JP5803996B2 - 省燃費運転診断装置 - Google Patents

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Description

本開示は、省燃費運転診断装置に関する。
従来から、アクセルペダルの実際の開度と、現在の運転状態で加速性能及び燃費性能を両立するようなアクセルペダル開度の基準ガイド値とを、表示部に併せて表示する運転支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この運転支援装置では、現在の変速機の変速比が車両の運転状態から定まる最適な変速機の変速比から外れた場合には、車両のエンジン出力が小さくなる方向に基準ガイド値を変更する。
国際公開パンフレットＷＯ２０１３／００１９９８号
しかしながら、上記の特許文献１に記載の構成では、変速機の変速比が考慮されるものの、アクセルペダル開度の基準ガイド値が運転者に提示されるだけであるので、現在形成中のギア段が、省燃費運転の観点から適切であるかどうかを、運転者が判断することができないという問題がある。即ち、シフト操作の適否は判断せずに、現在のギア段（またはその変更時）におけるアクセルペダル開度の基準ガイド値を導出するだけである。このため、運転者は、現在のアクセルペダル開度が省燃費運転の観点から適切であるかどうかを判断できるだけであり、現在形成中のギア段が省燃費運転の観点から適切であるかどうかを判断できないという問題がある。
そこで、本開示は、アクセル操作の観点とシフト操作の観点の双方の観点から省燃費運転を診断することができる省燃費運転診断装置の提供を目的とする。
本開示の一局面によれば、車速に関連するパラメータとアクセル操作量に関連するパラメータとの関係に基づいて、アクセル操作の観点から省燃費運転を診断すると共に、車速に関連するパラメータとエンジン回転数に関連するパラメータとの関係に基づいて、シフト操作の観点から省燃費運転を診断し、
前記アクセル操作の観点からの省燃費運転の診断結果と、前記シフト操作の観点からの省燃費運転の診断結果とを２軸で示す表示を出力することを特徴とする、省燃費運転診断装置が提供される。
本開示によれば、アクセル操作の観点とシフト操作の観点の双方の観点から省燃費運転を診断することができる省燃費運転診断装置が得られる。
一実施例による省燃費運転診断装置１の構成図である。 省燃費運転の診断方法の一例の説明図である。 メータＥＣＵ１５により実行される省燃費運転判断処理の一例を示すフローチャートである。 省燃費運転の診断結果の出力方法の一例を示す図である。 省燃費運転の診断結果の出力方法の他の一例を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
図１は、一実施例による省燃費運転診断装置１の構成図である。省燃費運転診断装置１は、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）車に搭載されるのが好適である。但し、省燃費運転診断装置１は、自動変速機（ＡＴ）を備えるＡＴ車においても適用可能である。即ち、省燃費運転診断装置１は、運転者がギア段を任意に選択することができるマニュアルモード（例えば、スポーツモード、シーケンシャルシフト）を備えるＡＴ車に搭載されてもよい。また、省燃費運転診断装置１は、エンジンを備える車両（ハイブリッド車を含む）に搭載される。ハイブリッド車の場合は、電気モータがアシストトルクの発生用に設けられ、車速とエンジン回転数とが相関する構成に対して好適である。
省燃費運転診断装置１は、エンジンＥＣＵ（Electrical Control Unit）１４、及び、メータＥＣＵ１５を含む。エンジンＥＣＵ１４及びメータＥＣＵ１５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車内ＬＡＮを介して接続されてよい。また、車内ＬＡＮには、走行状態及び操作状態を検出するためのセンサ類（車速センサ１１やアクセルペダルストロークセンサ１２等）が接続されてよい。
メータＥＣＵ１５及びエンジンＥＣＵ１４は、プログラムを実行するＣＰＵ、プログラム実行の作業領域又は一時的にデータを記憶するＲＡＭ、イグニションオフしてもデータを保持するＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）、データの入出力や他のＥＣＵとのインターフェイスとなる入出力インターフェイス、他のＥＣＵと通信する通信コントローラ、及び、プログラムを記憶するＲＯＭ等がバスにより接続されたマイコンにより構成される。
