JP6119476B2 - 隊列走行制御装置、隊列走行制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、隊列走行制御装置、及び隊列走行制御方法に関するものである。
特許文献１に記載された従来技術では、隊列走行をする際に、車車間通信を介して先頭車両から順に識別番号ＩＤを付与し、付与された識別番号ＩＤに応じて各車両の走行を制御し、先頭車両に後続車両を追従させることを提案している。
隊列走行として先行車両に追従する際に、例えば車間時間に応じて自車両の加減速度を制御することが考えられる。しかしながら、単に車間時間だけに応じて先行車両に追従すると、例えば先行車両が減速してから自車両が減速するまでの時間差が大きくなるなどして、隊列走行を乱してしまう可能性がある。
本発明の課題は、先行車両に追従する際に、より適切なタイミングで減速させ、良好な隊列走行を維持することである。
本発明の課題は、先行車両に追従する際に、より適切なタイミングで減速させ、良好な隊列走行を維持することである。
本発明の一態様に係る隊列走行制御装置は、同一車線上の複数の車両と隊列を形成して走行するものにおいて、先行車両に対する目標車間時間を設定し、この目標車間時間を実現するために、自車両の加減速度を制御する車間時間制御を実行可能にする。一方、先行車両の減速状態を検出し、先行車両との車間距離を検出し、先行車両が減速を開始したことを検出した時点の車間距離を、目標車間距離として設定し、この目標車間距離を実現するために、自車両の加減速度を制御する車間距離制御を実行可能にする。また、自車速を検出し、自車速、及び車間距離に応じて、先行車両に対する車間時間を検出し、この車間時間が目標車間時間を維持しているときは車間時間制御を行う。また、目標車間時間よりも小さな範囲に予め定めた下限閾値を設定し、目標車間時間から下限閾値までの範囲を、車間時間制御を維持するための不感帯として設定する。そして、車間時間制御を行っている状態で、車間時間が下限閾値を下回ったときには、車間時間制御から車間距離制御に切り替える。
本発明によれば、車間時間が目標車間時間を維持できているような状況では、車間時間制御を実行し、例えば先行車両が減速し、車間時間が目標車間時間を下回っても、目標車間時間から下限閾値までの範囲にあるときには車間時間制御を維持する。そして、さらに車間時間が下限閾値を下回るような状況では、車間時間制御から車間距離制御へと切り替える。このように、車間時間制御だけで対応するのではなく、必要に応じて車間距離制御を実行することにより、先行車両に追従する車両に、より適切なタイミングで減速させ、良好な隊列走行を維持することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
《構成》
同一車線上の複数の車両で隊列を形成して走行するために、先行車両との相対関係に応じて自車両の走行を制御する技術として、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）やＣＡＣＣ（Cooperative Adaptive Cruise Control）等がある。先ずＡＣＣは、車両の前方に搭載したレーダを用いて、前方を走行する車両との車間距離を一定に保ち、必要に応じてドライバーへの警告を行うシステムである。一方、ＣＡＣＣは、車車間通信によって他車の加減速情報を共有することで、より的確な走行制御を行うシステムであり、ＡＣＣより短い車間距離での走行や、制御の遅れによるハンチング（車間の変動）の少ない安定した走行が可能となる。本実施形態では、ＣＡＣＣを利用した隊列走行を例に説明する。
《第１実施形態》
《構成》
同一車線上の複数の車両で隊列を形成して走行するために、先行車両との相対関係に応じて自車両の走行を制御する技術として、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）やＣＡＣＣ（Cooperative Adaptive Cruise Control）等がある。先ずＡＣＣは、車両の前方に搭載したレーダを用いて、前方を走行する車両との車間距離を一定に保ち、必要に応じてドライバーへの警告を行うシステムである。一方、ＣＡＣＣは、車車間通信によって他車の加減速情報を共有することで、より的確な走行制御を行うシステムであり、ＡＣＣより短い車間距離での走行や、制御の遅れによるハンチング（車間の変動）の少ない安定した走行が可能となる。本実施形態では、ＣＡＣＣを利用した隊列走行を例に説明する。
本実施形態では、同一車線上を走行し、先行車両との相対関係に応じて自車両の走行を制御する車両の全てを隊列と称する。そして、この隊列内で、例えば３〜５台程度の車両によって車群を編成し、車群同士の車間距離を、車群内における各車両同士の車間距離よりも広くするものとする。なお、自車両の前に先行車両が存在しない場合は、予め定めた設定車速を維持するものとする。
図１は、隊列走行制御装置を示す概略構成図である。
本実施形態における隊列走行制御装置は、ＣＡＣＣスイッチ１１と、車輪速センサ１２と、周辺状況認識装置１３と、通信装置１４と、ナビゲーションシステム１５と、コントローラ１６と、を備える。
図１は、隊列走行制御装置を示す概略構成図である。
本実施形態における隊列走行制御装置は、ＣＡＣＣスイッチ１１と、車輪速センサ１２と、周辺状況認識装置１３と、通信装置１４と、ナビゲーションシステム１５と、コントローラ１６と、を備える。
ＣＡＣＣスイッチ１１は、メインスイッチ、キャンセルスイッチ、リジューム／アクセラレートスイッチ、セット／コーストスイッチ、車間時間設定スイッチ等のスイッチ群からなり、運転者が操作可能となるように、例えばステアリングホイールのスポーク部に設けてある。メインスイッチは、ＣＡＣＣのＯＮ／ＯＦＦを切り替え、キャンセルスイッチは、ＣＡＣＣの設定を一時的に解除する。リジューム／アクセラレートスイッチは、一時的に解除されたＣＡＣＣを復帰させる、又は設定車速を例えば５ｋｍ／ｈ刻みで増加させる。セット／コーストスイッチは、現在の車速を設定車速としてセットする、又は設定車速を例えば５ｋｍ／ｈ刻みで減少させる。車間時間設定スイッチは、スイッチを押すごとに目標車間時間Ｔｔを例えば長・中・短の三段階に切り替える。これらＣＡＣＣスイッチ１１は、各種操作状況に応じた電圧信号をコントローラ１６に出力する。コントローラ１６は、入力された電圧信号から各種操作状況を判断する。
なお、自車両が車群内で先頭車両を除く後続車両になる場合と、車群内で先頭車両になる場合とで、先行車両に対する目標車間時間を異ならせる必要がある。例えば、後続車両用の目標車間時間を０.７ｓｅｃ程度とすると、先頭車両用の目標車間時間を１.８ｓｅｃ程度にすることが望ましい。そこで、車間時間設定スイッチの操作により、後続車両用の目標車間時間、及び先頭車両用の目標車間時間の双方を個別に設定できる構成としてもよい。また、車間時間設定スイッチの操作により、後続車両用の目標車間時間、及び先頭車両用の目標車間時間の何れか一方を設定すると、予め定めた車間時間だけ加算又は減算することにより、他方が設定される構成としてもよい。
車輪速センサ１２は、各車輪の車輪速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを検出する。この車輪速センサ１２は、例えば車輪と共に回転し円周に突起部（ギヤパルサ）が形成されたセンサロータと、このセンサロータの突起部に対向して設けられたピックアップコイルを有する検出回路と、を備える。そして、センサロータの回転に伴う磁束密度の変化を、ピックアップコイルによって電圧信号に変換してコントローラ１６に出力する。コントローラ１６は、入力された電圧信号から車輪速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを判断し、例えば非駆動輪（従動輪）の車輪速平均値や全輪の車輪速平均値を車速として演算する。
周辺状況認識装置１３は、レーダ装置やステレオカメラからなり、自車両前方の状況を認識する。
レーダ装置は、自車両前方に存在する前方物体までの距離、相対速度、及び方位を検出する。このレーダ装置は、フロントグリル内に設けられたミリ波レーダからなり、検出した各種データをコントローラ１６に出力する。距離及び相対速度については、例えばＦＭ‐ＣＷ（Frequency Modulation-Continuous Wave）方式を利用し、ドップラ効果による周波数差に応じて距離及び相対速度を検出し、方位については、例えばＤＢＦ（Digital Beam Forming）方式を利用し、複数のチャンネルで受信した反射波の位相差に応じて方位を検出する。
レーダ装置は、自車両前方に存在する前方物体までの距離、相対速度、及び方位を検出する。このレーダ装置は、フロントグリル内に設けられたミリ波レーダからなり、検出した各種データをコントローラ１６に出力する。距離及び相対速度については、例えばＦＭ‐ＣＷ（Frequency Modulation-Continuous Wave）方式を利用し、ドップラ効果による周波数差に応じて距離及び相対速度を検出し、方位については、例えばＤＢＦ（Digital Beam Forming）方式を利用し、複数のチャンネルで受信した反射波の位相差に応じて方位を検出する。
ステレオカメラは、車体の前方を撮像する。このステレオカメラは、同一の仕様の２台のカメラからなり、車室内のフロントウィンドウ上部で車幅方向に沿って配置され、且つ光軸及びカメラ座標を平行にしてある。ステレオカメラで撮像した車体前方の画像データは、画像処理装置に入力され、ステレオ画像処理される。すなわち、左カメラ画像と右カメラ画像との視差から画面領域全域にわたって距離分布画像を生成し、この距離分布画像と元画像とに基づいて、前方物体の位置や走行区分線（白線）の検出を行い、検出した各種データをコントローラ１６に出力する。
通信装置１４は、車群内の車両や車群に加わろうとする他車両との間で、隊列管理のための情報を、車車間通信を介して送受信する。隊列管理のための情報とは、自車両のＩＤ番号、自車両の現在位置、先行車両との車間距離、先行車両との相対車速、自車速、加減速度、ブレーキ信号、アクセル信号、ウィンカ信号、各種制御システムの作動信号、異常信号等である。各種制御システムの動作信号には、ＣＡＣＣの作動状態やＣＣ（Cruise Control）の動作状態も含まれる。なお、ＣＣは、予め定めた車速を維持するために、自車両の加減速度を制御するシステムである。
