JP2017039330A - 省エネルギー運転実行評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両ドライバーの省エネルギー運転実行状態の評価あるいは省エネルギー運転実行への動機付けのための有効な評価指標とその利用方法の提案。【解決手段】車両走行区間を車両走行開始点から終了点までの複数の単位走行区間Ｓiに分割し、前記単位走行区間Ｓi内走行距離Ｄiに対して前記単位走行区間Ｓi内惰性走行距離Ｄii 、制動走行距離Ｄbi とした時、Ｅc ＝Σ（Ｄii ＋Ｄbi） ／ΣＤiをもって省エネルギー走行評価指数とする。但し、単位走行区間Ｓi内での惰性走行中速度ｖ1i（但し ｖbi ＜ｖ1i ＜ｖci ）において新たに移行した加速走行、定速走行およびその後の速度ｖ1i に至る惰性走行による走行距離Ｄ11i は惰性走行距離Dii には含めない。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の省エネルギー運転実行を自動車およびその走行環境の実態に合わせて簡易にかつ効果的に評価することを可能にする省エネルギー運転実行評価指標およびその有効な活用方法に関する。

自動車の省エネルギー運転方法については、省エネルギーセンターから「エコドライブ10のすすめ」（非特許文献1）が公的な省エネルギー運転方法として推奨され、運輸関連業界、地方自治体等でそれが積極的に推奨・実施されている。
しかし上記省エネルギー運転方法については、走行中の車両の有している運動エネルギーの有効利用という最も効果的な視点が欠けているという大きな問題がある。

自動車の省エネルギー運転の最大のポイントは、自動車が加速走行によって獲得した運
動エネルギーを如何に、減速時に走行抵抗に対抗しての走行エネルギーとして、有効活用するかである。このためには減速時上記運動エネルギーを制動、特に摩擦制動、によって浪費しない走行、即ち停止点に向けての減速走行を惰性走行あるいは惰性走行に準じた走行で行う必要がある。
ここで、惰性走行とは、車両の安全走行上あるいは車両動作の信頼性上の支障をきたさない範囲内で、エンジン、モータ等の車両駆動体の駆動力発生動作を停止・低減するとともに、エンジン、モータ等の車両駆動体と駆動輪との接続を停止・低減して、車両の有する運動エネルギーの駆動輪負荷となるエンジン、モータ等車両駆動体への伝達を停止・低減する、ことによって車両の有している運動エネルギーを車両走行に効果的に利用しての車両の減速走行状態をいう。

但し、走行状態として上記の如く厳密な惰性走行状態になくとも、例えばガソリンエンジン４速ＭＴ車において、４速走行時のアクセルオフ操作のみ、即ち駆動輪−エンジン間の接続を遮断するためのクラッチオフを行わない、状態を擬似的な惰性走行（準惰性走行）とすることもできる。

惰性走行の効果的あるいはその比較的簡易な実行方法については、特許文献１あるいは特許文献２で示されている如く、車両の停止予定地点から惰性走行可能距離上流地点を惰性走行開始可能地点として特定し、車両がその地点に到達した時点で惰性走行を開始し、その後惰性走行下限速度に到達した時点で惰性走行から制動走行に移行してその後は制動走行で停止予定地点に到達停止する。

上記方法により、惰性走行開始可能地点から停止予定点に向けての惰性走行は可能となるが、問題は上記の如く停止予定地点上流の惰性走行可能距離地点（この地点は停止予定地点から最大５００ｍ以上上流地点となる可能性もある）から減速走行である惰性走行を開始しなければならないことである。
通常の走行状態からの惰性走行への移行を上記惰性走行開始地点の検知時点で自動的に行うことができるように車両が自動惰性走行移行機能を有していれば問題ないが、上記自動惰性走行移行機能を有していない既存の車両においては、惰性走行開始を、停止予定点より惰性走行可能距離上流地点においてドライバーが手動操作によって行わなければならず、これは、一般市街地での惰性走行によって最大３０％以上の省エネ・排出ガス削減効果が期待できるとはいえ、ドライバーにはかなりの運転負荷となる。

