JP2015064662A - 隊列走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の隊列制御車両による隊列内に非制御車両が存在する状況においても隊列走行を維持するための技術を提供する。【解決手段】車両に搭載され、自車両を含む複数の車両で隊列走行を行うための隊列走行制御を実行する車両制御システムであって、隊列走行制御を実行している自車両以外の車両の走行状態を表す走行データを無線通信により取得し（Ｓ２３１）、隊列において自車両よりも後方に位置する後方車両についての走行データに基づいて、自車両を当該後方車両に従い走行させるための隊列走行制御を実行する（Ｓ２３２〜Ｓ２３５）。【選択図】図１０

Description

本発明は、複数の車両で隊列走行を行うための車両制御の技術に関する。

車両の走行状態を表す走行データを複数の車両間で無線通信により送受信し、複数の車両で隊列が形成されるように走行データに基づく車両制御を実行するといった隊列走行制御の技術が知られている。この種の隊列走行制御では、先行車両についての走行データを後方車両が無線通信により取得し、取得した走行データに基づいて後方車両が先行車両を追従する車両制御を実行する（特許文献１参照）。

特許第３３５８４０３号公報

しかしながら、隊列走行制御を実行している複数の隊列制御車両による隊列への割り込みなどにより、隊列走行制御を実行していない非制御車両が当該隊列内に存在する状況が生じ得る。この場合、非制御車両の後方に位置する隊列制御車両は、非制御車両の速度の影響を受けることとなり、非制御車両の前方に位置する隊列制御車両と比較して非制御車両の速度が遅いと、前方の隊列制御車両と後方の隊列制御車両との距離が大きくなる。その結果、後方の隊列制御車両が前方の隊列制御車両についての走行データを無線通信により取得できなくなり、隊列が分断されてしまうという問題が生じ得る。

本発明は、複数の隊列制御車両による隊列内に非制御車両が存在する状況においても隊列走行を維持するための技術を提供することを目的としている。

本発明の一側面は、車両に搭載され、自車両を含む複数の車両で隊列走行を行うための隊列走行制御を実行する隊列走行制御装置（１）であって、取得手段（１５，Ｓ２３１）と、制御手段（１５，Ｓ２３２〜Ｓ２３５）と、を備える。取得手段は、隊列走行制御を実行している自車両以外の車両の走行状態を表す走行データを無線通信により取得する。制御手段は、隊列において自車両よりも後方に位置する後方車両についての走行データに基づいて、自車両を当該後方車両に従い走行させるための隊列走行制御を実行する。

このような構成によれば、複数の隊列制御車両による隊列内に非制御車両が存在する状況においても隊列走行を維持することが可能となる。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

車両制御システムの構成を示すブロック図である。 （Ａ）は非制御車両が隊列内に割り込んできた状態を示す図、（Ｂ）は非制御車両の速度が低下した状態を示す図、（Ｃ）は逆隊列モードへ遷移した状態を示す図である。 第１実施形態の状態遷移図である。 第１の状態遷移における処理シーケンスを示す図である。 第２の状態遷移における処理シーケンスを示す図である。 第３の状態遷移における処理シーケンスを示す図である。 第４の状態遷移における処理シーケンスを示す図である。 第５の状態遷移における処理シーケンスを示す図である。 隊列分断可能性判定処理のフローチャートである。 逆隊列モード処理のフローチャートである。 第２実施形態の状態遷移図である。 （Ａ）は隊列走行状態を示す図、（Ｂ）は非制御車両が隊列内に割り込んできた状態を示す図、（Ｃ）は逆隊列モードへ遷移した状態を示す図である。 第６の状態遷移における処理シーケンスを示す図である。 （Ａ）は非制御車両が信号で停止した状態を示す図、（Ｂ）は通常モードへ遷移した状態を示す図である。 第３実施形態の状態遷移図である。 第７の状態遷移における処理シーケンスを示す図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す車両制御システム１は、車両に搭載され、当該車両制御システム１が搭載された車両（自車両）を含む複数の車両で隊列走行を行うための隊列走行制御を実行する。隊列走行制御とは、車両の走行状態を表す走行データを複数の車両間で無線通信により送受信し、複数の車両で隊列が形成されるように走行データに基づく車両制御を実行するといった制御である。

車両制御システム１は、車速センサ１１と、ＧＰＳ受信機１２と、ミリ波レーダ１３と、車車間通信機１４と、制御用コンピュータ１５と、車両制御ＥＣＵ１６と、を備える。この車両制御システム１において、制御用コンピュータ１５は、車速センサ１１、ＧＰＳ受信機１２、ミリ波レーダ１３、車車間通信機１４及び車両制御ＥＣＵ１６のそれぞれと通信可能に接続されている。

車速センサ１１は、自車両の車軸に取り付けられたパルス発生器から出力される単位時間当たりのパルス数に基づいて当該車軸の回転速度を検出し、検出した回転速度に基づいて自車両の速度を算出する。

ＧＰＳ受信機１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）用の人工衛星からの測位信号を受信し、受信した測位信号に基づいて、自車両の位置（緯度及び経度）及び方位を検出する。

ミリ波レーダ１３は、自車両の前方に存在する物標（他車両等）の相対位置等を、ミリ波を利用して検出するためのレーダであって、自車両の前面中央位置（先端位置）に取り付けられている。

