JP4895208B2

JP4895208B2 - 省燃費運転評価装置

Info

Publication number: JP4895208B2
Application number: JP2007143945A
Authority: JP
Inventors: 昇前園; 勉北川; 康博小野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2027-05-30
Also published as: JP2008297953A

Description

本発明は、車両の運転状態を省燃費の観点から評価する省燃費運転評価装置に関する。

車両の運転状態を省燃費の観点から評価するシステムが広く知られている。

特開２００３−３２８８４５号公報特開２００６−５７４８４号公報

一般に、車両のエンジンは、その特性として、最大トルクを発生させる最大トルク回転速度と回転速度の上限値であるガバニング回転速度数とを有し、最大トルク回転速度に近い回転速度で運転するほど燃料が効率的に使用される。従って、運転時のエンジン回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差が小さいほど、省燃費運転の評価が高くなる。このため、上記回転速度差と燃費評価レベルとを予め対応付けておき、評価結果として上記燃費評価レベルを用いることによって、車両の運転状態を省燃費の観点から評価することができる。

しかし、種類の異なるエンジン間では、最大トルク回転速度及びガバニング回転速度が相違する。また、車両の運転者は、最大トルク回転速度よりも速い回転速度での運転を行い易く、特に車両の加速時にはその傾向が強く、最大トルク回転速度とガバニング回転速度との間で運転される頻度が高い。

このため、最大トルク回転速度からガバニング回転速度までの範囲が広い場合と狭い場合とでは、運転時のエンジン回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差が同じであっても、運転状態の評価は相違するため、特性が異なるエンジンが搭載された車両間において、単に上記回転速度差を用いただけでは共通した評価を行うことができない。

また、特性が異なるエンジンが搭載された車両間において共通した評価を行うためには、両者間で同等の燃費評価レベルが得られるように、上記回転速度差と燃費評価レベルとの関係をエンジンの種類毎に設定しなければならず、煩雑である。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、特性の異なるエンジンが搭載された車両間において、簡単な構成によって共通した評価を行うことが可能な省燃費運転評価装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の省燃費運転評価装置は、車両のエンジンの回転速度の上限値であるガバニング回転速度とエンジンの最大トルク時の回転速度である最大トルク回転速度との回転速度差を基準回転速度差とし、回転速度検出手段が検出したエンジンの検出回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差を検出回転速度差とし、基準回転速度差に対する検出回転速度差の割合を燃費評価値として算出する燃費評価値算出手段を備える。燃料評価値は、その算出値がゼロに近いほどエンジンによる燃料の使用が効率的であると評価される評価値である。

上記構成では、車両のエンジンの回転速度の上限値であるガバニング回転速度とエンジンの最大トルク時の回転速度である最大トルク回転速度との回転速度差を基準回転速度差とし、回転速度検出手段が検出した車両のエンジンの検出回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差を検出回転速度差とし、基準回転速度差に対する検出回転速度差の割合を燃費評価値として算出する。算出された燃料評価値は、その値がゼロに近いほどエンジンによる燃料の使用が効率的であると評価される。

上記最大トルク回転速度とガバニング回転速度とは、ともにエンジンの構造によって定まる特性値であり、燃費評価値は、ガバニング回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差に対する検出回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差の割合として算出されるため、特性が異なるエンジンが搭載された車両間において、省燃費運転を評価する指標として共通に使用可能な燃費評価値を算出して、燃料の使用が効率的であるか否かを評価することができる。

本発明の省燃費運転評価装置によれば、特性の異なるエンジンが搭載された車両間において、簡単な構成によって共通した評価を行うことができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る省燃費運転評価装置を備えた省燃費運転評価システム全体を示すブロック図、図２はエンジンの回転速度と出力トルクとの関係を示す図、図３は図１の記憶部に記憶される評価テーブルの一例を示す図、図４は図１の省燃費運転評価装置が実行する省燃費診断処理を示すフローチャートである。

