JP2016149044A - 隊列走行管理装置、及び隊列走行管理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
隊列走行によって、燃費の向上、渋滞の緩和、運行コストの低減など、各種の利点を得ることができる。
このような隊列走行を行う技術として、特許文献1の「隊列走行システム」がある。
このシステムは、Cd(Constant Drag)値と呼ばれる空気抵抗の大きい車両の順に先頭から並べて隊列を形成するものである。
先頭側の車両のCd値が大きいと、先頭側の車両が風よけとなって、後続する車両の空気抵抗を減らすことができる。
(2)請求項2に記載の発明では、前記隊列の前方に存在する走行の外乱要素を検知する検知手段と、前記後続の車両の各々に車間距離の拡張指示を送信する送信手段と、を備え、前記先頭の車両に搭載された場合には、前記検知手段で前記外乱要素を検知した場合に、前記送信手段で前記拡張指示を送信する、ことを特徴とする請求項1に記載の隊列走行管理装置を提供する。
(3)請求項3に記載の発明では、前記検知手段で前記外乱要素を検知した場合に、前記後続の車両ごとに当該後続の車両の加速抵抗に応じた車間距離を決定する決定手段を具備し、前記送信手段は、前記拡張指示として前記決定した車間距離を前記後続の車両ごとに送信する、ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置を提供する。
(4)請求項4に記載の発明では、前記検知手段で前記外乱要素を検知した場合に、前記検知した外乱要素の内容に基づいて車間距離を決定する決定手段を具備し、前記送信手段は、前記拡張指示として前記決定した車間距離を送信する、ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置を提供する。
(5)請求項5に記載の発明では、前記検知手段は、前記外乱要素の内容として、直前車両の速度変化、又は前方の道路状態のうちの少なくとも1つを検知する、ことを特徴とする請求項4に記載の隊列走行管理装置を提供する。
(6)請求項6に記載の発明では、前記送信手段は、前記送信する拡張指示によって、車間距離を指示するに際して、前記隊列の前方の車両から後方の車両の順に加速して前記車間距離を広げるか、又は、前記隊列の後方の車両から前方の車両の順に減速して前記車間距離を広げるか、の加減速の順番を更に指示する、ことを特徴とする請求項2から請求項5までのうちの何れか1の請求項に記載の隊列走行管理装置を提供する。
(7)請求項7に記載の発明では、前記検知手段で前記外乱要素を検知した場合に、前記送信手段は、前記拡張指示として前記検知した外乱要素の内容を送信する、ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置を提供する。
(8)請求項8に記載の発明では、前記先頭の車両から車間距離の拡張指示として車間距離を受信する受信手段と、直前車両との車間距離を当該車間距離に変更して走行する車間距離変更手段と、を備え、前記後続の車両に搭載された場合には、前記受信手段で前記車間距離を受信した場合に、前記車間距離変更手段で直前車両との車間距離を変更する、ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置を提供する。
(9)請求項9に記載の発明では、前記先頭の車両から車間距離の拡張指示として外乱要素の内容を受信する受信手段と、直前の車両との車間距離を当該外乱要素の内容に基づく車間距離に変更して走行する車間距離変更手段と、を備え、前記後続の車両に搭載された場合には、前記受信手段で前記外乱要素を受信した場合に、前記車間距離変更手段で直前車両との車間距離を変更する、ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置を提供する。
(10)請求項10に記載の発明では、車両間通信を用いて隊列走行を行う車両に搭載され、先頭の車両に搭載された場合は、前記隊列を構成する後続の車両に走行情報を送信し、前記後続の車両に搭載された場合は、前記先頭の車両からの走行情報に基づいて走行を制御する隊列走行管理装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記隊列を構成する車両を特定する車両特定機能と、前記特定した車両の加速抵抗を取得する加速抵抗取得機能と、前記取得した加速抵抗の小さい順に前方から前記車両を配車して隊列を構成する隊列構成機能と、をコンピュータで実現させるための隊列走行管理プログラムを提供する。
