JP2019155949A - Rank travel method and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の車両が進行方向に一列に並んで走行する隊列走行方法に関し、とりわけ、先頭車両のブレーキ操作時に先頭車両からの指示に従って全ての後続車両が車間時間を保ちながら一斉に同じブレーキ操作を行う隊列走行方法に関する。 The present invention relates to a platooning method in which a plurality of vehicles travel in a line in the direction of travel, and in particular, all the following vehicles simultaneously perform the same brake while maintaining the headway time according to instructions from the leading vehicle when operating the leading vehicle. The present invention relates to a row running method for performing operations.
自動運転の実用化に向けた技術開発の一環として、一般道において複数台の車両が進行方向に一列に並んで走行する隊列走行を可能にすることを目指して研究開発が進められている。この隊列走行では、車間時間（車間距離をそのときの車速で進むのに要する時間）の安定した維持が必要不可欠である（特許文献１）。特に、隊列走行の自動運転時に車間時間をできるだけ安定的に短くできれば、空気抵抗が改善されて燃費の向上が図れる（非特許文献１，２）上に、他車の車間割込みを防ぐことができるという利点がある。 As part of technological development for the practical application of autonomous driving, research and development are being conducted with the aim of enabling platooning in which multiple vehicles run in a line in the direction of travel on ordinary roads. In this platooning, it is indispensable to stably maintain the inter-vehicle time (the time required to travel the inter-vehicle distance at the vehicle speed at that time) (Patent Document 1). In particular, if the inter-vehicle time can be shortened as stably as possible during platooning, the air resistance can be improved and the fuel consumption can be improved (Non-Patent Documents 1 and 2), and the inter-vehicle interruption of other vehicles can be prevented. There is an advantage.
そのような短い車間時間を実現するには、高速走行からの急なブレーキ操作時に互いに追突しないようにするための一定の精度がブレーキに求められる。ところが、ブレーキの制動力は、ブレーキに用いられるライニングの制動時における温度や、さらには同じ温度であったとしても昇温時にあるのか降温時にあるのかといった温度変化の履歴（本明細書中、温度および温度変化の履歴を包括的に単に「温度条件」という場合もある。）にも依存し、車両ごとに制動力の違いが存在する。例えば、ドラムブレーキであれば、ライニングをドラムに押し当てるホイールシリンダの圧力を同じにするなどして同じ力でライニングをドラムに押し当てても、ライニングの温度の違いにより制動力が大きく異なる特性がある。また、同じ温度でも降温時の方が昇温時よりも制動力が全体的に大きくなる傾向にある。そのため、ライニングを押し当てる押圧力（例えばホイールシリンダの圧力）について、所望の制動力が得られるようにその値を指示したとしても、そのときのライニングの温度条件によってはその制動力が得られない。 In order to realize such a short inter-vehicle time, the brake is required to have a certain accuracy so as not to collide with each other during a sudden braking operation from a high speed traveling. However, the braking force of the brake is the temperature at the time of braking of the lining used for the brake, and further, even if the temperature is the same, the history of temperature change such as whether the temperature is rising or falling (in this specification, temperature In addition, the history of temperature changes is sometimes simply referred to simply as “temperature conditions.”), And there is a difference in braking force for each vehicle. For example, in the case of a drum brake, even if the lining is pressed against the drum with the same force, for example, by the same pressure of the wheel cylinder that presses the lining against the drum, the braking force varies greatly depending on the temperature of the lining. is there. In addition, even when the temperature is the same, the braking force tends to be larger overall when the temperature is lowered than when the temperature is raised. Therefore, even if the value of the pressing force for pressing the lining (for example, the pressure of the wheel cylinder) is specified so as to obtain a desired braking force, the braking force cannot be obtained depending on the temperature condition of the lining at that time. .
そこで、制動力の違いを低減すべく車両のＥＢＳ（電子制御ブレーキシステム）は、随時学習を行ない、ライニングの上記押圧力と制動力との相関関係を取得しているが、学習時のライニングの温度条件が毎回異なるために精度の向上には限界がある。例えば、ブレーキ操作をまさに行おうとしているときのライニングの温度条件と、学習時のライニングの温度条件とが異なっていれば、学習により取得された相関関係が、そのまま目下のブレーキ操作時の相関関係として正しいものにならない。 Therefore, in order to reduce the difference in braking force, the EBS (Electronic Control Brake System) of the vehicle performs learning as needed and obtains the correlation between the pressing force of the lining and the braking force. Since the temperature condition is different each time, there is a limit to the improvement of accuracy. For example, if the temperature condition of the lining when the brake operation is about to be performed is different from the temperature condition of the lining at the time of learning, the correlation obtained by learning is the correlation at the time of the current brake operation. Will not be correct.
図５は、そのようなライニングの押圧力と制動力との相関関係の学習の一例を概略的に示す図である。車両１は、中央制御部Ｃを搭載しており、この中央制御部ＣにおいてＥＢＳのための制御が行われる。先ず、中央制御部Ｃは、ドライバー等からの指示（例えばブレーキペダル操作）或いは運転制御プログラムに従って、所望の制動力ないし減速度（以下、「ｇ値」という場合もある。）を目標値として出力する（なお、車重は一般には車両ごとに異なるのが普通であり、そのため制動力（質量と加速度の積）よりも減速度（加速度）で表現した方が適切な場合がある。そこで、本明細書においては、以下に制動力という代わりに減速度（或いは「ｇ値」）と適宜言い換えることにする。）。この目標値は、ブレーキ制御部Ｂに入力され、ここでブレーキのドラムないしディスク等にライニングを押し当てる力に対応する操作変数（以下、「Ｐ値」という場合もある。）が生成される。例えばドラムブレーキの場合、ライニングをドラムに押し当てるためのホイールシリンダの内部圧力を指示する圧力値がこの操作変数に該当する。このとき、ブレーキ制御部Ｂは、過去に学習した経験に基づいて目標値（ｇ値）から当該目標値を得るための操作変数（Ｐ値）を生成する（以下、達成すべき減速度の目標値に対してライニングを操作するための操作変数を返す関数を「相関関数」と呼ぶことにする。そして、上記ｇ値とＰ値の相関関係をＰ＝ｆ（ｇ）と表すことにする。）。操作変数は、車両１の進行方向Ｆに対して前方の前方ブレーキライニング駆動部ＶＦと、後方の後方ブレーキライニング駆動部ＶＲとにそれぞれ伝達され、そこで各ライニングを動作させる駆動力に変換される。ドラムブレーキの場合であれば、ホイールシリンダが操作変数に対応する圧力を生成してその圧力によりドラムにライニングを押し当てる。前輪と後輪には例えばそれぞれ車速センサＳが取り付けられており、これらの車速センサＳで取得された車速は、中央制御部Ｃに送られ、そこで車速センサＳないしその他の車両ＣＡＮを介して得られた車速情報を適宜選択的に用いて車速変化から減速度の実際値が算出される。中央制御部Ｃでは、過去の経験も踏まえて減速度の目標値と実際値との偏差をできるだけ小さくするような新たな相関関数を使用するようにブレーキ制御部Ｂに指示を送る。例えば、ドラムブレーキであれば、相関関数ｆは、減速度（ｇ値）とライニングを駆動するホイールシリンダの圧力値（Ｐ値）とで（例えば減速度に対する圧力値の比率として）規定できるので、減速度（ｇ値）と圧力値（Ｐ値）に対する相関関数ｆの依存性を補正することになる。このような相関関数の修正を減速度（ｇ値）の目標値と実際値とに基づいて随時行うことでライニングの押圧力と制動力ないし減速度との相関関係の学習が行われる。 FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of learning of the correlation between the pressing force of the lining and the braking force. The vehicle 1 is equipped with a central control unit C, and control for EBS is performed in the central control unit C. First, the central control unit C outputs a desired braking force or deceleration (hereinafter also referred to as “g value”) as a target value in accordance with an instruction from a driver or the like (for example, brake pedal operation) or an operation control program. (Note that the vehicle weight is usually different for each vehicle, and therefore it may be more appropriate to express it by deceleration (acceleration) than braking force (product of mass and acceleration). In the specification, the term “deceleration” (or “g value”) will be used as appropriate instead of braking force. This target value is input to the brake control unit B, where an operation variable (hereinafter also referred to as “P value”) corresponding to the force pressing the lining against the drum or disc of the brake is generated. For example, in the case of a drum brake, a pressure value indicating the internal pressure of the wheel cylinder for pressing the lining against the drum corresponds to this operation variable. At this time, the brake control unit B generates an operation variable (P value) for obtaining the target value from the target value (g value) based on the experience learned in the past (hereinafter, the deceleration target to be achieved). A function that returns an operation variable for operating a lining with respect to a value is referred to as a “correlation function.” The correlation between the g value and the P value is represented as P = f (g). ). The operation variable is transmitted to the front brake lining drive unit VF on the front side and the rear brake lining drive unit VR on the rear side with respect to the traveling direction F of the vehicle 1, and is converted into a driving force for operating each lining there. In the case of a drum brake, the wheel cylinder generates a pressure corresponding to the operation variable and presses the lining against the drum by the pressure. For example, a vehicle speed sensor S is attached to each of the front wheels and the rear wheels, and the vehicle speed acquired by these vehicle speed sensors S is sent to the central control unit C, where it is obtained via the vehicle speed sensor S or other vehicle CAN. The actual value of the deceleration is calculated from the change in the vehicle speed by selectively using the obtained vehicle speed information as appropriate. The central control unit C sends an instruction to the brake control unit B to use a new correlation function that minimizes the deviation between the target value of deceleration and the actual value based on past experience. For example, in the case of a drum brake, the correlation function f can be defined by the deceleration (g value) and the pressure value (P value) of the wheel cylinder that drives the lining (for example, as a ratio of the pressure value to the deceleration). The dependence of the correlation function f on the deceleration (g value) and the pressure value (P value) is corrected. Such correlation function correction is performed at any time based on the target value and actual value of the deceleration (g value), thereby learning the correlation between the pressing force of the lining and the braking force or deceleration.
