KR20060053270A

KR20060053270A - 차량의 연료 소비율 예측 장치

Info

Publication number: KR20060053270A
Application number: KR1020050096724A
Authority: KR
Inventors: 타수쿠 사토; 마사유키 카야노; 쇼고 마추우라
Original assignee: 미츠비시 후소 트럭 앤드 버스 코포레이션
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-05-19
Also published as: KR100725762B1; DE102005050922B4; DE102005050922A1; US20060089781A1; JP2006118480A; US20090048770A1

Abstract

본 발명은 드라이버의 운전조작에 의한 고유의 연료 소비율을 예측하는 것이 가능한 연료 소비율 예측 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

이를 위해 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터를 입력으로하여 상기 차량의 연료 소비율을 예측하는 연비 예측 모델(21)과, 상기 이상 연비 예측 모델이 예측한 상기 차량의 연비 소비율을 출력하는 프린터(41)를 구비한다.

차량의 연료 소비율, 예측장치

Description

차량의 연료 소비율 예측 장치{APPARATUS FOR PREDICTING FUEL CONSUMPTION RATE OF VEHICLES}

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 의한 차량의 연료 소비율 예측 장치의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 동 실시 형태에 의한 이상적인 연료 소비율을 예측하는 예측 모델 작성 방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도 3은 동 실시 형태에 의한 드라이버의 운전 방법에 의해 드라이버 고유의 연료 소비율을 예측하는 예측 모델을 나타내는 블록도이다.

도 4는 동 실시 형태에 의한 예측 모델에 의해 예측된 드라이버A,B,C의 고유의 연료 소비율을 나타내는 도면이다.

도 5는 동 실시 형태에 의한 차량의 연료 소비율 예측 장치가 채용된 트럭의 모식도이다.

도 6은 동 실시 형태에 의한 여러가지 해석 방법을 이용하여 드라이버의 운전 방법에 의해 드라이버 고유의 연료 소비율을 예측했을 경우의 오차를 나타내는 도면이다.

도 7은 동 실시 형태에 의한 여러가지 해석 방법을 이용하여 드라이버의 운전 방법에 의해 드라이버 고유의 연료 소비율을 예측했을 경우의 오차를 그래프로 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명에 의한 차량의 연료 소비율 예측 장치가 채용된 것 외의 트럭의 예를 도시한 도면이다.

[부호의 설명]

11: 제어 장치 12: 디스플레이 장치

14: 엔진ECU 15: 트랜스미션ECU

16: 액셀러레이터 개도 센서 17: 클러치 단접(斷接) 센서

18: 차속 센서

본 발명은 연료 소비율을 예측할 수 있는 연료 소비율 예측 장치에 관한 것이다.

차량의 연료 소비율(이하, 연비라 함)은 드라이버 또는 차량의 소유주에 있어서 중요한 관심사이며, 드라이버는 조금이라도 연비가 좋은 운전에 유념할 수 있다. 이 연비는 드라이버의 운전 조작(운전 방법)뿐만아니라 주행 도로의 혼잡 상태나 교차점의 수, 커브나 일시 정지 횟수, 기상 조건이나 차량의 탑승인 수, 적하물의 적재 상황이나 엔진의 사양 등 여러가지 요인에 의해 크게 영향을 받는 것이 공지되어 있다.

따라서, 드라이버에게 연비가 좋은 운전에 유념하도록 연비를 드라이버에 공 지시켰을 경우, 예로서 그 연비가 좋다 하더라도 드라이버의 운전 방법이 좋기 때문에 연비가 좋았던 것인지, 그 이외의 요인에 의해 연비가 좋았던 것인지를 판단할 수 없었다. 반대로, 연비가 나빴다고 하여도 드라이버의 운전 조작에 의한 것인지 아닌지를 판단할 수 없었다.

즉, 드라이버의 운전 조작에 의한 연료 소비율은 알지 못했다.

본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 드라이버의 운전 조작으로부터 본 고유의 연료 소비율을 예측할 수 있는 연비 소비율 예측 장치를 제공하는 것에 있다.

청구항 1에 기재된 발명은 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터를 입력으로하여 차량의 연료 소비율을 예측하는 연비 예측 모델, 및 상기 연비 예측 모델이 예측한 상기 차량의 연비 소비율을 출력하는 출력 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은 청구항 1에 기재된 파라미터는 적어도 상기 차량이 시프트 업되었을 때의 상기 차량의 엔진 회전수와, 상기 차량을 공회전할 때의 액셀러레이터 개도와, 상기 차량 엔진 회전수 변화율을 포함하고, 상기 연비 예측 모델은 적어도 상기 엔진 회전수, 상기 액셀러레이터 개도, 상기 엔진 회전수 변화율을 입력으로하여 상기 차량의 연료 소비율을 예측하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은 청구항 1에 기재된 출력 수단은 상기 연비 예측 모델이 예측한 상기 차량의 연료 소비율을 상기 차량에 설치된 인쇄 장치에 의해 리포트 출력하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은 청구항 1에 기재된 출력 수단은 상기 연비 예측 모델이 예측한 상기 차량의 연료 소비율을 상기 차량에 설치된 디스플레이 장치에 의해 표시하는 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대해서 설명한다.

