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公開番号2023145862
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-10-12
出願番号2022052734
出願日2022-03-29
発明の名称省エネルギー減速走行制御方法
出願人個人
代理人
主分類B60W 30/14 20060101AFI20231004BHJP(車両一般)
要約【課題】車両の目標減速・停止地点への減速走行を、個々の車両の車両状態/走行状態に適合した惰性走行と、それに継続する制動走行、の組み合わせで行う。
【解決手段】速度vc で走行中の車両の交差点あるいは横断歩道等の目標減速・停止地点への減速走行を、惰性走行開始速度vcに対応した惰性走行終了(制動走行開始)速度vb、前記vc ~vb間の最適化された惰性走行距離drによる惰性走行および前記惰性走行に継続する制動走行、によって行う。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
車両の交差点あるいは横断歩道等の固定目標減速・停止地点への減速走行を、あらかじめ定められている惰性走行開始速度vcに対応した惰性走行終了(制動走行開始)速度vb、および前記vc ~vb間の車両の惰性走行減速度で決まる惰性走行距離drによる惰性走行と前記惰性走行に継続する制動走行開始速度vbからの目標減速・停止地点まで制動減速度で決まる制動走行、によって行うことを特徴とする省エネルギー減速走行制御方法。
続きを表示(約 750 文字)【請求項2】
惰性走行距離drは、当初暫定的に定めた速度vc ~vb間の暫定惰性走行距離dzを実惰性走行し、この結果得られる速度vc ~vb’ 間の実惰性走行距離dz’から更新された惰性走行距離drを得て、次の減速走行に際し、制動開始地点上流距離dr 地点を次の減速走行時の新たな暫定惰性走行開始地点とする、即ち距離drを実惰性走行によって更新された惰性走行速度vc ~vb間の(前記暫定惰性走行距離dzに代えての)惰性走行距離とすること、を特徴とする請求項1記載の省エネルギー減速走行制御方法。
ここで
vb’:暫定惰性走行距離惰性走行終了時の車両速度
dz’= (vc
2
-vb’
2
)/(2・αir )
dr=(vc
2
-vb
2
)/(2・αir )
={(vc
2
-vb
2
)/(vc
2
-vb’
2
)}dz’
である。
【請求項3】
惰性走行開始速度範囲内速度で走行する車両において、目標減速・停止地点上流惰性走行距離範囲内一定距離ds地点から惰性走行を開始し、目標減速・停止地点上流一定距離db地点から制動走行を開始すること、を特徴とする省エネルギー減速走行制御方法。
【請求項4】
惰性走行中の車両は、惰性走行速度が惰性走行開始速度以上となる場合、あるいは惰性走行終了速度以下となる場合は、夫々惰性走行を中止し、走行速度を惰性走行速度範囲内に収めるべく、制動走行、あるいは加速/定速走行を行うこと、
を特徴とする省エネルギー減速走行制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本願発明は、車両減速時に車両の有している運動エネルギーを効率的・効果的に車両の減速走行に活用する、従来の制動装置(ブレーキ)は勿論、回生協調ブレーキに比べても総合的に優れた、省エネルギー減速走行制御方法に関する。
続きを表示(約 4,500 文字)【背景技術】
【0002】
走行中の車両の減速に際し、減速開始直前時に車両の有している運動エネルギーを最も有効に活用することができる走行形態は惰性走行である。
すなわち、減速・停止の固定目標地点(交差点、横断歩道等の徐行地点、走行路前方の障害物等)が特定された場合、車両の有している運動エネルギーを最大限活用した惰性走行可能距離を算出し、前記目標地点の上流惰性走行可能距離にある地点からの惰性走行によって目標減速・停止地点まで走行する(運動エネルギーを最大限有効に活用した)減速走行が可能になる。
ただし前記最大限の惰性走行距離による惰性走行実行に際しては、
1)惰性走行開始地点が目標減速・停止地点から数百m以上も上流地点になる、即ち惰性走行距離が過大になる、
2)従って、この間の平均走行速度が、惰性走行移行前の走行速度(定速走行速度)に比べて大きく低下する、
3)また前記惰性走行距離の特定には車両個々の惰性走行減速度の特定、従って走行抵抗の特定、が必要であるが、これを個々の車両において事前に必要精度で得ることは実質的には困難である、
4)惰性走行移行後の道路状態等の走行環境変化、例えば道路勾配変化による惰性走行速度変動、への対応、
等の問題がある。
【0003】
上記1)、2)の問題に対しては、目標減速・停止地点までの減速走行を惰性走行と制動走行に分けて行う方法が考えられている。(特許文献1、特許文献2、特許文献3)
即ち、惰性走行開始速度をvc、惰性走行終了速度をvbとすると、惰性走行開始時、および惰性走行終了時(制動走行開始時)の車両の有する運動エネルギーは各々(数1)、(数2)、であらわされる。
(数1)
Ec=m・vc

