JPWO2010086968A1 - 車群制御方法及び車群制御装置 - Google Patents

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Abstract

複数の車両からなる車群内の車両の配置を制御する車群制御装置1であって、車群を構成する車両の周辺監視性能を車両ごとにそれぞれ把握する周辺監視性能把握部11と、車両ごとの周辺監視性能に基づいて車群内の車両の配置を決定する配置決定部13とを備えることで、車群内の車両の周辺監視性能を車両ごとにそれぞれ把握し、車両ごとの周辺監視性能に基づいて車群内の車両の配置を決定することができので、車群全体の走行を効率化することが可能となる。

Description

本発明は、車群を制御する方法及びその装置に関するものである。
従来、車群の配置を制御する方法又は装置として、車車間通信により車群内の他車両の制動距離を取得し、制動距離が長い車両ほど車群における順序を前にする方法又は装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−293899号公報
しかしながら、従来の方法又は装置にあっては、車群の前方に配置された制動距離の長い車両の性能によって車群全体の走行機能が制限されるため、効率的な車群走行を実現できないおそれがある。例えば、車間距離を短く制御して車群走行を行うことが困難である。
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、効率的な車群走行が可能となる車両の配置を決定することができる車群制御方法及び車群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車群制御方法は、複数の車両からなる車群内の前記車両の配置を制御する車群配置制御方法であって、前記車群を構成する前記車両の周辺監視性能を前記車両ごとにそれぞれ把握する周辺監視性能把握ステップと、前記車両ごとの前記周辺監視性能に基づいて前記車群内の前記車両の配置を決定する配置決定ステップとを備えて構成される。
本発明に係る車群制御方法によれば、車群内の車両の周辺監視性能を車両ごとにそれぞれ把握し、車両ごとの周辺監視性能に基づいて車群内の車両の配置を決定することができる。例えば、車群においては後方になるほど複数の先行車両の走行結果を利用することができるため、車両の周辺監視性能に応じて車群内の車両の配置を決定することにより、車群全体の走行を効率化することが可能となる。
ここで、前記周辺監視性能把握ステップは、前記車両が情報取得機器を有するか否かの情報、前記車両が有する情報取得機器の性能、前記車両が取得可能な情報の精度、又は前記車両が取得可能な情報量に基づいて前記周辺監視性能を把握することが好適である。このように構成することで、例えばセンサ等を有しているか否か、又はセンサ等を介して取得する情報や通信等により取得した情報の精度、情報量に基づいて、車両の周辺監視性能を適切に把握することができる。
また、前記配置決定ステップは、前記周辺監視性能の高い車両ほど前方に配置することが好適である。このように、周辺監視性能の高い車両を先方に配置することにより、周辺監視性能の低い車両が先方の車両により得られた情報を利用することができるので、車群全体の走行を効率化することが可能となる。
さらに、車群制御方法は、前記車群を構成する前記車両の運動性能を前記車両ごとにそれぞれ取得する運動性能把握ステップを備え、前記配置決定ステップは、前記車両ごとの前記周辺監視性能及び前記運動性能に基づいて前記車群内の前記車両の配置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、情報を利用して得られる利益、及び車両の運動性能に基づいて車群の配置を決定することができるので、車群全体の走行を一層効率化することが可能となる。
