(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024086252
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】隊列走行システム
(51)【国際特許分類】
G08G 1/16 20060101AFI20240620BHJP
B60W 30/165 20200101ALI20240620BHJP
B60W 40/04 20060101ALI20240620BHJP
【FI】
G08G1/16 C
B60W30/165
B60W40/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022201282
(22)【出願日】2022-12-16
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(71)【出願人】
【識別番号】519373914
【氏名又は名称】株式会社J-QuAD DYNAMICS
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山田 築
(72)【発明者】
【氏名】千葉 寛也
(72)【発明者】
【氏名】今井 康博
(72)【発明者】
【氏名】新野 洋章
【テーマコード(参考)】
3D241
5H181
【Fターム(参考)】
3D241BA04
3D241BC01
3D241CC01
3D241CC08
3D241CC17
3D241CE06
3D241DA13Z
3D241DA23Z
3D241DA39Z
3D241DA52Z
3D241DB02Z
3D241DB05Z
3D241DB08Z
3D241DB12Z
3D241DC01Z
5H181AA01
5H181BB04
5H181CC03
5H181CC04
5H181CC12
5H181CC14
5H181FF04
5H181FF05
5H181LL01
5H181LL08
5H181LL09
(57)【要約】
【課題】先行車候補車両の誤認を抑制することができる隊列走行システムを提供すること。
【解決手段】自車両の周辺を走行する周辺車両から隊列走行の先行車の候補となる先行車候補車両を検出する先行車候補車両検出装置と、自車両の周辺の情報を取得する情報取得装置と、情報取得装置によって取得された情報を用いて、自車両の周囲を示す画像を作成する画像作成装置と、画像を表示する表示装置と、先行車候補車両が自車両の周囲に検出されたときに、先行車候補車両が自車両の周囲に検出されていないときに比べて、表示装置に表示する画像の表示領域を拡大し、その後、先行車候補車両を自車両が追従可能な範囲まで近づいたら表示領域を縮小する制御を実施する制御装置と、を備える。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両の周辺を走行する周辺車両から隊列走行の先行車の候補となる先行車候補車両を検出する先行車候補車両検出装置と、
前記自車両の周辺の情報を取得する情報取得装置と、
前記情報取得装置によって取得された前記情報を用いて、前記自車両の周囲を示す画像を作成する画像作成装置と、
前記画像を表示する表示装置と、
前記先行車候補車両が前記自車両の周囲に検出されたときに、前記先行車候補車両が前記自車両の周囲に検出されていないときに比べて、前記表示装置に表示する前記画像の表示領域を拡大し、その後、前記先行車候補車両を前記自車両が追従可能な範囲まで近づいたら前記表示領域を縮小する制御を実施する制御装置と、
を備えることを特徴とする隊列走行システム。
【請求項2】
前記制御装置は、
前記先行車候補車両が前記自車両の周囲に複数検出されている場合には、前記先行車候補車両を前記自車両が追従可能な範囲まで近づいた場合であっても前記表示領域の縮小を待機する制御を実施することを特徴とする請求項1に記載の隊列走行システム。
【請求項3】
前記制御装置は、
前記先行車候補車両が前記自車両の周囲に複数検出されている場合に、複数の前記先行車候補車両の中から1台の前記先行車候補車両を選択し、選択された前記先行車候補車両を前記先行車であると判断し、選択されなかった前記先行車候補車両を前記先行車ではないと判断することを特徴とする請求項2に記載の隊列走行システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、隊列走行システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、オートレーンチェンジの際に、乗員が自車両の周囲の他車両などを把握できる周囲車両表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
自車両の周辺を走行する周辺車両から隊列走行の先行車の候補となる先行車候補車両を検出して、自車両に設けられた表示装置に先行車候補車両を表示する際に、画一的な表示では、どの周辺車両が先行車候補車両であるかを運転者が判断し難く、先行車候補車両を誤認するおそれがある。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、先行車候補車両の誤認を抑制することができる隊列走行システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る隊列走行システムは、自車両の周辺を走行する周辺車両から隊列走行の先行車の候補となる先行車候補車両を検出する先行車候補車両検出装置と、前記自車両の周辺の情報を取得する情報取得装置と、前記情報取得装置によって取得された前記情報を用いて、前記自車両の周囲を示す画像を作成する画像作成装置と、前記画像を表示する表示装置と、前記先行車候補車両が前記自車両の周囲に検出されたときに、前記先行車候補車両が前記自車両の周囲に検出されていないときに比べて、前記表示装置に表示する前記画像の表示領域を拡大し、その後、前記先行車候補車両を前記自車両が追従可能な範囲まで近づいたら前記表示領域を縮小する制御を実施する制御装置と、を備えることを特徴とするものである。
【0007】
これにより、本発明に係る隊列走行システムは、先行車候補車両の誤認を抑制することができる。
【0008】
また、上記において、前記制御装置は、前記先行車候補車両が前記自車両の周囲に複数検出されている場合には、前記先行車候補車両を前記自車両が追従可能な範囲まで近づいた場合であっても前記表示領域の縮小を待機する制御を実施するようにしてもよい。
【0009】
これにより、自車両の搭乗者は、複数の先行車候補車両を認識し易くなる。
【0010】
