JP6398925B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車の近傍を走行し且つ無線通信（車車間通信）により情報を自車に送信して来る他車の中から、自車の直前を走行し且つ自車がその無線通信により送信されてくる情報を利用しながら追従走行すべき通信追従対象車を特定し、自車をその通信追従対象車に追従走行させる車両制御装置に関する。

従来から知られるこの種の車両制御装置の一つ（以下、「従来装置」と称呼する。）は、車車間通信により他車から取得した当該他車のＧＰＳ情報に含まれる当該他車の位置と、自車の前方センサにより取得した前方車両の相対位置及び自車のＧＰＳ情報に含まれる自車の位置から推定される前方車両の位置と、が略一致する車両を、通信追従対象車の候補車として選択し、その候補車の中から通信追従対象車を特定している（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１１−２２１６５３号公報

しかしながら、ＧＰＳ情報の精度は、例えば、車両がトンネル内、高層ビル間及び山間地等を走行している場合等において一時的に低下する場合がある。このとき、ＧＰＳ情報のみに基づいて通信追従対象車の候補車を選択すると、真の通信追従対象車が候補車から除外されてしまう可能性がある。

本発明は上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、ＧＰＳ情報を用いながらも、通信追従対象車の候補車をより精度良く選択することが可能な車両制御装置を提供することにある。

本発明の車両制御装置（以下、「本発明装置」とも称呼する。）は、
自車の位置である自車位置を含むＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ手段（７０）と、
前記自車の速度である自車速を検出する自車速検出手段（４２、４０）と、
前記自車の直前を走行している他車の同自車に対する相対速度を取得する相対情報取得手段（６１、６０）と、
前記自車の周囲に存在する一以上の他車のそれぞれから、無線通信により、前記他車のそれぞれの速度である他車速、前記他車のそれぞれの位置である他車位置及び前記他車のそれぞれの加速度に関連する加速度関連値を含む他車通信情報を取得する無線手段（８１、８０）と、
前記自車位置、前記自車速、前記相対速度及び前記他車通信情報を用いて、前記一以上の他車の中から上限台数までの候補車を選択し、前記選択した候補車の中から前記自車が追従走行するべき通信追従対象車を特定する処理を繰り返す特定手段（２０、図７のルーチン、及び、図８のルーチン）と、
前記特定された通信追従対象車から前記無線通信により取得される前記加速度関連値に基づいて前記自車の加速度を制御することにより同自車を同通信追従対象車に追従走行させる走行制御手段（２０、図６のルーチン）と、
を備える。

更に、前記特定手段は、
前記他車通信情報に含まれる前記他車位置が前記自車位置に基づいて定まる特定範囲内にあるか否かを判定し、前記他車位置が前記特定範囲内にあると判定した場合には当該他車通信情報を送信してきた他車を前記通信追従対象車の第一段階の候補車として選択する位置ベース候補選択手段（２０、ステップ２３０、ステップ２４０及びステップ７２０）と、
前記自車速及び前記相対速度に基いて推定される前記自車の直前を走行している他車の速度である自車センサベース先行車速度と、前記他車通信情報に含まれる前記他車速である通信車速度と、が類似している程度を表す速度類似度指標値を算出し、前記速度類似度指標値が前記自車センサベース先行車速度と前記通信車速度とが類似していることを示す場合には当該他車通信情報を送信してきた他車を前記通信追従対象車の第一段階の候補車として選択する速度ベース候補選択手段（２０、ステップ２６０及びステップ７２０）と、
を含む。

更に、前記特定手段は、
前記前回選択された候補車を今回の候補車として選択し（ステップ８１０）、
前記選択された今回の候補車の数が前記上限台数未満である場合、前記位置ベース候補選択手段によって選択された第一段階の候補車及び前記速度ベース候補選択手段によって選択された第一段階の候補車の中から前記上限台数となるまで前記今回の候補車を選択するように構成されている（ステップ８２０「Ｙｅｓ」、ステップ８４０）。

前記位置ベース候補選択手段は、自車及び他車のＧＰＳ情報に含まれる位置情報を用いて、他車位置が自車位置を基準とした特定範囲内にあると判定される場合、その他車位置を含む他車通信情報を送信してきた他車を「通信追従対象車の候補車」として選択する。但し、前述したように、ＧＰＳ情報の精度は低下する場合がある。

そこで、速度ベース候補選択手段は、ＧＰＳ情報を用いることなく取得される自車センサベース先行車速度と、ＧＰＳ情報を用いることなく取得される通信車速度と、が類似度指標値に基づいて類似していると判定できる場合、その通信車速度（他車速）を含む他車通信情報を送信してきた他車も「通信追従対象車の候補車」として選択する。

そして、本発明装置は、前記位置ベース候補選択手段により選択された候補車及び前記速度ベース候補選択手段により選択された候補車の中から前記通信追従対象車を特定するように構成されている。

従って、仮にＧＰＳ情報の精度が低下した場合であっても、真の通信追従対象車を候補車から除外してしまう可能性を低下させることができる。よって、本発明装置は、より精度良く通信追従対象車を特定することが可能となる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の第１実施形態に係る車両制御装置（通信追従対象車特定装置）の概略構成図である。 図２は、図１に示した車両制御ＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図３は、自車及び他車との位置関係を示した概略図である。 図４は、時間の経過に対する、自車進行方向距離及び速度類似度指標値の一例を示したグラフである。 図５は、図１に示した車両制御ＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図６は、図１に示した車両制御ＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図７は、本発明の第２実施形態に係る車両制御装置が有する車両制御ＥＣＵのＣＰＵ（第２ＣＰＵ）が実行するルーチンを示したフローチャートである。 図８は、第２ＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図９は、第２ＣＰＵが行う状態遷移判定の内容を示した概念図である。 図１０は、第２ＣＰＵが計測する各種時間を示した図である。 図１１は、第２ＣＰＵにより行われる候補車の選択状況を説明するための図である。

