KR101193376B1 - 연료 소비량 평가 시스템 및 차량 운전 평가 시스템 - Google Patents

연료 소비량 평가 시스템 및 차량 운전 평가 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는, 간단한 구성임에도 불구하고 연료 소비량을 고정밀도로 산정할 수 있는 연료 소비량 평가 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 과제는, 제어 파라미터로서 제어계에 입력되는 검출 신호의 수를 줄이고, 간단한 구성으로 엔진 부하에 기초하여 적정한 차량 운전이 가능해지는 운전 평가 시스템을 제공하는 것이다.
연료 소비량 평가 시스템은, 액셀러레이터 개방도를 검지하는 액셀러레이터 개방도 검지부(55)와, 엔진 구동 주행 차량의 엔진 회전수를 측정 회전수로서 검지하는 회전수 검지부(56)와, 액셀러레이터 개방도별로 작성된, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 연료 분사량의 변화의 상관 관계에 기초하여, 액셀러레이터 개방도와 측정 회전수로부터 소정 단위당의 연료 분사량을 산정하는 연료 분사량 연산 수단과, 이 연료 분사량 연산 수단에 의해 산정된 연료 분사량에 기초하여 연비 평가를 행하는 연비 평가부(54)를 구비하고 있다.
엔진 회전수를 측정 회전수로서 검지하는 회전수 검지부(105b)와, 액셀러레이터 개방도를 검지하는 액셀러레이터 개방도 검지부(105a)와, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 토크 변화 사이의 액셀러레이터 개방도별로 작성된 상관 관계에 기초하여 측정 회전수로부터 산정되는 부분 부하도와 최대 부하도로부터 엔진 부하율을 연산하는 엔진 부하율 연산 수단과, 연산된 엔진 부하율에 기초하여 차량의 적정 운전 정보를 생성하는 운전 정보 생성 수단(1060)이 구비되어 있다.

Description

연료 소비량 평가 시스템 및 차량 운전 평가 시스템 {FUEL CONSUMPTION EVALUATION SYSTEM AND VEHICLE DRIVING EVALUATION SYSTEM}
본 발명은, 엔진 구동 주행 차량에 있어서의 주행 중의 연료 소비량을 산정하고, 평가하는 연료 소비량 평가 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 엔진 구동 주행 차량에 있어서의 엔진 부하에 기초하여 적정한 차량 운전을 행하기 위해 이용되는 차량 운전 평가 시스템에 관한 것이다.
연료 소비량을 산정하여 표시하는 장치로서는, 종래부터 연료 배관에 유량 센서를 장착하여 실제의 연료의 유량을 측정하여 연료 소비량을 구하는 것이나, 연료 탱크의 액면을 측정하여 연료 소비량을 구하는 것이 알려져 있다. 그러나 연료 배관에서의 단기적인 연료 유량을 정확하게 행하기 위한 기기는 비용적으로 높은 것이 된다. 또한, 연료 탱크 내의 연료 잔량의 측정으로부터 단기적인 연료 소비를 어느 정도의 정밀도를 갖고 산정하는 것 자체가 곤란하다.
엔진 구동 주행 차량이 전자 제어식 엔진을 구비하고 있는 경우에는 커먼 레일에 의한 연료 분사량의 지시값을 통해, 혹은 전자 거버너 제어식 엔진을 구비하고 있는 경우에는 컨트롤 랙의 위치 검출을 통해, 단기적인 연료 소비량을 산정하는 것은 가능하다. 예를 들어, 연료 분사 제어 장치에 의한 연료 분사량에 기초하여 연료 소비를 정확하게 측정하여 표시하는 기술은 특허 문헌 1로부터 알려져 있고, 컨트롤 랙의 위치 검출로부터 연료 소비량을 산정하여 표시하는 연료 소비량 표시 장치가 특허 문헌 2로부터 알려져 있다.
액셀러레이터 조작(가감속 조작)이나, 변속 조작에 관한 리얼 어드바이스 표시 및 음성 경고가 필요한 경우에만 표시시켜, 연비 절약 운전 평가의 정밀도를 높일 수 있는 연비 절약 운전 평가 시스템이 특허 문헌 3에 기재되어 있다. 이 연비 절약 운전 평가 시스템은, 차량의 엔진 회전수를 계측하는 엔진 회전 센서와, 액셀러레이터 개방도를 계측하는 액셀러레이터 개방도 센서와, 차속을 계측하는 차속 센서와, 타이머와, 연료 유량을 계측하는 연료 미터와, 엔진 토크를 계측하는 엔진 부하 센서를 구비하고 있다. 계측된 엔진 회전수, 액셀러레이터 개방도, 차속, 경과 시간, 연료 유량, 엔진 부하는 차량 신호로서 기억되고, 그들 차량 신호로부터, 차량 탑재 컨트롤 유닛이 연료 소비량, 차량의 가속도, 감속도, 주행 거리를 연산한다. 또한, 차량 탑재 컨트롤 유닛은, 엔진 회전수 및 엔진 부하가 소정값 이상이고, 오르막이라고는 판정하고 있지 않고, 액셀러레이터 페달을 지나치게 밟는 것을 경고하는 표시(예를 들어,「액셀러레이터를 지나치게 밟고 있습니다」)가 비표시의 경우이고, 또한 복수단 변속기의 최고단보다 1단 아래의 변속단 이하의 경우에는, 시프트 업을 재촉하는 표시(예를 들어,「시프트 업을 합시다」)를 표시하거나 및/또는 동일한 음성 경고를 발하고, 그 후 엔진 회전수가 소정값 미만, 또는 엔진 부하가 소정값 미만, 또는 오르막 판정이 내려져 있는 경우에는, 시프트 업을 재촉하는 표시(「시프트 업을 합시다」)를 비표시로 한 후, 통상 화면으로 복귀되도록 구성되어 있다.
일본 특허 출원 공개 평10-197314호 공보(단락 번호〔0076〕, 도 1) 일본 특허 출원 공개 제2001-164981호 공보(단락 번호〔0007-0013〕, 도 3) 일본 특허 출원 공개 제2006-76415호 공보(단락 번호〔0006-0022〕, 도 1)
본 발명의 목적은, 전자 제어식 엔진이나 전자 거버너 제어식 엔진이 아닌, 기계식 거버너 방식의 엔진을 구비한 엔진 구동 주행 차량에 있어서도 효과적으로 연료 소비량을 산정하고, 표시 등의 연료 소비량의 평가를 행하는 간단한 구성의 연료 소비량 평가 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 운전 평가 시스템은, 각종 운전 평가를 운전자에 대해 통지할 수 있지만, 많은 제어 파라미터를 취득하기 위해 많은 센서가 필요해진다. 특히, 연료 미터에 의한 연료 유량 검출이나 엔진 부하 센서에 의한 엔진 토크 검출을 어느 정도 정확하게 행하기 위해서는 고비용으로 될 뿐만 아니라, 컨트롤 유닛에 입력되는 신호가 많아지는 것에 의한, 하드웨어와 소프트웨어의 양쪽에서 부담이 커진다.
상기 실정에 비추어, 본 발명의 목적은, 가능한 한 제어 파라미터로서 제어계에 입력되는 검출 신호의 수를 줄이고, 간단한 구성으로 엔진 부하에 기초하여 적정한 차량 운전이 가능해지는 운전 평가 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 연료 소비량 평가 시스템은, 엔진 구동 주행 차량의 엔진 회전수를 측정 회전수로서 검지하는 회전수 검지부와, 액셀러레이터 개방도를 검지하는 액셀러레이터 개방도 검지부와, 액셀러레이터 개방도별로 작성된, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 연료 분사량의 변화의 상관 관계에 기초하여, 상기 액셀러레이터 개방도와 상기 측정 회전수로부터 소정 단위당의 연료 분사량을 산정하는 연료 분사량 연산 수단과, 상기 연료 분사량 연산 수단에 의해 산정된 상기 연료 분사량에 기초하여 연비 평가를 행하는 연비 평가부를 구비하고 있다.
본원 발명은, 무부하(아이들링 운전)로부터 최대 부하의 토크 영역과 엔진 회전수의 관계를 액셀러레이터 개방도별로 측정하여 얻어진 특성 곡선에 기초하여 생성된, 연료 분사량과 엔진 회전수 사이의 상관 관계를 이용함으로써, 액셀러레이터 개방도와 엔진의 측정 회전수로부터 연료 분사량을 추정할 수 있다고 하는 지식에 기초하는 것이다.
따라서, 미리 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 연료 분사량의 액셀러레이터 개방도별 상관 관계를 구축하여, 연료 분사량 연산 수단에 설정해 두면, 상기 액셀러레이터 개방도 검지부에 의해 검지된 액셀러레이터 개방도와 상기 회전수 검지부에 의해 검지된 측정 회전수로부터 소정 단위당의 연료 분사량을 산정할 수 있다. 이것을 위해서는, 통상의 주행 차량에 있어서는 탑재되어 있는 액셀러레이터 위치 센서나 회전수 검출 센서 등의 검출 신호를 이용할 수 있다. 그리고 이 산정된 연료 분사량은, 연료 소비량(이하 단순히 연비라 약칭함)이라고 하는 형태로 모니터에 의한 표시나 음성 통지 등의 단순한 연비 평가나, 미리 설정된 룰에 따라서, 경제적인 운전(이하 단순히 에코 운전)이 실현되어 있는지 여부의 운전 평가를 행할 수 있다.
