WO2021049197A1 - 隊列走行制御装置 - Google Patents

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史彦 大澤
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Definitions

  • the present invention relates to a platooning control device that controls an own vehicle so as to follow another vehicle in platooning.
  • platooning For the purpose of reducing the burden of driving operations by the driver and improving fuel efficiency, a technology called platooning, in which the own vehicle is made to follow other vehicles and traveled as a group of vehicles, is known.
  • platooning a plurality of vehicles form a platoon, and each vehicle follows the preceding vehicle while maintaining the distance between the own vehicle and the preceding vehicle.
  • a follow-up control for making the own vehicle follow the preceding vehicle for example, a technology for adjusting the acceleration / deceleration of the own vehicle based on the average speed of the preceding vehicle group and the inter-vehicle distance between the own vehicle and the preceding vehicle is used.
  • a follow-up control can be executed according to the situation of the preceding vehicle (see, for example, Patent Document 1 below).
  • CACC Cooperative Adaptive Cruise Control
  • ACC Adaptive Cruise Control
  • the platooning control device of this case was devised in view of the above-mentioned problems, and one of the purposes is to improve the responsiveness of the follow-up control.
  • the platooning control device disclosed here is a platooning control device that realizes platooning of a plurality of vehicles by following the own vehicle to run, and the forward information of the own vehicle and the vehicle.
  • the follow-up control unit that controls the acceleration / deceleration of the own vehicle and the first gradient information indicating the gradient of the road surface of the leading vehicle in the platooning are acquired.
  • An acquisition unit a determination unit that determines whether to suppress acceleration / deceleration control by the follow-up control unit based on the first gradient information when the leading vehicle is accelerating or decelerating, and the follow-up unit. It is characterized by including a suppression control unit that suppresses acceleration / deceleration control by the follow-up control unit when it is determined that acceleration / deceleration control by the control unit is suppressed.
  • the suppression control unit suppresses the deceleration control by the follow-up control unit.
  • the suppression control unit may suppress acceleration control by the follow-up control unit. preferable.
  • the suppression control unit suppresses deceleration control by the follow-up control unit.
  • the suppression control unit executes control for suppressing deceleration control by the follow-up control unit when the inter-vehicle distance between the own vehicle and the preceding vehicle immediately before the own vehicle is larger than a predetermined threshold value. It is preferable to do so.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a vehicle provided with a platooning control device as an embodiment together with a plurality of vehicles forming a platoon.
  • (A) to (C) are schematic views explaining an example of platooning. It is a table for demonstrating the control content which is carried out by the platoon running control device of FIG. It is a flowchart which exemplifies the control content which is carried out by the platoon running control device of FIG.
  • FIG. 2A is a schematic diagram illustrating an example of platooning.
  • a platoon is a row of a plurality of vehicles
  • a platooning is a platooning of a plurality of vehicles 1 and 2 traveling in a row on a road.
  • the vehicle running at the head of the platoon is called the "leading car" 2A.
  • the vehicles 1 and 2 are connected to each other so as to be able to communicate with each other by using vehicle-to-vehicle communication.
  • Each of the vehicles 1 and 2 except the leading vehicle 2A follows the vehicle (preceding vehicle) traveling in front of each vehicle by CACC.
  • the follow-up control of the control unit 4 controls the operating unit 16 by using both the front information of the own vehicle acquired by the radar 14 and the other vehicle information acquired by the communication device 15. It controls the acceleration / deceleration of the vehicle 1.
  • This follow-up control is performed so that the inter-vehicle distance between the own vehicle 1 and the other vehicle 2 (preceding vehicle) is maintained at a predetermined distance.
  • the other vehicle information used in the follow-up control is the other vehicle speed and acceleration information A2 of the other vehicle 2 (preceding vehicle).
  • Gradient information can be calculated from, for example, position information based on GPS radio waves of the target vehicle.
  • the method of calculating the gradient information based on the position information is as follows, for example.
  • the position information based on GPS radio waves is information that identifies the position of the vehicle by longitude x, latitude y, and altitude H.
  • the horizontal distance X between the current vehicle position (longitude x1, latitude y1) and the vehicle position ⁇ t seconds ago (longitude x2, latitude y2) is obtained by spherical trigonometry.
  • "r" is the radius of the equator, which is 637837 meters.
  • the acceleration information A2 of the leading vehicle 2A can be acquired from the leading vehicle 2A by using vehicle-to-vehicle communication via the communication device 15.
  • the acceleration information A2 is information indicating the acceleration or deceleration of the leading vehicle 2A, and a positive value indicates acceleration and a negative value indicates deceleration.
  • the determination unit 7 determines that the leading vehicle 2A is in the deceleration state.
  • the threshold value a1 is set as a predetermined deceleration that can determine that the leading vehicle 2A is in the deceleration state.
  • the determination unit 7 determines that the leading vehicle 2A is in the acceleration state.
  • the threshold value a2 is set as a predetermined acceleration at which the leading vehicle 2A can be determined to be in the deceleration state.
  • the determination unit 7 determines that the leading vehicle 2A is in a constant speed state.
  • the determination unit 7 determines that the own vehicle 1 is traveling uphill when the second gradient information G1 is a positive value, and when the second gradient information G1 is a negative value, the own vehicle 1 is downhill. Is judged to be running. Further, when the second gradient information G1 is 0, the determination unit 7 determines that the own vehicle 1 is traveling on a flat road.
