車両制御装置および車両制御プログラム
【課題】自車両が隊列走行を行う際に、自車両の直前を走行する直前車両と自車両との車間距離を一定値に保持できるように自車両の挙動を制御する車両制御装置において、過大なコストを掛けることなく、自車両の挙動の制御遅れを改善できるようにする。
【解決手段】車両制御装置においては、直前車両によって送信された、直前車両の走行に関する情報を表す直前車両走行情報を取得し、自車両の走行に関する情報を表す自車両走行情報をこの自車両から取得する（Ｓ２１０）。そして、直前車両走行情報および自車両走行情報に基づいて、直前車両および自車両における単位時間当たりの移動距離を夫々算出し、各移動距離の差を算出する（Ｓ２２０，Ｓ２３０）。算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出し（Ｓ２７０，Ｓ２８０）、この差分を抑制するように自車両を加減速させる（Ｓ２９０）。
【解決手段】車両制御装置においては、直前車両によって送信された、直前車両の走行に関する情報を表す直前車両走行情報を取得し、自車両の走行に関する情報を表す自車両走行情報をこの自車両から取得する（Ｓ２１０）。そして、直前車両走行情報および自車両走行情報に基づいて、直前車両および自車両における単位時間当たりの移動距離を夫々算出し、各移動距離の差を算出する（Ｓ２２０，Ｓ２３０）。算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出し（Ｓ２７０，Ｓ２８０）、この差分を抑制するように自車両を加減速させる（Ｓ２９０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両が隊列走行を行う際に、自車両の直前を走行する直前車両と自車両との車間距離を一定値に保持できるように自車両の挙動を制御する車両制御装置および車両制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両からレーダやソナー等、電磁波や音波を発射して、直前車両にて反射された反射波を検出するまでの時間に基づいて、自車両が自律的に直前車両との車間距離を検出する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３３３７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記反射波を利用した手法では、路面や前方車両のあらゆる部位（バンパ、リアウィンド等）にて反射された反射波がそれぞれ検出される。このため、車間距離を検出するためには、これらの反射波から前方車両のうちの自車両に最も近接した部位を抽出する必要がある。
【０００５】
この際の処理では、繰り返し反射波を検出した上で不要な反射波（データ）を除去するフィルタ処理を行う等の処理が必要となり、この処理に相当の時間（例えば１秒程度）を要するため、車間距離の検出、延いては自車両が隊列走行を行う際の車両を加減速させる制御が遅れがちになるという問題点が生じていた。このような制御遅れを考慮すると、隊列走行を実施する際には車間距離を大きめに設定せざるを得なかった。
【０００６】
ここで、電磁波や音波を発射する装置を複数配置したり、フィルタ処理の能力が高い装置を利用したりすれば、上記の制御遅れを改善することができると考えられるが、開発コストや製品コストが過大となるため実用的でない。
【０００７】
そこで、このような問題点を鑑み、自車両が隊列走行を行う際に、自車両の直前を走行する直前車両と自車両との車間距離を一定値に保持できるように自車両の挙動を制御する車両制御装置において、過大なコストを掛けることなく、自車両の挙動の制御遅れを改善できるようにすることを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の車両制御装置において、直前車両情報取得手段は、直前車両によって送信された、直前車両の走行に関する情報を表す直前車両走行情報を取得し、自車両情報取得手段は、自車両の走行に関する情報を表す自車両走行情報を当該自車両から取得する。そして、移動距離算出手段は、取得した直前車両走行情報および自車両走行情報に基づいて、直前車両および自車両における単位時間当たりの移動距離を夫々算出し、各移動距離の差を算出し、差分検出手段は、移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出する。さらに、第１加減速手段は、この差分を抑制するように自車両を加減速させる。
【０００９】
このような車両制御装置によれば、直前車両から前方車両走行情報を取得して直前車両との車間距離の変化（車間距離と車間基準値との差分）を検出するので、自車両では直前車両から前方車両走行情報を取得した後で、不要なデータを除去する等の複雑な処理をすることなく、車間距離の変化を把握することができる。よって、自車両でレーダ等を利用して車間距離の変化を検出する構成と比較して、自車両の挙動の制御遅れを改善することができる。また、レーダ等の装置を複数配置するようなコストアップを避けることができる。
【００１０】
なお、本発明において、「自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分」を検出する際に利用する「車間距離」としては、例えば、自車両から直前車両までの絶対的な距離（例えば、請求項２に記載の反射波を利用して車間距離を検出する手段によって検出された距離）を採用すればよい。
【００１１】
また或いは、あるタイミングを基準としてこのタイミングからの自車両および直前車両の各移動距離の差（相対的な距離の変化）を車間距離として採用してもよい。なお、各移動距離の差を車間距離として採用する場合には、車間基準値にも相対的な距離を設定すればよく、基準となるタイミングにおける車間距離を０として車間基準値に設定すればよい。基準となるタイミングの瞬間では、自車両および直前車両の移動距離が０となるため、自車両および直前車両の各移動距離の差も０となるからである。
【００１２】
このように相対的な車間距離を採用する場合には、絶対的な車間距離を把握することなく本発明を実現することができる。
ところで、請求項１に記載の車両制御装置においては、請求項２に記載のように、電磁波または音波を自車両の前方に発射し、その反射波を検出することによる、自車両から直前車両までの車間距離の検出結果を取得する車間距離取得手段と、車間距離の検出結果および直前車両走行情報のうちの一方を選択する選択手段と、を備えていてもよい。この場合には、差分検出手段は、選択手段が車間距離の検出結果を選択した場合に、この車間距離と車間基準値との差分を検出し、選択手段が直前車両走行情報を選択した場合に、移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出するようにすればよい。
【００１３】
このような車両制御装置によれば、状況に応じて自車両にて検出した車間距離を利用するか、直前車両から取得した直前車両走行情報を選択しつつ、車両制御を行うことができる。
【００１４】
さらに、請求項２に記載の車両制御装置においては、請求項３に記載のように、選択手段は、移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差が予め設定された変化基準値以上であれば、直前車両走行情報を選択し、各移動距離の差が変化基準値未満であれば、車間距離の検出結果を選択するようにしてもよい。
【００１５】
詳細には、各移動距離の差が変化基準値以上である場合、即ち、車間距離が短時間に大きく変化しており速やかに車両を加減速すべき場合には、応答性の優れた直前車両走行情報を選択する。また、各移動距離の差が変化基準値未満である場合、即ち、車間距離の変動が小さく、速やかに車両を加減速する必要がない場合には、絶対的な車間距離を検出できる手段（つまり反射波を検出する手段）にて検出された車間距離の検出結果を選択する。
【００１６】
このような車両制御装置によれば、応答性が求められるか否かに応じて選択手段に直前車両走行情報を選択させるか、車間距離の検出結果を選択させるかを設定することができる。
【００１７】
また、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両制御装置においては、請求項４に記載のように、自車両が属する隊列の先頭を走行する先頭車両によって送信された、先頭車両の挙動に関する情報を表す先頭車両挙動情報を取得する先頭車両情報取得手段と、取得した先頭車両挙動情報に基づいて、自車両が先頭車両と実質同じ挙動になるように自車両の加減速を開始させる第２加減速手段と、を備えていてもよい。
【００１８】