以下、本発明の各実施形態に係る車両制御装置について図面を参照しながら説明する。先ず、本明細書、図面及び特許請求の範囲等において使用される主たる用語について説明する。

・自車：自己の車両（着目している車両）
・他車：自車以外の車両
・先行車：自車が備えるセンサ（自車レーダセンサ、即ち、相対情報取得手段）により捕捉している自車の直前を走行している他車
・他車通信情報：自車が無線通信（車車間通信）を介して他車から取得する当該他車に関する情報
・通信車：他車通信情報を送信してくる他車
・通信追従対象車：自車が無線通信を介して取得する他車通信情報に基づいて当該自車の加速度を制御し、以て、当該自車が追従走行すべき先行車

なお、後述するように、本発明の実施形態に係る車両制御装置は、一以上の他車の中から通信追従対象車を特定する装置（即ち、通信追従対象車特定装置）を含むと言うことができる。更に、他車は「自車が搭載している車両制御装置」と同様な車両制御装置を備えているとして説明する。

＜第１実施形態＞
（構成）
図１に示したように、本発明の第１実施形態に係る車両制御装置ＶＣ（以下、「第１装置」と称呼される場合がある。）」は自車１０に搭載されている。

第１装置ＶＣは、車両制御ＥＣＵ２０、エンジン制御ＥＣＵ３０、ブレーキ制御ＥＣＵ４０、ステアリング制御ＥＣＵ５０、センサＥＣＵ６０、ＧＰＳ装置７０及び無線制御ＥＣＵ８０を備える。これらのＥＣＵは、通信・センサ系ＣＡＮ（Controller Area Network）１０１を介してデータ交換可能（通信可能）となっている。なお、ＥＣＵは、エレクトリックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＣＰＵは、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたインストラクションを実行することにより後述する各種機能を実現する。

車両制御ＥＣＵ２０は、後述するセンサ以外の「複数の車両制御用センサ２１」、及び、ＣＡＣＣスイッチ２２、と接続され、これらのセンサ２１及びスイッチ２２からの信号を受け取るようになっている。

ＣＡＣＣスイッチ２２は、自車１０の乗員によって操作されるＯＮ−ＯＦＦスイッチである。ＣＡＣＣスイッチ２２は、その位置がオン位置に設定されると、ＣＡＣＣ要求信号を出力するようになっている。なお、ＣＡＣＣは、協調追従走行制御（Cooperative Adaptive Cruise Control）を意味する。

エンジン制御ＥＣＵ３０は、アクセル操作量センサ３１、及び、その他の複数のエンジン制御用センサ（図示略）と接続され、これらのセンサの検出信号を受け取るようになっている。

アクセル操作量センサ３１は、アクセル操作子としてのアクセルペダル９１の操作量（以下、「アクセル操作量」と称呼する。）ＡＰを検出し、そのアクセル操作量ＡＰを表す信号を出力する。

エンジン制御ＥＣＵ３０は、スロットル弁アクチュエータ及び燃料噴射弁等のエンジンアクチュエータ３２と接続されている。エンジン制御ＥＣＵ３０は、エンジンアクチュエータ３２を駆動することによって、図示しないエンジンが発生するトルクを変更し、自車１０の加速度を調整するようになっている。

ブレーキ制御ＥＣＵ４０は、ブレーキ操作量センサ４１、車速センサ４２、及び、その他の複数の制動制御用センサ（図示略）と接続され、これらのセンサの検出信号を受け取るようになっている。

ブレーキ操作量センサ４１は、ブレーキ操作子としてのブレーキペダル９３の操作量（以下、「ブレーキ操作量」と称呼する。）ＢＰを検出し、そのブレーキ操作量ＢＰを表す信号を出力する。
車速センサ４２は、自車の速度（自車速）Ｖｊを検出し、その自車速Ｖｊを表す信号を出力する。

ブレーキ制御ＥＣＵ４０は、油圧制御装置を含むブレーキアクチュエータ４３と接続されている。ブレーキアクチュエータ４３は、ブレーキペダル９３の踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダと、各車輪に設けられる周知のホイールシリンダを含む摩擦ブレーキ装置と、の間の油圧回路（何れも、図示略）に配設される。ブレーキアクチュエータ４３はホイールシリンダに供給する油圧を調整する。ブレーキ制御ＥＣＵ４０は、ブレーキアクチュエータ４３を駆動することにより各車輪に制動力を発生させ、自車１０の加速度（負の加速度、即ち、減速度）を調整するようになっている。

ステアリング制御ＥＣＵ５０は、自車１０の操舵輪の操舵角αを検出する操舵角センサ５１、及び、その他の複数のステアリング制御用センサ（図示略）と接続され、これらのセンサの検出信号を受け取るようになっている。

ステアリング制御ＥＣＵ５０は、図示しない電動式パワーステアリング装置のモータである操舵アクチュエータ５２と接続され、その操舵アクチュエータ５２を駆動するようになっている。

センサＥＣＵ６０は自車レーダセンサ６１と接続されている。自車レーダセンサ６１は、周知のミリ波レーダセンサである。自車レーダセンサ６１は、センサＥＣＵ６０の指示に従って自車１０の前方にミリ波を送信する。そのミリ波は、先行車１１により反射される。自車レーダセンサ６１は、この反射波を受信する。

センサＥＣＵ６０は、自車レーダセンサ６１から送信されたミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間等に基づいて、相対速度Ｖｒ、車間距離Ｄｒ及び相対方位θｐ等を所定時間の経過毎に取得する。センサＥＣＵ６０は、相対速度Ｖｒ、車間距離Ｄｒ及び相対方位θｐ等をそのＲＡＭに時系列的に格納（記憶）する。なお、自車レーダセンサ６１及びセンサＥＣＵ６０によって取得される「相対速度Ｖｒ、車間距離Ｄｒ及び相対方位θｐ等を含む情報（データ）」は「自車センサ情報」とも称呼される。

