(57)【要約】  エネルギー消費量推定装置（１００）は、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する第一情報と、移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報と、移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、移動体が所定の旅行区間を走行する際のエネルギー消費量を推定する推定部（１０３）と、旅行区間に含まれる一の信号機と一の信号機とは異なる他の信号機との間の距離、または、旅行区間に含まれる一の信号機と一の交差点との間の距離に応じた補正係数を算出する補正係数算出部（１０６）と、補正係数算出部（１０６）により算出された補正係数に基づき、推定部（１０３）により推定されたエネルギー消費量を補正する補正部（１０４）と、を備える。
2013080312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する第一情報と、前記移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報と、前記移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、前記移動体が所定の区間（以下、「旅行区間」という）を走行する際のエネルギー消費量を推定する推定手段と、
前記旅行区間に含まれる一の信号機と前記一の信号機とは異なる他の信号機との間の距離、または、前記旅行区間に含まれる一の信号機と一の交差点との間の距離に応じた補正係数を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された補正係数に基づき、前記推定手段により推定されたエネルギー消費量を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とするエネルギー消費量推定装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記第二情報に前記補正係数を乗算することにより、前記エネルギー消費量を補正することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー消費量推定装置。
【請求項３】
前記旅行区間を走行する前記移動体の加速度を前記第二情報に関する変数として取得する加速度取得手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記加速度に前記補正係数を乗算することにより、前記エネルギー消費量を補正することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー消費量推定装置。
【請求項４】
前記旅行区間を走行する前記移動体の速度を前記第二情報および第三情報に関する変数として取得する速度取得手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記速度に前記補正係数を乗算することにより、前記エネルギー消費量を補正することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー消費量推定装置。
【請求項５】
移動体のエネルギー消費量を推定するエネルギー消費量推定装置におけるエネルギー消費量推定方法であって、
移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する第一情報と、前記移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報と、前記移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、前記移動体が所定の区間（以下、「旅行区間」という）を走行する際のエネルギー消費量を推定する推定工程と、
前記旅行区間に含まれる一の信号機と前記一の信号機とは異なる他の信号機との間の距離、または、前記旅行区間に含まれる一の信号機と一の交差点との間の距離に応じた補正係数を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された補正係数に基づき、前記推定工程により推定されたエネルギー消費量を補正する補正工程と、
を含むことを特徴とするエネルギー消費量推定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするエネルギー消費量推定プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のエネルギー消費量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、移動体の残存エネルギー量に基づいて移動体のエネルギー消費量を推定するエネルギー消費量推定装置、エネルギー消費量推定方法、エネルギー消費量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、エネルギー消費量推定装置、エネルギー消費量推定方法、エネルギー消費量推定プログラムおよび記録媒体に限らない。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体の燃料消費量に基づいて、目的地に到達するまでの経路を探索する経路探索装置が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。特許文献１に記載の技術では、目的地までの経路を探索する際、内燃機関が排出する二酸化炭素排出量が最小となる経路を探索するために、経路を各区間ごとに区切り、各区間ごとの距離、高低差、車両重量、摩擦係数重力加速度、区間ごとの停止回数等に基づき二酸化炭素排出量を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４６２３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に示す技術では、各区間ごとの距離に応じた速度変化の度合いを考慮した算出をおこなうものではないため、各区間における渋滞状態の変化に対応した算出を精度よくおこなえない。たとえば、各区間は信号機によって区切ることができるが、信号間距離の違いに応じて速度変化の度合いが異なるため、各区間での消費エネルギーは異なってくるが、この違いを考慮しないため、二酸化炭素排出量、さらに、消費エネルギー量を精度よく推定することができない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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるエネルギー消費量推定装置は、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する第一情報と、前記移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報と、前記移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、前記移動体が所定の区間（以下、「旅行区間」という）を走行する際のエネルギー消費量を推定する推定手段と、前記旅行区間に含まれる一の信号機と前記一の信号機とは異なる他の信号機との間の距離、または、前記旅行区間に含まれる一の信号機と一の交差点との間の距離に応じた補正係数を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された補正係数に基づき、前記推定手段により推定されたエネルギー消費量を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。【０００６】
また、この発明にかかるエネルギー消費量推定方法は、移動体のエネルギー消費量を推定するエネルギー消費量推定装置におけるエネルギー消費量推定方法であって、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する第一情報と、前記移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報と、前記移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、前記移動体が所定の区間（以下、「旅行区間」という）を走行する際のエネルギー消費量を推定する推定工程と、前記旅行区間に含まれる一の信号機と前記一の信号機とは異なる他の信号機との間の距離、または、前記旅行区間に含まれる一の信号機と一の交差点との間の距離に応じた補正係数を算出する算出工程と、前記算出工程により算出された補正係数に基づき、前記推定工程により推定されたエネルギー消費量を補正する補正工程と、を含むことを特徴とする。【０００７】
また、この発明にかかるエネルギー消費量推定プログラムは、上記に記載のエネルギー消費量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。【０００８】
また、この発明にかかる記録媒体は、上記に記載のエネルギー消費量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】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態にかかるエネルギー消費量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、エネルギー消費量推定装置によるエネルギー消費量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によるエネルギー消費量推定処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、信号間距離を説明するための図である。
【図６−１】図６−１は、信号間距離に対応した補正係数の例を示す図表である（その１）。
【図６−２】図６−２は、信号間距離に対応した補正係数の例を示す図表である（その２）。
【図７】図７は、信号間距離および補正係数の算出例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、信号間距離および補正係数の他の算出例を示すフローチャートである。
【図９−１】図９−１は、それぞれ信号間距離の算出例を説明する図である（その１）。
【図９−２】図９−２は、それぞれ信号間距離の算出例を説明する図である（その２）。
【図９−３】図９−３は、それぞれ信号間距離の算出例を説明する図である（その３）。
【図１０】図１０は、ナビゲーション装置による補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１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１２】図１２は、ナビゲーション装置によるエネルギー消費量推定処理における道路情報の一例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、ＥＶ車の回収率の算出方法について示す説明図である。
【図１４】図１４は、ＥＶ車の速度と出力との関係を示す特性図である。
【図１５】図１５は、ＥＶ車の走行状況別のエネルギー消費量を示す特性図である。
【図１６】図１６は、ナビゲーション装置のディスプレイに表示される表示画面の一例を示す説明図である。
【図１７−１】図１７−１は、信号間距離に対応した補正係数の他の例を示す図表である（その１）。
【図１７−２】図１７−２は、信号間距離に対応した補正係数の他の例を示す図表である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるエネルギー消費量推定装置、エネルギー消費量推定方法、エネルギー消費量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。
