(57)【要約】【課題】カーシェアリングにおいて正確な燃料消費量で課金し、かつ、低コストで実施運営できる燃料消費量推定システム、カーシェアリングシステム、携帯端末、燃料消費量推定方法およびプログラムを提供する。【解決手段】携帯端末と管理サーバとからなり、携帯端末が、車内の音響信号を集音し、集音した音響信号を管理サーバに送信する。管理サーバは、携帯端末から、集音した車内の音響信号を受信し、受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出し、抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する。そして、抽出したエンジン回転数と推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記集音した車内の音響信号を受信する受信手段と、
該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する推定手段と、
前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
【請求項２】
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値とを受信する受信手段と、
該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する推定手段と、
前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
【請求項３】
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値とを受信する受信手段と、
該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、
前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、
前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度との両者に重み付けをした値と、前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
【請求項４】
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値と前記取得した位置情報とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値と前記取得した位置情報とを受信する受信手段と、
該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、
前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、
前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第１の換算手段と、
前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第２の換算手段と、
前記受信した位置情報から走行距離を計測し、標高地図から走行中の標高差を取得するとともに、前記計測した走行距離と前記取得した標高差との積算を時系列に行って合算して燃料消費量を換算する第３の換算手段と、
前記第１の換算手段、第２の換算手段、第３の換算手段における換算値に重み付けを行い燃料消費量を算出する燃料消費量算出手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
【請求項５】
前記請求項１から４に記載の燃料消費量推定システムを用いて、カーシェアリングにおける課金処理を行なうことを特徴とするカーシェアリングシステム。
【請求項６】
車内の音響信号を集音する集音手段と、
該集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する推定手段と、
前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項７】
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
前記加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する推定手段と、
前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項８】
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、
前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、
前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度との両者に重み付けをした値と、前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項９】
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、
前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、
前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第１の換算手段と、
前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第２の換算手段と、
前記受信した位置情報から走行距離を計測し、標高地図から走行中の標高差を取得するとともに、前記計測した走行距離と前記取得した標高差との積算を時系列に行って合算して燃料消費量を換算する第３の換算手段と、
前記第１の換算手段、第２の換算手段、第３の換算手段における換算値に重み付けを行い燃料消費量を算出する燃料消費量算出手段と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項１０】
前記請求項６から９に記載の携帯端末を用いて、カーシェアリングにおける課金処理を行なうことを特徴とするカーシェアリングシステム。
【請求項１１】
集音手段と送信手段とを備えた携帯端末と、受信手段と抽出手段と推定手段と換算手段とを備えた管理サーバとからなる燃料消費量推定システムにおける燃料消費量推定方法であって、
前記集音手段が、車内の音響信号を集音する第１のステップと、
前記送信手段が、該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する第２のステップと、
前記受信手段が、前記集音した車内の音響信号を受信する第３のステップと、
前記抽出手段が、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する第４のステップと、
前記推定手段が、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第５のステップと、
前記換算手段が、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第６のステップと、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定方法。
【請求項１２】
集音手段と送信手段と受信手段と抽出手段と推定手段と換算手段とを備えた携帯端末における燃料消費量推定方法であって、