車車間通信には、電波通信や光通信を用いる。電波通信では、例えば５.８ＧＨｚ帯や７００ＭＨｚ帯の周波数帯を用い、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex）によって通信を行う。なお、車群内における先頭車両と最後尾車両との間では、直接通信するよりも、中継車両を経由して間接的に通信するマルチホップ通信（アドホック通信）を行うことにより、通信エラーを低減し、通信品質を向上させることができる。光通信では、例えば８８０ｎｍ程度の近赤外線を用い、周波数偏移変調（ＦＳＫ：Frequency Shift Keying）や振幅偏移変調（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）によって通信を行う。
ナビゲーションシステム１５は、自車両の現在位置と、その現在位置における道路地図情報を認識する。このナビゲーションシステム１５は、ＧＰＳ受信機を有し、四つ以上のＧＰＳ衛星から到着する電波の時間差に基づいて自車両の位置（緯度、経度、高度）と進行方向とを認識する。そして、ＤＶＤ‐ＲＯＭドライブやハードディスクドライブに記憶された道路種別、道路線形、車線幅員、車両の通行方向等を含めた道路地図情報を参照し、自車両の現在位置における道路地図情報を認識しコントローラ１６に出力する。なお、安全運転支援システム（ＤＳＳＳ：Driving Safety Support Systems）として、双方向無線通信（ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communication）を利用し、各種データをインフラストラクチャから受信してもよい。
コントローラ１６は、例えばマイクロコンピュータからなり、各センサからの検出信号に基づいて後述する隊列走行制御処理を実行し、駆動力制御装置２０と、ブレーキ制御装置５０と、を駆動制御する。
駆動力制御装置２０は、回転駆動源の駆動力を制御する。例えば、回転駆動源がエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料噴射量、点火時期などを調整することで、エンジン出力（回転数やエンジントルク）を制御する。回転駆動源がモータであれば、インバータを介してモータ出力（回転数やモータトルク）を制御する。
駆動力制御装置２０は、回転駆動源の駆動力を制御する。例えば、回転駆動源がエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料噴射量、点火時期などを調整することで、エンジン出力（回転数やエンジントルク）を制御する。回転駆動源がモータであれば、インバータを介してモータ出力（回転数やモータトルク）を制御する。
次に、ブレーキ制御装置５０について説明する。
ブレーキ制御装置５０は、各車輪の制動力を制御する。例えば、アンチスキッド制御（ＡＢＳ）、トラクション制御（ＴＣＳ）、スタビリティ制御（ＶＤＣ：Vehicle Dynamics Control）等に用いられるブレーキアクチュエータにより、各車輪に設けられたホイールシリンダの液圧を制御する。
ブレーキ制御装置５０は、各車輪の制動力を制御する。例えば、アンチスキッド制御（ＡＢＳ）、トラクション制御（ＴＣＳ）、スタビリティ制御（ＶＤＣ：Vehicle Dynamics Control）等に用いられるブレーキアクチュエータにより、各車輪に設けられたホイールシリンダの液圧を制御する。
次に、コントローラ１６で所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に実行する隊列走行制御処理について説明する。
ここでは、自車両の属する車群だけが存在するものとし、便宜的にこれを隊列と称して説明する。
図２は、隊列走行制御処理を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１０１では、各種データを読込む。
続くステップＳ１０２では、例えば非駆動輪（従動輪）の車輪速平均値を自車速Ｖｓとして算出する。
ここでは、自車両の属する車群だけが存在するものとし、便宜的にこれを隊列と称して説明する。
図２は、隊列走行制御処理を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１０１では、各種データを読込む。
続くステップＳ１０２では、例えば非駆動輪（従動輪）の車輪速平均値を自車速Ｖｓとして算出する。
続くステップＳ１０３では、自車両が隊列内の先頭車両であるか、又は後続車両であるか、つまりＩＤ番号が＃１であるか、又はそれ以外であるかに応じて目標車間時間Ｔｔを設定する。具体的には、自車両が先頭車両であるときには、車間時間設定スイッチによって設定された先頭車両用の目標車間時間ＴｔＨを目標車間時間Ｔｔとして設定する。一方、自車両が後続車両であるときには、車間時間設定スイッチによって設定された後続車両用の目標車間時間ＴｔＦを目標車間時間Ｔｔとして設定する。
続くステップＳ１０４では、目標車間時間Ｔｔを実現するための第一の目標車間距離Ｄｔ１を、下記の数式に示すように、目標車間時間Ｔｔ、及び先行車両の車速Ｖａに応じて算出する。先行車両の車速Ｖａは、先行車両との相対速度Ｖｒと自車速Ｖｓとの差分によって算出する。
Ｄｔ１＝Ｖａ×Ｔｔ
続くステップＳ１０４では、目標車間時間Ｔｔを実現するための第一の目標車間距離Ｄｔ１を、下記の数式に示すように、目標車間時間Ｔｔ、及び先行車両の車速Ｖａに応じて算出する。先行車両の車速Ｖａは、先行車両との相対速度Ｖｒと自車速Ｖｓとの差分によって算出する。
Ｄｔ１＝Ｖａ×Ｔｔ
続くステップＳ１０５では、第一の目標車間距離Ｄｔ１を実現するための目標車速Ｖｔを算出する。
先ず、下記の数式に示すように、先行車両の車速Ｖａ、第一の目標車間距離Ｄｔ１と車間距離Ｄｒとの偏差ΔＤ（＝Ｄｔ１−Ｄｒ）、及び先行車両との相対速度Ｖｒに応じて、基礎目標車速Ｖｂ算出する。ここで、Ｋ１はＶａに乗じるゲインであり、Ｋ２はΔＤに乗じるゲインであり、Ｋ３はＶｒに乗じるゲインであり、ｆ｛ ｝は、Ｋ１×Ｖａ、Ｋ２×ΔＤ、及びＫ３×Ｖｒに応じて基礎目標車速Ｖｂを演算するための関数を表している。
Ｖｂ＝ｆ｛Ｋ１×Ｖａ、Ｋ２×ΔＤ、Ｋ３×Ｖｒ｝
そして、下記の数式に示すように、予め定めた伝達特性に従い、基準目標車速Ｖｂに一次遅れ系のフィルタ処理を施すことにより、最終的な目標車速Ｖｔを算出する。
先ず、下記の数式に示すように、先行車両の車速Ｖａ、第一の目標車間距離Ｄｔ１と車間距離Ｄｒとの偏差ΔＤ（＝Ｄｔ１−Ｄｒ）、及び先行車両との相対速度Ｖｒに応じて、基礎目標車速Ｖｂ算出する。ここで、Ｋ１はＶａに乗じるゲインであり、Ｋ２はΔＤに乗じるゲインであり、Ｋ３はＶｒに乗じるゲインであり、ｆ｛ ｝は、Ｋ１×Ｖａ、Ｋ２×ΔＤ、及びＫ３×Ｖｒに応じて基礎目標車速Ｖｂを演算するための関数を表している。
Ｖｂ＝ｆ｛Ｋ１×Ｖａ、Ｋ２×ΔＤ、Ｋ３×Ｖｒ｝
そして、下記の数式に示すように、予め定めた伝達特性に従い、基準目標車速Ｖｂに一次遅れ系のフィルタ処理を施すことにより、最終的な目標車速Ｖｔを算出する。
続くステップＳ１０６では、目標車速Ｖｔを実現するための目標加減速度Ｇｔを、予め定めた応答特性に従い、下記の数式に示すように、自車速Ｖｓ、及び目標車速Ｖｔに応じて算出する。ここで、ｆ｛ ｝は、Ｖｓ及びＶｔに応じて目標加減速度Ｇｔを演算するための関数を表している。なお、自車速Ｖｓが目標車速Ｖｔよりも高いときは、目標加減速度Ｇｔが減速の負値となり、自車速Ｖｓが目標車速Ｖｔよりも低いときは、目標加減速度Ｇｔが加速の正値となる。
Ｇｔ＝ｆ｛Ｖｓ、Ｖｔ｝
Ｇｔ＝ｆ｛Ｖｓ、Ｖｔ｝
続くステップＳ１０７では、目標加減速度Ｇｔに対してレートリミッタ処理を行う。すなわち、目標加減速度Ｇｔの単位時間当たりの変化量、ここでは前回値Ｇｔ（ｎ−１）からの変化量ΔＧｔが、予め定めた上限値ΔＧ１以下であるときには、目標加減速度Ｇｔをそのまま維持する。一方、前回値Ｇｔ（ｎ−１）からの変化量ΔＧｔが、上限値ΔＧ１よりも大きいときには、前回値Ｇｔ（ｎ−１）からの変化量ΔＧｔが上限値ΔＧ１となるように、目標加減速度Ｇｔを補正し、その変化率を制限する。
続くステップＳ１０８では、下記の数式に示すように、車間時間制御として、目標加減速度Ｇｔを実現するための第一の加減速度指令値Ｇｃ１を、目標加減速度Ｇｔに応じて算出する。ここで、Ｔｓは予め定めた設定時間であり、ｆ｛ ｝は、Ｇｔに応じて第一の制御指令値Ｇｃ１を演算するための関数を表している。なお、第一の加減速度指令値Ｇｃ１は、加速指令となるときに正の値となり、減速指令となるときに負の値となる。
Ｇｃ１＝ｆ｛Ｇｔ｝×Ｔｓ
Ｇｃ１＝ｆ｛Ｇｔ｝×Ｔｓ
続くステップＳ１０９では、先行車両の走行状態を判断する。ここでは、通信装置１４を介した先行車両との車車間通信により、先行車両の減速開始を判断する。先行車両が減速を開始するか否かは、例えばブレーキスイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わったり、トランスミッションをシフトダウンしたりする等の減速操作から判断する。なお、減速操作とは、運転者による入力だけではなく、障害物との接触回避のために制御介入したり、又は自動運転したりする等、アクセル制御やブレーキ制御を行う際のアクチュエータによる入力をも含む。
続くステップＳ１１０では、車間距離制御として、先行車両の減速開始を検出した時点の、先行車両との車間距離Ｄｒを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し、且つこの第二の目標車間距離Ｄｔ２を維持するための第二の加減速度指令値Ｇｃ２を設定する。この第二の加減速度指令値Ｇｃ２は、例えば第二の目標車間距離Ｄｔ２と車間距離Ｄｒとの偏差ΔＤに応じた減速度を発生させる設定値であり、減速指令となるので負の値となる。また、予め定めた減速度を発生させる固定値を用いたり、固定値と設定値のセレクトハイ値を用いたりしてもよい。
続くステップＳ１１１では、後述する制御切り替え判断処理を実行し、車間時間制御、又は車間距離制御の何れか一方を選択し、最終的な減速度指令値Ｇｃを設定する。
続くステップＳ１１１では、後述する制御切り替え判断処理を実行し、車間時間制御、又は車間距離制御の何れか一方を選択し、最終的な減速度指令値Ｇｃを設定する。
続くステップＳ１１２では、最終的な減速度指令値Ｇｃに実現に応じて、制御指令値としてのエンジントルク指令値及びブレーキ液圧指令値を設定する。減速度指令値Ｇｃが加速指令であるときには、エンジントルク指令値を増加させ、ブレーキ液圧指令値を０にする。また、減速度指令値Ｇｃが減速指令であるときには、エンジントルク指令値を０にして、ブレーキ液圧指令値を増加させる。
続くステップＳ１１３では、エンジントルク指令値に応じて駆動力制御装置２０を駆動制御すると共に、ブレーキ液圧指令値に応じてブレーキ制御装置５０を駆動制御してから所定のメインプログラムに復帰する。
上記が本実施形態の隊列走行制御処理である。