また、上記において、前記制御装置は、前記先行車候補車両が前記自車両の周囲に複数検出されている場合に、複数の前記先行車候補車両の中から1台の前記先行車候補車両を選択し、選択された前記先行車候補車両を前記先行車であると判断し、選択されなかった前記先行車候補車両を前記先行車ではないと判断するようにしてもよい。
【0011】
これにより、制御装置は、複数の先行車候補車両の中から隊列走行の先行車である先行車候補車両を設定することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る隊列走行システムは、先行車候補車両の誤認を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】実施形態に係る隊列走行システムを備えた自車両の一例を説明するための図である。
【
図2】ECUのシステム構成の一例を示した図である。
【
図3】自車両においてECUにより実行される制御の第1の例を示したフローチャートである。
【
図4】隊列走行の先行車候補車両が自車両の周囲に現れていないときにおける表示装置の表示領域を示した図である。
【
図5】隊列走行の先行車候補車両が自車両の周囲に現れたときにおける表示装置の表示領域を示した図である。
【
図6】隊列走行の先行車候補車両が追従可能な範囲まで自車両に近づいたときにおける表示装置の表示領域を示した図である。
【
図7】自車両の周囲に現れた先行車候補車両にマーキングが付いた状態における表示装置の表示領域を示した図である。
【
図8】追従可能な範囲まで自車両に近づいた先行車候補車両にマーキングが付いた状態における表示装置の表示領域を示した図である。
【
図9】自車両においてECUにより実行される制御の第2の例を示したフローチャートである。
【
図10】隊列走行の先行車候補車両が自車両の周囲に複数現れたときにおける表示装置の表示領域を示した図である。
【
図11】隊列走行の先行車として選択された先行車候補車両が追従可能な範囲まで自車両に近づいたときにおける表示装置の表示領域を示した図である。
【
図12】自車両においてECUにより実行される制御の第3の例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、本発明に係る隊列走行システムの実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。本発明で対象とすることができる隊列走行システムを備えた車両は、運転者が操作することなく先行する車両に追従して走行することができる車両である。具体的には、運転者がアクセル操作やブレーキ操作を行うことなく、駆動力や制動力を制御して先行する車両との車間距離を適切な距離に維持しながら走行することができるように構成されている。そのような追従走行を行うことができる制御の一例としては、従来知られているクルーズコントロールである。また、前記追従走行を行うことができる制御の一例としては、先行車との車間距離を一定に保持し、先行車が停車したときには自車両を停車させるアダプティブクルーズコントロール(ACC:Adaptive Cruise Control)である。また、前記追従走行を行うことができる制御の一例としては、車車間通信を用いて自車両と先行車との車間距離が比較的短く設定され、自車両と先行車(前後車両も含む)との隊列走行を可能とする通信協調型アダプティブクルーズコントロール(CACC:Cooperative Adaptive Cruise Control)である。なお、これらのクルーズコントロール制御などは、例えば運転者や搭乗者によるスイッチ操作により実行、あるいは、各種センサからの信号によって実行される。
【0015】
図1は、実施形態に係る隊列走行システムを備えた自車両100の一例を説明するための図である。
【0016】
図1に示すように、実施形態に係る隊列走行システムを備えた自車両100は、エンジン1を自車両100の前側に配置し、エンジン1の動力を後輪2に伝達するいわゆるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)車をベースとした四輪駆動車の例である。また、エンジン1は前輪3側で左右の前輪3の間(車体の幅方向でのほぼ中央部)に、後輪2側に向けて配置されている。なお、この自車両100は、いわゆるFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車をベースとした四輪駆動車であってもよい。
【0017】
エンジン1の出力側に変速機4が配置され、エンジン1の出力軸(図示せず)が変速機4の入力軸5に連結されている。エンジン1は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。エンジン1は、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量(アクセル開度)などの要求駆動力に応じてスロットル開度や燃料噴射量が制御されて要求駆動力に応じたトルクを出力するように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行及び停止、並びに、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、EGR(Exhaust Gas Recirculation)システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。
【0018】
変速機4は、
図1に示すようにエンジン1と同一の軸線上に配置されており、エンジン1及び第1モータ(MG1)6と駆動輪との間でトルクを伝達する。この変速機4は、入力回転数の出力回転数に対する比率を適宜に変更できる機構であって、有段変速機や変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機などによって構成することができる。変速機4は、より好ましくは、係合することによりトルクを伝達し、解放することによりトルクの伝達を遮断してニュートラル状態を設定することのできるクラッチ機構7を備えている。
【0019】
そのクラッチ機構7は、エンジン1(及び第1モータ6)と駆動輪との間で、選択的に動力の伝達及び遮断を行う。
図1に示す例では、クラッチ機構7は、上記のような変速機4に設けられている。具体的には、クラッチ機構7は、エンジン1側の回転部材(図示せず)に連結された摩擦板8(8a)、並びに、後輪2側の回転部材(図示せず)に連結された摩擦板8(8b)を有している。また
図1では、図示していないものの、そのクラッチ機構7は、例えば、一方の複数の摩擦板及び他方の複数の摩擦板を有し、それら一方の複数の摩擦板と他方の複数の摩擦板とを交互に配置した多板クラッチによって構成することもできる。また、実施形態に係る自車両100では、クラッチ機構7は、