隊列10は(図2)、先頭から加速抵抗の小さい順に先頭車両2a、後続車両2b、2cと配車されて構成されている。
先頭車両2aは、例えば、道路形状や先行車両4の速度変化など、隊列10に速度変化をもたらすような外乱要素が前方に存在するか監視しており、外乱要素が存在する場合は、後続車両2b、2cに車間距離を拡張するように指示する。
そして、隊列10では、速度変化が急激な前方の走行位置に加速抵抗の小さい車両2を配車し、速度変化の緩やかな後方の走行位置に加速抵抗の大きな車両2を配車しているため、隊列10全体としての燃費効率を向上させることができる。
このように、隊列10では、車両2を加速抵抗の小さい順に配列するだけでも、隊列後方に伝播する速度変化の度合いを緩和することができるが、車間距離を広げることにより、更に効果を高めている。
図1は、本実施の形態に係る車両制御装置の構成を示した図である。
車両制御装置1は、隊列走行を行う各車両に搭載されており、制御部110、記憶部120、自動車情報検出部130、表示部140、入力部150、通信部160、周辺情報収集部170、アクチュエータ制御部180などがバスラインで通信可能に接続されて構成されている。
CPU111は、記憶部120などに記憶されたプログラムに従って、各種の情報処理や制御を行う。
なお、ドライバが手動で運転をしたり、ドライバの補助を受けながら半自動で走行するように構成してもよい。
RAM113は、読み書きが可能なメモリであって、CPU111が動作する際のワーキングメモリを提供する。
本実施の形態では、RAM113は、例えば、目的地までの経路情報(現在地から目的地に到達するまでの道順を規定する走行経路)、走行経路上に存在する外乱要素としての道路形状とその位置、他車情報などを記憶し、CPU111の情報処理を支援する。
車両制御装置1は、他車両の他車情報を受信するだけでなく、自己のこれらの情報も他車情報として他車両に提供している。
自車情報123は、車両ID、加速抵抗、車長、車幅、走行キロ数、排気量、重量といった自車両に関する物理的なデータや目的地などに関する情報である。これらの情報は、車両間通信により隊列を構成する他の車両に送信され、他車両情報として記憶される。これら他車情報のうち、加速抵抗は、隊列を加速抵抗の小さい順に編成する際に利用される。
隊列走行プログラム125は、CPU111に上記の隊列走行管理機能を発揮させるためのプログラムである。この機能については後ほど詳細に説明する。
ステアリングセンサ134、ブレーキセンサ135、スロットルセンサ136は、それぞれ、ステアリングの操作量、ブレーキの操作量、スロットルの操作量を検出する。
これらの情報は、車両制御装置1が後述の先頭モードで動作する際に、走行情報として後続の車両に送信される。
ナビゲーション操作画面では、目的地の設定や経路の設定を行うことができ、隊列走行管理画面では、隊列の編成や解除に必要な設定を行う設定画面や、隊列走行を編成している他の車両に関する情報などが表示される。
車両間通信は、無線装置を用いて直接行ってもよいし、ネットワークを介してサーバ経由で行ってもよい。
車両制御装置1は、通信部160によりサーバと通信してGPS機能の補正を行ったり、交通情報を受信したりする。
距離センサ171は、自車両の前方と後方に設置されており、例えば、レーザやミリ波などを用いて前方車両と後続車両までの距離を計測する。この距離は、車間距離を保つ場合や拡張する場合などに用いられる。
なお、先行車両との車間距離は、同じ車線を走行している先行車両のみならず、隣接する車線など、他の車線を走行している先行車両も前方に割り込んでくる可能性があるため、これとの車間距離も計測する。
これにより、車両制御装置1は、現在走行している車線の先行車両や隣の車線の先行車両が加減速する場合を検出する。
更に、周辺情報収集部170は、道路に設置されたビーコンから情報を取得することもできる。
これらアクチュエータは、それぞれステアリング、ブレーキ、スロットルを動作させる。
車両制御装置1が自動運転する場合は、これらの動作タイミングや動作量は、CPU111が制御し、ドライバが運転する場合は、ドライバが操作する。
車両制御装置1が隊列走行管理装置として機能する場合、自車両が隊列の先頭車両となって、隊列を構成する後続車両に走行情報を送信して隊列走行させる先頭モードと、自車両が先頭車両から走行情報を受信して後続車両として隊列走行する後続モードがある。
