JP2020194197A - 車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】隊列走行において、車内の安定性を確保することである。【解決手段】隊列走行において、前方車両から路面情報を受信した場合(S1においてYES)、ECUは、路面情報に含まれる特定箇所を回避することができるか否かを判定する(S5)。すなわち、ECUは、回避制御の実行が可能か否かを判定する。回避制御の実行が可能であると判定した場合(S5においてYES)、ECUは、前方車両から受信した路面情報を後方車両に送信するとともに(S7)、回避制御を実行して特定箇所を回避する(S9)。一方、回避制御の実行が可能でないと判定した場合(S5においてNO)、ECUは回避制御を実行せずに処理を終了する(S3)。【選択図】図5

Description

本開示は、車両に関する。
近年、複数の車両が隊列して走行する隊列走行に関して、様々な検討が進められている。たとえば、特開2009−157793号公報(特許文献1)には、隊列走行において、自車両の前方を走行する前方車両の車両情報に基づいて、自車両の車高を調整する車両が開示されている。この車両は、前方車両の投影面内に自車を納めるように車高を調整することによって、走行によって自車両が受ける風圧を低減し、消費エネルギーを抑制する。
特開2009−157793号公報
車内の安定性を確保するために、路面には回避して走行すべき箇所(以下「特定箇所」とも称する)が存在し得る。特定箇所は、たとえば、凹凸箇所や水溜まり箇所等である。特定箇所をタイヤが通過すると、車両に上下振動(上下方向の加速度)が生じたり、車両の後退方向への加速度が生じたりして、車内の安定性が損なわれる。
隊列走行においては、先頭の車両だけでなく、後続の車両にも乗員がいる場合がある。乗員がいる場合には、特定箇所を回避して車内の安定性を確保し、乗員に快適な空間を提供することが望まれる。また、隊列走行においては、種々の荷物が輸送される場合がある。種々の荷物が積載されている場合にも、特定箇所を回避して車内の安定性を確保し、積載される荷物への影響を配慮することが望まれる。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、隊列走行において、車内の安定性を確保することである。
(1)この開示に係る車両は、複数の車両が隊列して走行する隊列走行が可能に構成された車両であって、周囲の車両と双方向に通信可能に構成され、隊列において前方を走行する前方車両から、通過した路面に関する路面情報を受信する通信装置と、路面情報に基づいて、通過に伴なって前方車両の加速度に第1閾値以上の変化を与える、通過に伴なって前方車両の車輪の加速度に第2閾値以上の変化を与える、または通過に伴なって前方車両の走行用モータの加速度に第3閾値以上の変化を与える箇所を通過したことを検出した場合、上記箇所を回避する回避制御を実行可能に構成された制御装置とを備える。
上記構成によれば、車両は、前方車両から、通過した路面に関する路面情報を受信する。路面情報には、たとえば、前方車両が第1閾値以上の上下加速度の変化を検出した箇所、すなわち回避して走行すべき箇所(特定箇所)の位置情報が含まれる。そのため、前方車両から路面情報を受信した場合に、回避制御を実行することによって、特定箇所を回避して走行することが可能となる。特定箇所を回避して走行することによって、車内の安定性を確保することが可能となる。
(2)ある実施の形態においては、車両は、上記箇所を通過したことを検出する検出装置をさらに備える。上記箇所を通過したことが検出された場合、制御装置は、検出装置からの出力に基づいて、通過した上記箇所の位置を特定し、通過した上記箇所の情報を路面情報に追加し、隊列において後方を走行する車両に路面情報を送信するように通信装置を制御する。
前方車両から受信した路面情報に基づいて回避制御を実行した場合であっても、特定箇所を回避できない場合があり得る。前方車両から通知された特定箇所の情報は、前方車両が特定箇所を通過することにより検出した位置であるため、たとえば特定箇所が広範である場合には、前方車両から通知された特定箇所の位置を回避したとしても、特定箇所のうちの他の部分を通過してしまう可能性があるためである。この場合には、前方車両から受信した路面情報に、さらに自車両が通過した特定箇所の情報を追加して、隊列において自車両の後方を走行する後方車両に送信する。後方車両が受信した路面情報には、前方車両から通知された特定箇所の情報、および自車両から通知された特定箇所の情報が含まれる。すなわち、後方車両は、上記2つの情報に基づいて、特定箇所を回避するように回避制御を実行することが可能となる。これによって、後方車両が特定箇所を回避できる可能性を高めることができる。
(3)ある実施の形態においては、制御装置は、上記箇所を通過することに伴なう上下加速度または前後加速度を示す第1パラメータよりも、回避制御の実行に伴なう横加速度を示す第2パラメータの方が大きい場合には、回避制御を実行しない。
特定箇所を回避するために回避制御を実行すると、大きな横加速度を発生させる場合がある。回避制御の実行によって発生する横加速度が大きい場合には、回避制御を実行することによって、特定箇所を通過した場合よりも、車内の安定性が損なわれる可能性がある。上記構成によれば、回避制御の実行に伴なう横加速度を示す第2パラメータが上下または前後加速度を示す第1パラメータよりも大きい場合には、回避制御が実行されない。これによって、車内の安定性が低下することを抑制することができる。
(4)ある実施の形態においては、制御装置は、回避制御の実行に伴なう横加速度が閾値を超える場合には、回避制御を実行しない。
回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度の大きさが、ある閾値を超える場合には、急激な操舵がなされることが想定される。上記構成によれば、急激な操舵によって乗員に恐怖感を与えてしまうことを抑制することができる。
(5)ある実施の形態においては、車内の撮影または/および車内の集音が可能に構成された車内装置をさらに備える。制御装置は、撮影された画像または/および音声を用いて車両の乗員の不快感を検出するように構成される。制御装置は、回避制御を実行せずに上記箇所を通過した場合において、乗員の不快感を検出したときは、第1パラメータを大きくするように補正する。制御装置は、回避制御を実行した場合において、乗員の不快感を検出したときは、第2パラメータを大きくするように補正する。
回避制御の実行によって発生する横加速度と、特定箇所を通過した際に発生する振動等とは、両者の程度に大きな差がない場合には、どちらをより不快に感じるかは、乗員の感覚によって左右され得る。上記構成によれば、制御装置は、車内装置によって撮影された画像または/および音声を用いて、回避制御を実行した場合において、または特定箇所を通過した場合において、乗員の不快感を検出する。
そして、制御装置は、回避制御を実行せずに特定箇所を通過した場合において乗員の不快感を検出した場合には、第1パラメータを大きくするように補正する。すなわち、特定箇所を通過した際に発生する振動等に対して乗員が不快感を示した場合には、第1パラメータが大きくなるように補正して、回避制御が実行されやすくする。一方、制御装置は、回避制御を実行した場合において乗員の不快感を検出した場合には、第2パラメータを大きくするように補正する。すなわち、回避制御の実行によって発生した横加速度に対して乗員が不快感を示した場合には、第2パラメータが大きくなるように補正して、回避制御が実行されにくくする。これによって、乗員の好みを回避制御の実行可否に反映させることができる。
(6)ある実施の形態においては、車両は、走行用モータと、走行用モータの電力供給源としてのバッテリとをさらに備える。バッテリのバッテリ電圧が、スリップグリップの発生を検出するための所定値を超える変化をした場合には、制御装置は、スリップグリップが発生した駆動輪を特定し、駆動輪が通過した上記箇所の情報を路面情報に追加し、隊列において後方を走行する車両に路面情報を送信するように通信装置を制御する。
駆動輪が一時的にスリップ状態(空転状態)になった後に再び路面をグリップするスリップグリップが発生すると、駆動輪がグリップした際に、走行用モータに反力荷重が入力されることに起因して、バッテリ電圧が瞬間的に上昇する。そのため、バッテリ電圧が瞬間的に上昇した場合には、いずれかの駆動輪が特定箇所を通過したことによってスリップグリップが発生したことが想定される。
そこで、スリップグリップの発生を検出するための所定値を予め定めておけば、バッテリ電圧が所定値を超える変化をした場合にいずれかの駆動輪が特定箇所を通過したこと検出することができる。そして、たとえば各駆動輪の回転速度の変化に基づいてスリップグリップが発生した駆動輪を特定することで、当該駆動輪が通過した特定箇所の位置を検出することができる。そして、特定箇所の情報を路面情報に含めて後方車両に送信することにより、後方車両が特定箇所を回避できる可能性を高めることができる。
(7)(8)ある実施の形態においては、車両は、走行用モータと、走行用モータの電力供給源としてのバッテリとをさらに備える。バッテリの蓄電量が閾蓄電量を下回った場合には、制御装置は、回避制御を実行しない。
バッテリの蓄電量が閾蓄電量を下回った場合には、車内の安定性の確保よりも電力の消費の抑制を優先することが望ましいことがある。回避制御を実行すると、隊列から外れるため、前方車両の存在により低減されていた空気抵抗が大きくなる。空気抵抗が大きくなった状態で車速を維持するためには、電力の消費が大きくなり得る。そこで、バッテリの蓄電量が閾蓄電量を下回った場合には、回避制御を実行しないようにすることにより、電力の消費を抑制することができる。