前記集音手段が、車内の音響信号を集音する第１のステップと、
前記送信手段が、該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する第２のステップと、
前記受信手段が、前記集音した車内の音響信号を受信する第３のステップと、
前記抽出手段が、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する第４のステップと、
前記推定手段が、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第５のステップと、
前記換算手段が、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第６のステップと、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定方法。
【請求項１３】
集音手段と送信手段とを備えた携帯端末と、受信手段と抽出手段と推定手段と換算手段とを備えた管理サーバとからなる燃料消費量推定システムにおける燃料消費量推定方法でをコンピュータに実行させるためのプログラムあって、
前記集音手段が、車内の音響信号を集音する第１のステップと、
前記送信手段が、該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する第２のステップと、
前記受信手段が、前記集音した車内の音響信号を受信する第３のステップと、
前記抽出手段が、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する第４のステップと、
前記推定手段が、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第５のステップと、
前記換算手段が、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第６のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
集音手段と送信手段と受信手段と抽出手段と推定手段と換算手段とを備えた携帯端末における燃料消費量推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記集音手段が、車内の音響信号を集音する第１のステップと、
前記送信手段が、該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する第２のステップと、
前記受信手段が、前記集音した車内の音響信号を受信する第３のステップと、
前記抽出手段が、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する第４のステップと、
前記推定手段が、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第５のステップと、
前記換算手段が、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第６のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯通信機器に備わるセンサを用いた燃料消費量推定システム、カーシェアリングシステム、携帯端末、燃料消費量推定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自家用自動車有償貸渡事業の中でレンタカー型カーシェアリングと呼ぶ事業形態が増加しつつある。この事業形態における車の利用料金は車の利用時間と消費燃料を基本として課金することが必要である。この中で消費燃料について、現在のカーシェアリング事業ではＧＰＳを使用して走行距離を算出し、これから燃料消費量に換算しているケースが多い（例えば、非特許文献１、２を参照）。
【０００３】
現在、カーシェアリング事業は大規模な事業者が行っているものが知られている。一方、自家用自動車有償貸渡事業の許可を受ければ、車両１台からでも事業を開始できる。そのため、週末しか利用しない自家用車の平日の貸し出しや、会員制グループあるいはマンション組合による住民の共同利用など、小規模な事業運営形態が増加しつつある。今後、事業規模の大小に関わらず低コストで運営でき、かつ正確な利用課金ができるカーシェアリングシステムの方法が求められている。
【０００４】
非特許文献１に代表的なカーシェアリングの料金を示すが、現在のカーシェアリングの課金は、利用時間と距離料金で行われているのが一般的である。前者の利用時間は登録した利用時間で明確に管理できる。次に課金の対象となるのは燃料消費量であるが、現在のカーシェアリングでは車載のＧＰＳの位置情報により走行距離を算出し、これを燃料消費量に換算して課金している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−０１９９４８号公報
【特許文献２】再表２０１１／０９６１５６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】http://www.orix-carshare.com/plan/index.htm
【非特許文献２】http://www.docomo.biz/pdf/html/service/module/casestudy002.pdf
【非特許文献３】http://panasonic.co.jp/ptj/v5404/pdf/p0204.pdf
【非特許文献４】「音響信号とマルチセンサー信号を利用したスマートフォンによる自動さ派の燃費推定」、電子情報通信学会、信学技報  ＥＡ２０１３−１（２０１３−５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、走行距離による燃焼消費量の推定は、利用者による加速・急発進などの運転の仕方の違いや走行場所の上り坂、下り坂の地形、およびアイドリング状態での長時間駐車などの利用状況により燃費が大きく異なることは一般に知られている。このため、燃料消費量を走行距離から換算する方法は不正確と言われている。
【０００８】
一方で、正確に燃料消費量を把握するには、車載の燃料メータから燃料消費量のデータを直接入手することが考えられるが、車の燃料メータはタンク内のおおよその残量を運転者に知らせる目的のため、計量に適さないタンク形状の中でフロートやサーミスタで波打つ液量を検知しており正確な量を計測することはできない。また、正確な量を計るためには配管に燃料流量計を取り付けなければならず、これからデータを入手するには多大な改造費用がかかるため安価な事業開始は困難である。
【０００９】
また、最近の車にはＯＢＤII（On-Board Diagnostics）という自己車両診断装置が備わっていて、整備工場などで車両の点検整備に用いられている。しかし、データ内容はメーカーや車種により異なり、また、ＯＢＤII接続によるプログラム改ざんなどによる事故を恐れてメーカーは簡単に開示せず、一般に活用することは困難である。
【００１０】
このような状況のため、現在のカーシェアリングは正確な燃料消費量を把握することをせず利用者に平均的に一律で課金している。そのため、実際の利用負担と異なっていることに利用者の不満が生じており、カーシェアリングの普及の妨げにもなっている。
【００１１】