このような車両制御装置によれば、第２加減速手段によって自車両の加減速が開始された後、第１加減速手段によって車間距離の微調整を行うことになる。つまり、先頭車両が加減速を実施する際に、直前車両との車間距離が変化する前に、自車両の加減速を開始することができる。従って、先頭車両との車間距離（直前車両との車間距離）が変化し難くすることができる。
【００１９】
また、直前車両との車間距離が変化した場合であっても、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両制御装置の構成を備えているので、速やかに車間距離を車間基準値に制御することができる。
【００２０】
また、請求項５に係るプログラムは、コンピュータを、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両制御装置における各手段として機能させるための車両制御プログラムであることを特徴としている。
【００２１】
このような車両制御プログラムによれば、少なくとも請求項１に記載の車両制御装置と同等の効果を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】車載ネットワークシステムの構成図である。
【図２】隊列制御処理を示すフローチャートである。
【図３】車間制御処理を示すフローチャートである。
【図４】時間に対する車間距離の変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
図１は、本発明が適用された電子制御装置（車両制御装置、以下、ＥＣＵと記載する）１０を備える車載ネットワークシステム１の構成図である。この車載ネットワークシステム１は、車両（自車両２或いは周囲車両８０）に搭載される。なお、周囲車両８０とは、自車両２の周辺を走行する車両を示す。以下、自車両２における車載ネットワークシステム１について説明する。
【００２４】
車載ネットワークシステム１は、ＥＣＵ１０に加え、エンジン等の駆動系を制御する駆動系制御装置２０と、各種制御系の制御を行う制御系制御装置３０と、ステアリング等の操舵系を制御する操舵系制御装置４０と、サスペンション系などの懸架系に関わる制御を行う懸架系制御装置５０と、ドアの開閉等のボデー系の制御を行うボデー系制御装置６０と、車両に備えられるディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ等であり、図示は省略する）における画像表示の制御を行うディスプレイ制御装置７０と、それらを相互に通信可能に接続するＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バス１００とを備えている。
【００２５】
また、車載ネットワークシステム１は、天空を航行する衛星からの電波に基づき車両の位置を検出するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１１と、車両の向いている方位の変化を示すヨーレートを検出するヨーレートセンサ１２と、車両の加速度を検出するＧセンサ１３と、電磁波（例えばミリ波）を自車両の前方に発射し、その反射波を検出することによって自車両から直前車両までの車間距離を検出するレーダセンサ１４と、車輪の回転速度（車両の速度）を検出する車輪速センサ１５と、周囲車両８０と無線により通信を行うための車車間通信デバイス１６と、路上に配置されたビーコン送信機からの信号を受信するビーコン受信部１７と、を備えている。
【００２６】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイコンとしての構成を備えており、ＣＰＵが実行するＲＯＭ等に格納されたプログラムの機能として、自車両挙動検知部２１と、車車間通信送信制御部２２と、車車間通信受信制御部２３と、周囲車両挙動検知部２４と、隊列走行制御部２５と、車載ネットワーク制御部２８と、車載ネットワークコントローラ２９とを備えている。
【００２７】
自車両挙動検知部２１としての機能では、ＧＰＳ１１、ヨーレートセンサ１２、Ｇセンサ１３、レーダセンサ１４、および車輪速センサ１５の検出値に基づき、自車両２の現在位置、進行方向・進行方位、速度、単位時間当たりの車輪移動量等を検出する。また、自車両挙動検知部２１は、ビーコン受信部１７を介して情報を受けた時刻とその情報に含まれるビーコン（送信機）の識別子とを検出する。
【００２８】
また、自車両挙動検知部２１は、レーダセンサ１４等の検出結果を利用して、自車両２の前方の走行道路（走行経路）上に周囲車両８０が存在するか否かを判定し、周囲車両８０が存在しないと判定された場合、自車両２が隊列走行時の先頭車両であると判断する。この際、自車両２自身が先頭車両である旨のフラグを立てて、後段に接続の各制御部に各種情報を出力する。
【００２９】
また、自車両挙動検知部２１は、自車両２が先頭車両であると判断した場合で、かつ予め自車両２の加減速のタイミングを示す運行計画に基づく自動運転を行う場合、この運行計画についても各種情報とともに出力する。なお、自車両２が先頭車両である場合には、アクセル操作やブレーキ操作など、後に自車両２が加減速すると予想することができる予備的な操作を検出し、この操作の結果を各種情報とともに出力するようにしてもよい。
【００３０】
自車両挙動検知部２１による検出結果（各種情報の出力）は、後述する車車間通信送信制御部２２、および隊列走行制御部２５に入力される。
車車間通信送信制御部２２としての機能では、車車間通信デバイス１６を制御するとともに、その車車間通信デバイス１６を介して、各センサ類（１１〜１７）の検出結果や自車両挙動検知部２１の検出結果を周囲車両８０に送信（ブロードキャスト）する。
【００３１】
車車間通信受信制御部２３は、車車間通信デバイス１６を介して周囲車両８０における自車両挙動検知部（図示省略）の検出結果を受信する。この検出結果には、周囲車両８０における、ＧＰＳ１１、ヨーレートセンサ１２、Ｇセンサ１３、レーダセンサ１４、および車輪速センサ１５の検出値、或いは単位時間当たりの車輪移動量等の情報が含まれる。周囲車両８０から受信できた情報は、車車間通信受信制御部２３により周囲車両挙動検知部２４に入力される。
【００３２】
周囲車両挙動検知部２４としての機能では、車車間通信デバイス１６および車車間通信受信制御部２３を介して受信した周囲車両８０の挙動を表す情報に基づき、周囲車両８０の挙動を検出する。特に、本実施形態では、周囲車両８０の車輪移動量を抽出する。
【００３３】
なお、周囲車両８０から車輪移動量の情報が受信できない場合には、周囲車両８０の車速の情報から車輪移動量を算出する。周囲車両挙動検知部２４の検出結果は、隊列走行制御部２５に入力される。
【００３４】
隊列走行制御部２５としての機能では、周囲車両８０のうちの隊列を形成する車両（特に隊列の先頭車両と自車両２に対する直前車両）と実質的に同じ挙動（制御目標としては全く同じ挙動）となるように車間距離を監視しつつ自車両２の挙動を制御する。つまり、自車両２の加減速にかかる制御量を演算し、この演算結果を、車載ネットワーク制御部２８および車載ネットワークコントローラ２９を介して、ＣＡＮバス１００上に送出する。そして、駆動系制御装置２０、制御系制御装置３０などが、ＥＣＵ１０からの制御の目標値に基づき所定の制御を実行する。これにより隊列走行に必要な自車両２の制御が実行されることになる。
【００３５】
なお、車載ネットワークコントローラ２９は、ＣＡＮバス１００上にデータを送出したりＣＡＮバス１００上のデータを受信するためのものであり、車載ネットワーク制御部２８は、車載ネットワークコントローラ２９を制御したり調停制御を行ったりするものである。
【００３６】
［本実施形態の処理］
上記のようなＥＣＵ１０においては、自車両２が少なくとも１台以上の他車両に追従して走行する隊列走行を行う際に、自車両から自車両の直前を走行する直前車両までの車間距離が予め設定された車間基準値になるように自車両の挙動を制御する隊列制御処理を実施する。図２はＥＣＵ１０が実行する隊列制御処理を示すフローチャートである。また、図３は隊列制御処理のうちの車間制御処理を示すフローチャートである。なお、隊列制御処理は、本発明でいう車両制御プログラムに相当する。
【００３７】
隊列制御処理は、例えばイグニッションスイッチ（図示省略）等の車両の電源が投入されると開始される処理であって、処理が終了次第、初めから繰り返し実行される。ただし、自車両挙動検知部２１により、自車両２が先頭車両であると判断されている間は、本処理は中断される。
【００３８】
この隊列制御処理が開始されると、まず、自車両２が直前車両に追従して走行する隊列走行を開始する旨の開始指示がＥＣＵ１０に入力されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。ここで、本実施形態において開始指示は自車両２に設けられた操作部（図示省略、例えばスイッチ）を乗員が操作することにより入力されるものとするが、乗員による操作には限られない。例えば、各種センサによって検出される所定の条件（現在の自車両２が隊列走行可能な状態、状況にあると判断される条件）が揃ったときに自動的に入力される等の構成であってもよい。
