特開 2022-144669 車間距離判定装置および車間距離判定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022144669

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】車間距離判定装置および車間距離判定方法

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/16 20200101AFI20220926BHJP

   B60W 50/14 20200101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

B60W30/16

B60W50/14

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021045781

(22)【出願日】2021-03-19

(71)【出願人】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福田 亮

【テーマコード（参考）】

3D241

【Ｆターム（参考）】

3D241BA02

3D241BA41

3D241BA60

3D241BC01

3D241BC02

3D241CC01

3D241CC08

3D241CC17

3D241DA67Z

3D241DB02Z

3D241DC02Z

(57)【要約】

【課題】追従走行が行われる場合において消費エネルギ量を抑制することができる車間距離判定装置および車間距離判定方法を提供すること。
【解決手段】車間距離判定装置は、設定された車速に基づいて、設定された車間距離を保ちながら先行車両に追従走行する車両に搭載され、追従走行用として予め定められた複数の車間距離のそれぞれが取られた場合毎に、前記設定された車速および前記車両が受ける走行風量に基づいて、前記車両で消費される消費エネルギ量を算出する算出部と、前記複数の車間距離のうち、算出された複数の前記消費エネルギ量の中で最も小さい消費エネルギ量に相当する車間距離を、前記設定された車間距離として選択する選択部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

設定された車速に基づいて、設定された車間距離を保ちながら先行車両に追従走行する車両に搭載され、
追従走行用として予め定められた複数の車間距離のそれぞれが取られた場合毎に、前記設定された車速および前記車両が受ける走行風量に基づいて、前記車両で消費される消費エネルギ量を算出する算出部と、
前記複数の車間距離のうち、算出された複数の前記消費エネルギ量の中で最も小さい消費エネルギ量に相当する車間距離を、前記設定された車間距離として選択する選択部と、を有する、
車間距離判定装置。

【請求項2】

前記消費エネルギ量は、
前記車両に搭載された冷却ファンの消費エネルギ量と、前記車両に搭載された前記冷却ファン以外の装置の消費エネルギ量とを合計した値である、
請求項１に記載の車間距離判定装置。

【請求項3】

前記冷却ファンの消費エネルギ量は、
前記冷却ファン以外の装置を冷却するために必要な空気量と、前記車両が受ける走行風量との差である前記冷却ファンの風量に基づいて算出される、
請求項２に記載の車間距離判定装置。

【請求項4】

選択された前記車間距離に基づいて、前記追従走行が実行されるように前記車両の操舵、加減速、制動を制御する制御部をさらに有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の車間距離判定装置。

【請求項5】

前記選択部は、
選択された前記車間距離を示す情報を、前記追従走行が実行されるように前記車両の操舵、加減速、制動を制御する追従走行制御装置へ出力する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の車間距離判定装置。

【請求項6】

前記選択部は、
選択された前記車間距離を示す情報を、前記車両に搭載され、前記車両の乗員に対して前記情報を報知する報知装置へ出力する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の車間距離判定装置。

【請求項7】

設定された車速に基づいて、設定された車間距離を保ちながら先行車両に追従走行する車両で行われ、
追従走行用として予め定められた複数の車間距離のそれぞれが取られた場合毎に、前記設定された車速および前記車両が受ける走行風量に基づいて、前記車両で消費される消費エネルギ量を算出するステップと、
前記複数の車間距離のうち、算出された複数の前記消費エネルギ量の中で最も小さい消費エネルギ量に相当する車間距離を、前記設定された車間距離として選択するステップと、を有する、
車間距離判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車間距離判定装置および車間距離判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、運転者の手動操作により、または、コンピュータ制御により、自車両を先行車両に追従させる走行（以下、追従走行という）が行われる場合がある。コンピュータ制御によって追従走行を実現する機能は、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）として知られている。一般的に、追従走行では、予め定められた車速に基づいて、予め定められた車間距離（自車両の先端と先行車両の後端との間の距離）を保ちながら自車両が先行車両に追従して走行する。

