JP3435169B2 - 連結自動車及び連結走行システム - Google Patents

連結自動車及び連結走行システム

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JP3435169B2 JP01745192A JP1745192A JP3435169B2 JP 3435169 B2 JP3435169 B2 JP 3435169B2 JP 01745192 A JP01745192 A JP 01745192A JP 1745192 A JP1745192 A JP 1745192A JP 3435169 B2 JP3435169 B2 JP 3435169B2
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速道路等自動車専用
道路において、自動車を物理的に連結させて走行する連
結自動車及び連結走行システムに関する。
【0002】
【従来の技術】「計測と制御誌」1991.1 vol
30の49項5.2、「ガイド走行」において、距離セ
ンサにより先行自動車までの距離を計測し、道路側のイ
ンフラを利用して車両間通信を用いて先行車両の加減速
状況を伝達することにより、短い車間距離での編隊走行
を可能とする。これにより、道路の有効活用を図ること
ができるという技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、自動
車のみで、自動車専用道路のスペース効率向上手段と車
両間通信手段を総合的に制御するシステムではなかっ
た。
【0004】本発明の目的は、自動車専用道路のスペー
ス効率向上及び輸送効率の向上,連結走行の安全性向
上,燃料総消費量の低減,既存技術を用いた車体間通信
の実現,車両間通信の信頼性等を向上させることにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記、目的を達成するた
めに本発明は以下の機能、(1)連結装置において、車
両間通信用インターフェイス、(2)連結走行制御にお
いて、走行環境に応じて各自動車のエンジン出力を制御
する手段、(3)連結走行制御において、エンジン出
力,操舵,制動,連結切離し,料金分担等の制御を複数
の自動車に搭載したコンピュータにより、分担処理管理
する手段、(4)連結走行制御において、エンジン出
力,操舵,制動,連結切離し,料金分担等の制御を各自
動車に搭載したコンピュータにより、同一処理と協調処
理で管理する手段、(5)連結走行制御において、エン
ジン出力,操舵,制動,連結切離し,料金分担等の制御
を外部ホストコンピュータにより一括管理する手段、
(6)連結走行制御において、エンジン出力,操舵,制
動,連結切離し,料金分担等の制御を一台の自動車に搭
載したコンピュータにより、一括管理する手段、を設け
た。
【0006】
【作用】本発明の実施例における連結走行制御は、走行
時における車間距離を短くするよう動作するので自動車
専用道路のスペース効率を向上する。本発明の実施例に
おける連結走行制御は、連結走行台数以下の自動車のエ
ンジン出力で走行するよう動作するので総燃料消費量を
低減する。本発明の実施例における連結装置は、車両間
通信インターフェイスを備えているので、既存のパソー
ナルコンピュータ等を用いて車両間通信を行うことがで
きる。
【0007】
【実施例】図1は、本発明における車両間通信インター
フェイスを備えた連結装置を有する自動車において、自
動車の前後に連結装置を搭載し、車両間通信インターフ
ェイスにRS232Cを用いた例である。本発明のシス
テムは、図1に示すように、自動車101,連結装置1
02,車両間通信インターフェイス103,コントロー
ラ104,ディスプレイ装置105で構成する。以下、
図1を用いてシステムの動作を、図2を用いて連結装置
102を、図3,図4,図5,図6を用いてコントロー
ラ104の制御の方法を説明する。
【0008】本発明の実施例におけるシステム動作を図
1を用いて説明する。図1における、自動車101は、
連結装置102を前方と後方に装備し、前方は連結挿
入、後方は連結受入を行う。連結装置102には、車両
間通信インターフェイス103(RS232C)が設け
てある。コントローラ104や車内に持ち込んだパソコ
ン等の制御信号は、連結装置102を介して連結した自
動車に送受信する。制御情報等はディスプレイ105に
より表示する。通常連結装置102は車体内に格納し、
連結時に伸びる構造になっている。
【0009】本発明の実施例における連結装置102
は、図2に示すように、連結挿入と連結受入があり、そ
れぞれ、車幅の中央線上に位置し、通常は車体内に格納
し連結時に伸びる格納装置201とダンパ,ばねによる
衝撃吸収する衝撃吸収装置202,水切り穴203,車両間
通信インターフェイスカバー204で構成する。車両間
通信インターフェイス103は、連結挿入装置と連結受
入装置が連結した後に車両間通信インターフェイスカバ
ーを外して接続する。これにより、雨等の外部環境に対
する信頼性が向上する。連結装置102と車体との接続
部分はある程度回転可能とする構造にする。これによ
り、前後連結者の振動等の外乱を吸収できる。
【0010】本発明の実施例のコントローラ104にお
ける連結位置と連結台数算出制御を図3のフローチャー
トを用いて説明する。
【0011】301では、連結装置における連結挿入状
