WO2010100725A1

WO2010100725A1 - 追従走行制御装置

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Publication number: WO2010100725A1
Application number: PCT/JP2009/054042
Authority: WO
Inventors: 充央志田
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-10
Also published as: US8483928B2; EP2404804A1; EP2404804B1; US20110106391A1; CN102076542A; CN102076542B; JPWO2010100725A1; JP5088444B2; EP2404804A4

Abstract

　本発明の追従走行制御装置は、自車両の前方又は後方を走行する周辺車両が存在する状態で前記自車両の走行状態を制御する追従走行制御装置であって、自車両と周辺車両とについて、直前を走行する直前走行車両に対する相対位置関係と目標相対位置関係との偏差に関する情報を取得する偏差取得手段と、偏差取得手段で得られた複数台分の偏差に関する情報に基づいて、自車両の追従制御量を算出し自車両の走行状態を制御する追従制御量算出手段と、を備える。　

Description

追従走行制御装置

　本発明は、自車両の前方又は後方を走行する周辺車両が存在する状態で自車両の走行状態を制御する追従走行制御装置に関するものである。

　近年では、車両運転における運転者の負担軽減を図るために、先行車などの走行状態に合わせて自車両の走行状態を制御する技術が注目されている。従来、このような追従走行制御の技術として、下記特許文献１に記載の運転支援システムが知られている。このシステムでは、自車両の先行車だけでなく、先先行車を仮の先行車として扱い、先行車と先先行車に対する目標減速度の大きい方、もしくは目標加速度の小さい方を選択して追従目標とし、車間距離制御を実行している。
特開２００２－１０４０１５号公報

　しかしながら、この運転支援システムでは、先行車と先先行車とのうち選択された一方の車両の走行状態にのみ追従する制御を行うので、他方の車両の走行状態に対する考慮はなされていない。すなわち、この運転支援システムでは、自車両周辺に存在する複数の周辺車両の走行状態を考慮した自車両の追従走行制御ができなかった。

　そこで、本発明は、自車両の周辺の複数の車両の動きを考慮した追従走行を実現する追従走行制御装置を提供することを目的とする。

　本発明の追従走行制御装置は、自車両の前方又は後方を走行する周辺車両が存在する状態で自車両の走行状態を制御する追従走行制御装置であって、
　自車両と周辺車両とについて、それぞれ直前を走行する直前走行車両に対する相対位置関係と目標相対位置関係との偏差に関する情報を取得する偏差取得手段と、
　偏差取得手段で得られた複数台分の偏差に関する情報に基づいて、自車両の追従制御量を算出し自車両の走行状態を制御する追従制御量算出手段と、を備えたことを特徴とする。

　この追従走行制御装置によれば、自車両における偏差に関する情報だけでなく、周辺車両における偏差に関する情報も取得し、取得された複数台分の偏差に関する情報に基づいて、自車両の追従制御量が算出される。従って、自車両の直前走行車両の動きだけではなく、周辺車両の直前走行車両の動きも含めて考慮された追従制御量が算出され、その結果、複数の周辺車両の走行状態を考慮した自車両の追従走行制御を行うことができる。

　また、具体的には、ｍ台（ｍ＝２，３，…）の周辺車両が存在する場合に、追従制御量算出手段により算出される自車両の追従制御量ｕは、
　自車両における、直前走行車両に対する相対位置関係と目標相対位置関係との偏差をＤ_１で表し、偏差Ｄ_１の時間微分をＤ_１’で表し、
　自車両から見て前方のｎ－１台目（ｎ＝２，３，…，ｍ）の周辺車両における、直前走行車両に対する相対位置関係と目標相対位置関係との偏差をＤ_ｎで表し、偏差Ｄ_ｎの時間微分をＤ_ｎ’で表し、
　ｋ_１～ｋ_ｍ、及びｃ_１～ｃ_ｍを、定数としたとき、
ｕ＝　ｋ_１Ｄ_１＋ｃ_１Ｄ_１’
　　＋ｋ_２（Ｄ_１＋Ｄ_２）＋ｃ_２（Ｄ_１’＋Ｄ_２’）
　　＋　…
　　＋ｋ_ｍ（Ｄ_１＋Ｄ_２＋…＋Ｄ_ｍ）＋ｃ_ｍ（Ｄ_１’＋Ｄ_２’＋…＋Ｄ_ｍ’）
で表されることとしてもよい。

　このような追従制御量算出手段により、具体的に、複数の周辺車両の動きを考慮に含めた自車両の追従制御量ｕが算出される。

　また、偏差取得手段は、周辺車両における偏差に関する情報を、当該周辺車両との車車間通信によって取得し、追従制御量算出手段は、偏差取得手段で得られた複数台分の偏差に関する情報に基づいて、自車両の追従制御量と周辺車両の追従制御量とを算出することとしてもよい。

　この構成によれば、自車両は、車車間通信によって周辺車両における偏差に関する情報を容易に得ることができ、自車両の追従制御量と周辺車両の追従制御量とを算出することで、自車両と周辺車両とを協調させる走行制御を行うことができる。

　また、本発明の追従走行制御装置は、周辺車両が自車両と同じ走行車線上に存在する確度を示す自車線確率を取得する自車線確率取得手段を更に備え、追従制御量算出手段は、更に周辺車両の自車線確率に基づいて、自車両の追従制御量を算出することとしてもよい。

　この構成によれば、例えば、ある周辺車両が徐々に自車両車線に割り込んで来た場合を考えると、当該周辺車両の自車線確率は徐々に大きくなっていく。そして、自車両の追従走行制御装置は、当該周辺車両の自車線確率も更に考慮して自車両の追従制御量を算出するので、この周辺車両が自車両の追従制御量に与える影響を緩やかに増加させることができる。従って、上記周辺車両の割り込み等によって自車両の不連続な走行制御が発生することが抑えられる。

