JP2021049917A - 渋滞判定装置、車両、サーバー装置および渋滞判定方法 - Google Patents

渋滞判定装置、車両、サーバー装置および渋滞判定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】自動走行機能の実行中において、自車両の走行路が渋滞しているか否かを適切に判断することが可能な渋滞判定装置、車両、サーバー装置および渋滞判定方法を提供する。【解決手段】渋滞判定装置は、駆動源からの動力を断接可能であり、自動走行機能を有する車両に設けられるクラッチの接続時間を取得する(S100)接続時間取得部と、取得された接続時間に基づいて、車両の走行路が渋滞しているか否かを判定する(S120,S140)渋滞判定部とを備える。【選択図】図3

Description

本開示は、渋滞判定装置、車両、サーバー装置および渋滞判定方法に関する。
近年、運転者の負担軽減や事故回避のため、様々な運転支援装置が開発され、実用化されている。このような運転支援装置の一つとして、自動走行機能(例えば、アダプティブ・クルーズ・コントロール機能、以下「ACC機能」と称する)を備えるものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。一般に、ACC機能は、アクセルやブレーキの操作頻度が比較的少ない高速道路での走行時に使用されることが前提となっており、定速走行時の目標速度を設定可能な速度範囲(以下、「設定可能速度範囲」と称する)が決まっている(例えば40〜110km/h)。
ACC機能を備える運転支援装置においては、例えば設定可能速度範囲内の速度での走行中に運転者がACC機能を有効化する操作を行うことにより、現在の車速が目標速度として設定される。そして、先行車両が存在しない場合には、設定された目標速度で定速走行が行われるように、また、先行車両が存在する場合には、一定の車間距離(目標車間距離)を保持しながら追従走行が行われるように、車両の駆動力および制動力が制御される。
また、ACC機能を全車速域で実行する全車速ACC機能が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。全車速ACC機能では、先行車両が停車した場合、車間距離が所定の目標範囲に収まるように停車し、先行車両が走行を再開した場合、追従走行を再開するように、車両の駆動力および制動力が制御される。
特開平7−17295号公報 特開2013−123993号公報
ところで、上記ACC機能の実行中において自車両の走行路が渋滞している場合、頻繁にストップ&ゴーが発生し、運転者のドライバビリティが低下するおそれがある。例えば、全車速ACC機能の実行中、車両の走行路が渋滞している等で先行車両が低速走行している場合、自車両が先行車両にすぐに追いついて停車、先行車両との車間距離が開いて自車両が再発進、自車両が先行車両にすぐに追いついて停車といったように、自車両が発進と停車を繰り返すため運転者のドライバビリティが低下するおそれがある。そのため、ACC機能を備える運転支援装置においては、自車両の走行路が渋滞しているか否かを適切に判断し、自車両の走行路が渋滞している場合には、自車両の走行路が渋滞していない通常走行時とは異なる走行制御を行うことが望ましい。
本開示の目的は、自動走行機能の実行中において、自車両の走行路が渋滞しているか否かを適切に判断することが可能な渋滞判定装置、車両、サーバー装置および渋滞判定方法を提供することである。
本開示の一態様に係る渋滞判定装置は、
駆動源からの動力を断接可能であり、自動走行機能を有する車両に設けられるクラッチの接続時間を取得する接続時間取得部と、
取得された前記接続時間に基づいて、前記車両の走行路が渋滞しているか否かについて判定する渋滞判定部と、
を備える。
本開示の一態様に係る車両は、
上記渋滞判定装置を備える。
本開示の一態様に係るサーバー装置は、
前記車両に通信回線を介して接続され、上記渋滞判定装置を備える。
本開示の一態様に係る渋滞判定方法は、
駆動源からの動力を断接可能であり、自動走行機能を有する車両に設けられるクラッチの接続時間を取得し、
取得された前記接続時間に基づいて、前記車両の走行路が渋滞しているか否かについて判定する。
本開示によれば、自動走行機能の実行中において、自車両の走行路が渋滞しているか否かを適切に判断することができる。
