JP2020160978A - 車両の空気抵抗低減制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】隊列走行を行う後続車両の燃費効果が最適となるように前方車両の空気抵抗低減装置を作動させることにより、隊列走行を行う全車両において最適な燃費効果を得ること。【解決手段】車両の空気抵抗低減制御システムは、隊列走行を行う複数の車両と、前記複数の車両と通信を行うサーバと、を有し、前記複数の車両の各々は、る空気抵抗低減装置と、センサと、無線送信部と、無線受信部と、制御部と、を備え、前記サーバは、前記無線送信部から無線送信されたパラメータを受信する受信部と、前記複数の車両の隊列走行時に、前記受信部により受信する前記各々の前記パラメータの値が最小値になるように前記各々の前方車両の前記空気抵抗低減装置を作動させる制御情報を生成する生成部と、前記生成部により生成する前記制御情報を前記複数の車両の各々に送信する送信部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、隊列走行を行う車両の空気抵抗低減制御システムに関する。

従来、車間距離４ｍでの隊列走行を実現する自動運転技術が開発されている。このような隊列走行を行う車両では、省エネ効果を得ることができる。従来の隊列走行を行う車両では、前方の車両との車車間距離を検出し、この検出結果に基づいて車間距離を制御することによって隊列走行を行う（例えば、特許文献１）。

また、従来、走行時の空気抵抗を低減するために、トラックの荷台の後端に取り付けられるフラップ又は巨大な流線型の空気抵抗低減装置が知られている。従来、このような空気抵抗低減装置は、車両に固定されている。

特開２０１０−１０５４９８号公報

しかしながら、従来の隊列走行を行う車両においては、車間距離を制御するのみであるため、風速又は風向き等の気象条件等に応じて最適な燃費効果を得ることができないという課題を有する。

本発明の目的は、隊列走行を行う後続車両の燃費効果が最適となるように前方車両の空気抵抗低減装置を作動させることにより、隊列走行を行う全車両において最適な燃費効果を得ることができる車両の空気抵抗低減制御システムを提供することである。

本発明に係る車両の空気抵抗低減制御システムは、隊列走行を行う複数の車両と、前記複数の車両と通信を行うサーバと、を有し、前記複数の車両の各々は、走行時の空気抵抗を変化させる空気抵抗低減装置と、前記車両が受ける風に関するパラメータを検出するセンサと、前記センサの検出値を無線送信する無線送信部と、前記空気抵抗低減装置を作動させるための制御情報を無線受信する無線受信部と、前記無線受信部により無線受信する前記制御情報に基づいて、前記空気抵抗低減装置を作動させる制御部と、を備え、前記サーバは、前記無線送信部から無線送信された前記パラメータを受信する受信部と、前記複数の車両の隊列走行時に、前記受信部により受信する前記各々の前記パラメータの値が最小値になるように前記各々の前方車両の前記空気抵抗低減装置を作動させる前記制御情報を生成する生成部と、前記生成部により生成する前記制御情報を前記複数の車両の各々に送信する送信部と、を備える。

本発明によれば、隊列走行を行う後続車両の燃費効果が最適となるように前方車両の空気抵抗低減装置を作動させることにより、隊列走行を行う全車両において最適な燃費効果を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る車両の空気抵抗低減制御システムの構成を示す図 本発明の実施の形態に係る車両の空気抵抗低減制御システムの車両の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る車両の空気抵抗低減制御システムのサーバの構成を示すブロック図

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態につき、詳細に説明する。

＜車両走行システムの構成＞
本発明の実施の形態に係る車両の空気抵抗低減制御システム１の構成につき、図１を参照しながら、以下に詳細に説明する。

本実施の形態に係る車両の空気抵抗低減制御システム１は、複数の車両２ａ、２ｂ及び２ｃと、ネットワーク３と、サーバ４と、を有している。なお、複数の車両２ａ、２ｂ及び２ｃを総称して車両２と記載する。