態を検出し、連結挿入している場合は、連結先行車が存
在すると判定する。連結先行車がない場合は、302へ
進み、連結位置フラグを1にセットして304へ進む。
連結先行車がある場合は、303へ進み、連結先行車か
ら連結位置フラグを入手し、入手した連結位置フラグに
1を加算しセットする。
【0012】304では、連結装置における連結挿入状
態を検出し、連結挿入していない場合は、連結先行車が
切り離されたと判定する。連結先行車がある場合は30
6へ進む。連結先行車が切り離された場合は、305へ
進み、連結位置フラグから1減らし306へ進む。
【0013】306では、連結装置における連結受入状
態を検出し、連結受入している場合は、連結後車が存在
すると判定する。連結後車がない場合は、307へ進
み、連結位置フラグを連結台数フラグに代入しループを
抜ける。連結後車がある場合は、308へ進み、連結後
車から連結台数フラグを入手し309へ進む。
【0014】308では、連結装置における連結受入状
態を検出し、連結受入していない場合は、連結後車が切
り離されたと判定する。連結後車がある場合はループを
抜ける。連結後車が切り離された場合は、310へ進
み、連結台数フラグから1減らす。連結台数及び連結位
置は、ディスプレイ装置105へ表示する。
【0015】本発明の実施例のコントローラ104にお
ける連結解除制御を図4のフローチャートを用いて説明
する。
【0016】401では、連結装置における連結挿入状
態を検出し、連結挿入している場合は、連結先行車が存
在すると判定する。連結先行車がない場合は、406へ
進む。連結先行車がある場合は、402へ進む。
【0017】402では、連結先行車の方向指示機信号
を入手し、方向指示気信号がオフの場合は、405へ進
み連結挿入を解除し、オンの場合は、403へ進む。
【0018】403では、連結先行車の操舵角値を入手
し、操舵角が設定値以上の場合は、405へ進み連結挿
入を解除し、設定値以下の場合は、404へ進む。
【0019】404では、連結挿入装置と車体とがなす
角を検出し、値が設定値以上の場合は、405へ進み連
結挿入を解除し、設定値以下の場合は、406へ進む。
【0020】406では、連結装置における連結受入状
態を検出し、連結受入している場合は、連結後車が存在
すると判定する。連結後車がない場合は、ループを抜け
る。連結後車がある場合は、407へ進む。
【0021】407では、連結後車の方向指示機信号を
入手し、方向指示気信号がオフの場合は、410へ進み
連結受入を解除し、オンの場合は、408へ進む。
【0022】408では、連結後行車の操舵角値を入手
し、操舵角が設定値以上の場合は、410へ進み連結受
入を解除し、設定値以下の場合は、409へ進む。
【0023】409では、連結受入装置と車体とがなす
角を検出し、値が設定値以上の場合は、410へ進み連
結受入を解除し、設定値以下の場合は、ループを抜け
る。
【0024】本発明の実施例のコントローラ104にお
ける操舵角制御を図5のフローチャートを用いて説明す
る。
【0025】501では、連結装置における連結挿入状
態を検出し、連結挿入している場合は、連結先行車が存
在すると判定する。連結先行車がない場合は、ループを
抜ける。連結先行車がある場合は、502へ進む。
【0026】502では、連結先行車の操舵角値を入手
し、操舵角値が設定値以下の場合は、503へ進む。設
定以上の場合は、504へ進む。
【0027】503では、連結先行車の操舵角変位値を
入手し、操舵角変位値が設定値以下の場合は、ループを
抜ける。設定以上の場合は、504へ進む。
【0028】504では、連結先行車と同じ進行方向位
置に車両が到達したときに先行車と同値の操舵制御を行
った後に505へ行く。
【0029】505では、連結先行車と同じ進行方向位
置に車両が到達したときに先行車との位置,方向誤差を
算出し、誤差が設定値以下の場合は、ループを抜ける。
設定値以上の場合は、506へ進み、操舵補正を行う。
【0030】本発明の実施例のコントローラ104にお
ける制動制御を図6のフローチャートを用いて説明す
る。
【0031】601では、連結装置における連結挿入状
態を検出し、連結挿入している場合は、連結先行車が存
在すると判定する。連結先行車がない場合は、ループを
抜ける。連結先行車がある場合は、602へ進む。
【0032】602では、連結先行車の減速値を入手
し、減速値が設定値以下の場合は、603へ進む。設定
以上の場合は、604へ進む。
【0033】603では、スロットル操作により減速補
正可能か否かを算出し、可能である場合は、ループを抜
ける。設定以上の場合は、604へ進む。
【0034】604では、連結先行車と同じ進行方向位
置に車両が到達したときに先行車と同値の制動を行った
後に605へ行く。
【0035】605では、連結先行車と同じ進行方向位
置に車両が到達したときに先行車との減速誤差を算出
し、誤差が設定値以下の場合は、ループを抜ける。設定
値以上の場合は、606へ進み、制動補正を行う。
【0036】図7は、本発明における車両間通信インタ
ーフェイスを備えた連結装置を有する自動車の連結走行
において、外部ホストコンピュータを用いた連結走行制
御システムの例である。本発明のシステムは、図7に示
すように、連結走行自動車群701,連結自動車搭載制
御信号送受信装置702,外部ホストコンピュータ連結
