頭車両１Ａは、運転支援レベルに対応した運転支援制御を利用して目的地まで隊列を牽引する。ここでは、先頭車両１Ａは、ＬＶ－３の高度運転支援レベルであるとする。この場合、先頭車両１Ａは、ＬＶ－３に準拠した運転支援制御によって後続車両１Ｂ～１Ｅを牽引する。

ここで、車群２の車車間の電子連結が途絶される場合がある。図４は、車群の隊列の一部で電子連結が途絶された場合の一例を示す図である。この図の示す例では、車両Ｂと車両Ｃとの間の電子連結が途絶されて車群２が２つに分断されている。以下の説明では、分断された前側の車群を「第一車群２Ａ」と表記し、後方側の車を「第二車群２Ｂ」と表記する。第一車群の車両１Ａ～１Ｂは隊列走行を継続することができるが、第二車群２Ｂの車両１Ｃ～１Ｅは先頭車両１Ａに追従した隊列走行を行うことができない。

そこで、本実施の形態の隊列走行システム１００では、電子連結の途絶によって車群２が第一車群２Ａと第二車群２Ｂに分断された場合、第二車群２Ｂは、新たに先頭車両となった車両１Ｃの運転支援レベルに応じて隊列走行の振る舞いを決定する。具体的には、隊列走行管理装置１０は、新たに先頭車両となった車両１Ｃの運転支援レベルを判定するレベル判定処理を行う。そして、隊列走行管理装置１０は、判定された運転支援レベルに基づいて、第二車群２Ｂの隊列走行の動作を制御する隊列走行処理を行う。

１－３．運転支援レベルに基づく隊列走行処理
図５は、電子連結が途絶した場合に実行される隊列走行処理を説明するための図である。この図に示すように、第一車群２Ａは、電子連結の途絶前の隊列走行を継続する。一方、第二車群２Ｂは、先頭車両１Ｃの運転支援レベルが所定レベル以上である場合、実施可能な運転支援レベルによる運転支援制御を利用して隊列走行を行う。ここでの所定レベルは、例えば、運転支援制御装置が操舵制御及び加減速制御に係る全ての運転タスクを実施するＬＶ－３に設定することができる。

先頭車両１Ｃの運転支援レベルがＬＶ－３～ＬＶ－５の高度運転支援レベルである場合、隊列走行管理装置１０は、当該高度運転支援レベルによる運転支援制御を利用した第二車群２Ｂの隊列走行の処理を行う。この隊列走行の処理は、「高度隊列走行処理」とも呼ばれる。高度隊列走行処理によれば、先頭車両１Ｃは、ＬＶ－３～ＬＶ－５の運転支援制御を利用して第二車群２Ｂを牽引する。この際、第二車群２Ｂが所定の運転支援可能領域に属している場合、隊列走行管理装置１０は、例えば、運転支援可能領域内の最も安全な場所（例えばパーキングエリア又はサービスエリア等）に第二車群２Ｂを移動させる退避走行処理を行う。ここでの所定の運転支援可能領域は、地理的な領域に限らず、環境、交通状況、速度、時間的な条件を含んだ領域を示している。なお、先頭車両１Ｃの運転支援レベルがＬＶ－５である場合、全領域が運転支援可能領域とされる。

また、第二車群２Ｂが所定の運転支援可能領域に属している場合、設定されている目的地が運転支援可能領域内に属しているのであれば、先頭車両１Ｃは、当該目的地まで第二車群２Ｂを移動させてもよい。

図６は、第二車群の先頭車両の運転支援レベルが低度運転支援レベルである場合に実行される隊列走行の一例を説明するための図である。この図に示すように、先頭車両１Ｃの運転支援レベルがＬＶ－１～ＬＶ－２の低度運転支援レベルである場合、先頭車両１Ｃの運転支援制御装置４は、全ての運転タスクを実施することができない。この場合、隊列走行管理装置１０は、先頭車両１Ｃのドライバ搭乗有無に応じて第二車群２Ｂの隊列走行の振る舞いを決定する。この隊列走行の処理は、「低度隊列走行処理」とも呼ばれる。より詳しくは、隊列走行管理装置１０は、先頭車両１Ｃにドライバが搭乗しているか否かのドライバ情報を取得する。この処理は、「ドライバ情報取得処理」とも呼ばれる。そして、取得したドライバ情報から先頭車両１Ｃにドライバが搭乗していると判定された場合、隊列走行管理装置１０は、ＬＶ－１～ＬＶ－２の低度運転支援レベルによる運転支援制御を利用して第二車群２Ｂの隊列走行を行う。この隊列走行の処理は、運転タスクの一部をドライバが担うため、「手動運転処理」とも呼ばれる。