  • step S25 it is determined whether or not the inter-vehicle distance Dr is larger than the predetermined inter-vehicle distance Dth.
  • the deceleration control by the follow-up control (control unit 4) is suppressed by the suppression control unit 8.
  • the above processing is the processing performed in the case of (1) of FIG.
  • the configuration in which the deceleration control is suppressed when the inter-vehicle distance Dr is larger than the predetermined inter-vehicle distance Dth by comparing the inter-vehicle distance Dr with the predetermined inter-vehicle distance Dth before the deceleration control is suppressed has been described.
  • the deceleration control may be suppressed without comparing the inter-vehicle distance Dr with the predetermined inter-vehicle distance Dth.
  • the inter-vehicle distance Dr may be compared with the predetermined inter-vehicle distance Dth before the acceleration control is suppressed, and when the inter-vehicle distance Dr is larger than the predetermined inter-vehicle distance Dth, the adjustment control may not be suppressed. In this case, it is possible to suppress a situation in which the inter-vehicle distance Dr is excessively widened by suppressing the adjustment control.
  • the case where the vehicle actually located at the head of the platoon is set as the leading vehicle 2A has been given as an example, but the vehicle regarded by the own vehicle 1 as the leading vehicle 2A is actually located at the head of the platoon. It does not have to be a vehicle. For example, when the number of vehicles is large and the platoon is long, and the own vehicle 1 is located behind the platoon, the distance from the own vehicle 1 to the vehicle located at the head of the platoon becomes long. In such a case, a vehicle located several vehicles ahead of the own vehicle 1 may be regarded as the "leading vehicle 2A".

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Abstract

自車両（１）の隊列走行制御装置（１０）には、追従制御部（４）と加減速抑制機能（２０）が設けられている。追従制御部（４）は、自車両（１）の前方情報と車車間通信で取得した他車両情報とを用いて自車両（１）の加減速を制御する。加減速抑制機能（２０）には、第一取得部（５）と第二取得部（６）と判断部（７）と抑制制御部（８）とが設けられている。第一取得部（５）は先頭車両（２Ａ）の第一勾配情報（Ｇ２）を取得する。第二取得部（６）は自車両（１）の第二勾配情報（Ｇ１）を取得する。判断部（７）は、第一勾配情報（Ｇ２）と第二勾配情報（Ｇ１）とに基づいて、追従制御部（４）による加減速制御を抑制するか否かを判断する。抑制制御部（８）は、加減速制御を抑制すると判断されたとき追従制御部（４）による加減速制御を抑制する。

Description

隊列走行制御装置
　本発明は、隊列走行において、他車両に追従して走行するように自車両を制御する隊列走行制御装置に関する。
　運転者による運転操作の負担を軽減することや燃費改善の目的から、自車両を他車両に追従させて車群として走行する、いわゆる隊列走行と呼ばれる技術が知られている。隊列走行では、複数台の車両が隊列を形成し、各車両が自車両と先行車両との車間距離を保ちつつ、先行車両に追従して走行している。
