JP5163248B2

JP5163248B2 - 車群走行制御システム

Info

Publication number: JP5163248B2
Application number: JP2008102628A
Authority: JP
Inventors: 充央志田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-04-10
Also published as: JP2009252157A

Description

本発明は、車群を形成する車両の走行制御を行う車群走行制御システムに関するものである。

従来、車群を形成する車両の走行制御を行うシステムとして、例えば特開２００２−１２３８９４号公報に記載されるように、プローブカーを先頭とする車群を形成し、プローブカーの走行を調整して車群の走行制御を行うものが知られている。このシステムは、平均速度、燃費消費量などを走行の妥当性評価の指標とし、交通流全体を効率性、安全性などを考慮して車群の走行制御を行おうとするものである。
特開２００２−１２３８９４号公報

しかしながら、車群を形成する車両は必ずしも同じ燃費特性を有するものではなく、燃費について最適な車群の走行速度を決定するのは容易ではない。

そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、車群走行において燃費効率の良い車両走行が行える車群走行制御システムを提供することを目的とする。

すなわち本発明に係る車群走行制御システムは、複数の車両により車群を形成させて走行させる車群走行制御システムにおいて、前記車群を形成する各車両について車速に対する燃費を示す燃費情報を取得する燃費情報取得手段と、前記各車両における前記燃費の値の総和を算出し、その総和の値が基準値以上となる車速領域にて車群走行させる車群走行制御手段とを備えて構成されている。

この発明によれば、車群を形成している各車両における燃費の値の総和を算出し、その総和の値が基準値以上となる車速領域にて車群走行させることにより、車群全体の燃費が最適となるように走行制御することができる。

また本発明に係る車群走行制御システムにおいて、前記車群を形成する各車両について目的地まで走行した際の燃料残量情報を取得する燃料残量情報取得手段を備え、前記車群走行制御手段は、前記燃費の値の総和の値が基準値以上となる車速領域であって前記各車両が目的地まで走行した際に燃料残量がなくならない車速にて車群走行させることが好ましい。

この発明によれば、車群における燃費の値の総和の値が基準値以上となる車速領域であって各車両が目的地まで走行した際に燃料残量がなくならない車速にて車群走行させることにより、車群全体の燃費がよく、各車両が目的地まで燃料不足となることなく走行できるように車群走行させることができる。

本発明によれば、車群を形成している各車両における燃費の値の総和を算出し、その総和の値が基準値以上となる速度領域を車群最適速度として車群走行させることにより、車群全体の燃費が最適となるように走行制御することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）

図１に本発明の実施形態に係る車群走行制御システムの構成概要図を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る車群走行制御システムは、車群を形成する車両Ｍ１〜Ｍ３に搭載される走行制御装置１によって構成され、走行制御装置１を通じて車両Ｍ１〜Ｍ３の走行制御を行うものである。車群走行として、例えば、車両Ｍ２は、先頭の車両Ｍ１に対し所定の車間距離にて追従走行を行い、車両Ｍ３は所定の車間距離にて車両Ｍ２に対し追従走行を行う。車両Ｍ１は、自動運転制御により走行するものであってもよいし、運転者による手動運転によって走行するものであってもよい。その際、車両Ｍ１を車群全体の燃費を低減するように走行制御することによって車群全体の燃費向上が図られる。

また、車群走行を行うに際し、車両Ｍ１〜Ｍ３の車間距離を車群走行でない通常の走行時より短くすることにより、車群内への他車の割り込みを防止でき走行安全性を向上させることができる。また、車両Ｍ１〜Ｍ３の車間距離を通常走行時より短くすることにより、後方走行車における走行空気抵抗を低減できるため、燃費の低減が図れる。

図２は、本実施形態に係る車群走行制御システムに用いられる走行制御装置１の構成概要図である。

図２に示すように、走行制御装置１は、ＥＣＵ（ElectronicControl Unit）２、通信部３、ナビゲーションシステム４、走行部５及び報知部６を備えている。

