JP2019159829A - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転車両による隊列走行の好適な制御ができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供すること。【解決手段】自動運転制御装置（１００）において、自動運転車両の周辺状況を認識する認識部（１３０）と、前記認識部により認識された周辺状況に基づいて前記自動運転車両の加減速および操舵を自動的に制御する運転制御部（１２０，１６０）とを備え、他車両と通信した結果に基づいて、自車両および前記他車両が、隊列走行を行うように制御し、隊列走行車両のうち、先行車両として第１条件を満たす１以上の車両を選択し、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて先行する前記先行車両とに分かれて走行することを決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。

複数の車両が同一車線を連なって走行する隊列走行に関する研究が進められている。（特許文献１参照）。

特開２０１７−２１５６８１号公報

近年では、自動運転の研究が盛んになっており、将来的には無人で走行する車両も出現することが予想されている。しかしながら、従来の技術では、将来の運転シーンに応じた応用的な隊列走行について考慮されていなかった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、より応用的な隊列走行を実現することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

（１）：他車両と通信する通信部と、前記通信部による前記他車両との通信結果に基づいて、自車両および前記他車両が隊列走行を行うように制御する隊列走行制御部とを備え、隊列走行車両のうち先行車両として第１条件を満たす１以上の車両を選択し、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて先行する前記先行車両とに分かれて走行することを決定する決定部をさらに備えるものである。

（２）：（１）において、前記第１条件は無人自動運転車両であることを含むものである。

（３）：（１）または（２）において、前記第１条件は外界認知性能が基準よりも高い車両であることを含むものである。

（４）：（１）から（３）のいずれかにおいて、前記決定部は、前記先行車両が第２条件を満たす場合に、前記隊列走行車両から次の前記先行車両として前記先行車両と交代させる第２先行車両を決定するものである。

（５）：（４）において、前記第２条件は、前記先行車両が前記先行車両としての走行を開始してから所定時間が経過していること、または、前記先行車両が前記先行車両としての走行を開始してから所定距離以上走行していることを含むものである。

（６）：（１）から（５）のいずれかにおいて、前記決定部は、前記隊列走行車両のうち、前記隊列走行車両のそれぞれに乗員が存在するか否かに基づいて、前記隊列走行車両のそれぞれの前記車間距離を決定するものである。

（７）：（１）から（６）のいずれかにおいて、前記決定部は、前記隊列走行車両のうち、前記隊列走行車両のそれぞれに乗員が存在するか否かに基づいて前記隊列走行車両のそれぞれの減速度を決定するものである。

（８）：（１）から（７）のいずれかにおいて、前記決定部は、前記通信部による前記他車両との通信結果に基づいて、前記隊列走行車両のうち、第３条件を満たす１以上の車両を選択し、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて後続する後続車両となることを決定し、前記通信部を用いて決定結果を前記他車両に通知するものである。

（９）：（８）において、前記決定部は、全ての前記隊列走行車両の走行する車線を変更する場合、前記後続車両から車線変更を行わせると決定するものである。

（１０）：（８）または（９）において、前記第３条件は無人自動運転車両であることを含むものである。

（１１）：（８）から（１０）のいずれかにおいて、前記第３条件は外界認知性能が基準よりも高い車両であることを含むものである。

（１２）：（８）から（１１）のいずれかにおいて、前記決定部は、前記後続車両が第４条件を満たす場合に、前記隊列走行車両から次の前記後続車両として前記後続車両と交代させる第２後続車両を決定するものである。

（１３）：（１２）において、前記第４条件は、前記後続車両が前記後続車両としての走行を開始してから所定時間が経過していること、または、前記後続車両が前記後続車両としての走行を開始してから所定距離以上走行していることを含むものである。

（１４）：コンピュータが、他車両と通信し、前記他車両との通信結果に基づいて、複数の前記他車両が隊列走行車両と、前記隊列走行車両に対して、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて先行する、先行車両とに分かれて走行することを決定し、前記隊列走行車両の走行を制御する車両制御方法である。

（１５）：コンピュータに、他車両と通信させ、前記他車両との通信結果に基づいて、複数の前記他車両が隊列走行車両と、前記隊列走行車両に対して、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて先行する、先行車両とに分かれて走行することを決定させ、前記隊列走行車両の走行を制御させる、プログラムである。

（１）〜（１５）によれば、より応用的な隊列走行を実現することができる。

車両システム１の構成を示す図である。 第１の実施形態の、自動運転制御装置１００の機能構成図である。 拡張隊列走行車両の位置関係の例を示す図である。 隊列走行制御部１４２および先行車両決定部１４４による、拡張隊列走行を開始する処理の流れの一部を示すフローチャートである。 隊列走行制御部１４２および隊列走行車両決定部１４６による、拡張隊列走行を開始する処理の流れの一部を示すフローチャートである。 隊列走行制御部１４２および先行車両決定部１４４による、先行車両の交代を行う処理の流れの一部を示すフローチャートである。 拡張隊列走行車両の位置関係の他の例を示す図である。 第２の実施形態の、自動運転制御装置１００Ａの機能構成図である。 隊列走行制御部１４２および後続車両決定部１４８による、拡張隊列走行を開始する処理の流れの他の一部を示すフローチャートである。 隊列走行制御部１４２による、拡張隊列走行車両が操舵による回避をする処理の流れの一部を示すフローチャートである。 隊列走行制御部１４２および後続車両決定部１４８による、後続車両の交代を行う処理の流れの一部を示すフローチャートである。 実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

＜第１の実施形態＞
［全体構成］
図１は、実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。

カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、車両Ｍ）の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ファインダ１４は、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、車両Ｍの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ１４は、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御装置１００に出力する。物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してよい。車両システム１から物体認識装置１６が省略されてもよい。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。通信装置２０は、「通信部」の一例である。

ＨＭＩ３０は、車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

車両センサ４０は、車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、車両Ｍの位置を特定する。車両Ｍの位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一部または全部に出力される。

自動運転制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。

図２は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。

認識部１３０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力された情報に基づいて、車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。

また、認識部１３０は、例えば、車両Ｍが走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。

認識部１３０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１３０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する車両Ｍの相対位置として認識してもよい。

行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、車両Ｍの周辺状況に対応できるように、車両Ｍが自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。行動計画生成部１４０の隊列走行制御部１４２、先行車両決定部１４４、隊列走行車両決定部１４６の機能については、後述する。隊列走行制御部１４２先行車両決定部１４４および隊列走行車両決定部１４６は、「決定部」の一例である。

第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

図２に戻り、第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、第２制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

［拡張隊列走行を行う際の制御について］
以下、拡張隊列走行を行う際に、車両システム１が行う一連の処理について説明する。車両システム１を搭載する車両Ｍは、同様のシステムを備える他車両と車車間通信を行いながら、以下の処理を実行する。