図1に示すような変速機4の内部に組み込まれたクラッチ機構に限られず、例えば、第1モータ6と変速機4との間に、発進クラッチとして設けられる摩擦クラッチであってもよい。いずれにしても、クラッチ機構7を解放することにより、エンジン1及び第1モータ6が自車両100の駆動系統から切り離される。また、クラッチ機構7を係合することにより、エンジン1及び第1モータ6が自車両100の駆動系統に連結される。
【0020】
エンジン1と変速機4とは、上述したように同一の軸線上に配置されており、そのエンジン1と変速機4との間に、第1モータ6が配置されている。第1モータ6は、エンジン1が出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能(発電機能)を有し、また電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する電動機としての機能(電動機能)も有している。すなわち、第1モータ6は、発電機能を有するモータ(いわゆる、モータ・ジェネレータ)であり、例えば、永久磁石式同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。なお、第1モータ6は、エンジン1の出力軸もしくは変速機4の入力軸5に直接連結されていてもよく、あるいは適宜の伝動機構を介してエンジン1の出力軸あるいは変速機4の入力軸5に連結されていてよい。
【0021】
変速機4の出力側に四輪駆動用のトランスファ9が配置されている。トランスファ9は、エンジン1が出力した動力もしくは変速機4から出力されるトルクを後輪2側と前輪3側とに分配する機構である。トランスファ9は、後輪2側にトルクを出力する部材(図示せず)に、リヤプロペラシャフト10が連結され、前輪3側にトルクを出力する部材(図示せず)に、フロントプロペラシャフト11が連結されている。
【0022】
トランスファ9は、チェーンやベルトを使用した巻き掛け伝動機構や歯車機構によって構成することができる。また、トランスファ9は、前輪3と後輪2との差動回転を可能にする差動機構や、その差動回転を摩擦クラッチなどによって制限する差動制限機構を備えたフルタイム四輪駆動機構などによって構成することができる。さらに、トランスファ9は、前輪3側へのトルクの伝達を選択的に遮断するパートタイム四輪駆動機構などによって構成することができる。
【0023】
リヤプロペラシャフト10は、変速機4またはトランスファ9から自車両100の後方に延びていて、リヤデファレンシャルギヤ12に連結されている。リヤデファレンシャルギヤ12は、左右の後輪2にトルクを伝達する終減速機であって、そのリヤデファレンシャルギヤ12に、車幅方向に延出する二つのドライブシャフト13を介して、後輪2が連結されている。また、その後輪2は、操舵装置14により操舵角が変化するように構成されている。すなわち、左右の後輪2は、操舵輪としても機能する。さらに、
図1に示す自車両100は、上記後輪2と前輪3との各車輪に制動力を作用させるための制動装置(ブレーキ)15が連結されている。また、フロントプロペラシャフト11は、自車両100の前方に延びていて、フロントデファレンシャルギヤ16に連結されている。なお、上記のフロントデファレンシャルギヤ16は、左右の前輪3にトルクを伝達する終減速機であって、そのフロントデファレンシャルギヤ16に、車幅方向に延出する二つのドライブシャフト17を介して前輪3が連結されている。
【0024】
また、トランスファ9には、フロントプロペラシャフト11を駆動する第2モータ(MG2)18が連結されている。第2モータ18は主として走行のための駆動トルクを出力するモータである。なお、減速時にエネルギ回生を行うために、第2モータ18は前述した第1モータ6と同様に、永久磁石式同期モータなどの発電機能のあるモータ・ジェネレータによって構成することが好ましい。
【0025】
第1モータ6と第2モータ18とは、図示しないインバータを介して蓄電池やキャパシタなどの蓄電装置(BAT)19にそれぞれ電気的に接続されている。したがって、第1モータ6及び第2モータ18を蓄電装置19の電力によってモータとして機能させ、あるいは各モータ6,18で発電した電力を蓄電装置19に充電することが可能である。また、第1モータ6で発電した電力によって第2モータ18を電動機として機能させ、その第2モータ18のトルクで走行することも可能である。
【0026】
また、実施形態に係る自車両100は、エンジン1、第1モータ6、第2モータ18、及び、クラッチ機構7を、それぞれ制御することにより、複数の走行モードで走行することが可能である。すなわち、自車両100は、EV走行モード、シリーズHV走行モード、及び、パラレルHV走行モードのいずれかの走行モードを設定して走行する。EV走行モードは、エンジン1を停止した状態で、第2モータ18が出力するモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させる走行モードである。シリーズHV走行モードは、クラッチ機構7を解放した状態でエンジン1を運転し、エンジントルクで第1モータ6を駆動して発電させるとともに、第2モータ18のモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させる走行モードである。パラレルHV走行モードは、クラッチ機構7を係合した状態でエンジン1を運転し、エンジントルク及び第2モータ18のモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させる走行モードである。そして、このような各走行モードの切り替えは、例えば、要求駆動力及び車速をパラメータとするモードの切り替えマップ等を用いて設定される。なお、実施形態に係る自車両100は、四輪駆動モード(4WD)と二輪駆動モード(2WD)とを切り替えることもできる。そのような走行モードの切り替えは、例えば、運転者によるモード切替スイッチが操作されたことにより、あるいは、路面の摩擦係数などを基に制御されるように構成してもよい。
【0027】
そして、自車両100には、エンジン1、変速機4、クラッチ機構7、トランスファ9、及び、各モータ6,18などを制御するECU(電子制御装置)20が設けられている。このECU20は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータ並びにプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。
