(57)【要約】【課題】隊列走行時に前車に対して車間距離を詰めた状態で、自車への空気の取り込みを確保することができる空気取込装置を提供する。【解決手段】指令部２１２は、第１判定部２１３によって自車２００が自動運転中であって前車１００に追従して隊列走行を行っていると判定され、第２判定部２１４によって自車２００の空気取込量が基準値を超えていないと判定された場合、前車１００の空気流れ調整装置１１０に指令を送信する。前車１００に搭載された空気流れ調整装置１１０は、受信した指令に従って駆動部１１３によって可変ウィング１１２の開度を調整する。これにより、自車２００のフロント部２０１に空気を導く。これにより、自車２００のフロント部２０１に流入する空気量を増大させることができる。したがって、自車２００への空気の取り込みを確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車（２００）が自動運転中であり、前記自車と通信可能に構成されていると共に前記自車から指令を受信することにより前記自車のフロント部（２０１）に空気を導くように動作する空気流れ調整装置（１１０）を備えた前車（１００）に追従する隊列走行を行っているか否かを判定する第１判定部（２１３）と、
前記第１判定部によって前記自車が前記自動運転中であって前記隊列走行を行っていると判定された場合、前記自車の空気取込量が基準値を超えているか否かを判定する第２判定部（２１４）と、
前記第２判定部によって前記自車の前記空気取込量が前記基準値を超えていないと判定された場合、前記前車の前記空気流れ調整装置に前記指令を送信して前記空気流れ調整装置を動作させることにより、前記自車の前記フロント部に空気を導く指令部（２１２）と、
を含んでいる空気取込装置。
【請求項２】
前記空気流れ調整装置は、
空気が通過する通気口（１１４）が設けられた板状の可変ウィング（１１２）と、
前記可変ウィングのうちの第１外縁部（１１７）が前記前車の車両前方側に位置すると共に前記第１外縁部とは反対側の第２外縁部（１１９）が前記前車の車両後方側に位置するように前記第２外縁部を保持する駆動部（１１３）と、
を含み、
前記駆動部は、前記前車の底部（１０１）のうちの車両後方部（１０２）に設けられており、前記指令に応じて前記第１外縁部を地面側に移動させることにより前記可変ウィングの開度を変更する請求項１に記載の空気取込装置。
【請求項３】
前記指令部は、前記空気取込量に応じた前記可変ウィングの開度の情報を前記指令に含めて送信し、
前記駆動部は、前記指令に含まれる前記可変ウィングの開度の情報に従って前記可変ウィングの開度を調整する請求項２に記載の空気取込装置。
【請求項４】
前記可変ウィングは、
前記通気口のうち前記第１外縁部側の第１端部（１１８）に固定され、前記第１外縁部側に膨らむと共に、前記前車の車両前後方向及び天地方向に平行な断面形状が円弧状に湾曲した第１湾曲部（１２１）と、
前記通気口のうち前記第２外縁部側の第２端部（１２０）に固定され、前記第１湾曲部側に膨らむと共に、前記前車の車両前後方向及び天地方向に平行な断面形状が円弧状に湾曲した第２湾曲部（１２２）と、
を含んでいる請求項２または３に記載の空気取込装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動運転の隊列走行時に自車への空気の取り込みを確保する空気取込装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の隊列走行時において前車の後方を走行する自車を減速させて前車との車間距離を広げることにより、自車内に吹き込まれる流入空気流量を増大させるように構成された車両走行制御装置が、例えば特許文献１で提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０１１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、車両の隊列走行時に前車と自車との車間距離が広くなるので、自車が走行中に受ける空気抵抗が大きくなる。このため、隊列走行時に自車の燃費が悪化してしまう。
【０００５】
一方、自動運転により、前車との車間距離が狭い状態での隊列走行が可能になる。これにより、自車が走行中に受ける空気抵抗が低下し、自車の燃費の悪化が抑制される。
【０００６】