(9)(10)ある実施の形態においては、車両は、走行用モータと、走行用モータの電力供給源としてのバッテリと、バッテリのバッテリ温度を検出するように構成された温度センサとをさらに備える。バッテリ温度が閾温度を超えた場合には、制御装置は、回避制御を実行しない。
隊列走行においては、先頭車両を除き、単独で走行する場合と比べると、バッテリを冷却するための冷却風が少なくなる。これは、前方車両が存在するため、空気抵抗が小さくなるからである。そのため、単独で走行する場合と比べると、バッテリ温度が高くなる傾向にある。バッテリは、バッテリ温度が所定以上の温度になると、その劣化が進行することが知られている。
ここで、回避制御を実行すると、隊列から外れるため、前方車両の存在により低減されていた空気抵抗が大きくなって冷却風が多くなる。そのため、バッテリが冷却されやすくなる。一方、車速を維持するために、空気抵抗の増加分に対応してバッテリの出力電力を増加させることがある。この場合において、冷却風によってバッテリが冷却されるには時間を要するため、出力電力の増加に起因して回避制御を実行した際に一時的にバッテリ温度が上昇し得る。この際に、バッテリ温度がバッテリを劣化させてしまう温度を超えてしまう可能性がある。そこで、回避制御を実行した際に、バッテリ温度がバッテリを劣化させてしまう温度を超えないようにするための閾温度を設定し、バッテリ温度が閾温度を超えている場合には回避制御を実行しないようにする。これによって、バッテリの劣化を抑制することができる。
本開示によれば、隊列走行において、車内の安定性を確保することができる。
実施の形態1に係る車両の構成例を示すブロック図である。 隊列走行の一例を説明するための図である。 回避制御を説明するための図である。 特定箇所の回避精度の向上を説明するための図である。 実施の形態1に係る車両のECUで実行される処理の手順を示すフローチャートである。 回避制御の実行後にECUで実行される処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る車両の構成例を示すブロック図である。 第1マップを説明するための図である。 第2マップを説明するための図である。 実施の形態2に係る車両のECUで実行される処理の手順を示すフローチャートである。 変形例2に係る車両のECUで実行される処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態3に係る車両のECUで実行される処理の手順を示すフローチャートである。 変形例3に係る車両のECUで実行される処理の手順を示すフローチャートである。 バッテリ温度の温度変化の一例を説明するための図である。 変形例4に係る車両のECUで実行される処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態4に係る車両の構成例および送電装置を示すブロック図である。 実施の形態4に係る車両のECUで実行される処理の手順を示すフローチャートである。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
<全体構成>
図1および図2を参照して、本実施の形態に係る車両1について説明する。図1は、実施の形態1に係る車両1の構成例を示すブロック図である。図2は、隊列走行の一例を説明するための図である。実施の形態1に係る車両1は、複数の車両が隊列して走行する隊列走行が可能に構成されたハイブリッド自動車である。なお、車両1は、隊列走行が可能な車両であればよく、たとえば、内燃機関のみを動力源とする自動車であってもよいし、電気自動車や燃料電池自動車であってもよい。
図2には、片側2車線の道路600の左列を隊列が走行している図が示されている。図2に示されるように、隊列は、複数の車両1(車両1A,1B,1C,…)から形成される。
隊列の先頭車両となる車両1Aは、乗員の運転操作に従って走行する。すなわち、車両1は、隊列走行の先頭車両として走行する場合には、乗員の運転操作に従って走行する。なお、隊列の先頭車両となる車両1Aは、自動運転により目的地に向かって走行するように構成されてもよい。自動運転とは、車両1の乗員が運転操作をすることなく、各種センサからの情報や他の車両からの情報に基づいて、車両1が自律的に走行することをいう。たとえば、自動運転では、各種情報に基づいて選択された走行経路を、車両1が自律的に走行するように車両1の各アクチュエータが制御される。
また、隊列において車両1Aよりも後方を走行する車両1B,1Cは、自車両の前方を走行する前方車両に追従して走行する。すなわち、車両1は、隊列走行において先頭を走行しない場合には、隊列における前方車両に追従して走行する。車両1は、前方車両に追従して走行する場合には、前方車両と所定の車間距離を保つように車速を制御するとともに、前方車両の走行軌跡を追従するように操舵を制御する。隊列走行においては、後述する車車間通信装置を介して車車間で加減速等の情報をやり取りするため、上述の所定の車間距離は、乗員が運転操作を行なう場合に求められる車間距離よりも短く設定することができる。
図1を参照して、車両1は、バッテリ10と、監視ユニット11と、システムメインリレー(以下「SMR(System Main Relay)」とも称する)15と、パワーコントロールユニット(以下「PCU(Power Control Unit)」とも称する)20と、モータジェネレータ(以下「MG(Motor Generator)」とも称する)31,32と、エンジン40と、動力分割装置45と、駆動軸50と、駆動輪55と、ECU(Electronic Control Unit)100とを備える。さらに、車両1は、内部センサ群60と、外部センサ群70と、車車間通信装置80と、ナビゲーション装置90とを備える。なお、実施の形態1に係る車両1は、一例として、前輪駆動車である例について説明する。すなわち、駆動輪55は、前輪である。なお、車両1は、後輪駆動車であってもよいし、全輪駆動車であってもよい。
バッテリ10は、車両1の駆動電源(すなわち動力源)として車両1に搭載される。バッテリ10は、積層された複数の電池を含んで構成される。電池は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。また、電池は、正極と負極との間に液体電解質を有する電池であってもよいし、固体電解質を有する電池(全固体電池)であってもよい。なお、バッテリ10は、再充電可能な直流電源であればよく、大容量のキャパシタも採用可能である。
監視ユニット11は、バッテリ10の状態を監視する。具体的には、監視ユニット11は、バッテリ10の電圧VBを検出する電圧センサ12と、バッテリ10に入出力される電流IBを検出する電流センサ13と、バッテリ10の温度(バッテリ温度)TBを検出する温度センサ14とを含む。各センサは、その検出結果を示す信号をECU100に出力する。
SMR15は、PCU20とバッテリ10との間に電気的に接続される。SMR15が閉状態であると、バッテリ10からPCU20に電力が供給される。SMR15が開状態であると、バッテリ10からPCU20に電力が供給されない。
PCU20は、ECU100からの制御信号に応じて、バッテリ10に蓄えられた直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ31,32に供給する。また、PCU20は、モータジェネレータ31,32が発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ10に供給する。PCU20は、モータジェネレータ31,32の状態をそれぞれ別々に制御可能に構成されており、たとえば、モータジェネレータ31を回生状態にしつつ、モータジェネレータ32を力行状態にすることができる。PCU20は、たとえば、モータジェネレータ31,32に対応して設けられる2つのインバータと、各インバータに供給される直流電圧をバッテリ10の出力電圧以上に昇圧するコンバータとを含んで構成される。
モータジェネレータ31,32の各々は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石がロータ(図示せず)に埋設された三相交流回転電機である。モータジェネレータ31は、動力分割装置45を介してエンジン40のクランク軸に連結される。モータジェネレータ31は、エンジン40を始動する際にバッテリ10の電力を用いてエンジン40のクランク軸を回転させる。また、モータジェネレータ31はエンジン40の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ31によって発電された交流電力は、PCU20により直流電力に変換されてバッテリ10に充電される。また、モータジェネレータ31によって発電された交流電力は、モータジェネレータ32に供給される場合もある。
モータジェネレータ32は、バッテリ10からの電力およびモータジェネレータ31により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動軸50を回転させる。また、モータジェネレータ32は、制動時や加速度低減時には、回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ32によって発電された交流電力は、PCU20により直流電力に変換されてバッテリ10に充電される。
エンジン40は、たとえば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン40は、ECU100からの制御信号によって制御される。
動力分割装置45は、たとえば、サンギヤ、キャリア、および、リングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構であって、エンジン40が発生した動力を、駆動輪55に伝達される動力と、モータジェネレータ31に伝達される動力とに分割する。