制御信号送受信装置703,外部ホストコンピュータ7
04,走行環境監視カメラ705で構成する。以下、図
7を用いてシステムの動作を説明する。
【0037】本発明の実施例における、システム動作を
図7を用いて説明する。図7における、連結走行自動車
群701は、車両間通信インターフェイスを備えた連結
装置102により物理的に連結されている。連結走行自
動車は連結自動車搭載制御信号送受信装置702によ
り、連結走行制御状態を外部ホストコンピュータ連結制
御信号送受信装置703へ送信する。外部ホストコンピ
ュータ704は、外部ホストコンピュータ連結制御信号
送受信装置703から得られる連結走行自動車群701
の連結走行制御状態と各所に設置された走行環境監視カ
メラ705から得られる走行環境状態から、連結走行自
動車群701の最適な連結走行制御信号を算出し、外部
ホストコンピュータ連結制御信号送受信装置703から
連結走行自動車群701の連結自動車搭載制御信号送受
信装置702に連結走行制御信号を送信する。連結走行
自動車群701は、受信した制御信号に従い連結走行を
行なう。これにより、連結自動車搭載コンピュータの情
報処理付加を軽減することができる。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、(1)道路空間の有効
利用による渋滞の解消、(2)輸送効率向上、(3)燃
料総消費量の低減、(4)既存のコンピュータ及び接続
ケーブルを使用した車両間通信実現、(5)物理的な連
結による車両間通信の信頼性向上、などの効果を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における車両間インターフェイスを備え
た連結装置を有する自動車の平面図。
【図2】本発明実施例における連結装置の説明図。
【図3】本発明実施例のコントローラ104における連
結位置と連結台数の制御フローチャート。
【図4】本発明実施例のコントローラ104における連
結解除制御フローチャート。
【図5】本発明実施例のコントローラ104における操
舵角制御フローチャート。
【図6】本発明実施例のコントローラ104における制
動制御フローチャート。
【図7】本発明実施例の外部ホストコンピュータを用い
た連結走行制御システムの説明図。
【符号の説明】
101…自動車、102…連結装置、103…車両間イ
ンターフェイス、104…コントローラ、105…ディス
プレイ装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩谷 真 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株式会社 日立製作所 システム開発研 究所内 (56)参考文献 特開 平4−43161(JP,A) 特開 昭47−36310(JP,A) 特開 昭50−73333(JP,A) 国際公開91/011791(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/00 - 1/16 B60K 1/00 B60K 41/00 B62D 6/00 B60L 3/00 G05D 1/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】先行の他の自動車と物理的に連結する第1
    連結装置と、後行の他の自動車と物理的に連結する第2の連結装置
    と、 前記第1の連結装置に設けられ、 前記第1の連結装置で
    接続される先行の他の自動車との間で情報の送受信を行
    第1の車両間通信用インターフェイスと、前記第2の連結装置に設けられ、前記第2の連結装置で
    接続される後行の他の自動車との間で通信の送受信を行
    う第2の車両間通信用インターフェイスと、 前記第1の車両間通信用インターフェイスを介して受け
    取る先行のの自動車の制動制御に関する情報に基づい
    て当該自動車の制動力を制御する手段と 前記第2の車両間通信用インターフェイスを介して受け
    取る後行の他の自動車に関する情報に基づいて前記第2
    の連結装置を制御する手段と を備えたことを特徴とする
    連結装置付自動車。
  2. 【請求項2】前記第2の連結装置を制御する手段は、前
    記後行の他の自動車に関する情報として前記後行の他の
    自動車の操蛇角値を入手し、前記操蛇角値が設定値以上
    の場合に、前記後行の他の自動車との連結を解除するよ
    うに、前記第2の連結装置を制御することを特徴とする
    請求項1記載の連結装置付自動車。
  3. 【請求項3】前記第1の車両間通信用インターフェイス
    を介して受け取る先行のの自動車の操舵角に関する情
    報に基づいて当該自動車の操舵角を制御する手段とを更
    に備えたことを特徴とする請求項1または2記載の連結
    装置付自動車。
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CN111775936B (zh) * 2020-07-14 2021-08-03 山东科技大学 一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统

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