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、カーシェアリングにおいて正確な燃料消費量で課金し、かつ、低コストで実施運営できる燃料消費量推定システム、カーシェアリングシステム、携帯端末、燃料消費量推定方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明は、携帯端末と管理サーバとからなり、前記携帯端末が、車内の音響信号を集音する集音手段と、該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する送信手段と、を備え、前記管理サーバが、前記携帯端末から、前記集音した車内の音響信号を受信する受信手段と、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する推定手段と、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システムを提案している。
【００１４】
（２）本発明は、携帯端末と管理サーバとからなり、前記携帯端末が、車内の音響信号を集音する集音手段と、加速度センサと、前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値とを前記管理サーバに送信する送信手段と、を備え、前記管理サーバが、前記携帯端末から、前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値とを受信する受信手段と、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する推定手段と、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システムを提案している。
【００１５】
（３）本発明は、携帯端末と管理サーバとからなり、前記携帯端末が、車内の音響信号を集音する集音手段と、加速度センサと、前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値とを前記管理サーバに送信する送信手段と、を備え、前記管理サーバが、前記携帯端末から、前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値とを受信する受信手段と、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度との両者に重み付けをした値と、前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システムを提案している。
【００１６】
（４）本発明は、携帯端末と管理サーバとからなり、前記携帯端末が、車内の音響信号を集音する集音手段と、加速度センサと、位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値と前記取得した位置情報とを前記管理サーバに送信する送信手段と、を備え、前記管理サーバが、前記携帯端末から、前記集音した車内の音響信号と前記加速度センサの出力値と前記取得した位置情報とを受信する受信手段と、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第１の換算手段と、前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第２の換算手段と、前記受信した位置情報から走行距離を計測し、標高地図から走行中の標高差を取得するとともに、前記計測した走行距離と前記取得した標高差との積算を時系列に行って合算して燃料消費量を換算する第３の換算手段と、前記第１の換算手段、第２の換算手段、第３の換算手段における換算値に重み付けを行い燃料消費量を算出する燃料消費量算出手段と、を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システムを提案している。
【００１７】
（５）本発明は、（１）から（４）の燃料消費量推定システムを用いて、カーシェアリングにおける課金処理を行なうことを特徴とするカーシェアリングシステムを提案している。
【００１８】
（６）本発明は、車内の音響信号を集音する集音手段と、該集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する推定手段と、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、を備えたことを特徴とする携帯端末を提案している。
【００１９】
（７）本発明は、車内の音響信号を集音する集音手段と、加速度センサと、前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、前記加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する推定手段と、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、を備えたことを特徴とする携帯端末を提案している。
【００２０】
（８）本発明は、車内の音響信号を集音する集音手段と、加速度センサと、前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度との両者に重み付けをした値と、前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、を備えたことを特徴とする携帯端末を提案している。
【００２１】
（９）本発明は、車内の音響信号を集音する集音手段と、加速度センサと、位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第１の換算手段と、前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第２の換算手段と、前記受信した位置情報から走行距離を計測し、標高地図から走行中の標高差を取得するとともに、前記計測した走行距離と前記取得した標高差との積算を時系列に行って合算して燃料消費量を換算する第３の換算手段と、前記第１の換算手段、第２の換算手段、第３の換算手段における換算値に重み付けを行い燃料消費量を算出する燃料消費量算出手段と、を備えたことを特徴とする携帯端末を提案している。
【００２２】
（１０）本発明は、（６）から（９）に記載の携帯端末を用いて、カーシェアリングにおける課金処理を行なうことを特徴とするカーシェアリングシステムを提案している。
【００２３】
（１１）本発明は、集音手段と送信手段とを備えた携帯端末と、受信手段と抽出手段と推定手段と換算手段とを備えた管理サーバとからなる燃料消費量推定システムにおける燃料消費量推定方法であって、前記集音手段が、車内の音響信号を集音する第１のステップと、前記送信手段が、該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する第２のステップと、前記受信手段が、前記集音した車内の音響信号を受信する第３のステップと、前記抽出手段が、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する第４のステップと、前記推定手段が、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第５のステップと、前記換算手段が、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第６のステップと、を備えたことを特徴とする燃料消費量推定方法を提案している。
【００２４】