우선, 도 1을 참조하여 차량의 연료 소비율에 영향을 주는 요인에 대해서 설명한다. 차량의 연료 소비율에 영향을 주는 요인은 도로 상황, 드라이버의 운전 조작(운전 방법), 차량 상황, 환경에 관한 것으로 대별(大別)할 수 있다.

드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터로서 시프트 업 시의 엔진 회전수(Nsft), 공회전 시의 액셀러레이터 개도(θk), 엔진 회전수 변화율(Nv)이 있다.

그리고, 이들 파라미터는 연비와도 상관이 있다. 예를 들면, 시프트 업 시의 엔진 회전수(Nsft)가 높으면 연료 소비율이 악화되는 요인이 된다. 또한, 공회전 시의 액셀러레이터 개도(θ)가 크면 연료 소비율이 악화하는 요인이 된다. 또한, 급가속과 같이 엔진 회전수 변화율(Nv)이 높으면 연료 소비율이 악화되는 요인이 된다.

도로 상황에 관한 파라미터로서는 평균 차속, 정차 빈도가 있다.

차량 상황에 관련되는 파라미터에는 엔진 단체 성능(엔진 배기량 등), 적재 상태, 타이어 등이 있다.

환경에 관련되는 파라미터로는 기압, 외기온, 차량 상황 등이 있다.

이어서, 도 5를 참조하여 차량의 연료 소비율 예측 장치가 탑재된 트럭의 시스템 구성에 대해서 설명한다.

도 5에 있어서, 11은 본 발명에 의한 연료 소비율 예측 장치의 제어 장치이다. 이 제어 장치(11)는 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되어 있고, 각종 데이터를 기억하는 메모리(11m), 시계 회로(11c), 타이머(11t)를 구비하고 있다. 이 제어 장치(11)에는 디스플레이 장치(12)가 접속되어 있다.

또한, 제어 장치(11)는 CAN(Control Area Network) 버스(13)를 통하여, 엔진ECU(전자 제어 장치)(14), 트랜스미션(T/M)ECU(전자 제어 장치)(15)와 접속되어 있다. 이 CAN버스(13)를 통한 통신에 의해, 제어 장치(11), 엔진ECU(14), 트랜스미션ECU(15)은 서로 각종 데이터를 송수신한다.

엔진ECU(14)로는 액셀러레이터 개도(θ)를 검출하는 액셀러레이터 개도 센서(16)와, 클러치(도시되지 않음)의 단접 상태를 검출하는 클러치 단접 센서(17)와, 차속(V)를 검출하기 위한 차속 센서(18)와, 엔진 회전수(Ne)를 검출하기 위한 엔진 회전수 센서(19)가 접속되어 있다.

트랜스미션ECU(15)는 시프트 업 신호 또는 시프트 다운 신호를 트랜스미션(도시되지 않음)으로 출력한다.

제어 장치(11)는 엔진ECU(14)를 경유하여 차속 센서(18)로부터 리얼 타임으로 송신되는 차속(V)을 수신한다.

또한, 제어 장치(11)는 시프트 업 정보를 트랜스미션ECU(15)으로부터 얻는 다. 다시 말해, 제어 장치(11)는 엔진ECU(14)를 경유하여 엔진 회전수 센서(19)로부터 송신되는 엔진 회전수를 취득함으로써 시프트 업 시의 엔진 회전수(Nsft)를 취득한다. 또한, 차속 센서(18)에 검출되는 차속(V), 클러치 단접 센서(17)에서 검출된 클러치의 단접 상태 및 기어비 등으로부터 시프트 위치를 판정하도록 해도 좋다.

또한, 제어 장치(11)는 엔진ECU(14)을 경유하여 액셀러레이터 개도 센서(16)로부터 송신되는 액셀러레이터 개도(θ)를 얻음으로써, 공회전 시의 액셀러레이터 개도(θk)를 취득하고 있다. 여기서, 「공회전」이라는 것은, 차속 센서(18)에서 검출된 차속(V)이 거의 영이고 또한, 엔진 회전수 센서(19)에서 검출되는 엔진 회전수(Ne)가 아이들 회전수 이상인 상태를 말한다.

또한, 제어 장치(11)는 엔진 회전수(Ne)를 엔진ECU로부터 취득하고, 이 엔진 회전수(Ne)를 시간 미분함으로써 엔진 회전수 변화율(Nv)을 취득하고 있다.

