JP2004197647A - 推奨と実行のアクセル開度対比により制御される自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の運転性能の改善に向けて運転者を誘うには、運転者に対しアクセルペダルをどのように操作すればよいかを提示するのがより直観的あり且つ制御の応答性の上からも迅速であるとの認識に基づきそれを図る。
【解決手段】自動車の走行に影響する複数の情報を組み合わせて運転者に対し自動車の運転性能の少なくとも一つを高める上で推奨すべきアクセル開度を算出し且つ提示する手段と、自動車の運転条件の一部を変更する手段とを設け、運転者が実行する実行アクセル開度と推奨アクセル開度の対比に基づいて自動車の運転条件の一部を変更する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の運転制御に係り、特にアクセル開度を通して運転者の運転意図を確認しつつ自動車の運転性能の向上を図ることに係る。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ技術の発達に伴って自動車の運転をコンピュータ制御することについて種々の局面からの研究、開発および提案がなされている。このうち、特に、運転者の運転意図を踏まえて自動車の運転をコンピュータ制御することにより自動車の運転性能の向上を図ろうとすることが、下記に例示する如くいくつかの特許文献に提案されている。
【０００３】
即ち、下記の特許文献１には、エンジン回転数計に経済性の上から良い回転数とそうでない回転数とを識別色等により表示し、運転者に経済運転の実行を示唆することが提案されている。同様の技術思想は下記の特許文献２にも提案されており、ここではエンジン回転数計にその時の適正回転数を示すマークが表示されるようになっている。下記の特許文献３には、アクセル、ブレーキおよびハンドルの操作から運転者の運転パターンを判定し、それを変速比制御に取り入れることが提案されている。下記の特許文献４には、アクセルペダル操作量の積算とステアリング操作の頻度よりラフアクセル操作を推定し、ラフアクセル操作が行われたときにはエンジン出力を低減し、運転性の悪化を防止することが提案されている。下記の特許文献５には、アクセルペダルの操作データの集計から運転者毎の運転傾向を把握し、実際のアクセルペダル操作が行われたとき、前記運転傾向からアクセルペダルの踏み込み終了時を予測し、前もって指令信号を出力することにより制御系の応答遅れをカバーして、制御の応答性を改善することが提案されている。下記の特許文献６には、アクセル操作部材の操作状態に対しスロットル開度を設定する設定モードを複数備え、車輌走行状態検知手段により検知した車輌の走行状態に応じて前記複数の設定モードのいずれかを選んで目標スロットル開度とすることが提案されている。
【特許文献１】
特開２０００−２６４０９３号公報
【特許文献２】
特開平１０−９００１０号公報
【特許文献３】
特開平１−２６２２２９号公報
【特許文献４】
特開平９−２０３３３４号公報
【特許文献５】
特開平１−２５５７４６号公報
【特許文献６】
特開平４−２０３２２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１および２には自動車の運転状態を特に経済性の上からコンピュータにより解析し、それを左右するパラメータとしてエンジン回転数を用い、その最適値を運転者に提示することにより経済性上の最適運転へ運転者を誘うことが図られているが、自動車の運転に於いて運転者が直に操作するのはアクセルペダルとブレーキペダルである。従って、改善しようとする自動車の運転性能が何であれ、その改善に向けて運転者を誘うには、その一つとして運転者に対しアクセルペダルをどのように操作すればよいかを提示するのがより直観的あり且つ制御の応答性の上からも迅速であると考えられる。但し、運転者によるアクセルペダルの操作は、自動車の運転状態および運転環境の影響を受けるとはいえ、本質的には運転者の加速または減速への意図によるものであり、最大限に尊重されなければならない。
【０００５】