相対速度Ｖｒは、自車１０の速度ＳＰＤｊと先行車１１の速度ＳＰＤｓとの差（＝ＳＰＤｓ−ＳＰＤｊ）である。
車間距離Ｄｒは、自車１０と先行車１１と間の距離である。
相対方位θｐは、自車１０の位置を基準にして自車１０の進行方向に対する先行車１１の方位(角度）である。

ＧＰＳ装置７０は、周知であり、ＧＰＳ衛星から送信されてくるＧＰＳ信号に基づいて自車１０が走行している位置（自車位置）を所定時間が経過する毎に取得し、取得した位置を含むＧＰＳ情報に含まれるデータをそのＲＡＭに時系列的に格納するようになっている。自車１０の位置は、経度Ｘ及び緯度Ｙにより特定される。

無線制御ＥＣＵ８０は、他車との無線通信（車車間通信）を行うための無線アンテナ８１と接続されている。無線制御ＥＣＵ８０は、他車（図１においては他車１１〜１３）から送信されて来る他車に関する情報（即ち、他車通信情報）を、その他車通信情報を送信してきた他車を識別するＩＤ（他車ＩＤ）と共に所定時間が経過する毎に受信する。無線制御ＥＣＵ８０は、車車間通信により受信した情報を、他車ＩＤ別に且つ時系列的にそのＲＡＭに格納するようになっている。

他車通信情報は、他車（即ち、通信車）の運転状態を表す下記の情報を含んでいる。
（Ａ）通信車のブレーキ制御ＥＣＵ４０が取得した当該通信車の車速（他車速）Ｖｃ。
（Ｂ）通信車のＧＰＳ装置７０が取得した当該通信車の位置Ｐｃ。

（Ｃ）通信車の車両制御装置が、後述する「協調追従走行制御（ＣＡＣＣ）及び車間距離制御（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）」の何れも実行していない場合において、当該通信車の車両制御ＥＣＵ２０が当該通信車の「アクセル操作量ＡＰ及びブレーキ操作量ＢＰ」に基づいて算出した当該通信車の推定加速度である要求加速度Ｇｃ。
（Ｄ）通信車の車両制御装置が「協調追従走行制御及び車間距離制御」の何れかの制御を実行している場合において、その制御を行うために算出している（当該通信車に要求している）加速度である要求加速度Ｇｃ。
（Ｅ）通信車の車速（他車速）Ｖｃを当該通信車の車両制御ＥＣＵ２０が時間微分することにより取得している当該通信車の実加速度Ｇａ（＝ｄＶｃ／ｄｔ）。

無線制御ＥＣＵ８０は、所定時間が経過する毎に、後続車（自車１０の後方を走行している車両）のために、自車１０についての上記他車通信情報を外部に送信（発信）するようになっている。

（作動）
車両制御ＥＣＵ２０のＣＰＵ（以下、「ＣＰＵ」と表記した場合、特に断りがない限り、車両制御ＥＣＵ２０のＣＰＵを指す。）は、ＣＡＣＣスイッチ２２がオン位置に設定されている場合、所定時間が経過する毎に図２にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。なお、ＣＡＣＣスイッチ２２がオフ位置に設定されているとき、エンジン制御ＥＣＵ３０は、アクセル操作量ＡＰ及びエンジン回転速度等に基づいてエンジンアクチュエータ３２を制御し、ブレーキ制御ＥＣＵ４０は、ブレーキ操作量ＢＰ及び自車速Ｖｊ（或いは、各車輪の車輪速）等に基づいてブレーキアクチュエータ４３を制御する。

ＣＡＣＣスイッチ２２がオン位置に設定されている場合、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図２のステップ２００から処理を開始してステップ２１０に進み、通信車（ｎ）の他車通信情報の最新情報を無線制御ＥＣＵ８０から受け取る。通信車（ｎ）とは、車車間通信により送信されてくる他車通信情報を自車１０が受信している場合における当該車車間通信を行っている任意の他車（ｎ）を意味する。

次に、ＣＰＵはステップ２２０に進んで、以下に述べる処理に基づいて座標変換を行う。前述したように、ＧＰＳ装置７０がＧＰＳ衛星から取得する自車１０の位置は、図３に示した経度Ｘ及び緯度Ｙにより特定される。通信車（ｎ）の位置についても経度Ｘ及び緯度Ｙにより特定される。

（処理１）ＣＰＵは、図３の矢印Ａにより示した「自車１０の進行方向」を、自車１０の最新の位置（＝（Ｘjnew，Ｙjnew））と、一定時間前の自車１０の位置（＝Ｘjold，Ｙjold））と、に基づいて決定する。ＣＰＵは、その決定した自車１０の進行方向を、新たな座標軸ｘに設定し、自車１０の進行方向（即ち、ｘ軸方向）と直交する方向を新たな座標軸ｙに設定する。なお、ｘ軸は、自車１０の前進方向において「＋」の値となる軸であり、自車１０の後進方向において「−」の値となる軸である。ｙ軸は、自車１０の前進方向を基準にした場合の左方向において「＋」の値となる軸であり、自車１０の前進方向を基準にした場合の右方向において「−」の値となる軸である。