ＥＣＵ２は、走行制御装置１全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。このＥＣＵ２は、搭載される車両の走行制御手段として機能するものであり、例えば車群を形成する車両全体の燃費が低くなるように設定された車群走行速度パターンに従って車両を走行制御する。この場合、車群走行速度パターンは、車群を形成している車両Ｍ１〜Ｍ３のいずれかに搭載される走行制御装置１、例えば先頭の車両Ｍ１の走行制御装置１によって設定される。このとき、車両Ｍ１の走行制御装置１は、車群走行制御システムにおける車群走行制御手段として機能する。この車両Ｍ１の走行制御装置１は、各車両Ｍ１〜Ｍ３における燃費の値の総和を算出し、その総和の値が基準値以上となる速度領域を車群最適速度とし、その車群最適速度にて車群走行させるように走行制御する。

通信部３は、少なくとも車両Ｍ１〜Ｍ３の間の車々間通信手段として機能するものであり、好ましくはインフラ情報を取得するための路車間通信手段としても機能するものが用いられる。この場合、車々間通信及び路車間通信が行えるものであればいずれの通信方式のものであってもよいし、車々間通信部と路車間通信部が異なる通信方式、通信周波数、通信波長などのものであってもよい。

この通信部３は、例えば車々間通信を通じて、車両の現在位置、目標速度パターン、制御目標位置などの車両情報を互いに通信する。また、車々間通信を通じて、車両の車速に対する燃費の状態を示す燃費情報を互いに通信する。さらに、通信部３は、路車間通信を通じて、例えば道路の交通情報、気象情報などを取得する。

ナビゲーションシステム４は、自車両の位置を検出する位置検出手段として機能するものであり、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）を備えたものが用いられる。走行部５は、自車両の走行駆動、走行制動、走行操舵を制御又は実行するものであって、例えばエンジンＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、操舵ＥＣＵが用いられる。走行部５は、ＥＣＵ２から出力される走行制御信号に従って車両を走行させる。

報知部６は、車両の運転者に燃費効率よい運転をしていることを表示するためのものであって、例えば発光可能なランプなどが用いられる。

次に、本実施形態に係る車群走行制御システムの動作について説明する。

図３は、本実施形態に係る車群走行制御システムにおける車群走行制御処理のフローチャートである。この車群走行制御処理は、例えば先頭の車両Ｍ１の走行制御装置１のＥＣＵ２によって繰り返して実行される。

まず、図３のＳ１０に示すように、燃費情報の読み込み処理が行われる。燃費情報の読み込み処理は、車群を形成している車両Ｍ１〜Ｍ３の車速に対する燃費の情報を読み込む処理である。他車の燃費情報は、通信部３による車々間通信を通じて取得すればよい。

この燃費情報の読み込み処理により、例えば図４に示すように、車群を組んでいる各車両Ｍ１〜Ｍ３の車速Ｖに対する燃費Ｅを示す燃費情報を取得することができる。燃費情報は、各車両Ｍ１〜Ｍ３が実際に走行した際に計測された燃費特性に応じたものであることが好ましい。なお、燃費情報は、各車両Ｍ１〜Ｍ３の走行特性に従って予め設定されたものであってもよい。

車両Ｍ１〜Ｍ３の車速−燃費特性は、車種や搭載エンジンなどの違いによって異なったものとなる。例えば、運送用車両である車両Ｍ３の燃費特性Ｅ_Ｍ３は、普通乗用車である車両Ｍ１の燃費特性Ｅ_Ｍ１より低いものとなる。また、その車両Ｍ１の燃費特性Ｅ_Ｍ１は、小型車である車両Ｍ２の燃費特性Ｅ_Ｍ２より低いものとなる。

そして、図３のＳ１２に移行し、車群最適速度の演算処理が行われる。この車群最適速度の演算処理は、各車両Ｍ１〜Ｍ３における燃費Ｅ_Ｍ１〜Ｅ_Ｍ３の値の総和を算出し、その総和の値が基準値以上となる速度領域として車群最適速度を演算する処理である。

