JP7399684B2 - 車両および車両群 - Google Patents

Description

本発明は、車両および当該車両を含む車両群に関する。

複数の車両が隊列を編成して走行する隊列走行を自動運転により実現する技術の開発が、急速に進んでいる。隊列走行を自動運転により行う場合、各車両は、速度センサから自車両の速度に関する情報を取得して、当該情報に基づいて自車両の走行を制御する。

特開２００６－１６３６１５号公報

しかしながら、隊列走行中に速度センサから自車両の速度を取得できなくなることも考えられる。このような事態においては、現状では、当該車両を停車させることになるが、停車させるまでに、当該車両はある程度の距離を進むことになる。

その一方で、当該車両の停車方法についての検討は、未だ十分になされていない。

本件発明は、このような点を考慮してなされたものであって、隊列走行中の車両に生じる異常への対処方法を提供することを目的とする。

本発明による車両は、
速度及び加減速度の少なくとも一方に関する情報を取得する検出部と、
前記検出部から前記情報を取得できなくなった場合に、隊列を編成する他の車両との車間距離に関する情報、前記他の車両の走行に関する情報及びＧＰＳから取得した情報の少なくとも一つに基づいて、走行を制御する自動制御部と、を備える。

本発明による車両において、前記他の車両の走行に関する情報は、前記他の車両の速度及び加減速度の少なくとも一方を含んでよい。

また、本発明による車両において、前記自動制御部は、前記他の車両との車間距離に関する情報と前記他の車両の速度及び加減速度の少なくとも一方から推測される速度および加減速度の少なくとも一方に基づいて、走行を制御してよい。

また、本発明による車両において、前記自動制御部は、ＧＰＳから取得した情報から推測される速度および加減速度の少なくとも一方に基づいて、走行を制御してもよい。

本発明による車両群は、上記車両を少なくとも一台含む複数の車両であって、隊列を編成して走行する複数の車両を備える。

本発明によれば、隊列走行中の車両に生じる異常への対処方法を提供することができる。

図１は、本実施の形態による車両群と近隣車両とを示す図である。 図２は、図１に示す車両群に含まれる各車両の全体的な構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。

図１は、本発明による車両群の一実施の形態を説明するための図である。図１には、車両群１とともに、車両群１に先行して走行する先行近隣車両２および車両群１に後続して走行する後続近隣車両３が示されている。また、図２は、図１に示す車両群１に含まれる各車両の全体的な構成を示すブロック図である。

本実施の形態の車両群１は、隊列を編成して隊列走行する複数の車両（以下、「隊列車両」とも呼ぶ）１０ａ，１０ｂ，１０ｃを含んでいる。図１に示す例においては、隊列車両１０ａが車両群１の先頭に配置され、隊列車両１０ｃが車両群１の最後尾に配置されている。そして、隊列車両１０ｂは、隊列車両１０ａおよび１０ｃの間に配置されている。なお、隊列を編成する車両群１に含まれる隊列車両の数は３台に限られず、２台であってもよいし、４台以上であってもよい。以下の説明では、「ｉ」は、「ａ」、「ｂ」および「ｃ」のうち任意の文字を表す。

図１に示す例において、車両群１を編成する隊列車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、自車両を自動で制御する自動運転が可能な車両である。各隊列車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、自動運転を安全に行うための工夫がなされている。具体的には、各隊列車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、自車両の速度に関する情報に基づいて自動運転を行うものであるが、当該速度に関する情報を取得できなくなった場合にも、安全に走行および停車するための工夫がなされている。

以下、図１及び図２を参照して、車両群１及び各隊列車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃの構成について、より詳細に説明する。

図１および図２に示すように、隊列車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、それぞれ、車体１５と、タイヤ２０と、タイヤ２０に駆動力及び制動力を出力する出力部３０と、出力部３０を自動制御する自動制御部４０と、を備える。また、各隊列車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、自車両の速度に関する情報を取得する第１検出部５１と、車両群１の他の隊列車両との車間距離に関する情報を取得する第２検出部５２と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器５３と、通信機器５４と、を有している。

ここで、本明細書において「自動制御」とは、車両に乗車した人間による逐次の操作入力ではなく、外部から通信機器を通じて受信した情報や検出部から受信した情報、及び、予め入力された情報に基づいた制御を意味する。