例えば、「先頭車両は分割指令を発した」とは、先頭車両に搭載され、先頭モードで機能している車両制御装置1が分割指令を発したことを意味する。
走行情報は、上に述べたように、現在位置、車速、加速度、ステアリングの操作量、ブレーキの操作量、スロットルの操作量など、自動車情報検出部130で検出した値など、先頭車両の走行を規定する情報である。
このように、車両制御装置1は、隊列の前方に存在する走行の外乱要素を検知する検知手段と、後続の車両の各々に車間距離の拡張指示を送信する送信手段と、を備え、先頭の車両に搭載された場合には、外乱要素を検知した場合に、車間距離の拡張指示を送信する。
また、後述するように、車両制御装置1は、外乱要素の内容として、直前車両(先行車両)の速度変化、又は前方の道路状態のうちの少なくとも1つを検知する。
外乱要素には、道路形状によるものと、自車両の前を走行している先行車両によるものがある。
先頭車両は、外乱要素を検知すると、その内容に応じて車間距離を広げるように後続車両に車間距離の拡張指示を送信したり、拡張した車間距離を元に戻す拡張解除指示を送信する。
また、隊列を分割して車間距離を調節する場合もあり、その場合、先頭車両は、後続車両に対して分割指示も行う。
単に直前の車両に追従して隊列走行すると、後続車両の反応が遅れたり、車両のずれが後に行くほど蓄積するなどして隊列が乱れやすくなるが、このように各後続車両が先頭車両の走行情報に基づいて先頭車両の走行位置や速度を制御することにより、隊列を整えて安定的に隊列走行することができる。
また、後続車両は、先頭車両から分割指示を受信した場合、当該指示に基づいて隊列を離脱し、新たな隊列を編成する。
なお、以下で隊列を編成する車両は、何れも車両制御装置1を搭載しているものとする。
隊列を編成しようとする車両の車両制御装置1(以下、隊列編成車両と記す)は、隊列を編成する候補となる車両に搭載されている車両制御装置1(以下、候補車両と記す)を車両間通信により、又は管理センタのサーバに問い合わせて探索し、探索された候補車両の車両情報を取得する。
このように、車両制御装置1は、隊列を構成する車両を特定する車両特定手段と、特定した車両の加速抵抗を取得する加速抵抗取得手段を備えている。
そして、隊列編成許可信号を送信している候補車両があった場合、隊列編成車両は、当該候補車両の目的地及び走行スケジュールを読み込み、隊列走行を行うにあたり、目的地及び走行スケジュールが適するか否かを判断する。
このように、車両制御装置1は、加速抵抗の小さい順に前方から車両を配車して隊列を構成する隊列構成手段を備えている。
一方、後続車両に対しては、後続モードで動作するように指示すると共に、被後続車両の車両IDと先頭車両の車両IDを通知する。即ち、n番目の候補車両には、n−1番目の車両の車両IDを被後続車両の車両IDとして通知する。
当該指示を受けると、各後続車両に割り当てられた車両は、自己の直前の車両の車両IDを有する車両の直後に後続するように移動し、これによって車両が先頭から加速抵抗順に並んだ隊列が形成される。
そして、先頭車両は、自己の走行情報を各後続車両に送信しながら走行し、各後続車両は、直前の車両との車両間隔が所定間隔となるように車間距離を調節しながら先頭車両から送信されてきた走行情報に基づいて走行する。
以上の手順により、先頭モードで走行する先頭車両と後続モードで走行する後続車両による隊列が形成される。
なお、上記の隊列形成方法は、一例であって、各種の変形が可能である。
例えば、上記の例では、隊列編成車両が、候補車両の加速抵抗を収集し、隊列の編成を決定したが、隊列を構成する車両群が、それぞれ他の車両の加速抵抗を有しており、各自が自己の隊列での順序を判断して、自主的に動いて隊列を形成するように構成することもできる。
図2(a)に示したように、隊列10は、車両2a〜2cによって構成されている。
車両2aは、先頭車両で、これに車両2b、2cがこの順序で後続している。
以下では、車両2a〜2cを特に区別しない場合は、車両2と記して英小文字による区別は行わない。他の構成要素も同様とする。
また、車両2aが先頭車両の場合は、先頭車両2aと記し、後続車両の場合は、後続車両2aと記し、先頭、後続なる接頭語を必要に応じて付属させる。
一方、後続車両2b〜2cは、直前の車両2との車間距離を管理しながら先頭車両2aから送信されてきた走行情報に基づいて、先頭車両2aの走行に倣って(即ち、先頭車両2の走行経路や加減速に倣って)走行する。