【００３９】
開始指示が入力されていなければ（Ｓ１１０：ＮＯ）、開始指示が入力されるまでＳ１１０の処理を繰り返す。また、開始指示が入力されていれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、周囲車両８０からの情報を取得する（Ｓ１２０：直前車両情報取得手段、先頭車両情報取得手段）。即ち、この処理においては、周囲車両検知部２４としての機能を介して、隊列の先頭に位置する先頭車両から送信される先頭車両の挙動情報（先頭車両が加減速する際の予備的な操作、若しくは加減速するタイミングを示す運行計画を示す情報）や、直前車両からの車輪移動量を含む情報をまとめて取得する。
【００４０】
そして、Ｓ１２０の処理にて取得した周囲車両８０からの情報から、先頭車両からの情報を抽出する（Ｓ１３０：先頭車両情報取得手段）。具体的には、先頭車両は自身の前方に追従すべき車両が存在しないことを検出すると、先頭車両である旨のフラグを立てて自身の情報を送信するよう構成されており、自車両２を含む隊列走行に参加する他の車両は、このフラグを参照して先頭車両に関する情報である旨を識別し、この情報を抽出する。なお、受信した情報が自車両２の属する隊列の先頭車両に関する情報であるか否かについては、先頭車両の位置や、光ビーコンを検出したときの時間・識別子を、自車両２のものと比較して判断すればよい。
【００４１】
続いて、先頭車両の挙動に従って、自車両２の挙動を制御する（Ｓ１４０：第２加減速手段）。即ち、先頭車両が加減速する作動の情報に従って、自車両２においても先頭車両と概ね同様の挙動（実質同じ挙動）になるように（制御目標としては全く同様の挙動となるように）、加速度または減速度を設定し、この加速度または減速度になるように、自車両２を加減速する作動を開始する。つまり、この処理では、後述する車間制御処理において実際に車間距離の変化が検出される前に、自車両２を加減速させることによって、制御遅れによる車間距離の変化を極力小さくできるようにしている。
【００４２】
次いで、直前車両との関係で車間距離が変化しないような微調整をする制御を行う（Ｓ１５０，Ｓ１６０）。具体的には、Ｓ１２０の処理にて取得した周囲車両８０からの情報から、直前車両からの情報を抽出し（Ｓ１５０：直前車両情報取得手段）、図３に示す車間制御処理を実施する（Ｓ１６０）。ここで、Ｓ１２０の処理にて取得した情報から直前車両の情報を抽出するには、受信した情報にかかる各車両の自車両に対する位置や、各車両が光ビーコンを検出したときの時間・識別子等から特定すればよい。なお、車間制御処理については後述する。
【００４３】
車間制御処理が終了すると、隊列走行を終了する旨の終了指示がＥＣＵ１０に入力されたか否かを判定する（Ｓ１７０）。終了指示は、開始指示と同様に、操作部を乗員が操作することにより入力されるものとするが、自動的に入力される等の構成であってもよい。
【００４４】
終了指示が入力されていなければ（Ｓ１７０：ＮＯ）、Ｓ１２０以下の処理を繰り返す。また、終了指示が入力されていれば（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、隊列制御処理を終了する。
次に、車間制御処理について図３に従って説明する。図に示すように、まず、自車両２の情報を取得する（Ｓ２１０：自車両情報取得手段、車間距離取得手段）。即ち、自車両挙動検知部２１としての機能を利用して、自車両の車速の情報、レーダセンサ１４による検出結果の情報、ビーコン受信部１７による検出結果の情報等を取得する。
【００４５】
そして、自車両２と直前車両とにおける各車輪移動量（単位時間当たりの車輪移動量）を算出する（Ｓ２２０：移動距離算出手段）。具体的には、自車両挙動検知部２１の機能を利用して、自車両２の車速に基づいて車輪移動量を算出する。また、直前車両の車輪移動量においては、周囲車両挙動検知部２４としての機能を利用して取得した直前車両の車輪移動量の情報を利用する。なお、直前車両から車輪移動量の情報が受信できない場合には、周囲車両挙動検知部２４としての機能を利用して直前車両の車速の情報から車輪移動量を算出する。
【００４６】
続いて、自車両２の車輪移動量と、直前車両の車輪移動量との差を算出し（Ｓ２３０：移動距離算出手段）、この差が予め設定された変化基準値以上であるか否かを判定する（Ｓ２４０：選択手段）。ここで、変化基準値は、速やかに自車両２の挙動を直前車両の挙動と一致するよう制御しなければ隊列が乱れる虞があると判断される程度の値（例えば、０．５ｍ／ｓ程度）に設定される。
【００４７】
各車輪移動量の差が変化基準値以上であれば（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、車輪移動量によって車間距離を演算するよう選択する（Ｓ２５０）。一方、各車輪移動量の差が変化基準値未満であれば（Ｓ２４０：ＮＯ）、レーダセンサ１４によって検出された車間距離を選択する（Ｓ２６０）。
【００４８】
そして、自車両２と直前車両との車間距離を特定する（Ｓ２７０：差分検出手段）。即ち、車輪移動量によって車間距離を演算するよう選択されていれば、前回検出した車間距離に、Ｓ２３０にて算出した自車両２の車輪移動量と直前車両の車輪移動量との差を加減算し、この演算結果を車間距離として特定する。また、レーダセンサ１４による車間距離が選択されていれば、レーダセンサ１４による検出結果を車間距離として特定する。
【００４９】
続いて、Ｓ２７０にて特定した車間距離と、予め設定された車間基準値との差を算出する（Ｓ２８０：差分検出手段）。ここで、車間基準値は、例えば、隊列制御処理を開始した時点（Ｓ１１０の処理にて肯定判定された時点）で最初にレーダセンサ１４によって検出された車間距離としてもよいし、自車両２の乗員がＥＣＵ１０に設定した値等、任意の距離とすることができる。
【００５０】
次いで、Ｓ２７０にて特定した車間距離と車間基準値との差がなくなるように（或いは、この差がほとんど０と見做すことができるレベルとなるように）自車両２の加速度または減速度を設定し、この加速度または減速度になるように、自車両２を加減速させ（Ｓ２９０：第１加減速手段）、車間制御処理を終了する。このＳ２９０によって自車両２から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分が抑制されるようになり、その結果、隊列走行における車間制御が実行されることになる。なお、Ｓ２７０にて特定した車間距離と車間基準値との差がほとんどないような場合（許容範囲内である場合）には、Ｓ２９０では制御量を設定することはなく、Ｓ１４０の処理で設定した制御量のままとする。
【００５１】
上記のように、本実施形態の隊列制御処理においては、自車両２および直前車両の車輪移動量の差を用いて車間距離の変化を検出しており、レーダセンサ１４（ミリ波レーダ）を利用する場合と比較して、車間距離の変化を検出する際の応答性を向上させることができる。このように応答性が向上する際の具体例を図４を用いて説明する。
【００５２】
なお、図４においては、縦軸に車間距離（ｄ）、横軸に時間（ｔ）を採用している。また、図４（ａ）、図４（ｂ）においては、自車両２を加減速する制御（Ｓ１４０およびＳ２９０の処理）を考慮しておらず、図４（ｃ）においては直前車両との関係で自車両２を加減速する制御（Ｓ２９０の処理）のみを考慮し、先頭車両との関係で自車両２を加減速する制御（Ｓ１４０の処理）は考慮していない。
【００５３】
図４（ａ）は、自車両２を加減速する制御をしない場合において、直前車両が加速したときに、実際の車間距離（自車両２と直前車両との間の車間距離）に対して、どのような車間距離の検出結果が得られるかを示すグラフである。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す場合において自車両２および前方車両の移動距離の差を示すグラフである。
【００５４】
即ち、図４（ａ）に示すように、実際の車間距離（実際の車間）が大きく変化し始めると（図中の実線）、やや遅れて本実施形態の車輪移動量の差を用いた検出結果が追従する（図中の一点鎖線）。このとき、実際の車間距離の増加に対応して、本処理にて検出される車輪移動量の差も大きくなる（図４（ｂ）参照）。そして、さらに遅れてレーダセンサ１４（ミリ波）が追従する（図中の破線）。
【００５５】
ここで、レーダセンサ１４による検出結果において車間距離の検出が遅れがちになるのは、繰り返し反射波を検出した上で不要な反射波（データ）を除去するフィルタ処理を行う等の処理が必要となり、この処理に相当の時間（例えば１秒程度）を要するためである。