　自車両を先行車両に追従して走行させる追従制御としては、例えば、先行車両群の平均の速度と、自車両と先行車両との車間距離とに基づいて自車両の加減速を調整する技術が知られている。これによれば、先行車両の状況に応じた適正な追従制御を実行できるとされる（例えば下記特許文献１を参照）。
　また、近年、複数の車両において車車間通信で情報を送受することにより車間距離を所定距離に保つ制御（CACC；Cooperative Adaptive Cruise Control）の開発が進んでいる。CACCでは、車載のレーダで取得される情報だけでなく車車間通信で取得される情報も用いられるため、車車間通信を用いない従来の制御（ACC；Adaptive Cruise Control）と比べて、より緻密な車間距離制御を実現できるとされている。隊列走行の技術においてもCACCが利用されている。
特開２０１１－９８６０４号公報
　従来の隊列走行における追従制御では、例えば隊列走行の先頭車両が減速又は加速した場合、先頭車両に追従して自車両も減速又は加速している。
　しかし、この追従制御では、例えば先頭車両が上り坂に入って減速した場合には、自車両は上り坂に達する前に追従制御により減速し、その後上り坂に入ったときに更に減速する事態が生じてしまう。この場合、自車両で無駄な加減速制御が増えて燃費が悪化するおそれがある。
　このように、従来の隊列走行では、先頭車両が上り坂や下り坂を走行するとき、自車両での追従制御の応答性に改善の余地がある。
　本件の隊列走行制御装置は、前述したような課題に鑑み創案されたものであり、追従制御の応答性を向上することを目的の一つとする。
　（１）ここで開示する隊列走行制御装置は、自車両を他車両に追従して走行させることで複数車両の隊列走行を実現する隊列走行制御装置であって、前記自車両の前方情報と車車間通信で取得した他車両情報とを用いて、前記自車両の加減速を制御する追従制御部と、前記隊列走行における先頭車両の走行中の路面の勾配を示す第一勾配情報を取得する第一取得部と、前記先頭車両が加速又は減速しているときに、前記第一勾配情報に基づいて、前記追従制御部による加減速制御を抑制するか否かを判断する判断部と、前記追従制御部による加減速制御を抑制すると判断されたときに、前記追従制御部による加減速制御を抑制する抑制制御部と、を備えたことを特徴とする。
　（２）前記隊列走行制御装置は、前記自車両の走行中の路面の勾配を示す第二勾配情報を取得する第二取得部を備え、前記判断部は、前記第一勾配情報と前記第二勾配情報とに基づいて、前記追従制御部による加減速制御を抑制するか否かを判断することが好ましい。
　（３）前記第一取得部は、前記第一勾配情報を前記車車間通信で前記先頭車両から取得することが好ましい。
　（４）前記第一取得部は、前記自車両で算出した前記第一勾配情報を取得することが好ましい。
　（５）前記先頭車両が上り坂を走行中に減速したとき、前記抑制制御部は前記追従制御部による減速制御を抑制することが好ましい。
　（６）前記先頭車両が下り坂を走行中に加速したとき、前記自車両が平坦路又は下り坂を走行中である場合、前記抑制制御部は前記追従制御部による加速制御を抑制することが好ましい。
　（７）前記先頭車両が下り坂を走行中に減速したとき、前記自車両が上り坂を走行中である場合、前記抑制制御部は前記追従制御部による減速制御を抑制することが好ましい。
　（８）前記抑制制御部は、前記自車両と前記自車両の直前の先行車両との間の車間距離が所定の閾値よりも大きいときに、前記追従制御部による減速制御を抑制する制御を実施することが好ましい。
　このように、第一勾配情報を用いて追従制御部による加減速制御を抑制するか否かを判断し、追従制御を抑制すると判断されたときには、先頭車両が加速または減速したとしても自車両の加減速制御が抑制される。そのため、無駄な加減速制御を抑制することにより追従制御の応答性が向上される。これにより、隊列走行における燃費が向上される。
実施形態として隊列走行制御装置を備えた車両を、隊列を形成する複数の車両とともに示すブロック図である。 （Ａ）～（Ｃ）は隊列走行の例を説明する模式図である。 図１の隊列走行制御装置で実施される制御内容を説明するための表である。 図１の隊列走行制御装置で実施される制御内容を例示したフローチャートである。
　図面を参照して、実施形態としての隊列走行制御装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
　［１．全体構成］
　本実施形態に係る隊列走行制御装置は、車車間通信を用いて車間距離を所定距離に保つ制御（CACC；Cooperative Adaptive Cruise Control）を行うものである。以下、図１に示す自車両１に適用された隊列走行制御装置について説明する。なお、他車両２にも、自車両１と同様の隊列走行制御装置が適用されている。
　本実施形態において、自車両１は各他車両２とともに隊列を形成し、隊列走行している。図２（Ａ）は隊列走行の例を説明する模式図である。隊列とは複数台の車両の列であり、隊列走行とは複数台の車両１，２が道路を一列に並んで走行することである。隊列の先頭を走行する車両を「先頭車両」２Ａという。
　各車両１，２は、車車間通信を用いて互いに通信可能に接続されている。先頭車両２Ａを除く各車両１，２は、CACCによりそれぞれの前方を走行する車両（先行車両）に追従して走行している。また、隊列を形成する各車両１，２は、先頭車両２Ａの車両IDを把握しているものとする。本実施形態で自車両１は、先行車両に追従して走行している車両（つまり先頭車両以外の車両）であることを前提としている。
