JP2010143567A - 走行情報を出力するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者に対して車両の燃料消費を削減することを容易にする方法及び装置を提供する。
【解決手段】車両（２０）のドライバーにエネルギー消費的に最適な走行状態を指示する、走行情報（ＩＮＦ）を出力する方法は、車両の実際の運転状態パラメータの内の少なくとも一つ（Ｐ１）並びに走行抵抗パラメータの内の少なくとも一つ（Ｐ２）に応じて燃費的に最適な車両目標加速度（Ｂ１）を測定し、車両実加速度（Ｂ２）を測定し、測定された車両目標加速度（Ｂ１）と車両実加速度（Ｂ２）とに応じて走行情報ＩＮＦを生成し、走行情報（ＩＮＦ）を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のドライバーに対して、ドライバーが車両のエネルギー消費的に最適な走行状態について知らされるように、走行情報を出力するための方法及び装置に関する。

ＣＯ_２論議によって又上昇しつつあるエネルギーコストに刺激されて、このところ燃料消費量の削減及びそれに伴う有害物質排出の削減に対して、ますます価値が置かれるようになって来ている。エンジンと車両の駆動装置を効率的に仕立て上げるために、大きな技術的努力が行われている（可変バルブストローク、シリンダカットオフ、ハイブリッド駆動装置等）。効率を高めるこれ等のシステムを用いて、実際の運転状態（基本的にエンジン回転数、シフトされているギヤ、車速、及び加速によって決定することができる）の下で燃費を低減させることができる。

しかしながら、実際の運転状態を選択するのはドライバーである。ドライバーに対して燃料消費的に最適な運転状態を示すために車両のメーターパネルの中の幾つかの表示が用いられる。その際、一般に燃料消費量の表示やいわゆる“シフトアップインジケータ”或いは“レンジインジケータ”が用いられている。後者はドライバーに対して省エネ走行運転を可能にするギヤシフトの仕方を指示することを目的としている。

従来技術として知られている燃料消費表示の欠点は、その時の走行状況の下でエネルギー消費的に或いは燃料消費的に、より有利な運転状態がどの程度可能であるか、ドライバーに対してその燃費表示によっては示されないという点にある。表示される数値は絶対値であり、燃費の削減という意味から先ずドライバーによって解釈されなければならないので、この表示は、ドライバーにとって直ちに自分の走り方を最適化するためには役立たない。実際の走行状況においてどこに燃費的により有利な運転状態があるかという指示は、この消費表示からは得られない。

従来技術における“シフトアップインジケータ”或いは“レンジインジケータ”は、“適正な”ギヤで走るためには良い補助手段である。しかしながら、定速走行の際に或いは二つのシフトポイントの間で、即ち一つのギヤチェンジから次のギヤチェンジまでの間で、消費量を減らそうとすると、たちまち欠点が現れて来る。

ほぼ同じままの速度を特徴とする定速走行の場合に、ドライバーがアクセルペダルの操作によって駆動トルクを定速運転のために必要である以上に高めても、車は気付かれぬ程しか加速しない、ということが明らかとなる。しかしながら、そのような僅かな加速は、車の場合ドライバーによって正しく認知され、又識別されることができない。このことは、ドライバーが特別な影響によってハンドル操作したり或いは集中力を欠いている場合には、ますますそうなる。場合によっては、ドライバーは数キロメートルを走った後に初めて速度が上がっていることに気が付き、あらためて速度を再び僅かに落とすために、アクセルペダルを戻すことによって駆動トルクを落とすかも知れない。その際、ドライバーが上り坂で無意識にわずかに加速するような時には不都合となる。何故なら、不必要な加速は不釣り合いな程余分なエネルギー或いは燃料を要するからである。この場合には“シフトアップインジケータ”は役に立たない。何故なら、このインジケータは僅かな変化については何らの有効な操作指示も与えてはくれないからである。

