JP2011047302A - 車両の省燃費運転システム - Google Patents

Abstract

【課題】誰が運転しても省燃費運転を意識することなく省燃費運転することが可能となる車両の省燃費運転システムを提供する。
【解決手段】エンジンのトルクを調整し得るエンジントルク調整手段（２）と、車両の加速度を検出するかまたは算出する加速度検出・算出手段（２２）と、省燃費運転を実現するための加速度を第１目標加速度として算出する第１目標加速度算出手段（１２）と、車両の加速度がこの第１目標加速度を超えているか否かを判定する判定手段（１２）と、この判定結果より車両の加速度が第１目標加速度を超えている場合に、車両の加速度が第１目標加速度以下となるようにエンジントルク調整手段（２）の調整するエンジントルクを減少させる制御手段（１２）とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は車両の省燃費運転システムに関する。

車両の発進、停止の多い市街地走行において省燃費運転のアドバイスをドライバに対して行うようにしたものがある（特許文献１参照）。

特開２００５−２０１１９０号公報

しかしながら、運転操作はドライバが行うため、ドライバが上記特許文献１のアドバイスに従い、運転操作を実行しなれば、せっかくのアドバイスも無駄となり燃費の向上効果は得られない。

また、省燃費運転が環境に優しいことは理解していても、ドライバにとって自身の運転の仕方（運転操作）を変えることは容易でない。

そこで本発明は、誰が運転しても省燃費運転を意識することなく省燃費運転することが可能となる車両の省燃費運転システムを提供することを目的とする。

本発明は、エンジンのトルクを調整し得るエンジントルク調整手段と、車両の加速度を検出するかまたは算出する加速度検出・算出手段とを備え、省燃費運転を実現するための加速度を第１目標加速度として算出し、車両の加速度がこの第１目標加速度を超えているか否かを判定し、この判定結果より車両の加速度が第１目標加速度を超えている場合に、車両の加速度が第１目標加速度以下となるように前記エンジントルク調整手段の調整するエンジントルクを減少させるように構成する。

本発明によれば、ドライバが普段通りに車両を加速しても、車両の加速度が第１目標加速度以下となるように制限されるので、ドライバは普段通りに運転するするだけで省燃費運転が可能となる。そのため、ドライバに対する省燃費運転のアドバイスは不要にすることもできる。

本発明の第１実施形態の車両の省燃費運転システムの概略構成図である。 第１実施形態の他の例の車両の省燃費運転システムの概略構成図である。 第１実施形態の省燃費運転の制御を説明するためのフローチャートである。 空車状態で省燃費運転を実現するための目標加速度の特性図である。 最大積載状態で省燃費運転を実現するための目標加速度の特性図である。 第１目標加速度の補間計算を説明するための特性図である。 目標車間時間の特性図である。 先行車両がある場合の目標加速度の特性図である。 第２実施形態の省燃費運転の制御を説明するためのフローチャートである。 要求エンジン負荷の特性図である。

図１は本発明の一実施形態の車両の省燃費運転システムの概略構成図である。図１において、トラックやバス等の商用車に搭載されるディーゼルエンジン１には、燃料噴射量及び燃料噴射時期を調整し得るコモンレール式の燃料噴射装置２（エンジントルク調整手段）を備える。エンジン１には、図示しない変速機、ドライブシャフト、ディファレンシャルギア、駆動輪が連結されている。

コモンレール式燃料噴射装置２は、燃料を圧送するサプライポンプ３、このサプライポンプ３からの高圧の燃料を蓄えるコモンレール４、コモンレール４から分配される燃料を各シリンダに噴射するインジェクタ５から主に構成され、インジェクタ５内の電磁弁６のＯＮ、ＯＦＦによって、燃料の噴射開始と噴射終了とが決まる。つまり、コモンレール式燃料噴射装置２では、電磁弁６をＯＮとするタイミングで燃料の噴射開始時期が定まり、電磁弁６をＯＮにしている時間（及びコモンレール圧）で燃料噴射量が定まる。

エンジンコントロールユニット１１では、このコモンレール式燃料噴射装置２を介して、エンジン１に供給される燃料噴射量や燃料噴射時期を制御する。

さて、車両の発進、停止の多い市街地走行において省燃費運転のアドバイスをドライバに対して行うようにした従来装置がある。

しかしながら、運転操作はドライバが行うため、ドライバが従来装置のアドバイスに従い、運転操作を実行しなれば、燃費の向上効果は得られない。また、省燃費運転が環境に優しいことは理解していても、ドライバにとって自身の運転の仕方（運転操作）を変えることは容易でない。

そこで、省燃費運転を実現するための加速度を第１目標加速度として算出し、車両の加速度がこの第１目標加速度を超えているか否かを判定し、この判定結果より車両の加速度が第１目標加速度を超えている場合に、車両の加速度が第１目標加速度以下となるようにコモンレール式燃料噴射装置２（エンジントルク調整手段）の調整するエンジントルクを減少させる制御を行わせることとする。このような制御を行わせることによって、誰が運転しても車両の加速度が第１目標加速度以下となるように制限されるので、省燃費運転を意識することなく省燃費運転することが可能となる。また、ドライバの運転操作への負荷を軽減することができる。

