JP2009074482A - 省燃費運転評価システム - Google Patents

Abstract

【課題】登坂走行の判定手段を必要とせず、より単純な手順で省燃費運転の評価ができる省燃費運転評価システムを提供する。
【解決手段】計測されたエンジン回転数、アクセル開度、車速、および燃料消費量の各信号を受信してそれらを記録し、かつそれらの信号データを基に演算して運転者への勧告表示を行う記録表示手段（７）とを有しており、その記録表示手段（７）に勧告表示の判断を行うための加速度判定値（Ａ０）を予めを入力しておき、前記信号データから演算した加速度値Ａをその加速度判定値（Ａ０）と比較し勧告表示領域にある（Ａ＞Ａ０）と判断されれば記録表示手段（７）に勧告表示をする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、トラックやバスなどの商用車において、省燃費運転を行うためにその運転状態を評価し、必要に応じて運転者に対して勧告指示（アドバイス）を行う車両の省燃費運転評価システムに関する。

車両の運行に当たって、出来る限り省燃費運転を行うようにするため、従来より、運転状態を評価し、必要に応じて、運転者に対して、運転方法に対する勧告指示（アドバイス：例えば、変速を促す、あるいは緩加速する様に促す等のアドバイス）を行う省燃費運転評価システムが、種々提案されている。

例えば、加減速や変速の操作に対する勧告（アドバイス）の表示や音声警告を必要な場合にのみ行い、運転状態の評価の精度を高めることのできる省燃費運転評価システムに関する技術が提案されている（特許文献１参照）。
また、一般路走行か高速路走行かの判定を含み適正な評価を行い、あるいは登坂や降坂の判定を行って一般的な評価システムの対象から除いた省燃費運転評価システムに関する技術も提案されている（特許文献２参照）。
そして、前記技術を総合して一般路、高速路、登坂、および降坂それぞれの走行に区分けした上で運転評価を行い、省燃費運転の勧告を行う省燃費運転評価システムに関する技術も提案されている（特許文献３参照）。

これらの省燃費運転評価システムにおいては、省燃費運転の評価にアクセル開度およびエンジン回転数をパラメータとして用いている。
ここで、登坂走行の領域での評価精度が劣り、例えば、登坂中に余裕トルクがないのにシフトアップを促す指示がでるなど、適切なアドバイス表示が行われない恐れがある。
そのため、上述した従来技術（特許文献１〜３）では、登坂走行の判定を行い、登坂走行領域での評価を対象外としたり、或いは、走行状態の区分けを行って評価を行う等の方法がとられている。

しかし、アクセル開度およびエンジン回転数をパラメータとした省燃費運転評価を行う上述した従来技術（特許文献１〜３）において、登坂走行時に不適切なアドバイスが表示されるのを防止するため、上述した様な制御、すなわち登坂走行であるか否かを判定し、登坂走行の場合を評価から排除する等の制御が必要となり、係る制御を実行するため、構成が複雑化する恐れがある。
特開２００６−７６４１５号公報 特開２００６−７７６６４号公報 特開２００６−８８８２０号公報

本発明は、従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、登坂走行の判定手段を必要とせず、より単純な制御或いは手順により省燃費運転の評価ができる省燃費運転評価システムの提供を目的としている。

すなわち本発明は、省燃費運転評価システムに係る上述した問題に対して、種々検討を行った結果により提案するものである。
発明者は、アクセル開度あるいはエンジン回転数の変化は、車両の加速度の変化と関係づけることができることに着目し、車両の加速度を制御パラメータとして用いることにより、上述した課題の解決を図っている。

本発明の省燃費運転評価システムは、車両１におけるエンジン回転数を計測するエンジン回転数計測手段（エンジン回転センサ）２と、アクセル開度を計測するアクセル開度計測手段（アクセル開度センサ）３と、車速を計測する車速計測手段（車速センサ）４と、燃料消費量を計測する燃料流量計測手段（燃料メータ）５と、これらの各計測手段２〜５と接続され計測されたエンジン回転数、アクセル開度、車速、燃料消費量の各信号を受信し、それらの信号データに基いて演算して運転者への勧告表示を行う記録表示手段（車載コントロールユニット）７とを有しており、その記録表示手段７には勧告表示の判断を行うための加速度判定値Ａ０を予め入力しておき、前記信号データから演算した加速度値Ａをその加速度判定値Ａ０と比較し、勧告表示領域にある（Ａ＞Ａ０の領域）と判断されれば記録表示手段７に勧告（アドバイス）を表示する機能を有していることを特徴とする。

