JP5776431B2 - 省燃費運転評価システム及び省燃費運転評価システム用プログラム - Google Patents
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Description
請求項4に記載の発明では、指標算出手段は、高低差から一義的に決定される位置エネルギーの変化量により増大する車両の加速度が予め設定された所定加速度を超えると判断したときは、その高低差がある区間においては、所定加速度以下の加速度にて走行したものとみなして「運動エネルギー変化量」を補正・算出する機能を有することを特徴とする。
請求項5に記載の発明では、指標算出手段は、高低差がある区間を走行したことにより、その高低差がある区間の終点から減速終了時の位置までの区間において、車両の減速度が予め設定された所定減速度を超えると判断したときは、所定減速度以下の減速度にて走行したものとみなして「運動エネルギー変化量」を補正・算出する機能を有することを特徴とする。
なお、請求項6に記載の発明では、指標算出手段は、減速終了時の位置から減速開始時の位置まで区間を複数の区間に分割して区間毎に「運動エネルギー変化量」を算出し、これらの総和から減速期間内の「運動エネルギー変化量」を算出した後、減速期間についての評価指標を算出することを特徴とする。
1.省燃費評価システムの構成
省燃費評価システム1は、図1に示すように、車載機本体3、音声出力用のスピーカ5、画像情報を表示する表示装置7、及び車両進行方向の加速度を検出する加速度センサ(以下、Gセンサと記す。)9等から構成されており、車載機本体3には、制御部3A及びカードスロット部3Bが設けられている。
2.1.評価手法の概略
本実施形態では、減速開始時から減速終了時までの期間(以下、減速期間という。)に車両が走行した距離(以下、減速距離という。)Ldの平均減速度Dを評価指標として減速運転を評価するものであり、原則として、平均減速度Dが小さいほど肯定的な評価され、平均減速度Dが大きいほど否定的な評価がされる。なお、平均減速度Dは、速度が減速変化する場合を正とし、速度が加速変化する場合を負とする。
Ko=M・Vo2/2
K1=M・V12/2
このとき、平均減速度Dにて減速距離Ldだけ車両が移動したことにより消費されたエネルギーは、M・D・Ldとなるので、この消費エネルギー(M・D・Ld)が運動エネルギーの変化量とすると、平均減速度Dは以下の通りとなり(図2参照)、高低差による平均減速度Dが公正に反映されていると言い難い。なお、以下、減速距離Ldとは、水平方向の移動距離をいう。
D=ΔK/M/Ld=(Vo2−V12)/2/Ld 式2
そこで、本実施形態では、(a)減速期間に減少した車両の運動エネルギー、(b)減速期間内に高低差がある区間を走行したことに起因する車両の「運動エネルギー変化量」、及び(c)減速期間内に実際に車両が走行した距離に基づいて平均減速度Dを算出する。以下、その詳細を説明する。
U1=(M・V12/2)+(M・g・H1)
したがって、平均減速度Dは以下の通りとなる(図3参照)。
ここで、Hd≡Ho−H1として、標高が高くなる向きの変化を正の向きとすると、
D=(Vo2−V12−2・g・Hd)/(2・Ld)となり、以下、左式(式4)により算出される平均減速度Dを第1平均減速度Dという。そして、第1平均減速度Dは、その算出式(式4)からも明らかなように、現実の高低差から一義的に決定される位置エネルギーの変化量を「運動エネルギー変化量」として算出・決定されたものである。
上述したように、ブレーキペダルを踏んで積極的に減速した場合には平均減速度Dが大きくなるが、高低差が大きい区間を走行すると車速が増大するので、高低差が無い平坦な区間を走行する場合に比べて、安全上、大きな制動力をブレーキに発生させて減速せざるを得なく、第1平均減速度Dを評価指標とすると、否定的な評価となるので、妥当な評価とは言い難い。
第2平均減速度D2は、高低差から一義的に決定される位置エネルギーの変化量により増大する車両の加速度Aが予め設定された所定加速度Ahを超えると判断される場合(図4に示す場合)に用いられる平均減速度Dであって、その高低差がある区間においては、所定加速度Ah以下の加速度にて走行したものとみなして平均減速度Dを補正した値である。
第3平均減速度D3とは、高低差がある区間を走行したことにより、その高低差がある区間の終点から減速終了時の位置までの区間(以下、この区間を高低差後区間という。)において、車両の減速度が予め設定された所定減速度DLを超えると判断される場合(図5に示す場合)に用いられる平均減速度Dであって、高低差後区間を所定減速度DL以下の減速度にて走行したものとみなして平均減速度Dを補正したものである。
Ak<(DL・Lt+M・g・Ht)/Lk 式10
ここで、上記したAk=−g・Hk/Lkを代入すると、以下の式を得ることができる。
