JP2006118480A

JP2006118480A - 車両の燃料消費率予測装置

Info

Publication number: JP2006118480A
Application number: JP2004309690A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sato; 将佐藤; Masayuki Kayano; 雅行栢野; Shogo Matsuura; 昇吾松浦
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2006-05-11
Also published as: DE102005050922A1; KR100725762B1; US20090048770A1; US20060089781A1; KR20060053270A; DE102005050922B4

Abstract

【課題】ドライバの運転操作による固有の燃料消費率を予測することができる燃費消費率予測装置を提供すること。
【解決手段】ドライバの運転方法により変動するパラメータを入力として前記車両の燃料消費率を予測する燃費予測モデル２１と、前記理想燃費予測モデルが予測した前記車両の燃費消費率を出力するプリンタ４１とを備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料消費率を予測することができる燃料消費率予測装置に関する。

車両の燃料消費率（以下、燃費という）はドライバあるいは車両の持ち主にとって重要な関心事であり、ドライバは少しでも燃費の良い運転を心がけることができる。この燃費はドライバの運転操作（運転方法）のみならず、走行道路の混雑状態や交差点の数、カーブや一時停止の回数、気象条件や車両の搭乗人数、積荷の積載状況やエンジンの仕様等、様々な要因により大きく影響を受けることが知られている。

したがって、ドライバに燃費の良い運転を心がけさせるべく燃費をドライバに知らせた場合、例えばその燃費が良かったとしても、ドライバの運転方法が良いから燃費が良かったのか、それ以外の要因により燃費が良かったのか判断できなかった。逆に、燃費が悪かったとしても、ドライバの運転操作によるものか否かが判断することができなかった。

すなわち、ドライバの運転操作による燃料消費率は分からなかった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、ドライバの運転操作から見た固有の燃料消費率を予測することができる燃費消費率予測装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、ドライバの運転方法により変動するパラメータを入力として車両の燃料消費率を予測する燃費予測モデルと、前記燃費予測モデルが予測した前記車両の燃費消費率を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のパラメータは、少なくとも前記車両がシフトアップしたときの前記車両のエンジン回転数と、前記車両を空ぶかししたときのアクセル開度と、前記車両のエンジン回転数変化率を含み、前記燃費予測モデルは、少なくとも前記エンジン回転数、前記アクセル開度、前記エンジン回転数変化率を入力として前記車両の燃料消費率を予測することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の出力手段は、前記燃費予測モデルが予測した前記車両の燃料消費率を前記車両に設置した印刷装置によりレポート出力することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の出力手段は、前記燃費予測モデルが予測した前記車両の燃料消費率を前記車両に設置したディスプレイ装置により表示することを特徴とする。

請求項１及び２記載の発明によれば、道路の混雑状況等と相関の少ないドライバの運転方法により変動するパラメータに基づいて車両の燃料消費率を予測するようにしたので、道路の混雑状況等、ドライバの運転操作と相関の少ない事象による影響を除外してドライバ固有の運転を燃費良否の観点から評価することができる。

請求項３または４記載の発明によれば、燃費予測モデルが予測した前記車両の燃料消費率をレポート出力またはディスプレイ表示するようにしたので、ドライバの運転操作による固有の燃料消費率を視認することができる。

以下図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。

まず、図１を参照して車両の燃料消費率に影響を与える要因について説明する。車両の燃料消費率に影響を与える要因は、道路状況、ドライバの運転操作（運転方法）、車両状況、環境に関するものに大別することができる。

ドライバの運転方法により変動するパラメータとして、シフトアップ時のエンジン回転数Ｎsft、空ぶかし時のアクセル開度θｋ、エンジン回転数変化率Ｎｖがある。

そして、これらのパラメータは燃費とも相関がある。例えば、シフトアップ時のエンジン回転数Ｎsftが高ければ、燃料消費率が悪化する要因となる。また、空ぶかし時のアクセル開度θが大きければ、燃料消費率が悪化する要因となる。さらに、急加速のようにエンジン回転数変化率Ｎｖが高ければ、燃料消費率が悪化する要因となる。

道路状況に関するパラメータとしては、平均車速、停車頻度がある。

車両状況に関連するパラメータには、エンジン単体性能（エンジン排気量等）、積載状態、タイヤ等がある。

環境に関連するパラメータには、気圧、外気温、車両状況等がある。

次に、図５を参照して車両の燃料消費率予測装置が搭載されたトラックのシステム構成について説明する。

図５において、１１は本発明に係る燃料消費率予測装置の制御装置である。この制御装置１１は、例えばマイクロプロセッサで構成されており、各種データを記憶するメモリ１１ｍ、時計回路１１ｃ、タイマ１１ｔを備えている。この制御装置１１には、ディスプレイ装置１２が接続されている。

また、制御装置１１からのＣＡＮ（Control Area Network）バス１３を介して、エンジンＥＣＵ（電子制御装置）１４、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）ＥＣＵ（電子制御装置）１５と接続されている。このＣＡＮバス１３を介した通信により制御装置１１、エンジンＥＣＵ１４、トランスミッションＥＣＵ１５は互いに各種データを送受信する。