図３は、拡張隊列走行車両の位置関係の例を示す図である。第１の実施形態において、拡張隊列走行とは、隊列走行車両に先行車両を加えて走行する態様をいう。隊列走行とは、例えば、車両が前方を走行する車両と所定の車間距離を空けた状態であり、かつ、前走車両に対して走行方向に対して横方向に車体の位置を合わせる走行のことである。隊列走行を行う車両は、これらのフィードバック制御だけを用いて走行することができる。また、隊列走行において、車両は、自車両の前方を走行する車両からブレーキ装置２１０の制御量または出力した制動力を取得し、取得した情報に基づいてブレーキ装置２１０を制御してもよい。

車両ＭＶは、隊列走行を制御する車両（以下、マスタ車両）である。マスタ車両ＭＶには、全ての隊列走行車両から、車車間通信による調停の結果、任意の車両が選択される。マスタ車両ＭＶには、例えば、車両システム１を搭載している車両のうち、隊列走行に参加する時間や距離が最も長くなる車両や、周辺を走行する車両に隊列走行の実施を呼びかけた車両が選択される。それ以外の隊列走行車両（以下、スレーブ車両）は、マスタ車両により決定された走行順序で走行する。

車両ＳＶ１〜ＳＶ４は、マスタ車両ＭＶにより決定された走行順序で走行する、スレーブ車両である。以下、スレーブ車両のうち、車両ＳＶ１〜ＳＶ３のいずれであるかを特に区別しない場合には、「スレーブ車両ＳＶ」と称する。

スレーブ車両ＳＶ１は、先行車両ＬＶである。先行車両とは、隊列走行車両よりも前方で走行して走行環境を認識し、マスタ車両ＭＶに対して、走行環境に関する認識結果を送信する車両のことである。先行車両ＬＶが認識する走行環境とは、例えば、車線数の増減や、道路上に障害物が落ちているか否かを判定した結果や、道路上に障害物が落ちている場合に、障害物の上部を通過して走行できるか、またはその障害物を操舵で避けた方がよいかを判定した結果である。先行車両ＬＶは、例えば、障害物の高さが５［ｃｍ］程度であり、横幅（道路の走行方向と水平な方向に占める幅）が１［ｍ］以下である木材などである場合には、隊列を構成する各車両に、障害物の上部を通過して走行できると通知する。また、先行車両ＬＶは、例えば、障害物の高さが１０［ｃｍ］程度であったり、横幅が１［ｍ］以上である場合であったり、障害物の上部を通過してもよいか判別できなかった場合には、隊列を構成する各車両に、障害物を操舵によって回避するように通知する。また、走行環境に関する認識の内容は、道路上の障害物だけではなく、例えば、路肩に他車両が停車していることなどを含む。

先行車両ＬＶは、例えば、隊列走行車両の先頭から数［ｍ］程度前方に位置してもよいし、数十〜数百［ｍ］程度前方に位置してもよいし、数［ｋｍ］程度前方に位置してもよい。先行車両ＬＶがどの程度前方を走行するかは、例えば、隊列走行車両の台数や、周辺を走行する隊列走行車両以外の車両数に応じて、マスタ車両ＭＶによって調整されてよい。

以下、先行車両ＬＶと、隊列走行車両の先頭車両であるスレーブ車両ＳＶ２との車間距離を第１距離Ｄ１、隊列走行車両のうち直前直後の関係で走行する車両（例えば、スレーブ車両ＳＶ２とスレーブ車両ＳＶ３）の車間距離を第２距離Ｄ２と称する。なお、マスタ車両ＭＶは、第１距離Ｄ１が第２距離Ｄ２よりも十分に大きくなるように、先行車両ＬＶおよび隊列走行車両の速度を調整する。マスタ車両ＭＶは、例えば、先行車両ＬＶが急停止した場合や、車線変更した場合であっても、隊列走行車両の先頭に位置する車両が十分な余裕を持って好適な応対できるよう、第１距離Ｄ１、および第２距離Ｄ２を調整する。また、スレーブ車両ＳＶは、先行車両ＬＶからブレーキ装置２１０の制御量または出力した制動力を取得し、取得した情報に基づいてブレーキ装置２１０を制御してもよい。

図３に示すように、マスタ車両ＭＶは、例えば、隊列走行車両の中間に位置する。また、マスタ車両ＭＶは、先行車両ＬＶと通信できる位置であれば、隊列走行車両の先頭に位置してもよいし、後方に位置してもよい。なお、図３に示す隊列走行車両の先頭車両であるスレーブ車両ＳＶ２は、他の隊列走行車両と比較して空気抵抗の影響を受けやすく、多くの駆動エネルギーを消耗する可能性がある。そのため、スレーブ車両ＳＶ２は、任意のタイミングで、他のスレーブ車両ＳＶ３、スレーブ車両ＳＶ４、およびマスタ車両ＭＶと走行順序を入れ替えてもよい。なお、図３では先行車両が１台のみである例を示したが、先行車両は複数台で構成されてもよい。

以下、マスタ車両ＭＶによって、先行車両ＬＶを選択する手法について説明する。マスタ車両ＭＶは、スレーブ車両ＳＶ２〜ＳＶ４と比較して外界認知性能の高いスレーブ車両ＳＶ１を、先行車両ＬＶとして選択する。外界認知性能とは、例えば、スレーブ車両ＳＶ１の備える、物体認識装置（例えば、カメラやレーダ装置や車両センサ）の性能のことである。

マスタ車両ＭＶは、例えば、車両ＬＶの備える物体認識装置の認識範囲が、マスタ車両ＭＶに予め設定されている基準範囲より大きい場合に、スレーブ車両ＳＶ１の外界認知性能が高いと判定する。また、マスタ車両ＭＶは、スレーブ車両ＳＶ１〜ＳＶ４の外界認知性能を相対比較して、その外界認知性能の高さを判別してもよい。また、すべての車両が同等の認知性能を持つ場合には、水平な地表面から車体の一番低い箇所（例えば、サイドシル（Side Sill）の地表面側）までの垂直距離がより大きい車の方が、外界認知性能が高いとしてよい。なぜならば、水平な地表面から車体の一番低い箇所までの垂直距離がより大きい車は、障害物を踏み付けないように上部を通過して回避することができる可能性が高く、障害物を操舵によって回避するか、上部を通過するかについて、より柔軟に選択できるためである。マスタ車両ＭＶは、例えば、同等の外界認知性能を持つＳＵＶ（Sport utility vehicle)車両とセダン車両とを比較した場合、ＳＵＶ車両の方がより外界認知性能が高いと判定する。