本実施形態では、上記の制御を、エンジンコントロールユニット１１とは別のコントロールユニットにより行わせる。すなわち、エンジンコントロールユニット１１とは別に、省燃費運転コントロールユニット１２（判定手段、制御手段）を備える。省燃費運転コントロールユニット１２には、車速センサ２１により検出される車速、加速度センサ２２により検出される車両の加速度、エンジン回転数センサ２３により検出されるエンジン回転数、車間距離センサ２４により検出される先行車両との車間距離（この先行車両との車間距離を、以下単に「車間距離」ともいう。）、相対速度センサ２５により検出される先行車両との相対速度（この先行車両との相対速度を、以下単に「相対速度」ともいう。）、エンジン負荷センサ２６により検出されるエンジン負荷といった車両情報（信号）が入力されている。省燃費運転コントロールユニット１２では、これら各センサ２１〜２６からの車両情報（信号）に基づいて、第１目標加速度を算出し、車両の加速度がこの第１目標加速度を超えているか否かを判定し、この判定結果より車両の加速度が第１目標加速度を超えている場合に、車両の加速度が第１目標加速度以下となるように要求信号をエンジンコントロールユニット１１に向け出力する。このため、省燃費運転コントロールユニット１２とエンジンコントロールユニット１１とはＣＡＮ等の双方向通信１５によって連結されている。省燃費運転コントロールユニットからの要求信号を受けるエンジンコントロールユニット１１では、車両の加速度が第１目標加速度以下となるようにコモンレール式燃料噴射装置２（エンジントルク調整手段）を介して燃料噴射量を減量（エンジントルクを減少）する。

また、表示装置３１を車室内の運転パネル上に備えている。表示装置３１には、車両の加速度が第１目標加速度以下となるように省燃費運転コントロールユニット１２がエンジントルクを減少させる（省燃費運転を行う）か否かを表示させる。

ここで、上記の「先行車両」とは、自車両の前方を走行している車両のことである。前方を走行している車両が複数の場合に、「先行車両」とは最後尾の車両のことである。最後尾の車両より前方にいる車両は「先行車両」に含まない。

図１ではセンサ２１〜２６からの信号を全て省燃費運転コントロールユニット１２に入力させる場合で示しているが、これに限られるものでない。例えば、近年の車両の制御幅の拡大に対応して、図３に示したように、エンジンコントロールユニット１１以外に２つのコントロールユニット１３、１４が設けられ、車両制御を分担して行わせるようにしている。このように、複数のコントロールユニットを備えるものでは、ＣＡＮなどの車両内通信ネットワーク１５でコントロールユニット１１、１２、１３、１４間が連絡されるので、省燃費運転コントロールユニット１２では、この車両内通信ネットワーク１５を介して他のコントロールユニット１１、１３、１４から必要な車両情報を得るようにしてもよい。

また、図１において６つ全ての車両情報をセンサ２１〜２６により検出することは必要でなく、例えば加速度センサ２２がない場合には、車速センサ２１により検出される車速から加速度を演算するようにしてもよい。

省燃費運転コントロールユニット１２が行う制御を、図３のフローチャートを参照して詳述する。図３のフローは一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ１では、各センサ２１〜２６により検出される車両情報（車速、加速度、エンジン回転数、車間距離、相対速度、エンジン負荷）を読み込む。

ステップ２では、公知の方法（特開２００６−５７４８３号公報参照）を用いて車両総質量ｍを推定する。例えば、車両の駆動力Ｆが分かれば、この車両の駆動力Ｆと車両の加速度αからｍ＝Ｆ／αの式を用いて車両総質量ｍを求めることができる。ここで、車両の駆動力Ｆ（タイヤの回転力）は、エンジントルク、動力伝達系（トランスミッション、ディファレンシャル）のギヤ比、各伝達系の機械効率、タイヤ半径及びタイヤの摩擦係数等を知ることによって求めることができる。エンジン負荷とエンジン回転数をパラメータとするエンジントルクのマップを記憶させておき、負荷センサ２６により検出されるエンジン負荷と回転数センサ２３により検出されるエンジンン回転数とからこのマップを参照することにより上記のエンジントルクを求めればよい。上記の動力伝達系のギヤ比、各伝達系の機械効率、タイヤ半径及びタイヤの摩擦係数等は予めわかっている。

ステップ３では、現在の車両総質量ｍで省燃費運転するときの目標加速度を第１目標加速度αｔとして算出する。第１目標加速度αｔは基本的に変速機の現在のギヤ比から定まる。このため、ステップ１で読み込んだ車速とエンジン回転数から、
ギヤ比＝車速／エンジン回転数 …（１）
の式により変速機のギヤ比を算出する。（１）式は、車速とエンジン回転数の比で変速機のギヤ比を簡易に求めるものである。変速機のギヤ比の算出方法はこれに限られるものでない。

この変速機のギヤ比から図４を参照して空車状態で省燃費運転を実現するための目標加速度α_Aを、またこの変速機のギヤ比から図５を参照して最大積載状態で省燃費運転を実現するための目標加速度α_Bを算出する。例えば、上記（１）式により算出されたギヤ比が所定値ｇ１であったとすれば、算出されたギヤ比ｇ１から図４、図５に示したようにして目標加速度α_A、α_Bを求めればよい。

図４、図５に太実線で示したように、ギヤ比が同じ条件のとき省燃費運転を実現するための目標加速度α_A、α_Bは通常運転の場合の目標加速度（細実線参照）よりも低く設定している。これは、省燃費運転の場合には通常運転の場合よりも車両の加速度を抑制することによって無駄に燃料が消費されないようにし、これによって省燃費運転を実現するためである。ここで、「通常運転」とは、ドライバが省燃費運転することを意識していないときの運転をいう。

