(57)【要約】  燃費推定装置（１００）は、係数取得部（１０１）によって、エンジンが可動した状態における車両の停止時における燃料消費量に基づく係数を第一燃料消費情報ｋ1として取得し、車両の加速時における消費燃料に基づく係数を第二燃料消費情報ｋ2として取得し、車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数を第三燃料消費情報ｋ3として取得する。変数取得部（１０２）は、車両の走行時における速度および加速度を、第二燃料消費情報および第三燃料消費情報に関する変数として取得する。燃費推定部（１０４）は、取得された係数、速度および加速度に基づいて、単一の燃料推定式を用いることにより車両の燃料消費量を推定する。
2010113246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが可動した状態における車両の停止時に関する第一燃料消費情報と、前記車両の加速時に関する第二燃料消費情報と、前記車両の走行時に生じる抵抗に関する第三燃料消費情報と、のみからなる単一の燃料推定式に基づいて、前記車両の走行時における単位時間当たりの燃料消費量を推定することを特徴とする燃費推定装置。
【請求項２】
エンジンが可動した状態における前記車両の停止時における燃料消費量に基づく係数を前記第一燃料消費情報として取得し、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数を前記第二燃料消費情報として取得し、前記車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数を前記第三燃料消費情報として取得する係数取得手段と、
前記車両の走行時における速度および加速度を、前記第二燃料消費情報および前記第三燃料消費情報に関する変数として取得する変数取得手段と、
取得された前記係数、前記速度および前記加速度に基づいて、前記単一の燃料推定式を用いることにより前記車両の燃料消費量を推定する燃費推定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の燃費推定装置。
【請求項３】
前記車両が走行する道路の勾配情報を取得する勾配情報取得手段を備え、
前記燃費推定手段は、前記勾配情報取得手段によって取得された前記勾配情報を前記単一の燃料推定式に組み込んで前記車両の燃料消費量を推定することを特徴とする請求項２に記載の燃費推定装置。
【請求項４】
前記燃費推定手段は、前記単一の燃料推定式として下記式（１）に基づいて前記車両の燃料消費量を推定することを特徴とする請求項３に記載の燃費推定装置。
【数１】
2010113246.tif 000007
【請求項５】
エンジンが可動した状態における前記車両の停止時時における燃料消費量に基づく係数と、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数と、前記車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数と、が記録されたデータベースを備え、
前記係数取得手段は、前記データベースからそれぞれの前記係数を読み出すことを特徴とする請求項２に記載の燃費推定装置。
【請求項６】
前記データベースは、前記係数を車種別に記録しており、
前記係数取得手段は、前記車両の車種に適合する前記係数を取得することを特徴とする請求項５に記載の燃費推定装置。
【請求項７】
前記データベースは、前記係数を排気量および車重別に記録しており、
前記係数取得手段は、前記車両の排気量および車重に適合する前記係数を取得することを特徴とする請求項５に記載の燃費推定装置。
【請求項８】
前記データベースは、前記係数をモード燃費別に記録しており、
前記係数取得手段は、前記車両の概算燃費に適合する前記係数を取得することを特徴とする請求項５に記載の燃費推定装置。
【請求項９】
前記車両の走行時における実際の燃料消費量（以下、「実燃費量」という）情報を取得する実燃費量情報取得手段と、
前記実燃費量情報取得手段によって取得された前記実燃費量情報に基づいて、前記単一の燃料推定式を補正する補正手段と、を備え、
前記燃費推定手段は、前記補正手段によって補正された前記単一の燃料推定式を用いて前記燃料消費量を推定することを特徴とする請求項２に記載の燃費推定装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記燃費推定手段によって推定された前記燃料消費量と前記実燃費量との比較値と、前記走行時における前記車両の走行状態と、に基づいて前記単一の燃料推定式を補正することを特徴とする請求項９に記載の燃費推定装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、前記燃費推定手段によって推定された前記燃料消費量と前記実燃費量との比較値と、前記車両が走行した道路の種別と、に基づいて前記単一の燃料推定式を補正することを特徴とする請求項９に記載の燃費推定装置。
【請求項１２】
車両の燃費を推定する燃費推定装置であって、
エンジンが可動した状態における前記車両の停止時における消費燃料に基づく係数ｋ1、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数ｋ2、および前記車両の空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数ｋ3をあらかじめ格納する保持手段と、
前記車両の車速を検知する検知手段と、
前記保持手段に格納された前記係数ｋ1、ｋ2、ｋ3、および前記検知手段によって検知された前記車両の車速を用いて、下記式（２）により瞬間燃費推定量fcを算出する瞬間燃費推定手段と、
を備えることを特徴とする燃費推定装置。
瞬間燃費推定量ｆｃ（ｘ）＝ｋ1＋ｋ2・ｆ1（ｘ）＋ｋ3・ｆ2（ｘ）・・・（２）
ここで、
ｆ1（ｘ）：前記車両の車速および加速度をパラメータとする所定の関数
ｆ2（ｘ）：前記車両の車速をパラメータとする所定の関数
【請求項１３】
エンジンが可動した状態における車両の停止時に関する第一燃料消費情報と、前記車両の加速時に関する第二燃料消費情報と、前記車両の走行時に生じる抵抗に関する第三燃料消費情報と、のみからなる単一の燃料推定式に基づいて、前記車両の走行時における単位時間当たりの燃料消費量を推定することを特徴とする燃費推定方法。
【請求項１４】
エンジンが可動した状態における前記車両の停止時における燃料消費量に基づく係数を前記第一燃料消費情報として取得し、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数を前記第二燃料消費情報として取得し、前記車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数を前記第三燃料消費情報として取得する係数取得工程と、
前記車両の走行時における速度および加速度を、前記第二燃料消費情報および前記第三燃料消費情報に関する変数として取得する変数取得工程と、
取得された前記係数、前記速度および前記加速度に基づいて、前記単一の燃料推定式を用いることにより前記車両の燃料消費量を推定する燃費推定工程と、
を含んだことを特徴とする請求項１３に記載の燃費推定方法。
【請求項１５】
前記燃費推定工程では、前記単一の燃料推定式として下記式（３）に基づいて前記車両の燃料消費量を推定することを特徴とする請求項１３に記載の燃費推定方法。
【数２】
2010113246.tif 000008
【請求項１６】
下記式（４）に車両の実走行データを代入し、重回帰分析してｋ1〜ｋ5を算出する分析工程と、
前記分析工程で算出されたｋ3〜ｋ5を用いて、上記式（３）のａ1およびａ2を算出する算出工程と、
を含んだことを特徴とする請求項１５に記載の燃費推定方法。
【数３】
2010113246.tif 000009
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の燃費推定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする燃費推定プログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の燃費推定プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータに読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の燃料消費量を推定する燃費推定装置、燃費推定方法、および燃費推定プログラムおよび記録媒体に関する。ただし、この発明の利用は、上述した燃費推定装置、燃費推定方法、および燃費推定プログラムおよび記録媒体に限られない。