図２に示すように、タイヤ２０は、一対の前輪２１および一対の後輪２２を含む。前輪２１または後輪２２の向きが図示しない操舵手段によって変更されることにより、自車両１０ｉの進行方向が変更される。

出力部３０は、タイヤ２０に駆動力を出力する第１出力部３１と、タイヤ２０に制動力を出力する第２出力部３５と、を含む。

第１出力部３１は、エンジンやモータ等の駆動力出力源３２と、駆動力出力源３２を駆動する出力源駆動部３３と、を含む。

第２出力部３５は、各タイヤ２０に設けられたシュー３６およびブレーキアクチュエータ３７と、ブレーキアクチュエータ３７を駆動するアクチュエータ駆動部３８と、を含む。アクチュエータ駆動部３８がブレーキアクチュエータ３７を駆動することによって、シュー３６が対応するタイヤ２０に押しつけられ、タイヤ２０の回転が摩擦抵抗により低減する。

第１検出部５１は、図示された例では、各タイヤ２０の回転速度を検出して自車両１０ｉの速度に関する情報を取得する。

第２検出部５２は、図示された例では、自車両１０ｉの前方および／または後方に電波や光、超音波等を送信するとともに先行車両および／または後続車両からの反射波を受信し、その遅延時間に基づいて先行車両および／または後続車両との車間距離に関する情報を取得する。

ＧＰＳ受信器５３は、ＧＰＳ衛星から信号を受信して自車両の位置情報（以下、「ＧＰＳ情報」とも呼ぶ）を取得する。

通信機器５４は、車両群１内の他の隊列車両と車間通信を行って当該他の隊列車両の走行に関する情報（例えば、当該他の隊列車両の速度や加減速度に関する情報）を取得する。

自動制御部４０は、出力源駆動部３３およびアクチュエータ駆動部３８を含む自車両１０ｉの各部を制御する。自動制御部４０は、自車両１０ｉの目標速度および目標加減速度を特定する第１特定部４１および第２特定部４２を有する。自動制御部４０は、第１特定部４１または第２特定部４２で特定された目標速度または目標加減速度になるように、自車両１０ｉの出力源駆動部３３やアクチュエータ駆動部３８を制御する。また、自動制御部４０は、第１検出部５１および第２検出部５２から取得された情報を記憶する記憶部４３を有する。

第１特定部４１は、他の隊列車両との車間距離を保って隊列を維持するための自車両１０ｉの目標速度および目標加減速度を、予め定められた走行計画および第１検出部５１から取得した自車両１０ｉの速度に関する情報に基づいて特定する。

第２特定部４２は、第１検出部５１から自車両１０ｉの速度に関する情報を取得できなくなった場合に、第２検出部５２から取得した他の隊列車両との車間距離に関する情報に基づいて自車両１０ｉの速度を推定し、安全に走行および停車するための自車両１０ｉの目標速度および目標加減速度を特定する。

なお、第１検出部５１から自車両１０ｉの速度に関する情報を取得できなくなった際の自車両１０ｉの速度は、次のように推定する。すなわち、車両群１が一定の速度Ｖで走行中に第１検出部５１から上記情報を取得できなくなった場合に、自車両１０ｉとその先行隊列車両あるいは後続隊列車両との車両間隔が一定であれば、自車両１０ｉの速度が第１検出部５１から上記情報を取得できなくなる直前の速度Ｖに等しい速度であると推測する。一方、自車両１０ｉとその先行隊列車両との車間距離が長くなれば、あるいは、後続隊列車両との車両間隔が短くなれば、自車両１０ｉの速度が第１検出部５１から上記情報を取得できなくなる直前の速度Ｖよりも遅い速度であると推測する。また、自車両１０ｉとその先行隊列車両との車間距離が短くなれば、あるいは、後続隊列車両との車両間隔が長くなれば、自車両１０ｉの速度が第１検出部５１から上記情報を取得できなくなる直前の速度Ｖよりも速い速度であると推測する。

また、安全に走行するための目標速度および目標加減速度とは、例えば、自車両１０ｉがその先行車両に追突したり後続車両に追突されたりする虞の低い速度および加減速度である。言い換えると、自車両１０ｉのそれまでの速度が急激に変化することなく（すなわち、急加速したり急減速したりすることなく）、自車両１０ｉの周囲を走行する車両に自車両１０ｉとの衝突を回避するための時間的余裕を十分に与えることが可能な速度および加減速度である。