ただし、省燃費運転を実現するためとはいえ、目標加速度α_A、α_Bを低く設定しすぎると、今度はドライバの加速要求に応えることができなくなるので、省燃費運転とドライバの加速要求との両立が図れるようにバランスよく目標加速度α_A、α_Bの特性を定めることが望ましい。

この場合、ギヤ比が小さい側（低速段側）では、ギヤ比が大きい側（高速段側）よりも、省燃費運転を実現するための目標加速度α_A、α_Bを大きくしている。これは、低速段側でも高速段側に合わせて省燃費運転を実現するための目標加速度α_A、α_Bを設定したのでは、低速段側において十分な加速感が得られなくなるので、低速段側になるほど省燃費運転を実現するための目標加速度α_A、α_Bを大きくすることで、省燃費運転となるように加速度を抑えつつ低速段側でのドライバの加速要求に応えるようにするためである。図４、図５の特性は最終的には適合により定める。

このようにして、空車状態で省燃費運転を実現するための目標加速度α_A、最大積載状態で省燃費運転を実現するための目標加速度α_Bを求めたら、これら２つの目標加速度α_A、α_Bと現在の車両総質量ｍとから
αｔ＝α_B＋（ｍ_B−ｍ）／（ｍ_B−ｍ_A）×（α_A−α_B） …（２）
ただし、ｍ_A；空車質量、
ｍ_B；最大積載質量、
の補間計算式を用いて、現在の車両総質量ｍのときに省燃費運転を実現するための目標加速度である第１目標加速度αｔを算出する。ここで、（２）式の空車質量ｍ_Aと最大積載質量ｍ_Bとは、車両の仕様により予め分かっている。従って、（２）式は現在の車両総質量ｍを変数とする１次関数であり、この１次関数に現在の車両総質量ｍを代入することによって、第１目標加速度αｔを算出することができる。

上記の「空車状態」とは、通常運行に必要な装備を搭載した状態のことである。ＪＩＳでは乾燥状態に冷却液、燃料を９０％以上と携行工具等を加えた状態としている。上記の「最大積載状態」とは、乗員及び最大積載質量の荷物を均等に積載した状態のことをいう。上記（２）式の「空車質量とは、空車状態における車両の重量である（ＪＩＳ）。上記（２）式の「最大積載質量」とは、法律上許容された最大の積載質量である。

上記（２）式の補間計算式は、図６に示した公知の図形処理によって得られるものである。このように、補間計算を行って第１目標加速度αｔを算出するのは、トラック、バス等の商用車では車両総質量ｍが空車質量ｍ_Aから最大積載質量ｍ_Bまで大きく変化し、車両総質量ｍが相違すれば第１目標加速度αｔが大きく変化するためである。

さらに述べると、空車状態で省燃費運転を実現するための目標加速度α_Aを最大積載状態でも第１目標加速度αｔとして設定するとすれば、最大積載状態で省燃費運転を実現するための目標加速度はα_Bであるから、最大積載状態ではα_A−α_Bだけ余分に加速が行われることになり、省燃費運転を行わせることができない。一方、最大積載状態で省燃費運転を実現するための目標加速度α_Bを空車状態でも第１目標加速度αｔとして設定するとすれば、空車状態で省燃費運転を実現するための目標加速度はα_Aであるから、空車状態ではα_A−α_Bだけ余分に加速を行っても、省燃費運転が行われる。逆に言えば、空車状態で車両の加速度を第１目標加速度αｔに制限することは、不必要に加速制限を行うことになるのであり、空車状態で望みの加速感が得られない。このように、車両総質量ｍが相違すれば第１目標加速度αｔが大きく変化するので、車両総質量ｍに応じた最適な第１目標加速度αｔを算出することで、車両総質量ｍが相違しても、省燃費運転を行わせつつ加速感とのバランスをとろうとしているのである。

ステップ４では、先行車両を検出しているか否かをみる。先行車両とは、前述のように自車両の前方を走行している車両のことである。先行車両があるか否かは車間距離センサ８（例えばレーザー）により検出することができる。

ここでは、先行車両を検出していない場合を先に説明し、先行車両を検出している場合を後で説明する。

先行車両を検出していない場合には、ステップ５に進んで、第１目標加速度αｔをそのまま車両の要求加速度αｒとして設定する。

ステップ１３〜１７は、このようにして設定した車両の要求加速度αｒ（＝第１目標加速度αｔ）を用いて車両の加速度を抑えるように制御する部分である。まずステップ１３では、要求加速度αｒと、ステップ１で読み込んだ現在の加速度を比較する。現在の加速度が要求加速度αｒ以下であるときには現在の加速度による加速でも省燃費運転を実現できているため、ドライバの運転操作を優先することとし、ステップ１７に進み表示装置３１に省燃費運転は行わないことを表示させる。例えば、「通常運転中」と表示させる。

一方、ステップ１３で現在の加速度が要求加速度αｒより大きいときには、省燃費運転を実現するため、ステップ１４で要求加速度αｒと現在の車速とに基づいて目標車速Ｖｔを算出する。加速度を積分した値が車速であるから、図３の制御周期をΔｔ（＝１０ｍｓ）とすると、目標車速Ｖｔを、
Ｖｔ＝現在の車速＋αｒ×Δｔ …（３）
の式により求めることができる。