例えば、図５に示すように、燃費総和値Ｅａは、車両Ｍ１〜Ｍ３における燃費Ｅ_Ｍ１〜Ｅ_Ｍ３の値を車速ごとに加算したものであり、車両Ｍ１〜Ｍ３ごとでなく、車群全体の燃費を示している。この燃費総和値Ｅａにおいて、基準値Ｅ_０以上となる速度領域が車群最適速度Ｖｇとして算出される。基準値Ｅ_０としては、例えば燃費総和値Ｅａの８５〜９５％のいずれかの値が設定され、好ましくは燃費総和値Ｅａの９０％の値が設定される。

そして、図３のＳ１４に移行し、車群走行制御処理が行われる。車群走行制御処理は、車群最適速度Ｖｇで車群を形成する車両Ｍ１〜Ｍ３を走行制御する処理である。例えば、先頭の車両Ｍ１が車群最適速度Ｖｇの範囲内で走行し、車両Ｍ１に追従して車両Ｍ２が走行し、車両Ｍ２に追従して車両Ｍ３が走行する。

車両Ｍ１の走行制御としては、例えば車両Ｍ１が自動運転の場合、車群最適速度Ｖｇの範囲内で走行するように設定された目標速度パターンによって車両Ｍ１を走行制御させればよい。また、車両Ｍ１が運転者による手動運転の場合、車群最適速度Ｖｇの範囲内で走行している時にエコランプを点灯させ、エコランプが点灯するように走行させればよい。Ｓ１４の処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。

以上のように本実施形態に係る車群走行制御システムによれば、車群を形成している各車両Ｍ１〜Ｍ３における燃費の値の総和値Ｅａを算出し、その総和値Ｅａが基準値Ｅａ以上となる速度領域を車群最適速度Ｖｇとして車群走行させることにより、車群全体の燃費が最適となるように走行制御することができる。
（第二実施形態）

次に本発明の第二実施形態に係る車群走行システムについて説明する。

本実施形態に係る車群走行システムは、図１、２の第一実施形態に係る車群走行システムと同様なハード構成を有し、ほぼ同様な車群走行制御を行うものであるが、各車両が目的地まで到達するのに必要な燃料を加味して車群走行制御を行う点で第一実施形態に係る車群走行システムと異なっている。

図６は、本実施形態に係る車群走行制御システムにおける車群走行制御処理のフローチャートである。この車群走行制御処理は、例えば先頭の車両Ｍ１の走行制御装置１のＥＣＵ２によって繰り返して実行される。

まず、図６のＳ２０に示すように、燃費情報の読み込み処理が行われる。燃費情報の読み込み処理は、車群を形成している車両Ｍ１〜Ｍ３の車速に対する燃費の情報を読み込む処理である。他車の燃費情報は、通信部３による車々間通信を通じて取得すればよい。このＳ２０の処理は、図３のＳ１０と同様に行えばよい。

そして、Ｓ２２に移行し、車群最適速度の演算処理が行われる。この車群最適速度の演算処理は、各車両Ｍ１〜Ｍ３における燃費Ｅ_Ｍ１〜Ｅ_Ｍ３の値の総和を算出し、その総和の値が基準値以上となる速度領域として車群最適速度を演算する処理である。このＳ２２の処理は、図３のＳ１２と同様に行えばよい。

そして、Ｓ２４に移行し、燃料残量の演算処理が行われる。燃料残量の演算処理は、各車両Ｍ１〜Ｍ３において、目的地まで走行した場合における各車速に対する燃料残量を演算する処理である。例えば、図７に示すように、各車速Ｖにて目的地まで走行した場合の燃料残量Ｆ１〜Ｆ３が演算される。燃料残量Ｆ１は、車両Ｍ１がその目的地まで車速Ｖにて走行した場合の燃料の残量を示している。燃料残量Ｆ２は、車両Ｍ２がその目的地まで車速Ｖにて走行した場合の燃料の残量を示している。燃料残量Ｆ３は、車両Ｍ３がその目的地まで車速Ｖにて走行した場合の燃料の残量を示している。なお、この燃料残量としては、車両Ｍ１〜Ｍ３に共通する経路の最終地点を目的地としてもよい。