本発明は、上記の認識に基づき、運転者の運転意図を最大限に尊重しつつ、コンピュータの演算性能を利用して自動車の運転性能を可及的に高めることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するのとして、本発明は、自動車の走行に影響する複数の情報を組み合わせて運転者に対し自動車の運転性能の少なくとも一つを高める上で推奨すべきアクセル開度を算出し且つ提示する推奨アクセル開度算出提示手段と、自動車の運転条件の一部を変更する運転条件一部変更手段とを有し、前記運転条件一部変更手段は運転者が実行する実行アクセル開度と前記推奨アクセル開度算出提示手段が算出し提示する推奨アクセル開度の対比に基づいて作動するようになっていることを特徴とする自動車を提案するものである。
【０００７】
前記推奨アクセル開度算出提示手段は、燃料消費率を最小にするよう前記推奨アクセル開度を算出し且つ提示するようになっていてよい。
【０００８】
前記推奨アクセル開度算出提示手段は、前記推奨アクセル開度をその最大値と最小値の間の帯域として算出するようになっていてよい。
【０００９】
前記の燃料消費率を最小にする運転条件の一部変更は、補機の負荷を制御することにより行われてよく、その場合、特に前記補機はオルタネータ、エアコンコンプレッサ、冷却水ポンプより選択されてよい。
【００１０】
また、前記運転条件一部変更手段は、実行アクセル開度が前記推奨アクセル開度の最大値以上であるとき、ドライバビリティを優先するよう運転条件の一部を変更するようになっていてよい。この場合、前記ドライバビリティ優先の運転条件一部変更は、変速機の変速特性とトルクコンバータのロックアップ特性の少なくとも一方をパワーモードに変更することであってよい。
【００１１】
一方、前記推奨アクセル開度算出提示手段は、前記推奨アクセル開度の算出のために組み合わせる情報として、車速、エンジン回転数、アクセル開度、シフトポジション、ブレーキ作動の少なくとも一つを含む車輌運転状態に関する情報を用いてよい。更にまた、前記推奨アクセル開度算出提示手段は、前記推奨アクセル開度の算出のために組み合わせる情報として、道路湾曲、道路勾配、交通情報の少なくとも一つを含む車輌運転環境に関する情報を用いてよい。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
上記の如く、自動車がその走行に影響する複数の情報を組み合わせて運転者に対し自動車の運転性能の少なくとも一つを高める上で推奨すべきアクセル開度を算出し且つ提示する推奨アクセル開度算出提示手段と、その運転条件の一部を変更する運転条件一部変更手段とを備え、前記運転条件一部変更手段が運転者が実行する実行アクセル開度と前記推奨アクセル開度算出提示手段が算出し提示する推奨アクセル開度の対比に基づいて作動するようになっていれば、前記運転条件一部変更手段は、運転者が実行する実行アクセル開度と、前記推奨アクセル開度算出提示手段が自動車の走行に影響する複数の情報を組み合わせて自動車の運転性能の少なくとも一つを高める上で推奨すべき値として算出した推奨アクセル開度の両方を即時に反映させた自動車運転条件の一部変更を行うことができ、運転条件一部変更により自動車の何らかの運転性能を高めることが可能な状態にある限り、運転者の加速または減速に対する要求を尊重した上で該運転性能を高めることができる。また、運転者にとっても、推奨パラメータがアクセル開度として提示されれば、アクセル開度という運転操作そのものを直接その推奨値と対比させることができ、推奨パラメータがエンジン回転数の如く運転者による操作パラメータの変更に基づきエンジンや車輌の作動性能を介して現れるパラメータである場合に比して、より容易に推奨値を参酌した運転を実行することができる。
【００１３】
この場合、特に前記推奨アクセル開度算出提示手段が、燃料消費率を最小にするよう前記推奨アクセル開度を算出し且つ提示するようになっていれば、自動車の運転性能として極めて重要な一つである燃料経済性を高めることができる。
【００１４】