ステップ１５では、車速がこのようにして求めた目標車速Ｖｔとなるようにエンジンコントロールユニット１１に対して、目標車速Ｖｔを要求する信号を送ると共に、ステップ１６で車両の加速度を第１目標加速度αｔに制限するために車速を目標車速Ｖｔとすること（つまり省燃費運転が行われること）を表示装置３１に表示する。例えば、「省燃費運転中」と表示させる。省燃費運転の実現のためとはいえ、ドライバの要求する加速度（現在の加速度）を第１目標加速度αｔまで低下させることは、ドライバにとって運転上の不安感を覚えることになりかねない。しかしながら、運転パネル上に設けた表示装置３１に「省燃費運転中」との表示があれば、ドライバは省燃費運転コントロールユニット１２（車自身）が省燃費運転を行っていることを知ることとなり、運転上の不安感が解消されることとなる。

また、このとき、表示装置３１にどれだけ省燃費となるかを併せて表示させるようにしてもかわまわない。

先行車両がいない限り、次回以降もステップ１〜５、１３〜１６が繰り返される。ここで、ステップ１５において省燃費運転コントロールユニット１２からの目標車速Ｖｔを要求する信号を受けるエンジンコントロールユニット１１では、例えば、この要求信号を受ける前より電磁弁６のＯＮ時間（燃料噴射量）を減量してエンジントルクを低下させることとなる。これによって、加速度が低下してゆき、ステップ１３で現在の加速度がやがて第１目標加速度αｔ以下となる。このときには加速度に対する制限を終了するため、ステップ１７に進んで表示装置１０に省燃費運転は行わないことを表示させる。

このように本実施形態によれば、コモンレール式燃料噴射装置２（エンジントルク調整手段）と、加速度センサ２２（加速度検出手段）と、省燃費運転を実現するための加速度を第１目標加速度αｔとして算出する第１目標加速度算出手段（図３のステップ３参照）と、車両の加速度がこの第１目標加速度αｔを超えているか否かを判定する判定手段（図３のステップ１３参照）と、この判定結果より車両の加速度が第１目標加速度αｔを超えている場合に、車両の加速度が第１目標加速度αｔ以下となるようにコモンレール式燃料噴射装置２の調整する燃料噴射量（エンジントルク）を減少させる制御手段（図３のステップ１４、１５参照）とを備えるので、次の効果を得ることができる。
（１）車両の加速度が第１目標加速度αｔ以下となるように制限されるので、ドライバは省燃費運転することを意識することなく普段通りにトラックやバス等の商用車を運転するするだけで省燃費運転が行われる。そのため、従来装置のようにドライバに対して省燃費運転を行うことを求めるアドバイスは不要になる。
（２）本実施形態では、省燃費運転コントロールユニット１２が省燃費運転が行われるようにコモンレール式燃料噴射装置２を介して車両の加速度を制御するので、これまで燃費のよい運転ができなかったドライバであっても、容易に燃費のよい運転をすることができる。
（３）従来装置では、ドライバはアドバイスを聞いて運転操作を実行しなければならなかったのであるが、本実施形態では、ドライバはアドバイスに従うということが不要なため、ドライバの心理的負担を軽減することができる。

本実施形態によれば、変速機を備え、第１目標加速度算出手段はこの変速機のギヤ比に応じて第１目標加速度αｔを算出するので（図３のステップ３、図４、図５参照）、ギヤ比に応じた省燃費運転を行わせることができる。

本実施形態によれば、ギヤ比が同じ条件のとき第１目標加速度αｔは通常運転の場合の加速度より低い値であるので（図４、図５参照）、通常運転の場合よりも車両の加速度が抑制されることから無駄に燃料が消費されることがなく、これによって省燃費運転を実現することができる。

本実施形態によれば、車両総質量ｍを算出する車両総質量算出手段（図３のステップ２参照）を備え、第１目標加速度算出手段はこの車両総質量ｍに基づいても第１目標加速度αｔを算出するので（図６参照）、車両総質量ｍに応じた省燃費運転を行わせることができる。

本実施形態によれば、空車状態で省燃費運転を実現するための目標加速度α_Aを算出する空車状態目標加速度算出手段（図４参照）と、最大積載状態で省燃費運転を実現するための目標加速度α_Bを算出する最大積載状態目標加速度算出手段（図５参照）とを備え、これら２つの目標加速度α_A、α_Bと、空車質量ｍ_Aと、最大積載質量ｍ_Bと、車両総質量ｍとに基づいて第１目標加速度αｔを算出するので（上記（２）式参照）、車両総質量ｍに応じた最適な第１目標加速度αｔを精度良く求めることができる。

省燃費運転の実現のためとはいえ、ドライバの要求する加速度（現在の加速度）を第１目標加速度αｔまで低下させることは、ドライバにとって運転上の不安感を覚えることになりかねないのであるが、本実施形態によれば、表示装置３１を運転パネル上に備え、車両の加速度が第１目標加速度αｔ以下となるように省燃費運転コントロールユニット１２（制御手段）がコモンレール式燃料噴射装置２（エンジントルク調整手段）の調整する燃料噴射量（エンジントルク）を減少させるか否かをこの表示装置３１に表示させるので（図３のステップ１６、１７参照）、ドライバは表示装置３１によって省燃費運転コントロールユニット１２が行っている制御状態（省燃費運転が行われているか否か）を知ることとなり、運転上の不安感を解消できる。