内部センサ群60は、車両1の内部状況を検出したり、車両1の走行状態を検出したりする各種のセンサを含む。具体的には、内部センサ群60は、車速センサ61と、加速度センサ62と、ジャイロセンサ63と、ストロークセンサ64とを含む。
車速センサ61は、車両1の車輪または駆動軸50等に設けられる。車速センサ61は、たとえば車輪の回転速度を検出して車両1の速度を含む車速情報をECU100に出力する。
加速度センサ62は、たとえば、車両1の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両1の左右方向の加速度を検出する横加速度センサとを含む。加速度センサ62は、車両1の前後加速度および車両1の横加速度の両方の加速度を含む加速度情報をECU100に出力する。
ジャイロセンサ63は、車両1の水平方向からの傾きを検出する。具体的には、ジャイロセンサ63は、水平方向に対する車両1の前後方向の傾き、および、水平方向に対する車両1の左右方向に対する傾きを検出する。ジャイロセンサ63は、その検出結果を車両1の傾き情報としてECU100に出力する。
ストロークセンサ64は、各車輪に対して設けられ、車輪を支持するサスペンションのストローク量を検出する。ストロークセンサ64は、その検出結果を変位情報としてECU100に出力する。変位情報を取得したECU100は、変位情報に基づいて各車輪の上下変位量を算出する。
外部センサ群70は、車両1の外部状況を検出する各種のセンサを含む。具体的には、外部センサ群70は、カメラ71と、レーダー(Radar)72と、ライダー(LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging)73とを含む。
カメラ71は、車両1の外部状況を撮像し、車両1の外部状況に関する撮像情報をECU100に出力する。外部状況に関する撮像情報には、たとえば、周囲を走行する他の車両や車線等の情報が含まれる。
レーダー72は、電波(たとえばミリ波)を車両1の周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信して障害物を検出する。レーダー72は、たとえば、障害物までの距離および障害物の方向を障害物に関する障害物情報としてECU100に出力する。
ライダー73は、光(典型的には紫外線、可視光線または近赤外線)を車両1の周囲に送信し、障害物で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、障害物を検出する。ライダー73は、たとえば、障害物までの距離および障害物の方向を障害物情報としてECU100に出力する。
車車間通信装置80は、自車両の周辺の他車両と双方向に無線通信可能に構成される。車車間通信装置80は、ECU100からの制御信号に基づいて、車両1の発進、停止、加速、減速等の走行情報を他車両に送信することが可能である。また、車車間通信装置80は、他車両から走行情報を受信することが可能である。実施の形態1における車車間通信においては、所定の制御周期毎に、前方を走る車両から後方を走る車両に走行情報が送信される。また、実施の形態1における車車間通信においては、走行情報に加えて、前方を走る車両から後方を走る車両に路面情報(後述)が送信される。
ナビゲーション装置90は、人工衛星からの電波に基づいて車両1の現在地を特定するGPS(Global Pointing System)受信機91と、地図データを記憶する地図データ記憶部92とを含む。ナビゲーション装置90は、GPS受信機91により特定された車両1の現在地の位置情報(GPS情報)を用いて車両1の各種ナビゲーション処理を実行する。より具体的には、ナビゲーション装置90は、車両1のGPS情報と地図データ記憶部92に格納された道路地図データとに基づいて、車両1の現在地から目的地までの走行ルートを算出し、その走行ルートの情報をECU100に出力する。ナビゲーション装置90の機能は、たとえば、隊列において先頭を走行する場合に用いられる。
ECU100は、各センサなどからの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。
ECU100は、情報取得部110と、記憶部120と、制御部130とを含む。情報取得部110は、内部センサ群60および外部センサ群70に含まれる各センサから検出結果(各種情報)を取得する。また、情報取得部110は、車車間通信装置80を介して他の車両から各種情報を取得する。
記憶部120は、たとえばROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を含み、ECU100により実行されるプログラム等を記憶する。なお、記憶部120は、ECU100の外部に別途設けることも可能である。
制御部130は、ROMに格納されているプログラムをRAMに展開して実行する。制御部130は、内部センサ群60および外部センサ群70からの各種情報、ナビゲーション装置90からの走行ルートの情報、および車車間通信により取得した前方車両からの情報等に基づいて、車両1の各アクチュエータを制御する。
<回避制御>
ここで、路面には、回避して走行すべき箇所(特定箇所)が存在し得る。特定箇所は、たとえば、凹凸箇所や水溜まり箇所等である。車輪が特定箇所を通過すると、車両に上下振動が生じたり、車両の後退方向への加速度が生じたりする。すなわち、車輪が特定箇所を通過すると、車内の安定性が損なわれる可能性がある。
隊列走行においては、先頭の車両1Aだけでなく、後続の車両1B,1Cにも乗員がいる場合がある。乗員がいる場合には、特定箇所を回避して車内の安定性を確保し、乗員に快適な空間を提供することが望まれる。また、隊列走行においては、種々の荷物が輸送される場合がある。後続の車両1B,1Cに種々の荷物が積載されている場合にも、特定箇所を回避して車内の安定性を確保し、積載される荷物への影響を配慮することが望まれる。
そこで、実施の形態1に係る車両1は、車車間通信装置80を介して、後方車両に対して路面情報を送信する。路面情報には、たとえば、自車両が検出した特定箇所の位置情報が含まれる。前方車両から路面情報を受信した後方車両は、路面情報に含まれる特定箇所の位置情報に基づいて、特定箇所を回避する回避制御を実行する。
具体的に、図2および図3を参照しながら説明する。図3は、回避制御を説明するための図である。図2および図3を参照して、道路600の左列に特定箇所Pが存在することを想定する。そして、隊列の先頭を走行する車両1Aの車輪(具体的には左前輪)が特定箇所Pを通過したことを想定する。
車両1Aの左前輪が特定箇所Pを通過すると、車両1AのECU100は、特定箇所Pを通過したことを検出する。具体的には、たとえば特定箇所Pが凹凸箇所であった場合、車両1Aの左前輪が特定箇所Pを通過すると、左前輪の上下変位量が大きくなる。左前輪の上下変位量が閾変位量(第1閾値)を超えたことが検出されると、ECU100は、左前輪が特定箇所Pを通過したことを検出する。そして、ECU100は、たとえば、ナビゲーション装置90によって特定される、特定箇所Pを通過したことが検出されたときの車両1Aの位置情報、および、自車両の仕様データに基づいて、特定箇所Pを通過した際の左前輪の位置情報を算出する。これによって、特定箇所Pの位置情報を得ることができる。車両1Aは、この位置情報を路面情報に含めて、路面情報を車両1Bに送信する。また、ジャイロセンサ63により検出される傾き情報を用いて、左前輪が特定箇所Pを通過したことを検出してもよい。ジャイロセンサ63が用いられる場合には、水平方向に対する車両1Aの前後方向の傾き、および、水平方向に対する車両1Aの左右方向に対する傾きに基づいて、左前輪が特定箇所Pを通過したことを検出することができる。また、後述する上下加速度センサ(図7参照)により検出される情報を用いて、左前輪が特定箇所Pを通過したことを検出してもよい。
なお、特定箇所に関する情報は、後方車両1Bからみた相対的な位置であってもよい。具体的には、車両1Aは、特定箇所を通過したことを検出した場合に、隊列の車速と、所定の車間距離とから、車両1Bが特定箇所を通過するであろう時間あるいは距離を算出する。また、車両1Aの左右いずれの前輪が特定箇所を通過したかを検出することによって、車両1Bが回避制御において回避すべき方向(すなわち操舵の方向)を特定することができる。具体的には、車両1Aの左前輪が特定箇所を通過した場合には、そのまま走行を続ければ車両1Bの左前輪も特定箇所を通過することが想定できるから、車両1Bは右方向へ回避すべきことを特定することができる。纏めると、車両1Aは、車両1Bが回避制御を実行するタイミングと、回避制御によって回避すべき方向とを算出することができる。車両1Aは、車両1Bが回避制御を実行するタイミングおよび回避制御によって回避すべき方向を示す情報を路面情報に含めて、路面情報を車両1Bに送信する。なお、以下においては、路面情報には、特定箇所Pの位置情報が含まれることを例にして説明することとする。
また、たとえば特定箇所Pが水溜まり箇所であった場合、車両1Aの左前輪が特定箇所Pを通過すると、左前輪にブレーキがかかったような状態となる。この場合には、車速センサ61により検出される各車輪の回転速度に基づいて、車両1Aの車輪が特定箇所Pを通過したこと、および特定箇所Pを通過した車輪を検出することができる。たとえば、ブレーキングの制御がなされていない場合において、左前輪の回転速度の低下を検出することによって、左前輪が特定箇所Pを通過したことを検出することができる。換言すると、ブレーキングの制御がなされていない場合において、左前輪の加速度(具体的には減速度)の変化量が閾量(第2閾値)以上となったことを検出することによって、左前輪が特定箇所Pを通過したことを検出することができる。