図１に示すように、本実施形態の省燃費運転評価システムは、省燃費運転評価装置１と回転速度センサ（回転速度検出手段）１１と車速センサ１２とアクセル開度センサ１３とを備え、これらは車両に搭載される。回転速度センサ１１は、車両のエンジンの回転速度を所定時間毎に検出し、検出回転速度として省燃費運転評価装置１へ逐次出力する。車速センサ１２は、車両の車速を所定時間毎に検出し、検出車速として省燃費運転評価装置１へ逐次出力する。アクセル開度センサ１３は、車両のアクセル開度を所定時間毎に検出し、検出アクセル開度として省燃費運転評価装置１へ逐次出力する。なお、車両が排気ブレーキを備えている場合、排気ブレーキセンサ１４を設けてもよい。この場合、排気ブレーキセンサ１４は、排気ブレーキの状態（オン又はオフ）を所定時間毎に検出し、その結果を省燃費運転評価装置１へ逐次出力する。

省燃費運転評価装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２と記憶部（記憶手段）３と操作スイッチ４と表示部５とを備える。記憶部３には、後述する評価テーブルが走行タイプ毎に予め複数設定され記憶されている。操作スイッチ４は、運転者などから各種入力を受け、その入力に対応した情報をＣＰＵ２へ出力する。表示部５は、車両の運転席に着座した運転者が視認し易い位置（例えば、インストルメントパネルなど）に配置されている。

ＣＰＵ２は、走行状態判定部６と燃費評価値算出部（燃費評価値算出手段）７と燃費評価レベル取得部（燃費評価レベル取得手段）８と表示制御部９とを含む。ＣＰＵ２は、エンジンの始動によって省燃費診断処理を開始し、エンジンの停止によってその処理を終了する。ＣＰＵ２は、エンジンが作動している間、所定時間毎に繰り返して省燃費診断処理を実行する。また、ＣＰＵ２は、回転速度センサ１１や車速センサ１２やアクセル開度センサ１３などの各センサからそれぞれ入力された検出回転速度や検出車速や検出アクセル開度などの各検出データを、記憶部３に順次記憶する。さらに、ＣＰＵ２は、省燃費診断処理を実行する際に、各検出データのうち最新のデータを記憶部３から読み出す。なお、以下の本実施形態の説明において、検出回転速度や検出車速や検出アクセル開度などの各検出データは、それぞれ最新のデータを意味する。

走行状態判定部６は、各検出データに基づいて、現在の車両の走行状態が複数の段階のうち何れの段階に属するかを判定する。本実施形態では、加速時と通常巡行時と高速巡行時と減速時という４つの段階が設定されている。検出アクセル開度が増加方向に変化し且つ単位時間当たりの変化量が所定値以上のときは、加速時と判定され、検出アクセル開度が減少方向に変化し且つ単位時間当たりの変化量が所定値以上のとき、及び検出アクセル開度がゼロのときは、減速時と判定され、これら以外のときであって、検出車速が所定速度未満のときは、通常巡行時と判定され、検出車速が所定速度以上のときは、高速巡行時と判定される。走行状態判定部６は、判定結果を燃費評価レベル取得部８へ出力する。

燃費評価値算出部７は、検出回転速度と最大トルク回転速度とガバニング回転速度とを用いて、次式（１）によって燃費評価値を算出し、算出した燃費評価値を燃費評価レベル取得部８へ出力する。

［式１］
燃費評価値＝（検出回転速度−最大トルク回転速度）／（ガバニング回転速度−最大トルク回転速度）・・・（１）

ここで、最大トルク回転速度は、エンジンに最大トルクを発生させる回転速度であり、ガバニング回転速度は、エンジンの回転速度の上限値であり、両者は、ともにエンジンの構造によって定まる特性値である。また、図２に示すように、上式（１）よって算出される燃費評価値は、ガバニング回転速度（Ｎｂ）と最大トルク回転速度（Ｎａ）との回転速度差（Ｒａｂ）に対する検出回転速度（Ｎｃ）と最大トルク回転速度（Ｎａ）との回転速度差（Ｒａｃ）の割合である。従って、特性が異なるエンジンが搭載された車両間において、算出された燃費評価値を、省燃費運転を評価する指標として共通に使用することができる。