　本発明の、追従走行制御装置によれば、自車両の周辺の複数の車両の動きを考慮した追従走行を実現することができる。

図１は、本発明に係る追従走行制御装置の第１～第５実施形態を示すブロック図である。図２は、第１実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示す図である。図３は、第１実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示すフローチャートである。図４は、第２実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示す図である。図５は、第２実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示すフローチャートである。図６は、第３実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示す図である。図７は、第３実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示すフローチャートである。図８は、第４実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示す図である。図９は、第４実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示すフローチャートである。図１０は、第５実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示す図である。図１１は、第５実施形態の追従走行制御装置により実現される走行制御を示すフローチャートである。図１２は、第５実施形態の追従走行制御装置により用いられる自車線確率と補正係数との関係の一例を示すグラフである。

符号の説明

　１，２０１，３０１，４０１，５０１…追従走行制御装置、１０…車両制御ＥＣＵ（偏差取得手段、追従制御量算出手段、自車線確率取得手段）、２６…無線制御ＥＣＵ（車車間通信手段）、２６ａ…無線アンテナ（車車間通信手段）、Ｌ_１ｒ，Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３…車間距離（相対位置関係）、Ｌ_{ｔｇｔ＿１ｒ}，Ｌ_{ｔｇｔ＿１}，Ｌ_{ｔｇｔ＿２}，Ｌ_{ｔｇｔ＿３}…目標車間距離（目標相対位置関係）、Ｄ_１ｒ，Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_３…車間誤差（偏差）、Ｄ_１ｒ’，Ｄ_１’，Ｄ_２’，Ｄ_３’…相対速度、Ｍ_０…自車両、Ｍ_１ｒ，Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３…周辺車両。

　以下、図面を参照しながら、本発明に係る追従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。

（第１実施形態）
　本発明に係る追従走行制御装置の第１実施形態について説明する。図１に示す本実施形態の追従走行制御装置１は、図２に示す自車両Ｍ_０に搭載され、自車両Ｍ_０の周囲を走行する周辺車両等の走行状態に対応するように、自車両Ｍ_０の追従走行を実現するためのシステムである。この追従走行制御装置１では、複数の任意台数の周辺車両が存在する場合に追従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、自車両Ｍ_０の前方に、３台の周辺車両が走行している場合を例に挙げて説明する。

　以下の説明においては、自車両Ｍ_０から見て前方の１台目の周辺車両を「Ｍ_１」、２台目の周辺車両を「Ｍ_２」、３台目の周辺車両を「Ｍ_３」で表す。なお、図２には、周辺車両Ｍ_３の更に前方に１台の車両Ｔが示されている。詳細は後述するが、この車両Ｔの走行状態は、自車両Ｍ_０の走行制御に何らの影響を与えないので、このような車両Ｔは、「周辺車両」とは呼ばないものとする。すなわち、ある車両の走行状態が自車両Ｍ_０の走行制御に何らかの影響を与える場合にのみ、その車両を「周辺車両」と呼び、符号「Ｍ_ｘ」で表すものとする。自車両Ｍ_０と、周辺車両Ｍ_１～Ｍ_３と、車両Ｔとは、すべて同一車線上を矢印Ｙ方向に走行しているものとする。

　また、自車両Ｍ_０における、直前を走行する直前走行車両（この場合、周辺車両Ｍ_１）との車間距離を「Ｌ_１」で表し、当該直前走行車両との目標車間距離を「Ｌ_{ｔｇｔ＿１}」で表し、車間距離Ｌ_１と目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１}との誤差をＤ_１で表す。また、周辺車両Ｍ_ｎ－１における、直前走行車両（この場合、周辺車両Ｍ_ｎ）との車間距離を「Ｌ_ｎ」で表し、当該直前走行車両との目標車間距離を「Ｌ_{ｔｇｔ＿ｎ}」で表し、車間距離Ｌ_ｎと目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿ｎ}との誤差をＤ_ｎで表す（ｎ＝２，３，４）。

　前述の通り、自車両Ｍ_０は、以下に説明する追従走行制御装置１を搭載している。

　図１に示すように、追従走行制御装置１は、車両制御ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１０を備えている。車両制御ＥＣＵ１０は、追従走行制御装置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。

　更に、追従走行制御装置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との車間距離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との車間距離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。

　なお、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との距離だけではなく、更にその前方の車両も含めた複数台分の車両について、各々の車両との距離を検知することも可能である。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との距離だけではなく、更にその後方の車両も含めた複数台分の車両について、各々の車両との距離を検知することも可能である。

　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、追従走行制御装置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、追従走行制御装置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。

　また、追従走行制御装置１は、他の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。無線アンテナ２６ａ及び無線制御ＥＣＵ２６を備える車両同士は、当該無線アンテナ２６ａ及び無線制御ＥＣＵ２６により互いに車車間通信を行い、他の車両すべての車両諸元情報、走行状態情報、加速度指令値情報、その他の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、加速度指令値情報、その他の情報を他車両に送信することができる。このような車車間通信により、車車間通信に関与するすべての車両の車両制御ＥＣＵ１０において、すべての車両の種々の情報を共有することができる。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。

　なお、周辺車両Ｍ_１，Ｍ_２，…の中にも、無線アンテナ２６ａ及び無線制御ＥＣＵ２６を備え自車両Ｍ_０との車車間通信を行う車両が存在する。このように、自車両Ｍ_０との車車間通信を行う車両を、以下の説明では、「通信車」と呼び、自車両Ｍ_０との車車間通信を行わない車両を「非通信車」と呼ぶ場合がある。

　ここでは、周辺車両Ｍ_１は、自車両Ｍ_０との車車間通信を行う通信車であると共に、目標車間距離（目標相対位置関係）Ｌ_{ｔｇｔ＿２}を設定し前方車間距離センサで前方車間距離（相対位置関係）Ｌ_２を計測しながら前方車間距離Ｌ_２を制御している。また、周辺車両Ｍ_１は、前方車間距離Ｌ_２の時間微分として、周辺車両Ｍ_２との相対速度ｄＬ_２／ｄｔを算出する。そして、これらの目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿２}と前方車間距離Ｌ_２と相対速度ｄＬ_２／ｄｔとを、車車間通信で自車両Ｍ_０に送信することができる。