車車間通信機１４は、自車両についての走行データ（位置、速度、方位等）を、自車両の周辺（電波の届く通信エリア内）に存在する不特定多数の他車両へ、周期的に無線送信する。本実施形態では、自車両と同様の車両制御システム１が他車両にも搭載されていることが前提とされており、車車間通信機１４は、他車両によって周期的に送信される当該他車両についての走行データ（位置、速度、方位等）を受信する。

制御用コンピュータ１５は、各種処理を実行する構成要素として、データ受信部１５１と、情報統合部１５２と、データ送信部１５３と、追従制御部１５４と、を備える。本実施形態において、これらの構成要素（機能）は、ソフトウェアと、当該ソフトウェアを実行するハードウェア（処理装置）と、により実現される。すなわち、本実施形態では、制御用コンピュータ１５は、ソフトウェアを実行可能な処理装置（例えばマイクロコンピュータ）を備え、当該処理装置が、前述した構成要素としての各種処理を実行する（前述した各構成要素として機能する）。また、制御用コンピュータ１５は、各種データを記憶する構成要素として、自車情報データベース１５５と、先行車情報データベース１５６と、後方車情報データベース１５７と、を備える。これらの構成要素は、ハードウェア（記憶装置）により実現される。

データ受信部１５１は、車速センサ１１、ＧＰＳ受信機１２、ミリ波レーダ１３及び車車間通信機１４からの各種情報を、自車情報データベース１５５、先行車情報データベース１５６又は後方車情報データベース１５７に格納する（記憶させる）処理を行う。

情報統合部１５２は、自車情報データベース１５５、先行車情報データベース１５６及び後方車情報データベース１５７に格納（記憶）された情報に基づき、逐次計算処理を実行する。具体的には、情報統合部１５２は、後述する隊列モードの決定、割込車両の検出、隊列が分断される可能性の判定、追従制御部１５４への指令等の処理を行う。

データ送信部１５３は、情報統合部１５２からの情報を、車車間通信機１４に送信させる処理を行う。車車間通信機１４に送信させる情報としては、例えば、自車両の位置、速度、方位等の走行データ、後述する割込車両の存在通知及び離脱通知、隊列が分断される可能性の通知、隊列モードの遷移指示の通知及び遷移了承の通知などが挙げられる。

追従制御部１５４は、情報統合部１５２からの指示に従い、自車両の目標速度を計算し、計算した目標速度に応じた車両制御を車両制御ＥＣＵ１６に行わせる処理を行う。
自車情報データベース１５５は、自車両に関する情報（自車情報）を記憶する。自車情報には、自車両の位置、速度、方位、自車状態（先頭状態又は追従状態）等の情報が含まれる。このうち、位置及び方位は、ＧＰＳ受信機１２を用いて特定される情報であり、速度は、車速センサ１１を用いて特定される情報である。

先行車情報データベース１５６は、自車両とともに隊列走行制御を実行中の車両のうち自車両の１つ前に位置する車両である先行車両（自車両が追従する追従対象車両）に関する情報（先行車情報）を記憶する。先行車情報には、位置、速度、方位、車間距離、先行車両からの受信電力等の情報が含まれる。このうち、位置、速度、方位及び受信電力は、車車間通信で得られる情報であり、車間距離は、ミリ波レーダ１３により得られる情報である。

後方車情報データベース１５７は、自車両とともに隊列走行制御を実行中の車両のうち自車両の１つ後ろに位置する車両である後方車両に関する情報（後方車情報）を記憶する。後方車情報には、位置、速度、方位等の情報が含まれる。このうち、位置、速度及び方位は、車車間通信で得られる情報である。

車両制御ＥＣＵ１６は、制御用コンピュータ１５（追従制御部１５４）からの情報に従い、自車両のアクチュエータに指示を出すことで隊列走行制御（例えばＣＡＣＣ（Cooperative Adaptive Cruise Control））を実行する電子制御装置である。

［１−２．車両制御の概要］
次に、本実施形態の車両制御システム１により実現される隊列走行制御の概要について説明する。

図２（Ａ）に示すように、車両Ａを車両Ｃが追従する隊列（先行車両を主体とする隊列）内に、車両Ｂが割り込んできた状態（カットイン後の状態）について考える。すなわち、車両Ａ〜Ｃのうち、車両Ａ，Ｃは、隊列走行制御を実行中の車両（隊列制御車両）である。具体的には、隊列制御車両Ａは、隊列において自車両よりも後方に位置する後方車両としての隊列制御車両Ｃへ、自車両の位置、速度、方位等の走行データを送信する制御（先行車両としての隊列走行制御）を少なくとも実行する。また、隊列制御車両Ｃは、隊列において自車両よりも前方に位置する先行車両としての隊列制御車両Ａについての走行データに基づいて、自車両を当該先行車両に従い走行させるための隊列走行制御（後方車両としての隊列走行制御）を少なくとも実行する。一方、車両Ｂは、隊列走行制御を実行していない車両（非制御車両）である。この場合、隊列制御車両Ｃは、前方に存在する非制御車両Ｂとの車間距離を保ちつつ、隊列制御車両Ａを追従する隊列走行制御を継続する。

非制御車両Ｂは、隊列制御車両Ａの速度に合わせることなく独自の速度で走行ため、図２（Ｂ）に示すように、非制御車両Ｂが隊列制御車両Ａよりも遅い速度で走行することにより、隊列制御車両Ａと非制御車両Ｂとの車間距離が長くなることが想定される。この場合、隊列制御車両Ａと隊列制御車両Ｃとの車間距離も長くなり、車車間通信の受信電力が低下する。この受信電力が車車間通信を正常に行うために必要なレベルを下回ると、隊列制御車両Ｃが隊列制御車両Ａについての走行データを無線通信により取得できなくなり、走行データに基づく隊列走行制御ができない状態となってしまう（隊列が分断されてしまう）。