본 발명의 적합한 실시 형태 중 하나로는, 상기 연료 분사량 연산 수단은, 상기 액셀러레이터 개방도 검지부에 의해 검지된 액셀러레이터 개방도에 의해 결정되는, 상기 측정 회전수와 상기 소정 단위당의 연료 분사량의 상관 관계를 설정하는 연산 관리부와, 상기 연산 관리부에 의해 설정된 상관 관계에 기초하여 상기 측정 회전수로부터 상기 연료 분사량을 도출하는 연산 실행부를 포함하도록 구성되어 있다. 이 구성에서는, 액셀러레이터 개방도마다 다른 상기 측정 회전수와 상기 소정 단위당의 연료 분사량의 상관 관계는 연산 관리부에 의해 액셀러레이터 개방도 검지부에 의해 검지된 액셀러레이터 개방도에 의해 적절하게 선택되어 설정된다. 현상의 액셀러레이터 개방도에 적합한 상관 관계가 설정되면, 연산 실행부는 설정된 상관 관계를 사용하여 상기 측정 회전수로부터 상기 연료 분사량을 도출할 수 있다. 미리 액셀러레이터 개방도마다의 상관 관계를 작성해 두고, 운전자에 의한 조작에 의해 액셀러레이터 개방도가 조정되면, 그 액셀러레이터 개방도에 적합한 상관 관계가, 통상 컴퓨터 프로그램에 의해 구축되는 연료 분사량 연산 수단의 내부에서 설정되어, 순차 입력되는 측정 회전수로부터 소정 단위당의 연료 분사량이 산정된다. 따라서, 미리 액셀러레이터 개방도마다의 상관 관계만 실험적으로 작성해 두는 것만으로, 액셀러레이터 개방도나 측정 회전수의 검출 신호만 입력되도록 하면, 직접 연료 계통에 대한 센서 신호를 필요로 하지 않고 연료 소비량을 산정하고, 그 산정된 연료 소비량에 기초하여 연비 표시 등의 연료 소비량의 평가가 행해진다.
본 발명의 적합한 실시 형태로서, 상기 연산 관리부에 의해 설정되는 상관 관계를, 상기 측정 회전수를 입력으로 하고 엔진 1회전당의 연료 분사량을 상기 연료 분사량으로서 출력으로 하는 액셀러레이터 개방도별 함수로 하고, 이 액셀러레이터 개방도별 함수가 소정의 액셀러레이터 개방도마다 미리 생성되어 저장되어 있으면 적합하다. 상기 연산 관리부에 의해 설정되는 상관 관계가 액셀러레이터 개방도별 함수로 구성되므로, 필요한 정밀도가 충족되는 간격으로 할당된 액셀러레이터 개방도마다 함수, 이른바 수식을 프로그램 등에 저장해 두면, 검지된 액셀러레이터 개방도에 의해 사용되는 함수가 결정되고, 그 함수의 입력 변수에 측정 회전수를 대입하여 함수 연산하는 것만으로, 엔진 1회전당의 연료 분사량이 얻어진다. 그때, 그 함수가 1차 함수이면, 그 연산이 간단해지므로 적합하다. 함수의 근원이 되는 상관 관계가 1개의 직선으로 나타낸 경우에 발생하는 오차를 무시할 수 없는 경우, 곡선으로 나타낸다. 즉, 2차 이상의 다차 함수를 사용하게 되지만, 보다 연산을 간단하게 하기 위해서는, 꺾은선의 직선, 즉 복수의 영역마다 정의된 1차 함수의 조합으로부터 액셀러레이터 개방도별 함수를 나타내면 된다.
연비 평가부에 있어서의, 가장 간단한 연비 평가 형태는, 단위 시간당의 연료 소비량의 표시나, 주행 거리당의 연료 소비량의 표시, 나아가서는 그러한 연료 소비량으로부터 구한 연비의 양부(良否) 레벨(에코 운전 레벨)의 표시이다. 그러나 이 연료 소비량 평가 시스템이 탑재되는 엔진 구동 주행 차량이 엔진 동력에 의해 구동되는 작업기를 탑재한 작업 차량인 경우, 보다 바람직한 연비 평가 형태는 상기 연료 분사량 이외에 상기 작업기의 동작 상황을 연비 평가 룰의 판정 조건으로서 사용하여 행하는 연비 평가이다. 작업기가 엔진에 부여하는 부하가 클 때에는 연비가 악화되는 것은 당연하므로, 작업기에 의한 부하가 적정한지 여부, 작업기에 의한 부하에 대해 연비가 적정한지 여부 등의 과제를 해결하는 연비 평가 룰을 상기 연비 평가부에 미리 설정해 두고, 이 룰의 결과로서 종합적인 연비 평가를 내려 표시하면, 작업 차량의 운전자에게 있어서 유익한 정보가 된다.
연비가 차속과 밀접한 관계를 갖는 것은 잘 알려져 있지만, 운전자는 그다지 연비를 차속과 관련시켜 판단하지 않고, 단순히 연비만의 정보로부터 운전 상태를 판단하는 경향이 있다. 이것을 피하여, 항상 연비와 차속을 의식한 운전을 재촉하기 위해, 본 발명의 적합한 실시 형태에서는, 상기 연비 평가부에 의한 연비 평가에 관한 정보가, 상기 엔진 구동 주행 차량의 차속 정보와 함께 모니터에 표시된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 엔진 구동 주행 차량을 위한 본 발명에 의한 차량 운전 평가 시스템은, 엔진 구동 주행 차량의 엔진 회전수를 측정 회전수로서 검지하는 회전수 검지부와, 액셀러레이터 개방도를 검지하는 액셀러레이터 개방도 검지부와, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 토크 변화 사이의 상기 액셀러레이터 개방도별로 작성된 상관 관계에 기초하여 상기 측정 회전수로부터 산정되는 부분 부하도와, 상기 액셀러레이터 개방도별의 최대 부하도로부터 엔진 부하율을 연산하는 엔진 부하율 연산 수단과, 상기 엔진 부하율 연산 수단에 의해 연산된 상기 엔진 부하율에 기초하여 상기 차량의 적정 운전 정보를 생성하는 운전 정보 생성 수단을 구비하고 있다.
본원 발명은, 무부하(아이들링 운전)로부터 최대 부하의 토크 영역과 엔진 회전수의 관계를 액셀러레이터 개방도별로 측정하여 얻어진 특성 곡선에 기초하여 생성된, 토크와 엔진 회전수 사이의 상관 관계를 이용함으로써, 액셀러레이터 개방도와 엔진의 측정 회전수로부터 토크 내지는 토크에 상관하는 값으로서의 엔진 부하도를 추정할 수 있다고 하는 지식에 기초하는 것이다.
따라서, 미리 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 토크(엔진 부하도)의 액셀러레이터 개방도별 상관 관계를 구축하여, 엔진 부하율 연산 수단에 설정해 두면, 상기 액셀러레이터 개방도 검지부에 의해 검지된 액셀러레이터 개방도와 상기 회전수 검지부에 의해 검지된 측정 회전수로부터 그 시점에서의 엔진의 부하율인 부분 부하율이 산정된다. 또한, 이 산정된 부분 부하율과, 검지되어 있는 액셀러레이터 개방도에 있어서의 미리 결정되어 있는 최대 부하도로부터, 최대 부하도에 대한 부분 부하도의 비율로서의 엔진 부하율이 연산된다. 따라서, 이 엔진 부하율을 얻기 위해 필요한 입력 파라미터는 액셀러레이터 개방도와 측정 회전수 뿐이며, 이에 의해 엔진 부하율 연산 수단은 하드웨어적으로도 프로그램적으로도 간단한 구성으로 실현할 수 있다. 엔진 부하율이 얻어지면, 엔진 부하율에 기초하여 이 엔진 구동 차량의 적정 운전 정보가 생성된다. 이 적정 운전 정보는, 차량 운전 기기에 대한 제어 신호를 위해 이용해도 좋고, 운전자에 대한 적정 운전을 재촉하기 위한 통지를 위해 이용해도 좋다. 예를 들어, 간단하게는 엔진 부하율을 그대로의 수치 형태, 혹은 도형화된 형태로 모니터에 표시하거나, 음성으로 통지하면 좋다. 또한, 미리 설정된 룰에 따라서, 최적 변속단으로의 시프트 변경 지시 등의 운전을 어시스트하기 위한 운전 평가를 행해도 좋다.
본 발명의 적합한 실시 형태 중 하나에서는, 상기 엔진 부하율 연산 수단은, 상기 액셀러레이터 개방도 검지부에 의해 검지된 액셀러레이터 개방도에 의해 상기 최대 부하도를 결정하는 최대 부하도 결정부와, 당해 액셀러레이터 개방도에 의해 특정되는 상기 상관 관계에 기초하여 상기 측정 회전수로부터 부분 부하도를 산정하는 부분 부하도 연산부와, 상기 최대 부하도와 상기 부분 부하도로부터 상기 엔진 부하율을 연산하는 부하율 연산부를 포함하도록 구성되어 있다. 이 구성에서는, 액셀러레이터 개방도만 검지되면, 당해 액셀러레이터 개방도에 의해 특정되는 상관 관계를 이용할 수 있으므로, 부분 부하도 연산부가 측정 회전수로부터 부분 부하도를 산정하고, 또한 최대 부하도 결정부가 당해 액셀러레이터 개방도에 의해 최대 부하도를 결정하는 동시에, 이와 같이 하여 얻어진 최대 부하도와 부분 부하도로부터 부하율 연산부가 엔진 부하율을 연산한다. 즉, 검지된 액셀러레이터 개방도에 의해 특정할 수 있도록 미리 액셀러레이터 개방도마다의 상관 관계를 작성해 두고, 운전자에 의한 조작에 의해 액셀러레이터 개방도가 조정되면, 그 액셀러레이터 개방도에 적합한 상관 관계가, 통상 컴퓨터 프로그램에 의해 구축되는 엔진 부하율 연산 수단의 내부에서 설정되고, 최대 부하도 결정부에 의해 최대 부하도도 결정된다. 이에 의해, 순차 입력되는 측정 회전수로부터 부분 부하도가 산정되면, 그 시점에서의 엔진 부하율이 연산된다. 따라서, 미리 액셀러레이터 개방도마다의 상관 관계만 실험적으로 작성해 두는 것만으로, 액셀러레이터 개방도나 측정 회전수의 검출 신호만 입력되도록 하면, 토크 센서 등과 같은 엔진 부하에 관한 센서로부터의 신호를 필요로 하지 않고, 엔진 부하율을 연산하고, 그 연산된 엔진 부하율에 기초하여 각종 운전 평가나 운전자에 대한 통지가 가능해진다.