　同様に、周辺車両Ｍ_２も、通信車であると共に、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿３}を設定し前方車間距離センサで前方車間距離Ｌ_３を計測しながら前方車間距離Ｌ_３を制御している。また、周辺車両Ｍ_２は、前方車間距離Ｌ_３の時間微分として、周辺車両Ｍ_３との相対速度ｄＬ_３／ｄｔを算出する。そして、これらの目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿３}と前方車間距離Ｌ_３と相対速度ｄＬ_３／ｄｔとを、車車間通信で自車両Ｍ_０に送信することができる。

　一方、周辺車両Ｍ_３は、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿４}を設定し前方車間距離Ｌ_４を制御していてもよいが、周辺車両Ｍ_３は、非通信車であるので、自車両Ｍ_０の車両制御ＥＣＵ１０は、車両Ｔとの目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿４}、前方車間距離Ｌ_４、及び相対速度ｄＬ_４／ｄｔを取得することはできない。

　続いて、この追従走行制御装置１により実現される自車両Ｍ_０の追従走行制御の一例について、図２及び図３を参照しながら説明する。

　まず、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両近辺の車両から車車間通信によって諸情報を受信する（図３のＳ１０１）。例えば、この車車間通信では、各車両の車両ＩＤ、前方車間距離、直前走行車両との相対速度、速度、加速度、位置などが受信される。

　次に、車両制御ＥＣＵ１０は、車車間通信で得られた上記の受信データに基づいて、自車両Ｍ_０の走行制御に影響を及ぼすべき周辺車両を決定する（Ｓ１０３）。すなわち、受信データに基づいて、例えば、自車両Ｍ_０と同一走行車線を走行中の車両の抽出等が行われる。ここでは、同一走行車線の通信車のうち最も前方に位置する車両（車両Ｍ_２）の更に１台前方の車両Ｍ_３までが、自車両Ｍ_０の走行制御に影響を及ぼすので、車両Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３が、周辺車両として決定される。

　次に、車両制御ＥＣＵ１０は、周辺車両Ｍ_１について、直前を走行する直前走行車両（周辺車両Ｍ_２）との間の目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿２}、車間距離Ｌ_２、車間誤差Ｄ_２及び相対速度ｄＬ_２／ｄｔを取得する。更に同様に、車両制御ＥＣＵ１０は、周辺車両Ｍ_２について、直前を走行する直前走行車両（周辺車両Ｍ_３）との間の目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿３}、車間距離Ｌ_３、車間誤差Ｄ_３、及び相対速度ｄＬ_３／ｄｔを取得する（Ｓ１０５）。

　具体的には、車両制御ＥＣＵ１０は、周辺車両Ｍ_１との車車間通信により、周辺車両Ｍ_１と周辺車両Ｍ_２との間の目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿２}と前方車間距離Ｌ_２と相対速度ｄＬ_２／ｄｔとを取得する。そして、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿２}と前方車間距離Ｌ_２との差から車間誤差Ｄ_２を算出する。同様に、車両制御ＥＣＵ１０は、周辺車両Ｍ_２との車車間通信により、周辺車両Ｍ_２と周辺車両Ｍ_３との間の目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿３}と前方車間距離Ｌ_３と相対速度ｄＬ_３／ｄｔとを取得する。そして、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿３}と前方車間距離Ｌ_３との差から車間誤差Ｄ_３を算出する。なお、最前方に位置する周辺車両Ｍ３は、非通信車であるので、周辺車両Ｍ３についての直前走行車両との関係に関する情報は、車車間通信によっては取得することができない。

　なお、車両制御ＥＣＵ１０が、前方車間距離Ｌ_２，Ｌ_３を取得する方法としては、周辺車両Ｍ_１，Ｍ_２との車車間通信に限られず、自車両Ｍ_０の前方車間距離センサ２１ａにより計測される周辺車両Ｍ_２までの距離や周辺車両Ｍ_３までの距離に基づいて、車間距離Ｌ_２，Ｌ_３を取得してもよい。この方法によれば、車車間通信では取得不可能であった車間距離Ｌ_４も取得することができる。また、各車両Ｍ_０，Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３の現在位置の差分を求めることにより、車間距離Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３を取得してもよい。

　次に、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｍ_０について、直前走行車両である周辺車両Ｍ_１との間の目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１}、車間距離Ｌ_１（前方車間距離）、その車間誤差Ｄ_１、及び直前走行車両との相対速度ｄＬ_１／ｄｔを取得する（Ｓ１０７）。具体的には、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｍ_０の前方車間距離の目標である目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１}を設定しており、前方車間距離センサ２１ａによって実際の前方車間距離Ｌ_１を取得する。そして、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１}と前方車間距離Ｌ_１との差から車間誤差Ｄ_１を算出する。また、前方車間距離Ｌ_１の時間微分として、周辺車両Ｍ_１との相対速度ｄＬ_１／ｄｔを算出することができる。

　なお、相対速度ｄＬ_１／ｄｔ，ｄＬ_２／ｄｔ，ｄＬ_３／ｄｔは、それぞれ、車間誤差Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_３の時間微分と解釈することもできるので、以下では、相対速度Ｄ_１’，Ｄ_２’，Ｄ_３’と表すことにする。なお、車両制御ＥＣＵ１０は、得られた車間誤差Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_３の時間微分を算出して相対速度Ｄ_１’，Ｄ_２’，Ｄ_３’を取得してもよい。以上のように、処理Ｓ１０５，Ｓ１０７によって、車両制御ＥＣＵ１０は、車間誤差Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_３と、相対速度Ｄ_１’，Ｄ_２’，Ｄ_３’を取得することができ、車両制御ＥＣＵ１０は偏差取得手段として機能する。

　次に、車両制御ＥＣＵ１０は、下式（１・１）により、自車両Ｍ_０のフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂを算出する（Ｓ１１５）。ここでは、車両制御ＥＣＵ１０は追従制御量算出手段として機能する。

ｕ_ｆｂ＝　ｋ_１Ｄ_１＋ｃ_１Ｄ_１’
　　　＋ｋ_２（Ｄ_１＋Ｄ_２）＋ｃ_２（Ｄ_１’＋Ｄ_２’）
　　　＋ｋ_３（Ｄ_１＋Ｄ_２＋Ｄ_３）＋ｃ_３（Ｄ_１’＋Ｄ_２’＋Ｄ_３’）　　…（１・１）