自動制御部４０が上述した第２特定部４２を有することにより、車両１０ｉは、第１検出部５１から上記情報を取得できなくなった場合であっても、それまでの速度に応じた速度または加減速度で走行および停車することができる。これにより、他の隊列車両および近隣車両２，３に追突する虞や追突されることが防止される。すなわち、隊列車両１０ｉは、第１検出部５１から上記情報を取得できなくなった場合であっても安全に走行および停車することができる。

記憶部４３は、第１検出部５１から取得された速度に関する情報を、当該情報が取得された時刻に関する情報とともに記憶する速度記憶部４４と、第２検出部５２から取得された他の隊列車両との車間距離に関する情報を、当該情報が取得された時刻に関する情報とともに記憶する車間距離記憶部４５と、を有する。

次に、本実施の形態の隊列車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃおよび車両群１の作用について説明する。ここでは、隊列走行中に車両群１の隊列車両１０ｃに異常が生じ、隊列車両１０ｃを安全に停車させる場合を例に挙げて説明する。

まず、隊列車両１０ｃに異常が生じる前の隊列車両１０ｃの作用について説明する。隊列車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃが一定の速度Ｖで走行中、隊列車両１０ｃの第１特定部４１では、第１検出部５１から自車両１０ｃの速度に関する情報が取得され、当該速度に関する情報および予め定められた走行計画に基づいて、自車両１０ｃが先行する隊列車両１０ｂと一定の間隔を保って隊列を維持するための目標速度および目標加速度が特定される。また、速度記憶部４４に、第１検出部５１から取得された上記速度に関する情報が、当該情報が取得された時刻に関する情報とともに、定期的に格納される。さらに、車間距離記憶部４５に、第２検出部５２から取得された他の隊列車両との車間距離に関する情報が、当該情報が取得された時刻に関する情報とともに、定期的に格納される。

次に、隊列車両１０ｃに異常が生じ、第１検出部５１から自車両１０ｃの速度に関する情報が取得できなくなると、自車両１０ｃの第２特定部４２において、第２検出部５２から取得された先行する隊列車両１０ｂと自車両１０ｃとの車間距離に関する情報と、異常が生じる直前に車間距離記憶部４５に格納された自車両１０ｃと上記先行する隊列車両１０ｂとの車間距離に関する情報と、が比較される。そして、異常発生前後で自車両１０ｃと上記先行する隊列車両１０ｂとの車間距離が等しい場合には、自車両１０ｃの速度は異常発生直前の自車両１０ｃの速度（すなわち速度Ｖ）に等しいものと推測して、自車両１０ｃを安全に停車させるための目標減速度を特定する。ここで、車両１０ｃを安全に停車させるための目標減速度は、車両１０ｃの後続車両である後続近隣車両３が車両１０ｃに追突することを回避可能な程度に十分に小さい減速度である。そして、特定された目標減速度に基づいて第２出力部３５のアクチュエータ駆動部３８が駆動されて、車両１０ｂは減速され、停車される。

＜変形例＞
以上に説明した実施形態では、第１検出部５１は自車両１０ｉの速度に関する情報を取得するものであったが、これに限られない。第１検出部５１は、自車両１０ｉの加減速度に関する情報を取得するものであってもよい。この場合、自動制御部４０の第２特定部４２は、第１検出部５１から上記加減速度に関する情報が取得できなくなった場合に、自車両１０ｉの走行を制御してよい。あるいは、第１検出部５１は、自車両１０ｉの速度および加減速度に関する情報を取得するものであってもよい。この場合、自動制御部４０の第２特定部４２は、第１検出部５１から上記速度および加減速度に関する情報が取得できなくなった場合に、自車両１０ｉの走行を制御してよい。

