JP2018010574A - 連携走行システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の車両を連携して走行させる際に車両の走行状態を無駄に変更することを抑制することのできる連携走行システムを提供する。【解決手段】複数の車両（２０Ａ〜２０Ｅ）を連携して走行させる連携走行システム（１０）であって、先行車両に後続車両を追従走行させる追従走行部（２８、２９、５０）と、他車両との位置関係に拘束されずに走行させる車両を含んだ状態で、複数の車両を共通地点まで走行させる非拘束走行部（２８、２９、５０）と、追従走行部による複数の車両の走行と非拘束走行部による複数の車両の走行とを切り替える切替部（２８、５０）と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の車両を連携して走行させる連携走行システムに関する。

従来、先行車両に後続車両を追従走行させることで、複数の車両を隊列で走行させる隊列走行システムがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のものでは、片側複数車線の道路における合流地点へ隊列が接近した場合であって、隊列の走行車線が合流地点に隣接する車線であった場合に、一部の車両に限り、合流地点が存在する側と反対側の車線に車線変更させている。

特開２０１４−７８１７０号公報

ところで、特許文献１に記載のものでは、合流地点で合流する車両があるか否かにかかわらず、合流地点で一部の車両を車線変更させている。このため、一部の車両の走行状態を無駄に変更することとなり、未だ改善の余地を残している。また、車線変更が多いことはリスクであり、乗員の不安を煽ることにもなる。

なお、隊列走行を行う際には、合流地点に限らず、分岐地点等においても、一部の車両の走行状態を変更する必要が生じ得る。

本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、複数の車両を連携して走行させる際に車両の走行状態を無駄に変更することを抑制することのできる連携走行システムを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

第１の手段は、複数の車両（２０Ａ〜２０Ｅ）を連携して走行させる連携走行システム（１０）であって、
先行車両に後続車両を追従走行させる追従走行部（２８、２９、５０）と、
他車両との位置関係に拘束されずに走行させる車両を含んだ状態で、前記複数の車両を共通地点まで走行させる非拘束走行部（２８、２９、５０）と、
前記追従走行部による前記複数の車両の走行と前記非拘束走行部による前記複数の車両の走行とを切り替える切替部（２８、５０）と、
を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、追従走行部により、連携して走行する複数の車両において先行車両に後続車両が追従走行させられる。このため、後続車両の走行負荷を低減することができ、燃費の改善を図ることができる。また、非拘束走行部により、連携して走行する複数の車両において他車両との位置関係に拘束されずに走行させる車両を含んだ状態で、複数の車両が共通地点まで走行させられる（以下、「非拘束走行」という）。非拘束走行では、先行車両に追従走行していない車両を含むため、例えば道路の合流地点における一般車両の合流を、連携して走行する複数の車両が妨げることを抑制することができる。このため、非拘束走行を実行している状態で道路の合流地点に接近した場合は、車両の走行状態を変更する必要がない。

ここで、切替部により、追従走行部による複数の車両の走行（追従走行）と非拘束走行部による複数の車両の走行（非拘束走行）とが切り替えられる。したがって、追従走行を実行することで燃費の改善を図ることができるとともに、非拘束走行を実行することで車両の走行状態を無駄に変更することを抑制することができる。なお、共通地点は、複数の車両で共通の目的地であってもよいし、共通の経由地であってもよい。

連携走行システムを示す模式図。 隊列走行車両を示す模式図。 リーダー車両の開始処理を示すフローチャート。 他車両の開始処理を示すフローチャート。 隊列走行と非拘束走行との切り替え処理を示すフローチャート。 隊列走行と非拘束走行との他の切り替え処理を示すフローチャート。 隊列走行と非拘束走行との切り替え態様を示す模式図。 隊列走行と非拘束走行との他の切り替え処理を示すフローチャート。 信号機で隊列が分断された場合の非拘束走行を示す模式図。 走行開始時の非拘束走行を示す模式図。

（第１実施形態）
以下、複数の車両を連携して走行させる連携走行システムとして具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、連携走行システム１０は、複数の車両２０Ａ〜２０Ｅ（２０Ａ，２０Ｂのみ表示）と、センタ５０とを備えている。

車両２０Ａは、動力源３２、操舵アクチュエータ２１、駆動アクチュエータ２２、制動アクチュエータ２３、操作部２４、車両状態量検出センサ２５、周辺監視センサ２６、ナビゲーション装置２７、車両制御ユニット２８、Ｖ２Ｘ通信装置２９等を備える乗用車である。車両２０Ｂ〜２０Ｅも、車両２０Ａと同様の構成を備えている。なお、車両２０Ａ〜２０Ｅは、乗用車に限らず、トラックやバス等であってもよい。

車両２０Ａが走行するための一般的な装置について説明する。動力源３２は、エンジンやモータ等であり、駆動力を発生する。駆動アクチュエータ２２は、変速機、クラッチ、駆動ギア等により構成され、動力源３２の駆動力により駆動輪３０を駆動する。操舵アクチュエータ２１は、操舵輪３１の操舵角を変更する。制動アクチュエータ２３は、駆動輪３０及び操舵輪３１を制動する。操作部２４は、ＨＭＩ（Human Machine Interface）、入力装置等により構成され、入力装置に対する乗員の操作を車両制御ユニット２８や各装置に伝達する。