しかし、自動運転の隊列走行時では、前車と自車との車間距離が狭くなるので、隊列走行時の自車への流入空気流量が低下してしまう。このため、自車のラジエータやコンデンサに風が当たりにくくなり、空調冷却に必要な風量を確保できなくなる。これを解消するために空調動力が増大してしまい、その結果、自車の燃費や航続距離が悪化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑み、隊列走行時に前車に対して車間距離を詰めた状態で、自車への空気の取り込みを確保することができる空気取込装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気取込装置は、自車（２００）が自動運転中であり、自車と通信可能に構成されていると共に自車から指令を受信することにより自車のフロント部（２０１）に空気を導くように動作する空気流れ調整装置（１１０）を備えた前車（１００）に追従する隊列走行を行っているか否かを判定する第１判定部（２１３）を含んでいる。
【０００９】
また、空気取込装置は、第１判定部によって自車が自動運転中であって隊列走行を行っていると判定された場合、自車の空気取込量が基準値を超えているか否かを判定する第２判定部（２１４）を含んでいる
さらに、空気取込装置は、第２判定部によって自車の空気取込量が基準値を超えていないと判定された場合、前車の空気流れ調整装置に指令を送信して空気流れ調整装置を動作させることにより、自車のフロント部に空気を導く指令部（２１２）を含んでいる。
【００１０】
これによると、自動運転中であって、隊列走行時でも、指令部によって自車のフロント部に流入する空気量を増大させることができる。したがって、隊列走行時に前車に対して車間距離を詰めた状態で、自車への空気の取り込みを確保することができる。
【００１１】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態において自動運転での隊列走行を示した模式図である。
【図２】前車に搭載された空気流れ調整装置及び自車に搭載された空気取込装置の構成を示した図である。
【図３】図１のＡ矢視図であり、可変ウィングの正面図である。
【図４】図１のＢ部拡大図であり、可変ウィングが格納された状態を示した図である。
【図５】図１のＢ部拡大図であり、可変ウィングの開度が調整された状態を示した図である。
【図６】空気取込処理の内容を示したフローチャートである。
【図７】空気流れ調整処理の内容を示したフローチャートである。
【図８】第２実施形態に係る可変ウィングの断面図である。
【図９】第３実施形態に係る湾曲体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。まず、図１に示されるように、先行車である前車１００に対して後続車である自車２００が追従する隊列走行時では、自車２００と前車１００との車間距離が狭くなる。
【００１５】
このような隊列走行時では、前車１００が自車２００の前を走行するため、自車２００に対する風流れが通常とは異なり、自車２００が空気抵抗を受けにくくなる。言い換えると、自車２００のフロント部２０１のグリルからラジエータ２０２や図示しないコンデンサに流入する空気量が減少する。これは、前車１００がトラックやバス等の大型輸送車の場合に顕著に発生する。なお、前車１００が自動運転であるか否かは問わない。
【００１６】
自車２００のフロント部２０１には、車両用空調装置の一部を構成するラジエータ２０２やコンデンサが配置されている。ラジエータ２０２やコンデンサは、外気と冷媒とを熱交換させる機器として、自車２００のエンジンルーム内に配置されている。よって、ラジエータ２０２やコンデンサに空気を取り込みやすくするため、本実施形態では、自車２００は空気取込装置を搭載している。なお、図１では、一例として、ラジエータ２０２が示されている。
【００１７】
空気取込装置は、自車２００が自動運転中であって前車１００に追従する隊列走行を行っている際に、前車１００に指令を出すことにより、自車２００のフロント部２０１に空気を流入しやすくするための装置である。
【００１８】
具体的には、図２に示されるように、空気取込装置２１０は、制御部２１１及び指令部２１２を含んでいる。制御部２１１は、自動運転中であって、隊列走行時に一定の条件を満たす場合、自車２００のフロント部２０１に流入する空気量を増大させる制御を行う。このため、制御部２１１は、自車２００が自動運転中であるか否かの判定、及び、隊列走行中であるかを判定するための第１判定部２１３を有している。
【００１９】
第１判定部２１３は、自動運転及び隊列走行の判定を行うために、自動運転であることの情報、自車２００の車速、前車１００との車間距離、車車間通信による前車１００の車種や車速等の情報、カメラによって撮影した自車前方の画像分析による前車１００の情報等、走行中の様々な情報を取得する。