（処理２）ＣＰＵは、通信車（ｎ）についての以下の値を、自車１０の最新の位置（＝（Ｘjnew，Ｙjnew））と、ステップ２１０にて取得した通信車（ｎ）の最新の位置Ｐｃ（ｎ）（＝（Ｘcnew，Ｙcnew））と、から算出する。
・自車１０の進行方向（ｘ軸方向）における、通信車（ｎ）と自車１０との距離Ｄｘ。この距離Ｄｘは、単に「自車進行方向距離Ｄｘ」とも称呼される。
・自車１０の進行方向と直交する方向（ｙ軸方向）における、通信車（ｎ）と自車１０との距離Ｄｙ。この距離Ｄｙは、単に「自車進行直交方向距離Ｄｙ」とも称呼される。
・通信車（ｎ）の自車進行方向に対する他車の進行方向の角度（方位）θｐ。この方位θｐは、単に「相対方位θｐ」とも称呼される。なお、方位θｐは、自車１０の前進方向を基準にした場合の右回り方向において「＋」の値となり、自車１０の前進方向を基準にした場合の左回り方向において「−」の値となるように定義されている。

次に、ＣＰＵはステップ２３０に進み、通信車（ｎ）が自車１０の近傍に位置しているか否か、即ち、通信車（ｎ）が「自車１０の位置に基づいて定まる特定範囲」内に位置しているか判定する。この特定範囲は、図３の一点鎖線Ｃ１により示した長方形の範囲である。より具体的に述べると、ＣＰＵはステップ２３０にて以下に述べる条件１及び条件２の両方が満足されるか否かを判定する。

（条件１）通信車（ｎ）の自車進行方向距離Ｄｘが、負の値である第１閾値（−Ｄｘ１ｔｈ）以上であり、且つ、正の値である第２閾値Ｄｘ２ｔｈ以下である。この場合、値Ｄｘ１ｔｈは正の値であり、正の値である値Ｄｘ２ｔｈよりも小さい。
（条件２）通信車（ｎ）の自車進行直交方向距離Ｄｙが、負の値である第３閾値（−Ｄｙ３ｔｈ）以上であり、且つ、正の値である第４閾値Ｄｙ４ｔｈ以下である。この場合、値Ｄｙ３ｔｈは正の値であり、正の値である値Ｄｙ４ｔｈと等しいが、両者は相違していてもよい。

ＣＰＵは、上記条件１及び上記条件２の少なくとも一方が成立していない場合、ステップ２３０にて「Ｎｏ」と判定して後述するステップ２６０に進む。これに対し、ＣＰＵは、上記条件１及び上記条件２の両方が成立している場合、ステップ２３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２４０に進み、通信車（ｎ）の進行方向が自車１０の進行方向と近いか否かを判定する。より具体的に述べると、ＣＰＵはステップ２４０にて、以下に述べる条件３が満足されるか否かを判定する。

（条件３）通信車（ｎ）の相対方位θｐが、負の値である第１方位閾値（−θ１ｔｈ）以上であり、且つ、正の値である第２方位閾値θ２ｔｈ以下である。この場合、値θ１ｔｈは正の値（例えば６０°）であり、正の値である値θ２ｔｈと等しい。但し、両者は相違していてもよい。

ＣＰＵは、上記条件３が成立していない場合、ステップ２４０にて「Ｎｏ」と判定して後述するステップ２６０に進む。これに対し、ＣＰＵは、上記条件３が成立している場合、ステップ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２５０に進み、着目している通信車（ｎ）が「通信追従対象車の候補（以下、単に「候補車」とも称呼する。）」であるとしてＲＡＭにその旨を記憶する。即ち、ＣＰＵは、通信車（ｎ）のＩＤを候補車のＩＤとして認識し、そのＩＤをＲＡＭに格納する。この場合の候補車は、位置に基づいて選択される候補車であるから、「位置ベース候補車」とも称呼される。

一方、ＣＰＵがステップ２６０に進んだ場合、ＣＰＵはそのステップ２６０にて、通信車（ｎ）が通信追従対象車である可能性が中程度以上であるか否かにつき、「速度情報を用いた比較結果（速度類似度指標値と閾値との比較結果）」に基づいて判定する。より具体的に述べると、ＣＰＵはステップ２６０にて以下の条件４及び条件５のうちの少なくとも一方が成立しているか否か判定する。なお、ステップ２６０にて使用される速度類似度指標値（第１速度類似度指標値ｅ１、及び、第２速度類似度指標値ｅ２）は、以下のパラメータを用いて算出される。

・自車センサベース先行車速度Ｖｆｒ：車速センサ４２により取得される自車速Ｖｊと自車レーダセンサ６１により取得される相対速度Ｖｒとの和に基づいて推定される「自車１０の直前を走行している他車」の速度（Ｖｆｒ＝Ｖｊ＋Ｖｒ）。
・通信車速度Ｖｃ：通信車（ｎ）から車車間通信により自車１０に送信されてきた「通信車（ｎ）の車速センサにより検出された通信車（ｎ）の車速」。

（条件４）下記（１）式に従って別途計算されている第１速度類似度指標値ｅ１の直近ｎ個の平均値ａｖｅ（ｅ１）が、第１類似度閾値ｅ１ｔｈよりも小さい。

第１速度類似度指標値ｅ１は、自車センサベース先行車速度Ｖｆｒと通信車速度Ｖｃとの平均２乗誤差である。よって、第１速度類似度指標値ｅ１は、自車センサベース先行車速度Ｖｆｒと通信車速度Ｖｃとが、過去の時点（例えば、車車間通信の開始時点）から現時点までの期間において近しい値を取り続けているほど小さくなる。即ち、第１速度類似度指標値ｅ１の平均値ａｖｅ（ｅ１）は、自車センサベース先行車速度Ｖｆｒと通信車速度Ｖｃとが類似している程度を表す指標値（誤差統計量の一つ）である。