マスタ車両ＭＶは、例えば、スレーブ車両ＳＶ１〜ＳＶ４から、各車両の外界認知性能に関する情報を受信して、受信した結果に基づいて、外界認知性能の高いスレーブ車両ＳＶ１を先行車両ＬＶに決定する。

また、先行車両ＬＶは、その特性上、道路上の障害物等に遭遇した場合に急な車線変更をしたり、急な加減速の変更を行うなど、乗員にとって不快に感じられる操舵が行われる可能性がある。したがって、隊列走行制御部１４２は、周辺車両のうち最も外界認知性能が高い車両が有人車両である場合には、その車両は先行車両ＬＶとして選択せず、次に外界認知性能が高い車両を先行車両ＬＶに選択する。

［隊列制御部の機能について］
以下、図２に戻り、マスタ車両ＭＶが隊列走行の開始を制御する処理について説明する。なお、以下では、原則として、車両Ｍがマスタ車両ＭＶとして選択され、動作するものとして説明する。

隊列走行制御部１４２は、認識部１３０から、隊列走行の開始準備が整ったという出力に基づいて、周辺を走行する車両に対する隊列走行の呼びかけや、隊列走行中の各車両の走行制御を行う。開始準備が整ったことは、例えば、高速道路での走行を開始してから一定時間経過したという認識部１３０による認識結果や、自車両と類似する経路を走行予定の周辺車両の存在の認識結果に基づいて判断される。

隊列走行制御部１４２は、通信装置２０を用いて、周辺の他車両に隊列走行を呼びかける。隊列走行制御部１４２は、隊列走行を呼びかけた他車両のうち、隊列走行の呼びかけに合意した他車両から、経路に関する情報や、車両を特定する情報を受信する。

隊列走行制御部１４２は、隊列走行の呼びかけに合意した他車両を特定する情報から、第１条件を満たす、少なくとも１台の先行車両の候補を選択する。第１条件とは、当該他車両が先行車両として好適であるか否かを判定するための条件である。第１条件とは、例えば、外界認知性能が高いことや、無人自動運転車両であることである。隊列走行制御部１４２は、先行車両の候補の選択結果を先行車両決定部１４４に出力する。また、隊列走行制御部１４２は、隊列走行の呼びかけに合意した他車両を特定する情報を、隊列走行車両決定部１４６に出力する。

［先行車両決定部の機能について］
先行車両決定部１４４は、例えば、先行車両走行順決定部１４４ａと、先行車両走行履歴１４４ｂとを備える。

先行車両走行順決定部１４４ａは、先行車両の候補から、少なくとも１台以上の先行車両ＬＶを選択する。また、先行車両走行順決定部１４４ａは、先行車両としての候補である車両が複数台の車両を選択存在する場合、その走行順位を決定する。また、先行車両走行順決定部１４４ａは、複数台の車両が順番に先行車両になる場合の順番を決定してもよい。

また、先行車両走行順決定部１４４ａは、先行車両の候補である車両が複数台（例えば、５台程度）存在する場合であって、候補のうち一部の車両のみ（例えば、１〜２台程度）を先行車両ＬＶとする場合、まず、最初に先行車両ＬＶとして走行する車両を決定する。先行車両走行順決定部１４４ａは、先行車両の候補である車両が複数台存在する場合、走行順序を決定する処理を行っている時点で、最も進行方向に関して前方に位置する車両を最初に先行車両ＬＶとして走行する車両として選択してもよいし、車両のうち最もエネルギー余剰の多い車両を最初に先行車両ＬＶとして走行する車両として選択してもよい。また、先行車両走行順決定部１４４ａは、先行車両の候補である車両が複数台存在する場合であって、最初に先行車両ＬＶとして走行する車両が既に決まっている場合、その次に先行車両ＬＶとして走行する車両をあらかじめ決定してもよい。

先行車両走行順決定部１４４ａは、先行車両ＬＶの選択結果を先行車両走行履歴１４４ｂに出力する。先行車両走行順決定部１４４ａは、先行車両の候補が複数台存在する場合、先行車両走行履歴１４４ｂを参照して、次に先行車両ＬＶとして走行する車両を、任意のタイミングで決定する。先行車両走行順決定部１４４ａは、例えば、先行車両の候補を隊列走行車両として走行させる場合には、車両を特定する情報を、隊列走行車両走行順決定部１４６ａに出力する。

また、先行車両走行順決定部１４４ａは、隊列走行の呼びかけに合意した他車両が、いずれも同等の性能であって、先行車両の候補が選択できなかった場合には、他車両の中から進行方向に関して前方に位置する任意の台数の車両を先行車両ＬＶとして決定する。

［隊列走行車両決定部の機能について］
隊列走行車両決定部１４６は、例えば、隊列走行車両走行順決定部１４６ａと、隊列走行車両走行履歴１４６ｂとを備える。

隊列走行車両決定部１４６は、隊列走行を行う車両を決定する。隊列走行車両決定部１４６は、隊列走行の呼びかけに合意した他車両が隊列走行に適した台数を大きく上回る場合には、隊列走行の呼びかけに合意した他車両のうち、任意の数の周辺車両のみを隊列走行の対象とすることで、隊列が長くなり過ぎないように調整する。また、隊列走行車両決定部１４６は、隊列走行の呼びかけに合意した他車両から任意の数の周辺車両を隊列走行車両として選択する場合に、他車両の乗員の有無を選択基準としてもよい。任意の数は、車両システム１が周辺状況を認識した結果から導出してもよいし、車両システム１の初期値として上限台数を設定されていてもよいし、先行車両ＬＶの台数や、先行車両ＬＶの外界認知性能から導出されてもよい。

隊列走行車両走行順決定部１４６ａは、隊列走行車両の走行順序を決定する。隊列走行車両走行順決定部１４６ａは、まず、隊列走行車両のうち最初に先頭を走行するスレーブ車両ＳＶを決定する。隊列走行車両走行順決定部１４６ａは、走行順序を決定する処理を行っている時点で、最も進行方向に関して前方に位置するスレーブ車両ＳＶを、先頭を走行するスレーブ車両ＳＶとして選択してもよいし、隊列走行車両のうち最もエネルギー余剰の多いスレーブ車両ＳＶを、先頭を走行するスレーブ車両ＳＶとして選択してもよい。なお、隊列走行車両走行順決定部１４６ａは、先行車両走行順決定部１４４ａから出力された、先頭車両の候補のスレーブ車両ＳＶは、隊列の前方を走行するように考慮して、走行順を決定する。隊列走行車両走行順決定部１４６ａは、先頭を走行するスレーブ車両ＳＶの選択結果、および隊列走行車両の並び順を隊列走行車両走行履歴１４６ｂに出力する。

