JP2013057249A - Fuel saving driving evaluation device for vehicle and fuel saving driving evaluation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の省燃費運転評価装置及び省燃費運転評価方法に関するものであり、詳しくは、どのような種類の車両であっても、定量的な評価及び比較が可能な省燃費運転評価装置及び省燃費運転評価方法に関するものである。 The present invention relates to a vehicle fuel-saving driving evaluation device and a fuel-saving driving evaluation method, and more particularly, to a fuel-saving driving evaluation device capable of quantitative evaluation and comparison for any type of vehicle. And a fuel-saving driving evaluation method.
建設業界は言うに及ばず広く一般社会において、二酸化炭素（ＣＯ2）の排出量削減は、重要な環境対策として位置付けられており、特に車両から排出されるＣＯ2を削減するための省燃費運転教育の必要性が重要課題となっている。省燃費運転教育では、その効果を効率的かつ継続的に維持することが難しいため、省燃費運転の実施状況や燃費向上効果を把握して評価するためのエコドライブ管理システム（ＥＭＳ）の研究及び開発が、運輸業の貨物車を中心に盛んに行われており、燃費向上やＣＯ2削減という経済面や環境面のみならず、事故件数の減少という安全面でも高い改善効果が確認されている。 Reducing carbon dioxide (CO 2 ) emissions in the general public as well as the construction industry is positioned as an important environmental measure, especially fuel-saving driving to reduce CO 2 emitted from vehicles. The necessity of education is an important issue. Since it is difficult to maintain the effects efficiently and continuously in fuel-saving driving education, research on the Eco-Drive Management System (EMS) for understanding and evaluating the implementation status of fuel-saving driving and the effect of improving fuel efficiency Development is actively conducted mainly on freight cars in the transportation industry, and not only economic and environmental aspects such as fuel efficiency improvement and CO 2 reduction, but also a high improvement effect has been confirmed in terms of safety such as a reduction in the number of accidents. .
従来、このような省燃費運転を評価するための方法が種々提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１に記載された運転支援装置は、予め燃費率マップを作成する必要をなくすことにより、コストダウンを図ると共に、車両を選ばずに搭載可能な装置を提供することを目的とした技術である。この運転支援装置は、走行状態検出手段により、車両の走行状態を検出し、燃費検出手段により、車両の燃費情報を検出する。そして、学習手段により、検出された走行状態情報を入力とし、検出された燃費情報を出力とする学習を行い、推論手段により、学習手段が行った学習結果を用いて、入力された走行状態情報に対する燃費情報を推論する。さらに、入力手段により、推論手段に走行状態情報を入力し、支援手段により、燃費検出手段で検出された現燃費情報と、推論手段で推論された燃費情報との比較に基づいて、省燃費運転の支援を行うようになっている。
Conventionally, various methods for evaluating such fuel-saving driving have been proposed (see, for example,
また、特許文献２に記載された車両運転状態評価システムは、正確な燃費の演算を目的とした技術である。この車両運転状態評価システムは、評価ユニットのメモリに、エンジンの回転速度と負荷と燃費率の関係を規定した燃費率マップが格納されている。そして、評価ユニットにより、エンジンの初期燃費率に対する現在の燃費率の変化を求め、燃費率の変化に基づき燃費率マップを補正し、エンジンの回転速度と負荷に基づき補正後の燃費率マップを参照することでエンジンの燃費率を演算し、演算された燃費率に基づきエンジンの燃料消費量を演算するようになっている。
Moreover, the vehicle driving state evaluation system described in
ところで、従来の省燃費運転を評価・支援する装置は、車両の運行データを取得するための計測機器の設置に手間がかかるため、基本的に他車両へ載せ換えることができなかった。また、車両毎に取得可能な独自の情報のみを考慮して省燃費運転の評価を行うため、車両が異なる場合や、渋滞等の走行条件が異なる場合には、定量的な評価や比較が出来ないという問題もあった。さらに、車載装置が大型化したり、構造が複雑であったりするため、製造コストが上昇するという問題もあった。 By the way, the conventional apparatus for evaluating and supporting the fuel-saving driving takes time and labor to install the measuring device for acquiring the operation data of the vehicle, and thus cannot basically be transferred to another vehicle. In addition, because fuel-efficient driving is evaluated by considering only the unique information that can be acquired for each vehicle, quantitative evaluation and comparison can be performed when the vehicle is different or when driving conditions such as traffic congestion are different. There was also a problem of not. Furthermore, since the in-vehicle device is increased in size and the structure is complicated, there is a problem that the manufacturing cost increases.
特に、建設施工現場では、同一の車両を長期間に渡って使用する運輸業等とは異なり、工事の進捗や作業状況に応じて走行条件が日々変化し、これに伴いトラックや重機等も日々入れ替わることが多い。このため、建設施工現場で省燃費運転による効果を一元管理するためには、車両の種類を選ばず簡易に載せ替えが可能な車載機器の開発が求められると共に、省燃費運転の実施状況を走行条件や車種の違いに拘わらず定量的に評価する手法が必要である。 In particular, at the construction site, unlike the transportation industry that uses the same vehicle for a long period of time, the driving conditions change daily according to the progress of the construction and the work situation, and accordingly, trucks and heavy equipment etc. Often replaced. For this reason, in order to centrally manage the effects of fuel-saving driving at construction sites, it is necessary to develop in-vehicle devices that can be easily replaced regardless of the type of vehicle, and to drive the implementation status of fuel-saving driving A method for quantitative evaluation is required regardless of differences in conditions and vehicle types.
なお、既存のエコドライブ車載機器には簡易に載せ替え可能な機器も存在するが、これらの機器はＧＰＳシステムにより取得した位置情報等を利用して車両速度のみを測定する簡易なものであるため、車両速度に関する項目について省燃費運転を評価することができるだけである。また、仮に同じ速度で走行した場合であっても、燃費はギア位置や積荷状態の影響を受けるため、車両速度のみの測定では、燃費やＣＯ2排出量を定量的に評価することは困難である。 In addition, there are devices that can be easily replaced in existing eco-drive in-vehicle devices, but these devices are simple devices that measure only the vehicle speed using position information obtained by the GPS system. It is only possible to evaluate fuel-saving driving for items related to vehicle speed. Even if the vehicle travels at the same speed, the fuel efficiency is affected by the gear position and the load state. Therefore, it is difficult to quantitatively evaluate the fuel efficiency and CO 2 emissions by measuring only the vehicle speed. is there.
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、他車両への載せ換えが容易であると共に、簡易な構造のエコドライブ車載機器を用いて、車種や走行条件の相違に応じて、省燃費運転の実施状況を定量的かつ統一的に評価することが可能な車両の省燃費運転評価装置及び省燃費運転評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and can be easily replaced with another vehicle, and can be saved by using an eco-drive in-vehicle device having a simple structure according to a difference in a vehicle type and a traveling condition. An object of the present invention is to provide a fuel-saving driving evaluation device and a fuel-saving driving evaluation method for a vehicle that can quantitatively and uniformly evaluate the implementation status of fuel-efficient driving.
本発明に係る車両の省燃費運転評価装置及び省燃費運転評価方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係る車両の省燃費運転評価装置は、省燃費運転の実施状況を定量的かつ統一的に評価することが可能な装置であって、運転状況・積荷状況分析手段と、理想的省燃費運転モデル生成手段と、燃費シミュレーション手段と、省燃費運転達成率算出手段とを備えたことを特徴とするものである。 The fuel-saving driving evaluation device and the fuel-saving driving evaluation method for a vehicle according to the present invention have the following features in order to achieve the above-described object. That is, the fuel-efficient driving evaluation device for a vehicle according to the present invention is a device capable of quantitatively and uniformly evaluating the implementation status of the fuel-saving driving, and is ideal for analyzing the driving status / loading status analysis means, A fuel-saving driving model generation unit, a fuel-consumption simulation unit, and a fuel-saving driving achievement rate calculation unit are provided.
運転状況・積荷状況分析手段は、少なくとも車両速度及びエンジン回転数と、車両諸元とに基づいて運転状況及び積荷状況を分析するための手段である。理想的省燃費運転モデル生成手段は、運転状況及び積荷状況の分析結果を用いて、最適なシフトアップ方法、最適な加速方法、最適な減速方法、最適な経済速度からなる理想的な省燃費運転モデルを、発進から停車に至るまでの１区間の移動距離毎に生成するための手段である。燃費シミュレーション手段は、エンジン燃費マップと分析された運転状況及び積荷状況に基づいて評価対象燃費を算出する共に、理想的な省燃費運転モデルと分析された運転状況及び積荷状況に基づいて理想燃費を算出するための手段である。省燃費運転達成率算出手段は、評価対象燃費と理想燃費とを比較して、省燃費運転達成率を算出するための手段である。 The driving situation / loading situation analyzing means is a means for analyzing the driving situation and the loading situation based on at least the vehicle speed and the engine speed and the vehicle specifications. The ideal fuel-saving driving model generation means uses the analysis result of the driving situation and the loading situation, and the ideal fuel-saving driving consisting of the optimal shift-up method, optimal acceleration method, optimal deceleration method, and optimal economic speed. This is a means for generating a model for each moving distance of one section from starting to stopping. The fuel consumption simulation means calculates the evaluation target fuel consumption based on the engine fuel consumption map and the analyzed driving situation and load situation, and calculates the ideal fuel consumption based on the ideal fuel saving driving model and the analyzed driving situation and load situation. It is a means for calculating. The fuel saving driving achievement rate calculating means is a means for calculating the fuel saving driving achievement rate by comparing the evaluation target fuel consumption with the ideal fuel consumption.
また、上述した構成に加えて、理想的省燃費運転モデル生成手段は、以下の手法により最適なシフトアップ方法、最適な加速方法、最適な減速方法、最適な経済速度を設定することが可能である。エンジン動力を駆動輪に伝達するためのトランスミッションを構成する各ギアにおける最低常用速度に達した時点をシフトアップ・タイミングとして、最適なシフトアップ方法を設定する。設定された最適なシフトアップ・タイミングでシフトアップを実施した際のエンジンの軸トルクに基づいて、各ギアにおける加速度の上限値を求めることにより、最適な加速方法を設定する。減速時に惰性運転を多用させるための最適な減速方法を設定する。設定された最適なシフトアップ・タイミングにおけるシフトアップ直後の車両速度を最適な経済速度として設定する。 In addition to the above-described configuration, the ideal fuel-saving driving model generation means can set the optimal shift-up method, optimal acceleration method, optimal deceleration method, and optimal economic speed by the following methods. is there. The optimum upshifting method is set with the time when the minimum normal speed in each gear constituting the transmission for transmitting engine power to the drive wheels is reached as the upshifting timing. An optimum acceleration method is set by obtaining an upper limit value of acceleration in each gear based on the shaft torque of the engine when the upshift is performed at the set optimum upshift timing. Set the optimal deceleration method to make heavy use of inertial operation during deceleration. The vehicle speed immediately after the upshift at the set optimal upshift timing is set as the optimal economic speed.