このような学習において、学習時のライニングの温度条件が異なると、経験的に学習していく相関関数ｆも異なってくる。つまり、相関関数ｆに温度条件依存性が存在する。このため、隊列走行時のブレーキ操作において各車両に同じ減速度の指示を与えても、学習結果に基づく各車両の減速度がまちまちで、ブレーキ操作時の各車両間の車間時間を一定に保つことができない。そのために、隊列走行の自動運転時に車間時間をできるだけ短くしたいにもかかわらず、減速度の違いの余裕をみて車間時間を長めに取らざるを得ないといった問題がある。 In such learning, when the temperature condition of the lining at the time of learning is different, the correlation function f that is empirically learned also differs. That is, the correlation function f has temperature condition dependency. For this reason, even if the same deceleration instruction is given to each vehicle during the braking operation during platooning, the deceleration of each vehicle varies based on the learning results, and the inter-vehicle time during braking is kept constant. I can't. For this reason, there is a problem in that it is necessary to increase the inter-vehicle time with a margin for the difference in deceleration even though it is desired to reduce the inter-vehicle time as much as possible during the automatic operation of the platooning.
本発明は、上記の問題に鑑み、車両間の減速度の違いを少なくするような隊列走行車両のブレーキ操作の学習を実現して、隊列走行時の各車両間の車間時間をできるだけ安定的に短くすることを目的とする。 In view of the above problems, the present invention realizes the learning of the braking operation of the platooning vehicle so as to reduce the difference in deceleration between the vehicles, and makes the inter-vehicle time between the vehicles during the platooning as stable as possible. The purpose is to shorten.
上記の課題を解決するために、本発明は、一つの隊列走行方法として、複数の車両が進行方向に一列に並んで走行する隊列走行方法であって、車間時間を保ちながら先頭車両のブレーキ操作時に先頭車両からの指示に従って全ての後続車両が一斉に同じブレーキ操作を行う隊列走行方法において、
各車両が前方車両との間に第一車間時間を保って前方車両を追走し、当該第一車間時間は、各車両のブレーキのライニングの温度および温度変化の履歴の温度条件が互いに任意に異なっていたとしても、前記同じブレーキ操作の際に各車両が互いに追突しない距離とされ、
全ての車両のブレーキのライニングの温度が、定常状態温度になるまでの第一リセット時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、
同じ減速度を目標値としたブレーキ操作を全ての車両について一斉に行い、
減速度の前記目標値と各車両の減速度の実際値との間の偏差に基づいて、各車両にてブレーキ操作による学習をさせ、
当該学習のためのブレーキ操作によって昇温した各車両のブレーキのライニングの温度が前記定常状態温度になるまでの第一準備時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、
前記第一準備時間の経過後、ブレーキ操作なしに走行している第一種交通状況下で、各車両が前方車両との間に前記第一車間時間よりも短い第二車間時間を保って前方車両を追走しかつ前記学習に基づいたブレーキ操作を行えるようにした。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a platooning method in which a plurality of vehicles travel in a line in the traveling direction as one platooning method, and the brake operation of the leading vehicle is maintained while maintaining the inter-vehicle time. In the platooning method where all the following vehicles perform the same brake operation all at once according to instructions from the leading vehicle,
Each vehicle follows the preceding vehicle while maintaining the first inter-vehicle time with the preceding vehicle, and the first inter-vehicle time is determined by the temperature condition of the brake lining temperature and the temperature change history of each vehicle. Even if they are different, it is the distance that the vehicles do not collide with each other during the same brake operation,
During the first reset time until the temperature of the brake lining of all vehicles reaches the steady state temperature, the vehicle travels without brake operation,
Brake operation with the same deceleration target value is performed for all vehicles at once,
Based on the deviation between the target value of deceleration and the actual value of deceleration of each vehicle, let each vehicle learn by brake operation,
During the first preparation time until the temperature of the brake lining of each vehicle heated by the brake operation for the learning reaches the steady state temperature, the vehicle travels without performing the brake operation,
After the first preparatory time has elapsed, under the first type traffic situation where the vehicle is traveling without a brake operation, each vehicle keeps a second inter-vehicle time shorter than the first inter-vehicle time with the preceding vehicle. The vehicle can be followed and the brake operation based on the learning can be performed.
すなわち、隊列走行する複数の車両は、隊列走行の開始直後の初期状態では各車両のブレーキのライニングの温度が必ずしもその定常状態にあるわけではなく、さらには過去において様々な温度条件下で相関関数の学習を行ってきているので、その初期状態では先頭車両から同じブレーキ操作の指示（各車両の減速度が同じになるような指示）を受けても制動力ないし減速度に違いが出る。そのため、各車両は、最初に比較的車間時間の長い第一車間時間を保つように走行する。この第一車間時間は、各車両のブレーキの制動力ないし減速度に通常想定される違いがあったとしても、同一ブレーキ操作の際に各車両が互いに追突しない距離である。 In other words, in the initial state immediately after the start of the platooning, the plurality of vehicles traveling in the platooning are not necessarily in the steady state of the brake lining temperature of each vehicle, and moreover the correlation function under various temperature conditions in the past. Therefore, even in the initial state, even if the same brake operation instruction (instruction that the deceleration of each vehicle becomes the same) is received from the head vehicle, the braking force or the deceleration is different. Therefore, each vehicle travels so as to keep the first inter-vehicle time having a relatively long inter-vehicle time at first. The first inter-vehicle time is a distance at which the vehicles do not collide with each other during the same brake operation even if there is a normally assumed difference in braking force or deceleration of the brakes of the vehicles.
次に、ブレーキ操作を一切行わない状態で第一リセット時間走行する。この第一リセット時間は、広義には、全ての車両のブレーキのライニングの温度が、初期温度から概ねライニングの置かれた周囲環境温度に近い定常状態温度にまで降下するのに要する時間のことである。しかしながら、ライニングの温度が確実に定常状態温度に達していることを担保するために、第一リセット時間は、狭義には、全ての車両のブレーキのライニングの温度が、それらのライニングが到達する可能性のある最高温度から概ねライニングの置かれた周囲環境温度に近い定常状態温度にまで降下するのに要する時間とすることが好ましい。ここで、ライニングが到達する可能性のある最高温度とは、それ以上加熱するとブレーキとして機能しなくなる温度（いわゆるフェード状態となる温度）を指す。従って、ブレーキを操作することなく狭義の意味での第一リセット時間走行すれば、初期状態で各車両のライニングの温度が上記最高温度より低いいかなる温度であったにせよ、各車両のライニングの温度が必ず定常状態温度まで降下してきていることが保証される。なお、本明細書中、定常状態温度になる或いは定常状態温度まで降温ないし降下するとは、その温度における温度変化に対するブレーキ力の変化が自動隊列走行で求められるブレーキ誤差の許容範囲に収まるようになることを指す。一般的に、温度変化に対するブレーキ力の変化は、ライニングの材料、その使用履歴などによる違いが存在するものの、低温領域では小さく、高温領域では温度が上がるにつれてブレーキ力が右肩下がりに低下する（変化する）傾向がある。学習結果を安定的に自動隊列走行に反映させる（自動隊列走行時の車間時間の誤差を許容範囲に収める）には、温度変化に対するブレーキ力の変化が許容範囲に収まる領域（以下、「安定温度領域」という。）の中から定常状態温度を選択しなければならない。定常状態温度になる或いは定常状態温度まで降温ないし降下するまでの時間をできるだけ短くするために、ライニングの材料、その使用履歴などによっても異なる全てのライニングにおける複数の安定温度領域の中から、できるだけ温度の高い共通の所定温度を選択し、これを定常状態温度とする。 Next, the vehicle travels for the first reset time without performing any brake operation. In a broad sense, this first reset time is the time it takes for the temperature of the brake lining of all vehicles to drop from the initial temperature to a steady state temperature that is approximately the ambient temperature at which the lining is located. is there. However, in order to ensure that the lining temperature has reached the steady state temperature, the first reset time, in a narrow sense, is that the temperature of the lining of all vehicle brakes can be reached by those linings. Preferably, the time required to drop from the highest possible temperature to a steady state temperature that is approximately close to the ambient temperature of the lining. Here, the maximum temperature at which the lining may reach refers to a temperature at which the lining does not function as a brake when heated further (a temperature at which a so-called fade state is reached). Therefore, if the vehicle travels for the first reset time in a narrow sense without operating the brake, the lining temperature of each vehicle will be whatever the lining temperature of each vehicle is lower than the maximum temperature in the initial state. Is guaranteed to drop to the steady state temperature. In this specification, when the temperature reaches or drops to the steady state temperature, the change in the braking force with respect to the temperature change at that temperature falls within the allowable range of the brake error required in the automatic platooning. Refers to that. In general, the change in braking force with respect to temperature change is small in the low temperature region, although there is a difference depending on the material of the lining, its usage history, etc., and the braking force decreases downward as the temperature rises in the high temperature region ( Tend to change). In order to stably reflect the learning results in the automatic platooning (with the error in the inter-vehicle time during the automatic platooning within the allowable range), the region where the change in the braking force with respect to the temperature change is within the allowable range (hereinafter referred to as “stable temperature”). The steady state temperature must be selected from the "region". In order to minimize the time to reach the steady-state temperature or to lower or drop to the steady-state temperature, the temperature should be as high as possible from a plurality of stable temperature regions in all linings that differ depending on the lining material and its usage history. Is selected as a steady state temperature.