【0028】
図2は、ECU20のシステム構成の一例を示した図である。
【0029】
図2に示すように、ECU20は、メインコントローラ21と、メインコントローラ21から出力された信号が入力され、その入力された信号を変換する駆動用コントローラ22及びサブコントローラ23とを備えている。この駆動用コントローラ22は、エンジン1に設けられたスロットルアクチュエータや各モータ6,18に設けられたインバータ(図示せず)などに信号を出力するように構成されている。また、サブコントローラ23は、クラッチ機構7などの種々の装置に設けられたアクチュエータに信号を出力するように構成されている。
【0030】
メインコントローラ21は、マイクロコンピュータを主体にして構成されており、自車両100の走行状態及び各部の作動状態や挙動等を検出する主な内部センサ24から信号が入力される。内部センサ24は、例えば、アクセルペダル25の踏み込み量を検出するアクセルセンサ26、ブレーキペダル27の踏み込み量を検出するブレーキセンサ(もしくはブレーキスイッチ)28、及び、ステアリング29の舵角を検出する舵角センサ30などを含む。また、内部センサ24は、例えば、後輪2及び前輪3の回転速度をそれぞれ検出する車速センサ31、自車両100の前後加速度を検出する前後加速度センサ32、及び、自車両100の横加速度を検出する横加速度センサ33などを含む。さらに、内部センサ24は、自車両100のヨーレートを検出するヨーレートセンサ34、及び、シフトレバー(もしくはシフトスイッチ)35の位置を検出するシフトセンサ36などを含む。メインコントローラ21は、内部センサ24から入力された信号や、予め記憶されている演算式あるいはマップなどに基づいて、エンジン1や各モータ6,18を制御するための信号を、駆動用コントローラ22に出力する。また、メインコントローラ21は、クラッチ機構7などを制御するための信号を、サブコントローラ23に出力するように構成されている。なお、
図1には、入力あるいは出力される信号の例として、内部センサ24からECU20に入力される信号、及び、ECU20からエンジン1、各モータ6,18、及び、制動装置15に出力する信号を破線で示している。
【0031】
さらに、実施形態で制御対象とする自車両100は、自車両100の運転操作を自動制御して走行させる自動運転が可能である。実施形態において定義している自動運転とは、走行環境の認識や周辺状況の監視、並びに、発進・加速、操舵、及び、制動・停止などの全ての運転操作を、全て自車両100の制御システムが行う自動運転である。例えば、NHTSA(米国運輸省道路交通安全局)が策定した自動化レベルにおける「レベル4」に該当する高度自動運転である。あるいは、米国のSAE(Society of Automotive Engineers)が策定した自動化レベルにおける「レベル4」及び「レベル5」に該当する高度自動運転もしくは完全自動運転である。したがって、実施形態で制御対象とする自車両100は、車内に搭乗者(運転者、同乗者、及び、乗客など)が存在しない状況であっても自動運転によって走行することが可能である。すなわち、自車両100は、車内に搭乗者が存在する状態で自動運転によって走行する有人自動運転と、車内に搭乗者が存在しない状態で自動運転によって走行する無人自動運転とが可能である。なお、自車両100は、例えば、上記のSAEの自動化レベルにおける「レベル4」で定義されているように、自動運転で走行する自動運転モードと、自車両100の運転操作を運転者が行う手動運転モードとを選択できる構成であってもよい。
【0032】
したがって、自車両100は、搭乗者(人)が運転操作することなく、各モータ6,18や制動装置15あるいは操舵装置14を自動的に制御することにより走行する、いわゆる自動運転走行をすることができる。そのような自動運転走行をする際における各モータ6,18、操舵装置14、及び、制動装置15なども、ECU20により制御される。
【0033】
メインコントローラ21には、自動運転走行を行うために内部センサ24に加えて、自車両100の周辺の情報を取得したり外部状況を検出したりする外部センサ37から信号が入力される。外部センサ37は、例えば、車載カメラ、レーダー(RADAR:Radio Detection and Ranging)、及び、ライダー(LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging)、車車間通信などである。
【0034】
車載カメラは、例えば、自車両100のフロントガラスの内側に設置され、自車両100の外部状況に関する撮像情報をメインコントローラ21に送信するように構成されている。車載カメラは、単眼カメラであってもよく、あるいはステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された複数の撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報によれば、車両前方の奥行き方向の情報も取得することができる。
【0035】
レーダーは、ミリ波やマイクロ波などの電波を利用して自車両100の外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをメインコントローラ21に送信するように構成されている。例えば、電波を自車両100の周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射された電波を受信して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出する。
【0036】
ライダーは、レーザー光を利用して自車両100の外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをメインコントローラ21に送信するように構成されている。例えば、レーザー光を自車両100の周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射されたレーザー光を受光して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出する。
【0037】
車車間通信(車両間通信)は、車両同士の無線通信により周囲の車両の情報(例えば、目的地、位置、速度、進行方向、及び、車両制御情報など)を入手し、必要に応じて運転者や搭乗者に安全運転支援を行うシステムである。また、この車車間通信は、ITS(Intellig ent Transport Systems)安全運転支援無線システムの車載器が搭載されている車両同士の情報交換によりサービスが受けられるものである。そのため、車車間通信では、インフラ設備の整備されていない不特定の場所でもサービスの享受が可能である。したがって、車車間通信では、インフラ設備の設置が難しい場所でもサービスが受けられる。