/2
(数2)
Eb=m・vb

/2
ここで m:車両(搭乗者を含む)質量。
従って惰性走行開始速度vc-惰性走行終了速度vbの(惰性走行の)間の運動エネルギー消費効率
ηcbは、
(数3)
ηcb=(vc

–vb

)/vc

また前記惰性走行の間の平均速度vcbは、
(数4)
vcb≒(vc+vb)/2
となる。
従って、例えばvc=60km/h、vb=30km/hとすると、
ηcb=0.75
vcb≒45km/h
とすることができる。
即ち、vc、vbを適切に設定することによって上記惰性走行による減速走行は、運動エネルギー利用効率、および惰性走行の間の平均速度共に十分な許容範囲内とすることができる。
【0004】
しかし、実惰性走行距離の特定に際して、特許文献1の方法では、暫定惰性走行距離の設定が不的確で惰性走行速度が vb以下になる恐れのある場合はその時点からの速度vbでの制動開始速度に達するまでの間の定速走行距離を実測してその結果を実惰性走行距離特定に利用しなければならないこと等、
また、実惰性走行距離算出に際して、特許文献2~特許文献4の方法では、惰性走行距離の特定に際し、事前に速度vb時のあるいは速度 vc~vb間の惰性走行減速度を各々あらかじめ特定しておく必要があること等、上記1)、2)、3)への問題解決効果は充分であるとは言えない。
【0005】
一方、減速をすべて制動走行で行う従来の減速走行の場合は、前記惰性走行による減速走行距離長大化の問題は無くなるが、運動エネルギー利用効率は大きく低減する。また運動エネルギーを回生して、後の加速走行に活用する回生協調制動走行においても、運動エネルギーの一部は併用する摩擦制動によって消費されること、あるいは回生制動による回生電力も、回生電力蓄積用大容量二次電池パワー密度の特性不足等から、充電効率が十分に得られないこと等、運動エネルギー利用効率は惰性走行に比べて大きく劣るという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2013-177126
特開2017-056927
特開2019-034734
特開2020-175834
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本願発明は、走行中の車両の有する運動エネルギーを惰性走行主体の減速走行に活かすことの最大の問題点である惰性走行減速度の正確な特定、前記減速走行距離の長大化、および減速走行距離が長大化する結果としての減速走行の間の平均走行速度低下、の問題を合理的かつ簡易に解決することによって従来の回生協調制動による運動エネルギー活用による方法にも総合的に勝る省エネルギー減速走行制御方法およびその支援装置を提供するものである。
ここで、惰性走行とは車両駆動源動力の駆動輪への伝達を遮断した走行を言う。(但し、前記車両駆動原動力は必ずしも遮断する必要はない。例えばガソリンエンジン車においてエンジンを停止する即ちフューエルカットする必要はない。アイドリング状態に保つことでも、惰性走行の間の燃料消費量の低減により相応の省エネルギー効果は得られる。)
また、車両駆動源動力の駆動輪への伝達を完全に遮断しなくても、例えば、MT4速時のアクセルオフ状態を“擬似惰性走行”とした車両駆動源動力の駆動輪への伝達を疎とした形態でも、相応の省エネルギー効果は得られる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
以下に、図1を用いて、本願発明の基本的考え方を説明する。
図1において、直線P2-P4は、走行速度vcでの走行車両の、地点P2から地点P4に向けての制動減速度αb での制動減速直線である。
即ち速度vcで走行中の車両は、通常は地点P2から制動減速度αbで停止点P4に向けて制動走行する。 この結果速度vc で走行中の車両の有する運動エネルギーは、地点P2-P4間の制動走行ですべて消費され、この間の車両の運動エネルギー利用効果、即ち走行距離は地点P2-P4間距離のみとなる。