隊列走行車両決定部１４６は、所定の条件を満たす場合に、先頭を走行するスレーブ車両ＳＶを交代するタイミングが到達したと判定する。所定の条件とは、例えば、先頭を走行するスレーブ車両ＳＶが先頭を走行し始めてから、所定時間以上経過していることや、所定距離以上走行したことである。隊列走行車両走行順決定部１４６ａは、例えば、隊列走行車両走行履歴１４６ｂを参照して、次に先頭を走行するスレーブ車両ＳＶを決定する。隊列走行車両走行順決定部１４６ａは、次に先頭を走行するスレーブ車両ＳＶをあらかじめ決定してもよいし、隊列走行車両決定部１４６が現在先頭を走行するスレーブ車両ＳＶを交代するタイミングが到達したと判定した時に、次に先頭を走行する先頭を走行するスレーブ車両ＳＶを決定してもよい。

［隊列走行開始後の制御］
隊列走行制御部１４２は、先行車両走行順決定部１４４ａが決定した先行車両ＬＶ、および隊列走行車両走行順決定部１４６ａが決定した最初の隊列走行順にスレーブ車両ＳＶが位置するよう指示を出力する。隊列走行制御部１４２は、スレーブ車両ＳＶが指示した隊列走行順に位置したことを確認し、隊列走行の制御を開始する。

なお、車両Ｍがスレーブ車両ＳＶである場合、隊列走行制御部１４２は、マスタ車両ＭＶから出力された指示に従って最初の隊列走行順に位置するよう、車両Ｍの加減速および操舵を制御する。

隊列走行制御部１４２は、隊列走行中に、隊列走行の解除を行うか否か任意のタイミングで判定する。隊列走行制御部１４２は、例えば、ジャンクションに接近している場合や、走行中の道路に占める有人運転車両の数が多い場合などの、個々の車両に運転制御を委ねた方がよい場合に、隊列走行の解除を行うと判定する。

なお、車両Ｍが有人車両である場合に、隊列走行制御部１４２は、隊列走行を継続している間、トラフィックジャムパイロット（Traffic Jam Pilot）（以下、ＴＪＰと称する）システム、または同等のシステムを稼働させてもよい。ＴＪＰとは、例えば、所定速度（例えば、６０［ｋｍ／ｈ］）以下で前走車両に追従する制御態様や、高速道路走行中に前走車両に追従する制御態様である。ＴＪＰは、例えば、車両Ｍの速度が所定速度以下であり、且つ前走車両との車間距離が所定距離以内であるときに発動してもよい。ＴＪＰを実行しているか、或いは、ＴＪＰの運転支援に遷移可能な状態であるかについては、ＨＭＩ３０によって乗員に通知される。隊列走行制御部１４２は、通信装置２０を介して、隊列を構成する運転者が存在する有人車両の自動運転レベルを、レベル３（運転者が常時、走行状態を監視している必要がない状態）、またはレベル３以上に設定してもよいと通信する。各車両がＴＪＰを設定するか否かは、各車両の運転者が選択してもよい。なお、隊列走行制御部１４２は、車両Ｍがスレーブ車両ＳＶである場合にも同様に、隊列走行を継続している間、ＴＪＰシステム、または同等のシステムを稼働させてもよい。

隊列走行制御部１４２は、車両Ｍが無人車両の場合、車両Ｍの減速度を、隊列走行車両が積載している荷物などに影響の無い程度（例えば、最大でも０．８［Ｇ］程度の減速度）まで許容する。また、隊列走行制御部１４２は、車両Ｍが有人車両の場合、車両Ｍの減速度を、無人車両である場合の減速度の制限よりも厳しくする（例えば、乗員が不快に感じない０．３［Ｇ］程度の減速度に収める）。なお、隊列走行制御部１４２は、車両Ｍがスレーブ車両ＳＶである場合にも同様に、減速度の調整を行う。

また、隊列走行制御部１４２は、車両Ｍが無人車両であって、かつ、前走車両が無人車両である場合、前走車両の背後にできるスリップストリーム（Slipstream）を用いることができるよう、無人車両同士の車間距離（第２距離Ｄ２）を、いずれかの車両が有人車両である場合に設定する距離よりも小さくしてもよい。なお、隊列走行制御部１４２は、車両Ｍがスレーブ車両ＳＶである場合にも同様に、車間距離を小さくする制御を行ってもよい。

［処理フロー１ 拡張隊列走行の開始］
次に、図４および図５を参照して、マスタ車両ＭＶによって、拡張隊列走行車両を制御する処理の一例について説明する。図４は、隊列走行制御部１４２および先行車両決定部１４４による、先行車両を決定し走行させる処理の一例を示すフローチャートである。

隊列走行制御部１４２は、隊列走行の開始準備が整ったか否かを判定する（ステップＳ１００）。隊列走行制御部１４２は、隊列走行の開始準備が整ったと判定された場合には、車両Ｍの経路に関する情報を取得する（ステップＳ１０２）。隊列走行制御部１４２は、隊列走行の開始準備が整ったと判定されなかった場合には、一定時間経過後に再度ステップＳ１００を行う。

次に、隊列走行制御部１４２は、他車両に隊列走行を呼びかける（ステップＳ１０４）。次に、隊列走行制御部１４２は、隊列走行の呼びかけに合意した他車両の経路に関する情報、および車両を特定する情報を取得する（ステップＳ１０６）。次に、隊列走行制御部１４２は、隊列走行の呼びかけに合意した車両が、第１条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０８）。車両が、第１条件を満たすと判定された場合、隊列走行制御部１４２は、その車両を先行車両の候補として選択する（ステップＳ１１０）。次に、車両が、第１条件を満たすと判定されなかった場合、ステップＳ１１２を行う。

隊列走行制御部１４２は、全車両について判定が終わったか否かを判定する（ステップＳ１１２）。全車両について判定が終わったと判定されなかった場合、隊列走行制御部１４２は、再度ステップＳ１０８から処理を行う。全車両について判定が終わったと判定された場合、先行車両決定部１４４は、選択された先行車両の候補が１台以上存在するか否かを判定する（ステップＳ１１４）。選択された先行車両の候補が１台以上存在すると判定された場合、先行車両決定部１４４は、先行車両の候補から先行車両ＬＶを決定する（ステップＳ１１６）。選択された先行車両の候補が１台以上存在すると判定されなかった場合、先行車両決定部１４４は、隊列走行の呼びかけに合意した車両のうち、進行方向に関して前方を走行する車両から先行車両ＬＶを決定する（ステップＳ１１８）。次に、先行車両決定部１４４は、決定された車両の、先行車両ＬＶとしての走行を開始させる（ステップＳ１２０）。