【0038】
上記のような内部センサ24や外部センサ37の他に、GPS(Global Positioning System)受信部38、地図データベース39、及び、ナビゲーションシステム40等からメインコントローラ21に信号が入力される。GPS受信部38は、複数のGPS衛星からの電波を受信することにより、自車両100の位置(例えば、自車両100の緯度及び経度)を測定し、その位置情報をメインコントローラ21に送信するように構成されている。地図データベース39は、地図情報を蓄積したデータベースであり、例えば、自車両100と通信可能な情報処理センターなどの外部施設のコンピュータに記憶されたデータを利用することができる。なお、上記の外部施設のコンピュータに記憶されたデータとしては、例えば、外部のデータセンター等のサーバー(図示せず)に蓄積されかつ随時更新されているいわゆるビッグデータなどが含まれる。また、地図データベース39は、メインコントローラ21の内部に記憶されていてもよい。ナビゲーションシステム40は、GPS受信部38が測定した自車両100の位置情報と、地図データベース39の地図情報とに基づいて、自車両100の走行ルートを算出するように構成されている。
【0039】
メインコントローラ21は、内部センサ24や外部センサ37などから入力された検出データや情報データ及び予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行う。また、メインコントローラ21は、その演算結果を基に、駆動用コントローラ22及びサブコントローラ23並びに補助機器41に信号を出力する。そして、駆動用コントローラ22が、エンジン1(スロットルバルブを含む)及び各モータ6,18のアクチュエータに対して制御指令信号を出力するように構成されている。また、サブコントローラ23が、制動装置15及び操舵装置14等の自車両100の各部のアクチュエータに対して、制御指令信号を出力するように構成されている。なお、以下の説明では、各アクチュエータを区別することなく、単にアクチュエータ42と記す場合がある。
【0040】
自車両100を自動運転走行させるための主なアクチュエータ42として、ブレーキアクチュエータ、及び、操舵アクチュエータ等を備えている。ブレーキアクチュエータは、サブコントローラ23から出力される制御信号に応じて制動装置15を作動させ、後輪2及び前輪3へ付与する制動力を制御するように構成されている。操舵アクチュエータは、サブコントローラ23から出力される制御信号に応じて電動パワーステアリング装置のアシストモータを駆動し、操舵トルクを制御するように構成されている。
【0041】
補助機器41は、アクチュエータ42に含まれない機器もしくは装置であり、例えば、ワイパー、前照灯、方向指示器、エアコンディショナ、及び、オーディオ装置など、自車両100の運転操作に直接には関与しない機器・装置である。
【0042】
メインコントローラ21は、自車両100を自動運転走行させるための主な制御部である。メインコントローラ21は、例えば、車両位置認識部43、外部状況認識部44、走行状態認識部45、走行計画生成部46、走行制御部47、補助機器制御部48、及び、有人無人判断部49などを有している。
【0043】
車両位置認識部43は、GPS受信部38で受信した自車両100の位置情報及び地図データベース39の地図情報に基づいて、地図上における自車両100の位置を認識するように構成されている。なお、ナビゲーションシステム40で用いられる自車両100の位置を、そのナビゲーションシステム40から取得することもできる。あるいは、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車両100の位置を測定可能な場合は、そのセンサとの通信によって自車両100の位置を取得することもできる。
【0044】
外部状況認識部44は、例えば、車載カメラの撮像情報やレーダーもしくはライダーなどの外部センサ37の検出データに基づいて、自車両100の外部状況を認識するように構成されている。外部状況としては、例えば、走行車線の位置、道路幅、道路の形状、路面勾配、車両周辺の障害物に関する情報、及び、自車両100の周辺を走行している周辺車両に関する情報等が取得される。また、走行環境として自車両100の周辺、並びに、走行経路の地形・気象情報、道路形状、路面の摩擦係数などを取得してもよい。
【0045】
走行状態認識部45は、内部センサ24の各種の検出データに基づいて、自車両100の走行状態を認識するように構成されている。自車両100の走行状態としては、例えば、車速、前後加速度、横加速度、及び、ヨーレートなどが取得される。
【0046】
走行計画生成部46は、例えば、ナビゲーションシステム40で演算された目標ルート、車両位置認識部43で認識された自車両100の位置、及び、外部状況認識部44で認識された外部状況等に基づいて、自車両100の進路を生成するように構成されている。進路は、目標ルートに沿って自車両100が進行する軌跡である。また、走行計画生成部46は、目標ルート上で、安全に走行すること、法令を順守して走行すること、及び、効率よく走行すること等の基準に沿って、自車両100が適切に走行することができるように進路を生成する。
【0047】
そして、走行計画生成部46は、生成した進路に応じた走行計画を生成するように構成されている。具体的には、少なくとも、外部状況認識部44で認識された外部状況及び地図データベース39の地図情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画が生成される。
【0048】
走行計画は、自車両100の将来の駆動力要求を含む自車両100の走行状態を予め設定するものであり、例えば、現在時刻から数秒先の将来のデータを基に生成される。自車両100の外部状況や走行状況によっては、現在時刻から数十秒先の将来のデータを用いることもできる。走行計画は、例えば、目標ルートに沿った進路を自車両100が走行する際に、車速、加速度、及び、操舵トルク等の推移を示すデータとして走行計画生成部46から出力される。
【0049】
また、走行計画は、自車両100の速度パターン、加速度パターン、及び、操舵パターンとして走行計画生成部46から出力することもできる。速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標加速度からなるデータである。操舵パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。
