(57)【要約】【課題】走行負荷、走行速度、空調エネルギーの変化による経済運転速度の変化に基づき、車両の燃費を減らし、運転者の経済的な運転を誘導する車両の経済運転案内システムを提供することを目的とする。  【解決手段】車両の転がり摩擦、空気抵抗、及び路面勾配に基づく走行抵抗を算出し、空調装置で消耗される空調エネルギーを算出し、走行抵抗と空調エネルギーとに基づく経済運転速度に関するデータマップを備え、走行抵抗と空調エネルギーとを入力して現在の車両状態での最適化された経済運転速度を連続的に出力する制御部と、最適化された経済運転速度を運行者に表示する表示部と、を備える車両の経済運転案内システムを特徴とする。【選択図】図３
2013116723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の転がり摩擦、空気抵抗、及び路面勾配に基づく走行抵抗を算出し、空調装置で消耗される空調エネルギーを算出し、前記走行抵抗と前記空調エネルギーとに基づく経済運転速度に関するデータマップを備え、前記走行抵抗と前記空調エネルギーとを入力して現在の車両状態での最適化された経済運転速度を連続的に出力する制御部と、
前記最適化された経済運転速度を運行者に表示する表示部と、を有することを特徴とする車両の経済運転案内システム。
【請求項２】
前記転がり摩擦による走行抵抗は、車両ホイールの摩擦系数と車両重量値によって算出されることを特徴とする請求項１に記載の車両の経済運転案内システム。
【請求項３】
前記空気抵抗による走行抵抗は、車両の空気抵抗係数、前面投影面積、及び現在の車速によって算出されることを特徴とする請求項１に記載の車両の経済運転案内システム。
【請求項４】
前記路面勾配による走行抵抗は、車両重量値と路面の傾きとによって算出されることを特徴とする請求項１に記載の車両の経済運転案内システム。
【請求項５】
前記空調エネルギーは、空調装置の目標温度によって変動する値として、データマップ化して保存されることを特徴とする請求項１に記載の車両の経済運転案内システム。
【請求項６】
前記制御部は、現在の車両の供給エネルギーと、前記走行抵抗及び前記空調エネルギーを合計した消耗エネルギーと、を対比してエネルギー効率を算出し、前記表示部は前記制御部で導出された前記最適化された経済運転速度と前記エネルギー効率とを同一画面に表示することを特徴とする請求項１に記載の車両の経済運転案内システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の経済運転案内システムに係り、より詳しくは、走行負荷、空調エネルギー、及び走行速度の変化による経済速度の変化に基づき、経済的な運転を誘導するための車両の経済運転案内システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等の場合には電池エネルギー密度（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）に限界がある。すなわち、電気自動車の走行距離は既存の内燃機関で走行する自動車の走行距離に比べ約２６％の水準であり、走行距離においては電気自動車等は内燃機関で走行する自動車対して絶対的な劣勢にあるのが現実である。
【０００３】
一方、電気自動車のエネルギー消耗特性は、エネルギー効率が一般車に比べて高いが、全体のエネルギー消耗量のうち車両駆動エネルギーに対する空調に消耗されるエネルギーの比率が相対的に大きい、という特徴がある。
【０００４】
電気モーターの特性上、使用されるエネルギーは、速度上昇につれて大くなるが、一定の距離を走行するのに要する時間は短縮される。また、一定の距離を、空調装置を同一出力で使用しながら異なった速度で走行する場合には、総消耗エネルギーが異なる。これにより走行負荷、走行速度、空調エネルギーの変化による経済速度の変化が発生する。
【０００５】
また電気自動車は、内燃機関で走行する自動車に比べて走行距離が短く、全体エネルギー消耗量のうち駆動エネルギーに対する空調エネルギーの比率が大きいため、走行速度に基づく燃費の偏差が大きい。
【０００６】
既存の車両のエコガイド（Ｅｃｏ  Ｇｕｉｄｅ）は、急加速の最小化、空調負荷消耗量の最小化等を観点とするエコガイドであり（例えば特許文献１を参照）、穏やかな運転及び空調エネルギーの最小化による燃費抑制効果を誘導するのみであって、走行負荷、走行速度、及び空調エネルギーの変化に基づく経済速度を直感的に知ることができないという問題がある。
【０００７】
既存車両のエコガイドは、駆動エネルギー（走行負荷、走行速度）に比較して空調エネルギーの消耗量の大きい電気自動車の経済運転ガイドとしては不足なのが現実である。
【０００８】
このような問題は単に電気自動車にだけ限られるものではなく、モーターを利用するハイブリッド自動車、ないし既存の内燃機関車にも同一の問題として指摘されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−９３５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであって、走行負荷、走行速度、空調エネルギーの変化による経済運転速度の変化に基づき、車両の燃費を減らし、運転者の経済的な運転を誘導する車両の経済運転案内システムを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明による車両の経済運転案内システムは、車両の転がり摩擦、空気抵抗、及び路面勾配に基づく走行抵抗を算出し、空調装置で消耗される空調エネルギーを算出し、走行抵抗と空調エネルギーとに基づく経済運転速度に関するデータマップを備え、走行抵抗と空調エネルギーとを入力して現在の車両状態での最適化された経済運転速度を連続的に出力する制御部と、最適化された経済運転速度を運行者に表示する表示部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、転がり摩擦による走行抵抗が車両ホイールの摩擦系数と車両重量値によって算出され、空気抵抗による走行抵抗が車両の空気抵抗係数、前面投影面積、及び現在の車速によって算出され、路面勾配による走行抵抗が車両重量値と路面の傾きとによって算出され、空調エネルギーが、空調装置の目標温度によって変動する値として、データマップ化して保存されることを特徴とする。
【００１３】