また、上述した構成に加えて、分析された運転状況及び積荷状況と、理想的な省燃費運転モデルとに基づいて、省燃費運転の具体的評価を行う省燃費運転評価手段を備えることが可能である。 Further, in addition to the above-described configuration, it is possible to provide a fuel-saving driving evaluation means for performing a specific evaluation of the fuel-saving driving based on the analyzed driving situation and loading situation and an ideal fuel-saving driving model. It is.
この場合、省燃費運転評価手段は、アイドリングの抑制、急発進・急加速の防止、適切なタイミングでのシフトアップ、波状運転の防止、惰性運転の多用、経済速度での走行の各項目について評価を行うことが可能である。 In this case, the fuel-saving driving evaluation means evaluates each item of suppression of idling, prevention of sudden start / acceleration, shift up at appropriate timing, prevention of wavy driving, heavy use of inertial driving, and traveling at economic speed. Can be done.
本発明に係る車両の省燃費運転評価方法は、省燃費運転の実施状況を定量的かつ統一的に評価することが可能な車両の省燃費運転評価方法であって、以下の工程を備えていることを特徴とするものである。 A vehicle fuel-saving driving evaluation method according to the present invention is a vehicle fuel-saving driving evaluation method capable of quantitatively and uniformly evaluating the implementation state of fuel-saving driving, and includes the following steps. It is characterized by this.
すなわち、本発明に係る車両の省燃費運転評価方法は、少なくとも車両速度及びエンジン回転数と、車両諸元とに基づいて運転状況及び積荷状況を分析し、運転状況及び積荷状況の分析結果を用いて、最適なシフトアップ方法、最適な加速方法、最適な減速方法、最適な経済速度からなる理想的な省燃費運転モデルを、発進から停車に至るまでの１区間の移動距離毎に生成し、エンジン燃費マップと分析された運転状況及び積荷状況に基づいて評価対象燃費を算出する共に、理想的な省燃費運転モデルと分析された運転状況及び積荷状況に基づいて理想燃費を算出し、評価対象燃費と理想燃費とを比較して、省燃費運転達成率を算出する。 That is, the vehicle fuel-saving driving evaluation method according to the present invention analyzes the driving situation and the loading situation based on at least the vehicle speed and the engine speed and the vehicle specifications, and uses the analysis result of the driving situation and the loading situation. An ideal fuel-saving driving model consisting of an optimal shift-up method, optimal acceleration method, optimal deceleration method, and optimal economic speed is generated for each movement distance of one section from start to stop, Calculate the target fuel efficiency based on the engine fuel efficiency map and the analyzed driving situation and cargo status, and calculate the ideal fuel efficiency based on the ideal fuel-saving driving model and the analyzed driving situation and cargo status, and evaluate Comparing the fuel efficiency with the ideal fuel efficiency, the fuel efficiency driving achievement rate is calculated.
また、上述した構成に加えて、分析された運転状況及び積荷状況と、理想的な省燃費運転モデルとに基づいて、アイドリングの抑制、急発進・急加速の防止、適切なタイミングでのシフトアップ、波状運転の防止、惰性運転の多用、経済速度での走行の各項目について評価を行うことが可能である。 In addition to the above-described configuration, based on the analyzed driving conditions and loading conditions and an ideal fuel-saving driving model, it is possible to suppress idling, prevent sudden start / acceleration, and shift up at an appropriate timing. It is possible to evaluate each item of prevention of wavy driving, heavy use of inertial driving, and traveling at economic speed.
本発明に係る車両の省燃費運転評価装置及び省燃費運転評価方法によれば、少なくとも車両速度とエンジン回転数の２つの運行データから、省燃費運転の評価を行うことができるため、簡易に載せ換え可能なエコドライブ車載機器への展開が可能である。 According to the fuel-saving driving evaluation device and the fuel-saving driving evaluation method of the vehicle according to the present invention, since the fuel-saving driving can be evaluated from at least two operation data of the vehicle speed and the engine speed, It can be deployed to replaceable eco-drive in-vehicle devices.
また、車両の運転状況や積荷状況を詳細に把握することができ、車両の燃費やＣＯ2排出量を精度良く評価することが可能である。 Further, it is possible to grasp in detail the driving state and loading state of the vehicle, and it is possible to accurately evaluate the fuel consumption and CO 2 emission amount of the vehicle.
また、省燃費運転の実施状況のみを定量的かつ統一的に評価するため、車種や走行条件が異なる車両同士（例えば、重ダンプトラックと１０ｔダンプトラック）であっても、省燃費運転の実施状況を比較することが可能である。 In addition, because only the implementation status of fuel-saving driving is quantitatively and uniformly evaluated, the implementation status of fuel-saving driving can be achieved even between vehicles with different vehicle types and driving conditions (for example, heavy dump truck and 10t dump truck). Can be compared.
さらに、省燃費運転に関わる具体的な運転方法の項目（例えば、アイドリングの抑制、急発進・急加速の防止、適切なタイミングでのシフトアップ、波状運転の防止、惰性運転の多用、経済速度での走行の各項目）に対して、定量的な評価が可能である。 In addition, specific driving method items related to fuel-saving driving (for example, suppression of idling, prevention of sudden start / acceleration, upshifting at appropriate timing, prevention of wavy driving, heavy use of inertial driving, economic speed Quantitative evaluation is possible for each item of driving.
以下、図面を参照して、本発明に係る車両の省燃費運転評価装置及び省燃費運転評価方法の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of a fuel-saving driving evaluation device and a fuel-saving driving evaluation method for a vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
＜車両の省燃費運転評価装置及び省燃費運転評価方法の概要＞
本発明の実施形態に係る車両の省燃費運転評価装置及び省燃費運転評価方法は、例えば、建設施工現場のダンプトラック（重ダンプトラック、１０ｔダンプトラック）を対象として、簡易に載せ換え可能なエコドライブ車載機器を想定し、比較的容易に計測可能であると思われる車両速度とエンジン回転数の２つの運行データから、燃費やＣＯ2排出量を定量的に評価するための技術である。また、車種や走行条件の違いを「理想的な省燃費運転モデル」を用いて考察し、省燃費運転の実施状況のみを定量的かつ統一的に評価することが可能である。なお、エコドライブ車載器としては、例えば、現在普及している電話機能及びデータ通信機能を有するパーソナル携帯通信端末を用いることが可能である。
<Outline of vehicle fuel-saving driving evaluation device and fuel-saving driving evaluation method>
The vehicle fuel-saving driving evaluation device and the fuel-saving driving evaluation method according to the embodiment of the present invention are ecologically easily replaceable, for example, for dump trucks (heavy dump truck, 10t dump truck) at a construction site. This is a technique for quantitatively evaluating fuel consumption and CO 2 emissions from two operation data of vehicle speed and engine speed, which are considered to be relatively easy to measure, assuming a drive on-board device. In addition, it is possible to consider the difference in vehicle type and driving conditions using an “ideal fuel-saving driving model” and to evaluate only the implementation state of fuel-saving driving quantitatively and uniformly. In addition, as an eco-drive vehicle-mounted device, for example, a personal portable communication terminal having a telephone function and a data communication function that are currently widely used can be used.
＜省燃費運転評価装置を構成する機能手段＞
本実施形態の省燃費運転評価装置は、図１に示すように、運転状況・積荷状況分析手段１０と、理想的省燃費運転モデル生成手段２０と、燃費シミュレーション手段３０と、省燃費運転達成率算出手段４０とを備えている。さらに、省燃費運転評価手段５０を備えることが可能である。各手段は、例えばパーソナル携帯通信端末の機能として実現することができ、パーソナル携帯通信端末を構成するＣＰＵ等のハードウェアが、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って動作することにより実現されるものである。なお、プログラムとは、ＲＡＭ等に記憶され、ＣＰＵ等のハードウェアで実行されることにより、その機能を発揮するソフトウェアだけではなく、同等の機能を発揮することが可能な論理回路も含む概念である。
<Functional means constituting fuel-saving driving evaluation device>
As shown in FIG. 1, the fuel-saving driving evaluation device of the present embodiment includes a driving state / loading
運転状況・積荷状況分析手段１０は、少なくとも車両速度及びエンジン回転数と、車両諸元とに基づいて運転状況及び積荷状況を分析するためのプログラムからなる。理想的省燃費運転モデル生成手段２０は、運転状況及び積荷状況の分析結果を用いて、最適なシフトアップ方法、最適な加速方法、最適な減速方法、最適な経済速度からなる理想的な省燃費運転モデルを、発進から停車に至るまでの１区間の移動距離（ショートトリップ）毎に生成するためのプログラムからなる。燃費シミュレーション手段３０は、エンジン燃費マップと分析された運転状況及び積荷状況に基づいて評価対象燃費を算出する共に、理想的な省燃費運転モデルと分析された運転状況及び積荷状況に基づいて理想燃費を算出するためのプログラムからなる。省燃費運転達成率算出手段４０は、評価対象燃費と理想燃費とを比較して、省燃費運転達成率を算出するためのプログラムからなる。 The driving state / loading state analyzing means 10 includes a program for analyzing the driving state and the loading state based on at least the vehicle speed and the engine speed and the vehicle specifications. The ideal fuel-saving driving model generation means 20 uses the analysis result of the driving situation and the loading situation, and the ideal fuel-saving driving method includes an optimal shift-up method, an optimal acceleration method, an optimal deceleration method, and an optimal economic speed. It consists of a program for generating a driving model for each moving distance (short trip) of one section from start to stop. The fuel consumption simulation means 30 calculates an evaluation target fuel consumption based on the engine fuel consumption map and the analyzed driving situation and load situation, and also calculates the ideal fuel consumption based on the ideal fuel saving driving model and the analyzed driving situation and load situation. It consists of a program for calculating. The fuel saving driving achievement rate calculating means 40 is composed of a program for calculating the fuel saving driving achievement rate by comparing the evaluation target fuel consumption with the ideal fuel consumption.
ここで、理想的省燃費運転モデル生成手段２０は、エンジン動力を駆動輪に伝達するためのトランスミッションを構成する各ギアにおける最低常用速度に達した時点をシフトアップ・タイミングとして、最適なシフトアップ方法を設定し、最適なシフトアップ・タイミングでシフトアップを実施した際のエンジンの軸トルクに基づいて、各ギアにおける加速度の上限値を求めることにより、最適な加速方法を設定し、減速時に惰性運転を多用させるための最適な減速方法を設定し、最適なシフトアップ・タイミングにおけるシフトアップ直後の車両速度を最適な経済速度として設定することが可能である。 Here, the ideal fuel-saving driving model generation means 20 is an optimal shift-up method, with the point in time at which the minimum normal speed in each gear constituting the transmission for transmitting engine power to the drive wheels has been reached as the shift-up timing. And set the optimum acceleration method by determining the upper limit of acceleration in each gear based on the engine shaft torque when the upshift is performed at the optimum upshift timing, and coasting during deceleration It is possible to set an optimal speed reduction method for frequently using the vehicle and set the vehicle speed immediately after the upshift at the optimal upshift timing as the optimal economic speed.