各車両のライニングの温度が定常状態温度まで降下した（或いは降下したと推定される）同一の温度条件（温度が同じかつ降温段階という温度変化の履歴も同じ）のもとで、同じかつ典型的な減速度を目標値としたブレーキ操作を全ての車両について一斉に行う。そして、減速度の目標値と各車両の減速度の実際値との間の偏差に基づいて、各車両がブレーキ操作を学習する。例えば、ライニングをドラムに押し当てる力、特には例えばライニングを押圧するホイールシリンダ内の圧力と、制動力ないし減速度との相関関係を表す相関関数を学習により補正する。 The same and typical under the same temperature conditions (the same temperature and the history of temperature change of the temperature-decreasing stage) under the same temperature condition where the temperature of each vehicle lining has dropped (or is estimated to have dropped) to the steady-state temperature Brake operation is performed on all vehicles simultaneously with a target deceleration value. Then, each vehicle learns the brake operation based on the deviation between the target value of deceleration and the actual value of deceleration of each vehicle. For example, the correlation function representing the correlation between the force that presses the lining against the drum, particularly the pressure in the wheel cylinder that presses the lining, and the braking force or deceleration is corrected by learning.
この学習のためのブレーキ操作によって各車両のブレーキのライニングの温度は再び若干上昇するので、この上昇した温度が再び定常状態温度に降温するまで所定の第一準備時間の間ブレーキ操作を行うことなく走行し続ける。学習のためのブレーキ操作による温度上昇は、直接的に測定してもよいし、積載量及び減速度などから計算により求めてもよい。第一準備時間は、最も温度低下の遅いブレーキのライニングであっても定常状態温度となり、従って、各車両の全てのライニングが定常状態温度になっていることが担保されるまでの時間をいう。 Because the brake operation for this learning causes the temperature of the brake lining of each vehicle to rise slightly again, the brake operation is not performed for a predetermined first preparation time until the increased temperature falls to the steady state temperature again. Continue running. The temperature increase due to the brake operation for learning may be measured directly, or may be obtained by calculation from the load amount and the deceleration. The first preparation time is a time until it is ensured that the lining of the brake having the slowest temperature drop is in a steady state temperature, and therefore all the linings of each vehicle are in a steady state temperature.
この第一準備時間が経過すれば、全ての車両のライニングの温度が定常状態温度にまで降温していることが保証され、確実に学習時と同じ温度条件下でブレーキ操作が行える。そこで、学習後にブレーキ操作なしに走行し、学習時と同じ温度条件下でのブレーキ操作が担保されている第一種交通状況下で、各車両が前方車両との間に第一車間時間よりも短い第二車間時間を保って前方車両を追走するようにし、このとき、先に学習した相関関数に基づいたブレーキ操作を行えるようにする。 When the first preparation time has elapsed, it is guaranteed that the lining temperatures of all the vehicles have been lowered to the steady state temperature, and the brake operation can be reliably performed under the same temperature conditions as at the time of learning. Therefore, after learning, the vehicle travels without brake operation, and under the first type traffic conditions where the brake operation is guaranteed under the same temperature conditions as at the time of learning, each vehicle is less than the first inter-vehicle time between the vehicles ahead. The vehicle follows the vehicle ahead while maintaining a short second inter-vehicle time, and at this time, the brake operation based on the previously learned correlation function can be performed.
この状態であれば、先頭車両が同じ減速度を目標値としたブレーキ操作を後続車両に指示しても、全車両で一斉に均一なブレーキ操作が可能となり、短い車間時間であってもその車間時間が高い精度で保たれ、追突するような事態にならない。 In this state, even if the leading vehicle instructs the following vehicle to perform a braking operation with the same deceleration as the target value, it is possible to perform a uniform braking operation on all the vehicles at the same time. The time is maintained with high accuracy, and there is no situation of a rear-end collision.
本発明は、このような隊列走行方法を実行することにより、隊列走行を行う各車両が過去にいかなる温度条件下で相関関数を学習してきたか、隊列走行開始時に各車両のライニングの温度がどのような条件になっているかにかかわらず、全ての車両のライニングが定常状態温度になるのを待って各車両のライニングの温度条件を揃えた状態で改めて相関関数を学習し直し、この学習時と同じ温度条件になるのを待ってブレーキ操作を行うようにするので、各車両間の制動力の違いを小さくでき、車間時間を短くしてもブレーキ操作時に各車両が互いに追突することのない高い精度のブレーキ操作が実現できる。 In the present invention, by executing such a row running method, each vehicle that has run in the train has learned a correlation function under what temperature condition in the past, and what is the temperature of the lining of each vehicle at the start of the row running. Regardless of whether or not the condition is satisfied, the correlation function is re-learned after all the vehicle linings have reached the steady-state temperature and the temperature conditions of the linings of each vehicle are aligned. Since the brake operation is performed after the temperature condition is satisfied, the difference in braking force between each vehicle can be reduced, and even when the inter-vehicle time is shortened, the vehicles do not collide with each other during the brake operation. Brake operation can be realized.
また、本発明は、その後に交通状況が変化しても対応できるように、一つの隊列走行方法として、走行中のブレーキ操作の間隔が短くなり、ブレーキ操作後の各車両のブレーキのライニングの温度が前記定常状態温度になりきることなく再度のブレーキ操作によって再び昇温に転じる状態で走行する第二種交通状況下で、前記第二車間時間を前記第一車間時間に変更し、
第二種交通状況から抜けると、間隔の短いブレーキ操作により昇温していた各車両のブレーキのライニングの温度が、全て前記定常状態温度になるまでの第二リセット時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、
同じ減速度を目標値としたブレーキ操作を全ての車両について一斉に行い、減速度の前記目標値と各車両の減速度の実際値との間の偏差に基づいて、各車両にブレーキ操作を改めて学習させ、
当該学習のためのブレーキ操作によって昇温した各車両のブレーキのライニングの温度が前記定常状態温度になるまでの第二準備時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、
前記第二準備時間の経過後、ブレーキ操作なしに走行している第一種交通状況下で、各車両が前方車両との間に前記第二車間時間を保って前方車両を追走しかつ改めて行った前記学習に基づいたブレーキ操作を行えるようにした。
In addition, the present invention provides a platooning method in which the interval between braking operations during traveling is shortened and the temperature of the brake lining of each vehicle after the braking operation can be dealt with even if traffic conditions change thereafter. Under the second type traffic situation where the vehicle travels in a state where the temperature rises again by the brake operation again without reaching the steady state temperature, the second inter-vehicle time is changed to the first inter-vehicle time,
When exiting from the second type traffic situation, the brake operation is performed during the second reset time until the brake lining temperature of each vehicle, which has been heated by the brake operation at a short interval, reaches the steady state temperature. Drive without
Brake operation with the same deceleration as the target value is performed for all the vehicles at the same time. Based on the deviation between the target value of the deceleration and the actual value of the deceleration of each vehicle, the brake operation is applied again to each vehicle. Let them learn
During the second preparation time until the temperature of the brake lining of each vehicle raised by the brake operation for the learning reaches the steady state temperature, the vehicle travels without performing the brake operation.
After the second preparation time has elapsed, under the first type traffic situation where the vehicle is traveling without brake operation, each vehicle follows the preceding vehicle while keeping the second inter-vehicle time with the preceding vehicle and again The brake operation based on the learning performed can be performed.
例えば渋滞といった交通の流れが悪くなる状況下では、走行中のブレーキ操作の間隔が短くなり、例えばその間隔が上記第一準備時間より極端に短くなる事態が頻繁に起こるようになると、ブレーキ操作後の各車両のブレーキのライニングの温度が定常状態温度になることなく再度のブレーキ操作によって再び昇温に転じる状態で各車両が走行することになる。このような第二種交通状況下では、先に学習した温度条件とは異なる温度条件でブレーキ操作を行うことになるので、精度の高いブレーキ操作が望めない。このような状態で車間時間を短くして走行していると、ブレーキ操作時に制動力の違いにより車両間で追突が発生しかねない。そこで、このような第二種交通状況下では、車間時間の短い第二車間時間から、車間時間の長い第一車間時間に変更し、追突を防止する。 For example, in a situation where traffic flow is poor, such as traffic jams, the interval between braking operations during traveling is shortened. For example, if the interval becomes extremely shorter than the first preparation time, Each vehicle travels in such a state that the temperature of the brake lining of each vehicle does not reach the steady state temperature and the temperature rises again by the brake operation again. Under such a second type traffic situation, since the brake operation is performed under a temperature condition different from the previously learned temperature condition, a highly accurate brake operation cannot be expected. If the vehicle travels with a shorter inter-vehicle time in such a state, a rear-end collision may occur between the vehicles due to a difference in braking force when the brake is operated. Therefore, under such a second type traffic situation, the second inter-vehicle time with a short inter-vehicle time is changed to the first inter-vehicle time with a long inter-vehicle time to prevent a rear-end collision.