エンジンＥＣＵ１４には、アクセル開度θを検出するアクセル開度センサ１６、クラッチ（図示しない）の断接状態を検出するクラッチ断接センサ１７、車速Ｖを検出するための車速センサ１８、エンジン回転数Ｎｅを検出するためのエンジン回転数センサ１９が接続されている。

トランスミッションＥＣＵ１５は、シフトアップあるいはシフトダウン信号をトランスミッション（図示しない）に出力する。

制御装置１１は、エンジンＥＣＵ１４を経由して車速センサ１８からリアルタイムに送信される車速Ｖを受信する。

さらに、制御装置１１はシフトアップ情報をトランスミッションＥＣＵ１５から得て、シフトアップ時のエンジン回転数をエンジンＥＣＵ１４を経由してエンジン回転数センサ１９から送信されるエンジン回転数を取得することにより、シフトアップ時のエンジン回転数Ｎsftを取得する。なお、車速センサ１８で検出される車速Ｖ、クラッチ断接センサ１７で検出されたクラッチの断接状態及びギア比等からシフト位置を判定するようにしてもよい。

また、制御装置１１は、エンジンＥＣＵ１４を経由してアクセル開度センサ１６から送信されるアクセル開度θを得ることにより、空ぶかし時のアクセル開度θｋを取得している。ここで、「空ぶかし」とは、車速センサ１８で検出された車速Ｖが略ゼロかつエンジン回転数センサ１９で検出されるエンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数以上での状態をいう。

さらに、制御装置１１は、エンジン回転数ＮｅをエンジンＥＣＵから取得し、このエンジン回転数Ｎeを時間微分することによりエンジン回転数変化率Ｎｖを取得している。

本発明に係る一実施の形態の機能構成を図３に示す。制御装置１１では、前述した方法で取得したシフトアップ時のエンジン回転数Ｎsft、空ぶかし時のアクセル開度θｋ、エンジン回転数変化率Ｎｖを燃費予測モデル２１に入力する。燃費予測モデル２１は、これら入力されたパラメータに基づいて燃費を予測する。ここで、燃費予測モデル２１は入力されたパラメータの組み合わせに応じて所定のアルゴリズムに従い一意に予測燃費を出力するように予めモデル化されている。このモデル化の方法（モデル作成の方法）については後に詳述する。

燃費予測モデル２１で予測された燃費（入力されたパラメータに基づくドライバの固有燃費）は所定のタイミングで印刷装置２１に送信され、紙出力される。なお、この出力のタイミングについては、ドライバから要求があったとき、車両のエンジンを停止したとき等、適宜必要に応じて設定すればよい。また、印刷装置１２の代わりに車両に設けたディスプレイ装置に出力表示するようにしても良い。
図２を参照して燃費予測モデルの作成方法について説明する。この予測モデル２１の作成は、次のようにして行う。

（１）様々なドライバが様々な道路状況下でトラックを走行させたときのドライバの運転方法により変動するパラメータを抽出しておく。

（２）さらにこのときの実燃料消費率についても測定して記録しておく。

ここで、本実施の形態においては、ドライバの運転方法により変動するパラメータとしてシフトアップ時のエンジン回転数Ｎsft、空ぶかし時のアクセル開度θｋ、エンジン回転数変化率Ｎｖを選択した。

（３）これら抽出したパラメータと記録した実燃費に基づいて、K-NN（K-Nearest Neighbor）分析を用いて予測モデル２１を作成する。

このK-NN分析を用いた予測モデルの作成方法自体については公知の手法であるのでここでは説明を省略する。なお、この予測モデル２１を制御装置１１に搭載する。

次に、ドライバＡ〜Ｃに３種類の道路状況下で本実施の形態に係る燃料消費率予測装置を搭載したトラックを運転させた場合を一例にとって本発明の動作について説明する。

まず、第１の道路状況下でドライバＡ〜Ｃを運転させる。この第１の道路状況下で走行中に、制御装置１１のメモリ１１ｍにドライバの運転方法により変動するパラメータ（シフトアップ時のエンジン回転数Ｎsft、空ぶかし時のアクセル開度θｋ、エンジン回転数変化率Ｎｖ）が記憶される。これを予測モデル２１に入力することにより、ドライバの運転操作による固有の燃料消費率が予測される。

そして、当該予測されたドライバの運転操作による固有の燃料消費率はメモリ１１ｍに記憶させておき、必要に応じて印刷装置１２から紙出力する。

次に、同様にして第２の道路状況下及び第３の道路状況下でドライバＡ〜Ｃを運転させて、ドライバＡ〜Ｃの運転操作による固有の燃料消費率を予測してメモリ１１ｍに記憶させる。あるいは印刷装置１２から紙出力しておく。なお、第１〜第３の道路状況は、それぞれ全く異なる道路状況である。例えば、第１の道路状況は渋滞した道路、第２の道路状況はすいている直線平坦道路、第３の道路状況はカーブの多い山道等である。