そこで、図２（Ｃ）に示すように、隊列が分断される可能性が高い場合には、隊列走行制御の制御モード（隊列モード）が、隊列制御車両Ａが隊列制御車両Ｃの速度に合わせる（後方車両を主体とする）隊列モードに切り替えられる。つまり、隊列制御車両Ａが、隊列において自車両よりも後方に位置する後方車両としての隊列制御車両Ｃについての走行データに基づいて、自車両を後方車両に従い走行させるための隊列走行制御を実行する。これにより、隊列の分断が抑制され、隊列走行が維持される。

具体的には、図３の状態遷移図に示すように、隊列モード（状態）は、通常隊列モード、割込隊列モード及び逆隊列モードの３つに分けられる。通常隊列モードとは、先行車両を主体とする隊列走行が、隊列制御車両間に非制御車両が含まれない形で実行されている状態における隊列モードである。割込隊列モードとは、先行車両を主体とする隊列走行が、隊列制御車両間に非制御車両が含まれる形で実行されている状態における隊列モードである。逆隊列モードとは、後方車両を主体とする隊列走行が、隊列制御車両間に非制御車両が含まれる形で実行されている状態における隊列モードである。第１実施形態において、各隊列モード間の遷移パターンは、次の（１）〜（５）の５種類である。

（１）第１の状態遷移（通常隊列モード→割込隊列モード）
通常隊列モードにおいて、隊列制御車両間に非制御車両が含まれる（例えば割込車両が検出された）と判定された場合に、隊列モードが通常隊列モードから割込隊列モードへ遷移する。

（２）第２の状態遷移（割込隊列モード→逆隊列モード）
割込隊列モードにおいて、隊列が分断される可能性が高いと判定された場合に、隊列モードが割込隊列モードから逆隊列モードへ遷移する。

（３）第３の状態遷移（逆隊列モード→通常隊列モード）
逆隊列モードにおいて、隊列制御車両間に非制御車両が含まれない（例えば割込車両の離脱が検出された）と判定された場合に、隊列モードが逆隊列モードから通常隊列モードへ遷移する。

（４）第４の状態遷移（逆隊列モード→割込隊列モード）
逆隊列モードにおいて、隊列が分断される可能性が低いと判定された場合に、隊列モードが逆隊列モードから割込隊列モードへ遷移する。

（５）第５の状態遷移（割込隊列モード→通常隊列モード）
割込隊列モードにおいて、隊列制御車両間に非制御車両が含まれないと判定された場合に、隊列モードが割込隊列モードから通常隊列モードへ遷移する。

［１−３．処理］
次に、先行車両としての隊列制御車両及び後方車両としての隊列制御車両のそれぞれに搭載された車両制御システム１の制御用コンピュータ１５により実行される処理シーケンスについて説明する。

（１）第１の状態遷移（通常隊列モード→割込隊列モード）
図４に示すように、先行車両と後方車両との間では、位置、速度、方位等の走行データが定期的に交換（送受信）される（Ｓ１０１，Ｓ１０２）。通常隊列モードにおいて、先行車両は、任意の設定速度で走行する（Ｓ１０３）。一方、後方車両は、先行車両から受信した走行データに基づいて、当該先行車両との車間距離や速度が一定に保持されるように走行（追従）する（Ｓ１０４）。なお、本実施形態では、隊列制御車両が３台以上の場合、第１の車両（先頭車両）についての走行データに基づいて、その後方の第２の車両が隊列走行制御を実行し、第２の車両についての走行データに基づいて、その後方の第３の車両が隊列走行制御を実行する。つまり、隊列の先頭以外の車両は、自車両の１つ前を走行する先行車両についての走行データに基づいて、当該先行車両を追従するように走行する。

このような走行状態において、後方車両により割込車両が検出されると（Ｓ１０５）、割込車両の存在が後方車両から先行車両へ通知される（Ｓ１０６）。割込車両の検出には、一般的なＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）の判定ロジックが用いられる。例えば、ミリ波レーダ１３による物標の検出結果に基づいて、割込車両を検出することが可能である。なお、図示しないが、後方車両よりも前方に複数の隊列制御車両が存在する場合には、これらすべての隊列制御車両に割込車両の存在が通知される。

先行車両では、割込車両の存在が通知されると、隊列モードが通常隊列モードから割込隊列モードへ遷移する（Ｓ１０７）。そして、割込隊列モードへの遷移指示が、先行車両から後方車両へ通知される（Ｓ１０８）。後方車両では、割込隊列モードへの遷移指示が通知されると、隊列モードが通常隊列モードから割込隊列モードへ遷移する（Ｓ１０９）。そして、割込隊列モードへの遷移了承が、後方車両から先行車両へ通知される（Ｓ１１０）。

割込隊列モードにおいて、先行車両は、任意の設定速度で走行する（Ｓ１１１）。一方、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持しつつ、先行車両から受信した走行データに基づいて、当該先行車両との車間距離や速度ができるだけ一定に保持されるように走行（追従）する（Ｓ１１２）。

