JP4525972B2 - 省燃費運転支援システム - Google Patents

Description

本発明は、空車、積車における車両総質量の差の大きな、例えば、貨物自動車や、バスなどにおいて、省燃費運転を行うに際して、車両の運転状態を評価するとともに、ドライバに対して最良の運転方法をアドバイスするための運転支援システムに関する。

加速時のシフトアップエンジン回転数の判定において、最小燃費率領域の最高回転速度よりも所定率以上高い場合には、ドライバにシフトアップを促したり、変速機のギヤ位置が低速段側になる程シフトアップ警告回転速度が低く設定されたり、所定のエンジン回転数域から大のほうに離れるほど評価点が低くなるように予め作成した燃費評価点表によって評価する技術（省燃費運転支援システム）が提案されている。

しかるに、前記の評価方法では、低速段での発進加速の割合が多いと悪い評価となり、高速段でのシフトアップが多いと良い評価となる。これでは、実際の運転（実際の運転では、一般的に、ギヤ段が高速段になるに従って、シフトアップエンジン回転数が低くなる傾向）とかけ離れた評価結果となってしまう。

また、積荷の大小によって、車両質量が大幅に変化し、従ってシフトアップエンジン回転数もその大幅に変わる車両質量を反映したものであるべきなのに、車両質量が何ら考慮されていない。

また、上記技術の他に、運転者の運転技術の改善を促し、運転操作の改善により燃費を向上させる技術が公開されている（例えば特許文献1参照）。

しかしその技術（特許文献1）においても、上述した問題点を解消するものではない。
特開２００２−３６２１８５号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案するものであり、ドライバに対して、実際のシフトアップのタイミングを反映し、且つ、積載量によって大幅に変化する車両質量を考慮した省燃費運転のためのシフトアップエンジン回転数に関するアドバイスを提供することの出来る省燃費運転支援システムの提供を目的としている。

本発明によれば、複数の変速比を有する機械式変速機を備えた車両の省燃費運転支援システムにおいて、車両のエンジン回転数を計測するエンジン回転数計測手段（２）と、車速を計測する車速計測手段（４）と、エンジン負荷を計測するエンジン負荷計測手段（６）と、計測されたエンジン回転数、車速及びエンジン負荷から加速度、変速比及び車両の質量を演算してその演算したデータを記憶する制御手段（７）とを有し、該制御手段（７）は実際の車両質量に即したシフトアップを行わせるべくドライバにシフトアップエンジン回転数を指示することができる様に構成され、前記ドライバに指示するシフトアップエンジン回転数は、標準と見做すシフトアップ回転数と目標とするシフトアップエンジン回転数である。

また本発明によれば、複数の変速比を有する機械式変速機を備えた車両の省燃費運転支援システムにおいて、車両のエンジン回転数を計測するエンジン回転数計測手段（２）と、車速を計測する車速計測手段（４）と、エンジン負荷を計測するエンジン負荷計測手段（６）と、計測されたエンジン回転数、車速及びエンジン負荷から加速度、変速比及び車両の質量を演算しその演算したデータを記憶する制御手段（７）とを有し、該制御手段（７）は実際の車両質量に即したシフトアップを行わせるべくドライバにシフトアップエンジン回転数を指示することができ、空車状態及び積車状態における標準及び目標とするシフトアップエンジン回転数を予め演算し、その演算したシフトアップエンジン回転数から実際の車両質量時でのシフトアップエンジン回転数を演算する様に構成されている。