図５は、隊列走行制御部１４２および隊列走行車両決定部１４６による、隊列走行車両を決定し走行させる処理の一例を示すフローチャートである。なお、ステップＳ１１２〜ステップＳ１３４は、マスタ車両ＭＶの処理であり、ステップＳ１３６〜ステップＳ１３８は、マスタ車両ＭＶに限らずスレーブ車両ＳＶでも行われる処理である。

隊列走行車両決定部１４６は、隊列走行の呼びかけに合意した隊列走行車両の候補台数が、車両システム１の設定する上限台数を超過しているか否かを判定する（ステップＳ１２２）。上限台数を超過していると判定されなかった場合、ステップＳ１３２の処理を行う。上限台数を超過していると判定された場合、隊列走行車両決定部１４６は、車両が有人車両であるか否かを判定する（ステップＳ１２４）。車両が有人車両であると判定された場合、隊列走行車両決定部１４６は、該当する車両を隊列走行車両の候補から除外する（ステップＳ１２６）。隊列走行車両決定部１４６は、全車両について判定が終わったか否かを判定する（ステップＳ１２８）。全車両について判定が終わったと判定された場合、隊列走行車両決定部１４６は、上限台数を超過する台数の、遠くに位置する車両を隊列走行車両の候補から除外する（ステップＳ１３０）。全車両について判定が終わったと判定されなかった場合、ステップＳ１２２の処理に戻る。次に、隊列走行車両決定部１４６は、隊列走行車両の走行順序を決定し（ステップＳ１３２）、隊列走行を開始する（ステップＳ１３４）。

各車両の隊列走行制御部１４２は、隊列を構成する各車両が有人車両であるか否かを判定する（ステップＳ１３６）。有人車両であると判定されなかった場合、処理を終了する。有人車両であると判定された場合、隊列走行制御部１４２は、該当車両の減速度の調整を行う（ステップＳ１３８）。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。

［先行車両の走行順変更について］
以下では、隊列走行制御部１４２および先行車両決定部１４４において、先行車両を交代させる際に行われる処理について説明する。

先行車両決定部１４４は、現在の先行車両ＬＶ（以下、「第１先行車両」と称する）が、先行車両としての走行を開始した後、第２条件を満たす場合に、他のスレーブ車両ＳＶと先行車両を交代させる。第２条件とは、例えば、第１先行車両が先行車両としての走行を開始してから一定時間経過した場合や、一定距離走行した場合、第１先行車両の駆動エネルギーの残量が一定量以下になった場合のことである。以下、交代して次の先行車両となる車両を「第２先行車両」と称する。先行車両決定部１４４は、第２先行車両があらかじめ選択されている場合には、その車両に決定し、第２走行車両を決定していない場合には、隊列走行車両の中から第２走行車両を決定する。

先行車両決定部１４４は、第１先行車両を決定したときと同様の判定方法で、第２先行車両を決定する。すなわち、先行車両決定部１４４は、第２先行車両の候補として、外界認知性能の高い無人車両が存在すればそのスレーブ車両ＳＶを第２先行車両として決定する。先行車両決定部１４４は、例えば、第２先行車両の候補として、外界認知性能の高い無人車両が存在しなければ、隊列走行車両のうち前方に位置する無人車両を第２先行車両として決定する。先行車両決定部１４４は、隊列走行制御部１４２に、第２先行車両を特定する情報を出力する。

隊列走行制御部１４２は、先行車両決定部１４４によって第２先行車両が決定された後、通信装置２０を介して、第２先行車両に第１先行車両を追い抜かせて、先行車両ＬＶを交代させ、第２先行車両の先行車両としての走行を開始させるよう、走行指示を送信する。

［処理フロー２ 先行車両の交代］
次に、図６を参照して、マスタ車両ＭＶが先行車両ＬＶを交代させる処理の一例について説明する。図６は、隊列走行制御部１４２および先行車両決定部１４４による、先行車両ＬＶを交代させる処理の一例を示すフローチャートである。なお、第２先行車両を決定する処理の流れは、図４に示したフローチャートのステップＳ１０８からステップＳ１１８と同様の処理を行うため、以下ではステップＳ２００からステップＳ２０８までの処理を中心に説明する。

先行車両決定部１４４は、第１先行車両が第２条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２００）。第２条件を満たすと判定されなかった場合、一定時間経過後に再度ステップＳ２００の処理を行う。第２条件を満たすと判定された場合、先行車両決定部１４４は、第２先行車両が既に決定しているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。第２先行車両が既に決定していると判定されなかった場合、先行車両決定部１４４は、隊列走行車両の情報を取得して（ステップＳ２０４）、ステップＳ１０８からステップＳ１１８の処理を行い、ステップＳ２０６の処理を行う。第２先行車両が既に決定していると判定された場合、ステップＳ２０６の処理を行う。

隊列走行制御部１４２は、先行車両決定部１４４によって決定された第２先行車両と、第１先行車両とを交代させ（ステップＳ２０６）、第２先行車両の先行車両ＬＶとしての走行を開始させる（ステップＳ２０８）。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。

上述したように第１の実施形態の車両システム１によれば、周辺を走行する車両に隊列を構成するよう呼びかけ、呼びかけに合意した車両から先行車両ＬＶおよび隊列走行車両に好適なスレーブ車両ＳＶの選別を行い、選別したスレーブ車両ＳＶの走行を制御する隊列走行制御部１４２と、隊列よりも前方を走行して、隊列に走行環境の情報を提供する先行車両ＬＶを決定する先行車両決定部１４４と、マスタ車両ＭＶ、および先行車両ＬＶ以外のスレーブ車両ＳＶによって構成される隊列走行車両の走行順序を制御する隊列走行車両決定部１４６とによって、先行車両ＬＶによって認識された走行環境などの情報に基づいた、より好適な拡張隊列走行を実現することができる。

また、上述したように、第１の実施形態によれば、先行車両決定部１４４によって、先行車両ＬＶを任意のタイミングで交代させる処理を行うことで、先行車両ＬＶとして走行する負担を分散させることができ、隊列走行をより長い時間継続させることができる。

なお、本実施形態では、車両Ｍは自動運転車両であることを前提として説明したが、手動運転車両であってもよい。この場合、隊列走行または先行車両ＬＶとして所定の位置を維持するための車両挙動は、ＨＭＩ３０に指示を表示するなどして、車両Ｍの運転者が運転操作を行うことで実現されてよい。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態の車両システム１について説明する。以下の説明において、第１の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。

図７は、第２の実施形態における、自動運転制御装置１００Ａの第１制御部１２０、および第２制御部１６０の機能構成図である。図７の自動運転制御装置１００Ａは、第１の実施形態の自動運転制御装置１００と比して、後続車両決定部１４８を備える点が異なる。したがって、以下では後続車両決定部１４８を中心に説明する。後続車両決定部１４８は、「決定部」の他の一例である。

