JP2010117771A - 隊列走行制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両を個別に識別するための情報が無くても隊列内での走行順を推定することができる隊列走行制御システムを提供することを課題とする。
【解決手段】複数の車両が隊列で走行するための隊列走行制御装置１であって、各車両に、前方車両との車間距離を検出する前方車間距離検出手段１０，２０と、後方車両との車間距離を検出する後方車間距離検出手段１１，２１と、通信手段１２，２２とを備え、各車両から前方車両との車間距離及び後方車両との車間距離を受信し、各車両で検出した前方車両との車間距離及び後方車両との車間距離に基づいて隊列の走行順を推定することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の車両が隊列で走行するための隊列走行制御システムに関する。

複数の車両を隊列で走行させるためのシステムが各種開発されている。各種運転支援や自動運転によって隊列で車両を走行させる場合、隊列内での走行順が重要であり、走行順を正確に認識しておく必要がある。特許文献１に記載の装置では、各車両では車両ＩＤを含む情報を他車両に送信し、車両ＩＤに基づいて隊列内での走行順を確定する。
特開平９−８１８９９号公報 特開２００４−２４２０８１号公報 特開２００８−４６８２０号公報

車両ＩＤを利用して隊列の走行順を確定する場合、隊列走行する全車両に対して異なるＩＤをそれぞれ付与し、各車両を個別に識別するための情報が必要である。そのため、ＩＤが付与されていない車両が存在する場合、隊列の走行順を確定することができない。

そこで、本発明は、車両を個別に識別するための情報が無くても隊列内での走行順を推定することができる隊列走行制御システムを提供することを課題とする。

本発明に係る隊列走行制御システムは、複数の車両が隊列で走行するための隊列走行制御システムであって、各車両に、前方車両との車間距離を検出する前方車間距離検出手段と、後方車両との車間距離を検出する後方車間距離検出手段と、通信手段とを備え、各車両から前方車両との車間距離及び後方車両との車間距離を受信し、各車両で検出した前方車両との車間距離及び後方車両との車間距離に基づいて隊列の走行順を推定することを特徴とする。

この隊列走行制御システムでは、各車両において前方車間距離検出手段により前方車両との車間距離を検出するとともに、後方車間距離検出手段により後方車両との車間距離を検出する。また、隊列走行制御システムでは、各車両において通信手段により検出した前後の車間距離情報を送信する。例えば、隊列内で車両Ａの前方に車両Ｂが走行しており、車両Ｂの前方に車両Ｃが走行している場合、車両Ａで検出した前方車両との車間距離と車両Ｂで検出した後方車両との車間距離とは略同じ距離であるが、車両Ａで検出した前方車両との車間距離と車両Ｃで検出した後方車両との車間距離とは明らかに異なる距離である。したがって、各車両でそれぞれ検出した前後の車間距離を利用することによって、前後で走行している車両を判別することができる。そこで、隊列走行制御システムでは、各車両から車間距離情報を通信で取得し、各車両で検出した前方車両との車間距離及び後方車両との車間距離に基づいて隊列の走行順を推定する。このように、隊列走行制御システムは、各車両で検出した前後の車間距離を利用することにより、車両ＩＤなどの車両を個別に識別するための情報が無くても、簡単な方法で隊列の走行順を推定することができる。

なお、隊列の走行順を推定するのは、各車両で行ってもよいし、隊列内のメインとなる一台（例えば、先頭車両）で行ってもよいし、あるいは、隊列内の車両以外の基地局などで行ってもよい。

本発明の上記隊列走行制御システムでは、異なる車間における車間距離の差が閾値以上となるように車間距離を変更し、変更した後の車間距離に基づいて隊列の走行順を推定すると好適である。