また、省燃費運転評価手段５０は、分析された運転状況及び積荷状況と、理想的な省燃費運転モデルとに基づいて、省燃費運転の具体的評価を行うためのプログラムからなる。 Further, the fuel-saving driving evaluation means 50 includes a program for performing a specific evaluation of fuel-saving driving based on the analyzed driving situation and loading situation and an ideal fuel-saving driving model.
ここで、省燃費運転評価手段５０は、アイドリングの抑制、急発進・急加速の防止、適切なタイミングでのシフトアップ、波状運転の防止、惰性運転の多用、経済速度での走行の各項目について評価を行うことが可能である。 Here, the fuel-saving driving evaluation means 50 is for each item of suppression of idling, prevention of sudden start / acceleration, shift-up at appropriate timing, prevention of wavy driving, heavy use of inertial driving, and traveling at economic speed. An evaluation can be performed.
＜車両の運転状況・積荷状況の分析＞
ダンプトラックの燃費やＣＯ2排出量は、走行時のギア位置や積荷状態の影響を受けるため、ダンプトラックの省燃費運転を評価するためには、運転状況や積荷状況を詳細に把握する必要がある。
<Analysis of vehicle driving / loading conditions>
Since the fuel efficiency and CO 2 emissions of the dump truck are affected by the gear position and the load state during driving, it is necessary to know the driving situation and the loading situation in detail in order to evaluate the fuel-efficient driving of the dump truck. is there.
＜走行・アイドリング・エンジン停止の判定＞
ダンプトラックの運転状況・積荷状況を把握するためには、まず車両が走行しているのか、停車（アイドリング、もしくはエンジン停止）しているのかを判定する必要がある。この判定は、車両速度とエンジン回転数を用いれば簡易に行うことが可能である。車両速度がゼロでない場合が走行であり、車両速度がゼロの場合が停車である。また、停車中にエンジン回転数がゼロでない場合がアイドリング状態、エンジン回転数もゼロの場合がエンジン停止状態である。
<Determination of running / idling / engine stop>
In order to grasp the driving situation / loading situation of the dump truck, it is first necessary to determine whether the vehicle is traveling or stopped (idling or engine stopped). This determination can be easily performed by using the vehicle speed and the engine speed. The vehicle travels when the vehicle speed is not zero, and the vehicle stops when the vehicle speed is zero. Further, the idling state is when the engine speed is not zero while the vehicle is stopped, and the engine is stopped when the engine speed is zero.
＜走行時の加速・減速の判定＞
車両の燃費は、走行時の加速・減速方法によっても変化するため、車両の加速状態の判定も重要である。走行時の加速・減速の判定は、車両の加速度から判定する。計測時刻ｔにおける加速度αは、計測時刻ｔにおける速度ｖtと、その前の計測時刻ｔ−１における速度ｖt-1から、下記式（１）として求めることができる。
<Judgment of acceleration / deceleration during driving>
Since the fuel efficiency of a vehicle also changes depending on the acceleration / deceleration method during travel, determination of the acceleration state of the vehicle is also important. Determination of acceleration / deceleration during traveling is made from the acceleration of the vehicle. Acceleration α at the measurement time t, and the velocity v t at measurement time t, the speed v t-1 at the previous measurement time t-1, can be obtained as the following equation (1).
上記式（１）において、Δｔは計測間隔時間であり、本実施形態ではデータを１秒間隔で計測しているため、上記式（１）式に示す加速度αの単位はｋｍ／ｈ／ｓとなる。この加速度αがゼロより大きい場合が加速であり、加速度αがゼロより小さい場合が減速である。なお、走行時に加速度αがゼロとなる場合は、一定速度での走行である。 In the above equation (1), Δt is a measurement interval time, and in the present embodiment, data is measured at intervals of 1 second. Therefore, the unit of acceleration α shown in the above equation (1) is km / h / s. Become. The acceleration is when the acceleration α is larger than zero, and the deceleration is when the acceleration α is smaller than zero. When the acceleration α is zero during traveling, the vehicle is traveling at a constant speed.
＜走行時のギア位置の判定＞
エンジンの回転は、変速機および終減速機により最適に減速されタイヤに伝達される。この時の車両速度とエンジン回転数の関係は、下記式（２）として表すことができる。
<Determination of gear position during driving>
The rotation of the engine is optimally decelerated by the transmission and the final reduction gear and transmitted to the tire. The relationship between the vehicle speed and the engine speed at this time can be expressed as the following equation (2).
上記式（２）において、ｖは車両速度、Ｎはエンジン回転数、ｉmは変速機ギア比、ｉfは終減速機ギア比、ｒはタイヤの動的負荷半径である。終減速機ギア比ｉfおよびタイヤの動的負荷半径ｒは、各車両で一定であるため、走行時のギア位置（変速機ギア比ｉm）は、測定した車両速度ｖとエンジン回転数Ｎを、上記式（２）に代入することにより求めることができる。 In the above formula (2), v is the vehicle speed, N is the engine speed, i m is the transmission gear ratio, i f the final reduction gear gear ratio, r is a dynamic load radius of the tire. Final reduction gear gear ratio i f and dynamic load radius r of the tire are the constant for each vehicle, a gear position during running (transmission gear ratio i m) is measured vehicle speed v and the engine speed N Can be obtained by substituting into the above equation (2).
＜ダンプトラックの積荷状態の判定＞
建設現場で使用するダンプトラックは積載重量が大きく、積荷状態が燃費や運転方法に大きな影響を及ぼすことから、積荷状態の判定は重要である。ダンプトラックの積荷状態は、例えば、空車・荷積み・実車・荷下しの４つの状態に大別することができる。
<Dump truck loading status determination>
The dump truck used at the construction site has a large load weight, and the load state has a great influence on the fuel consumption and the driving method. Therefore, the determination of the load state is important. The loading state of the dump truck can be roughly divided into four states, for example, an empty vehicle, loading, actual vehicle, and unloading.
ここで、先に求めた車両の走行、アイドリング、エンジン停止の判定結果から、各状態で分類してグループ化する。そして、ダンプトラックの荷下しが、荷台のダンプアップのために常にアイドリング状態にあり、この時のエンジン回転数が通応のアイドリングよりも高いことに着目する。ここでは、分類した各グループにおいて、アイドリング状態にあり、かつエンジン回転数が基準値を超える場合を荷下しとして判定する。 Here, based on the determination results of traveling of the vehicle, idling, and engine stop that have been obtained earlier, classification is made in each state and grouped. It is noted that the unloading of the dump truck is always in an idling state for dumping up the loading platform, and the engine speed at this time is higher than the normal idling. Here, in each classified group, a case where the engine is idling and the engine speed exceeds the reference value is determined as unloading.
荷積みについては、ダンプトラックの運搬距離を用いて、荷下しまでの走行距離を逆算し、車両が停止しているグループを荷積みと判定する。荷積みと荷下しが判定できれば、あとは荷積みから荷下しまでの間を実車と判定し、荷下しから荷積みまでの間を空車と判定すればよい。 For loading, the traveling distance until unloading is calculated backward using the transport distance of the dump truck, and the group in which the vehicle is stopped is determined as loading. If loading and unloading can be determined, the subsequent period from loading to unloading may be determined as an actual vehicle, and the period from unloading to loading may be determined as an empty vehicle.
上述した判定結果と、実際にドライバーが作成した日報（荷積み、荷下し終了時刻等の記録）とを比較したところ、両者はほぼ一致しており、ダンプトラックの運転状況・積荷状況を精度良く分析可能であり、車両が異なるダンプトラックに対しても、本発明を適用可能であることが判明している。 Comparing the above judgment results with the daily report (loading, unloading end time, etc.) actually created by the driver, they are almost the same, and the operation status and loading status of the dump truck are accurate. It has been found that the present invention can be applied to dump trucks that can be analyzed well and have different vehicles.
＜燃料消費とＣＯ2排出量の算定方法＞
車両の燃料消費量は、エンジンが発揮する軸トルクとエンジン回転数によって決まる。軸トルクは、車両を前進させるためにエンジンが発揮する力であり、この時のエンジンの軸出力Ｐは、エンジン回転数Ｎ と軸トルクＴを用いて、下記式（３）として表すことができる。
<Method of calculating fuel consumption and CO 2 emissions>
The fuel consumption of the vehicle is determined by the shaft torque exerted by the engine and the engine speed. The shaft torque is a force exerted by the engine to advance the vehicle, and the shaft output P of the engine at this time can be expressed as the following equation (3) using the engine speed N and the shaft torque T. .
一方、車両が速度ｖで走行するためにタイヤが行う正味の仕事率Ｐeは、下記式（４）として表すことができる。 On the other hand, work rate P e net tires do to the vehicle travels at a velocity v, it can be expressed as the following formula (4).
上記式（４）において、ｇは重力加速度、Ｒは車両抵抗である。エンジンが発揮する軸出力Ｐは、変速機および終減速機を介してタイヤに伝わるため、エンジンの軸出力Ｐと正味の仕事率Ｐeとの関係は、下記式（５）として表すことができる。 In the above equation (4), g is a gravitational acceleration, and R is a vehicle resistance. Shaft power P of the engine is exerted, since transmitted to the tire via the transmission and the final reduction gear, the relationship between the shaft output P and net work rate P e of the engine, can be expressed as the following formula (5) .
上記式（５）において、ηmは変速機の伝達効率、ηfは終減速機の伝達効率である。上記式（３）及び上記式（４）を上記式（５）に代入し、さらに上記式（２）を用いることで、軸トルクＴ は車両抵抗Ｒの関数として、下記式（６）として表すことができる。 In the above equation (5), η m is the transmission efficiency of the transmission, and η f is the transmission efficiency of the final reduction gear. By substituting the above formula (3) and the above formula (4) into the above formula (5) and further using the above formula (2), the shaft torque T is expressed as the following formula (6) as a function of the vehicle resistance R. be able to.
ここで、車両抵抗Ｒとは、空気抵抗Ｒa、転がり抵抗Ｒr、勾配抵抗Ｒθ、加速抵抗Ｒcの和であり、下記式（７）として表すことができる。 Here, the vehicle resistance R is the sum of air resistance R a , rolling resistance R r , gradient resistance R θ , and acceleration resistance R c , and can be expressed as the following equation (7).