上述する構成及び評価方法を具備する本発明の省燃費運転支援システムによれば、複数の変速比を有する機械式変速機（ＭＴ）を備えた車両において、エンジン回転数計測手段（２）と、車速計測手段（４）と、エンジン負荷計測手段（６）と、計測されたエンジン回転数、車速及びエンジン負荷から走行距離、加速度、変速比及び車両の質量を演算しその演算したデータを記憶する制御手段（７）とを有し、制御手段（７）は実際の車両質量に即したシフトアップを行わせるべくドライバにシフトアップエンジン回転数を指示することが出来る様に構成されおり、空車状態及び積車状態における標準及び目標とするシフトアップエンジン回転数を予め演算し、その演算したシフトアップエンジン回転数から実際の車両質量時でのシフトアップエンジン回転数を演算するので、ドライバに対して、実際のシフトアップのタイミング（実際の運転では、一般的に、ギヤ段が高速段になるに従って、シフトアップエンジン回転数が低くなる傾向）を反映し、且つ、積載量によって大幅に変化する車両質量を考慮した省燃費運転のためのシフトアップエンジン回転数に関するアドバイスを提供することが出来る。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

先ず、図１〜図５を参照して第１実施形態を説明する。

図１において、当該省燃費運転支援システムの第１実施形態は、複数の変速比を有する機械式変速機ＭＴを備えた車両１側の装備Ｕ１と管理側の装備Ｕ２と、車両１側の装備Ｕ１で収録したデータを管理側の装備Ｕ２に移送する移送手段であるメモリカード１５とによって構成されている。
ここで、管理側とは、例えば、車両１を所有する運送会社の車両管理部門等を指す。

前記車両側の装備Ｕ１は、車両（図示の例では貨物自動車）１のエンジン回転数を計測するエンジン回転数計測手段（以降、エンジン回転数計測手段をエンジン回転センサという）２と、車速を計測する車速計測手段（以降、車速計測手段を車速センサという）４と、エンジン負荷を計測するエンジン負荷計測手段（以降、エンジン負荷計測手段をエンジン負荷センサという）６とを備えている。

また、車両側の装備Ｕ１は、計測されたエンジン回転数、車速及びエンジン負荷から走行距離、加速度、変速比及び車両質量を演算し、その演算した結果（車両データ）を記憶する車載コントロールユニット７と、表示手段であるモニタ８と及び、図示しない音声ガイド手段を装備している。

一方、管理側の装備Ｕ２は、前記車両データが、メモリカード１５を介して入力され、車両データである、計測されたエンジン回転数、車速、エンジン負荷から、当該車両１の走行距離、加速度、変速比及び走行時の車両質量を演算し、運転の仕方を評価する制御手段（管理側コントロールユニット；各種データ解析用パソコン）２０と、管理側コントロールユニット２０によって、前記評価結果を出力する出力手段であるプリンタ２２とによって構成されている。

尚、管理側コントロールユニット２０は、車載コントロールユニット７で演算された情報を、図示しない無線送受信手段によって、入力することも可能である。

前記車載コントロールユニット７は、モニタ８及び／又は図示しない音声警報手段によってシフトアップエンジン回転数をドライバに知らせる様に構成されている。

ドライバに指示するシフトアップエンジン回転数は、標準と見做すシフトアップエンジン回転数（例えば、当該システムを搭載した車両を運転する特定、或いは複数のドライバ達の標準の操作によると見做すシフトアップエンジン回転数）と、目標とするシフトアップエンジン回転数、即ち、最良のシフトアップエンジン回転数である。

ここで、車両の或る質量での、標準と見做すシフトアップエンジン回転数と目標とするシフトアップエンジン回転数と、変速比、即ち、「車速／エンジン回転数」の関係を、図２の特性図として示す。
図２の特性図は、コントロールユニット７の図示しないデータベースに記憶されている。

図２によれば、低速段側（横軸の左方）に対して、高速段側（横軸の右方）の方がシフトアップエンジン回転数を低く出来る。即ち、省燃費で運転が出来る。
更に、現実のドライバによる標準と見做すシフトアップエンジン回転数（特性線Ｙ２）よりも、最良であり目標とするシフトアップエンジン回転数（特性線Ｙ１）の方が全変速比領域においてシフトアップエンジン回転数を低く抑えられることが示されている。