車速センサ１１は、車速を検出する。車速の検出方法は任意であるが、例えば、車速センサ１１は、各輪に備えられたロータの円周上に定間隔で設置された凸部が通過する際の磁束の変化をパルスとして検出し、所定のサンプリング時間毎のパルス数から算出した車速を出力する。
アクセルペダルストロークセンサ１２は、アクセルペダル１３の操作量（アクセル開度）を検出する。アクセル開度の検出方法は任意であるが、例えば、アクセルペダルストロークセンサ１２は、アクセルペダル１３の操作量に応じてホール素子を通過する磁界の強さが変化することを利用して、アクセル開度を検出する。
エンジンＥＣＵ１４は、エンジンの制御を行う。例えば、エンジンＥＣＵ１４は、アクセル開度に応じて噴射する燃料を制御する燃料噴射制御、最適なタイミングで点火プラグに通電する点火時期制御等のような、各種エンジン制御を行ってよい。エンジンＥＣＵ１４には、クランクポジションセンサ１８、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１７及びスロットルバルブを開閉駆動するスロットルモータ１６が接続されてよい。エンジンＥＣＵ１４は、クランクポジションセンサ１８からの信号に基づいて、エンジン回転数を検出（算出）してよい。
メータＥＣＵ１５は、各種センサ、他のＥＣＵ及びスイッチ類の信号を取得してメータ表示部１９に速度やエンジン回転数などの車両状態や半ドアなど警告を所定のマークを点灯して表示してよい。
メータＥＣＵ１５は、車速センサ１１からの車速、アクセルペダルストロークセンサ１２からのアクセルペダル１３の操作量、及び、エンジンＥＣＵ１４からのエンジン回転数に基づいて、省燃費運転を診断する。この際、メータＥＣＵ１５は、車速とアクセルペダル１３の操作量との関係に基づいて、アクセル操作の観点から省燃費運転を診断すると共に、車速とエンジン回転数との関係に基づいて、シフト操作の観点から省燃費運転を診断する。以下、これらの省燃費運転の診断方法について詳説する。
図２は、省燃費運転の診断方法の一例の説明図であり、図２（Ａ）は、アクセル操作の観点から省燃費運転の診断方法の一例の説明図であり、図２（Ｂ）は、シフト操作の観点から省燃費運転の診断方法の一例の説明図である。
図２（Ａ）は、横軸に車速を取り、縦軸にアクセル開度を取り、省燃費運転領域（ＥＣＯ）及び非省燃費運転領域（非ＥＣＯ）を示す。この場合、メータＥＣＵ１５は、車速とアクセル開度との関係が、省燃費運転領域に属する場合、アクセル操作の観点から省燃費運転を行っていると判定してよい。また、メータＥＣＵ１５は、車速とアクセル開度との関係が、非省燃費運転領域に属する場合、アクセル操作の観点から省燃費運転を行っていないと判定してよい。閾値Ｔｈ１は、省燃費運転領域と非省燃費運転領域とを区切る値であり、設計思想（省燃費の考え方等）に依存して適宜決定されてよい。尚、図２（Ａ）に示す例では、省燃費運転領域と非省燃費運転領域とを区切る閾値Ｔｈ１は、車速と共に線形的に増加する特性を有しているが、閾値Ｔｈ１の設定態様は任意である。例えば閾値Ｔｈ１は、車速と共に非線形的に増加してもよい。また、図２（Ａ）に示す例では、車速が所定の上限値Ｖmaxを越えた場合には、アクセル開度の全域が非省燃費運転領域となるが、かかる上限値Ｖmaxは省略されてもよい。また、上限値Ｖmaxは、動的に可変されてもよい。
尚、図２（Ａ）に示す例では、車速とアクセル開度との関係に基づいて、アクセル操作の観点から省燃費運転を判断しているが、アクセル開度に代えて、アクセル開度から一意的に導出することができるパラメータ（アクセル開度と一対一の相関関係を有するパラメータ）が使用されてもよい。例えば、アクセル開度に代えて、スロットル開度や、出力パワーが使用されてもよい。この場合、出力パワーは、エンジントルク×エンジン回転数×伝達効率により導出されてもよいし、駆動力×車速により導出されてもよい。また、出力パワーは、センサの検出値（例えばエンジン回転数の検出値）を用いて導出されてもよいし、制御目標値を用いて導出されてもよい。同様に、スロットル開度を用いる場合は、センサの検出値を用いてもよいし、制御目標値を用いてもよい。尚、当然ながら、アクセル開度以外のパラメータが使用される場合は、閾値Ｔｈ１についても当該パラメータに対応する閾値となる。