そして、ECU100は、たとえば、ナビゲーション装置90によって特定される、特定箇所Pを通過した際の車両1Aの位置情報、および、自車両の仕様データに基づいて、特定箇所Pを通過した際の左前輪の位置情報を算出する。これによって、特定箇所Pの位置情報を得ることができる。あるいは、加速度センサ62により検出される加速度情報に基づいて、車両1Aの車輪が特定箇所Pを通過したこと、および特定箇所Pを通過した車輪が検出されてもよい。たとえば、左前輪にブレーキがかかった際の前後加速度および横加速度の変化の態様、右前輪にブレーキがかかった際の前後加速度および横加速度の変化の態様、左前輪および右前輪にブレーキがかかった際の前後加速度および横加速度の変化の態様等を予めシミュレーション等によって想定し記憶部120に記憶しておく。ブレーキングの制御がなされていない場合において、加速度情報から上記の態様が検出されたときに、車輪が特定箇所Pを通過したこと、および特定箇所Pを通過した車輪を検出することができる。
車速センサ61、ストロークセンサ64、ジャイロセンサ63、または加速度センサ62は、本開示に係る「検出装置」の一例に相当する。
車両1Aは、特定箇所Pの位置情報を得ると、特定箇所Pの位置情報を路面情報に含めて後方車両1Bに送信する。路面情報には、特定箇所Pの位置情報の他に、特定箇所Pの種別の情報、たとえば凹凸箇所であることを示す情報、または水溜まり箇所であることを示す情報等が含まれてもよい。路面情報は、たとえば、特定箇所Pを通過したことが検出された場合に、所定の制御周期毎に車車間通信により送信されている走行情報とともに後方車両1Bに送信される。あるいは、路面情報は、走行情報とは別個に特定箇所Pを通過したことが検出された場合に後方車両1Bに送信されてもよい。
車両1Bは、車両1Aから路面情報を受信すると、後方車両1Cに車両1Aから受信した路面情報を送信するとともに、回避制御を実行する。これによって、図3に示されるように、車両1Bおよび車両1Cは、回避制御を実行し、位置情報により特定される特定箇所Pの位置を通らないように、一時的に車線境界線610よりに走行位置を変更する。これによって、特定箇所Pを通過することを回避することができる。
図4は、特定箇所Pの回避精度の向上を説明するための図である。車両1Aから受信した路面情報に基づいて回避制御を実行した車両1Bは、回避制御の実行によって特定箇所Pを回避できた場合(すなわち特定箇所Pを通過したことを検出しなかった場合)には、次の所定の制御周期において、路面情報を車両1Cに送信しない。すでに車両1Cに送信した、車両1Aから受信した路面情報に基づいて車両1Cが回避制御を実行することにより、特定箇所Pを回避できるからである。
一方、車両1Aから受信した路面情報に基づいて回避制御を実行した車両1Bが、特定箇所Pを回避できていない場合もあり得る。車両1Aから受信した路面情報には、あくまで、車両1Aの左前輪が通過した位置情報しか含まれていない。そのため、たとえば図4に示されるように、特定箇所Pの大きさが車両1Aの両前輪に亘らない大きさであったとしても、特定箇所Pがある程度広範である場合には、回避制御を実行した車両1Bの左前輪が特定箇所Pを通過してしまうケースが起こり得る。
上記の場合には、車両1Bは、車両1Aと同様にして、特定箇所Pを通過した際の車両1Bの位置情報、および、自車両の仕様データに基づいて、特定箇所Pを通過した際の左前輪の位置情報を算出する。そして、通過した特定箇所Pの位置情報を得る。車両1Bは、当該位置情報を、車両1Aから受信した路面情報に追加し、路面情報を更新する。車両1Bは、更新した路面情報を車両1Cに送信する。
これによって、車両1Cは、車両1Aおよび車両1Bが通過した位置を回避するように回避制御を実行する。ゆえに、車両1Cが特定箇所Pを通過することを回避できる可能性を高めることができる。つまり、実施の形態1に係る車両1が形成する隊列においては、先頭車両から後方の車両になるほど、特定箇所Pを回避することができる可能性を高めることができる。
<ECUで実行される処理>
図5は、実施の形態1に係る車両1のECU100で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定の制御周期毎に前方車両から走行情報を受信する毎に開始される。図5、後述の図6、図10から図13、図15および図17に示すフローチャートの各処理(ステップ)は、ECU100によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がECU100内に作製されたハードウェア(電気回路)によって実現されてもよい。
前方車両から走行情報を受信すると、ECU100は、走行情報とともに路面情報を受信したか否かを判定する(ステップ1、以下ステップを「S」と略す)。路面情報を受信していない場合(S1においてNO)、ECU100は、回避制御を実行せずに処理を終了する(S3)。
路面情報を受信した場合(S1においてYES)、ECU100は、路面情報に含まれる特定箇所を回避することができるか否かを判定する(S5)。すなわち、ECU100は、回避制御の実行が可能か否かを判定する。具体的には、特定箇所の位置によっては、あるいは道路の幅によっては、特定箇所を回避するためには車線境界線を跨いで隣の車線に車体がはみ出る場合がある。隣の車線には、隊列に加わっていない他の車両が走行している場合がある。そこで、ECU100は、外部センサ群70の検出結果に基づいて、回避制御の実行が可能か否かを判定する。すなわち、ECU100は、回避制御の実行によって、隊列に加わっていない他の車両の走行に影響を与えるか否かを判定する。
回避制御の実行が可能であると判定した場合(S5においてYES)、ECU100は、前方車両から受信した路面情報を後方車両に送信するとともに(S7)、回避制御を実行して特定箇所を回避する(S9)。なお、回避制御において、ECU100は、外部センサ群70の検出結果に基づいて車線変更が可能であると判定した場合には、特定箇所を回避するために一時的に車線変更してもよい。
一方、回避制御の実行が可能でないと判定した場合(S5においてNO)、ECU100は回避制御を実行せずに処理を終了する(S3)。この場合には、車両1は、特定箇所を通過する。
図6は、回避制御の実行後にECU100で実行される処理の手順を示すフローチャートである。ECU100は、回避制御の実行によって特定箇所を回避できたか否かを判定する(S11)。
回避制御の実行によって特定箇所を回避できた場合(S11においてYES)、ECU100は、処理を終了する。
回避制御の実行によって特定箇所を回避できなかった場合(S11においてNO)、ECU100は、自身が通過した特定箇所の位置情報を算出する(S13)。そして、ECU100は、算出した特定箇所の位置情報を前方車両から取得した路面情報に追加し、路面情報を更新する(S15)。
ECU100は、更新した路面情報を後方車両に送信する(S17)。受信した路面情報に基づいて後方車両が回避制御を実行するので、後方車両が特定箇所を回避できる可能性を高めることができる。
以上のように、実施の形態1に係る車両1は、前方車両から特定箇所の位置情報を含む路面情報を受信可能に構成される。そして、車両1は、前方車両から受信した路面情報に含まれる特定箇所の位置情報に基づいて、特定箇所を回避する回避制御を実行するように構成される。回避制御を実行することによって、特定箇所を回避して走行できる可能性が高まり、車内の安定性を確保することが可能となる。
また、車両1は、回避制御を実行するにあたり、外部センサ群70の検出結果に基づいて、回避制御の実行が可能か否かを判定する。回避制御の実行が可能と判断した場合に、車両1は、回避制御を実行する。これによって、回避制御の実行により隊列に加わっていない他の車両の走行に影響を与えてしまうことを回避することができる。
また、車両1は、回避制御を実行したにも関わらず、特定箇所を回避することができなかった場合、自身が通過した特定箇所の位置を検出する。そして、検出した特定箇所の位置情報を前方車両から受信した路面情報に追加して、路面情報を更新する。更新された路面情報には、前方車両から通知された特定箇所の位置情報、および自身が検出した特定箇所の位置情報が含まれる。車両1は、更新した路面情報を後方車両に送信する。路面情報を受信した後方車両は、更新された路面情報に基づいて回避制御を実行する。ゆえに、回避制御の実行により後方車両が特定箇所を回避できる可能性を高めることができる。
(変形例1)
実施の形態1に係る車両1は、特定箇所を通過したことを検出した場合に、自車両が検出した特定箇所の位置情報を含めた路面情報を後方車両に送信した。変形例1においては、前方車両が特定箇所を通過したか否かを後方車両が検出する例について説明する。
具体的には、変形例1に係る車両1は、所定の周期毎に、内部センサ群60の検出結果および内部センサ群60の検出時の位置情報を路面情報に含めて、路面情報を後方車両に送信する。すなわち、車両1は、内部センサ群60の検出結果および内部センサ群60の検出時の位置情報を路面情報に含める。内部センサ群60の検出結果は、たとえば、ストロークセンサ64の検出結果である変位情報であれば、ストローク量と、当該ストローク量がいずれの車輪を支持するサスペンションのストローク量であるのかを特定できる形式となっている。
路面情報を受信した後方車両は、路面情報に含まれる内部センサ群60の検出結果に基づいて、前方車両が特定箇所を通過したか否かを検出する。たとえば、後方車両は、内部センサ群60の検出結果である変位情報に基づいて各車輪の上下変位量を算出する。そして、一例として、算出した左前輪の上下変位量が閾変位量よりも大きい場合には、前方車両の左前輪が凹凸箇所(特定箇所)を通過したことを検出する。そして、後方車両は、たとえば、前方車両の仕様データおよび路面情報に含まれる位置情報から、凹凸箇所の位置を算出する。前方車両の仕様データは、たとえば、隊列走行の開始時に前方車両から後方車両に送信されるようにすればよい。そして、後方車両は、算出した凹凸箇所を避けるように回避制御を実行する。