【0050】
また、この走行計画には、自車両100が先行車を追従する走行計画を含む。その一例としては、従来知られているクルーズコントロールやアダプティブクルーズコントロール(ACC)、並びに、車車間通信により追従制御する通信協調型アダプティブクルーズコントロール(CACC)がある。そのクルーズコントロールなどの切り替えは、ステアリングホイールの脇やステアリングパッドに取り付けられた入力操作スイッチ群によって行われる。入力操作スイッチ群では、例えば、システムの起動及び停止、制御モードの切替え、設定車速の入力、及び、目標車間距離の設定(例えば、長・中・短の3段階で設定される)等が行なわれる。
【0051】
走行制御部47は、走行計画生成部46で生成された走行計画に基づいて、自車両100の走行を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、駆動用コントローラ22及びサブコントローラ23を介してエンジン1や各モータ6,18あるいはアクチュエータ42に出力される。それによって、自車両100が自動運転走行される。
【0052】
補助機器制御部48は、走行計画生成部46で生成された走行計画に基づいて、補助機器41を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、必要に応じて、ワイパー、前照灯、方向指示器、エアコンディショナ、及び、オーディオ装置などの補助機器41に対して出力される。
【0053】
有人無人判断部49は、自車両100並びに先行車に搭乗者が存在するか否かを判断する。具体的には、自車両100においては、パワースイッチあるいはイグニションキースイッチやスタートボタンスイッチがONに操作された場合や、着座センサが座席上に人が乗っていることを検知した場合に、有人無人判断部49が搭乗者の有無を判断する。また、自車両100においては、シートベルト着装センサがシートベルトの着装を検知した場合や、ステアリングホイールが操作された場合など車室内に設けられている装置の操作状況または作動状態に基づいて、有人無人判断部49が搭乗者の有無を判断する。また、赤外線センサやドップラーセンサなどの生体センサあるいは動体検知センサを設け、搭乗者の体温や動作を検知することにより、有人無人判断部49が自車両100の車内に搭乗者が存在するか否かを判断してもよい。なお、先行車においては、例えば、上述した車車間通信により無線通信したり、自車両100の車載カメラによって先行車を撮影したりすることにより、先行車の情報を取得して、有人無人判断部49が先行車の搭乗者の有無を判断する。
【0054】
このように
図1に示す自車両100は、いわゆる自動運転により走行することが可能である。その自動運転では、上述したように、車車間通信などによって、各車両同士が互いの位置や速度など車両の情報を送受信し、その情報を利用して自車両100と先行車あるいは後続車両とで隊列走行することができる。なお、隊列走行とは、複数台の車両が相互に相対位置を維持して一群となって走行する形態をいう。
【0055】
実施形態に係る隊列走行システムは、自車両100の周辺を走行する周辺車両から隊列走行の先行車の候補となる先行車候補車両を検出する先行車候補車両検出装置と、自車両100の周辺の情報を取得する情報取得装置と、を備える。また、実施形態に係る隊列走行システムは、情報取得装置によって取得された前記情報を用いて、自車両100を斜め上後方から見たように自車両100の周囲を示す仮想画像を作成する画像作成装置と、前記仮想画像を表示する表示装置400(
図4参照)と、を備える。また、実施形態に係る隊列走行システムは、制御装置を備える。この制御装置は、次のような制御を実施する。すなわち、制御装置は、先行車候補車両が自車両100の周囲に現れた(検出された)ときに、先行車候補車両が自車両100の周囲に現れていない(検出されていない)ときに比べて、表示装置に表示する前記仮想画像の表示領域を拡大する。そして、その後、制御装置は、先行車候補車両を自車両100が追従可能な範囲まで自車両100に先行車候補車両が近づいたら前記表示領域を縮小する制御を実施する。
【0056】
なお、本実施形態において、前記先行車候補車両検出装置としては、例えば、外部センサ37などを用いることができる。また、本実施形態において、前記情報取得装置としては、例えば、外部状況認識部44などを用いることができる。また、本実施形態において、前記画像作成装置及び前記制御装置としては、ECU20などを用いることができる。また、本実施形態において、表示装置400としては、例えば、ナビゲーションシステム40のディスプレイなどを用いることができる。
【0057】
なお、先行車候補車両は、例えば、自車両100に対する車速や車両の大きさ、走行している車線などに基づいて、隊列走行の先行車に最適な車両が周辺車両から検出される。また、自車両100を斜め上後方から見た仮想画像を作成する方法としては、特許文献1に開示された方法と同様の方法を適用することが可能である。すなわち、例えば、外部状況認識部44によって取得された自車両100の周辺の情報と、自車両100を斜め上後方から見下ろす視点である仮想視点とを用いて、仮想視点から見下ろしたが画像となるようにECU20が仮想画像を生成する。ここで、仮想視点の位置及び向きは、例えば、ECU20によって計算される。仮想視点の位置は、例えば、自車両100の車幅方向に対する中心軸上に設定されている。仮想視点の向きは、例えば、仮想視点の位置から自車両100を見下ろしたときの視線の方向と、仮想視点の位置の水平面とがなす角度である。
【0058】
図3は、自車両100においてECU20により実行される制御の第1の例を示したフローチャートである。
図4は、隊列走行の先行車候補車両が自車両100の周囲に現れていないときにおける表示装置400の表示領域を示した図である。
図5は、隊列走行の先行車候補車両110が自車両100の周囲に現れたときにおける表示装置400の表示領域を示した図である。
図6は、隊列走行の先行車候補車両110が追従可能な範囲まで自車両100に近づいたときにおける表示装置400の表示領域を示した図である。
【0059】
まず、ECU20は、外部センサ37から入力される信号などに基づいて、自車両100の周辺を走行している周辺車両から先行車候補車両110を検出する。次に、ECU20は、
図4に示すような先行車候補車両110が自車両100の周囲に現れていないときに、表示装置400に表示する自車両100を斜め上後方から見たように自車両100の周囲を示す仮想画像の表示領域に比べて、