ちなみに、Cd値の大小関係は、車両2b>車両2c>車両2aとなっている。車両2をCd値の大きい順に配車すると、隊列10(先頭車両2b、後続車両2c、後続車両2a)となるが、本実施の形態では、加速抵抗の小さい順であるため、隊列10(先頭車両2a、後続車両2b、後続車両2c)となっている。
以下では、隊列を構成する車両2を必要に応じて上記のように括弧書きで記すことにする。
ここで、mは、車両の質量であり、Aは、車両の加速度であり、そして、m×Aは、車体の直線加速による慣性抵抗である。
Δm×Aは、エンジン、変速機、ドライブシャフト、タイヤなどの回転運動による慣性抵抗であり、Δmは、回転運動において直線運動のmに対応する量を質量に換算した量である。
ここでは、説明を簡単にするために車間距離を一律にL1としたが、各車両2は、加速抵抗などの走行特性がそれぞれ異なるため、後続車両2ごとに適した値に設定してもよい。
また、各後続車両2の車間距離は、先頭車両2aが指定し、後続車両2にその車間距離を適用させてもよいし、あるいは、各後続車両2が独自に設定してもよい。
なお、外乱要素とは、隊列10の一定速度による走行の維持を阻害する要素のことをいい、隊列に速度変化をもたらす要因となるものである。
先に説明したように、道路形状によるものと、先行車両4によるものがある。
なお、先行車両4は、隊列10が現在走行している車線を走行しているもののほかに、隣の車線など、他の車線を走行している先行車両4も割り込みの可能性があるため監視対象としている。
そして、先頭車両2aは、当該地点に接近すると、図2(c)に示したように、車両2b、2cに車間距離の拡張指示を送信し、車間距離をL3(>L1)に広げさせる。
また、車両制御装置1は、先頭の車両から車間距離の拡張指示として車間距離を受信する受信手段と、車間距離を当該車間距離に変更して走行する車間距離変更手段と、を備え、後続車両に搭載された場合には、受信手段で車間距離を受信した場合に、車間距離変更手段で直前車両との車間距離を変更している。
隊列10の前方側には、速度の変化に対応が容易な加速抵抗の小さい車両2が配車されており、後方側には、速度変化に対応が容易でない加速抵抗の大きい車両2が配車されている。
このため、加速抵抗の大きい車両2ほど車速の変化が小さくなるため、隊列10の全体として燃費効率が向上する。
(1)先頭車両2aが、後続車両2b、2cに車間距離を送信する場合。
この場合、先頭車両2aが、後続車両2b、2cに、L2、L3などの外乱要素に応じた車間距離を送信し、車両2b、2cは、それぞれ車間距離を指示された値に広げる。
また、先頭車両2aは、車両2b、2cの加速抵抗に基づく個別の車間距離を指示し、後続車両2b、2cは、それぞれ、指示された値に個別の車間距離を広げるようにすることもできる。この場合、後続車両2cは、後続車両2bよりも加速抵抗が大きいため、後続車両2cの車間距離を後続車両2bの車間距離よりも長くする。
この場合、後続車両2b、2cは、通常の車間距離L1、拡張時の車間距離L2、L3、・・・(L1<L2<L3<・・・)などと、複数の車間距離を事前に持っており、先頭車両2aが何れの車間距離を適用するかを指定する。
これにより、先頭車両2aは、後続車両2b、2cに外乱要素に応じた車間距離をとらせることができる。
後述するように、先頭車両2aは、外乱要素の種類を判断し、当該種類ごとに後続車両2b、2cの車間距離を設定する。
そのため、後続車両2b、2cに外乱要素の種類と車間距離の対応を記憶させておき、車両2aが検知した外乱要素の種類を後続車両2b、2cに送信して、車間距離を拡張させることも可能である。
この場合、先頭車両に搭載された車両制御装置1は、外乱要素を検知すると、拡張指示として外乱要素の内容を送信し、後続車両に搭載された場合には、車間距離の拡張指示として外乱要素の内容を受信して、当該外乱要素の内容に基づく車間距離で走行する。
外乱要素は、隊列10に車速変化をもたらす外的影響であって、本実施の形態では、一例として、道路形状によるものと先行車両4によるものがある。
道路形状が外乱要素になる場合は、勾配の場合(登坂車線や降坂車線で車速が一時的に低下や増加し、その後、元の車速に戻る)、カーブの場合(カーブ進入時に車速が一時的に低下する)、トンネルの出入り口の場合(明暗が急激に変わるため、車速が一時的に低下する)がある。