続くステップＳ１１３では、エンジントルク指令値に応じて駆動力制御装置２０を駆動制御すると共に、ブレーキ液圧指令値に応じてブレーキ制御装置５０を駆動制御してから所定のメインプログラムに復帰する。
上記が本実施形態の隊列走行制御処理である。
次に、制御切り替え判断処理について説明する。
図３は、制御切り替え判断処理を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１２１では、先行車両の走行状態を判断する。ここでは、通信装置１４を介した先行車両との車車間通信により、先行車両の減速終了を判断する。先行車両が減速を終了するか否かは、例えばブレーキスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わったり、トランスミッションをシフトアップしたりする等の減速終了操作から判断する。なお、減速終了操作とは、運転者による入力だけではなく、障害物との接触回避のための制御介入を終了したり、又は自動運転したりする等、アクセル制御やブレーキ操作を行う際のアクチュエータによる入力をも含む。
図３は、制御切り替え判断処理を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１２１では、先行車両の走行状態を判断する。ここでは、通信装置１４を介した先行車両との車車間通信により、先行車両の減速終了を判断する。先行車両が減速を終了するか否かは、例えばブレーキスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わったり、トランスミッションをシフトアップしたりする等の減速終了操作から判断する。なお、減速終了操作とは、運転者による入力だけではなく、障害物との接触回避のための制御介入を終了したり、又は自動運転したりする等、アクセル制御やブレーキ操作を行う際のアクチュエータによる入力をも含む。
続くステップＳ１２２では、先行車両に対する車間時間ＴＨＷ（Time Headway）を算出し、この車間時間ＴＨＷが予め定めた下限閾値ＴｔｈＭＩＮよりも短いか否かを判定する。
ここで、車間時間ＴＨＷとは、下記の数式に示すように、先行車両との車間距離Ｄｒを自車速Ｖｓで除算した値である。
ＴＨＷ＝Ｄｒ／Ｖｓ
また、下限閾値ＴｔｈＭＩＮとは、下記の数式に示すように、車間時間設定スイッチで設定された目標車間時間Ｔｔから予め定めた余裕代Ｔｍを減算した値である。余裕代Ｔｍは、例えば０.１［ｓｅｃ］程度とする。したがって、目標車間時間Ｔｔが例えば０.７［ｓｅｃ］であるときには、下限閾値ＴｔｈＭＩＮは０.６［ｓｅｃ］程度となる。
ＴｔｈＭＩＮ＝Ｔｔ−Ｔｍ
ここで、判定結果が車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮ以上であるときには、先行車両への接近傾向はほぼないと判断してステップＳ１２３に移行する。一方、判定結果が車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮよりも短いときには、先行車両への接近傾向にあると判断してステップＳ１２５に移行する。
ここで、車間時間ＴＨＷとは、下記の数式に示すように、先行車両との車間距離Ｄｒを自車速Ｖｓで除算した値である。
ＴＨＷ＝Ｄｒ／Ｖｓ
また、下限閾値ＴｔｈＭＩＮとは、下記の数式に示すように、車間時間設定スイッチで設定された目標車間時間Ｔｔから予め定めた余裕代Ｔｍを減算した値である。余裕代Ｔｍは、例えば０.１［ｓｅｃ］程度とする。したがって、目標車間時間Ｔｔが例えば０.７［ｓｅｃ］であるときには、下限閾値ＴｔｈＭＩＮは０.６［ｓｅｃ］程度となる。
ＴｔｈＭＩＮ＝Ｔｔ−Ｔｍ
ここで、判定結果が車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮ以上であるときには、先行車両への接近傾向はほぼないと判断してステップＳ１２３に移行する。一方、判定結果が車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮよりも短いときには、先行車両への接近傾向にあると判断してステップＳ１２５に移行する。
続くステップＳ１２３では、車間距離制御フラグがｆｔ＝１にセットされているか否かを判定する。車間距離制御フラグは、車間距離制御を車間時間制御に優先して実行するか否かを表すフラグである。すなわち、ｆｔ＝０のときには、車間距離制御を実行しない、つまり車間時間制御を実行することを表し、ｆｔ＝１のときには、車間距離制御を車間時間制御に優先して実行することを表す。初期状態では、車間距離制御フラグはｆｔ＝０にリセットされている。ここで、判定結果がｆｔ＝０であるときには、車間時間制御を実行中であると判断してステップＳ１２４に移行する。一方、判定結果がｆｔ＝１であるときには、車間距離制御を実行中であると判断してステップＳ１３１に移行する。
続くステップＳ１２４では、車間時間制御として、第一の加減速度指令値Ｇｃ１を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
続くステップＳ１２４では、車間時間制御として、第一の加減速度指令値Ｇｃ１を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１２５では、車間距離制御フラグがｆｔ＝０にリセットされているか否かを判定する。ここで、判定結果がｆｔ＝０であるときには、車間時間制御を実行中であると判断してステップＳ１２６に移行する。一方、判定結果がｆｔ＝１であるときには、車間距離制御を実行中であると判断してステップＳ１２８に移行する。
ステップＳ１２６では、車間時間制御から車間距離制御へと切り替えるために、車間距離制御フラグをｆｔ＝１にセットする。
続くステップＳ１２７では、車間距離制御として、第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１２６では、車間時間制御から車間距離制御へと切り替えるために、車間距離制御フラグをｆｔ＝１にセットする。
続くステップＳ１２７では、車間距離制御として、第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１２８では、先行車両が減速を終了したか否かを判定する。ここで、先行車両が減速を終了しているときには、車間距離制御から車間時間制御に復帰させても、先行車両への接近傾向を抑制できると判断してステップＳ１２９に移行する。一方、先行車両が減速を終了していないときには、車間距離制御を維持しないと、先行車両への接近傾向を抑制できないと判断してステップＳ１２７に移行する。
ステップＳ１２９では、車間距離制御から車間時間制御へと切り替える（復帰させる）ために、車間距離制御フラグをｆｔ＝０にリセットする。
ステップＳ１３０では、車間時間制御として、第一の加減速度指令値Ｇｃ１を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１２９では、車間距離制御から車間時間制御へと切り替える（復帰させる）ために、車間距離制御フラグをｆｔ＝０にリセットする。
ステップＳ１３０では、車間時間制御として、第一の加減速度指令値Ｇｃ１を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１３１では、先行車両が減速を終了したか否かを判定する。ここで、先行車両が減速を終了しているときには、車間距離制御から車間時間制御に復帰させても、先行車両への接近傾向を抑制できると判断してステップＳ１３２に移行する。一方、先行車両が減速を終了していないときには、車間距離制御を維持しないと、先行車両への接近傾向を抑制できないと判断してステップＳ１３４に移行する。
ステップＳ１３２では、車間距離制御から車間時間制御へと切り替える（復帰させる）ために、車間距離制御フラグをｆｔ＝０にリセットする。
ステップＳ１３３では、車間時間制御として、第一の加減速度指令値Ｇｃ１を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１３４では、車間距離制御として、第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
上記が本実施形態の制御切り替え判断処理である。
ステップＳ１３２では、車間距離制御から車間時間制御へと切り替える（復帰させる）ために、車間距離制御フラグをｆｔ＝０にリセットする。
ステップＳ１３３では、車間時間制御として、第一の加減速度指令値Ｇｃ１を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１３４では、車間距離制御として、第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
上記が本実施形態の制御切り替え判断処理である。
《作用》
次に、第１実施形態の作用について説明する。
先ず、比較例について説明する。
隊列走行として先行車両に追従する場合、車間時間に応じて自車両の加減速度を制御することが考えられる。しかしながら、単に車間時間だけに応じて先行車両に追従すると、例えば先行車両が減速してから自車両が減速するまでの時間差が大きくなるなどして、隊列走行を乱してしまう可能性がある。特に、車間時間を短く設定しているときほど、運転者に違和感を与え、さらに隊列走行の乱れを助長することになる。また、実際の隊列走行では、小型車両や大型車両等が混在することになるので、こうした車両毎に異なる加減速性能の差も、隊列走行の乱れを招く要因となる。
次に、第１実施形態の作用について説明する。
先ず、比較例について説明する。
隊列走行として先行車両に追従する場合、車間時間に応じて自車両の加減速度を制御することが考えられる。しかしながら、単に車間時間だけに応じて先行車両に追従すると、例えば先行車両が減速してから自車両が減速するまでの時間差が大きくなるなどして、隊列走行を乱してしまう可能性がある。特に、車間時間を短く設定しているときほど、運転者に違和感を与え、さらに隊列走行の乱れを助長することになる。また、実際の隊列走行では、小型車両や大型車両等が混在することになるので、こうした車両毎に異なる加減速性能の差も、隊列走行の乱れを招く要因となる。
図４は、隊列走行における車速の乱れを説明する図である。
図中の（ａ）は、３台の隊列走行を示しており、図中の（ｂ）は、各車両の車速を示すタイムチャートである。
ここでは、＃１が先頭の車両であり、＃１の車両に＃２の車両が追従し、＃２の車両に＃３の車両が追従している。そして、＃１の車両が減速しても、遅れて＃２の車両が減速し、さらに遅れて＃３の車両が減速することになり、こうして隊列走行が乱れてゆく。また、＃１の車両の減速に対して、＃２や＃３の車両の減速が遅れることにより、＃２や＃３の減速量を増加させなければならない。したがって、先頭車両の車速を目標車速としたときに、後続車両になるほど、目標車速に対するオーバーシュート量が大きくなってしまう。