（条件５）下記（２）式に従って別途計算されている第２速度類似度指標値ｅ２の直近ｎ個の平均値ａｖｅ（ｅ２）が、第２類似度閾値ｅ２ｔｈよりも小さい。

上記（２）式においてｄＶｃは、通信車速度Ｖｃの最新値Ｖｃ（ｔ）と所定時間（Δｔ）前の通信車速度Ｖｃ（ｔ−Δｔ）との差（＝Ｖｃ（ｔ）−Ｖｃ（ｔ−Δｔ））である。
上記（２）式においてｄＶｆｒは、自車センサベース先行車速度Ｖｆｒの最新値Ｖｆｒ（ｔ）と所定時間（Δｔ）前の自車センサベース先行車速度Ｖｆｒ（ｔ−Δｔ）との差（＝Ｖｆｒ（ｔ）−Ｖｆｒ（ｔ−Δｔ））である。
第２速度類似度指標値ｅ２は、自車センサベース先行車速度Ｖｆｒの変化量と通信車速度Ｖｃの変化量との差の絶対値の正規化値であると言える。よって、第２速度類似度指標値ｅ２の直近ｎ個の平均値ａｖｅ（ｅ２）は、自車センサベース先行車速度Ｖｆｒと通信車速度Ｖｃとが同じような変化をしている場合に小さくなる。即ち、第２速度類似度指標値ｅ２の直近ｎ個の平均値ａｖｅ（ｅ２）は、自車センサベース先行車速度Ｖｆｒと通信車速度Ｖｃとが類似している程度を表す指標値（誤差統計量の一つ）である。

上記条件４及び上記条件５のうちの少なくとも一方が成立している場合、ＣＰＵはステップ２６０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２５０に進み、着目している通信車（ｎ）が「候補車」であるとしてＲＡＭにその旨を記憶する。この場合の候補車は、車速に基づいて選択される候補車であるから、「速度ベース候補車」とも称呼される。

これに対し、上記条件４及び上記条件５の何れもが成立していない場合、ＣＰＵはステップ２６０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２７０に進む。

なお、ＣＰＵは、上記条件４及び上記条件５の両方が成立した場合にステップ２５０に進み、上記条件４及び上記条件５の一方でも成立していない場合にステップ２７０に進んでもよい。

ＣＰＵは、ステップ２７０に進むと、通信車（ｎ）が現時点において既に通信追従対象車として特定している他車（以下、「現在特定車」とも称呼する。）であるか否かを判定する。通信車（ｎ）が現在特定車である場合、ＣＰＵはステップ２７０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２５０に進み、その通信車（ｎ）が「候補車」であるとしてＲＡＭにその旨を記憶する（即ち、現在特定車である通信車（ｎ）を候補車として選択する。）。

これに対し、通信車（ｎ）が現在特定車でない場合、ＣＰＵはステップ２７０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２８０に進み、通信車（ｎ）を「候補車」から除外する。この場合、通信車（ｎ）が既に候補車としてＲＡＭにそのＩＤが登録されていた場合には、ＣＰＵはそのＩＤをＲＡＭから消去する。その後、ＣＰＵはステップ２９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

ＣＰＵは、無線通信（車車間通信）により他車通信情報を送信してきている通信車の総てに対して、図２のルーチンに従う処理を実行する。その結果、例えば、図３に示した例において、他車Ｔ３は条件１により候補車から除外され（ステップ２３０を参照。）、他車Ｔ４は条件２により候補車から除外され（ステップ２３０を参照。）、他車Ｔ５は条件３により候補車から除外される（ステップ２４０を参照。）。これにより、車両制御ＥＣＵ２０が総ての通信車（ｎ）に対して「通信追従対象車を特定する際に使用される種々の値（例えば、後述の候補車（ｎ）が通信追従対象車である確率）の計算」を行う場合に比べ、車両制御ＥＣＵ２０の計算負荷が軽減される。

但し、これらの他車（Ｔ３〜Ｔ５）であっても、条件４及び条件５の両方（又は、少なくとも一方）を満たせば通信車（ｎ）は候補車として残される（ステップ２６０を参照。）。これは、通信車（ｎ）が例えばトンネルに進入した場合等のＧＰＳ情報の信頼性が低下する場合にについての対応である。即ち、図４に示したように、例えば、通信車（ｎ）が時刻ｔ１の近傍においてトンネルに進入すると、通信車（ｎ）がＧＰＳ衛星から通信車（ｎ）の位置を正確に取得できなくなる場合が生じる。そのために、例えば時刻ｔ２において、自車進行方向距離Ｄｘが「第１閾値（−Ｄｘ１ｔｈ）以上であり、且つ、第２閾値Ｄｘ２ｔｈ以下である」という条件１を満足しなくなる。一方、図４に示した例においては、時刻ｔ２より前の時刻ｔ１以降において、ＧＰＳ衛星からの信号を用いることなく計算される速度類似度指標値が類似度閾値よりも小さくなっている（即ち、ｅ１＜ｅ１ｔｈ且つｅ２＜ｅ２ｔｈ）。従って、その通信車（ｎ）は候補車から除外すべきではない。よって、仮にステップ２６０の処理が行わなければ、図４の（Ｃ）に示したように、時刻ｔ２以降において通信車（ｎ）は候補車から除外されるが、ステップ２６０の処理を行うことにより、図４の（Ｄ）に示したように、通信車（ｎ）は候補車として認識され続ける。この結果、本来は候補車である通信車（ｎ）を候補車として認識できない状況が発生することを回避することができる。加えて、候補車を選択する時点において既に通信追従対象車であると特定されていた車両も候補車として残される。これにより、真の追従対象車である可能性の高い他車が候補車から除外されてしまう可能性を一層低減できる。

更に、ＣＰＵは、ＣＡＣＣスイッチ２２がオン位置に設定されている場合、所定時間が経過する毎に図５にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図５のステップ５００から処理を開始し、以下に述べるステップ５１０乃至ステップ５６０の処理を順に行い、ステップ５７０に進む。