一方、先頭車両１Ｃにドライバが搭乗していない場合、隊列走行管理装置１０は、外部装置からの遠隔操作の実施を模索する。ここでの外部装置からの遠隔操作は、外部オペレータによる手動遠隔操作だけでなく、外部システムによる遠隔操作も含む。隊列走行管理装置１０は、第二車群２Ｂの遠隔操作に必要な情報を管理センター等の外部装置に送信する情報送信処理を行う。この情報は遠隔操作情報とも呼ばれる。遠隔操作情報には、第二車群２Ｂの先頭車両１Ｃの運転支援レベルやドライバの搭乗有無の他、第二車群の位置や目的地に関する情報が含まれている。管理センターは、受信した遠隔操作情報に基づいて、遠隔操作可否を判定し、その結果を隊列走行管理装置１０へと送信する。第二車群２Ｂの遠隔操作が不可能であった場合、隊列走行管理装置１０は、近場の駐車可能なエリアに第二車群２Ｂを停止させる。一方、第二車群２Ｂの遠隔操作が可能であった場合、管理センターからの遠隔操作が実行される。

なお、低度隊列走行処理では、先頭車両１Ｃの運転支援レベルが低度運転支援レベルである場合、ドライバ情報取得処理を行わずに情報送信処理を行ってもよい。このような処理によれば、先頭車両１Ｃへのドライバの搭乗有無にかかわらず、外部装置による判断に応じて第二車群の隊列走行の振る舞いを決定することが可能となる。

このように、本実施の形態の隊列走行システム１００によれば、電子連結が途絶して車群２が２つに分断された場合であっても、切り離された第二車群２Ｂの隊列走行の最適化が可能となる。

以下、本実施の形態に係る隊列走行システム１００について更に詳しく説明する。なお、以下の説明では、５台の車両１Ａ～１Ｅが車群２を構成して隊列走行を行う場合を例示する。

２．隊列走行システム１００の実施例
２－１．運転支援制御装置の構成例
図７は、本実施の形態に係る隊列走行システムが適用される車両の運転支援制御装置の構成例を示すブロック図である。運転支援制御装置４は、車両１に搭載されている。運転支援制御装置４は、情報取得装置４０、制御装置５０、及び走行装置６０を備えている。

情報取得装置４０は、周辺状況センサ４０２、車両位置センサ４０４、車両状態センサ４０６、通信装置４０８、ＨＭＩ(Human Machine Interface)ユニット４１０を含んでいる。周辺状況センサ４０２は、車両１の周囲の状況を検出する。周辺状況センサ４０２としては、カメラ（撮像装置）、ライダー（LIDAR：Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダ等が例示される。カメラは、車両１の周囲の状況を撮像する。ライダーは、レーザビームを利用して車両１の周囲の物標を検出する。レーダは、電波を利用して車両１の周囲の物標を検出する。

車両位置センサ４０４は、車両１の位置及び方位を検出する。例えば、車両位置センサ４０４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサを含む。ＧＰＳセンサは、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両１の位置及び方位を算出する。

車両状態センサ４０６は、車両１の状態を検出する。車両１の状態は、車両１の速度、加速度、舵角、ヨーレート、等を含む。さらに、車両の状態は、車両１のドライバの搭乗有無や、ドライバの運転操作も含む。運転操作は、車両１のアクセル操作、ブレーキ操作、及びステアリングの操舵操作を含む。

通信装置４０８は、車両と外部と通信を行う。例えば、通信装置４０８は、車両１の外部装置と、通信ネットワークを介して通信を行う。ここでの外部装置は、隊列走行管理装置１０や管理センターを含む。また、通信装置４０８は、周辺の他車両との間で車車間通信（Ｖ２Ｖ通信）を行う。車両と外部と通信を行う。通信装置４０８は、周囲のインフラとの間で路車間通信（Ｖ２Ｉ通信）を行ってもよい。