【0003】

なお、特許文献１には、追従走行を行った場合に燃費が悪化するか否かを判定する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１４６８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

追従走行が行われる場合、車間距離に応じて、自車両が受ける走行風量（空気抵抗）は変わる。これにより、自車両で消費されるエネルギ量（以下、消費エネルギ量という。例えば、燃費、電費等）も変わる。よって、追従走行が行われる場合、消費エネルギ量を抑制することが望まれる。

【0006】

本開示の一態様の目的は、追従走行が行われる場合において消費エネルギ量を抑制することができる車間距離判定装置および車間距離判定方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る車間距離判定装置は、設定された車速に基づいて、設定された車間距離を保ちながら先行車両に追従走行する車両に搭載され、追従走行用として予め定められた複数の車間距離のそれぞれが取られた場合毎に、前記設定された車速および前記車両が受ける走行風量に基づいて、前記車両で消費される消費エネルギ量を算出する算出部と、前記複数の車間距離のうち、算出された複数の前記消費エネルギ量の中で最も小さい消費エネルギ量に相当する車間距離を、前記設定された車間距離として選択する選択部と、を有する。

【0008】

本開示の一態様に係る車間距離判定方法は、設定された車速に基づいて、設定された車間距離を保ちながら先行車両に追従走行する車両で行われ、追従走行用として予め定められた複数の車間距離のそれぞれが取られた場合毎に、前記設定された車速および前記車両が受ける走行風量に基づいて、前記車両で消費される消費エネルギ量を算出するステップと、前記複数の車間距離のうち、算出された複数の前記消費エネルギ量の中で最も小さい消費エネルギ量に相当する車間距離を、前記設定された車間距離として選択するステップと、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、追従走行が行われる場合において消費エネルギ量を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施の形態に係る車間距離判定装置の構成例を示すブロック図

【図2】本開示の実施の形態に係る車間距離判定装置の動作例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0011】

まず、本開示に至った知見について説明する。

【0012】

上述したとおり、追従走行が行われる場合では、車間距離（具体的には、自車両の先端と先行車両の後端との間の距離）に応じて、自車両が受ける走行風量（以下、単に走行風量ともいう）は変わるため、自車両における消費エネルギ量も変わる。

【0013】

具体的には、車間距離が短い場合では、走行風量が減少するため、冷却ファン以外の装置（例えば、駆動源）の消費エネルギ量が減少するが、冷却ファンの消費エネルギ量が増加する。その一方、車間距離が長い場合では、走行風量が増加するため、冷却ファンの消費エネルギ量が減少するが、冷却ファン以外の装置の消費エネルギ量が増加する。

【0014】

本開示では、追従走行が行われる場合において、消費エネルギ量の抑制を実現することを目的とする。

【0015】

次に、図１を用いて、本実施の形態の車間距離判定装置１００の構成について説明する。図１は、車間距離判定装置１００の構成例を示すブロック図である。

【0016】

図１に示す車間距離判定装置１００は、例えば、自動車（乗用車でもよいし、商用車でもよい）に搭載される。本実施の形態では、車間距離判定装置１００を搭載する自動車が、電動モータのみを駆動源とし、消費エネルギが電力のみである電気自動車である場合を例に挙げて説明する。また、以下の説明では、車間距離判定装置１００を搭載する車両を「自車両」ともいう。

【0017】

自車両は、電動モータを冷却するための冷却ファンを搭載している。冷却ファンは、電動である。以下では、電動モータの駆動のために消費される電力量を「電動モータ消費電力量」といい、冷却ファンの駆動のために消費される電力量を「冷却ファン消費電力量」という。電動モータは、「冷却ファン以外の装置」の一例である。

