JP4415995B2

JP4415995B2 - 省燃費運転推奨装置

Info

Publication number: JP4415995B2
Application number: JP2007028403A
Authority: JP
Inventors: 幹齊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2027-02-07
Also published as: JP2008192069A

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用して好適な省燃費運転推奨装置に関する。

近年の車両には、ユーザの省燃費運転を推奨するために、アクセル開度の推奨領域を設定して、アクセル開度が推奨領域にある場合にはランプを点灯してその旨をユーザに通知し、アクセル開度がこの推奨領域を逸脱した場合にランプを消灯してその逸脱をユーザに通知する、特許文献１に記載されているようなエコインジケータが備えられる場合がある。
特開２００３−２２０８５１号公報

ところが、このようなエコインジケータにおいては、推奨領域から逸脱した場合に、ユーザがどのようなアクセル操作をすれば、再び推奨領域にはいるのかが、ユーザにとって不明であり、ユーザが推奨領域を狙ってアクセル操作を行うことが困難であった。

さらに、アクセル開度の推奨領域と、現状値とを比較してユーザに表示した場合には、ユーザが推奨領域を狙ってアクセル操作を行うことは可能となるが、今度は、ユーザが推奨領域を意識してアクセル操作する場合に、ランプの点灯及び消灯を意識しすぎて、アクセルを踏み込んだり戻したりすることを交互に頻繁に行う、いわゆるバタバタ操作を誘発し、それにより、逆に燃費が悪くなってしまうという問題が生じる。

本発明は、上記問題に鑑み、より効果的に燃費向上を図ることができる省燃費運転推奨装置を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明に係る省燃費運転推奨装置は、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記アクセル開度の目標値を算出する目標値算出手段と、前記アクセル開度と前記目標値とを表示する表示手段と、前記アクセル開度の所定期間内の平均値と前記アクセル開度の差の絶対値を前記所定期間内において積分した値、又は、前記アクセル開度の前記所定期間内の移動平均値と前記アクセル開度との差の絶対値を積分した値、である変動量を算出する変動量算出手段と、前記変動量が所定量以上である場合に、前記目標値に対する前記アクセル開度、又は、前記目標値に対する前記目標値と前記アクセル開度との乖離量、の表示上の比、を前記変動量が前記所定量未満である場合に対して変更することによりユーザに通知する通知手段とを備えることを特徴とする。

なお、前記推奨領域とは、エンジンや変速機等の車両特性及び車両の走行抵抗により、車両の速度及びアクセル開度に応じて定まる領域である。

ここで、前記アクセル開度とは例えば、アクセルペダルの回転軸の回転角度であり、ユーザのアクセルペダルの踏み込み量に比例する値であって、ユーザの加速意志の強さを示すパラメータである。

ここで、前記表示手段が前記通知手段であるとともに、当該表示手段が前記アクセル開度又は前記アクセル開度と前記目標値との乖離量を、前記変動量が前記所定量以上である場合に前記変動量に比例させて表示することを特徴とすることが好ましい。

ここで典型的には、前記表示手段は、前記アクセル開度と前記目標値をそれぞれ棒グラフ化して表示し、前記乖離量は、それぞれの棒グラフの差として表示して、前記アクセル開度又は前記乖離量をデフォルメ、例えば、前記変動量に比例させて大きく表示することができる。

これによれば、ユーザに対して前記アクセル開度の変動量が前記所定量以上である場合に、ユーザがアクセルを踏み込んだり戻したりすることを交互に頻繁に行う、いわゆるバタバタ操作を行っているとみなして、その旨をユーザに通知し、ユーザにそのようなバタバタ操作を行うことを回避させることができる。

もちろん、前記通知手段を、前記表示手段が前記棒グラフの前記アクセル開度の現状値又は乖離量を示す部分の輝度や色彩を、前記変動量が前記所定量以上である場合に変更することにより構成しても良いし、前記変動量が前記所定量以上の場合に点灯あるいは消灯する別途設けたランプとしても良いし、さらには、別途設けたＬＥＤや液晶画面によりテキスト表示することにより構成しても良いし、スピーカやブザー等の音声により通知することにより構成しても良い。

本発明によれば、より効果的に燃費向上を図ることができる省燃費運転推奨装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係わるエコインジケータの一実施形態を示す模式図であり、図２は本発明に係わるエコインジケータの一実施形態を示す模式図であり、図３は本発明に係わるエコインジケータの一実施形態の制御に用いられる模式マップ図である。