これに対して本発明による省エネルギー減速走行は、速度vc で走行中の車両の有する運動エネルギーEvcのうち、車両速度がvbに到達時の運動エネルギーEvbまでの間惰性走行し、その後は制動減速度αbで制動走行し、地点P4に到達して停止する。従って、この間の運動エネルギー利用効果は地点P1-P2-P4間距離の走行となる。
ここで上記地点P1-地点P3間距離が惰性走行距離dzとしているが、これは車両走行抵抗で決まる速度vcから速度vbまでの間の平均惰性走行減速度αiから(数5)式の如く特定される。
(数5)
dz=(vc
2
-vb
2
)/(2・αi)
【0009】
しかし実際の惰性走行減速度は、車種・車両毎に、さらには車両のその時の(車両/走行)状態によって変化することから、一義的には決定できない。そこで本願発明においては、速度vc -速度vb間の惰性走行可能距離dzを暫定的に特定する。その結果上記惰性走行減速度αiも暫定値となる。
即ち、走行開始時、上記の如く設定された暫定惰性走行距離dzをもって、惰性走行終了地点(速度vb 地点 、地点P4上流距離db=vb
2
/(2・αi)地点)P3 から上流距離dz地点を暫定的に惰性走行開始地点(速度vc地点)P1とし、地点P1から 地点P3に向けて惰性走行し、惰性走行の結果前記制動減速直線(直線P2-P4)との交点を地点P3’ (走行速度vb’)とする(但し本願発明においては、地点P1から地点P3に向けての惰性走行終了地点は、制動減速直線P2-P4と速度vb’の交点P3’に代えて制動距離db直線と速度vb’の交点としている、即ち、制動減速度
αb は惰性走行減速度αiに比べて非常に大きいことから、距離db≒db’)と、地点P1-地点P3’ 間の惰性走行距離dz’ の惰性走行が当該車両の真の惰性走行減速度αir による惰性走行となる。即ち
(数6)
dz’ =(vc
2
-vb’
2
)/(2・αir)
であることから
(数7)
αir=(vc
2
-vb’
2
)/(2・dz’)
故に速度vc-速度vb間の当該車両の正しい惰性走行距離drは、
(数8)
dr={(vc
2
-vb
2
)/(2・αir)}
={(vc
2
-vb
2
)/(vc
2
-vb’
2
)}dz’
となる。
即ち、正しい惰性走行距離drは、車両の正確な惰性走行減速度が不明であっても、実減速走行時の惰性走行開始速度vcと制動開始速度vb’、およびこの間の惰性走行距離dz’を計測することによって算出することが可能となる。
従って次回の同一減速走行条件下での減速走行時の惰性走行は、制動走行開始地点P3上流距離dr地点(地点P1’ )を新たな惰性走行開始地点とし、地点P1’ から地点P3に向けて惰性走行を行うことによって、即ち上記dr を更新された暫定惰性走行距離として惰性走行を行うことによって、車両の有する真の惰性走行減速度αirによる惰性走行が可能となる。
ここで惰性走行減速度αirは車両の走行速度によって変化するが、ここでは速度vc ~速度vb 間の平均惰性走行減速度をもって惰性走行減速度αirとしている。
【0010】
上記は惰性走行開始速度vcに対応した、惰性走行終了速度(制動走行開始速度)vb、
速度vc~速度vb間の惰性走行距離、および制動走行開始速度vbからの制動走行距離db、を規定しての減速走行制御であるが、この方法では車両の実走行による惰性走行距離の学習・算出がかなり煩瑣である。この煩瑣な事項を省く方法として、目標減速・停止地点上流一定距離ds地点から(一定の惰性走行開始速度範囲において)惰性走行を開始し、目標減速・停止地点上流一定距離db地点から惰性走行に代えて制動走行を開始することによって、前記惰性走行開始地点特定のわずらわしさを解消することができる。但しこの場合は惰性走行による運動エネルギーの利用効率あるいはこの間の走行速度の低減をある程度犠牲にしなければならない。
【発明の効果】
(【0011】以降は省略されています)

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