【００１１】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかるエネルギー消費量推定装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態にかかるエネルギー消費量推定装置１００は、移動体の旅行区間における走行エネルギー（消費エネルギー）を推定する。このエネルギー消費量推定装置１００は、現在位置取得部１０１、変数取得部１０２、推定部１０３、補正部１０４、記憶部１０５、によって構成される。
【００１２】
ここで、エネルギーとは、たとえば、ＥＶ車，ＨＶ車，ＰＨＶ車など（以下、単に「ＥＶ車」という）の場合、たとえば、電気などに基づくエネルギーである。また、エネルギーとは、たとえば、ガソリン車，ディーゼル車など（以下、単に「ガソリン車」という）の場合、たとえば、ガソリンや軽油、ガスなどに基づくエネルギーである。残存エネルギーとは、たとえば、移動体の燃料タンクやバッテリー内に残っているエネルギーであり、後の移動体の走行に用いることのできるエネルギーである。
【００１３】
現在位置取得部１０１は、エネルギー消費量推定装置１００を搭載した移動体の現在位置を取得する。具体的には、現在位置取得部１０１は、たとえば、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ情報などを用いて、自装置の現在位置を算出することによって位置情報を取得する。
【００１４】
変数取得部１０２は、移動体の走行する所定の区間（以下、「旅行区間」という）における移動体の速度に関する情報を取得し、消費エネルギー推定式の変数として用いる。旅行区間とは、移動体が一旦発進して走行した後に停止して、つぎに発進するまでに通過する区間である。具体的には、旅行区間とは、たとえば、道路の所定の地点（以下、「ノード（道路点）」とする）と他のノードとの間の区間（以下、「リンク（道路区間）」とする）である。つまり、ノードとは、移動体が停止する地点であり、発進する地点である。
【００１５】
リンクは、道路ネットワークを構成する要素の一つであり、ノードとノードの間を１つの単位とする。リンク情報には、たとえば、リンク長(距離)データと、走行日時における旅行速度や旅行時間、平均加速度の予想データなどが含まれる。たとえば、市街地走行では信号機等で移動体が停止する場合が多い。この場合、ノードとは、たとえば、信号機の設置された交差点である。リンクとは、たとえば、一の交差点と他の交差点との間の区間である。
【００１６】
旅行区間は、一つのリンクからなる区間であってもよいし、複数の連続するリンクからなる区間であってもよい。たとえば、５つのノード（４つのリンク）からなる連続した区間において、移動体は、発進と停止を４回繰り返す可能性もあり、５つのノードを１回で走行し終える可能性もある。具体的には、５つのノードを信号機の設置された交差点とした場合、全ての交差点で移動体が停止する可能性があり、いずれの交差点でも移動体が停止しない可能性もある。そのため、詳細には、旅行区間は、移動体が発進および停止する可能性のある２つのノードからなる１つのリンク、または移動体が発進および停止する可能性のある３つ以上のノードからなる連続した複数のリンクである。望ましくは、旅行区間は、停止する可能性のある２つのノードからなる１つのリンクであるのがよい。その理由は、あらゆる方向に分岐するリンクを全て網羅して計算することができるからである。
【００１７】
移動体の速度に関する情報とは、たとえば、移動体の速度、加速度である。消費エネルギー推定式とは、旅行区間における移動体のエネルギー消費量を推定する式である。具体的には、消費エネルギー推定式は、エネルギー消費量を増減させる要因の異なる第一情報、第二情報および第三情報を含む多項式である。また、道路勾配が明らかな場合、消費エネルギー推定式には、さらに第四情報が加えられる。消費エネルギー推定式の詳細については、後述する。
【００１８】
第一情報は、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する情報である。具体的には、第一情報は移動体の走行に関係しない要因で消費されるエネルギー量である。より具体的には、第一情報は移動体に備えられたエアコン、カーオーディオ、ヘッドライド、ウインカー、ブレーキポンプなどの装備品によって消費されるエネルギー量である。
【００１９】
第二情報は、移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する情報である。移動体の加減速時とは、移動体の速度が時間的に変化している走行状態である。具体的には、移動体の加減速時とは、所定の時間内において、移動体の速度が変化する走行状態である。所定の時間とは、一定間隔の時間の区切りであり、たとえば、単位時間当たりなどである。
【００２０】
また、第二情報は、ＥＶ車の場合、移動体の加速時に消費されるエネルギー量と、移動体の減速時に回収されるエネルギー量との割合（以下、「回収率」という）であってもよい。回収されるエネルギーとは、ＥＶ車の場合、移動体の加速時に生じた運動エネルギーが減速時に電気エネルギーに変換されて回収されるエネルギーである。回収率についての詳細な説明は、後述する。
【００２１】
また、回収エネルギーとは、ガソリン車の場合、必要以上にエネルギーを消費しないで節約することができるエネルギーである。詳細には、ガソリン車の場合、燃費を向上する運転方法として、アクセルを踏む時間を少なくする方法が知られている。つまり、ガソリン車では、移動体の加速により生じる運動エネルギー（慣性力）によって移動体の走行を維持することで、燃料の消費を抑えることができる。また、移動体の減速時にエンジンブレーキを利用することで、燃料の消費を抑えることができる。つまり、ガソリン車の場合、消費される燃料を低減（燃料カット）して燃料を節約することであるが、ここではＥＶ車と同様に回収されるエネルギーとする。
【００２２】
第三情報は、移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する情報である。移動体の走行時とは、所定の時間内において、移動体の速度が一定である走行状態である。移動体の走行時に生じる抵抗とは、移動体の走行時に移動体の走行状態を変化させる要因である。具体的には、移動体の走行時に生じる抵抗とは、気象状況、道路状況、車両状況などにより移動体に生じる抵抗である。
【００２３】
気象状況により移動体に生じる抵抗とは、たとえば、雨，風などの気象変化による空気抵抗である。道路状況により移動体に生じる抵抗とは、道路勾配，路面の舗装状態などによる路面抵抗である。車両状況により移動体に生じる抵抗とは、タイヤの空気圧、乗車人数、積載重量などにより移動体にかかる負荷抵抗である。
【００２４】
具体的には、第三情報は、空気抵抗や路面抵抗、負荷抵抗を受けた状態で、移動体を一定速度で走行させたときのエネルギー消費量である。より具体的には、第三情報は、たとえば、向かい風により移動体に生じる空気抵抗や、舗装されていない道路から受ける路面抵抗などを受けた状態で、移動体が一定速度で走行するときに消費されるエネルギー消費量である。
【００２５】
第四情報は、移動体が位置する高度の変化により消費および回収されるエネルギーに関する情報である。移動体が位置する高度の変化とは、移動体の位置する高度が時間的に変化している状態である。具体的には、移動体が位置する高度の変化とは、所定の時間内において、移動体が勾配のある道路を走行することにより高度が変化する走行状態である。
【００２６】
また、第四情報は、所定の区間内における道路勾配が明らかな場合に求めることができる付加的な情報であり、これによりエネルギー消費量の推定精度を向上することができる。なお、道路の傾斜が不明な場合、または計算を簡略化する場合、移動体が位置する高度の変化はないものとして、後述するエネルギー推定式における道路勾配θ＝０としてエネルギー消費量を推定することができる。以下、特段の説明がある場合および消費エネルギー推定式を説明する場合を除き、旅行区間における勾配の変化はないもの、すなわち、後述する消費エネルギー推定式におけるθ＝０（第四情報は考慮しない）という前提で説明する。
【００２７】
変数取得部１０２は、たとえば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）など通信プロトコルによって動作する車内通信ネットワーク（以下、単に「ＣＡＮ」という）を介して、たとえば、エレクトロニックコントロールユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）によって管理されている移動体の速度、加速度を取得し、第一情報、第二情報および第三情報に関する変数として用いてもよい。
【００２８】
また、変数取得部１０２は、旅行区間の走行に要する旅行時間を、消費エネルギー推定式の変数として取得する。具体的には、変数取得部１０２は、移動体が過去に同じ旅行区間を走行したときの所要時間を、旅行時間として取得する。
【００２９】
また、変数取得部１０２は、移動体の残存エネルギー量に関する情報や、旅行区間における移動体の実エネルギー消費量を取得し、消費エネルギー推定式の変数として用いる。ここで、残存エネルギー量とは、移動体の燃料タンクまたはバッテリーに残っているエネルギー量である。つまり、ＥＶ車の場合には、回収されたエネルギー量も残存エネルギー量に含まれる。具体的には、変数取得部１０２は、たとえば、ＣＡＮなど通信プロトコルによって動作する車内通信ネットワークを介して、たとえば、ＥＣＵによって管理されている残存エネルギー量や実エネルギー消費量を取得する。
【００３０】
また、変数取得部１０２は、一の旅行区間または一の旅行区間に隣接する他の旅行区間が、移動体の現在位置の属する範囲内または特定の種別の旅行区間である場合、もしくはその両方を満たす場合、旅行区間を走行する移動体のその時点での速度に関する情報を、第一情報、第二情報および第三情報に関する変数として取得する。
【００３１】
一の旅行区間とは、移動体の現在走行中の旅行区間である。一の旅行区間に隣接する他の旅行区間とは、一の旅行区間の終点となるノードにつながる旅行区間である。たとえば、一の旅行区間の終点となるノードが４差路である場合、一の旅行区間の終点となるノードから４方向に分岐する旅行区間のうち、一の旅行区間を除く３方向の旅行区間が他の旅行区間となる。
【００３２】
移動体の現在位置の属する範囲とは、移動体が走行中である場合の、移動体の現在位置を含む範囲である。具体的には、移動体の現在位置の属する範囲とは、たとえば、１０ｋｍ2など、移動体の走行中の旅行区間を含む所定の面積を有する範囲であってもよいし、市町村など、行政区画で分割された範囲であってもよい。また、特定の種別の旅行区間とは、特定の種別で区分けされた範囲である。特定の種別とは、たとえば、道路種別などである。
【００３３】
ここで、道路種別とは、法定速度や、道路の勾配、道路幅、信号の有無などの道路状態の違いにより区別することのできる道路の種類である。具体的には、道路種別とは、一般国道、高速道路、一般道路、市街地などを通る細い街路（以下、「細街路」という）などである。
【００３４】
つまり、具体的には、変数取得部１０２は、一の旅行区間を走行中の移動体の実際の速度、加速度を、一の旅行区間における速度に関する情報として取得する。さらに、変数取得部１０２は、一の旅行区間および他の旅行区間が、移動体の現在位置の属する範囲内または特定の種別の旅行区間である場合に、一の旅行区間を走行中の移動体の実際の速度、加速度を、他の旅行区間における速度に関する情報として取得する。これにより、後述する推定部１０３は、旅行区間における移動体の実際のエネルギー消費量（以後、「実エネルギー消費量」という）に近いエネルギー消費量を推定することができる。