また、本発明に係る車群制御装置は、複数の車両からなる車群内の前記車両の配置を制御する車群制御装置であって、前記車群を構成する前記車両の周辺監視性能を前記車両ごとにそれぞれ把握する周辺監視性能把握部と、前記車両ごとの前記周辺監視性能に基づいて前記車群内の前記車両の配置を決定する配置決定部とを備えて構成される。ここで、前記周辺監視性能把握部は、前記車両が情報取得機器を有するか否か、前記車両が有する情報取得機器の性能、前記車両が取得可能な情報の精度、又は前記車両が取得可能な情報量に基づいて前記周辺監視性能を把握することが好適である。また、前記配置決定部は、前記周辺監視性能の高い車両ほど前方に配置することが好適である。さらに、前記車群を構成する前記車両の運動性能を前記車両ごとにそれぞれ把握する運動性能把握部を備え、前記配置決定部は、前記車両ごとの前記周辺監視性能及び前記運動性能に基づいて前記車群内の前記車両の配置を決定することが好適である。
本発明に係る車群制御装置は、上述した車両制御方法と同様の効果を奏する。
本発明によれば、効率的な車群走行が可能となる車両の配置を決定することができる。
本実施形態に係る車群制御部を備える車両の構成概要を示すブロック図である。 図1の車群制御部の動作を示すフローチャートである。 図1の車群制御部の動作を説明する概要図である。 図1の車群制御部の動作を説明する概要図である。 図1の車両の動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1 車群制御部(車群制御装置)
2 車両
10 ECU
11 周辺監視性能把握部
12 運動性能把握部
13 配置決定部
14 車両制御部
20 通信装置
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、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態に係る車群制御方法及び車群制御装置(車群制御部)は、複数の車両により車群や隊列を形成して走行する場合において各車両の配置位置を決定する装置であって、例えば、自律型の自動運転を行う運転支援システム等を搭載した車両に好適に採用されるものである。
最初に、本実施形態に係る車群制御部を備える車両の概要から説明する。図1は、本実施形態に係る車群制御部1を備える車両の概要図である。図1に示す車両2は、通信装置20及びECU10を備えている。
通信装置20は、車外の通信装置と通信する機能を有している。例えば、他車両に搭載された通信装置と車車通信可能に構成され、他車両が取得した情報、他車両の装備情報、又は運動性能情報等を受信する機能を有している。
他車両が取得した情報は、当該他車両に備わるセンサにより取得した加減速情報や操舵情報、交通管理を行う情報センターから路車間通信により取得した地形情報等を含むものである。また、装備情報は、車両が備える車両環境検出センサの有無や車両環境検出センサの種類、ナビゲーションシステムの利用可能サービスの種類等を示す情報であり、例えば他車両の諸元情報から取得される。車両環境検出センサには、例えば、周辺車両との車間距離を検出するレーザセンサ、ミリ波センサ、周囲の画像情報を取得する画像センサ等が含まれる。また、ナビゲーションシステムの利用可能サービスの種類として、例えば、非会員向けの情報提供サービスや、より精度の高く情報量が豊富な会員向けの情報提供サービス等がある。また、運動性能情報は、制動性能、加速性能、操舵性能等を示す情報や、運転支援システムの有無を示す情報であり、例えば諸元情報や実測データ等から取得される。運転支援システムは、車両運動に関わる支援システムであり、例えば、VDIM(Vehicle Dynamics Integrated Management)、VSC(Vehicle Stability Control)、ABS(Anti-lock Brake System)、TRC(Traction Control)、ブレーキアシストシステム等である。また、通信装置20は、取得した情報をECU10へ出力する機能を有している。
ECU10は、周辺監視性能把握部11、運動性能把握部12、配置決定部13及び車両制御部14を備えており、周辺監視性能把握部11、運動性能把握部12及び配置決定部13により車群制御部1が構成されている。