本実施の形態における運転支援装置を含む車両の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態における運転支援装置の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態における運転支援装置の渋滞判定動作例を示すフローチャートである。
以下、本開示の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、本開示の一実施の形態における運転支援装置を含む車両の構成について説明する。
図1は、本実施の形態における運転支援装置を含む車両の構成の一例を示すブロック図である。
図1に示す車両1は、例えば、直列6気筒のディーゼルエンジンを搭載した、トラック等の大型車両である。図1に示すように、車両1は、車両1を走行させる駆動系統10、車両1を減速させる制動系統20、および運転者による車両1の運転を支援する運転支援装置30等を有する。
駆動系統10は、エンジン11(本開示の「駆動源」として機能)、クラッチ12、変速機(トランスミッション)13、推進軸(プロペラシャフト)14、差動装置(デファレンシャルギヤ)15、駆動軸(ドライブシャフト)16、車輪17、エンジン用ECU(Electronic Control Unit)18、および動力伝達用ECU19を有する。変速機13としては、例えばAMT(Automated Manual Transmission)などが挙げられる。
エンジン用ECU18および動力伝達用ECU19は、CAN(Controller Area Network)等の車載ネットワークによって運転支援装置30に接続され、必要なデータや制御信号を相互に送受信可能となっている。エンジン用ECU18は、運転支援装置30からの駆動指令に従って、エンジン11の出力トルクを制御する。動力伝達用ECU19は、運転支援装置30からの駆動指令に従って、クラッチ12の断接および変速機13の変速を制御する。
エンジン11の動力(出力トルク)は、エンジン11からの動力を断接可能なクラッチ12を経由して変速機13に伝達される。変速機13に伝達された動力は、さらに、推進軸14、差動装置15、および駆動軸16を介して車輪17に伝達される。これにより、エンジン11の動力が車輪17に伝達されて車両1が走行する。
制動系統20は、常用ブレーキ21、補助ブレーキ22,23、駐車ブレーキ(図示略)、およびブレーキ用ECU24を有する。
常用ブレーキ21は、摩擦ブレーキであり、一般に、主ブレーキ、フットブレーキ、あるいはファウンデーションブレーキ等と呼ばれる。常用ブレーキ21は、例えば、車輪17と一緒に回転するドラムの内側にブレーキライニング(ブレーキパッド)を押し付けることにより制動力を得るドラムブレーキである。
補助ブレーキ22は、推進軸14の回転に直接負荷を与えることで制動力を得るリターダであり(以下「リターダ22」と称する)、例えば、電磁式リターダである。補助ブレーキ23は、エンジン11の回転抵抗を利用してエンジンブレーキの効果を高める排気ブレーキである(以下「排気ブレーキ23」と称する)。リターダ22および排気ブレーキ23を設けることにより、制動力を増大できるとともに、常用ブレーキ21の使用頻度が低減されるので、ブレーキライニング等の消耗を抑制することができる。
ブレーキ用ECU24は、CAN等の車載ネットワークによって運転支援装置30に接続され、必要なデータや制御信号を相互に送受信可能となっている。ブレーキ用ECU24は、運転支援装置30からの制動指令に従って、常用ブレーキ21の制動力(車輪17のホイールシリンダーのブレーキ液圧)を制御する。
常用ブレーキ21の制動動作は、運転支援装置30およびブレーキ用ECU24によって制御される。リターダ22および排気ブレーキ23の制動動作は、運転支援装置30によってオン/オフで制御される。リターダ22および排気ブレーキ23の制動力はほぼ固定であるため、所望の制動力を正確に発生させる場合には、制動力を細かく調整できる常用ブレーキ21が適している。
運転支援装置30は、車間距離検出部41、ACC用操作部42、アクセル操作検出部43、ブレーキ操作検出部44、および車速センサ45から各種情報を取得し、取得した情報に基づいて、駆動系統10および制動系統20の動作を制御する。