【0018】

本実施の形態ででは、追従走行とは、自車両と先行車両との間に他の車両が走行してない状態で、自車両が先行車両に追従して走行することとする。また、本実施の形態では、自車両は、追従対象の先行車両と同じ車種（同じサイズ、同じ形状）であるとする。自車両と先行車両とが同じ車種であるという条件は、後述する第１設定データおよび第２設定データにおいて考慮されているとする。

【0019】

本実施の形態では、追従走行の開始前または実行中に、例えばユーザの操作により、車速が設定（指定または決定と言ってもよい）されるとする。設定された車速を以下「設定車速」という。設定車速は、車間距離判定装置１００に通知される。

【0020】

本実施の形態では、追従走行時に用いられる車間距離として、互いに異なる２つの値を例に挙げて説明する。１つは「短車間距離」といい、もう１つは「長車間距離」という。長車間距離は、短車間距離より長い。よって、長車間距離が取られた場合では、短車間距離が取られた場合に比べて、自車両が受ける走行風量が大きくなる。なお、短車間距離および長車間距離はいずれも、安全要件（例えば、法規やガイドライン等に含まれる要件）を満たすものとする。

【0021】

なお、本実施の形態において、追従走行は、自車両の運転者の手動操作により行われてもよいし、自車両に搭載されるコンピュータ（追従走行が実行されるように自車両の操舵、加減速、制動等を制御する装置。以下、追従走行制御装置という）の制御により行われてもよい。なお、追従走行制御装置は、自車両の外部に設置されてもよい。

【0022】

車間距離判定装置１００は、自車両が追従走行を行う場合において、消費電力量（消費エネルギ量の一例）を抑制可能な車間距離を判定（選択と言ってもよい）する装置である。

【0023】

図示は省略するが、車間距離判定装置１００は、ハードウェアとして、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、コンピュータプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、作業用メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。以下に説明する車間距離判定装置１００の各機能は、ＣＰＵがＲＯＭから読み出したコンピュータプログラムをＲＡＭにて実行することにより実現される。車間距離判定装置１００は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって実現されてもよい。

【0024】

図１に示すように、車間距離判定装置１００は、記憶部１１０、算出部１２０、および選択部１３０を有する。

【0025】

記憶部１１０は、例えば、第１設定データ、第２設定データ、および第３設定データを記憶する。これらは、後述する算出部１２０による算出処理に用いられる。

【0026】

第１設定データは、短車間距離の場合と長車間距離の場合のそれぞれにおいて、車速毎に、空気抵抗（走行風量）を考慮して算出された電動モータ消費電力量が定められたデータである。

【0027】

具体的には、第１設定データでは、短車間距離の場合と長車間距離の場合のいずれにおいても、車速が大きくなるほど、電動モータ消費電力量が増加するように定められている。ただし、同じ車速であっても、長車間距離の場合の電動モータ消費電力量の方が、短車間距離の場合の電動モータ消費電力量よりも大きくなるように定められている。

【0028】

第２設定データは、短車間距離の場合と長車間距離の場合のそれぞれにおいて、車速毎に、走行風量が定められたデータである。

【0029】

具体的には、第２設定データでは、短車間距離の場合と長車間距離の場合のいずれにおいても、車速が大きくなるほど、走行風量が増加するように定められている。ただし、同じ車速であっても、長車間距離の場合の走行風量の方が、短車間距離の場合の走行風量よりも大きくなるように定められている。また、例えば短車間距離が自車両が走行風量をほぼ受けない距離である場合には、短車間距離の場合の走行風量は、どの車速であってもほぼゼロに定められている。