なお、外乱要素が、これらのように隊列10の速度に一時的に影響を及ぼすものである場合、車両制御装置1は、外乱要素がなくなった際に、車間距離の縮小指示を送信して後続車両2の車間距離を通常の車間距離に戻させる。
道路形状が外乱要素となる場合は、車間距離を(先頭車両2の車速)×αで計算し、勾配の場合は、α=α1、カーブの場合は、α=α2、トンネルの出入り口の場合は、α=α3となる。α1、α2、α3は、実験によって最適な値に設定される。
図3(a)は、走行抵抗が小さい車両2から順に加速して車間距離を拡張する例である。上図は、拡張前を示しており、下図は、拡張後を示している。
この例では、基本的に走行抵抗の高い車両2の速度変化を抑えている。
より詳細には、まず、先頭車両2aの車速がv1からv2(v1<v2)へ加速し、次いで、後続車両2bがv1からv2へ加速し、以下、後続車両2eまで順次加速する。
そして、所用の車間距離が得られた時点で、先頭車両2a〜後続車両2fの車速をv2からv1に戻す。
この例でも、基本的に走行抵抗の高い車両2の速度変化を抑えている。
より詳細には、まず、後続車両2fの車速がv1からv3(v1>v3)へ減速し、次いで、後続車両2eがv1からv3へ減速し、以下、後続車両2bまで順次減速する。
そして、所用の車間距離が得られた時点で、後続車両2b〜2fの車速をv3からv1に戻す。
上図に示したように、道路5は、本車線6と副車線7の2車線を有しており、隊列10(先頭車両2a、後続車両2b〜2f)は、本車線6を走行している。
先頭車両2aは、外乱要素の存在を検知すると、後続車両2に対して分割指令を送信する。
一方、後続車両2は、分割指令を受信すると、隊列10で奇数番目の順序にある後続車両2も副車線7に車線移動する。
これにより本車線6には、後続車両2b、2d、2fが残り、先頭車両2a、2c、2eは、副車線7に移動する。
このように隊列10が複数車線に分離した後、各々の車線の先頭の車両2が先頭車両2となり、同じ車線で後方を走行している車両2を後続車両2に編入する。
その後、隊列10a、10bは、それぞれ、最後尾の車両2を除いて(即ち、最も加速抵抗の大きい車両2を除いて)前方の車両から順に車速をv1からv3に減速して車間距離を外乱要素に応じた値に設定し、その後、v3からv1に戻す。
以上の手順により、外乱要素に応じた車間距離が設定された隊列10a、10bが形成される。
そして、前方側の車両を減速して(加速抵抗の小さい側の車両を減速して)余剰な車間距離を縮めて外乱要素に応じた適切な間隔とする。
これにより、加速抵抗の最も大きい最後尾の2台の車両2の車速を変化させずに車間距離を拡張することができる。
先頭車両2aは、上で説明した3通りの拡張方式のうち、何れかを次の手順によって選択する。
以下の処理は、車両制御装置1が先頭車両2に搭載されている場合にCPU111が隊列走行プログラム125に従って行うものである。
余裕がない場合(ステップ5;N)、先頭車両2は、現在走行している道路が複数車線か否かを判断する(ステップ10)。
複数車線の場合(ステップ10;Y)、先頭車両2は、隊列10を分割、及び減速して車間距離を拡張する方法を選択し(ステップ15)、処理を終了する。
複数車線でない場合(ステップ10;N)、先頭車両2は、加速抵抗が高い順に減速して車間距離を拡張する方法を選択し(ステップ20)、処理を終了する。
余裕がない場合(ステップ25;N)、先頭車両2は、加速抵抗が高い順に減速して車間距離を拡張する方法を選択し(ステップ20)、処理を終了する。
余裕がある場合(ステップ25;Y)、先頭車両2は、加速抵抗が低い順に加速して車間距離を拡張する方法を選択し(ステップ30)、処理を終了する。
以下の処理のうち先頭車両2の処理は、車両制御装置1が先頭車両2に搭載されている場合にCPU111が隊列走行プログラム125に従って行うものであり、後続車両2の処理は、車両制御装置1が後続車両2に搭載されている場合にCPU111が隊列走行プログラム125に従って行うものである。
次に、先頭車両2は、確認した道路形状のうち外乱要素となる地点を特定し、その位置と外乱要素の内容(登坂・降坂車線、カーブ、トンネルの出入り口)と共に外乱地点として記憶する(ステップ75)。
先頭車両2は、外乱要素が道路形状によるものである場合は、現在位置とステップ75で記憶した外乱地点を比較し、直近の外乱地点が所定距離以内にある場合に外乱要素があると判断する。
また、外乱要素が先行車両4の速度変化によるものである場合は、先行車両4との車間距離の変化が所定の閾値以上である場合に外乱要素があると判断する。