본 발명의 적합한 실시 형태로서, 상기 상관 관계를, 소정의 액셀러레이터 개방도마다 미리 생성되어 저장되어 있는, 상기 측정 회전수를 변수 입력으로 하고 상기 부분 부하도를 출력으로 하는 액셀러레이터 개방도별 함수로 하면 적합하다. 이러한 액셀러레이터 개방도별 함수는, 소정의 액셀러레이터 개방도마다 미리 생성하여 컴퓨터 메모리에 저장할 수 있다. 상술한 상관 관계가 액셀러레이터 개방도별 함수로서 구성되어 있으므로, 필요한 정밀도가 충족되는 간격으로 할당된 액셀러레이터 개방도마다 함수, 이른바 수식을 프로그램 등에 저장해 두면, 검지된 액셀러레이터 개방도에 의해 사용되는 함수가 결정되고, 그 함수의 입력 변수에 측정 회전수를 대입하여 함수 연산하는 것만으로 부분 부하도가 얻어진다. 그때, 그 함수가 1차 함수이면, 그 연산이 간단해지므로 적합하다. 함수의 근원이 되는 상관 관계가 1개의 직선으로 나타낸 경우에 발생하는 오차를 무시할 수 없는 경우, 곡선으로 나타낸다. 즉, 2차 이상의 다차 함수를 사용하게 되지만, 보다 연산을 간단하게 하기 위해서는, 꺾은선의 직선, 즉 복수의 영역마다 정의된 1차 함수의 조합으로부터 액셀러레이터 개방도별 함수를 나타내면 된다.
상술한 엔진 부하율 연산 수단에 의해 얻어지는 엔진 부하율은, 에코 운전에 있어서 중요한 적정 변속 시프트 위치의 준수에 이용할 수 있다. 그러한 목적을 위해, 상기 차량의 변속 시프트 위치를 검지하는 시프트 위치 검지부가 구비되고, 또한 상기 운전 정보 생성 수단에는, 상기 엔진 부하율과 상기 변속 시프트 위치에 기초하여, 시프트 업의 가능성을 판정하는 시프트 업 평가부와, 상기 시프트 업 평가부에 의한 평가에 기초하여 시프트 업 정보를 생성하는 시프트 업 정보 생성부가 포함되도록 하면 적합하다. 엔진 부하율에 기초하여 시프트 업이 가능한지 여부를 판단함으로써, 엔진 스톨을 가능한 한 회피하면서의 에코 운전이 실현된다.
운전 정보 생성 수단에 의해 생성되는 차량의 적정 운전 정보에 있어서의 가장 간단한 것은, 직접적인 엔진 부하율의 표시나 에코 운전 레벨의 표시, 나아가서는 전술한 시프트 업 정보이다. 그러나 이 차량 운전 평가 시스템이 탑재되는 엔진 구동 주행 차량이 엔진 동력에 의해 구동되는 작업기를 탑재한 작업 차량인 경우, 보다 바람직한 실시 형태는 엔진 부하율과 함께 그러한 작업기의 동작 상황을 적정 운전 평가 룰의 판정 조건으로서 사용하여 행하는 것이다. 그것을 위해서는, 상기 엔진 구동 주행 차량이 엔진 동력에 의해 구동되는 작업기를 탑재한 작업 차량인 경우, 상기 운전 정보 생성 수단에는 작업기 운전 지원 정보를 생성하는 작업기 정보 생성부가 포함되어 있으면 좋다. 작업기가 엔진에 부여하는 부하가 클 때에는 연비가 악화되는 것은 당연하므로, 작업기에 의한 부하가 적정한지 여부, 작업기에 의한 부하를 고려하여 엔진 부하율이 적정한지 여부, 결과적으로는 운전이 적정한지 여부 등의 과제를 해결하는 운전 평가 룰을 미리 설정해 두고, 이 룰의 결과로서 종합적인 운전 평가를 내려, 표시하면, 작업 차량의 운전자에게 있어서 유익한 정보가 된다.
도 1은 본 발명에 따른 연료 소비 평가 시스템에서 채용되어 있는 연료 분사량 산정 처리의 원리를 설명하는 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 차량 운전 평가 시스템을 탑재한 트랙터의 사시도.
도 3은 트랙터의 운전부에 구비된 스티어링 핸들을 포함하는 조종 패널 영역을 도시하는 조감도.
도 4는 본 발명에 따른 차량 운전 평가 시스템의 개략 기능 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 차량 운전 평가 시스템에서 이용되는 차량 제어 유닛의 기능 블록도.
도 6은 차량 제어 유닛에 있어서의 제어 데이터의 흐름과 각 기능부의 관계를 나타내는 설명도.
도 7은 본 발명에 따른 차량 운전 평가 시스템에서 채용되어 있는 연료 분사량 산정 처리의 원리를 설명하는 모식도.
도 8는 본 발명에 따른 차량 운전 평가 시스템을 탑재한 트랙터의 사시도.
도 9은 트랙터의 운전부에 구비된 스티어링 핸들을 포함하는 조종 패널 영역을 도시하는 조감도.
도 10는 본 발명에 따른 차량 운전 평가 시스템의 개략 기능 블록도.
도 11는 본 발명에 따른 차량 운전 평가 시스템에서 이용되는 차량 제어 유닛의 기능부의 기능 블록도.
도 12은 연비 평가 모듈에 있어서의 제어 데이터의 흐름과 각 기능부의 관계를 나타내는 설명도.
도 13은 시프트 업의 가능성 평가를 위한 하나의 방법을 모식적으로 설명하는 설명도.
도 14은 표시 패널의 액정 디스플레이에 표시되는 운전 정보의 일례를 나타내는 표시 화면도.
이하, 본 발명의 제1 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
우선, 도 1을 사용하여, 본 발명에 따른 연료 소비 평가 시스템에서 채용되어 있는 연료 분사량 산정 처리의 원리를 설명한다. 도 1의 (a)는, 이 연료 소비 평가 시스템의 대상이 되는 특정 엔진의 엔진 성능 곡선이 나타내어져 있다. 횡축은 엔진 회전수이고 종축은 토크이며, 최대 부하선은 엔진 출력축에 엔진 스톨을 야기시키지 않는 한도 내에서의 제동력(브레이크)을 최대한으로 부여한 경우의 엔진 회전수와 토크의 관계를 나타내고 있고, 무부하선은 엔진 출력축에 부하를 부여하지 않는 경우, 이른바 아이들링 운전시의 엔진 회전수와 토크의 관계를 나타내고 있다. 최대 부하선과 무부하선 사이를 연결하고 있는 선은, 0％로부터 100％까지의 각 스로틀 개방도 A에 있어서의 무부하시 회전수(아이들링 회전수)를 규준으로 하여 이 상태로부터 부하를 가함으로써 저하되는 엔진 회전수(일반적으로 엔진 회전수 드롭량이라 불림)를 나타내는 액셀러레이터 개방도별 특성 곡선이다.
상술한, 도 1의 (a)에 나타내어진 엔진 성능 곡선의 각 엔진 운전 포인트에서의, 토크값 대신에, 엔진 출력축의 1회전당의 연료 분사량을 종축으로 한 연료 분사량 특성 곡선이 도 1의 (b)에 나타내어져 있다. 연료 분사량 특성 곡선은, 액셀러레이터 개방도 A마다, 무부하시의 엔진 회전수를 기준 회전수로 하여, 엔진 출력축에 부하를 가해 감으로써 발생하는 엔진 회전수 드롭량과 그때의 연료 분사량으로부터 작성할 수 있다. 따라서, 이 연료 분사량 특성 곡선의 파라미터로서의 액셀러레이터 개방도 A가 정해지면, 특정한 액셀러레이터 개방도에 의해 규정되어 있는 1개의 연료 분사량 특성 곡선이 특정되게 되어, 그 연료 분사량 특성 곡선을 사용하여, 그때그때의 엔진 회전수에 따른 1회전당의 연료 분사량을 도출할 수 있다.
연료 분사량 특성 곡선을 사용하여 1회전당의 연료 분사량을 도출하는 것을, 도 1의 (c)에 확대된 도표를 사용하여 예시적으로 설명한다. 여기서는, 액셀러레이터 레버 등에 의해 설정되고, 위치 센서 등에 의해 검출되는 액셀러레이터 개방도 A를 90％로 한다. 액셀러레이터 개방도 A가 90％라고 하는 것이 검지되면, 여기서는 엔진 회전수와 1회전당의 연료 분사량의 상관 관계를 나타내는 함수 F[90]이 설정된다. [ ] 내의 첨자는 액셀러레이터 개방도 A를 나타내고 있고, 함수 F[90]은 액셀러레이터 개방도 A가 90％인 연료 분사량 특성 곡선을 적어도 근사적으로 나타내는 관계식이다. 실용적으로는 이 관계식 F[A]는, 대응하는 연료 분사량 특성 곡선을 적어도 근사적으로 나타내고 있는 1차 함수 또는 2차 함수로 하는 것이 적합하지만, 본 발명에 있어서 그 이상의 고차 함수를 배제하고 있는 것은 아니다. 또한, 예를 들어 1차 함수(직선식)를 채용하였다고 해도, 정의역으로서의 엔진 회전수 영역을 복수로 구분하여, 각각의 구분된 영역마다 다른 함수(직선식)를 할당하는 구성을 채용해도 좋다. 이 복수의 직선군, 즉 꺾은선에 의해 실제의 연료 분사량 특성 곡선에 보다 근사시키는 것이 가능해진다.
도 1의 (c)의 설명으로 되돌아가면, 함수 F[90]으로 나타내어져 있는 연료 분사량 특성 곡선의 하단부 위치는 무부하 운전시이고, 그 운전 상태에서의 엔진 회전수를 기준 회전수 N으로 하고, 실시간으로 검출된 엔진 회전수를 n으로 하면, 기준 회전수와 검출 엔진 회전수의 차인 드롭량의 변화와 연료 분사량의 변화가, 즉 기준 회전수로부터 어느 정도 엔진 드롭되면 연료 분사량이 어느 정도 변화될지를 연료 분사량 특성 곡선으로부터 파악할 수 있다. 즉, 검출 엔진 회전수를 n, 1회전당의 연료 분사량을 V로 하면, 이 함수 F[90]은 다음 관계식을 도출한다.
V＝F[90] (n)
이에 의해, 검출 엔진 회전수 n으로부터 연료 분사량 V를 산정할 수 있다.