車両２０Ａが備えるその他の装置について説明する。

車両状態量検出センサ２５は、車両２０Ａの各種状態量を検出する。車両状態量検出センサ２５は、車速センサ、舵角センサ、ブレーキ圧センサ等を含む。車速センサは、車両２０Ａの速度を検出する。舵角センサは、ハンドル又は操舵輪３１の舵角を検出する。ブレーキ圧センサは、制動アクチュエータ２３のブレーキ圧を検出する。

周辺監視センサ２６（物体検出部に相当）は、カメラやレーダ等により構成され、車両２０Ａの周辺の物体を検出する。カメラは、車両２０Ａの前方や後方を撮影し、撮影画像を車両制御ユニット２８に送信する。レーダは、ミリ波レーダやレーザレーダ等であり、車両２０Ａの前方の所定範囲に向けて電磁波を放射し、その反射波を検出する。レーダは、車両２０Ａの前方の所定範囲に存在する物体までの距離、及びその物体の車両２０Ａに対する相対速度を検出する。

ナビゲーション装置２７（道路形状取得部、経路設定部に相当）は、ＧＰＳ受信機、地磁気センサ、ジャイロセンサ、地図情報等を表示する表示部、乗員によって操作される操作スイッチ、地図情報のデータベース等を備えている。ＧＰＳ受信機は、衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信する。地磁気センサは地磁気を検出する。ジャイロセンサは、車両２０Ａの鉛直方向周りの角速度を検出する。ナビゲーション装置２７は、これらのセンサによる検出信号に基づいて、車両２０Ａの現在位置を算出する。ナビゲーション装置２７は、地図情報のデータベースを参照して、車両２０Ａの現在位置の周辺の道路形状を取得する。ナビゲーション装置２７は、現在位置から目的地までの走行経路を設定して案内を行う。

Ｖ２Ｘ通信装置２９は、無線通信装置であり、車両２０Ａと車両２０Ｂ〜２０Ｅとの間の車車間通信、道路側装置（図示略）と車両２０Ａとの間の路車間通信、センタ５０と車両２０Ａとの間の基地車間通信等を行う。Ｖ２Ｘ通信装置２９は、道路側装置やセンタ５０を介することで、車両２０Ａと車両２０Ｂ〜２０Ｅとの間で距離の制限なく通信を行うことができる。

車両制御ユニット２８（切替部に相当）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータである。車両制御ユニット２８は、各種センサの検出信号及び各種装置からの信号に基づいて、動力源３２、操舵アクチュエータ２１、駆動アクチュエータ２２、制動アクチュエータ２３、Ｖ２Ｘ通信装置２９等の動作を制御する。なお、車両制御ユニット２８及びＶ２Ｘ通信装置２９により、追従走行部及び非拘束走行部が構成されている。

センタ５０は、通信を中継したり、環境に関する情報を検出したり、情報を集約したりする基地局である。センタ５０は、通信装置５１、環境情報検出装置５２等を備えている。通信装置５１は、Ｖ２Ｘ通信装置２９と同様の無線通信装置である。通信装置５１は、車両２０Ａ〜２０Ｅ、道路側装置、他のセンタ５０等との間で通信を行う。通信装置５１は、車両２０Ａ〜２０Ｅの間での通信を中継する。環境情報検出装置５２は、周囲の環境に関する情報を検出する。センタ５０は、地図情報のデータベースや、各種情報のデータベース、各種処理を実行するサーバ等を備えている。

図２は、隊列走行車両を示す模式図である。隊列走行では、先行車両との車間距離を目標車間距離に合わせるように、後続車両が先行車両に追従走行する。さらに、隊列走行では、車両２０Ａ〜２０Ｅが直線一列の隊列を形成する。このとき、車両２０Ａ〜２０Ｅは、車車間通信により、互いのＩＤ（識別番号）、現在位置、及び車両情報（車速、ブレーキ、ウィンカー等の情報）を送受信している。隊列走行は、各車両の車両制御ユニット２８により実行される。

また、車両制御ユニット２８は、車両２０Ａ〜２０Ｅの状況に応じて、一部の車両が他の車両と異なる車線を走行しつつ、先行車両と後続車両との間の距離を目標車間距離に合わせるように追従走行させる。なお、この追従走行は、後述する非拘束走行には含まれない。

本実施形態では、車両２０Ａ〜２０Ｅを連携して走行させる際に、上記の追従走行と、他の車両との位置関係に拘束されずに走行させる車両を含んだ状態で車両２０Ａ〜２０Ｅを共通地点まで走行させる非拘束走行と、を切り替える。