図中の（ａ）は、３台の隊列走行を示しており、図中の（ｂ）は、各車両の車速を示すタイムチャートである。
ここでは、＃１が先頭の車両であり、＃１の車両に＃２の車両が追従し、＃２の車両に＃３の車両が追従している。そして、＃１の車両が減速しても、遅れて＃２の車両が減速し、さらに遅れて＃３の車両が減速することになり、こうして隊列走行が乱れてゆく。また、＃１の車両の減速に対して、＃２や＃３の車両の減速が遅れることにより、＃２や＃３の減速量を増加させなければならない。したがって、先頭車両の車速を目標車速としたときに、後続車両になるほど、目標車速に対するオーバーシュート量が大きくなってしまう。
図５は、隊列走行における車間時間の乱れを説明する図である。
図中の（ａ）は、３台の隊列走行を示しており、図中の（ｂ）は、目標車間距離と各車両間の車間距離とを示すタイムチャートである。
ここでも、＃１が先頭の車両であり、＃１の車両に＃２の車両が追従し、＃２の車両に＃３の車両が追従している。そして、＃１の車両の減速により、目標車間時間を実現するための目標車間距離が減少しても、遅れて＃１〜＃２間が減少し、さらに遅れて＃２〜＃３間が減少することになり、こうして隊列走行が乱れてゆく。また、目標車間距離の減少に対して、＃１〜＃２間や＃２〜＃３間の車間距離の減少が遅れることで、＃２や＃３の減速量を増加させなければならない。したがって、後続車両になるほど、目標車間距離に対するオーバーシュート量が大きくなってしまう。
図中の（ａ）は、３台の隊列走行を示しており、図中の（ｂ）は、目標車間距離と各車両間の車間距離とを示すタイムチャートである。
ここでも、＃１が先頭の車両であり、＃１の車両に＃２の車両が追従し、＃２の車両に＃３の車両が追従している。そして、＃１の車両の減速により、目標車間時間を実現するための目標車間距離が減少しても、遅れて＃１〜＃２間が減少し、さらに遅れて＃２〜＃３間が減少することになり、こうして隊列走行が乱れてゆく。また、目標車間距離の減少に対して、＃１〜＃２間や＃２〜＃３間の車間距離の減少が遅れることで、＃２や＃３の減速量を増加させなければならない。したがって、後続車両になるほど、目標車間距離に対するオーバーシュート量が大きくなってしまう。
次に、本実施形態について説明する。
本実施形態では、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを維持できているような状況では、車間時間制御を実行し、例えば先行車両が減速し、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔに対して下方乖離するような状況では、車間時間制御から車間距離制御へと切り替える。
ここで、車間時間制御と車間距離制御とについて説明する。
車間時間制御とは、目標車間時間Ｔｔを実現するために、自車両の加減速度を制御するモードである。
本実施形態では、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを維持できているような状況では、車間時間制御を実行し、例えば先行車両が減速し、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔに対して下方乖離するような状況では、車間時間制御から車間距離制御へと切り替える。
ここで、車間時間制御と車間距離制御とについて説明する。
車間時間制御とは、目標車間時間Ｔｔを実現するために、自車両の加減速度を制御するモードである。
先ず、車群の中で、自車両が先頭車両であるか後続車両であるかに応じて目標車間時間Ｔｔを設定し、自車両が先頭車両であるときには、後続車両であるときよりも長い目標車間時間Ｔｔを設定する（ステップＳ１０３）。そして、目標車間時間Ｔｔを実現するための第一の目標車間距離Ｄｔ１を算出し（ステップＳ１０４）、この第一の目標車間距離Ｄｔ１を実現するための目標車速Ｖｔを算出する（ステップＳ１０５）。そして、目標車速Ｖｔを実現するための目標加減速度Ｇｔを算出し（ステップＳ１０６）、この目標加減速度Ｇｔに対してレートリミッタ処理を行う（ステップＳ１０７）。そして、目標加減速度Ｇｔを実現するための第一の加減速度指令値Ｇｃ１を算出し（ステップＳ１０８）、この第一の加減速度指令値Ｇｃ１を最終的な減速度指令値Ｇｃとして設定する（ステップＳ１１１）。そして、最終的な減速度指令値Ｇｃに応じて、制御指令値としてのエンジントルク指令値及びブレーキ液圧指令値を設定し（ステップＳ１１２）、これらに応じて駆動力制御装置２０及びブレーキ制御装置５０を駆動制御する（ステップＳ１１３）。このような手順で実行されるのが車間時間制御である。
一方、車間距離制御とは、第二の目標車間距離Ｄｔ２を実現するために、自車両の加減速度を制御するモードである。
先ず、先行車両が減速を開始するか否かを判断する（ステップＳ１０９）。そして、先行車両の減速開始を検出した時点の、先行車両との車間距離Ｄｒを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し、且つこの第二の目標車間距離Ｄｔ２を維持するための第二の加減速度指令値Ｇｃ２を設定する（ステップＳ１１０）。この第二の加減速度指令値Ｇｃ２は、第二の目標車間距離Ｄｔ２と車間距離Ｄｒとの偏差ΔＤに応じた減速度を発生させる減速指令であり、この第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な減速度指令値Ｇｃとして設定する（ステップＳ１１１）。そして、最終的な減速度指令値Ｇｃに応じて、制御指令値としてのエンジントルク指令値及びブレーキ液圧指令値を設定し（ステップＳ１１２）、これらに応じて駆動力制御装置２０及びブレーキ制御装置５０を駆動制御する（ステップＳ１１３）。このような手順で実行されるのが車間距離制御である。
先ず、先行車両が減速を開始するか否かを判断する（ステップＳ１０９）。そして、先行車両の減速開始を検出した時点の、先行車両との車間距離Ｄｒを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し、且つこの第二の目標車間距離Ｄｔ２を維持するための第二の加減速度指令値Ｇｃ２を設定する（ステップＳ１１０）。この第二の加減速度指令値Ｇｃ２は、第二の目標車間距離Ｄｔ２と車間距離Ｄｒとの偏差ΔＤに応じた減速度を発生させる減速指令であり、この第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な減速度指令値Ｇｃとして設定する（ステップＳ１１１）。そして、最終的な減速度指令値Ｇｃに応じて、制御指令値としてのエンジントルク指令値及びブレーキ液圧指令値を設定し（ステップＳ１１２）、これらに応じて駆動力制御装置２０及びブレーキ制御装置５０を駆動制御する（ステップＳ１１３）。このような手順で実行されるのが車間距離制御である。
車間時間制御では、目標車間時間Ｔｔを実現するために、自車両の加減速度を制御しているので、車間距離Ｄｒや自車速Ｖｓのある程度の変動を許容（吸収）しながら、スムーズで安定した追従走行を行うことができる。したがって、先行車両が概ね定速走行しており、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを維持できているような状況では、この車間時間制御が適している。一方、車間距離制御では、先行車両が減速を開始した時点の車間距離Ｄｒを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し、この第二の目標車間距離Ｄｔ２を実現するために、自車両の加減速度を制御している。すなわち、先行車両の減速開始を検知すると、車間距離Ｄｒの減少に応じて、自車両でも直ちに減速が開始されるので、高応答で先行車両への接近を抑制することができる。したがって、例えば先行車両が減速し、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔに対して下方乖離するような状況では、車間距離制御が適している。
このように、車間時間制御だけで対応するのではなく、必要に応じて車間距離制御を実行することにより、先行車両に追従する車両に、より適切なタイミングで減速させ、良好な隊列走行を維持することができる。
但し、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを下回った時点で、直ちに車間時間制御から車間距離制御へと切り替えると、車両挙動の急変を招く可能性がある。そのため、目標車間時間Ｔｔよりも小さな範囲に予め定めた下限閾値ＴｔｈＭＩＮを設定し、目標車間時間Ｔｔから下限閾値ＴｔｈＭＩＮまでの範囲を、車間時間制御を維持するための不感帯として設定する。
但し、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを下回った時点で、直ちに車間時間制御から車間距離制御へと切り替えると、車両挙動の急変を招く可能性がある。そのため、目標車間時間Ｔｔよりも小さな範囲に予め定めた下限閾値ＴｔｈＭＩＮを設定し、目標車間時間Ｔｔから下限閾値ＴｔｈＭＩＮまでの範囲を、車間時間制御を維持するための不感帯として設定する。
すなわち、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを下回った時点で、直ちに車間時間制御から車間距離制御へと切り替えるのではなく、車間時間制御において、車間距離制御へと切り替えるための車間時間ＴＨＷに余裕を持たせている。したがって、車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮ以上であるときには（ステップＳ１２２の判定が“No”）、車間時間制御を維持する（ステップＳ１２４）。そして、車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮを下回ったときに（ステップＳ１２２の判定が“Yes”）、車間距離制御フラグをｆｔ＝１にセットし（ステップＳ１２６）、車間時間制御から車間距離制御へと切り替える（ステップＳ１２７）。
このように、先ずは車間時間制御を実行しながら、車間距離制御を実行したときのような車両挙動へと近づけてゆき、それから車間距離制御へと移行させている。すなわち、第一の加減速度指令値Ｇｃ１が第二の加減速度指令値Ｇｃ２に近づくまで待ち、その後、第一の加減速度指令値Ｇｃ１から第二の加減速度指令値Ｇｃ２へと切り替えて、自車両の加減速度を制御する。これにより、スムーズに制御モードを切り替え、且つ車両挙動の急変を抑制することができる。こうして、先行車両の減速開始を検知した後に、車間時間制御から車間距離制御へと切り替わると、第二の目標車間距離Ｄｔ２を実現するための減速度を発生させ、高応答で先行車両への接近を抑制することができる。