但し、式（１・１）中のｋ_１～ｋ_３，ｃ_１～ｃ_３は定数であり、その値は、追従走行制御装置１の設計者により所望の設計思想に基づいて予め決定され、車両制御ＥＣＵ１０の情報記憶部１０ａに予め記憶されている。

　そして、車両制御ＥＣＵ１０は、算出されたフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂを、エンジン制御ＥＣＵ３１及びブレーキ制御ＥＣＵ３２に送信することで、自車両Ｍ_０の加減速制御が実行される（Ｓ１１７）。以上の処理Ｓ１０１～Ｓ１１７が、走行中に繰り返し行われることで、周辺車両Ｍ_１～Ｍ_３の走行状態に対応した自車両Ｍ_０の追従走行制御が実現される。

　ここで、上述の式（１・１）の意味するところを考えれば、図２に示すように、自車両Ｍ_０と周辺車両Ｍ_１との間をばねダンパーユニットＫＣ_１で接続し、自車両Ｍ_０と周辺車両Ｍ_２との間をばねダンパーユニットＫＣ_２で接続し、自車両Ｍ_０と周辺車両Ｍ_３との間をばねダンパーユニットＫＣ_３で接続してなる制御モデルに基づいて、自車両Ｍ_０の加減速が制御されることになる。ここで、ばねダンパーユニットＫＣ_１は、ばね定数ｋ_１のばねＫ_１と減衰係数ｃ_１のダンパーＣ_１とが並列接続されたものであり、ばねダンパーユニットＫＣ_２は、ばね定数ｋ_２のばねＫ_２と減衰係数ｃ_２のダンパーＣ_２とが並列接続されたものであり、ばねダンパーユニットＫＣ_３は、ばね定数ｋ_３のばねＫ_３と減衰係数ｃ_３のダンパーＣ_３とが並列接続されたものである。

　従って、このような追従走行制御装置１によれば、自車両Ｍ_０の周辺に存在する３台の周辺車両Ｍ_１～Ｍ_３の動きを考慮した追従走行を実現することができる。

　例えば、車両Ｔが急減速し周辺車両Ｍ３が遅れて減速した場合、周辺車両Ｍ_３の減速が周辺車両Ｍ_２に伝達される前に、ばねダンパーユニットＫＣ_３の作用によって、自車両Ｍ_０が速やかに減速を開始することができる。このように、先行する周辺車両Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３群の動きに応じて素早く自車両Ｍ_０を動かすことが可能になるので、追従走行の安定性が増し、ドライバの安心感を向上することができる。またこのとき、自車両Ｍ_０の素早い制動によって、自車両Ｍ_０の後続車へもブレーキランプによる減速の伝達が素早く行われ、後続車の動きの遅れも低減されるので、交通流全体に与える悪影響を軽減することが可能である。

　なお、この実施形態では、周辺車両が３台の場合を例として説明したが、任意台数の周辺車両が存在する場合にも、上記の例に倣って制御を行うことができる。すなわち、自車両Ｍ_０の前方にｍ台（ｍ＝２，３，…）の周辺車両が設定されたとした場合には、上記の例に倣って、車間誤差Ｄ_１，Ｄ_２，…，Ｄ_ｍと、相対速度Ｄ_１’，Ｄ_２’，…，Ｄ_ｍ’とを取得し、自車両Ｍ_０のフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂは、下式（１・２）で算出する。

ｕ_ｆｂ＝　ｋ_１Ｄ_１＋ｃ_１Ｄ_１’
　　＋ｋ_２（Ｄ_１＋Ｄ_２）＋ｃ_２（Ｄ_１’＋Ｄ_２’）
　　＋　…
　　＋ｋ_ｍ（Ｄ_１＋Ｄ_２＋…＋Ｄ_ｍ）＋ｃ_ｍ（Ｄ_１’＋Ｄ_２’＋…＋Ｄ_ｍ’）　　…（１・２）

（第２実施形態）
　続いて、本発明に係る追従走行制御装置の第２実施形態について説明する。自車両Ｍ_０に搭載される本実施形態の追従走行制御装置２０１の物理的な構成は、図１に示すように、追従走行制御装置１と同様であるので、重複する説明は省略する。

　図４に示すように、ここでは、周辺車両Ｍ_１は、自律によるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）により、直前走行車両である周辺車両Ｍ_２を追従目標として、前方車間距離Ｌ_２を制御しているものとする。この場合、周辺車両Ｍ_１の目標加速度ｕ_１は、
ｕ_１＝ｋ_４Ｄ_２＋Ｃ_４Ｄ_２’　　…（２・１）
で表される。これは、図４に示すように、周辺車両Ｍ_１が、ばね定数ｋ_４のばねＫ_４と減衰係数ｃ_４のダンパーＣ_４とからなるばねダンパーユニットＫＣ_４で、周辺車両Ｍ_２に接続された制御モデルに基づくものである。この目標加速度ｕ_１は、車車間通信によって自車両Ｍ_０に送信される。

　同様に、周辺車両Ｍ_２は、自律によるＡＣＣにより、直前走行車両である周辺車両Ｍ_３を追従目標として、前方車間距離Ｌ_３を制御しているものとする。この場合、周辺車両Ｍ_２の目標加速度ｕ_２は、
ｕ_２＝ｋ_５Ｄ_３＋Ｃ_５Ｄ_３’　　…（２・２）
で表される。これは、図４に示すように、周辺車両Ｍ_２が、ばね定数ｋ_５のばねＫ_５と減衰係数ｃ_５のダンパーＣ_５とからなるばねダンパーユニットＫＣ_５で、周辺車両Ｍ_３に接続された制御モデルに基づくものである。この目標加速度ｕ_２は、車車間通信によって自車両Ｍ_０に送信される。

　以下、この追従走行制御装置２０１により実現される自車両Ｍ_０の追従走行制御の一例について、図４及び図５を参照しながら説明する。なお、図５のフローチャート中、図３に示す処理と同一又は同等の処理については、同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。