（２）第２の状態遷移（割込隊列モード→逆隊列モード）
図５に示すように、先行車両と後方車両との間では、位置、速度、方位等の走行データが定期的に交換（送受信）される（Ｓ２０１，Ｓ２０２）。割込隊列モードにおいて、先行車両は、任意の設定速度で走行する（Ｓ２０３）。一方、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持しつつ、先行車両から受信した走行データに基づいて、当該先行車両との車間距離や速度ができるだけ一定に保持されるように走行（追従）する（Ｓ２０４）。

このような走行状態において、隊列が分断される可能性が高いと後方車両により判定されると（Ｓ２０５）、隊列が分断される可能性が高いことが後方車両から先行車両へ通知される（Ｓ２０６）。隊列が分断される可能性を判定する処理については後述する（図９）。なお、図示しないが、後方車両よりも前方に複数の隊列制御車両が存在する場合には、これらすべての隊列制御車両に隊列が分断される可能性が高いことが通知される。

先行車両では、隊列が分断される可能性が高いことが通知されると、隊列モードを割込隊列モードから逆隊列モードへ遷移する準備が行われる（Ｓ２０７）。そして、逆隊列モードへの遷移指示が、先行車両から後方車両へ通知される（Ｓ２０８）。後方車両では、逆隊列モードへの遷移指示が通知されると、隊列モードが割込隊列モードから逆隊列モードへ遷移する（Ｓ２０９）。そして、逆隊列モードへの遷移了承が、後方車両から先行車両へ通知され（Ｓ２１０）、先行車両が逆隊列モードへ遷移する。

逆隊列モードにおいて、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持して走行する（Ｓ２１１）。一方、先行車両は、後方車両から受信した走行データに基づいて、当該後方車両との車間距離や速度ができるだけ一定に保持されるように走行する（Ｓ２１２）。具体的には、逆隊列モードへの遷移直後は、後方車両との車間距離が長くなっているため、先行車両の目標速度が後方車両の速度以下に設定される。なお、逆隊列モードにおける具体的処理手順については後述する（図１０）。

（３）第３の状態遷移（逆隊列モード→通常隊列モード）
図６に示すように、先行車両と後方車両との間では、位置、速度、方位等の走行データが定期的に交換（送受信）される（Ｓ３０１，Ｓ３０２）。逆隊列モードにおいて、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持して走行する（Ｓ３０３）。一方、先行車両は、後方車両から受信した走行データに基づいて、当該後方車両との車間距離や速度ができるだけ一定に保持されるように走行する（Ｓ３０４）。

このような走行状態において、割込車両が隊列から離脱したことが後方車両により検出されると（Ｓ３０５）、割込車両の離脱が後方車両から先行車両へ通知される（Ｓ３０６）。割込車両の離脱の検出には、一般的なＡＣＣの判定ロジックが用いられる。例えば、ミリ波レーダ１３による物標の検出結果に基づいて、割込車両の離脱を検出することが可能である。なお、図示しないが、後方車両よりも前方に複数の隊列制御車両が存在する場合には、これらすべての隊列制御車両に割込車両の離脱が通知される。

先行車両では、割込車両の離脱が通知されると、隊列モードを逆隊列モードから通常隊列モードへ遷移する準備が行われる（Ｓ３０７）。そして、通常隊列モードへの遷移指示が、先行車両から後方車両へ通知される（Ｓ３０８）。後方車両では、通常隊列モードへの遷移指示が通知されると、隊列モードが逆隊列モードから通常隊列モードへ遷移する（Ｓ３０９）。そして、通常隊列モードへの遷移了承が、後方車両から先行車両へ通知され（Ｓ３１０）、先行車両が通常隊列モードへ遷移する。

通常隊列モードにおいて、先行車両は、任意の設定速度で走行する（Ｓ３１１）。一方、後方車両は、先行車両から受信した走行データに基づいて、当該先行車両との車間距離や速度が一定に保持されるように走行（追従）する（Ｓ３１２）。

（４）第４の状態遷移（逆隊列モード→割込隊列モード）
図７に示すように、先行車両と後方車両との間では、位置、速度、方位等の走行データが定期的に交換（送受信）される（Ｓ４０１，Ｓ４０２）。逆隊列モードにおいて、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持して走行する（Ｓ４０３）。一方、先行車両は、後方車両から受信した走行データに基づいて、当該後方車両との車間距離や速度ができるだけ一定に保持されるように走行する（Ｓ４０４）。

このような走行状態において、隊列が分断される可能性が低いと後方車両により判定されると（Ｓ４０５）、隊列が分断される可能性が低いことが後方車両から先行車両へ通知される（Ｓ４０６）。隊列が分断される可能性を判定する処理については後述する（図９）。なお、図示しないが、後方車両よりも前方に複数の隊列制御車両が存在する場合には、これらすべての隊列制御車両に隊列が分断される可能性が低いことが通知される。

先行車両では、隊列が分断される可能性が低いことが通知されると、隊列モードを逆隊列モードから割込隊列モードへ遷移する準備が行われる（Ｓ４０７）。そして、割込隊列モードへの遷移指示が、先行車両から後方車両へ通知される（Ｓ４０８）。後方車両では、割込隊列モードへの遷移指示が通知されると、隊列モードが逆隊列モードから割込隊列モードへ遷移する（Ｓ４０９）。そして、割込隊列モードへの遷移了承が、後方車両から先行車両へ通知され（Ｓ４１０）、先行車両が割込隊列モードへ遷移する。

