JP2021082132A - 走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のバスの燃料消費量を抑制する走行制御装置を提供する。【解決手段】複数のバスＢ１およびＢ２にそれぞれ加わる重さ情報を取得する取得部４と、取得部４で取得された重さ情報に基づいて、複数のバスＢ１およびＢ２が独立走行した場合と連結走行した場合との燃料を消費する度合いを示す燃料消費度を算出し、燃料消費度に基づいて複数のバスＢ１およびＢ２を連結走行させるか否かを判定する制御部５とを備える。【選択図】図２

Description

本開示は、走行制御装置に関する。

従来から、例えば路線バスなどにおいて、複数のバスが道路を効率的に走行できるように走行を制御する走行制御装置が実用化されている。ここで、走行制御装置は、搭乗者の数および道路状況などの情報に基づいて走行を制御するため、これらの情報を高精度に取得することが求められている。

そこで、特許文献１には、人感センサ、ＩＣカードの読み取りおよびバスの重量などによりバスに搭乗した人数を算出する技術が開示されている。

特開２０１４−１０２６７０号公報

ここで、複数のバスは、同じ道路を走行する場合がある。このとき、複数のバスは、例えば搭乗者の数が少ない場合には、エンジンの燃料消費効率が低い状態で同じ道路を走行しており、燃料消費量が無用に大きくなるおそれがある。しかしながら、特許文献１の技術は、搭乗者の数などの情報に基づいて複数のバスの燃料消費量を抑制するものではなかった。

本開示は、複数のバスの燃料消費量を抑制する走行制御装置を提供することを目的とする。

本開示に係る走行制御装置は、複数のバスにそれぞれ加わる重さ情報を取得する取得部と、取得部で取得された重さ情報に基づいて、複数のバスが独立走行した場合と連結走行した場合との燃料を消費する度合いを示す燃料消費度を算出し、燃料消費度に基づいて複数のバスを連結走行させるか否かを判定する制御部とを備えるものである。

本開示によれば、複数のバスの燃料消費量を抑制することが可能となる。

本開示にかかる実施の形態１に係る走行制御装置の構成を示す図である。 ２台のバスの走行を制御する様子を示す図である。 バスのエンジンの燃料消費率マップを示す図である。 独立走行および連結走行した場合の燃料消費量を示す図である。

以下、本開示にかかる実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１に、本開示の実施の形態１に係る走行制御装置の構成を示す。走行制御装置は、検出部１ａおよび１ｂと、報知部２ａおよび２ｂと、装置本体３とを有する。

検出部１ａおよび１ｂは、バスＢ１およびＢ２にそれぞれ配置され、バスＢ１およびＢ２に加わる重さ情報を検出する。ここで、重さ情報は、搭乗者がいない空のバスＢ１およびＢ２に対して、搭乗者が搭乗するなどして加わる重さの情報である。検出部１ａおよび１ｂとしては、例えばカメラおよび圧力センサなどが挙げられる。例えば、カメラでバスＢ１およびＢ２内の搭乗者を検出し、検出された搭乗者の数に基づいて重さ情報を算出することができる。また、圧力センサでバスＢ１およびＢ２のサスペンションに加わる圧力を検出し、その圧力に基づいて重さ情報を算出することもできる。

装置本体３は、バスＢ１およびＢ２から離れた場所、例えばバスＢ１およびＢ２の運行を管理する運行管理センターに配置される。装置本体３は、取得部４を有し、この取得部４に制御部５が接続されている。取得部４は、検出部１ａおよび１ｂに無線で接続され、制御部５は報知部２ａおよび２ｂに無線で接続されている。

取得部４は、検出部１ａおよび１ｂでそれぞれ検出されたバスＢ１およびＢ２にそれぞれ加わる重さ情報を取得するものである。

制御部５は、取得部４で取得された重さ情報に基づいて、バスＢ１およびＢ２が独立走行した場合と連結走行した場合との燃料を消費する度合いを示す燃料消費度を算出する。そして、制御部５は、算出された燃料消費度に基づいて、バスＢ１およびＢ２を連結走行させるか否かを判定する。ここで、燃料消費度としては、例えば、燃料消費率および所定の区間の燃料消費量などが挙げられる。また、独立走行は、バスＢ１とバスＢ２をそれぞれ独立して走行、すなわち別々に走行させるものである。また、連結走行は、バスＢ１とバスＢ２を連結して走行させるものである。なお、バスＢ１およびバスＢ２は、互いを連結させる連結部Ｃを有する。