先頭車両2は、ドライバが隊列走行を解除するなどの隊列走行を終了する理由がない場合には、隊列走行を継続すると判断し(ステップ100;Y)、ステップ80に戻って外乱要素の監視を継続する。
一方、隊列走行を終了すると判断した場合には(ステップ100;N)、先頭車両2は、隊列走行の管理を終了する。
外乱要素の内容は、道路形状によるものの場合は、登坂・降坂車線、カーブ、トンネルの出入り口であり、先行車両4の速度変化によるものの場合は、同じ車線を走行している先行車両4の車速変化、異なる車線を走行している先行車両4の速度変化である。
そして、先頭車両2は、外乱要素の内容に応じた車間距離を計算することにより、車間距離を取得する(ステップ93)。
車間距離が当該外乱要素の内容に応じたものである場合(ステップ95;Y)、車間距離を拡張する必要はないため、先頭車両2は、ステップ100に移行する。
車間距離が当該外乱要素の内容に応じたものでない場合(ステップ95;N)、先頭車両2は、図4に示した車間距離拡張方式決定処理によって拡張方式を決定する(ステップ107)。
これに対して、各後続車両2は、拡張指令を受信する(ステップ115)。
拡張指令には、拡張方式と車間距離の指示が含まれており、各後続車両2は、当該拡張指令に基づいて前方の車両2との車間距離を拡張する(ステップ120)。
以下の処理のうち隊列編成車両の処理は、車両制御装置1が隊列編成車両に搭載されている場合にCPU111が隊列走行プログラム125に従って行うものであり、候補車両の処理は、車両制御装置1が候補車両に搭載されている場合にCPU111が隊列走行プログラム125に従って行うものである。
候補車両が探索されると、隊列編成車両は、候補車両に自車情報123の送信を要求し(ステップ210)、これに対して候補車両は、自己の自車情報123を送信する(ステップ215)。自車情報には、当該候補車両の車両IDや加速抵抗などが含まれている。
そして、隊列編成車両は、探索された候補車両のうち、まだ自車情報123(他車情報)を受信していないものがあるか否かを判断する(ステップ225)。
まだ自車情報123を受信していない候補車両がある場合は(ステップ225;N)、ステップ210に戻り、当該候補車両に自車情報123を要求する。
一方、全ての候補車両から自車情報123を受信した場合(ステップ225;Y)、候補車両と自車両の加速抵抗を小さい順に並べて、これにより隊列10内での自車両を含む各車両2の順序を決定する(ステップ230)。
次に、隊列編成車両は、全ての候補車両に指示を送信したか否かを判断する(ステップ240)。
一方、全ての候補車両に指示を送信した場合(ステップ240;Y)、隊列編成車両は、各候補車両に隊列形成を指示し、隊列編成車両と候補車両は、加速抵抗の小さい順に並ぶように隊列を形成する(ステップ250)。
(1)加速抵抗の小さい順に先頭から車両2を配車して隊列10を形成することにより、隊列10の前方に存在する外乱要素に対して、前方の車両2をダンパーとして機能させて速度変化の伝播を後方に行くほど弱めることができ、これによって、加速抵抗の大きな車両2の車速変化の度合いを緩和することができる。
(2)外乱要素に対応して後続車両2の車間距離を広げることにより、ダンパーとしての機能を高めることができる。
(3)加速抵抗の大きな車両2の車速変化の度合いを緩和することができるため、隊列10全体としての燃費効率を高めることができる。
例えば、図4の車間距離拡張方式決定処理では、加速抵抗の小さい順に加速したり、加速抵抗の大きい順に減速したりして車間距離を拡張したが、全走行抵抗の小さい順に加速したり、加速抵抗の大きい順に減速したりして車間距離を拡張するように構成することもできる。
ここで、全走行抵抗Rは、R=Rr+Rl+Rs+Raで表される。ただし、Rrは転がり抵抗、Rlは空気抵抗、Rsは登坂抵抗、Raは加速抵抗である。
2 車両
4 先行車両
5 道路
6 本車線
7 副車線
10 隊列
110 制御部
111 CPU
112 ROM
113 RAM
120 記憶部
121 地図情報
122 高精度道路地図情報
123 自車情報
124 ナビゲーションプログラム
125 隊列走行プログラム
130 自動車情報検出部
131 現在位置検出部
132 車速センサ
134 ステアリングセンサ
135 ブレーキセンサ
136 スロットルセンサ
140 表示部
150 入力部
160 通信部