割込隊列モードにおいて、先行車両は、任意の設定速度で走行する（Ｓ４１１）。一方、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持しつつ、先行車両から受信した走行データに基づいて、当該先行車両との車間距離や速度ができるだけ一定に保持されるように走行（追従）する（Ｓ４１２）。

（５）第５の状態遷移（割込隊列モード→通常隊列モード）
図８に示すように、先行車両と後方車両との間では、位置、速度、方位等の走行データが定期的に交換（送受信）される（Ｓ５０１，Ｓ５０２）。割込隊列モードにおいて、先行車両は、任意の設定速度で走行する（Ｓ５０３）。一方、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持しつつ、先行車両から受信した走行データに基づいて、当該先行車両との車間距離や速度ができるだけ一定に保持されるように走行（追従）する（Ｓ５０４）。

このような走行状態において、割込車両が隊列から離脱したことが後方車両により検出されると（Ｓ５０５）、割込車両が隊列から離脱したことが後方車両から先行車両へ通知される（Ｓ５０６）。なお、図示しないが、後方車両よりも前方に複数の隊列制御車両が存在する場合には、これらすべての隊列制御車両に割込車両が隊列から離脱したことが通知される。

先行車両では、割込車両が隊列から離脱したことが通知されると、隊列モードが割込隊列モードから通常隊列モードへ遷移する（Ｓ５０７）。そして、通常隊列モードへの遷移指示が、先行車両から後方車両へ通知される（Ｓ５０８）。後方車両では、通常隊列モードへの遷移指示が通知されると、隊列モードが割込隊列モードから通常隊列モードへ遷移する（Ｓ５０９）。そして、通常隊列モードへの遷移了承が、後方車両から先行車両へ通知される（Ｓ５１０）。

通常隊列モードにおいて、先行車両は、任意の設定速度で走行する（Ｓ５１１）。一方、後方車両は、先行車両から受信した走行データに基づいて、当該先行車両との車間距離や速度が一定に保持されるように走行（追従）する（Ｓ５１２）。

次に、後方車両に搭載された車両制御システム１の制御用コンピュータ１５が隊列の分断される可能性を判定する処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。図９に示す隊列分断可能性判定処理は、割込隊列モード又は逆隊列モードの後方車両において繰り返し（定期的に）実行される。

まず、制御用コンピュータ１５は、自車情報データベース１５５及び先行車情報データベース１５６に記憶されている情報に基づいて、先行車両（追従対象車両）との距離を計算する（Ｓ２２１）。また、制御用コンピュータ１５は、先行車情報データベース１５６に記憶されている情報に基づいて、当該先行車両からの受信電力を計算する（Ｓ２２２）。

続いて、制御用コンピュータ１５は、現在の隊列モードが割込隊列モード及び逆隊列モードのうちのいずれであるか否かを判定する（Ｓ２２３）。制御用コンピュータ１５は、Ｓ２２３で現在の隊列モードが割込隊列モードであると判定した場合には（Ｓ２２３：割込隊列モード）、距離が一定値ＴＬ以上かつ受信電力が一定値ＴＰ未満であるか否かを判定する（Ｓ２２４）。つまり、隊列が分断される可能性が高いか否かが判定される。換言すれば、自車両を含む２台の隊列制御車両の間に非制御車両が存在することにより、当該非制御車両の後方に位置する車両が当該非制御車両の前方に位置する車両についての走行データを無線通信により取得できなくなる可能性が高いか否かが判定される。

制御用コンピュータ１５は、Ｓ２２４で距離が一定値ＴＬ以上かつ受信電力が一定値ＴＰ未満であると判定した場合には（Ｓ２２４：ＹＥＳ）、隊列が分断される可能性が高いと判定し（Ｓ２２５）、図９に示す隊列分断可能性判定処理を終了する。一方、制御用コンピュータ１５は、Ｓ２２４で距離が一定値ＴＬ以上かつ受信電力が一定値ＴＰ未満でない（距離が一定値ＴＬ未満及び受信電力が一定値ＴＰ以上のうち少なくとも一方である）と判定した場合には（Ｓ２２４：ＮＯ）、そのまま図９に示す隊列分断可能性判定処理を終了する。

また、制御用コンピュータ１５は、Ｓ２２３で現在の隊列モードが逆隊列モードであると判定した場合には（Ｓ２２３：逆隊列モード）、距離が一定値ＴＬ未満かつ受信電力が一定値ＴＰ以上であるか否かを判定する（Ｓ２２６）。つまり、隊列が分断される可能性が低いか否かが判定される。

制御用コンピュータ１５は、Ｓ２２６で距離が一定値ＴＬ未満かつ受信電力が一定値ＴＰ以上であると判定した場合には（Ｓ２２６：ＹＥＳ）、隊列が分断される可能性が低いと判定し（Ｓ２２５）。図９に示す隊列分断可能性判定処理を終了する。一方、制御用コンピュータ１５は、Ｓ２２６で距離が一定値ＴＬ未満かつ受信電力が一定値ＴＰ以上でない（距離が一定値ＴＬ以上及び受信電力が一定値ＴＰ未満のうち少なくとも一方である）と判定した場合には（Ｓ２２６：ＮＯ）、そのまま図９に示す隊列分断可能性判定処理を終了する。

次に、逆隊列モードの先行車両において、車両制御システム１の制御用コンピュータ１５が実行する逆隊列モード処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
まず、制御用コンピュータ１５は、後方車情報データベース１５７に記憶されている情報に基づいて、後方車両の位置及び速度を取得する（Ｓ２３１）。また、制御用コンピュータ１５は、自車情報データベース１５５に記憶されている情報に基づいて、自車両の位置及び速度を取得する（Ｓ２３２）。