しかしながら、このような第二種交通状況から抜ければ、上述したように全車両でライニングの温度条件を揃えて改めて学習を行い、再び車間時間の短い第二種車間時間に縮めることができる。このとき、学習のためにブレーキ操作を行わないようにする時間は、上記第一リセット時間である必要はない。第一リセット時間は、ブレーキ操作の履歴が不明な全ての車両について、第一リセット時間だけ待てば必ず温度条件が揃うという類のものであり、そのために、例えば狭義の意味での第一リセット時間であれば、全ての車両のライニングの温度条件を確実に揃えるために長めに設定されている。第二種交通状況下で隊列走行してきた各車両は、それらのブレーキ操作の履歴が全て等しく、そのために、これらのブレーキ操作の履歴や積載量等から各車両のライニングの温度を推定することができる。この温度は、ライニングが到達する可能性のある最高温度ではないので、狭義の意味での第一リセット時間待つまでもなくライニングの温度は第二リセット時間で定常状態温度にまで降温する。従って、この第二リセット時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、学習のために同じかつ典型的な減速度を目標値としたブレーキ操作を全ての車両について一斉に行う。このときの減速度の目標値は、上記初期状態で行う学習時の目標値と同じである必要は必ずしもないが、同じにした方が簡易である。なお、一例としてライニングの温度を推定する例を挙げたが、ライニングの温度を直接的に測定して第二リセット時間が経過したことを特定してもよいことは言うまでもない。
However, if the second type traffic situation is eliminated, it is possible to perform the learning again by aligning the temperature conditions of the lining in all the vehicles as described above, and to reduce again to the second type inter-vehicle time having a short inter-vehicle time. At this time, the time during which the brake operation is not performed for learning need not be the first reset time. The first reset time is a type in which for all vehicles with unknown brake operation history, the temperature condition is always met when waiting for the first reset time. For this reason, for example, the first reset time in a narrow sense If so, it is set to be long in order to ensure that the temperature conditions of the linings of all vehicles are aligned. Each vehicle that has traveled in a row under
この工程の後、学習のためのブレーキ操作によって上昇した各車両のブレーキのライニングが再び定常状態温度に降温するまでの所定の第二準備時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、その後、ブレーキ操作なしに走行している第一種交通状況下で、各車両が前方車両との間に第一車間時間よりも短い第二車間時間を保って前方車両を追走するようにする。初期状態で行う学習時の減速度の目標値と、第二種交通状況下から抜け出した後に行なう学習時の減速度の目標値とを同じにする場合には、第一準備時間と第二準備時間は等しくすることができる。本明細書中、単に「準備時間」とのみいう場合には、第一準備時間と第二準備時間とが等しいことを意味する。なお、第二準備時間の考え方は、第一準備時間の場合と同様である。
After this step, the vehicle runs without brake operation for a predetermined second preparation time until the brake lining of each vehicle raised by the brake operation for learning falls to the steady state temperature again, Under the first type traffic condition that is traveling without a brake operation, each vehicle follows the preceding vehicle while keeping a second inter-vehicle time shorter than the first inter-vehicle time with the preceding vehicle. If the target value of deceleration during learning performed in the initial state and the target value of deceleration during learning performed after exiting from the
また、本発明において、一つの隊列走行方法として、定常状態温度に達した時点を特定するために、ライニングの温度を直接的に測定するか又はライニングの熱的な解析モデルを構築し、当該解析モデルを用いて所定温度からの前記ライニングの温度の変化を推定し、推定された温度が前記定常状態温度に達する時点を求めるか又はライニングの温度降下特性を走行実験により特定しておき、当該温度降下特性を用いて所定温度からの前記ライニングの温度変化を推定し、推定された温度が前記定常状態温度に達する時点を求めるかの少なくともいずれかを用いる。 Further, in the present invention, as one platooning method, in order to specify the time point when the steady state temperature is reached, the temperature of the lining is directly measured or a thermal analysis model of the lining is constructed and the analysis is performed. A change in the temperature of the lining from a predetermined temperature is estimated using a model, and a time point at which the estimated temperature reaches the steady state temperature is obtained, or a temperature drop characteristic of the lining is specified by a running experiment, and the temperature A temperature change of the lining from a predetermined temperature is estimated using a descending characteristic, and at least one of obtaining a time point at which the estimated temperature reaches the steady state temperature is used.
ここで、前記所定温度は、前記第一リセット時間の場合には、狭義の意味においてライニングが到達する可能性のある最高温度であり、前記第二リセット時間の場合には、前記第二種交通状況下でのブレーキ操作のプロファイルに基づいて推定される前記ライニングの温度であり、前記第一準備時間および前記第二準備時間の場合には、積載量および減速度に基づいて推定される前記ライニングの温度である。 Here, in the case of the first reset time, the predetermined temperature is a maximum temperature that the lining may reach in a narrow sense, and in the case of the second reset time, the second type traffic The temperature of the lining estimated on the basis of the profile of the brake operation under the circumstances, and in the case of the first preparation time and the second preparation time, the lining estimated based on the load capacity and the deceleration Temperature.
第一リセット時間、第二リセット時間、第一準備時間および第二準備時間を決定するには、ライニングがいつ定常状態温度になるかを特定しなければならない。 To determine the first reset time, the second reset time, the first preparation time, and the second preparation time, it must be specified when the lining is at steady state temperature.
そのために、例えば熱電対などの温度センサによってライニングの温度を直接的に測定することができる。この場合、実際にライニングが定常状態温度になったことを確認して第一リセット時間、第二リセット時間、第一準備時間および第二準備時間が経過したことを決定するので、その長さは変動する可能性があるものの、確実に温度条件が揃っていることが保証される。 Therefore, the temperature of the lining can be directly measured by a temperature sensor such as a thermocouple. In this case, the length of the first reset time, the second reset time, the first preparation time, and the second preparation time have been determined by confirming that the lining has actually reached the steady state temperature. Although it may fluctuate, it is guaranteed that the temperature conditions are met.
次に、ブレーキ操作時に摩擦熱によりどれぐらいの熱量がライニングにもたらされ、その後に伝熱や放熱によりどのように降温するのか、熱的な解析モデルを構築し、この解析モデルを用いて温度の変化を推定する。例えば、第一リセット時間（この場合は狭義の意味での第一リセット時間）の場合であれば、ライニングが到達する可能性のある最高温度からのライニングの温度の変化を解析モデルを用いて推定し、推定されたライニングの温度が定常状態温度に達する時点を計算により求め、第一準備時間及び第二準備時間の場合であれば学習後の推定上昇温度から定常状態温度に達する時点を計算により求める。この場合、温度センサなどを設ける手間が省ける反面、あらゆる状況を想定して解析モデルを作成しなければならないという困難さが伴う。 Next, a thermal analysis model is constructed to determine how much heat is brought to the lining by frictional heat during braking and how the temperature is lowered by heat transfer and heat dissipation. Estimate changes. For example, in the case of the first reset time (in this case, the first reset time in a narrow sense), the change in the lining temperature from the maximum temperature that the lining may reach is estimated using an analytical model. The estimated time when the estimated lining temperature reaches the steady state temperature is calculated, and in the case of the first preparation time and the second preparation time, the time when the estimated rising temperature after learning reaches the steady state temperature is calculated. Ask. In this case, the trouble of providing a temperature sensor or the like can be saved, but there is a difficulty that an analysis model must be created assuming all situations.
最も簡便なのは、ライニングの温度降下特性を走行実験により特定しておき、当該温度降下特性を用いて所定温度からのライニングの温度変化を推定し、推定された温度が定常状態温度に達する時点を求めることである。すなわち、第一リセット時間（この場合は狭義の意味での第一リセット時間）の場合、ライニングが到達する可能性のある最高温度から定常状態温度になるまでの時間、また第一準備時間および第二準備時間の場合は学習後の推定上昇温度から定常状態温度になるまでの時間をその温度降下特性から決定しておくことである。この温度降下特性は、複数車軸の車輪のブレーキのライニングをその到達可能な最高温度まで昇温しておき、いくつかの車速（０ｋｍ／ｈを含む）を設定して、それらの車速を一定にした条件のもとで、その後どれくらいの時間をかけて定常状態温度にまで降下するかを測定し、その測定結果に基づき、走行時に想定される車速を考慮することにより特定する。このようにして特定された温度降下特性は、概ね指数関数的な曲線を呈し、これを各温度から定常状態温度になるまでの時間をそれぞれ決定するのに用いる。第一リセット時間、第一準備時間および第二準備時間は、一旦温度降下特性を用いて決定（第一準備時間および第二準備時間は、各車両の積載量が考慮される。）されたら、その後の隊列走行方法を実行する際にその固定値が常に用いられる。この場合、固定値を格納する記憶部を用意する必要はあるものの、温度センサを設ける手間も、解析モデルを構築する手間も省ける。この実施形態は、ライニングの温度が実際に定常状態温度に達しているかどうか確認するものではないが、ライニングの温度降下特性が全般的に共通していることを考慮すると、最も現実的な方法といえる。 The simplest method is to identify the temperature drop characteristic of the lining by running experiments, estimate the temperature change of the lining from the predetermined temperature using the temperature drop characteristic, and obtain the time when the estimated temperature reaches the steady state temperature That is. That is, in the case of the first reset time (in this case, the first reset time in a narrow sense), the time from the highest temperature at which the lining can reach to the steady state temperature, the first preparation time and the first In the case of two preparation times, the time from the estimated rise temperature after learning to the steady state temperature is determined from the temperature drop characteristics. This temperature drop characteristic is achieved by raising the brake linings of the wheels of a plurality of axles to the maximum temperature that can be reached, setting several vehicle speeds (including 0 km / h), and keeping those vehicle speeds constant. Under such conditions, the time after which the temperature falls to the steady state temperature is measured, and based on the measurement result, the vehicle speed assumed at the time of traveling is taken into consideration. The temperature drop characteristic thus specified exhibits a generally exponential curve, which is used to determine the time from each temperature to the steady state temperature. Once the first reset time, the first preparation time, and the second preparation time are determined using the temperature drop characteristics (the first preparation time and the second preparation time take into account the loading capacity of each vehicle) The fixed value is always used when executing the subsequent formation method. In this case, although it is necessary to prepare a storage unit for storing the fixed value, it is possible to save the trouble of providing the temperature sensor and the trouble of constructing the analysis model. This embodiment does not confirm whether the temperature of the lining has actually reached the steady state temperature, but considering that the temperature drop characteristics of the lining are generally common, I can say that.