これらメモリ１１ｍに記憶した、あるいは紙出力したドライバＡ〜Ｃの運転操作による固有の燃料消費率を図４に示す。

図中、各ドライバの燃費のうち左側の燃費は第１の道路状況下での予測した燃料消費率、真ん中の燃費は第２の道路状況下での燃料消費率、右側の燃費は第３の道路状況下での燃料消費率を示す。

そして、ドライバＡの第１ないし第３の道路状況下での燃料消費率を平均した値は「７．２」、ドライバＢの第１ないし第３の道路状況下での燃料消費率を平均した値は「７．９」、ドライバＣの第１ないし第３の道路状況下での燃料消費率を平均した値は「８．９」となり、道路状況が大きく異なるにもかかわらず、略一定の値を示していることが確認できる。

図４に示すように、ドライバＡよりドライバＢ、ドライバＢよりドライバＣの運転操作による固有の燃料消費率が良いことが視認できる。つまり、各ドライバ間で燃料消費率の良否から運転操作を客観的に比較評価することができる。

なお、上記した実施の形態では、燃費予測モデルにK-NN分析を用いたが、この手法に限られるわけではない。他にもSupport Vector Machine、Radial Basis Function Network 、Neural Network、Decision Tree等を用いても、本発明の技術的範囲に含まれる。本出願人が行った実験における各手法の実燃料消費率と予測燃料消費率との誤差を図６及び図７に示しておく。図６及び図７に示すように、K-NN分析を用いたデータ分析を行ったものが、最も誤差が少ないことが判明した。

なお、上記した実施の形態では、トラックのシステム構成として図５に示した構成のものを採用したが、図５に限らず、図８のシステム構成のものを採用しても良い。図８に示したトラックでは、制御装置１１には発信装置３１を接続しておき、制御装置１１のメモリ１１ｍに格納されているドライバの運転方法により変動するパラメータ（シフトアップ時のエンジン回転数Ｎsft、空ぶかし時のアクセル開度θｋ、エンジン回転数変化率Ｎｖ）
及び実燃料消費率を無線で外部の受信装置３２に送信することにより、管理者３３は受信装置３２で受信したドライバの運転方法により変動するパラメータ（シフトアップ時のエンジン回転数Ｎsft、空ぶかし時のアクセル開度θｋ、エンジン回転数変化率Ｎｖ）及び実燃料消費率データに基づいてドライバ固有の予測燃費を得るようにしても良い。

また、上記したドライバの運転方法により変動するパラメータは上記実施の形態で例示したものに限るものではなく、クラッチを踏んでいる時間や、半クラッチ状態の時間や他のドライバの運転方法により変動するパラメータでも良い。

また、上記実施の形態では、図３で示すように燃料消費率を印刷装置１２からプリントアウトするようにしたが、記録媒体に出力するようにしてもよい。

本発明の一実施の形態に係る車両の燃料消費率予測装置の原理を説明するための図。同実施の形態に係る理想的な燃料消費率を予測する予測モデル作成方法を説明するためのブロック図。同実施の形態に係るドライバの運転方法によりドライバ固有の燃料消費率を予測する予測モデルを示すブロック図。同実施の形態に係る予測モデルにより予測されたドライバＡ，Ｂ，Ｃの固有の燃料消費率を示す図。同実施の形態に係る車両の燃料消費率予測装置が採用されたトラックの模式図。同実施の形態に係る種々の解析方法を用いてドライバの運転方法によりドライバ固有の燃料消費率を予測した場合の誤差を示す図。同実施の形態に係る種々の解析方法を用いてドライバの運転方法によりドライバ固有の燃料消費率を予測した場合の誤差をグラフで示す図。本発明に係る車両の燃料消費率予測装置が採用された他のトラックの例を示す図。

符号の説明

１１…制御装置、１２…ディスプレイ装置、１４…エンジンＥＣＵ、１５…トラッスミッションＥＣＵ、１６…アクセル開度センサ、１７…クラツチ断接センサ、１８…車速センサ。

Claims

ドライバの運転方法により変動するパラメータを入力として車両の燃料消費率を予測する燃費予測モデルと、
前記燃費予測モデルが予測した前記車両の燃費消費率を出力する出力手段と
を備えたことを特徴とする車両の燃料消費率予測装置。
前記パラメータは、少なくとも前記車両がシフトアップしたときの前記車両のエンジン回転数と、前記車両を空ぶかししたときのアクセル開度と、前記車両のエンジン回転数変化率を含み、
前記燃費予測モデルは、少なくとも前記エンジン回転数、前記アクセル開度、前記エンジン回転数変化率を入力として前記車両の燃料消費率を予測することを特徴とする請求項１記載の車両の燃料消費率予測装置。
前記出力手段は、前記燃費予測モデルが予測した前記車両の燃料消費率を前記車両に設置した印刷装置によりレポート出力することを特徴とする請求項１記載の車両の燃料消費率予測装置。
前記出力手段は、前記燃費予測モデルが予測した前記車両の燃料消費率を前記車両に設置したディスプレイ装置により表示することを特徴とする請求項１記載の車両の燃料消費率予測装置。