図８は、拡張隊列走行車両の位置関係の他の一例を示す模式図である。第２の実施形態において、拡張隊列走行とは、隊列走行車両に先行車両および後続車両を加えて走行する態様をいう。図８に示す例では、先行車両であるスレーブ車両ＳＶ１（ＬＶ）と、マスタ車両ＭＶと、スレーブ車両ＳＶ２〜ＳＶ４と、後続車両であるスレーブ車両ＳＶ５（ＦＶ）が構成する隊列である。後続車両とは、隊列走行車両の最後尾の車両から、隊列走行車両間の車間距離Ｄ２よりも大きい距離を空けて後続する車両のことである。後続車両は、例えば、隊列の後方に接近する車両を認識したり、隊列の後方の混雑状況を認識して、マスタ車両ＭＶに対して、認識結果を送信する車両のことである。後続車両は、例えば、他車両から数十〜数百［ｍ］程度後方に位置する。

以下、隊列走行車両のうち最後尾を走行するスレーブ車両ＳＶ４と、その方向を走行する後続車両ＦＶとの車間距離を第３距離Ｄ３と称する。なお、マスタ車両ＭＶは、第３距離Ｄ３が第２距離Ｄ２よりも十分に大きくなるように、後続車両ＦＶの加減速を調整する。マスタ車両ＭＶは、例えば、後続車両ＦＶの後方から他車両が高速で接近していることや、後続車両ＦＶが隊列走行車両以外の他車両から追い抜きまたは追い越しされた場合に、隊列走行車両が十分な余裕を持って好適な応対できるよう、第３距離Ｄ３を調整する。なお、図８では後続車両が１台のみである例を示したが、後続車両は複数台で構成されてもよい。

［隊列制御部による後続車両の選択］
以下、隊列走行制御部１４２が行う、後続車両の候補を選択する処理について説明する。隊列走行制御部１４２は、隊列走行の呼びかけに合意した他車両を特定する情報から、第３条件を満たす、少なくとも１台の後続車両の候補を選択する。第３条件とは、他車両が後続車両に好適であるか否かを判定するための条件である。第３条件は、第１条件と同様に、例えば、車両の外界認知性能が高いことや、車両が無人自動運転車両であることである。また、第３条件には、例えば、他車両との接触回避能力が高いことや、他車両との接触時に被害軽減する能力が高いことが含まれてもよい。

隊列走行制御部１４２は、隊列走行の呼びかけに合意した他車両が、いずれも同等の性能であって、後続車両の候補が選択できなかった場合には、他車両の中から進行方向に関して後方に位置する任意の台数の車両を後続車両ＦＶとして選択する。隊列走行制御部１４２は、後続車両の候補の選択結果を、後続車両決定部１４８に出力する。

なお、隊列走行制御部１４２は、先行車両の候補と、後続車両の候補とが重複しないように調整する。隊列走行制御部１４２は、例えば、先行車両の候補として選択された車両は、後続車両の候補として判別する対象から除外する。隊列走行制御部１４２は、走行環境に基づいて、先行車両ＬＶと後続車両ＦＶのうち、どちらにより外界認知性能が高い車両を配置すべきかを都度判別してもよい。また、隊列走行制御部１４２は、例えば、先行車両ＬＶに、より外界認知性能が高い車両を配置するとして、あらかじめ車両システム１の初期設定として設定していてもよい。

［後続車両決定部の機能について］
後続車両決定部１４８は、例えば、後続車両走行順決定部１４８ａと、後続車両走行履歴１４８ｂとを備える。

後続車両走行順決定部１４８ａは、後続車両の候補から、少なくとも１台以上の後続車両ＦＶを選択する。また、後続車両走行順決定部１４８ａは、後続車両としての候補である車両が複数台の車両を選択存在する場合、その走行順位順序を決定する。また、後続車両走行順決定部１４８ａは、複数台の車両が順番に後続車両になる場合の順番を決定してもよい。

後続車両走行順決定部１４８ａは、後続車両の候補である車両が複数台存在する場合、まず、最初に後続車両ＦＶとして走行する車両を決定する。後続車両走行順決定部１４８ａは、走行順序を決定する処理を行っている時点で、最も進行方向に関して後方に位置する車両を最初に後続車両ＦＶとして走行する車両に選択してもよいし、他の選択基準を用いてもよい。

また、後続車両走行順決定部１４８ａは、後続車両の候補に該当する車両が複数台存在する場合であって、最初に後続車両ＦＶとして走行するスレーブ車両ＳＶが既に決まっている場合、その次に後続車両ＦＶとして走行するスレーブ車両ＳＶをあらかじめ決定してもよい。後続車両走行順決定部１４８ａは、後続車両ＦＶの選択結果を後続車両走行履歴１４８ｂに出力する。後続車両の候補であって、後続車両ＦＶに選ばれなかったスレーブ車両ＳＶは、後続車両ＦＶと交代するまで隊列走行車両として走行してもよい。

後続車両決定部１４８は、現在の後続車両（以下、「第１後続車両」と称する）が、後続車両としての走行を開始した後、第４条件を満たす場合に、他のスレーブ車両ＳＶと後続車両ＦＶを交代させる。第４条件とは、例えば、一定時間経過した場合や、一定距離走行した場合、第１後続車両ＦＶの駆動エネルギーの残量が一定量以下になった場合のことである。以下、交代して次の後続車両ＦＶとなるスレーブ車両ＳＶを「第２後続車両」と称する。後続車両決定部１４８は、第２後続車両があらかじめ選択されている場合には、その車両に決定し、第２後続車両を決定していない場合には、隊列走行車両の中から第２走行車両を決定する。なお、第４条件は、先行車両ＬＶの交代の判断基準として用いる第２条件と同一でもよいし、第２条件と異なる条件が設定されてもよい。

［操舵による回避］
以下では、隊列走行制御部１４２において、隊列走行車両に操舵による回避を行わせる際の処理について説明する。

隊列走行制御部１４２は、ナビゲーション装置５０から出力された経路情報などに基づいて、同一車線での走行を継続してもよいか、操舵による回避が必要であるかを随時判定する。操舵による回避とは、例えば、隊列が走行する車線を変更することである。また、隊列走行制御部１４２は、先行車両ＬＶから、障害物を操舵によって回避した方がよいという通知を受信した場合や、後続車両ＦＶから車線を変更した方がよいという通知を受信した場合には、回避が必要であると判定する。隊列走行制御部１４２は、先行車両ＬＶからの通知などから、特に隊列走行を解除した方がよいと判断される情報が得られなかった場合、同一車線での走行を継続してもよいと判定する。