燃料残量の演算方法としては、例えば目的地までの距離を燃費で除することにより目的地まで走行するために必要な燃料が算出され、その必要な燃料を現在の燃料の値から減ずることによって目的地まで走行した場合の燃料残量が算出される。

この図７において、燃料残量Ｆ１〜Ｆ３の値がすべて正でなければ、各車両Ｍ１〜Ｍ３がそれぞれ目的地まで到達できないこととなるため、燃料残量Ｆ１〜Ｆ３の値がすべて正となる車速範囲が燃料適正車速Ｖｈとして演算される。

そして、図６のＳ２６に移行し、車群走行制御処理が行われる。車群走行制御処理は、車群最適速度Ｖｇ及び燃料適正車速Ｖｈで車群を形成する車両Ｍ１〜Ｍ３を走行制御する処理である。例えば、先頭の車両Ｍ１が車群最適速度Ｖｇであり、かつ燃料適正車速Ｖｈとなる車速範囲内で走行し、車両Ｍ１に追従して車両Ｍ２が走行し、車両Ｍ２に追従して車両Ｍ３が走行する。

車両Ｍ１の走行制御としては、例えば車両Ｍ１が自動運転の場合、車群最適速度Ｖｇであって燃料適正車速Ｖｈである車速範囲内で走行するように設定された目標速度パターンによって車両Ｍ１を走行制御させればよい。また、車両Ｍ１が運転者による手動運転の場合、車群最適速度Ｖｇであって燃料適正車速Ｖｈである車速範囲内で走行している時にランプを点灯させ、ランプが点灯するように走行させればよい。

なお、車群最適速度Ｖｇと燃料適正車速Ｖｈの間に重複する車速範囲がない場合には、燃料適正車速Ｖｈを優先させ、燃料適正車速Ｖｈの範囲内で走行制御することが好ましい。Ｓ２６の処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。

以上のように本実施形態に係る車群走行制御システムによれば、第一実施形態に係る車群走行制御システムの同様な作用効果に加え、車群を形成している各車両Ｍ１〜Ｍ３が目的地まで燃料不足となることなく走行できるように車群走行させることができる。その際、目的地まで給油が必要とならないため、一部の車両のために車群全体が走行停止することを抑制でき、効率の良い車群走行を行うことができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る車群走行制御システム一例を示すものである。本発明に係る車群走行制御システムは、この実施形態に係る車群走行制御システムに限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る車群走行制御システムを変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

本発明の第一実施形態に係る車群走行制御システムの構成概要図である。図１の車群走行制御システムに用いられる走行制御装置の構成概要図である。図１の車群走行制御システムの動作を示すフローチャートである。図１の車群走行制御システムにおける車両の燃費状態の説明図である。図１の車群走行制御システムにおける車群最適速度の説明図である。本発明の第二実施形態に係る車群走行制御システムの動作を示すフローチャートである。本発明の第二実施形態に係る車群走行制御システムにおける燃料残量の説明図である。

符号の説明

１…走行制御装置、２…ＥＣＵ、３…ナビゲーションシステム、４…通信部、５…走行部、６…報知部、車両…Ｍ１〜Ｍ３。

Claims

複数の車両により車群を形成させて走行させる車群走行制御システムにおいて、
前記車群を形成する各車両について車速に対する燃費を示す燃費情報を取得する燃費情報取得手段と、
前記各車両における前記燃費の値の総和を算出し、その総和の値が基準値以上となる車速領域にて車群走行させる車群走行制御手段と、
を備えた車群走行制御システム。
前記車群を形成する各車両について目的地まで走行した際の燃料残量情報を取得する燃料残量情報取得手段を備え、
前記車群走行制御手段は、前記燃費の値の総和の値が基準値以上となる車速領域であって前記各車両が目的地まで走行した際に燃料残量がなくならない車速にて車群走行させる、
請求項１に記載の車群走行制御システム。