ＨＭＩユニット４１０は、ドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインターフェースである。具体的には、ＨＭＩユニット４１０は、入力装置と、出力装置を備えている。入力装置としては、例えばタッチパネルやスイッチ、マイク等が例示される。出力装置としては、例えば表示装置、スピーカ、等が例示される。

走行装置６０は、操舵装置、駆動装置、及び制動装置を含む。操舵装置は、車両１の車輪を転舵する。駆動装置は、車両１の駆動力を発生させる駆動源である。駆動装置としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置は、車両１に制動力を発生させる。

制御装置５０は、プロセッサ５２及びメモリ５４を備えるマイクロコンピュータである。制御装置５０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサ５２がメモリ５４に格納されたプログラムを実行することにより、制御装置５０による各種処理が実行される。

例えば、制御装置５０は、地図データベースから必要な地図情報５４２を取得する。地図データベースが車両１にインストールされている場合、制御装置５０は、その地図データベースから必要な地図情報５４２を取得する。一方、地図データベースが車両１の外部に存在する場合、制御装置５０は、通信装置４０８を通して必要な地図情報５４２を取得する。地図情報５４２は、メモリ５４に記憶され、適宜読み出されて利用される。

また、制御装置５０は、運転環境情報４００を取得する。運転環境情報４００は、メモリ５４に格納され、適宜読み出されて利用される。運転環境情報４００は、具体的には、周辺状況情報、車両位置情報、車両状態情報、運転支援レベル情報、電子連結情報、及び配信情報を含んでいる。周辺状況情報は、車両１の周囲の状況を示す。この周辺状況情報は、周辺状況センサ４０２による検出結果から得られる情報である。制御装置５０は、周辺状況センサ４０２の検出結果に基づいて、周辺状況情報を取得する。

車両位置情報は、車両の位置及び方位を示す情報である。制御装置は、車両位置センサ４０４から車両位置情報を取得する。さらに、制御装置５０は、周辺状況情報に含まれる物標情報を利用して周知の自己位置推定処理（localization）を行い、車両位置情報の精度を高めてもよい。

車両状態情報は、車両１の状態を示す情報である。車両１の状態は、車両１の速度、加速度、舵角、ヨーレート、等を含む。さらに、車両１の状態は、車両１のドライバの搭乗有無や、ドライバの運転操作も含む。運転操作は、車両１のアクセル操作、ブレーキ操作、及びステアリングの操舵操作を含む。制御装置５０は、車両状態センサ４０６から車両状態情報を取得する。

運転支援レベル情報は、車両１の運転支援レベルを示す情報である。運転支援レベル情報は、車両１に搭載された運転支援制御装置４によって定まる固有の情報である。更に電子連結情報は、周辺車両との電子連結又はその途絶の状態を示す情報である。

配信情報は、通信装置４０８を通して得られる情報である。制御装置５０は、通信装置４０８を用いて外部と通信を行うことにより、配信情報を取得する。例えば、配信情報は、インフラから配信される道路交通情報を含む。また、配信情報は、車車間通信によって電子連結された周辺車両から得られる運転環境情報も含む。

制御装置５０は、地図情報５４２及び運転環境情報４００に基づいて、車両１の走行計画を生成する。走行計画は、目的地までの目標ルートやローカルな目標軌道（車線内の目標軌道、車線変更のための目標軌道）を含む。また、走行計画は、目標軌道に追従し、交通ルールに従い、障害物を回避するための車両走行計画、等を含む。制御装置５０は、車両１が走行計画に従って運転支援制御を実行するように走行装置６０の制御を行う。

２－２．隊列走行システム１００の構成例
図８は、本実施の形態１に係る隊列走行システムの構成例を示すブロック図である。上述した通り、隊列走行システム１００は、隊列走行管理装置１０と車群２と、を含んでいる。車群２は複数の車両１で構成されている。なお、図８では、複数の車両１のうちの先頭車両１Ａの構成のみを示しているが、他の車両１についても同様の構成を備えているものとする。