上記ライニングの熱的解析モデルや温度降下特性に基づき第二リセット時間を求める場合には、第二種交通状況下でのブレーキ操作のプロファイルに基づいて推定される前記ライニングの温度からのライニングの温度の変化を推定し、推定されたライニングの温度が定常状態温度に達する時点を計算により求める。ライニングの温度は、車速ごと、積載量（例えば、法定最大積載量まで積載した定積、その半分の半積、全く積載しない空積の三通り）ごとに一回のブレーキ操作でどれだけ温度が上昇する温度特性を予め把握しておくことで、第二種交通状況下でのブレーキ操作のプロファイル、すなわちライニングの温度が上昇し始めた後のブレーキ操作の回数、長さおよび強さ（ホイールシリンダの圧力）等に応じて温度の上がり方が推定できる。第二リセット時間は、そのように推定されたライニングの温度が定常状態温度にまで降温する時間として特定される。
When obtaining the second reset time based on the thermal analysis model and temperature drop characteristics of the lining, the lining temperature from the lining temperature estimated based on the brake operation profile under the second type traffic situation And the time when the estimated lining temperature reaches the steady state temperature is determined by calculation. The temperature of the lining depends on the vehicle speed and how much temperature is loaded with a single brake operation for each load (for example, the fixed load loaded up to the legal maximum load, half the half load, and no load at all). By grasping the rising temperature characteristics in advance, the brake operation profile under
本発明は、さらに上記の少なくともいずれかの隊列走行方法の工程の少なくとも一部を実行する制御部を備えた車両を含む。 The present invention further includes a vehicle including a control unit that executes at least a part of the steps of at least one of the row running methods described above.
ここで、上記の少なくともいずれかの隊列走行方法の工程の少なくとも一部を実行するとは、その隊列走行方法の全部を実行するものでもよいし、一部だけを実行するものでもよいことを意味する。例えば、第一車間時間を保った隊列走行中に、ブレーキ操作の無い時間が第一リセット時間だけ継続したことをドライバーに表示し、ドライバーが学習を実行するスイッチを操作するのでもよいし、全てを自動化して、ブレーキ操作の無い時間が第一リセット時間だけ継続したらドライバーに学習を行うことを通知してそのまま自動的に学習を行うようにしてもよい。また、第一リセット時間が経過したことをドライバーがライニングの温度表示から読み取り、学習を実行させてもよい。このように、隊列走行方法を実行するためにどこまでを制御にまかせて自動化するか、どこまでを手動で行うかには様々な選択肢が存在する。従って、本発明の隊列走行方法の工程を一部でも実行し得る制御部をする車両は、本発明の技術的範囲に含まれる。 Here, executing at least a part of the steps of at least one of the platooning methods means that all of the platooning methods may be executed or only a part thereof may be executed. . For example, during a convoy running with the first inter-vehicle time, the driver may indicate that the time without brake operation has continued for the first reset time, and the driver may operate a switch to perform learning, May be automated, and if the period of no brake operation continues for the first reset time, the driver may be notified that learning will be performed, and learning may be performed automatically as it is. Alternatively, the driver may read from the lining temperature display that the first reset time has elapsed and execute learning. As described above, there are various options for how much to control and automate in order to execute the platooning method, and how much to perform manually. Accordingly, a vehicle having a control unit that can execute even a part of the process of the row running method of the present invention is included in the technical scope of the present invention.
また、本発明は、進行方向に一列に並んで走行する複数の車両からなる隊列走行システムであって、当該隊列走行システムの車両は、上記の少なくともいずれかの隊列走行方法の工程の少なくとも一部を実行する制御部を備えた車両であり、車間時間を保ちながら先頭車両のブレーキ操作時に先頭車両からの指示に従って全ての後続車両が一斉に同じブレーキ操作の制御を行う隊列走行システムを含む。 Further, the present invention is a row running system comprising a plurality of vehicles running in a line in the traveling direction, and the vehicle of the row running system is at least a part of the steps of at least one of the row running methods described above. And includes a platooning system in which all the following vehicles simultaneously control the same brake operation in accordance with an instruction from the leading vehicle when the leading vehicle is braked while maintaining the headway time.
本発明の隊列走行システムでは、先頭車両のブレーキ操作時に先頭車両からの指示に従って全ての後続車両が車間時間を保ちながら一斉に同じブレーキ操作を行うことができ、その場合に、各車両間の制動力の違いを小さくでき、車間時間を短くしてもブレーキ操作時に各車両が互いに追突することのない高い精度のブレーキ操作が実現できる。 In the row running system of the present invention, all the following vehicles can perform the same braking operation simultaneously while maintaining the headway time according to the instruction from the leading vehicle during the braking operation of the leading vehicle. The difference in power can be reduced, and even when the inter-vehicle time is shortened, it is possible to realize a highly accurate brake operation in which the vehicles do not collide with each other during the brake operation.
図１に複数の車両が隊列走行している様子を概略的に示す。本実施例では、一例として３台のトラックが隊列走行を行うものとするが、台数に特に制限がないことはいうまでもない。このトラック隊列では、有人の先頭車Ａ０からの制御情報が無人の第一後続車Ａ１と第二後続車Ａ２に送信され（ここで「無人」とは、人が乗車していても運転操作に携わらない場合を含む。）、第一後続車Ａ１と第二後続車Ａ２は、その制御情報を受信して、前方車両を追走する。先頭車Ａ０は、第一後続車Ａ１と第二後続車Ａ２に適切な車間時間等を指示し、第一後続車Ａ１と第二後続車Ａ２は、前方車両までの距離を距離センサで計測して車間時間を維持しながら隊列走行を行う一方、現在の前方車両までの距離と車速情報等を先頭車Ａ０に送信する。 FIG. 1 schematically shows a state in which a plurality of vehicles are traveling in a row. In this embodiment, as an example, it is assumed that three trucks travel in a row, but it goes without saying that the number of trucks is not particularly limited. In this truck platoon, control information from the manned leading vehicle A0 is transmitted to the unmanned first succeeding vehicle A1 and the second succeeding vehicle A2 (where “unmanned” refers to driving operation even if a person is on board). Including the case of not being involved.), The first succeeding vehicle A1 and the second succeeding vehicle A2 receive the control information and follow the preceding vehicle. The leading vehicle A0 instructs the first succeeding vehicle A1 and the second succeeding vehicle A2 with an appropriate inter-vehicle time, and the first succeeding vehicle A1 and the second succeeding vehicle A2 measure the distance to the preceding vehicle with a distance sensor. The vehicle travels while maintaining the inter-vehicle time while transmitting the current distance to the preceding vehicle and vehicle speed information to the leading vehicle A0.
本発明においては、隊列走行を行うために互いに通信制御を行う複数の車両により、隊列走行システムが形成されている。 In the present invention, a row running system is formed by a plurality of vehicles that perform communication control with each other to perform row running.
このような隊列走行において、先頭車Ａ０がブレーキ操作する場合には、先頭車Ａ０のブレーキ操作の減速度の目標値と同じ目標値が第一後続車Ａ１と第二後続車Ａ２に送信され、第一後続車Ａ１と第二後続車Ａ２が先頭車Ａ０と同じブレーキ操作を一斉に行う。なお、本実施例では、各車両はドラムブレーキを備え、ホイールシリンダ内に供給した圧力を用いてライニングをドラム内面に押し当てることで車両が制動されるものとする。従って、第一後続車Ａ１と第二後続車Ａ２は、先頭車Ａ０から減速度の目標値（ｇ値）を受信すると、不図示のブレーキ制御部においてホイールシリンダ内の圧力値を指示する操作変数（Ｐ値）が生成され、その値に基づいてホイールシリンダがその値に対応した力でライニングをドラムに押し当てることになる。 In such platooning, when the leading vehicle A0 performs a brake operation, the same target value as the deceleration target value of the braking operation of the leading vehicle A0 is transmitted to the first succeeding vehicle A1 and the second succeeding vehicle A2. The first succeeding vehicle A1 and the second succeeding vehicle A2 perform the same brake operation as the leading vehicle A0 all at once. In this embodiment, each vehicle is provided with a drum brake, and the vehicle is braked by pressing the lining against the inner surface of the drum using the pressure supplied into the wheel cylinder. Therefore, when the first succeeding vehicle A1 and the second succeeding vehicle A2 receive the deceleration target value (g value) from the leading vehicle A0, an operation variable that indicates the pressure value in the wheel cylinder in a brake control unit (not shown). (P value) is generated, and based on the value, the wheel cylinder presses the lining against the drum with a force corresponding to the value.