周辺監視性能把握部11は、自車両及び他車両の周辺監視性能を把握する機能を有している。例えば、周辺監視性能把握部11は、自車両及び他車両の装備情報に基づいて、自車両及び他車両の周辺監視性能を把握する機能を有している。例えば、周辺監視性能把握部11は、装備ごとに点数(ポイント)を割り振ったテーブルを備えており、通信装置20により取得した他車両の装備情報に示される装備と対応付けして、他車両が有する装備を数値化することにより、他車両の周辺監視性能を評価する機能を有している。なお、このポイントは、装備の機能によって重み付けされてもよい。例えば、ミリ波センサはレーザセンサに比べて検出精度が高いため、よりポイントが大きく設定される。また、例えば、センサを備える個数に応じて重み付けされてもよい。また、自車両の諸元情報を参照し、他車両の場合と同様に、自車両の周辺監視性能を評価する機能を有している。また、周辺監視性能把握部11は、把握した自車両及び他車両の周辺監視性能を配置決定部13へ出力する機能を有している。
運動性能把握部12は、自車両及び他車両の運転性能を把握する機能を有している。例えば、運動性能把握部12は、自車両及び他車両の運動性能情報に基づいて、自車両及び他車両の運動性能を把握する機能を有している。例えば、運動性能把握部12は、性能や装備ごとにポイントを割り振ったテーブルを備えており、通信装置20により取得した他車両の運動性能情報に示される性能や装備と対応付けして、他車両が有する性能や装備を数値化することにより、他車両の運動性能を評価する機能を有している。また、自車両の諸元情報や実測データを参照し、他車両の場合と同様に、自車両の運動性能を評価する機能を有している。また、運動性能把握部12は、把握した自車両及び他車両の運動性能を配置決定部13へ出力する機能を有している。
配置決定部13は、車群を構成する車両の周辺監視性能及び運動性能に基づいて、車群内の配置を決定する機能を有している。例えば、配置決定部13は、車郡内の車両ごとの周辺監視性能及び運動性能に基づいて当該車両の配置ポイントを把握し、配置ポイントの高い車両ほど前方に配置するように車群内の配置を決定する機能を有している。ここで、配置ポイントは、車群内の配置を決定するために用いられる数値であって、運動性能のみならず周辺監視性能や走行環境等を考慮して算出される。例えば、配置ポイントは、運動性能及び周辺監視性能のそれぞれに走行環境により定まる定数を掛けたものをそれぞれ足し合わせて算出される。また、配置決定部13は、決定した車群内の配置を車両制御部14へ出力する機能を有している。
車両制御部14は、配置決定部13が出力した配置位置に基づいて車両2の走行制御を行う機能を有している。例えば、車群内の配置位置が変更された場合には、操舵制御、ブレーキ、アクセル制御等を行い、変更した配置となるように車両2の走行を制御する機能を有している。また、車両制御部14は、通信装置20を介して他車両が取得した情報を入力し、自車両の走行計画に反映して車両制御する機能を有している。
次に、本実施形態に係る車群制御部1の動作について説明する。図2は、本実施形態に係る車群制御部1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、例えばイグニッションオンされてから、あるいは車両2に備わる実行ボタンがONされてから所定の間隔で繰り返し実行される。
図2に示す制御処理が開始されると、車群制御部1は情報取得処理から開始する(S10)。S10の処理は、周辺監視性能把握部11及び運動性能把握部12が実行し、車群を構成する車両の装備情報及び運動性能情報を取得する処理である。例えば、周辺監視性能把握部11及び運動性能把握部12は、通信装置20が出力した周辺車両の装備情報及び運動性能情報を取得する。また、周辺監視性能把握部11及び運動性能把握部12は、自車両の諸元情報又は実測データ等に基づいて、自車両の装備情報及び運動性能情報を取得する。
例えば、装備情報として、車間距離センサを装備しているか否かを取得する。そして、車間距離センサを備えている場合には、レーザセンサ、ミリ波センサ等の種類を取得する。さらに、情報配信サービスの会員であるか否かを示す情報を取得する。また、運動性能情報として、例えば、制動距離や最大減速度等の制動性能を示す情報、最大加速度や応答性等の加速性能を示す情報、旋回半径等の旋回性能を示す情報、運転支援システムの有無を示す情報を入力する。S10の処理が終了すると、各性能把握処理へ移行する(S12)。
S12の処理は、周辺監視性能把握部11及び運動性能把握部12が実行し、車群を構成する車両の周辺監視性能及び運動性能を把握する処理である。周辺監視性能把握部11は、予め各装備等にポイントを割り振ったテーブルを用いて、車両の周辺監視性能を把握する。周辺監視性能把握部11は、自車両及び他車両の装備情報とテーブルとを対応させて、自車両及び他車両の周辺監視性能をポイントとして評価する。また、運動性能把握部12は、予め各性能や装備等にポイントを割り振ったテーブルを用いて、車両の運動性能を把握する。運動性能把握部12は、自車両及び他車両の運動性能情報とテーブルとを対応させて、自車両及び他車両の周辺監視性能をポイントとして評価する。