先頭車両１Ａは、上述の運転支援制御装置４と、車群情報受信部６と、車両情報送信部８と、を含んで構成される。車群情報受信部６は、隊列走行管理装置１０から送信される車群情報を受信する。運転支援制御装置４は、受信した車群情報に基づいて指定された車両１との電子連結を行うとともに、車両１Ａの運転支援制御を行う。車両情報送信部８は、車両１Ａの車両情報を隊列走行管理装置１０へ送信する。車両情報は、車両１Ａの運転環境情報４００及び走行計画を含んでいる。

隊列走行管理装置１０は、プロセッサ２０と、メモリ３０と、を備えるマイクロコンピュータである。隊列走行管理装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサ２０がメモリ３０に格納されたプログラムを実行することにより、隊列走行管理装置１０による各種処理が実行される。なお、隊列走行管理装置１０は、外部サーバ等の外部装置として構成されていてもよいし、隊列走行管理装置１０の機能の一部又は全部が、何れかの車両１に搭載されていてもよい。

隊列走行管理装置１０のメモリ３０に格納されたプログラムは、車群管理処理３０２と、レベル判定処理３０４と、隊列走行処理３０６と、を含んでいる。車群管理処理３０２は、隊列走行を行う車群２に関する情報の生成及び更新を行う。具体的には、車群管理処理３０２では、隊列走行管理装置１０は、各車両１から車両情報３０８を取得する。車両情報３０８は、上述した各車両１の運転環境情報４００を含む。取得した車両情報３０８は、メモリ３０に格納され、適宜読み出されて利用される。そして、隊列走行管理装置１０は、受信した各車両１の車両情報３０８に基づいて、隊列走行を行うための車群情報３１０を生成する。車群情報３１０には、車群２に含まれる複数の車両１及びその隊列順序に関する情報を含む。より詳しくは、隊列走行管理装置１０は、周辺に存在する車両のうち、共通の目的地へと向かう複数の車両１を１つの車群２に設定する。また、隊列走行管理装置１０は、車群２に含まれる各車両１の位置等に基づいて、車群２の隊列順序を設定する。設定した車群情報３１０は、メモリ３０に格納され、適宜読み出されて利用される。また、設定した車群情報３１０は、車群２を構成する各車両１にも送信される。

レベル判定処理３０４は、車群管理処理３０２によって車群２が第一車群２Ａと第二車群２Ｂに分断された場合、第二車群２Ｂの先頭車両の運転支援レベルを判定する処理である。具体的には、レベル判定処理３０４では、隊列走行管理装置１０は、車群情報３１０に基づいて、第二車群２Ｂの先頭車両（ここでは車両１Ｃ）を特定する。そして、隊列走行管理装置１０は、車両情報３０８に基づいて、先頭車両１Ｃの運転支援レベルを判定する。

隊列走行処理３０６は、車群情報３１０に基づいて、車群２の隊列走行の動作を制御する処理である。図９は、隊列走行処理に含まれる各種処理の構成例を示すブロック図である。この図に示すように、隊列走行処理３０６は、高度隊列走行処理３２０と、低度隊列走行処理３３０と、ドライバ情報取得処理３４０と、を含んでいる。高度隊列走行処理３２０は、更に退避走行処理３２２と、自動停止処理３２４と、を含んでいる。また、低度隊列走行処理３３０は、更に情報送信処理３３２と、手動運転処理３３４と、を含んでいる。以下、フローチャートに沿って、本実施の形態に係る隊列走行システム１００において実行される隊列走行処理３０６の具体的処理について説明する。

図１０は、本実施の形態１の隊列走行システムにおいて実行される隊列走行管理処理のルーチンを示すフローチャートである。なお、図１０に示すルーチンは、５台の車両１Ａ～１Ｅによって構成される車群２の隊列走行を実行している最中に隊列走行管理装置１０によって実行される。

図１０に示すルーチンが開始されると、先ず、隊列走行管理装置１０は、車両１Ａ～１Ｅの何れかの車車間で電子連結の途絶が発生したか否かを判定する（ステップＳ１００）。ここでは、隊列走行管理装置１０は、車両１Ａ～１Ｅの何れかの車両の電子連結が途絶されたことを示す情報を受信したか否かを判定する。その結果、判定の成立が認められない場合、ステップＳ１００の処理が再度実行される。