本発明において、前記加速度判定値Ａ０として、減速比Ｒに対する目標加速度Ａ１を上回る標準加速度を用いるのが好ましい。

そして本発明において、前記加速度値Ａの判定によって勧告表示領域にあると判断された場合に、アクセル開度とエンジン回転数との重み付け演算を行い、その重み付けの大きい方を勧告表示（アドバイスを表示）するのが好ましい。

また本発明において、車両１に（周知の従来技術による）車両質量計測手段（図示せず）を設け、空車時と定積時とそれぞれの加速度判定値Ａ０を設定して予め記録表示手段７に入力しておき、前記車両質量計測手段で空車か定積かの判断を行い、加速度判定値Ａ０を選択して勧告表示の判断を行うのが好ましい。

さらに本発明において、前記記録表示手段７に燃料消費量演算ブロック（例えば、ブロック７ｃに内蔵）を設け、その燃料消費量演算ブロック（７ｃに内蔵）において燃料流量計測手段５の信号データを基に減速比Ｒおよび加速度Ａと燃料消費量との関係の解析演算を行ってその結果を出力する機能を有している。

上記の構成を具備する本発明の省燃費運転評価システムは、以下の作用効果を奏する。
（１） 予め設定した判定値Ａ０と、センサ２〜５からの検出信号より求めた加速度Ａとを比較判断する単純な手順によって、発進加速領域での省燃費運転のアドバイスが、精度良く実行できる。
その一方、登坂判定の工程がなくとも、登坂走行時においては余裕トルクが小さく加速度が低いので、登坂走行領域が直ちに勧告（アドバイス）表示領域と判定されることがなく、誤表示が回避できる。

（２） 定積時と空車時とそれぞれの加速度の判定値Ａ０を設定しておき、周知の従来技術による車両質量計測手段（あるい積車／空車判定手段）を用いて積車か空車かの判断を行い、その判定値Ａ０を基に判断すれば、積車時であるか空車状態かを考慮した精度の高いアドバイス表示をすることができる。

（３） 燃料消費量演算ブロック（例えば、ブロック７ｃに内蔵）を設け、減速比Ｒおよび加速度Ａと燃料消費量との関係の解析演算を行うことで、平均的な運転をした場合の燃料消費量に対してどれだけ燃料を節約したか／または多く消費したかを定量的に示すことができる。
その結果、運転者に対して、具体的な数値で評価し、目標値を設定することが可能になり、省燃費運転への意識の向上が図れる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１〜図４は本発明の第１実施形態を示している。
図１において、車両１には、エンジン回転数を計測するエンジン回転センサ２、アクセル開度を計測するアクセル開度センサ３、車速を計測する車速センサ４、エンジン負荷を計測するエンジン負荷センサ６、燃料消費量を計測する燃料メータ５が取り付けられている。そして、これらの各センサ２〜６は車載コントロールユニット７に接続されており、車載コントロールユニット７が運転室に設けられている。

車載コントロールユニット７は、演算手段７ｃと、記録手段７ｂと、表示手段７ａと、メディア（例えば、メモリカード１５）の駆動手段とを有している。
演算手段７ｃは、センサ２〜６の検出信号から、走行距離、加速度、減速比等を演算する機能を有する。
記録手段７ｂは、演算手段７ｃの演算結果およびセンサ２〜６の検出信号を記録する機能を有する。
表示手段７ａは、演算手段７ｃで処理したデータに基いて、運転者に対するアドバイスを表示する機能を有する。
駆動手段により作動或いは駆動するメディア（例えば、メモリカード１５）は、記録したデータを管理部署が有するコンピュータ２０へ転送するため記憶装置である。
後述するように、演算手段７ｃは、前記信号データから演算した加速度値Ａを予め入力された加速度判定値Ａ０と比較し、図３において「Ａ＞Ａ０」であると判断された場合（加速度がアドバイス表示領域であると判断された場合）には、表示手段７ａにアドバイス表示をする機能を有している。

図１では、各センサ２〜６の各々から、車載コントロールユニット７へ個別に配線が設けられて接続されている。これに対して、エンジン制御用コントロールユニット（ＥＣＵ：図示せず）を備えている場合には、ＥＣＵを介して、各データをデジタル信号で車載コントロールユニット７へ送信するように構成してもよい。

一方、管理部署側においては、メモリカード１５を介して、車両１で記録されたデータをコンピュータ２０に入力し、データ処理を実行する。そして、アドバイスレポート等を作成し、車両１側に対してフィードバックを実行する。

ここで、車両１におけるセンサ２〜６とコントローラ７とを個々の配線で接続せずに、図２の変形例で示すように、車両内通信ネットワーク（車内ＬＡＮ）を利用して、センサ２〜６で計測したデータをコントローラ７へ送信する様に構成してもよい。