更に本発明は、制御部が現在の車両の供給エネルギーと、走行抵抗及び空調エネルギーを合計した消耗エネルギーと、を対比してエネルギー効率を算出し、表示部が、制御部で導出された最適化された経済運転速度とエネルギー効率とを同一画面に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上述したような構造からなる本発明の車両の経済運転案内システムは、既存のエコガイドに比べて、運転者の操作のエネルギー効率と、経済運転速度と、を同時に表示して誘導機能を強化することができる。また、最適化された経済車速の提供によって、車両の公称燃費と実際燃費との偏差を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例による車両の経済運転案内システムの経済運転速度を導出するためのデータマップの例であって、入力エネルギーと車速に対する走行抵抗の変化を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施例による車両の経済運転案内システムの経済運転速度を導出するためのデータマップの例であって、空調装置の目標温度と車速に対する空調エネルギーの変化を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施例による車両の経済運転案内システムの表示部に表示されるグラフィックを示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の車両の経済運転案内システムは、車両の転がり摩擦、空気抵抗、及び路面勾配に基づく車両の走行抵抗を算出し、空調装置で消耗される空調エネルギーを算出し、走行抵抗と空調エネルギーとに基づく経済運転速度に関するデータマップを備え、走行抵抗と空調エネルギーとを入力して現在の車両状態での最適化された経済運転速度を連続的に出力する制御部と、最適化された経済運転速度を運転者に表示する表示部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
制御部は、車両の各種センサーからデータを取得し演算を遂行して表示部に表示する情報を出力する。
【００１８】
制御部は、最適化された経済運転速度を導出するための指標として、走行抵抗と空調エネルギーとを利用する。
表示部は、車両の内外部に設けられ、車両のクラスタ、ディスプレイ部、又は運転者のモバイル機器を通じて表示部の役割を遂行する。
【００１９】
以下に、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例による車両の経済運転案内システムを詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施例による車両の経済運転案内システムの経済運転速度を導出するためのデータマップの例であって、入力エネルギーと車速に対する走行抵抗の変化を示すグラフである。図１の右側部分に示した凡例は、モーター又は駆動部を通じて入力される入力エネルギーを示し、それぞれの入力エネルギーに対する走行抵抗による消耗エネルギーが車速によって変化する様子を示す。
【００２０】
図２は、本発明の一実施例による車両の経済運転案内システムの経済運転速度を導出するためのデータマップの例であって、空調装置の目標温度と車速に対する空調エネルギーの変化を示すグラフである。図２の右側の凡例は空調装置の目標温度を示し、目標温度が同一であっても車速によって空調エネルギーは異なって要求されることを示す。
【００２１】
このような試験例を総合すると、最小のエネルギー消耗を示す最適化された経済運転速度を導き出すことができる。このような点を考慮して最適化された経済運転速度を設定し、これを運転者に提示することにより、運転者が直観的に最適化された経済運転速度に従うように誘導し、これによって経済運転をより容易に案内する。
【００２２】
このような構成は、空調エネルギーの負荷が相対的に大きい電気自動車の場合、特に有利な効果を得るものであり、より実際値に近い最適化された経済運転速度を得ることができる。
【００２３】
車両の転がり摩擦による走行抵抗は、車両ホイールの摩擦系数と車両重量値とによって算出することができる。
転がり摩擦力は下記数１によって算出することができる。
【００２４】
【数１】
2013116723.tif 000003
【００２５】
車両の空気抵抗による走行抵抗は、車両の空気抵抗係数と前面投影面積及び現在車速によって算出することができる。
空気抵抗力は下記数２によって算出される。
【００２６】
【数２】
2013116723.tif 000004
【００２７】
また、車両の路面勾配による走行抵抗は、車両重量値と路面の傾きによって算出される。
路面勾配による走行抵抗は、下記数３のように表現される。
【００２８】
【数３】
2013116723.tif 000005
【００２９】
そして、空調エネルギーは、空調装置の目標温度によって変動する値として図２のようなデータマップとして保存することができる。
走行抵抗と空調エネルギーの合計により最適化された経済運転速度は、相互の連関性を通じて３次元グラフ等で表示することにより、一つの経済運転速度として導出できるようにデータマップとして保存することも可能である。
【００３０】
制御部は、現在の車両の供給エネルギーに対する走行抵抗と空調エネルギーとを合わせた消耗エネルギーが占める比重を基礎としてエネルギー効率を出力し、表示部は制御部で出力された経済運転速度とエネルギー効率を同一画面に表示することが望ましい。
【００３１】
図３は本発明の一実施例による車両の経済運転案内システムの表示部に表示されるグラフィックを示した図面である。クラスタの中央には最適化された経済運転速度をリアルタイムで計算して表示することにより運転者が持続的に最適の運転点を探すことができるように案内し、同時にクラスタの左側にエネルギー効率を表示することによって、最適化された経済運転速度に従うことによってエネルギー効率が高くなることを視覚的に知らせる。
【００３２】
一方、ハイブリッド車又は電気自動車の場合には、回生制動エネルギーと駆動エネルギーとを合わせて示すことで、更に立体的に車両のエネルギー効率を表示することもできる。
【００３３】
上述したような構成を有する本発明の車両の経済運転案内システムは、既存のエコガイドに比較すると、運転者の操作と経済運転速度とを同時に表示することによって、運転者のへ誘導機能を強化することができる。また、最適化された経済運転車速のガイド提供によって車両の燃費偏差を減らすことができる。
【００３４】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【図１】
2013116723.tif 000006
【図２】
2013116723.tif 000007
【図３】
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