前記コントロールユニット７は、計測された車速の時間変化量から加速度を演算している。その演算された加速度と、エンジン負荷センサ６で検出されたエンジン負荷とから、更にその時点での質量を演算している。

ここで、目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数（特性線Ｙ１、Ｙ２）は、図３に示すように凡そ質量の大小に比例して変化することが知られている。

そこで、コントロールユニット７は、全変速領域において、定積時と空車時における目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数を予め演算し、図２と同様な特性図としてデータベースに記憶させる。

走行開始時には、先ず、加速して、その際の加速度及びその時点での車両質量が演算される。
目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数は、前回走行時の定積及び空車でのシフトアップエンジン回転数のマップ（図２参照）が与えられる。
そして、演算した前記車両質量の値と、そのマップ（定積及び空車での目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数が特性図として描かれている）から、当該車両質量での目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数が、演算され、ガイド情報（アドバイス）としてモニタ８に表示される。或いは音声によってドライバに知らされる様に構成されている。

次に、図３のフローチャート及び図１の構成を参照して、第１実施形態の制御（評価）方法、即ち、最適シフトアップエンジン回転数をドライバにアドバイスするドライブ支援制御について説明する。

先ず、ステップＳ１において車載用コントロールユニット７は運行データ（エンジン回転センサ２によるエンジンの回転数、車速センサ４による車速、エンジン負荷センサ６によるエンジン負荷）の読込を行う。

次の、ステップＳ２ではコントロールユニット７は、ギヤ比、即ち車速をエンジン回転数で除した値を演算した後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、前記読込んだデータから加速度を演算し、その演算した加速度と前記読み込んだエンジン負荷からその時点での車両質量を推定し、一旦コントロールユニット７のデータベースに記憶する。

次のステップＳ４では、定積の場合の目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数を演算した後、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、空車の場合の目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数を演算した後、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、コントロールユニット７は、定積及び空車での目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数から、前記推定した車両質量を用いて当該車両質量での目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数を演算する。

ステップＳ７では、ステップＳ６で演算した目標及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数をモニタ８に表示し、或いは、音声でドライバーに知らせ、管理側コントロールユニット２０にデータを転送し、省燃費運転評価等にデータを用いた後、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１を繰り返す。

上述する構成及び評価方法の第１実施形態によれば、車載コントロールユニット７は実際の車両質量に即したシフトアップを行わせるべくドライバにシフトアップエンジン回転数を指示することが出来る様に構成されおり、空車状態及び積車状態における標準及び目標とするシフトアップエンジン回転数を予め演算し、その演算したシフトアップエンジン回転数から実際の車両質量時でのシフトアップエンジン回転数を演算するので、ドライバに対して、実際のシフトアップのタイミング（実際の運転では、一般的に、ギヤ段が高速段になるに従って、シフトアップエンジン回転数が低くなる傾向）を反映し、且つ、積載量によって大幅に変化する車両質量を考慮した、省燃費運転のためのシフトアップエンジン回転数に関するアドバイスを提供することが出来る。

一般に最高出力エンジン回転数が高いエンジンは、最少燃料消費率のエンジン回転数が高めであり、シフトアップエンジン回転数も高い。それに対して最高出力エンジン回転数が低いエンジンは最小燃料消費率のエンジン回転数が低い。
従って、最高出力エンジン回転数が異なるエンジンの場合、最高出力エンジン回転数の比で補正することにより、各エンジン毎には、前記マップ（図２参照）を持たずに目標シフトアップエンジン回転数を求めることが可能である。

そこで、第１実施形態の変形例として、最高出力エンジン回転数の異なるエンジンに対しては、図５に示すような方法によって、目標シフトアップエンジン回転数Ｙ２を求めることが出来る。
即ち、基準となるエンジンの目標シフトアップエンジン回転数（図２で与えられる）を、
Ｙ１（Ｙ１＝Ｆ（Ｘ１）、太線で示す）とすれば、
求めたいエンジンの目標シフトアップエンジン回転数Ｙ２は、
Ｙ２＝Ａ×Ｆ（Ｘ１）（細線で示す）として求めることが出来る。
ここで、Ａは、最高出力エンジンの比、又は、最小燃料消費率の比である。