図３は、リーダー車両における連携走行の開始処理を示すフローチャートである。この一連の処理は、リーダー車両として連携走行を開始する操作が乗員により行われた場合に、リーダー車両（自車両）の車両制御ユニット２８により実行される。ここでは、車両２０Ａがリーダー車両である場合を例に説明する。なお、上記センタ５０から連携走行を開始する指令を受信した場合に、上記開始処理を実行することもできる。

まず、目的地を設定する（Ｓ１１）。詳しくは、ナビゲーション装置２７で設定されている目的地を、連携走行におけるリーダー車両（車両２０Ａ）の目的地に設定する。

続いて、連携走行する隊列へ参入呼びかけを発信する（Ｓ１２）。詳しくは、隊列への参入を呼びかける呼びかけ信号と、車両２０ＡのＩＤ（又は車両２０Ａに搭載された装置のＩＤ）とを、Ｖ２Ｘ通信装置２９により送信する。なお、その他にも、目的地や経路、走行計画、乗員情報、車種、コメント等も、Ｖ２Ｘ通信装置２９により送信してもよい。

続いて、他車両（車両２０Ｂ〜２０Ｅ）から隊列への参入に関する情報を受信したか否か判定する（Ｓ１３）。詳しくは、他車両から、隊列への参入呼びかけに応じる呼応信号を含む信号を受信したか否か判定する。他車両からの隊列への参入に関する情報には、他車両のＩＤ（又は他車両に搭載された装置のＩＤ）が含まれている。この判定において、他車両から隊列への参入に関する情報を受信していないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１２の処理へ戻る。

一方、Ｓ１３の判定において、他車両から隊列への参入に関する情報を受信したと判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、隊列を作成する処理を実行する（Ｓ１４）。詳しくは、車両２０Ａの隊列に参入する他車両のＩＤを登録（記憶）する。参入する他車両が複数ある場合は全ての他車両のＩＤを登録する。そして、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。なお、車両２０Ａは、走行中においてもＳ１２〜Ｓ１４の処理を実行してもよい。

図４は、リーダー車両（２０Ａ）以外の他車両（車両２０Ｂ〜２０Ｅ）における連携走行の開始処理を示すフローチャートである。この一連の処理は、リーダー車両以外の他車両として連携走行を開始する操作が乗員により行われた場合に、自車両の車両制御ユニット２８により実行される。リーダー車両以外の他車両として連携走行を開始する操作には、車両２０ＡのＩＤを入力する操作が含まれている。

まず、目的地を設定する（Ｓ２１）。詳しくは、自車両のナビゲーション装置２７で設定されている目的地を、連携走行における自車両の目的地に設定する。

続いて、隊列参入条件を設定する（Ｓ２２）。詳しくは、入力されている車両２０ＡのＩＤを、参入する隊列のリーダー車両のＩＤとして登録する。

続いて、車両２０Ａから、連携走行する隊列への参入呼びかけに関する情報を受信したか否か判定する（Ｓ２３）。詳しくは、隊列への参入を呼びかける呼びかけ信号と、車両２０ＡのＩＤとを受信したか否か判定する。連携走行する隊列への参入呼びかけに関する情報には、自車両及び車両２０Ａ以外で隊列に参入する他車両のＩＤが含まれている。この判定において、車両２０Ａから、連携走行する隊列への参入呼びかけに関する情報を受信していないと判定した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、Ｓ２２の処理へ戻る。

一方、Ｓ２３の判定において、車両２０Ａから、連携走行する隊列への参入呼びかけに関する情報を受信したと判定した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、隊列へ参入する処理を実行する（Ｓ２４）。詳しくは、車両２０Ａの隊列に参入する他車両のＩＤを登録（記憶）する。参入する他車両が複数ある場合は、全ての他車両のＩＤを登録する。そして、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

図５は、隊列走行と非拘束走行との切り替え処理を示すフローチャートである。この一連の処理は、リーダー車両の車両制御ユニット２８により所定の周期で繰り返し実行される。ここでは、車両２０Ａがリーダー車両である場合を例に説明する。

まず、隊列に含まれる各車両に周辺を監視する処理を実行させる（Ｓ３１）。詳しくは、車両２０Ｂ〜２０Ｅの車両制御ユニット２８に対して、車両２０Ｂ〜２０Ｅのそれぞれの周辺監視センサ２６により車両２０Ｂ〜２０Ｅの周辺の物体をそれぞれ検出させる。そして、車両２０Ｂ〜２０Ｅでのそれぞれの検出結果を、車両２０Ａへ送信させる。また、車両２０Ａの周辺監視センサ２６により車両２０Ａの周辺の物体を検出させる。

続いて、直線一列の隊列を目標車間距離で形成することが可能であるか否か判定する（Ｓ３２）。詳しくは、車両２０Ａ〜２０Ｅによる周辺の物体の検出結果に基づいて、直線一列の隊列を目標車間距離で形成することが可能であるか否か判定する。例えば、各車両が追従走行する先行車両のすぐ後に、隊列に含まれていない車両（以下、「一般車両」という）が存在する場合は、直線一列の隊列を目標車間距離で形成することが可能でないと判定する。一方、全ての車両２０Ａ〜２０Ｅが同一の道路の所定距離範囲内に存在し、且つ車両２０Ａ〜２０Ｅの近傍に一般車両が存在しない場合に、直線一列の隊列を目標車間距離で形成することが可能であると判定する。なお、直線一列の隊列を目標車間距離で形成すると緊急車両の走行を妨げるおそれがある場合も、直線一列の隊列を目標車間距離で形成することが可能でないと判定する。