【００５６】
次に、本実施形態およびレーダセンサ１４を利用した自車両２の加減速制御をする場合の車間距離の変化の一例を図４（ｃ）に示す。図４（ｃ）に示すように、自車両２の加減速制御をしない場合には、直前車両が加速すると車間距離が大きくなる（図中の破線で示す成り行きパターン）が、車両の加減速制御を行うと、目標とする車間距離である車間基準値（目標車間）に車間距離を収束させることができる。しかし、レーダセンサ１４のみを利用する場合（図中の実線）には、本実施形態（図中の一点鎖線）と比較して車間距離を検出する際の応答性が劣るため、本実施形態と比較して一時的に車間距離が大きく変化し、また目標車間に制御されるまでに時間を要する。
【００５７】
一方、本実施形態においては、比較的車間距離の変化が小さい状態でしかも比較的短時間で車間距離を車間基準値に収束させることができる。なお、先頭車両との関係で自車両２を加減速する制御（Ｓ１４０の処理）を考慮すると、より車間距離の変化が小さな状態とすることができる。
【００５８】
［本実施形態による効果］
以上のように詳述した車載ネットワークシステム１において、ＥＣＵ１０は、隊列制御処理にて、直前車両によって送信された、直前車両の走行に関する情報を表す直前車両走行情報を取得し、自車両の走行に関する情報を表す自車両走行情報をこの自車両から取得する。そして、ＥＣＵ１０は、取得した直前車両走行情報および自車両走行情報に基づいて、直前車両および自車両における単位時間当たりの移動距離を夫々算出し、各移動距離の差を算出する。算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出する。さらに、ＥＣＵ１０は、この差分を抑制するように（或いは、差分がなくなるように）自車両を加減速させる。
【００５９】
このような車載ネットワークシステム１によれば、直前車両から前方車両走行情報を取得して直前車両との車間距離の変化（車間距離と車間基準値との差分）を検出するので、自車両では直前車両から前方車両走行情報を取得した後で、不要なデータを除去する等の複雑な処理をすることなく、車間距離の変化を把握することができる。よって、自車両でレーダ等を利用して車間距離の変化を検出する構成と比較して、自車両の挙動の制御遅れを改善することができる。
【００６０】
また、車載ネットワークシステム１においてＥＣＵ１０は、電磁波または音波を自車両の前方に発射し、その反射波を検出することによる、自車両から直前車両までの車間距離の検出結果を取得する。そして、ＥＣＵ１０は、車間距離の検出結果および直前車両走行情報のうちの一方を選択し、車間距離の検出結果を選択した場合に、この車間距離と車間基準値との差分を検出し、直前車両走行情報を選択した場合に、算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出する。
【００６１】
このような車載ネットワークシステム１によれば、状況に応じて自車両にて検出した車間距離を利用するか、直前車両から取得した直前車両走行情報を選択しつつ、車両制御を行うことができる。また、移動距離の相対的な差分のみを利用すると、誤差が生じたときに誤差が蓄積されて大きくなるが、上記のように絶対的な車間距離も検出できるようにすることによって、誤差が大きくなる前にリセットすることができる。
【００６２】
さらに、ＥＣＵ１０は、算出された各移動距離の差が予め設定された変化基準値以上であれば、直前車両走行情報を選択し、各移動距離の差が変化基準値未満であれば、車間距離の検出結果を選択する。
【００６３】
詳細には、各移動距離の差が変化基準値以上である場合、即ち、車間距離が短時間に大きく変化しており速やかに車両を加減速すべき場合には、応答性の優れた直前車両走行情報を選択する。また、各移動距離の差が変化基準値未満である場合、即ち、車間距離の変動が小さく、速やかに車両を加減速する必要がない場合には、絶対的な車間距離を検出できる手段（つまり反射波を検出する手段）にて検出された車間距離の検出結果を選択する。
【００６４】
このような車載ネットワークシステム１によれば、応答性が求められるか否かに応じて直前車両走行情報を選択させるか、車間距離の検出結果を選択させるかを設定することができる。
【００６５】
また、ＥＣＵ１０は、自車両が属する隊列の先頭を走行する先頭車両によって送信された、先頭車両の挙動に関する情報を表す先頭車両挙動情報を取得し、取得した先頭車両挙動情報に基づいて、自車両が先頭車両と実質同じ挙動になるように（制御目標としては全く同様の挙動となるように）自車両の加減速を開始させる。
【００６６】
このような車載ネットワークシステム１によれば、Ｓ１４０の処理にて自車両の加減速が開始された後、Ｓ２９０の処理にて車間距離の微調整を行うことになる。つまり、先頭車両が加減速を実施する際に、直前車両との車間距離が変化する前に、自車両の加減速を開始することができる。従って、先頭車両との車間距離（直前車両との車間距離）が変化し難くすることができる。
【００６７】
また、直前車両との車間距離が変化した場合であっても、速やかに車間距離を車間基準値に制御することができる。
［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００６８】
例えば、上記実施形態において、絶対的な車間距離を検出する手段として、レーダセンサ１４を利用したが、レーダセンサ１４に換えて音波によって車間距離を算出するソナーセンサや、自車両の前方を撮像した前方画像を画像処理して車間距離を算出する画像センサ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１…車載ネットワークシステム、２…自車両、１０…ＥＣＵ、１２…ヨーレートセンサ、１３…Ｇセンサ、１４…レーダセンサ、１５…車輪速センサ、１６…車車間通信デバイス、１７…ビーコン受信部、２０…駆動系制御装置、２１…自車両挙動検知部、２２…車車間通信送信制御部、２３…車車間通信受信制御部、２４…周囲車両挙動検知部、２５…隊列走行制御部、２８…車載ネットワーク制御部、２９…車載ネットワークコントローラ、３０…制御系制御装置、４０…操舵系制御装置、５０…懸架系制御装置、６０…ボデー系制御装置、７０…ディスプレイ制御装置、８０…周囲車両、１００…ＣＡＮバス。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両が隊列走行を行う際に、自車両の直前を走行する直前車両と自車両との車間距離を一定値に保持できるように自車両の挙動を制御する車両制御装置および車両制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両からレーダやソナー等、電磁波や音波を発射して、直前車両にて反射された反射波を検出するまでの時間に基づいて、自車両が自律的に直前車両との車間距離を検出する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３３３７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記反射波を利用した手法では、路面や前方車両のあらゆる部位（バンパ、リアウィンド等）にて反射された反射波がそれぞれ検出される。このため、車間距離を検出するためには、これらの反射波から前方車両のうちの自車両に最も近接した部位を抽出する必要がある。
【０００５】
この際の処理では、繰り返し反射波を検出した上で不要な反射波（データ）を除去するフィルタ処理を行う等の処理が必要となり、この処理に相当の時間（例えば１秒程度）を要するため、車間距離の検出、延いては自車両が隊列走行を行う際の車両を加減速させる制御が遅れがちになるという問題点が生じていた。このような制御遅れを考慮すると、隊列走行を実施する際には車間距離を大きめに設定せざるを得なかった。
【０００６】
ここで、電磁波や音波を発射する装置を複数配置したり、フィルタ処理の能力が高い装置を利用したりすれば、上記の制御遅れを改善することができると考えられるが、開発コストや製品コストが過大となるため実用的でない。
【０００７】
そこで、このような問題点を鑑み、自車両が隊列走行を行う際に、自車両の直前を走行する直前車両と自車両との車間距離を一定値に保持できるように自車両の挙動を制御する車両制御装置において、過大なコストを掛けることなく、自車両の挙動の制御遅れを改善できるようにすることを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の車両制御装置において、直前車両情報取得手段は、直前車両によって送信された、直前車両の走行に関する情報を表す直前車両走行情報を取得し、自車両情報取得手段は、自車両の走行に関する情報を表す自車両走行情報を当該自車両から取得する。そして、移動距離算出手段は、取得した直前車両走行情報および自車両走行情報に基づいて、直前車両および自車両における単位時間当たりの移動距離を夫々算出し、各移動距離の差を算出し、差分検出手段は、移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出する。さらに、第１加減速手段は、この差分を抑制するように自車両を加減速させる。