ここで、S12の処理について、図3を用いて詳細を説明する。図3は、車群を構成する各車両の性能を説明する概要図である。なお、説明理解の容易性を考慮して、周辺監視性能把握部11が有するテーブルが以下の場合を説明する。例えば、車間距離センサを備えていない車両は0ポイント、レーザセンサを備えている車両は1ポイント、ミリ波センサを備えている車両は2ポイント、画像センサを備えていない車両は0ポイント、画像センサをフロント又はリアのみに装備している車両は1ポイント、画像センサをフロント及びリアに装備している車両は2ポイント、情報センターから情報を取得できない車両は0ポイント、情報センターから一般情報を取得できる車両は1ポイント、情報センターから会員情報を取得できる車両は2ポイント、とポイントを割り振ったテーブルの場合である。
また、運転性能把握部12が有するテーブルが以下の場合を説明する。例えば、制動距離や最大減速度等により評価された制動性能が低い場合は1ポイント、中程度の場合は2ポイント、高い場合は3ポイント、最大加速度や応答性等により評価された加速性能が低い場合には1ポイント、中程度の場合には2ポイント、高い場合には3ポイント、旋回半径等により評価された旋回性能が低い場合は1ポイント、中程度の場合は2ポイント、高い場合は3ポイント、ABS等のシステムを1つ有するごとに1ポイント、とポイントを予め割り振ったテーブルの場合である。
また、車両Cは、装備としてミリ波センサ及びABSを備えており、制動性能及び加速性能が中程度、旋回性能が低いものとする。この場合、テーブルと車両Cの構成とを対応させて車両Cの周辺監視性能Aを算出すると、ミリ波センサの2ポイントとなる。また、車両Cの運動性能Bは、テーブルと車両Cの構成又は実測データとを対応させて、制動性能の2ポイント、加速性能の2ポイント、旋回性能の1ポイント、ABSの1ポイントを合計した計6ポイントとなる。同様に、車両C、Cについても周辺監視性能、運動性能を計算する。ここでは説明理解の容易性を考慮し、以下では、車両Cの周辺監視性能Aを5ポイント、運動性能Bを7ポイント、車両Cの周辺監視性能Aを1ポイント、運動性能Bを2ポイントとする。S12の処理が終了すると、配置決定処理へ移行する(S14)。
S14の処理は、配置決定部13が実行し、車群内の車両の配置を決定する処理である。配置決定部13は、S14の処理で算出した周辺監視性能及び運動性能と、走行環境とを考慮して配置ポイントを算出し、車両の配置を決定する。ここで、配置ポイントγは、例えば、車両C(n:整数)の周辺監視性能をA、周辺監視性能Aに関する係数をK、運動性能をB、運動性能に関する係数をKとすると、以下の式1で表すことができる。
γ=A・K+B・K …(1)
なお、係数K、Kは走行環境に応じて適宜設定される。配置決定部13は、式1を用いて、各車両の配置ポイントγを算出し、配置ポイントγが高い車両ほど先頭となるように車群の配置を決定する。
ここで、例えば、走行環境は通常の走行環境とし、係数K、Kを1とした場合を図3、4を用いて説明する。図4は、車群内の配置を示す概要図である。この場合、図3及び式1により車両Cの配置ポイントγは8ポイント、車両Cの配置ポイントγは12ポイント、車両Cの配置ポイントγは3ポイントとなる。よって、配置決定部13は、車両C〜Cの中で最も高い配置ポイントの車両Cを車群先頭となる配置1とし、車両C〜Cの中で2番目に高い配置ポイントの車両Cを配置1の後方の配置2とし、車両C〜Cの中で3番目に高い配置ポイントの車両Cを配置2の後方の配置3とするように、車群内の配置を決定する。このように、通常の走行環境の場合には、配置ポイントγが高い車両、すなわち、高い情報監視性能を有しているほど、又は、高い運動性能を有しているほど車群の先頭側に配置される。このため、後方の車両Cは、先行する周辺監視性能の高い車両C、Cが取得した情報を用いて車両制御をすることができる。また、後方の車両Cは、運動性能の高い車両C、Cの実走行の結果を用いて車両制御をすることができる。よって、情報受益率が高い車群を構成することが可能となる。なお、情報受益率とは、情報により得られる利益の大きさをいい、例えば単車走行時を1として算出される。