Ｓ３２の判定において、直線一列の隊列を目標車間距離で形成することが可能であると判定した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、道路情報を取得する処理を実行する（Ｓ３３）。詳しくは、車両２０Ａのナビゲーション装置２７により、車両２０Ａ〜２０Ｅの周辺の道路形状を取得させる。なお、Ｓ３２の処理で肯定判定された場合は、全ての車両２０Ａ〜２０Ｅが同一の道路の所定距離範囲内に存在しているため、どの車両のナビゲーション装置２７を用いて車両２０Ａ〜２０Ｅの周辺の道路形状を取得してもよい。

続いて、取得した周辺の道路形状のうち走行経路上に合流地点又は分岐地点があるか否か判定する（Ｓ３４）。合流地点は走行経路に合流路が合流する地点であり、分岐地点は走行経路から分岐路が分岐する地点である。

Ｓ３４の判定において、取得した周辺の道路形状のうち走行経路上に合流地点及び分岐地点がないと判定した場合（Ｓ３４：ＮＯ）、隊列を形成する処理を実行する（Ｓ３５）。詳しくは、先行車両との車間距離を目標車間距離に合わせるように後続車両を先行車両に追従走行させ、車両２０Ａ〜２０Ｅが直線一列の隊列を形成するように、車両２０Ｂ〜２０Ｅに指示する。また、車両２０Ａが隊列の先頭車両でない場合は、先行車両との車間距離を目標車間距離に合わせるように先行車両に追従走行し、車両２０Ａ〜２０Ｅが直線一列の隊列を形成するように制御する。続いて、Ｓ３５で形成した直線一列の隊列を維持して、車両２０Ａ〜２０Ｅを隊列走行させる（Ｓ３６）。その後、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。

一方、Ｓ３４の判定において、取得した周辺の道路形状のうち走行経路上に合流地点又は分岐地点があると判定した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、合流地点又は分岐地点に隊列が接近しているか否か判定する（Ｓ３７）。詳しくは、隊列の先頭車両から合流地点又は分岐地点までの距離が、所定の接近距離よりも短いか否か判定する。この判定において、合流地点及び分岐地点に隊列が接近していないと判定した場合（Ｓ３７：ＮＯ）、Ｓ３５の処理を実行する。

また、Ｓ３２の判定において、直線一列の隊列を目標車間距離で形成することが可能でないと判定した場合（Ｓ３２：ＮＯ）、及びＳ３７の判定において、合流地点又は分岐地点に隊列が接近していると判定した場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、車両２０Ａ〜２０Ｅに非拘束走行を実行させる（Ｓ３８）。その後、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。

非拘束走行では、他車両との位置関係に拘束されずに走行させる車両を含んだ状態で、車両２０Ａ〜２０Ｅを共通地点まで走行させる。共通地点は、車両２０Ａ〜２０Ｅで共通の目的地であってもよいし、車両２０Ａ〜２０Ｅで目的地が異なる場合は共通の経由地であってもよい。共通の経由地は、車両２０Ａ〜２０Ｅでそれぞれ設定された走行経路のうち、一致している走行経路上に設定する。

本実施形態では、非拘束走行として以下の非拘束走行（１）〜（３）を実行する。（１）異なる道路をそれぞれ走行する車両を含んだ状態で、車両２０Ａ〜２０Ｅを共通地点まで走行させる。（２）他車両との位置関係に拘束されずに異なる車線をそれぞれ走行する車両を含んだ状態で、車両２０Ａ〜２０Ｅを共通地点まで走行させる。この場合、上述した追従走行とは異なり、先行車両と後続車両との間の距離を調節しない。（３）互いの間の距離に上限を設けずにそれぞれ走行する車両を含んだ状態で、車両２０Ａ〜２０Ｅを共通地点まで走行させる。なお、非拘束走行（１）〜（３）において、車両２０Ａ〜２０Ｅの目標速度を一致させてもよい。また、非拘束走行中に隊列走行が可能となった場合（Ｓ３２〜Ｓ３６）、隊列走行を実行させる。

図６は、隊列走行と非拘束走行との他の切り替え処理を示すフローチャートである。この一連の処理は、各車両の車両制御ユニット２８により所定の周期で繰り返し実行される。ここでは、車両２０Ａがリーダー車両であり、図６の一連の処理を車両２０Ｄの車両制御ユニット２８により実行する場合を例に説明する。