車間距離を利用して走行順で推定する場合、異なる車間での各車間距離が同程度の距離であると、車間距離でその異なる車間を判別できないために、走行順位を確定できない虞がある。そこで、この隊列走行制御システムでは、異なる車間における車間距離の差が閾値以上となるように車間距離を変更する。そして、隊列走行制御システムでは、変更後の車間距離に基づいて隊列の走行順を推定する。このように、隊列走行制御システムでは、異なる車間での各車間距離に明らかな差を設けることにより、隊列の走行順をより高精度に推定することができる。

本発明の上記隊列走行制御システムでは、閾値は、車間距離検出手段の検出誤差に基づいて設定されると好適である。

車間距離検出手段の検出誤差を考えると、異なる車間における車間距離の差がその検出誤差の範囲内の場合、走行順を確定できない。そこで、この隊列走行制御システムでは、閾値を車間距離検出手段の検出誤差に基づいて設定し、異なる車間における車間距離の差が検出誤差範囲を超えるように車間距離を変更する。

本発明は、各車両で検出した前後の車間距離を利用することにより、車両ＩＤなどの車両を個別に識別するための情報が無くても、簡単な方法で隊列の走行順を推定することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る隊列走行制御システムの実施の形態を説明する。

本実施の形態では、隊列内の先頭車両がクルーズ制御（定速制御）又は運転者による操作で走行し、先頭車両以外の車両がそれぞれ一定の車間距離を維持する車間距離制御で走行し、車間距離を維持しながら一体で走行する隊列走行に適用する。本実施の形態では、本発明に係る隊列走行制御システムを、隊列の各車両に搭載される隊列走行制御装置で構成される隊列走行制御システムに適用する。特に、本実施の形態では、隊列の先頭車両に搭載される隊列走行制御装置について詳細に説明する。この先頭車両に搭載される隊列走行制御装置では、隊列内の全ての車両についての走行順位を推定し、その走行順位情報を隊列内の各車両に提供する。

図１〜図３を参照して、先頭車両に搭載される隊列走行制御装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る隊列走行制御装置の構成図である。図２は、隊列走行の一例である。図３は、車間距離検出センサで検出された車間距離とその検出値の確からしさとの関係を示すグラフである。

隊列走行制御装置１は、隊列内の各車両から前後の車間距離情報を収集し、その前後の車間距離を相互比較して隊列の走行順位を確定する。さらに、隊列走行制御装置１は、確実に走行順位を確定できるように、異なる車間において同程度の車間距離の場合にはその車間距離を変更する。

隊列走行制御装置１は、前方車間距離センサ１０、後方車間距離センサ１１、無線アンテナ１２、前方車間距離センサＥＣＵ[Electronic Control Unit]２０、後方車間距離センサＥＣＵ２１、無線制御ＥＣＵ２２、エンジン制御ＥＣＵ３０、ブレーキ制御ＥＣＵ３１及び隊列走行制御ＥＣＵ４０を備えている。前方車間距離センサＥＣＵ２０、後方車間距離センサＥＣＵ２１、無線制御ＥＣＵ２２と隊列走行制御ＥＣＵ４０との間では通信・センサ系のＣＡＮ[Controller Area Network]５０で通信を行っており、エンジン制御ＥＣＵ３０、ブレーキ制御ＥＣＵ３１と隊列走行制御ＥＣＵ４０との間では制御系のＣＡＮ５１で通信を行っている。

なお、本実施の形態では、前方車間距離センサ１０及び前方車間距離センサＥＣＵ２０が特許請求の範囲に記載する前方車間距離検出手段に相当し、後方車間距離センサ１１及び後方車間距離センサＥＣＵ２１が特許請求の範囲に記載する後方車間距離検出手段に相当し、無線アンテナ１２及び無線制御ＥＣＵ２２が特許請求の範囲に記載する通信手段に相当する。