【背景技術】
【０００２】
従来、実走行時における車両の燃料消費量を推定するため、様々な方法が考案されている（たとえば、下記非特許文献１参照）。下記非特許文献１では、車両の実走行時における燃料消費量を決めるに際して、走行区間をモデル化して、それぞれの区間に独立の計算式を導出している。そしてこれらの式を用いて、次のような回帰式を用いることによって、燃料消費量を推定している。
加速時：  ＦＣ＝０．５１１９×ａ＋０．２８５８
定常時：  ＦＣ＝０．００２５９×Ｖ２＋０．１８０８
減速時：  ＦＣ＝０．２０６１×ａ＋０．２８４８
アイドリング時：  ＦＣ＝０．２５８
ここで、ＦＣは単位時間あたりの燃料消費量（ｃｃ／ｓ）、Ｖは平均速度（ｍ／ｓ）、ａは加速度（ｍ／ｓ２）である。【０００３】
【非特許文献１】中島ひろ子他４名著、「実走行における燃料消費量の推定」、社団法人自動車技術会学術講演会前刷集Ｎｏ．１０８−９９、１９９９年１０月発行、ｐ．１３〜１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、燃料消費量の推定には、各種の要因をパラメータ化した回帰式が用いられるが、係数の数とパラメータの数とを適切な数にする必要がある。特に、車両の燃料消費量を推定するにあたって車両の走行に関する上記各種の要因（車両の速度など）をパラメータとして採用する場合、これらのパラメータ間に相関性が少なからず出てきてしまい、比較的多くの係数を回帰式に用いることは困難となる。【０００５】
このため、上述した従来技術においては、推定した燃料消費量と実際の燃料消費量との誤差が大きいという問題点が一例として挙げられる。すなわち、上述した従来技術においては、平均速度と加速度だけをパラメータとしており、パラメータの数は少ないものの、求めるべき係数は比較的多くなっており、演算結果の精度が保てないおそれがある。【０００６】
一方で、パラメータ数を増加させれば求められる係数の精度は確保しやすくなるが、回帰式中のパラメータ数が多すぎると演算結果が安定しない。このように、実走行時の状況に近く、かつ簡易な回帰式を用いて燃料消費量を精度良く推定するためには、適切なパラメータ数と係数の数との両立が不可欠であるという問題点が一例として挙げられる。【０００７】
また、従来技術においては、燃料消費量を推定する走行区間を、車両の走行状態によって複数の区間に分けて回帰式をそれぞれ適用しているが、実走行時においては加速や減速は短期間で様々な変化をする。このため、上記のモデルは、実走行時にそのまま適用できるとは限らないという問題点が一例として挙げられる。【０００８】
また、従来技術においては、回帰式で求まる係数が一種類のみ開示されているが、この係数が他の車種にも最適なものとは必ずしも言えない。したがって、上記回帰式をそのまま他の車種に適用した場合、車種によっては推定した燃料消費量と実際の燃料消費量との誤差が大きくなってしまうおそれがあるという問題点が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる燃費推定装置は、エンジンが可動した状態における車両の停止時に関する第一燃料消費情報と、前記車両の加速時に関する第二燃料消費情報と、前記車両の走行時に生じる抵抗に関する第三燃料消費情報と、のみからなる単一の燃料推定式に基づいて、前記車両の走行時における単位時間当たりの燃料消費量を推定する。【００１０】
また、請求項１２の発明にかかる燃費推定装置は、車両の燃費を推定する燃費推定装置であって、エンジンが可動した状態における前記車両の停止時における消費燃料に基づく係数ｋ1、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数ｋ2、および前記車両の空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数ｋ3をあらかじめ格納する保持手段と、前記車両の車速を検知する検知手段と、前記保持手段に格納された前記係数ｋ1、ｋ2、ｋ3、および前記検知手段によって検知された前記車両の車速を用いて、下記式（２）により瞬間燃費推定量ｆｃを算出する瞬間燃費推定手段と、
を備えることを特徴とする燃費推定装置。
瞬間燃費推定量ｆｃ（ｘ）＝ｋ1＋ｋ2・ｆ1（ｘ）＋ｋ3・ｆ2（ｘ）・・・（２）
ここで、ｆ1（ｘ）：前記車両の車速および加速度をパラメータとする所定の関数、ｆ2（ｘ）：前記車両の車速をパラメータとする所定の関数【００１１】
また、請求項１３の発明にかかる燃費推定方法は、車両のアイドリング時に関する第一燃料消費情報と、前記車両の加速時に関する第二燃料消費情報と、前記車両の走行時に生じる抵抗に関する第三燃料消費情報と、のみからなる単一の燃料推定式に基づいて、前記車両の走行時における単位時間当たりの燃料消費量を推定することを特徴とする。【００１２】
また、請求項１７の発明にかかる燃費推定プログラムは、請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の燃費推定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。【００１３】
また、請求項１８の発明にかかる記録媒体は、請求項１７に記載の燃費推定プログラムをコンピュータに読み取り可能な状態で記録したことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態にかかる燃費推定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、燃費推定装置による燃費推定処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、ナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、ナビゲーション装置が保持する係数テーブルを示す説明図である。
【図５】図５は、係数ｋ1と排気量との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、係数ｋ2と車重との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、係数ｋ3と排気量との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、勾配がある道路を走行する車両にかかる加速度を模式的に示した説明図である。
【図９】図９は、ナビゲーション装置による燃費推定処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１５】
１００  燃費推定装置
１０１  係数取得部
１０２  変数取得部
１０３  勾配情報取得部
１０４  燃費推定部
１０５  実燃費量情報取得部
１０６  補正部
１１０  データベース
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる燃費推定装置、燃費推定方法、および燃費推定プログラムおよび記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。【００１７】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる燃費推定装置の機能的構成を示すブロック図である。燃費推定装置１００は、係数取得部１０１、変数取得部１０２、燃費推定部１０４、データベース１１０によって構成され、車両のエンジンが可動した状態における当該車両の停止時に関する第一燃料消費情報と、前記車両の加速時に関する第二燃料消費情報と、前記車両の走行時に生じる抵抗に関する第三燃料消費情報と、のみからなる単一の燃料推定式に基づいて、前記車両の走行時における単位時間当たりの燃料消費量を推定する。【００１８】
ここで「単一の燃料推定式に基づいて」とは、車両の走行区間の状態（アイドリング時や加速時など）に分けてそれぞれに燃料推定式を適用するのではなく、車両の上記状態に関わらず同一の燃料推定式を用いるという意味である。また、「車両のエンジンが可動した状態における当該車両の停止時」とは、いわゆるアイドリング時のことであり、例えばエンジンをかけて発進をする前までの時、信号で停止した時などが含まれる。また、第三燃料消費情報は、別の見方をすれば単位時間当たりの総燃料消費量から第一燃料消費情報および第二燃料消費情報を引いた値でもあり、常速（一定速）時に関する消費燃料に関する情報でもある。【００１９】