空気抵抗Ｒaは、車両表面の空気摩擦による抵抗であり、車両速度ｖの二乗に比例するため、下記式（８）として表すことができる。 The air resistance Ra is resistance due to air friction on the vehicle surface, and is proportional to the square of the vehicle speed v, and therefore can be expressed as the following equation (8).
上記式（８）において、Ａは車両前面投影面積、μaは空気抵抗係数である。 In the above formula (8), A is the vehicle front projected area, and μ a is the air resistance coefficient.
転がり抵抗Ｒrは、タイヤが転がる際に生じる抵抗であり、車両速度に関係なく車両重量のみに比例すると考えられ、下記式（９）として表すことができる。 The rolling resistance R r is a resistance generated when the tire rolls, and is considered to be proportional to only the vehicle weight regardless of the vehicle speed, and can be expressed as the following formula (9).
上記式（９）において、Ｍは車両重量、μrは転がり抵抗係数である。 In the formula (9), M is a vehicle weight, mu r is the rolling resistance coefficient.
勾配抵抗Ｒθは、登坂の際に発生する抵抗であり、車両重量Ｍと路面の傾斜角θより、下記式（１０）として表すことができる。 The gradient resistance Rθ is a resistance that occurs during climbing, and can be expressed as the following equation (10) from the vehicle weight M and the road surface inclination angle θ.
なお、路面の傾斜角θは車両速度とエンジン回転数のみでは判断できないため、勾配抵抗Ｒθを求めることは困難である。したがって、本実施形態における計算では、ダンプトラックの運搬経路が基本的に土取場と土捨場の往復であると考え、総合的に勾配抵抗Ｒθはゼロになると仮定して無視することとした。 It is difficult to determine the gradient resistance Rθ because the road surface inclination angle θ cannot be determined only by the vehicle speed and the engine speed. Therefore, in the calculation in the present embodiment, it is assumed that the transport route of the dump truck is basically a reciprocation between the earthworks site and the earth disposal site, and is neglected on the assumption that the gradient resistance Rθ is zero overall. .
加速抵抗Ｒcは、加速を行う際に発生する抵抗であり、加速度と車両重量に比例した下記式（１１）として表すことができる。 The acceleration resistance R c is a resistance generated when acceleration is performed, and can be expressed as the following equation (11) proportional to the acceleration and the vehicle weight.
上記式（１１）において、ｇは重力加速度。ΔＭは加速時の回転部分相当重量である。上記式（８）、上記式（９）、上記式（１１）を、上記式（７）に代入すると、車両抵抗Ｒは、下記式（１２）として表すことができる。 In the above formula (11), g is gravitational acceleration. ΔM is the weight equivalent to the rotating part during acceleration. When the above formula (8), the above formula (9), and the above formula (11) are substituted into the above formula (7), the vehicle resistance R can be expressed as the following formula (12).
車両の燃料消費量は、上記式（６）及び上記式（１２）から計算した軸トルクと、測定したエンジン回転数から、エンジン燃費マップを用いて各時刻の瞬間燃料消費量を求め、得られた瞬間燃料消費量を積算することで算出する。なお、エンジン燃費マップとは、エンジン回転数と軸トルク、燃料消費量の関係を示したグラフ（図３参照）である。燃費については、算出した燃料消費量と走行距離の比から求めることができ、ＣＯ2排出量については、燃料消費量に原単位を掛けることで算出される。 The fuel consumption of the vehicle can be obtained by obtaining the instantaneous fuel consumption at each time from the shaft torque calculated from the above equations (6) and (12) and the measured engine speed, using the engine fuel consumption map. Calculated by accumulating the instantaneous fuel consumption. The engine fuel consumption map is a graph (see FIG. 3) showing the relationship between the engine speed, shaft torque, and fuel consumption. The fuel consumption can be obtained from the ratio between the calculated fuel consumption and the travel distance, and the CO 2 emission amount is calculated by multiplying the fuel consumption by the basic unit.
＜理想的な省燃費運転モデル＞
本実施形態において、車両の燃費は、車両の性能、走行条件（例えば、交通量や信号等の影響）、ドライバーの省燃費運転技術によって決定される。この点、従来のエコドライブ車載装置では、車両の性能が異なる場合や走行条件が異なる場合には、計測される燃費も異なるため、省燃費運転の実施状況のみを評価・比較することが困難であった。そこで、本実施形態では、車両の性能や走行条件を考慮した「理想的な省燃費運転モデル」を運行データ毎に作成し、これを用いた省燃費運転技術の評価を試みている。
<Ideal fuel-saving driving model>
In this embodiment, the fuel consumption of the vehicle is determined by the vehicle performance, the driving conditions (for example, the influence of traffic volume, signals, etc.), and the driver's fuel-saving driving technology. In this regard, in the conventional eco-drive in-vehicle device, it is difficult to evaluate and compare only the implementation status of fuel-saving driving because the measured fuel efficiency is different when the performance of the vehicle is different or when the driving conditions are different. there were. Therefore, in the present embodiment, an “ideal fuel-saving driving model” that takes into consideration the performance and driving conditions of the vehicle is created for each operation data, and evaluation of fuel-saving driving technology using this is attempted.
理想的な省燃費運転モデルとは、実際の運転状態・積荷状況に対して、同じ車両を用いて最も燃費の良い運転をした場合の走行モデルのことである。ここでは、最も燃費の良い運転方法を、波状運転等の複雑な走行パターンを取り除き、図２に示すように、加速、経済速度走行、減速という最も単純な運行プロファイルで走行した場合であると考え、この運行プロファイルを実際の運行データのショートトリップ（発進から停車に至るまでの１単位）毎に作成する。これにより、エンジン性能やギア比等の車両性能の違いは、運行プロファイル作成時の加速方法や減速方法、経済速度等で考慮され、交通渋滞や信号等の走行条件の違いは、各ショートトリップの移動距離として考慮されることになる。 An ideal fuel-saving driving model is a traveling model in the case of driving with the best fuel consumption using the same vehicle with respect to the actual driving state / loading situation. Here, it is considered that the driving method with the best fuel efficiency is a case where driving is performed with the simplest operation profile of acceleration, economic speed driving, and deceleration as shown in FIG. This operation profile is created for each short trip (one unit from start to stop) of actual operation data. As a result, differences in vehicle performance, such as engine performance and gear ratio, are taken into account in acceleration method, deceleration method, economic speed, etc. when creating the operation profile, and differences in driving conditions such as traffic congestion and traffic lights It will be considered as a moving distance.
運行プロファイルを作成するためには、最も燃費の良いシフトアップ方法、加速方法、減速方法、経済速度等の運転条件が必要であり、これらの運転条件は、対象とする車両によって異なるものである。そこで、車両性能を考慮した運転条件を、以下のように設定した。 In order to create an operation profile, driving conditions such as a shift-up method, an acceleration method, a deceleration method, and an economic speed with the best fuel efficiency are required, and these driving conditions differ depending on the target vehicle. Therefore, the driving conditions considering the vehicle performance were set as follows.
＜最適なシフトアップ方法の設定＞
最も燃費の良いシフトアップ方法とは、増速に際して、出来る限り早めにシフトアップを行うことである。これは、ギア比が小さい高速ギアの方が、燃費が良いためである。しかし、あまりにも早い段階でシフトアップすると、エンジン回転数が小さくなりすぎてエンジンが停止してしまう。つまり、シフトアップ後のエンジン回転数には下限値が存在し、この下限値が燃費の良い最適なシフトアップであると考えられる。
<Optimal shift-up method settings>
The best fuel upshifting method is to shift up as early as possible when speeding up. This is because the high speed gear with a smaller gear ratio has better fuel efficiency. However, if the gear is shifted up too early, the engine speed becomes too small and the engine stops. That is, there is a lower limit value for the engine speed after the upshift, and this lower limit value is considered to be the optimum upshift with good fuel efficiency.
ここでは、エンジン回転数の下限値が各ギアの最低常用エンジン回転数Ｎminであるとし、下記式（１３）を用いて求めることができる。 Here, assuming that the lower limit value of the engine speed is the lowest common engine speed N min of each gear, it can be obtained using the following equation (13).
上記式（１３）において、Ｎmaxは最高出力エンジン回転数、Ｎidleはアイドリング時のエンジン回転数、ｘは各ギアにおける正規化エンジン回転数である。なお、正規化エンジン回転数ｘとして、下記表１に示す値を用いた。 In the above equation (13), N max is the maximum output engine speed, N idle is the engine speed at idling, and x is the normalized engine speed in each gear. The values shown in Table 1 below were used as the normalized engine speed x.
上記式（１３）から求めた最低常用エンジン回転数Ｎminとギア比ｉmを上記式（２）に代入すれば、各ギアにおける最低常用速度を求めることができ、この１つ下の低速ギアにおいて、この最低常用速度に達した時が最適なシフトアップ方法と設定することができる。 Substituting lowest common engine speed N min and the gear ratio i m determined from the equation (13) into the equation (2), it is possible to determine the minimum common speed in each gear, this one under the low-speed gear In this case, the optimum shift-up method can be set when the minimum normal speed is reached.
下記表２に示した重ダンプトラックおよび１０ｔダンプトラックについて、最適なシフトアップ方法を計算した結果を下記表３及び下記表４に示す。なお、表中に示したシフトアップ時のエンジン回転数は、シフトアップ時の車両速度から、再度上記式（２）を用いて求めた値である。また、本実施形態で測定している車両速度は１ｋｍ／ｈ間隔、エンジン回転数は５０ｒｐｍ間隔で出力されるため、表中に示した値はこの計測値の間隔に合わせて数値を切り上げている。 The following Table 3 and Table 4 show the results of calculating the optimum shift-up method for the heavy dump truck and 10t dump truck shown in Table 2 below. The engine speed at the time of upshifting shown in the table is a value obtained again from the vehicle speed at the time of upshifting using the above formula (2). Further, since the vehicle speed measured in this embodiment is output at intervals of 1 km / h and the engine speed is output at intervals of 50 rpm, the values shown in the table are rounded up according to the intervals of the measured values. .
＜最適な加速方法の設定＞
最も燃費の良い加速方法とは、急発進や急加速を避けることである。急発進や急加速を行うと、車両抵抗（加速抵抗）が大きくなるため、瞬間燃料消費量が増加するとともに、高いエンジン回転数でのシフトアップが必要となる。しかしながら、ゆっくりとした加速ほど燃費が良いというわけではない。ある一定距離を走行する場合、ゆっくりとした加速を長時間続けるより、出来るだけ短時間で加速し、車両抵抗の小さい一定速度走行に早く移行した方が燃費は良い。つまり、最も燃費の良い加速方法は、上述した最適なシフトアップ方法の条件下において、最も大きな加速度で加速することであると考えられる。
<Setting the optimum acceleration method>
The acceleration method with the best fuel efficiency is to avoid sudden start and acceleration. If the vehicle starts suddenly or accelerates rapidly, the vehicle resistance (acceleration resistance) increases, so that the instantaneous fuel consumption increases and it is necessary to shift up at a high engine speed. However, slower acceleration does not mean better fuel economy. When traveling a certain distance, it is better to accelerate in a short time as much as possible and to shift to a constant speed traveling with a low vehicle resistance as soon as possible rather than continuing slow acceleration for a long time. In other words, it is considered that the acceleration method with the best fuel efficiency is to accelerate at the maximum acceleration under the conditions of the optimum shift-up method described above.