【0030】

第３設定データは、冷却ファンの風量（以下、ファン風量という）毎に、冷却ファン消費電力量が定められたデータである。

【0031】

具体的には、第３設定データでは、ファン風量が大きくなる（換言すれば、ファンの回転数が増加する）ほど、冷却ファン消費電力量が大きくなるように定められている。

【0032】

第１～第３設定データは、例えば、予め実施されたシミュレーションまたは実験等に基づいて作成され、記憶部１１０に格納される。

【0033】

なお、第１～第３設定データの形式は、例えば、テーブルでもよいし、マップでもよいし、それら以外の形式でもよい。

【0034】

算出部１２０は、設定車速および第１設定データに基づいて、短車間距離が取られた場合における電動モータ消費電力量（以下、第１消費電力量という）と、長車間距離が取られた場合における電動モータ消費電力量（以下、第２消費電力量という）とを算出する。

【0035】

算出部１２０は、設定車速および第２設定データに基づいて、短車間距離が取られた場合における走行風量（以下、第１走行風量という）と、長車間距離が取られた場合における走行風量（以下、第２走行風量という）とを算出する。

【0036】

算出部１２０は、必要空気量を算出する。必要空気量とは、例えば、電動モータを冷却するために必要な空気量であり、走行風量とファン風量との合計値である。

【0037】

必要空気量の算出には、公知の方法を用いることができる。例えば、「SANYO DENKI Technical Report No.40 Nov. 2015」における「ファンの基礎と選定（使い方）」に開示された算出式を用いてもよいし、これ以外の算出方法を用いてもよい。

【0038】

算出部１２０は、必要空気量および第１走行風量に基づいて、短車間距離が取られた場合におけるファン風量（以下、第１ファン風量という）を算出する。また、算出部１２０は、必要空気量および第２走行風量に基づいて、長車間距離が取られた場合におけるファン風量（以下、第２ファン風量という）を算出する。

【0039】

具体的には、算出部１２０は、必要空気量から第１走行風量を差し引くことにより、第１ファン風量を算出する。また、算出部１２０は、必要空気量から第２走行風量を差し引くことにより、第２ファン風量を算出する。

【0040】

算出部１２０は、第１ファン風量、第２ファン風量、および第３設定データに基づいて、短車間距離が取られた場合における冷却ファン消費電力量（以下、第３消費電力量という）と、長車間距離が取られた場合における冷却ファン消費電力量（以下、第４消費電力量という）とを算出する。

【0041】

算出部１２０は、第１消費電力量および第３消費電力量に基づいて、短車間距離が取られた場合における合計消費電力量（以下、第１合計消費電力量という）を算出する。また、算出部１２０は、第２消費電力量および第４消費電力量に基づいて、長車間距離が取られた場合における合計消費電力量（以下、第２合計消費電力量という）を算出する。

【0042】

具体的には、算出部１２０は、第１消費電力量に第３消費電力量を加えることにより、第１合計消費電力量を算出する。また、算出部１２０は、第２消費電力量に第４消費電力量を加えることにより、第２合計消費電力量を算出する。

【0043】

なお、本実施の形態では、算出部１２０が第１～第３設定データを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、算出部１２０は、第１～第３設定データの代わりに、別のデータまたは公知の算出式を用いて、上記各種算出を行ってもよい。

【0044】

選択部１３０は、第１合計消費電力量と第２合計消費電力量とを比較し、値が小さい方に相当する車間距離を、追従走行に用いるための車間距離として選択する。すなわち、ここで選択された車間距離は、追従走行中において消費電力量を抑制できる最適な車間距離である。

【0045】

具体的には、選択部１３０は、第１合計消費電力量が第２合計消費電力量よりも小さい場合、第１合計消費電力量に相当する短車間距離を選択する。または、選択部１３０は、第２合計消費電力量が第１合計消費電力量よりも小さい場合、第２合計消費電力量に相当する長車間距離を選択する。

【0046】

その後、選択部１３０は、選択した車間距離を示す情報（以下、車間距離情報という）を所定の装置へ出力してもよい。

【0047】

車間距離情報の出力先としては、例えば、上記追従走行制御装置、自車両に搭載された報知装置（例えば、車室内に設けられたディスプレイ、スピーカ等）、自車両の外部に設置された装置（例えば、自車両の管理センターで使用されるコンピュータ等）が挙げられる。