　なお、本実施形態では自車両１及び他車両２としてトラックを例示するが、自車両１及び他車両２の種類は特に限定されない。
　図１に示すように、自車両１には、CACCスイッチ１１と、自車両１に関する情報を取得するセンサ類１２，１３と、他車両２に関する情報を取得するレーダ１４及び車車間通信装置１５（以下、単に「通信装置」ともいう）と、自車両１を作動（加速，制動，操舵）させる作動ユニット１６と、作動ユニット１６を制御する制御装置１０とが設けられる。
　CACCスイッチ１１は、CACCを実施するか否かを自車両１の乗員が選択するための操作手段であって、オンとオフとの何れか一方が選択されるトグルスイッチで構成され、自身のオン，オフ状態を検出する。CACCスイッチ１１がオン状態である場合、自車両１はCACCを実施するCACCモードとなる。一方、CACCスイッチ１１がオフ状態である場合、自車両１はCACCを実施しない通常モードとなる。
　GPS受信機１２は、図示しないGPS衛星から送信されるGPS電波を受信することで、自車両１の現在位置に関する位置情報を取得する。速度センサ１３は、自車両１の速度を検出する。また、速度センサ１３で検出した速度を時間微分することで自車両１の加速度情報を求めることができる。これらのCACCスイッチ１１とセンサ類１２，１３とで検出，取得された情報は、制御装置１０に伝達される。
　レーダ１４は、例えばミリ波レーダであって、自車両１の前方に向けて電磁波を送信し、その反射波を受信することで、自車両１の前方に存在する他車両２の情報（前方情報）を所定の周期で取得する。レーダ１４で取得される情報には、自車両１の前方に存在する他車両２までの距離（車間距離）Ｄｒや、この他車両２と自車両１との相対速度（速度差）等が含まれる。
　通信装置１５は、他車両２と無線ネットワーク３を介して通信（車車間通信）を行うことで様々な情報を送受する電子制御装置である。通信装置１５は、制御装置１０から伝達される情報を他車両２に送信するとともに、他車両２から受信した情報を制御装置１０に伝達する。通信装置１５が他車両２，２Ａから受信する情報（他車両情報）としては、他車両２，２Ａの現在位置に関する位置情報，他車両２，２Ａの速度，他車両２，２ＡのID情報，他車両２，２Ａの加速度情報Ａ２，CACCオンオフ情報，CACCの通信先車両のID等が挙げられる。
　作動ユニット１６は、具体的には、駆動装置１７と制動装置１８と操舵装置１９とで構成される。駆動装置１７は、自車両１の駆動源（エンジンや電動モータ）やトランスミッション機構などであり、制動装置１８は、自車両１に制動力を与えるブレーキ装置や回生ブレーキシステムなどである。また、操舵装置１９は、自車両１のドライバによる操舵操作をアシストするパワーステアリング装置などである。各装置１７～１９の作動状態は、手動運転操作で変更可能であるとともに、制御装置１０によって制御可能である。
　制御装置１０は、自車両１に搭載される各種装置を統合制御する電子制御装置であって、例えばマイクロプロセッサやROM，RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。本実施形態の制御装置１０は、CACCスイッチ１１，センサ類１２，１３，レーダ１４及び通信装置１５で検出，取得された情報に基づいて、作動ユニット１６を制御する。
　他車両２，２Ａの隊列走行制御装置の構成は自車両１の隊列走行制御装置と同一であるため図示を省略した。
　図１の各他車両２，２Ａでは、通信装置１５と車車間通信により送信される各種情報（他車両情報）とが図示されている。他車両２，２Ａから送信される他車両情報には、他車速度，加速度情報Ａ２など他車両２，２Ａの走行に関する車両情報と、他車両２，２Ａの位置情報（GPS）と、CACCオンオフ情報や通信先車両のIDなどのCACCに関する情報（CACC情報）とが含まれる。各他車両２，２Ａの加速度情報Ａ２は、他車両２，２Ａの速度センサ１３で検出した速度を時間微分して求めることができる。また、各他車両２，２Ａの位置情報は、他車両２，２ＡのGPS受信機１２（図示せず）から取得できる。
　なお、自車両１も、車両情報，位置情報，CACC情報を、無線ネットワーク３を介して送信している。
　［２．制御構成］
　本実施形態では、自車両１がCACCモードである場合に、自車両１は前方を走行する他車両２を追従対象となる先行車両として選定し、選定した先行車両を追従して走行するようにCACCを実施する。ここで、自車両１と先行車両２とは、CACC情報に含まれる通信先車両のIDにより互いの車両IDを特定しており、互いを通信先車両として把握しているものとする。また、上述のように、隊列を形成している各車両１，２は、隊列の先頭車両２Ａの車両IDを特定しているものとする。
　制御装置１０には、CACCを実施するための機能的要素として制御部（追従制御部）４が設けられている。制御部４は、自車両１が他車両２（先行車両）に追従して走行するように作動ユニット１６を制御（この制御を「追従制御」という）する機能を有する。
　具体的には、制御部４の追従制御は、レーダ１４で取得される自車両の前方情報と、通信装置１５で取得される他車両情報との双方を用いて作動ユニット１６を制御して自車両１の加減速を制御するである。この追従制御は、自車両１と他車両２（先行車両）との車間距離が所定距離を維持するように実施される。ここで、追従制御で用いられる他車両情報は、他車両２（先行車両）の他車速度や加速度情報Ａ２である。制御部４の追従制御により自車両１の加減速が調整され、他車両２（先行車両）との車間距離が所定距離で維持されるようになっている。なお、本明細書で「加減速」とは「加速または減速」を意味し、「加減速制御」とは「加速制御又は減速制御」を意味する。