隊列走行制御装置１の各部について具体的に説明する前に、隊列内の走行順位を確定する方法について説明する。説明を簡単にするために、図２に示すように、３台の車両ＶＡ，ＶＢ，ＶＣでの隊列走行で説明する。各車両ＶＡ，ＶＢ，ＶＣでは、前後の車間距離をそれぞれ検出しており、その検出した前後の車間距離情報を他車両に無線で送信している。例えば、車両ＶＡで検出した車間距離は、前方が無限大であり、後方がＬ_Ａｒｒである。車両ＶＢで検出した車間距離は、前方がＬ_Ｂｆｒであり、後方がＬ_Ｂｒｒである。車両ＶＣで検出した車間距離は、前方がＬ_Ｃｆｒであり、後方が無限大である。

車間距離検出センサの検出誤差を考慮すると、その誤差範囲ε内で車間距離Ｌ_Ａｒｒ＝車間距離Ｌ_Ｂｆｒ（｜Ｌ_Ｂｆｒ｜＜｜Ｌ_Ａｒｒ｜＋ε）が成立した場合には、車両ＶＢの前方には車両ＶＡが存在すると推定できる。また、誤差範囲ε内で車間距離Ｌ_Ｂｒｒ＝車間距離Ｌ_Ｃｆｒ（｜Ｌ_Ｃｆｒ｜＜｜Ｌ_Ｂｒｒ｜＋ε）が成立した場合、車両ＶＣの前方には車両ＶＢが存在すると推定できる。その結果、車両ＶＡ、車両ＶＢ、車両ＶＣの走行順位を確定できる。

しかし、車両ＶＡ，ＶＢ間の実際の車間距離Ｌ_１と車両ＶＢ，ＶＣ間の実際の車間距離Ｌ_２とが同程度の距離の場合、車間距離検出センサの検出誤差を考慮すると、走行順位を確定できない。図３には、横軸が車間距離検出センサで検出した車間距離、縦軸が車間距離検出センサの検出値の確からしさであり、センサで検出した各車間距離Ｌ_１，Ｌ_２の誤差分布の一例を示している。図３（ａ）に示すように、車間距離Ｌ_１と車間距離Ｌ_２が近い距離の場合、車間距離Ｌ_１のセンサの誤差範囲と車間距離Ｌ_２のセンサの誤差範囲とが重なり、異なる車間で検出した車間距離を同じ車間のものと判定する虞がある（例えば、車両ＶＡの後方の車間距離Ｌ_Ａｒｒ＝車両ＶＣの前方の車間距離Ｌ_Ｃｆｒ）。

そこで、センサの誤差範囲（許容誤差範囲）が重ならないように、実際の車間距離を変更する。例えば、車両ＶＢが加速して車間距離Ｌ_１を短くするとともに車間距離Ｌ_２を長くするか、車両ＶＢが減速して車間距離Ｌ_１を長くするとともに車間距離Ｌ_２を短くする。あるいは、車両ＶＡや車両ＶＣが加速又は減速して車間距離を変更してもよい。これによって、図３（ｂ）に示すように、車間距離Ｌ_１’と車間距離Ｌ_２’とが明らかに異なる距離となり、車間距離Ｌ_１’のセンサの誤差範囲と車間距離Ｌ_２’のセンサの誤差範囲とが重ならなくなる。このように、異なる車間での車間距離のセンサの許容誤差範囲が重ならないように車間距離を変更することにより、確実に走行順位を確定することができる。

それでは、隊列走行制御装置１の各部について具体的に説明する。

前方車間距離センサ１０は、ミリ波を利用して前方の車両を検出するレーダセンサである。前方車間距離センサ１０は、自車両の前端部の中央の所定の高さ位置（検出対象の車両を確実に検出可能な高さ位置）に取り付けられる。前方車間距離センサ１０では、ミリ波を左右方向に走査しながら自車両から前方に向けて送信し、反射してきたミリ波を受信する。そして、前方車間距離センサ１０では、その反射ミリ波を受信できた各反射点（検出点）についてのミリ波情報（左右方向の走査方位角、送信時刻、受信時刻、反射強度など）を前方車間距離センサＥＣＵ２０に送信する。

後方車間距離センサ１１は、前方車間距離センサ１０と同様のセンサであるが、後方の車両を検出する点だけが異なる。そのため、後方車間距離センサ１１は、自車両の後端部の中央の所定の高さ位置に取り付けられ、ミリ波を左右方向に走査しながら自車両から後方に向けて送信する。