본 발명에 따른, 상술한 연료 분사량 산정 처리의 원리를 채용한 연료 소비 평가 시스템의 실시 형태를 사용하여 이하에 설명한다. 도 2는 이 연료 소비 평가 시스템을 탑재한 트랙터의 사시도이다. 도 3은 이 트랙터의 운전부에 구비된 스티어링 핸들을 포함하는 조종 패널 영역을 도시하는 조감도이다. 이 트랙터는 엔진(1)의 출력축(10)으로부터의 동력을 트랜스미션(2)을 통해 구동 차륜(3)에 전달하는 동시에, 트랙터 차체에 장비된, 경운 작업기 등의 외부 작업기(4)에도 엔진 동력을 전달하는 것이다. 이 엔진(1)은, 연료 탱크(20)로부터 공급되는 연료를 사용한 연료 분사량을 제어함으로써 엔진 회전수를 조정하는 회전 제어기(11)를 구비한 디젤 엔진이며, 이 회전 제어기(11)는 메카니즘식 거버너 타입이다. 또한, 이 회전 제어기(11)에는 엔진 회전수를 매뉴얼 설정하기 위한 액셀러레이터 레버(12)도 접속되어 있고, 이 액셀러레이터 레버(12)의 조작 위치에 의해, 액셀러레이터 개방도의 변경, 즉 엔진 회전수의 변경이 행해진다.
연료 소비 평가 시스템은, 실질적으로는 차량 탑재 전자 제어 유닛 중 1개인 차량 제어 유닛(5)에 구축되어 있다. 차량 제어 유닛(5)에는, 본 발명에 특히 관계되는 센서로서, 액셀러레이터 개방도를 검출하기 위해 액셀러레이터 레버(12)의 조작 위치를 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(91)와, 엔진 출력축(10)의 회전수를 엔진(1)의 측정 회전수로서 검출하는 회전수 검출 센서(92)가 접속되어 있다. 연료 소비 평가 시스템에서 평가된 연비에 관한 정보는 연비 정보로서 표시 제어 유닛(7)으로 보내진다. 표시 제어 유닛(7)은, 수취한 연비 정보로부터 적당한 통지 형태에 의한 통지 데이터를 생성한다. 이 통지 데이터가 시각적인 통지인 시각화 데이터인 경우, 표 모니터로서 기능하는 액정 디스플레이를 갖는 표시 패널(70)로 보내지고, 그곳에서 엔진 회전 등과 함께 연비 평가 정보가 표시된다.
차량 제어 유닛(5)에는, 본 발명에 특히 관계되는 기능부로서, 액셀러레이터 개방도를 검지하는 액셀러레이터 개방도 검지부(55)와, 엔진 회전수를 측정 회전수로서 검지하는 회전수 검지부(56)와, 액셀러레이터 개방도와 측정 회전수를 입력으로 하여 소정 단위당의 연료 분사량을 산정하는 연료 분사량 연산 수단(50)과, 소정 단위당의 연료 분사량으로부터 연비 평가를 행하는 연비 평가부(54)가, 소프트웨어 또는 하드웨어 혹은 그 양쪽에 구축되어 있다. 이 실시 형태에서는, 액셀러레이터 개방도 검지부(55)는 액셀러레이터 위치 센서(91)로부터의 신호에 기초하여 연료 분사량에 영향을 미치는 액셀러레이터 개방도를 검지하고, 회전수 검지부(56)는 회전수 검출 센서(92)로부터의 신호에 기초하여 측정 회전수를 검지한다. 또한, 특히 연비 평가에 관계되는 기능부로서, 연료 분사량 연산 수단(50)과 연비 평가부(54)가 연비 평가 모듈로서 모듈화되어 있다. 연료 분사량 연산 수단(50)은, 액셀러레이터 개방도별로 작성된, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 연료 분사량의 변화의 상관 관계에 기초하여, 상기 액셀러레이터 개방도와 상기 측정 회전수로부터 소정 단위당의 연료 분사량을 산정한다. 또한, 연료 분사량 연산 수단(50)에서 산정되는 연료 분사량의 단위로서는, 엔진 출력축(10)의 1회전이 적합한 것으로서 사용되지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
연료 분사량 연산 수단(50)은, 액셀러레이터 개방도 검지부(55)에 의해 검지된 액셀러레이터 개방도에 의해, 측정 회전수와 소정 단위당의 연료 분사량의 상관 관계를 결정하는 동시에 그 결정된 상관 관계를 설정하는 연산 관리부(51)와, 연산 관리부(51)에 의해 설정된 상관 관계에 기초하여 측정 회전수로부터 1회전당의 연료 분사량을 도출하는 연산 실행부(53)를 포함한다. 또한, 이 실시 형태에서는 측정 회전수와 1회전당의 연료 분사량의 상관 관계로서, 측정 회전수로부터 1회전당의 연료 분사량을 도출하는 액셀러레이터 개방도마다 작성된 함수가 사용된다. 따라서, 이 액셀러레이터 개방도마다 작성된 함수는 함수 기억부(52)에 기억되어 있고, 연산 관리부(51)는 사용해야 할 함수를 특정하고, 그 특정된 함수를 함수 기억부(52)로부터 판독하여, 연산 실행부(53)에 부여한다.
연료 분사량 연산 수단(50)에 의해 산정된 연료 분사량으로부터 연비 평가를 행하는 연비 평가부(54)가 평가 결과로서 출력되는 연비 정보에는 이하에 열거하는 바와 같이 각종 형태가 있다.
(1) 단위 시간(예를 들어, 1시간)당 연료 소비량(리터)의 모니터 표시 정보.
그 때, 차량의 속도(평균 속도, 작업시 속도 등)를 동시에 표시하면, 연비와 차속의 관계를 이해하기 쉬우므로, 표시 제어 유닛(7)으로 차속 정보를 부가하면 적합하다.
(2) 연료 단위량당의 주행 거리의 모니터 표시 정보.
(3) 평균적인 연비와의 비교에 기초하여 평가된 연비 우열에 따른 에코 레벨 표시. 예를 들어, 낮은 연비로 운전하고 있는 경우, 우량 에코 운전으로서 그 레벨에 따라서, 예를 들어 스마일 마크 등을 표시한다.
(4) 상술한 연비 정보 및 에코 운전 정보의 음성에 의한 통지.
(5) 램프 등에 의한, 연비 양부의 선택적 통지.
상기한 연비 통지 형태 중 어느 하나, 또는 임의의 조합을 출력하도록 연비 평가부(54)를 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 트랙터의 경우, 사용하고 있는 변속단에 의해 도로 주행 중 또는 작업기를 사용한 작업 중을 인식할 수 있으므로, 각각에 적합한 표시 모드를 위해 연비 정보를 선택해도 좋다.
다음에, 도 6을 사용하여, 상술한 연료 소비량 평가 시스템에 있어서의 연비 평가의 구조를 설명한다.
이 연료 소비량 평가 시스템에서는, 도 1을 사용한 연료 분사량 산정 처리의 원리 설명의 부분에서 서술한 바와 같은 연료 분사량 특성 곡선을 벤치 테스트와 같은 실험적인 측정 방법으로 구해 둔다. 또한, 연료 분사량 특성 곡선을 구성하는, 각 액셀러레이터 개방도별의 무부하 상태로부터 최대 부하 상태까지 연장된 액셀러레이터 개방도별 연료 분사량 특성 곡선에 근사하는 함수를 구하여, 함수 기억부(52)에 기억시켜 둔다(#01). 이 특성 곡선은 직선이라도 좋고, 또한 꺾은선이라도 좋다. 또한, 측정에 사용된 액셀러레이터 개방도의 간격보다 좁은 간격에 의한 액셀러레이터 개방도별 연료 분사량 특성 곡선이 필요한 경우는, 보간법을 사용하여 근사적으로 연료 분사량 특성 곡선 자체 또는 함수를 생성하면 된다.
실제의 연료 소비량 평가 프로세스에서는, 액셀러레이터 레버의 조작 위치로부터 액셀러레이터 개방도 검지부(55)가 액셀러레이터 개방도 A를 결정하여, 연산 관리부(51)로 전송한다(#02). 이 액셀러레이터 개방도 A를 수취한 연산 관리부(51)는, 그 액셀러레이터 개방도 A의 값에 적합한 함수, 이 예에서는 A=90％이므로, F(90)을 함수 기억부(52)로부터 판독하여, 연산 실행부(53)에 설정한다(#03). 또한, 엔진 출력축(10)의 회전수인 측정 회전수 n을 회전수 검지부(56)가 결정하여, 연산 실행부(53)로 전송한다(#04). 연산 실행부(53)는 설정되어 있는 함수F(90)에 대해 측정 회전수 n을 부여하여, 식 V=F(90)(n)으로부터 1회전당의 연료 분사량 V를 산정하고, 연비 평가부(54)에 연비 평가의 판정 조건으로서 입력한다(#05). 연비 평가부(54)에는, 필요에 따라서 1회전당의 연료 분사량 이외에 차속이나 변속단이나 작업기 동작 상태가 판정 조건으로서 입력된다.
연비 평가부(54)는, 1회전당의 연료 분사량 등의 조건 입력에 기초하여, 연비를 평가하고, 전술한 바와 같은 연비 정보를 생성한다(#06). 생성된 연비 정보가 모니터 표시용이면, 그 연비 정보는 표시 제어 유닛(7)으로 전송된다(#07). 표시 제어 유닛(7)은 전송되어 온 연비 정보에 기초하여, 적합한 표시 이미지를 표시 패널(70)의 액정 디스플레이부에 표시하기 위한 표시 데이터를 생성하여, 송출한다(#08). 도 6의 예에서는, 표시 패널(70)에 표시되는 이미지는, 연비가 좋을수록 스마일 마크가 단속적으로 증가해 가는 가로 막대와 스마일 마크가 조합된 것으로, 이 표시에 의해 운전자의 에너지 절약 운전(에코 운전)을 촉진시킬 수 있다.
〔다른 실시 형태〕
본 발명은, 상기한 실시 형태 이외에 이하와 같은 구성을 채용할 수 있다.