まず、車両２０Ｄのナビゲーション装置２７により、車両２０Ｄ（自車両）の現在位置を検出させる（Ｓ４１）。

続いて、車両２０Ａ，２０Ｄの走行経路を設定する処理を実行する（Ｓ４２）。詳しくは、車両２０Ａ，２０Ｄのそれぞれのナビゲーション装置２７により設定されている走行経路を、車両２０Ａ，２０Ｄのそれぞれの走行経路として設定する。車両２０Ａの走行経路は隊列の走行経路である。

続いて、隊列の走行経路が車両２０Ｄの最適な走行経路であるか否か判定する（Ｓ４３）。詳しくは、車両２０Ｄの現在位置周辺において、隊列の走行経路と車両２０Ｄの走行経路とが一致しているか否か判定する。例えば、隊列の走行経路と車両２０Ｄの走行経路とが一致しなくなる地点に車両２０Ａ，２０Ｄが近付いた場合に、車両２０Ｄの現在位置周辺において、隊列の走行経路と車両２０Ｄの走行経路とが一致していないと判定する。一方、車両２０Ｄの現在位置周辺において、隊列の走行経路と車両２０Ｄの走行経路とが一致して場合に、隊列の走行経路が車両２０Ｄの最適な走行経路であると判定する。

Ｓ４３の判定において、隊列の走行経路が車両２０Ｄの最適な走行経路であると判定した場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、隊列を形成する処理を実行し（Ｓ４４）、隊列走行を実行する（Ｓ４５）。Ｓ４４及びＳ４５の処理は、図５のＳ３５及びＳ３６の処理に従う処理である。その後、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。

一方、Ｓ４３の判定において、隊列の走行経路が車両２０Ｄの最適な走行経路でないと判定した場合（Ｓ４３：ＮＯ）、非拘束走行を実行する（Ｓ４６）。Ｓ４６の処理は、図５のＳ３８の処理に従う処理である。このとき、車両２０Ｄは、自車両の走行状態を非拘束走行に切り替えることを、車両２０Ａへ送信する。その後、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。

図７は、図５，６の処理による隊列走行と非拘束走行との切り替え態様を示す模式図である。図７の左下部に示すように、一般車両Ｃ１が車両２０Ａのすぐ後に存在しているため、直線一列の隊列形成が可能でないと判定されて車両２０Ｃは非拘束走行を継続している。この場合、車両２０Ａ〜２０Ｂと車両２０Ｃとにおいて、上記の非拘束走行（２）が実行されている。また、車両２０Ａ〜２０Ｃと車両２０Ｄ〜２０Ｅとにおいて、上記の非拘束走行（１）が実行されている。なお、仮に車両２０Ａ〜２０Ｅが直線一列の隊列を形成可能と判定されても、車両２０Ａの周辺の道路形状のうち走行経路上に合流地点Ｐ１があり、合流地点に隊列が接近していると判定されて、非拘束走行が維持される又は非拘束走行に切り替えられる。これにより、一般車両Ｃ２が合流地点Ｐ１に合流することを、車両２０Ａ〜２０Ｃが妨げることを抑制することができる。

図７の上部に示すように、車両２０Ａ〜２０Ｅが隊列走行を実行可能である場合は、隊列走行が実行される。これにより、車両２０Ｂ〜２０Ｅは走行する際の空気抵抗を低減することができ、燃費を改善することができる。

図７の右下部に示すように、車両２０Ａ〜２０Ｃの目的地と車両２０Ｄ〜２０Ｅの目的地とが異なる場合、分岐地点Ｐ２まで隊列走行又は追従走行が実行される。そして、隊列の走行経路と車両２０Ｄの走行経路とが一致しなくなる分岐地点Ｐ２に車両２０Ａ，２０Ｄが近付いた場合に、非拘束走行に切り替えられる。そして、車両２０Ａ〜２０Ｃは共通の目的地へ向かい、車両２０Ｄ〜２０Ｅは共通の別の目的地へ向かう。この場合、車両２０Ａ〜２０Ｃで新たな隊列を作成してもよいし、車両２０Ｄ〜２０Ｅで新たな隊列を作成してもよい。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・車両制御ユニット２８により、隊列走行（追従走行）と非拘束走行とが切り替えられる。したがって、隊列走行を実行することで燃費の改善を図ることができるとともに、非拘束走行を実行することで車両２０Ａ〜２０Ｅの走行状態を無駄に変更することを抑制することができる。

・各車両の目的地に応じて、最適な走行経路は変化する。そこで、各車両のナビゲーション装置２７により、各車両の目的地までの走行経路が設定される。そして、車両２０Ａ〜２０Ｅの走行経路に応じて、適切な走行状態が追従走行と非拘束走行とで変化する。この点、車両制御ユニット２８によって、ナビゲーション装置２７により設定された走行経路に基づいて、追従走行と非拘束走行とが切り替えられる。したがって、車両２０Ａ〜２０Ｅの走行経路に応じて、追従走行と非拘束走行とを適切に切り替えることができる。