このエコインジケータ１は、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)２と、変速機ＥＣＵ３)と、メータＥＣＵ４と、メータ表示部５と、車速センサ６と、アクセルペダルセンサ７と、スロットルバルブアクチュエータ８と、スロットルポジションセンサ９と、クランクポジションセンサ１０を備えて構成される。

エンジンＥＣＵ２はＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格により変速機ＥＣＵ３及びメータＥＣＵ４に接続されるとともに、車速センサ６及びアクセルペダルセンサ７に接続される。エコインジケータ１は省燃費運転推奨装置を構成する。

エンジンＥＣＵ２は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものである。これとともに、エンジンＥＣＵ２は、エンジンの基本的な制御である、アクセル開度に応じて噴射する燃料噴射制御、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、最適なエンジン回転数を制御する回転数制御等を行う。

変速機ＥＣＵ３も例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものである。

メータＥＣＵ４も例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものである。

メータ表示部５は、例えば図２に示すようなものであり、車両室内前方の図示しないインストルメントパネルに設けられるものであって、オド／トリップメータ１１、水温メータ１２、残燃料メータ１３、マルチインフォメーションディスプレイ１４、タコメータ１５、クロック１６、スピードメータ１７を備えて構成される。

オド／トリップメータ１１はオドメータとトリップメータを同一位置においてユーザの選択をもとに切り換えて表示する液晶表示装置である。

水温メータ１２は、図示しないエンジンのウォータージャケットを含めた冷却水循環系統内の冷却水の温度を測定して、ステッパモータにより駆動される指針によりユーザに表示するものである。

残燃料メータ１３は、図示しない燃料タンク内の残燃料を検出して、ユーザに表示するものであり、タコメータ１５は、図示しないエンジンの回転数をクランクポジションセンサ１０により検出してその検出結果をステッパモータにより駆動される指針によりユーザに表示するものである。

マルチインフォメーションディスプレイ１４は、液晶によるドットマトリクス表示を行うことができるものであり、メータＥＣＵ４の表示手段４ａの指令に基づき、各種のインフォメーション表示を数字、文字などのテキスト表示のデジタル量として表示することができるとともに、記号やマーク、棒グラフなどの大きさ等のアナログ量として表示することもできるものである。

このマルチインフォメーションディスプレイ１４は、例えば、瞬間燃費、通算平均燃費、航続可能距離、本実施例に係わるアクセル開度の現状値、目標値、現状値と目標値の乖離量等の情報をユーザの入力に基づき切り換えて表示することができる。ここではマルチインフォメーションディスプレイ１４は、アクセル開度の現状値、目標値、乖離量は棒グラフで表示する。

車速センサ６は、車両の車輪に設けられて、車速を検出する速度発電機であり、検出した車速をメータＥＣＵ４に出力するものである。

アクセルペダルセンサ７は、図示しないアクセルペダルの回転軸に設けられる回転角センサであり、回転軸の角度すなわちアクセルペダルの踏み込み量を検出して、エンジンＥＣＵ２にその検出結果を出力するものである。

スロットルバルブアクチュエータ８は、図示しないエンジンを構成する吸気装置に設けられて、エンジンのシリンダに供給される空気量を制御してエンジンの出力を制御するスロットルバルブを駆動して、スロットル開度を制御するとともに、エンジンの出力を制御するものである。

スロットルポジションセンサ９は、図示しないエンジンのスロットルバルブのスロットル開度を検出して、検出したスロットル開度をエンジンＥＣＵ２に出力するものである。

クランクポジションセンサ１０は、図示しないエンジンのクランクの位置に応じてエンジン回転数を検出し、検出したエンジン回転数をエンジンＥＣＵ２に出力するものである。

エンジンＥＣＵ２のアクセル開度検出手段２ａは、アクセルペダルセンサ７によりアクセル開度Ａを検出して、エンジンＥＣＵ２のバルブ制御手段２ｄは、検出したアクセル開度に基づいたスロットル開度となるように、スロットルポジションセンサ９の検出したスロットル開度に基づいてスロットルバルブアクチュエータ８を制御する。

さらに、エンジンＥＣＵ２の目標値算出手段２ｂは、エンジンＥＣＵ２内部に記憶された、図３（ａ）に示すような、アクセル開度と燃費のマップ及び、図３（ｂ）に示すような、車速とアクセル開度のマップ及びクランクポジションセンサ１０により検出したエンジン回転数及び車速センサ６により検出した車速に基づいて、アクセル開度の目標値ＡＴを算出する。