一方、上記ステップＳ１００の判定の成立が認められた場合、隊列走行管理装置１０は、車群情報を更新する（ステップＳ１０２）。ここでは、隊列走行管理装置１０は、受信した各車両１の運転環境情報に基づいて、車群情報を更新する。具体的には、隊列走行管理装置１０は、車群２を電子連結が途絶された車両間で分断する。隊列走行管理装置１０は、分断した前方の車群を第一車群２Ａとし、後方の車群を第二車群２Ｂとして車群情報を更新する。更新された車群情報は、メモリ３０に格納される。また、更新された車群情報は、車群２の各車両１にも送信される。

次に、隊列走行管理装置１０は、第二車群２Ｂの先頭車両１Ｃの運転支援レベルが所定レベル以上か否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここでは、隊列走行管理装置１０は、第二車群２Ｂの先頭車両１Ｃの運転支援レベル情報を読み込む。そして、隊列走行管理装置１０は、読み込まれた運転支援レベルが所定のレベル以上であるか否かを判定する。ここでの所定レベルは、運転支援レベルが高度運転支援レベルか低度運転支援レベルかを判定するための閾値である。ここでは、所定レベルは、例えばＬＶ－３に設定されている。

上記ステップＳ１０４の処理の結果、判定の成立が認められた場合、第二車群２Ｂの先頭車両１Ｃにドライバが搭乗していないとしても高度運転支援レベルによる運転支援制御によって隊列走行を実行可能と判断することができる。この場合、次のステップでは、隊列走行管理装置１０は、先頭車両１Ｃの運転支援レベルを所定レベル（ＬＶ－３）以上に設定するとともに、第二車群２Ｂの隊列走行を実行する（ステップＳ１０６）。ここでは、具体的には、隊列走行管理装置１０は、後述する図１１に示すサブルーチンを実行する。

一方、上記ステップＳ１０４の処理の結果、判定の成立が認められない場合、運転支援レベルが低度運転支援レベルであると判断することができる。この場合、隊列走行管理装置１０は、先頭車両１Ｃにドライバが搭乗しているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ここでは、隊列走行管理装置１０は、メモリ３０に記憶されている先頭車両１Ｃの車両状態情報を読み込む。そして、隊列走行管理装置１０は、車両状態情報からドライバの搭乗有無を判定する。その結果、判定の成立が認められた場合、隊列走行管理装置１０は、隊列走行管理装置１０は、先頭車両１Ｃの運転支援レベルを所定レベル（ＬＶ－３）よりも低い実現可能レベルに設定するとともに、第二車群２Ｂの隊列走行を実行する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０の処理が完了すると、本ルーチンは終了される。

一方、上記ステップＳ１０８の処理の結果、判定の成立が認められない場合、先頭車両１Ｃは、実現可能な運転支援レベルがＬＶ－３より低いため、ドライバレスでの第二車群２Ｂの隊列走行の先導は困難であると判断することができる。この場合、隊列走行管理装置１０は、次のステップにおいて、遠隔操作情報を管理センター等の外部装置へ送信する（ステップＳ１１２）。ここでの遠隔操作情報は、先頭車両１Ｃの運転支援レベルやドライバの搭乗有無の他、第二車群の位置や目的地に関する情報を含んでいる。遠隔操作情報を受信した外部装置において実行される処理については、後述する図１２に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１１２の処理が完了すると、本ルーチンは終了される。

図１１は、隊列走行管理処理のステップＳ１０６において実行されるサブルーチンを示すフローチャートである。図１１に示すサブルーチンでは、隊列走行管理装置１０は、第二車群２Ｂが運転支援可能領域に属しているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここでの運転支援可能領域は、先頭車両１Ｃの運転支援レベルに対応した自動運転の可能領域を示している。この運転支援可能領域は、地理的な領域に限らず、環境、交通状況、速度、時間的な条件を含んだ領域を示している。隊列走行管理装置１０は、地図情報及び運転環境情報に基づいて運転支援可能領域を特定し、第二車群２Ｂの位置と比較する。

上記ステップＳ１２０の結果、判定の成立が認められた場合、隊列走行管理装置１０は、当該運転支援可能領域内における所定の安全地帯へ第二車群２Ｂを移動させる（ステップＳ１２４）。個々での所定の安全地帯は、例えば、運転支援可能領域内での最も安全な場所（例えばパーキングエリア又はサービスエリア等）に設定することができる。