　車両制御ＥＣＵ１０は、処理Ｓ１０１，Ｓ１０３を経て、車両Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３が周辺車両として決定された後、車車間通信により、周辺車両Ｍ_１から目標加速度ｕ_１を取得し、周辺車両Ｍ_２から目標加速度ｕ_２を取得する（Ｓ２０５）。更に、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｍ_０内で、車間誤差Ｄ_１と相対速度Ｄ_１’とを取得する（Ｓ１０７）。

　次に、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｍ_０の前方車間距離Ｌ_１を制御する数式に対して、周辺車両Ｍ_１、Ｍ_２から取得された目標加速度ｕ_１，ｕ_２を、フィードフォワードのように加えてなる下式（２・３）により、自車両Ｍ_０のフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂを算出する（Ｓ２１５）。

ｕ_ｆｂ＝ｕ_１＋ｕ_２＋（ｋ_１Ｄ_１＋ｃ_１Ｄ_１’）　　…（２・３）

そして、算出されたフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂが、エンジン制御ＥＣＵ３１及びブレーキ制御ＥＣＵ３２に送信される（Ｓ１１７）。

　ここで、式（２・３）のｕ_１，ｕ_２に、式（２・１），式（２・２）を代入し、

ｕ_ｆｂ＝（ｋ_４Ｄ_２＋Ｃ_４Ｄ_２’）＋（ｋ_５Ｄ_３＋Ｃ_５Ｄ_３’）＋（ｋ_１Ｄ_１＋ｃ_１Ｄ_１’）　　
…（２・４）

更にこれを変形整理すれば、

ｕ_ｆｂ＝　α_１Ｄ_１＋β_１Ｄ_１’
　　　＋α_２（Ｄ_１＋Ｄ_２）＋β_２（Ｄ_１’＋Ｄ_２’）
　　　＋α_３（Ｄ_１＋Ｄ_２＋Ｄ_３）＋β_３（Ｄ_１’＋Ｄ_２’＋Ｄ_３’）　　…（２・５）
（但し、α_１～α_３は、ｋ_１，ｋ_４，ｋ_５を含む定数。β_１～β_３は、ｃ_１，ｃ_４，ｃ_５を含む定数。）

といったように、式（１・１）と同じ形で表すことができる。従って、この追従走行制御装置２０１によれば、前述の追従走行制御装置１と同様に、自車両Ｍ_０の周辺に存在する３台の周辺車両Ｍ_１～Ｍ_３の動きを考慮した追従走行を実現することができる。

　なお、式（２・１）によれば、目標加速度ｕ_１には、車間誤差Ｄ_２と相対速度Ｄ_２’とが含まれているので、車両制御ＥＣＵ１０による目標加速度ｕ_１の取得（Ｓ２０５）は、周辺車両Ｍ_１の前方車間誤差Ｄ_２に関する情報の取得に他ならない。同様に、式（２・２）によれば、目標加速度ｕ_２には、車間誤差Ｄ_３と相対速度Ｄ_３’とが含まれているので、車両制御ＥＣＵ１０による目標加速度ｕ_２の取得（Ｓ２０５）は、周辺車両Ｍ_２の前方車間誤差Ｄ_３に関する情報の取得に他ならない。従って、本実施形態の処理Ｓ２０５において目標加速度ｕ_１，ｕ_２を取得する車両制御ＥＣＵ１０は、偏差に関する情報を取得する偏差取得手段として機能すると言うことができる。

（第３実施形態）
　続いて、本発明に係る追従走行制御装置の第３実施形態について説明する。自車両Ｍ_０に搭載される本実施形態の追従走行制御装置３０１の物理的な構成は、図１に示すように、追従走行制御装置１と同様であるので、重複する説明は省略する。

　追従走行制御装置３０１では、前述の追従走行制御装置１の制御方式に加えて、更に、自車両Ｍ_０の後方の周辺車両の走行状態も考慮される。

　図６に示すように、ここでは、自車両Ｍ_０の直ぐ後方を走行する後続の周辺車両Ｍ_１ｒは、通信車であると共に、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１ｒ}を設定し前方車間距離センサで前方車間距離Ｌ_１ｒを計測しながら前方車間距離Ｌ_１ｒを制御している。また、周辺車両Ｍ_１ｒは、前方車間距離Ｌ_１ｒの時間微分として、自車両Ｍ_０との相対速度ｄＬ_１ｒ／ｄｔを算出する。そして、これらの目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１ｒ}と前方車間距離Ｌ_１ｒと相対速度ｄＬ_１ｒ／ｄｔ（相対速度Ｄ_１ｒ’）とを、車車間通信で自車両Ｍ_０に送信することができる。

　以下、この追従走行制御装置３０１により実現される自車両Ｍ_０の追従走行制御の一例について、図６及び図７を参照しながら説明する。なお、図７のフローチャート中、図３に示す処理と同一又は同等の処理については、同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。

　まず、車両制御ＥＣＵ１０は、処理Ｓ１０１，Ｓ１０３を経て、車両Ｍ_１ｒ，Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３を周辺車両として決定する。その後、周辺車両Ｍ_１ｒ，Ｍ_１，Ｍ_２との車車間通信により、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１ｒ}，Ｌ_{ｔｇｔ＿２}，Ｌ_{ｔｇｔ＿３}と前方車間距離Ｌ_１ｒ，Ｌ_２，Ｌ_３と相対速度ｄＬ_１ｒ／ｄｔ，ｄＬ_２／ｄｔ，ｄＬ_３／ｄｔとを取得し、更に演算により、車両制御ＥＣＵ１０は、車間誤差Ｄ_１ｒ，Ｄ_２，Ｄ_３と、相対速度Ｄ_１ｒ’，Ｄ_２’，Ｄ_３’を取得する（Ｓ１０５）。更に、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｍ_０内で、車間誤差Ｄ_１と相対速度Ｄ_１’とを取得する（Ｓ１０７）。以上の処理Ｓ１０５，Ｓ１０７によって、車両制御ＥＣＵ１０は、車間誤差Ｄ_１ｒ，Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_３と、相対速度Ｄ_１ｒ’，Ｄ_１’，Ｄ_２’，Ｄ_３’と、を取得する。

　次に、車両制御ＥＣＵ１０は、下式（３．１）により、自車両Ｍ_０のフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂを算出する（Ｓ３１５）。