(1) 상술한 실시 형태에서는, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 그때에 발생하는 연료 분사량의 변화를 측정함으로써 작성 가능한 상관 관계로서, 엔진 출력축(10)의 측정 회전수로부터 1회전당의 연료 분사량을 도출하는 측정 회전수ㆍ연료 분사량 함수를 엔진 개방도마다 작성하고, 이 엔진 개방도별의 측정 회전수ㆍ연료 분사량 함수가 함수 기억부(52)에 미리 기억되어 있었다. 이러한 엔진 개방도별의 측정 회전수ㆍ연료 분사량 함수 대신에, 측정 회전수와 엔진 개방도로부터 1회전당의 연료 분사량을 판독할 수 있는 테이블을 상기 상관 관계로서 작성하여, 연료 분사량 연산 수단(50)에 저장해도 좋다. 즉, 이 다른 실시 형태에서는, 함수 기억부(52)를, 측정 회전수와 엔진 개방도를 입력, 1회전당의 연료 분사량을 출력으로 하는 테이블로서 기능시키는 것이다.
또한, 상기 상관 관계를, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 그때에 발생하는 연료 분사량의 변화를 측정함으로써 작성하는 대신에, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 그때에 발생하는 토크의 변화를 측정함으로써 얻어지는 엔진 성능 곡선을 평행 이동이나 회전 등의 조정 조작을 하는 것을 통해 측정 회전수와 연료 분사량의 관계를 나타내는 엔진 개방도별의 측정 회전수ㆍ연료 분사량 곡선을 작성하는 것도 가능하다.
(2) 상술한 실시 형태에서는, 액셀러레이터 개방도 검지부(55)는 액셀러레이터 위치 센서(91)로부터의 신호에 기초하여 액셀러레이터 위치를 결정하고 있었지만, 액셀러레이터 위치의 검출은 여러 위치에 설치된 다른 센서로부터의 신호에 기초하여 액셀러레이터 위치를 결정하는 구성이나, 다른 ECU에 있어서 결정된 액셀러레이터 개방도를 그대로 연료 분사량 연산 수단(50)에 부여하는 구성을 채용하는 것도 가능하다. 마찬가지로, 상술한 실시 형태에서는, 회전수 검지부(56)는 엔진 출력축(82)의 회전을 검출하는 회전수 검출 센서(82)로부터의 신호에 기초하여 측정 회전수를 결정하고 있었지만, 엔진 회전하는 검출은 여러 위치에 설치된 다른 센서로부터의 신호에 기초하여 측정 회전수를 결정하는 구성이나, 다른 ECU에 있어서 결정된 엔진 회전수를 그대로 연료 분사량 연산 수단(50)에 부여하는 구성을 채용하는 것도 가능하다.
(3) 상술한 실시 형태에서는, 연비 평가부(54)는, 1회전당의 연료 분사량을 조건 입력으로 하여, 미리 설정된 룰에 기초하여 연비 정보를 생성 출력하고 있었지만, 이 대신에, 단순히 1회전당의 연료 분사량을 연비 정보로서 출력하는 구성으로 하는 것이나, 1회전당의 연료 분사량의 경시적인 거동을, 예를 들어 통계학적으로 처리하여, 그 처리 결과를 연비 정보로서 출력하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명의 제2 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
우선, 도 7을 사용하여, 본 발명에 따른 차량 운전 평가 시스템에서 채용되어 있는 엔진 부하율 연산 처리의 원리를 설명한다. 도 7의 (a)는, 이 차량 운전 평가 시스템의 대상이 되는 특정 엔진의 엔진 성능 곡선이 나타내어져 있다. 횡축은 엔진 회전수이고 종축은 토크이며, 최대 부하선은 엔진 출력축에 엔진 스톨을 야기시키지 않는 한도 내에서의 제동력(브레이크)을 최대한으로 부여한 경우의 엔진 회전수와 토크의 관계를 나타내고 있고, 무부하선은 엔진 출력축에 부하를 부여하지 않는 경우, 이른바 아이들링 운전시의 엔진 회전수와 토크의 관계를 나타내고 있다. 최대 부하선과 무부하선 사이를 연결하고 있는 선은, 0％로부터 100％까지의 각 스로틀 개방도 A에 있어서의 무부하시 회전수(아이들링 회전수)를 기준 회전수 N으로 하여 이 상태로부터 부하를 가함으로써 저하되는 엔진 회전수(일반적으로 엔진 회전수 드롭량이라 불림)를 나타내는 액셀러레이터 개방도별 특성 곡선이다.
상술한 도 7의 (a)에 나타내어진 엔진 성능 곡선의 각 엔진 운전 포인트에서의 토크값 대신에, 엔진에 미치는 부하의 크기를 나타내는 수치로서의 부하도를 종축으로 한 부하도 특성 곡선이 도 7의 (b)에 나타내어져 있다. 부하도 특성 곡선은, 액셀러레이터 개방도 A마다, 무부하시의 엔진 회전수를 기준 회전수로 하여, 엔진 출력축에 부하를 가해 감으로써 발생하는 엔진 회전수 드롭량과 그때의 부하도로부터 작성할 수 있다. 따라서, 이 부하도 특성 곡선의 파라미터로서의 액셀러레이터 개방도 A가 정해지면, 특정한 액셀러레이터 개방도에 의해 규정되어 있는 하나의 부하도 특성 곡선이 특정되게 되어, 그 부하도 특성 곡선을 사용하여, 그 시점의 부하도를 도출할 수 있다. 또한, 부하도 특성 곡선을 사용하여 도출되는 부하도는, 무부하(아이들링 부하)와 최대 부하 사이의 값 영역으로 하므로, 이후, 원칙적으로는 이 부하도를 부분 부하도라 칭한다.
부하도 특성 곡선을 사용하여 부분 부하도를 도출하는 것을, 도 7의 (c)에 확대된 도표를 사용하여 예시적으로 설명한다. 여기서는, 액셀러레이터 레버 등에 의해 설정되고, 위치 센서 등에 의해 검출되는 액셀러레이터 개방도 A를 90％로 한다. 액셀러레이터 개방도 A가 90％라고 하는 것이 검지되면, 여기서는 엔진 회전수와 부분 부하도의 상관 관계를 나타내는 함수 F[90]이 설정된다. [ ] 내의 첨자는 액셀러레이터 개방도 A를 나타내고 있고, 함수 F[90]은 액셀러레이터 개방도 A가 90％인 부하도 특성 곡선을 적어도 근사적으로 나타내는 관계식이다. 실용적으로는 이 관계식 F[A]는, 대응하는 부하도 특성 곡선을 적어도 근사적으로 나타내고 있는 1차 함수 또는 2차 함수로 하는 것이 적합하지만, 본 발명에 있어서 그 이상의 고차 함수를 배제하고 있는 것은 아니다. 또한, 예를 들어 1차 함수(직선식)를 채용하였다고 해도, 정의역으로서의 엔진 회전수 영역을 복수로 구분하여, 각각의 구분된 영역마다 다른 함수(직선식)를 할당하는 구성을 채용해도 좋다. 이 복수의 직선군, 즉 꺾은선에 의해 실제의 부하도 특성 곡선에 의해 근사시키는 것이 가능해진다.
도 7의 (c)의 설명으로 되돌아가면, 함수 F[90]으로 나타내어져 있는 부하도 특성 곡선의 하단부 위치는, 무부하 운전시이며, 그 운전 상태에서의 엔진 회전수를 기준 회전수 N으로 하고, 실시간으로 검출된 엔진 회전수를 n으로 하면, 기준 회전수와 측정 엔진 회전수의 차인 드롭량의 변화와 부분 부하도의 변화가, 즉 기준 회전수로부터 어느 정도 엔진 드롭되면 부분 부하도가 어느 정도 변화되는지를 부하도 특성 곡선으로부터 파악할 수 있다. 즉, 측정 엔진 회전수를 n, 부분 부하도를 q로 하면, 이 함수 F[90]은 다음 관계식을 도출한다.
q＝F[90](n)
이에 의해, 측정 엔진 회전수 n으로부터 부분 부하도 q를 산정할 수 있다.
부분 부하도 q를 산정할 수 있으면, 이 산정의 전제가 된 액셀러레이터 개방도에 있어서의 최대 부하도 Q[A], 이 예에서는 Q[90]에 대한 비율, 예를 들어 그들의 비를, 엔진 부하율 P로 정의할 수 있다. 즉, 엔진 부하율은,
P＝q/Q[A]＝F[A](n)/Q[A]
를 사용하여 연산하여, 구할 수 있다.
저속의 변속단이며, 또한 낮은 부분 부하도에서의 운전은, 에너지 절약 운전, 이른바 에코 운전의 관점으로부터는 바람직하지 않고, 엔진 스톨이 발생하지 않는 한에 있어서 시프트 업을 행한 쪽이 연비는 개선된다. 따라서, 연산된 엔진 부하율에 기초하여 차량의 적정 운전 정보로서, 변속 장치의 시프트 업을 재촉하는 통지를 운전자에게 행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 구해진 엔진 부하율 P, 기준 회전수 N, 측정 회전수 n, 현상의 변속단 S를 입력값으로 하고, 시프트 업 가능:1 또는 시프트 업 불가:0을 출력값으로 하는 운전 평가식으로서, 다음과 같은 시프트 업 평가식 G,
G(P, N, n, S)→G＝1:시프트 업 가능, G＝0:시프트 업 불가
를 실험적으로 구축한다.
이 운전 평가식을 각종 출력값 형태, 예를 들어 PTO의 적정 변속단, 적정한 엔진 회전수 등으로 구축함으로써, 각종 운전 평가를 행하여, 운전자를 어시스트할 수 있다.