そして、高低差後区間において、車両の減速度が予め設定された所定減速度DLを超えないとは、Hk>−[(DL/g・Lt)+Ht]の要件を満たすときであるので、この要件を満たさない場合には、平均減速度Dを算出するための高低差Hdとして、現実の高低差(第1高低差)ではなく、−[(DL・Lt/g)+Ht](以下、この値を第3高低差という。)を用いて算出し、この第3高低差を用いて算出した平均減速度Dを第3平均減速度D3という。
ところで、上記説明では減速期間内に考慮すべき高低差が1つの場合を例に平均減速度Dの定義について説明したが、現実の走行状態においては、図7に示すように、減速開始時から減速終了時までの高低差が一定ではなく、車両の走行状態は逐次変化するので、単純に第1平均減速度D1〜第3平均減速度D3のいずれかを決定することはできない。
第2高低差Hk2=−Ah・Lk/g
第3高低差Hk3
=−[DL/g・(L1+L2+・・+Lk−1)+(H1+H2+・・+Hk−1)]
なお、L1、Lk−1それぞれは、第1番目の区間の減速距離、第k−1番目の区間の減速距離を示し、H1、Hk−1それぞれは、第1番目の区間の高低差、第k−1番目の区間の高低差を示す。
D=[(Vo2−V12)/2/Ld]−[g・Hd/Ld] 式13
但し、Hd=H1+H2+・・・+Hm、Ld=L1+L2+・・+Lm 式12
3.省燃費運転評価システムの作動
3.1.作動の概略
省燃費運転評価システムを実行するためのプログラム等は、制御部3AのROMに記憶されている。そして、イグニッションスイッチ等の車両スイッチが投入されると、省燃費運転評価システムが起動され、車両の状態、つまり減速期間中であるか否かが判定され、減速期間の終了後、上記した判定手法に従って減速運転が評価される。
<減速開始時>
本実施形態に係る減速期間とは、上述したように、減速開始時から減速終了時までの期間をいう。減速開始時とは、車両に駆動力が発生している状態(以下、駆動状態という。)から駆動力が消失した状態(以下、制動状態という。)に遷移した時であって、その遷移時の車速が減速診断開始速度下限値を超えている場合をいう。
<減速終了時>
減速終了時とは、駆動・制動状態判定により減速期間中が検出された時以降、車速が予め設定された停止・徐行状態検出速度以下の状態となり、かつ、その状態が予め設定された停止・徐行状態検出時間以上経過した時をいう。なお、減速開始時が検出された時以降に減速終了時を検出することなく、制動状態から駆動状態に遷移した場合には、その遷移時に減速期間が解除されたものとし、評価対象となる減速運転とならない。
3.3.減速期間の処理(図13参照)
減速期間の平均減速度Dを算出するには、前述したように、減速終了時の位置から減速開始時の位置まで区間を複数の区間に分割し、各区間の第1高低差Hk1及び減速距離Lkが必要であるので、減速開始判定(図11)により減速期間中が検出されると、制御部3Aは、第1高低差Hk1及び減速距離Lkを予め設定された所定時間(本実施形態では、1秒)毎に算出し、これらをRAM及びメモリカードに記憶していく。
Gセンサ9が検出する加速度a1は、図14に示すように、車両進行方向の加速度aoと重力加速度に対する慣性力のうち車両進行方向と平行な方向成分gxとの合わせたものであるので、a1=ao+gxとなり、gx=g・sinθとなる。また、車両の走行距離(進行方向に沿った走行距離)をLとすると、その距離Lの高低差Hkは、Hk=L・sinθとなる。
なお、図13及び図14に示す処理(以下、分割区間の高低差と距離の算出及び一次記憶という。)を実行するプログラムは、ROMに記憶されている。
図15は、省燃費運転評価システムの全体作動を示す制御フローであり、この制御フローを実行するためのプログラムはRAMに記憶されている。車両スイッチが投入されると、本制御を実行するプログラムが読み込まれて制御部3Aにて実行される。
具体的には、例えば、評価が1であれば、「減速距離が短い傾向があります。早めにアクセルを放し減速距離を延ばしましょう」、評価が5であれば、「燃費のよい減速操作ができています。」というような文言が音声や文字(画像)で報知される。
本実施形態では、平均減速度D=[(Vo2−V12)/2/Ld]−[g・Hd/Ld]と定義され、この平均減速度Dは、減速期間に減少した車両の運動エネルギー、減速期間内に高低差がある区間を走行したことに起因する車両の「運動エネルギー変化量」、及び減速期間内に実際に車両が走行した距離に基づいて決定される。
(第2実施形態)
第1実施形態では、Gセンサ9により検出された加速度を用いて駆動状態又は制動状態を判定したが、本実形態では、図17に示すように、アクセルペダルの踏み込み量又はスロットルバルブの開度等のエンジンへの吸気量を調節する駆動力調整手段の操作量を検出する手段(アクセル開度センサ13)を設けるとともに、図18に示すように、アクセル開度センサ13により検出されたアクセル開度が予め設定された判定閾値を超えた場合に駆動状態と判定し、アクセル開度が判定閾値以下の場合に制動状態と判定するものである。