また、前記推奨アクセル開度算出提示手段が、推奨アクセル開度をその最大値と最小値の間の帯域として算出し提示するようになっていれば、運転者は自らが実行するアクセル開度を可及的に前記帯域内に留めるように配慮しつつ随時相当の自由度をもってアクセルペダルを操作することができる。この場合、前記推奨アクセル開度算出提示手段による推奨に従って改善される運転性能が特に燃料消費率であるときには、運転者は自らが実行するアクセル開度を可及的に前記帯域内に留めるように配慮しつつ随時相当の自由度をもってアクセルペダルを操作することにより、運転者が望む通りの加速或いは減速を達成しつつ燃料消費率を可及的に下げ、燃費を改善することができる。
【００１５】
自動車にはエンジンの出力の一部を消費して作動されるいくつかの補機が必要とされが、自動車には他にバッテリというエネルギ源もあるので、エンジンに対する補機の負荷にはエンジンの作動状態に対してかなりの緩衝性があり、従って同じ量のエネルギをエンジンから取り出すとしても、そのエンジンに対する負荷状態をエンジンの作動状態にうまく適合させることにより、同量のエネルギ出力に対するエンジンの燃料消費率を下げることができる。特にオルタネータは、電動発電機として構成されていれば、負荷を選択時に零とするだけでなく、負の値にすることもできる。
【００１６】
しかし、一方、自動車の運転には、燃料消費率の如何に拘わらずドライバビリティが強く求められることもあるので、実行アクセル開度が前記推奨アクセル開度の最大値以上であるとき、前記運転条件一部変更手段は、ドライバビリティを優先するよう運転条件の一部を変更するようになっていれば、ドライバビリティについても、それが求められるときには十分に対応することができ、それは、例えば、変速機の変速特性とトルクコンバータのロックアップ特性の少なくとも一方を変速機やトルクコンバータの分野に於いてはよく知られた出力増強を優先するパワーモードに変更することにより達成することができる。
【００１７】
前記推奨アクセル開度算出提示手段が、前記推奨アクセル開度の算出のために組み合わせる情報として、車速、エンジン回転数、アクセル開度、シフトポジション、ブレーキ作動等の車輌運転状態に関する情報を用いるようになっていれば、実行アクセル開度と推奨アクセル開度の対比に基づく自動車の運転にこれらのパラメータを反映させ、運転者を車輌運転状態によりよく適合した運転に誘導することができる。
【００１８】
また、前記推奨アクセル開度算出提示手段が、前記推奨アクセル開度の算出のために組み合わせる情報として、道路湾曲、道路勾配、交通情報の少なくとも一つを含む車輌運転環境に関する情報を用いるようになっていれば、実行アクセル開度と推奨アクセル開度の対比に基づく自動車の運転にこれらのパラメータを反映させ、運転者を車輌運転環境によりよく適合した運転に誘導することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は上記の如く推奨と実行のアクセル開度対比により制御される自動車の本発明に係る要部を一つの実施の形態ついて示す概略図である。図示の如く、自動車のエンジン１０は、直接的にはエンジン制御ＥＣＵ（電子制御装置）１２によりその作動を制御され、またその回転数、出力トルク、温度等の運転状態に関するデータをエンジン制御ＥＣＵに供給するようになっている。エンジン制御ＥＣＵには運転者（ドライバ）１４よりアクセルペダルセンサ１６を経て運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に関する情報、ブレーキペダルセンサ１８を経て運転者によるブレーキペダルの踏み込み量に関する情報、シフトポジションセンサ２０を経て運転者による変速機の切換え位置（シフトポジション）に関する情報が供給されるようになっている。更にエンジン制御ＥＣＵには、道路湾曲／勾配センサ（３次元ナビ等）２２より道路の湾曲および勾配に関する情報、および交通状態センサ（渋滞、信号、踏切センサ等）２４より道路の渋滞状態、信号機の切り換わり、踏切の開通状態等に関する情報が供給されるようになっている。
【００２０】