【００２０】
また、制御部２１１は、第１判定部２１３によって自車２００が自動運転中であって隊列走行を行っていると判定された場合、自車２００の空気取込量が基準値を超えているか否かを判定する第２判定部２１４を有している。つまり、第２判定部２１４は、自車２００の空気取込量が不足しているか否かを判定する。第２判定部２１４は、自車２００の空気取込量が基準値を超えているか否かの判定を、例えばラジエータ２０２の水温に基づいて行う。
【００２１】
空気取込量の基準値は、例えば、自車２００の車種や車速、走行条件等によって設定される。例えば、制御部２１１がラジエータ２０２の水温に基づいて空気取込量の基準値を算出する。空気取込量の判定は、ラジエータ２０２の水温以外の情報に基づいて行っても良い。なお、車両用空調装置が空気取込量の基準値を算出し、制御部２１１が当該基準値を取得して判定に用いるようにしても良い。
【００２２】
指令部２１２は、前車１００との間で通信を行う回路部である。指令部２１２は、第１判定部２１３及び第２判定部２１４の判定結果に従って前車１００に対して指令を送信する。
【００２３】
一方、前車１００は、空気流れ調整装置１１０を搭載している。空気流れ調整装置１１０は、自車２００と通信可能に構成されていると共に、自車２００から指令を受信することにより自車２００のフロント部２０１に空気を導くように動作する装置である。
【００２４】
具体的には、図１及び図２に示されるように、空気流れ調整装置１１０は、通信部１１１、可変ウィング１１２、及び駆動部１１３を含んでいる。通信部１１１は、自車２００との間で通信を行うと共に、自車２００から指令を受信する回路部である。
【００２５】
可変ウィング１１２は、前車１００の底部１０１と地面３００との間の空気が前車１００の後方部から自車２００のフロント部２０１に流れるように空気の流れを変更するための板状の部品である。図３に示されるように、可変ウィング１１２は、空気が通過する通気口１１４を備えている。
【００２６】
また、可変ウィング１１２は、第１ガイド１１５及び第２ガイド１１６を備えている。第１ガイド１１５は、通気口１１４のうち第１外縁部１１７側の第１端部１１８に固定された板状の部品である。第２ガイド１１６は、通気口１１４のうち第２外縁部１１９側の第２端部１２０に固定された板状の部品である。
【００２７】
第１ガイド１１５及び第２ガイド１１６は、通気口１１４のうち空気の出口側に固定されていると共に、空気流れ下流側に突出している。さらに、第１ガイド１１５及び第２ガイド１１６は、第２外縁部１１９側に倒れるように傾斜している。これにより、通気口１１４を通過した空気が第１ガイド１１５及び第２ガイド１１６に沿って流れるので、空気を効率良く自車２００のフロント部２０１に導くことができるようになっている。
【００２８】
駆動部１１３は、可変ウィング１１２のうちの第１外縁部１１７が前車１００の車両前方側に位置すると共に第１外縁部１１７とは反対側の第２外縁部１１９が前車１００の車両後方側に位置するように第２外縁部１１９を保持する。図４及び図５に示されるように、駆動部１１３は、前車１００の底部１０１のうちの車両後方部１０２に設けられている。
【００２９】
そして、駆動部１１３は、通信部１１１を介して入力した指令に応じて、第１外縁部１１７を地面側に移動させることにより可変ウィング１１２の開度を変更する。このため、駆動部１１３は、可変ウィング１１２の第２外縁部１１９を保持した状態で前車１００の車両幅方向の軸を中心に回動可能な機構を有している。
【００３０】
駆動部１１３は、自車２００から指令を受信しない場合、図４に示されるように、可変ウィング１１２を前車１００の底部１０１に格納する。一方、駆動部１１３は、自車２００から指令を受信した場合、図５に示されるように、可変ウィング１１２の第１外縁部１１７側を地面３００側に移動させる。以上が、自車２００に搭載された空気取込装置２１０と前車１００に搭載された空気流れ調整装置１１０の構成である。
【００３１】
次に、自車２００が自動運転中であって、図１に示されるように自車２００が前車１００に追従する隊列走行時における自車２００のフロント部２０１への空気取込処理、及び前車１００の空気流れ調整処理について説明する。これらの処理は、予め設定されたタイミングや条件に従って繰り返し実行される。
【００３２】
まず、図６に示された空気取込処理は、空気取込装置２１０の制御部２１１によって実行される。ステップＳ２２０では、自車２００が自動運転中であって、前車１００に追従する隊列走行を行っているか否かが判定される。これは、第１判定部２１３によって判定される。