また、第２検出部５２は、他の隊列車両の走行に関する情報（例えば、他の隊列車両の速度や加減速度等）に基づいて自車両１０ｉの走行を制御するものであってもよい。ここで、通常、隊列を編成する車両群１の車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、互いの車間距離が一定に保たれるよう、互いに同じ速度あるいは加減速度で走行する。したがって、他の隊列車両の走行に関する情報から、自車両１０ｉの速度または加減速度を推測することができる。そして、推測された速度または加減速度に基づいて、自車両１０ｉを安全に走行または停車させるための目標速度または目標加減速度を特定することができる。さらに、他の隊列車両の走行に関する情報を取得することで、上記推測される速度または加減速度が特定された目標速度または目標加減速度となったか否かの判定を行うことができる。このため、自車両１０ｉの速度または加減速度が上記目標速度または目標加減速度なるように自車両１０ｉの走行を制御することが、容易である。このため、本変形例によれば、自車両１０ｉを適切な速度または加速度で、より安全に走行および停車させることができる。

なお、第２検出部５２が他の車両の走行に関する情報に基づいて自車両１０ｉの走行を制御するものである場合、車両１０ｉを安全に走行または停車させるための速度または加減速度は、例えば、次のような速度または加減速度である。すなわち、隊列車両１０ｂまたは１０ｃに異常が生じた場合は、その先行車両１０ａまたは１０ｂに追突することを防止するため、先行車両１０ａ又は１０ｂの速度または加速度よりも小さい速度または加速度、あるいは、先行車両１０ａまたは１０ｂの減速度よりも大きい減速度である。また、車両１０ａまたは１０ｂに異常が生じた場合は、その後続車両１０ｂまたは１０ｃに追突されることを防止するため、後続車両１０ｂまたは１０ｃの速度または加速度よりも大きい速度または加速度、あるいは、後続車両１０ｂ，１０ｃの減速度よりも小さい減速度である。さらに、異常が生じた車両が車両群１の先頭を走行する隊列車両１０ａである場合は、上記安全に走行または停車させるための速度または加速度は、先行近隣車両２が隊列車両１０ａに追突されることを回避可能な程度に十分に小さい速度または加速度である。また、異常が生じた車両が車両群１の最後尾に配置された隊列車両１０ｃである場合は、上記安全に走行または停車させるための速度または減速度は、後続近隣車両３が隊列車両１０ｃに追突することを回避可能な程度に十分に大きい速度または十分に小さい減速度である。また、異常が生じた車両が後方に他の隊列車両を有する隊列車両１０ａ，１０ｂである場合は、上記安全に走行または停車させるための速度または減速度は、次のような速度または減速度である。すなわち、隊列車両１０ａ，１０ｂの後方を走行する他の隊列車両の速度および減速度は隊列車両１０ａ，１０ｂの速度および減速度に応じた速度および減速度となるため、上記安全に走行または停車させるための速度または減速度は、車両群１の最後尾を走行する隊列車両１０ｃの速度が十分に大きくまたは減速度が十分に小さくて、後続近隣車両３が隊列車両１０ｃに追突することを回避することができる速度または減速度である。

もちろん、自動制御部４０は、自車両１０ｉと他の隊列車両との車間距離に関する情報と、他の隊列車両の速度及び加減速度の少なくとも一方とから推測される自車両１０ｉの速度または加減速度に基づいて、自車両１０ｉの走行を制御するものであってもよい。この場合、推測された速度または加減速度から安全に走行および停車させるための目標速度または目標加減速度をより適切に特定することができる。ここで、上述したように、他の隊列車両の走行に速度および加減速度に関する情報を取得した場合、推測される速度または加速度が特定された目標速度または目標加減速度になるように自車両１０ｉを制御することが、容易である。したがって、本変形例によれば、自車両１０ｉを適切な速度または加減速度で、より安全に走行および停車させることができる。

また、自動制御部４０は、ＧＰＳ情報から推測される速度に基づいて、自車両１０ｉの走行を制御するものであってもよい。ここで、ＧＰＳ情報は自車両１０ｉの位置情報を示すものである。このため、ＧＰＳ情報を継続的に取得することで自車両１０ｉの速度や加減速度を適切に推測することができる。したがって、推測された速度または加減速度から安全に走行および停車させるための目標速度または目標加減速度をより適切に特定することができる。また、ＧＰＳ情報を利用することで、上記推測される速度や加減速度が特定された目標速度または目標加減速度になったか否かを判定することができる。したがって、自車両１０ｉの速度または加減速度が上記目標速度または目標加減速度になるように、自車両１０ｉを適切に制御することが容易である。このため、本変形例によれば、自車両１０ｉを適切な速度または加速度で、より安全に走行および停車させることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、車両１０ｉは、速度及び加減速度の少なくとも一方に関する情報を取得する検出部（第１検出部）５１と、検出部５１から上記情報を取得できなくなった場合に、隊列を編成する他の車両との車間距離に関する情報、上記他の車両の走行に関する情報及びＧＰＳから取得した情報の少なくとも一つに基づいて、走行を制御する自動制御部４０と、を備える。