一方、上記ステップＳ１２０の判定の成立が認められない場合、第二車群２Ｂの先頭車両１Ｃが、所定の運転支援レベル以上の運転支援制御を実施できない領域にいると判断することができる。この場合、隊列走行管理装置１０は、第二車群２Ｂの隊列走行を速やかに停止する（ステップＳ１２４）。

図１２は、遠隔操作情報を受信する外部装置において実行されるルーチンのフローチャートである。このルーチンでは、外部装置は、先ず遠隔操作情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。その結果、判定の成立が認められない場合、外部装置は、再度ステップＳ１３０の処理を実行する。

一方、上記ステップＳ１３０の処理において判定の成立が認められた場合、外部装置は、受信した遠隔操作情報に基づいて、第二車群２Ｂが遠隔操作を受けられる領域に属しているか否かを判定する（ステップＳ１３２）。その結果、判定の成立が認められた場合、外部装置は、第二車群２Ｂの先頭車両１Ｃの遠隔操作を実行し、第二車群２Ｂを安全な場所へと退避させる（ステップＳ１３４）。一方、ステップＳ１３２の判定の成立が認められない場合、外部装置は、隊列走行管理装置１０に対して、第二車群２Ｂを近場に停止させるように指示する（ステップＳ１３６）。

このような隊列走行管理処理によれば、隊列走行中の車群２の電子連結が途絶した場合であっても、分断された後方の第二車群２Ｂの隊列走行を最適化することができる。

ところで、上述した実施の形態１の隊列走行システム１００では、先頭車両１Ｃの運転支援レベルが低度運転支援レベルである場合、先頭車両１Ｃにドライバが搭乗しているか否かを判定せずに遠隔操作情報を管理センター等の外部装置へ送信することとしてもよい。このような制御は、例えば、図１０に示すルーチンのステップＳ１０４の判定の成立が認められない場合に、ステップＳ１１２の処理へ移行するように処理すればよい。このような処理によれば、先頭車両１Ｃへのドライバの搭乗有無にかかわらず、外部装置による判断に応じて第二車群の隊列走行の振る舞いを決定することが可能となる。

なお、実施の形態１の隊列走行システム１００では、隊列走行管理装置１０のプロセッサ２０が第１の発明の「プロセッサ」に相当し、隊列走行管理装置１０のメモリ３０が第１の発明の「メモリ」に相当している。また、実施の形態１の隊列走行システム１００では、メモリ３０に格納されたプログラムのうち、第１の発明の「レベル判定処理」に相当するレベル判定処理３０４を実行することにより、ステップＳ１０４の処理が実行され、第１の発明の「隊列走行処理」に相当する隊列走行処理３０６を実行することにより、ステップＳ１０６～Ｓ１１２の処理が実行される。

また、実施の形態１の隊列走行システム１００では、メモリ３０に格納されたプログラムのうち、第２の発明の「高度隊列走行処理」に相当する高度隊列走行処理３２０を実行することにより、ステップＳ１０６の処理が実行される。

また、実施の形態１の隊列走行システム１００では、メモリ３０に格納されたプログラムのうち、第３の発明の「退避走行処理」に相当する退避走行処理３２２を実行することにより、ステップＳ１２０及びＳ１２２の処理が実行される。

また、実施の形態１の隊列走行システム１００では、メモリ３０に格納されたプログラムのうち、第４の発明の「自動停止処理」に相当する自動停止処理３２４を実行することにより、ステップＳ１２０及びＳ１２４の処理が実行される。

また、実施の形態１の隊列走行システム１００では、メモリ３０に格納されたプログラムのうち、第６の発明の「ドライバ情報取得処理」に相当するドライバ情報取得処理３４０を実行することにより、ステップＳ１０８の処理が実行され、第６の発明の「低度隊列走行処理」に相当する低度隊列走行処理３３０を実行することにより、ステップＳ１０８、Ｓ１１０又はＳ１１２の処理が実行される。

また、実施の形態１の隊列走行システム１００では、メモリ３０に格納されたプログラムのうち、第７の発明の「情報送信処理」に相当する情報送信処理３３２を実行することにより、ステップＳ１１２の処理が実行される。