【００３５】
また、変数取得部１０２は、一の旅行区間または他の旅行区間が、移動体の現在位置の属する範囲内および特定の種別の旅行区間のどちらの範囲でもない場合、移動体の走行履歴のうち、過去に旅行区間を走行した際の移動体の速度に関する情報（以下、「旅行速度に関する情報」という）を取得する。
【００３６】
ここで、移動体の走行履歴とは、移動体が過去に旅行区間を走行したときの速度、加速度、旅行時間、実エネルギー消費量、車両情報などである。車両情報とは、車両重量、車両回転部の重量、効率、空気抵抗などである。移動体の走行履歴は、たとえば、旅行区間ごとや、道路種別ごとに記憶部１０５に記憶されている。
【００３７】
具体的には、変数取得部１０２は、移動体が出発前である（一の旅行区間にいない）場合や他の旅行区間に到達していない場合に、移動体が過去に同じ旅行区間または同じ所定の範囲を走行したときの速度、加速度を、旅行速度に関する情報として取得する。所定の範囲とは、たとえば、残存エネルギー量がなくなるまでに到達可能な範囲や、都道府県、市町村などである。
【００３８】
また、変数取得部１０２は、一の旅行区間または他の旅行区間が、移動体の現在位置の属する範囲内または特定の種別の旅行区間である場合でも、旅行速度に関する情報を取得してもよい。この場合、変数取得部１０２は、実際の速度に関する情報と、過去の旅行速度に関する情報との両方に基づいて、たとえば、これらの情報の平均値を算出してもよい。
【００３９】
変数取得部１０２は、旅行区間における道路に関する情報を取得し、消費エネルギー推定式の変数として用いる。具体的には、変数取得部１０２は、たとえば、記憶部１０５に記憶された過去の走行履歴にかかる道路に関する情報を取得する。また、変数取得部１０２は、たとえば、記憶部１０５に記憶された地図情報から道路に関する情報を取得してもよいし、傾斜センサなどから道路勾配などを取得してもよい。
【００４０】
また、変数取得部１０２は、補正係数算出部１０６を備える。補正係数算出部１０６は、一の旅行区間ごとに移動体が停止および発進をおこなう可能性がある距離を判断し、距離に応じて第二情報を補正係数を用いて補正する。距離が短ければ一の旅行区間における第二情報の消費エネルギーの変化の割合は大きく、距離が長ければ一の旅行区間における第二情報の消費エネルギー量の変化の割合は小さいことになり、エネルギー消費の度合いに影響を与える。
【００４１】
たとえば、一の旅行区間は、信号と信号との間の距離、信号と交差点との間の距離があるが、以下の説明では、一の旅行区間ごとに移動体が停止および発進をおこなう可能性がある距離を、信号間距離として説明する。信号間距離は、１つのリンク単位、複数リンク単位、あるいはリンク単位ではなく距離そのものを単位として算出することができる。
【００４２】
そして、補正係数算出手段１０６には、予め信号間距離に対応した補正係数が設定されている。そして、旅行区間における信号間距離ごとに、第二情報に対する補正係数を推定部１０３の補正部１０４に出力する。これにより、信号間距離を考慮してエネルギー消費量を補正でき、消費エネルギーの推定精度を向上させる。後述するが、信号間距離に基づく補正係数は、第二情報の係数として用いるに限らず、加速度や速度に対する係数として用いることもできる。また信号間距離に対する補正係数は、走行時に取得したデータを参考に算出し設定しても良い。具体的には実際の走行の速度、加速度、ＣＡＮ等から取得するエネルギー消費量等の情報から補正係数を変化させても良い。
【００４３】
ここで、道路に関する情報とは、たとえば、移動体の走行により消費または回収させるエネルギー量に変化を生じさせる道路情報である。具体的には、道路に関する情報とは、たとえば、道路種別や、道路勾配、路面状況などにより移動体に生じる走行抵抗である。走行抵抗は、たとえば、次の（１）式により算出することができる。一般的に、走行抵抗は、加速時や走行時に移動体に生じる。
【００４４】
【数１】
2013080312.tif 000003
【００４５】
推定部１０３は、第一情報と、第二情報と、第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、旅行区間を走行する際のエネルギー消費量を推定する。具体的には、推定部１０３は、変数取得部１０２によって取得された移動体の速度に関する情報に基づいて、旅行区間における移動体のエネルギー消費量を推定する。なお、道路勾配が明らかな場合、推定部１０３は、さらに第四情報を加えた消費エネルギー推定式に基づいて、旅行区間を走行する際のエネルギー消費量を推定してもよい。
【００４６】
より詳細には、推定部１０３は、次の（２）式または（３）式に示す消費エネルギー推定式、もしくはその両方の式に基づいて、単位時間当たりのエネルギー消費量を推定する。加速時および走行時における移動体のエネルギー消費量は、走行抵抗と走行距離と正味モータ効率と伝達効率との積であり、次の（２）式で表される。（２）式に示す消費エネルギー推定式は、加速時および走行時における単位時間当たりのエネルギー消費量を推定する理論式である。
【００４７】
【数２】
2013080312.tif 000004
【００４８】
ここで、εは正味熱効率、ηは総伝達効率、γは信号間距離に対応した第二情報の補正係数である。移動体の加速度αと道路勾配θから重力の加速度ｇとの合計を合成加速度｜α｜とすると、合成加速度｜α｜が負の場合の消費エネルギー推定式は、走行抵抗と走行距離と正味モータ効率と伝達効率の積であり、次の（３）式で表される。合成加速度｜α｜が負の場合とは、移動体の減速時である。（３）式に示す消費エネルギー推定式は、減速時における単位時間当たりのエネルギー消費量を推定する理論式である。
【００４９】
【数３】
2013080312.tif 000005
【００５０】
上記（２）式および（３）式において、右辺第１項は、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギー消費量であり、たとえば、アイドリング時のエネルギー消費量（第一情報）である。右辺第２項は、勾配成分によるエネルギー消費量（第四情報）および転がり抵抗成分によるエネルギー消費量（第三情報）である。右辺第３項は、空気抵抗成分によるエネルギー消費量（第三情報）である。また、（２）式の右辺第４項は、加速成分によるエネルギー消費量（第二情報）である。（３）式の右辺第４項は、減速成分によるエネルギー消費量（第二情報）である。その他の変数が示す情報は、上記（１）式と同様である。
【００５１】
また、上記（２）式および（３）式では、モータ効率と駆動効率は一定と見なしている。しかし、実際には、モータ効率および駆動効率はモータ回転数やトルクの影響により変動する。そこで、次の（４）式および（５）式に単位時間当たりの消費エネルギーを推定する実証式を示す。合成加速度｜α＋ｇ・ｓｉｎθ｜が正の場合のエネルギー消費量を推定する実証式は、次の（４）式で表される。つまり、（４）式に示す消費エネルギー推定式は、加速時および走行時における単位時間当たりのエネルギー消費量を推定する実証式である。
【００５２】
【数４】
2013080312.tif 000006
【００５３】
また、合成加速度｜α＋ｇ・ｓｉｎθ｜が負の場合のエネルギー消費量を推定する実証式は、次の（５）式で表される。つまり、（５）式に示す消費エネルギー推定式は、減速時における単位時間当たりのエネルギー消費量を推定する実証式である。
【００５４】
【数５】
2013080312.tif 000007
【００５５】
上記（４）式および（５）式において、係数ａ1，ａ2は、移動体の状況などに応じて設定される常数である。係数ｋ1，ｋ2，ｋ3は、加速時におけるエネルギー消費量に基づく変数である。また、右辺第１項〜右辺第４項が示す情報は、上記（２）式および（３）式と同様である。
【００５６】
理論式である上記（２）式と、実証式である上記（４）式は類似した構造となっている。（２）式および（４）式の右辺第１項はともに速度に依存しない成分であり、ともに第一情報である。（４）式の右辺第２項は、勾配抵抗と加速抵抗分のエネルギー消費量である。つまり、（４）式の右辺第２項は、速度増加による運動エネルギーの増分を表す第二情報と、高度変化による位置エネルギーの増分を表す第四情報であり、（２）式の右辺第４項の加速成分と、（２）式の右辺第２項の勾配成分とに対応する。（４）式の右辺第３項は第三情報であり、（２）式の右辺第２項の転がり抵抗成分と、（２）式の右辺第３項の空気抵抗成分に対応する。
【００５７】
理論式である上記（３）式と、実証式である上記（５）式においても、上述した（２）式と（４）式の関係と同様に類似した構造となっている。（５）式の右辺第２項のβは、位置エネルギーと運動エネルギーの回収分（以下、「回収率」とする）である。
【００５８】
推定部１０３は、上記（４）式または（５）式に示す消費エネルギー推定式、もしくはその両方の式を用いて、単位時間ごとの走行速度Ｖと走行加速度αを入力することにより、走行速度および走行加速度が取得された瞬間の消費エネルギーを推定してもよい。しかし、上記（４）式または（５）式を用いて走行可能範囲を推定する場合、これから走行する全旅行区間行程における単位時間ごとの速度と加速度をたとえば１秒ごとに取得し、かつ１秒ごとにエネルギー消費量を推定しようとすると、計算量が膨大になってしまう恐れがある。
【００５９】
そこで、推定部１０３は、ある程度まとまった区間における走行速度の平均値、および走行加速度の平均値を用いて、この区間におけるエネルギー消費量を推定してもよい。ここで、ある程度まとまった区間とは、移動体が走行する区間であり、たとえば、旅行区間であってもよい。区間におけるエネルギー消費量は、上記（４）式または（５）式に基づいて定義される消費エネルギー推定式を用いて得ることができる。具体的には、推定部１０３は、第二情報として、移動体の加速時に消費する単位時間当たりのエネルギー消費量と、移動体の減速時に回収される単位時間当たりのエネルギー消費量とを平均する推定式を用いる。
【００６０】
より具体的には、推定部１０３は、次の（６）式または（７）式に示す区間におけるエネルギー消費量の実証式、もしくはその両方の式を用いて、エネルギー消費量を推定してもよい。
【００６１】
次の（６）式に示す消費エネルギー推定式は、移動体が走行する区間の高度差Δｈが正の場合の、区間における消費エネルギー推定式である。高度差Δｈが正の場合とは、移動体が上り坂を走行している場合である。
【００６２】
【数６】
2013080312.tif 000008
【００６３】
一方、次の（７）式に示す消費エネルギー推定式は、移動体が走行する区間の高度差Δｈが負の場合の、区間における消費エネルギー推定式である。高度差Δｈが負の場合とは、移動体が下り坂を走行している場合である。
【００６４】
【数７】
2013080312.tif 000009
【００６５】
上記（６）式および（７）式において、右辺第１項は、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギー消費量であり、たとえば、アイドリング時のエネルギー消費量（第一情報）である。右辺第２項は、加速抵抗によるエネルギー消費量（第二情報）である。右辺第３項は、位置エネルギーとして消費されるエネルギー消費量（第四情報）である。右辺第４項は、単位面積当たりに受ける空気抵抗および転がり抵抗（以下、これらをまとめて「走行抵抗」と称する）によるエネルギー消費量（第三情報）である。
【００６６】
また、推定部１０３は、たとえば、メーカーによって提供された回収率βを取得してもよいし、変数取得部１０２によって取得された速度に関する情報に基づいて回収率βを算出してもよい。
【００６７】
つぎに、回収率βの算出方法について説明する。上記（６）式において、右辺第２項を旅行区間における加速成分のエネルギー消費量Ｐaccとすると、加速成分のエネルギー消費量Ｐaccは、旅行区間における全エネルギー消費量（左辺）から、アイドリング時のエネルギー消費量（右辺第１項）と走行抵抗によるエネルギー消費量（右辺第４項）を減じたものであり、次の（８）式で表される。