図２（Ｂ）は、横軸に車速を取り、縦軸にエンジン回転数（Ne）を取り、省燃費運転領域（ＥＣＯ）及び非省燃費運転領域（非ＥＣＯ）を示す。この場合、メータＥＣＵ１５は、車速とエンジン回転数との関係が、省燃費運転領域に属する場合、シフト操作の観点から省燃費運転を行っていると判定してよい。また、メータＥＣＵ１５は、車速とエンジン回転数との関係が、非省燃費運転領域に属する場合、シフト操作の観点から省燃費運転を行っていないと判定してよい。閾値Ｔｈ２は、省燃費運転領域と非省燃費運転領域とを区切る値であり、設計思想に依存して適宜決定されてよい。尚、図２（Ｂ）に示す例では、省燃費運転領域と非省燃費運転領域とを区切る閾値Ｔｈ２は、所定車速Ｖ１まで一定であり、所定車速Ｖ１を超えると車速と共に線形的に増加する特性を有しているが、閾値Ｔｈ２の設定態様は任意である。また、閾値Ｔｈ２に加えて、下限閾値Ｔｈ３を設定してもよい。この場合、下限閾値Ｔｈ３を下回る領域は、非省燃費運転領域に対応する。下限閾値Ｔｈ３の設定態様は任意である。下限閾値Ｔｈ３は、エンストが生じない範囲内で、良好な燃費となる範囲の下限値に対応してよい。尚、図２（Ｂ）に示す例では、下限閾値Ｔｈ３は、一定である。
ところで、ＡＴ車では、車速等に応じて最適なギア段が自動的に選択されるので、アクセル操作の観点から省燃費運転を判断するだけで十分である。しかしながら、ＭＴ車の場合、シフト操作が燃費に影響するので、アクセル操作の観点から省燃費運転を判断するだけでは不十分となる。従って、ＭＴ車の場合、アクセル操作の観点から省燃費運転を判断する構成では、燃費の観点から不適切なギア段で走行している状態においても、省燃費運転を行っていると誤判定する虞がある。これは、ＭＴ車の場合のみならず、上記のようにＡＴ車におけるマニュアルモード時等も同様に当てはまる。
この点、本実施例によれば、上述の如く、アクセル操作の観点から省燃費運転を判断するのみならず、シフト操作の観点から省燃費運転を判断する。これにより、ＭＴ車等において、アクセル操作の観点とシフト操作の観点の双方の観点から、省燃費運転を適切に診断することができる。即ち、アクセル操作の観点からは省燃費運転を行っていると判定できる場合であっても、シフト操作の観点からは省燃費運転を行っていると判定できない場合は、総合的な判定として、省燃費運転を行っていないと判定することができる。
また、本実施例によれば、シフト操作の観点からの省燃費運転判断は、車速とエンジン回転数との関係に基づいて実行される。これにより、現在形成中のギア段の適否（燃費の観点からの適否）を適切に判断することができる。この点、現在形成中のギア段に対する最適なアクセル開度を教示（伝達）するような比較例も考えられるが、かかる比較例では、燃費判断にギア段を考慮するものの、アクセル操作の適否についてしか運転者に伝達することができない。これに対して、本実施例によれば、アクセル操作とシフト操作の双方の適否（燃費の観点からの適否）について運転者に伝達することができる。また、本実施例では、シフト操作の観点からの省燃費運転判断は、現在形成中のギア段の情報を必要とせずに実現することができる。但し、現在形成中のギア段を検出するセンサ（又は現在形成中のギア段を推定するロジック）は、別の用途のために設けられてもよい。
図３は、メータＥＣＵ１５により実行される省燃費運転判断処理の一例を示すフローチャートである。図３に示す処理ルーチンは、車両の走行中、所定周期毎に繰り返し実行されてもよい。
ステップ３００では、アクセル開度、車速、及び、エンジン回転数に関する最新の情報を取得する。
ステップ３０２では、上記ステップ３００で取得した車速とアクセル開度との関係に基づいて、アクセル操作の観点から省燃費運転を行っているか否かを判定する。例えば、現在の車速に応じた閾値Ｔｈ１（図２（Ａ）参照）をマップ等から算出し、現在のアクセル開度が閾値Ｔｈ１よりも高いか否かを判定してよい。この場合、現在のアクセル開度が閾値Ｔｈ１よりも高い場合は、アクセル操作の観点からは省燃費運転を行っていないと判定して、ステップ３０６に進む。他方、現在のアクセル開度が閾値Ｔｈ１以下である場合は、アクセル操作の観点からは省燃費運転を行っていると判定して、ステップ３０４に進む。