170 周辺情報収集部
171 距離センサ
172 カメラ
180 アクチュエータ制御部
181 ステアリングアクチュエータ
182 ブレーキアクチュエータ
183 スロットルアクチュエータ
Claims (10)
- 車両間通信を用いて隊列走行を行う車両に搭載され、先頭の車両に搭載された場合は、前記隊列を構成する後続の車両に走行情報を送信し、前記後続の車両に搭載された場合は、前記先頭の車両からの走行情報に基づいて走行を制御する隊列走行管理装置であって、
前記隊列を構成する車両を特定する車両特定手段と、
前記特定した車両の加速抵抗を取得する加速抵抗取得手段と、
前記取得した加速抵抗の小さい順に前方から前記車両を配車して隊列を構成する隊列構成手段と、
を具備したことを特徴とする隊列走行管理装置。 - 前記隊列の前方に存在する走行の外乱要素を検知する検知手段と、
前記後続の車両の各々に車間距離の拡張指示を送信する送信手段と、を備え、
前記先頭の車両に搭載された場合には、
前記検知手段で前記外乱要素を検知した場合に、前記送信手段で前記拡張指示を送信する、
ことを特徴とする請求項1に記載の隊列走行管理装置。 - 前記検知手段で前記外乱要素を検知した場合に、
前記後続の車両ごとに当該後続の車両の加速抵抗に応じた車間距離を決定する決定手段を具備し、
前記送信手段は、前記拡張指示として前記決定した車間距離を前記後続の車両ごとに送信する、
ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置。 - 前記検知手段で前記外乱要素を検知した場合に、
前記検知した外乱要素の内容に基づいて車間距離を決定する決定手段を具備し、
前記送信手段は、前記拡張指示として前記決定した車間距離を送信する、
ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置。 - 前記検知手段は、前記外乱要素の内容として、直前車両の速度変化、又は前方の道路状態のうちの少なくとも1つを検知する、
ことを特徴とする請求項4に記載の隊列走行管理装置。 - 前記送信手段は、前記送信する拡張指示によって、車間距離を指示するに際して、前記隊列の前方の車両から後方の車両の順に加速して前記車間距離を広げるか、又は、前記隊列の後方の車両から前方の車両の順に減速して前記車間距離を広げるか、の加減速の順番を更に指示する、
ことを特徴とする請求項2から請求項5までのうちの何れか1の請求項に記載の隊列走行管理装置。 - 前記検知手段で前記外乱要素を検知した場合に、
前記送信手段は、前記拡張指示として前記検知した外乱要素の内容を送信する、
ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置。 - 前記先頭の車両から車間距離の拡張指示として車間距離を受信する受信手段と、
直前車両との車間距離を当該車間距離に変更して走行する車間距離変更手段と、
を備え、
前記後続の車両に搭載された場合には、
前記受信手段で前記車間距離を受信した場合に、前記車間距離変更手段で直前車両との車間距離を変更する、
ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置。 - 前記先頭の車両から車間距離の拡張指示として外乱要素の内容を受信する受信手段と、
直前の車両との車間距離を当該外乱要素の内容に基づく車間距離に変更して走行する車間距離変更手段と、を備え、
前記後続の車両に搭載された場合には、
前記受信手段で前記外乱要素を受信した場合に、前記車間距離変更手段で直前車両との車間距離を変更する、
ことを特徴とする請求項2に記載の隊列走行管理装置。 - 車両間通信を用いて隊列走行を行う車両に搭載され、先頭の車両に搭載された場合は、前記隊列を構成する後続の車両に走行情報を送信し、前記後続の車両に搭載された場合は、前記先頭の車両からの走行情報に基づいて走行を制御する隊列走行管理装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記隊列を構成する車両を特定する車両特定機能と、
前記特定した車両の加速抵抗を取得する加速抵抗取得機能と、
前記取得した加速抵抗の小さい順に前方から前記車両を配車して隊列を構成する隊列構成機能と、
をコンピュータで実現させるための隊列走行管理プログラム。
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