一方、車間距離制御を実行している状態で、先行車両が減速を解除した場合、この減速解除に対して自車両の減速解除が遅れると、先行車両への追従が遅れ、やはり隊列走行を乱してしまうことになる。そこで、先行車両が減速を終了するか否かを判断する（ステップＳ１２１）。そして、先行車両の減速終了を検出したときに（ステップＳ１２８、又はＳ１３１の判定が“Yes”）、車間距離制御フラグをｆｔ＝０にリセットし（ステップＳ１２９、又はＳ１３２）、車間時間制御へと復帰させる（ステップＳ１３０、又はＳ１３３）。こうして、先行車両が減速を解除した時点で、車間距離制御から車間時間制御に切り替えることで、先行車両との車間距離Ｄｒが不必要に拡大することを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
また、先行車両が減速を開始したか否か、及び先行車両が減速を終了したか否かは、通信装置１４を介して先行車両の減速状態を検出することにより判断する。これは、車車間通信を介さずに、先行車両との相対速度Ｖｒに応じて先行車両の減速状態を検出すると、判断に遅れが生じる可能性があるからである。また、減速操作から車両挙動に実際に変化が生じるまでには、ある程度の応答差もある。したがって、先行車両との車車間通信により、ブレーキスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号や、トランスミッションのシフト操作信号を入力すれば、先行車両の挙動が実際に変化する前に、先行車両の減速状態を判断することができる。このように、通信装置１４を介した先行車両との車車間通信により、先行車両の減速状態を判断することで、より適切なタイミングで自車両の加減速度を制御でき、良好な隊列走行を維持することができる。
また、車間距離制御を行うための第二の目標車間距離Ｄｔ２には、先行車両が減速を開始した時点の車間距離Ｄｒを設定する。したがって、第二の目標車間距離Ｄｔ２は、先行車両の減速によって車間距離Ｄｒが縮まり始める時点の値に相当する。さらには、上記のように、先行車両のブレーキスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号や、トランスミッションのシフト操作信号を入力することで、先行車両の減速によって車間距離Ｄｒが縮まるよりも前の時点の値に相当する。したがって、減速開始時点の車間距離Ｄｒを車間距離制御の目標値とすることで、先行車両が減速を開始する前の状態を維持しようと自車両の加減速度を制御することになる。これにより、先行車両への接近を可及的に抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
図６は、第１実施形態の動作を示すタイムチャートである。
ここでは、車間時間ＴＨＷと、先行車両の減速信号と、車間距離制御フラグの動きについて説明する。
先ず、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを概ね維持しており、車間距離制御フラグがｆｔ＝０にリセットされていることで、車間時間制御が実行されている。このとき、時点ｔ１１で先行車両が減速を開始し、時点ｔ１２で先行車両が減速を終了する。この先行車両の一時的な減速により、車間時間ＴＨＷが僅かに減少するものの、下限閾値ｔｈＭＩＮ以上の状態を維持しているため、車間距離制御フラグもｆｔ＝０を維持し、車間時間制御を継続する。
ここでは、車間時間ＴＨＷと、先行車両の減速信号と、車間距離制御フラグの動きについて説明する。
先ず、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを概ね維持しており、車間距離制御フラグがｆｔ＝０にリセットされていることで、車間時間制御が実行されている。このとき、時点ｔ１１で先行車両が減速を開始し、時点ｔ１２で先行車両が減速を終了する。この先行車両の一時的な減速により、車間時間ＴＨＷが僅かに減少するものの、下限閾値ｔｈＭＩＮ以上の状態を維持しているため、車間距離制御フラグもｆｔ＝０を維持し、車間時間制御を継続する。
その後の時点ｔ１３で先行車両が減速を開始すると、車間時間ＴＨＷが減少しゆき、時点ｔ１４で車間時間ＴＨＷが下限閾値ｔｈＭＩＮを下回ると、車間距離制御フラグがｆｔ＝１にセットされるので、車間時間制御から車間距離制御へと切り替わる。この車間距離制御により、先行車両が減速を開始した時点の車間距離Ｄｒを維持しようと減速するので、車間時間ＴＨＷは増加に転じ、直ぐに下限閾値ｔｈＭＩＮを上回るが、そのまま車間距離制御を維持する。その後の時点ｔ１５で先行車両が減速を終了すると、車間距離制御フラグがｆｔ＝０にリセットされ、車間距離制御から車間時間制御へと復帰する。
このように、車間時間制御だけで対応するのではなく、必要に応じて車間距離制御を実行することにより、先行車両に追従する車両に、より適切なタイミングで減速させ、良好な隊列走行を維持することができる。
このように、車間時間制御だけで対応するのではなく、必要に応じて車間距離制御を実行することにより、先行車両に追従する車両に、より適切なタイミングで減速させ、良好な隊列走行を維持することができる。
《対応関係》
以上より、車輪速センサ１２、ステップＳ１０２の処理が「車速検出部」に対応し、周辺状況認識装置１３が「車間距離検出部」に対応する。また、ＣＡＣＣスイッチ１１、ステップＳ１０３の処理が「目標車間時間設定部」に対応し、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８、Ｓ１１２、Ｓ１１３の処理が「車間時間制御部」に対応する。また、通信装置１４、ステップＳ１０９、Ｓ１２１の処理が「減速状態検出部」に対応し、ステップＳ１１０の処理が「目標車間距離設定部」及び「車間距離制御部」に対応する。また、ステップＳ１１１の処理、つまりステップＳ１２２〜Ｓ１３４の処理が「制御切り替え部」に対応する。
以上より、車輪速センサ１２、ステップＳ１０２の処理が「車速検出部」に対応し、周辺状況認識装置１３が「車間距離検出部」に対応する。また、ＣＡＣＣスイッチ１１、ステップＳ１０３の処理が「目標車間時間設定部」に対応し、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８、Ｓ１１２、Ｓ１１３の処理が「車間時間制御部」に対応する。また、通信装置１４、ステップＳ１０９、Ｓ１２１の処理が「減速状態検出部」に対応し、ステップＳ１１０の処理が「目標車間距離設定部」及び「車間距離制御部」に対応する。また、ステップＳ１１１の処理、つまりステップＳ１２２〜Ｓ１３４の処理が「制御切り替え部」に対応する。
《効果》
次に、第１実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態に係る隊列走行制御装置は、同一車線上の複数の車両と隊列を形成して走行するものにおいて、先行車両に対する目標車間時間Ｔｔを設定し、目標車間時間Ｔｔを実現するために、自車両の加減速度を制御する車間時間制御を実行可能にする。また、先行車両の減速状態を検出し、先行車両との車間距離Ｄｒを検出し、先行車両が減速を開始したことを検出した時点の車間距離Ｄｒを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定する。そして、第二の目標車間距離Ｄｔ２を実現するために、自車両の加減速度を制御する車間距離制御を実行可能にする。また、自車速Ｖｓを検出し、自車速Ｖｓ及び先行車両との車間距離Ｄｒに応じて、先行車両に対する車間時間ＴＨＷを検出する。この車間時間ＴＨＷに応じて、車間時間制御を行うか車間距離制御を行うか何れか一方に切り替える。このとき、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを維持しているときは車間時間制御を行う。また、目標車間時間Ｔｔよりも小さな範囲に予め定めた下限閾値ＴｔｈＭＩＮを設定し、目標車間時間Ｔｔから下限閾値ＴｔｈＭＩＮまでの範囲を、車間時間制御を維持するための不感帯として設定する。そして、車間時間制御を行っている状態で、車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮを下回ったときに、車間時間制御から車間距離制御に切り替える。
このように、車間時間制御だけで対応するのではなく、必要に応じて車間距離制御を実行することにより、先行車両に追従する車両に、より適切なタイミングで減速させ、良好な隊列走行を維持することができる。さらに、目標車間時間Ｔｔから下限閾値ＴｔｈＭＩＮまでの範囲を、車間時間制御を維持するための不感帯として設定することで、スムーズに制御モードを切り替え、且つ車両挙動の急変を抑制することができる。また、車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮを下回ったときに、車間時間制御から車間距離制御に切り替えることにより、第二の目標車間距離Ｄｔ２を実現するために、速やかに先行車両への接近を抑制することができる。
次に、第１実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態に係る隊列走行制御装置は、同一車線上の複数の車両と隊列を形成して走行するものにおいて、先行車両に対する目標車間時間Ｔｔを設定し、目標車間時間Ｔｔを実現するために、自車両の加減速度を制御する車間時間制御を実行可能にする。また、先行車両の減速状態を検出し、先行車両との車間距離Ｄｒを検出し、先行車両が減速を開始したことを検出した時点の車間距離Ｄｒを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定する。そして、第二の目標車間距離Ｄｔ２を実現するために、自車両の加減速度を制御する車間距離制御を実行可能にする。また、自車速Ｖｓを検出し、自車速Ｖｓ及び先行車両との車間距離Ｄｒに応じて、先行車両に対する車間時間ＴＨＷを検出する。この車間時間ＴＨＷに応じて、車間時間制御を行うか車間距離制御を行うか何れか一方に切り替える。このとき、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを維持しているときは車間時間制御を行う。また、目標車間時間Ｔｔよりも小さな範囲に予め定めた下限閾値ＴｔｈＭＩＮを設定し、目標車間時間Ｔｔから下限閾値ＴｔｈＭＩＮまでの範囲を、車間時間制御を維持するための不感帯として設定する。そして、車間時間制御を行っている状態で、車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮを下回ったときに、車間時間制御から車間距離制御に切り替える。