従って、本発明の課題は、利用者に対して車両の燃料消費を削減することを容易にする方法及び装置を提供することである。

この課題は、請求項に記載の方法および装置によって解決される。

第一の実施態様によれば、以下の諸ステップを用いて車両のドライバーにエネルギー消費的に最適な走行状態を示す走行情報を出力するための方法は、
車両の実際の運転状態パラメータの内の少なくとも一つ並びに走行抵抗パラメータの内の少なくとも一つに応じた、燃費的に最適な車両目標加速を測定するステップと、
車両実加速度を測定するステップと、
測定された車両目標加速度と車両実加速度とに応じた走行情報を生成するステップと、
走行情報を出力するステップと、
を含む。

更に有利な一実施態様では、運転状態パラメータの内の少なくとも一つが車速及び／又はエンジン回転数を含むことができる。

別の実施態様によれば、目標加速度の測定のために援用される実際の運転状態パラメータの内の少なくとも一つは車両実加速度、走行レンジ情報、車重に関するデータ、並びに車両がトレーラー（被牽引車）付きで運転されているか否かというデータの内の少なくとも一つのパラメータを含むことができる。

更に、走行情報は、ドライバーが、車両実加速度が燃費的に最適な走行状態の車両目標加速度よりも小さいか或いは大きいかということを認知するように出されることができる。

別の実施態様では、走行情報が、とりわけ走行レンジに応じて異なる重み付け係数を用いて重み付けされ或いは評価されることができる。かくして、ケース毎に、例えばその時々の走行レンジに応じて、異なる重み付け係数が可能となる。

一実施態様によれば、走行情報は車両の中で視覚的及び／又は触覚的及び／又は音響的出力によって与えることができる。

更に、この方法は、別の実施態様では、定速走行運転中に及び／又は二つのシフトポイント、即ち第一のシフトポイントは一つのギヤが入れられるクラッチ接続の時点を意味しており又第二のシフトポイントは別のギヤに入れられるクラッチ遮断の時点を意味している、の間の加速過程で利用されることができる。

別の実施態様によれば、車のドライバーにエネルギー消費的に最適な走行状態を指示する走行情報を出力するための装置は、
車の実際の運転状態パラメータの内の少なくとも一つ並びに走行抵抗パラメータの内の少なくとも一つに応じて、燃費的に最適な車両目標加速度を測定するための測定装置と、
車両実加速度の測定のためのセンサ装置と、
測定された車両目標加速度及び車両実加速度に応じて、走行情報を生成するための装置と、
走行情報を出力するための出力装置と
を備えている。

別の実施態様によれば、上述の走行情報を出力するための装置を備えた車両が提案される。

別の実施態様によれば、データ処理ユニットで実行されると上記の走行を実施するコンピュータプログラムが提案される。

走行情報を出力するための装置を備えた車両の略図を示す。 可能な実施態様を示すための図表を示す。 生成された走行情報の出力のための出力装置の一つの可能な実施態様を示す。

本発明の好ましい実施態様が以下に付属の図面に基づいて詳しく説明される。

以下の説明と図面の中で同じ参照記号は、同じ又は類似の機能の要素或いは同じ又は類似の方法におけるステップに対応している。

加速度という概念は、ここでは正の加速度だけではなく負の加速度（減速度）をも含んでいる。更に、加速度という用語は、ここでは常に車の長手方向の加速度或いは駆動方向の車両加速度を意味している。路面勾配という概念は、水平面に対する路面の登り又は下りを意味しており、従って、登りや下りという意味での路面勾配は、ある場合には路面と水平面との間のゼロではない角度を意味している。エンジンに依存してない、車の長手方向の力が働いている時には路面勾配がある。

図１には例示として、本発明に基づく方法を実施するための装置１０が車両２０と関連付けて示されている。装置１０は、好ましくは車両２０、例えば乗用車或いは貨物車両、さもなければ、例えば二輪車の中に装着されている。

装置１０は、燃費的に最適な車両目標加速度の測定のための測定装置Ｂ１の測定のための測定装置３０を含んでいる。その際、この測定装置３０は、車両２０の制御装置４０、例えば駆動エンジン５０の制御に用いられるエンジン制御装置の形態をした電子制御装置、或いはＥＳＰ制御装置の一部とすることができ、或いはこの測定装置３０は、車載コンピュータ或いはメーターパネルの形態で実現されることができる。測定装置３０は、好ましくはデータバス６０、例えば良く知られているＣＡＮバス或いはそれと類似した車載ネットワークを通じて車両の運転制御のための重要な構成要素、と接続されている。データバス６０を通して、接続されている制御装置、センサ、及び構成要素によって生成される必要なパラメータ或いはデータが交換される。