報知部２ａおよび２ｂは、バスＢ１およびＢ２にそれぞれ配置され、制御部５の判定結果をバスＢ１およびＢ２の運転手などに報知する。

次に、実施の形態１の動作について説明する。

まず、図２に示すように、バスＢ１が停留所Ｓ１から停留所Ｓ３まで走行すると共にバスＢ２が停留所Ｓ２から停留所Ｓ３まで走行する。このとき、図１に示すように、検出部１ａおよび１ｂが、バスＢ１およびＢ２に加わる重さ情報を検出する。検出部１ａおよび１ｂは、それぞれ検出した重さ情報を装置本体３の取得部４に無線で送信する。また、バスＢ１およびＢ２には、図示しない位置測定部が配置されており、この位置測定部で測定されたバスＢ１およびＢ２の位置情報を取得部４に送信する。なお、位置測定部としては、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などを用いることができる。

取得部４は、検出部１ａおよび１ｂから重さ情報を取得すると共に位置測定部から位置情報を取得すると、その重さ情報と位置情報を制御部５に出力する。

制御部５は、取得部４から出力された位置情報に基づいて、バスＢ１およびＢ２がそれぞれ停留所Ｓ３に到着する時間を算出する。また、制御部５は、予め保存されたバスＢ１およびＢ２の走行ルートに基づいて、停留所Ｓ３以降においてバスＢ１およびＢ２が共通の区間を走行するか否かを判定する。

なお、制御部５は、バスＢ１およびＢ２が停留所Ｓ３に到着する時間を取得できればよく、位置情報に基づいて算出するものに限られるものではない。制御部５は、例えば、予め定められたバスＢ１およびＢ２の到着時間に基づいて停留所Ｓ３に到着する時間を取得してもよい。

制御部５は、バスＢ１およびＢ２が所定の時間より長い間隔を空けて停留所Ｓ３に到着する場合、および、バスＢ１およびＢ２が共通の区間を走行しない場合には、バスＢ１およびＢ２をそのまま独立走行させる。

一方、制御部５は、バスＢ１およびＢ２が所定の時間より短い間隔で停留所Ｓ３に到着し、且つ、バスＢ１およびＢ２が停留所Ｓ３から停留所Ｓ４まで共通の区間Ｎを走行する場合には、取得部４から出力された重さ情報に基づいて、バスＢ１およびＢ２が独立走行した場合と連結走行した場合との燃料消費度として燃料消費率を算出する。

例えば、制御部５は、バスＢ１およびＢ２に加わる重さに応じたエンジンの動作点の使用範囲を予め算出して記憶し、取得部４から出力された重さ情報に対応するエンジンの動作点の使用範囲に基づいて燃料消費率を算出することができる。一般的に、バスＢ１およびＢ２のエンジンは、図３に示すように、トルクが大きい部分に燃料消費率が低い低燃費領域Ｒ１を有する。このため、バスＢ１およびＢ２に加わる重さが小さい場合、例えば搭乗者の数が少ない場合には、低燃費領域Ｒ１よりトルクが小さい領域、すなわち燃料消費率が高い高燃費領域Ｒ２にエンジンの動作点Ｔ１が位置することになる。このように、バスＢ１およびＢ２に加わる重さが小さい場合に、バスＢ１およびＢ２を連結部Ｃで連結してバスＢ１のエンジンのみを駆動（バスＢ２のエンジンは停止）して走行すると、バスＢ２の重さに応じてトルクの高い領域にバスＢ１のエンジンの動作点Ｔ２が移動して、低燃費領域Ｒ１を含むようにバスＢ１のエンジンを動作させることができる。すなわち、エンジンの燃料消費効率が低い状態で独立走行するバスＢ１およびＢ２を連結走行させることにより、バスＢ１のエンジンのみで燃料消費効率を高めて走行させることができる。

なお、図３では、色が濃い領域に対して色が薄い領域ほど燃料消費率が低いことを示す。また、エンジンの動作点Ｔ１は、搭乗者の数が少ない状態でバスＢ１およびＢ２が所定の区間を独立走行した場合に予測されるバスＢ１およびＢ２それぞれのエンジンの動作点の使用範囲を示す。ここで、バスＢ１およびＢ２は、同じ特性のエンジンを用いているものとする。一方、エンジンの動作点Ｔ２は、バスＢ１およびＢ２が所定の区間を連結走行した場合に予測されるバスＢ１のエンジンの動作点の使用範囲を示す。