図３（ａ）に示すように、アクセル開度が低い領域ではエンジン回転数も低く、燃費は悪化傾向となり、アクセル開度が高い領域では余分な燃料噴射等により燃費が悪化傾向となる。従ってこの間に現れる燃費が最大となるアクセル開度が省燃費走行に最適な燃費最大点のアクセル開度となるが、この燃費が最大となるアクセル開度近傍は快適な走行性能が得られる領域でもあるため、この手前に運転者のアクセル操作を誘導すると、ドライバビリティが低下するおそれがある。このため、ここでは、燃費最大点を若干越えたアクセル開度をアクセル開度の目標値とする。なお、図３（ａ）は車速に応じて変化する特性となる。

車速とアクセル開度の目標値はエンジンや変速機等の特性及び車両の走行抵抗により定められるものであり、例えば図３（ｂ）に示すような特性曲線を形成する。この目標値よりもアクセル開度が大きくなると非推奨領域となり、アクセル開度がこの目標値以下であると推奨領域となる。

さらに、エンジンＥＣＵ２の変動量算出手段２ｃは、アクセルペダルセンサ７により検出したアクセル開度の変動量を以下のようにして算出する。検出したアクセル開度をＡ、アクセル開度Ａの平均値をＡ０として、アクセル開度Ａから平均値Ａ０を引いた値の絶対値の所定時間内の積分値を変動量Ｄ＝∫|Ａ−Ａ０|ｄｔとして算出する。

加えて、変速機ＥＣＵ３は図示しない変速機の入力軸回転数Ｎ１と出力軸回転数Ｎ２から、回転数比Ｒ１＝（Ｎ１−Ｎ２）／Ｎ１を求める。

メータＥＣＵ４の表示手段４ａは、エンジンＥＣＵ２のアクセル開度検出手段２ａの検出したアクセル開度の現状値Ａ、目標値算出手段２ｂの算出したアクセル開度の目標値ＡＴ、乖離量Ｂ＝|Ａ−ＡＴ|を以下のようにしてマルチインフォメーションディスプレイ１４を用いて表示する。

まず、表示手段４ａは、図５に示すように、変動量Ｄが所定量Ｄ１未満である場合には、アクセル開度の目標値ＡＴについては、車速にかかわらず常に一定値となるように一定の長さＬ１の棒グラフとなるように表示する。加えて、表示手段４ａは、アクセル開度の現状値Ａの目標値ＡＴに対する比率Ｒ２を求めて、現状値Ａを示す棒グラフの長さＬ２が、Ｌ２＝Ｒ２×Ｌ１となるように表示する。

つまり、乖離量Ｂはこの現状値Ａと目標値ＡＴの長さの差として表示され、この乖離量Ｂが、ユーザがアクセル開度の目標値ＡＴに現状値Ａを合わせるために追加して踏み込むべきアクセル開度である。なお、現状値Ａが目標値ＡＴよりも大きい場合には、図５に示すように、オーバーゾーン表示となり、乖離量Ｂはユーザがアクセル開度の目標値ＡＴに現状値Ａを合わせるために戻すべきアクセル開度である。

一方、表示手段４ａは、これも図５に示すように、変動量Ｄが所定量Ｄ１以上である場合には、アクセル開度の目標値ＡＴについては、車速にかかわらず常に一定値となるように一定の長さＬ１の棒グラフとなるように表示する。加えて、表示手段４ａは、アクセル開度の現状値Ａの目標値ＡＴに対する比率Ｒ２を求めて、現状値Ａを示す棒グラフの長さＬ２が、Ｌ２＝（Ｋ×Ｄ＋η×Ｒ１＋１）×Ｒ２×Ｌ１となるようにデフォルメして表示する。乖離量Ｂはこの現状値Ａと目標値ＡＴの長さの差として表示される。

ここで、Ｋは変動量変換係数であり、ηは回転数比変換係数である。なお、これらの変換係数は、変動量Ｄと回転数比Ｒ１のいずれに重みを持たせてＬ１をデフォルメするかにより適宜決定されるものである。

つまり、変動量Ｄが所定値Ｄ１以上である場合には、表示手段４ａは、ユーザに対して、アクセルを過剰に踏み込んだり戻したりしているいわゆるバタバタ操作を行っていることを通知する通知手段を構成する。