본 발명에 따른, 상술한 엔진 부하율 연산 처리의 원리를 채용한 차량 운전 평가 시스템의 실시 형태를 사용하여 이하에 설명한다. 도 8는 이 차량 운전 평가 시스템을 탑재한 트랙터의 사시도이다. 도 9은 이 트랙터의 운전부에 구비된 스티어링 핸들을 포함하는 조종 패널 영역을 도시하는 조감도이다. 이 트랙터는 엔진(101)의 출력축(1010)으로부터의 동력을 트랜스미션(102)을 통해 구동 차륜(103)에 전달하는 동시에, 트랙터 차체에 장비된, 경운 작업기 등의 외부 작업기(104)에도 엔진 동력을 전달하는 것이다. 이 엔진(101)은, 연료 탱크(1020)로부터 공급되는 연료를 사용한 연료 분사량을 제어함으로써 엔진 회전수를 조정하는 회전 제어기(1011)를 구비한 디젤 엔진이며, 이 회전 제어기(1011)는 기계식 거버너 타입이다. 또한, 이 회전 제어기(1011)에는 엔진 회전수를 매뉴얼 설정하기 위한 액셀러레이터 레버(1012)도 접속되어 있고, 이 액셀러레이터 레버(1012)의 조작 위치에 따라, 액셀러레이터 개방도의 변경, 즉 엔진 회전수의 변경이 행해진다.
트랜스미션(102)에 대한 변속 조작은, 운전부에 구비된 각종 조작 레버를 통해 행해진다. 여기서는, 주행계의 다단계의 변속 조작을 위해, 주변속 레버(1013) 및 고속과 저속 2단 절환의 부변속 레버(1014)가 구비되고, 작업기(104)에 동력을 전달하는 PTO계의 2단 변속 조작을 위해, PTO 변속 레버(1015)가 구비되어 있다. 또한, 승강 기구를 통해 장착되는 경운 장치 등의 작업기(104)를 승강 조작하기 위해, 작업기 승강 제어 레버(1016)도 운전부에 구비되어 있다.
차량 운전 평가 시스템은, 실질적으로는 차량 탑재 전자 제어 유닛 중 하나인 차량 제어 유닛(105)에 구축되어 있다. 차량 제어 유닛(105)에는, 본 발명에 특히 관계되는 센서로서, 액셀러레이터 개방도를 검출하기 위해 액셀러레이터 레버(1012)의 조작 위치를 검출하는 액셀러레이터 위치 센서(1091)와, 엔진 출력축(1010)의 회전수를 엔진(101)의 측정 회전수로서 검출하는 회전수 검출 센서(1092)와, 주변속 레버(1013)의 시프트 위치를 검출하는 주변속 레버용 시프트 위치 검출 센서(1093)와, 부변속 레버(1014)의 시프트 위치를 검출하는 부변속 레버용 시프트 위치 검출 센서(1094)와, PTO 변속 레버(1015)의 시프트 위치를 검출하는 PTO 변속 레버용 시프트 위치 검출 센서(1095)가 접속되어 있다. 차량 운전 평가 시스템에서 평가된 운전에 관한 정보는 운전 정보로서 표시 제어 유닛(107)으로 보내진다. 표시 제어 유닛(107)은, 수취한 운전 정보로부터 적당한 통지 형태에 의한 통지 데이터를 생성한다. 이 통지 데이터가 시각적인 통지인 시각화 데이터인 경우, 표시 패널(1070)로 보내지고, 그곳에서 시프트 조작 정보나 엔진 회전 등의 운전 정보가 표시된다. 또한, 차량 제어 유닛(105)이나 표시 제어 유닛(107)은, 작업기(104)의 제어를 관리하는 작업기 제어 유닛(108)도 포함하여, 차량 탑재 LAN을 통해 서로 데이터 전송 가능하게 접속되어 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 차량 제어 유닛(105)에는, 본 발명에 특히 관계되는 입력계 기능부로서, 액셀러레이터 개방도를 검지하는 액셀러레이터 개방도 검지부(105a)와, 엔진 회전수를 측정 회전수로서 검지하는 회전수 검지부(105b)와, 주행계의 시프트 상태를 검지하는 시프트 위치 검지부(105c)와, PTO계의 시프트 상태를 검지하는 시프트 위치 검지부(105d)가 구비되어 있다. 또한, 데이터 처리계 기능부로서, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 토크 변화 사이의 상기 액셀러레이터 개방도별로 작성된 상관 관계에 기초하여 상기 측정 회전수로부터 산정되는 부분 부하도와, 상기 액셀러레이터 개방도별의 최대 부하도로부터 엔진 부하율을 연산하는 엔진 부하율 연산 수단(1050)과, 상기 엔진 부하율 연산 수단(1050)에 의해 연산된 엔진 부하율에 기초하여 이 차량의 적정 운전 정보를 생성하는 운전 정보 생성 수단(1060)이 구비되어 있다. 또한, 산정된 엔진 부하율 및 검지된 시프트 위치에 기초하여, 시프트 업의 가능성을 판정하는 시프트 업 평가부(1090)도 구비되어 있다. 차량 제어 유닛(105)에 구비된 이들 기능부는, 소프트웨어 또는 하드웨어 혹은 그 양쪽에서 구축되어 있다.
이 실시 형태에서는, 액셀러레이터 개방도 검지부(105a)는 액셀러레이터 위치 센서(1091)로부터의 신호에 기초하여 연료 분사량에 영향을 미치는 액셀러레이터 개방도를 검지하고, 회전수 검지부(105b)는 회전수 검출 센서(1092)로부터의 신호에 기초하여 측정 회전수를 검지한다. 시프트 위치 검지부(105c)는, 주변속 레버용 시프트 위치 검출 센서(1093)로부터의 신호에 기초하여 주변속 레버(1013)의 시프트 위치 및 부변속 레버용 시프트 위치 검출 센서(1094)로부터의 신호에 기초하여 부변속 레버(1014)의 시프트 위치를 검지할 수 있는 동시에, 주행계 전체적인 변속비를 파악할 수 있다. 시프트 위치 검지부(105c)에서 검지된 시프트 위치, 현 시점의 주행계에 있어서의 시프트 위치 정보로서 시프트 업이 가능한지 여부의 평가를 위한 기본 정보로서 시프트 업 평가부(1090)로 보내진다. 또한, 시프트 위치 검지부(105d)는, PTO 변속 레버용 시프트 위치 검출 센서(1095)로부터의 신호에 기초하여 PTO 변속 레버(1015)의 시프트 위치를 검지할 수 있다.
엔진 부하율 연산 수단(1050)에는, 액셀러레이터 개방도 검지부(105a)로부터 보내져 온 액셀러레이터 개방도에 기초하여 최대 부하도를 결정하는 최대 부하도 결정부(1053)와, 액셀러레이터 개방도에 의해 특정되는, 이 실시 형태에서는 함수 기억부(1052)에 저장되어 있는 함수 F[A]인 상관 관계에 기초하여 측정 회전수로부터 부분 부하도를 산정하는 부분 부하도 연산부(1054)와, 최대 부하도와 부분 부하도로부터 엔진 부하율을 연산하는 부하율 연산부(1055)와, 이들 각 기능부로의 데이터의 전송이나 각 기능부에 있어서의 처리를 관리하는 연산 관리부(1051)가 구비되어 있다. 함수 기억부(1052)에 저장되어 있는 함수 F[A]는 액셀러레이터 개방도에 의해 다른 함수이며, 측정 회전수를 변수 입력으로 하고 부분 부하도를 출력으로 하는 함수이다. 더욱 상세하게 말하면, 이 실시 형태에서 채용되어 있는 액셀러레이터 개방도별 함수는, 복수의 영역마다 정의된 1차 함수의 조합으로 이루어지는 복합 함수로, 꺾은선 그래프와 같은 형태를 갖는다. 또한, 도 7의 (c)로부터 명백한 바와 같이, 이 함수 F[A]가 취하는 엔진 회전수의 최대값이 기준 회전수 N이고, 이 함수 F[A]가 취하는 부하도의 최대값이 최대 부하도 Q[A]로 되어 있다.
시프트 업 평가부(1090)는, 엔진 부하율을 주요 판정 조건으로 하여, 현상의 변속 시프트 위치가, 특히 에코 운전에 관하여 적정한지 여부, 시프트 업이 가능한지 여부를 출력으로 하는 룰 베이스와 같은 기능을 갖는다. 예를 들어, 간단화된 룰 베이스로서, 도 7의 설명에서 서술한 바와 같이, 엔진 부하율 P, 기준 회전수 N, 측정 회전수 n, 현상의 시프트 위치(변속단) S를 입력값으로 하고, 시프트 업 가능:1 또는 시프트 업 불가:0을 출력값으로 하는 시프트 업 평가식 G를 채용할 수 있다.
운전 정보 생성 수단(1060)은, 차량 제어에 관한 각종 정보를 생성하기 위해 그 정보 내용에 따라서 각종 정보 생성부가 구비되지만, 본 발명에 관계되는 것으로서는, 예를 들어 시프트 업 평가부(1090)로부터의 시프트 업 평가 결과에 기초하여 주행계의 시프트 업을 재촉하는 통지를 행하기 위한 정보를 생성하는 시프트 업 정보 생성부(1061), 시프트 업 평가부(1090)로부터의 시프트 업 평가 결과에 기초하여 PTO 변속계의 시프트 업을 재촉하는 통지를 행하기 위한 정보를 생성하는 PTO 변속 정보 생성부(1062), 엔진 회전수를 통지하기 위한 정보를 생성하는 엔진 회전수 정보 생성부(1063), 작업기에 관한 조작 어드바이스 등을 통지하기 위한 정보를 생성하는 작업기 정보 생성부(1064), 엔진 부하율 연산 수단(1050)에 의해 구해진 엔진 부하율을 통지하기 위한 정보를 생성하는 엔진 부하율 정보 생성부(1065) 등을 들 수 있다.
다음에 도 12을 사용하여, 상술한 차량 운전 평가 시스템에 있어서의 운전 정보 표시의 구조를 설명한다.
이 차량 운전 평가 시스템에서는, 도 7을 사용한 엔진 부하율 연산 처리의 원리 설명 부분에서 서술한 바와 같은, 결과적으로 부하도 특성 곡선으로 변환되는 토크 특성 곡선을 벤치 테스트와 같은 실험적인 측정 방법으로 구해 둔다. 또한, 부하도 특성 곡선을 구성하는, 각 액셀러레이터 개방도별의 무부하 상태로부터 최대 부하 상태까지 연장된 액셀러레이터 개방도별 부하도 특성 곡선에 근사하는 함수를 구하여, 함수 기억부(1052)에 기억시켜 둔다(#1010). 이 특성 곡선은 직선이라도 좋고, 또한 꺾은선이라도 좋다. 또한, 측정에 사용된 액셀러레이터 개방도의 간격보다 좁은 간격에서의 액셀러레이터 개방도별 부하도 특성 곡선이 필요한 경우에는, 보간법을 사용하여 근사적으로 부하도 특성 곡선 자체 또는 함수를 생성하면 좋다.