これで、先行車両を検出していない場合の説明を終了し、次に先行車両を検出している場合を説明する。

ステップ４で先行車両を検出している場合にはステップ６〜１２を実行した後にステップ１３以降に進む。ステップ４で先行車両があるか否かを検出するのは、次の理由からである。すなわち、現在の加速度が省燃費運転を実現するため目標加速度である第１目標加速度αｔを超えている場合には車両の加速度を第１目標加速度αｔに制限することが本発明の基本的な考え方である。これを、先行車両がある場合でさらに考えてみると、たとえ、車両の加速度を第１目標加速度αｔに制限したとしても、その制限された加速度による車両の加速で先行車両に衝突してしまうことがあってはならない。この場合、先行車両との衝突回避をドライバの判断に委ねることも考えられるのであるが、衝突することが予測される場合には、ドライバの意思に関係なく車両を減速させて先行車両との衝突を回避することが安全上好ましい。その一方で、ここでもドライバの意思と関係なく車両を減速したのではドライバに運転上の不安感が生じかねないので、その不安感を取り除くためドライバの意思と関係なく減速したことを表示装置３１に表示してドライバに知らせることとする。ステップ６〜１２は先行車両がある場合にこうした対策を盛り込んだものである。

ステップ６〜９は、先行車両がある場合の目標加速度を第２目標加速度αｔｆとして算出する部分である。まず、ステップ６では、ステップ１で読み込んだ車間距離と車速との比で、つまり
現在の車間時間＝車間距離／車速 …（４）
の式により、現在の車間時間を計算する。この現在の車間時間は、現在の車速でそのまま自車両の走行を継続した場合に先行車両の現在の走行位置に自車両が到達する時間である。

ステップ７では、現在の車速で省燃費運転したと仮定したときの車間時間の目標値である目標車間時間を算出する。すなわち、ステップ１で読み込んだ現在の車速から図７を参照して目標車間時間を算出する。図７に示したように、目標車間時間は車速が低下するほど大きくなる値である。図７の特性は適合により予め定めておく。

ステップ８では、現在の車間時間からこの目標車間時間を差し引いて、つまり
車間時間偏差＝現在の車間時間−目標車間時間 …（５）
の式により車間時間偏差を算出する。

ステップ９では、この車間時間偏差と相対速度とから図８を参照して先行車両がある場合の目標加速度である第２目標加速度αｔｆを算出する。図８に示したように、車間時間偏差がゼロでかつ相対速度がゼロの点を通り左斜め上から右斜め下に向かう線上で第２目標加速度αｔｆはゼロである。それより左下側に向かうほど第２目標加速度αｔｆは負の値で大きくなり、この逆にそれより右上側に向かうほど第２目標加速度αｔｆは正の値で大きくなる。ここで、加速度が負の値であることは減速度であることを表している。つまり、図８は、先行車両に対して自車両を減速する場合、先行車両に対して自車両を加速する場合、先行車両に対して自車両が減速も加速もしない場合の３つの選択枝があることを表している。

例えば、図８において車間時間偏差が負である（現在の車間時間が目標車間時間より短い）領域は、現在の車速であると省燃費運転を実現するための車速よりも速く自車両が先行車両に近づく領域であることを表している。また、「相対速度」とは、先行車両の車速から自車両の車速を差し引いた値のことであるので、図８において相対速度が負である領域は、自車両が先行車両に近づいていることを表している。従って、車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域では、車両の加速度を現在の加速度より低下させて省燃費運転を実現するための加速度へと抑制すると共に先行車両との衝突を回避させるため、第２目標加速度αｔｆとして負の値を与える。これによって、車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域では自車両を減速させて省燃費運転を実現しつつ先行車両と衝突することがないようにする。

なお、車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域では、さらに相対速度が同じ条件で車間時間偏差が負の値で大きくなるほど、また車間時間偏差が同じ条件で相対速度が負の値で大きくなるほど第２目標加速度αｔｆが負の値で大きくなるようにして、車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域内での運転の違いに応じた制御を行っている。

一方、図８において車間時間偏差が正である（現在の車間時間が目標車間時間より長い）領域は、現在の車速であると省燃費運転を実現するための車速よりも遅く自車両が先行車両より離れる領域であることを表している。また、図８において相対速度が正である領域は、自車が先行車両よりも離れていることを表している。従って、車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域では、省燃費運転を実現するための目標加速度を超えない範囲で自車両を加速しても差し支えなく、かつ加速しても当面は先行車両と衝突することが考えられないため、第２目標加速度αｔｆとして省燃費運転を実現するための目標加速度を超えない範囲で正の値を与える。車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域では、省燃費運転を実現するための目標加速度を超えない範囲で車両の加速を許容するのであり、この場合にも省燃費運転を実現する。

なお、車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域では、さらに相対速度が同じ条件で車間時間偏差が正の値で大きくなるほど、また車間時間偏差が同じ条件で相対速度が正の値で大きくなるほど第２目標加速度αｔｆが正の値で大きくなるようにして、車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域内での運転の違いに応じた制御を行っている。