また、運転支援装置30は、走行に関する各種情報を、音や画像等により情報出力部50から出力する。
また、運転支援装置30は、自動走行機能としての全車速ACC(アダプティブ・クルーズ・コントロール)機能を実現する。すなわち、運転支援装置30は、車両1における定速走行制御および追従走行制御(以下「自動走行制御」と総称する)を行う。
定速走行制御とは、所定の範囲に先行車両が存在しない場合に、車両1の走行速度(以下「車速」という)が所定の目標値(値、あるいは、値の範囲)に近付くように、駆動系統10および制動系統20を動作させる制御である。
また、追従走行制御とは、所定の範囲に先行車両が存在する場合に、車間距離が所定の目標範囲に収まるように、かつ、相対速度がゼロに近付くように、駆動系統10および制動系統20を動作させる制御である。本実施の形態では、車両1は、車両1の走行路を走行する先行車両が停車した場合、車両1と先行車両との間の車間距離(以下、単に「車間距離」という)が所定の目標範囲に収まるように停車し、その後、先行車両が走行を再開した場合、追従走行を再開する。運転支援装置30の詳細については、後述する。
車間距離検出部41は、車間距離を計測(検出)し、計測結果を運転支援装置30へ出力する。車間距離検出部41には、例えばレーザレーダー、ミリ波レーダー、撮像装置等を単独または組み合わせて適用することができる。上述の運転支援装置30は、車間距離検出部41の検出結果に基づいて、定速走行中および追従走行中の駆動系統10および制動系統20の動作を制御する。
ACC用操作部42は、全車速ACC機能を実行可能とするためのメインスイッチ、および、全車速ACC機能の設定/解除を行うためのACC設定スイッチを有する。また、ACC用操作部42は、車速の目標値を設定するための速度設定ボタン、および、車間距離を設定するための車間距離設定ボタンを含む。なお、これらのスイッチおよびボタンは、タッチパネル付きディスプレイに表示されたユーザインタフェースであってもよい。ACC用操作部42は、ACC用操作部42において行われた操作の内容を示す操作信号を、運転支援装置30へ出力する。上述の運転支援装置30は、ACC用操作部42からの操作信号(ACC用操作部42を通じて行われる運転者の操作)に基づいて、自動走行制御に関する情報を設定する。
アクセル操作検出部43は、車両を加速させるためのアクセルペダルが踏み込まれたか否か、および、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、その検出結果を、運転支援装置30に出力する。運転支援装置30は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、エンジン用ECU18および動力伝達用ECU19に駆動指令を送出する。
ブレーキ操作検出部44は、常用ブレーキ21を動作させるためのブレーキペダルが踏み込まれたか否か、および、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。また、ブレーキ操作検出部44は、リターダ22または排気ブレーキ23を動作させる補助ブレーキレバーが操作されたか否かを検出する。そして、ブレーキ操作検出部44は、ブレーキペダルおよび補助ブレーキレバーに関する検出結果を、運転支援装置30に出力する。上述の運転支援装置30は、ブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、ブレーキ用ECU24に制動指令を送出する。また、運転支援装置30は、補助ブレーキレバーの操作に基づいて、リターダ22または排気ブレーキ23のオン/オフ動作を制御する。
車速センサ45は、例えば推進軸14に取り付けられ、車速を検出し、検出結果を、運転支援装置30へ出力する。
情報出力部50は、例えば、スピーカ、および、いわゆるインストルメント・パネルやあるいはナビゲーションシステムのディスプレイ(図示略)等の表示部(ディスプレイ)を含む。運転支援装置30は、情報出力部50を用いて、例えばスピードメータ、タコメータ、燃料計、水温計、距離計等の各種計器類、および自動走行制御に関する情報の表示や、警報音の出力等を行う。