【０００９】
このような車両制御装置によれば、直前車両から前方車両走行情報を取得して直前車両との車間距離の変化（車間距離と車間基準値との差分）を検出するので、自車両では直前車両から前方車両走行情報を取得した後で、不要なデータを除去する等の複雑な処理をすることなく、車間距離の変化を把握することができる。よって、自車両でレーダ等を利用して車間距離の変化を検出する構成と比較して、自車両の挙動の制御遅れを改善することができる。また、レーダ等の装置を複数配置するようなコストアップを避けることができる。
【００１０】
なお、本発明において、「自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分」を検出する際に利用する「車間距離」としては、例えば、自車両から直前車両までの絶対的な距離（例えば、請求項２に記載の反射波を利用して車間距離を検出する手段によって検出された距離）を採用すればよい。
【００１１】
また或いは、あるタイミングを基準としてこのタイミングからの自車両および直前車両の各移動距離の差（相対的な距離の変化）を車間距離として採用してもよい。なお、各移動距離の差を車間距離として採用する場合には、車間基準値にも相対的な距離を設定すればよく、基準となるタイミングにおける車間距離を０として車間基準値に設定すればよい。基準となるタイミングの瞬間では、自車両および直前車両の移動距離が０となるため、自車両および直前車両の各移動距離の差も０となるからである。
【００１２】
このように相対的な車間距離を採用する場合には、絶対的な車間距離を把握することなく本発明を実現することができる。
ところで、請求項１に記載の車両制御装置においては、請求項２に記載のように、電磁波または音波を自車両の前方に発射し、その反射波を検出することによる、自車両から直前車両までの車間距離の検出結果を取得する車間距離取得手段と、車間距離の検出結果および直前車両走行情報のうちの一方を選択する選択手段と、を備えていてもよい。この場合には、差分検出手段は、選択手段が車間距離の検出結果を選択した場合に、この車間距離と車間基準値との差分を検出し、選択手段が直前車両走行情報を選択した場合に、移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出するようにすればよい。
【００１３】
このような車両制御装置によれば、状況に応じて自車両にて検出した車間距離を利用するか、直前車両から取得した直前車両走行情報を選択しつつ、車両制御を行うことができる。
【００１４】
さらに、請求項２に記載の車両制御装置においては、請求項３に記載のように、選択手段は、移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差が予め設定された変化基準値以上であれば、直前車両走行情報を選択し、各移動距離の差が変化基準値未満であれば、車間距離の検出結果を選択するようにしてもよい。
【００１５】
詳細には、各移動距離の差が変化基準値以上である場合、即ち、車間距離が短時間に大きく変化しており速やかに車両を加減速すべき場合には、応答性の優れた直前車両走行情報を選択する。また、各移動距離の差が変化基準値未満である場合、即ち、車間距離の変動が小さく、速やかに車両を加減速する必要がない場合には、絶対的な車間距離を検出できる手段（つまり反射波を検出する手段）にて検出された車間距離の検出結果を選択する。
【００１６】
このような車両制御装置によれば、応答性が求められるか否かに応じて選択手段に直前車両走行情報を選択させるか、車間距離の検出結果を選択させるかを設定することができる。
【００１７】
また、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両制御装置においては、請求項４に記載のように、自車両が属する隊列の先頭を走行する先頭車両によって送信された、先頭車両の挙動に関する情報を表す先頭車両挙動情報を取得する先頭車両情報取得手段と、取得した先頭車両挙動情報に基づいて、自車両が先頭車両と実質同じ挙動になるように自車両の加減速を開始させる第２加減速手段と、を備えていてもよい。
【００１８】
このような車両制御装置によれば、第２加減速手段によって自車両の加減速が開始された後、第１加減速手段によって車間距離の微調整を行うことになる。つまり、先頭車両が加減速を実施する際に、直前車両との車間距離が変化する前に、自車両の加減速を開始することができる。従って、先頭車両との車間距離（直前車両との車間距離）が変化し難くすることができる。
【００１９】
また、直前車両との車間距離が変化した場合であっても、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両制御装置の構成を備えているので、速やかに車間距離を車間基準値に制御することができる。
【００２０】
また、請求項５に係るプログラムは、コンピュータを、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両制御装置における各手段として機能させるための車両制御プログラムであることを特徴としている。
【００２１】
このような車両制御プログラムによれば、少なくとも請求項１に記載の車両制御装置と同等の効果を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】車載ネットワークシステムの構成図である。
【図２】隊列制御処理を示すフローチャートである。
【図３】車間制御処理を示すフローチャートである。
【図４】時間に対する車間距離の変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
図１は、本発明が適用された電子制御装置（車両制御装置、以下、ＥＣＵと記載する）１０を備える車載ネットワークシステム１の構成図である。この車載ネットワークシステム１は、車両（自車両２或いは周囲車両８０）に搭載される。なお、周囲車両８０とは、自車両２の周辺を走行する車両を示す。以下、自車両２における車載ネットワークシステム１について説明する。
【００２４】
車載ネットワークシステム１は、ＥＣＵ１０に加え、エンジン等の駆動系を制御する駆動系制御装置２０と、各種制御系の制御を行う制御系制御装置３０と、ステアリング等の操舵系を制御する操舵系制御装置４０と、サスペンション系などの懸架系に関わる制御を行う懸架系制御装置５０と、ドアの開閉等のボデー系の制御を行うボデー系制御装置６０と、車両に備えられるディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ等であり、図示は省略する）における画像表示の制御を行うディスプレイ制御装置７０と、それらを相互に通信可能に接続するＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バス１００とを備えている。
【００２５】
また、車載ネットワークシステム１は、天空を航行する衛星からの電波に基づき車両の位置を検出するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１１と、車両の向いている方位の変化を示すヨーレートを検出するヨーレートセンサ１２と、車両の加速度を検出するＧセンサ１３と、電磁波（例えばミリ波）を自車両の前方に発射し、その反射波を検出することによって自車両から直前車両までの車間距離を検出するレーダセンサ１４と、車輪の回転速度（車両の速度）を検出する車輪速センサ１５と、周囲車両８０と無線により通信を行うための車車間通信デバイス１６と、路上に配置されたビーコン送信機からの信号を受信するビーコン受信部１７と、を備えている。
【００２６】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイコンとしての構成を備えており、ＣＰＵが実行するＲＯＭ等に格納されたプログラムの機能として、自車両挙動検知部２１と、車車間通信送信制御部２２と、車車間通信受信制御部２３と、周囲車両挙動検知部２４と、隊列走行制御部２５と、車載ネットワーク制御部２８と、車載ネットワークコントローラ２９とを備えている。
【００２７】