ステップ３０４では、上記ステップ３００で取得した車速とエンジン回転数との関係に基づいて、シフト操作の観点から省燃費運転を行っているか否かを判定する。例えば、現在の車速に応じた閾値Ｔｈ２（図２（Ｂ）参照）をマップ等から算出し、現在のエンジン回転数が閾値Ｔｈ２よりも高いか否かを判定してよい。この場合、現在のエンジン回転数が閾値Ｔｈ２よりも高い場合は、シフト操作の観点からは省燃費運転を行っていないと判定して、ステップ３０６に進む。他方、現在のエンジン回転数が閾値Ｔｈ２以下である場合は、シフト操作の観点からは省燃費運転を行っていると判定して、ステップ３０８に進む。
ステップ３０６では、メータ表示部１９内の所定のインジケータを消灯する（または消灯状態を維持する）。このインジケータは、点灯状態が省燃費運転を行っていることを表す。
ステップ３０８では、メータ表示部１９内の所定のインジケータを点灯する（または点灯状態を維持する）。
図３に示す処理によれば、アクセル操作の観点とシフト操作の観点の双方の観点から、省燃費運転を行っていると判定された場合のみ、所定のインジケータが点灯される。従って、例えば、アクセル操作の観点から省燃費運転を行っていると判定できる場合であっても（ステップ３０２でＹＥＳ）、シフト操作の観点から省燃費運転を行っていると判定できない場合（ステップ３０４でＮＯ）は、総合的な判定として省燃費運転を行っていないと判定し、インジケータが消灯される。
尚、図３に示す例では、省燃費運転の診断結果は、省燃費運転を行っているか否かの２値情報（インジケータの点灯／消灯）で出力されているが、省燃費運転の診断結果は、任意の態様で出力されてもよい。例えば、燃費運転の診断結果は、省燃費度合いのような割合で出力されてもよい（図４等参照）。
また、図３に示す処理ルーチンは、車両の走行中、所定周期毎に繰り返し実行されてもよいが、クラッチ切り離し中には、実行されなくてもよい。これは、クラッチ切り離し中には、エンジン回転数と車速との相関がなくなるためである。この場合、クラッチ切り離し中、省燃費運転の診断結果は、前回値が出力されてもよいし、出力されなくてもよい。また、クラッチ切り離し状態が一定時間継続した場合は、ニュートラルのギア段が意図的に形成されていると判定して、図３に示す処理ルーチンは、停止（一時的に中断）されてもよい。
また、ＡＴ車に適用される場合は、図３に示す処理ルーチンは、マニュアルモード中のみ実行されてよい。この場合も、ギア段がニュートラルとなった場合は、図３に示す処理ルーチンは、停止されてよい。
また、図３に示す例では、ステップ３０２において、現在の車速に応じた閾値Ｔｈ１に対して、現在のアクセル開度を比較しているが、等価的に、現在のアクセル開度に応じた閾値Ｔｈ１に対して、現在の車速を比較してもよい。また、等価的に、現在の車速と現在のアクセル開度により定まる2次元座標が、図２（Ａ）に示すようなマップのどの領域（省燃費運転領域又は非省燃費運転領域）に属するかを判定してもよい。同様に、図３に示す例では、ステップ３０４において、現在の車速に応じた閾値Ｔｈ２に対して、現在のエンジン回転数を比較しているが、等価的に、現在のエンジン回転数に応じた閾値Ｔｈ２に対して、現在の車速を比較してもよい。また、等価的に、現在の車速と現在のエンジン回転数により定まる2次元座標が、図２（Ｂ）に示すようなマップのどの領域（省燃費運転領域又は非省燃費運転領域）に属するかを判定してもよい。
また、図３に示す例では、アクセル操作の観点から省燃費運転を診断してから、シフト操作の観点から省燃費運転を診断しているが、診断順序は逆であってもよい。また、図３に示す例では、アクセル操作の観点から省燃費運転を行っていないと判定した場合は、シフト操作の観点から省燃費運転を診断しない構成であるが、アクセル操作の観点から省燃費運転を行っていないと判定した場合でも、シフト操作の観点から省燃費運転を診断してもよい。これは、採用する省燃費運転の診断結果の出力方法に応じて適宜変更されればよい。例えば、総合的に省燃費運転の診断結果を出力するのみの構成であれば、一方の観点から省燃費運転を行っていないと判定した場合は、他方の観点からの判定は不要であるが、双方の観点からの省燃費運転の診断結果を個別に出力する構成（後述の図4、図５参照）であれば、一方の観点からの省燃費運転の診断結果の如何にかかわらず、双方の観点から省燃費運転を診断してよい。
図４は、省燃費運転の診断結果の出力方法の一例を示す図である。
図４に示す例では、アクセル操作の観点からの省燃費運転の診断結果は、アクセル操作エコ度として、割合（０から１００％）で示されている。また、シフト操作の観点からの省燃費運転の診断結果は、シフト操作エコ度として、割合（０から１００％）で示されている。このような表示は、例えば、メータ表示部１９内に並んで出力されてもよい。アクセル操作エコ度及びシフト操作エコ度は、例えば以下の式で算出されてもよい。