ｕ_ｆｂ＝　ｋ_１Ｄ_１＋ｃ_１Ｄ_１’
　　　＋ｋ_２（Ｄ_１＋Ｄ_２）＋ｃ_２（Ｄ_１’＋Ｄ_２’）
　　　＋ｋ_３（Ｄ_１＋Ｄ_２＋Ｄ_３）＋ｃ_３（Ｄ_１’＋Ｄ_２’＋Ｄ_３’）
　　　－（ｋ_１ｒＤ_１ｒ＋ｃ_１ｒＤ_１ｒ’）　　　　　　　　　　　…（３・１）

その後、算出されたフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂが、エンジン制御ＥＣＵ３１及びブレーキ制御ＥＣＵ３２に送信される（Ｓ１１７）。

　上式（３・１）は、式（１・１）に対して、－（ｋ_１ｒＤ_１ｒ＋ｃ_１ｒＤ_１ｒ’）の項が加わったものであり、この項は、図６に示すばねダンパーユニットＫＣ_１ｒの影響を意味するものである。従って、このような追従走行制御装置３０１によれば、追従走行制御装置１において考慮される周辺車両Ｍ_１～Ｍ_３の動きに加えて、更に、後続の周辺車両Ｍ_１ｒの動きも考慮した追従走行を実現することができる。このように後続の車両の動きも考慮されることにより、例えば、後続車が短い車間で自車両Ｍ_０の後方に迫っている場合にも、その後方の車間を考慮した安全な自車両Ｍ_０の駆動が可能になる。

　なお、周辺車両Ｍ_１ｒが非通信車の場合、周辺車両Ｍ_１ｒからの情報を車車間通信によって得ることはできないが、以下の方法によって、車間誤差Ｄ_１ｒと相対速度Ｄ_１ｒ’とを取得し、追従走行制御装置３０１による追従走行制御を行うことができる。すなわち、この場合、自車両Ｍ_０の車両制御ＥＣＵ１０は、後方車間距離の目標である目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１ｒ}を設定し、後方車間距離センサ２２ａによって実際の後方車間距離Ｌ_１ｒを取得する。そして、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１ｒ}と後方車間距離Ｌ_１ｒとの差から車間誤差Ｄ_１ｒを算出する。また、後方車間距離Ｌ_１ｒの時間微分として、周辺車両Ｍ_１との相対速度ｄＬ_１／ｄｔ（相対速度Ｄ_１ｒ’）を算出する。

（第４実施形態）
　続いて、本発明に係る追従走行制御装置の第４実施形態について説明する。自車両Ｍ_０に搭載される本実施形態の追従走行制御装置４０１の物理的な構成は、図１に示すように、追従走行制御装置１と同様であるので、重複する説明は省略する。

　以下、この追従走行制御装置４０１により実現される自車両Ｍ_０の追従走行制御の一例について、図８及び図９を参照しながら説明する。なお、図９のフローチャート中、図３に示す処理と同一又は同等の処理については、同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。図８に示すように、ここでは、周辺車両Ｍ１は通信車であり、周辺車両Ｍ２は非通信車である。

　まず、車両制御ＥＣＵ１０は、処理Ｓ１０１，Ｓ１０３を経て、車両Ｍ_１，Ｍ_２を周辺車両として決定する。その後、車両制御ＥＣＵ１０は、周辺車両Ｍ_１との車車間通信により、周辺車両Ｍ_１と周辺車両Ｍ_２との間の目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿２}と前方車間距離Ｌ_２と相対速度ｄＬ_２／ｄｔとを取得し、更に演算により、車間誤差Ｄ_２と、相対速度Ｄ_２’とを取得する（Ｓ１０５）。更に、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｍ_０内で、車間誤差Ｄ_１と相対速度Ｄ_１’とを取得する（Ｓ１０７）。以上の処理Ｓ１０５，Ｓ１０７によって、車両制御ＥＣＵ１０は、車間誤差Ｄ_１，Ｄ_２と、相対速度Ｄ_１’，Ｄ_２’と、を取得する。

　続いて、車両制御ＥＣＵ１０は、周辺車両Ｍ_１の加速度ａ_１と自車両Ｍ_０の加速度ａ_０とを制御入力とし、車間誤差Ｄ_１，Ｄ_２と相対速度Ｄ_１’，Ｄ_２’とを状態量として、自車両Ｍ_０と周辺車両Ｍ_１との走行状態を、下の状態空間方程式（４・１）で表し、この状態空間方程式（４・１）で表されるシステムに対して、最適制御（ＬＱ制御）を適用する。

ここで、式（４・１）中のａ_２は、周辺車両Ｍ_２の加速度であり、このシステムでは外乱として取り扱う。また、

とする。Ｋはフィードバックゲイン行列であり、ここでは、４列×２行の行列である。そして、車両制御ＥＣＵ１０では、状態空間方程式（４・１）で表されるシステムの最適制御（ＬＱ制御）を行うために、下式（４・３）で表される評価関数Ｊを最小にするようなフィードバックゲイン行列Ｋが、一意に求められる（Ｓ４０９）。

なお、式（４・３）中の車間誤差Ｄ_１，Ｄ_２に関する項、相対速度Ｄ_１’，Ｄ_２’に関する項、加速度指令値ａ_０，ａ_１に関する項には、それぞれ重み付けの重みε_Ｌ，ε_ｄＬ，ε_ｕが設定されている。すなわち、評価関数Ｊに含まれる重みε_Ｌ，ε_ｄＬ，ε_ｕを配分することで、車間距離の安定性、相対速度の低減、車両の加減速の低減（加減速のエネルギー節約）といった３つの要素の隊列走行制御における重要度のバランスが決定される。従って、重みε_Ｌ，ε_ｄＬ，ε_ｕを調整することで、上記３要素が所望の配分で重要視される隊列走行制御を実行させることができる。なお、重みε_Ｌ，ε_ｄＬ，ε_ｕの値は、追従走行制御装置１の設計者により所望の設計思想に基づいて予め決定され、車両制御ＥＣＵ１０の情報記憶部１０ａに予め記憶されている。