図１に示すような隊列走行では、車間時間をできるだけ短くする方が有利である。車間時間を短縮すれば（車間距離を詰めれば）、それだけ空気抵抗が改善されて燃費の向上が図れるからである。また、他車が車間に割り込むことも防ぐことができる。 In platooning as shown in FIG. 1, it is advantageous to make the inter-vehicle time as short as possible. This is because if the inter-vehicle time is shortened (the inter-vehicle distance is shortened), the air resistance is improved and the fuel efficiency can be improved. It is also possible to prevent other vehicles from getting in between the vehicles.
しかしながら、隊列走行を行うために各車両が集合した直後は、隊列走行を組む前に各車両が経験してきたブレーキ操作のプロファイル（ブレーキ操作の回数、長さおよび強さ）が異なり、その結果、各車両のブレーキのライニングの温度条件が異なっており、温度依存性を有するライニングの制動力に違いが存在する。さらに、減速度の目標値に対する操作変数を生成するための相関関数が各車両において異なる温度条件下で学習されてきている。これらに起因して、各車両に対する減速度の目標値が同じであったとしても、各車両の減速度に違いが生じる。こういった状態で車間時間を短く保ったまま隊列走行を行うと車両同士が追突する可能性があるため、隊列走行開始直後は、車間時間を長く取り、各車両の制動力に差があったとしても、追突しないようにする必要がある。 However, immediately after each vehicle gathers to perform platooning, the brake operation profile (number of brake operations, length and strength) that each vehicle experienced before platooning is different, and as a result, The temperature condition of the brake lining of each vehicle is different, and there is a difference in the braking force of the lining having temperature dependency. Furthermore, a correlation function for generating an operation variable for a target value of deceleration has been learned for each vehicle under different temperature conditions. For these reasons, even if the target deceleration value for each vehicle is the same, a difference occurs in the deceleration of each vehicle. In this state, if the platooning is performed while keeping the inter-vehicle time short, there is a possibility that the vehicles collide with each other. Therefore, immediately after starting the platooning, the inter-vehicle time is increased and there is a difference in the braking force of each vehicle. However, it is necessary to avoid a rear-end collision.
図２は、このような車間時間を長く取った隊列走行の開始から、車間時間を短く保って走行するようにするための本発明による隊列走行方法の工程を順に示すフロー図である。 FIG. 2 is a flow chart sequentially illustrating the steps of the convoy travel method according to the present invention for keeping the inter-vehicle time short from the start of the convoy travel with a long inter-vehicle time.
先ず、図２において、隊列走行を開始するために車両が集合する（Ｓ１）。先頭車Ａ０、第一後続車Ａ１、第二後続車Ａ２の順番に隊列を編成し、隊列走行を開始する（Ｓ２）。このとき、運転操作は先頭車Ａ０のドライバーのみが担う。この隊列走行の初期段階では、車両間の車間時間として、長めの第一車間時間を空ける（Ｓ３）。この第一車間時間は、各車両のブレーキのライニングの温度条件とブレーキの学習履歴が互いに異なり、そのために制動力に想定され得るどんな違いがあったとしても、同じブレーキ操作（減速度の目標値が同じ）の際に各車両が互いに追突しない距離とされている。 First, in FIG. 2, the vehicles gather to start the platooning (S1). A train is organized in the order of the first vehicle A0, the first succeeding vehicle A1, and the second succeeding vehicle A2, and the convoy travel is started (S2). At this time, only the driver of the leading car A0 performs the driving operation. In the initial stage of this platooning, a longer first inter-vehicle time is provided as the inter-vehicle time (S3). This first inter-vehicle time is different from each other in the brake lining temperature conditions and the brake learning history of each vehicle, so that no matter what difference can be assumed in the braking force, the same brake operation (target value of deceleration) Is the distance that the vehicles do not collide with each other.
次に、先頭車Ａ０、第一後続車Ａ１および第二後続車Ａ２の全ての車両のブレーキのライニングの温度が、これらのライニングが到達する可能性のある最高温度から、ライニングの置かれた周囲環境温度に近い定常状態温度になるまでの第一リセット時間ｔ１（狭義の意味での第一リセット時間）の間、ブレーキ操作を行うことなく走行する（Ｓ４）。ここで、定常状態温度とは、各車両における温度変化に対するブレーキ力の変化が自動隊列走行で求められるブレーキ誤差の許容範囲に収まるような温度のことである。 Next, the temperature of the brake linings of all the vehicles of the first car A0, the first succeeding car A1 and the second succeeding car A2 is increased from the highest temperature that these linings can reach to the surrounding lining. During the first reset time t 1 (first reset time in a narrow sense) until the steady state temperature close to the environmental temperature is reached, the vehicle travels without performing a brake operation (S4). Here, the steady state temperature is a temperature at which the change in the braking force with respect to the temperature change in each vehicle falls within the allowable range of the brake error obtained by the automatic platooning.
図３は、上記の第一リセット時間ｔ１がどのような類のものであるかを具体的に示している。この図３には、先頭車Ａ０、第一後続車Ａ１および第二後続車Ａ２のライニングの温度が最初にそれぞれ到達する可能性のある異なる最高温度にあり、これが第一リセット時間ｔ１だけ時間が経過して、いずれも概ね等しい定常状態温度（車両ごとに定常状態温度が異なることを妨げない。）になる様子が一例として示されている。隊列走行を開始するために車両が集合した直後に各車両のライニングの温度がこの最高温度になっているとは必ずしも限らないが、仮にどのような温度になっていたとしても、この第一リセット時間ｔ１だけ経過すれば、いずれの車両のライニングもそれぞれ定常状態温度になっていると考えられる。このような第一リセット時間ｔ１は、本実施例においては、実際の走行実験からライニングの温度降下特性求めておき、想定し得るライニングの最高温度から定常状態温度になるまでの時間を求めることで特定している。 FIG. 3 specifically shows what kind of the first reset time t 1 is. In FIG. 3, the lining temperatures of the leading car A0, the first succeeding car A1, and the second succeeding car A2 are at different maximum temperatures that may be reached first, respectively, which is the time for the first reset time t 1. As a result, a state in which the steady-state temperatures are approximately equal (which does not prevent the steady-state temperatures from being different for each vehicle) is shown as an example. The temperature of the lining of each vehicle is not necessarily the maximum temperature immediately after the vehicles are assembled to start the platooning, but this first reset is not limited to any temperature. If only the time t 1 has elapsed, it is considered that the linings of all the vehicles are at the steady state temperature. In the present embodiment, the first reset time t 1 is obtained by obtaining the temperature drop characteristic of the lining from an actual running experiment and obtaining the time from the maximum temperature of the lining that can be assumed to the steady state temperature. It is specified by.
第一リセット時間ｔ１が経過した段階で、同じ減速度（ｇ値）を目標値としたブレーキ操作を先頭車Ａ０、第一後続車Ａ１および第二後続車Ａ２の全ての車両について先頭車Ａ０の指示により一斉に行う。このとき、目標値としては任意で構わないが、典型的な一回のブレーキ操作として、ホイールシリンダの圧力範囲が４ｂａｒ以下、ジャーク範囲が−１〜＋１ｍ／ｓ３となる程度のものが好ましい。そこで、過去の学習により得られている相関関数Ｐ＝ｆＴ（ｇ）（ここで相関関数ｆＴのＴは、相関関数ｆＴが温度条件に依存して学習されるものであることを意味する。）に基づいて、所望のホイールシリンダの圧力に対応するライニングの操作変数（Ｐ値）が得られるような減速度の目標値（ｇ値）を選択する。そして、このブレーキ操作の際の車速の実測値に基づいて減速度の実際値を算出し、減速度の目標値と実際値の差を小さくするように、減速度とライニングの操作変数との対応関係（相関関数ｆＴ）を修正する（例えば減速度に対する圧力値の比率を修正する）学習を行う（Ｓ５）。 At the stage where the first reset time t 1 has elapsed, the same deceleration (g value) top car brake operation with the goal value A0, the first car for all vehicles of the first follower vehicle A1 and the second following car A2 A0 Follow the instructions at the same time. At this time, the target value may be arbitrary, but a typical one-time brake operation is preferably such that the pressure range of the wheel cylinder is 4 bar or less and the jerk range is −1 to +1 m / s 3 . Therefore, T past correlation function is obtained by learning P = f T (g) (where the correlation function f T is meant that the correlation function f T is what is learned depending on the temperature conditions )), A deceleration target value (g value) is selected so that a lining operating variable (P value) corresponding to a desired wheel cylinder pressure can be obtained. The actual value of the deceleration is calculated based on the actual measured value of the vehicle speed at the time of the brake operation, and the correspondence between the deceleration and the lining operation variable is reduced so as to reduce the difference between the target value of the deceleration and the actual value. Learning to correct the relationship (correlation function f T ) (for example, to correct the ratio of the pressure value to the deceleration) is performed (S5).