隊列走行制御部１４２は、操舵による回避が必要であると判定した場合、隊列走行車両に、通信装置２０を介して、第２距離Ｄ２を広げるため、加減速を制御するよう、走行指示を送信する。なお、隊列走行制御部１４２は、隊列走行車両が有人車両である場合、車両Ｍの減速度を、無人車両である場合の減速度の制限よりも厳しくする。

隊列走行制御部１４２は、隊列走行車両が操舵による回避を行うための操舵目標軌道を生成するよう、通信装置２０を介して、隊列走行車両に送信する。隊列走行制御部１４２は、最初に、後続車両から操舵による回避を行わせる。隊列走行制御部１４２は、後続車両から回避を行わせることで、隊列を構成する全ての車両が、操舵による回避を行うための、スペースを確保する。

隊列走行制御部１４２は、後続車両の操舵による回避完了の通知を受信したら、隊列を構成する各車両に、操舵による回避を行わせる。隊列走行制御部１４２は、隊列の後方に位置する車両から順に操舵による回避を行われてもよいし、複数車両が同時に操舵による回避を行うようにしてもよい。隊列走行制御部１４２は、隊列を構成するすべての車両から、回避完了の通知を受信したら、操舵による回避に関する処理を終了する。

なお、車両Ｍがスレーブ車両ＳＶである場合、隊列走行制御部１４２は、マスタ車両ＭＶから操舵による回避を行うための操舵目標軌道の生成指示を受信した場合、操舵目標軌道の生成を行う。また、隊列走行制御部１４２は、車両Ｍが有人車両の場合、車両Ｍの減速度を、無人車両である場合の減速度の制限よりも厳しくする。また、隊列走行制御部１４２は、マスタ車両ＭＶから回避の走行指示を受信した場合、操舵目標軌道に基づいて、操舵による回避を行う。車両Ｍは、操舵による回避が完了したら、マスタ車両ＭＶに完了したことを通知する。

なお、マスタ車両ＭＶ、または後続車両ＦＶは、隊列の周辺や後方を走行する他車両が存在する場合には、その車両に、操舵による回避を予定していることや、操舵による回避の開始や終了を通知してもよい。

［処理フロー３ 隊列走行の開始］
次に、図９および図１０を参照して、拡張隊列走行を開始する処理の流れの他の一部をについて説明する。図９は、マスタ車両ＭＶが、拡張隊列走行を開始する際に後続車両ＦＶを選択して走行させる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図９のステップＳ１００〜ステップＳ１０６は、図４に示したフローチャートと同一のステップである。したがって、以下ではステップＳ３４０以降の処理を説明する。なお、図９のステップＳ３４０以降の処理は、図４で示したフローチャートのステップＳ１０８以降の処理と並行して行われてもよいし、図４で示したフローチャートの示す処理が終了した後に、図９のフローチャートの示すステップＳ３４０以降の処理が行われてもよい。

ステップＳ１０６の処理の後、隊列走行制御部１４２は、隊列走行の呼びかけに合意した車両が、第３条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ３４０）。車両が、第３条件を満たすと判定された場合、隊列走行制御部１４２は、その車両を後続車両の候補として選択する（ステップＳ３４２）。次に、車両が、第３条件を満たすと判定されなかった場合、ステップＳ３４４を行う。

隊列走行制御部１４２は、全車両について判定が終わったか否かを判定する（ステップＳ３４４）。全車両について判定が終わったと判定されなかった場合、隊列走行制御部１４２は、再度ステップＳ３４０から処理を行う。全車両について判定が終わったと判定された場合、先行車両決定部１４４は、選択された後続車両の候補が１台以上存在するか否かを判定する（ステップＳ３４６）。選択された後続車両の候補が１台以上存在すると判定された場合、後続車両決定部１４８は、後続車両の候補から後続車両ＦＶを決定する（ステップＳ３４８）。選択された後続車両の候補が１台以上存在すると判定されなかった場合、後続車両決定部１４８は、隊列走行の呼びかけに合意した車両のうち、進行方向に関して後方を走行する車両から後続車両ＦＶを決定する（ステップＳ３５０）。次に、後続車両決定部１４８は、決定された車両の、後続車両ＦＶとしての走行を開始させる（ステップＳ３５２）。

図１０は、マスタ車両ＭＶの隊列走行制御部１４２による、拡張隊列走行車両に操舵による回避を行わせる処理の一例を示すフローチャートである。隊列走行制御部１４２は、先行車両ＬＶから走行環境の情報を取得する（ステップＳ３５４）。次に、隊列走行制御部１４２は、操舵による回避が必要であるかを判定する（ステップＳ３５６）。操舵による回避が必要であると判定されなかった場合、一定時間経過後に再度ステップＳ３５４を行う。操舵による回避が必要であると判定された場合、隊列走行制御部１４２は、隊列走行車両に、第２距離Ｄ２を大きくさせる（ステップＳ３５８）。次に、隊列走行制御部１４２は、隊列走行車両に操舵目標軌道を生成する指示を送信する（ステップＳ３６０）。次に、隊列走行制御部１４２は、後続車両ＦＶに操舵による回避を行わせる（ステップＳ３６２）。

次に、隊列走行制御部１４２は、後続車両ＦＶが回避したか否かを判定する（ステップＳ３６４）。回避したと判定された場合、隊列走行制御部１４２は、隊列走行車両に、操舵目標軌道に基づいて、操舵を変更させる（ステップＳ３６６）。回避したと判定されなかった場合、一定時間経過後に再度ステップＳ３６４の処理を行う。

ステップＳ３６６の処理の後、全ての隊列走行車両が操舵による回避を終えたかを判定する（ステップＳ３６８）。全ての隊列走行車両が操舵による回避を終えたと判定された場合、隊列走行制御部１４２は、処理を終了する。全ての隊列走行車両が操舵による回避を終えたと判定されなかった場合、一定時間経過後に再度ステップＳ３６８の処理を行う。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。

［処理フロー４ 後続車両の交代］
次に、図１１を参照して、マスタ車両ＭＶによる後続車両ＦＶを交代させる処理の一例について説明する。図１１は、マスタ車両ＭＶの隊列走行制御部１４２および後続車両決定部１４８による、後続車両ＦＶを交代させる処理の一例を示すフローチャートである。なお、第２後続車両を決定する処理の流れは、図９に示したフローチャートのステップＳ３４０からステップＳ３５０と同様の処理を行うため、以下ではステップＳ４００からステップＳ４０８までの処理を中心に説明する。

後続車両決定部１４８は、第１後続車両が第４条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ４００）。第４条件を満たすと判定されなかった場合、一定時間経過後に再度ステップＳ４００の処理を行う。第４条件を満たすと判定された場合、後続車両決定部１４８は、第２後続車両が既に決定しているか否かを判定する（ステップＳ４０２）。第２後続車両が既に決定していると判定されなかった場合、後続車両決定部１４８は、隊列走行車両の情報を取得して（ステップＳ４０４）、ステップＳ３４０からステップＳ３５０の処理を行い、ステップＳ４０６の処理を行う。第２先行車両が既に決定していると判定された場合、ステップＳ４０６の処理を行う。