また、検出回転速度が最大トルク回転速度よりも高速の場合、算出される燃費評価値は正の値となり、検出回転速度が最大トルク回転速度よりも低速の場合、算出される燃費評価値は負の値となり、検出回転速度が最大トルク回転速度と等しい場合、算出される燃費評価値はゼロとなる。

上式（１）は、最大トルク回転速度及びガバニング回転速度が代入された状態で、予め記憶部３に記憶されており、燃費評価値算出部７は、上式（１）を記憶部３から読み出して燃費評価値を算出する。

燃費評価レベル取得部８は、燃費評価値算出部７が算出した燃費評価値に対応する燃費評価レベルを、記憶部３の評価テーブルを参照して取得して、表示制御部９へ出力する。

記憶部３には、車両の走行状態の各段階に対して異なる評価テーブルが予め設定され記憶されている。各評価テーブルは、燃費評価値と車速とアクセル開度とからなる複数の評価パラメータのうち、車両の走行状態の段階に応じて選択された少なくとも２つのパラメータの組み合わせによって設定されている。なお、排気ブレーキが設けられている場合、排気ブレーキの状態（オン／オフ）もパラメータとして有効である。また、各評価テーブルにおいて、各パラメータは、それぞれ少なくとも１つの閾値によって複数の範囲に分けられ、これら複数の範囲同士の組み合わせに対応して、それぞれ燃費評価レベルが設定されている。なお、各パラメータに対して閾値（範囲の数）を増やして細分化することによって、より細かい評価を行うことができる。

例えば、通常巡行時に対する評価テーブルのパラメータとして、燃費評価値と車速とアクセル開度とを選択し、燃費評価値を４つの閾値（−０．２と０．１と０．３と０．５）によって５つの範囲に分け、車速を１つ閾値（Ｖａ１）によって２つの範囲に分け、アクセル開度を１つの閾値（Ｋａ１）によって２つの範囲に分けた場合、図３に示すように、パラメータの範囲同士の組み合わせ数は２０（５×２×２）となり、各組み合わせに対応して燃費評価レベル（Ｌａ１〜Ｌａ２０）が設定される。記憶部３には、このような評価テーブルが車両の走行状態の各段階に対して設定されている。

燃費評価レベル取得部８は、走行状態判定部６が属すると判定した段階に対応する評価テーブルを参照し、燃費評価値算出部７が算出した燃費評価値と検出車速と検出アクセル開度のうち参照する評価テーブルのパラメータとして設定されている検出データを用いて、燃費評価レベルを取得する。例えば、図３の評価テーブルを参照する場合において、算出された燃費評価値が０．１５であり、検出車速がＶａ１未満であり、検出アクセル開度がＫａ１未満であるとき、取得される燃費評価レベルはＬａ９となる。

また、各評価テーブルの燃費評価レベルは、燃費評価値以外の検出データ（図３の例では検出車速と検出アクセル開度）が同じであれば、燃費評価値がゼロから離れるほど順次その評価が低下するように設定されている。図３の例では、検出車速がＶａ１未満であり、検出アクセル開度がＫａ１未満の場合、各燃費評価レベルは、算出された燃費評価値が−０．２未満のときはＬａ１であり、−０．２以上０．１未満のときはＬａ５であり、０．１以上０．３未満のときはＬａ９であり、０．３以上０．５未満のときはＬａ１３であり、０．５以上のときはＬａ１７である。これらＬａ１，Ｌａ５，Ｌａ９，Ｌａ１３，Ｌａ１７の評価は、Ｌａ５が最も高く、Ｌａ９はＬａ５以下となり、Ｌａ１３はＬａ９以下となり、Ｌａ１７はＬａ１３以下となるようにそれぞれ設定される。また、Ｌａ１は、Ｌａ５以下となるように設定される。

表示制御部９は、燃費評価レベル取得部８から入力された燃費評価レベルを示す燃費評価画像を表示部５の画面に表示する。車両の運転者は、表示部５に表示された燃費評価画像を視ることによって、現在の運転に対する燃費評価レベルをリアルタイムで認識することができる。なお、表示制御部９は、車両が停止している（検出車速がゼロである）場合には、燃費評価画像の表示を行わない。