ステップ５１０：ＣＰＵは、候補車（ｎ）からの他車通信情報を無線制御ＥＣＵ８０から受け取る。
ステップ５２０：ＣＰＵはステップ５２０に進み、自車センサベース先行車速度Ｖｆｒの時系列データと、通信車速度Ｖｃ（この場合、車車間通信により取得される候補車の速度）の時系列データと、の間の相関係数（速度相関係数）coefを算出する。相関係数の算出方法は周知である。速度相関係数coefは、自車センサベース先行車速度Ｖｆｒの時系列データと、通信車速度Ｖｃの時系列データと、の間に正の相関があり且つその相関が強いほど「１」に近づく。

ステップ５３０：ＣＰＵは、速度相関係数coefを０〜１までの確率Ｐcoefに変換する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、予めの実験により定められたルックアップテーブルMapPcoef（coef)に速度相関係数coefを適用することによって確率Ｐcoefを求める。確率Ｐcoefは、速度相関係数により表される「候補車（ｎ）が通信追従対象車である確率」である。ルックアップテーブルMapPcoef（coef)によれば、確率Ｐcoefは、速度相関係数coefが「１」に近づくほど「１」に近づく値として算出される。

ステップ５４０：ＣＰＵは、図２のステップ２６０にて算出している「候補車の第１速度類似度指標値ｅ１の平均値ａｖｅ（ｅ１）」を０〜１までの確率Ｐe1に変換する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、予めの実験により定められたルックアップテーブルMapPe1（ａｖｅ（ｅ１）)に第１速度類似度指標値ｅ１の平均値ａｖｅ（ｅ１）を適用することによって確率Ｐe1を求める。確率Ｐe1は、第１速度類似度指標値ｅ１の平均値ａｖｅ（ｅ１）により表される「候補車（ｎ）が通信追従対象車である確率」である。ルックアップテーブルMapPe1（ａｖｅ（ｅ１）)によれば、確率Ｐe1は、第１速度類似度指標値ｅ１の平均値ａｖｅ（ｅ１）が小さくなるほど「１」に近づく値として算出される。

ステップ５５０：ＣＰＵは、他のパラメータにより確率Ｐotherを求める。確率Ｐotherは、他のパラメータにより表される「候補車（ｎ）が通信追従対象車である確率」である。確率Ｐotherについては、特許第５５２２１９３号に記載の確率α１〜α７のうちの一以上の任意の組み合わせの積であってもよく、「１」であってもよい。

ステップ５６０：ＣＰＵは、確率Ｐe1、確率Ｐcoef及び確率Ｐotherの積を「候補車（ｎ）が通信追従対象車である最終的な確率Ｐｎ」として算出する。

ステップ５７０：ＣＰＵは、ＲＡＭに候補車として格納されている通信車(ｎ)の総てについて確率Ｐｎを算出したか否かを判定する。ＲＡＭに候補車として格納されている通信車(ｎ)の総てについて確率Ｐｎを算出していない場合、ＣＰＵはステップ５７０にて「Ｎｏ」と判定してステップ５１０に戻る。これに対し、ＲＡＭに候補車として格納されている通信車(ｎ)の総てについて確率Ｐｎを算出済みである場合、ＣＰＵはステップ５７０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５８０に進み、確率Ｐｎが閾値Ｐｔｈ以上である候補車の中から最も高い確率Ｐｎを有する候補車を、通信追従対象車として特定する。なお、確率Ｐｎが閾値Ｐｔｈ以上である候補車が存在しない場合、ＣＰＵは通信追従対象車はないと判定する。

更に、ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に図６にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図６のステップ６００から処理を開始してステップ６１０に進み、ＣＡＣＣスイッチ２２の位置がオン位置に設定されているか否かを判定する。ＣＡＣＣスイッチ２２の位置がオフ位置に設定されていると、ＣＰＵはステップ６１０からステップ６９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

ＣＡＣＣスイッチ２２の位置がオン位置に設定されていると、ＣＰＵはステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６２０に進み、通信追従対象車がステップ５８０にて特定済みであるか否かを判定する。通信追従対象車が特定済みである場合、ＣＰＵは以下に述べるステップ６３０乃至ステップ６６０の処理を順に行い、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ６３０：ＣＰＵは、通信追従対象車から車車間通信により送信されてくる要求加速度Ｇｃに所定のゲインＫｇを乗じた値をフィードフォワード要求加速度ＦＦＧとして算出する。ゲインＫｇは、本例において「１」であるが、特開２０１５−５１７１６号公報に記載している手法により自車１０の運転状態に応じて設定されてもよい。なお、ＣＰＵは、通信追従対象車から送信されてくる他車通信情報に通信追従対象車の実際の加速度Ｇａが含まれている場合、要求加速度Ｇｃにハイパスフィルタを施した値と、加速度Ｇａにローパスフィルタを施した値と、の和をフィードフォワード要求加速度ＦＦＧとして求めても良い。

ステップ６４０：ＣＰＵは、下記の（３）式に従ってフィードバック要求加速度ＦＢＧを算出する。ΔＤは車間偏差、Ｄｔｇｔは目標車間距離、Ｖｒは前述した相対速度である。

ステップ６５０：ＣＰＵは、フィードフォワード要求加速度ＦＦＧとフィードバック要求加速度ＦＢＧとの和を、最終的な自車１０の目標加速度Ｇｔｇｔとして算出する。なお、ＣＰＵは、フィードフォワード要求加速度ＦＦＧ及びフィードバック要求加速度ＦＢＧの加重平均値を目標加速度Ｇｔｇｔとして算出してもよい。