測定装置３０には、好ましくはデータバス６０を通して燃費的に最適な車両目標加速度の測定のために、一つ或いは複数の異なる入力パラメータ或いは実際の運転状態パラメータＰ１、例えば車速、加速度、或いはエンジン回転数、が適当な形で提供される。場合によっては、測定装置３０が、必要な実際の運転状態パラメータの内の少なくとも一つＰ１を、提供された入力パラメータから生成するということも考えられる。

更に、測定装置３０には、走行抵抗パラメータＰ２が燃費的に最適な車両目標加速度Ｂ１の測定のために送り込まれる。これも又データバス６０を通じて行われることができる。

走行抵抗パラメータＰ２は、モデル化された走行抵抗から、瞬間車速の際に用いられた駆動出力と組み合わせて獲得することができる。駆動出力は、例えば一つ又は複数の、その車に適した制御装置（ギヤ制御装置、エンジン制御装置等）によって測定され、例えばデータバス６０を通して目標加速度Ｂ１の測定のために用いられる。その際、モデル化された走行抵抗は、例えば車２０の転がり抵抗及び／又は空気抵抗及び／又は勾配抵抗及び／又は加速抵抗を考慮している。車両実加速度と駆動エンジン５０によって使われなければならない駆動出力とから、それ自体既知の手法で走行抵抗を求めることができる。走行抵抗を示している走行抵抗パラメータＰ２は、例えば路面勾配に依存しているパラメータに対応しており、又その車に適したＧＰＳシステムによって提供されることができ、瞬間路面勾配を示していたり或いはこの目的のために作られた信号発生器によって提供されることができる。

代わりの手法として或いは追加として、測定装置３０は、走行抵抗パラメータＰ２を一つ又は複数の、提供された入力パラメータから形成することができる。次いで、運転状態パラメータＰ１と走行抵抗パラメータＰ２が、例えば測定装置３０に格納されている、計算によって或いは実験的に求めることのできる特性マップに送り込まれる。この特性マップは、パラメータＰ１及びＰ２に応じてエネルギー消費的に最適な車両目標加速度Ｂ１を定めるので、車両目標加速度Ｂ１はこの特性マップから求めることができる。この特性マップは、読み込んでルックアップテーブル（参照表）として仕立てることができる。代わりの手法として、この特性マップは又物理的モデルによって記述することもできる。

センサ装置７０（例えば、車両自身の制御装置或いはコンピュータ）は、例えばデータバス６０を通じて、瞬間車両実加速度Ｂ２を送出す。この車両実加速度は、選択された走行レンジからの情報や回転数変化から導き出すことができる。車両実加速度Ｂ２は、走行情報生成装置８０に送られ、この走行情報生成装置８０は、車両のドライバーに燃費的に最適な加速の方法を指示する走行情報ＩＮＦを生成する。その際、走行情報生成装置８０は、測定装置３０の一部として或いはそれから切り離されて、例えばコンピュータ或いはその他の制御装置の一部として作ることができる。

更に、走行情報生成装置８０は、測定装置３０によって測定された車両目標加速度Ｂ１を入力パラメータとして、例えばデータベース６０を通じて或いはその他の適当な手法で受け取る。車両目標加速度Ｂ１及び車両実加速Ｂ２から、走行情報生成装置８０は出力されるべき走行情報ＩＮＦを求める。

走行情報ＩＮＦは、場合によっては演算ユニット１００、例えば制御装置或いはコンピュータ、によって重み付けされ或いは評価されることができる。この演算ユニットは又、例えば測定装置３０或いは走行情報生成装置８０の一部或いはこれ等の装置と同じものであることもできる。