そこで、各ギアにおける加速度の上限値を、最適なシフトアップを実施した際の軸トルクから求める。シフトアップ直後の軸トルクは、エンジンの最大トルクに対して、ある程度の余裕が必要であるため、加速時の軸トルク最大値Ｔaは、最大トルクＴmaxより、下記式（１４）として求めることができる。 Therefore, the upper limit value of the acceleration in each gear is obtained from the shaft torque when the optimum shift up is performed. Shaft torque immediately after shift-up, the maximum torque of the engine, due to the need for some margin, the axial torque maximum value T a during acceleration, than the maximum torque T max, be obtained as the following equation (14) Can do.
上記式（１４）において、ｍは最大トルクに対する余裕率であり、上記表１に示す値を用いた。また、この時の加速度αaは、上記（６）及び上記式（１２）に軸トルクの最大値Ｔaを代入することで、下記式（１５）として表すことができる。 In the above formula (14), m is a margin ratio with respect to the maximum torque, and the values shown in Table 1 are used. Further, the acceleration α a at this time can be expressed as the following equation (15) by substituting the maximum value T a of the shaft torque into the above (6) and the above equation (12).
実際のシフトアップでは、ある程度のギア保持時間が必要である。ここでは、発進ギア（１〜２速）の最低ギア保持時間を１．５秒間、その他（３速以上）の最低ギア保持時間を３秒間として最大加速度を求め、上記式（１５）より求められる加速度αaと比較して小さい値を加速度の上限値とした。また、スムーズなシフトアップを実施するために、シフトアップした際の加速度はシフトアップ前の加速度以下である、という制約条件も別途考慮し、加速度の上限値を補正した。 In actual shift up, a certain amount of gear holding time is required. Here, the maximum acceleration is obtained by setting the minimum gear holding time of the starting gear (1st to 2nd gear) to 1.5 seconds and the minimum gear holding time of other gears (3rd and higher) to 3 seconds, and is obtained from the above equation (15). A smaller value than the acceleration α a was set as the upper limit value of acceleration. In addition, in order to implement smooth upshifting, the upper limit value of acceleration was corrected in consideration of the constraint that the acceleration at the time of upshifting is equal to or lower than the acceleration before the upshifting.
上記表３と上記表４に、上記表２に示したダンプトラックに対して、最適な加速度を計算した結果を示す。なお、車両重量が異なる空車と実車では、上記式（１５）で求められる加速度の上限値も異なるため、空車と実車の両方に対して最適な加速度を求めている。また、加速度の出力は１ｋｍ／ｈ／ｓであるため、表中の加速度の値は小数点以下を切り下げている。 Tables 3 and 4 show the results of calculating the optimum acceleration for the dump truck shown in Table 2 above. In addition, since the upper limit of the acceleration calculated | required by said Formula (15) differs also in the empty vehicle and actual vehicle from which vehicle weight differs, the optimal acceleration is calculated | required with respect to both an empty vehicle and an actual vehicle. Since the acceleration output is 1 km / h / s, the acceleration values in the table are rounded down to the nearest decimal point.
＜最適な減速方法の設定＞
最も燃費の良い減速方法とは、出来るだけゆっくり減速することであり、惰性運転を多用することである。減速時は車両抵抗が小さいため、減速時の加速度αdはゼロに近いほど燃費は向上する。本実施形態で取得した加速度データは１ｋｍ／ｈ／ｓ間隔であるため、上記表２に示したダンプトラックの減速時の加速度αdは、最小値である−１ｋｍ／ｈ／ｓとした。
<Optimal deceleration method setting>
The best fuel economy deceleration method is to slow down as slowly as possible, and to use a lot of inertial driving. Since vehicle resistance is small during deceleration, the fuel efficiency improves as the acceleration α d during deceleration approaches zero. Since the acceleration data acquired in the present embodiment is 1 km / h / s intervals, the acceleration α d during deceleration of the dump truck shown in Table 2 is set to a minimum value of −1 km / h / s.
＜経済速度の設定＞
経済速度とは、一定速度で走行している際に、最も燃費の良い車両速度のことである。そこで、各車両速度に対する燃費を計算し、経済速度の設定を行った。各車両速度ｖに対する軸トルクＴは、一定速度（加速抵抗がゼロ）での走行であるため、上記式（６）及び上記式（１２）から、下記式（１６）のように求めることができる。
<Setting economic speed>
The economic speed is a vehicle speed with the best fuel efficiency when traveling at a constant speed. Therefore, the fuel consumption for each vehicle speed was calculated and the economic speed was set. Since the shaft torque T for each vehicle speed v is traveling at a constant speed (acceleration resistance is zero), it can be obtained from the above formula (6) and the above formula (12) as the following formula (16). .
各車両速度ｖに対するエンジン回転数Ｎについては、各車両速度ｖに対応するギア比ｉmから、上記式（２）を用いて計算され、軸トルクＴと図３に示すエンジン燃費マップから、瞬間燃料消費量Ｆが求められる。一方、各車両速度ｖに対する瞬間移動距離Ｄは、下記式（１７）により表されることから、燃費ｆは、瞬間燃料消費量Ｆと瞬間移動距離Ｄより、下記式（１８）として求められる。 For the engine rotational speed N for each vehicle speed v, the gear ratio i m corresponding to each vehicle speed v, is calculated using equation (2), from an engine fuel efficiency map shown in axial torque T and 3, the instantaneous Fuel consumption F is determined. On the other hand, since the instantaneous travel distance D for each vehicle speed v is expressed by the following formula (17), the fuel consumption f is obtained from the instantaneous fuel consumption amount F and the instantaneous travel distance D as the following formula (18).
図４は、表２に示した１０ｔダンプトラックに対して、経済速度走行時の燃費を計算した例である。経済速度は、最も燃費の良い車両速度であるため、図４から各ギアに対する経済速度ｖmaxは、上記表４の様に求められる。なお、経済速度は空車と実車の違いに関わらず一定である。図４から明らかなように、各ギアにおける経済速度は、シフトアップ直後の車両速度となっていることがわかる。この傾向は、表３に示した重ダンプトラックの計算結果でも同様である。つまり、本実施形態の事例では、エンジン燃費マップを用いた複雑な計算を実施しなくても、シフトアップ時の車両速度から簡易的に経済速度を設定することも可能である。なお、簡易的に経済速度を設定する場合、１速ギアにおける経済速度は、最低常用エンジン回転数Ｎminを式（２）に代入して求めた車両速度であると考えてよい。 FIG. 4 is an example in which the fuel consumption during economic speed traveling is calculated for the 10-t dump truck shown in Table 2. Since the economic speed is the vehicle speed with the best fuel efficiency, the economic speed v max for each gear is obtained from FIG. 4 as shown in Table 4 above. The economic speed is constant regardless of the difference between an empty car and an actual car. As can be seen from FIG. 4, the economic speed in each gear is the vehicle speed immediately after the upshift. This tendency is the same in the calculation result of the heavy dump truck shown in Table 3. That is, in the case of the present embodiment, it is possible to simply set the economic speed from the vehicle speed at the time of upshifting without performing complicated calculation using the engine fuel consumption map. When the economic speed is simply set, the economic speed in the first gear may be considered as the vehicle speed obtained by substituting the lowest common engine speed N min into the equation (2).
＜移動距離の設定＞
運行プロファイルを作成する際、加速の上限（経済速度）を決定する基準となるのは、各ショートトリップの移動距離である。例えば、ショートトリップの移動距離が十分長い場合には、高速ギアまでシフトアップすることが可能であるが、ショートトリップの移動距離が短い場合には、加速距離が足りず、高速ギアまでシフトアップすることができなくなる。そこで、各ギア比に対する最低移動距離Ｄminを下記式（１９）により求めた。
<Setting of moving distance>
When creating an operation profile, the basis for determining the upper limit of acceleration (economic speed) is the travel distance of each short trip. For example, if the short trip travel distance is sufficiently long, it is possible to shift up to a high speed gear, but if the short trip travel distance is short, the acceleration distance is insufficient and the gear shifts up to a high speed gear. I can't do that. Therefore, the minimum movement distance Dmin for each gear ratio was obtained by the following equation (19).
上記式（１９）において、Ｄaは加速距離、Ｄdは減速距離（制動距離）であり、加速時および減速時の加速度αa,dを用いて、下記式（２０）により移動距離Ｄa,dを求めることができる。 In the above equation (19), D a is the acceleration distance, D d is the deceleration distance (braking distance), and the acceleration distance α a, d during acceleration and deceleration is used to calculate the movement distance D a according to the following equation (20). , d can be obtained.
ショートトリップの移動距離が、上記式（１９）で求めた各ギアの最低移動距離Ｄminより短い場合、このギアへのシフトアップは実施しないと考えると、各ギアと移動距離の関係が求められる。上記表３及び上記表４に、上記表２に示すダンプトラックに対して求めた各ギアと移動距離範囲の関係を示す。例えば、上記表４に示す１０ｔダンプトラック（空車時）の結果を参照すると、６速ギアまでシフトアップするためには移動距離が４６２ｍ以上必要であり、２２６ｍ〜４６２ｍの移動距離範囲では５速ギア、８１ｍ〜２２６ｍの移動距離範囲では４速ギアまでしかシフトアップは実施しないことになる。図５に、１０ｔダンプトラックにおける実際のショートトリップと、作成した運行プロファイルの事例を示す。 If the movement distance of the short trip is shorter than the minimum movement distance D min of each gear obtained by the above equation (19), assuming that the shift up to this gear is not performed, the relationship between each gear and the movement distance is obtained. . Table 3 and Table 4 above show the relationship between each gear and the movement distance range obtained for the dump truck shown in Table 2. For example, referring to the result of the 10t dump truck (when empty) shown in Table 4 above, a shift distance of 462 m or more is required to shift up to the 6th gear, and the 5th gear in the range of 226m to 462m. In the moving distance range of 81 m to 226 m, upshifting is performed only up to the fourth gear. FIG. 5 shows an example of an actual short trip in a 10t dump truck and a created operation profile.