ステップ６６０：ＣＰＵは、自車１０の実際の加速度が目標加速度Ｇｔｇｔに一致するように、エンジン制御ＥＣＵ３０及びブレーキ制御ＥＣＵ４０に目標加速度Ｇｔｇｔを送信する。エンジン制御ＥＣＵ３０及びブレーキ制御ＥＣＵ４０は、目標加速度Ｇｔｇｔに応じて、エンジンアクチュエータ３２及びブレーキアクチュエータ４３をそれぞれ制御（駆動）する。この結果、自車１０の実際の加速度が目標加速度Ｇｔｇｔに一致させられる。以上の処理によりＣＡＣＣが実行される。

一方、ＣＰＵがステップ６２０の処理を行う際、通信追従対象車の特定が終了していない場合（通信追従対象車が存在しない場合、及び、通信追従対象車が存在しなくなった場合も含む。）、ＣＰＵはステップ６２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ６７０に進み、フィードフォワード要求加速度ＦＦＧの値を「０」に設定し、その後、ステップ６４０以降に進む。この結果、ＡＣＣが実行される。なお、車間偏差ΔＤが閾値車間偏差以上になる場合、自車速Ｖｊが所定速度になるようにフィードバック要求加速度ＦＢＧが変更される。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る車両制御装置（以下、「第２装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

第２装置のＣＰＵ（車両制御ＥＣＵ２０）は、図２に代えて、図７にフローチャートにより示したルーチンを実行する。図７に示したルーチンは、ステップ２４０での「Ｙｅｓ」との判定の後にステップ７１０を配置している点、及び、ステップ２５０をステップ７２０に置換している点、のみにおいて図２に示したルーチンと相違している。

より具体的に述べると、ＣＰＵはステップ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定するとステップ７１０に進み、通信車（ｎ）が禁止車両として指定されていないか否かを判定する。禁止車両とは、後述するように、車車間通信の通信状態が不安定な通信車である。通信車（ｎ）が禁止車両でなければ、ＣＰＵはステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進み、通信車（ｎ）を「第一段階の候補車」として選択し、ＲＡＭにその旨を記憶する。これに対し、通信車（ｎ）が禁止車両であると、ＣＰＵはステップ７１０にて「Ｎｏ」と判定しステップ２６０に進む。

更に、第２装置のＣＰＵは、所定時間が経過する毎に図８にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ８００から処理を開始してステッ８１０に進み、前回の処理（前回、図８のルーチンを実行したとき）において候補車として選択された通信車（ｎ）を、今回の候補車として選択する。

次に、ＣＰＵはステップ８２０に進み、現在選択されている候補車の数（既選択候補車台数）が上限台数（例えば、８台）未満であるか否かを判定する。既選択候補車台数が上限台数未満であると、ＣＰＵはステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ８３０乃至ステップ８８０の処理を順に行い、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ８３０：ＣＰＵは、候補車として選択されておらず、且つ、第一段階の候補車として選択されている通信車を、距離ｄｎの短い順に並べ替える。距離ｄｎは、車車間通信により取得された「第一段階の候補車として選択されている通信車の位置Ｐｃ（ｎ）」と「自車１０の位置Ｐｊ」との直線距離である。

ステップ８４０：ＣＰＵは、候補車の数が上限台数と一致するまで、第一段階の候補車の中から距離ｄｎが短い順に候補車として選択する。このとき、ＣＰＵは、候補車として選択されなかった第一段階の候補車のＩＤをＲＡＭから削除する（第一段階の候補車から削除する。）。

ステップ８５０：ＣＰＵは、第一段階の候補車として選択されておらず且つ後述する状態が「有効状態及び途絶検査状態の何れか一方」である通信車（ｎ）の他車通信情報を前回値（前回の処理において有効に受信された値）に保持する。

ステップ８６０：ＣＰＵは後述する状態遷移判定を行う（図９を参照。）。
ステップ８７０：ＣＰＵは、状態遷移判定によって途絶状態にあると判定された通信車（ｎ）を禁止車両として指定する。

ステップ８８０：ＣＰＵは、前回の本ルーチンの処理以前においてステップ８７０にて禁止車両として指定した通信車（ｎ）であって、その指定から所定時間経過していれば、その通信車（ｎ）の禁止車両指定を解除する。

なお、ＣＰＵはステップ８２０の処理を実行する時点において、既選択候補車台数が上限台数以上であると、そのステップ８２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８５０以降に直接進む。

ここで、状態遷移判定について図９を参照しながら説明する。判定される状態は、未検査状態、有効検査状態、有効状態、途絶検査状態及び途絶状態の５つの状態である。

・未検査状態にあるとき
自車１０が他車通信情報を受信し始めていない他車は未検査状態であると規定される。自車１０が、未検査状態にある他車（対象車両）から送信された他車通信情報（データ）を受信すると、その他車は通信車（ｎ）と認識され、その通信車（ｎ）である対象車両の状態は有効検査状態であると判定される。

・有効検査状態にあるとき
対象車両の状態が有効検査状態にあると判定されているとき、ＣＰＵは、図１０に示した以下の時間を計測するようになっている。
・対象車両からの他車通信情報（データ）が連続で受信できていない時間ｔng、
・対象車両からの他車通信情報（データ）が連続で受信できた時間ｔok、
・対象車両が有効検査状態にある継続時間ｔcheck。
そして、ＣＰＵは、時間ｔngが閾値ｔngth以上となると、その対象車両の状態が未検査状態になったと判定する。このとき、時間ｔok及び時間ｔcheckは何れも「０」にリセットされる。これに対し、ＣＰＵは、時間ｔokが閾値ｔokth以上となると、その対象車両の状態が有効状態になったと判定する。更に、ＣＰＵは、時間ｔcheckが閾値ｔcheckth以上となると、その対象車両の状態が有効状態になったと判定する。

・有効状態にあるとき
対象車両の状態が有効状態にあると判定されている場合に、対象車両からの他車通信情報（データ）が１回受信できない事態が発生すると、ＣＰＵは対象車両の状態を途絶検査状態であると判定する。