出力装置９０は、走行情報ＩＮＦを燃費的に最適な走行状態に関するヒントとして、ドライバー１１０に対して出力する。

次いで、図２に示されている図表に基づいて、走行情報を出力するための方法が説明される。先ず、車両目標加速度Ｂ１が、車両２０の実際の運転状態パラメータの内の少なくとも一つＰ１並びに走行抵抗パラメータの内の少なくとも一つＰ２から求められる。実際の運転状態パラメータＰ１としては、（例えば、フィルタリングされた或いは平滑化された）車速を用いることができるが、或いは又走行情報を求めるために、（フィルタリングされた或いは平滑化された）車両加速度、入れられたギヤに関する情報（ギヤ情報）或いは選択された走行レンジを用いることもできる。更に、エンジン回転数、及びオプションとして車重、或いはトレーラーが牽引されている（トレーラー牽引運転）か否かという情報が考慮されることもある。

走行抵抗パラメータＰ２は、既に上に説明されたようにして送り込まれることができる。エネルギー消費的に最適な或いは最適化された目標加速度Ｂ１に関するデータは、格納されている或いは記憶されている特性マップを利用して得ることができ、この特性マップには、運転状態パラメータＰ１及び走行抵抗パラメータＰ２が送り込まれる。特性マップは、計算によって或いは実験的に求めることができる。

ここで路面勾配の依存性が重要である。何故なら、勾配によって加速状態がエネルギー消費に対して平面の場合とは異なる影響を与えるからである。例えば、山下り走行の場合には、正の加速度が燃費に対して正の影響を与える。しかしながら、山登り走行の場合には、僅かな減速度がエネルギー消費に関して有利となる。このことが燃費的に最適な目標加速度Ｂ１の測定の際に、格納されている特性マップによって考慮されることがある。

最適な車両目標加速度Ｂ１の測定の後に、走行情報ＩＮＦが車両実加速度Ｂ２に応じて生成されるが、この走行情報ＩＮＦは、その時の走行状況下における燃費的に最適な走行状態を指示しているので、ドライバーは、この情報から、この走行状態を実現するために、自分が車を加速或いは減速させるべきか否かということを知ることができる。

求められた目標加速度Ｂ１は、例えば走行情報生成装置８０に送られる。更に、走行情報生成装置８０には、その時の車両実加速度Ｂ２が、例えばデータバス６０を通して、伝えられる。二つの加速度値、即ち車両目標加速度Ｂ１と車両実加速度Ｂ２に応じて、それ等の値から、その時に可能な、エネルギー消費的に最適な走行状態を指示している走行情報ＩＮＦが生成される。このことは、好ましくは数学的演算によって、例えば二つの加速度パラメータＢ１、Ｂ２の差の形成或いは除算によって、行われる。
仮に、例えば差の形成の結果がゼロに等しくない場合には、車両のその時の加速とは異なる加速が有効となる。同じことは、除算の結果が１に等しくない場合にも当てはまる。どのように加速すべきかという指示は、実加速度対目標加速度の比を表わしている結果から直接引き出すことができる。目標加速度Ｂ１を実加速度Ｂ２で除した際の結果が、例えば１よりも大きい場合には、ドライバーは加速すべきであろうし、結果が１よりも小さい場合には、ドライバーは減速すべきであろう。目標加速度からの実加速度の減算の場合には、マイナスの結果が負の加速度の可能性を、プラスの結果が正の加速度の可能性を指示している。

例えば上記の比較によって、生成された走行情報ＩＮＦが結果として提供される。この走行情報ＩＮＦは、燃費的に最適な走行状態が可能であるか否かについての表示を行い、更に、どのようにしてそのような走行状態を得るべきかということを指示する。それは、減速によって或いは加速によって実現することができる。しかしながら又、目標加速度Ｂ１と実加速度Ｂ２が一致し、その結果ドライバー１１０による如何なる操作も行われないということも考えられる。

更に、得られた走行情報ＩＮＦがドライバー１１０に対して出力される前になお、例えば勾配及び速度に応じた重み付け係数或いは正規化係数を用いて、例えば演算ユニット１００で走行状態に応じて重み付けされることがある。これによって、例えば市街地走行やアウトバーン走行のような異なる状況に対応することができる。非常に高い速度或いは非常に低い速度の場合で、如何なる有効な指示もできないという時には、走行情報が、例えば中止されることがある。この目的のために、実速度と勾配から、同じく例えば演算ユニット１００に格納されていることのできる、例えば一つ又は複数の特性マップと共に、重み付け係数を求めることができ、この係数を用いて、走行情報ＩＮＦはより良い表示の目的のために、例えば対数的に重み付けされることができる。