車両２ａは、隊列走行を行う車両であって先頭車である。車両２ｂは、隊列走行を行う車両２ａの後続車両である。車両２ｃは、隊列走行を行う車両２ｂの後続車両であって最後尾の車両である。

車両２は、隊列走行時の空気抵抗を変化させる空気抵抗低減装置５を備えている。車両２は、前方からの風が直接当たる箇所にセンサ１１を備えている。車両２は、隊列走行を行う可能性の高い商業用車両であることが好ましい。また、車両２は、長時間に亘って止まらずに走行可能な高速道路を走行する際に隊列走行を行うことが好ましい。

ネットワーク３は、車両２から送信される情報をサーバ４に伝送し、サーバ４から送信される情報を車両２に伝送する。

サーバ４は、基地局に設置されており、車両２と通信を行って、隊列走行を行う後続車両の燃費効果が最適となるように前方車両の空気抵抗低減装置５を作動させる制御を行う。なお、サーバ４は、基地局に設置される場合に限らず、隊列走行を行う複数の車両のうちの一台、又は隊列走行を行う複数の車両以外の車両等の移動体に設置されていてもよい。

空気抵抗低減装置５は、ここでは車両２の後方に設けられるフラップを例示する。なお、空気抵抗低減装置５は、車両２の後方に設けられるフラップに限らず、車両２のシャーシ側面に設置されるサイドスカート、又は、車両がトラックである場合における、運転台上部に設置されるエアディフレクタ若しくは運転台と貨物部との間に設置されるギャップシールドでもよい。

＜車両の構成＞
本発明の実施の形態に係る車両２の構成につき、図２を参照しながら、以下に詳細に説明する。

車両２は、センサ１１と、無線送信部１２と、無線受信部１３と、制御部１４と、駆動回路１５と、を備えている。

センサ１１は、車両２が走行時に前方又は側方から受ける風に関するパラメータ、例えば風圧又は風速を検出し、その検出結果を制御部１４に出力する。以下、本明細書において、風に関するパラメータを風情報と適宜記載する。

無線送信部１２は、制御部１４から入力されるセンサ１１によって検出された例えば風圧又は風速であるパラメータである風情報を含む送信信号を生成し、生成した送信信号をサーバ４に向けて無線送信する。無線送信部１２は、制御部１４から入力される位置情報を含む送信信号を生成し、生成した送信信号をサーバ４に向けて無線送信する。

無線受信部１３は、サーバ４から送信される制御情報を含む信号をネットワーク３を介して無線受信する。この無線受信した信号に含まれる制御情報を抽出して制御部１４に出力する。無線受信部１３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等の図示しない測位衛星からの測位信号を無線受信して制御部１４に出力する。

制御部１４は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の電子制御装置によって構成されており、図示しない記憶部に記憶されている制御プログラムを実行することにより動作する。制御部１４は、センサ１１から入力される検出結果を風情報として無線送信部１２に出力する。制御部１４は、無線受信部１３から入力される測位信号に基づいて現在位置を算出し、算出した現在位置の位置情報を無線送信部１２に出力する。制御部１４は、無線受信部１３から入力される制御情報に自分の識別情報が含まれている場合には、この制御情報に基づいて、駆動回路１５の動作を制御することにより空気抵抗低減装置５を作動させる。

駆動回路１５は、制御部１４の制御によって動作して、空気抵抗低減装置５を駆動させる。

＜サーバの構成＞
本発明の実施の形態に係るサーバ４の構成について、図３を参照しながら、以下に詳細に説明する。

サーバ４は、受信部２１と、送信部２２と、記憶部２３と、制御部２４と、を備えている。

受信部２１は、車両２の無線送信部１２から無線送信された風情報を含む信号を、ネットワーク３を介して受信し、受信信号に含まれる風情報を抽出して制御部２４に出力する。受信部２１は、車両２の無線送信部１２から無線送信された位置情報を含む信号を、ネットワーク３を介して受信し、受信信号に含まれる位置情報を抽出して制御部２４に出力する。