以上のように、前方車両が特定箇所を通過したか否かを後方車両が検出するようにしても、実施の形態1と同様に、特定箇所を回避して走行できる可能性が高まり、車内の安定性を確保することが可能となる。
また、変形例1に係る車両1は、自車両のみの内部センサ群60の検出結果および内部センサ群60の検出時の位置情報を路面情報に含めて後方車両に送信してもよいし、前方車両から受けた路面情報に、自車両の内部センサ群60の検出結果および内部センサ群60の検出時の位置情報を追加して、更新した路面情報を後方車両に送信してもよい。いずれにおいても、実施の形態1と同様に、隊列において先頭車両から後方の車両になるほど、特定箇所を回避することができる可能性を高めることができる。
(実施の形態2)
実施の形態1に係る車両1は、前方車両から路面情報を受信すると、回避制御を実行した。しかしながら、回避制御が実行されることにより、車両1に比較的大きな横加速度が発生する場合がある。回避制御の実行によって発生する横加速度が比較的大きい場合には、特定箇所を回避せずに通過した場合よりも車内の安定性が損なわれる可能性がある。そこで、実施の形態2においては、回避制御の実行と、回避制御を実行せずに特定箇所を通過することとを選択する例について説明する。
実施の形態2においては、特定箇所は、凹凸箇所であることを想定する。すなわち、車両2(図7参照)が特定箇所を通過することによって、車両2には上下振動が発生する。また、実施の形態2においては、車両2に乗員がいることを想定する。実施の形態2においては、回避制御の実行により発生する横加速度と、特定箇所を通過することによる上下振動とのうちの、いずれを乗員が不快に感じるかに基づいて、回避制御を実行するか、回避制御を実行せずに特定箇所を通過するかが選択される。すなわち、横加速度と、上下振動とのうちの、いずれによって車内の安定性が損なわれることを乗員が不快に感じるかに基づいて、回避制御の実行可否を判定する。なお、たとえば、乗員ではなく、車両2に荷物が積載されている場合には、積載されている荷物の種類等に応じて、回避制御を実行するか、そのまま特定箇所を通過するかが選択されてもよい。
図7は、実施の形態2に係る車両2の構成例を示すブロック図である。実施の形態2に係る車両2は、ECU101、上下加速度センサ65および車内カメラ66を除き、実施の形態1と同様であるため、ここでは繰り返し説明しない。なお、車内カメラ66については、後述の変形例2で説明する。すなわち、実施の形態2においては、車内カメラ66は必須の構成ではない。
実施の形態2に係る路面情報には、特定箇所の位置情報に加えて、特定箇所を通過したことによって発生した上下振動の大きさを示す情報が含まれる。ECU101の情報取得部111は、車車間通信装置80を介して前方車両から路面情報を取得する。ECU101の記憶部121は、上下振動を乗員の不快指数に変換するための第1マップ、および、横加速度を乗員の不快指数に変換するための第2マップを記憶している。ECU101の制御部131は、たとえば、路面情報、第1マップおよび第2マップ等を用いて種々の演算処理を実行する。制御部131は、たとえば、特定箇所を通過した際には上下振動の大きさを検出し、特定箇所の位置情報および上下振動の大きさを示す情報を路面情報に追加して、後方車両に送信する。
特定箇所を通過した際の上下振動の大きさの検出には、上下加速度センサ65が用いられる。上下加速度センサ65は、たとえば、各車輪に対して設けられ、各車輪の上下振動を検出する。上下加速度センサ65は、その検出結果をECU101に出力する。なお、特定箇所を通過した際の上下振動の大きさの検出には、ストロークセンサ64の検出結果に基づいて算出された車輪の上下変位量が用いられてもよい。
図8は、第1マップを説明するための図である。図9は、第2マップを説明するための図である。図8には、横軸に上下振動の大きさが示され、縦軸に乗員の不快指数D1が示されている。図9には、横軸に横加速度の大きさが示され、縦軸に乗員の不快指数D2が示されている。第1マップおよび第2マップは、たとえば、実験あるいは統計等によって予め定められて、記憶部121に記憶される。
ECU101は、前方車両から受信した路面情報に含まれる上下振動の大きさを示す情報を、第1マップに照合させることにより、特定箇所を通過することにより発生すると想定される上下振動の大きさを乗員の不快指数D1に変換する。また、ECU101は、回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度の大きさを、第2マップに照合させることにより、回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度の大きさを乗員の不快指数D2に変換する。
ECU101は、変換した不快指数D1,D2を比較して、不快指数D1,D2の大小関係に応じて回避制御を実行するか否かを判定する。具体的には、ECU101は、不快指数D1が不快指数D2よりも大きければ(D1>D2)、上下振動に対して乗員がより不快感を感じるので、回避制御を実行して特定箇所を回避する。一方、ECU101は、不快指数D1が不快指数D2以下であれば(D1≦D2)、横加速度に対して乗員がより不快感を感じるので、回避制御を実行せずに特定箇所を通過する。
なお、ECU101は、前方車両が特定箇所を通過した際に検出した上下加速度センサ65の検出値、すなわち上下加速度の大きさと、回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度の大きさとを比較してもよい。特定箇所が水溜まり箇所である場合には、ECU101は、前方車両が特定箇所を通過した際に検出した加速度センサ62の検出値、すなわち、前後加速度の大きさと、回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度の大きさとを比較してもよい。なお、不快指数D1、上下加速度の大きさ、または前後加速度の大きさは、本開示に係る「第1パラメータ」の一例に相当する。不快指数D2または横加速度の大きさは、本開示に係る「第2パラメータ」の一例に相当する。
また、車両2に荷物が積載される場合には、上下振動を荷物に与えるダメージ量に変換するための第3マップ(図示せず)、および、横加速度を荷物に与えるダメージ量に変換するための第4マップ(図示せず)を用意することも可能である。この場合には、ECU101は、前方車両から受信した路面情報に含まれる上下振動の大きさを示す情報を、第3マップに照合させることにより、特定箇所を通過することにより発生すると想定される上下振動の大きさを、荷物に与えるダメージ量に変換する。また、ECU101は、回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度の大きさを、第4マップに照合させることにより、回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度の大きさを、荷物に与えるダメージ量に変換する。そして、ECU101は、変換したダメージ量を比較して、ダメージ量の大小関係に応じて回避制御を実行するか否かを判定する。
<ECUで実行される処理>
図10は、実施の形態2に係る車両2のECU101で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定の制御周期毎に前方車両から走行情報を受信する毎に開始される。このフローチャートの処理は、図5のフローチャートの処理に対して、S21からS25の処理が追加されたものである。その他の処理については、図5のフローチャートの処理と同様であるため、同じ番号を付し、その説明は繰り返さない。
前方車両から路面情報を受信すると(S1においてYES)、ECU101は、路面情報に含まれる特定箇所を回避するために回避制御を実行した場合に発生すると想定される横加速度の大きさを算出する(S21)。横加速度の大きさは、たとえば、車両2の現在の車速と、回避制御を実行した場合の操舵量とに基づいて算出される。
次いで、ECU101は、S1で前方車両から受信した路面情報に含まれる上下振動の大きさを示す情報と、記憶部121に記憶された第1マップとを用いて、上下振動の大きさを乗員の不快指数D1に変換する(S23)。また、ECU101は、S21で算出した横加速度の大きさを示す情報と、記憶部121に記憶された第2マップとを用いて、横加速度の大きさを乗員の不快指数D2に変換する(S23)。
ECU101は、不快指数D1と不快指数D2とを比較する(S25)。不快指数D1が不快指数D2以下である場合(S25においてNO)、上下振動よりも横加速度に対して乗員がより不快感を感じるため、ECU101は、回避制御を実行せずに処理を終了する(S3)。この場合には、車両2は、特定箇所を通過する。
不快指数D1が不快指数D2よりも大きい場合(S25においてYES)、横加速度よりも上下振動に対して乗員がより不快感を感じるため、ECU101は、S5を判定した後に、前方車両から受信した路面情報を後方車両に送信するとともに(S7)、回避制御を実行して特定箇所を回避する(S9)。なお、ECU101は、回避制御を実行した場合には、図6で説明したフローチャートの処理を実行する。
以上のように、実施の形態2に係る車両2は、回避制御を実行するか、そのまま特定箇所を通過するかを選択可能に構成される。回避制御を実行することで、特定箇所を通過するよりも乗員に大きな不快感を与えてしまう場合には、回避制御を実行せずに特定箇所を通過することが選択される。あるいは、回避制御を実行することで、特定箇所を通過するよりも積載された荷物に大きなダメージ量を与えてしまう場合には、回避制御を実行せずに特定箇所を通過することが選択される。纏めると、回避制御を実行することで、特定箇所を通過するよりも車内の安定性を低下させてしまう場合には、回避制御を実行せずに特定箇所を通過することが選択される。これによって、車内の安定性が低下することを抑制することができる。