＜ダンプトラックの省燃費運転の評価＞
上記表２に示した重ダンプトラック、１０ｔダンプトラックに対して、理想的な省燃費運転モデルを作成し、エンジン回転数および軸トルク、エンジン燃費マップ（図３）を用いて、省燃費運転モデルの理想燃費を計算した。下記表５及び下記表６に、理想燃費の計算結果を示す。なお、理想的な省燃費運転モデルの作成に用いた運行プロファイルは、車両が走行している場合を対象としているため、停車中のアイドリングについては別途モデルを設定する必要がある。ここでは、アイドリングの継続時間が３０秒以上の場合に、エンジンを停止するモデルとした。なお、アイドリングの継続時間は、車両や作業状況に合わせて任意に設定すればよい。
<Evaluation of fuel efficient driving of dump truck>
An ideal fuel-saving driving model is created for the heavy dump truck and 10t dump truck shown in Table 2 above, and the fuel-saving driving model is created using the engine speed, shaft torque, and engine fuel consumption map (Fig. 3). The ideal fuel consumption was calculated. Tables 5 and 6 below show calculation results of ideal fuel consumption. In addition, since the operation profile used for creating an ideal fuel-saving driving model is for a case where the vehicle is traveling, it is necessary to set a separate model for idling while the vehicle is stopped. Here, the engine is stopped when the idling duration is 30 seconds or longer. In addition, what is necessary is just to set the duration of idling arbitrarily according to a vehicle or a work condition.
理想燃費とは、省燃費運転を実施した際の燃費の上限値である。そこで、省燃費運転の達成率をＡEとして、理想燃費ｆiと実走行燃費ｆの比率から、下記式（２１）のように定義した。 The ideal fuel efficiency is an upper limit value of fuel efficiency when fuel-saving driving is performed. Therefore, the achievement rate of fuel-saving driving is defined as A E , and the following formula (21) is defined from the ratio of the ideal fuel consumption f i and the actual driving fuel consumption f.
重ダンプトラック、１０ｔダンプトラックに対して求めた省燃費運転達成率を、上記表５及び上記表６に示す。省燃費運転達成率は、省燃費運転がどの程度実践されているかを定量的に示した値である。このため、日々の省燃費運転の推移を評価することが可能であるとともに、この達成率の具体的な数値目標を定めることで、より効率的な省燃費運転の教育・指導を実施することが可能である。 The fuel saving driving achievement rates obtained for the heavy dump truck and the 10t dump truck are shown in Table 5 and Table 6 above. The fuel saving driving achievement rate is a value that quantitatively indicates how much fuel saving driving is practiced. For this reason, it is possible to evaluate the transition of daily fuel-saving driving, and by setting specific numerical targets for this achievement rate, more efficient fuel-saving driving education and guidance can be implemented. Is possible.
さらに、省燃費運転達成率はドライバーの省燃費運転技術のみを評価した数値であるため、車種が異なる場合や走行条件が異なる場合でも、達成率を比較することが可能である。例えば、上記表５及び上記表６に示すダンプトラックの省燃費運転達成率は、重ダンプトラックで平均５３．８％、１０ｔダンプトラックで平均４９．５％であり、重ダンプトラックのドライバーの方が、省燃費運転をより実践できていると言える。なお、上記表５に示した重ダンプトラックのドライバーには、既に省燃費運転教育を実施しているため、教育を実施していない１０ｔダンプトラックのドライバーと比較して達成率が高いのは、当然の結果である。以上のように、省燃費運転達成率は、省燃費運転を定量的かつ統一的に評価する指標として、非常に有効であると言える。 Furthermore, since the fuel saving driving achievement rate is a numerical value that evaluates only the driver's fuel saving driving technology, it is possible to compare the achievement rates even when the vehicle type is different or the driving conditions are different. For example, the fuel saving driving achievement rate of the dump trucks shown in Table 5 and Table 6 is 53.8% on average for heavy dump trucks and 49.5% on average for 10t dump trucks. However, it can be said that the fuel-saving driving can be practiced more. The drivers of heavy dump trucks shown in Table 5 above have already conducted fuel-saving driving education, so the achievement rate is higher compared to drivers of 10t dump trucks that have not been trained. It is a natural result. As described above, it can be said that the fuel-saving driving achievement rate is very effective as an index for quantitatively and uniformly evaluating fuel-saving driving.
＜省燃費運転教育のポイントと評価＞
上述した省燃費運転達成率は、運行データ全体に対する評価点である。このため、省燃費運転の教育を実施する際には、燃費を向上させるための具体的な運転方法についての評価が必要である。ここでは、省燃費運転のポイントが、教育・指導を必要とする具体的な運転方法であると考え評価を行う。なお、省燃費運転のポイントとして、アイドリングの抑制、急発進・急加速の防止、適切なタイミングでのシフトアップ、波状運転の防止、惰性運転の多用、経済速度での走行という６項目を対象として評価を行った。
<Points and evaluation of fuel-saving driving education>
The fuel saving driving achievement rate described above is an evaluation point for the entire operation data. For this reason, when implementing fuel-saving driving education, it is necessary to evaluate a specific driving method for improving fuel consumption. Here, evaluation is performed considering that the point of fuel-saving driving is a specific driving method that requires education and guidance. As fuel-efficient driving points, there are six items: idling suppression, prevention of sudden start / acceleration, shift up at appropriate timing, prevention of wavy driving, heavy use of inertial driving, and traveling at economic speed. Evaluation was performed.
＜省燃費運転教育ポイントの評価方法＞
省燃費運転達成率は、車両の燃費を用いて評価を行っているため、上述した省燃費運転の各ポイントについても、車両の燃費を用いて評価することが望ましい。しかしながら、これら省燃費運転のポイントは互いに相関性がある（例えば、急発進・急加速を行うと、シフトアップするタイミングが遅くなるし、波状運転の頻度が多ければ、経済速度での走行頻度が減少する）ため、各項目の燃費を個別に評価することは困難である。そこで、省燃費運転の各ポイントに対して、以下のような簡易的な評価を行うこととした。
<Evaluation method for fuel-saving driving education points>
Since the fuel saving driving achievement rate is evaluated using the fuel consumption of the vehicle, it is desirable to evaluate each point of the above fuel saving driving using the fuel consumption of the vehicle. However, these fuel-saving driving points are correlated with each other (for example, if sudden start / acceleration is performed, the shift-up timing is delayed, and if the frequency of wave driving is high, the driving frequency at the economic speed is Therefore, it is difficult to evaluate the fuel consumption of each item individually. Therefore, the following simple evaluation was performed for each point of fuel-saving driving.
＜アイドリングの抑制＞
理想的な省燃費運転モデルでは、任意に設定した継続時間（本実施形態の検討では３０秒）を越えるアイドリングについて、エンジンを停止するモデルを用いている。そこで、実際の運行データにおける車両の停車時間に対して、理想的なアイドリングが実施された時間の比率を求めることにより、アイドリングの評価を行う。この場合、アイドリングの評価点Ｅaは、下記式（２２）で定義される。
<Suppression of idling>
The ideal fuel-saving driving model uses a model that stops the engine for idling that exceeds an arbitrarily set duration (30 seconds in the present embodiment). Therefore, the idling is evaluated by obtaining the ratio of the ideal idling time to the vehicle stop time in the actual operation data. In this case, the idling evaluation point E a is defined by the following equation (22).
上記式（２２）において、ｔsは運行データにおける車両停止の累計時間、ｔi,idealは理想的なアイドリング抑制が実施された累計時間である。なお、長時間エンジンを停止する昼休憩等を含む場合、アイドリングの評価点Ｅaは過小評価されることから、停車時間が３０分を超える場合には、エンジンは常に停止しなければならないと考え、車両停止の累計時間ｔsには含まないものとした。 In the above formula (22), the t s cumulative time of vehicle stop in the operation data, t i, ideal is the cumulative time that the ideal idling inhibition was performed. Incidentally, consider the case where a long period of time including day break or the like for stopping the engine, since the evaluation point E a of the idling is underestimated, when the stop time exceeds 30 minutes, the engine must always stop In addition, it is not included in the cumulative time t s of vehicle stop.
＜急発進・急加速の防止＞
急発進・急加速とは、先に求めた理想的な加速度を超えた加速走行である。そこで、急発進・急加速の評価点Ｅbを、走行時の加速頻度ｎaと理想的な加速度以下の頻度ｎa,idealの比率を用いて、下記式（２３）のように定義する。
<Preventing sudden start / acceleration>
Sudden start / acceleration is acceleration that exceeds the ideal acceleration obtained earlier. Therefore, the evaluation point E b of sudden starting and sudden acceleration, the running time of the acceleration frequency n a and ideal acceleration less frequently n a, using the ratio of the ideal, defined as the following equation (23).
なお、理想的な加速度はギア比や積荷状態（空車および実車）によって異なる。このため、空車・実車の各ギア比に対して、理想的な加速度以下の頻度ｎa,idealを個別に評価して足し合わせることで、全体の評価点を求めることができる。 The ideal acceleration varies depending on the gear ratio and the loaded state (empty vehicle and actual vehicle). Therefore, for each gear ratio of the empty car-vehicle, the ideal acceleration less frequently n a, the ideal by summing evaluated separately, it is possible to determine the overall evaluation points.
＜早めのシフトアップ＞
早めのシフトアップに加えて、遅めのシフトダウンも省燃費運転のポイントとして挙げることができるが、この項目は後述する惰性運転に含まれるものと考え、ここでは早めのシフトアップのみを対象として評価を行う。早めのシフトアップとは、先に求めた理想的なエンジン回転数でシフトアップすることであり、この理想的なエンジン回転数を超えた加速が、燃費の悪化に繋がると考える。ここでは、走行時の加速頻度ｎaに対して、理想的なエンジン回転数以下での加速頻度ｎN,idealの比率から、早めのシフトアップの評価点Ｅcを、下記式（２４）のように定義する。
<Early shift up>
In addition to early upshifting, late downshifting can also be cited as a point of fuel-saving driving, but this item is considered to be included in inertial driving described later, and here only for early upshifting Evaluate. Early shift up means shifting up at the ideal engine speed obtained earlier, and acceleration exceeding this ideal engine speed will lead to deterioration in fuel consumption. Here, with respect to the acceleration frequency n a at the time of running, the ideal acceleration frequency n N in the following engine speed, the ratio of ideal, the evaluation point E c of early upshift, the following formula (24) Define as follows.
なお、理想的なエンジン回転数はギア比によって異なるため、各ギアに対して加速頻度ｎN,idealを評価し足し合わせることで、全体の評価点を求める。また、シフトアップの評価であるため、最高速ギア（本実施形態の場合は６速ギア）の加速走行は除外する。 Since the ideal engine speed varies depending on the gear ratio, the overall evaluation score is obtained by evaluating and adding the acceleration frequency n N, ideal for each gear. Further, since it is an evaluation of upshifting, acceleration traveling of the highest speed gear (sixth gear in this embodiment) is excluded.