特開２０１１−４６２７２ 特開２０１３−１７７１２６

ECCJ省エネルギーセンター「エコドライブ１０のすすめ」

本願発明はドライバーへ惰性走行実行による省エネ効果・地球温暖化ガス排出量削減効果を強く認識させることによって惰性走行実行に際してのドライバーの精神的負荷を軽減させ、惰性走行実行への強い動機付けを行うことができ、併せて、タクシー業者・運輸業者等の運転管理者が管理下にあるドライバーの省エネ運転実行状況を正確に管理することができる、省エネルギー走行実施評価指標およびこれを使用しての省エネルギー運転評価方法を提案しようとするものである。

本願発明の基本的考え方を図１、図２、図３を用いて説明する。
車両走行区間を車両走行開始点から終了点までの複数の単位走行区間Ｓi（i＝１、２、３、・・・）に分割する。
但し、前記単位走行区間Ｓi には車両走行終了点以外には車両停止予定点は含まれていない、従って、単位走行区間Ｓi内において車両走行終了点以外への減速走行は原則として行われない、ものとする。

図１に単位走行区間Ｓi における車両走行の典型的一例を示す。
前記単位走行区間Ｓiの走行距離Ｄiは、
（数１）
Ｄi ＝Ｄai ＋Ｄci ＋Ｄii ＋Ｄbi
である。
ここで、
Ｄai ：単位走行区間Ｓi 内（速度ｖci への）加速走行距離、
Ｄci ：単位走行区間Ｓi 内定速（速度ｖci ）走行距離、
Ｄii ：単位走行区間Ｓi 内（速度ｖci から速度vbi への）惰性走行距離、
Ｄbi ：単位走行区間Ｓi 内（速度ｖbi から速度０への）制動走行距離
である。

上記単位走行区間Ｓiの走行距離Ｄiに対して惰性走行距離Ｄiiとの比Ｅci 、
（数２）
Ｅci ＝Ｄii ／Ｄi
は、単位走行区間Sｉ走行距離に対する惰性走行距離の比、即ち単位走行区間Sｉ走行に要するエネルギー量に対して惰性走行によって削減されるエネルギー量の比を示す。
したがって始点から終点までの走行区間内全走行距離ΣＤi に対して惰性走行によって削減されるエネルギー量の割合Ｅc は、
（数３）
Ｅc ＝（ΣＤii ）／（ΣＤi ）
となり、これをもって省エネルギー運転評価指数とすることができる。

但し、上記は単位走行区間Ｓi 内 において、（速度ｖci からの）惰性走行開始の後、（新
たな加速走行あるいは定速走行に移行することなく速度vbi からの）制動走行に移行する場合、即ち惰性走行が惰性走行開始点から制動開始点（惰性走行終了点）に向けて行われる場合であるが、例えば図２に示す如く、惰性走行中速度がｖ1i （但し、ｖbi ＜ｖ1i ＜ｖci ）到達時点で加速走行（あるいは定速走行）に移行して後速度ｖ1i で再度惰性走行に復帰するような場合は、この間（即ち惰性走行中の加速走行あるいは定速走行移行後再度惰性走行に移行して速度ｖ1i に到達するまでの間）の走行距離（図２においては走行距離Ｄ11i ）は、前記（数２）に示す惰性走行距離Ｄiiには含めない。

即ち、図２における惰性走行距離Ｄii’ は、惰性走行開始後制動走行開始時点までの走行距離（Ｄi1i ＋Ｄ11i ＋Ｄibi ）ではなく、（数４）に示す如くとする。
（数４）
Ｄii’ ＝（Ｄi1i ＋Ｄibi ）
とする。
従って、この場合の単位走行区間Ｓi 走行距離Ｄi’ は（数５）で示されることから、
単位走行区間Sｉ内走行に要するエネルギー量に対する惰性走行よって削減されるエネル
ギー量の割合Eci’ は（数６）で示されることになる。
（数５）
Ｄi’ ＝Ｄai ＋Ｄci ＋Ｄii’ ＋Ｄ11i＋Ｄbi
（数６）
Ｅci’ ＝Ｄii’ ／Ｄi’