このように、車間時間制御だけで対応するのではなく、必要に応じて車間距離制御を実行することにより、先行車両に追従する車両に、より適切なタイミングで減速させ、良好な隊列走行を維持することができる。さらに、目標車間時間Ｔｔから下限閾値ＴｔｈＭＩＮまでの範囲を、車間時間制御を維持するための不感帯として設定することで、スムーズに制御モードを切り替え、且つ車両挙動の急変を抑制することができる。また、車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮを下回ったときに、車間時間制御から車間距離制御に切り替えることにより、第二の目標車間距離Ｄｔ２を実現するために、速やかに先行車両への接近を抑制することができる。
（２）本実施形態に係る隊列走行制御装置は、先行車両が減速を終了した時点で、車間距離制御から車間時間制御に切り替える。
このように、先行車両が減速を終了した時点で、車間距離制御から車間時間制御に切り替えることにより、先行車両との車間距離Ｄｒが不必要に拡大することを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
このように、先行車両が減速を終了した時点で、車間距離制御から車間時間制御に切り替えることにより、先行車両との車間距離Ｄｒが不必要に拡大することを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
（３）本実施形態に係る隊列走行制御装置は、先行車両との通信により、先行車両の減速状態を検出する。
このように、先行車両との通信により、先行車両の減速状態を検出することにより、より適切なタイミングで自車両の加減速度を制御でき、良好な隊列走行を維持することができる。
このように、先行車両との通信により、先行車両の減速状態を検出することにより、より適切なタイミングで自車両の加減速度を制御でき、良好な隊列走行を維持することができる。
（４）本実施形態に係る隊列走行制御方法は、同一車線上の複数の車両と隊列を形成して走行する際に、先行車両に対する目標車間時間Ｔｔを設定し、この目標車間時間Ｔｔを実現するために、自車両の加減速度を制御する車間時間制御を実行可能にする。また、先行車両の減速状態を検出し、先行車両との車間距離Ｄｒを検出し、先行車両が減速を開始したことを検出した時点の車間距離Ｄｒを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定する。そして、第二の目標車間距離Ｄｔ２を実現するために、自車両の加減速度を制御する車間距離制御を実行可能にする。また、自車速Ｖｓを検出し、自車速Ｖｓ及び車間距離Ｄｒに応じて、先行車両に対する車間時間ＴＨＷを検出する。この車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを維持しているときは、車間時間制御を行う。また、目標車間時間Ｔｔよりも小さな範囲に予め定めた下限閾値ＴｔｈＭＩＮを設定し、目標車間時間Ｔｔから下限閾値ＴｔｈＭＩＮまでの範囲を、車間時間制御を維持するための不感帯として設定する。そして、車間時間制御を行っている状態で、車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮを下回ったときに、車間時間制御から車間距離制御に切り替える。
このように、車間時間制御だけで対応するのではなく、必要に応じて車間距離制御を実行することにより、先行車両に追従する車両に、より適切なタイミングで減速させ、良好な隊列走行を維持することができる。さらに、目標車間時間Ｔｔから下限閾値ＴｔｈＭＩＮまでの範囲を、車間時間制御を維持するための不感帯として設定することで、スムーズに制御モードを切り替え、且つ車両挙動の急変を抑制することができる。また、車間時間ＴＨＷが下限閾値ＴｔｈＭＩＮを下回ったときに、車間時間制御から車間距離制御に切り替えることにより、第二の目標車間距離Ｄｔ２を実現するために、速やかに先行車両への接近を抑制することができる。
《第２実施形態》
《構成》
本実施形態は、車間距離制御を行っている状態で、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを上回ったときには、車間距離制御を維持するものである。また、車間時間ＴＨＷに対する上限閾値ＴｔｈＭＡＸを設定し、車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸを上回ったときには、上限閾値ＴｔｈＭＡＸに対応する車間距離ＤｔｈＭＡＸの維持を実現するために、自車両の加減速度を制御するものである。
装置構成は、前述した第１実施形態と同様である。
《構成》
本実施形態は、車間距離制御を行っている状態で、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを上回ったときには、車間距離制御を維持するものである。また、車間時間ＴＨＷに対する上限閾値ＴｔｈＭＡＸを設定し、車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸを上回ったときには、上限閾値ＴｔｈＭＡＸに対応する車間距離ＤｔｈＭＡＸの維持を実現するために、自車両の加減速度を制御するものである。
装置構成は、前述した第１実施形態と同様である。
次に、本実施形態の制御切り替え判断処理について説明する。
図７は、第２実施形態の制御切り替え判断処理を示すフローチャートである。
ここでは、前述した第１実施形態において、新たなステップＳ２０１、Ｓ２０２の処理を追加してあり、このステップＳ２０１の処理は、ステップＳ１２３からＳ１３１へ移行するときに実行される。なお、ステップＳ１２１〜Ｓ１３４の処理については、前述した第１実施形態と同様であるため、共通部分については詳細な説明を省略する。
図７は、第２実施形態の制御切り替え判断処理を示すフローチャートである。
ここでは、前述した第１実施形態において、新たなステップＳ２０１、Ｓ２０２の処理を追加してあり、このステップＳ２０１の処理は、ステップＳ１２３からＳ１３１へ移行するときに実行される。なお、ステップＳ１２１〜Ｓ１３４の処理については、前述した第１実施形態と同様であるため、共通部分については詳細な説明を省略する。
ステップＳ２０１では、車間時間ＴＨＷが予め定めた上限閾値ＴｔｈＭＡＸよりも短いか否かを判定する。
ここで、上限閾値ＴｔｈＭＡＸとは、下記の数式に示すように、車間時間設定スイッチで設定された目標車間時間Ｔｔから予め定めた余裕代Ｔｍを加算した値である。余裕代Ｔｍは、例えば０.１［ｓｅｃ］程度とする。したがって、目標車間時間Ｔｔが例えば０.７［ｓｅｃ］であるときには、上限閾値ＴｔｈＭＡＸは０.８［ｓｅｃ］程度となる。
ＴｔｈＭＡＸ＝Ｔｔ＋Ｔｍ
ここで、判定結果が車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸよりも短いときには、先行車両との離間傾向はほぼないと判断してステップＳ１３１に移行する。一方、判定結果が車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸ以上であるときには、先行車両との離間傾向にあると判断してステップＳ２０２に移行する。
ここで、上限閾値ＴｔｈＭＡＸとは、下記の数式に示すように、車間時間設定スイッチで設定された目標車間時間Ｔｔから予め定めた余裕代Ｔｍを加算した値である。余裕代Ｔｍは、例えば０.１［ｓｅｃ］程度とする。したがって、目標車間時間Ｔｔが例えば０.７［ｓｅｃ］であるときには、上限閾値ＴｔｈＭＡＸは０.８［ｓｅｃ］程度となる。
ＴｔｈＭＡＸ＝Ｔｔ＋Ｔｍ
ここで、判定結果が車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸよりも短いときには、先行車両との離間傾向はほぼないと判断してステップＳ１３１に移行する。一方、判定結果が車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸ以上であるときには、先行車両との離間傾向にあると判断してステップＳ２０２に移行する。
ステップＳ２０２では、車間距離制御として、上限閾値ＴｔｈＭＡＸ相当の車間距離ＤｔｈＭＡＸを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し、且つこの第二の目標車間距離Ｄｔ２を維持するための第二の加減速度指令値Ｇｃ２を設定する。ここで、上限閾値ＴｔｈＭＡＸ相当の車間距離ＤｔｈＭＡＸとは、下記の数式に示すように、上限閾値ＴｔｈＭＡＸに自車速Ｖｓを乗算した値である。
ＤｔｈＭＡＸ＝ＴｔｈＭＡＸ×Ｖｓ
そして、この第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
上記が本実施形態の制御切り替え判断処理である。
ＤｔｈＭＡＸ＝ＴｔｈＭＡＸ×Ｖｓ
そして、この第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
上記が本実施形態の制御切り替え判断処理である。
《作用》
次に、第２実施形態の作用について説明する。
車間距離制御を実行しており、且つ先行車両が減速を終了していない状態で、例えば自車両の減速度が先行車両の減速度よりも相対的に高いと、車間時間ＴＨＷが徐々に増加してゆく。そして、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを上回ったとしても、先行車両が減速を解除していないので、そのまま車間距離制御を維持する。
但し、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔに対して上方乖離し、目標車間時間Ｔｔとの差が大きくなり過ぎると、先行車両が減速を解除した後に、車間時間ＴＨＷを目標車間時間Ｔｔに復帰させるまでに時間を要してしまう。
次に、第２実施形態の作用について説明する。
車間距離制御を実行しており、且つ先行車両が減速を終了していない状態で、例えば自車両の減速度が先行車両の減速度よりも相対的に高いと、車間時間ＴＨＷが徐々に増加してゆく。そして、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを上回ったとしても、先行車両が減速を解除していないので、そのまま車間距離制御を維持する。
但し、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔに対して上方乖離し、目標車間時間Ｔｔとの差が大きくなり過ぎると、先行車両が減速を解除した後に、車間時間ＴＨＷを目標車間時間Ｔｔに復帰させるまでに時間を要してしまう。