以下、図３、図４を参照して、第１実施形態における省燃費運転評価の手順について説明する。
発進加速時における省燃費運転操作としては、「急加速をしない」および「早めにシフトアップを行う」の２点を挙げることができる。
従来技術では、アクセル開度が大き過ぎることが検出された場合、あるいは、エンジン回転が高過ぎることが検出された場合には、例えば「アクセルを踏み過ぎです！」または「シフトアップしましょう！」というアドバイスが、それぞれ表示されていた。

これに対して、第１実施形態に係る省燃費運転評価システムにおいては、アクセル開度が大き過ぎる状態やエンジン回転が高過ぎる状態では、車両の加速度が大きくなることに着目している。そして、第１実施形態に係る省燃費運転評価システムでは、車両の加速度を検出して、車両の加速度を制御のパラメータとすることにより、省燃費運転の評価を行っている。
このような評価を行うための加速度検出値Ａの判定は、以下のように行われる。

図３に示すように、横軸の減速比Ｒ（＝エンジン回転数／車速：ｋｍ／ｈ／ｒｐｍ）と縦軸の加速度Ａにおいては、減速比Ｒが大きい（低速段）と加速度Ａが大きくなる関係が存在する。
図３において、平均的な運転をした場合における加速度と減速比との特性を標準加速度（Ａ０）として、省燃費運転した場合の加速度と減速比との特性をを目標加速度（Ａ１）とする。

第１実施形態に係る省燃費運転評価システムの制御においては、制御の対象である車両１（図１）の減速比と加速度を図３にプロットし、そのプロットが標準加速度Ａ０よりも上側の領域であることが検出された場合（車両１の減速比と加速度が、図３においてハッチングで示すアドバイス表示領域に包含されるような数値である場合）に、アクセル開度が大き過ぎると判断し、或いは、シフトアップが必要であると判断して、該当するアドバイスを表示手段７ａ（図１）で表示する。

アドバイスを表示するに際しては、アクセル開度とエンジン回転数とに、それぞれ、予め重み付けを行い、アクセル開度の重み付けが大きければ「アクセルを踏み過ぎです！」と表示し、エンジン回転数の重み付けが大きければ「シフトアップしましょう！」と表示する。

次にその省燃費運転の評価手順を図４のフロー図を参照して説明する。
図４において、先ず、ステップＳ１で、各センサ２〜５が検出した運行データの読み込みを行う。
そして、ステップＳ２では減速比Ｒ［＝車速／エンジン回転数］を演算し、ステップＳ３で加速度Ａ［＝現車速−１秒前の車速］を演算する。

次に、ステップＳ４において、演算された減速比Ｒにおける加速度Ａが、当該減速比Ｒにおけるアドバイス判定値Ａ０（予め入力された値：図３参照）以上であるか否かを判断する。
当該減速比Ｒにおける加速度Ａが、予め入力されたアドバイス判定値Ａ０を下回っていれば（ステップＳ４がＮｏ）、このルーチンを終了してリターンする。
一方、当該減速比Ｒにおける加速度Ａが、予め入力されたアドバイス判定値Ａ０以上であれば（ステップＳ４がＹｅｓ）、ステップＳ５において、アクセル開度・エンジン回転数の重み付けの演算を行う。

ステップＳ６では、ステップＳ５で演算されたアクセル開度の重み付けよりも、エンジン回転数の重み付けの方が大きいか否かを判定し、エンジン回転数の重み付けの方がアクセル開度の重み付けよりも大きければ（ステップＳ５がＹｅｓ）、ステップＳ７において「シフトアップしましょう！」と表示し、リターンする。
一方、、エンジン回転数の重み付けよりも、アクセル開度の重み付けの方が大きければ（ステップＳ５がＮｏ）、ステップＳ８で「アクセルを踏み過ぎです！」と表示し、リターンする。

ここで、ステップＳ５におけるアクセル開度・エンジン回転数の重み付けについて、説明する。
アクセル開度の重み付けは
（現在アクセル開度−アクセル踏み過ぎ判定値）／（定数［９０］−アクセル踏み過ぎ判定値）
なる式により行われる。
上記式において、「アクセル踏み過ぎ判定値」は、アクセル開度の目標値である。
また、「定数」はアクセル開度（％）の定数であり、無次元量である。上式では、９０（％）を例示している。この「定数」は、アクセル開度の頻度分布を求め、平均値をＡｍ、標準偏差をσとした場合に、「Ａｍ＋σ」で与えられる。

一方回転数の重み付けは、
（現在エンジン回転数−シフトアップエンジン回転数判定値）／（定数［２０００］−シフトアップエンジン回転数判定値）
なる式により行われる。
この式において、「シフトアップエンジン回転数判定値」はシフトアップエンジン回転数の目標値である。
また、「定数」はシフトアップエンジン回転数の定数であり、単位はｒｐｍである。上式では、２０００ｒｐｍが定数として例示されている。シフトアップエンジン回転数の頻度分布を求め、シフトアップエンジン回転数の平均値をＲｍ、標準偏差をσ´とした場合における「Ｒｍ＋σ´」を、「定数」として決定する。