そしてエンジン制御ＥＣＵはこれらの情報に基づいて時々刻々そのときの自動車の運転状態を保つにしても、自動車の運転性能をよりよくする（例えば燃料消費率をより小さくする）アクセル開度を算出し、それを表示パネル２６により運転者に提示するようになっている。
【００２１】
図２は図１に示す自動車の作動をその一つの実施の形態について示すフロアチャートである。この例は、アクセル開度の推奨により高める自動車の運転性能を燃料消費率としたものである。かかるフローチャートに沿ったコンピュータ制御は、この種の技術分野に於ける周知の通り、車輌のイグニションスイッチが閉じられると同時に開始され、車輌の運転中数十ミリセカンド毎の周期にて繰り返される。
【００２２】
制御が開始されると、ステップ１にてエンジンが作動中であるか否かが判断される。答がイエスのときには制御はステップ２へ進み、答がノーのときには制御はエンド（終了）となる。即ち、以下の制御は、エンジンの始動とともに開始され、エンジンの停止とともに終了する。
【００２３】
ステップ２に於いては、自動車の運転状態の読み込みが行われる。ここで読み込みの対象となる自動車の運転状態は、車速、エンジン回転数、アクセル開度、ブレーキ作動、変速機のシフトポジション等とされてよい。車速およびエンジン回転数は、それぞれ図には示されていないが一般に周知の車速センサおよびエンジン回転数センサより得られてよく、図１に示す構成ではエンジン１０よりエンジン制御ＥＣＵに与えられる信号の中に含まれている。アクセル開度、ブレーキ作動、変速機のシフトポジションに関する情報は、図１に於けるアクセルペダルセンサ１６、ブレーキペダルセンサ１８、シフトポジションセンサ２０より得られた情報である。また場合に応じてその他の適当なパラメータが読み込みの対象とされてよい。
【００２４】
次いで制御はステップ３へ進み、自動車の運転環境の読み込みが行われる。ここで読み込みの対象となる自動車運転環境は、道路の湾曲や勾配と、道路の渋滞、信号、踏切に関する情報の如き交通状態とされてよい。道路の湾曲や勾配に関する情報は、例えば３次元ナビゲータより得られたものであってよく、道路の渋滞、信号、踏切に関する情報はそれぞれのセンサから発信されたものであってよい。
【００２５】
次いで制御はステップ４へ進み、上に読み込まれた自動車の運転状態および運転環境に関する情報に基づいて、エンジン制御ＥＣＵ１２により燃料消費率を高めるために推奨されるアクセル開度が算出され且つ運転者に対し提示される。この場合、推奨アクセル開度は、その最高値Thmaxと最低値Thminの間の帯域値として算出され且つ運転者に対し提示される。推奨アクセル開度の運転者に対する提示は情報表示パネル２６により行われる。
【００２６】
次いで制御はステップ５へ進み、ステップ２で読み込まれたアクセル開度が上記の最低値Thmin以上であるか否かが判断される。答がノーであれば、制御はそのままステップ１へ戻るが、答がイエスであれば、制御はステップ６へ進み、該アクセル開度が上記の最高値Thmax以上であるか否かが判断される。答がノーであるとき、即ち運転者が実行しているアクセル開度がThmaxとThminの間にあるときには、制御はステップ７へ進み、エンジン負荷に対する燃料消費率が推定される。これは一般に図３に示されているような特性を呈するものである。尚、これはこの段階で推定されてもよいが、ステップ４に於いて推奨アクセル開度を算出するに当ってその判断材料の一つとして既に推定されているときには、ステップ７は当然省略されてよい。
【００２７】
次いで制御はステップ８へ進み、現在の運転状態が領域▲１▼内にあるか否か、即ち、現在のエンジン負荷がＬｔより高いか否か、が判断される。答がイエスあれば制御はステップ９へ進み、オルタネータ等の補機の負荷を低減し、それによってエンジン負荷を領域▲２▼内にくるよう下げることが行われる。このようにエンジン負荷を補機の負荷により調整することにより、自動車の駆動に消費される動力を変えることなく、従って自動車の走行状態を変えることなく、燃料消費率を改善することができる。
【００２８】