본 발명에 의한 일실시 형태의 기능 구성을 도 3에 도시한다. 제어 장치(11)에서는 전술한 방법으로 취득한 시프트 업 시의 엔진 회전수(Nsft), 공회전 시의 액셀러레이터 개도(θk), 엔진 회전수 변화율(Nv)을 연비 예측 모델(21)로 입력한다. 연비 예측 모델(21)은 이들 입력된 파라미터에 의거하여 연비를 예측한다. 여기서, 연비 예측 모델(21)은 입력된 파라미터의 조합에 따라 소정의 알고리즘을 따라 일의적으로 예측 연비를 출력하도록 미리 모델화되어 있다. 이 모델화의 방법(모델 작성의 방법)에 대해서는 후에 상세히 설명한다.

연비 예측 모델(21)로 예측된 연비(입력된 파라미터에 의거한 드라이버의 고 유 연비)는 소정의 타이밍으로 인쇄 장치(21)에 송신되어, 용지출력된다. 또한, 이 출력 타이밍에 대해서는 드라이버로부터 요구가 있었을 때나, 차량 엔진을 정지했을 때 등 적절히 필요에 따라 설정하면 좋다. 또한, 인쇄 장치(12) 대신에 차량에 마련한 디스플레이 장치로 출력 표시하도록 해도 좋다.

도 2를 참조하여 연비 예측 모델의 작성 방법에 대해서 설명한다. 이 예측 모델(21)의 작성은, 다음과 같이 하여 행한다.

(1) 여러가지 드라이버가 여러가지 도로 상황하에서 트럭을 주행시켰을 때의 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터를 추출하여 둔다.

(2) 또한 이 때의 실연료 소비율에 대해서도 측정하여 기록해 둔다.

여기서, 본 실시 형태에 있어서 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터로서 시프트 업 시의 엔진 회전수(Nsft), 공회전 시의 액셀러레이터 개도(θk), 엔진 회전수 변화율(Nv)을 선택하였다.

(3)이들 추출된 파라미터와 기록된 실연비에 의거하여 K-NN(K-Nearest Neighbor)분석을 이용하여 예측 모델(21)을 작성한다.

이 K-NN분석을 이용한 예측 모델의 작성 방법 자체에 대해서는 공지의 수법이므로 여기에서는 설명을 생략한다. 또한, 이 예측 모델(21)을 제어 장치(11)에 탑재한다.

이어서, 드라이버A∼C에 3종류의 도로 상황하에서 본 실시 형태에 의한 연료 소비율 예측 장치를 탑재한 트럭을 운전시켰을 경우를 일례로 들어 본 발명의 동작에 대해서 설명한다.

우선, 제 1 도로 상황하에서 드라이버A∼C를 운전시킨다. 이 제 1 도로 상황하에서 주행 중에 제어 장치(11)의 메모리(11m)에 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터[시프트 업 시의 엔진 회전수(Nsft), 공회전 시의 액셀러레이터 개도(θk), 엔진 회전수 변화율(Nv)]가 기억된다. 이것을 예측 모델(21)에 입력함으로써 드라이버의 운전 조작에 의한 고유의 연료 소비율이 예측된다.

그리고, 해당 예측된 연료 소비율은 메모리(11m)에 기억시켜 두고, 필요에 따라 인쇄 장치(12)로부터 용지출력한다.

이어서, 마찬가지로 하여 제 2 도로 상황하 및 제 3 도로 상황하에서 드라이버A∼C를 운전시켜서, 드라이버A∼C의 운전 조작에 의한 고유의 연료 소비율을 예측하여 메모리(11m)에 기억시킨다. 혹은 인쇄 장치(12)로부터 용지출력해 둔다. 또한, 제 1∼제 3 도로 상황은 각각 전혀 다른 도로 상황이다. 예로서, 제 1 도로 상황은 정체된 도로, 제 2 도로 상황은 틈이 있는 직선 평탄 도로, 제 3 도로 상황은 커브가 많은 산길 등이다.

이들 메모리(11m)에 기억된, 혹은 용지출력된 드라이버A∼C의 운전 조작에 의한 고유의 연료 소비율을 도 4에 나타낸다.

도 4의 각 범위 내에 있어서 좌측의 막대 그래프 값은 제 1 도로 상황하에 예측된 각 드라이버의 연료 소비율, 정 중앙의 막대 그래프 값은 제 2 도로 상황하에서 예측된 연료 소비율, 우측의 막대 그래프 값은 제 3 도로 상황하에서 예측된 연료 소비율을 도시한다.