【００６８】
【数８】
2013080312.tif 000010
【００６９】
なお、上記（８）式では、移動体は道路勾配θの影響を受けていないこととする（θ＝０）。すなわち、上記（６）式の右辺第３項をゼロとする。そして、上記（８）式を上記（６）式に代入することで、次の（９）式に示す回収率βの算出式を得ることができる。
【００７０】
【数９】
2013080312.tif 000011
【００７１】
回収率βは、ＥＶ車では０．７〜０．９程度であり、ＨＶ車では０．６〜０．８程度であり、ガソリン車では０．２〜０．３程度である。なお、ガソリン車の回収率とは、移動体の加速時におけるエネルギー消費量と、減速時に燃料カットされるエネルギー量との割合である。
【００７２】
また、推定部１０３は、上記（２）式〜（５）式に示す消費エネルギー推定式のいずれか一つ以上の式に基づいて、旅行区間を走行する際の単位時間当たりのエネルギー消費量を推定するとともに、これを旅行時間だけ積算して旅行区間を走行する際のエネルギー消費量を推定する。
【００７３】
具体的には、推定部１０３は、実際の速度に関する情報または旅行速度に関する情報を用いて、消費エネルギー推定式に基づいて単位時間当たりのエネルギー消費量を推定し、変数取得部１０２によって取得された旅行時間で積分することにより、旅行区間におけるエネルギー消費量を推定する。旅行区間を移動体が過去に実際に走行した際の旅行時間を用いて旅行区間におけるエネルギー消費量を推定するため、より実エネルギー消費量に近いエネルギー消費量を推定することができる。
【００７４】
また、推定部１０３は、残存エネルギー量を消費エネルギー推定式の解として用い、残存エネルギー量がなくなる地点を推定し、移動体の走行可能距離を算出する。具体的には、推定部１０３は、上記（２）式〜（７）式に示す消費エネルギー推定式に基づいて推定したエネルギー消費量と、変数取得部１０２によって取得された残存エネルギー量とに基づいて、残存エネルギー量がなくなる地点を推定し、移動体の走行可能距離を算出する。
【００７５】
具体的には、推定部１０３は、連続する旅行区間のうち、一の旅行区間を走行する際のエネルギー消費量を推定し、その後、一の旅行区間に隣接する他の旅行区間を走行する際のエネルギー消費量を推定する処理を、移動体の現在位置から残存エネルギー量がなくなるまで繰り返すことによって残存エネルギー量がなくなる地点を推定する。
【００７６】
補正部１０４は、変数取得部１０２によって取得された実エネルギー消費量に基づいて、消費エネルギー推定式の変数として用いる移動体に関する情報を補正する。具体的には、補正部１０４は、変数取得部１０２によって取得された実エネルギー消費量、この実エネルギー消費量を計測した時点における実際の速度、実際の加速度、道路に関する情報などに基づいて、消費エネルギー推定式の変数として用いる移動体に関する情報を補正する。
【００７７】
ここで、移動体に関する情報とは、移動体の走行により消費または回収させるエネルギー量に変化を生じさせる情報である。具体的には、移動体に関する情報とは、たとえば、車両情報の整備状況など移動体自体に関する情報、道路の路面状況や、過去の走行履歴から変化した速度に関する情報など移動体の走行に関する情報である。
【００７８】
また、補正部１０４は、補正係数算出部１０６によって算出された信号間距離の補正係数に基づき、消費エネルギー推定式の変数として用いる移動体に関する情報を補正する。たとえば、第二情報に対し、信号間距離に応じた係数を掛けてさらに補正する。これにより、信号間距離を考慮してエネルギー消費量を補正でき、消費エネルギーの推定精度を向上させる。
【００７９】
また、補正部１０４は、旅行区間における過去の走行履歴と現在の走行状況とを比較し、過去の走行履歴と現在の走行状況とが異なっている場合に、移動体に関する情報を補正してもよい。補正部１０４により移動体に関する情報を補正することにより、移動体が旅行区間または所定の範囲を走行するごとに、現在の移動体に関する情報を消費エネルギー推定式に反映することができる。
【００８０】
具体的には、補正部１０４は、変数取得部１０２によって取得された実エネルギー消費量、速度に関する情報に基づいて、消費エネルギー推定式の変数として用いられる移動体に関する情報を補正する。より具体的には、補正部１０４は、たとえば、１秒ごとに変数取得部１０２によって取得される実エネルギー消費量、速度、加速度、移動体の勾配に基づいて、上記（４）式および（５）式に示す消費エネルギー推定式を用いて、重回帰分析法や回帰分析法により、１秒ごとに第一情報Ｐidle、効率εη、移動体の重量Ｍ、などを算出する。
【００８１】
記憶部１０５は、所定の範囲ごとに区分けされた地図情報と、旅行区間ごとの種別情報と、を記憶する。具体的には、記憶部１０５は、たとえば、旅行区間ごとや、道路種別ごと、所定の範囲ごとの移動体の走行履歴、移動体の走行履歴にかかる道路に関する情報、地図情報などを記憶する。また、記憶部１０５は、推定部１０３によって推定されたエネルギー消費量、回収率β、走行可能距離などを記憶してもよい。また、記憶部１０５は、補正部１０４によって算出された上記（２）式〜（７）式に示す消費エネルギー推定式に用いる変数を補正する移動体に関する情報を記憶してもよい。さらに、信号間距離に対応した補正係数を記憶してもよい。
【００８２】
表示部１１０は、推定部１０３によって推定された情報を地図データとともに表示する。具体的には、表示部１１０は、推定部１０３によって算出された走行可能距離に関する情報を含む地図データを表示する。より具体的には、表示部１１０は、推定部１０３によって算出された走行可能距離で到達することができる経路、エリアなどを地図データに表示する。
【００８３】
つづいて、エネルギー消費量推定装置１００によるエネルギー消費量推定処理について説明する。図２は、エネルギー消費量推定装置によるエネルギー消費量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、エネルギー消費量推定装置１００は、変数取得部１０２によって、移動体の走行する旅行区間における道路に関する情報を取得する（ステップＳ２０１）。つぎに、エネルギー消費量推定装置１００は、変数取得部１０２によって、旅行区間における移動体の速度に関する情報を取得する（ステップＳ２０２）。
【００８４】
つぎに、変数取得部１０２に設けられた補正係数算出部１０６は、ステップＳ２０１により取得した地図情報等に基づいて信号間距離を算出する（ステップＳ２０３）。この後、補正係数算出部１０６は、信号間距離に対応する補正係数を算出する（ステップＳ２０４）。
【００８５】
つぎに、エネルギー消費量推定装置１００は、推定部１０３によって、旅行区間における移動体の速度に関する情報に基づいて、第一情報と、第二情報と、第三情報と、を含む消費エネルギー推定式を用いて、旅行区間を走行する際のエネルギー消費量を推定する（ステップＳ２０５）。この際、ステップＳ２０４によって求められた補正係数を用いることにより、第二情報に関する変数を信号間距離に応じて補正することにより、エネルギー消費量を精度よく推定できるようになる。
【００８６】
つぎに、エネルギー消費量推定装置１００は、変数取得部１０２によって移動体の残存エネルギー量を取得する（ステップＳ２０６）。つぎに、エネルギー消費量推定装置１００は、残存エネルギー量に基づいて、移動体の走行可能距離を推定し、移動体の走行可能な範囲を推定して（ステップＳ２０７）、本フローチャートによる処理を終了する。
【００８７】
以上説明したように、実施の形態にかかるエネルギー消費量推定装置１００は、第一情報と、第二情報と、第三情報と、を含む消費エネルギー推定式を用いて、旅行区間におけるエネルギー消費量を推定する。より詳細には、エネルギー消費量推定装置１００は、移動体のアイドリング状態、加減速時および走行時に消費されるエネルギーと、移動体の加減速時に回収されるエネルギーに基づいて、消費エネルギー推定式を用いて、旅行区間におけるエネルギー消費量を推定する。このように、エネルギー消費量推定装置１００は、消費されるエネルギー量の異なる走行状況ごとにエネルギー消費量を算出して推定するので、より正確にエネルギー消費量を推定することができる。
【００８８】
また、エネルギー消費量推定装置１００は、移動体の速度に関する情報に基づいて、旅行区間におけるエネルギー消費量を推定する。このため、エネルギー消費量推定装置１００は、その旅行区間における実際の走行状況を反映させたエネルギー消費量を推定することができる。
【００８９】
また、エネルギー消費量推定装置１００は、移動体から取得した残存エネルギー量に基づいて、移動体の走行可能な範囲を推定する。このため、エネルギー消費量推定装置１００は、現在の残存するエネルギー量でどの地点まで走行することができるのか、またはどの経路を走行すれば現在の残存するエネルギー量で目的地点まで到達することができるのかなどを推測することができる。
【００９０】
また、上述した（１）式〜（９）式に示す消費エネルギー推定式は、車両情報や道路情報などを変数として含む。また、信号間距離に基づいて第二情報を補正する。このため、エネルギー消費量推定装置１００は、旅行区間における実際の移動体の状態や、実際の道路状況が反映されたエネルギー消費量や走行可能距離を推定することができる。
【実施例１】
【００９１】
以下に、本発明の実施例１について説明する。本実施例では、車両に搭載されるナビゲーション装置３００をエネルギー消費量推定装置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。【００９２】
（ナビゲーション装置３００のハードウェア構成）
つぎに、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。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。【００９３】
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、エネルギー消費量推定プログラム、データ更新プログラム、地図データ表示プログラムなどのプログラムを記録している。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。【００９４】
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。【００９５】
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。【００９６】
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、地図データ、車両情報、道路情報、走行履歴などが挙げられる。地図データは、カーナビゲーションシステムにおいて走行可能距離に関する情報を表示する際に用いられ、建物、河川、地表面などの地物（フィーチャ）を表す背景データ、道路の形状をリンクやノードなどで表す道路形状データなどを含んでいる。ここで、車両情報、道路情報および走行履歴とは、上記（２）式〜（７）式に示す消費エネルギー推定式に変数として用いる道路に関するデータである。【００９７】
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。マイク３０９は、たとえば、車両のダッシュボード部などに設置され、その数は単数でも複数でもよい。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。【００９８】
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。【００９９】
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。【０１００】