隊列走行制御部１４２は、後続車両決定部１４８によって決定された第２後続車両と、第１後続車両とを交代させ（ステップＳ４０６）、第２後続車両の後続車両ＦＶとしての走行を開始させる（ステップＳ４０８）。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。

上述したように第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する他、隊列走行制御部１４２によって、隊列走行車両の進行方向に関して後方を走行する後続車両ＦＶを配置することによって、隊列走行車両に操舵による回避を行わせる必要があると判定した場合に、後続車両ＦＶが隊列走行車両の操舵による回避に必要なスペースを確保することで、より好適な拡張隊列走行の制御を継続させることができる。

なお、上述の実施形態では、マスタ車両ＭＶが固定の１車両である例を用いて説明したが、マスタ車両ＭＶは途中交代してもよい。また、マスタ車両ＭＶが先行車両ＬＶの役割を兼ねてもよいし、後続車両ＦＶの役割を兼ねてもよい。また、マスタ車両ＭＶが先行車両ＬＶまたは、後続車両ＦＶの役割を兼ねる場合には、隊列走行車両の中で、車両システム１または同様のシステムを搭載している車両に、マスタ車両ＭＶの役割の一部（例えば、次の先行車両ＬＶや後続車両ＦＶを選択する判定処理）を負わせてもよい。

また、上述の実施形態では、拡張隊列走行は開始から解除まで同一の車両群によって行われてもよいし、隊列走行を開始してから、隊列走行車両の増減があってもよい。その場合、隊列走行制御部１４２は、例えば、隊列走行車両の増減の度に、新たな車両群において好適な先行車両ＬＶおよび後続車両ＦＶを選択する処理を行い、隊列を再構築する。

［ハードウェア構成］
図１２は、実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、自動運転制御装置１００は、通信コントローラ１００−１、ＣＰＵ１００−２、ワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１００−３、ブートプログラムなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１００−４、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置１００−５、ドライブ装置１００−６などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ１００−１は、自動運転制御装置１００以外の構成要素との通信を行う。記憶装置１００−５には、ＣＰＵ１００−２が実行するプログラム１００−５ａが格納されている。このプログラムは、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００−３に展開されて、ＣＰＵ１００−２によって実行される。これによって、第１制御部１２０、および第２制御部１６０のうち一部または全部が実現される。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
他車両と通信し、
前記他車両との通信結果に基づいて、自車両および前記他車両が、隊列走行を行う隊列走行車両と、前記隊列走行車両に対して、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて先行する先行車両とに分かれて走行することを決定し、決定結果を前記他車両に通知する、
ように構成されている、車両制御装置。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１…車両システム、１０…カメラ、１２…レーダ装置、１４…ファインダ、１６…物体認識装置、２０…通信装置、３０…ＨＭＩ、４０…車両センサ、５０…ナビゲーション装置、６０…ＭＰＵ、８０…運転操作子、１００、１００Ａ…自動運転制御装置、１２０…第１制御部、１３０…認識部、１４０…行動計画生成部、１４２…隊列走行制御部、１４４…先行車両決定部、１４６…隊列走行車両決定部、１４８…後続車両決定部、１６０…第２制御部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ブレーキ装置、２２０…ステアリング装置、３００…端末装置、５００…管理装置、Ｍ…車両、ＬＶ…先行車両、ＦＶ…後続車両

Claims (15)

1. 他車両と通信する通信部と、
   前記通信部による前記他車両との通信結果に基づいて、自車両および前記他車両が隊列走行を行うように制御する隊列走行制御部と、
   を備える車両制御装置であって
   隊列走行車両のうち、先行車両として第１条件を満たす１以上の車両を選択し、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて先行する前記先行車両とに分かれて走行することを決定する決定部と、
   をさらに備える車両制御装置。
2. 前記第１条件は無人自動運転車両であることを含む、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記第１条件は外界認知性能が基準よりも高い車両であることを含む、
   請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記決定部は、
   前記先行車両が第２条件を満たす場合に、
   前記隊列走行車両から次の前記先行車両として前記先行車両と交代させる第２先行車両を決定する、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記第２条件は、
   前記先行車両が前記先行車両としての走行を開始してから所定時間が経過していること、または、前記先行車両が前記先行車両としての走行を開始してから所定距離以上走行していることを含む、
   請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記決定部は
   前記隊列走行車両のうち、前記隊列走行車両のそれぞれに乗員が存在するか否かに基づいて前記隊列走行車両のそれぞれの前記車間距離を決定する、
   請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. 前記決定部は、
   前記隊列走行車両のうち、前記隊列走行車両のそれぞれに乗員が存在するか否かに基づいて前記隊列走行車両のそれぞれの減速度を決定する、
   請求項１から６のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
8. 前記決定部は、
   前記通信部による前記他車両との通信結果に基づいて、前記隊列走行車両のうち、第３条件を満たす１以上の車両を選択し、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて後続する後続車両となることを決定する、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の車両制御装置。
9. 前記決定部は、
   全ての前記隊列走行車両の走行する車線を変更する場合、前記後続車両から車線変更を行わせると決定する、
   請求項８に記載の車両制御装置。
10. 前記第３条件は無人自動運転車両であることを含む、
    請求項８または９に記載の車両制御装置。
11. 前記第３条件は外界認知性能が基準よりも高い車両であることを含む、
    請求項８から１０のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
12. 前記決定部は、
    前記後続車両が第４条件を満たす場合に、
    前記隊列走行車両から次の前記後続車両として前記後続車両と交代させる第２後続車両を決定する、
    請求項８から１１のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
13. 前記第４条件は、
    前記後続車両が前記後続車両としての走行を開始してから所定時間が経過していること、または、前記後続車両が前記後続車両としての走行を開始してから所定距離以上走行していることを含む、
    請求項１２に記載の車両制御装置。
14. コンピュータが、
    他車両と通信し、
    前記他車両との通信結果に基づいて、自車両および前記他車両が隊列走行を行うように制御し、
    隊列走行車両のうち、先行車両として第１条件を満たす１以上の車両を選択し、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて先行する前記先行車両とに分かれて走行することを決定する、
    車両制御方法。
15. コンピュータに、
    他車両と通信させ、
    前記他車両との通信結果に基づいて、自車両および前記他車両が隊列走行を行うように制御させ、
    隊列走行車両のうち、先行車両として第１条件を満たす１以上の車両を選択し、前記隊列走行車両間の車間距離よりも大きい距離を空けて先行する前記先行車両とに分かれて走行することを決定させる、
    プログラム。

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