　ところで、図２（Ｂ）に示すように先頭車両２Ａが上り坂に入って減速した場合、制御部４の追従制御を継続すると、自車両１はその上り坂に達する前に追従制御により減速し、その後上り坂に入ったときに更に減速する事態が生じるおそれがある。さらに、この場合、先頭車両２Ａは上り坂に入って減速した後に加速することが多い。そうすると、自車両１では無駄な加減速制御が頻発されてしまう。
　また、図２（Ｃ）に示すように先頭車両２Ａが下り坂に入って加速した場合、制御部４の追従制御を継続すると、自車両１はその下り坂に達する前に追従制御により加速し、その後下り坂に入ったときに更に加速する事態が生じるおそれがある。この場合も、自車両１では無駄な加減速制御が頻発されるおそれがある。
　このような事態を避けるために、本実施形態の制御装置１０には、先頭車両２Ａの勾配情報を用いて、制御部４の追従制御による加減速制御を抑制するための加減速抑制機能２０が設けられている。
　加減速抑制機能２０内には、制御部４（追従制御）による加減速制御を抑制するための制御（抑制制御）を実施する機能的要素として、第一取得部５と第二取得部６と判断部７と抑制制御部８とが設けられている。
　制御部４の追従制御と、加減速抑制機能２０内の各要素５，６，７，８による抑制制御とにより、制御装置１０は本実施形態の隊列走行制御装置として機能する。なお、本実施形態では、制御装置１０内の各要素４，５，６，７，８がいずれもソフトウェアで実現されるものとする。なお、要素４，５，６，７，８は、ハードウェア（電子回路）で実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが併用されて実現されてもよい。
　第一取得部５は、隊列走行の先頭車両２Ａの走行中の路面の勾配を示す第一勾配情報Ｇ２を取得するために設けられている。加減速抑制機能２０の抑制制御では、先頭車両２Ａの加速又は減速が勾配によって変化したものである場合に、その後の加減速の変化を予測して、追従制御による加減速制御が一時的に抑制される。そのため、第一取得部５により第一勾配情報Ｇ２が取得され、先頭車両２Ａの走行中の路面の勾配が把握される。
　第二取得部６は、自車両１の走行中の路面の勾配を示す第二勾配情報Ｇ１を取得するために設けられている。抑制制御を実施するか否かの判断は、先頭車両２Ａの勾配（第一勾配情報Ｇ２）だけでなく自車両１の勾配（第二勾配情報Ｇ１）も考慮して決定される。そのため、第二取得部６により第二勾配情報Ｇ１が取得され、自車両１の走行中の路面の勾配が把握される。
　第一勾配情報Ｇ２及び第二勾配情報Ｇ１（両者を区別する必要がない場合、単に「勾配情報」という）は、車両１，２Ａが走行中の路面の勾配を示す情報である。勾配情報は、例えば平坦路を０％とし、所定の登り勾配以上の上り坂を正の値で示し、所定の下り勾配以下の下り坂を負の値で示す。
　勾配情報は、例えば、対象となる車両のGPS電波に基づく位置情報から算出できる。位置情報に基づき勾配情報を計算する方法は、例えば下記の通りである。なお、GPS電波に基づく位置情報は、車両の位置を経度x，緯度y，高度Hで特定する情報とする。
　まず、球面三角法により現在の車両の位置（経度x1，緯度y1）とΔｔ秒前の車両の位置（経度x2，緯度y2）との水平距離Xを求める。なお、以下で「r」は赤道半径であり、６３７８３７メートルとする。
　　X＝r*cos-1[sin(y1)*sin(y2)+cos(y1)*cos(x2-x1)]・・・式（１）
　また、現在の車両の高度H1とΔｔ秒前の車両の高度H2との差より高低差ΔHを求める。
　　ΔH＝H2-H1・・・式（２）
　車両が走行中の路面の勾配は水平距離Xと高低差ΔHとを用いて式（３）により算出される。
　勾配（％）＝ΔH*100/X・・・式（３）
　勾配情報を形成する方法の別の例としては、マップ情報を利用する方法がある。この場合、緯度，経度，勾配を含む道路情報を持つマップ情報を使用して、対象となる車両のGPS電波に基づく位置情報（現在の緯度，経度）から、勾配情報が算出される。
　第一取得部５は、例えば、通信装置１５を介した車車間通信を用いて先頭車両２Ａから第一勾配情報Ｇ２を取得するように構成されてよい。この場合、先頭車両２Ａでは、自身の位置情報に基づき第一勾配情報Ｇ２を計算し、計算した第一勾配情報Ｇ２が通信装置１５を介した車車間通信を用いて送信される（図１において破線で示す「勾配情報」）。自車両１の第一取得部５は、通信装置１５を介して先頭車両２Ａからの第一勾配情報Ｇ２を受信する。
　別の例として、自車両１が、先頭車両２Ａの位置情報に基づいて第一勾配情報Ｇ２を計算し、第一取得部５は自車両１で算出した第一勾配情報Ｇ２を取得するように構成されてもよい。この場合、先頭車両２Ａの位置情報が通信装置１５を介した車車間通信を用いて送信される（図１の「ＧＰＳ」）。自車両１は、通信装置１５を介して先頭車両２Ａの位置情報を受信して、受信した位置情報に基づく第一勾配情報Ｇ２を計算する。
　第二取得部６は、自車両１の位置情報に基づいて第二勾配情報Ｇ１を計算して、算出した第二勾配情報Ｇ１を取得するように構成してもよい。
　判断部７は、第一取得部５と第二取得部６とからの情報を得て、先頭車両２Ａが加速又は減速しているときに、第一勾配情報Ｇ２と第二勾配情報Ｇ１とに基づいて、制御部４の追従制御による加減速制御を抑制するか否かを判断する判断機能を有する。