なお、回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度の大きさが、ある閾値を超える場合には、回避制御を実行しないようにしてもよい。これは、急激な操舵に対して乗員が恐怖感を覚えないようにするためである。
(変形例2)
実施の形態2においては、回避制御の実行により発生する横加速度と、特定箇所を通過することによる上下振動とのうちの、いずれを乗員が不快に感じるかに基づいて、回避制御を実行するか、回避制御を実行せずに特定箇所を通過するかが選択される例について説明した。また、上下振動を乗員の不快指数に変換するために第1マップが用いられた。横加速度を乗員の不快指数に変換するために第2マップが用いられた。そして、第1マップおよび第2マップは、実験あるいは統計等により予め定められた。しかしながら、横加速度および上下振動のうちの、いずれをより不快に感じるかは、乗員によっても異なり得るものである。そこで、変形例2においては、第1マップおよび第2マップを学習する例について説明する。
車両1は、車内カメラ66(図7参照)をさらに備える。車内カメラ66は、たとえば複数台のカメラを含み、車内の乗員を撮影するように構成される。車内カメラ66は、たとえば、所定のフレームレートで動画形式で撮影を行なう。
ECU101は、回避制御を実行した際に、車内カメラ66を用いて、乗員を撮影する。そして、ECU101は、動画形式で撮影された複数の画像を解析して、乗員の表情を検出する。この場合において、乗員が不快感を感じている表情が検出された場合には、横加速度が加わったことに対して乗員が不快感を感じたと推定することができる。そのため、乗員が不快感を感じている表情が検出された場合には、ECU101は、第2マップを補正する。具体的には、ECU101は、任意の横加速度の大きさに対して変換される不快指数D2の値が大きくなるように、第2マップを補正する。
また、ECU101は、回避制御を実行せずに特定箇所を通過した際に、車内カメラ66を用いて、乗員を撮影する。そして、ECU101は、動画形式で撮影された複数の画像を解析して、乗員の表情を検出する。この場合において、乗員が不快感を感じている表情が検出された場合には、上下振動が加わったことに対して乗員が不快感を感じたと推定することができる。そのため、乗員が不快感を感じている表情が検出された場合には、ECU101は、第1マップを補正する。具体的には、ECU101は、任意の上下振動の大きさに対して変換される不快指数D1の値が大きくなるように、第1マップを補正する。
上記のようにして、第1マップおよび第2マップが繰り返し補正されて学習されていくことによって、車両2に乗車している乗員の好みを回避制御の実行可否に反映させることが可能となる。
<ECUで実行される処理>
図11は、変形例2に係る車両2のECU101で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定の制御周期毎に前方車両から走行情報を受信する毎に開始される。このフローチャートの処理は、図10のフローチャートの処理に対して、S31からS37の処理が追加されたものである。その他の処理については、図10のフローチャートの処理と同様であるため、同じ番号を付し、その説明は繰り返さない。
ECU101は、回避制御を実行した際に(S9)、車内カメラ66を用いて、乗員を撮影する(S31)。ECU101は、動画形式で撮影された複数の画像を解析して、解析結果に応じて第2マップを補正する(S33)。具体的には、乗員が不快感を感じている表情が検出された場合には、ECU101は、任意の横加速度の大きさに対して変換される不快指数D2の値が大きくなるように、第2マップを補正する。一方、乗員が不快感を感じている表情が検出されなかった場合には、ECU101は、第2マップを補正しない。あるいは、乗員が不快感を感じている表情が検出されなかった場合には、ECU101は、任意の横加速度の大きさに対して変換される不快指数D2の値が小さくなるように、第2マップを補正してもよい。
ECU101は、回避制御を実行せずに特定箇所を通過した際に(S3)、車内カメラ66を用いて、乗員を撮影する(S35)。ECU101は、動画形式で撮影された複数の画像を解析して、解析結果に応じて第1マップを補正する(S37)。具体的には、乗員が不快感を感じている表情が検出された場合には、ECU101は、任意の上下振動の大きさに対して変換される不快指数D1の値が大きくなるように、第1マップを補正する。一方、乗員が不快感を感じている表情が検出されなかった場合には、ECU101は、第1マップを補正しない。あるいは、乗員が不快感を感じている表情が検出されなかった場合には、ECU101は、任意の上下振動の大きさに対して変換される不快指数D1の値が小さくなるように、第1マップを補正してもよい。
以上のように、変形例2においては、回避制御を実行した際、または回避制御を実行せずに特定箇所を通過した際に、乗員を撮影する。そして、撮影された画像に基づいて乗員が不快感を感じたか否かを判定する。そして、乗員が不快感を感じたか否かに応じて第1マップまたは第2マップを補正する。第1マップおよび第2マップを繰り返し補正して学習することによって、車両2に乗車している乗員の好みを回避制御の実行可否に反映させることができる。
なお、変形例2に示した例においては、乗員が不快感を感じているか否かを判定するために、車内カメラ66を用いて撮影された画像を用いたが、車内カメラ66に代えて、あるいは加えて、たとえば、車内集音器(図示せず)を用いることも可能である。回避制御を実行した際、または回避制御を実行せずに特定箇所を通過した際に、車内集音器により車内の音声を集音する。そして、集音された音声データを音声解析することにより、乗員が回避制御の実行または特定箇所に対して不快感を感じているかを検出することができる。すなわち、集音された音声データに基づいて、乗員が不快感を感じているか否かを判定することができる。
(実施の形態3)
実施の形態1,2においては、特定箇所は、凹凸箇所や水溜まり箇所等である例について説明した。実施の形態3においては、特定箇所が低μ箇所である場合について説明する。実施の形態3において説明する例は、実施の形態1,2で説明したバッテリ10およびモータジェネレータ32を少なくとも備えている車両に適用可能である。再び図7を参照して、実施の形態3に係る車両3は、ECU102を除き実施の形態2に係る車両2と同様である。そのため、同様の構成については、実施の形態2に係る車両2と同じ番号を付し、繰り返し説明しない。
たとえば、車両3の駆動輪55が低μ箇所である特定箇所を通過すると、駆動輪55が一時的にスリップ状態(空転状態)になった後に再び路面をグリップするスリップグリップが発生する。スリップグリップが発生すると、駆動輪55がグリップした際に、モータジェネレータ32に反力荷重が入力されることに起因して、バッテリ10の電圧VBが瞬間的に上昇する。そのため、バッテリ10の電圧VBが瞬間的に上昇した場合には、いずれかの駆動輪が特定箇所を通過したことによってスリップグリップが発生したことが想定される。より具体的には、スリップグリップの発生を検出するための所定値を予め定めておき、バッテリ10の電圧VBが所定値を超える変化をした場合に、いずれかの駆動輪55が特定箇所を通過したことを検出することができる。異なる観点からみると、低μ箇所は、その通過によってモータジェネレータ32の加速度(減速度)に閾値(第3閾値)以上の変化量を与える箇所であるといえる。
いずれの駆動輪55が特定箇所を通過したかの判定には、車速センサ61が用いられる。たとえば、車両1が前輪駆動車である場合に、左前輪が特定箇所を通過してスリップグリップが発生したときには、左前輪の回転速度が、他の車輪の回転速度よりも大きくなる。駆動輪55の回転速度を監視することによって、スリップグリップが発生したのがいずれの駆動輪であるかを特定することができる。すなわち、駆動輪55の回転速度を監視することによって、特定箇所を通過した駆動輪を特定することができる。特定箇所を通過した駆動輪を特定することができれば、実施の形態1で説明したように、特定箇所の位置を検出することができる。
実施の形態3に係る路面情報には、特定箇所の位置情報に加えて、スリップグリップが発生したことを示す情報が含まれる。なお、スリップグリップが発生したことを示す情報に代えて低μ路を通過したことを示す情報が用いられてもよい。
ECU102の情報取得部112は、車車間通信装置80を介して前方車両から路面情報を取得する。ECU102の記憶部122は、第2マップ、およびスリップグリップが発生した際に適用する、乗員の不快指数D3の情報を記憶する。実施の形態3に係る不快指数D3の情報は、スリップグリップが発生したことに対して一意に決まる値として、記憶部122に記憶されている。ECU102の制御部132は、たとえば、路面情報、第2マップおよび不快指数D3の情報等を用いて種々の演算処理を実行する。制御部132は、たとえば、バッテリ10の電圧VBが所定値を超えたことを検出すると、スリップグリップが発生したことを示す情報を路面情報に追加して、後方車両に送信する。
ECU102は、前方車両から受信した路面情報にスリップグリップが発生したことを示す情報が含まれていた場合には、記憶部122から不快指数D3を読み出す。また、ECU102は、回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度を、第2マップに照合させることにより、回避制御の実行によって発生することが想定される横加速度の大きさを乗員の不快指数D2に変換する。