なお、エンジン用ECU18、動力伝達用ECU19、ブレーキ用ECU24、および運転支援装置30は、図示しないが、例えば、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを格納したROM(Read Only Memory)等の記憶媒体、RAM(Random Access Memory)等の作業用メモリ、および通信回路をそれぞれ有する。この場合、例えば、運転支援装置30を構成する後述の各部の機能は、CPUが制御プログラムを実行することにより実現される。また、エンジン用ECU18、動力伝達用ECU19、ブレーキ用ECU24、および運転支援装置30は、車載ネットワークを介して相互に各種情報を授受するためのインタフェース部(接続部)を有する。
このような構成を有する車両1は、運転支援装置30により、運転者の操作に基づく通常の走行だけでなく、車速や車間距離等に基づく自動走行制御による走行を行うことができる。
次に、図2を参照し、運転支援装置30(本開示の「渋滞判定装置」として機能)の構成について説明する。
図2に示すように、運転支援装置30は、情報取得部32、ACC制御部34(本開示の「接続時間取得部」および「渋滞判定部」として機能)および断接状態取得部36を有する。
情報取得部32は、例えばACC用操作部42からの入力情報に基づいて、車速、相対速度、あるいは車間距離の目標値を取得し、取得した目標値を、ACC制御部34へ出力する。
また、情報取得部32は、車速センサ45および車間距離検出部41からの入力情報に基づいて、車速と、車両1に対する先行車両の相対速度(以下、単に「相対速度」という)と、車間距離とを取得する。例えば、情報取得部32は、入力情報を記録し、車間距離の時間変化から、相対速度を算出する。そして、情報取得部32は、取得した車速、相対速度、および車間距離を、ACC制御部34へ出力する。
なお、情報取得部32は、例えば、車速の目標値および車間距離の目標値を、現在の車速および車間距離と、ユーザにより予め設定された車間レンジ(車間距離のレベル)とに基づいて、適宜設定してもよい。例えば、情報取得部32は、エンジン11の始動時に、ACC用操作部42の車間距離設定ボタンを介して、予め設定された複数の車間レンジの中から1つを選択する操作を運転者から受け付ける。そして、情報取得部32は、より長い車間レンジが選択されるほど、あるいは、現在の車速が大きいほど、より大きい値で車間距離の目標値を設定する。情報取得部32は、設定された車間レンジを示す情報を、情報出力部50に表示させてもよい。
ACC制御部34は、車速、相対速度および車間距離のうち少なくとも1つが、それぞれの目標値に近付くように、車両1の駆動系統10および制動系統20を制御する。すなわち、ACC制御部34は、上述の自動走行制御を行う。
例えば、ACC制御部34は、車速(実際の速度)とその目標値(目標速度)との差分、および、相対速度とその目標値との差分に対して比例制御(P制御)を行い、車間距離とその目標値(車間レンジ)との差分に対して積分制御(I制御)を行う。すなわち、ACC制御部34は、車速、相対速度および車間距離の目標値と、実際の車速、相対速度および車間距離との差分に基づくフィードバック演算を行う。これにより、ACC制御部34は、これらの差分のそれぞれを0に近付ける加減トルク(加速トルク、減速トルク)を、加減トルクの目標値(本開示の「出力目標トルク」に対応、以下「出力目標トルク」という)として算出し、算出された出力目標トルク値を、駆動系統10および制動系統20に対する制御値として出力する。
エンジン用ECU18は、ACC制御部34から出力された出力目標トルク(加速トルク)に対応する燃料噴射量を取得する。例えば、エンジン用ECU18は、図示しない記憶部に出力目標トルクとエンジン11における燃料噴射量との相関関係を表す相関マップを予め記憶しておくことにより、ACC制御部34から出力された出力目標トルクに対応する燃料噴射量を容易に取得することができる。
エンジン用ECU18は、取得した燃料噴射量を制御することによって、エンジン11の出力を制御する。すなわち、エンジン用ECU18は、出力目標トルクと、エンジン11の出力トルクとが一致するようにエンジン11を制御する。
動力伝達用ECU19は、クラッチ12の断接状態(クラッチ12の断接状態が接状態であるか、または、断状態であるか)を断接状態取得部36に通知する。断接状態取得部36は、動力伝達用ECU19から通知されたクラッチ12の断接状態を出力する。