なお、燃費推定装置１００は、さらに勾配情報取得部１０３、実燃費量情報取得部１０５、補正部１０６などを適宜備えていてもよい。また、「のみからなる」とは、これらの情報だけに基づく係数および変数を用いて実質的に燃料消費量を推定することを表すものであり、この趣旨を逸脱しない範囲で重要度が相対的に低い他の情報が付加された形態も含むものである。【００２０】
係数取得部１０１は、車両のアイドリング時における燃料消費量に基づく係数を第一燃料消費情報として取得し、車両の加速時における消費燃料に基づく係数を第二燃料消費情報として取得し、車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数を第三燃料消費情報として取得する。ここで、第一燃料消費情報とは、後述する式（１）における係数ｋ1、第二燃料消費情報とは式（１）における係数ｋ2、第三燃料消費情報とは式（１）における係数ｋ3にそれぞれ対応する情報である。【００２１】
係数取得部１０１は、たとえば、それぞれの係数が記録されたデータベース１１０（保持手段）から上記３種類の係数を読み出すことによって係数を取得する。なおデータベース１１０は、燃費推定装置１００の外部に設けられていてもよい。【００２２】
データベース１１０は、上記３種類の係数を、たとえば車種別（同じ車種でも形式によって係数が異なる場合には形式別）に記録する。なお必要に応じて所定の計算式により求めた定数も記録されていてもよい。この場合、係数取得部１０１は、車両の車種に適合する係数を選択して取得する。また、データベース１１０は、それぞれの車種の排気量情報および車重情報を記録しているので、係数取得部１０１は、車両の排気量および車重に適合する係数を選択してもよい。また、データベース１１０は、それぞれの車種のモード燃費情報を記録しているので、係数取得部１０１は、車両のモード燃費に適合する係数を選択してもよい。なお、モード燃費とは、あらかじめ規定された所定の条件下で走行した場合の燃費であり、１０モード燃費や１５モード燃費、ＪＣ０８モード燃費などが知られている。【００２３】
変数取得部１０２は、車両の走行時における速度および加速度を、前記第二燃料消費情報および前記第三燃料消費情報に関する変数として取得する。変数取得部１０２は、たとえば、車両本体に設置された速度センサや加速度センサから出力される速度情報および加速度情報を取得する。なお、速度センサや加速度センサが燃費推定装置１００に備えられている場合には、これらのセンサから速度情報や加速度情報を取得してもよい。また、たとえば、変数取得部１０２そのもので速度や加速度を計測（または算出）できるようにしてもよい（検知手段）。【００２４】
勾配情報取得部１０３は、車両が走行する道路の勾配の程度を示す勾配情報を取得する。勾配情報取得部１０３は、たとえば、車両本体や燃費推定装置１００などに設置された傾斜計から勾配情報を取得する。また、たとえば、勾配情報取得部１０３そのもので道路の勾配を計測（または算出）したり、車両の現在位置に対応する地図情報から勾配情報を抽出してもよい。また、地図情報中の標高情報を用いて、勾配がある区間の燃料消費量を算出してもよい。【００２５】
燃費推定部１０４は、係数取得部１０１によって取得された係数、変数取得部１０２によって取得された速度および加速度に基づいて、単一の燃料推定式を用いることにより車両の燃料消費量を推定する。また、燃費推定部１０４は、さらに勾配情報取得部１０３によって取得された勾配情報を単一の燃料推定式に組み込んで車両の燃料消費量を推定してもよい。より詳細には、燃費推定部１０４は、単一の燃料推定式として下記式（１）に基づいて車両の燃料消費量を推定する。【００２６】
【数１】
2010113246.tif 000003
【００２７】
上記式（１）において、ｋ1は第一燃料消費情報、ｋ2は第二燃料消費情報、ｋ3は第三燃料消費情報に対応する。また、上記式（１）においては、時をあらわす単位として時間（ｈ）および秒（ｓ）が混在して用いられているが、これは、速度の単位として時速（ｋｍ／ｈ）を採用し、燃料消費量を推定する際の単位時間として秒（ｓ）を採用したためである。これらの単位を揃えたい場合は、それぞれの数値に適宜演算をおこなえばよい。【００２８】
なお、上記式（１）において、燃料カットの影響によって次のいずれかの条件にあてはまる場合には、ｆｃの値を下記[１]〜[３]のようにしてもよい。【００２９】
【数２】
2010113246.tif 000004
【００３０】
また、上記式（１）を下記式（Ｉ）のように表すこともできる。下記式（Ｉ）において、ｆ1（ｘ）は車両の車速および加速度をパラメータとする所定の関数であり、ｆ2（ｘ）は車両の車速をパラメータとする所定の関数である。より具体的には、ｆ1（ｘ）は上記式（１）におけるｘ・（ｄｘ／ｄｔ＋ｇ・ｓｉｎθ）であり、ｆ2（ｘ）は上記式（１）におけるＧ（ｘ）である。
ｆｃ（ｘ）＝ｋ1＋ｋ2・ｆ1（ｘ）＋ｋ3・ｆ2（ｘ）・・・（Ｉ）【００３１】
実燃費量情報取得部１０５は、車両の走行時における実際の燃料消費量（以下、「実燃費量」という）情報を取得する。実燃費量情報取得部１０５は、たとえば、ユーザに実燃費量を入力させたり、車両に搭載された燃費計による測定値を得たりすることによって実燃費量情報を取得する。【００３２】
補正部１０６は、実燃費量情報取得部１０５によって取得された実燃費量情報に基づいて、上記式（１）を補正する。補正部１０６によって上記式（１）が補正されると、燃費推定部１０４は、補正後の上記式（１）を用いて燃料消費量を推定する。補正部１０６による上記式（１）の補正は、車両の走行終了後におこなってもよいし、所定の走行区間を区切りとして車両の走行中に随時おこなってもよい。【００３３】
補正部１０６は、たとえば、燃費推定部１０４によって推定された燃料消費量と実燃費量との比較値と、走行時における車両の走行状態と、に基づいて上記式（１）を補正する。車両の走行状態とは、たとえば、高速で走行したか、低速で走行したか、渋滞時に走行したか、などである。なお、車両の走行状態は刻々と変化するものであるが、補正部１０６は、たとえば、実燃費量情報が得られた走行区間において、最も大きな割合を占めていた状態に基づいて上記式（１）を補正する。【００３４】
また、補正部１０６は、たとえば、燃費推定部１０４によって推定された燃料消費量と実燃費量との比較値と、車両が走行した道路の種別と、に基づいて上記式（１）を補正する。道路の種別とは、たとえば、一般道路および高速道路などである。なお、車両が走行する道路種別は刻々と変化するものであるが、補正部１０６は、たとえば、実燃費量情報が得られた走行区間において、最も長い時間走行していた道路の種別に基づいて上記式（１）を補正する。【００３５】
図２は、燃費推定装置による燃費推定処理の手順を示すフローチャートである。図２のフローチャートにおいて、燃費推定装置１００は、まず、係数取得部１０１によってデータベース１１０から３種類の係数を取得する（ステップＳ２０１）。つぎに、燃費推定装置１００は、変数取得部１０２によって車両の速度および加速度を取得する（ステップＳ２０２）。つづいて、燃費推定装置１００は、勾配情報取得部１０３によって車両が走行する道路の勾配情報を取得する（ステップＳ２０３）。【００３６】
そして、燃費推定装置１００は、燃費推定部１０４によって上記式（１）に基づいて車両の燃料消費量を推定して（ステップＳ２０４）、本フローチャートによる処理を終了する。この後、燃費推定装置１００は、必要に応じて実燃費量情報取得部１０５によって実燃費量情報を取得し、補正部１０６によって上記式（１）を補正する。【００３７】
以上説明したように、燃費推定装置１００は、車両のアイドリング時に関する情報、車両の加速時に関する情報および車両の走行時に生じる抵抗に関する情報のみからなる単一の燃料推定式を用いることにより、より詳細には、車両のアイドリング時における燃料消費量に基づく係数、車両の加速時における消費燃料に基づく係数、車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数からなる単一の燃料推定式に基づいて車両の燃料消費量を推定する。例えば上述の従来技術では走行区間を分割してそれぞれで燃料推定式をたてているが、加速区間や減速区間は実際の走行時にめまぐるしく入れ替わるので燃料推定のための計算を効率化することは困難である。一方で本実施の形態においては、車両のアイドリング時に関する情報、加速時に関する情報および走行時に生じる抵抗に関する情報を単一の燃料推定式に組み入れて燃料推定を行っている。このため、燃費推定装置１００は、車両の実際の走行時の燃料消費量を、従来の算出方式に比して、精度良く、かつ安定して推測することができる。【００３８】