【0048】

例えば、車間距離情報が追従走行制御装置に出力された場合、追従走行制御装置は、その車間距離情報に示される車間距離が維持されるように、自車両の追従走行を制御する。これにより、消費電力量を抑制させた追従走行が実現される。

【0049】

また、例えば、車間距離情報が報知装置（例えば、ディスプレイ、スピーカ等）である場合、報知装置は、車間距離情報に示される車間距離の報知を行う。よって、自車両の乗員（例えば、運転者）は、選択された車間距離を把握することができる。よって、例えば、運転者の手動操作により追従走行が行われる場合には、運転者は、報知された車間距離を取るように、加減速操作を行うことができる。これにより、消費電力量を抑制させた追従走行が実現される。また、例えば、手動操作によらず、追従走行制御装置により追従走行が行われている場合、乗員は、追従走行に用いられることになる車間距離を事前に（現在の車間距離が変更される前に）知ることができる。

【0050】

なお、車間距離情報は、上述した複数の出力先に出力されてもよい。

【0051】

以上、車間距離判定装置１００の構成について説明した。

【0052】

次に、図２を用いて、車間距離判定装置１００の動作について説明する。図２は、車間距離判定装置１００の動作例を示すフローチャートである。

【0053】

図２に示すフローチャートは、例えば、車間距離判定装置１００が車間距離判定指示を受け付けたときに開始される。車間距離判定指示は、車間距離の判定を行う旨の指示であり、例えば、ユーザ（例えば、自車両の乗員）の操作によって行われてもよいし、追従走行制御装置によって行われてもよい。

【0054】

まず、算出部１２０は、設定車速および第１設定データに基づいて、第１消費電力量および第２消費電力量を算出する（ステップＳ１）。

【0055】

次に、算出部１２０は、設定車速および第２設定データに基づいて、第１走行風量および第２走行風量を算出する（ステップＳ２）。

【0056】

次に、算出部１２０は、必要空気量を算出する（ステップＳ３）。

【0057】

次に、算出部１２０は、必要空気量および第１走行風量に基づいて、第１ファン風量を算出し、必要空気量および第２走行風量に基づいて、第２ファン風量を算出する（ステップＳ４）。

【0058】

次に、算出部１２０は、第１ファン風量、第２ファン風量、および第３設定データに基づいて、第３消費電力量および第４消費電力量を算出する（ステップＳ５）。

【0059】

次に、算出部１２０は、第１消費電力量および第３消費電力量に基づいて、第１合計消費電力量を算出し、２消費電力量および第４消費電力量に基づいて、第２合計消費電力量を算出する（ステップＳ６）。

【0060】

次に、選択部１３０は、第１合計消費電力量と第２合計消費電力量を比較し、値が小さい方に相当する車間距離を選択する（ステップＳ７）。

【0061】

なお、上述したとおり、ステップＳ７の後、選択部１３０は、選択した車間距離を示す車間距離情報を所定の装置へ出力してもよい。

【0062】

また、上述したステップＳ１～Ｓ５の順序は、一例であり、図２の図示に限定されない。例えば、ステップＳ２とステップＳ３の順序は、逆であってもよい。また、例えば、ステップＳ２～Ｓ５の後で、ステップＳ１が行われてもよい。

【0063】

以上、車間距離判定装置１００の動作について説明した。

【0064】

以上説明したように、本実施の形態の車間距離判定装置１００は、設定車速で追従走行を行う場合において、短車間距離が取られた場合の合計消費電力量（冷却ファンの消費電力量＋冷却ファン以外の装置（例えば、電動モータ）の消費電力量）と、長車間距離が取られた場合の合計消費電力量（冷却ファンの消費電力量＋冷却ファン以外の装置（例えば、電動モータ）の消費電力量）とを算出し、それらを比較し、小さい方の合計消費電力量に相当する車間距離を選択することを特徴とする。これにより、追従走行が行われる場合において消費エネルギ量を抑制することができる。