　そして、評価関数Ｊを最小にするフィードバックゲイン行列Ｋにより、下式（４・４），（４・５）を用いて、周辺車両Ｍ_１の加速度ａ_１と自車両Ｍ_０の加速度ａ_０とが以下のように決定される（Ｓ４１５）。

式（４・４），（４・５）では、評価関数Ｊを最小にするフィードバックゲイン行列Ｋに含まれる４×２個の各要素を、”ｋ”に添字を付けて表している。そして、車両制御ＥＣＵ１０は、決定された加速度ａ_０を目標加速度としてエンジン制御ＥＣＵ３１及びブレーキ制御ＥＣＵ３２に送信する（Ｓ１１７）。更に、車両制御ＥＣＵ１０は、決定された加速度ａ_１を、車車間通信により周辺車両Ｍ_１に送信してもよい。

　なお、周辺車両Ｍ_１は、自車両Ｍ_０からの車車間通信によって上記の目標加速度ａ_１を得てもよい。或いは、周辺車両Ｍ_１は、車車間通信により自車両Ｍ_０から車間距離Ｌ_１、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿１}などの情報を受信し、自車両Ｍ_０と並行して同様の演算を行うことで目標加速度ａ_１を得てもよい。そして、周辺車両Ｍ_１は、得られた目標加速度ａ_１に基づいて、加減速を行う。

　このような追従走行制御装置４０１によれば、自車両Ｍ_０は、周辺に存在する２台の周辺車両Ｍ_１，Ｍ_２の動きを考慮した追従走行を実現することができる。また、最適制御（ＬＱ制御）によって最適の加速度ａ_０，ａ_１の組み合わせが導出され、自車両Ｍ_０と周辺車両_１とが協調して動いて車間距離Ｌ_１，Ｌ_２を安定させるので、スムーズで快適な追従走行が可能であり、また、交通流の安定化を図ることができる。

（第５実施形態）
　続いて、本発明に係る追従走行制御装置の第５実施形態について説明する。自車両Ｍ_０に搭載される本実施形態の追従走行制御装置５０１の物理的な構成は、図１に示すように、追従走行制御装置１と同様であるので、重複する説明は省略する。

　図１０に示すように、ここでは、自車両Ｍ_０の前方の周辺車両Ｍ_１，Ｍ_２は通信車であり、周辺車両Ｍ_３は非通信車である。周辺車両Ｍ_３は、自車両Ｍ_０の走行車線の右隣の車線を走行していたところ、車線変更により徐々に自車両Ｍ_０の走行車線に割り込み、周辺車両Ｍ_２の前方を走行することとなるものである。

　このような場合、当初は走行車線が異なるために周辺車両とは認識されていなかった車両が、突然に自車線前方の周辺車両Ｍ_３として認識されるとすれば、自車両Ｍ_０の走行制御においては、突然にフィードバックゲインがかかるので、不連続な制御となり好ましくない。種々の車両が混在する交通流においては、自車両Ｍ_０の走行車線に他車両が割り込んだり出ていったりすることも少なくないので、複数の周辺車両の動きを考慮した追従走行を行う場合に、上記のような制御の不連続性を抑制することが望まれる。

　以下、上記のような制御の不連続性を抑制すべく、この追従走行制御装置５０１により実現される自車両Ｍ_０の追従走行制御の一例について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。

　以下の処理は、図１０に示すように、周辺車両Ｍ_３が車線変更を行っている途中の時点における追従走行制御装置５０１の処理である。なお、図１１のフローチャート中、図３に示す処理と同一又は同等の処理については、同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。

　まず、車両制御ＥＣＵ１０は、処理Ｓ１０１，Ｓ１０３を経て、車両Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３を周辺車両として決定する。その後、周辺車両Ｍ_１，Ｍ_２との車車間通信により、目標車間距離Ｌ_{ｔｇｔ＿２}，Ｌ_{ｔｇｔ＿３}と前方車間距離Ｌ_２，Ｌ_３と相対速度ｄＬ_２／ｄｔ，ｄＬ_３／ｄｔとを取得し、更に演算により、車両制御ＥＣＵ１０は、車間誤差Ｄ_２，Ｄ_３と、相対速度Ｄ_２’，Ｄ_３’を取得する（Ｓ１０５）。更に、車両制御ＥＣＵ１０は、自車両Ｍ_０内で、車間誤差Ｄ_１と相対速度Ｄ_１’とを取得する（Ｓ１０７）。以上の処理Ｓ１０５，Ｓ１０７によって、車両制御ＥＣＵ１０は、車間誤差Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_３と、相対速度Ｄ_１’，Ｄ_２’，Ｄ_３’と、を取得する。

　次に、車両制御ＥＣＵ１０は、周辺車両Ｍ_１の自車線確率Ｐ_１と、周辺車両Ｍ_２の自車線確率Ｐ_２と、周辺車両Ｍ_３の自車線確率Ｐ_３と、を求める（Ｓ５０９）。すなわちここでは、車両制御ＥＣＵ１０は自車線確率取得手段として機能する。自車線確率とは、車両が、自車両Ｍ_０と同じ走行車線上に存在する確度を示す指標であり、換言すれば、「自車両Ｍ_０と同じ走行車線を走行している車両らしさ」とも言える量である。自車線確率は、０％～１００％の値を示し、他車両の位置が自車両Ｍ_０の正面の位置に近いほど大きくなり、他車両の位置が自車両Ｍ_０の正面の位置から離れるほど小さくなる。この例の場合、周辺車両Ｍ_１，Ｍ_２は、自車両Ｍ_０の前方正面に位置しているので、自車線確率Ｐ_１，Ｐ_２は、１００％で一定である。また、周辺車両Ｍ_３は、徐々に自車両Ｍ_０の前方正面の位置に近づいて来るので、周辺車両Ｍ_３の自車線確率Ｐ_３は徐々に大きくなる。