また、燃費推定装置１００は、単一の燃料推定式を用いて実走行時の燃料消費量を推定する。このため、車両の走行状態によって適用する回帰式を変更する必要がなく、走行状態が短期間で変化する実走行時においても、実用性が高い燃費推定をおこなうことができる。【００３９】
また、燃費推定装置１００は、車両の速度情報および加速度情情報を用いて燃料消費量を推測する。このため、燃費推定装置１００は、車両の走行速度や加速度の変化を燃料消費量の推測値に反映させることができ、より精度良く燃料消費量を推測することができる。さらに、燃費推定装置１００において、車両が走行する道路の勾配情報を用いて燃料消費量を推測するようにすれば、車両にかかる位置エネルギーの変化も燃料消費量の推測値に反映させることができ、より精度良く燃料消費量を推測することができる。【００４０】
また、道路の勾配情報は、車両の速度および加速度と相関性の低いパラメータである。たとえば、この道路の勾配情報を車両の加速時に関する情報に組み入れることにより、各パラメータの相関性を下げることができる。このため、燃費推定装置１００において、車両が走行する道路の勾配情報を用いて燃料消費量を推測することにより、速度および加速度のみをパラメータとして使用する場合と比較して、信頼性の高い推測結果を得ることができる。【００４１】
また、燃費推定装置１００は、単位時間あたりの燃料消費量を推定するので、瞬間燃費量の他、任意の区間における区間燃費量や平均燃費量、積算燃費量などを算出することができ、推定した燃料消費量を分かりやすい形でユーザに提示することができる。【００４２】
また、燃費推定装置１００は、燃料消費量の推定に用いる係数を、車種別、排気量および車重別、モード燃費別にデータベースに記録しているので、より適切な係数を選択して燃料消費量の推定をおこなうことができる。【００４３】
また、燃費推定装置１００は、燃料消費量の推定に用いる数式を実燃費量情報を用いて補正するので、車両自体の特性やユーザの運転特性などを次回以降の燃料消費量の推定時に反映させることができ、より精度良く燃料消費量を推定することができる。
【実施例】
【００４４】
以下に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、車両に搭載されたナビゲーション装置３００を燃費推定装置１００として本発明を適用した場合の一例について説明する。【００４５】
（ナビゲーション装置３００のハードウェア構成）
まず、ナビゲーション装置３００のハードウェア構成について説明する。図３は、ナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図３において、ナビゲーション装置３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスクドライブ３０４、磁気ディスク３０５、光ディスクドライブ３０６、光ディスク３０７、音声Ｉ／Ｆ（インターフェース）３０８、マイク３０９、スピーカ３１０、入力デバイス３１１、映像Ｉ／Ｆ３１２、ディスプレイ３１３、カメラ３１４、通信Ｉ／Ｆ３１５、ＧＰＳユニット３１６、各種センサ３１７を備えている。また、各構成部３０１〜３１７は、バス３２０によってそれぞれ接続されている。【００４６】
まず、ＣＰＵ３０１は、ナビゲーション装置３００の全体の制御を司る。ＲＯＭ３０２は、ブートプログラム、経路探索プログラムなどのプログラムを記録している。また、ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。すなわち、ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０３をワークエリアとして使用しながら、ＲＯＭ３０２に記録された各種プログラムを実行することによって、ナビゲーション装置３００の全体の制御を司る。【００４７】
磁気ディスクドライブ３０４は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがって磁気ディスク３０５に対するデータの読み取り／書き込みを制御する。磁気ディスク３０５は、磁気ディスクドライブ３０４の制御で書き込まれたデータを記録する。磁気ディスク３０５としては、たとえば、ＨＤ（ハードディスク）やＦＤ（フレキシブルディスク）を用いることができる。【００４８】
また、光ディスクドライブ３０６は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがって光ディスク３０７に対するデータの読み取り／書き込みを制御する。光ディスク３０７は、光ディスクドライブ３０６の制御にしたがってデータが読み出される着脱自在な記録媒体である。光ディスク３０７は、書き込み可能な記録媒体を利用することもできる。着脱可能な記録媒体として、光ディスク３０７のほか、ＭＯ、メモリカードなどを用いることができる。【００４９】
磁気ディスク３０５および光ディスク３０７に記録される情報の一例としては、コンテンツデータや地図データが挙げられる。コンテンツデータは、たとえば楽曲データや静止画データ、動画データなどである。また、地図データは、建物、河川、地表面などの地物（フィーチャ）をあらわす背景データと、道路の形状をあらわす道路形状データとを含んでおり、地区ごとに分けられた複数のデータファイルによって構成されている。【００５０】
音声Ｉ／Ｆ３０８は、音声入力用のマイク３０９および音声出力用のスピーカ３１０に接続される。マイク３０９に受音された音声は、音声Ｉ／Ｆ３０８内でＡ／Ｄ変換される。スピーカ３１０からは、所定の音声信号を音声Ｉ／Ｆ３０８内でＤ／Ａ変換した音声が出力される。【００５１】
入力デバイス３１１は、文字、数値、各種指示などの入力のための複数のキーを備えたリモコン、キーボード、タッチパネルなどが挙げられる。入力デバイス３１１は、リモコン、キーボード、タッチパネルのうちいずれか１つの形態によって実現されてもよいが、複数の形態によって実現することも可能である。【００５２】
映像Ｉ／Ｆ３１２は、ディスプレイ３１３に接続される。映像Ｉ／Ｆ３１２は、具体的には、たとえば、ディスプレイ３１３全体を制御するグラフィックコントローラと、即時表示可能な画像情報を一時的に記録するＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）などのバッファメモリと、グラフィックコントローラから出力される画像データに基づいてディスプレイ３１３を制御する制御ＩＣなどによって構成される。【００５３】
カメラ３１４は、車両内部あるいは外部の画像を撮影する。画像は静止画像あるいは動画像のどちらでもよく、たとえば、カメラ３１４によって車両外部の風景や地物、車両内部の搭乗者などを撮影し、撮影した映像を映像Ｉ／Ｆ３１２を介して磁気ディスク３０５や光ディスク３０７などの記録媒体に記録する。【００５４】
ディスプレイ３１３には、アイコン、カーソル、メニュー、ウインドウ、あるいは文字や画像などの各種データが表示される。ディスプレイ３１３には、上述した地図データが、２次元または３次元に描画される。ディスプレイ３１３に表示された地図データには、ナビゲーション装置３００を搭載した車両の現在位置をあらわすマークなどを重ねて表示することができる。車両の現在位置は、ＣＰＵ３０１によって算出される。ディスプレイ３１３としては、たとえば、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどを用いることができる。【００５５】
通信Ｉ／Ｆ３１５は、無線を介してインターネットなどの通信網に接続され、この通信網とＣＰＵ３０１とのインターフェースとしても機能する。また、通信Ｉ／Ｆ３１５は赤外線通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離通信によって、近傍にある電子機器との間でデータの送受信をおこなう。また、通信Ｉ／Ｆ３１５は、テレビやラジオなどの放送波を受信する。通信Ｉ／Ｆ３１５で受信された放送波は、音声Ｉ／Ｆ３０８や映像Ｉ／Ｆ３１２を介して、スピーカ３１０やディスプレイ３１３に、音声情報や画像情報として出力される。【００５６】
ＧＰＳユニット３１６は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、車両の現在位置を示す情報を出力する。ＧＰＳユニット３１６の出力情報は、後述する各種センサ３１７の出力値とともに、ＣＰＵ３０１による車両の現在位置の算出に際して利用される。現在位置を示す情報とは、たとえば緯度・経度、高度などの、地図データ上の１点を特定する情報である。【００５７】