以下、本実施例のエコインジケータ１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図６は、本発明によるエコインジケータ１のエンジンＥＣＵ２及びメータＥＣＵ４の制御内容を示すフローチャートである。

Ｓ１において、エンジンＥＣＵ２のアクセル開度検出手段２ａは、アクセルペダルセンサ７によりアクセル開度Ａを検出し、Ｓ２において、エンジンＥＣＵ２のアクセル開度検出手段２ａは、車速センサ６により、車速を検出する。

さらに、Ｓ３において、エンジンＥＣＵ２の目標値算出手段２ｂは、エンジンＥＣＵ２内部に記憶された、図３（ａ）に示すような、アクセル開度と燃費のマップ及び、図３（ｂ）に示すような、車速とアクセル開度のマップ及びクランクポジションセンサ１０により検出したエンジン回転数及び車速センサ６により検出した車速に基づいて、アクセル開度の目標値ＡＴを算出する。

続いて、Ｓ４において、エンジンＥＣＵ２の変動量算出手段２ｃは、アクセル開度Ａの変動量Ｄを＝∫|Ａ−Ａ０|ｄｔを算出する。なお、Ａ０はアクセル開度Ａの平均値である。さらに、変速機ＥＣＵ３は図示しない変速機の入力軸回転数Ｎ１と出力軸回転数Ｎ２から、回転数比Ｒ１＝（Ｎ１−Ｎ２）／Ｎ１を求める。

Ｓ５において、メータＥＣＵ４の表示手段４ａは、変動量Ｄが所定量Ｄ１以上であるかどうかを判定し、変動量Ｄが所定量Ｄ１以上である場合には、Ｓ６にすすみ、変動量Ｄが所定量Ｄ１未満である場合には、Ｓ１０にすすむ。

Ｓ６において、表示手段４ａは、スロットル開度の目標値ＡＴを、車速にかかわらず常に一定値となるように一定の長さＬ１の棒グラフとなるように表示する。続いて、Ｓ７において、表示手段４ａは、アクセル開度の現状値Ａの目標値ＡＴに対する比率Ｒ２を求める。

さらに、Ｓ８において、メータＥＣＵ４の表示手段４ａは変速機ＥＣＵ３から回転数比Ｒ１を検出し、Ｓ９において、現状値Ａを示す棒グラフの長さＬ２が、Ｌ２＝（Ｋ×Ｄ＋η×Ｒ１＋１）×Ｒ２×Ｌ１となるようにデフォルメして表示する。乖離量Ｂはこの現状値Ａと目標値ＡＴの長さの差として表示される。ここで、Ｋは変動量変換係数であり、ηは回転数比変換係数である。

Ｓ１０において、表示手段４ａは、スロットル開度の目標値ＡＴを、車速にかかわらず常に一定値となるように一定の長さＬ１の棒グラフとなるように表示する。続いて、Ｓ１１において、表示手段４ａは、アクセル開度の現状値Ａの目標値ＡＴに対する比率Ｒ２を求める。

Ｓ１２において、表示手段４ａは、スロットル開度の現状値Ａを示す棒グラフの長さＬ２がＬ２＝Ｒ２×Ｌ１となるように表示する。乖離量Ｂはこの現状値Ａと目標値ＡＴの長さの差として表示される。

以上述べた本実施例によれば、表示手段４ａにより制御されるメータ表示部５のマルチインフォメーションディスプレイ１４に対するユーザの視線を固定したままで、ユーザに対してアクセル開度の変動量Ｄが所定量Ｄ１以上である場合に、ユーザがアクセルを踏み込んだり戻したりすることを交互に頻繁に行う、いわゆるバタバタ操作を行っているとみなして、その旨をユーザに通知し、ユーザにそのようなバタバタ操作を行うことを回避させることができる。

また、アクセル開度の目標値ＡＴを示す棒グラフの長さＬ１を車速にかかわらず一定とすることにより、車速に応じて目標値ＡＴが随時変化して、現状値Ａと目標値ＡＴがマルチインフォメーションディスプレイ１４の棒グラフ表示において、相互に無関係に変化することを防止することができる。これにより、ユーザがアクセル開度の目標値ＡＴを目標にして、アクセル開度の現状値Ａを目標値ＡＴに合わせやすくすることができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば、通知手段を、マルチインフォメーションディスプレイ１４が棒グラフの現状値Ａ又は乖離量Ｂを示す部分の輝度や色彩を、変動量Ｄが所定量Ｄ１以上である場合に変更することにより構成しても良いし、変動量Ｄが所定量Ｄ１以上の場合に点灯あるいは消灯するランプをメータ表示部５に別途設けて構成してもよい。さらには、マルチインフォメーションディスプレイ１４によりテキスト表示することにより構成しても良いし、メータ表示部５に設けたスピーカやブザー等の音声により通知することにより構成しても良い。