・各車両の走行経路が一致しなくなる分岐地点Ｐ２に車両２０Ａ〜２０Ｅが近付いた場合に、非拘束走行が実行される。このため、設定された走行経路が車両２０Ａ〜２０Ｃと車両２０Ｄ〜２０Ｅとで異なる場合であっても、車両２０Ａ〜Ｃと車両２０Ｄ〜２０Ｅとが目的地までの適切な経路を走行し易くなる。なお、分岐地点Ｐ２の直前で車線変更をする必要がないように、車両２０Ａ〜Ｃと車両２０Ｄ〜２０Ｅとは分岐地点Ｐ２以前に２つのグループに分かれている。

・車両２０Ａ〜２０Ｅの周辺の道路形状に応じて、車両２０Ａ〜２０Ｅの最適な走行状態は変化する。そこで、ナビゲーション装置２７により、車両２０Ａ〜２０Ｅの周辺の道路形状が取得される。そして、車両制御ユニット２８によって、ナビゲーション装置２７により取得された道路形状に基づいて、追従走行と非拘束走行とが切り替えられる。したがって、車両２０Ａ〜２０Ｅの周辺の道路形状に応じて、車両２０Ａ〜２０Ｅの走行状態を適切に切り替えることができる。

・ナビゲーション装置２７により取得された道路形状が合流地点Ｐ１を含む場合に、非拘束走行が実行される。このため、非拘束走行を実行している状態で道路の合流地点Ｐ１に接近した場合は、車両２０Ａ〜２０Ｅの走行状態を変更する必要がなく、車両２０Ａ〜２０Ｅの走行状態を無駄に変更することを抑制することができる。また、追従束走行を実行している状態で道路の合流地点Ｐ１に接近した場合は、非拘束走行に切り替えることで、道路の合流地点Ｐ１における一般車両Ｃ２の合流を、連携して走行する車両２０Ａ〜２０Ｃが妨げることを抑制することができる。

・各車両の周辺に一般車両が存在するか否かに応じて、車両２０Ａ〜２０Ｅの最適な走行状態は変化する。そこで、周辺監視センサ２６により、各車両の周辺の物体が検出される。そして、周辺監視センサ２６により、連携走行する車両２０Ａ〜２０Ｅ以外の一般車両Ｃ１が検出された場合に、非拘束走行が実行される。したがって、車両２０Ａ，２０Ｃの周辺に一般車両Ｃ１が存在する場合は、無理に隊列走行に切り替えず非拘束走行を実行することで、車両２０Ｃの走行状態を無駄に変更することを抑制することができる。

・非拘束走行において、異なる道路をそれぞれ走行する車両２０Ａ〜２０Ｃと車両２０Ｄ〜２０Ｅとを含んだ状態で、車両２０Ａ〜２０Ｅが共通地点まで走行させられる。このため、走行経路が制限されることなく、車両２０Ａ〜２０Ｅの走行状態を柔軟に設定することができ、ひいては車両の走行状態を無駄に変更することを抑制することができる。

・非拘束走行において、他車両との位置関係に拘束されずに異なる車線をそれぞれ走行する車両２０Ａ〜２０Ｂと車両２０Ｃとを含んだ状態で、車両２０Ａ〜２０Ｅが共通地点まで走行させられる。このため、走行車線が制限されることなく、車両２０Ａ〜２０Ｅの走行状態を柔軟に設定することができ、ひいては車両２０Ａ〜２０Ｅの走行状態を無駄に変更することを抑制することができる。

・非拘束走行において、互いの間の距離に上限を設けずにそれぞれ走行する車両を含んだ状態で、車両２０Ａ〜２０Ｅが共通地点まで走行させられる。このため、互いの間の距離が上限で制限されることなく、車両２０Ａ〜２０Ｅの走行状態を柔軟に設定することができ、ひいては車両２０Ａ〜２０Ｅの走行状態を無駄に変更することを抑制することができる。

・車両２０Ａ〜２０Ｃと車両２０Ｄ〜２０Ｅとでそれぞれ共通の目的地まで、追従走行と非拘束走行とを切り替えながら複数の車両を連携走行させることができる。

・車両２０Ａ〜２０Ｅの目的地が互いに異なる目的地を含む場合であっても、車両２０Ａ〜２０Ｅで共通の経由地（分岐地点Ｐ２）まで追従走行と非拘束走行とを切り替えながら連携走行させることができる。このため、隊列への参入車両を変更（すなわち隊列を再作成）する必要がない。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。第１実施形態と同一の構成については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより、説明を省略する。

図８は、隊列走行と非拘束走行との他の切り替え処理を示すフローチャートである。この一連の処理は、各車両の車両制御ユニット２８により所定の周期で繰り返し実行される。ここでは、車両２０Ａがリーダー車両であり、車両２０Ｂが車両２０Ｃの先行車両であり、図８の一連の処理を車両２０Ｃの車両制御ユニット２８により実行する場合を例に説明する。

まず、隊列走行中であるか否か判定する（Ｓ５１）。具体的には、車両２０Ａから隊列走行を実行するように指示されており、車両２０Ｂに目標車感距離で追従走行しているか否か判定する。なお、車両２０Ａ（リーダー車両）に限らず、他の車両２０Ｂ〜２０Ｅや、道路側装置等が、隊列走行を実行するように指示することもできる。