各種センサ３１７は、車速センサ、加速度センサ、角速度センサなどの、車両の位置や挙動を判断するための情報を出力する。各種センサ３１７の出力値は、ＣＰＵ３０１による車両の現在位置の算出や、速度や方位の変化量の算出に用いられる。【００５８】
なお、図１に示した燃費推定装置１００の係数取得部１０１、変数取得部１０２、勾配情報取得部１０３、燃費推定部１０４、実燃費量情報取得部１０５、補正部１０６、データベース１１０は、図３に示したナビゲーション装置３００におけるＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などに記録されたプログラムやデータを用いて、ＣＰＵ３０１が所定のプログラムを実行し、ナビゲーション装置３００における各部を制御することによってその機能を実現する。【００５９】
（ナビゲーション装置３００による燃費推定の概要）
つぎに、ナビゲーション装置３００による燃費推定処理について説明する。なお、以下の説明において、「燃料消費量」と「燃費量」とは同じ意味を表す。一般に、車両の燃費量を知るには、専用の機器を設置（後付け）したり、車両に搭載された燃費計を用いるなどの方法がある。専用の機器を設置する場合、設置作業が煩雑であったり、機器本体によって車内のスペースが占有されてしまったり、インジェクターからの信号が取れない場合には機器を設置できないという問題点がある。また、車両に燃費計が設置されている場合でも、平均燃費量のみが表示され瞬間燃費量を知ることができない場合がある。【００６０】
一方、本実施例のナビゲーション装置３００では、自装置が搭載された車両の走行中における瞬間燃費量（単位時間あたりの燃料消費量）を推定して、ディスプレイ３１３に表示する。ナビゲーション装置３００で推定する燃費量は瞬間燃費量であるため、任意の区間における燃料消費量（区間燃費量）や平均燃費量、積算燃費量なども算出することができる。このように、ナビゲーション装置３００によれば、ユーザは特別な機器や煩雑な作業を必要とすることなく、車両の燃料消費量を知ることができる。【００６１】
具体的には、ナビゲーション装置３００は、下記式（１）を用いて車両の瞬間燃費量を推定する。【００６２】
【数３】
2010113246.tif 000005
【００６３】
なお、上記式（１）においては、時をあらわす単位として時間（ｈ）および秒（ｓ）が混在して用いられているが、これは、速度の単位として時速（ｋｍ／ｈ）を採用し、燃料消費量を推定する際の単位時間として秒（ｓ）を採用したためである。これらの単位を揃えたい場合は、それぞれの数値に適宜演算をおこなえばよい。【００６４】
また、上記式（１）において、燃料カットの影響によって次のいずれかの条件にあてはまる場合には、ｆｃの値を以下のようにする。【００６５】
【数４】
2010113246.tif 000006
【００６６】
ここで、上記[１]は、推定される燃料消費量がアイドリング時の消費量より小さい正の値もしくは負の値になることはないという考えに基づいて規定される条件である。したがって例えば推定される燃料消費量がｋ1より小さい正の値もしくは負の値となった場合には、上記[１]により推定される燃料消費量はｋ1となる。また、上記[２]および[３]は、車両の減速時における燃料消費量に関して規定される条件である。車種によっては減速時のアクセル操作のない時は、燃料をエンジンに送り込まないものもあり、実測燃費量と推定燃料消費量が異なる場合は、この条件を用いて補正すると有効な場合もある。なお、上記[１]〜[３]におけるｆｃの値は一例であり、車種などにより適宜調整される。【００６７】
この場合において、上記[２]および[３]は、条件式にｆｃが入っておらず、具体的なｆｃの値を求めることなく所定の判定を行いたい場合に特に有効である。たとえば、推定した燃料消費量をサーバなどに送信して統計処理などをおこなう場合、ｋ1〜ｋ3の値とそれ以外の値とで分離して処理しておけば、後にｋ1〜ｋ3の値を更新するときに演算量が大幅に削減され、かつ条件式の再演算も負荷が軽減されることになる。【００６８】
（係数ｋ1〜ｋ3について）
つぎに、上記式（１）の係数ｋ1〜ｋ3について説明する。図４は、ナビゲーション装置が保持する係数テーブルを示す説明図である。図４に示す係数テーブル４００には、車両の車種を識別する車種名称４０１および車種ごとの形式を示す形式情報４０２が記録されており、それぞれの車種および形式に対応する係数の値（ｋ1〜ｋ3）４０６が記録されている。また、それぞれの車種名称４０１および形式情報４０２には、排気量情報４０３、車重情報４０４、モード燃費情報４０５が関連づけられている。【００６９】
係数ｋ1〜ｋ3は、車種および形式によって異なり、ナビゲーション装置３００は、自装置が搭載された車両に対応する係数ｋ1〜ｋ3の値を係数テーブル４００から読み出す。具体的には、ナビゲーション装置３００は、たとえば、自装置が搭載された車両の車種および形式が判別できる場合には、車種名称４０１および形式情報４０２から該当するものを選択し、その車種名称４０１および形式情報４０２に関連づけられた係数の値を読み出す。【００７０】
また、車両の車種および形式が判別できない場合、ナビゲーション装置３００は、車両の排気量や車重が判別できる場合には、排気量情報４０３および車重情報４０４から該当するものを選択して、その排気量情報４０３および車重情報４０４に関連づけられた係数の値を読み出す。また、車両の概算燃費が判別できる場合には、モード燃費情報４０５から該当するものを選択し、そのモード燃費情報４０５に関連づけられた係数の値を読み出す。【００７１】
なお、上記は車両の車種および形式が判別できない場合に、排気量情報や概算燃費を用いて係数の読み出しを行う例であるが、これにとくに限定されるものではない。車両の車種や形式が判別できる場合においても、たとえば、自然吸気ガソリン、ディーゼルエンジン、ターボエンジンなどのデータや、概算燃費、車重、排気量などの情報を用いて、類似する車種や形式に対応する係数の値を読み出してもよい。【００７２】
つぎに、係数ｋ1〜ｋ3のそれぞれの意味について説明する。ｋ1は、車両がエンジンが可動した状態で停止している場合、すなわちアイドリング時の燃料消費量を示す係数である。また、ｋ2は、加速時の燃料消費量を示す係数である。また、ｋ3は、車両の走行時に生じる抵抗に基づく係数である。車両の走行時に生じる抵抗には、車体にかかる空気抵抗と転がり抵抗であり、このうち転がり抵抗は、タイヤの回転に伴って生じる抵抗やエンジン内部での回転に伴って生じる抵抗などが含まれる。【００７３】
図５は、係数ｋ1と排気量との関係を示すグラフであり、縦軸は係数ｋ1、横軸は排気量を示す。図５に示すように、係数ｋ1と排気量とは正の相関がある。すなわち、一般に、排気量が多い車両ほどアイドリング時の燃料消費量は多いことが知られており、係数ｋ1はアイドリング時の燃料消費量を反映させた係数であることがわかる。【００７４】
図６は、係数ｋ2と車重との関係を示すグラフであり、縦軸は係数ｋ2、横軸は車重を示す。図６に示すように、係数ｋ2と車重とは正の相関がある。すなわち、一般に、車重が重いほど加速時の燃料消費量は多いことが知られており、係数ｋ2は加速時の燃料消費量を反映させた係数であることがわかる。【００７５】
図７は、係数ｋ3と排気量との関係を示すグラフであり、縦軸は係数ｋ3、横軸は排気量を示す。図７に示すように、係数ｋ3と排気量との間には相関がみられない。これは、ｋ3は車両の走行時に生じる抵抗に基づく係数であり、排気量よりも車両の形状などに相関を有するためである。【００７６】
（係数ｋ1〜ｋ3のデータベース化方法）
つづいて、係数ｋ1〜ｋ3の値をデータベース化するまでの流れについて説明する。図４に示すような係数テーブル（係数のデータベース）は、たとえば以下のような手順で構築する。
［手順１］
標準的な車種の実走行データを計測し、下記式（α）に実走行データを代入する。実走行データを代入した下記式（α）を重回帰分析して、係数ｋ1，ｋ2，ｋ3，ｋ4，ｋ5を求める。ここで、ｋ1はアイドリング時の消費燃料に基づく係数、ｋ2は加速時における消費燃料に基づく係数、ｋ3は空気抵抗と転がり抵抗に基づく係数、ｋ4，ｋ5はエンジンのトルク特性と伝達効率による係数である。また、下記式（α）において、ｆｃ：燃料消費量（ｃｃ／ｓｅｃ）、ｘ：車速（ｋｍ／ｈ）、ｄｘ／ｄｔ＋ｇ・ｓｉｎθ：合成加速度（車速加速度と重力の加速度）である。
ｆｃ（ｘ）＝ｋ1＋ｋ2・（ｄｘ／ｄｔ＋ｇ・ｓｉｎθ）・ｘ＋ｋ3・ｘ3＋ｋ4・ｘ2＋ｋ5・ｘ  ・・・（α）
［手順２］