　また、抑制制御部８は、判断部７で加減速制御を抑制すると判断されたとき、制御部４の追従制御による加減速制御を抑制する制御（抑制制御）を行う。ここで、加減速制御を抑制する制御とは、加速制御又は減速制御を実施しないか、又は、加減速の程度を弱めることである。
　判断部７と抑制制御部８とによって、先頭車両２Ａの加速又は減速が勾配によって変化したものである場合に追従制御（制御部４）による加減速制御が一時的に抑制される。
　判断部７では、詳しくは、下記（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ）の判断を実施している。
　　（Ｉ）先頭車両２Ａの加速度情報Ａ２に基づき、先頭車両２Ａが加速状態，減速状態，定速状態のいずれの状態であるかを判断すること。
　　（ＩＩ）第一勾配情報Ｇ２に基づき、先頭車両２Ａの走行中の路面が上り坂，下り坂，平坦路のいずれであるかを判断すること。
　　（ＩＩＩ）第二勾配情報Ｇ１に基づき、自車両１の走行中の路面が上り坂，下り坂，平坦路のいずれであるかを判断すること。
　先頭車両２Ａの加速度情報Ａ２は、通信装置１５を介した車車間通信を用いて先頭車両２Ａから取得できる。加速度情報Ａ２は、先頭車両２Ａの加速度又は減速度を示す情報であり、正の値で加速度を示し、負の値で減速度を示す。
　加速度情報Ａ２が所定の加速度閾値ａ１よりも小さいとき、判断部７は、先頭車両２Ａが減速状態と判断する。閾値ａ１は先頭車両２Ａが減速状態と判断し得る所定の減速度として設定される。
　加速度情報Ａ２が所定の加速度閾値ａ２よりも大きいとき、判断部７は、先頭車両２Ａが加速状態と判断する。閾値ａ２は先頭車両２Ａが減速状態と判断し得る所定の加速度として設定される。
　上記のどちらにも該当しないとき、判断部７は、先頭車両２Ａが定速状態と判断する。
　また、判断部７は、第一勾配情報Ｇ２が正の値のとき、先頭車両２Ａが上り坂を走行中と判断し、第一勾配情報Ｇ２が負の値のとき、先頭車両２Ａが下り坂を走行中と判断する。また、第一勾配情報Ｇ２が０のとき判断部７は、先頭車両２Ａが平坦路を走行中と判断する。
　また、判断部７は、第二勾配情報Ｇ１が正の値のとき、自車両１が上り坂を走行中と判断し、第二勾配情報Ｇ１が負の値のとき、自車両１が下り坂を走行中と判断する。また、第二勾配情報Ｇ１が０のとき判断部７は、自車両１が平坦路を走行中と判断する。
　そして、判断部７では、上記（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ）の判断結果の組み合わせに従って、制御部４の追従制御による加減速制御を抑制するか否かを判断する。抑制制御部８では、判断部７で加減速制御を抑制すると判断されたとき抑制制御を行う。また、判断部７で加減速制御を抑制しないと判断されたときは、制御部４の追従制御が継続（維持）される。
　図３は、上記（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ）の判断結果の組み合わせに従った制御内容例を示す表である。
　表に示された制御内容例の要点として、下記の（１）～（３）を挙げる。
　　（１）先頭車両２Ａが上り坂を走行中で減速状態の場合、自車両１が上り坂，下り坂，平坦路のいずれを走行中であっても、制御部４の追従制御による減速制御が抑制される。
　先頭車両２Ａが上り坂に入り減速した場合、その後に先頭車両２Ａは加速すると予測される。このため、自車両１では、制御部４の追従制御による減速制御が一時的に抑制されている。
　　（２）先頭車両２Ａが下り坂を走行中で加速状態であり、かつ、自車両１が下り坂又は平坦路を走行中である場合に、制御部４の追従制御による加速制御が抑制される。
　先頭車両２Ａが下り坂に入り加速した場合、その後に先頭車両２Ａは減速すると予測される。このため、自車両１が下り坂又は平坦路を走行中ならば、制御部４の追従制御による加速制御が一時的に抑制されている。
　　（３）先頭車両２Ａが下り坂を走行中で減速状態であり、かつ、自車両１が上り坂を走行中の場合に、制御部４の追従制御による減速制御が抑制される。
　先頭車両２Ａが下り坂で減速している場合であっても自車両１が上り坂を走行中なので登坂力を確保するために、追従制御のための減速制御が一時的に抑制される。
　上記（１）～（３）に該当しない場合は、いずれも判断部７で加減速制御を抑制しないと判断される。この場合、制御部４の追従制御が継続（維持）される。そのため、先頭車両２Ａの加減速状態に追従して、自車両１の加減速が調整される。
　また、抑制制御部８により減速制御が抑制された場合、自車両１と直前の先行車両２との車間距離Ｄｒが縮まる場合がある。
　そこで、抑制制御部８では、自車両１と直前の先行車両２との車間距離Ｄｒが所定車間距離Ｄｔｈ(所定の閾値)よりも大きいときにのみ減速制御を抑制し、車間距離Ｄｒが所定車間距離Ｄｔｈ以下のときは、減速制御の抑制を実施せずに、制御部４の追従制御を維持する。これにより、自車両１と直前の先行車両２との車間距離Ｄｒが詰まり過ぎることが抑制される。所定車間距離Ｄｔｈは、減速制御の抑制を実施した場合にも自車両１と直前の先行車両２との車間距離が狭まり過ぎない距離値として設定される。
　［３．フローチャート］
　図４は、前述した制御内容を例示したフローチャートである。図４のフローにおいてＡ部同士が接続され、また、Ｂ部同士が接続されるものとする。このフローは、自車両１がCACCモードである場合に、制御装置１０において所定の演算周期で繰り返し実施される。自車両１がCACCモードであるか否かは、CACCスイッチ１１から制御装置１０に伝達される情報に基づき、例えば判断部７により判別される。
　ステップＳ１０では、各種情報が取得される。各種情報には、先頭車両２Ａの第一勾配情報Ｇ２，自車両１の第二勾配情報Ｇ１，先頭車両２Ａの加速度情報Ａ２が含まれている。