特に、重み付け係数については走行レンジに対する依存性も考慮される。その場合、走行レンジ（ギヤ）に応じて異なる、走行レンジに固有の、その時々の走行レンジの下での車両の加速特性やエネルギー消費を考慮した、特性マップを用いることができる。

重み付けは、例えば生成された走行情報ＩＮＦに重み付け係数を乗算することによって行うことができる。重み付け係数は、運転状態に応じて、例えば定速走行の場合には平坦地で一定にとどまっている速度からの最小のずれを指示するために、しかしながら勾配のきつい山地走行の場合には比較的大きな加速変動の場合に初めてシステム反応を開始させるために、非直線的な変化をすることができる。

次いで、生成された、重み付けされた或いは重み付けされていない走行情報ＩＮＦは、適当な手法でドライバー１１０に対して出力されるので、ドライバー１１０はそれに基づいて自分の走行挙動を燃費的に最適な走行状態の方向に変えることができる。この場合、ハンドリングについてのアドバイスを引き出すために、従来技術の場合のような出力された走行情報の手間の掛かる解釈は必要ではない。ドライバー１１０は、直接指示に基づいて加速を適合させることができる。

表示のために、走行情報ＩＮＦは、この情報を出力する表示装置或いは出力装置９０へ送られる。その際、走行情報ＩＮＦは、視覚的及び／又は触覚的及び／又は聴覚的信号として形成されて出力されることができる。

例えば、図３に示されている、指針２１０を用いて加速すべきか或いは減速すべきかについて指示する丸形の計器２００を用いることができる。そのために計器の上の、例えば赤または緑に着色されているカラー識別された領域２２０、２３０を用いることができる。赤い領域２２０は、例えばドライバー１１０は平坦地の定速走行で不必要に加速している時のように、不経済な加速を示している。それに対して、緑の領域２３０は、例えばドライバー１１０が比較的燃費的に有利に走っているということを示している。追加として、車両２０が減速されるが、走行状況に応じて異なる評価を受けることができるということを示す、第三の、例えば黄色の領域（図示されていない）を考えることができる。ドライバー１１０が、例えば不注意によって一時的に減速するという場合には、これは不利となる。ドライバー１１０が意図的に減速しようという場合には、これは勿論燃費にとってプラスとなる。

更に、例えば出力信号は、触覚的信号として、車両２０のアクセルペダル或いはハンドル等を通じて指示されることができる。可能な信号の形態には、振動、走行状態に応じた反力の感触、一つ又は複数のパルス等が考えられるであろう。

出力は又、聴覚的に、例えば信号音、信号音列、連続音等によって行うこともできる。その際、その聴覚的信号を、周波数に基づいて、加速或いは減速されるべきかということを知ることができるように形成することが考えられる。

特に、走行情報を出力するためのこの方法は、定速走行の際に、それ故ある程度の時間の間速度を（少なくともほゞ）一定に保持するように努める時に、使用するのに適している。その場合に、ドライバー１１０は、平坦地での走行の際に避けることのできる加速変動について直接指示されることができる。そのために、例えば特別に精密な分解能を持つ重み付け係数を選択することができる。登り或いは下りのある土地を走る際には、燃費的に最適な加速及び減速の手法は、勾配に合わせて提案される。

本発明の方法は、二つのシフトポイントの間の加速過程の中でも、燃費的に最も有利な走行状態、特に燃費的に最も有利な加速を信号表示するのに適している。その際、シフトポイントというのは、クラッチが繋がれ或いは遮断される時点を意味している。従って、本例の場合には、この方法は、好ましくは、一つのギヤ（走行レンジ）に入れるためのクラッチの結合から次の、もう一つの走行レンジ或いはニュートラルへの挿入のためのクラッチ遮断までの間の加速過程での中で適切に利用されることができる。ドライバー１１０は、随意に選択された走行運転状態で、ギヤ（走行レンジ）の挿入から自分の加速を燃費的に最も有利に又場合によっては目的に合わせて適合させることができる。クラッチを遮断した運転状態（アイドリング）では、より有利な燃費の可能性の信号表示を取りやめることができる。