一方、例えば摩擦係数が小さい走行路面を走行する場合には、予め係数Kを1、Kを−1に設定してもよい。このように構成することで、図3及び式1により車両Cの配置ポイントγは−4ポイント、車両Cの配置ポイントγは−2ポイント、車両Cの配置ポイントγは−1ポイントとなる。よって、配置決定部13は、車両C〜Cの中で最も高い配置ポイントの車両Cを車群先頭となる配置1とし、車両C〜Cの中で2番目に高い配置ポイントの車両Cを配置1の後方の配置2とし、車両C〜Cの中で3番目に高い配置ポイントの車両Cを配置2の後方の配置3とするように、車群内の配置を決定する。このように、低摩擦係数の走行路面の場合には、運動性能に関する係数Kを操作し、配置ポイントγが高い車両、すなわち、高い情報監視性能を有しているほど、又は、低い運動性能を有しているほど車群の先頭側に配置される。このため、後方の車両Cは、先行する周辺監視性能の高い車両C、Cが取得した情報を用いて車両制御をすることができるため、先行車両からの情報受益率が高い車群を構成することが可能となる。また、後方の車両Cは、運動性能の高い車両であるので、先行車両がスリップ等しても回避することが可能となる。このため、各車両の運動性能を十分発揮した車群を構成することができる。S14の処理が終了すると、図2に示す制御処理を終了する。
以上、図2に示す制御処理を実行することにより、先行車両からの情報受益率が高い車群を構成することができるとともに、各車両の運動性能を十分発揮した車群を構成することが可能となる。このため、例えば車間距離を短くする等の効率的な車群走行を行うことができる。
次に、本実施形態に係る車群制御部を備える車両2の走行制御について説明する。図5は、本実施形態に係る車群制御部を備える車両2の動作を説明するフローチャートである。図5に示す制御処理は、例えばイグニッションオンされてから、あるいは車両2に備わる実行ボタンがONされてから所定の間隔で繰り返し実行される。
車両制御部14は、走行計画生成処理から開始する(S20)。S20の処理は、車両2の走行計画を生成する処理である。車両制御部14は、現在地点から所定距離(例えば数百メートル)先までの走行計画を生成する。例えば、図2に示す制御処理において決定した車両配置となるように走行を計画する。また、車両制御部14は、各先行車両の車両状態量を、通信装置20を介して取得する。車両状態量としては、加減速度、操舵量、横加速度、上下加速度等である。車両制御部14は、例えば各先行車両の車両状態量が共通して変化する地点を記憶して、走行計画に反映する。例えば、先行車両の操舵が共通の地点で発生している場合には、当該地点の路面において障害物や穴が存在していることが予想される。車両制御部14は、先行車両の車両状態量が共通して変化する地点において、例えば先行車両と同様の車両制御を行うように、走行計画を生成する。S20の処理が終了すると、車両制御処理へ移行する(S22)。
S22の処理は、車両制御部14が実行し、S22の処理で生成した走行計画に基づいて車両2をフィードフォワード制御する処理である。S22の処理が終了すると、図5に示す制御処理を終了する。
以上、図5に示す制御処理を実行することで、先行する車両から高精度な情報を取得することができる。このため、先行する車両の高い情報監視性能を車群全体で利用することが可能となるので、highゲインでのフィードフォワード制御を実施することができる。例えば、必要なブレーキ地点を予め取得できるので、後方車両は自車両の性能を考慮して必要なブレーキ地点を知ることができる。このため、例えば車間距離を短くして走行することが可能となり、効率的な車群走行を行うことができる。
上述したように、本実施形態に係る車群制御装置1及び車群制御方法によれば、車群内の車両の周辺監視性能を車両ごとにそれぞれ把握し、車両ごとの周辺監視性能に基づいて車群内の車両の配置を決定することができる。このため、情報監視性能が低い車両を車群後方に配置させ、先行する車両から情報を取得することにより、先行する車両の高い情報監視性能を車群全体で利用することができる。このため、車群全体の走行を効率化することが可能となる。