ステップ８の答がノーであるときには、制御はステップ１０へ進み、現在の運転状態が領域▲３▼内にあるか否か、即ち、現在のエンジン負荷がＬｂより低いか否か、が判断される。答がイエスあれば制御はステップ１１へ進み、オルタネータ等の補機の負荷を増大し、それによってエンジン負荷を領域▲２▼内にくるよう上げることが行われる。この場合にも、このようにエンジン負荷を補機の負荷により調整することにより、自動車の駆動に消費される動力を変えることなく、従って自動車の走行状態を変えることなく、燃料消費率を改善することができる。
【００２９】
ステップ１０の答がノーであることは、現在の運転状態が領域▲２▼内にあることであり、この場合には補機負荷の調整によるエンジン負荷の調整は不要である。
【００３０】
ステップ６の答がイエスであることは、運転者が特に強い加速を望んでいることを意味する。そこでこのときには制御をステップ１２へ進め、ドライバビリティを優先する制御が行われる。これは例えば変速機の変速特性とトルクコンバータのロックアップ特性の何れか一方または両方をパワーモードと称される出力重視の制御パターンに変更することにより行われてよい。
【００３１】
以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車の要部を一つの実施の形態ついて示す概略図。
【図２】図１に示す自動車の作動をその一つの実施の形態について示すフロアチャート
【図３】エンジン負荷に対する燃料消費率の一般的特性を示す線図。
【符号の説明】
１０…エンジン、１２…エンジン制御ＥＣＵ、１４…運転者、１６…アクセルペダルセンサ、１８…ブレーキペダルセンサ、２０…シフトポジションセンサ、２２…道路湾曲／勾配センサ（３次元ナビ等）、２４…交通状態センサ（渋滞、信号、踏切センサ等）、２６…表示パネル

Claims (9)

1. 自動車の走行に影響する複数の情報を組み合わせて運転者に対し自動車の運転性能の少なくとも一つを高める上で推奨すべきアクセル開度を算出し且つ提示する推奨アクセル開度算出提示手段と、自動車の運転条件の一部を変更する運転条件一部変更手段とを有し、前記運転条件一部変更手段は運転者が実行する実行アクセル開度と前記推奨アクセル開度算出提示手段が算出し提示する推奨アクセル開度の対比に基づいて作動するようになっていることを特徴とする自動車。
2. 前記推奨アクセル開度算出提示手段は、燃料消費率を最小にするよう前記推奨アクセル開度を算出し且つ提示するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
3. 前記推奨アクセル開度算出提示手段は、前記推奨アクセル開度をその最大値と最小値の間の帯域として算出することを特徴とする請求項１または２に記載の自動車。
4. 前記の燃料消費率を最小にする運転条件の一部変更は、補機の負荷を制御することにより行われることを特徴とする請求項３に記載の自動車。
5. 前記補機はオルタネータ、エアコンコンプレッサ、冷却水ポンプより選択さることを特徴とする請求項４に記載の自動車。
6. 前記運転条件一部変更手段は、実行アクセル開度が前記推奨アクセル開度の最大値以上であるとき、ドライバビリティを優先するよう運転条件の一部を変更することを特徴とする請求項３に記載の自動車。
7. 前記ドライバビリティ優先の運転条件一部変更は、変速機の変速特性とトルクコンバータのロックアップ特性の少なくとも一方をパワーモードに変更することであることを特徴とする請求項６に記載の自動車。
8. 前記推奨アクセル開度算出提示手段は、前記推奨アクセル開度の算出のために組み合わせる情報として、車速、エンジン回転数、アクセル開度、シフトポジション、ブレーキ作動の少なくとも一つを含む車輌運転状態に関する情報を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の自動車。
9. 前記推奨アクセル開度算出提示手段は、前記推奨アクセル開度の算出のために組み合わせる情報として、道路湾曲、道路勾配、交通情報の少なくとも一つを含む車輌運転環境に関する情報を用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の自動車。

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