図８において車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が正の領域と、車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が負の領域とは、負の値の第２目標加速度αｔｆと、正の値の第２目標加速度αｔｆと、ゼロの第２目標加速度αｔｆとが混在する領域である。つまり、車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が正の領域のうち車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域に近い部分は車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域での第２目標加速度αｔｆ（負の値）に近いものとなり、車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が正の領域のうち車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域に近い部分は車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域での第２目標加速度αｔｆ（正の値）に近いものとなる。そして、両者の境界で第２目標加速度αｔｆがゼロとなる。

同様にして、車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が負の領域のうち車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域に近い部分は車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域での第２目標加速度αｔｆ（負の値）に近いものとなり、車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が負の領域のうち車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域に近い部分は車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域での第２目標加速度αｔｆ（正の値）に近いものとなる。そして、両者の境界で第２目標加速度αｔｆがゼロとなる。

このように、先行車両がある場合の目標加速度である第２目標加速度αｔｆは、先行車両との衝突の可能性を回避しつつ省燃費運転を実現するため目標加速度をめざしているのである。図８には特性を直線で示したが、必ずしも直線となるものでないので、図８の特性は適合により定める。

ステップ１０では、このようにして求めた第２目標加速度αｔｆと、第１目標加速度αｔとを比較し、第２目標加速度αｔｆが第１目標加速度αｔより小さいときにはステップ１０で第２目標加速度αｔｆを要求加速度αｒとして設定し、この逆に第２目標加速度αｔｆが第１目標加速度αｔ以上であるときにはステップ１１で第１目標加速度αｔを要求加速度αｒとして設定する。つまり、小さいほうを要求加速度αｒとする。これによって例えば、自車両が先行車両に急速に接近しているような場合には、第２目標加速度αｔｆが優先されることとなり、先行車両との衝突が回避される。

ステップ１３〜１７は、このようにして設定した車両の要求加速度αｒを用いて、先行車両がある場合にも車両の加速度を抑えるように制御する部分である。以下では、αｔｆ＜αｔであることより、αｒ＝αｔｆである場合で説明する。

まずステップ１３では、第２目標加速度αｔｆ（＝要求加速度αｒ）と、ステップ１で読み込んだ現在の加速度を比較する。現在の加速度が第２目標加速度αｔｆ以下であるときには現在の加速度による加速でも省燃費運転を実現できているため、ドライバの運転操作を優先することとし、ステップ１７に進み表示装置３１に省燃費運転は行わないことを表示させる。例えば、「通常運転中」と表示させる。

一方、ステップ１３で現在の加速度が第２目標加速度αｔｆより大きいときには、省燃費運転を実現するため、ステップ１４で第２目標加速度αｔｆと現在の車速とに基づいて目標車速Ｖｔを
Ｖｔ＝現在の車速＋αｔｆ×Δｔ …（６）
ただし、Δｔ；図３の制御周期
の式により算出する。

ステップ１５では、車速がこのようにして求めた目標車速Ｖｔとなるようにエンジンコントロールユニット１１に対して、目標車速Ｖｔを要求する信号を送ると共に、ステップ１６で車両の加速度を第２目標加速度αｔｆに制限するために車速を目標車速Ｖｔとすること（つまり省燃費運転が行われること）を表示装置３１に表示する。例えば、「省燃費運転中」と表示させる。省燃費運転の実現のためとはいえ、ドライバの要求する加速度（現在の加速度）を第２目標加速度αｔｆまで低下させることは、ドライバにとって運転上の不安感を覚えることになりかねない。しかしながら、運転パネルに設けた表示装置３１に「省燃費運転中」との表示があれば、ドライバは省燃費運転コントロールユニット１２（車自身）が省燃費運転を行っていることを知ることとなり、運転上の不安感が解消されることとなる。

また、このとき、表示装置３１にどれだけ省燃費となるかを併せて表示させるようにしてもかわまわない。特に、車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域では自車両を減速させて省燃費運転を実現しつつ先行車両と衝突することがないようにしているので、先行車両への近づき過ぎを警告する表示を行わせることもできる。

先行車両がある場合においては、次回以降、ステップ１〜４、６〜１２、１３〜１６が繰り返される。ここで、ステップ１５において省燃費運転コントロールユニット１２からの目標車速Ｖｔを要求する信号を受けるエンジンコントロールユニット１１では、例えば、この要求信号を受ける前より電磁弁６のＯＮ時間（燃料噴射量）を減量してエンジントルクを低下させることとなる。これによって、加速度が低下してゆき、ステップ１３で現在の加速度がやがて第２目標加速度αｔｆ以下となる。このときには加速度に対する制限を終了するため、ステップ１７に進んで表示装置１０に省燃費運転は行わないことを表示させる。

本実施形態によれば、先行車両があるか否かを検出する先行車両検出手段（図３のステップ４参照）と、この検出結果より先行車両がある場合に、先行車両との衝突の可能性を回避しつつ省燃費運転を実現するための目標加速度を第２目標加速度αｔｆとして算出する第２目標加速度算出手段（図３のステップ９参照）と、この第２目標加速度αｔｆと第１目標加速度αｔのうち小さい方を要求加速度αｒとして設定する要求加速度設定手段（図３のステップ１０〜１２参照）とを備え、判定手段は、車両の加速度がこの要求加速度αｒを超えているか否かを判定し（図３のステップ１３参照）、制御手段は、この判定結果より車両の加速度がこの要求加速度αｒを超えている場合に、車両の加速度がこの要求加速度αｒ以下となるようにコモンレール式燃料噴射装置２（エンジントルク調整手段）の調整する燃料噴射量（エンジントルク）を減少させる（図３のステップ１３〜１５参照）ので、先行車両がある場合に、先行車両との衝突の可能性を回避しつつ省燃費運転を実現することができる。