여기서는, 엔진 부하율을 고려한 운전 정보로서 시프트 업 정보를 언급한다. 엔진 부하율을 연산하는 프로세스에서는, 액셀러레이터 레버(1012)의 조작 위치로부터 액셀러레이터 개방도 검지부(105a)가 액셀러레이터 개방도 A를 결정하고, 연산 관리부(1051)로 전송한다(#1020). 이 액셀러레이터 개방도 A를 수취한 연산 관리부(1051)는, 그 액셀러레이터 개방도 A의 값에 적합한 함수, 이 예에서는 A＝90％이므로, F(90)을 함수 기억부(1052)로부터 판독하여, 부분 부하도 연산부(1054)에 설정한다(#1022). 동시에, A＝90％에 있어서의 최대 부하도 Q(90)을 최대 부하도 결정부(1053)로부터 판독하여, 부하율 연산부(1055)에 설정한다(#1024). 즉, 여기서는, 최대 부하도 결정부(1053)는 액셀러레이터 개방도에 따른 최대 부하도를 송출하는 테이블로서 기능하고 있다.
또한, 엔진 출력축(1010)의 회전수인 측정 회전수 n을 회전수 검지부(105b)가 결정하고, 부분 부하도 연산부(1054)로 전송한다(#1026). 부분 부하도 연산부(1054)는 설정되어 있는 함수 F(90)에 대해 측정 회전수 n을 부여하여, 식 q＝F(90)(n)으로부터 부분 부하도 q를 산정하고, 부하율 연산부(1055)로 전송한다(#1028). 부하율 연산부(1055)는, 부분 부하도 q와 최대 부하도 Q(90)의 비로부터 엔진 부하율 P를 연산하여, 시프트 업 평가부(1090)에 평가 판정 조건으로서 전송한다(#1030). 그때, 이 실시 형태에서는, 엔진 부하율 P 뿐만 아니라, 측정 회전수 n이나 기준 회전수 N(90)도 첨부된다. 예를 들어, 측정 회전수 n의 경시적인 변화는 시프트 업 평가에 관한 중요한 판정 조건으로 될 수 있기 때문이다.
당연히, 시프트 업 평가를 위해서는 현상의 시프트 위치(변속단)가 기준으로서 필요하므로, 시프트 업 평가부(1090)에는, 주변속 레버(1013)의 시프트 위치 및 부변속 레버(1014)의 시프트 위치가 시프트 위치 검지부(105c)로부터 입력된다(#1032). 동시에, PTO계의 시프트 업 정보도 통지하는 경우에는, PTO 변속 레버(1015)의 시프트 위치가 시프트 위치 검지부(105d)로부터 입력된다(#1034). 또한, 시프트 업 평가부(1090)에는, 필요에 따라서 상기 이외에 차속이나 변속단이나 작업기 동작 상태가 그 밖의 판정용 조건으로서 입력되는 경우도 있다.
시프트 업 평가부(1090)는, 엔진 부하율을 주요 판정 조건으로 하여, 현상의 변속 시프트 위치가, 특히 에코 운전에 관하여 적정한지 여부, 시프트 업이 가능한지 여부를 출력으로 하는 룰 베이스와 같은 기능을 갖게 되지만, 이하에 서술하는 추측 연산의 기법을 채용하는 것도 가능하다.
시프트 업 평가부(1090)에 있어서 채용할 수 있는 상기 추측 연산의 일례를 도 13의 다이어그램을 사용하여 설명한다. 이 예에서는, 액셀러레이터 개방도 A는 90(％)이고, 부분 부하도 연산부(1054)에는 함수 F(90)이 설정되고, 부하율 연산부(1055)에는 최대 부하도 Q(90)이 설정되어 있는 것으로 한다.
우선 시프트 업의 평가 개시에 있어서, 측정 회전수 na가 취득되고(#1001), 이것을 식 q＝F(90)(n)에 부여함으로써 부하도(측정 연산된 부분 부하도) qa를 도출한다(#1002). 이 측정 연산 부분 부하도 qa와 최대 부하도 Q(90)으로부터 엔진 부하율 Pa가 연산된다(#1003). 연산된 엔진 부하율 Pa로부터 판단하여, 시프트 업 가능한지 여부를 판정하기 위해, 시프트 업 후의 엔진 회전수를 추정하여(#1004), 이 추정 회전수 nb를 식 q＝F(90)(n)에 부여한다(#1005). 이에 의해 시프트 업 후의 부하도(추정 연산된 부분 부하도) qb가 도출된다(#1006). 또한, 이 추정 연산 부분 부하도 qb와 최대 부하도 Q(90)으로부터 엔진 부하율 Pb가 연산된다(#1007). 연산된 시프트 업 후의 엔진 부하율 Pb로부터 판단하여, 엔진 스톨 등의 문제를 야기시킬 가능성을 체크하여, 시프트 업이 가능한지 여부를 판정한다(#1008). 시프트 업이 가능하다고 판정된 경우, 표시 패널(1070)에, 적정 운전 정보로서「시프트 업 가능합니다」라고 하는 적정(에코) 운전을 재촉하는 메시지가 표시된다(#1009).
여기서는, 운전 평가부로서 시프트 업의 시비를 평가하도록 구성된 시프트 업 평가부(1090)에 의한 평가 결과로서의 시프트 업 정보는 운전 정보 생성 수단(1060)으로 보내진다(#1036). 운전 정보 생성 수단(1060)은 취득한 시프트 업 정보에 기초하여 시각적 통지나 청각적 통지를 행하기 위한 적정 운전 정보를 생성한다. 예를 들어, 시각적 통지로서의 표시용 적정 운전 정보가 표시 제어 유닛(107)으로 보내지면, 표시 제어 유닛(107)에 있어서 표시용 적정 운전 정보에 합치하는 표시 이미지가 골라내어져, 표시 데이터로서 표시 패널(1070)로 송출된다(#1040).
엔진 부하율에 기초하는 운전 평가 결과를 참조하여, 운전 정보 생성 수단(1060)에서 생성되어 표시 패널(1070) 등을 통해 통지되는 내용은, 적정 운전을 재촉하는 각종의 것을 포함한다. 그 일례가 도 14에 도면으로 나타내어져 있다. 도 14의 (a)는, 시프트 업을 재촉하는 일러스트 이미지로, 도면으로는 이해하기 어렵지만, 현상의 시프트 위치가 「1단」이고, 「2단」으로의 시프트 업을 재촉하기 위해 「2」가 점멸하고 있다. 도 14의 (b)에서는, 엔진 회전수를 적정한 회전수로 변경하는 것을 재촉하기 위해,「엔진 회전수 2000rpm으로」라고 하는 문자 이미지가 표시되어 있다. 도 14의 (c)에서는, PTO계의 변속단의 변경을 재촉하기 위해,「PTO 2단으로 해 주십시오」라고 하는 문자 이미지가 표시되어 있다. 이로 인해, 시프트 업 평가부(1090)에서는 PTO 변속 레버(1015)의 시프트 위치 정보나 작업기(104)의 작업 상황 정보도 평가 조건으로서 사용된다. 도 14의 (d)에서는, (a)와 동일하지만, 여기서는 일러스트 이미지가 아닌, 문자 이미지가 채용되어 있다.
〔다른 실시 형태〕
본 발명은, 상기한 실시 형태 이외에 이하와 같이 구성을 채용할 수 있다.
(1) 상술한 실시 형태에서는, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 그때에 발생하는 토크의 변화를 측정함으로써 작성 가능한 상관 관계로서, 엔진 출력축(1010)의 측정 회전수로부터 토크(부하도)를 도출하는 측정 회전수ㆍ부하도 함수를 엔진 개방도마다 작성하고, 이 엔진 개방도별의 측정 회전수ㆍ부하도 함수가 함수 기억부(1052)에 미리 기억되어 있었다. 이러한 엔진 개방도별의 측정 회전수ㆍ부하도 함수 대신에, 측정 회전수와 엔진 개방도로부터 부하도를 판독할 수 있는 테이블을 상기 상관 관계로서 작성하여, 엔진 부하율 연산 수단(1050)에 저장해도 좋다. 즉, 이 다른 실시 형태에서는, 함수 기억부(1052)를, 측정 회전수와 엔진 개방도를 입력, 부하도를 출력으로 하는 테이블로서 기능시키는 것이다.
(2) 상술한 실시 형태에서는, 액셀러레이터 개방도 검지부(1055)는 액셀러레이터 위치 센서(1091)로부터의 신호에 기초하여 액셀러레이터 위치를 결정하고 있었지만, 액셀러레이터 위치의 검출은 여러 위치에 설치된 다른 센서로부터의 신호에 기초하여 액셀러레이터 위치를 결정하는 구성이나, 다른 ECU에 있어서 결정된 액셀러레이터 개방도를 그대로 엔진 부하율 연산 수단(1050)에 부여하는 구성을 채용하는 것도 가능하다. 마찬가지로, 상술한 실시 형태에서는, 회전수 검지부(105b)는 엔진 출력축(1010)의 회전을 검출하는 회전수 검출 센서(1092)로부터의 신호에 기초하여 측정 회전수를 결정하고 있었지만, 엔진 회전하는 검출은 여러 위치에 설치된 다른 센서로부터의 신호에 기초하여 측정 회전수를 결정하는 구성이나, 다른 ECU에 있어서 결정된 엔진 회전수를 그대로 엔진 부하율 연산 수단(1050)에 부여하는 구성을 채용하는 것도 가능하다.
본 발명은, 액셀러레이터 개방도의 조정에 의해 출력이 제어되는 엔진을 구비한 엔진 구동 주행 차량의 연비를 산출하는 기술 분야에 이용할 수 있다.