送信部２２は、制御部２４から入力される制御情報を含む送信信号を生成し、生成した送信信号を車両２に向けて送信する。

記憶部２３は、制御プログラムを予め記憶している。記憶部２３は、風情報と、風圧又は風速の値が最小値となる空気抵抗低減装置５の作動に関する作動情報と、気象条件情報と、を、先頭車両から何台目の後続車両であるかの台目毎に対応付けた空気抵抗低減情報を記憶している。ここで、気象条件情報は、風圧、風速又は風雨等の情報である。また、作動情報は、空気抵抗低減装置５を上下又は左右等に作動させる際の作動量の情報である。

制御部２４は、記憶部２３に記憶されている制御プログラムを実行することにより動作する。制御部２４は、受信部２１から入力される位置情報に基づいて、受信部２１から入力される風情報の風圧又は風速が車両２ａ、車両２ｂ及び車両２ｃの何れのセンサ１１で検出したものであるかを判定すると共に、車両２ｂ及び車両２ｃが先頭車両２ａから何台目の後続車両であるを判定する。

制御部２４は、受信部２１から入力される風情報のうちの先頭車両である車両２ａの風情報を気象条件情報とする。制御部２４は、記憶部２３に記憶されている空気抵抗低減情報を参照して、受信部２１から入力される車両２ｂ及び車両２ｃから無線送信された風情報と、車両２ａから無線送信された風情報である気象条件情報と、に対応付けられている作動情報を求める。

または、制御部２４は、受信部２１から入力される位置情報に基づいて、受信部２１を介して位置情報の位置の風圧又は風速等の気象条件情報を外部のデータベース等の外部から取得する。制御部２４は、記憶部２３に記憶されている空気抵抗低減情報を参照して、車両２ｂ及び車両２ｃの後続車両の台目と、受信部２１から入力される車両２ｂ及び車両２ｃから無線送信された風情報と、外部から取得した気象条件情報と、に対応付けられている作動情報を求める。

制御部２４は、車両２ｂ及び車両２ｃの空気抵抗低減装置５の各々に対して求めた作動情報の作動を行わせるための制御情報を生成し、生成した制御情報を送信部２２に出力する。この際に、制御部２４は、車両２ｂ及び車両２ｃの各々を識別する識別情報を制御情報に含める。

制御部２４は、車両２から取得した風情報と気象条件情報とに基づいて作動情報を求める処理を繰り返すことにより、風圧又は風速の値が最小値となる作動情報を求めて更新することにより、空気抵抗低減情報を学習して更新する。

このように、本実施の形態によれば、走行時の空気抵抗を変化させる空気抵抗低減装置５と、前方又は側方からの風圧又は風速を検出するセンサ１１と、センサ１１により検出する風圧又は風速の風情報を無線送信する無線送信部１２と、空気抵抗低減装置５を作動させるための制御情報を無線受信する無線受信部１３と、無線受信部１３により無線受信する制御情報に基づいて、空気抵抗低減装置５を作動させる制御部１４と、を備える車両２と、無線送信部１２から無線送信された風情報を受信する受信部２１と、複数の車両２の隊列走行時に、受信部２１により受信する各々の車両２の風情報の風圧又は風速の値が最小値になるように各々の車両２の前方車両の空気抵抗低減装置５を作動させる制御情報を生成する制御部２４と、制御部２４により生成する制御情報を各々の車両２に送信する送信部２２と、を備えるサーバ４と、を有することにより、隊列走行を行う後続車両の燃費効果が最適となるように前方車両の空気抵抗低減装置を作動させることにより、隊列走行を行う全車両において最適な燃費効果を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、空気抵抗低減情報を参照して、受信する風情報に対応付けられている作動情報の作動を行わせる制御情報を生成すると共に、空気抵抗低減情報を学習して更新することにより、隊列走行を行う全車両２においてより最適な燃費効果を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、車両２の隊列走行時の気象条件に応じて風圧又は風速の値が最小値になるように制御情報を生成することにより、隊列走行を行う全車両２においてより最適な燃費効果を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、複数の車両２のうちの先頭車両２ａのセンサ１１により検出する風圧又は風速の風情報を気象条件とすることにより、サーバ４は気象条件情報を容易に取得することができる。