この理由は、図２における速度ｖci からの惰性走行中、速度ｖ1i で加速走行開始して後、
速度ｖ2iで再度惰性走行に移行して速度ｖ1i に達するまでの間の走行距離Ｄ11iは、当初の速度ｖciでの惰性走行移行時に車両の有していた運動エネルギーを消費しての走行ではなく、速度ｖ1i 時点で移行した加速走行および前記加速走行によって新たに獲得した運動エネルギー分消費による惰性走行距離分（従って、走行距離Ｄ11i は、速度｛（ｖ1i ＋ｖ2i）｝／２での定速走行距離に相当）だからである。
従って単位走行区間内での惰性走行中図２に示すごとき更なる加速走行、定速走行、惰性走行を繰り返しても、こでによる省エネルギー効果の向上は得られないことになる。

上記より、ドライバーは、評価指数Ｅci 、Ｅci’ あるいはＥc が所定の値以上になるように省エネルギーに有効な惰性走行による減速を行なわなければならない。
また、運転管理者は上記Ｅci値、Ｅci’値、あるいはＥc値、をもってドライバーの省エネルギー運転評価指標とし、所定の指標値を確保しているドライバーには相応の評価を行うとともに、省エネルギー走行継続の動機付けを行い、指標値への到達度不足のドライバーには一層の省エネルギー運転実行の働きかけを行う。

上記省エネルギー走行評価方法は主として市街地走行時の惰性走行による目標停止点へ
の省エネルギー減速方法に関してであるが、車両専用道等走行中の停止頻度が少ない場合の省エネルギー走行評価指標として、走行抵抗低減走行、言い換えればあらかじめ設定した走行速度ｖs以下での走行による空気抵抗低減運転への動機付けのための省エネルギー運転評価指標が可能である。

即ち、図３に示す如く、車両専用道等における走行速度最大値ｖs を設定し、前記設定値ｖs以下での走行への動機付けの評価指標としてＥv を（数６）の如く設定する。
（数６）
Ｅv ＝（ΣＬi ）／Ｌ
ここで
Ｌ：車両走行区間走行距離
ΣＬi：車両走行区間内での速度ｖs 以下での走行距離総和
である。

車両の停止頻度が少ない高速道路等の車両専用道において、上記の如く評価指標Ｅvを設
定することにより、設定速度以下の走行速度走行による走行抵抗（空気抵抗）の低減、即ち省エネルギー走行実行の動機付けのための指標とすることができる。

本願発明によってドライバーは惰性走行あるいは空気抵抗低減走行実施による省エネル
ギー走行効果を評価指標ＥcあるいはＥvで示されることにより、自己の省エネルギー運転
のさらなる徹底、即ち一般市街地走行時の目標停止点に向けての惰性走行による減速走行、
あるいは車両専用道における空気抵抗低減走行、実行への動機付けが得られると同時に車
両運行を業とするタクシーあるいは運送事業等の運転管理者は、指標ＥcあるいはＥvによ
って管理下のドライバーの省エネルギー運転・地球温暖化ガス削減運転状況の定量的管理
が可能になり、事業を通しての社会貢献度向上という大きな観点からの有効な業務管理が
可能となる。

本願発明による省エネルギー走行評価指標説明図 その１ 本願発明による省エネルギー走行評価指標説明図 その２ 本願発明による省エネルギー走行評価指標説明図 その３

本願発明を実施するためには、下記省エネルギー減速走行支援機能に省エネルギー運転評価指標算出機能を付加する必要がある。
省エネルギー減速走行支援機能は、例えば下記各種機能で構成する。
・位置特定機能、時計機能、速度特定機能、を有し、
・車両の現在位置情報と車両の次に停止すべき目標地点位置情報とから算出される現地点−目標地点間距離Ｄの算出機能、
・上記速度特定機能と時計機能で特定された速度変化量と時間変化量の比から車両の惰性走行減速度αi の計測・記憶機能、
・前記計測された惰性走行減速度αi と、惰性走行開始時の車両速度ｖc、惰性走行下限速度ｖmin、からの惰性走行可能距離Ｄiの算出機能、
・上記算出された現地点−目標地点間距離Ｄと惰性走行可能距離Ｄi とから、車両の惰性走行開始可能地点を特定し、ドライバーに通報する機能。

一方、省エネルギー運転評価指標算出機能は、
・省エネルギー運転評価指標ＥcあるいはＥv算出のための走行区間特定機能、
・単位走行区間省エネルギー走行評価指標Ｅci 算出に必要な単位走行区間特定機能、
・走行区間距離計測機能
・単位走行区間内における各実走行距離（加速走行距離、定速走行距離、惰性走行距離、制動走行距離、あるいは設定速度ｖs以下走行距離等）計測・算出機能、
・単位走行区間ごとの評価指標Ｅci 、および走行区間の評価指標Ｅc、Ｅv算出機能、
で構成する。