そこで、制御部５は、取得部４で取得されたバスＢ１およびＢ２の重さ情報に対応するエンジンの動作点Ｔ１に基づいて、バスＢ１およびＢ２が独立走行した場合と連結走行した場合との燃料消費率を算出する。そして、制御部５は、バスＢ１およびＢ２が独立走行したときの燃料消費率に対して、バスＢ１およびＢ２が連結走行したときの燃料消費率が小さい場合には、バスＢ１およびＢ２を連結走行させると判定する。一方、制御部５は、バスＢ１およびＢ２が独立走行したときの燃料消費率に対して、バスＢ１およびＢ２が連結走行したときの燃料消費率が大きい場合には、バスＢ１およびＢ２を独立走行させると判定する。なお、制御部５は、例えば、エンジンの動作点Ｔ１およびＴ２における燃料消費率の平均値を比較することで連結走行させるか否かを判定することができる。

制御部５は、連結走行させると判定した場合には、バスＢ１およびＢ２の報知部２ａおよび２ｂを介してバスＢ１およびＢ２の運転手に連結走行する旨を報知する。これにより、バスＢ１およびＢ２は、所定の連結作業を行うことで連結部Ｃにより連結されて、バスＢ１のエンジンのみを駆動して区間Ｎを連結走行することになる。

図４に示すように、区間Ｎを独立走行した場合のバスＢ１およびＢ２の総合的な燃料消費量は、バスＢ１が動作点Ｔ１で区間Ｎを走行した燃料消費量Ｆ１と、バスＢ２が動作点Ｔ１で区間Ｎを走行した燃料消費量Ｆ２とを足し合わせた値となる。これに対して、区間Ｎを連結走行した場合のバスＢ１およびＢ２の総合的な燃料消費量は、バスＢ１が動作点Ｔ２で区間Ｎを走行した燃料消費量Ｆ３となる。このように、バスＢ１およびＢ２を動作点Ｔ２で連結走行させることにより、共通の区間Ｎを走行するバスＢ１およびＢ２の総合的な燃料消費量を抑制することができる。

ここで、制御部５は、バスＢ１およびＢ２の重さ情報と、区間Ｎの道路情報とに基づいて、区間Ｎにおけるエンジンの動作点Ｔ１およびＴ２の推移を予測し、エンジンの動作点Ｔ１およびＴ２の推移に基づいて区間Ｎの燃料消費率を算出することが好ましい。

例えば、制御部５は、区間Ｎの道路情報として渋滞情報、道路の起伏情報および信号機での停止情報などを取得することができる。制御部５は、重さ情報および道路情報に基づいて、区間Ｎにおけるエンジンの動作点Ｔ１およびＴ２の推移を予測し、その推移に基づいて独立走行した場合と連結走行した場合との燃料消費率を算出する。

このとき、制御部５は、過去に区間Ｎを走行した際のエンジンの動作点などの走行履歴を学習し、その学習された走行履歴に基づいてエンジンの動作点Ｔ１およびＴ２の推移を予測することが好ましい。また、制御部５は、重さ情報および道路情報に加えて、区間Ｎの搭乗者数情報に基づいて、区間Ｎにおけるエンジンの動作点Ｔ１およびＴ２の推移を予測することが好ましい。搭乗者数情報としては、例えば、過去に区間Ｎを走行した際の搭乗者の変動数、および、区間Ｎの間の停留所に現在待っている搭乗者の数などが挙げられる。また、制御部５は、バスＢ１およびＢ２の走行抵抗および車重などをさらに加えて、エンジンの動作点Ｔ１およびＴ２の推移を予測することもできる。

そして、制御部５は、独立走行した場合と連結走行した場合との燃料消費率に基づいてバスＢ１およびＢ２を連結走行させるか否かを判定する。なお、制御部５は、例えば、エンジンの動作点Ｔ１およびＴ２の推移に対する燃料消費率の平均値を比較することで判定することができる。

このように、制御部５は、区間Ｎにおけるエンジンの動作点Ｔ１およびＴ２の推移に基づいて連結走行するか否かを判定するため、区間Ｎを走行するバスＢ１およびＢ２の燃料消費量を確実に抑制することができる。

また、制御部５は、区間Ｎにおけるエンジンの動作点Ｔ１およびＴ２の推移に基づいて、区間Ｎを独立走行した場合と連結走行した場合との燃料消費量を算出し、その燃料消費量を比較してバスＢ１およびＢ２を連結走行させるか否かを判定することもできる。このように、区間Ｎの燃料消費量に基づいて判定するため、区間Ｎを走行するバスＢ１およびＢ２の燃料消費量をより確実に抑制することができる。