無線アンテナ１２は、送受信兼用の無線アンテナであり、周辺の他車両と各種信号を送受信する。また、無線アンテナ１２は、無指向性のアンテナであり、全方向からの信号を受信するとともに全方向に信号を送信する。送信する場合、送信信号が無線制御ＥＣＵ２２から無線アンテナ１２に送られる。受信する場合、受信信号が無線アンテナ１２から無線制御ＥＣＵ２２に送られる。

前方車間距離センサＥＣＵ２０では、前方車間距離センサ１０から送信されたミリ波情報を利用し、ミリ波の送信から受信までの時間に基づいて前方車両までの相対距離を算出する。そして、前方車間距離センサＥＣＵ２０では、この前方車両についての車間距離情報を前方車間距離信号として隊列走行制御ＥＣＵ４０に送信する。

後方車間距離センサＥＣＵ２１では、後方車間距離センサ１１から送信されたミリ波情報を利用し、ミリ波の送信から受信までの時間に基づいて後方車両までの相対距離を算出する。そして、後方車間距離センサＥＣＵ２１では、この後方車両についての車間距離情報を後方車間距離信号として隊列走行制御ＥＣＵ４０に送信する。

無線制御ＥＣＵ２２は、無線で送受信される各種信号を制御する。無線制御ＥＣＵ２２では、隊列走行制御ＥＣＵ４０からの送信データ信号に各種変換処理を施して送信信号を生成し、その送信信号を無線アンテナ１２に送る。また、無線制御ＥＣＵ２２では、無線アンテナ１２で受信した受信信号に各種変換処理を施してデータを取り出し、そのデータを受信データ信号として隊列走行制御ＥＣＵ４０に送信する。なお、無線制御ＥＣＵ２２では、隊列走行制御ＥＣＵ４０でのデータの他にも、他のＥＣＵでのデータについても送受信制御を行う。また、送信データには、どの車両から送られたデータかを判別するための情報（例えば、ナンバプレートに記載される自動車登録番号）が付加される。

エンジン制御ＥＣＵ３０は、エンジンを制御する制御装置である。エンジン制御ＥＣＵ３０では、運転者によるアクセルペダル操作に基づいて目標加速度を設定する。そして、エンジン制御ＥＣＵ３０では、その目標加速度になるために必要なスロットルバルブの目標開度を設定し、その目標開度を目標スロットル開度信号としてスロットルアクチュエータ（図示せず）に送信する。特に、エンジン制御ＥＣＵ３０では、隊列走行制御ＥＣＵ４０からエンジン制御信号を受信すると、エンジン制御信号に示される目標加速度となるための目標スロットル開度信号をスロットルアクチュエータに送信する。スロットルアクチュエータは、スロットルバルブ（図示せず）の開度を調整するアクチュエータである。スロットルアクチュエータでは、エンジン制御ＥＣＵ３０からの目標スロットル開度信号に応じて作動し、スロットルバルブの開度を調整する。

ブレーキ制御ＥＣＵ３１は、各輪のブレーキを制御する制御装置である。ブレーキ制御ＥＣＵ３１では、運転者によるブレーキペダル操作に基づいて目標減速度を設定する。そして、ブレーキ制御ＥＣＵ３１では、その目標減速度になるために必要な各輪のホイールシリンダ（図示せず）のブレーキ油圧を設定し、そのブレーキ油圧を目標油圧信号としてブレーキアクチュエータ（図示せず）に送信する。特に、ブレーキ制御ＥＣＵ３１では、隊列走行制御ＥＣＵ４０からブレーキ制御信号を受信すると、ブレーキ制御信号に示される目標減速度となるための目標油圧信号をブレーキアクチュエータに送信する。ブレーキアクチュエータは、各輪のホイールシリンダのブレーキ油圧を調整するアクチュエータである。ブレーキアクチュエータでは、ブレーキ制御ＥＣＵ３１からの目標油圧信号に応じて作動し、ホイールシリンダのブレーキ油圧を調整する。