手順１で求めたｋ1〜ｋ5のうち、ｋ3〜ｋ5を用いて上記式（１）のａ1，ａ2を求める。ａ1，ａ2はほとんどの車種に共通した値となるため、これを定数化することによりパラメータの数を減らすことができる。具体的には、ａ1＝ｋ4／ｋ3，ａ2＝ｋ5／ｋ3とする。
［手順３］
標準的な車種以外の車種の係数ｋ1〜ｋ3については、下記式（β）を用いて実走行データを重回帰分析する。下記式（β）ではパラメータが３つに絞られている。そして、車種や排気量、エンジン形式などごとに求められた係数ｋ1〜ｋ3をデータベース化する。
ｆｃ（ｘ）＝ｋ1＋ｋ2・（ｄｘ／ｄｔ＋ｇ・ｓｉｎθ）・ｘ＋ｋ3・（ｘ3＋ａ1・ｘ2＋ａ2・ｘ）・・・（β）【００７７】
（道路勾配θについて）
つぎに、上記式（１）の右辺第２項の道路勾配θについて説明する。図８は、勾配がある道路を走行する車両にかかる加速度を模式的に示した説明図である。図８に示すように、勾配がθの坂道を走行する車両には、車両の走行に伴う加速度（ｄｘ／ｄｔ）Ａと、重力加速度ｇの進行方向成分（ｇ・ｓｉｎθ）Ｂがかかる。上記式（１）の右辺第２項は、この車両の走行に伴う加速度Ａと、重力加速度ｇの進行方向成分Ｂの合成加速度Ｃを示している。【００７８】
道路勾配θを考慮せずに燃費の推定をおこなった場合、道路勾配θが小さい領域では推定した燃費と実燃費との誤差が小さいが、道路勾配θが大きい領域では推定した燃費と実燃費との誤差が大きくなってしまう。このため、ナビゲーション装置３００では、道路勾配を考慮して燃費の推定をおこなっている。【００７９】
車両が走行する道路の勾配は、たとえば、ナビゲーション装置３００に搭載された傾斜計を用いて知ることができる。また、ナビゲーション装置３００に傾斜計が搭載されていない場合は、たとえば、地図データに含まれる道路の勾配情報を用いることができる。【００８０】
また、地図データに勾配情報が含まれていない場合には、地図データ中の標高データを用いて、あるいはナビゲーション装置が三次元測位可能なものであれば測位結果の標高情報を用いて、勾配がある区間における燃料消費量を推定することができる。具体的には、下記式（２）のような近似式を用いて、勾配がある区間における燃料消費量（勾配区間燃料消費量）を推定する。
勾配区間燃料消費量  ＝  勾配が常に０の場合の区間燃料消費量＋ｋ２・ｇ・（区間終点標高−区間始点標高）・・・（２）【００８１】
上記式（２）の右辺第１項の「（勾配が常に０の場合の）区間燃料消費量」は、当該区間における瞬間燃料消費量（上記式（１）の値）を積算した値である。また、右辺第２項の（区間終点標高−区間始点標高）は、位置エネルギーの変化量を示す。上記式（２）が、勾配がある区間における燃料消費量を近似できることは、以下のように示される。【００８２】
区間燃料消費量  ＝Σｆｃ・ΔＴ
＝Σ｛ｋ1＋ｋ2・ｘ・（ｄｘ／ｄｔ＋ｇ・ｓｉｎθ）＋ｋ3・Ｇ（ｘ）｝ΔＴ
＝ｋ1・ΣΔＴ＋ｋ2・Σｘ（ｄｘ／ｄｔ＋ｇ・ｓｉｎθ）ΔＴ＋ｋ3・ΣＧ（ｘ）ΔＴ・・・（３）
ここで、上記式（３）の第２項に注目すると、
ΣＶ（ｄｘ／ｄｔ＋ｇ・ｓｉｎθ）ΔＴ＝Σｘ・ｄｘ／ｄｔ・ΔＴ＋ｇ・Σ（ｘ・ｓｉｎθ）ΔＴ・・・（４）
と分解でき、上記式（４）の右辺第２項の「Σ（ｘ・ｓｉｎθ）ΔＴ」は区間での標高方向の移動量であることが分かる。上記式（４）の右辺第１項は、勾配が常に０と見なしたときの加速エネルギーに対する燃料消費量なので、傾斜に関係しない他の項とまとめることにより、「傾斜を常に０として計算した区間推定値」とすることができる。よって、傾斜計がなくても、対象区間の始点と終点の緯度と経度が得られれば、標高データを参照することで道路勾配を考慮した燃費推定が可能となる。あるいはナビゲーション装置が三次元測位可能なものであれば対象区間の始点と終点の標高情報を直接参照することで道路勾配を考慮した燃費推定が可能となる。【００８３】
（燃費算出式の補正について）
つぎに、実燃費情報を用いた燃費算出式（上記式（１））の補正について説明する。上述したように、ナビゲーション装置３００は、上記式（１）に基づいて燃料消費量を推定する。しかし、それぞれの車両の特性や運転者の特性など様々な要因により、推定した燃費と実燃費との間に誤差が生じる場合がある。この場合、ナビゲーション装置３００は、以下の方法で算出式を補正して、次回以降の燃費推定に用いる。これにより、燃費の推定精度をより向上させることができる。なお、以下の方法は、実燃費の情報が得られることが前提であるが、実燃費の計測方法は任意である。【００８４】
［方法１：車両の走行状態に基づく補正］
第１の方法は、実燃費の計測時における車両の走行状態に基づいて補正する方法である。車両の走行状態とは、たとえば、高速で走行したか、低速で走行したか、渋滞時に走行したか、などである。具体的には、まず、下記式（５）を用いて、実燃費情報が得られた区間の区間燃料消費量を算出する。
ΣｆｃΔｔ＝Σ｛ｈ・（ｋ1＋ｋ2・ｘ・ｄｘ／ｄｔ＋ｋ3・Ｇ（ｘ））｝Δｔ
＝ｈ｛Σｋ1Δｔ＋Σｋ2・ｘ・ｄｘ／ｄｔ・Δｔ＋Σｋ3・Ｇ（ｘ）・Δｔ｝・・・（５）
ここで、ｈ：補正係数であり、
ｆｃ＝ｈ・（ｋ1＋ｋ2・ｘ・ｄｘ／ｄｔ＋ｋ3・Ｇ（ｘ））
ｇ（ｖ）＝ｘ3＋ａ1・ｘ2＋ａ2・ｘ
ただし、ｆｃ＜ｈ・ｋ1のｆｃ＝ｈ・ｋ1、ａ1＝−１００，ａ2＝６０００【００８５】
上記式（５）において、ｋ１に係る項の比率が大きいときは、当該区間の走行時は渋滞時の割合が多いと判断する。また、ｋ２に係る項の比率が大きいときは、当該区間の走行時は低速時の割合が多いと判断する。また、ｋ３に係る項の比率が大きいときは、当該区間の走行時は高速時の割合が多いと判断する。これにより、実燃費情報が得られた区間における車両の走行状態を把握する。【００８６】
そして、実燃費量と区間燃料消費量とを比較して、実燃費量が区間燃料消費量よりも良いか悪いかを判断し、その結果によって以下のように係数ｋ1〜ｋ3を補正する。
［１］低速時において、実燃費量が区間燃料消費量よりも悪い場合：ｋ2を大きく、ｋ3を小さくする。
［２］低速時において、実燃費量が区間燃料消費量よりも良い場合：ｋ2を小さく、ｋ3を大きくする。
［３］渋滞時において、実燃費量が区間燃料消費量よりも悪い場合：ｋ1を大きく、ｋ3を小さくする。
［４］渋滞時において、実燃費量が区間燃料消費量よりも良い場合：ｋ1を小さく、ｋ3を大きくする。
［５］高速時において、実燃費量が区間燃料消費量よりも悪い場合：ｋ2を小さく、ｋ3を大きくする。
［６］高速時において、実燃費量が区間燃料消費量よりも良い場合：ｋ2を大きく、ｋ3を小さくする。【００８７】
なお、上記［１］〜［６］では、２つの係数について補正しているがこれに限られない。たとえば、実測燃費量と推定燃費量が一致しない場合において、下記のように１つの係数を補正してもよい。
［ａ］渋滞などでアイドリング時の割合が多い区間：推定燃費が実測燃費より良い場合にはｋ1を大きくし、推定燃費が実測燃費より悪い場合にはｋ1を小さくする。
［ｂ］市街地走行などで加減速の割合が多い区間：推定燃費が実測燃費より良い場合にはｋ2を大きくし、推定燃費が実測燃費より悪い場合にはｋ2を小さくする。
［ｃ］有料道路などで高速走行の割合が多い区間：推定燃費が実測燃費より良い場合にはｋ3を大きくし、推定燃費が実測燃費より悪い場合ｋ3を小さくする。【００８８】
［方法２：車両が走行した道路の種別に基づく補正］
第２の方法は、実燃費の計測時において車両が走行した道路の種別に基づいて補正する方法である。道路の種別とは、たとえば、一般道路および高速道路などである。具体的には、少なくとも２回分の給油情報を用いて下記式（６）および（７）の連立方程式を解いて、一般道における実燃費Ｆｉと高速道における実燃費Ｆｋとを求める。
Ａ１・Ｆｉ＋Ｂ１・Ｆｋ  ＝  Ｅ１・・・（６）
Ａ２・Ｆｉ＋Ｂ２・Ｆｋ  ＝  Ｅ２・・・（７）【００８９】
ここで、Ｅ１は１回目のガソリン給油量、Ａ１は最初の満タン状態から１回目の給油までに走行した一般道路の走行距離、Ｂ１は最初の満タン状態から１回目の給油までに走行した高速道路の走行距離、Ｅ２は２回目のガソリン給油量、Ａ２は１回目の給油から２回目の給油までに走行した一般道路の走行距離、Ｂ２は１回目の給油から２回目の給油までに走行した高速道路の走行距離である。なお、一般道路の走行距離および高速道路の走行距離は、ナビゲーション装置３００に記録されている走行履歴情報を参照して得ることができる。なお、各回の給油は燃料タンクを満タンにする給油である。【００９０】
そして、下記式（８）を用いて、上記２つの給油情報に対応する走行区間の区間燃費量を、一般道路区間および高速道路区間に分けて算出する。なお、下記式（８）において、ｈ１およびｈ２は未知パラメータとしておく。
ΣｆｃΔｔ＝Σ｛ｈ１・（ｋ1＋ｋ2・ｘ・ｄｘ／ｄｔ）＋ｈ２・（ｋ3・Ｇ（ｘ））｝Δｔ