このような車両１０ｉによれば、隊列を編成する他の車両との車間距離に関する情報、他の車両の走行に関する情報、ＧＰＳから取得した情報のいずれかを利用することで自車両１０ｉの走行状態を推測することができる。これにより、車両１０ｉを安全に走行および停車させることができる。

また、本実施の形態において、上記他の車両の走行に関する情報は、上記他の車両の速度及び加減速度の少なくとも一方を含む。これにより、他の車両の速度または加減速度に基づき、自車両１０ｉの速度または加減速度を推測して、推測された速度または加減速度に基づいて自車両１０ｉを安全に走行および停車させるための目標速度または目標加減速度を特定することができる。例えば先行車両への追突を防止するため、上記目標速度または目標加減速度を、先行車両の速度若しくは加速度よりも小さい速度若しくは加速度、または、先行車両の減速度よりも大きい減速度とすることができる。あるいは、後続車両からの追突を防止するため、上記目標速度または目標加減速度を、後続車両の速度若しくは加速度よりも大きい速度若しくは加速度、または、後続車両の減速度よりも小さい減速度とすることができる。これにより、車両１０ｉを安全に走行および停車させることができる。

また、本実施の形態において、自動制御部４０は、他の車両との車間距離に関する情報と他の車両の速度及び加減速度の少なくとも一方から推測される自車両１０ｉの速度および加減速度の少なくとも一方に基づいて、自車両１０ｉの走行を制御してもよい。この場合、推測された速度または加減速度から安全に走行および停車させるための目標速度または目標加減速度をより適切に特定することができる。ここで、他の隊列車両の走行に速度および加減速度に関する情報を取得した場合、推測される速度または加速度が特定された目標速度または目標加減速度になるように自車両１０ｉを制御することが、容易である。したがって、自車両１０ｉを適切な速度または加減速度で、より安全に走行および停車させることができる。

また、本発明において、自動制御部４０は、ＧＰＳから取得した情報から推測される速度および加減速度の少なくとも一方に基づいて、走行を制御するものであってもよい。ここで、ＧＰＳ情報は自車両１０ｉの位置情報を示すものである。このため、ＧＰＳ情報を継続的に取得することで自車両１０ｉの速度や加減速度を適切に推測することができる。したがって、推測された速度または加減速度から安全に走行および停車させるための目標速度または目標加減速度をより適切に特定することができる。また、ＧＰＳ情報を利用することで、上記推測される速度または加減速度が特定された目標速度または目標加減速度になるように、自車両１０ｉを適切に制御することが容易である。したがって、自車両１０ｉを適切な速度または加減速度で、より安全に走行および停車することができる。

また、本実施の形態による車両群１は、上記車両１０ｉを少なくとも一台含む複数の車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃであって、隊列を編成して走行する複数の車両１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備える。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１ 車両群
２ 近隣車両
３ 近隣車両
１０ａ 車両
１０ｂ 車両
１０ｃ 車両
２０ タイヤ
３０ 出力部
４０ 自動制御部
５１ 第１検出部
５２ 第２検出部
５３ ＧＰＳ受信器
５４ 通信機器

Claims (3)

1. 速度及び加減速度の少なくとも一方に関する情報を取得する検出部と、
   前記検出部から前記情報を取得できなくなった場合に、隊列を編成する他の車両との車間距離に関する情報、前記他の車両の速度及び加減速度の少なくとも一方を含む前記他の車両の走行に関する情報、並びに、ＧＰＳから取得した情報から推測される速度および加減速度の少なくとも一方、の少なくとも一つに基づいて、走行を制御する自動制御部と、を備える、車両。
2. 前記自動制御部は、前記他の車両との車間距離に関する情報と前記他の車両の速度及び加減速度の少なくとも一方から推測される速度および加減速度の少なくとも一方に基づいて、走行を制御する、請求項１に記載の車両。
3. 請求項１又は２に記載の車両を少なくとも一台含む複数の車両であって、隊列を編成して走行する複数の車両を備える、車両群。

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