次に、学習のためのブレーキ操作により昇温したライニングの温度が再び定常状態温度に復帰するまでの準備時間ｔ２の間、ブレーキ操作を行うことなく走行する（Ｓ６）。 Next, during the preparation time t 2 until the temperature of the lining heated by a brake operation for learning is restored again steady-state temperature, travels without performing brake operation (S6).
図３には、このような準備時間ｔ２についても示されている。図３において、第一リセット時間ｔ１が経過した時点で学習のために先頭車Ａ０、第一後続車Ａ１および第二後続車Ａ２の全ての車両について一斉に等しいブレーキ操作が行われて、各車両のライニングの温度が上昇している。図３では全ての車両についてライニングの温度が同程度上昇しているように示されているが、積載状況とブレーキ操作の強さに応じて昇温する程度はもちろん異なる。ただし、その昇温後の温度は、そのような場合であっても最高温度よりも遥かに低い温度にとどまる。この若干上昇したライニングの温度が準備時間ｔ２かけて降温し、全ての車両のライニングの温度が概ね等しい定常状態温度に達することが図３より看取できる。 FIG 3 also shows for such preparation time t 2. In FIG. 3, when the first reset time t 1 has elapsed, the same equal brake operation is performed for all of the leading vehicle A0, the first succeeding vehicle A1, and the second succeeding vehicle A2 for learning. The temperature of the vehicle lining is rising. In FIG. 3, the lining temperature is shown to be raised to the same extent for all the vehicles, but the degree of temperature rise naturally differs depending on the loading condition and the strength of the brake operation. However, the temperature after the temperature rise is much lower than the maximum temperature even in such a case. The temperature of the slightly elevated lining was cooled over preparation time t 2, that the temperature of the lining of all vehicles to reach approximately equal steady-state temperature can perceiving from FIG.
この準備時間ｔ２が経過した後、この準備時間ｔ２の経過時間も含めて準備時間ｔ２以上ブレーキ操作なしに走行している状況（第一種交通状況）下で、各車両が前方車両との間に第一車間時間よりも短い第二車間時間を保って前方車両を追走しかつ工程Ｓ５で行った学習に基づいたブレーキ操作を行えるようにする（Ｓ７）。ここで、第二車間時間は、空気抵抗が少なくなることで燃費が向上したり、他車の割込みを防止するような適当な値とすることが好ましいが、第一車間時間よりも短い第二車間時間であれば、基本的にはどのような値に設定するかは任意である。 After this preparation period t 2 has passed, under circumstances where running elapsed time of the preparation time t 2 be included without preparation time t 2 or the brake operation (first class traffic), each vehicle ahead vehicle The vehicle ahead is followed while maintaining a second inter-vehicle time shorter than the first inter-vehicle time, and a brake operation based on the learning performed in step S5 can be performed (S7). Here, the second inter-vehicle time is preferably set to an appropriate value so as to improve the fuel consumption by reducing air resistance or prevent interruption of other vehicles, but the second inter-vehicle time is shorter than the first inter-vehicle time. In the case of an inter-vehicle time, basically, what value is set is arbitrary.
こうして、準備時間ｔ２が経過すれば、学習時と同じ温度条件下で各車両がブレーキ操作を行える環境が整うので、先の学習に基づいて精度の高いブレーキ操作が期待でき、車間時間を短縮してもブレーキ操作時に追突のおそれがない。 Thus, if elapsed preparation time t 2, since the vehicles at the same temperature conditions as the learning environment is ready to perform a braking operation, can be expected accurate braking operation based on the previous learning, shortened time headway However, there is no risk of rear-end collision during brake operation.
本発明による車間時間を短くした隊列走行によれば、空気抵抗が改善されて燃費が向上したり、他車の車間割込みを防いだりすることができる。そして、本発明により有利に隊列走行を行い、目的地まで移動したら隊列走行を終了し、各車両は解散する（Ｓ８）。 According to the platooning in which the inter-vehicle time is shortened according to the present invention, air resistance can be improved, fuel efficiency can be improved, and inter-vehicle interruption of other vehicles can be prevented. Then, the cruising is advantageously performed according to the present invention. When the vehicle travels to the destination, the cruising is terminated and each vehicle is disbanded (S8).
上記の隊列走行方法は、隊列走行中のブレーキ操作の頻度が高くなく、何らかのブレーキ操作後にライニングの温度がその都度定常状態温度にまで復帰する場合を想定している。しかしながら、隊列走行中に渋滞に突入するなど、走行中のブレーキ操作の間隔が短くなり、ブレーキ操作後の各車両のブレーキのライニングの温度が定常状態温度になりきることなく再度のブレーキ操作によって再び昇温に転じる状態で走行するような状況（第二種交通状況）になることもあり得る。このような第二種交通状況下では、先に学習した温度条件とは異なる温度条件でブレーキ操作を行うことになるので、ブレーキ操作の精度が低下し、ブレーキ操作時に制動力の違いにより車両間で追突が発生しかねない。
The above-mentioned row running method assumes a case where the frequency of the brake operation during the row running is not high and the lining temperature returns to the steady state temperature each time after some brake operation. However, the brake operation interval during traveling is shortened, such as entering a traffic jam during platooning, and the brake lining temperature of each vehicle after the brake operation does not reach the steady state temperature again by the brake operation again. There may be a situation where the vehicle travels in a state where the temperature rises (second-class traffic situation). In such a
そこで、本発明では、交通の流れが悪くなり、第二種交通状況下に突入したと判断する（Ｓ２１）と、車間時間の短い第二車間時間から、車間時間の長い第一車間時間に変更し、追突を防止する（Ｓ２２）。 Therefore, in the present invention, when it is determined that the traffic flow has deteriorated and the vehicle has entered the second type traffic situation (S21), the second inter-vehicle time with a short inter-vehicle time is changed to the first inter-vehicle time with a long inter-vehicle time. Then, rear-end collision is prevented (S22).
そして、ブレーキ操作の間隔等から第二種交通状況下から抜けたと判断する（Ｓ２３）と、第二種交通状況下におけるブレーキ操作のプロファイル（ブレーキ操作の回数、長さおよび強さ）から、各車両のライニングの温度を推定し、ライニングの温度降下特性を用いて全ての車両のライニングの温度が定常状態温度に復帰するまでの第二リセット時間ｔ１’を特定し、特定された第二リセット時間ｔ１’の間、ブレーキ操作を行うことなく走行する（Ｓ２４）。 Then, when it is determined that the vehicle has exited from the second type traffic situation from the brake operation interval, etc. (S23), from the brake operation profile (number of times of brake operation, length and strength) under the second type traffic situation, Estimate the temperature of the vehicle lining, identify the second reset time t 1 ′ until the temperature of all the vehicle linings returns to the steady state temperature using the temperature drop characteristics of the lining, and identify the second reset During time t 1 ′, the vehicle travels without operating the brake (S24).
第二リセット時間ｔ１’が経過し、全ての車両のライニングの温度が定常状態温度に戻ったとして、上記の工程Ｓ５で行ったのと同じやり方で、改めてブレーキ操作の学習を行う（Ｓ２５）。なお、本例では、初期段階での第一種交通状況下での学習と、第二種交通状況下から抜けた後の第一種交通状況下での学習におけるブレーキ操作は同じものとしているが、必ずしも同じである必要はない。 Assuming that the second reset time t 1 ′ has elapsed and the lining temperatures of all the vehicles have returned to the steady state temperature, learning of the brake operation is performed again in the same manner as in step S5 (S25). . In this example, the learning operation under the first-class traffic conditions at the initial stage is the same as the braking operation in the learning under the first-class traffic conditions after exiting from the second-class traffic conditions. , Not necessarily the same.
この学習工程の後、学習のためのブレーキ操作によって上昇した各車両のブレーキのライニングが再び定常状態温度に降温するまでの準備時間ｔ２の間、ブレーキ操作を行うことなく走行する（Ｓ２６）。 After this learning step, during the preparation time t 2 until the linings of the brake of the vehicle was increased by the brake operation for learning is lowered again steady-state temperature, travels without performing brake operation (S26).
そして、準備時間ｔ２が経過した後、ブレーキ操作なしに走行している状況（第一種交通状況）下で、各車両が前方車両との間に第一車間時間よりも短い第二車間時間を保って前方車両を追走しかつ工程Ｓ５で行った学習に基づいたブレーキ操作を行えるようにする（Ｓ２７）。 After the preparation time t 2 has elapsed, status of running without braking operation (first class traffic conditions) under the second inter-vehicle time shorter than the first inter-vehicle time between each vehicle ahead vehicle Is maintained so that the vehicle ahead can be followed and the brake operation based on the learning performed in step S5 can be performed (S27).
このようにして有利に隊列走行を行い、目的地まで移動したら隊列走行を終了し、各車両は解散する（Ｓ２８）。 In this way, the platooning is advantageously carried out, and when moving to the destination, the platooning is terminated and each vehicle is disbanded (S28).
以上述べてきたように、本発明によれば、同一減速度要求時の実減速度の違いを少なくするような隊列走行車両のブレーキ操作の学習を行って、隊列走行時の各車両間の車間時間をできるだけ安定的に短くし、それにより空気抵抗が改善されて燃費が向上し、他車の車間割込みを防ぐことができる有利な隊列走行を行うことができる。 As described above, according to the present invention, the braking operation of the platooning vehicle is learned so as to reduce the difference in the actual deceleration when the same deceleration request is made, and The time can be shortened as stably as possible, thereby improving air resistance, improving fuel efficiency, and performing an advantageous platooning that can prevent inter-vehicle interruption of other vehicles.