自車両挙動検知部２１としての機能では、ＧＰＳ１１、ヨーレートセンサ１２、Ｇセンサ１３、レーダセンサ１４、および車輪速センサ１５の検出値に基づき、自車両２の現在位置、進行方向・進行方位、速度、単位時間当たりの車輪移動量等を検出する。また、自車両挙動検知部２１は、ビーコン受信部１７を介して情報を受けた時刻とその情報に含まれるビーコン（送信機）の識別子とを検出する。
【００２８】
また、自車両挙動検知部２１は、レーダセンサ１４等の検出結果を利用して、自車両２の前方の走行道路（走行経路）上に周囲車両８０が存在するか否かを判定し、周囲車両８０が存在しないと判定された場合、自車両２が隊列走行時の先頭車両であると判断する。この際、自車両２自身が先頭車両である旨のフラグを立てて、後段に接続の各制御部に各種情報を出力する。
【００２９】
また、自車両挙動検知部２１は、自車両２が先頭車両であると判断した場合で、かつ予め自車両２の加減速のタイミングを示す運行計画に基づく自動運転を行う場合、この運行計画についても各種情報とともに出力する。なお、自車両２が先頭車両である場合には、アクセル操作やブレーキ操作など、後に自車両２が加減速すると予想することができる予備的な操作を検出し、この操作の結果を各種情報とともに出力するようにしてもよい。
【００３０】
自車両挙動検知部２１による検出結果（各種情報の出力）は、後述する車車間通信送信制御部２２、および隊列走行制御部２５に入力される。
車車間通信送信制御部２２としての機能では、車車間通信デバイス１６を制御するとともに、その車車間通信デバイス１６を介して、各センサ類（１１〜１７）の検出結果や自車両挙動検知部２１の検出結果を周囲車両８０に送信（ブロードキャスト）する。
【００３１】
車車間通信受信制御部２３は、車車間通信デバイス１６を介して周囲車両８０における自車両挙動検知部（図示省略）の検出結果を受信する。この検出結果には、周囲車両８０における、ＧＰＳ１１、ヨーレートセンサ１２、Ｇセンサ１３、レーダセンサ１４、および車輪速センサ１５の検出値、或いは単位時間当たりの車輪移動量等の情報が含まれる。周囲車両８０から受信できた情報は、車車間通信受信制御部２３により周囲車両挙動検知部２４に入力される。
【００３２】
周囲車両挙動検知部２４としての機能では、車車間通信デバイス１６および車車間通信受信制御部２３を介して受信した周囲車両８０の挙動を表す情報に基づき、周囲車両８０の挙動を検出する。特に、本実施形態では、周囲車両８０の車輪移動量を抽出する。
【００３３】
なお、周囲車両８０から車輪移動量の情報が受信できない場合には、周囲車両８０の車速の情報から車輪移動量を算出する。周囲車両挙動検知部２４の検出結果は、隊列走行制御部２５に入力される。
【００３４】
隊列走行制御部２５としての機能では、周囲車両８０のうちの隊列を形成する車両（特に隊列の先頭車両と自車両２に対する直前車両）と実質的に同じ挙動（制御目標としては全く同じ挙動）となるように車間距離を監視しつつ自車両２の挙動を制御する。つまり、自車両２の加減速にかかる制御量を演算し、この演算結果を、車載ネットワーク制御部２８および車載ネットワークコントローラ２９を介して、ＣＡＮバス１００上に送出する。そして、駆動系制御装置２０、制御系制御装置３０などが、ＥＣＵ１０からの制御の目標値に基づき所定の制御を実行する。これにより隊列走行に必要な自車両２の制御が実行されることになる。
【００３５】
なお、車載ネットワークコントローラ２９は、ＣＡＮバス１００上にデータを送出したりＣＡＮバス１００上のデータを受信するためのものであり、車載ネットワーク制御部２８は、車載ネットワークコントローラ２９を制御したり調停制御を行ったりするものである。
【００３６】
［本実施形態の処理］
上記のようなＥＣＵ１０においては、自車両２が少なくとも１台以上の他車両に追従して走行する隊列走行を行う際に、自車両から自車両の直前を走行する直前車両までの車間距離が予め設定された車間基準値になるように自車両の挙動を制御する隊列制御処理を実施する。図２はＥＣＵ１０が実行する隊列制御処理を示すフローチャートである。また、図３は隊列制御処理のうちの車間制御処理を示すフローチャートである。なお、隊列制御処理は、本発明でいう車両制御プログラムに相当する。
【００３７】
隊列制御処理は、例えばイグニッションスイッチ（図示省略）等の車両の電源が投入されると開始される処理であって、処理が終了次第、初めから繰り返し実行される。ただし、自車両挙動検知部２１により、自車両２が先頭車両であると判断されている間は、本処理は中断される。
【００３８】
この隊列制御処理が開始されると、まず、自車両２が直前車両に追従して走行する隊列走行を開始する旨の開始指示がＥＣＵ１０に入力されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。ここで、本実施形態において開始指示は自車両２に設けられた操作部（図示省略、例えばスイッチ）を乗員が操作することにより入力されるものとするが、乗員による操作には限られない。例えば、各種センサによって検出される所定の条件（現在の自車両２が隊列走行可能な状態、状況にあると判断される条件）が揃ったときに自動的に入力される等の構成であってもよい。
【００３９】
開始指示が入力されていなければ（Ｓ１１０：ＮＯ）、開始指示が入力されるまでＳ１１０の処理を繰り返す。また、開始指示が入力されていれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、周囲車両８０からの情報を取得する（Ｓ１２０：直前車両情報取得手段、先頭車両情報取得手段）。即ち、この処理においては、周囲車両検知部２４としての機能を介して、隊列の先頭に位置する先頭車両から送信される先頭車両の挙動情報（先頭車両が加減速する際の予備的な操作、若しくは加減速するタイミングを示す運行計画を示す情報）や、直前車両からの車輪移動量を含む情報をまとめて取得する。
【００４０】
そして、Ｓ１２０の処理にて取得した周囲車両８０からの情報から、先頭車両からの情報を抽出する（Ｓ１３０：先頭車両情報取得手段）。具体的には、先頭車両は自身の前方に追従すべき車両が存在しないことを検出すると、先頭車両である旨のフラグを立てて自身の情報を送信するよう構成されており、自車両２を含む隊列走行に参加する他の車両は、このフラグを参照して先頭車両に関する情報である旨を識別し、この情報を抽出する。なお、受信した情報が自車両２の属する隊列の先頭車両に関する情報であるか否かについては、先頭車両の位置や、光ビーコンを検出したときの時間・識別子を、自車両２のものと比較して判断すればよい。
【００４１】
続いて、先頭車両の挙動に従って、自車両２の挙動を制御する（Ｓ１４０：第２加減速手段）。即ち、先頭車両が加減速する作動の情報に従って、自車両２においても先頭車両と概ね同様の挙動（実質同じ挙動）になるように（制御目標としては全く同様の挙動となるように）、加速度または減速度を設定し、この加速度または減速度になるように、自車両２を加減速する作動を開始する。つまり、この処理では、後述する車間制御処理において実際に車間距離の変化が検出される前に、自車両２を加減速させることによって、制御遅れによる車間距離の変化を極力小さくできるようにしている。
【００４２】
次いで、直前車両との関係で車間距離が変化しないような微調整をする制御を行う（Ｓ１５０，Ｓ１６０）。具体的には、Ｓ１２０の処理にて取得した周囲車両８０からの情報から、直前車両からの情報を抽出し（Ｓ１５０：直前車両情報取得手段）、図３に示す車間制御処理を実施する（Ｓ１６０）。ここで、Ｓ１２０の処理にて取得した情報から直前車両の情報を抽出するには、受信した情報にかかる各車両の自車両に対する位置や、各車両が光ビーコンを検出したときの時間・識別子等から特定すればよい。なお、車間制御処理については後述する。
【００４３】
車間制御処理が終了すると、隊列走行を終了する旨の終了指示がＥＣＵ１０に入力されたか否かを判定する（Ｓ１７０）。終了指示は、開始指示と同様に、操作部を乗員が操作することにより入力されるものとするが、自動的に入力される等の構成であってもよい。
【００４４】
終了指示が入力されていなければ（Ｓ１７０：ＮＯ）、Ｓ１２０以下の処理を繰り返す。また、終了指示が入力されていれば（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、隊列制御処理を終了する。
次に、車間制御処理について図３に従って説明する。図に示すように、まず、自車両２の情報を取得する（Ｓ２１０：自車両情報取得手段、車間距離取得手段）。即ち、自車両挙動検知部２１としての機能を利用して、自車両の車速の情報、レーダセンサ１４による検出結果の情報、ビーコン受信部１７による検出結果の情報等を取得する。
【００４５】