＜波状運転の防止＞
波状運転とは、ショートトリップ内において、加速と減速を何度も繰り返すような運転である。このため波状運転では、加速する際の車両抵抗（加速抵抗）が燃費に影響を与えると考えられる。そこで、各ショートトリップの加速抵抗Ｒcの累計と、理想的な運行プロファイルの加速抵抗Ｒc,idealの累計から、加速抵抗比ＣRを、下記式（２５）のように求めることができる。
<Preventing wavy driving>
The wavy operation is an operation in which acceleration and deceleration are repeated many times within a short trip. For this reason, in wavy driving, it is considered that vehicle resistance (acceleration resistance) during acceleration affects fuel consumption. Therefore, the acceleration resistance ratio C R can be obtained by the following equation (25) from the total of the acceleration resistance R c of each short trip and the total of the acceleration resistance R c, ideal of the ideal operation profile.
この加速抵抗比ＣRが大きいほど波状運転が多い走行となり、１に近いほど波状運転を防止した理想的な走行となる。波状運転の評価点Ｅdは、この加速抵抗比ＣRの頻度分布より、下記式（２６）のように定義する。 The greater the acceleration resistance ratio C R , the greater the number of wavy operations, and the closer to 1, the more ideal the operation is while preventing wavy operations. Evaluation points E d wavy operation, from the frequency distribution of the acceleration resistance ratio C R, defined as the following equation (26).
上記式（２６）において、ｎSはショートトリップの頻度、ｎc,idealは理想的な加速抵抗比ＣRの頻度である。なお、本実施形態では加速抵抗比ｃRが２以下となる範囲から頻度ｎc,idealを求めた。 In the above formula (26), n S is the frequency of the short trip, n c, ideal is the frequency of the ideal acceleration resistance ratio C R. In the present embodiment, the frequency nc , ideal is determined from the range where the acceleration resistance ratio c R is 2 or less.
＜惰性運転の多用＞
惰性運転とは、アクセルを踏み込まず惰性で走行する運転である。ここでは惰性運転を、アクセルを踏み込まない減速走行として捉える。惰性運転の評価点Ｅeは、走行時の減速頻度ｎdと、先に設定した減速時の加速度αdでの走行頻度ｎd,idealの比率により、下記式（２７）のように定義する。
<Heavy use of inertia driving>
Inertial driving is driving that travels inertially without stepping on the accelerator. Here, inertial driving is regarded as deceleration traveling without stepping on the accelerator. The evaluation point E e of inertial driving is defined as the following formula (27) by the ratio of the deceleration frequency n d during traveling and the traveling frequency n d, ideal at the acceleration α d during deceleration set earlier. .
＜経済速度での走行＞
経済速度とは、一定速度走行時（加速抵抗ゼロ）における最も燃費の良い車両速度である。そこで、経済速度の評価点Ｅfを、一定速度での走行頻度ｎvと経済速度での走行頻度ｎv,idealを用いて、下記式（２８）のように定義する。
<Running at economic speed>
The economic speed is the vehicle speed with the best fuel efficiency when running at a constant speed (zero acceleration resistance). Therefore, the evaluation point E f of the economic speed is defined as the following equation (28) using the traveling frequency n v at a constant speed and the traveling frequency n v, ideal at the economic speed.
なお、一定速度を保持した運転は、実際にはかなり困難であると考えられるため、経済速度の判定値には、ある程度の許容範囲を持たせる必要がある。本実施形態の検討では、経済速度に対して±２ｋｍ／ｈの範囲で頻度ｎv,idealを求めている。 In addition, since it is thought that the operation | movement which hold | maintains constant speed is actually quite difficult, it is necessary to give a certain tolerance | permissible range to the judgment value of economic speed. In the examination of this embodiment, the frequency n v, ideal is obtained in the range of ± 2 km / h with respect to the economic speed.
＜ダンプトラックに対する具体的な評価＞
上記表２に示したダンプトラックに対して、省燃費運転の具体的な評価を行った。図６図及び図７は、図４及び図５に示したダンプトラックの運行データに対して、省燃費運転ポイントの各項目を評価した例である。これらのヒストグラムにおいて、濃色の棒グラフが占める割合が、省燃費運転ポイントの各項目の評価点Ｅa〜Ｅfとなる。これらの評価点が高いほど、省燃費運転が実践されていると判断される。
<Specific evaluation of dump truck>
The dump truck shown in Table 2 above was specifically evaluated for fuel-saving operation. FIGS. 6 and 7 are examples in which each item of the fuel saving operation point is evaluated with respect to the operation data of the dump truck shown in FIGS. 4 and 5. In these histograms, the proportion of the dark bar graph is the evaluation points E a to E f of each item of the fuel-saving driving point. It is judged that fuel-saving driving is practiced, so that these evaluation points are high.
省燃費運転ポイントの各評価点Ｅa〜Ｅfは、運転の頻度から求めた簡易的な値であるため、これらの評価点が実際の燃費に反映されているか否かは、この評価点のみでは判断できない。そこで、省燃費運転ポイントの各評価点Ｅa〜Ｅfに対する平均値Ｅavを求め、上記表５及び上記表６に示す省燃費運転達成率ＡEとの比較を行った。その結果を図８に示す。省燃費運転ポイントの各評価点は、ヒストグラムから求めた簡易的なものであるため、若干のバラツキが見られるものの、省燃費運転達成率ＡEと評価点平均値Ｅavの間には相関性が見られ、回帰直線が下記式（２９）のように求められる。 Since each of the evaluation points E a to E f of the fuel-saving driving point is a simple value obtained from the frequency of driving, whether or not these evaluation points are reflected in the actual fuel consumption is only this evaluation point. I cannot judge. Therefore, an average value E av for each of the evaluation points E a to E f of the fuel-saving driving points was obtained and compared with the fuel-saving driving achievement rate A E shown in Table 5 and Table 6 above. The result is shown in FIG. Since each evaluation point of the fuel-saving driving point is a simple one obtained from the histogram, there is a slight variation, but there is a correlation between the fuel-saving driving achievement rate A E and the evaluation point average value E av . And a regression line is obtained as in the following equation (29).
このことから、各項目の評価点アップは、省燃費運転達成率の向上に繋がり、燃費の改善に反映されると考えられる。 From this, it is considered that an increase in the evaluation score of each item leads to an improvement in the fuel saving driving achievement rate and is reflected in the improvement of the fuel consumption.
図９は、図６及び図７に示した各評価点を、レーダーチャートとしてまとめた図である。ここでは、省燃費運転達成率ＡEと区別するため、省燃費運転ポイントの各評価点Ｅa〜Ｅfの数値を１０点満点（小数点以下切り上げ）で表している。省燃費運転教育は、これらの図を参考に、重ダンプトラックの場合には波状運転の防止とアイドリングの抑制を、１０ｔダンプの場合には経済速度での走行と波状運転の防止を中心に指導すればよい。 FIG. 9 is a diagram summarizing the evaluation points shown in FIGS. 6 and 7 as a radar chart. Here, in order to distinguish it from the fuel-saving driving achievement rate A E , the numerical values of the evaluation points E a to E f of the fuel-saving driving points are represented by a maximum of 10 points (rounded up after the decimal point). Fuel-saving driving education is based on these figures, and in the case of heavy dump trucks, guidance is given mainly to preventing wavy driving and suppressing idling, while in the case of 10t dump trucks, focusing on driving at economic speed and preventing wavy driving. do it.
なお、先にも述べたように、重ダンプトラックのドライバーには省燃費運転教育を実施しており、本実施形態ではアイドリングの抑制を中心に指導を行っている。この結果、図１０に示すように、アイドリングの抑制の評価点が全体的に上昇しており、これに伴い燃費も向上していることが伺える。ちなみに、省燃費運転モデルは障害物のない平坦な直線での運転を仮定している。このため、計算される理想燃費は過大評価され、ダンプトラックの省燃費運転達成率は、上記表５及び上記表６に示すように４０〜６０％程度の低い値となっている。そこで、省燃費運転達成率を上記式（２９）により補正した値を、省燃費運転の総合評価点とした。図９には、この省燃費運転の総合評価点を併記している。 As described above, fuel-saving driving education is carried out for heavy dump truck drivers, and in this embodiment, guidance is provided mainly on idling suppression. As a result, as shown in FIG. 10, it can be seen that the evaluation score for suppression of idling is increased as a whole, and the fuel efficiency is improved accordingly. By the way, the fuel-saving driving model assumes driving on a flat straight line without obstacles. For this reason, the calculated ideal fuel consumption is overestimated, and the fuel efficiency achievement rate of the dump truck is a low value of about 40 to 60% as shown in Table 5 and Table 6 above. Therefore, the value obtained by correcting the fuel-saving driving achievement rate by the above equation (29) was used as the overall evaluation point of the fuel-saving driving. FIG. 9 also shows the overall evaluation points of this fuel-saving driving.
＜本発明の適用＞
上述した実施形態では、ダンプトラックを例にとって説明を行ったが、本発明はダンプトラックに限られず、乗用車、貨物車等、他の車両にも適用することができるのはもちろんである。
<Application of the present invention>
In the above-described embodiment, the dump truck has been described as an example. However, the present invention is not limited to the dump truck, and can be applied to other vehicles such as a passenger car and a freight car.
上述した実施形態では、車両の燃費を算出するためには、ダンプトラックの運転状況や積荷状況を把握することが重要である。また、上述した実施形態では、簡易に載せ換え可能なエコドライブ車載機器（例えば、パーソナル携帯通信端末）を想定し、比較的容易に計測可能であると思われる車両速度とエンジン回転数の２つの運行データから、運転状況・積荷状況を分析する手法を検討した。 In the above-described embodiment, in order to calculate the fuel consumption of the vehicle, it is important to grasp the driving situation and loading situation of the dump truck. In the embodiment described above, an eco-drive vehicle-mounted device (for example, a personal portable communication terminal) that can be easily replaced is assumed, and two vehicle speeds and engine speeds that are considered to be relatively easily measurable. A method to analyze the driving situation and loading situation from the operation data was examined.
積荷状況の分析結果は、実際の日報による積荷状況と一致しており、本発明の有効性が確認できた。また、運転状況・積荷状況の分析結果を用いて計算したダンプトラックの燃料消費量は、実際に測定した燃料消費量と高い精度で一致しており、ダンプトラックの燃費を直接計測しなくても、燃費やＣＯ2排出量を定量的に評価することが可能であることが分かる。なお、本発明ではダンプトラックの積荷状況を精度良く分析できるため、この分析結果を車両の運行管理（日報作成等）や工事の出来高管理に活用することも十分可能である。 The analysis result of the load situation was in agreement with the actual daily load situation, confirming the effectiveness of the present invention. In addition, the fuel consumption of the dump truck calculated using the analysis results of the driving situation / loading situation matches the actual measured fuel consumption with high accuracy, and it is not necessary to directly measure the fuel consumption of the dump truck. It can be seen that it is possible to quantitatively evaluate fuel consumption and CO 2 emissions. In the present invention, since the dump truck load status can be analyzed with high accuracy, the analysis result can be sufficiently utilized for vehicle operation management (daily report creation, etc.) and work volume management.