続いて、制御用コンピュータ１５は、後方車両の位置及び速度と自車両の位置及び速度とに基づいて、後方車両との距離及び相対速度を計算する（Ｓ２３３）。そして、制御用コンピュータ１５は、後方車両との距離及び相対速度に基づいて、自車両の目標速度を計算し（Ｓ２３４）、計算した目標速度を車両制御ＥＣＵ１６へ送信する（Ｓ２３５）。その後、制御用コンピュータ１５は、処理をＳ２３１へ戻す。

［１−４．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
［１Ａ］第１実施形態では、隊列において自車両よりも後方に位置する後方車両についての走行データに基づいて、自車両を当該後方車両に従い走行させるための隊列走行制御が実行される（Ｓ２３２〜Ｓ２３５）。したがって、第１実施形態によれば、複数の隊列制御車両による隊列内に非制御車両が存在する状況においても隊列走行を維持することができる。

［１Ｂ］第１実施形態では、自車両を先行車両に従い走行させるための隊列走行制御を実行する通常隊列モード及び割り込み隊列モードと、自車両を後方車両に従い走行させるための隊列走行制御を実行する逆隊列モードと、を隊列モードとして備える。そして、第１実施形態では、所定の遷移条件が満たされた場合に、制御モードが割り込み隊列モードから逆隊列モードへ遷移する。したがって、第１実施形態によれば、先行車両を主体とする隊列と、後方車両を主体とする隊列走行と、を状況に応じて使い分けることができる。

［１Ｃ］第１実施形態では、自車両を含む２台の隊列制御車両の間に非制御車両が存在することにより、後方車両が先行車両についての走行データを無線通信により取得できなくなる可能性が高いことを示す条件が、遷移条件とされている（Ｓ２２４）。したがって、第１実施形態によれば、隊列の分断を抑制して隊列走行を維持させることができる。加えて、第１実施形態によれば、隊列内に非制御車両が存在する場合であっても後方車両を主体とする隊列走行へ直ちに遷移しないため、先行車両を主体とする隊列が実現される期間の割合を高くすることができる。

なお、第１実施形態では、車両制御システム１が隊列走行制御装置の一例に相当し、Ｓ２３１が取得手段としての処理の一例に相当し、Ｓ２３２〜Ｓ２３５が制御手段としての処理の一例に相当する。また、通常隊列モード及び割り込み隊列モードが第１の制御モードの一例に相当し、逆隊列モードが第２の制御モードの一例に相当する。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

前述した第１実施形態では、図３に示すように、隊列モードが、通常隊列モード、割込隊列モード及び逆隊列モードの３つに分けられている。そして、第１実施形態では、通常隊列モードにおいて、隊列制御車両間に非制御車両が含まれると判定された場合に、割込隊列モードへ遷移し、割込隊列モードにおいて、隊列が分断される可能性が高いと判定された場合に、逆隊列モードへ遷移する。

これに対し、第２実施形態では、図１１に示すように、隊列モードは、通常隊列モード及び逆隊列モードの２つに分けられる。第２実施形態において、各隊列モード間の遷移パターンは、次の（６）及び（３）の２種類である。

（６）第６の状態遷移（通常隊列モード→逆隊列モード）
通常隊列モードにおいて、隊列制御車両間に非制御車両が含まれる（例えば割込車両が検出された）と判定された場合に、隊列モードが通常隊列モードから逆隊列モードへ遷移する。第６の状態遷移は、第１実施形態には存在しない状態遷移である。

（３）第３の状態遷移（逆隊列モード→通常隊列モード）
逆隊列モードにおいて、隊列制御車両間に非制御車両が含まれない（例えば割込車両の離脱が検出された）と判定された場合に、隊列モードが逆隊列モードから通常隊列モードへ遷移する。第３の状態遷移は、第１実施形態にも存在する状態遷移である。

例えば、図１２（Ａ）に示すように、隊列制御車両Ａ，Ｃが隊列走行を行っている状態では、後方車両としての隊列制御車両Ｃが、先行車両としての隊列制御車両Ａの速度に合わせる形で追従走行を行う。このように隊列制御車両Ａを隊列制御車両Ｃが追従する隊列（先行車両を主体とする隊列）に、図１２（Ｂ）に示すように非制御車両Ｂが割り込んできたとする。この場合、図２（Ｃ）に示すように、隊列モードが直ちに逆隊列モードに遷移し、先行車両としての隊列制御車両Ａが、後方車両としての隊列制御車両Ｃの速度に合わせる形で走行する。これにより、隊列の分断が抑制され、隊列走行が継続される。

［２−２．処理］
次に、先行車両としての隊列制御車両及び後方車両としての隊列制御車両のそれぞれに搭載された車両制御システム１の制御用コンピュータ１５により実行される処理シーケンスについて説明する。なお、第３の状態遷移は第１実施形態（図６）と同様であるため、説明を省略する。

（６）第６の状態遷移（通常隊列モード→逆隊列モード）
図１３に示すように、先行車両と後方車両との間では、位置、速度、方位等の走行データが定期的に交換（送受信）される（Ｓ６０１，Ｓ６０２）。通常隊列モードにおいて、先行車両は、任意の設定速度で走行する（Ｓ６０３）。一方、後方車両は、先行車両から受信した走行データに基づいて、当該先行車両との車間距離や速度が一定に保持されるように走行（追従）する（Ｓ６０４）。