・途絶検査状態
対象車両の状態が途絶検査状態にあると判定されている場合、ＣＰＵは、上述の時間ｔngを計測し、その時間ｔngが閾値ｔngth以上となると、その対象車両の状態が途絶状態になったと判定する。
これに対し、対象車両の状態が途絶検査状態にあると判定されている場合に対象車両からの他車通信情報（データ）が１回受信できると、ＣＰＵは対象車両の状態を有効状態であると判定する。

・途絶状態
対象車両の状態が途絶状態にあると判定されている場合、対象車両の前回の状態遷移判定の判定結果が途絶状態であると、ＣＰＵは対象車両の状態を未検査状態であると判定する。

この第２装置によれば、既に候補車として選択されている通信車が、新たに車車間通信を自車１０との間で開始した通信車よりも優先的に候補車として選択される（図８のステップ８２０を参照。）。これにより、例えば、図１１の（Ａ）に示したように、候補車の上限台数が８台であり、既に８台の通信車が候補車として選択されている状況（図中の（１）〜（８）を参照。自車は符号１０により示される車両である。）において、図１１の（Ｂ）に示したように、新たに自車１０との間で車車間通信を開始した（自車１０が新たにデータを受信し始めた）通信車Ａ、Ｂ及びＣが現れた場合であっても、既に候補車として選択されている車両（１）〜（８）が候補車として引き続き選択される。その結果、通信追従対象車（１）を引き続き通信追従対象車として特定することができる可能性が高くなる。

更に、第２装置によれば、新たに自車１０との間で車車間通信を開始した通信車が複数存在している場合、自車１０との距離ｄｎが短い順に優先的に候補車として選択される（図８のステップ８３０及び８４０を参照。）。その結果、図１１の（Ｂ）から理解されるように、新たに車車間通信を開始した通信車Ａ、Ｂ及びＣの中から、通信追従対象車となる可能性が相対的に低い車両Ｂよりも、通信追従対象車となる可能性が相対的に高い車両Ａを優先的に候補車として選択することができる（但し、この例の場合には、上限台数は例えば９台である。）。

更に、第２装置は、状態遷移判定を行い（図８のステップ８６０を参照。）、その結果、途絶状態にある通信車（即ち、自車１０との車車間通信の状態が不安定である車両）を一定時間禁止車両として指定し、そのような車両（禁止車両）を候補車として選択しない（ステップ７１０、ステップ８７０及びステップ８８０を参照。）。その結果、新たに安定した車車間通信を自車１０との間で開始した車両が存在する場合には、その車両を禁止車両よりも優先して候補車として選択することができる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、自車速Ｖｊは、図示しない各車輪に設けられた車輪速センサの検出信号に基づいて取得されてもよい。更に、自車レーダセンサ６１は、光波（例えばレーザー）又は超音波等を発信及び受信するセンサであってもよい。

１０…自車、１１〜１３…他車（通信車）、２０…車両制御ＥＣＵ、２２…ＣＡＣＣスイッチ、３０…エンジン制御ＥＣＵ、３１…アクセル操作量センサ、３２…エンジンアクチュエータ、４０…ブレーキ制御ＥＣＵ、４１…ブレーキ操作量センサ、４２…車速センサ、４３…ブレーキアクチュエータ、５０…ステアリング制御、６０…センサＥＣＵ、６１…自車レーダセンサ、７０…ＧＰＳ装置、８０…無線制御ＥＣＵ、８１…無線アンテナ、Ｄｘ…自車進行方向距離、Ｄｙ…自車進行直交方向距離、θｐ…相対方位。

Claims (1)

1. 自車の位置である自車位置を含むＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ手段と、
   前記自車の速度である自車速を検出する自車速検出手段と、
   前記自車の直前を走行している他車の同自車に対する相対速度を取得する相対情報取得手段と、
   前記自車の周囲に存在する一以上の他車のそれぞれから、無線通信により、前記他車のそれぞれの速度である他車速、前記他車のそれぞれの位置である他車位置及び前記他車のそれぞれの加速度に関連する加速度関連値を含む他車通信情報を取得する無線手段と、
   前記自車位置、前記自車速、前記相対速度及び前記他車通信情報を用いて、前記一以上の他車の中から上限台数までの候補車を選択し、前記選択した候補車の中から前記自車が追従走行するべき通信追従対象車を特定する処理を繰り返す特定手段と、
   前記特定された通信追従対象車から前記無線通信により取得される前記加速度関連値に基づいて前記自車の加速度を制御することにより同自車を同通信追従対象車に追従走行させる走行制御手段と、
   を備える車両制御装置において、
   前記特定手段は、
   前記他車通信情報に含まれる前記他車位置が前記自車位置に基づいて定まる特定範囲内にあるか否かを判定し、前記他車位置が前記特定範囲内にあると判定した場合には当該他車通信情報を送信してきた他車を前記通信追従対象車の第一段階の候補車として選択する位置ベース候補選択手段と、
   前記自車速及び前記相対速度に基いて推定される前記自車の直前を走行している他車の速度である自車センサベース先行車速度と、前記他車通信情報に含まれる前記他車速である通信車速度と、が類似している程度を表す速度類似度指標値を算出し、前記速度類似度指標値が前記自車センサベース先行車速度と前記通信車速度とが類似していることを示す場合には当該他車通信情報を送信してきた他車を前記通信追従対象車の第一段階の候補車として選択する速度ベース候補選択手段と、
   を含み、
   前記前回選択された候補車を今回の候補車として選択し、
   前記選択された今回の候補車の数が前記上限台数未満である場合、前記位置ベース候補選択手段によって選択された第一段階の候補車及び前記速度ベース候補選択手段によって選択された第一段階の候補車の中から前記上限台数となるまで前記今回の候補車を選択するように構成された、車両制御装置。

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