＝ｈ１・｛Σｋ1Δｔ＋Σｋ2・ｘ・ｄｘ／ｄｔ・Δｔ｝＋ｈ２・｛Σｋ3・ｇ（ｖ）・Δｔ｝・・・（８）
ｆｃ＝ｈ１・（ｋ1＋ｋ2・ｘ・ｄｘ／ｄｔ）＋ｈ２・（ｋ3・Ｇ（ｘ））
Ｇ（ｘ）＝ｘ3＋ａ1・ｘ2＋ａ2・ｘ
ただし、ｆｃ＜ｈ１・ｋ1の場合、ｆｃ＝ｈ１・ｋ1、ａ1＝−１００，ａ2＝６０００【００９１】
そして、一般道路区間および高速道路区間に分けて算出した区間燃費量を、道路種類別の実燃費量と比較する。一般道路区間における上記式（８）の右辺第１項の｛｝内の式をＡｉ、右辺第２項の｛｝内の式をＢｉとおき、高速道路区間における上記式（８）の右辺第１項の｛｝内の式をＡｋ、右辺第２項の｛｝内の式をＢｋとおき、下記式（９），（１０）を得る。下記式（９），（１０）において、左辺は推定燃費量、右辺が実燃費量である。
（一般道路）ｈ１・Ａｉ＋ｈ２・Ｂｉ＝（ａ１＋ａ２）・Ｆｉ・・・（９）
（高速道路）ｈ１・Ａｋ＋ｈ２・Ｂｋ＝（ｂ１＋ｂ２）・Ｆｋ・・・（１０）【００９２】
通常、一般道路の式（上記式（９））では、ｈ１・Ａｉの項が支配的となり、高速道路の式（上記式（１０））では、ｈ２・Ｂｋの項が支配的となるはずである。そして、実燃費量と区間燃料消費量とを比較して、実燃費量が区間燃料消費量よりも良いか悪いかを判断し、その結果によって以下のようにパラメータｈ（ｈ１，ｈ２）を調整する。
［１］一般道路において、実燃費量が区間燃料消費量よりも悪い場合：ｈ１を大きくする。
［２］一般道路において、実燃費量が区間燃料消費量よりも良い場合：ｈ１を小さくする。
［３］高速道路において、実燃費量が区間燃料消費量よりも悪い場合：ｈ２を大きくする。
［４］高速道路において、実燃費量が区間燃料消費量よりも良い場合：ｈ２を小さくする。
また、上記式（９），（１０）を２元一次の連立方程式とみなしてｈ１，ｈ２について解いてもよい。【００９３】
（燃料消費量の推定処理）
図９は、ナビゲーション装置による燃費推定処理の手順を示すフローチャートである。図９のフローチャートにおいて、ナビゲーション装置３００は、まず、自装置が搭載された車両が走行を開始するまで待機する（ステップＳ９０１：Ｎｏのループ）。車両が走行を開始すると（ステップＳ９０１：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置３００は、自装置が搭載された車両に対応する係数ｋ1〜ｋ3を、係数テーブルから読み出す（ステップＳ９０２）。なお、係数の読み出しは毎走行時におこなわなくてもよく、たとえば、一度読み出した係数の値をＲＯＭ３０２などに記録しておいてもよい。【００９４】
つぎに、ナビゲーション装置３００は、現在の車両の速度情報および加速度情報を取得する（ステップＳ９０３）。また、ナビゲーション装置３００は、車両が現在走行している道路の勾配情報を取得する（ステップＳ９０４）。そして、ナビゲーション装置３００は、上記式（１）を用いて現在の瞬間燃費量を算出し（ステップＳ９０５）、ディスプレイ３１３に算出した値（現在の瞬間燃費量）を表示する（ステップＳ９０６）。なお、燃費量の表示、非表示はユーザの操作によって切り替えられるようにしてもよい。【００９５】
ナビゲーション装置３００は、車両が走行を終了するまでは（ステップＳ９０７：Ｎｏ）、ステップＳ９０３に戻り、以降の処理を継続する。そして、車両が走行を終了すると（ステップＳ９０７：Ｙｅｓ）、本フローチャートによる処理を終了する。なお、走行時における実燃費量情報が取得できる場合には、走行終了後あるいは走行中に燃費推定式（上記式（１））を補正してもよい。この場合、燃費推定式の補正は、たとえばユーザの操作によって任意のタイミングでおこなえるようにしてもよい。また、本フローチャートに示した燃料消費量の推定処理についても、ＣＰＵ３０１の処理負荷軽減のため、ユーザの操作によってオン・オフを切り替えられるようにしてもよい。【００９６】
以上説明したように、ナビゲーション装置３００は、車両のアイドリング時に関する情報、車両の加速時に関する情報および車両の走行時に生じる抵抗に関する情報のみからなる単一の燃料推定式を用いることより、より詳細には、車両のアイドリング時における燃料消費量に基づく係数ｋ1、車両の加速時における消費燃料に基づく係数ｋ2、車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数ｋ3からなる上記式（１）に基づいて車両の燃料消費量を推定する。このため、燃費推定装置１００は、車両の実際の走行時の燃料消費量を、従来の算出方式に比して、精度良く、かつ安定して推測することができる。【００９７】
また、ナビゲーション装置３００は、単一の燃料推定式として上記式（１）のみを用いて実走行時の燃料消費量を推定する。このため、車両の走行状態によって適用する回帰式を変更する必要がなく、走行状態が短期間で変化する実走行時においても、実用性が高い燃費推定をおこなうことができる。【００９８】
また、ナビゲーション装置３００は、車両の速度情報および加速度情報、車両が走行する道路の勾配情報を用いて燃料消費量を推定する。このため、ナビゲーション装置３００は、車両の走行速度や加速度の変化、車両にかかる位置エネルギーの変化を燃料消費量の推定値に反映させることができ、より精度良く燃料消費量を推定することができる。【００９９】
また、道路の勾配情報は、車両の速度および加速度と相関性の低いパラメータである。このため、ナビゲーション装置３００において、車両が走行する道路の勾配情報を用いて燃料消費量を推測することにより、速度および加速度のみをパラメータとして使用する場合と比較して、信頼性の高い推測結果を得ることができる。【０１００】
また、上述した車両の速度情報および加速度情報、車両が走行する道路の勾配情報は、従来からナビゲーション装置３００で取得している情報である。このため、ナビゲーション装置３００によれば、ユーザは特別な機器や煩雑な作業を必要とすることなく、車両の燃料消費量を知ることができる。【０１０１】
また、ナビゲーション装置３００は、単位時間あたりの燃料消費量を推定するので、瞬間燃費量の他、任意の区間における区間燃費量や平均燃費量、積算燃費量などを算出することができ、推定した燃料消費量を分かりやすい形でユーザに提示することができる。【０１０２】
また、ナビゲーション装置３００は、燃料消費量の推定に用いる係数を、車種別、排気量および車重別、モード燃費別にデータベースに記録しているので、より適切な係数を選択して燃料消費量の推定をおこなうことができる。【０１０３】
また、ナビゲーション装置３００は、燃料消費量の推定に用いる数式を実燃費量情報を用いて補正するので、車両自体の特性やユーザの運転特性などを次回以降の燃料消費量の推定時に反映させることができ、より精度良く燃料消費量を推定することができる。【０１０４】
なお上記実施例では図４に示す係数テーブルをナビゲーション装置が保持している例を説明したが、これに限られず、例えば道路種別ごとに係数テーブルをあらかじめ用意してもよい。より具体的には、一般道用の係数テーブルと高速道路用の係数テーブルとをあらかじめ保持しておき、走行中の道路種別が変化したときに係数テーブルもこの変化に対応して切り替えてもよい。【０１０５】
なお、本実施の形態で説明した燃費推定方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【図１】
2010113246.tif 000010
【図２】
2010113246.tif 000011
【図３】
2010113246.tif 000012
【図４】
2010113246.tif 000013
【図５】
2010113246.tif 000014
【図６】
2010113246.tif 000015
【図７】
2010113246.tif 000016
【図８】
2010113246.tif 000017
【図９】
2010113246.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが可動した状態における車両の停止時における燃料消費量に基づく係数を第一燃料消費情報として取得し、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数を第二燃料消費情報として取得し、前記車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数を第三燃料消費情報として取得し、エンジンのトルク特性と伝達効率に基づく二つの係数を取得する係数取得手段と、