また、本実施の形態によれば、受信する車両２の現在位置の位置情報に基づいて気象条件情報を外部より取得することにより、サーバ４と車両２との通信負荷を低減することができる。

なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

具体的には、上記実施の形態において、気象条件情報を用いて作動情報を求めたが、これに限らず、気象条件情報を用いずに、風情報のみを用いて作動情報を求めてもよい。

本発明は、隊列走行を行う車両の空気抵抗低減制御システムに好適である。

１ 空気抵抗低減制御システム
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 車両
３ ネットワーク
４ サーバ
５ 空気抵抗低減装置
１１ センサ
１２ 無線送信部
１３ 無線受信部
１４、２４ 制御部
１５ 駆動回路
２１ 受信部
２２ 送信部
２３ 記憶部

Claims (5)

1. 隊列走行を行う複数の車両と、前記複数の車両と通信を行うサーバと、を有し、
   前記複数の車両の各々は、
   走行時の空気抵抗を変化させる空気抵抗低減装置と、
   前記車両が受ける風に関するパラメータを検出するセンサと、
   前記センサの検出値を無線送信する無線送信部と、
   前記空気抵抗低減装置を作動させるための制御情報を無線受信する無線受信部と、
   前記無線受信部により無線受信する前記制御情報に基づいて、前記空気抵抗低減装置を作動させる制御部と、
   を備え、
   前記サーバは、
   前記無線送信部から無線送信された前記パラメータを受信する受信部と、
   前記複数の車両の隊列走行時に、前記受信部により受信する前記各々の前記パラメータの値が最小値になるように前記各々の前方車両の前記空気抵抗低減装置を作動させる前記制御情報を生成する生成部と、
   前記生成部により生成する前記制御情報を前記複数の車両の各々に送信する送信部と、
   を備える車両の空気抵抗低減制御システム。
2. 前記パラメータと、前記パラメータの値が最小値となる前記空気抵抗低減装置の作動に関する作動情報と、を対応付けた空気抵抗低減情報を記憶する記憶部を備え、
   前記生成部は、
   前記空気抵抗低減情報を参照して、前記受信部により受信する前記パラメータに対応付けられている前記作動情報の作動を行わせる前記制御情報を生成すると共に、前記記憶部に記憶する前記空気抵抗低減情報を学習して更新する、
   請求項１記載の車両の空気抵抗低減制御システム。
3. 前記生成部は、
   前記複数の車両の隊列走行時の気象条件に応じて前記値が最小値になるように前記制御情報を生成する、
   請求項１又は請求項２記載の車両の空気抵抗低減制御システム。
4. 前記生成部は、
   前記受信部により受信する前記複数の車両のうちの先頭車両の前記センサにより検出する前記パラメータを前記気象条件とする、
   請求項３記載の車両の空気抵抗低減制御システム。
5. 前記制御部は、
   前記無線受信部により受信する測位衛生からの現在地を示す位置情報を算出し、
   前記無線送信部は、
   前記制御部により算出する前記位置情報を無線送信し、
   前記受信部は、
   前記無線送信部より無線送信された前記位置情報を受信し、
   前記生成部は、
   前記受信部により受信する前記位置情報に基づいて前記気象条件に関する情報を外部より取得する、
   請求項３又は請求項４記載の車両の空気抵抗低減制御システム。

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