また、本実施形態に係る車群制御装置1及び車群制御方法によれば、例えばセンサ等を有しているか否か、又はセンサ等を介して取得する情報や通信等により取得した情報の精度、情報量に基づいて、車両の周辺監視性能を適切に把握することができる。
さらに、本実施形態に係る車群制御装置1及び車群制御方法によれば、情報を利用して得られる利益、及び車両の運動性能に基づいて車群の配置を決定することができるので、車群全体の走行を一層効率化することが可能となる。また、走行環境状況等に応じて運動性能を車両配置にどのように影響させるかを決定することができるので、車群全体の走行を一層効率化することが可能となる。
なお、上述した実施形態は本発明に係る車群制御装置及び車群制御方法の一例を示すものである。本発明に係る車群制御装置及び車群制御方法は、実施形態に係る車群制御装置及び車群制御方法に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る車群制御装置及び車群制御方法を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
例えば、上述した実施形態では、自動運転である車両を例に説明したが、手動運転であってもよい。この場合、ディスプレイやスピーカ等の報知部を備えることにより、運転者や乗員等の要望を最大限に実現できる配置を報知することができる。なお、手動運転の場合には、図1に示す車両制御部14は備えなくてよい。
また、上述した実施形態では、自律的に各車両が各自で配置位置を決定する例を説明したが、例えば、車群内の所定の車両、あるいは路側支援装置が各車両の情報を全て集約して各車両の配置位置を決定し、決定した配置位置を各車両に報知する場合であってもよい。
また、上述した実施形態では、運転支援システムごとに重み付けを行っていないが、運転支援システムごとに、例えばVDIMは3ポイント、VSCは2ポイントと重み付けをしてもよい。
さらに、上述した実施形態では、車群が3台の車両によって構成されている例を説明したが、複数台であれば本発明の効果を奏することができる。

Claims (8)

  1. 複数の車両からなる車群内の前記車両の配置を制御する車群配置制御方法であって、
    前記車群を構成する前記車両の周辺監視性能を前記車両ごとにそれぞれ把握する周辺監視性能把握ステップと、
    前記車両ごとの前記周辺監視性能に基づいて前記車群内の前記車両の配置を決定する配置決定ステップと、
    を備える車群制御方法。
  2. 前記周辺監視性能把握ステップは、前記車両が情報取得機器を有するか否かの情報、前記車両が有する情報取得機器の性能、前記車両が取得可能な情報の精度、又は、前記車両が取得可能な情報量に基づいて前記周辺監視性能を把握する請求項1に記載の車群制御方法。
  3. 前記配置決定ステップは、前記周辺監視性能の高い車両ほど前方に配置する請求項1又は2に記載の車群制御方法。
  4. 前記車群を構成する前記車両の運動性能を前記車両ごとにそれぞれ取得する運動性能把握ステップを備え、
    前記配置決定ステップは、前記車両ごとの前記周辺監視性能及び前記運動性能に基づいて前記車群内の前記車両の配置を決定する請求項1〜3の何れか一項に記載の車群制御方法。
  5. 複数の車両からなる車群内の前記車両の配置を制御する車群制御装置であって、
    前記車群を構成する前記車両の周辺監視性能を前記車両ごとにそれぞれ把握する周辺監視性能把握部と、
    前記車両ごとの前記周辺監視性能に基づいて前記車群内の前記車両の配置を決定する配置決定部と、
    を備える車群制御装置。
  6. 前記周辺監視性能把握部は、前記車両が情報取得機器を有するか否か、前記車両が有する情報取得機器の性能、前記車両が取得可能な情報の精度、又は前記車両が取得可能な情報量に基づいて前記周辺監視性能を把握する請求項5に記載の車群制御装置。
  7. 前記配置決定部は、前記周辺監視性能の高い車両ほど前方に配置する請求項5又は6に記載の車群制御装置。
  8. 前記車群を構成する前記車両の運動性能を前記車両ごとにそれぞれ把握する運動性能把握部を備え、
    前記配置決定部は、前記車両ごとの前記周辺監視性能及び前記運動性能に基づいて前記車群内の前記車両の配置を決定する請求項5〜7の何れか一項に記載の車群制御装置。
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