ところで、全車速ACC機能の実行中において車両1の走行路が渋滞している場合、頻繁にストップ&ゴーが発生し、運転者のドライバビリティが低下するおそれがある。具体的には、車両1の走行路が渋滞している等で先行車両が低速走行している場合、車両1が先行車両にすぐに追いついて停車、先行車両との車間距離が開いて車両1が再発進、車両1が先行車両にすぐに追いついて停車といったように、車両1が発進と停車を繰り返すため運転者のドライバビリティが低下するおそれがある。そのため、全車速ACC機能を備える運転支援装置30においては、車両1の走行路が渋滞しているか否かを適切に判断し、車両1の走行路が渋滞している場合、車両1の走行路が渋滞していない通常走行時とは異なる走行制御を行うことが望ましい。
そこで本実施の形態では、ACC制御部34は、車両1の走行路が渋滞しているか否かを適切に判断するために、以下の動作を行う。
ACC制御部34は、断接状態取得部36から出力されたクラッチ12の断接状態に基づいて、クラッチ12の接続時間を取得する。ここで、クラッチ12の接続時間は、所定期間においてクラッチ12の接続が開始してからクラッチ12の接続が終了するまでの時間である。所定期間は、車両1が発進してから停車するまでの期間である。
なお、クラッチ12の接続時間は、所定期間においてクラッチ12の接続が開始してからクラッチ12の接続が終了するまでの時間の累積時間であっても良い。また、所定期間は、車両1が所定距離を走行する期間であっても良い。
ACC制御部34は、取得されたクラッチ12の接続時間に基づいて、車両1の走行路が渋滞しているか否かについて判定する。本実施の形態では、ACC制御部34は、クラッチ12の接続時間が所定時間未満である場合、車両1の走行路が渋滞していると判定する一方、クラッチ12の接続時間が所定時間以上である場合、車両1の走行路が渋滞していないと判定する。
なお、ACC制御部34は、全車速ACC機能が有効化されていない場合、アクセル、ブレーキ、シフトレバー、およびハンドル等の操作インタフェース(いずれも図示せず)の操作に基づいて、駆動系統10および制動系統20を含む車両1の各部を制御する。かかる制御は、従来の車両における通常走行における制御と同一であるため、ここでの説明を省略する。
次に、図3のフローチャートを参照し、本実施の形態における運転支援装置30の渋滞判定動作例について説明する。図3の処理は、車両1の走行制御において全車速ACC機能が有効化されている場合に実行される。
まず、ACC制御部34は、断接状態取得部36から出力されたクラッチ12の断接状態に基づいて、クラッチ12の接続時間を取得する(ステップS100)。
次に、ACC制御部34は、取得されたクラッチ12の接続時間が所定時間未満であるか否かについて判定する(ステップS120)。判定の結果、クラッチ12の接続時間が所定時間未満である場合(ステップS120、YES)、ACC制御部34は、車両1の走行路が渋滞していると判定する(ステップS140)。その後、運転支援装置30は、図3における処理を終了する。
一方、クラッチ12の接続時間が所定時間以上である場合(ステップS120、NO)、ACC制御部34は、車両1の走行路が渋滞していないと判定する(ステップS160)。その後、運転支援装置30は、図3における処理を終了する。
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、運転支援装置30(渋滞判定装置)は、駆動源(エンジン11)からの動力を断接可能であり、自動走行機能(全車速ACC機能)を有する車両1に設けられるクラッチ12の接続時間を取得する接続時間取得部(ACC制御部34)と、取得された接続時間に基づいて、車両1の走行路が渋滞しているか否かについて判定する渋滞判定部(ACC制御部34)とを備える。
このように構成した本実施の形態によれば、車両1の走行路が渋滞している場合にクラッチ12の接続時間が短くなる傾向にある点に着目し、クラッチ12の接続時間に基づいて車両1の走行路が渋滞しているか否かが判定される。そのため、車両1の走行路が渋滞しているか否かについて適切に判断することができる。ひいては、車両1の走行路が渋滞している場合、車両1の走行路が渋滞していない通常走行時とは異なる走行制御を行うことによって、頻繁にストップ&ゴーが発生することを抑制し、運転者のドライバビリティが低下することを抑制することができる。