前記第三燃料消費情報として取得された係数および前記二つの係数に基づく車両に共通の二つの定数、前記第一燃料消費情報として取得された係数、前記第二燃料消費情報として取得された係数ならびに前記第三燃料消費情報として取得された係数を含んだ単一の燃料推定式に基づいて、前記車両の走行時における単位時間当たりの燃料消費量を推定する燃料推定手段と、
を備えたことを特徴とする燃費推定装置。
【請求項２】
前記車両の走行時における速度および加速度を、前記第二燃料消費情報および前記第三燃料消費情報に関する変数として取得する変数取得手段を備え、
前記燃料推定手段は、取得された前記係数、前記速度および前記加速度に基づいて、前記単一の燃料推定式を用いることにより前記車両の燃料消費量を推定することを特徴とする請求項１に記載の燃費推定装置。
【請求項３】
前記車両が走行する道路の勾配情報を取得する勾配情報取得手段を備え、
前記燃費推定手段は、前記勾配情報取得手段によって取得された前記勾配情報を前記単一の燃料推定式に組み込んで前記車両の燃料消費量を推定することを特徴とする請求項２に記載の燃費推定装置。
【請求項４】
前記燃費推定手段は、前記単一の燃料推定式として下記式（１）に基づいて前記車両の燃料消費量を推定することを特徴とする請求項３に記載の燃費推定装置。
【数１】
2010113246.tif 000019
【請求項５】
エンジンが可動した状態における前記車両の停止時における燃料消費量に基づく係数と、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数と、前記車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数と、が記録されたデータベースを備え、
前記係数取得手段は、前記データベースからそれぞれの前記係数を読み出すことを特徴とする請求項２に記載の燃費推定装置。
【請求項６】
前記データベースは、前記係数を車種別に記録しており、
前記係数取得手段は、前記車両の車種に適合する前記係数を取得することを特徴とする請求項５に記載の燃費推定装置。
【請求項７】
前記データベースは、前記係数を排気量および車重別に記録しており、
前記係数取得手段は、前記車両の排気量および車重に適合する前記係数を取得することを特徴とする請求項５に記載の燃費推定装置。
【請求項８】
前記データベースは、前記係数をモード燃費別に記録しており、
前記係数取得手段は、前記車両の概算燃費に適合する前記係数を取得することを特徴とする請求項５に記載の燃費推定装置。
【請求項９】
前記車両の走行時における実際の燃料消費量（以下、「実燃費量」という）情報を取得する実燃費量情報取得手段と、
前記実燃費量情報取得手段によって取得された前記実燃費量情報に基づいて、前記単一の燃料推定式を補正する補正手段と、を備え、
前記燃費推定手段は、前記補正手段によって補正された前記単一の燃料推定式を用いて前記燃料消費量を推定することを特徴とする請求項２に記載の燃費推定装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記燃費推定手段によって推定された前記燃料消費量と前記実燃費量との比較値と、前記走行時における前記車両の走行状態と、に基づいて前記単一の燃料推定式を補正することを特徴とする請求項９に記載の燃費推定装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、前記燃費推定手段によって推定された前記燃料消費量と前記実燃費量との比較値と、前記車両が走行した道路の種別と、に基づいて前記単一の燃料推定式を補正することを特徴とする請求項９に記載の燃費推定装置。
【請求項１２】
車両の燃料消費量を推定する燃費推定方法において、
エンジンが可動した状態における車両の停止時における燃料消費量に基づく係数を第一燃料消費情報として取得し、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数を第二燃料消費情報として取得し、前記車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数を第三燃料消費情報として係数取得手段により取得し、エンジンのトルク特性と伝達効率に基づく二つの係数を取得する係数取得工程と、
前記第三燃料消費情報として取得された係数および前記二つの係数に基づく車両に共通の二つの定数、前記第一燃料消費情報として取得された係数、前記第二燃料消費情報として取得された係数ならびに前記第三燃料消費情報として取得された係数を含んだ単一の燃料推定式に基づいて、前記車両の走行時における単位時間当たりの燃料消費量を燃料推定手段により推定する燃料推定工程と、
を含むことを特徴とする燃費推定方法。
【請求項１３】
前記燃費推定工程では、前記単一の燃料推定式として下記式（３）に基づいて前記車両の燃料消費量を推定することを特徴とする請求項１２に記載の燃費推定方法。
【数２】
2010113246.tif 000020
【請求項１４】
下記式（４）に車両の実走行データを代入し、重回帰分析してｋ1〜ｋ5を算出する分析工程と、
前記分析工程で算出されたｋ3〜ｋ5を用いて、上記式（３）のａ1およびａ2を算出する算出工程と、
を含んだことを特徴とする請求項１３に記載の燃費推定方法。
【数３】
2010113246.tif 000021
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の燃費推定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする燃費推定プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の燃費推定プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータに読み取り可能な記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる燃費推定装置は、エンジンが可動した状態における車両の停止時における燃料消費量に基づく係数を第一燃料消費情報として取得し、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数を第二燃料消費情報として取得し、前記車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数を第三燃料消費情報として取得し、エンジンのトルク特性と伝達効率に基づく二つの係数を取得する係数取得手段と、前記第三燃料消費情報として取得された係数および前記二つの係数に基づく車両に共通の二つの定数、前記第一燃料消費情報として取得された係数、前記第二燃料消費情報として取得された係数ならびに前記第三燃料消費情報として取得された係数を含んだ単一の燃料推定式に基づいて、前記車両の走行時における単位時間当たりの燃料消費量を推定する燃料推定手段と、を備えたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、請求項１２にかかる燃費推定方法は、車両の燃料消費量を推定する燃費推定方法において、エンジンが可動した状態における車両の停止時における燃料消費量に基づく係数を第一燃料消費情報として取得し、前記車両の加速時における消費燃料に基づく係数を第二燃料消費情報として取得し、前記車両の走行時に生じる空気抵抗および転がり抵抗に基づく係数を第三燃料消費情報として係数取得手段により取得し、エンジンのトルク特性と伝達効率に基づく二つの係数を取得する係数取得工程と、前記第三燃料消費情報として取得された係数および前記二つの係数に基づく車両に共通の二つの定数、前記第一燃料消費情報として取得された係数、前記第二燃料消費情報として取得された係数ならびに前記第三燃料消費情報として取得された係数を含んだ単一の燃料推定式に基づいて、前記車両の走行時における単位時間当たりの燃料消費量を燃料推定手段により推定する燃料推定工程と、を含むことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、請求項１５の発明にかかる燃料推定プログラムは、請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の燃費推定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、請求項１６の発明にかかる記録媒体は、請求項１５に記載の燃費推定プログラムをコンピュータに読み取り可能な状態で記録したことを特徴とする。
【国際調査報告】
2010113246.tif 000022
2010113246.tif 000023
2010113246.tif 000024
2010113246.tif 000025