그리고, 드라이버A의 제 1 내지 제 3 도로 상황하에 있어서의 연료 소비율을 평균한 값은 「7.2」, 드라이버B의 제 1 내지 제 3 도로 상황하에 있어서의 연료 소비율을 평균한 값은 「7.9」, 드라이버C의 제 1 내지 제 3 도로 상황하에 있어서의 연료 소비율을 평균한 값은 「8.9」이 되고, 도로 상황이 많이 다른데도 불구하고, 동일 드라이버에 의한 연료 소비율이 거의 일정한 값을 나타내고 있는 것을 확인할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 드라이버A보다 드라이버B, 드라이버B보다 드라이버C의 운전 조작에 의한 고유의 연료 소비율이 좋은 것을 시인(視認)할 수 있다. 즉, 각 드라이버간에서 연료 소비율의 좋고 나쁨으로부터 운전 조작의 좋고 나쁨을 객관적으로 비교 평가할 수 있다.

또한, 상기한 실시 형태에서는 연비 예측 모델로 K-NN분석을 이용했지만, 본 발명에 적용할 수 있는 수법은 이 수법에 한정되는 것은 아니다. 그 외에도 Support Vector Machine, Radial Basis Function Network, Neural Network, Decision Tree등을 이용하여도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 각 수법에 있어서의 실연료 소비율과 예측 연료 소비율의 오차는 본 출원인이 행한 실험에서는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, K-NN분석을 이용한 데이터 분석을 행한 것이 가장 오차가 적었다.

또한, 상기한 실시 형태에서는 트럭의 시스템 구성으로서 도 5에 도시한 구성물을 채용했지만, 도 5에 한정되지 않고, 도 8의 시스템 구성물을 채용해도 좋다. 도 8에 도시된 트럭에서는 제어 장치(11)에는 발신 장치(31)를 접속하여 두고, 제어 장치(11)의 메모리(11m)에 격납(格納)되어 있는 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터[시프트 업 시의 엔진 회전수(Nsft), 공회전 시의 액셀러레이터 개도(θk), 엔진 회전수 변화율(Nv)] 및 실연료 소비율을 무선으로 외부의 수신 장치(32)로 송신한다. 이것으로써, 관리자(33)는 수신 장치(32)에서 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터[시프트 업 시의 엔진 회전수(Nsft), 공회전 시의 액셀러레이터 개도(θk), 엔진 회전수 변화율(Nv)] 및 실연료 소비율 데이터를 수신하고, 이것에 의거하여 드라이버 고유의 예측 연비를 얻을 수 있다.

또한, 상기한 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터는 상기 실시 형태로 예시된 것에 한정되는 것은 아니고, 클러치를 밟고 있는 시간이나 반 클러치 상태의 시간 등, 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터이면, 본 발명에 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는 도 3에 도시된 바와 같이 연료 소비율을 인쇄 장치(12)로부터 프린트 아웃하도록 하였지만, 기록 매체에 출력하도록 해도 좋다.

청구항 1 및 2에 기재된 발명에 의하면 도로의 혼잡 상황 등과 상관이 적은 드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터에 의거하여 차량의 연료 소비율을 예측하도록 하였으므로, 도로의 혼잡 상황 등 드라이버의 운전 조작과 상관이 적은 사상(事象)에 의한 영향을 제외하여 드라이버 고유의 운전을 연비 좋고 나쁨의 관점으로부터 평가할 수 있다.

청구항 3 또는 4에 기재된 발명에 의하면 연비 예측 모델이 예측한 상기 차량의 연료 소비율을 리포트 출력 또는 디스플레이 표시하도록 했으므로, 드라이버 의 운전 조작에 의한 고유의 연료 소비율을 시인할 수 있다.

Claims

드라이버의 운전 방법에 의해 변동하는 파라미터를 입력으로하여 차량의 연료 소비율을 예측하는 연비 예측 모델; 및

상기 연비 예측 모델이 예측한 상기 차량의 연비 소비율을 출력하는 출력 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 연료 소비율 예측 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 파라미터는 적어도 상기 차량이 시프트 업되었을 때의 상기 차량 엔진 회전수와, 상기 차량을 공회전할 때의 액셀러레이터 개도와, 상기 차량 엔진 회전수 변화율을 포함하고;

상기 연비 예측 모델은 적어도 상기 엔진 회전수, 상기 액셀러레이터 개도, 상기 엔진 회전수 변화율을 입력으로하여 상기 차량의 연료 소비율을 예측하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 소비율 예측 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 출력 수단은 상기 연비 예측 모델이 예측한 상기 차량의 연료 소비율을 상기 차량에 설치된 인쇄 장치에 의해 리포트 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 소비율 예측 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 출력 수단은 상기 연비 예측 모델이 예측한 상기 차량의 연료 소비율을 상기 차량에 설치된 디스플레이 장치에 의해 표시하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 소비율 예측 장치.