図5に示すように、自車両100の周囲を示す仮想画像の表示領域を拡大する(ステップS2)。すなわち、ECU20は、
図4に示した前記仮想画像よりも自車両100から離れた位置まで前記仮想画像が表示されるように、
図5に示すように前記仮想画像の縮尺を小さくする。
【0060】
次に、ECU20は、先行車候補車両110が追従可能な範囲まで近づいたことを検出する(ステップS3)。ここで、ECU20は、例えば、自車両100の後方で検出された先行車候補車両110が、自車両100を追い抜いて自車両100の前方に移動したら、先行車候補車両110が追従可能な範囲まで自車両100に近づいたことを検出する。次に、ECU20は、
図6に示すように、表示装置400に表示する自車両100を斜め上後方から見たように自車両100の周囲を示す仮想画像の表示領域を縮小する(ステップS4)。すなわち、ECU20は、
図5に示した前記仮想画像よりも自車両100に近い位置が表示されるように、
図6に示すように前記仮想画像の縮尺を大きくする。なお、縮小した前記仮想画像の表示領域の大きさとしては、例えば、
図4に示したような、先行車候補車両110が自車両100の周囲に現れていないときにおける表示領域の大きさと同じにする。その後、ECU20は、一連の制御を終了する。
【0061】
実施形態に係る隊列走行システムにおいては、隊列走行の先行車候補車両110が自車両100の周囲に現れたときに、先行車候補車両110が自車両100の周囲に現れていないときに比べて、表示装置400に表示する自車両100の周囲の仮想画像の表示領域を拡大する。そして、その後、先行車候補車両110を自車両100が追従可能な範囲まで近づいたら前記表示領域を縮小することにより、先行車候補車両110の誤認を抑制することができる。
【0062】
図7は、自車両100の周囲に現れた先行車候補車両110にマーキング50が付いた状態における表示装置400の表示領域を示した図である。
図8は、追従可能な範囲まで自車両100に近づいた先行車候補車両110にマーキング50が付いた状態における表示装置400の表示領域を示した図である。
【0063】
また、実施形態に係る隊列走行システムにおいては、
図7及び
図8に示すように、先行車候補車両110を識別するための識別手段としてマーキング50を付けて、先行車候補車両110を表示装置400に表示するようにしてもよい。これにより、先行車候補車両110の認識性を高めることができる。特に、先行車候補車両110以外の周辺車両も表示装置400に表示されている場合、先行車候補車両110にマーキング50を付けることによって、自車両100の運転者(搭乗者)は周辺車両から先行車候補車両110を認識し易くなる。
【0064】
なお、表示装置400に表示された先行車候補車両110を識別するための識別手段としては、
図7及び
図8に示したような、先行車候補車両110を囲むような四角形のマーキング50に限定されるものでない。前記識別手段としては、例えば、先行車候補車両110の上に矢印を付けたり、先行車候補車両110に赤色や青色などの特定の色を付けたりするなど、先行車候補車両110以外の周辺車両と先行車候補車両110とを識別できる図形や色付けなどを採用することができる。
【0065】
また、実施形態に係る隊列走行システムにおいては、先行車候補車両110が追従可能な範囲まで近づいたら、先行車候補車両110への追従を、自車両100に設けられた提案装置であるインフォメーションパネルなどを用いて提示して、自車両100の運転者(搭乗者)に提案するようにしてもよい。
【0066】
図9は、自車両100においてECU20により実行される制御の第2の例を示したフローチャートである。
【0067】
まず、ECU20は、外部センサ37から入力される信号などに基づいて、自車両100の周辺を走行している周辺車両から先行車候補車両110を検出する(ステップS11)。次に、ECU20は、表示装置400に表示する自車両100の周囲を示す仮想画像の表示領域を拡大する(ステップS12)。次に、ECU20は、先行車候補車両110が追従可能な範囲まで近づいたことを検出する(ステップS13)。次に、ECU20は、表示装置400に表示する自車両100の周囲の仮想画像の表示領域を縮小する(ステップS14)。次に、ECU20は、自車両100に設けられた提案装置を用いて、先行車候補車両110への追従を提案する(ステップS15)。その後、ECU20は、一連の制御を終了する。
【0068】
実施形態に係る隊列走行システムにおいては、外部センサ37から入力される信号などに基づいて、先行車候補車両110が追従可能な範囲まで近づいたことを検出したら、先行車候補車両110への追従を自車両100の運転者(搭乗者)に提案する。そして、例えば、その提案に応じて運転者(搭乗者)が先行車候補車両110への追従の許可を、車内の操作パネルなどから実行する。これにより、自動運転により、先行車候補車両110を先行車として自車両100が追従して走行する隊列走行を実行することができる。または、前記提案に応じて運転者が手動運転により、先行車候補車両110を先行車として自車両100を追従させて隊列走行を実行することができる。
【0069】
次に、実施形態に係る隊列走行システムにおいて、隊列走行の先行車候補車両が自車両100の周囲に複数現れた場合について説明する。
【0070】
図10は、隊列走行の先行車候補車両が自車両100の周囲に複数現れたときにおける表示装置400の表示領域を示した図である。
図11は、隊列走行の先行車として選択された先行車候補車両110が追従可能な範囲まで自車両100に近づいたときにおける表示装置400の表示領域を示した図である。
【0071】
図10に示すように、先行車候補車両が自車両100の周囲に現れていないときに比べて、表示装置400に表示する自車両100の周囲を示す仮想画像の表示領域を拡大した後、複数の先行車候補車両が検出される場合がある。この場合、ECU20は、複数の先行車候補車両のうちの1台の先行車候補車両(
図10では先行車候補車両110)が自車両100の追従可能な範囲まで近づいても、前記表示領域の縮小を待機する制御を実施する。これにより、自車両100の運転者(搭乗者)は、複数の先行車候補車両を認識し易くなる。そして、ECU20は、複数の先行車候補車両の中から選択された1台の先行車候補車両(
図10では先行車候補車両110)を、隊列走行の先行車であると判断する。一方、ECU20は、選択されなかった残りの先行車候補車両(
図10では先行車候補車両111)を先行車ではないと判断する。これにより、ECU20は、複数の先行車候補車両の中から隊列走行の先行車である先行車候補車両を設定することができる。
【0072】