隊列走行制御ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットであり、隊列走行制御装置１を統括制御する。隊列走行制御ＥＣＵ４０では、ＲＯＭに格納されているアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することにより、データ受信処理、データ送信処理、隊列内走行順位確定処理や隊列走行制御処理などを行う。

データ受信処理について説明する。隊列走行制御ＥＣＵ４０では、無線制御ＥＣＵ２２からの受信データ信号に基づいて、周辺の各車両からの情報（各車両で検出された前後の車間距離情報）を取得する。

データ送信処理について説明する、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、前方車間距離センサＥＣＵ２０からの前方車間距離信号に示される前方の車間距離情報及び後方車間距離センサＥＣＵ２１からの後方車間距離信号に示される後方の車間距離情報（つまり、自車両で検出した前後の車間距離）を送信データ信号として無線制御ＥＣＵ２２に送信する。また、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、隊列内走行順位確定処理で確定された隊列の走行順位及び各車間での車間距離の情報を送信データ信号として無線制御ＥＣＵ２２に送信する。また、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、隊列内走行順位確定処理で行った車間距離変更指令を送信データ信号として無線制御ＥＣＵ２２に送信する。

隊列内走行順位確定処理について説明する。隊列走行制御ＥＣＵ４０では、自車両で検出した前後の車間距離情報及び無線通信で取得した周辺の各車両（隊列内の各車両）で検出された前後の車間距離情報を相互比較し、車間距離センサの誤差範囲内で同じ距離とみなすことができる車間距離の組み合わせを探索する。ここでは、ある任意の車両で検出された前方の車間距離とそれ以外の車両で検出された後方の車間距離とをそれぞれ比較し、同じ距離とみなすことができる前方の車間距離と後方の車間距離との組み合わせを探索する。なお、センサの誤差範囲としては、全ての同じ範囲を用いてよいし、あるいは、各車両で用いているセンサの検出誤差を考慮して各車両のセンサに応じた範囲をそれぞれ用いてもよい。このように各車両のセンサに応じた誤差範囲を用いる場合、各車両ではセンサの誤差範囲も無線通信する。

隊列走行制御ＥＣＵ４０では、誤差範囲内で同じ距離とみなされた車間距離の組み合わせ毎に、その組み合わせとなった前方の車間距離と後方の車間距離の平均値（実際の車間距離に相当するもの）を算出する。なお、平均値以外でも、前後の車間距離をそれぞれ検出した各センサの検出精度の高い方のセンサで検出された車間距離を採用するなどの他の方法でもよい。

隊列走行制御ＥＣＵ４０では、全ての組み合わせについての車間距離の平均値を用いて、異なる組み合わせについての車間距離の平均値の差を算出し（つまり、ある任意の組み合わせについての車間距離の平均値とそれ以外の組み合わせについての車間距離の平均値との差をそれぞれ算出する）、その差が車間距離センサの誤差範囲を超えているか否かを判定する。ここでは、。

異なる組み合わせについての車間距離の平均値の差が車間距離センサの誤差範囲を超えていないものがある場合（つまり、異なる車間での各車間距離についての車間距離センサの誤差範囲が重なる場合）、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、その少なくとも一方の車間の車間距離を変更するために、その車間距離を有する前方又は後方の車両に対して車間距離を変更するための指令を行う。ここでは、その異なる車間での各実車間距離の差が誤差範囲が超えるように、車間距離を長くするための指令あるいは車間距離を短くするための指令を行う。例えば、ある車両の前方の車間距離を長くする場合には目標減速度を設定した減速指令であり、車間距離を短くする場合には目標加速度を設定した加速指令である。なお、自車両の後方の車間距離を変更する必要がある場合、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、車間距離を長くするための（すなわち、目標加速度を設定した加速制御の）エンジン制御信号をエンジン制御ＥＣＵ３０に送信するか、あるいは、車間距離を短くするための（すなわち、目標減速度を設定した減速制御の）ブレーキ制御信号をブレーキ制御ＥＣＵ３１に送信する。