【0065】

なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。

【0066】

［変形例１］
実施の形態では、車間距離判定装置１００を搭載する自動車（すなわち、自車両）が、電力のみを用いて走行する電気自動車であり、消費エネルギが電力のみである場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

【0067】

例えば、自車両は、燃料（例えば、ガソリンまたは軽油等）を燃焼させる内燃機関のみを駆動源とする自動車であってもよいし、内燃機関と電動モータの両方を駆動源とする自動車であってもよい。

【0068】

それらの自動車では、内燃機関の駆動には燃料（消費エネルギの一例）が消費され、冷却ファンの駆動には電力（消費エネルギの一例）が消費される。よって、実施の形態で説明した最終的な比較に用いられる合計消費エネルギ量（実施の形態では、第１合計消費電力量、第２合計消費電力量）は、消費燃料量または消費電力量のいずれかに統一されることが好ましい。

【0069】

例えば、自車両が内燃機関のみを駆動源とする場合を例に挙げて説明する。その場合、実施の形態で説明した第１消費電力量、第２消費電力量に代えて、第１消費燃料量、第２消費燃料量を算出する。また、実施の形態で説明した第３消費電力量、第４消費電力量（ともに、冷却ファンの消費電力量）は、予め定められた換算比率に基づいて、第３消費燃料量、第４消費燃料量に換算する。そして、第１消費燃料量に第３消費燃料量を加えて第１合計消費燃料量を算出し、第２消費燃料量に第４消費燃料量を加えて第２合計消費燃料量を算出する。そして、第１合計消費燃料量と第２合計消費燃料量とを比較し、値が小さい方に相当する車間距離を選択する。

【0070】

よって、燃料および電力の両方を消費する自動車であっても、消費エネルギ量（消費燃料量＋消費電力量）を抑制できる車間距離を選択することができる。

【0071】

［変形例２］
実施の形態では、選択対象となる車間距離が短車間距離と長車間距離の２つである場合を例に挙げて説明したが、３つ以上であってもよい。

【0072】

選択対象として追従走行用の車間距離が３つ以上定められている場合、車間距離判定装置１００は、それぞれの車間距離が取られた場合に対応する合計消費エネルギ量を算出する。これにより、３つ以上の合計消費エネルギ量が算出される。そして、車間距離判定装置１００は、３つ以上の車間距離のうち、３つ以上の合計消費エネルギ量の中で最も値が小さい合計消費エネルギ量に相当する車間距離を、追従走行に用いられる車間距離として選択する。

【0073】

［変形例３］
実施の形態では、合計消費電力量が、電動モータ消費電力量と冷却ファン消費電力量とに基づいて算出される場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。換言すれば、冷却ファン消費電力量以外に合計消費電力量に用いられる消費電力量は、電動モータのみの消費電力量に限定されない。

【0074】

例えば、電動モータ消費電力量の代わりに、冷却ファン以外の複数の装置の消費電力量を用いてもよい。複数の装置としては、上記電動モータ以外に、例えば、エアコンコンデンサ、電気回路、バッテリ、架装（例えば、冷凍機等）が挙げられるが、これらに限定されず、電力を消費する装置であればよい。

【0075】

［変形例４］
実施の形態では、車間距離判定装置１００は、追従走行制御装置とは別体である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

【0076】

例えば、車間距離判定装置１００は、図１に示した各部に加えて、追従走行制御装置と同じ機能を実現する（すなわち、追従走行が実行されるように自車両の操舵、加減速、制動を制御する）制御部を有してもよい。

【0077】

上述した変形例は、適宜組み合わせて実施されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本開示の車間距離判定装置および車間距離判定方法は、追従走行する場合に有用である。

【符号の説明】

【0079】

１００ 車間距離判定装置
１１０ 記憶部
１２０ 算出部
１３０ 選択部

【図1】

【図2】