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。【０１０１】
カメラ３１４は、車両内部あるいは外部の映像を撮影する。映像は静止画あるいは動画のどちらでもよく、たとえば、カメラ３１４によって車両外部を撮影し、撮影した画像をＣＰＵ３０１において画像解析したり、映像Ｉ／Ｆ３１２を介して磁気ディスク３０５や光ディスク３０７などの記録媒体に出力したりする。【０１０２】
通信Ｉ／Ｆ３１５は、無線を介してネットワークに接続され、ナビゲーション装置３００およびＣＰＵ３０１のインターフェースとして機能する。ネットワークとして機能する通信網には、公衆回線網や携帯電話網、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＬＡＮ、ＷＡＮなどがある。通信Ｉ／Ｆ３１５は、たとえば、公衆回線用接続モジュールやＥＴＣ（ノンストップ自動料金支払いシステム）ユニット、ＦＭチューナー、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（登録商標））／ビーコンレシーバなどである。【０１０３】
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。【０１０４】
各種センサ３１７は、車速センサ、加速度センサ、角速度センサ、傾斜センサなどの、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。【０１０５】
図１に示したエネルギー消費量推定装置１００の現在位置取得部１０１、変数取得部１０２、推定部１０３、補正部１０４、記憶部１０５は、上述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。【０１０６】
（ナビゲーション装置３００による消費エネルギー推定の概要）
本実施例のナビゲーション装置３００は、自装置が搭載された車両の走行中におけるエネルギー消費量を推定する。具体的には、ナビゲーション装置３００は、たとえば、速度、加速度、車両の勾配に基づいて、次の（２）式〜（７）式に示す消費エネルギー推定式のいずれか一つ以上の式を用いて、車両のエネルギー消費量を推定する。【０１０７】
【数１０】
2013080312.tif 000012
【０１０８】
【数１１】
2013080312.tif 000013
【０１０９】
上記（２）式に示す消費エネルギー推定式は、加速時および走行時における単位時間当たりの消費エネルギーを推定する理論式である。上記（３）式に示す消費エネルギー推定式は、減速時における単位時間当たりの消費エネルギーを推定する理論式である。【０１１０】
また、上記（２）式および（３）式において、右辺第１項は、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギー消費量であり、たとえば、アイドリング時のエネルギー消費量（第一情報）である。右辺第２項は、勾配成分によるエネルギー消費量（第四情報）および転がり抵抗成分によるエネルギー消費量（第三情報）である。右辺第３項は、空気抵抗成分によるエネルギー消費量（第三情報）である。また、（２）式の右辺第４項は、加速成分によるエネルギー消費量（第二情報）である。（３）式の右辺第４項は、減速成分によるエネルギー消費量（第二情報）である。【０１１１】
【数１２】
2013080312.tif 000014
【０１１２】
【数１３】
2013080312.tif 000015
【０１１３】
上記（４）式に示す消費エネルギー推定式は、加速時および走行時における単位時間当たりのエネルギー消費量を推定する実証式である。上記（５）式に示す消費エネルギー推定式は、減速時における単位時間当たりのエネルギー消費量を推定する実証式である。【０１１４】
また、上記（４）式および（５）式において、係数ａ1，ａ2は、車両状況などに応じて設定される常数である。係数ｋ1，ｋ2，ｋ3は、加速時におけるエネルギー消費量に基づく変数である。また、速度Ｖ、加速度αとしており、その他の変数および右辺第１項〜右辺第４項にあたる部分が示す情報は、上記（２）式および（３）式と同様である。【０１１５】
また、ナビゲーション装置３００は、ある程度まとまった区間における車両の平均速度および平均加速度を用いて、次の（６）式または（７）式に示す消費エネルギー推定式に基づいて、車両の走行する区間におけるエネルギー消費量を推定してもよい。【０１１６】
【数１４】
2013080312.tif 000016
【０１１７】
【数１５】
2013080312.tif 000017
【０１１８】
上記（６）式に示す消費エネルギー推定式は、移動体が走行する区間の高度差Δｈが正の場合の、区間におけるエネルギー消費量を推定する理論式である。上記（７）式に示す消費エネルギー推定式は、移動体が走行する区間の高度差Δｈが負の場合の、区間におけるエネルギー消費量を推定する理論式である。なお、高度差がない場合は、上記（６）式に示す消費エネルギー推定式を用いるのが好ましい。【０１１９】
また、上記（６）式および（７）式において、右辺第１項は、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギー消費量であり、たとえば、アイドリング時のエネルギー消費量（第一情報）である。右辺第２項は、加速抵抗によるエネルギー消費量（第二情報）である。右辺第３項は、位置エネルギーとして消費されるエネルギー消費量である（第四情報）。右辺第４項は、単位面積当たりに受ける空気抵抗および転がり抵抗（走行抵抗）によるエネルギー消費量（第三情報）である。【０１２０】
また、ナビゲーション装置３００は、上記（４）式または（５）式に示す消費エネルギー推定式、もしくはその両方の式を用いて、重回帰分析法や回帰分析法により、１秒ごとに第一情報Ｐidle、効率εη、移動体の重量Ｍ、などを算出し、上記（２）式〜（７）式に示す消費エネルギー推定式の変数を補正してもよい。【０１２１】
（ナビゲーション装置３００におけるエネルギー消費量推定処理）
上述のように、ナビゲーション装置３００は、旅行区間、旅行区間における車両の速度に関する情報を取得し、消費エネルギー推定式を用いて、旅行区間におけるエネルギー消費量を推定する。また、ナビゲーション装置３００は、車両の残存エネルギー量を取得し、消費エネルギー推定式を用いて、車両の走行可能距離を推定する。以下、エネルギー消費量推定処理の詳細について説明する。【０１２２】
図４は、ナビゲーション装置によるエネルギー消費量推定処理の手順を示すフローチャートである。図４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、たとえば、予め取得した車両の現在位置に基づいて、現在位置の属する旅行区間を、最初のエネルギー消費量の推定対象の旅行区間（以下、単に「推定対象の旅行区間」という）として取得する（ステップＳ４０１）。つぎに、ナビゲーション装置３００は、たとえば車速センサ、加速度センサを介して、自装置が搭載された車両が走行中であるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。【０１２３】
車両が走行中である場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置３００は、通信Ｉ／Ｆ３１５を介して、自装置が搭載された車両の現在位置を取得する（ステップＳ４０３）。このとき、ナビゲーション装置３００は、車両の現在位置とともに、旅行区間の道路情報を取得する。道路情報には、たとえば、旅行区間内における天候、風向きおよび風速などが含まれていてもよい。【０１２４】
つぎに、ナビゲーション装置３００は、ステップＳ４０１において取得した旅行区間が、車両の現在位置の属する範囲内であるか否か、または特定の種別の旅行区間であるか否かを判断する（ステップＳ４０４）。なお、後述するように、推定対象の旅行区間が複数ある場合は、各々の旅行区間について判断し、それ以降の処理は各旅行区間で独立しておこなう。旅行区間がステップＳ４０４に示す範囲にある場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置３００は、記憶装置（磁気ディスク３０５や光ディスク３０７）から、現時点における車両情報を読み出す（ステップＳ４０５）。車両情報は、たとえば、工場出荷時にメーカーから提供された情報であってもよいし、後述する補正処理により補正された情報であってもよい。【０１２５】
ナビゲーション装置３００は、たとえば車速センサ、加速度センサを介して、現時点における速度に関する情報を取得する（ステップＳ４０６）。速度に関する情報とは、車両の速度、加速度などである。【０１２６】
つぎに、ナビゲーション装置３００は、推定対象の各旅行区間内における信号間距離を算出する（ステップＳ４０７）。信号間距離の算出例については後述する。そして、信号間距離に基づき、信号間距離に対応して第二情報に対する補正係数を算出する（ステップＳ４０８）。【０１２７】
つぎに、ナビゲーション装置３００は、後述する記憶装置に記録されている走行履歴の中から、ステップＳ４０１において取得した旅行区間を過去に走行した際の旅行時間を読み出す（ステップＳ４０９）。【０１２８】
つぎに、ナビゲーション装置３００は、ステップＳ４０５において読み出した車両情報と、ステップＳ４０６において取得した速度に関する情報と、ステップＳ４０８において算出した信号間距離ごとの補正係数を用いて、上記（２）式〜（７）式に示す消費エネルギー推定式のいずれか１つ以上の式に基づいて、ステップＳ４０１において取得した旅行区間におけるエネルギー消費量を推定する（ステップＳ４１０）。このとき、ナビゲーション装置３００は、単位時間当たりのエネルギー消費量を推定した場合には、旅行区間における単位時間当たりのエネルギー消費量を過去の旅行時間で積算し、旅行区間のエネルギー消費量を推定する。【０１２９】
また、以下の処理の実行により、車両の走行可能距離を推定することができる。まず、ナビゲーション装置３００は、車内通信網を介して、車両の残存エネルギー量を取得する（ステップＳ４１１）。つぎに、ナビゲーション装置３００は、ステップＳ４０９において取得した残存エネルギー量から推定対象の旅行区間のエネルギー消費量を引いて、車両の走行可能距離を推定する（ステップＳ４１２）。すなわち、ナビゲーション３００は、残存エネルギー量が未だ残っている場合は、推定対象の旅行区間について現在の残存エネルギー量で走行可能であると推定する。【０１３０】
つぎに、ナビゲーション装置３００は、全ての推定対象の旅行区間について残存エネルギーがゼロでないかを判断する（ステップＳ４１３）。ここで、全ての旅行区間について残存エネルギーがゼロでない場合、推定対象の旅行区間に接続するその先の旅行区間について、まだ走行できる可能性がある。ナビゲーション装置３００は、全ての旅行区間について残存エネルギーがゼロでない場合（ステップＳ４１３：Ｎｏ）、残存エネルギーがゼロにならなかった推定対象の旅行区間に隣接する次の旅行区間を取得する（ステップＳ４１４）。ここで、たとえば交差点など、推定対象の旅行区間に隣接する次の旅行区間が複数ある場合は、全ての旅行区間を推定対象の旅行区間として取得する。その後、ナビゲーション装置３００は、ステップＳ４０２に戻り、車両が走行中であるかの判断をおこなった後、以降の処理を繰り返しおこなう。【０１３１】
一方、全ての旅行区間について残存エネルギーがゼロである場合（ステップＳ４１３：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置３００は、たとえば、ディスプレイ３１３に表示する地図データとともに、走行可能距離に関する情報を表示し（ステップＳ４１５）、本フローチャートによる処理を終了する。ここで、走行可能距離に関する情報とは、地図上に車両の走行可能な範囲を表示するための画像情報や、走行可能な範囲を文字として表示するための文字情報などである。【０１３２】