そのため、目標車間時間Ｔｔよりも大きな範囲に予め定めた上限閾値ＴｔｈＭＡＸを設定し、車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸ以上であるときには（ステップＳ２０１の判定が“No”）、車間距離制御における第二の目標車間距離Ｄｔ２を調整する。すなわち、上限閾値ＴｔｈＭＡＸ相当の車間距離ＤｔｈＭＡＸを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し直し、この第二の目標車間距離Ｄｔ２の維持を実現するために、自車両の加減速度を制御する（ステップＳ２０２）。このように、車間距離制御を実行しながら、車間時間ＴＨＷが大きくなり過ぎることを抑制する。これにより、先行車両が減速を解除した後に、車間時間ＴＨＷを速やかに目標車間時間Ｔｔへと収束させることができる。
図８は、第２実施形態の動作を示すタイムチャートである。
ここでは、車間時間ＴＨＷと、先行車両の減速信号と、車間距離制御フラグの動きについて説明する。
先ず、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを概ね維持しており、車間距離制御フラグがｆｔ＝０にリセットされていることで、車間時間制御が実行されている。このとき、時点ｔ２１で先行車両が減速を開始し、時点ｔ２２で先行車両が減速を終了する。この先行車両の一時的な減速により、車間時間ＴＨＷが僅かに減少するものの、下限閾値ｔｈＭＩＮ以上の状態を維持しているため、車間距離制御フラグもｆｔ＝０を維持し、車間時間制御を継続する。
ここでは、車間時間ＴＨＷと、先行車両の減速信号と、車間距離制御フラグの動きについて説明する。
先ず、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを概ね維持しており、車間距離制御フラグがｆｔ＝０にリセットされていることで、車間時間制御が実行されている。このとき、時点ｔ２１で先行車両が減速を開始し、時点ｔ２２で先行車両が減速を終了する。この先行車両の一時的な減速により、車間時間ＴＨＷが僅かに減少するものの、下限閾値ｔｈＭＩＮ以上の状態を維持しているため、車間距離制御フラグもｆｔ＝０を維持し、車間時間制御を継続する。
その後の時点ｔ２３で先行車両が減速を開始すると、車間時間ＴＨＷが減少しゆき、時点ｔ２４で車間時間ＴＨＷが下限閾値ｔｈＭＩＮを下回ると、車間距離制御フラグがｆｔ＝１にセットされるので、車間時間制御から車間距離制御へと切り替わる。この車間距離制御により、先行車両が減速を開始した時点の車間距離Ｄｒを維持しようと減速するので、車間時間ＴＨＷは増加に転じ、直ぐに下限閾値ｔｈＭＩＮを上回るが、そのまま車間距離制御を維持する。また、車間時間ＴＨＷは増加を続け、目標車間時間Ｔｔを上回るが、先行車両が減速を解除していないので、そのまま車間距離制御を維持する。
但し、車間時間ＴＨＷが上限閾値ｔｈＭＡＸを上回ると、車間距離制御を維持したまま、この上限閾値ｔｈＭＡＸ相当の車間距離ＤｔｈＭＡＸを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定する。これにより、車間時間ＴＨＷの上昇が抑制され、上限閾値ｔｈＭＡＸを概ね維持するようになる。その後の時点ｔ２５で先行車両が減速を終了すると、車間距離制御フラグがｆｔ＝０にリセットされ、車間距離制御から車間時間制御へと復帰する。
このように、車間距離制御を維持したまま、第二の目標車間距離Ｄｔ２を調整することにより、車間時間ＴＨＷが大きくなり過ぎることを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
本実施形態において、その他、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。
このように、車間距離制御を維持したまま、第二の目標車間距離Ｄｔ２を調整することにより、車間時間ＴＨＷが大きくなり過ぎることを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
本実施形態において、その他、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。
《対応関係》
以上、ステップＳ２０１の処理が「制御切り替え部」に含まれ、ステップＳ２０２の処理が「車間距離制御部」に含まれる。
《効果》
次に、第２実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態の隊列走行制御装置は、車間距離制御を行っている状態で、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを上回ったときには、車間距離制御を維持する。
このように、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを上回ったとしても、少なくとも先行車両が減速を終了するまでは、車間距離制御を維持することにより、先行車両への接近を抑制することができる。
以上、ステップＳ２０１の処理が「制御切り替え部」に含まれ、ステップＳ２０２の処理が「車間距離制御部」に含まれる。
《効果》
次に、第２実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態の隊列走行制御装置は、車間距離制御を行っている状態で、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを上回ったときには、車間距離制御を維持する。
このように、車間時間ＴＨＷが目標車間時間Ｔｔを上回ったとしても、少なくとも先行車両が減速を終了するまでは、車間距離制御を維持することにより、先行車両への接近を抑制することができる。
（２）本実施形態の隊列走行制御装置は、目標車間時間Ｔｔよりも大きな範囲に予め定めた上限閾値ＴｔｈＭＡＸを設定し、車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸを上回ったときは、上限閾値ＴｔｈＭＡＸに対応する車間距離ＤｔｈＭＡＸの維持を実現するために、自車両の加減速度を制御する。
このように、車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸを上回ったときは、上限閾値ＴｔｈＭＡＸ相当の車間距離ＤｔｈＭＡＸを維持することにより、車間時間ＴＨＷが大きくなり過ぎることを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
このように、車間時間ＴＨＷが上限閾値ＴｔｈＭＡＸを上回ったときは、上限閾値ＴｔｈＭＡＸ相当の車間距離ＤｔｈＭＡＸを維持することにより、車間時間ＴＨＷが大きくなり過ぎることを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
《第３実施形態》
《構成》
本実施形態は、先行車両の車速Ｖａが、予め定めた閾値Ｖｔｈ以下となったときは、車間距離制御として、予め定めた最小車間距離ＤｒＭＩＮの維持を実現するために、自車両の加減速度を制御するものである。
装置構成は、前述した第１実施形態と同様である。
《構成》
本実施形態は、先行車両の車速Ｖａが、予め定めた閾値Ｖｔｈ以下となったときは、車間距離制御として、予め定めた最小車間距離ＤｒＭＩＮの維持を実現するために、自車両の加減速度を制御するものである。
装置構成は、前述した第１実施形態と同様である。
次に、本実施形態の制御切り替え判断処理について説明する。
図９は、第３実施形態の制御切り替え判断処理を示すフローチャートである。
ここでは、前述した第１実施形態において、新たなステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理を追加してあり、このステップＳ３０１の処理は、ステップＳ１２１の前に実行される。なお、ステップＳ１２１〜Ｓ１３４の処理については、前述した第１実施形態と同様であるため、共通部分については詳細な説明を省略する。
図９は、第３実施形態の制御切り替え判断処理を示すフローチャートである。
ここでは、前述した第１実施形態において、新たなステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理を追加してあり、このステップＳ３０１の処理は、ステップＳ１２１の前に実行される。なお、ステップＳ１２１〜Ｓ１３４の処理については、前述した第１実施形態と同様であるため、共通部分については詳細な説明を省略する。
ステップＳ３０１では、先行車両の車速Ｖａが、予め定めた閾値Ｖｔｈより大きいか否かを判定する。ここで、閾値Ｖｔｈとは、例えば４０〜５０ｋｍ／ｈ程度の値である。判定結果が、Ｖａ＞Ｖｔｈであるときには、適切な車間時間制御を実行できると判断してステップＳ１２１に移行する。一方、判定結果がＶａ≦Ｖｔｈであるときには、適切な車間時間制御を実行できないと判断してステップＳ３０２に移行する。
ステップＳ３０２では、車間距離制御として、予め定めた最小車間距離ＤｒＭＩＮを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し、且つこの第二の目標車間距離Ｄｔ２を維持するための第二の加減速度指令値Ｇｃ２を設定する。ここで、最小車間距離ＤｒＭＩＮとは、例えば１０ｍ程度の固定値である。そして、この第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
上記が本実施形態の制御切り替え判断処理である。
ステップＳ３０２では、車間距離制御として、予め定めた最小車間距離ＤｒＭＩＮを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し、且つこの第二の目標車間距離Ｄｔ２を維持するための第二の加減速度指令値Ｇｃ２を設定する。ここで、最小車間距離ＤｒＭＩＮとは、例えば１０ｍ程度の固定値である。そして、この第二の加減速度指令値Ｇｃ２を最終的な加減速指令値Ｇｃに設定してから所定のメインプログラムに復帰する。
上記が本実施形態の制御切り替え判断処理である。
《作用》
次に、第３実施形態の作用について説明する。
車間時間制御では、目標車間時間Ｔｔを実現しようとすると、自車速Ｖｓによって先行車両への車間距離が変化する。すなわち、自車速Ｖｓが高いほど車間距離Ｄｒは長くなるが、自車速Ｖｓが低いほど車間距離Ｄｒは短くなる。例えば、自車速Ｖｓが５０ｋｍ／ｈ程度のときには車間距離Ｄｒが８.３ｍ程度となり、自車速Ｖｓが４０ｋｍ／ｈ程度のときには車間距離Ｄｒが６.６ｍ程度となる。しかしながら、いくら自車速Ｖｓが低くても、車間距離Ｄｒを短くし過ぎると、運転者に違和感を与える可能性がある。そこで、本実施形態では、自車速Ｖｓが低くなるとしても、最低限の車間距離Ｄｒを維持するために、車間時間制御から車間距離制御への切り替えを行う。