なお、上記実施の形態では、本開示の「渋滞判定装置」として機能する構成が車両1に設けられる例について説明したが、本開示はこれに限らない。例えば、本開示の「渋滞判定装置」として機能する構成は、車両1に通信回線を介して接続されるサーバー装置に設けられても良い。この場合、まずサーバー装置は、断接状態取得部36から出力されたクラッチ12の断接状態に基づいて、クラッチ12の接続時間を取得する。次に、サーバー装置は、取得されたクラッチ12の接続時間に基づいて、車両1の走行路が渋滞しているか否かを判定する。最後に、サーバー装置は、車両1の走行路が渋滞しているか否かの判定結果を、通信回線を介して車両1に送信する。
また、上記実施の形態では、全車速ACC機能を実行可能な車両1においてクラッチ12の接続時間に基づく渋滞判定を行う例について説明したが、本開示はこれに限らない。例えば、所定の区間(特定の車速域)でACC機能を実行可能な車両、または、運転者が時間制限なしでアクセルやブレーキ、ハンドル操作などから解放される自動運転機能を実行可能な車両において、クラッチ12の接続時間に基づく渋滞判定を行っても良い。
また、上記実施の形態において、ACC制御部34は、クラッチ12の接続時間が所定時間未満である場合、当該接続時間と当該所定時間との差分が大きければ大きいほど車両1の走行路がより渋滞していると判定しても良い。
また、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本開示は、自動走行機能の実行中において、自車両の走行路が渋滞しているか否かを適切に判断することが可能な渋滞判定装置、車両、サーバー装置および渋滞判定方法として有用である。
1 車両
10 駆動系統
11 エンジン
12 クラッチ
13 変速機
14 推進軸
15 差動装置
16 駆動軸
17 車輪
18 エンジン用ECU
19 動力伝達用ECU
20 制動系統
21 常用ブレーキ
22 リターダ
23 排気ブレーキ
24 ブレーキ用ECU
30 運転支援装置
32 情報取得部
34 ACC制御部
36 断接状態取得部
41 車間距離検出部
42 ACC用操作部
43 アクセル操作検出部
44 ブレーキ操作検出部
45 車速センサ
50 情報出力部

Claims (11)

  1. 駆動源からの動力を断接可能であり、自動走行機能を有する車両に設けられるクラッチの接続時間を取得する接続時間取得部と、
    取得された前記接続時間に基づいて、前記車両の走行路が渋滞しているか否かについて判定する渋滞判定部と、
    を備える渋滞判定装置。
  2. 前記渋滞判定部は、取得された前記接続時間が所定時間未満である場合、前記車両の走行路が渋滞していると判定する、
    請求項1に記載の渋滞判定装置。
  3. 前記接続時間は、前記クラッチの接続が開始してから前記クラッチの接続が終了するまでの時間である、
    請求項1または2に記載の渋滞判定装置。
  4. 前記接続時間は、所定期間において、前記クラッチの接続が開始してから前記クラッチの接続が終了するまでの時間である、
    請求項3に記載の渋滞判定装置。
  5. 前記接続時間は、前記所定期間において、前記クラッチの接続が開始してから前記クラッチの接続が終了するまでの時間の累積時間である、
    請求項4に記載の渋滞判定装置。
  6. 前記所定期間は、前記車両が発進してから停車するまでの期間である、
    請求項4または5に記載の渋滞判定装置。
  7. 前記所定期間は、前記車両が所定距離を走行する期間である、
    請求項4または5に記載の渋滞判定装置。
  8. 前記自動走行機能は、アダプティブ・クルーズ・コントロール機能である、
    請求項1〜7の何れか1項に記載の渋滞判定装置。
  9. 請求項1〜8の何れか1項に記載の渋滞判定装置を備える車両。
  10. 前記車両に通信回線を介して接続され、請求項1〜8の何れか1項に記載の渋滞判定装置を備えるサーバー装置。
  11. 駆動源からの動力を断接可能であり、自動走行機能を有する車両に設けられるクラッチの接続時間を取得し、
    取得された前記接続時間に基づいて、前記車両の走行路が渋滞しているか否かについて判定する、
    渋滞判定方法。
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