　ステップＳ１５では、先頭車両２Ａの第一勾配情報Ｇ２が０より大きいか否かが判定される。Ｇ２＞０、つまり、先頭車両２Ａが上り坂を走行中と判定された場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、ステップＳ２０では、先頭車両２Ａの加速度情報Ａ２を所定の加速度閾値ａ１と比較することで先頭車両２Ａが減速状態か否かが判定される。
　Ａ２＜ａ１、つまり先頭車両２Ａが減速状態である場合（ステップＳ２０のＹＥＳ）、ステップＳ２５では、車間距離Ｄｒが所定車間距離Ｄｔｈよりも大きいか否かが判定される。車間距離Ｄｒが所定車間距離Ｄｔｈよりも大きい場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、ステップＳ３０では、追従制御（制御部４）による減速制御が抑制制御部８によって抑制される。
　以上の処理は、図３の（１）の場合に実施される処理である。
　一方、先頭車両２Ａの第一勾配情報Ｇ２が０以下の場合（ステップＳ１５のＮＯ）、ステップＳ３５では、第一勾配情報Ｇ２が０よりも小さいか否かが判定される。Ｇ２＜０、つまり、先頭車両２Ａが下り坂を走行中と判定された場合（ステップＳ３５のＹＥＳ）、ステップＳ４０では、先頭車両２Ａの加速度情報Ａ２を所定の加速度閾値ａ２と比較することで先頭車両２Ａが加速状態か否かが判定される。
　Ａ２＞ａ２、つまり先頭車両２Ａが加速状態である場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）、ステップＳ４５では、自車両１の第二勾配情報Ｇ１が０以下か否かが判定される。Ｇ１≦０、つまり、自車両１が下り坂又は平坦路を走行中と判定された場合（ステップＳ４５のＹＥＳ）、ステップＳ５０では、追従制御（制御部４）による加速制御が抑制制御部８によって抑制される。
　以上の処理は、図３の（２）の場合に実施される処理である。
　また、先頭車両２Ａが下り坂を走行中で（ステップＳ３５のＹＥＳ）、先頭車両２Ａが減速状態であり（ステップＳ４０のＮＯ、且つ、ステップＳ５５のＹＥＳ）、自車両１が上り坂を走行中である場合（ステップＳ６０のＹＥＳ）、車間距離Ｄｒが所定車間距離Ｄｔｈよりも大きければ（ステップＳ２５のＹＥＳ）、追従制御（制御部４）による減速制御が抑制制御部８によって抑制される（ステップＳ３０）。
　以上の処理は、図３の（３）の場合に実施される処理である。
　上記以外の場合、具体的には下記（ａ）～（ｆ）の場合、ステップＳ６５では追従制御（制御部４）が維持される。
　（ａ）先頭車両２Ａが上り坂走行中（ステップＳ１５のＹＥＳ）に定速状態（ステップＳ２０のＮＯ）又は下り坂走行中（ステップＳ３５のＹＥＳ）に定速状態の場合（ステップＳ５５のＮＯ）。
　（ｂ）先頭車両２Ａが上り坂走行中（ステップＳ１５のＹＥＳ）に加速状態の場合（ステップＳ２０のＮＯ）。
　（ｃ）先頭車両２Ａが下り坂走行中（ステップＳ３５のＹＥＳ）に減速状態で（ステップＳ４０のＮＯ、且つ、ステップＳ５５のＹＥＳ）、自車両１が下り坂又は平坦路を走行中の場合（ステップＳ６０のＮＯ）。
　（ｄ）先頭車両２Ａが下り坂走行中（ステップＳ３５のＹＥＳ）に加速状態で（ステップＳ４０のＹＥＳ）、自車両１が上り坂を走行中の場合（ステップＳ４５のＮＯ）。
　（ｅ）先頭車両２Ａが平坦路を走行中の場合（ステップＳ１５のＮＯ、且つ、ステップＳ３５のＮＯ）。
　（ｆ）また、図３の（１）又は（２）の場合（ステップＳ２０のＹＥＳ、又は、ステップＳ６０のＹＥＳ）に、車間距離Ｄｒが所定車間距離Ｄｔｈ以下のとき（ステップＳ２５のＮＯ）。
　［４．作用，効果］
　前述の実施形態によれば、判断部７が第一勾配情報Ｇ２と第二勾配情報Ｇ１とに基づいて制御部４の追従制御による加減速制御を抑制するか否かを判断し、加減速制御を抑制すると判断されときには、先頭車両２Ａが加速または減速したとしても、抑制制御部８により自車両１の加減速制御が抑制される。そのため、無駄な加減速制御を抑制することにより追従制御の応答性が向上される。これにより、隊列走行における燃費が向上される。
　また、判断部７が第一勾配情報Ｇ２と第二勾配情報Ｇ１とに基づいて判断しているので、判断の精度が向上される。
　また、本実施形態の抑制制御が実施されずに、例えば先頭車両２Ａが上り坂に入ったときに、後続の各車両で追従制御による減速制御が実施されたとすると、後続の車両ごとに減速制御が積み重なり、隊列後方の車両では走行に遅延が生じるおそれがある。この点、本実施形態により遅延制御を抑制すれば、遅延の発生を回避又は抑制できる。
　第一取得部５が先頭車両２Ａで計算した第一勾配情報Ｇ２を取得する場合、先頭車両２Ａの走行中の路面の正確な第一勾配情報Ｇ２を得ることができる。
　第一取得部５が自車両１で算出した第一勾配情報Ｇ２を取得する場合、通信状況の影響を受けずに先頭車両２Ａの第一勾配情報Ｇ２を得ることができる。
　先頭車両２Ａが上り坂を走行中に減速したとき、抑制制御部８が制御部４の追従制御による減速制御を抑制することで、先頭車両２Ａが上り坂を走行時の無駄な減速制御が抑制される。
　また、先頭車両２Ａが下り坂を走行中に加速したとき、自車両１が平坦路又は下り坂を走行中である場合、抑制制御部８が制御部４の追従制御による加速制御を抑制することで、先頭車両２Ａが下り坂を走行時の無駄な加速制御が抑制される。
　また、先頭車両２Ａが下り坂を走行中に減速したとき、自車両１が上り坂を走行中である場合、抑制制御部８が制御部４の追従制御による減速制御を抑制することで、先頭車両２Ａが下り坂を走行時の無駄な減速制御が抑制される。