そして、自車両２と直前車両とにおける各車輪移動量（単位時間当たりの車輪移動量）を算出する（Ｓ２２０：移動距離算出手段）。具体的には、自車両挙動検知部２１の機能を利用して、自車両２の車速に基づいて車輪移動量を算出する。また、直前車両の車輪移動量においては、周囲車両挙動検知部２４としての機能を利用して取得した直前車両の車輪移動量の情報を利用する。なお、直前車両から車輪移動量の情報が受信できない場合には、周囲車両挙動検知部２４としての機能を利用して直前車両の車速の情報から車輪移動量を算出する。
【００４６】
続いて、自車両２の車輪移動量と、直前車両の車輪移動量との差を算出し（Ｓ２３０：移動距離算出手段）、この差が予め設定された変化基準値以上であるか否かを判定する（Ｓ２４０：選択手段）。ここで、変化基準値は、速やかに自車両２の挙動を直前車両の挙動と一致するよう制御しなければ隊列が乱れる虞があると判断される程度の値（例えば、０．５ｍ／ｓ程度）に設定される。
【００４７】
各車輪移動量の差が変化基準値以上であれば（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、車輪移動量によって車間距離を演算するよう選択する（Ｓ２５０）。一方、各車輪移動量の差が変化基準値未満であれば（Ｓ２４０：ＮＯ）、レーダセンサ１４によって検出された車間距離を選択する（Ｓ２６０）。
【００４８】
そして、自車両２と直前車両との車間距離を特定する（Ｓ２７０：差分検出手段）。即ち、車輪移動量によって車間距離を演算するよう選択されていれば、前回検出した車間距離に、Ｓ２３０にて算出した自車両２の車輪移動量と直前車両の車輪移動量との差を加減算し、この演算結果を車間距離として特定する。また、レーダセンサ１４による車間距離が選択されていれば、レーダセンサ１４による検出結果を車間距離として特定する。
【００４９】
続いて、Ｓ２７０にて特定した車間距離と、予め設定された車間基準値との差を算出する（Ｓ２８０：差分検出手段）。ここで、車間基準値は、例えば、隊列制御処理を開始した時点（Ｓ１１０の処理にて肯定判定された時点）で最初にレーダセンサ１４によって検出された車間距離としてもよいし、自車両２の乗員がＥＣＵ１０に設定した値等、任意の距離とすることができる。
【００５０】
次いで、Ｓ２７０にて特定した車間距離と車間基準値との差がなくなるように（或いは、この差がほとんど０と見做すことができるレベルとなるように）自車両２の加速度または減速度を設定し、この加速度または減速度になるように、自車両２を加減速させ（Ｓ２９０：第１加減速手段）、車間制御処理を終了する。このＳ２９０によって自車両２から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分が抑制されるようになり、その結果、隊列走行における車間制御が実行されることになる。なお、Ｓ２７０にて特定した車間距離と車間基準値との差がほとんどないような場合（許容範囲内である場合）には、Ｓ２９０では制御量を設定することはなく、Ｓ１４０の処理で設定した制御量のままとする。
【００５１】
上記のように、本実施形態の隊列制御処理においては、自車両２および直前車両の車輪移動量の差を用いて車間距離の変化を検出しており、レーダセンサ１４（ミリ波レーダ）を利用する場合と比較して、車間距離の変化を検出する際の応答性を向上させることができる。このように応答性が向上する際の具体例を図４を用いて説明する。
【００５２】
なお、図４においては、縦軸に車間距離（ｄ）、横軸に時間（ｔ）を採用している。また、図４（ａ）、図４（ｂ）においては、自車両２を加減速する制御（Ｓ１４０およびＳ２９０の処理）を考慮しておらず、図４（ｃ）においては直前車両との関係で自車両２を加減速する制御（Ｓ２９０の処理）のみを考慮し、先頭車両との関係で自車両２を加減速する制御（Ｓ１４０の処理）は考慮していない。
【００５３】
図４（ａ）は、自車両２を加減速する制御をしない場合において、直前車両が加速したときに、実際の車間距離（自車両２と直前車両との間の車間距離）に対して、どのような車間距離の検出結果が得られるかを示すグラフである。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す場合において自車両２および前方車両の移動距離の差を示すグラフである。
【００５４】
即ち、図４（ａ）に示すように、実際の車間距離（実際の車間）が大きく変化し始めると（図中の実線）、やや遅れて本実施形態の車輪移動量の差を用いた検出結果が追従する（図中の一点鎖線）。このとき、実際の車間距離の増加に対応して、本処理にて検出される車輪移動量の差も大きくなる（図４（ｂ）参照）。そして、さらに遅れてレーダセンサ１４（ミリ波）が追従する（図中の破線）。
【００５５】
ここで、レーダセンサ１４による検出結果において車間距離の検出が遅れがちになるのは、繰り返し反射波を検出した上で不要な反射波（データ）を除去するフィルタ処理を行う等の処理が必要となり、この処理に相当の時間（例えば１秒程度）を要するためである。
【００５６】
次に、本実施形態およびレーダセンサ１４を利用した自車両２の加減速制御をする場合の車間距離の変化の一例を図４（ｃ）に示す。図４（ｃ）に示すように、自車両２の加減速制御をしない場合には、直前車両が加速すると車間距離が大きくなる（図中の破線で示す成り行きパターン）が、車両の加減速制御を行うと、目標とする車間距離である車間基準値（目標車間）に車間距離を収束させることができる。しかし、レーダセンサ１４のみを利用する場合（図中の実線）には、本実施形態（図中の一点鎖線）と比較して車間距離を検出する際の応答性が劣るため、本実施形態と比較して一時的に車間距離が大きく変化し、また目標車間に制御されるまでに時間を要する。
【００５７】
一方、本実施形態においては、比較的車間距離の変化が小さい状態でしかも比較的短時間で車間距離を車間基準値に収束させることができる。なお、先頭車両との関係で自車両２を加減速する制御（Ｓ１４０の処理）を考慮すると、より車間距離の変化が小さな状態とすることができる。
【００５８】
［本実施形態による効果］
以上のように詳述した車載ネットワークシステム１において、ＥＣＵ１０は、隊列制御処理にて、直前車両によって送信された、直前車両の走行に関する情報を表す直前車両走行情報を取得し、自車両の走行に関する情報を表す自車両走行情報をこの自車両から取得する。そして、ＥＣＵ１０は、取得した直前車両走行情報および自車両走行情報に基づいて、直前車両および自車両における単位時間当たりの移動距離を夫々算出し、各移動距離の差を算出する。算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出する。さらに、ＥＣＵ１０は、この差分を抑制するように（或いは、差分がなくなるように）自車両を加減速させる。
【００５９】
このような車載ネットワークシステム１によれば、直前車両から前方車両走行情報を取得して直前車両との車間距離の変化（車間距離と車間基準値との差分）を検出するので、自車両では直前車両から前方車両走行情報を取得した後で、不要なデータを除去する等の複雑な処理をすることなく、車間距離の変化を把握することができる。よって、自車両でレーダ等を利用して車間距離の変化を検出する構成と比較して、自車両の挙動の制御遅れを改善することができる。
【００６０】
また、車載ネットワークシステム１においてＥＣＵ１０は、電磁波または音波を自車両の前方に発射し、その反射波を検出することによる、自車両から直前車両までの車間距離の検出結果を取得する。そして、ＥＣＵ１０は、車間距離の検出結果および直前車両走行情報のうちの一方を選択し、車間距離の検出結果を選択した場合に、この車間距離と車間基準値との差分を検出し、直前車両走行情報を選択した場合に、算出された各移動距離の差に基づいて、自車両から直前車両までの車間距離と車間基準値との差分を検出する。
【００６１】
このような車載ネットワークシステム１によれば、状況に応じて自車両にて検出した車間距離を利用するか、直前車両から取得した直前車両走行情報を選択しつつ、車両制御を行うことができる。また、移動距離の相対的な差分のみを利用すると、誤差が生じたときに誤差が蓄積されて大きくなるが、上記のように絶対的な車間距離も検出できるようにすることによって、誤差が大きくなる前にリセットすることができる。
【００６２】
さらに、ＥＣＵ１０は、算出された各移動距離の差が予め設定された変化基準値以上であれば、直前車両走行情報を選択し、各移動距離の差が変化基準値未満であれば、車間距離の検出結果を選択する。
【００６３】
詳細には、各移動距離の差が変化基準値以上である場合、即ち、車間距離が短時間に大きく変化しており速やかに車両を加減速すべき場合には、応答性の優れた直前車両走行情報を選択する。また、各移動距離の差が変化基準値未満である場合、即ち、車間距離の変動が小さく、速やかに車両を加減速する必要がない場合には、絶対的な車間距離を検出できる手段（つまり反射波を検出する手段）にて検出された車間距離の検出結果を選択する。