본 발명은, 액셀러레이터 개방도의 조정에 의해 출력이 제어되는 엔진을 구비한 엔진 구동 주행 차량의 엔진 부하율을 간단하게 산출하고, 그것에 기초하여 차량 운전을 평가하는 기술 분야에 이용할 수 있다.
1 : 엔진
10 : 엔진 출력축
4 : 작업기
5 : 차량 제어 유닛
55 : 액셀러레이터 개방도 검지부
56 : 회전수 검지부
7 : 표시 제어 유닛
70 : 표시 패널(모니터)
50 : 연비 분사량 연산 수단
51 : 연산 관리부
52 : 함수 기억부
53 : 연산 실행부
54 : 연비 평가부
55 : 액셀러레이터 개방도 검지부
56 : 회전수 검지부
91 : 액셀러레이터 위치 센서
92 : 회전수 검출 센서
101 : 엔진
1010 : 엔진 출력축
104 : 작업기
105 : 차량 제어 유닛
105a : 액셀러레이터 개방도 검지부
105b : 회전수 검지부
105c : 시프트 위치 검지부
105d : 시프트 위치 검지부
107 : 표시 제어 유닛
1070 : 표시 패널
1050 : 엔진 부하율 연산 수단
1051 : 연산 관리부
1052 : 함수 기억부
1053 : 최대 부하도 결정부
1054 : 부분 부하 연산부
1055 : 부하율 연산부
1060 : 운전 정보 생성 수단
1090 : 시프트 업 평가부
1091 : 액셀러레이터 위치 센서
1092 : 회전수 검출 센서

Claims (12)

  1. 엔진 구동 주행 차량의 엔진 회전수를 측정 회전수로서 검지하는 회전수 검지부와,
    액셀러레이터 개방도를 검지하는 액셀러레이터 개방도 검지부와,
    액셀러레이터 개방도별로 작성된, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 토크 변화 사이의 상관 관계에 기초하고 연료 분사량의 변화의 상관 관계에 기초하여, 상기 액셀러레이터 개방도와 상기 측정 회전수로부터 소정 단위당의 연료 분사량을 산정하는 연료 분사량 연산 수단과,
    상기 연료 분사량 연산 수단에 의해 산정된 상기 연료 분사량에 기초하여 연비 평가를 행하는 연비 평가부를 구비한, 연료 소비량 평가 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연료 분사량 연산 수단은, 상기 액셀러레이터 개방도 검지부에 의해 검지된 액셀러레이터 개방도에 의해 결정되는, 상기 측정 회전수와 상기 소정 단위당의 연료 분사량의 상관 관계를 설정하는 연산 관리부와, 상기 연산 관리부에 의해 설정된 상관 관계에 기초하여 상기 측정 회전수로부터 상기 연료 분사량을 도출하는 연산 실행부를 포함하는, 연료 소비량 평가 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연산 관리부에 의해 설정되는 상관 관계를, 상기 측정 회전수를 입력으로 하고 엔진 1회전당의 연료 분사량을 상기 연료 분사량으로서 출력으로 하는 액셀러레이터 개방도별 함수로 하고, 이 액셀러레이터 개방도별 함수가 소정의 액셀러레이터 개방도마다 미리 생성되어 저장되어 있는, 연료 소비량 평가 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 액셀러레이터 개방도별 함수는, 복수의 영역마다 정의된 1차 함수의 조합으로 이루어지는, 연료 소비량 평가 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진 구동 주행 차량은 엔진 동력에 의해 구동되는 작업기를 탑재한 작업 차량이고, 상기 연비 평가부는, 상기 연료 분사량 이외에 상기 작업기의 동작 상황을 연비 평가 룰의 판정 조건으로서 사용하고 있는, 연료 소비량 평가 시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연비 평가부에 의한 연비 평가에 관한 정보가, 상기 엔진 구동 주행 차량의 차속 정보와 함께 모니터에 표시되는, 연료 소비량 평가 시스템.
  7. 엔진 구동 주행 차량의 엔진 회전수를 측정 회전수로서 검지하는 회전수 검지부와,
    액셀러레이터 개방도를 검지하는 액셀러레이터 개방도 검지부와,
    액셀러레이터 개방도별로 작성된, 엔진 무부하시의 엔진 회전수인 기준 회전수로부터의 엔진 회전수 드롭량과 토크 변화 사이의 상관 관계에 기초하여 상기 측정 회전수로부터 산정되는 부분 부하도와, 상기 액셀러레이터 개방도별의 최대 부하도로부터 엔진 부하율을 연산하는 엔진 부하율 연산 수단과,
    상기 엔진 부하율 연산 수단에 의해 연산된 상기 엔진 부하율에 기초하여 차량의 적정 운전 정보를 생성하는 운전 정보 생성 수단을 구비한 엔진 구동 주행 차량을 위한, 차량 운전 평가 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 엔진 부하율 연산 수단은, 상기 액셀러레이터 개방도 검지부에 의해 검지된 액셀러레이터 개방도에 의해 상기 최대 부하도를 결정하는 최대 부하도 결정부와, 당해 액셀러레이터 개방도에 의해 특정되는 상기 상관 관계에 기초하여 상기 측정 회전수로부터 부분 부하도를 산정하는 부분 부하도 연산부와, 상기 최대 부하도와 상기 부분 부하도로부터 상기 엔진 부하율을 연산하는 부하율 연산부를 포함하는, 차량 운전 평가 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 상관 관계는, 소정의 액셀러레이터 개방도마다 미리 생성되어 저장되어 있는, 상기 측정 회전수를 변수 입력으로 하고 상기 부분 부하도를 출력으로 하는 액셀러레이터 개방도별 함수인, 차량 운전 평가 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 액셀러레이터 개방도별 함수는, 복수의 영역마다 정의된 1차 함수의 조합으로 이루어지는, 차량 운전 평가 시스템.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 차량의 변속 시프트 위치를 검지하는 시프트 위치 검지부가 구비되고, 또한 상기 운전 정보 생성 수단에는, 상기 엔진 부하율과 상기 변속 시프트 위치에 기초하여, 시프트 업의 가능성을 판정하는 시프트 업 평가부와, 상기 시프트 업 평가부에 의한 평가에 기초하여 시프트 업 정보를 생성하는 시프트 업 정보 생성부가 포함되어 있는, 차량 운전 평가 시스템.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 엔진 구동 주행 차량은 엔진 동력에 의해 구동되는 작업기를 탑재한 작업 차량이며, 상기 운전 정보 생성 수단에는 작업기 운전 지원 정보를 생성하는 작업기 정보 생성부가 포함되어 있는, 차량 운전 평가 시스템.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10056008B1 (en) 2006-06-20 2018-08-21 Zonar Systems, Inc. Using telematics data including position data and vehicle analytics to train drivers to improve efficiency of vehicle use
JP2012233855A (ja) * 2011-05-09 2012-11-29 Matsushima Kikai Kenkyusho:Kk 回転数計測装置
US20130261939A1 (en) * 2012-04-01 2013-10-03 Zonar Systems, Inc. Method and apparatus for matching vehicle ecu programming to current vehicle operating conditions
JP2013252073A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Kubota Corp 対地作業ユニットを装備した作業車
US9721305B2 (en) 2014-08-01 2017-08-01 Mobile Data Labs, Inc. Mobile device distance tracking
US9619948B2 (en) * 2015-08-06 2017-04-11 Caterpillar Inc. System and method for monitoring an earth-moving operation of a machine
US10282925B2 (en) 2015-10-08 2019-05-07 Bell Helicopter Textron Inc. Adaptive algorithm-based engine health prediction
US11566575B2 (en) * 2021-03-19 2023-01-31 Intangles Lab Pvt. Ltd. Sub-resolution measurement of fuel in fuel tank

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002227711A (ja) 2001-02-01 2002-08-14 Miyama Kk 車両運転状態評価システム
JP2004211613A (ja) 2003-01-06 2004-07-29 Kyoto Sr:Kk 燃料消費率算定システム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58160818A (ja) * 1982-03-18 1983-09-24 Toyota Motor Corp 変速操作指示装置
JPH086613B2 (ja) 1986-04-03 1996-01-29 株式会社小松製作所 装輪式建設機械のエンジン制御方法
JP3321515B2 (ja) 1996-02-23 2002-09-03 株式会社クボタ 耕耘機の耕耘制御装置
JP3321568B2 (ja) 1996-02-23 2002-09-03 株式会社クボタ 耕耘機の耕耘制御装置
JP3274450B2 (ja) 1996-02-23 2002-04-15 株式会社クボタ 耕耘機の耕耘制御装置
JP3274344B2 (ja) 1996-02-23 2002-04-15 株式会社クボタ 作業機の昇降制御装置
JP3321514B2 (ja) 1996-02-23 2002-09-03 株式会社クボタ 耕耘機の耕耘制御装置
JPH09268936A (ja) * 1996-04-01 1997-10-14 Toyota Motor Corp 空冷式多気筒内燃機関
JPH10197314A (ja) 1997-01-14 1998-07-31 Denso Corp 液体量測定装置及び車両用残燃料測定装置
JP2001164981A (ja) 1999-12-10 2001-06-19 Isuzu Motors Ltd 燃料消費量表示装置
US6425370B1 (en) * 2000-08-15 2002-07-30 International Truck And Engine Corp. Diesel engine load governing using engine speed setpoint
JP4629377B2 (ja) * 2003-09-02 2011-02-09 株式会社小松製作所 建設機械
JP4333916B2 (ja) 2004-09-09 2009-09-16 日産ディーゼル工業株式会社 省燃費運転評価システム
WO2007072701A1 (ja) 2005-12-21 2007-06-28 Komatsu Ltd. ホイールローダ
US7676318B2 (en) * 2006-12-22 2010-03-09 Detroit Diesel Corporation Real-time, table-based estimation of diesel engine emissions
JP4495205B2 (ja) * 2007-11-30 2010-06-30 富士通テン株式会社 エコ運転支援装置
JP4466728B2 (ja) * 2007-12-03 2010-05-26 トヨタ自動車株式会社 電動車両の充電システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002227711A (ja) 2001-02-01 2002-08-14 Miyama Kk 車両運転状態評価システム
JP2004211613A (ja) 2003-01-06 2004-07-29 Kyoto Sr:Kk 燃料消費率算定システム

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