全ての異なる組み合わせについての車間距離の平均値の差が車間距離センサの誤差範囲を超えている場合、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、誤差範囲内で同じ距離とみなされた車間距離の組み合わせ毎に、その組み合わせにおける前方の車間距離を検出した車両と後方の車間距離を検出した車両からその車両間の前後関係を認識する。そして、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、全ての組み合わせについての車両間の前後関係に基づいて、隊列内の全ての走行順位を確定する。さらに、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、隊列内の各車両に情報を提供するために、その隊列内の走行順位に各車間での車間距離を付加した情報を生成する。

隊列走行制御処理について説明する。隊列走行制御ＥＣＵ４０では、確定した隊列内での走行順位（自車両の場合には先頭車両）に従って隊列走行するために、目標車速を維持するための定速制御（自車速が目標車速より低い場合の加速制御あるいは自車速が目標車速より高い場合の減速制御）により、目標加速度を設定したエンジン制御信号をエンジン制御ＥＣＵ３０に送信するか、あるいは、目標減速度を設定したブレーキ制御信号をブレーキ制御ＥＣＵ３１に送信する。

なお、隊列内の先頭車両以外の各車両の隊列走行制御装置は、隊列走行制御装置１と同様に前方車間距離センサ、後方車間距離センサ、無線アンテナ、前方車間距離センサＥＣＵ、後方車間距離センサＥＣＵ、無線制御ＥＣＵ、エンジン制御ＥＣＵ、ブレーキ制御ＥＣＵ及び隊列走行制御ＥＣＵを備えている。そして、各車両の隊列走行制御装置では、前後の車間距離を検出し、その検出した情報を無線通信で周辺の各車両（特に、先頭車両）に送信する。また、各車両の隊列走行制御装置では、無線通信で先頭車両から隊列の走行順位及び各車間の車間距離の情報を受信すると、その走行順位の情報に基づいて一定の車間距離を維持する車間距離制御（前方の車間距離が目標車間距離より長い場合の加速制御あるいは前方の車間距離が目標車間距離より短い場合の減速制御）を行う。また、各車両の隊列走行制御システムでは、無線通信で先頭車両から車間距離の変更の指令を受信すると、その指令に基づいて加速又は減速して車間距離を変更する。

図１〜図３を参照して、隊列走行制御装置１における動作の流れについて説明する。特に、隊列走行制御ＥＣＵ４０での処理については図４のフローチャートに沿って説明する。図４は、図１の隊列走行制御ＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。

前方車間距離センサ１０では、一定時間毎に、ミリ波を左右方向に走査しながら自車両から前方に向けて送信するとともに反射してきたミリ波を受信し、その送受信データに基づくミリ波情報を前方車間距離センサＥＣＵ２０に送信する。前方車間距離センサＥＣＵ２０では、受信したミリ波情報に基づいて前方車両との車間距離を算出し、前方車間距離信号として隊列走行制御ＥＣＵ４０に送信する。隊列走行制御ＥＣＵ４０では、前方車間距離信号を受信し、前方の車間距離を取得する（Ｓ１）。

後方車間距離センサ１１では、一定時間毎に、ミリ波を左右方向に走査しながら自車両から後方に向けて送信するとともに反射してきたミリ波を受信し、その送受信データに基づくミリ波情報を後方車間距離センサＥＣＵ２１に送信する。後方車間距離センサＥＣＵ２１では、受信したミリ波情報に基づいて後方車両との車間距離を算出し、後方車間距離信号として隊列走行制御ＥＣＵ４０に送信する。隊列走行制御ＥＣＵ４０では、後方車間距離信号を受信し、後方の車間距離を取得する（Ｓ１）。