本実施形態によれば、現在の車速で自車両の走行を継続した場合に先行車両の現在の走行位置に自車両が到達する時間である車間時間を算出する車間時間算出手段（図３のステップ６参照）と、現在の車速で省燃費運転したと仮定したときの車間時間の目標値である目標車間時間を算出する目標車間時間算出手段（図３のステップ７参照）とを備え、第２目標加速度算出手段は、車間時間及び目標車間時間の偏差と、相対速度とに基づいて第２目標加速度αｔｆを算出する（図３のステップ９参照）ので、車間時間と目標車間時間との偏差や相対速度が相違しても、第２目標加速度αｔｆを精度良く求めることができる。

本実施形態によれば、車間時間及び目標車間時間の偏差は車間時間から目標車間時間を差し引いた偏差であり、この偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域では、第２目標加速度αｔｆを負の値で与えるので（図８参照）、車間時間偏差が負の領域かつ相対速度が負の領域では自車両を減速させて省燃費運転を実現しつつ先行車両と衝突することがないようにすることができる。

本実施形態によれば、車間時間及び目標車間時間の偏差は車間時間から目標車間時間を差し引いた偏差であり、この偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域では、第２目標加速度αｔｆを燃費運転を実現するための目標加速度を超えない範囲で正の値で与えるので（図８参照）、車間時間偏差が正の領域かつ相対速度が正の領域では、省燃費運転を実現するための目標加速度を超えない範囲で車両の加速が許容され、この場合にも省燃費運転を実現することができる。

省燃費運転の実現のためとはいえ、ドライバの要求する加速度（現在の加速度）を第２目標加速度αｔｆまで低下させることは、ドライバにとって運転上の不安感を覚えることになりかねないのであるが、本実施形態によれば、表示装置３１を運転パネル上に備え、車両の加速度が要求加速度αｒ以下となるように省燃費運転コントロールユニット１２（制御手段）がコモンレール式燃料噴射装置２（エンジントルク調整手段）の調整する燃料噴射量（エンジントルク）を減少させるか否かをこの表示装置に表示させるので（図３のステップ１６、１７参照）、ドライバは表示装置３１によって省燃費運転コントロールユニット１２が行っている制御状態（省燃費運転が行われているか否か）を知ることとなり、運転上の不安感を解消できる。

図９のフローチャートは、第２実施形態の省燃費運転の制御を説明するためのものである。図９のフローは一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第１実施形態の図３と同一ステップには同一の番号を付している。

第１実施形態と相違する部分は、ステップ２１、２２、２３のみである。ステップ１３で現在の加速度が要求加速度αｒより大きいときには、省燃費運転を実現するためステップ２１に進み、要求加速度αｒの加速を行うのに必要となるエンジン負荷を要求エンジン負荷Ｔｑｒとして算出する。これは、簡単には要求加速度αｒから図１０を参照して要求エンジン負荷Ｔｑｒを求めればよい。なお、図１０には特性を直線で示したが、必ずしも直線となるものでないので、図１０の特性は適合により予め定める。

ステップ２２では、このようにして求めた要求エンジン負荷Ｔｑｒとエンジン負荷センサ２６（図１参照）により検出される現在のエンジン負荷Ｔｑとを比較する。ステップ２１で算出した要求エンジン負荷Ｔｑｒが現在のエンジン負荷Ｔｇより小さいときには、ステップ２３に進み要求エンジン負荷Ｔｑｒとなるようにエンジンコントロールユニット１１に対して、要求エンジン負荷Ｔｑｒを要求する信号を送ると共に、ステップ１６で車両の加速度を要求加速度αｒに制限するためにエンジン負荷を要求エンジン負荷Ｔｑとすること（つまり省燃費運転が行われること）を表示装置３１に表示する。

例えば、先行車両がいない場合であれば、次回以降もステップ１〜５、１３、２１〜２３、１６が繰り返される。ここで、ステップ２３において省燃費運転コントロールユニット１２からの要求エンジン負荷Ｔｑｒを要求する信号を受けるエンジンコントロールユニット１１では、例えば、この要求信号を受ける前より電磁弁６のＯＮ時間（燃料噴射量）を減量してエンジン負荷を低下させることとなる。これによって、エンジン負荷Ｔｑが低下してゆき、ステップ２２で現在のエンジン負荷Ｔｑがやがて要求エンジントルクＴｑｒ以下となる。このときには加速度に対する制限を終了するため、ステップ１７に進んで表示装置３１に省燃費運転は行わないことを表示させる。

第２実施形態においても、第１実施形態と同じ作用効果を奏する。すなわち、車両の加速度が、省燃費運転を実現するための目標加速度である第１目標加速度αｔや第２目標加速度αｔｆ（＝要求加速度αｒ）以下となるように制限されるので、ドライバは省燃費運転することを意識することなく普段通りにトラックやバス等の商用車を運転するするだけで省燃費運転が行われる。また、ドライバの運転操作への負荷を軽減することが可能になる。