Ｓ５１の判定において、隊列走行中であると判定した場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、前方車両に追従走行可能であるか否か判定する（Ｓ５２）。詳しくは、前方車両としての車両２０Ｂ（第１車両に相当）と車両２０Ｃ（第２車両に相当）との間の距離が所定距離を超えた場合に、前方車両に追従走行可能でないと判定する。一方、車両２０Ｂと車両２０Ｃとの間の距離が所定距離を超えていない場合には、前方車両に追従走行可能であると判定する。なお、信号機等（周辺の状況）に基づいて、前方車両に追従走行可能であるか否か判定してもよい。

Ｓ５２の判定において、前方車両に追従走行可能であると判定した場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、隊列を形成する処理を実行し（Ｓ５３）、隊列走行を実行する（Ｓ５４）。Ｓ５３及びＳ５４の処理は、図５のＳ３５及びＳ３６の処理に従う処理である。その後、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。

一方、Ｓ５１の判定において、隊列走行中でないと判定した場合（Ｓ５１：ＮＯ）、及びＳ５２の判定において、前方車両に追従走行可能でないと判定した場合（Ｓ５２：ＮＯ）、非拘束走行を実行する（Ｓ５５）。Ｓ５５の処理は、図５のＳ３８の処理に従う処理である。このとき、車両２０Ｃは、自車両の走行状態を非拘束走行に切り替えることを、車両２０Ａへ送信する。その後、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。

図９は、信号機ＳＧで隊列が分断された場合の非拘束走行を示す模式図である。車両２０Ａ〜２０Ｂが信号機ＳＧを青信号で通過した後に、信号機ＳＧが赤信号に変化して車両２０Ｃ〜２０Ｄが信号機ＳＧで停止している。車両２０Ａ〜２０Ｂが走行を続けると、車両２０Ｂと車両２０Ｃとの間の距離が所定距離を超えて、隊列走行から非拘束走行に切り替えられる。非拘束走行では、互いの間の距離に上限を設けずにそれぞれ走行する車両２０Ｂ，２０Ｃを含んだ状態で、車両２０Ａ〜２０Ｄを共通地点まで走行させる非拘束走行（３）が実行される。

本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

・車両２０Ａ〜２０Ｂが信号機ＳＧを通過して車両２０Ｃ〜２０Ｄが赤信号で停止した場合に、非拘束走行を実行することで、連携走行を継続することができる。したがって、信号機ＳＧを通過した車両２０Ａ〜２０Ｂが、車両２０Ｃ〜２０Ｄを待つ必要がない。なお、隊列が信号機ＳＧで分断された場合に限らず、トイレや買い物のために一部の車両が隊列から分離した場合も、非拘束走行を実行することで、連携走行を継続することができる。また、車両２０Ａ〜２０Ｄ全体では非拘束走行を実行しているが、車両２０Ｃ〜２０Ｄは追従走行を実行していてもよい。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、車両２０Ａ〜２０Ｅが全て停止した状態から走行を開始する場合に、非拘束走行を実行させる。第１実施形態と同一の構成については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図１０は、走行開始時の非拘束走行を示す模式図である。例えば、パーキングエリア等の駐車場に車両２０Ａ〜２０Ｅを停止させて食事をとり、その後に車両２０Ａ〜２０Ｅが走行を開始する場合に非拘束走行が実行される。非拘束走行では、車両２０Ｂ〜２０Ｃに車両２０Ｄ〜２０Ｅが追従走行する必要がなく、車両２０Ｂ〜２０Ｃと車両２０Ｄ〜２０Ｅとの間に一般車両Ｃ３が入ってもよい。

本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

・車両２０Ａ〜２０Ｅが停止した状態から走行を開始する際に、隊列走行（追従走行）を実行できる状況まで待つ必要がなく、車両２０Ａ〜２０Ｅの走行を迅速に開始することができる。

・車両２０Ｂ〜２０Ｃと車両２０Ｄ〜２０Ｅとの間に一般車両Ｃ３が入ってもよいため、本線に車両２０Ａ〜２０Ｅを迅速に合流させることができる。

なお、車両２０Ａ〜２０Ｅが駐車場に入った場合に、非拘束走行を実行させてもよい。こうした構成によれば、車両２０Ａ〜２０Ｅが駐車場に入った場合に、非拘束走行を実行することで、連携走行を継続することができるとともに、各車両を迅速に停止させることができる。すなわち、連携走行を中止したり、隊列走行で駐車できる状況まで待ったりする必要がない。

なお、第１〜第３実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。

・車線数が減少する地点では車両が集中するため、直線一列の隊列を形成できなくなる可能性が高い。そこで、車線数が減少する地点に隊列が近付いた場合に、非拘束走行を実行させてもよい。