このような走行状態において、後方車両により割込車両が検出されると（Ｓ６０５）、割込車両の存在が後方車両から先行車両へ通知される（Ｓ６０６）。先行車両では、割込車両の存在が通知されると、隊列モードを通常隊列モードから逆隊列モードへ遷移する準備が行われる（Ｓ６０７）。そして、逆隊列モードへの遷移指示が、先行車両から後方車両へ通知される（Ｓ６０８）。後方車両では、逆隊列モードへの遷移指示が通知されると、隊列モードが通常隊列モードから逆隊列モードへ遷移する（Ｓ６０９）。そして、逆隊列モードへの遷移了承が、後方車両から先行車両へ通知され（Ｓ６１０）、先行車両が逆隊列モードへ遷移する。

逆隊列モードにおいて、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持して走行する（Ｓ６１１）。一方、先行車両は、後方車両から受信した走行データに基づいて、当該後方車両との車間距離や速度ができるだけ一定に保持されるように走行する（Ｓ６１２）。

［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果［１Ａ］に加え、以下の効果が得られる。

［２Ａ］第２実施形態では、自車両を先行車両に従い走行させるための隊列走行制御を実行する通常隊列モードと、自車両を後方車両に従い走行させるための隊列走行制御を実行する逆隊列モードと、を隊列モードとして備える。そして、第２実施形態では、所定の遷移条件が満たされた場合に、制御モードが通常隊列モードから逆隊列モードへ遷移する。したがって、第２実施形態によれば、先行車両を主体とする隊列と、後方車両を主体とする隊列走行と、を状況に応じて使い分けることができる。

［２Ｂ］第２実施形態では、自車両を含む２台の隊列制御車両の間に非制御車両が存在することが、遷移条件とされている（Ｓ６０５）。したがって、第２実施形態によれば、隊列の分断を抑制して隊列走行を維持させることができる。加えて、第２実施形態によれば、隊列内に非制御車両が存在する場合には後方車両を主体とする隊列走行へ直ちに遷移するため、隊列の分断を抑制する効果を高くすることができる。

なお、第２実施形態では、通常隊列モードが第１の制御モードの一例に相当し、逆隊列モードが第２の制御モードの一例に相当する。
［３．第３実施形態］
［３−１．第１実施形態との相違点］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

逆隊列モードでの隊列走行は、例えば高速道路などのように、車両が定速走行に近い状態で走行可能であるという前提が好ましい。一方、例えば図１４（Ａ）に示すように、交差点や信号等が存在する一般道路において、隊列制御車両Ａ，Ｃが非制御車両Ｂを含む形で逆隊列モードでの隊列走行を行っているとする。この場合、非制御車両Ｂが信号で停止すると、非制御車両Ｂの後方に位置する隊列制御車両Ｃも停止する必要がある。このような状態においても逆隊列モードが維持されると、先行車両としての隊列制御車両Ａが、隊列制御車両Ｃに合わせて停止してしまう。

そこで、第３実施形態では、図１４（Ｂ）に示すように、先行車両としての隊列制御車両Ａは、逆隊列モードにおいてあらかじめ設定された最低設定速度以下になった場合に、通常隊列モードへ遷移する。後方車両としての隊列制御車両Ｃは、隊列制御車両Ａが通常隊列モードへ遷移したことを検出して自車両を通常隊列モードへ遷移させるとともに、自車状態を隊列の先頭状態に設定する。

つまり、図１５に示すように、第３実施形態において、各隊列モード間の遷移パターンは、第１実施形態の遷移パターン（１）〜（５）に次の（７）を加えた６種類である。
（７）第７の状態遷移（逆隊列モード→通常隊列モード）
逆隊列モードにおいて、先行車両の速度があらかじめ設定された最低設定速度以下であると判定された場合に、隊列モードが逆隊列モードから通常隊列モードへ遷移する。

［３−２．処理］
次に、先行車両としての隊列制御車両及び後方車両としての隊列制御車両のそれぞれに搭載された車両制御システム１の制御用コンピュータ１５により実行される処理シーケンスについて説明する。

（７）第７の状態遷移（逆隊列モード→通常隊列モード）
図１６に示すように、先行車両と後方車両との間では、位置、速度、方位等の走行データが定期的に交換（送受信）される（Ｓ７０１，Ｓ７０２）。逆隊列モードにおいて、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持して走行する（Ｓ７０３）。一方、先行車両は、後方車両から受信した走行データに基づいて、当該後方車両との車間距離や速度ができるだけ一定に保持されるように走行する（Ｓ７０４）。

このような走行状態において、先行車両の速度があらかじめ設定された最低設定速度以下であると判定されると（Ｓ７０５）、先行車両では、隊列モードを逆隊列モードから通常隊列モードへ遷移する準備が行われる（Ｓ７０６）。そして、通常隊列モードへの遷移指示が、先行車両から後方車両へ通知される（Ｓ７０７）。後方車両では、通常隊列モードへの遷移指示が通知されると、隊列モードが逆隊列モードから通常隊列モードへ遷移し（Ｓ７０８）、自車状態が隊列の先頭状態に設定される（Ｓ７０９）。その後、通常隊列モードへの遷移了承が、後方車両から先行車両へ通知され（Ｓ７１０）、先行車両が通常隊列モードへ遷移する。