第２実施形態によれば、制御手段は、第１目標加速度αｔに基づいて要求エンジン負荷Ｔｑｒを算出し、エンジン負荷がこの要求エンジン負荷Ｔｑｒまで低下するようにコモンレール式燃料噴射装置２（エンジントルク調整手段）の調整する燃料噴射量（エンジントルク）を減少させるので（図９のステップ２１、２２、２３参照）、最適なエンジン負荷にて車両を走行させることが可能になる。

実施形態では、コモンレール式燃料噴射装置がエンジントルク調整手段である場合で説明したが、これに限られるものでない。エンジンコントロールユニットからの信号により燃料噴射量を調整し得る燃料噴射装置であればよい。

１ エンジン
２ コモンレール式燃料噴射装置（エンジントルク調整手段）
５ インジェクタ
１１ エンジンコントロールユニット
１２ 省燃費運転コントロールユニット（判定手段、制御手段）
２１ 車速センサ
２２ 加速度センサ（加速度検出手段）
３１ 表示装置

Claims (13)

1. エンジンのトルクを調整し得るエンジントルク調整手段と、
   車両の加速度を検出するかまたは算出する加速度検出・算出手段と、
   省燃費運転を実現するための加速度を第１目標加速度として算出する第１目標加速度算出手段と、
   車両の加速度がこの第１目標加速度を超えているか否かを判定する判定手段と、
   この判定結果より車両の加速度が第１目標加速度を超えている場合に、車両の加速度が第１目標加速度以下となるように前記エンジントルク調整手段の調整するエンジントルクを減少させる制御手段と
   を備えることを特徴とする車両の省燃費運転システム。
2. 変速機を備え、
   前記第１目標加速度算出手段はこの変速機のギヤ比に応じて前記第１目標加速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の省燃費運転システム。
3. 前記ギヤ比が同じ条件のとき前記第１目標加速度は通常運転の場合の加速度より低い値であることを特徴とする請求項２に記載の車両の省燃費運転システム。
4. 車両総質量を算出する車両総質量算出手段を備え、
   前記第１目標加速度算出手段はこの車両総質量に基づいても前記第１目標加速度を算出することを特徴とする請求項２または３に記載の車両の省燃費運転システム。
5. 空車状態で省燃費運転を実現するための目標加速度を算出する空車状態目標加速度算出手段と、
   最大積載状態で省燃費運転を実現するための目標加速度を算出する最大積載状態目標加速度算出手段と
   を備え、
   これら２つの目標加速度と、空車質量と、最大積載質量と、前記車両総質量とに基づいて前記第１目標加速度を算出することを特徴とする請求項４に記載の車両の省燃費運転システム。
6. 前記制御手段は、前記第１目標加速度に基づいて目標車速を算出し、車速がこの目標車速まで低下するように前記エンジントルク調整手段の調整するエンジントルクを減少させることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の車両の省燃費運転システム。
7. 前記制御手段は、前記第１目標加速度に基づいて要求エンジン負荷を算出し、エンジン負荷がこの要求エンジン負荷まで低下するように前記エンジントルク調整手段の調整するエンジントルクを減少させることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の車両の省燃費運転システム。
8. 先行車両があるか否かを検出する先行車両検出手段と、
   この検出結果より先行車両がある場合に、先行車両との衝突の可能性を回避しつつ省燃費運転を実現するための目標加速度を第２目標加速度として算出する第２目標加速度算出手段と、
   この第２目標加速度と前記第１目標加速度のうち小さい方を要求加速度として設定する要求加速度設定手段と
   を備え、
   前記判定手段は、車両の加速度がこの要求加速度を超えているか否かを判定し、
   前記制御手段は、この判定結果より車両の加速度がこの要求加速度を超えている場合に、車両の加速度がこの要求加速度以下となるように前記エンジントルク調整手段の調整するエンジントルクを減少させることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の車両の省燃費運転システム。
9. 現在の車速で自車両の走行を継続した場合に先行車両の現在の走行位置に自車両が到達する時間である車間時間を算出する車間時間算出手段と、
   現在の車速で省燃費運転したと仮定したときの車間時間の目標値である目標車間時間を算出する目標車間時間算出手段と
   を備え、
   前記第２目標加速度算出手段は、前記車間時間及び前記目標車間時間の偏差と、先行車両との相対速度とに基づいて前記第２目標加速度を算出することを特徴とする請求項８に記載の車両の省燃費運転システム。
10. 前記車間時間及び前記目標車間時間の偏差は前記車間時間から前記目標車間時間を差し引いた偏差であり、この偏差が負の領域かつ前記相対速度が負の領域では、前記第２目標加速度を負の値で与えることを特徴とする請求項９に記載の車両の省燃費運転システム。
11. 前記車間時間及び前記目標車間時間の偏差は前記車間時間から前記目標車間時間を差し引いた偏差であり、この偏差が正の領域かつ前記相対速度が正の領域では、前記第２目標加速度を省燃費運転を実現するための目標加速度を超えない範囲で正の値で与えることを特徴とする請求項９に記載の車両の省燃費運転システム。
12. 表示装置を運転パネル上に備え、
    車両の加速度が第１目標加速度以下となるように前記制御手段が前記エンジントルク調整手段の調整するエンジントルクを減少させるか否かをこの表示装置に表示させることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の車両の省燃費運転システム。
13. 表示装置を運転パネル上に備え、
    車両の加速度が要求加速度以下となるように前記制御手段が前記エンジントルク調整手段の調整するエンジントルクを減少させるか否かをこの表示装置に表示させることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の車両の省燃費運転システム。

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