また、上述した実施形態では、運行データ毎に「理想的な省燃費運転モデル」を作成し、これを用いた省燃費運転技術の評価を試みている。すなわち、理想的な省燃費運転モデルから、省燃費運転を実施した際の燃費の上限値である理想燃費を算出し、実際の燃費との比率から省燃費運転達成率を求めている。この省燃費運転達成率は、省燃費運転の実施状況のみを定量的かつ統一的に評価した指標であるため、省燃費運転教育を実施する際には、省燃費運転達成率の具体的な数値目標を定めることで効率的な指導が可能である。 In the above-described embodiment, an “ideal fuel-saving driving model” is created for each operation data, and evaluation of fuel-saving driving technology using the model is attempted. In other words, the ideal fuel efficiency, which is the upper limit value of the fuel efficiency when the fuel efficiency operation is performed, is calculated from the ideal fuel efficiency operation model, and the fuel efficiency operation achievement rate is obtained from the ratio with the actual fuel efficiency. This fuel-saving driving achievement rate is an index that quantitatively and uniformly evaluates only the state of implementation of fuel-saving driving, so when conducting fuel-saving driving education, a specific value for fuel-saving driving achievement rate Efficient guidance is possible by setting goals.
また、省燃費運転達成率は、車両の性能や走行条件が異なる場合でも比較可能であることから、すべてのダンプトラックを対象に省燃費運転技術を競うことが出来る表彰制度やエコポイント制度等を導入すれば、ドライバー全員の省燃費運転に対する意識向上を図ることも可能である。 In addition, the fuel saving driving achievement rate can be compared even when the performance and driving conditions of the vehicle are different, so an award system or eco point system that can compete for fuel saving driving technology for all dump trucks is established. If it is introduced, it is possible to raise awareness of fuel-efficient driving for all drivers.
また、省燃費運転達成率は、運行データ全体に対する評価点である。このため、省燃費運転の教育を実施する際には、燃費を向上させるための具体的な運転方法についての評価が必要である。本実施形態では、実際の運転状況の頻度分布を求め、省燃費運転のポイント６項目に対して、簡易的な評価を行った。これらの評価結果は、省燃費運転達成率との間に相関性が見られることから、各項目の評価点アップを目指した具体的な運転方法の教育・指導を行うことで、燃費向上やＣＯ2削減が達成できると考えられる。 The fuel saving driving achievement rate is an evaluation point for the entire operation data. For this reason, when implementing fuel-saving driving education, it is necessary to evaluate a specific driving method for improving fuel consumption. In this embodiment, the frequency distribution of the actual driving situation is obtained, and simple evaluation is performed for the six points of fuel-saving driving. Since these evaluation results are correlated with the fuel-saving driving achievement rate, education and guidance on specific driving methods aimed at increasing the evaluation points for each item can improve fuel efficiency and CO 2 Reduction is considered to be achieved.
なお、実際に測定する車両速度とエンジン回転数の運行データは、膨大な情報量となる。この運行データをすべて手計算で処理することには限界があるため、本実施形態に係る車両の省燃費運転評価方法ではプログラム処理を行っている。図１１に、本実施形態に係る車両の省燃費運転評価方法を実施するためのプログラムの処理フローを示す。 Note that the operation data of the vehicle speed and the engine speed actually measured is a huge amount of information. Since there is a limit to processing all the operation data by manual calculation, the vehicle fuel-saving driving evaluation method according to the present embodiment performs program processing. FIG. 11 shows a processing flow of a program for implementing the vehicle fuel-saving driving evaluation method according to the present embodiment.
本実施形態に係る車両の省燃費運転評価方法は、図１１に示すように、車両速度及びエンジン回転数と、車両諸元とに基づいて、各車両の運転状況及び積荷状況を分析する。そして、運転状況及び積荷状況の分析結果と、エンジン燃費マップとに基づいて、燃費シミュレーションを行い、実際の燃費及びＣＯ2排出量を算出する。 As shown in FIG. 11, the fuel-saving driving evaluation method for a vehicle according to the present embodiment analyzes the driving situation and the loading situation of each vehicle based on the vehicle speed, the engine speed, and the vehicle specifications. Then, based on the analysis result of the driving situation and the loading situation and the engine fuel consumption map, the fuel consumption simulation is performed to calculate the actual fuel consumption and CO 2 emission amount.
なお、車両諸元とは、例えば、車両幅、車両高さ、車両重量、タイヤサイズ、ギア比、エンジン性能等のことである。また、運転状況及び積荷状況の分析結果とは、走行・アイドリング・エンジン停止の区別、空車・実車・荷積み、荷下しの区別、加速度、ギア位置、エンジントルク等のことである。 The vehicle specifications are, for example, vehicle width, vehicle height, vehicle weight, tire size, gear ratio, engine performance, and the like. The analysis results of the driving situation and the loading situation include the distinction between running / idling / engine stop, empty vehicle / actual vehicle / loading, unloading, acceleration, gear position, engine torque, and the like.
一方、運転状況及び積荷状況の分析結果と、理想的な省燃費運転モデルとに基づいて、燃費シミュレーションを行い、理想的な燃費を算出する。また、運転状況及び積荷状況の分析結果と、理想的な省燃費運転モデルとに基づいて、省燃費運転の具体的評価を行う。 On the other hand, based on the analysis result of the driving situation and the loading situation and the ideal fuel-saving driving model, the fuel consumption simulation is performed to calculate the ideal fuel consumption. Further, specific evaluation of fuel-saving driving is performed based on the analysis result of the driving situation and the loading situation and an ideal fuel-saving driving model.
そして、算出された実際の燃費と理想的な燃費とを比較することにより、省燃費運転達成率を求めることができる。 Then, by comparing the calculated actual fuel consumption with the ideal fuel consumption, the fuel-saving driving achievement rate can be obtained.
１０ 運転状況・積荷状況分析手段
２０ 理想的省燃費運転モデル生成手段
３０ 燃費シミュレーション手段
４０ 省燃費運転達成率算出手段
５０ 省燃費運転評価手段
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記運転状況・積荷状況分析手段は、少なくとも車両速度及びエンジン回転数と、車両諸元とに基づいて運転状況及び積荷状況を分析し、
前記理想的省燃費運転モデル生成手段は、前記運転状況及び積荷状況の分析結果を用いて、最適なシフトアップ方法、最適な加速方法、最適な減速方法、最適な経済速度からなる理想的な省燃費運転モデルを、発進から停車に至るまでの１区間の移動距離毎に生成し、
前記燃費シミュレーション手段は、エンジン燃費マップと前記分析された運転状況及び積荷状況に基づいて評価対象燃費を算出する共に、前記理想的な省燃費運転モデルと前記分析された運転状況及び積荷状況に基づいて理想燃費を算出し、
前記省燃費運転達成率算出手段は、前記評価対象燃費と前記理想燃費とを比較して、省燃費運転達成率を算出する、
ことを特徴とする車両の省燃費運転評価装置。 A vehicle fuel-saving driving evaluation device capable of quantitatively and uniformly evaluating the implementation status of fuel-saving driving, a driving situation / loading state analysis means, an ideal fuel-saving driving model generation means, A simulation means and a fuel saving driving achievement rate calculation means,
The driving status / loading status analyzing means analyzes the driving status and the loading status based on at least the vehicle speed and the engine speed and the vehicle specifications,
The ideal fuel-saving driving model generation means uses the analysis result of the driving situation and the loading situation to realize an ideal saving consisting of an optimal shift-up method, an optimal acceleration method, an optimal deceleration method, and an optimal economic speed. A fuel-efficient driving model is generated for each movement distance of one section from start to stop,
The fuel consumption simulation means calculates an evaluation target fuel consumption based on the engine fuel consumption map and the analyzed driving situation and loading situation, and based on the ideal fuel saving driving model and the analyzed driving situation and loading situation. To calculate the ideal fuel consumption,
The fuel-saving driving achievement rate calculating means calculates the fuel-saving driving achievement rate by comparing the evaluation target fuel consumption with the ideal fuel consumption.
An apparatus for evaluating fuel-saving driving of a vehicle.
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の省燃費運転評価装置。 The ideal fuel-saving driving model generation means sets an optimal shift-up method with the shift-up timing as the time when the minimum normal speed in each gear constituting the transmission for transmitting engine power to the drive wheels is reached. Based on the shaft torque of the engine when the upshift is performed at the optimum upshift timing, the optimum acceleration method is set by obtaining the upper limit value of the acceleration in each gear, and inertial operation is performed during deceleration. Set an optimal deceleration method for frequent use, and set the vehicle speed immediately after the upshift at the optimal upshift timing as the optimal economic speed.
The vehicle fuel-saving driving evaluation apparatus according to claim 1.
少なくとも車両速度及びエンジン回転数と、車両諸元とに基づいて運転状況及び積荷状況を分析し、
前記運転状況及び積荷状況の分析結果を用いて、最適なシフトアップ方法、最適な加速方法、最適な減速方法、最適な経済速度からなる理想的な省燃費運転モデルを、発進から停車に至るまでの１区間の移動距離毎に生成し、
エンジン燃費マップと前記分析された運転状況及び積荷状況に基づいて評価対象燃費を算出する共に、前記理想的な省燃費運転モデルと前記分析された運転状況及び積荷状況に基づいて理想燃費を算出し、
前記評価対象燃費と前記理想燃費とを比較して、省燃費運転達成率を算出する、
ことを特徴とする車両の省燃費運転評価方法。 A fuel-efficient driving evaluation method for vehicles capable of quantitatively and uniformly evaluating the implementation status of fuel-saving driving,
Analyze driving and loading conditions based on at least vehicle speed and engine speed and vehicle specifications,
From the start to the stop, an ideal fuel-saving driving model consisting of an optimal shift-up method, an optimal acceleration method, an optimal deceleration method, and an optimal economic speed is obtained using the analysis results of the driving situation and the loading situation. For each movement distance of one section of
The target fuel consumption is calculated based on the engine fuel consumption map and the analyzed driving situation and loading situation, and the ideal fuel consumption is calculated based on the ideal fuel saving driving model and the analyzed driving situation and loading situation. ,
The fuel efficiency driving achievement rate is calculated by comparing the evaluation target fuel efficiency with the ideal fuel efficiency.
A fuel-efficient driving evaluation method for a vehicle.
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