次に図５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図５の第２実施形態では、加速度の判定方法が上述した第１実施形態とは異なっている。
第２実施形態では、車両１に、周知の従来技術による車両質量計測手段あるい空車／積車判定手段（図示せず）を設け、判定値Ａ０として定積時と空車時とそれぞれの加速度の判定値Ａ０を予め設定し入力しておき、これによって判断を行う。

この様に構成することにより、定積時であるか空車時であるかを考慮して行うアドバイス表示、換言すれば、第１実施形態に比較してより高い精度のアドバイス表示が可能となる。
なお、車両質量による複数の区分域を設けてそれぞれ判定値Ａ０を設定し、車両質量計測手段の検出値に基づきその判定値によって判断するようにしてもよい。

次に、図５及び図６をも参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態に係る省燃費運転評価システムでは、車載コントロールユニット７の演算手段７ｃに、燃料消費量演算ブロック（図示せず）を設ける。
燃料消費量演算ブロックは、燃料メータ５からの信号データにより、燃料消費量（実績値または推定値）を演算し、減速比および加速度と燃料消費量との関係を解析し、表示手段７ａ或いはメモリカード１５に出力する機能を設けて構成されている。

その様に構成すれば、例えば図６で示す様に、減速比Ｒと加速度Ａとの関係を定量的に求めることが出来る。或いは図７で示す様に、加速度Ａと燃料消費量との関係を定量的に求めることが出来る。
そして、減速比Ｒと加速度Ａとの関係と、加速度Ａと燃料消費量との関係を用いて、平均的な運転をした場合の燃料消費量に対して、どれだけの量の燃料を節約したか、或いは、どれほどの量の燃料を余計に消費したかを、運転者に対して定量的に示すことが出来る。
これにより、運転者に対して、燃料に関する具体的な数値で評価を行い、或いは目標値を設定することが可能になる。

第３実施形態で用いられる燃料消費量演算ブロック（図示せず）を管理部署側のコンピュータ２０（図１、図２参照）に設け、車両１側からメモリカード１５を介してデータをコンピュータ２０へ入力し、解析演算を実行することも可能である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。

本発明の第１実施形態を示すブロック図。 第１実施形態の変形例を示すブロック図。 省燃費運転評価システムの加速度判定値を説明する図。 省燃費運転評価システムの評価手順を示すフロー図。 本発明の第２実施形態の作動原理を説明する図。 本発明の第３実施形態における減速比と加速度との関係を示す図。 本発明の第３実施形態における加速度と燃料消費量との関係を示す図。

符号の説明

１・・・車両
２・・・エンジン回転センサ
３・・・アクセル開度センサ
４・・・車速センサ
５・・・燃料メータ
６・・・エンジン負荷センサ
７・・・車載コントールユニット

Claims (5)

1. 車両におけるエンジン回転数を計測する回転数計測手段と、アクセル開度を計測するアクセル開度計測手段と、車速を計測する車速計測手段と、燃料消費量を計測する燃料流量計測手段と、これらの計測手段と接続されて計測されたエンジン回転数、アクセル開度、車速、および燃料消費量の各信号を受信し、それらの信号データに基いて演算して運転者への勧告表示を行う記録表示手段とを有しており、その記録表示手段には勧告表示の判断を行うための加速度判定値を予め入力しておき、前記信号データから演算した加速度値をその加速度判定値と比較し、勧告表示領域にあると判断されれば記録表示手段に勧告を表示する機能を有していることを特徴とする省燃費運転評価システム。
2. 前記加速度判定値として、減速比に対する目標加速度を上回る標準加速度を用いている請求項１の省燃費運転評価システム。
3. 前記加速度値の判定によって勧告表示領域にあると判断された場合に、アクセル開度とエンジン回転数との重み付け演算を行い、その重み付けの大きい方を勧告表示する請求項２の省燃費運転評価システム。
4. 車両に車両質量計測手段を設け、空車時と定積時とそれぞれの加速度判定値を設定して予め記録表示手段に入力しておき、前記車両質量計測手段で空車か定積かの判断を行い、加速度判定値を選択して勧告表示の判断を行う請求項１〜３いずれかの省燃費運転評価システム。
5. 前記記録表示手段に燃料消費量演算ブロックを設け、その燃料消費量演算ブロックにおいて燃料流量計測手段の信号データを基に減速比および加速度と燃料消費量との関係の解析演算を行ってその結果を出力する機能を有する請求項１〜４いずれかの省燃費運転評価システム。

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