また、図２に示すように、連結部Ｃは、先頭のバスＢ１に対して後続のバスＢ２の前輪を道路から浮いた状態でバスＢ２を連結することが好ましい。これにより、バスＢ２の前輪に道路との摩擦などが生じないため、連結走行におけるバスＢ１およびＢ２の燃料消費量をさらに抑制することができる。

なお、制御部５は、バスＢ１およびＢ２を独立走行させると判定した場合には、報知部２ａおよび２ｂから報知することなく、バスＢ１およびＢ２は区間Ｎをそのまま独立走行する。

本実施の形態によれば、制御部５が、重さ情報に基づいてバスＢ１およびＢ２が独立走行した場合と連結走行した場合との燃料消費率を算出し、その燃料消費率に基づいてバスＢ１およびＢ２を連結走行させるか否かを判定するため、バスＢ１およびＢ２の燃料消費量を抑制することができる。

なお、上記の実施の形態１では、バスＢ１およびＢ２は、バスＢ１のエンジンのみを駆動して連結走行したが、バスＢ２のエンジンのみを駆動して連結走行してもよい。

（実施の形態２）
上記の実施の形態１において、制御部５は、バスＢ１およびＢ２のエンジンの特性が異なる場合には、エンジンの特性に基づいてバスＢ１およびＢ２のうち連結走行においてエンジンを駆動するバスを燃料消費度が低くなるように判定することが好ましい。

例えば、制御部５は、バスＢ１およびＢ２のエンジン特性、例えば回転数に対するトルクの変化特性を予め保存し、取得部４で取得された重さ情報に基づいて、バスＢ１のエンジンのみを駆動して連結走行した場合と、バスＢ２のエンジンのみを駆動して連結走行した場合との燃料消費率を算出する。そして、制御部５は、算出された燃料消費率に基づいてエンジンを駆動して牽引するバスを判定する。すなわち、制御部５は、バスＢ１のエンジンの燃料消費率がバスＢ２のエンジンより低い場合には、バスＢ１のエンジンを駆動すると共にバスＢ２のエンジンを停止して連結走行するように判定する。一方、制御部５は、バスＢ２のエンジンの燃料消費率がバスＢ１のエンジンより低い場合には、バスＢ２のエンジンを駆動すると共にバスＢ１のエンジンを駆動して連結走行するように判定する。

このように、異なるエンジン特性を有するバスＢ１およびＢ２を連結走行する場合に、重さ情報に対して燃料消費率の低いエンジンが搭載されたバスで牽引することにより、燃料消費量を確実に抑制することができる。

なお、制御部５は、エンジン特性の差異のみに基づいて判定するものに限られるものではない。例えば、制御部５は、エンジン特性の差異に加えて、車体重量の差異および搭乗者数の差異などに基づいてエンジンを駆動して牽引するバスを判定することができる。

本実施の形態によれば、制御部５が、バスＢ１およびＢ２のエンジンの特性に基づいて連結走行においてエンジンを駆動するバスを判定するため、連結走行における燃料消費量を確実に抑制することができる。

（実施の形態３）
上記の実施の形態１および２では、制御部５は、１台のバスのエンジンのみを駆動して連結走行させたが、連結走行におけるエンジンの動作点の変化量に基づいてエンジンを駆動するバスの数を判定することができる。

例えば、制御部５は、連結走行において駆動されるバスのエンジンの動作点を順次算出し、エンジンの動作点の変化量に基づいてエンジンを駆動するバスの数を判定することができる。

まず、実施の形態１と同様に、制御部５が、区間ＮにおいてバスＢ１およびＢ２を連結走行させると判定する。このとき、バスＢ１およびＢ２は、バスＢ１のエンジンのみを駆動して連結走行するものとする。ここで、例えば、区間Ｎの間の停留所でバスＢ１およびＢ２の搭乗者の数が大きく増加した場合には、取得部４で取得される重さ情報も大きく増加することになる。そこで、制御部５は、取得部４で取得される重さ情報に基づいて、バスＢ１のエンジンの動作点を算出する。このとき、制御部５は、バスＢ１の動作点の変化量が所定の値より大きく増加して、連結走行するためのトルクが足りないと判断すると、バスＢ１およびＢ２のエンジンを駆動すると判定する。この判定結果が報知部２ａおよび２ｂを介して運転手に報知され、バスＢ２のエンジンが駆動されることにより２台のバスＢ１およびＢ２のエンジンで連結走行される。