(第3実施形態)
減速期間とは、減速開始時から減速終了時までの期間として定義されることから、本実施形態は、第1実施形態にて定義された減速期間(以下、この減速期間を第1種減速期間という。)に加えて、以下の定義による減速期間(以下、第2種減速期間という。)も評価の対象となる減速期間としたものである。
因みに、図19に示すように、速度差ΔVが減速診断開始速度差ΔVs未満である場合には第2種減速期間とならない。しかし、速度差ΔVが減速診断開始速度差ΔVs未満であっても、第1種減速期間に該当する場合には、評価の対象となる。
上述の実施形態では、現実の高低差及びこれを補正した高低差を用いて運動エネルギーの変化量を評価したが、本発明はこれに限定されるものではなく、式13及び式13の算出過程からも明らかように、例えば、(a)「運動エネルギーの変化量」を高低差に基づいて直接的に補正した値を評価指標とする、又は(b)高低差に基づいて補正した減速距離を評価指標とする等してもよい。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
3B…カードスロット部、5…スピーカ、7…表示装置、9…Gセンサ、
11…車速センサ。
Claims (7)
- 省燃費運転に適した減速運転であるか否かを評価するための省燃費運転評価システムであって、
減速開始時から減速終了時までの期間(以下、減速期間という。)に減少した車両の運動エネルギー、前記減速期間内に高低差がある区間を走行したことに起因する車両の「運動エネルギー変化量」、及び前記減速期間内に実際に車両が走行した距離に基づいて、減速運転を評価するための評価指標を算出する指標算出手段を備え、
前記指標算出手段は、高低差による車両の位置エネルギーの変化量を走行状態に応じて補正して前記「運動エネルギー変化量」を算出することを特徴とする省燃費運転評価システム。 - 前記指標算出手段は、高低差があることにより、車両の制動力を予め設定された制動力より大きくする必要があったと判断したときに、前記「運動エネルギー変化量」を補正・算出することを特徴とする請求項1に記載の省燃費運転評価システム。
- 前記指標算出手段は、高低差から一義的に決定される位置エネルギーの変化量により増大する車両の加速度が予め設定された所定加速度を超えると判断したときは、その高低差がある区間においては、前記所定加速度以下の加速度にて走行したものとみなして前記「運動エネルギー変化量」を補正・算出する機能を有することを特徴とする請求項2に記載の省燃費運転評価システム。
- 前記指標算出手段は、高低差がある区間を走行したことにより、その高低差がある区間の終点から前記減速終了時の位置までの区間において、車両の減速度が予め設定された所定減速度を超えると判断したときは、前記所定減速度以下の減速度にて走行したものとみなして前記「運動エネルギー変化量」を補正・算出する機能を有することを特徴とする請求項3に記載の省燃費運転評価システム。
- 前記指標算出手段は、前記減速終了時の位置から前記減速開始時の位置まで区間を複数の区間に分割して区間毎に前記「運動エネルギー変化量」を算出し、これらの総和から前記減速期間内の前記「運動エネルギー変化量」を算出した後、前記減速期間についての前記評価指標を算出することを特徴とする請求項4に記載の省燃費運転評価システム。
- 前記指標算出手段は、[a]現実の高低差から一義的に決定される位置エネルギーの変化量を前記「運動エネルギー変化量」として算出した場合、[b]請求項4により車両の加速度が前記所定加速度以下となるように補正して前記「運動エネルギー変化量」を算出した場合、及び[c]請求項5により車両の加速度が前記所定減速度以下となるように補正して前記「運動エネルギー変化量」を算出した場合のうち最大値を当該区間についての前記「運動エネルギー変化量」として算出することを特徴とする請求項5に記載の省燃費運転評価システム。
- コンピュータを省燃費運転に適した減速運転であるか否かを評価するための省燃費運転評価システムとして作動させるためのプログラムであって、
減速開始時から減速終了時までの期間(以下、減速期間という。)に減少した車両の運動エネルギー、前記減速期間内に高低差がある区間を走行したことに起因する車両の「運動エネルギー変化量」、及び前記減速期間内に実際に車両が走行した距離に基づいて、減速運転を評価するための評価指標を算出する指標算出手段として機能させ、
前記指標算出手段は、高低差による車両の位置エネルギーの変化量を走行状態に応じて補正して前記「運動エネルギー変化量」を算出することを特徴とする省燃費運転評価システム用プログラム。
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