次に、省燃費運転評価装置１のＣＰＵ２が実行する省燃費診断処理について、図４のフローチャートに基づき説明する。

本処理は、エンジンの始動によって開始され、エンジンが作動している間、所定時間毎に繰り返して実行される。

本処理が開始されると、まず、ＣＰＵ２が検出データを取得する（ステップＳ１）。具体的には、回転速度センサ１１や車速センサ１２やアクセル開度センサ１３などの各センサからそれぞれ入力された各検出データを、記憶部３に順次記憶する。また、取得した検出データを用いて、走行状態判定部６が車両の走行状態を判定する。

次に、検出回転速度を上式（１）に代入することにより、燃費評価値算出部７が燃費評価値を算出する（ステップＳ２）。

次に、燃費評価レベル取得部８が燃費評価レベルを取得する（ステップＳ３）。具体的には、記憶部３に記憶された評価テーブルのうち、走行状態判定部６が判定した走行状態に対応する評価テーブルを参照し、参照する評価テーブルのパラメータとして設定されている検出データを用いて、燃費評価レベルを取得する。

最後に、表示制御部９が、燃費評価レベル取得部８が取得した燃費評価レベルを示す燃費評価画像を表示部５の画面に表示し（ステップＳ４）、本処理を終了する。

本実施形態によれば、燃費評価値算出部７は、検出回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差（検出回転速度差）を、ガバニング回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差（基準回転速度差）で除算して、燃費評価値を算出し、燃費評価レベル取得部８は、燃費評価値算出部７が算出した燃費評価値に対応する燃費評価レベルを、記憶部３に記憶された評価テーブルを参照して取得する。

燃費評価値は、ガバニング回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差に対する検出回転速度と最大トルク回転速度との回転速度差の割合として算出されるので、特性が異なるエンジンが搭載された車両間において、算出された燃費評価値を、省燃費運転を評価する指標として共通に使用することができる。

従って、搭載されるエンジンの特性が異なる車両間において、記憶部３に記憶する評価テーブルを共通化するとともに、得られた燃費評価レベルを用いて共通の評価を行うことができる。

なお、上記実施形態では、車両に搭載される省燃費運転評価装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、省燃費運転評価装置を車両の外部に設けてもよい。この場合、着脱自在な記憶媒体や無線通信を介して、車両の各センサが検出する各検出データを車両から省燃費運転評価装置に移せばよい。また、燃費評価レベルをリアルタイムで取得せず、事後的に取得してもよい。

また、上記実施形態では、評価テーブルを使用したが、燃費評価値と燃費評価レベルとの関係を示すものであれば、マップや演算式など他の態様であってもよい。

さらに、上記実施形態では、上式（１）によって燃費評価値を算出したが、検出回転速度と最大トルク回転速度とガバニング回転速度とを用いた他の演算式を用いてもよい。

本発明は、車両の運転状態を省燃費の観点から評価する装置に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る省燃費運転評価装置を備えた省燃費運転評価システム全体を示すブロック図である。エンジンの回転速度と出力トルクとの関係を示す図である。図１の記憶部に記憶される評価テーブルの一例を示す図である。図１の省燃費運転評価装置が実行する省燃費診断処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１：省燃費運転評価装置
２：ＣＰＵ
３：記憶部（記憶手段）
５：表示部
７：燃費評価値算出部（燃費評価値算出手段）
８：燃費評価レベル取得部（燃費評価レベル取得手段）
９：表示制御部
１１：回転速度センサ（回転速度検出手段）

Claims

車両のエンジンの回転速度の上限値であるガバニング回転速度と前記エンジンの最大トルク時の回転速度である最大トルク回転速度との回転速度差を基準回転速度差とし、回転速度検出手段が検出した前記エンジンの検出回転速度と前記最大トルク回転速度との回転速度差を検出回転速度差とし、前記基準回転速度差に対する前記検出回転速度差の割合を燃費評価値として算出する燃費評価値算出手段を備え、
前記燃料評価値は、その算出値がゼロに近いほど前記エンジンによる燃料の使用が効率的であると評価される評価値である
ことを特徴とする省燃費運転評価装置。