次に、図６を参照して、第２実施形態を説明する。
前記図１〜図５の第１実施形態は、各パラメータの検出手段であるエンジン回転センサ２、車速センサ４、エンジン負荷センサ８は夫々専用の回路によって車載コントロールユニット７に接続された実施形態である。

それに対して、図６の第２実施形態は、予め、車速信号、エンジン回転数信号、エンジン負荷信号が車内通信ネットワーク「車内ＬＡＮ」によってＬＡＮ中継器９にデジタル信号として集められ、通信ケーブルＷによって車載コントロールユニット７に記憶されるように構成されている。これらの構成を除いては、作用効果を含め、図１〜図５の第１実施形態と実質的に同様であり、以降の説明は省略する。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。

本発明の第１実施形態に係る省燃費運転支援システムの構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る変速比と、目標とするシフトアップエンジン回転数及び標準と見做すシフトアップエンジン回転数との関係を示した特性図。 本発明の実施形態に係り、実際の車両質量を反映したシフトアップエンジン回転数を求める方法を示した特性図。 本発明の実施形態に係り、最適シフトアップエンジン回転数をドライバにアドバイスするドライブ支援制御を説明するフローチャート。 第１実施形態の変形例であって、最高出力エンジン回転数の異なるエンジンを有する車両において、目標シフトアップエンジン回転数を求める方法を説明する特性図。 本発明の第２実施形態に係る省燃費運転評価システムの構成を示すブロック図。

符号の説明

１・・・車両
２・・・エンジン回転数計測手段／エンジン回転センサ
４・・・車速計測手段／車速センサ
６・・・エンジン負荷計測手段／エンジン負荷センサ
７・・・車載コントロールユニット
８・・・表示手段／モニタ
９・・・ＬＡＮ中継機
１５・・・メモリカード
２０・・・管理側コントロールユニット
２２・・・プリンタ
Ｕ１・・・車両側の装備
Ｕ２・・・管理側の装備

Claims (2)

1. 複数の変速比を有する機械式変速機を備えた車両の省燃費運転支援システムにおいて、車両のエンジン回転数を計測するエンジン回転数計測手段（２）と、車速を計測する車速計測手段（４）と、エンジン負荷を計測するエンジン負荷計測手段（６）と、計測されたエンジン回転数、車速及びエンジン負荷から加速度、変速比及び車両の質量を演算してその演算したデータを記憶する制御手段（７）とを有し、該制御手段（７）は実際の車両質量に即したシフトアップを行わせるべくドライバにシフトアップエンジン回転数を指示することができる様に構成され、前記ドライバに指示するシフトアップエンジン回転数は、標準と見做すシフトアップ回転数と目標とするシフトアップエンジン回転数であることを特徴とする車両の省燃費運転支援システム。
2. 複数の変速比を有する機械式変速機を備えた車両の省燃費運転支援システムにおいて、車両のエンジン回転数を計測するエンジン回転数計測手段（２）と、車速を計測する車速計測手段（４）と、エンジン負荷を計測するエンジン負荷計測手段（６）と、計測されたエンジン回転数、車速及びエンジン負荷から加速度、変速比及び車両の質量を演算しその演算したデータを記憶する制御手段（７）とを有し、該制御手段（７）は実際の車両質量に即したシフトアップを行わせるべくドライバにシフトアップエンジン回転数を指示することができ、空車状態及び積車状態における標準及び目標とするシフトアップエンジン回転数を予め演算し、その演算したシフトアップエンジン回転数から実際の車両質量時でのシフトアップエンジン回転数を演算する様に構成されたことを特徴とする車両の省燃費運転支援システム。

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