【００３３】
ステップＳ２２０において、自車２００が自動運転及び隊列走行を行っていないと判定された場合、空気取込処理は終了する。この場合、図４に示されるように、可変ウィング１１２は前車１００の底部１０１に格納された状態が維持される。
【００３４】
ステップＳ２２０において、自車２００が自動運転及び隊列走行を行っていると判定された場合、ステップＳ２２１に進む。ステップＳ２２１では、自車２００の空気取込量が基準値を超えているか否かが判定される。すなわち、自車２００の空気取込量が足りているか、あるいは不足しているかが判定される。これは、第２判定部２１４によって判定される。
【００３５】
ステップＳ２２１において、自車２００の空気取込量が基準値を超えている、つまり空気取込量が足りていると判定された場合、空気取込処理は終了する。この場合、上記と同様に、可変ウィング１１２は動作しない。
【００３６】
ステップＳ２２１において、自車２００の空気取込量が基準値を超えていない、つまり空気取込量が不足していると判定された場合、ステップＳ２２２に進む。ステップＳ２２２では、前車１００に対して可変ウィング１１２を動作させる指令が指令部２１２によって送信される。この後、自車２００が前車１００に対する隊列走行を終了するまで、可変ウィング１１２を動作させる指令が維持される。
【００３７】
ステップＳ２２３では、自車２００が前車１００に追従する隊列走行を終了する旨の指令が出される。こうして、空気取込処理は終了する。
【００３８】
図７に示された空気流れ調整処理は、空気流れ調整装置１１０の駆動部１１３によって実行される。ステップＳ１３０では、空気取込装置２１０の指令部２１２から可変ウィング１１２を動作させる指令を受信したか否かが判定される。ステップＳ１３０において、指令部２１２から指令を受信しないと判定された場合、当該ステップを繰り返す。
【００３９】
ステップＳ１３０において、指令部２１２から指令を受信したと判定された場合、ステップＳ１３１に進む。ステップＳ１３１では、駆動部１１３によって可変ウィング１１２の開度が調整される。すなわち、可変ウィング１１２が図４に示された状態から図５に示された状態になるように、駆動部１１３が可変ウィング１１２を回転させる。
【００４０】
これにより、図５に示されるように、前車１００と地面３００との間の空気が可変ウィング１１２の板面に沿って前車１００の底部１０１側に流れると共に、通気口１１４を介して第１ガイド１１５及び第２ガイド１１６に沿って自車２００側に放出される。このようにして、可変ウィング１１２によって自車２００のフロント部２０１に空気が導かれる。
【００４１】
この後、ステップＳ１３２では、指令部２１２から隊列走行を終了する旨の指令を受信したか否かが判定される。ステップＳ１３２において、隊列走行を終了する旨の指令を受信しないと判定された場合、当該ステップを繰り返す。
【００４２】
ステップＳ１３２において、隊列走行を終了する旨の指令を受信したと判定された場合、ステップＳ１３３に進む。ステップＳ１３３では、可変ウィング１１２を前車１００の底部１０１に格納する処理が行われる。すなわち、可変ウィング１１２が図５に示された状態から図４に示された状態になるように、駆動部１１３が可変ウィング１１２を前車１００の底部１０１に格納する。こうして、空気流れ調整処理は終了する。
【００４３】
以上説明したように、自車２００が自動運転中であって、隊列走行時に、指令部２１２によって前車１００の空気流れ調整装置１１０を動作させて可変ウィング１１２の開度を調整することにより、自車２００のフロント部２０１に流入する空気量を増大させることができる。このため、隊列走行時に前車１００に対して車間距離を詰めた状態であっても、自車２００のラジエータ２０２やコンデンサへの空気の取り込みを確保することができる。
【００４４】
例えば、夏場のように外気温度が高い場合であっても、ラジエータ２０２の冷却を十分に行うことができる。このため、インバータ冷却不足やエンジンのオーバーヒート等によって自車２００の走行性能や機能が低下することを回避することができる。また、空調冷却に必要な風量を確保できるので、空調動力が増大することを抑制できる。よって、自車２００の燃費や航続距離の悪化を抑制することができる。自車２００が電気自動車の場合、空調動力の元となる車両の電力消費量を抑制することができるので、自車２００の航続距離を延長することができる。
【００４５】