従って、上記省エネルギー減速走行支援機能および省エネルギー運転評価指標算出機能を有する本願発明の具体的構成方法としては、従来のカーナビゲーション装置あるいはスマートフォン等のカーナビゲーションアプリに上記機能（中の不足機能分）を付加した構成とすることが最も簡易で有効である。

上記の如く従来のカーナビゲーション装置あるいはスマートフォン等のカーナビアプリ、に最小限の必要機能を付加することによって実現可能な本願発明による省エネルギー運転評価指標を用いた省エネルギー運転評価方法によって、ドライバーあるいは車両運行管理者は、ドライバーの省エネルギー運転実行への強い動機付けあるいは省エネルギー運転実行に対する定量的で正確な評価を行うことができ、自動車の省エネルギー・地球温暖化ガス削減走行に大きな効果を得ることができる。

図１、図２、図３において、
ｖci ：単位走行領域Ｓi内における定速走行速度・惰性走行開始速度、
ｖbi ：単位走行領域Ｓi内における惰性走行終了速度・制動走行開始速度、
ｖ1i ：単位走行領域Ｓi内における惰性走行開始後の加速あるいは定速走行開始速度、
ｖ2i ：単位走行領域Ｓi内における惰性走行開始後の加速走行終了速度・惰性走行開始速度、
Ｄi ：単位走行領域Ｓi走行距離、
Ｄai ：単位走行領域Ｓi内における加速走行距離、
Ｄci ：単位走行領域Ｓi内における定速走行距離、
Ｄii ：単位走行領域Ｓi内における惰性走行距離、
Ｄbi ：単位走行領域Ｓi内における制動走行距離、
Ｄi1i ：単位走行領域Ｓi内における惰性走行開始から、再度の加速あるいは定速走行開始までの走行距離、
Ｄ11i ：単位走行領域Ｓi内における惰性走行開始から、再度の加速あるいは定速走行開始速度ｖ1i からその後の加速・定速・惰性走行による速度ｖ1i に復帰まで、の走行距離、
Ｄibi ：単位走行領域Ｓi内における走行速度ｖ1i 復帰から制動開始速度までの走行距離、
ｖs ：設定された走行速度最大値
Ｌi （但しi ＝１、２、３）：速度ｖs 以下での走行距離
Ｌ：走行区間距離
Ｅci ：単位走行領域Ｓiにおける省エネルギー運転評価指標
Ｅci’ ：単位走行領域Ｓi’ における省エネルギー運転評価指標（惰性走行中再度の加速あるいは定速走行が発生した場合）
Ｅv ：走行区間内での走行距離と設定速度ｖs 以下での走行距離の対比による省エネルギー運転評価指標

Claims (3)

1. 車両走行区間を車両走行開始点から次の停止点である車両走行終了点までの複数の単位走行区間Ｓi（i ：１、２、３、・・・）に分割し、前記単位走行区間Ｓi内走行距離Ｄiと前記単位走行区間Ｓi内惰性走行距離Ｄii の対比、
   Ｅc ＝（ΣＤii ） ／（ΣＤi ）
   をもって省エネルギー運転評価指数とすることを特徴とする省エネルギー運転評価方法。
2. 単位走行区間Ｓi内において惰性走行開始後、速度ｖ1i （但し ｖbi ＜ｖ1i ＜ｖci ）に
   おいて移行した加速走行、定速走行、およびその後の速度ｖ1i に至る惰性走行を含む減速
   走行、による走行距離Ｄ11i は、省エネルギー運転評価指標算出のための惰性走行距離Dii
   に含めないことを特徴とする請求項１記載の省エネルギー運転評価方法。
3. 車両走行区間内全走行距離Ｌに対する、あらかじめ設定した走行速度設定値ｖs以下での
   走行距離総和 ΣＬj の比
   Ｅv ＝（ΣＬj ） ／Ｌ
   をもって 車両専用道等における省エネルギー運転評価指標とすることを特徴とする省エネルギー運転評価方法。