また、車両が走行中でない場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、また、旅行区間がステップＳ４０４に示す範囲にない場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、ナビゲーション装置３００は、記憶装置から過去の車両情報を読み出す（ステップＳ４１６）。つぎに、ナビゲーション装置３００は、記憶装置から過去の旅行速度に関する情報を読み出し（ステップＳ４１７）、ステップＳ４０９に移行し、以降の処理をおこなう。【０１３３】
ここで、過去の車両情報および旅行速度に関する情報は、ステップＳ４０１またはステップＳ４１４において取得した旅行区間を過去に走行した際に、ナビゲーション装置３００によって取得され、記憶装置に記憶された情報である。車両が走行中でない場合とは、たとえば、出発する前である場合である。なお、過去の車両情報および旅行速度に関する情報は、自分が過去に走行した際に記憶した情報でなく、ナビゲーション装置３００は、サーバを介する通信システムに接続可能な場合、サーバによって収集された、他の車両が過去に走行した際の情報を使用してもよい。さらに、ナビゲーション装置３００は、記憶装置に予め記録されている、各旅行区間に対応する旅行速度および車両情報に関する情報を使用してもよい。具体的には、ナビゲーション装置３００の製造時、記憶装置に予め記憶される統計情報などが挙げられる。【０１３４】
上述したエネルギー消費量推定処理では、ナビゲーション装置３００は、車両の停止中だけでなく車両の走行中においても、車両の現在位置する旅行区間につながる他の旅行区間におけるエネルギー消費量を順次推定し、たとえば、現在の残存するエネルギー量でどの地点まで走行することができるかなどを推定することができる。【０１３５】
また、ナビゲーション装置３００は、目的地点までの経路が決定している場合、経路上の旅行区間のみを順次、取得してエネルギー消費量を積算すればよい。また、目的地点までの経路を探索している場合、目的地点に到達する複数の候補経路についてエネルギー消費量を積算し、たとえば、どの経路を走行すれば現在の残存するエネルギー量で到達地点まで到達することができるか、現在の残存エネルギー量では到達地点までたどり着けないなどを推測してもよい。【０１３６】
また、ステップＳ４１２において、ナビゲーション装置３００は、全ての旅行区間で残存エネルギー量がゼロになる場合、たとえば、ステップＳ４１５へ移行し、エネルギーを補給するために、残存エネルギー量で到達することができるＥＶ車用充電スタンドや給油スタンド等までの経路をユーザに報知してもよい。また、エネルギー消費量推定処理中にナビゲーション装置３００が取得するデータは、走行履歴として記憶装置に記録される。【０１３７】
（信号間距離に対応した補正係数の算出について）
図５は、信号間距離を説明するための図である。信号間距離Ｌ１〜Ｌ５は、予定する走行経路上のリンク間距離であり、たとえば、信号間距離Ｌ１は、信号機ｓ１−ｓ２間の距離である。また、一対の信号機ｓ１、ｓ２間の距離に限らず、車両が停止する可能性がある交差点ｃ１についても、信号間距離算出の対象とする。たとえば、図示の例では、信号機ｓ４−交差点ｃ１間の信号間距離Ｌ４についても信号間距離として算出する。また、信号機同士の信号間距離についても、図示の例のように、信号機ｓ３と、信号機ｓ４との間の信号間距離Ｌ３に示したように、信号機ｓ４が設けられた交差点の手前までの距離を信号間距離Ｌ３として求める。【０１３８】
ナビゲーション装置３００は、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７、あるいは通信Ｉ／Ｆ３１５を介して外部のサーバ等から地図データを取得し、この地図データの情報に基づき、上記信号機の位置を取り出し、隣接する信号機間同士の距離（信号間距離）を算出する。また、予め信号間距離が設定されている地図データを取得するようにしてもよい。【０１３９】
図６−１および図６−２は、信号間距離に対応した補正係数の例を示す図表である。ナビゲーション装置３００のＲＯＭ３０２等には、図６−１に示す信号間距離に対応した補正係数が所定の演算式、あるいはデータの形で記憶されている。図示のように、横軸は係数算出区間、すなわち、信号間距離であり、縦軸は補正係数γである。図示のように、係数算出区間（信号間距離）の長さが短いほど、補正係数γの値を大きく設定し、係数算出区間（信号間距離）の長さが長いほど、補正係数γの値を小さく設定する。【０１４０】
これは、信号間距離が短いほど、距離に対して車両が一定速度で走る割合が少なく、距離に対して第二情報が示す消費エネルギーが変化する割合が高いためである。逆に、信号間距離が長いほど、距離に対して車両が一定速度で走る割合が高く、距離に対して第二情報が示す消費エネルギーが変化する割合が少なくなるためである。【０１４１】
図６−１では、距離ごとに補正係数γを段階的に変化させる例であるが、これに限らず、図６−２に示すように、距離に対して連続的に補正係数γが変化する設定としてもよい。【０１４２】
（信号間距離および補正係数の算出例−その１）
図７は、信号間距離および補正係数の算出例を示すフローチャートである。この算出例では、１つのリンクの距離およびリンクに含まれる信号機の数に基づき信号間距離を算出する。信号間距離および補正係数の算出は、図３に記載のナビゲーション装置３００のＣＰＵ３０１がおこなう。図１との対応でみると変数取得部１０２の補正係数算出部１０６がおこなう。【０１４３】
はじめに、ナビゲーション装置３００は、ルート情報からリンク（旅行区間）情報を取得する（ステップＳ７０１）。つぎに、リンク（旅行区間）情報から信号機の位置を取り出す（ステップＳ７０２）。そして、信号機の位置から隣接する信号間距離を算出する（ステップＳ７０３）。この後、ステップＳ７０３で得られた信号間距離に対応した補正係数γを決定する（ステップＳ７０４）。【０１４４】
（信号間距離および補正係数の算出例−その２）
図８は、信号間距離および補正係数の他の算出例を示すフローチャートである。この算出例では、リンクの距離およびリンクに含まれる信号機の数に基づき信号間距離を算出する。はじめに、ナビゲーション装置３００は、ルート情報からリンク（旅行区間）情報を取得する（ステップＳ８０１）。つぎに、リンク（旅行区間）情報からリンクの距離および信号機の数を取り出す（ステップＳ８０２）。そして、リンクの距離および信号機の数から信号間距離を算出する（ステップＳ８０３）。この後、ステップＳ８０３で得られた信号間距離に対応した補正係数γを決定する（ステップＳ８０４）。【０１４５】
（信号間距離の単位別の算出例）
図９−１〜図９−３は、それぞれ信号間距離の算出例を説明する図である。図９−１に示す例は、１リンクを単位として信号間距離を算出する例である。図示のように、１つのリンクの場合、このリンクの距離ａと、このリンクに含まれる信号機の数ｂに基づき信号間距離を算出する。この場合、信号間距離は、ａ／（ｂ＋１｛リンク数｝）により求められる。【０１４６】
図９−２に示す例は、複数リンクを単位として信号間距離を算出する例である。図示のように複数のリンクについては、各リンクの距離ｃ，ｄ，ｅと、各リンクに含まれる信号機の数ｆ，ｇ，ｈに基づき信号間距離を算出する。この場合、信号間距離は、（ｃ＋ｄ＋ｅ）／（ｆ＋ｇ＋ｈ＋３｛リンク数｝）により求められる。【０１４７】
図９−３に示す例は、距離を単位として信号間距離を算出する例である。図示のように、所定の距離Ｌに含まれるリンク数と、各リンクの距離ｊ，ｋと、各リンクに含まれる信号機の数ｆ，ｇに基づき信号間距離を算出する。この場合、信号間距離は、Ｌ／（ｆ＋ｇ＋２｛リンク数｝）により求められる。【０１４８】
（ナビゲーション装置３００における補正処理）
つづいて、ナビゲーション装置３００におけるエネルギー消費量推定処理において、消費エネルギー推定式に変数として用いる走行履歴の補正処理について説明する。図１０は、ナビゲーション装置による補正処理の手順を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートでは、旅行区間を走行し終えた後に、走行履歴を補正する場合について説明する。【０１４９】
ナビゲーション装置３００は、通信Ｉ／Ｆ３１５を介して、旅行区間内の道路情報を取得する（ステップＳ１００１）。ここで、ナビゲーション装置３００は、エネルギー消費量推定処理（図４参照）のステップＳ４０３の処理がおこなわれたときにステップＳ１００１の処理をおこない、以降の処理をおこなってもよい。【０１５０】
つぎに、ナビゲーション装置３００は、車両が旅行区間の走行を終了するまで待機する（ステップＳ１００２：Ｎｏのループ）。車両が旅行区間の走行を終了した後（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置３００は、記憶装置（磁気ディスク３０５や光ディスク３０７）に記憶されている走行履歴を読み出す（ステップＳ１００３）。【０１５１】
ここで、ナビゲーション装置３００が走行履歴の中から読み出す情報は、ステップＳ１００２において走行を終了したばかりの旅行区間の走行履歴である。具体的には、ナビゲーション装置３００が走行履歴の中から読み出す情報は、消費エネルギー推定式の変数として用いられる情報であり、たとえば、速度、加速度、平均速度、平均加速度などである。【０１５２】
つぎに、ナビゲーション装置３００は、たとえば、車内通信網を介して、ステップＳ１００２において走行を終了したばかりの旅行区間の、今回の走行時における走行情報を取得する（ステップＳ１００４）。ここで、ナビゲーション装置３００が取得する走行情報は、ステップＳ１００３においてナビゲーション装置３００が記憶装置から読み出した走行履歴の比較となる情報であり、具体的には、たとえば、速度、加速度、平均速度、平均加速度などである。【０１５３】
つぎに、ナビゲーション装置３００がステップＳ１００４において取得した走行情報と、ステップＳ１００３において読み出した走行履歴とを比較し、走行情報が走行履歴と異なっているか否かを判断する（ステップＳ１００５）。つまり、旅行区間における今回の車両の走行が、同じ旅行区間における過去の走行と異なっているか否かを判断する。【０１５４】
走行情報が走行履歴と異なっている場合（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置３００は、記憶装置に記憶された走行履歴を今回の走行情報に書き換え（ステップＳ１００６）、本フローチャートによる処理を終了する。一方、走行情報が走行履歴と異なっていない場合には（ステップＳ１００５：Ｎｏ）、ナビゲーション装置３００は、走行履歴を書き換えずに、本フローチャートによる処理を終了する。【０１５５】
また、この補正処理では、ステップＳ１００２において、車両が所定の範囲を全て走行し終えるまで待機した後に、それ以降の処理をおこなってもよい。その場合、ステップＳ１００３において所定の範囲における過去の走行履歴を読み出し、ステップＳ１００４において今回走行し終えたばかりの所定の範囲における走行情報を取得してもよい。ナビゲーション装置による補正処理としては、上記の他の手順として、旅行区間を走行中に走行履歴を補正する構成とすることもできる。【０１５６】
このように、ナビゲーション装置３００によれば、車両の走行情報に基づいて、消費エネルギー推定式に変数として用いられる速度に関する情報を補正することができる。また、車両の走行情報や走行履歴に基づいて、消費エネルギー推定式に変数として用いられる車両情報を補正することができる。そして、信号間距離に基づいて、第二情報を補正するため、より正確に、旅行区間におけるエネルギー消費量を推定することができ、かつ、より正確に、車両の走行可能な範囲を推定することができる。【０１５７】
（道路勾配について）