　また、抑制制御部８は、自車両１と自車両１の直前の先行車両２との間の車間距離Ｄｒが所定の閾値Ｄｔｈよりも大きいときに、抑制制御部８が制御部４の追従制御による減速制御を抑制する制御を実施することで、車間距離が十分に空いているときにだけ減速制御の抑制が実施されるので、減速制御を抑制したとしても車間距離が詰まり過ぎることを抑制できる。
　［５．その他］
　前述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
　例えば、前述した図３の制御内容は一例であり、これに限定されない。例えば、先頭車両２Ａが上り坂及び下り坂のいずれを走行中でも抑制制御を実施する例を挙げたが、先頭車両２Ａが上り坂及び下り坂のいずれか一方を走行中に抑制制御を実施してもよい。
　また、判断部７での判断条件はいずれも一例である。前述の実施形態では、第一勾配情報Ｇ２と第二勾配情報Ｇ１とを用いて判断する構成を説明したが、第一勾配情報Ｇ２のみを用いて判断部７の判断を行ってもよい。
　また、減速制御の抑制を実施する前に車間距離Ｄｒを所定車間距離Ｄｔｈと比較して、車間距離Ｄｒが所定車間距離Ｄｔｈよりも大きいときに減速制御の抑制を実施する構成を説明したが、車間距離Ｄｒを所定車間距離Ｄｔｈと比較せずに減速制御の抑制を実施する構成であってもよい。
　また、加速制御の抑制を実施する前に車間距離Ｄｒを所定車間距離Ｄｔｈと比較して、車間距離Ｄｒが所定車間距離Ｄｔｈよりも大きいときには加減制御の抑制を実施しない構成としてもよい。この場合、加減制御の抑制により車間距離Ｄｒが広がり過ぎる事態を抑制できる。
　また、前述した実施形態では実際に隊列の先頭に位置する車両を先頭車両２Ａとする場合を例に挙げたが、自車両１が先頭車両２Ａとみなす車両は、実際に隊列の先頭に位置する車両でなくてもよい。例えば、車両台数が多く隊列が長く延びており、自車両１が隊列の後方に位置している場合、自車両１から隊列の先頭に位置する車両までの距離が長くなってしまう。そのような場合、自車両１から数台前方に位置する車両を「先頭車両２Ａ」とみなしてもよい。
　また、図１，図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）には、四台の車両で隊列走行を実施する場合を例示したが、車両の台数は特に限定さない。
　１　自車両
　２　他車両
　２Ａ　先頭車両
　３　無線ネットワーク
　４　制御部（追従制御部）
　５　第一取得部
　６　第二取得部
　７　判断部
　８　抑制制御部
　１０　制御装置
　１１　CACCスイッチ
　１２　GPS受信機
　１３　 速度センサ
　１４　レーダ
　１５　通信装置
　１６　作動ユニット
　１７　駆動装置
　１８　制動装置
　１９　操舵装置
　２０　加減速抑制機能

Claims (8)

  1. 　自車両を他車両に追従して走行させることで複数車両の隊列走行を実現する隊列走行制御装置であって、
    　前記自車両の前方情報と車車間通信で取得した他車両情報とを用いて、前記自車両の加減速を制御する追従制御部と、
    　前記隊列走行における先頭車両の走行中の路面の勾配を示す第一勾配情報を取得する第一取得部と、
    　前記先頭車両が加速又は減速しているときに、前記第一勾配情報に基づいて、前記追従制御部による加減速制御を抑制するか否かを判断する判断部と、
    　前記追従制御部による加減速制御を抑制すると判断されたときに、前記追従制御部による加減速制御を抑制する抑制制御部と、を備えた
    ことを特徴とする隊列走行制御装置。
  2. 　前記自車両の走行中の路面の勾配を示す第二勾配情報を取得する第二取得部を備え、
    　前記判断部は、前記第一勾配情報と前記第二勾配情報とに基づいて、前記追従制御部による加減速制御を抑制するか否かを判断する
    ことを特徴とする請求項１に記載の隊列走行制御装置。
  3. 　前記第一取得部は、前記第一勾配情報を前記車車間通信で前記先頭車両から取得する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の隊列走行制御装置。
  4. 　前記第一取得部は、前記自車両で算出した前記第一勾配情報を取得する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の隊列走行制御装置。
  5. 　前記先頭車両が上り坂を走行中に減速したとき、前記抑制制御部は前記追従制御部による減速制御を抑制する
    ことを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の隊列走行制御装置。
  6. 　前記先頭車両が下り坂を走行中に加速したとき、前記自車両が平坦路又は下り坂を走行中である場合、前記抑制制御部は前記追従制御部による加速制御を抑制する
    ことを特徴とする請求項２～４の何れか一項に記載の隊列走行制御装置。
  7. 　前記先頭車両が下り坂を走行中に減速したとき、前記自車両が上り坂を走行中である場合、前記抑制制御部は前記追従制御部による減速制御を抑制する
    ことを特徴とする請求項２～５の何れか一項に記載の隊列走行制御装置。
  8. 　前記抑制制御部は、前記自車両と前記自車両の直前の先行車両との間の車間距離が所定の閾値よりも大きいときに、前記追従制御部による減速制御を抑制する制御を実施する
    ことを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の隊列走行制御装置。
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