また、上述した実施例においては、アクセル開度の目標値ＡＴに対する現状値Ａの比率Ｒ２を求めて、現状値Ａを示す棒グラフの長さＬ２を、目標値ＡＴを示す棒グラフの長さＬ１に比率Ｒ２を乗じて求めて、乖離量Ｂを現状値Ａと目標値ＡＴの差分として表示したが、目標値ＡＴを基準として、乖離量Ｂを予め求めて、現状値Ａを目標値ＡＴから乖離量Ｂを差し引いたものとして表示することもできる。

さらに、上述した実施例においては、アクセル開度の現状値Ａを表示する棒グラフの長さＬ２を、目標値ＡＴを示す棒グラフの長さＬ１を基準として、変動量Ｄと回転数比Ｒ１により定まる（Ｋ×Ｄ＋η×Ｒ１＋１）及び比率Ｒ２を乗じて求めているが、これは、回転数比Ｒ１が、変速機の伝達効率に比例するパラメータであると同時に、バタバタ操作による効率の悪化を示すパラメータでもあるので、これを利用したものである。

すなわち、アクセル開度の現状値Ａを示す棒グラフの長さＬ２を求めるにあたり、Ｒ１を用いずに（Ｋ×Ｄ＋１）及び比率Ｒ２を、目標値ＡＴに乗じて求めてももちろん良い。

また、上述した実施例においては、アクセル開度の変動量Ｄが所定量Ｄ１以上である場合に、アクセル開度の現状値Ａをデフォルメして表示して、ユーザに対してバタバタ操作を通知したが、乖離量Ｂをデフォルメ表示してユーザに対してバタバタ操作を通知する構成としても良い。

本発明は、車両用の省燃費運転推奨装置に関するものであり、より効果的に燃費向上を図ることができる省燃費運転推奨装置を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。

本発明に係る省燃費運転推奨装置の一実施形態を示す模式図である。本発明に係る省燃費運転推奨装置の一実施形態を示す模式図である。本発明に係わるエコインジケータの一実施形態の制御に用いられる模式マップ図である。本発明に係わるエコインジケータの一実施形態の制御に用いられる模式マップ図である。本発明に係るエコインジケータの一実施形態の表示内容を示す模式図である。本発明に係るエコインジケータの一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１エコインジケータ
２エンジンＥＣＵ
２ａアクセル開度検出手段
２ｂ目標値算出手段
２ｃ変動量算出手段
２ｄバルブ制御手段
３変速機ＥＣＵ
４メータＥＣＵ
４ａ表示手段＆通知手段
５メータ表示部
６車速センサ
７アクセルペダルセンサ
８スロットルバルブアクチュエータ
９スロットルポジションセンサ
１０クランクポジションセンサ
１１オド／トリップメータ
１２水温メータ
１３残燃料メータ
１４マルチインフォメーションディスプレイ

Claims

アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記アクセル開度の目標値を算出する目標値算出手段と、前記アクセル開度と前記目標値とを表示する表示手段と、前記アクセル開度の所定期間内の平均値と前記アクセル開度の差の絶対値を前記所定期間内において積分した値、又は、前記アクセル開度の前記所定期間内の移動平均値と前記アクセル開度との差の絶対値を積分した値、である変動量を算出する変動量算出手段と、前記変動量が所定量以上である場合に、前記目標値に対する前記アクセル開度、又は、前記目標値に対する前記目標値と前記アクセル開度との乖離量、の表示上の比、を前記変動量が前記所定量未満である場合に対して変更することによりユーザに通知する通知手段とを備えることを特徴とする省燃費運転推奨装置。
前記表示手段が前記通知手段であるとともに、当該表示手段が前記アクセル開度又は前記アクセル開度と前記目標値との乖離量を、前記変動量が前記所定量以上である場合に前記変動量に比例させて表示することを特徴とする請求項１に記載の省燃費運転推奨装置。