通常隊列モードにおいて、先行車両は、任意の設定速度で走行する（Ｓ７１１）。一方、後方車両は、割込車両との安全な車間距離を保持しつつ、任意の設定速度で走行する（Ｓ７１２）。

［３−３．効果］
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。

［３Ａ］第３実施形態では、後方車両についての走行データに基づき自車両を後方車両に従い走行させるための隊列走行制御を実行している状態（逆隊列モード）において、自車両の速度が最低設定速度以下になった場合には、逆隊列モードでの隊列走行制御を終了する。したがって、第３実施形態によれば、停止する必要のない先行車両が後方車両の停止に従い停止してしまうといった問題を抑制する（逆隊列モードによって生じる特有の課題を解決）ことができる。

［４．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

［４Ａ］上記実施形態では、距離が一定値ＴＬ以上かつ受信電力が一定値ＴＰ未満である場合に、隊列が分断される可能性が高いと判定する構成を例示したが（Ｓ２２４：ＹＥＳ，Ｓ２２５）、これに限定されるものではない。例えば、距離の条件及び受信電力の条件を、ＡＮＤ条件に代えてＯＲ条件としてもよい。また、距離の条件及び受信電力の条件のいずれか一方だけを判定してもよい。同様に、上記実施形態では、距離が一定値ＴＬ未満かつ受信電力が一定値ＴＰ以上である場合に、隊列が分断される可能性が低いと判定する構成を例示したが（Ｓ２２６：ＹＥＳ，Ｓ２２７）、これに限定されるものではない。例えば、距離の条件及び受信電力の条件を、ＡＮＤ条件に代えてＯＲ条件としてもよい。また、距離の条件及び受信電力の条件のいずれか一方だけを判定してもよい。

［４Ｂ］上記実施形態では、複数の隊列制御車両による隊列内に非制御車両が存在する状況が生じる要因として、非制御車両の割り込みを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、隊列内の隊列制御車両が、隊列から離脱せずに隊列走行制御を停止した場合にも、複数の隊列制御車両による隊列内に非制御車両が存在する状況が生じ得る。

［４Ｃ］上記実施形態では、自車両の前方に存在する他車両の相対位置等を検出するための構成としてミリ波レーダ１３を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ミリ波レーダ１３に代えて、又はミリ波レーダ１３とともに、同様の機能を有する他の装置、例えばレーザレーダやカメラ等を用いてもよい。

［４Ｄ］上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

［４Ｅ］本発明は、前述した車両制御システム１の他、当該車両制御システム１を構成する制御用コンピュータ１５、当該制御用コンピュータ１５に実行させるプログラム、このプログラムを記録した媒体、車両制御方法など、種々の形態で実現することができる。

１…車両制御システム、１１…車速センサ、１２…ＧＰＳ受信機、１３…ミリ波レーダ、１４…車車間通信機、１５…制御用コンピュータ、１６…車両制御ＥＣＵ、１５１…データ受信部、１５２…情報統合部、１５３…データ送信部、１５４…追従制御部、１５５…自車情報データベース、１５６…先行車情報データベース、１５７…後方車情報データベース。

Claims (5)

1. 車両に搭載され、自車両を含む複数の車両で隊列走行を行うための隊列走行制御を実行する隊列走行制御装置（１）であって、
   前記隊列走行制御を実行している自車両以外の車両の走行状態を表す走行データを無線通信により取得する取得手段（１５，Ｓ２３１）と、
   隊列において自車両よりも後方に位置する後方車両についての前記走行データに基づいて、自車両を当該後方車両に従い走行させるための前記隊列走行制御を実行する制御手段（１５，Ｓ２３２〜Ｓ２３５）と、
   を備えることを特徴とする隊列走行制御装置。
2. 請求項１に記載の隊列走行制御装置であって、
   前記制御手段は、
   隊列において自車両よりも前方に位置する先行車両についての前記走行データに基づいて、自車両を当該先行車両に従い走行させるための前記隊列走行制御を実行する第１の制御モードと、
   前記後方車両についての前記走行データに基づいて、自車両を当該後方車両に従い走行させるための前記隊列走行制御を実行する第２の制御モードと、
   を制御モードとして備え、所定の遷移条件が満たされた場合に前記第１の制御モードから前記第２の制御モードへ遷移する
   ことを特徴とする隊列走行制御装置。
3. 請求項２に記載の隊列走行制御装置であって、
   前記制御手段は、前記隊列走行制御を実行している複数の車両による隊列内に、前記隊列走行制御を実行していない非制御車両が存在することにより、当該非制御車両の後方に位置する車両が当該非制御車両の前方に位置する車両についての前記走行データを無線通信により取得できなくなる可能性が高いことを示す条件を、前記遷移条件とする
   ことを特徴とする隊列走行制御装置。
4. 請求項２に記載の隊列走行制御装置であって、
   前記制御手段は、前記隊列走行制御を実行している複数の車両による隊列内に、前記隊列走行制御を実行していない非制御車両が存在することを、前記遷移条件とする
   ことを特徴とする隊列走行制御装置。
5. 請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の隊列走行制御装置であって、
   前記制御手段は、前記第２の制御モードとして、前記後方車両についての前記走行データに基づいて、自車両を当該後方車両に従い走行させるための前記隊列走行制御を実行している状態において、自車両の速度が所定の最低設定速度以下になった場合には、前記第２の制御モードでの前記隊列走行制御を終了する
   ことを特徴とする隊列走行制御装置。

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