隊列走行制御ＥＣＵ４０では、取得した前方の車間距離及び後方の車間距離の情報を送信データ信号として無線制御ＥＣＵ２２に送信する（Ｓ２）。無線制御ＥＣＵ２２では、その送信データ信号に各種変換処理を施して送信信号を生成し、その送信信号を無線アンテナ１２に送る。無線アンテナ１２では、その送信信号を周辺の他車両に無線送信する。なお、先頭車両において隊列の全ての走行順位を確定するので、先頭車両から他車両に対して前後の車間距離情報を送信しなくてもよい。

無線アンテナ１２では、周辺の各車両から送信された信号を受信し、その受信信号を無線制御ＥＣＵ２２に送る。無線制御ＥＣＵ２２では、その受信信号に各種変換処理を施してデータを取り出し、そのデータを受信データ信号として隊列走行制御ＥＣＵ４０に送信する。隊列走行制御ＥＣＵ４０では、その受信データ信号から周辺の他車両で検出された前後の車間距離情報を取得する（Ｓ３）。

隊列走行制御ＥＣＵ４０では、自車両で検出した前後の車間距離及び隊列内の他車両で検出された前後の車間距離を相互比較し、車間距離センサの誤差範囲内の車間距離の組み合わせを探索する（Ｓ４）。そして、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、誤差範囲内の車間距離の組み合わせ毎に、その組み合わせの２つの車間距離の平均値を算出する（Ｓ５）。

隊列走行制御ＥＣＵ４０では、全ての組み合わせにおいて、異なる組み合わせについての車間距離の平均値の差が車間距離センサの誤差範囲を超えているか否かを判定する（Ｓ６）。

Ｓ６にて異なる組み合わせについての車間距離の平均値の差が誤差範囲を超えていないものがあると判定した場合、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、その少なくとも一方の車間の車間距離を変更するために、その車間距離を有する車両に対して車間距離を変更するための加速指令又は減速指令を送信データ信号として無線制御ＥＣＵ２２に送信する（Ｓ７）。この際、送信データ信号には、その送信先の車両を特定するための情報が付加される。無線制御ＥＣＵ２２では、その送信データ信号に各種変換処理を施して送信信号を生成し、その送信信号を無線アンテナ１２に送る。無線アンテナ１２では、その送信信号を周辺の他車両に無線で送信する。その送信先の他車両では、無線でその送信信号を受信すると、送信信号に付加されている送信先の車両情報によって自身に対する指令であると認識し、指令に従って加速又は減速して車間距離を変更する。これによって、隊列内の全ての車間における車間距離の差が車間距離センサの誤差範囲を超え、全ての車間の車間距離がそれぞれ異なる距離になる。

Ｓ６にて全ての異なる組み合わせについての車間距離の平均値の差が誤差範囲を超えていると判定した場合、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、前後の車間距離の全ての組み合わせに基づいて、隊列内の全ての走行順位を確定する（Ｓ８）。

そして、隊列走行制御ＥＣＵ４０では、その隊列内の走行順位と各車間の車間距離の情報を送信データ信号として無線制御ＥＣＵ２２に送信する（Ｓ９）。無線制御ＥＣＵ２２では、その送信データ信号に各種変換処理を施して送信信号を生成し、その送信信号を無線アンテナ１２に送る。無線アンテナ１２では、その送信信号を周辺の他車両に無線で送信する。周辺の各他車両では、その送信信号を受信すると、送信信号から隊列内の走行順位（特に、前方の車両）及び前方車両との車間距離を認識し、その車間距離を維持するように車間距離制御（隊列走行制御）を行う。