ECU102は、不快指数D2,D3を比較して、不快指数D2,D3の大小関係に応じて回避制御を実行するか否かを判定する。具体的には、ECU102は、不快指数D3が不快指数D2よりも大きければ(D3>D2)、スリップグリップに対して乗員がより不快感を感じるので、回避制御を実行して特定箇所を回避する。一方、ECU102は、不快指数D3が不快指数D2以下であれば(D3≦D2)、横加速度に対して乗員がより不快感を感じるので、回避制御を実行せずに特定箇所を通過する。
<ECUで実行される処理>
図12は、実施の形態3に係る車両3のECU102で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定の制御周期毎に前方車両から走行情報を受信する毎に開始される。このフローチャートの処理は、図5のフローチャートの処理に対して、S41からS47の処理が追加されたものである。その他の処理については、図5のフローチャートの処理と同様であるため、同じ番号を付し、その説明は繰り返さない。
前方車両から、スリップグリップが発生したことを示す情報を含む路面情報を受信すると(S1においてYES)、ECU102は、路面情報に含まれる特定箇所(低μ路)を回避するために回避制御を実行した場合に発生すると想定される横加速度の大きさを算出する(S41)。横加速度の大きさは、たとえば、車両2の現在の車速と、回避制御を実行した場合の操舵量とに基づいて算出される。
次いで、ECU102は、S41で算出した横加速度の大きさと、記憶部122に記憶された第2マップとを用いて、横加速度の大きさを乗員の不快指数D2に変換する(S43)。
ECU102は、S1で前方車両から受信した路面情報に含まれるスリップグリップが発生したことを示す情報に基づいて、記憶部122から不快指数D3を読み出す(S45)。
ECU102は、不快指数D2と不快指数D3とを比較する(S47)。不快指数D3が不快指数D2以下である場合(S47においてNO)、スリップグリップよりも横加速度に対して乗員がより不快感を感じるため、ECU102は、回避制御を実行せずに処理を終了する(S3)。この場合には、車両2は、特定箇所を通過する。
不快指数D3が不快指数D2よりも大きい場合(S47においてYES)、横加速度よりもスリップグリップに対して乗員がより不快感を感じるため、ECU102は、S5を判定した後に、前方車両から受信した路面情報を後方車両に送信するとともに(S7)、回避制御を実行して特定箇所を回避する(S9)。なお、ECU102は、回避制御を実行した場合には、図6で説明したフローチャートの処理を実行する。
以上のように、実施の形態3に係る車両3は、バッテリ10の電圧VBの瞬間的な上昇に基づいて、スリップグリップの発生を検出する。そして、駆動輪55の回転速度に基づいて、駆動輪55のうちのいずれにスリップグリップが発生したか(すなわち駆動輪55のうちのいずれが特定箇所を通過したか)を特定する。スリップグリップが発生した駆動輪の特定を行なうことにより特定箇所の位置を検出する。そして、駆動輪が通過した特定箇所の位置情報を路面情報に含めて後方車両に送信することにより、後方車両が特定箇所を回避できる可能性を高めることができる。
(変形例3)
バッテリ10のSOC(State Of Charge)が閾SOCを下回った場合には、車内の安定性を確保するよりも電力の消費を抑制することを優先することが望ましいことがある。特に、車両3がバッテリ10のみを動力源とする電気自動車である場合には尚更である。
隊列走行時において回避制御を実行すると、車両3は、隊列から外れるため、前方車両の存在により低減されていた空気抵抗が大きくなる。空気抵抗が大きくなった状態で車速を維持するためには、電力の消費が大きくなり得る。そこで、変形例3に係る車両3は、バッテリ10のSOCが閾SOCを下回った場合には、回避制御を実行しないようにすることにより、電力の消費を抑制する。
バッテリ10のSOCは、たとえばECU102により算出される。SOCの算出方法としては、たとえば、電流値積算(クーロンカウント)による手法、または、開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。
閾SOCは、たとえば、現在地から目的地(あるいは給電地点)まで走行するために必要とされるSOCに基づいて都度設定されればよい。また、目的地に到着した時点に残存させたい目標SOCが設定されている場合には、当該目標SOCを考慮して閾SOCが設定されてもよい。
図13は、変形例3に係る車両3のECU102で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図5のフローチャートに対して、S51の処理を追加したものである。その他の処理については、図5のフローチャートの処理と同様であるため、同じ番号を付して、その説明は繰り返さない。
S5において、回避制御の実行が可能であると判定すると(S5においてYES)、ECU102は、バッテリ10のSOCが閾SOC以下であるか否かを判定する(S51)。バッテリ10のSOCが閾SOC以下である場合(S51においてYES)、ECU102は、処理をS3に進めて、回避制御を実行しない。この場合には、車両3は、特定箇所を通過する。
一方、バッテリ10のSOCが閾SOCより大きい場合(S51においてNO)、ECU102は、処理をS7,S9に進めて、回避制御を実行する。なお、ECU102は、回避制御を実行した場合には、図6で説明したフローチャートの処理を実行する。
以上のように、変形例3に係る車両3は、バッテリ10のSOCが閾SOCを下回り、車内の安定性の確保よりも電力の消費の抑制を優先させたい場合には、回避制御を実行しないようにする。これによって、電力の消費を抑制することができる。
(変形例4)
隊列走行においては、先頭車両を除き、単独で走行する場合と比べると、バッテリ10を冷却するための冷却風が少なくなる。これは、前方車両が存在するため、空気抵抗が小さくなるからである。そのため、単独で走行する場合と比べると、バッテリ温度TBが高くなる傾向にある。バッテリ10は、バッテリ温度TBが所定以上の温度になると、その劣化が進行することが知られている。ここでは、バッテリ10を劣化させないために設定される温度として、第1閾温度Tth1が設定されるものとする。第1閾温度Tth1は、たとえば、バッテリ10の仕様や実験等に基づいて設定される。
ここで、回避制御を実行すると、隊列から外れるため、前方車両の存在により低減されていた空気抵抗が大きくなって冷却風が多くなる。そのため、バッテリ10が冷却されやすくなる。一方、車速を維持するために、空気抵抗の増加分に対応してバッテリ10の出力電力を増加させることがある。この場合において、冷却風によってバッテリ10が冷却されるには時間を要するため、出力電力の増加に起因して回避制御を実行した際に一時的にバッテリ温度TBが上昇し得る。
図14は、バッテリ温度TBの温度変化の一例を説明するための図である。図14の横軸には時刻tが示され、縦軸にはバッテリ温度TBが示されている。
図14を参照して、時刻t0から時刻t1においては、車両3は隊列走行していることを想定する。そして、時刻t1において、車両3は回避制御を実行したことを想定する。回避制御を実行したことにより、車両3は、車速を維持するために、バッテリ10の出力電力を増加させる。そのため、時刻t1から時刻t2にかけてバッテリ温度TBが上昇している。時刻t2において、冷却風によるバッテリ10の冷却効果が現れて、バッテリ温度TBが低下している。
ここで、バッテリ温度TBが、第1閾温度Tth1未満ではあるが比較的高い温度であるときに、回避制御が実行されると、一時的にバッテリ温度TBが上昇した際に、第1閾温度Tth1を超えてしまう可能性がある。バッテリ温度TBが第1閾温度Tth1を超えると、バッテリ10が劣化してしまう可能性がある。
そこで、変形例4に係る車両3は、バッテリ温度TBが第2閾温度Tth2(<Tth1)以上である場合には、回避制御を実行しない。換言すると、車両3は、バッテリ温度TBが第2閾温度Tth2未満である場合に、回避制御を実行する。第2閾温度Tth2は、第1閾温度Tth1未満の温度であり、回避制御の実行による一時的なバッテリ温度TBの上昇を考慮して設定される。第2閾温度Tth2は、たとえば、第1閾温度Tth1と、車速とに基づいて設定される。
図15は、変形例4に係る車両3のECU102で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図5のフローチャートに対して、S61の処理を追加したものである。その他の処理については、図5のフローチャートの処理と同様であるため、同じ番号を付して、その説明は繰り返さない。
S5において、回避制御の実行が可能であると判定すると(S5においてYES)、ECU102は、バッテリ温度TBが第2閾温度Tth2未満であるか否かを判定する(S61)。バッテリ温度TBが第2閾温度Tth2以上である場合(S61においてNO)、ECU102は、処理をS3に進めて、回避制御を実行しない。この場合には、車両3は、特定箇所を通過する。
一方、バッテリ温度TBが第2閾温度Tth2未満である場合(S61においてYES)、ECU102は、処理をS7,S9に進めて、回避制御を実行する。なお、ECU102は、回避制御を実行した場合には、図6で説明したフローチャートの処理を実行する。
以上のように、変形例4に係る車両3は、バッテリ温度TBが第2閾温度Tth2以上である場合には、回避制御を実行しない。これによって、回避制御の実行によって、バッテリ温度TBが第1閾温度Tth1を超えることを抑制することができる。ゆえに、バッテリ10の劣化を抑制することができる。
(実施の形態4)