つづいて、上記式（１）式〜（５）式の右辺に変数として用いられる道路勾配θについて説明する。図１１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１１に示すように、道路勾配がθの坂道を走行する車両には、車両の走行に伴う加速度Ａ（＝ｄｘ／ｄｔ）と、重力加速度ｇの進行方向成分Ｂ（＝ｇ・ｓｉｎθ）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。また、車両が走行する区間の距離Ｌとし、走行時間Ｔとし、走行速度Ｖとする。【０１５８】
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、すなわち第四情報を考慮して燃費の推定をおこなうことで推定精度が向上する。【０１５９】
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。【０１６０】
（走行履歴について）
つづいて、上述したエネルギー消費量推定処理により、図４のステップＳ４０５で読み出す記憶装置に記録される情報について説明する。図１２は、ナビゲーション装置によるエネルギー消費量推定処理における道路情報の一例を示す説明図である。図１２に示すように、道路情報データ１２００は、たとえば、エリア情報１２０１および道路種別１２０２を主キーとして、平均速度１２０３と、平均加速度１２０４と、道路勾配１２０５とが１レコードごとに記録されたテーブルである。道路情報データ１２００は、ナビゲーション装置３００によって読み出しおよび書き出しされる車両の走行履歴が記憶されている。【０１６１】
エリア情報１２０１は、たとえば、地名、地域名ごとに区切られた範囲（たとえば、所定の範囲）などである。道路種別１２０２は、法定速度や、道路の勾配、道路幅、信号の有無などの道路状態の違いにより区別することのできる道路の種類である。具体的には、道路種別とは、国道、高速道路、一般道路、市街地などを通る細い街路（細街路）などである。【０１６２】
平均速度１２０３、平均加速度１２０４および道路勾配１２０５は、車両の走行時に取得された走行履歴である。図示省略するが、道路情報データ１２００には、車両が過去に旅行区間を走行したときの実エネルギー消費量、車両が過去に旅行区間を走行した際に要した時間（旅行時間）、車両情報などが記録されてもよい。なお、上述のように、これらの情報は、他の車両から通信を介して取得した情報を利用したり、装置に予め記憶されている統計情報を利用したりしてもよい。【０１６３】
（走行抵抗について）
つづいて、車両に生じる走行抵抗について説明する。ナビゲーション装置３００は、たとえば、次の（１）式により走行抵抗を算出する。一般的に、走行抵抗は、道路種別や、道路勾配、路面状況などにより、加速時や走行時に移動体に生じる。【０１６４】
【数１６】
2013080312.tif 000018
【０１６５】
（回収率βの定義）
つづいて、ＥＶ車の回収率の概念について説明する。図１３は、ＥＶ車の回収率の算出方法について示す説明図である。車両が旅行区間を走行するにあたり、出発地点から加速した後、一定の速度で走行し、その後減速して停止すると仮定した場合を例に、次の（１０）式〜（１３）式を用いて、回収率βを定義する。また、車両が旅行区間を実際に走行した際に計測されるエネルギー消費量（実エネルギー消費量）Ｐｔとする。なお、旅行区間における道路勾配θ＝０とする。【０１６６】
図１３において、加速時のエネルギー消費量１３０１は、次の（１０）式に示すように、走行抵抗によるエネルギー消費量Ｐｓと、加速抵抗によるエネルギー消費量Ｐａとの和である。ここで、エネルギー消費量Ｐｓ、Ｐａは、理論的に算出されたデータである。【０１６７】
Ｐｔ＝Ｐｓ＋Ｐａ  ・・・（１０）【０１６８】
ここで、さらに、次のように仮定する。車両に生じる走行抵抗は、加速から減速に至る間に等しい。また、加速抵抗により生じる運動エネルギーは減速時に一部が電力に変換されて、回収されるエネルギー量として蓄えられる。つまり、車両の減速時、走行抵抗によりエネルギーが消費されるが、加速抵抗により生じる運動エネルギーが回収されるため、実際に消費されるエネルギー量は、走行抵抗によるエネルギー量から回収されるエネルギー量を引いた値となる。【０１６９】
このため、加速抵抗による運動エネルギー量の、減速時に回収される割合（回収率）βとすると、減速時のエネルギー消費量１３０２は、次の（１１）式に示すように、走行抵抗によるエネルギー消費量Ｐｓと回収されるエネルギー量β・Ｐａの差となる。【０１７０】
Ｐｔ＝Ｐｓ−β・Ｐａ  ・・・（１１）【０１７１】
実エネルギー消費量Ｐｔは、次の（１２）式に示すように、上記（１０）式および（１１）式の総和となる。【０１７２】
Ｐｔ＝Ｐｓ＋（１−β）・Ｐａ  ・・・（１２）【０１７３】
ここで、実エネルギー消費量Ｐｔ、走行抵抗によるエネルギー消費量Ｐｓ、加速抵抗によるエネルギー消費量Ｐａは既知の値であるため、回収率βは、次の（１３）式を用いて算出することができる。【０１７４】
β＝１−（Ｐｔ−Ｐｓ）／（Ｐａ）  ・・・（１３）【０１７５】
つづいて、車両の実際の走行に基づいて、回収率βを算出する方法について説明する。図１４は、ＥＶ車の速度と出力との関係を示す特性図である。また、図１５は、ＥＶ車の走行状況別のエネルギー消費量を示す特性図である。図１４，図１５では、縦軸の正の部分をエネルギー消費量とし、縦軸の負の部分をエネルギー節約量とし、横軸を時間としている。まず、旅行区間を走行する車両の、速度、エネルギー消費量（出力）、加減以外の走行抵抗によるエネルギー量を所定の時間ごとに測定した。その結果を図１４，図１５に示す。【０１７６】
図１４において、折れ線グラフ（以下、「速度」という）１４０１は、旅行区間を走行する車両の速度変化を示している。折れ線グラフ（以下、「出力」という）１４０２は、旅行区間を走行する車両の、エネルギー消費量と回収されるエネルギー量との差を示している。折れ線グラフ（以下、「走行抵抗」という）１４０３は、旅行区間を走行する車両の、加速以外の走行抵抗によるエネルギー量を示している。【０１７７】
図１４に示す結果より、車両が加速しているとき（速度１４０１）、出力１４０２、走行抵抗１４０３ともに上昇している。そして、車両が一定の速度で走行しているとき、出力１４０２、走行抵抗１４０３ともに一定の値となっている。また、車両が減速しているとき、出力１４０２は減少して負の領域に至り、走行抵抗１４０３は正の領域を減少している。【０１７８】
つまり、出力１４０２が示すように、減速時に、エネルギーが回収されていることがわかる。一方、走行抵抗１４０３は縦軸の正の領域のみを推移しているため、加速以外の走行抵抗では、エネルギー消費量のみが発生していることがわかる。このような出力１４０２、走行抵抗１４０３の変化を、たとえば、図１５に示す。【０１７９】
図１５に示すように、加速時のエネルギー消費量Ｅ１３は、次の（１４）式に示すように、加速抵抗によるエネルギー消費量Ｅ１１と、加速（減速）以外の走行抵抗によるエネルギー消費量Ｅ１２の和となる。加速以外の走行抵抗によるエネルギー消費量とは、走行を維持するために消費されるエネルギー消費量である。【０１８０】
Ｅ１３＝Ｅ１１＋Ｅ１２  ・・・（１４）【０１８１】
また、一定速度（巡航）での走行時のエネルギー消費量Ｅ２３は、次の（１５）式に示すように、加速以外の走行抵抗によるエネルギー消費量Ｅ２２となる。【０１８２】
Ｅ２３＝Ｅ２２  ・・・（１５）【０１８３】
また、減速時のエネルギー消費量Ｅ３３は、次の（１６）式に示すように、減速時に回収されるエネルギー量Ｅ３１と、加速以外の走行抵抗によるエネルギー消費量Ｅ３２の和となる。【０１８４】
Ｅ３３＝Ｅ３１＋Ｅ３２＝Ｅ３２−β×Ｅ１１  ・・・（１６）【０１８５】
つまり、加速時のエネルギー消費量Ｅ１１と、減速時に回収されるエネルギー量Ｅ３１との割合である回収率βは、次の（１７）式を用いて算出することができる。【０１８６】
β＝Ｅ３３／Ｅ１１  ・・・（１７）【０１８７】
つまり、上記（１７）式は、次の（９）式に相当する。詳細には、次の（９）式に示す回収率の算出式は、次のように導き出される。上記（６）式において、右辺第２項を旅行区間における加速成分のエネルギー消費量Ｐaccとすると、加速成分のエネルギー消費量Ｐaccは、旅行区間における全エネルギー消費量（左辺）から、アイドリング時のエネルギー消費量（右辺第１項）と走行抵抗によるエネルギー消費量（右辺第４項）を減じたものであり、次の（８）式で表される。【０１８８】
【数１７】
2013080312.tif 000019
【０１８９】
上記（８）式では、車両は道路勾配θの影響を受けていないこととする（θ＝０）。そして、上記（８）式を上記（６）式に代入することで、次の（９）式に示す回収率βの算出式を得ることができる。【０１９０】
【数１８】
2013080312.tif 000020
【０１９１】
回収率βは、ＥＶ車では０．７〜０．９程度であり、ＨＶ車では０．６〜０．８程度であり、ガソリン車では０．２〜０．３程度である。なお、ガソリン車の回収率とは、移動体の加速時におけるエネルギー消費量と、減速時に燃料カットされるエネルギー量との割合である。【０１９２】
（走行可能な範囲の表示例）
つづいて、上述したエネルギー消費量推定処理により、ディスプレイに表示される情報について説明する。図１６は、ナビゲーション装置のディスプレイに表示される表示画面の一例を示す説明図である。図１６に示すように、たとえば、ディスプレイ１６００には、地図データとともに、ナビゲーション装置３００によって推定された走行可能距離に基づいて経路探索された経路情報１６０１，１６０２が表示されている。これは、ナビゲーション装置３００によって推定された走行可能距離で、車両の現在位置から目的地点まで到達できる場合に、ディスプレイ１６００に表示される情報の一例である。具体的には、図４のステップＳ４１５に示した処理がおこなわれた状態である。【０１９３】
具体的には、ナビゲーション装置３００は、車両が出発時または走行中に、たとえば、推定したエネルギー推定量と車両の残存エネルギー量とに基づいて、車両の走行可能距離（目的地点まで走行可能な場合はそこまでのエネルギー消費量）を推定する。そして、ナビゲーション装置３００は、走行可能距離に基づいて、たとえば、車両の残存エネルギー量で目的地点まで走行可能であるとして経路探索された経路情報１６０１，１６０２を、地図データとともにディスプレイ１６００に表示する。ナビゲーション装置３００は、経路情報１６０１，１６０２として、たとえば、現在位置から目的地点までの距離、所要時間、目的地点に到達するまでに消費されるエネルギー量などを、ディスプレイ１６００に表示する。また、ナビゲーション装置３００は、走行可能なエリアを、地図データとともにディスプレイ１６００に表示してもよい。【０１９４】
このように、ナビゲーション装置３００は、走行可能距離に基づいて経路探索された経路情報、エリアなどを、地図データとともにディスプレイ１６００に表示する。このため、ユーザは、車両の残存エネルギー量で到達することのできる複数の経路やエリアを視覚的に確認することができる。【０１９５】
以上説明したように、ナビゲーション装置３００によれば、車両のアイドリング状態、加減速時および走行時に消費されるエネルギーと、車両の加減速時に回収されるエネルギーに基づいて、消費エネルギー推定式を用いて、旅行区間におけるエネルギー消費量を推定する。このように、ナビゲーション装置３００は、消費されるエネルギー量の異なる走行状況ごとにエネルギー消費量を算出して推定するので、より正確にエネルギー消費量を推定することができる。【０１９６】
また、ナビゲーション装置３００は、車両の速度、加速度と、信号間距離に応じた補正係数を用いて、旅行区間におけるエネルギー消費量を推定する。このため、ナビゲーション装置３００は、その旅行区間における実際の走行状況を反映させたエネルギー消費量を推定することができる。【０１９７】
また、ナビゲーション装置３００は、車両から取得した残存エネルギー量に基づいて、車両の走行可能な範囲を推定する。このため、ナビゲーション装置３００は、現在の残存するエネルギー量でどの地点まで走行することができるのか、またはどの経路を走行すれば現在の残存するエネルギー量で到達地点まで到達することができるのかなどを推測することができる。【０１９８】