アクセル操作エコ度＝現在のアクセル開度÷閾値Ｔｈ１×１００（％）
シフト操作エコ度＝現在のエンジン回転数÷閾値Ｔｈ２×１００（％）
尚、上記の式において、上述の如く、アクセル開度に代えて、アクセル開度から一意的に導出することができるパラメータ（例えば、出力パワー）が使用されてもよい。
尚、図４に示す例では、アクセル操作エコ度及びシフト操作エコ度は、割合に応じた領域で示されているが、当該割合を表す数値が併せて表示されてもよい。
図５は、省燃費運転の診断結果の出力方法の他の一例を示す図である。
図５に示す例では、アクセル操作の観点からの省燃費運転の診断結果と、シフト操作の観点からの省燃費運転の診断結果とは、２軸で示されている。このような表示は、例えば、メータ表示部１９内に出力されてもよい。図５に示す例では、現在のアクセル操作エコ度及び現在のシフト操作エコ度に対応する２次元位置が符合７０により示されている。アクセル操作エコ度及びシフト操作エコ度の算出方法は、上述の通りであってよい。尚、図５に示す例において、アクセル操作エコ度及びシフト操作エコ度は、それぞれの「割合を表す数値が併せて表示されてもよい。
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
例えば、上述した実施例では、車速の情報は、車速センサ１１から取得されているが、車速センサ１１に代えてまたはそれに加えて、他の情報源が利用されてもよい。例えば、トランスミッションのアウトプットシャフトの回転数や、ＧＰＳ受信機による測位結果の微分値等が利用されてもよい。
また、上述した実施例では、エンジン回転数の情報は、クランクポジションセンサ１８からの信号に基づいて取得されているが、これに代えてまたはそれに加えて、他の情報源が利用されてもよい。例えば、トランスミッションのインプットシャフトの回転数等が利用されてもよい。
また、上述した実施例において、シフト操作の観点からの省燃費運転の診断結果は、シフト操作のアドバイスを伴って出力されてもよい。即ち、シフト操作の観点から省燃費運転を行っていないと判定した場合は、省燃費運転となるシフト変更の方向（例えば、ギア段を上げる又は下げる）を表す出力を行ってもよい。例えば、現在形成中のギア段が２速であり、現在のエンジン回転数が閾値Ｔｈ２よりも高い場合は、ギア段を３速（又は４速等）に上げるようなアドバイスを出力してもよい。これにより、運転者は、シフト操作の観点から省燃費運転を行っていないと判断された場合に、どのようなシフト操作を行えば省燃費運転となるかを容易に理解することが可能となる。
また、上述した実施例では、省燃費運転の診断結果は、メータ表示部１９内に出力されているが、これに代えてまたはそれに加えて、他の表示装置に出力されてもよい。例えば、ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）に表示されてもよい。
また、上述した実施例では、メータＥＣＵ１５が省燃費運転の診断処理を行っているが、省燃費運転の診断処理は、他の任意のＥＣＵより実行されてよい。また、省燃費運転の診断処理は、複数のＥＣＵにより協動して実行されてもよい。
１ 省燃費運転診断装置
１１ 車速センサ
１２ アクセルペダルストロークセンサ
１３ アクセルペダル
１４ エンジンＥＣＵ
１５ メータＥＣＵ
１６ スロットルモータ
１７ スロットル開度センサ
１８ クランクポジションセンサ
１９ メータ表示部

Claims (3)

  1. 車速に関連するパラメータとアクセル操作量に関連するパラメータとの関係に基づいて、アクセル操作の観点から省燃費運転を診断すると共に、車速に関連するパラメータとエンジン回転数に関連するパラメータとの関係に基づいて、シフト操作の観点から省燃費運転を診断し、
    前記アクセル操作の観点からの省燃費運転の診断結果と、前記シフト操作の観点からの省燃費運転の診断結果とを２軸で示す表示を出力することを特徴とする、省燃費運転診断装置。
  2. 前記シフト操作の観点からの省燃費運転は、アクセル操作量を考慮せずに診断される、請求項１に記載の省燃費運転診断装置。
  3. マニュアル車に搭載される請求項１又は２に記載の省燃費運転診断装置。
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