・図５，６，８，１０の処理の少なくとも１つを実行すればよく、その場合に複数の処理を平行して行ってもよいし、単独の処理を行ってもよい。また、非拘束走行を以下のように実行してもよい。隊列走行中に割り込み車両が入った場合、一列で走行中の隊列を分断して走行する。その際に、先行の隊列車両は各々追従走行を継続する。後続の隊列の先頭車両は、非拘束走行で先行の隊列車両などの隊列情報を維持しつつ、周囲状況をセンシングしながら自動走行を継続し、後続の隊列車両の先頭車両になる。後続隊列の先頭車両に続く車両では各々が追従走行を実行する。

・直線一列の隊列に限らず先行車両と後続車両との間の距離を目標車間距離に合わせる追従走行と、非拘束走行とを切り替えるようにしてもよい。すなわち、非拘束走行と切り替える追従走行は、隊列走行に限らない。

・第１〜第３実施形態では、車両制御ユニット２８及びＶ２Ｘ通信装置２９により、先行車両に後続車両を追従走行させる追従走行部と、他車両との位置関係に拘束されずに走行させる車両を含んだ状態で、複数の車両を共通地点まで走行させる非拘束走行部と、追従走行部による複数の車両の走行と非拘束走行部による複数の車両の走行とを切り替える切替部と、を構成した。しかしながら、センタ５０や道路側装置により、追従走行部、非拘束走行部、切替部を構成することもできる。その場合、センタ５０や道路側装置は、車両２０Ａ〜２０Ｅと通信することにより、必要な情報を取得したり、車両２０Ａ〜２０Ｅの各種装置を制御したりすればよい。

１０…連携走行システム、２０Ａ…車両、２０Ｂ…車両、２０Ｃ…車両、２０Ｄ…車両、２０Ｅ…車両、２８…車両制御ユニット、５０…センタ。

Claims (14)

1. 複数の車両（２０Ａ〜２０Ｅ）を連携して走行させる連携走行システム（１０）であって、
   先行車両に後続車両を追従走行させる追従走行部（２８、２９、５０）と、
   他車両との位置関係に拘束されずに走行させる車両を含んだ状態で、前記複数の車両を共通地点まで走行させる非拘束走行部（２８、２９、５０）と、
   前記追従走行部による前記複数の車両の走行と前記非拘束走行部による前記複数の車両の走行とを切り替える切替部（２８、５０）と、
   を備えることを特徴とする連携走行システム。
2. 各車両の目的地までの走行経路を設定する経路設定部（２７）を備え、
   前記切替部は、前記経路設定部により設定された前記走行経路に基づいて、前記追従走行部による前記複数の車両の走行と前記非拘束走行部による前記複数の車両の走行とを切り替える請求項１に記載の連携走行システム。
3. 前記切替部は、前記経路設定部により設定された各車両の前記走行経路が一致しなくなる地点に前記複数の車両が近付いた場合に、前記非拘束走行部による前記複数の車両の走行を実行させる請求項２に記載の連携走行システム。
4. 前記複数の車両の周辺の道路形状を取得する道路形状取得部（２７）を備え、
   前記切替部は、前記道路形状取得部により取得された前記道路形状に基づいて、前記追従走行部による前記複数の車両の走行と前記非拘束走行部による前記複数の車両の走行とを切り替える請求項１〜３のいずれか１項に記載の連携走行システム。
5. 前記切替部は、前記道路形状取得部により取得された前記道路形状が合流地点を含む場合に、前記非拘束走行部による前記複数の車両の走行を実行させる請求項４に記載の連携走行システム。
6. 各車両の周辺の物体を検出する物体検出部（２６）を備え、
   前記切替部は、前記物体検出部により前記複数の車両以外の車両が検出された場合に、前記非拘束走行部による前記複数の車両の走行を実行させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の連携走行システム。
7. 前記切替部は、前記複数の車両が全て停止した状態から走行を開始する場合に、前記非拘束走行部による前記複数の車両の走行を実行させる請求項１〜６のいずれか１項に記載の連携走行システム。
8. 前記非拘束走行部は、異なる道路をそれぞれ走行する車両を含んだ状態で、前記複数の車両を前記共通地点まで走行させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の連携走行システム。
9. 前記非拘束走行部は、他車両との位置関係に拘束されずに異なる車線をそれぞれ走行する車両を含んだ状態で、前記複数の車両を前記共通地点まで走行させる請求項１〜８のいずれか１項に記載の連携走行システム。
10. 前記非拘束走行部は、互いの間の距離に上限を設けずにそれぞれ走行する車両を含んだ状態で、前記複数の車両を前記共通地点まで走行させる請求項１〜９のいずれか１項に記載の連携走行システム。
11. 前記非拘束走行部は、第１車両と第２車両との間の距離が所定距離を超えた場合に、前記第１車両と前記第２車両との間の距離に上限を設けずに、それぞれ前記第１車両と前記第２車両とを前記共通地点まで走行させる請求項９に記載の連携走行システム。
12. 前記共通地点は、前記複数の車両で共通の目的地である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の連携走行システム。
13. 前記共通地点は、前記複数の車両で共通の経由地である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の連携走行システム。
14. 前記複数の車両の目的地は、互いに異なる目的地を含む請求項１３に記載の連携走行システム。

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