また、上述した（１）式〜（９）式は、車両情報や道路情報などを変数として含む。このため、ナビゲーション装置３００は、旅行区間における実際の移動体の走行状態や、実際の道路状況が反映されたエネルギー消費量や走行可能距離を推定することができる。【０１９９】
また、ナビゲーション装置３００は、旅行区間における単位時間当たりのエネルギー消費量と、この旅行区間を移動体が過去に走行した際に要した時間（旅行時間）とに基づいて、旅行区間におけるエネルギー消費量を推定する。このため、ナビゲーション装置３００は、その旅行区間におけるユーザの走行状況により要した走行時間が反映されたエネルギー消費量を推定することができる。【０２００】
また、ナビゲーション装置３００は、車両の速度、加速度、残存エネルギー量に基づいて、上述した（２）式〜（７）式に示す消費エネルギー推定式のいずれか１つ以上の式を用いて、車両の走行可能距離を推定する。このように、ナビゲーション装置３００は、旅行区間を車両が過去に実際に走行したときの走行状況と、実際の残存エネルギー量とに基づいて、車両の走行可能距離を推定するので、より正確に走行可能距離を推測することができる。【０２０１】
また、ナビゲーション装置３００は、移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報として、移動体の加速時に消費する単位時間当たりのエネルギー量と、移動体の減速時に回収される単位時間当たりのエネルギー量とを平均する推定式を用いて、車両のエネルギー消費量を推定する。このため、ナビゲーション装置３００は、加速時に消費するエネルギー量と減速時に回収するエネルギー量の両方を考慮して走行前の旅行区間におけるエネルギー消費量を推定することができる。
【実施例２】
【０２０２】
つぎに、本発明の実施例２について説明する。実施例１では、第二情報を信号間距離に応じた補正係数を用いて補正する構成としたが、実施例２では、エネルギー消費量について、第２情報に含まれる変数である加速度を、信号間距離に応じた補正係数を用いて補正する。たとえば、次の（１０）式により算出することができる。【０２０３】
【数１９】
2013080312.tif 000021
【０２０４】
この（１０）式は、上記（２）式と同等であり、加速度αに対して信号間距離に応じた補正係数γを掛けている。このため、実施例２では、加速度センサ等により車両の加速度αを検出する。そして、実施例１同様に信号間距離を算出し、信号間距離に応じた補正係数γを求める。そして、加速度αに対して補正係数γを掛ける。これにより、実施例１と同様に、信号間距離を考慮して実際の走行状況に近いエネルギー消費量を推定することができるようになる。
【実施例３】
【０２０５】
つぎに、本発明の実施例３について説明する。実施例３では、第二情報および第三情報に含まれる変数である速度を、信号間距離に応じた補正係数を用いて補正する。図１７−１および図１７−２は、信号間距離に対応した補正係数の他の例を示す図表である。ナビゲーション装置３００のＲＯＭ３０２等には、図１７−１に示す信号間距離に対応した補正係数が所定の演算式、あるいはデータの形で記憶されている。図示のように、横軸は係数算出区間、すなわち、信号間距離であり、縦軸は補正係数γである。図示のように、係数算出区間（信号間距離）の長さが短いほど、補正係数γの値を小さく設定し、係数算出区間（信号間距離）の長さが長いほど、補正係数γの値を大きく設定する。【０２０６】
これは、信号間距離が短いほど、距離に対して速度が変化する割合が小さいためである。図１７−１では、距離ごとに補正係数γを段階的に変化させる例であるが、これに限らず、図１７−２に示すように、距離に対して連続的に補正係数γが変化する設定としてもよい。【０２０７】
そして、ナビゲーション装置３００は、エネルギー消費量を、次の（１１）式により算出することができる。【０２０８】
【数２０】
2013080312.tif 000022
【０２０９】
この（１１）式は、上記（２）式と同等であり、速度Ｖに対して信号間距離に応じた補正係数γを掛けている。このため、実施例３では、速度センサ等により車両の速度Ｖを検出する。そして、実施例１同様に信号間距離を算出し、信号間距離に応じた補正係数γを求める。そして、速度Ｖに対して補正係数γを掛ける。これにより、実施例１と同様に、信号間距離を考慮して実際の走行状況に近いエネルギー消費量を推定することができるようになる。【０２１０】
なお、本実施の形態で説明したエネルギー消費量推定方法は、予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。
【符号の説明】
【０２１１】
１００  エネルギー消費量推定装置
１０１  現在位置取得部
１０２  変数取得部
１０３  推定部
１０４  補正部
１０５  記憶部
１０６  補正係数算出部
１１０  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図９−３】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７−１】
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【図１７−２】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月14日(2014.5.14)
【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】
移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する第一情報と、前記移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報と、前記移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、前記移動体が所定の区間（以下、「旅行区間」という）を走行する際のエネルギー消費量を推定する推定手段と、
前記旅行区間に含まれる一の信号機と前記一の信号機とは異なる他の信号機との間の距離、または、前記旅行区間に含まれる一の信号機と一の交差点との間の距離に基づいて、前記消費エネルギー推定式の変数として用いる移動体に関する情報を補正する補正係数を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された補正係数に基づき、前記推定手段により推定されたエネルギー消費量を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とするエネルギー消費量推定装置。
【請求項２】
前記消費エネルギー推定式の変数として用いる移動体に関する情報を取得する変数取得部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー消費量推定装置。
【請求項３】
前記変数取得部は、前記旅行区間を走行する前記移動体の加速度を前記第二情報に関する変数として取得する加速度取得手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記加速度に前記補正係数を乗算することにより、前記エネルギー消費量を補正することを特徴とする請求項２に記載のエネルギー消費量推定装置。
【請求項４】
前記変数取得部は、前記旅行区間を走行する前記移動体の速度を前記第二情報および第三情報に関する変数として取得する速度取得手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記速度に前記補正係数を乗算することにより、前記エネルギー消費量を補正することを特徴とする請求項２に記載のエネルギー消費量推定装置。
【請求項５】
移動体のエネルギー消費量を推定するエネルギー消費量推定装置におけるエネルギー消費量推定方法であって、
移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する第一情報と、前記移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報と、前記移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、前記移動体が所定の区間（以下、「旅行区間」という）を走行する際のエネルギー消費量を推定する推定工程と、
前記旅行区間に含まれる一の信号機と前記一の信号機とは異なる他の信号機との間の距離、または、前記旅行区間に含まれる一の信号機と一の交差点との間の距離に基づいて、前記消費エネルギー推定式の変数として用いる移動体に関する情報を補正する補正係数を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された補正係数に基づき、前記推定工程により推定されたエネルギー消費量を補正する補正工程と、
を含むことを特徴とするエネルギー消費量推定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするエネルギー消費量推定プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のエネルギー消費量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】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるエネルギー消費量推定装置は、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する第一情報と、前記移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報と、前記移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、前記移動体が所定の区間（以下、「旅行区間」という）を走行する際のエネルギー消費量を推定する推定手段と、前記旅行区間に含まれる一の信号機と前記一の信号機とは異なる他の信号機との間の距離、または、前記旅行区間に含まれる一の信号機と一の交差点との間の距離に基づいて、前記消費エネルギー推定式の変数として用いる移動体に関する情報を補正する補正係数を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された補正係数に基づき、前記推定手段により推定されたエネルギー消費量を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
また、この発明にかかるエネルギー消費量推定方法は、移動体のエネルギー消費量を推定するエネルギー消費量推定装置におけるエネルギー消費量推定方法であって、移動体に備えられた装備品により消費されるエネルギーに関する第一情報と、前記移動体の加減速時に消費および回収されるエネルギーに関する第二情報と、前記移動体の走行時に生じる抵抗により消費されるエネルギーに関する第三情報と、を含む消費エネルギー推定式に基づいて、前記移動体が所定の区間（以下、「旅行区間」という）を走行する際のエネルギー消費量を推定する推定工程と、前記旅行区間に含まれる一の信号機と前記一の信号機とは異なる他の信号機との間の距離、または、前記旅行区間に含まれる一の信号機と一の交差点との間の距離に基づいて、前記消費エネルギー推定式の変数として用いる移動体に関する情報を補正する補正係数を算出する算出工程と、前記算出工程により算出された補正係数に基づき、前記推定工程により推定されたエネルギー消費量を補正する補正工程と、を含むことを特徴とする。
【国際調査報告】
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