なお、上記の実施例において、定常状態温度に達した時点を特定するために、ライニングの温度降下特性を走行実験により特定しておき、各温度から前記定常状態温度になるまでの時間をそれぞれ決定するようにしたが、ライニングの温度を直接的に測定することにより定常状態温度に達した時点を特定してもよい。この場合、定常状態温度に達した時点をもって第一リセット時間（広義の第一リセット時間）、第二リセット時間および準備時間が経過したものとすることができる。 In the above embodiment, in order to specify the time point when the steady state temperature is reached, the temperature drop characteristic of the lining is specified by a running experiment, and the time from each temperature to the steady state temperature is determined. However, the point in time when the steady state temperature is reached may be identified by directly measuring the temperature of the lining. In this case, it can be assumed that the first reset time (first reset time in a broad sense), the second reset time, and the preparation time have elapsed after reaching the steady state temperature.
また、定常状態温度に達した時点を特定するために、ライニングの熱的な解析モデルを構築し、当該解析モデルを用いて所定温度からの前記ライニングの温度の変化を推定し、推定された温度が前記定常状態温度に達する時点を求めるようにしてもよい。この場合、定常状態温度に達するものとして求められた時点をもって第一リセット時間、第二リセット時間および準備時間が経過したものとすることができる。 In addition, in order to identify the point in time when the steady state temperature is reached, a thermal analysis model of the lining is constructed, the change in the temperature of the lining from a predetermined temperature is estimated using the analysis model, and the estimated temperature May be determined when the steady state temperature is reached. In this case, it can be assumed that the first reset time, the second reset time, and the preparation time have elapsed at the point in time determined to reach the steady state temperature.
本実施例による隊列走行を編成する先頭車Ａ０、第一後続車Ａ１および第二後続車Ａ２のそれぞれは、上記工程Ｓ１〜Ｓ８、Ｓ２１〜Ｓ２８の少なくとも一部を実行する制御部を有していてもよい。これにより、本発明による隊列走行方法を一部または全部を自動化することができる。 Each of the leading car A0, the first succeeding car A1, and the second succeeding car A2 that forms the platooning according to the present embodiment has a control unit that executes at least a part of the steps S1 to S8 and S21 to S28. May be. Thereby, a part or all of the row running method according to the present invention can be automated.
本発明は、以上述べてきた実施例の態様に留まらず、本発明の技術的思想の枠組みの中で様々な態様で実施することができ、それらが本発明の技術的範囲に含まれることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be implemented in various modes within the framework of the technical idea of the present invention, and these are included in the technical scope of the present invention. Needless to say.
１ 車両
Ａ０ 先頭車
Ａ１ 第一後続車
Ａ２ 第二後続車
Ｂ ブレーキ制御部
Ｃ 中央制御部
ＶＦ 前方ブレーキライニング駆動部
ＶＲ 後方ブレーキライニング駆動部
Ｓ 車速センサ
Ｆ 進行方向
1 vehicle A0 first car A1 first succeeding car A2 second succeeding car B brake control part C central control part VF front brake lining drive part VR rear brake lining drive part S vehicle speed sensor F traveling direction
Claims (5)
各車両が前方車両との間に第一車間時間を保って前方車両を追走し、当該第一車間時間は、各車両のブレーキのライニングの温度および温度変化の履歴の温度条件が互いに任意に異なっていたとしても、前記同じブレーキ操作の際に各車両が互いに追突しない距離とされ、
全ての車両のブレーキのライニングの温度が、定常状態温度になるまでの第一リセット時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、
同じ減速度を目標値としたブレーキ操作を全ての車両について一斉に行い、
減速度の前記目標値と各車両の減速度の実際値との間の偏差に基づいて、各車両にブレーキ操作を学習させ、
当該学習のためのブレーキ操作によって昇温した各車両のブレーキのライニングの温度が前記定常状態温度になるまでの第一準備時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、
前記第一準備時間の経過後、ブレーキ操作なしに走行している第一種交通状況下で、各車両が前方車両との間に前記第一車間時間よりも短い第二車間時間を保って前方車両を追走しかつ前記学習に基づいたブレーキ操作を行えるようにすることを特徴とする隊列走行方法。 A platooning method in which multiple vehicles travel in a line in the direction of travel, and all subsequent vehicles simultaneously perform the same braking operation according to instructions from the leading vehicle when the leading vehicle is braked while maintaining the headway time. In the driving method,
Each vehicle follows the preceding vehicle while maintaining the first inter-vehicle time with the preceding vehicle, and the first inter-vehicle time is determined by the temperature condition of the brake lining temperature and the temperature change history of each vehicle. Even if they are different, it is the distance that the vehicles do not collide with each other during the same brake operation,
During the first reset time until the temperature of the brake lining of all vehicles reaches the steady state temperature, the vehicle travels without brake operation,
Brake operation with the same deceleration target value is performed for all vehicles at once,
Based on the deviation between the target value of deceleration and the actual value of deceleration of each vehicle, each vehicle learns the brake operation,
During the first preparation time until the temperature of the brake lining of each vehicle heated by the brake operation for the learning reaches the steady state temperature, the vehicle travels without performing the brake operation,
After the first preparatory time has elapsed, under the first type traffic situation where the vehicle is traveling without a brake operation, each vehicle keeps a second inter-vehicle time shorter than the first inter-vehicle time with the preceding vehicle. A platooning method characterized by allowing a vehicle to follow and to perform a brake operation based on the learning.
第二種交通状況から抜けると、間隔の短いブレーキ操作により昇温していた各車両のブレーキのライニングの温度が、全て前記定常状態温度になるまでの第二リセット時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、
同じ減速度を目標値としたブレーキ操作を全ての車両について一斉に行い、
減速度の前記目標値と各車両の減速度の実際値との間の偏差に基づいて、各車両にブレーキ操作を改めて学習させ、
当該学習のためのブレーキ操作によって昇温した各車両のブレーキのライニングの温度が前記定常状態温度になるまでの第二準備時間の間、ブレーキ操作を行うことなく走行し、
前記第二準備時間の経過後、ブレーキ操作なしに走行している第一種交通状況下で、各車両が前方車両との間に前記第二車間時間を保って前方車両を追走しかつ改めて行った前記学習に基づいたブレーキ操作を行えるようにすることを特徴とする請求項１に記載の隊列走行方法。 The second type in which the interval between brake operations during traveling is shortened, and the temperature of the brake lining of each vehicle after the brake operation does not reach the steady state temperature and the temperature is increased again by the second brake operation. Under traffic conditions, change the second inter-vehicle time to the first inter-vehicle time,
When exiting from the second type traffic situation, the brake operation is performed during the second reset time until the brake lining temperature of each vehicle, which has been heated by the brake operation at a short interval, reaches the steady state temperature. Drive without
Brake operation with the same deceleration target value is performed for all vehicles at once,
Based on the deviation between the target value of deceleration and the actual value of deceleration of each vehicle, let each vehicle learn brake operation again,
During the second preparation time until the temperature of the brake lining of each vehicle raised by the brake operation for the learning reaches the steady state temperature, the vehicle travels without performing the brake operation.
After the second preparation time has elapsed, under the first type traffic situation where the vehicle is traveling without brake operation, each vehicle follows the preceding vehicle while keeping the second inter-vehicle time with the preceding vehicle and again The platooning method according to claim 1, wherein a brake operation based on the learning performed can be performed.
前記ライニングの温度を直接的に測定するか又は
前記ライニングの熱的な解析モデルを構築し、当該解析モデルを用いて所定温度からの前記ライニングの温度の変化を推定し、推定された温度が前記定常状態温度に達する時点を求めるか又は
前記ライニングの温度降下特性を走行実験により特定しておき、当該温度降下特性を用いて所定温度からの前記ライニングの温度変化を推定し、推定された温度が前記定常状態温度に達する時点を求めるかの少なくともいずれかを用い、
前記所定温度は、前記第一リセット時間の場合には、前記ライニングが到達する可能性のある最高温度であり、前記第二リセット時間の場合には、前記第二種交通状況下でのブレーキ操作のプロファイルに基づいて推定される前記ライニングの温度であり、前記第一準備時間および前記第二準備時間の場合には、積載量および減速度に基づいて推定される前記ライニングの温度であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の隊列走行方法。 In order to identify when the steady state temperature is reached,
The temperature of the lining is directly measured or a thermal analysis model of the lining is constructed, and a change in the temperature of the lining from a predetermined temperature is estimated using the analysis model, and the estimated temperature is The time point at which the steady state temperature is reached is obtained, or the temperature drop characteristic of the lining is specified by a running experiment, the temperature change of the lining from a predetermined temperature is estimated using the temperature drop characteristic, and the estimated temperature is Using at least one of determining when the steady state temperature is reached,
In the case of the first reset time, the predetermined temperature is a maximum temperature that the lining may reach, and in the case of the second reset time, the brake operation under the second type traffic situation is performed. The temperature of the lining estimated based on the profile of the lining, and in the case of the first preparation time and the second preparation time, the temperature of the lining estimated based on the load capacity and the deceleration. The row running method according to any one of claims 1 to 3, wherein
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