次に、第３実施形態の作用について説明する。
車間時間制御では、目標車間時間Ｔｔを実現しようとすると、自車速Ｖｓによって先行車両への車間距離が変化する。すなわち、自車速Ｖｓが高いほど車間距離Ｄｒは長くなるが、自車速Ｖｓが低いほど車間距離Ｄｒは短くなる。例えば、自車速Ｖｓが５０ｋｍ／ｈ程度のときには車間距離Ｄｒが８.３ｍ程度となり、自車速Ｖｓが４０ｋｍ／ｈ程度のときには車間距離Ｄｒが６.６ｍ程度となる。しかしながら、いくら自車速Ｖｓが低くても、車間距離Ｄｒを短くし過ぎると、運転者に違和感を与える可能性がある。そこで、本実施形態では、自車速Ｖｓが低くなるとしても、最低限の車間距離Ｄｒを維持するために、車間時間制御から車間距離制御への切り替えを行う。
なお、隊列走行の場合、自車速Ｖｓは略先行車両の車速Ｖａであり、先ず先行車両の車速Ｖａが変化し、それから自車速Ｖｓが変化することになるため、自車速Ｖｓが低いことを検出するよりも、先行車両の車速Ｖａが低いことを検出する方が好ましい。
そこで、先行車両の車速Ｖａが閾値Ｖｔｈ以下であるときには（ステップＳ３０１の判定が“No”）、車間距離制御における第二の目標車間距離Ｄｔ２を調整する。すなわち、予め定めた最小車間距離ＤｒＭＩＮを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し直し、この第二の目標車間距離Ｄｔ２の維持を実現するために、自車両の加減速度を制御する（ステップＳ３０２）。このように、車間距離制御に切り替え、車間距離Ｄｒが小さくなり過ぎることを抑制する。これにより、先行車両に対して必要以上に接近することを抑制し、運転者に違和感を与えることも抑制できる。
そこで、先行車両の車速Ｖａが閾値Ｖｔｈ以下であるときには（ステップＳ３０１の判定が“No”）、車間距離制御における第二の目標車間距離Ｄｔ２を調整する。すなわち、予め定めた最小車間距離ＤｒＭＩＮを、第二の目標車間距離Ｄｔ２として設定し直し、この第二の目標車間距離Ｄｔ２の維持を実現するために、自車両の加減速度を制御する（ステップＳ３０２）。このように、車間距離制御に切り替え、車間距離Ｄｒが小さくなり過ぎることを抑制する。これにより、先行車両に対して必要以上に接近することを抑制し、運転者に違和感を与えることも抑制できる。
図１０は、第３実施形態の動作を示すタイムチャートである。
ここでは、先行車両の車速Ｖａと、車間距離Ｄｒの動きについて説明する。
先ず、先行車両の車速Ｖａが閾値Ｖｔｈよりも大きい状態を維持しており、このときは車間時間制御が実行されている。この状態から先行車両が減速し、車速Ｖａが徐々に減少してゆくと、車間時間制御により、車間距離Ｄｒも徐々に短くなる。その後、時点ｔ３１で先行車両の車速Ｖａが閾値Ｖｔｈを下回ると、車間時間制御から車間距離制御へと切り替わる。この車間距離制御により、車間距離Ｄｒの減少が制限され、最小車間距離ＤｒＭＩＮを維持する。
ここでは、先行車両の車速Ｖａと、車間距離Ｄｒの動きについて説明する。
先ず、先行車両の車速Ｖａが閾値Ｖｔｈよりも大きい状態を維持しており、このときは車間時間制御が実行されている。この状態から先行車両が減速し、車速Ｖａが徐々に減少してゆくと、車間時間制御により、車間距離Ｄｒも徐々に短くなる。その後、時点ｔ３１で先行車両の車速Ｖａが閾値Ｖｔｈを下回ると、車間時間制御から車間距離制御へと切り替わる。この車間距離制御により、車間距離Ｄｒの減少が制限され、最小車間距離ＤｒＭＩＮを維持する。
このように、車間時間制御から車間距離制御へと切り替え、第二の目標車間距離Ｄｔ２を調整することにより、先行車両に接近し過ぎることを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
本実施形態において、その他、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。
《対応関係》
以上、ステップＳ３０１の処理が「制御切り替え部」に含まれ、ステップＳ３０２の処理が「車間距離制御部」に含まれる。
本実施形態において、その他、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。
《対応関係》
以上、ステップＳ３０１の処理が「制御切り替え部」に含まれ、ステップＳ３０２の処理が「車間距離制御部」に含まれる。
《効果》
次に、第３実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態の隊列走行制御装置は、先行車両の車速Ｖａが、予め定めた閾値Ｖｔｈ以下となったときは、車間距離制御として、予め定めた最小車間距離ＤｒＭＩＮの維持を実現するために、自車両の加減速度を制御する。
このように、先行車両の車速Ｖａが閾値Ｖｔｈ以下となったときは、車間距離制御によって最小車間距離ＤｒＭＩＮの維持することで、先行車両に接近し過ぎることを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
次に、第３実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態の隊列走行制御装置は、先行車両の車速Ｖａが、予め定めた閾値Ｖｔｈ以下となったときは、車間距離制御として、予め定めた最小車間距離ＤｒＭＩＮの維持を実現するために、自車両の加減速度を制御する。
このように、先行車両の車速Ｖａが閾値Ｖｔｈ以下となったときは、車間距離制御によって最小車間距離ＤｒＭＩＮの維持することで、先行車両に接近し過ぎることを抑制し、良好な隊列走行を維持することができる。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。また、各実施形態は、任意に組み合わせて採用することができる。
１１ ＣＡＣＣスイッチ
１２ 車輪速センサ
１３ 周辺状況認識装置
１４ 通信装置
１５ ナビゲーションシステム
１６ コントローラ
２０ 駆動力制御装置
５０ ブレーキ制御装置
１２ 車輪速センサ
１３ 周辺状況認識装置
１４ 通信装置
１５ ナビゲーションシステム
１６ コントローラ
２０ 駆動力制御装置
５０ ブレーキ制御装置
Claims (7)
- 同一車線上の複数の車両と隊列を形成して走行する隊列走行制御装置において、
先行車両に対する目標車間時間を設定する目標車間時間設定部と、
前記目標車間時間設定部で設定した目標車間時間を実現するために、自車両の加減速度を制御することにより車間時間制御を行う車間時間制御部と、
前記先行車両の減速状態を検出する減速状態検出部と、
前記先行車両との車間距離を検出する車間距離検出部と、
前記減速状態検出部で前記先行車両が減速を開始したことを検出した時点で、前記車間距離検出部で検出した車間距離を、目標車間距離として設定する目標車間距離設定部と、
前記目標車間距離設定部で設定した目標車間距離を実現するために、自車両の加減速度を制御することにより車間距離制御を行う車間距離制御部と、
自車速を検出する車速検出部と、
前記車速検出部で検出した自車速、及び前記車間距離検出部で検出した前記先行車両との車間距離に応じて、前記先行車両に対する車間時間を検出する車間時間検出部と、
前記車間時間検出部で検出した車間時間に応じて、前記車間時間制御部で車間時間制御を行うか前記車間距離制御部で車間距離制御を行うか何れか一方に切り替える制御切り替え部と、を備え、
前記制御切り替え部は、
前記車間時間が前記目標車間時間を維持しているときは、前記車間時間制御部で車間時間制御を行い、前記目標車間時間よりも小さな範囲に予め定めた下限閾値を設定し、前記目標車間時間から前記下限閾値までの範囲を、前記車間時間制御を維持するための不感帯として設定し、前記車間時間制御を行っている状態で、前記車間時間が前記下限閾値を下回ったときには、前記車間時間制御から前記車間距離制御に切り替えることを特徴とする隊列走行制御装置。 - 前記制御切り替え部は、
前記減速状態検出部は、前記先行車両が減速を終了した時点で、前記車間距離制御から前記車間時間制御に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の隊列走行制御装置。 - 前記減速状態検出部は、
前記先行車両との通信により、前記先行車両の減速状態を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の隊列走行制御装置。 - 前記制御切り替え部は、
前記車間距離制御を行っている状態で、前記車間時間が前記目標車間時間を上回ったときには、前記車間距離制御を維持することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の隊列走行制御装置。 - 前記車間距離制御部は、
前記目標車間時間よりも大きな範囲に予め定めた上限閾値を設定し、前記車間時間が前記上限閾値を上回ったときには、前記上限閾値に対応する車間距離の維持を実現するために、自車両の加減速度を制御することを特徴とする請求項４に記載の隊列走行制御装置。 - 前記制御切り替え部は、
前記先行車両の車速が、予め定めた閾値以下となったときは、前記車間距離制御部で車間距離制御を行い、
前記車間距離制御部は、
予め定めた最小車間距離の維持を実現するために、自車両の加減速度を制御することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の隊列走行制御装置。 - 同一車線上の複数の車両と隊列を形成して走行する際に、
先行車両に対する目標車間時間を設定し、前記目標車間時間を実現するために、自車両の加減速度を制御する車間時間制御を実行可能とし、
前記先行車両の減速状態を検出し、前記先行車両との車間距離を検出し、前記先行車両が減速を開始したことを検出した時点の前記車間距離を、目標車間距離として設定し、前記目標車間距離を実現するために、自車両の加減速度を制御する車間距離制御を実行可能とし、
自車速を検出し、前記自車速、及び前記車間距離に応じて、前記先行車両に対する車間時間を検出し、前記車間時間が前記目標車間時間を維持しているときは、前記車間時間制御を行い、前記目標車間時間よりも小さな範囲に予め定めた下限閾値を設定し、前記目標車間時間から前記下限閾値までの範囲を、前記車間時間制御を維持するための不感帯として設定し、前記車間時間制御を行っている状態で、前記車間時間が前記下限閾値を下回ったときには、前記車間時間制御から前記車間距離制御に切り替えることを特徴とする隊列走行制御方法。
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