ここで、複数の先行車候補車両の中から1台の先行車候補車両を、隊列走行の先行車として選択する際には、例えば、以下のような条件に応じて先行車への選択を不可能にするのが好ましい。すなわち、
図10に示すように、前後に並んで走行する先行車候補車両110と先行車候補車両111との間の車間距離が所定距離未満である場合は、前を走行する先行車候補車両110の先行車への選択を不可能とする。また、前後に並んで走行する先行車候補車両110と先行車候補車両111とのうち、後ろを走行する先行車候補車両111の車速(自車両100との相対速度)が所定速度以上である場合は、前を走行する先行車候補車両110の先行車への選択を不可能とする。これにより、前を走行する先行車候補車両110を、隊列走行の先行車として自車両100が追従して走行した際に、後ろを走行する先行車候補車両111と自車両100とが衝突するのを回避することができる。
【0073】
なお、隊列走行の先行車をECU20が自動選択する場合には、例えば、選択可能な複数の先行車候補車両の中から自車両100の横を最も早いタイミングで通過する先行車候補車両を、隊列走行の先行車として選択する。また、隊列走行の先行車を運転者(搭乗者)が選択する場合には、例えば、表示装置400に選択可能な複数の先行車候補車両を表示して、表示された複数の先行車候補車両の中から隊列走行の先行車を運転者(搭乗員)が選択する。
【0074】
ECU20は、先行車として選択された先行車候補車両が自車両100の追従可能な範囲まで近づいたことを検出したら、表示装置400に表示する自車両100を斜め上後方から見たように自車両100の周囲を示す仮想画像の表示領域を縮小する。すなわち、ECU20は、先行車として選択された先行車候補車両(
図10では先行車候補車両110)を含んで、
図10に示した前記仮想画像よりも自車両100に近い位置が表示されるように、
図11に示すように前記仮想画像の縮尺を大きくする。なお、縮小した前記仮想画像の表示領域の大きさとしては、例えば、
図4に示したような、先行車候補車両110が自車両100の周囲に現れていないときにおける表示領域の大きさと同じにする。
【0075】
また、ECU20は、
図11示すように、複数の先行車候補車両の中から隊列走行の先行車として選択された先行車候補車両110を識別するためのマーキング50を付けて、先行車候補車両110を表示装置400に表示するようにしてもよい。これにより、複数の先行車候補車両が検出された場合においても、隊列走行の先行車として選択された先行車候補車両110の認識性を高めることができる。特に、隊列走行の先行車として選択された先行車候補車両110以外の周辺車両も表示装置400に表示されている場合、先行車候補車両110にマーキング50を付けることによって、自車両100の運転者(搭乗者)は周辺車両から先行車候補車両110を認識し易くなる。
【0076】
図12は、自車両100においてECU20により実行される制御の第3の例を示したフローチャートである。
【0077】
まず、ECU20は、外部センサ37から入力される信号などに基づいて、自車両100の周辺を走行している周辺車両から先行車候補車両を検出する(ステップS21)。次に、ECU20は、表示装置400に表示する自車両100の周囲を示す仮想画像の表示領域を拡大する(ステップS22)。次に、ECU20は、検出された先行車候補車両が複数か否かを判断する(ステップS23)。ECU20は、検出された先行車候補車両が複数であると判断した場合(ステップS23にてYes)、複数の先行車候補車両の中から隊列走行の先行車とする先行車候補車両を1台選択する(ステップS24)。なお、ECU20は、隊列走行の先行車とする先行車候補車両を選択する前に、先行車候補車両が自車両100の追従可能な範囲まで近づいても、前記表示領域の縮小を待機する制御を実施する。そして、ECU20は、ステップS25に移行する。一方、ECU20は、検出された先行車候補車両が1台であると判断した場合(ステップS23にてNo)、当該先行車候補車両を隊列走行の先行車と判断し、ステップS25に移行する。ステップS25において、ECU20は、外部センサ37から入力される信号などに基づいて、隊列走行の先行車として選択した先行車候補車両が自車両100の追従可能な範囲まで近づいたことを検出する(ステップS25)。次に、ECU20は、表示装置400に表示する自車両100の周囲の仮想画像の表示領域を縮小する(ステップS26)。次に、ECU20は、自車両100に設けられた提案装置を用いて、隊列走行の先行車とする先行車候補車両への追従を提案する(ステップS27)。その後、ECU20は、一連の制御を終了する。
【0078】
実施形態に係る隊列走行システムにおいては、複数の先行車候補車両から隊列走行の先行車として選択された先行車候補車両が追従可能な範囲まで近づいたら、当該先行車候補車両への追従を自車両100の運転者(搭乗者)に提案する。そして、例えば、その提案に応じて運転者(搭乗者)が、隊列走行の先行車として選択された先行車候補車両への追従の許可を、車内の操作パネルなどから実行する。これにより、例えば、自車両100は、自動運転により、先行車として選択された先行車候補車両を自車両100が追従して走行する隊列走行を実行することができる。または、前記提案に応じて運転者が手動運転により、先行車として選択された先行車候補車両に自車両100を追従させて隊列走行を実行することができる。
【符号の説明】
【0079】
1 エンジン
2 後輪
3 前輪
4 変速機
5 入力軸
6 第1モータ
7 クラッチ機構
8,8a,8b 摩擦板
9 トランスファ
10 リヤプロペラシャフト
11 フロントプロペラシャフト
12 リヤデファレンシャルギヤ
13 ドライブシャフト
14 操舵装置
15 制動装置
16 フロントデファレンシャルギヤ
17 ドライブシャフト
18 第2モータ
19 蓄電装置
20 ECU
21 メインコントローラ
22 駆動用コントローラ
23 サブコントローラ
24 内部センサ
25 アクセルペダル
26 アクセルセンサ
27 ブレーキペダル
28 ブレーキセンサ
29 ステアリング
30 舵角センサ
31 車速センサ
32 前後加速度センサ
33 横加速度センサ
34 ヨーレートセンサ
35 シフトレバー
36 シフトセンサ
37 外部センサ
38 GPS受信部
39 地図データベース
40 ナビゲーションシステム
41 補助機器
42 アクチュエータ
43 車両位置認識部
44 外部状況認識部
45 走行状態認識部
46 走行計画生成部
47 走行制御部
48 補助機器制御部
49 有人無人判断部
50 マーキング
100 自車両
110 先行車候補車両
400 表示装置