　周辺車両の自車線確率を求めるためには、他車両の左右方向の位置（走行車線に直交する方向の位置）を検知する必要がある。そこで、追従走行制御装置５０１は、他車両の左右位置検知手段として、例えば、自車両Ｍ_０の前部や後部に設けられたミリ波レーダ等を備えてもよい。また、例えば、前方車間距離センサ２１ａや後方車間距離センサ２２ａが有するミリ波レーダ等を利用して他車両の左右方向の位置を検知してもよい。また、各周辺車両Ｍ_１，Ｍ_２が、それぞれ前方の周辺車両Ｍ_２，Ｍ_３の左右方向の位置を検知し、検知した位置情報を車車間通信で自車両Ｍ_０に送信してもよい。

　次に、車両制御ＥＣＵ１０は、求められた自車線確率Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３にそれぞれ対応する補正係数ε_１，ε_２，ε_３を導出する（Ｓ５１１）。補正係数ε_１，ε_２，ε_３は、後述するフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂの算出に用いられ、フィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂに及ぼす各周辺車両Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３の影響の軽重を調整する係数である。補正係数ε_１，ε_２，ε_３は、図１２に例を示すように、自車線確率Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３に予め対応付けられており、自車線確率Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３が大きくなるほど、補正係数ε_１，ε_２，ε_３も大きくなるといった関係にある。この例の場合、補正係数ε_１，ε_２は、一定であるが、補正係数ε_３は、周辺車両Ｍ３の車線変更が進むにつれて徐々に大きくなる。

　次に、車両制御ＥＣＵ１０は、下式（５・１）により、自車両Ｍ_０のフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂを算出する（Ｓ５１５）。

ｕ_ｆｂ＝　ε_１｛ｋ_１Ｄ_１＋ｃ_１Ｄ_１’｝
　　　＋ε_２｛ｋ_２（Ｄ_１＋Ｄ_２）＋ｃ_２（Ｄ_１’＋Ｄ_２’）｝
　　　＋ε_３｛ｋ_３（Ｄ_１＋Ｄ_２＋Ｄ_３）＋ｃ_３（Ｄ_１’＋Ｄ_２’＋Ｄ_３’）｝　…（５・１）

その後、算出されたフィードバック加速度指令値ｕ_ｆｂが、エンジン制御ＥＣＵ３１及びブレーキ制御ＥＣＵ３２に送信される（Ｓ１１７）。

　上式（５・１）は、式（１・１）に対して、補正係数ε_１，ε_２，ε_３が加わったものであり、この補正係数ε_１，ε_２，ε_３は、図１０に示す各ばねダンパーユニットＫＣ_１，ＫＣ_２，ＫＣ_３の影響の大きさを意味するものである。特に、この例では、周辺車両Ｍ_３が、自車両Ｍ_０の正面前方に徐々に近づくことに対応して、補正係数ε_３が連続的に徐々に増加し、ばねダンパーユニットＫＣ_３の影響が連続的に徐々に大きくなっていくことを意味する。従って、この追従走行制御装置５０１によれば、周辺車両Ｍ_３が、自車両Ｍ_０の走行車線に徐々に割り込んでくる場合にも、その周辺車両Ｍ_３の動きの影響を徐々に加えることにより、自車両Ｍ_０の走行制御の不連続性を抑制することができる。なお、式（５・１）には、周辺車両Ｍ_１，周辺車両Ｍ_２の自車線確率に関連したε_１，ε_２も含まれているので、周辺車両Ｍ_１又は周辺車両Ｍ_２が車線変更を行う場合にも、同様の作用によって、自車両Ｍ_０の走行制御の不連続性を抑制することができる。

　本発明は、自車両の前方又は後方を走行する複数の周辺車両が存在する状態で自車両の走行状態を制御する追従走行制御装置に関するものであり、自車両の周辺の複数の車両の動きを考慮した追従走行を実現するものである。

Claims

　自車両の前方又は後方を走行する周辺車両が存在する状態で前記自車両の走行状態を制御する追従走行制御装置であって、
　前記自車両と前記周辺車両とについて、それぞれ直前を走行する直前走行車両に対する相対位置関係と目標相対位置関係との偏差に関する情報を取得する偏差取得手段と、
　前記偏差取得手段で得られた複数台分の前記偏差に関する情報に基づいて、前記自車両の追従制御量を算出し前記自車両の走行状態を制御する追従制御量算出手段と、を備えたことを特徴とする追従走行制御装置。
　ｍ台（ｍ＝２，３，…）の前記周辺車両が存在する場合に、前記追従制御量算出手段により算出される自車両の前記追従制御量ｕは、
　前記自車両における、直前走行車両に対する相対位置関係と目標相対位置関係との偏差をＤ_１で表し、偏差Ｄ_１の時間微分をＤ_１’で表し、
　前記自車両から見て前方のｎ－１台目（ｎ＝２，３，…，ｍ）の周辺車両における、直前走行車両に対する相対位置関係と目標相対位置関係との偏差をＤ_ｎで表し、偏差Ｄ_ｎの時間微分をＤ_ｎ’で表し、
　ｋ_１～ｋ_ｍ、及びｃ_１～ｃ_ｍを、定数としたとき、
ｕ＝　ｋ_１Ｄ_１＋ｃ_１Ｄ_１’
　　＋ｋ_２（Ｄ_１＋Ｄ_２）＋ｃ_２（Ｄ_１’＋Ｄ_２’）
　　＋　…
　　＋ｋ_ｍ（Ｄ_１＋Ｄ_２＋…＋Ｄ_ｍ）＋ｃ_ｍ（Ｄ_１’＋Ｄ_２’＋…＋Ｄ_ｍ’）
で表されることを特徴とする請求項１に記載の追従走行制御装置。
　前記偏差取得手段は、
　前記周辺車両における前記偏差に関する情報を、当該周辺車両との車車間通信によって取得し、
　前記追従制御量算出手段は、
　前記偏差取得手段で得られた複数台分の前記偏差に関する情報に基づいて、前記自車両の追従制御量と前記周辺車両の追従制御量とを算出することを特徴とする請求項１に記載の追従走行制御装置。
　前記周辺車両が前記自車両と同じ走行車線上に存在する確度を示す自車線確率を取得する自車線確率取得手段を更に備え、
　前記追従制御量算出手段は、
　更に前記周辺車両の前記自車線確率に基づいて、前記自車両の前記追従制御量を算出することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の追従走行制御装置。