変形例として、空気取込装置２１０の指令部２１２は、空気取込量に応じた可変ウィング１１２の開度の情報を指令に含めて送信しても良い。これに伴い、空気流れ調整装置１１０の駆動部１１３は、指令に含まれる可変ウィング１１２の開度の情報に従って可変ウィング１１２の開度を調整する。これにより、可変ウィング１１２を最適な開度に調整することができる。また、自車２００に取り込む最適な風量を維持することができる。
【００４６】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図８に示されるように、可変ウィング１１２は、第１湾曲部１２１及び第２湾曲部１２２を含んでいる。
【００４７】
第１湾曲部１２１は、可変ウィング１１２の通気口１１４のうち第１外縁部１１７側の第１端部１１８に固定されている。また、第１湾曲部１２１は、第１外縁部１１７側に膨らむと共に、前車１００の車両前後方向及び天地方向に平行な断面形状が円弧状に湾曲している。特に、第１湾曲部１２１のうち通気口１１４の出口側の部分が第１外縁部１１７側に膨らんでいる。
【００４８】
第２湾曲部１２２は、可変ウィング１１２の通気口１１４のうち第２外縁部１１９側の第２端部１２０に固定されている。また、第２湾曲部１２２は、第１湾曲部１２１側に膨らむと共に、前車１００の車両前後方向及び天地方向に平行な断面形状が円弧状に湾曲している。
【００４９】
第１湾曲部１２１及び第２湾曲部１２２は、第１ガイド１１５及び第２ガイド１１６の代わりに可変ウィング１１２に取り付けられている。第１湾曲部１２１及び第２湾曲部１２２は、第１ガイド１１５及び第２ガイド１１６に取り付けられていても良い。
【００５０】
上記の構成によると、可変ウィング１１２の通気口１１４を通過した空気は、第１湾曲部１２１及び第２湾曲部１２２の表面に沿って流れる。このとき、第１湾曲部１２１及び第２湾曲部１２２の表面は湾曲しているので、コアンダ効果が発生する。このため、空気が地面３００から離れる方向に流れやすくなる。よって、自車２００への空気の取込量を効率良く確保することができる。
【００５１】
変形例として、第１湾曲部１２１及び第２湾曲部１２２のいずれか一方が可変ウィング１１２に設けられていても良い。すなわち、第１湾曲部１２１及び第２湾曲部１２２の両方が可変ウィング１１２に設けられていなくても良い。
【００５２】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、前車１００と地面３００との間の空気の流れを変化させる手段として、可変ウィング１１２ではなく、湾曲体が用いられる。図９に示されるように、湾曲体１２３は、地面３００側に膨らむと共に、前車１００の車両前後方向及び天地方向に平行な断面形状が円弧状に湾曲している。
【００５３】
駆動部１１３は、湾曲体１２３を天地方向に移動可能に保持すると共に、自車２００から指令を受信しない状態では湾曲体１２３を前車１００の底部１０１に格納する。また、駆動部１１３は、自車２００から指令を受信した場合、図９に示されるように、湾曲体１２３を地面３００側に移動させる。これにより、前車１００と地面３００との間の空気がコアンダ効果によって湾曲体１２３の表面に沿って流れる。よって、第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００５４】
以上のように、空気流れ調整装置１１０は、湾曲体１２３を用いて空気の流れを調整するように構成されていても良い。
【００５５】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された空気取込装置２１０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、可変ウィング１１２や湾曲体１２３は、前車１００の底部１０１ではなく、前車１００の側部や上部等の他の位置に配置されていても良い。
【００５６】
また、前車１００はトラックやバスに限られず、乗用車等の他の車両も含まれる。もちろん、隊列走行を行う車両が３台以上になれば、自車２００が前車１００となる場合もあり得る。この場合、自車２００は空気取込装置２１０及び空気流れ調整装置１１０の両方を備えることになる。自車２００がトラックやバス等の大型車の場合もある。
【符号の説明】
【００５７】
１００  前車
１１０  空気流れ調整装置
２００  自車
２０１  フロント部
２１２  指令部
２１３  第１判定部
２１４  第２判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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