オプションとして、本発明に基づく方法に関する機能或いはシステムは、車の中でオンオフすることができる。この操作は、例えばエコモード或いはスポーツモードと結び付けて行うことができる。

１０ 本発明に基づく方法を実施するための装置
２０ 車両
３０ 測定装置
４０ 制御装置
５０ 駆動エンジン
６０ データバス
７０ センサ装置
８０ 走行情報生成装置
９０ 出力装置
１００ 演算ユニット
１１０ ドライバー
２００ 計器
２１０ 指針
２２０ 領域（赤）
２３０ 領域（緑）
Ｂ１（Ｓｏｌｌ） 車両目標加速度
Ｂ２（Ｉｓｔ） 車両実加速度

Claims (10)

1. 車両（２０）のドライバーにエネルギー消費的に最適な走行状態を指示する、走行情報（ＩＮＦ）を出力するための方法において、
   車両の実際の運転状態パラメータの内の少なくとも一つ（Ｐ１）並びに走行抵抗パラメータの内の少なくとも一つ（Ｐ２）に応じて燃費的に最適な車両目標加速度（Ｂ１）を測定するステップと、
   車両実加速度（Ｂ２）を測定するステップと、
   測定された車両目標加速度（Ｂ１）と車両実加速度（Ｂ２）とに応じて走行情報ＩＮＦを生成するステップと、
   走行情報（ＩＮＦ）を出力するステップと、
   を含むことを特徴とする走行情報を出力するための方法。
2. 前記実際の運転状態パラメータの内の少なくとも一つ（Ｐ１）が、車速及びエンジン回転数の少なくともいずれかを含んでいる請求項１に記載の方法。
3. 前記実際の運転状態パラメータの内の少なくとも一つ（Ｐ１）によって、車両の長手方向の加速度、走行レンジ情報、車重、並びに、車両がトレーラー付きで運転されているか否かというデータの内の少なくとも一つが考慮される請求項１または２に記載の方法。
4. 前記走行情報（ＩＮＦ）が、ドライバーが、車両実加速度（Ｂ２）が燃費的に最適な走行状態の車両目標加速度（Ｂ１）よりも小さいか又は大きいか否かということを識別するように出力される請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. 前記走行情報（ＩＮＦ）が、走行レンジに応じて異なる重み付け係数を用いて重み付け或いは評価される請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 前記走行情報（ＩＮＦ）が、車両（２０）の中で、視覚的出力、触覚的出力、及び聴覚的出力の少なくともいずれかによって与えられる請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 前記方法が、定速運転の中、及び、第一のシフトポイントがクラッチ接続ポイントを意味し且つ第二のシフトポイントがクラッチ遮断ポイントを意味している二つのシフトポイントの間の加速過程の中、の少なくともいずれかで用いられる請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
8. 車（２０）のドライバーにエネルギー消費的に最適な走行状態を指示する、走行情報（ＩＮＦ）を出力するための装置（１０）において、
   車の実際の運転状態パラメータ（Ｐ１）の内の少なくとも一つ並びに走行抵抗パラメータ（Ｐ２）の内の少なくとも一つに応じて燃費的に最適な車両目標加速度（Ｂ１）を測定するための測定装置（３０）と、
   車両実加速度（Ｂ２）を測定するためのセンサ装置（７０）と、
   測定された車両目標加速度（Ｂ１）及び車両実加速度（Ｂ２）に応じて走行情報（ＩＮＦ）を生成するための装置（８０）と、
   走行情報（ＩＮＦ）を出力するための出力装置（９０）と、
   を備えたことを特徴とする走行情報を出力するための装置。
9. 請求項８に記載の装置（１０）を備えた車両（２０）。
10. データ処理ユニットで実行された時に、請求項１ないし７のいずれかに記載の方法を実施するコンピュータプログラム。

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