【００６４】
このような車載ネットワークシステム１によれば、応答性が求められるか否かに応じて直前車両走行情報を選択させるか、車間距離の検出結果を選択させるかを設定することができる。
【００６５】
また、ＥＣＵ１０は、自車両が属する隊列の先頭を走行する先頭車両によって送信された、先頭車両の挙動に関する情報を表す先頭車両挙動情報を取得し、取得した先頭車両挙動情報に基づいて、自車両が先頭車両と実質同じ挙動になるように（制御目標としては全く同様の挙動となるように）自車両の加減速を開始させる。
【００６６】
このような車載ネットワークシステム１によれば、Ｓ１４０の処理にて自車両の加減速が開始された後、Ｓ２９０の処理にて車間距離の微調整を行うことになる。つまり、先頭車両が加減速を実施する際に、直前車両との車間距離が変化する前に、自車両の加減速を開始することができる。従って、先頭車両との車間距離（直前車両との車間距離）が変化し難くすることができる。
【００６７】
また、直前車両との車間距離が変化した場合であっても、速やかに車間距離を車間基準値に制御することができる。
［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００６８】
例えば、上記実施形態において、絶対的な車間距離を検出する手段として、レーダセンサ１４を利用したが、レーダセンサ１４に換えて音波によって車間距離を算出するソナーセンサや、自車両の前方を撮像した前方画像を画像処理して車間距離を算出する画像センサ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１…車載ネットワークシステム、２…自車両、１０…ＥＣＵ、１２…ヨーレートセンサ、１３…Ｇセンサ、１４…レーダセンサ、１５…車輪速センサ、１６…車車間通信デバイス、１７…ビーコン受信部、２０…駆動系制御装置、２１…自車両挙動検知部、２２…車車間通信送信制御部、２３…車車間通信受信制御部、２４…周囲車両挙動検知部、２５…隊列走行制御部、２８…車載ネットワーク制御部、２９…車載ネットワークコントローラ、３０…制御系制御装置、４０…操舵系制御装置、５０…懸架系制御装置、６０…ボデー系制御装置、７０…ディスプレイ制御装置、８０…周囲車両、１００…ＣＡＮバス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、自車両が少なくとも１台以上の他車両に追従して走行する隊列走行を行う際に、自車両から自車両の直前を走行する直前車両までの車間距離が予め設定された車間基準値になるように自車両の挙動を制御する車両制御装置であって、
前記直前車両によって送信された、前記直前車両の走行に関する情報を表す直前車両走行情報を取得する直前車両情報取得手段と、
前記自車両の走行に関する情報を表す自車両走行情報を当該自車両から取得する自車両情報取得手段と、
前記取得した直前車両走行情報および自車両走行情報に基づいて、前記直前車両および前記自車両における単位時間当たりの移動距離を夫々算出し、該各移動距離の差を算出する移動距離算出手段と、
前記移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差に基づいて、前記自車両から前記直前車両までの車間距離と前記車間基準値との差分を検出する差分検出手段と、
前記差分を抑制するように前記自車両を加減速させる第１加減速手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御装置において、
電磁波または音波を自車両の前方に発射し、その反射波を検出することによる、前記自車両から前記直前車両までの車間距離の検出結果を取得する車間距離取得手段と、
前記車間距離の検出結果および前記直前車両走行情報のうちの一方を選択する選択手段と、
を備え、
前記差分検出手段は、
前記選択手段が車間距離の検出結果を選択した場合に、該車間距離と前記車間基準値との差分を検出し、
前記選択手段が前記直前車両走行情報を選択した場合に、前記移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差に基づいて、前記自車両から前記直前車両までの車間距離と前記車間基準値との差分を検出すること
を特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両制御装置において、
前記選択手段は、前記移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差が予め設定された変化基準値以上であれば、前記直前車両走行情報を選択し、前記各移動距離の差が前記変化基準値未満であれば、前記車間距離の検出結果を選択すること
を特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両制御装置において、
自車両が属する隊列の先頭を走行する先頭車両によって送信された、前記先頭車両の挙動に関する情報を表す先頭車両挙動情報を取得する先頭車両情報取得手段と、
前記取得した先頭車両挙動情報に基づいて、自車両が前記先頭車両と実質同じ挙動になるように自車両の加減速を開始させる第２加減速手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両制御装置における各手段として機能させるための車両制御プログラム。
【請求項１】
車両に搭載され、自車両が少なくとも１台以上の他車両に追従して走行する隊列走行を行う際に、自車両から自車両の直前を走行する直前車両までの車間距離が予め設定された車間基準値になるように自車両の挙動を制御する車両制御装置であって、
前記直前車両によって送信された、前記直前車両の走行に関する情報を表す直前車両走行情報を取得する直前車両情報取得手段と、
前記自車両の走行に関する情報を表す自車両走行情報を当該自車両から取得する自車両情報取得手段と、
前記取得した直前車両走行情報および自車両走行情報に基づいて、前記直前車両および前記自車両における単位時間当たりの移動距離を夫々算出し、該各移動距離の差を算出する移動距離算出手段と、
前記移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差に基づいて、前記自車両から前記直前車両までの車間距離と前記車間基準値との差分を検出する差分検出手段と、
前記差分を抑制するように前記自車両を加減速させる第１加減速手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御装置において、
電磁波または音波を自車両の前方に発射し、その反射波を検出することによる、前記自車両から前記直前車両までの車間距離の検出結果を取得する車間距離取得手段と、
前記車間距離の検出結果および前記直前車両走行情報のうちの一方を選択する選択手段と、
を備え、
前記差分検出手段は、
前記選択手段が車間距離の検出結果を選択した場合に、該車間距離と前記車間基準値との差分を検出し、
前記選択手段が前記直前車両走行情報を選択した場合に、前記移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差に基づいて、前記自車両から前記直前車両までの車間距離と前記車間基準値との差分を検出すること
を特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両制御装置において、
前記選択手段は、前記移動距離算出手段によって算出された各移動距離の差が予め設定された変化基準値以上であれば、前記直前車両走行情報を選択し、前記各移動距離の差が前記変化基準値未満であれば、前記車間距離の検出結果を選択すること
を特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両制御装置において、
自車両が属する隊列の先頭を走行する先頭車両によって送信された、前記先頭車両の挙動に関する情報を表す先頭車両挙動情報を取得する先頭車両情報取得手段と、
前記取得した先頭車両挙動情報に基づいて、自車両が前記先頭車両と実質同じ挙動になるように自車両の加減速を開始させる第２加減速手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両制御装置における各手段として機能させるための車両制御プログラム。
【図２】
【図３】
【図４】
【図１】
【図３】
【図４】
【図１】
【公開番号】特開２０１１−９５８３４（Ｐ２０１１−９５８３４Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６６５１（Ｐ２００９−２４６６５１）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]