近年においては、非接触充電が可能に構成された車両の普及が進みつつある。これに伴なって、非接触充電が可能な車両に給電するための給電設備の整備も進められている。給電設備としては、たとえば、道路上に所定間隔で埋め込まれた送電装置や、路肩に所定間隔で設置された送電装置等である。実施の形態4においては、非接触充電が可能に構成された車両について説明する。
図16は、実施の形態4に係る車両4の構成例および送電装置300を示すブロック図である。図16を参照して、車両4は、図1の車両1に対して、ECU100をECU103に変更し、受電装置200を追加したものである。その他の構成については、図1で説明した車両1と同様であるため、ここでは繰り返し説明しない。
図16を参照して、送電装置300は、道路上に所定間隔で埋め込まれている。送電装置300は、送電コイル(図示せず)を含む。送電装置300は、交流電源310(たとえば商用系統電源)から電力の供給を受ける。
受電装置200は、たとえば車両4の底面に設けられる。受電装置200は、受電コイル(図示せず)を含む。受電装置200の受電コイルが送電装置300の送電コイルに対向するようにして、車両4が送電装置300を通過することによって、送電装置300の送電コイルから、受電装置200の受電コイルへ磁界を通じて非接触で送電される。
ECU103は、受電装置200を制御する。ECU103は、たとえば、道路に埋め込まれた送電装置300の上を通過する際に、受電ECUを制御して、バッテリ10を充電する。送電装置300が埋め込まれている位置は、たとえば、ナビゲーション装置90の地図データ記憶部92に記憶されている。あるいは、車両4と送電装置300との距離が所定距離未満になった際に、互いに無線通信を確立するように構成され、無線通信により送電装置300が埋め込まれた位置が特定されてもよい。
上述の変形例3で説明したように、隊列走行において、バッテリ10のSOCが閾SOCを下回った場合には、車内の安定性を確保するよりも電力の消費を抑制することを優先することが望ましいことがある。非接触充電が可能に構成された車両4においては、バッテリ10のSOCが閾SOCを下回った場合には、道路の送電装置300が埋め込まれた箇所を積極的に走行して、送電装置300から給電を受けることができる。
送電装置300が道路に埋め込まれる場合には、車線内における概ね中央の位置に埋め込まれることが一般的である。非接触充電は、受電装置200の受電コイルと、送電装置300の送電コイルとが対向するように位置合わせされた場合に効率が良いことが知られている。すなわち、送電装置300の真上を通過することで、効率よくバッテリ10を充電することができる。
ここで、回避制御が実行されると、特定箇所を回避するために、車線内を左寄りまたは右寄りに走行したり、車線を跨いで走行したりする。そうすると、非接触充電の効率が低下してしまう可能性がある。
そこで、ECU103は、バッテリ10のSOCが閾SOCを下回った場合には、バッテリ10の充電を優先させるために、回避制御を実行しないようにする。これによって、効率良くバッテリ10を充電することが可能となる。なお、実施の形態4における閾SOCは、変形例3で説明した閾SOCと同様であってもよいし、異なるものであってもよい。実施の形態4に係る車両4では、隊列走行時に非接触充電によりバッテリ10の充電が可能であるので、閾SOCを変形例3で説明した閾SOCよりも小さくすることも可能である。
<ECUで実行される処理>
図17は、実施の形態4に係る車両4のECU103で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図10のフローチャートに対して、S71の処理を追加したものである。その他の処理については、図10のフローチャートの処理と同様であるため、同じ番号を付して、その説明は繰り返さない。
S5において、回避制御の実行が可能であると判定すると(S5においてYES)、ECU103は、バッテリ10のSOCが閾SOC以下であるか否かを判定する(S71)。バッテリ10のSOCが閾SOC以下である場合(S71においてYES)、ECU103は、処理をS3に進めて、回避制御を実行しない。これによって、車両4が送電装置300の真上を通過することができ、効率よくバッテリ10を充電することができる。
一方、バッテリ10のSOCが閾SOCより大きい場合(S71においてNO)、ECU103は、処理をS7,S9に進めて、回避制御を実行する。なお、ECU103は、回避制御を実行した場合には、図6で説明したフローチャートの処理を実行する。
以上のように、実施の形態4に係る車両4は、バッテリ10のSOCが閾SOCを下回り、車内の安定性の確保よりもバッテリ10の充電を優先させたい場合には、回避制御を実行しないようにする。これによって、車両4が送電装置300の真上を通過することができ、効率よくバッテリ10を充電することができる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1,1A,1B,1C,2,3,4 車両、10 バッテリ、11 監視ユニット、12 電圧センサ、13 電流センサ、14 温度センサ、15 SMR、20 PCU、31,32 モータジェネレータ、40 エンジン、45 動力分割装置、50 駆動軸、55 駆動輪、60 内部センサ群、61 車速センサ、62 加速度センサ、63 ジャイロセンサ、64 ストロークセンサ、65 上下加速度センサ、66 車内カメラ、70 外部センサ群、71 カメラ、72 レーダー、73 ライダー、80 車車間通信装置、90 ナビゲーション装置、91 GPS受信機、92 地図データ記憶部、100,101,102,103 ECU、110,111,112,113 情報取得部、120,121,122,123 記憶部、130,131,132,133 制御部、200 受電装置、300 送電装置、310 交流電源、600 道路、610 車線境界線。

Claims (10)

  1. 複数の車両が隊列して走行する隊列走行が可能に構成された車両であって、
    周囲の車両と双方向に通信可能に構成され、前記隊列において前方を走行する前方車両から、通過した路面に関する路面情報を受信する通信装置と、
    前記路面情報に基づいて、通過に伴なって前記前方車両の加速度に第1閾値以上の変化を与える、通過に伴なって前記前方車両の車輪の加速度に第2閾値以上の変化を与える、または通過に伴なって前記前方車両の走行用モータの加速度に第3閾値以上の変化を与える箇所を通過したことを検出した場合、前記箇所を回避する回避制御を実行可能に構成された制御装置とを備える、車両。
  2. 前記箇所を通過したことを検出する検出装置をさらに備え、
    前記箇所を通過したことが検出された場合、前記制御装置は、
    前記検出装置からの出力に基づいて、通過した前記箇所の位置を特定し、
    通過した前記箇所の情報を前記路面情報に追加し、
    前記隊列において後方を走行する車両に前記路面情報を送信するように前記通信装置を制御する、請求項1に記載の車両。
  3. 前記制御装置は、前記箇所を通過することに伴なう上下加速度または前後加速度を示す第1パラメータよりも、前記回避制御の実行に伴なう横加速度を示す第2パラメータの方が大きい場合には、前記回避制御を実行しない、請求項1または請求項2に記載の車両。
  4. 前記制御装置は、前記回避制御の実行に伴なう横加速度が閾値を超える場合には、前記回避制御を実行しない、請求項1または請求項2に記載の車両。
  5. 車内の撮影または/および車内の集音が可能に構成された車内装置をさらに備え、
    前記制御装置は、撮影された画像または/および音声を用いて前記車両の乗員の不快感を検出するように構成され、
    前記制御装置は、
    前記回避制御を実行せずに前記箇所を通過した場合において、前記乗員の不快感を検出したときは、前記第1パラメータを大きくするように補正し、
    前記回避制御を実行した場合において、前記乗員の不快感を検出したときは、前記第2パラメータを大きくするように補正する、請求項3に記載の車両。
  6. 走行用モータと、
    前記走行用モータの電力供給源としてのバッテリとをさらに備え、
    前記バッテリのバッテリ電圧が、スリップグリップの発生を検出するための所定値を超える変化をした場合には、前記制御装置は、
    前記スリップグリップが発生した駆動輪を特定し、
    前記駆動輪が通過した前記箇所の情報を前記路面情報に追加し、
    前記隊列において後方を走行する車両に前記路面情報を送信するように前記通信装置を制御する、請求項1または請求項2に記載の車両。
  7. 走行用モータと、
    前記走行用モータの電力供給源としてのバッテリとをさらに備え、
    前記バッテリの蓄電量が閾蓄電量を下回った場合には、前記制御装置は、前記回避制御を実行しない、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の車両。
  8. 前記バッテリの蓄電量が閾蓄電量を下回った場合には、前記制御装置は、前記回避制御を実行しない、請求項6に記載の車両。
  9. 走行用モータと、
    前記走行用モータの電力供給源としてのバッテリと、
    前記バッテリのバッテリ温度を検出するように構成された温度センサとをさらに備え、
    前記バッテリ温度が閾温度を超えた場合には、前記制御装置は、前記回避制御を実行しない、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の車両。
  10. 前記バッテリのバッテリ温度を検出するように構成された温度センサをさらに備え、
    前記バッテリ温度が閾温度を超えた場合には、前記制御装置は、前記回避制御を実行しない、請求項6に記載の車両。
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