隊列走行制御ＥＣＵ４０では、目標車速（隊列の車速となる）を維持するための定速制御（隊列走行制御）により、エンジン制御信号をエンジン制御ＥＣＵ３０に送信するか、あるいは、ブレーキ制御信号をブレーキ制御ＥＣＵ３１に送信する（Ｓ１０）。エンジン制御ＥＣＵ３０では、そのエンジン制御信号を受信すると、そのエンジン制御信号に示される目標加速度となるための目標スロットル開度信号をスロットルアクチュエータに送信する。スロットルアクチュエータでは、その目標スロットル開度信号に応じて作動し、スロットルバルブの開度を調整する。あるいは、ブレーキ制御ＥＣＵ３１では、そのブレーキ制御信号を受信すると、ブレーキ制御信号に示される目標減速度となるための目標油圧信号をブレーキアクチュエータに送信する。ブレーキアクチュエータでは、その目標油圧信号に応じて作動し、各輪のホイールシリンダのブレーキ油圧を調整する。

この隊列走行制御装置１によれば、隊列内の各車両で検出した前後の車間距離を相互比較する簡単な方法によって、隊列内の走行順位を精度良く推定することができる。この走行順位の推定には、車両ＩＤなどの車両を個別に識別するための情報を必要としない。

さらに、隊列走行制御装置１によれば、異なる車間における車間距離の差が車間距離センサの誤差範囲を超えるように車間距離を変更することにより、隊列内の走行順位をより高精度に推定することができる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では所定の車間距離を維持して走行する隊列走行に適用したが、自動運転などの様々な走行形態での隊列走行に適用できる。また、本実施の形態では加減速制御を行う隊列走行としたが、ステアリング制御も行うものでもよい。

また、本実施の形態では先頭車両の一台で走行順を推定する構成としたが、隊列内の各車において前後の車両関係を推定し、その前後の車両関係情報を隊列内の他車両に提供し、その提供された情報に基づいて隊列内の走行順位を確定するようにしてもよいし、基地局などで隊列内の各車両から前後の車間距離情報を収集し、その提供された情報に基づいて隊列内の走行順位を確定し、隊列内の各車両にその走行順位情報を提供するようにしてもよい。
また、本実施の形態では車間距離検出手段としてミリ波を用いた車間距離センサを適用したが、レーザ光などを用いた他のレーダセンサでもよいし、あるいは、ステレオカメラなどを用いた他の検出手段でもよい。

また、本実施の形態では通信手段として無線通信を適用したが、光通信などの他の通信手段でもよい。

また、本実施の形態では異なる車間での車間距離の差がセンサの誤差範囲を超えていない場合には車間距離を変更する構成としたが、このような処理を行わずに、走行順位を推定してもよい。

本実施の形態に係る隊列走行制御装置の構成図である。 隊列走行の一例である。 車間距離検出センサで検出された車間距離とその検出値の確からしさとの関係を示すグラフであり、（ａ）が異なる車間での各車間距離のセンサの誤差範囲が重なる場合であり、（ｂ）が車間距離を変更し、異なる車間での各車間距離のセンサの誤差範囲が重ならないようにした場合である。 図１の隊列走行制御ＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…隊列走行制御装置、１０…前方車間距離センサ、１１…後方車間距離センサ、１２…無線アンテナ、２０…前方車間距離センサＥＣＵ、２１…後方車間距離センサＥＣＵ、２２…無線制御ＥＣＵ、３０…エンジン制御ＥＣＵ、３１…ブレーキ制御ＥＣＵ、４０…隊列走行制御ＥＣＵ、５０，５１…ＣＡＮ

Claims (3)

1. 複数の車両が隊列で走行するための隊列走行制御システムであって、
   各車両に、
   前方車両との車間距離を検出する前方車間距離検出手段と、
   後方車両との車間距離を検出する後方車間距離検出手段と、
   通信手段と
   を備え、
   各車両から前方車両との車間距離及び後方車両との車間距離を受信し、各車両で検出した前方車両との車間距離及び後方車両との車間距離に基づいて隊列の走行順を推定することを特徴とする隊列走行制御システム。
2. 異なる車間における車間距離の差が閾値以上となるように車間距離を変更し、変更した後の車間距離に基づいて隊列の走行順を推定することを特徴とする請求項１に記載する隊列走行制御システム。
3. 前記閾値は、前記車間距離検出手段の検出誤差に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載する隊列走行制御システム。

Images