このように、制御部５が、連結走行において駆動されるバスＢ１のエンジンの動作点の変化量に基づいてエンジンを駆動するバスの数を判定するため、バスＢ１およびＢ２の搭乗者の数が大きく変化した場合でも、バスＢ１およびＢ２の連結走行を維持して燃料消費量を抑制することができる。

なお、制御部５は、区間Ｎの道路情報に基づいて、連結走行において駆動されるバスＢ１のエンジンの動作点を算出し、そのエンジンの動作点の変化量に基づいてエンジンを駆動するバスの数を判定することもできる。ここで、道路情報としては、例えば、道路の起伏情報などが挙げられる。制御部５は、道路の傾斜が大きい場合にバスＢ１のエンジンの動作点の変化量が所定の値より大きく増加して、連結走行するためのトルクが足りないと判断すると、バスＢ１およびＢ２のエンジンを駆動すると判定することができる。

一方、制御部５は、バスＢ１のエンジンの動作点の変化量が所定の値以下である場合には、バスＢ１のエンジンのみを駆動させたままバスＢ１およびＢ２が連結走行される。

本実施の形態によれば、制御部５が、連結走行において駆動されるバスＢ１の動作点を順次算出し、そのエンジンの動作点の変化量に基づいてエンジンを駆動するバスの数を判定するため、バスＢ１およびＢ２の連結走行を維持して燃料消費量を抑制することができる。

なお、上記の実施の形態１〜３では、制御部５は、２台のバスＢ１およびＢ２を連結走行させるか否かを判定したが、複数のバスを連結走行させるか否かを判定できればよく、２台に限られるものではない。

また、上記の実施の形態１〜３では、制御部５は、停留所Ｓ１〜Ｓ４が設置された路線を走行する路線バスの走行を制御したが、搭乗者を乗せて走行するバスであればよく、路線バスに限られるものではない。

また、上記の実施の形態１〜３では、装置本体３は、バスＢ１およびＢ２と離れた場所に設置されたが、バスＢ１およびＢ２に配置することもできる。例えば、装置本体３は、バスＢ１に配置し、バスＢ１とバスＢ２の車車間通信により上記の機能を実現することができる。

以上、本開示に係る実施形態について図面を参照して詳述してきたが、上述した装置本体３の機能は、コンピュータプログラムにより実現され得る。

上述した装置本体３の機能をプログラムにより実現するコンピュータの読取装置が、装置本体３の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体からそのプログラムを読み取り、記憶装置に記憶させる。あるいは、ネットワークカードが、ネットワークに接続されたサーバ装置と通信を行い、サーバ装置からダウンロードした装置本体３の機能を実現するためのプログラムを記憶装置に記憶させる。

そして、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されたプログラムをＲＡＭにコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、装置本体３の機能が実現される。

本開示に係る走行制御装置は、複数のバスの走行を制御する制御装置に利用できる。

１ａ，１ｂ 検出部
２ａ，２ｂ 報知部
３ 装置本体
４ 取得部
５ 制御部
Ｂ１，Ｂ２ バス
Ｃ 連結部
Ｓ１〜Ｓ４ 停留所
Ｎ 区間
Ｔ１，Ｔ２ エンジンの動作点
Ｒ１ 低燃費領域
Ｒ２ 高燃費領域
Ｆ１〜Ｆ３ 燃料消費量

Claims (5)

1. 複数のバスにそれぞれ加わる重さ情報を取得する取得部と、
   前記取得部で取得された前記重さ情報に基づいて、前記複数のバスが独立走行した場合と連結走行した場合との燃料を消費する度合いを示す燃料消費度を算出し、前記燃料消費度に基づいて前記複数のバスを連結走行させるか否かを判定する制御部とを備える走行制御装置。
2. 前記制御部は、前記重さ情報と道路情報に基づいて所定の区間におけるエンジンの動作点の推移を予測し、前記エンジンの動作点の推移に基づいて前記燃料消費度を算出する請求項１に記載の走行制御装置。
3. 前記制御部は、前記複数のバスのエンジンの特性が異なる場合に、前記エンジンの特性に基づいて前記複数のバスのうち連結走行においてエンジンを駆動するバスを前記燃料消費度が低くなるように判定する請求項１または２に記載の走行制御装置。
4. 前記制御部は、連結走行において駆動するバスのエンジンの動作点を順次算出し、前記エンジンの動作点の変化量に基づいてエンジンを駆動するバスの数を判定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の走行制御装置。
5. 前記複数のバスに配置され、前記制御部の判定結果を報知する報知部をさらに有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の走行制御装置。
   

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