また、実施の形態１の隊列走行システム１００では、メモリ３０に格納されたプログラムのうち、第８の発明の「手動運転処理」に相当する手動運転処理３３４を実行することにより、ステップＳ１１０の処理が実行される。

１ 車両
２ 車群
２Ａ 第一車群
２Ｂ 第二車群
４ 運転支援制御装置
６ 車群情報受信部
８ 車両情報送信部
１０ 隊列走行管理装置
２０ プロセッサ
３０ メモリ
４０ 情報取得装置
５０ 制御装置
５２ プロセッサ
５４ メモリ
６０ 走行装置
１００ 隊列走行システム
３０２ 車群管理処理
３０４ レベル判定処理
３０６ 隊列走行処理
３０８ 車両情報
３１０ 車群情報
３２０ 高度隊列走行処理
３２２ 退避走行処理
３２４ 自動停止処理
３３０ 低度隊列走行処理
３３２ 情報送信処理
３３４ 手動運転処理
３４０ ドライバ情報取得処理
４００ 運転環境情報
４０２ 周辺状況センサ
４０４ 車両位置センサ
４０６ 車両状態センサ
４０８ 通信装置
４１０ ＨＭＩユニット
５４２ 地図情報

Claims (8)

1. 縦列させた複数の車両の車車間をそれぞれ電子連結して隊列を編成し、前記隊列の先頭車両の後方に位置する後続車両を前記先頭車両に対して自動で追従させる隊列走行を行う隊列走行システムであって
   前記隊列走行システムは、
   前記隊列走行の動作を規定したプログラムを実行するプロセッサと、
   前記プログラムが格納されたメモリと、を備え、
   前記プログラムは、
   前記電子連結の一部が途絶されて前記隊列を構成する車群が第一車群と前記第一車群の後方の第二車群とに分断された場合、前記第二車群の先頭車両が実現可能な運転支援レベルを判定するレベル判定処理と、
   判定された前記運転支援レベルに基づいて、前記第二車群による前記隊列走行の動作を制御する隊列走行処理と、
   を含んで構成されることを特徴とする隊列走行システム。
2. 前記隊列走行処理は、
   前記レベル判定処理によって判定された前記運転支援レベルが所定レベル以上の高度運転支援レベルである場合、前記高度運転支援レベルに準拠した運転支援によって前記第二車群の隊列走行を行う高度隊列走行処理を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の隊列走行システム。
3. 前記高度隊列走行処理は、
   前記第二車群の位置が、前記高度運転支援レベルに対応する運転支援可能領域に属する場合、前記運転支援によって前記運転支援可能領域に含まれる所定の安全地帯まで移動する退避走行処理を含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載の隊列走行システム。
4. 前記高度隊列走行処理は、
   前記第二車群の位置が、前記高度運転支援レベルに対応する運転支援可能領域に属さない場合、前記運転支援によって前記第二車群を停止させる自動停止処理を含んで構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の隊列走行システム。
5. 前記隊列走行処理は、
   前記レベル判定処理によって判定された前記運転支援レベルが前記所定レベル以下の低度運転支援レベルである場合、前記第二車群の先頭車両に関する情報を外部装置へ送信する情報送信処理を含んで構成されることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の隊列走行システム。
6. 前記隊列走行処理は、
   前記第二車群の先頭車両にドライバが搭乗しているか否かを示すドライバ情報を取得するドライバ情報取得処理と、
   前記レベル判定処理によって判定された前記運転支援レベルが前記所定レベルより低い低度運転支援レベルである場合、前記ドライバ情報に基づいて、前記第二車群の前記隊列走行の動作を制御する低度隊列走行処理と、
   を含んで構成されることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の隊列走行システム。
7. 前記低度隊列走行処理は、
   前記第二車群の先頭車両にドライバが搭乗していない場合、前記運転支援レベル及び前記ドライバ情報を含む前記第二車群の先頭車両に関する情報を外部装置へ送信する情報送信処理を含んで構成されることを特徴とする請求項６に記載の隊列走行システム。
8. 前記低度隊列走行処理は、
   前記第二車群の先頭車両にドライバが搭乗している場合、前記低度運転支援レベルに準拠した運転支援によって前記第二車群の前記隊列走行を行う手動運転処理を含んで構成されることを特徴とする請求項６又は７に記載の隊列走行システム。

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