（１２）本発明は、集音手段と送信手段と受信手段と抽出手段と推定手段と換算手段とを備えた携帯端末における燃料消費量推定方法であって、前記集音手段が、車内の音響信号を集音する第１のステップと、前記送信手段が、該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する第２のステップと、前記受信手段が、前記集音した車内の音響信号を受信する第３のステップと、前記抽出手段が、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する第４のステップと、前記推定手段が、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第５のステップと、前記換算手段が、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第６のステップと、を備えたことを特徴とする燃料消費量推定方法を提案している。
【００２５】
（１３）本発明は、集音手段と送信手段とを備えた携帯端末と、受信手段と抽出手段と推定手段と換算手段とを備えた管理サーバとからなる燃料消費量推定システムにおける燃料消費量推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムあって、前記集音手段が、車内の音響信号を集音する第１のステップと、前記送信手段が、該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する第２のステップと、前記受信手段が、前記集音した車内の音響信号を受信する第３のステップと、前記抽出手段が、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する第４のステップと、前記推定手段が、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第５のステップと、前記換算手段が、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第６のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
【００２６】
（１４）本発明は、集音手段と送信手段と受信手段と抽出手段と推定手段と換算手段とを備えた携帯端末における燃料消費量推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記集音手段が、車内の音響信号を集音する第１のステップと、前記送信手段が、該集音した音響信号を前記管理サーバに送信する第２のステップと、前記受信手段が、前記集音した車内の音響信号を受信する第３のステップと、前記抽出手段が、該受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する第４のステップと、前記推定手段が、該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第５のステップと、前記換算手段が、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第６のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、携帯端末に備わる様々なセンサを使用し、利用時間だけでなく燃料消費量を正確に把握し課金することが可能であり、小規模から大規模のカーシェアリングの事業運営を、携帯端末だけを用いて安価に実現することができるという効果がある。
また、従来のレンタカー利用ではタンクに燃料を満たして車を返却しなければならないが、本発明を用いることにより、そのような手間を無くすことも可能になり、レンタカー業務とカーシェアリング業務の融合した事業運営も容易にできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料消費量推定システムの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る携帯端末および管理サーバの機能ブロックを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るアクセル開度をパラメータとしたエンジン回転数と燃料消費量との関係を示した図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る加速時のエンジンこもり音の周波数変化を示した図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る音響分析による走行状態とアクセル開度の推定概念を示した図である。
【図６】周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルによるアクセル開度の３次元数値テーブル例を示した図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る燃料消費量の推定値と実測値との比較による係数の設定アルゴリズムを示した図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る携帯端末および管理サーバの機能ブロックを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る重力加速度を考慮した上り坂、下り坂走行時のエンジンによる加速度の図示したものである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る加速度センサーの分析による走行状態とアクセル開度の推定概念を示した図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る携帯端末および管理サーバの機能ブロックを示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る加速度と燃料消費量の関係例を示した図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る携帯端末および管理サーバの機能ブロックを示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る携帯端末の機能ブロックを示す図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態に係る携帯端末の機能ブロックを示す図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態に係る携帯端末の機能ブロックを示す図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態に係る携帯端末の機能ブロックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００３０】
本発明は、図１に示すように、管理サーバ２００と携帯端末１００とから構成されている。つまり、車両を改造したり、特別な装備を備えることなく、車両自身はそのままで、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末を用いることで実現できるシステムである。携帯端末１００には、アプリケーションがあらかじめインストールされており、それを利用時に車内のダッシュボード等の設置場所に置いて使用する。携帯端末１００は、個人所有のものでもカーシェアリング事業者が車載用に用意したものでもかまわない。
【００３１】
また、携帯端末１００からのカーシェアリングの予約、課金請求などを運営管理するための管理サーバ２００は、大規模事業でなければ安価なパソコンで実現できる。そのため、カーシェアリングの運営コストを大幅に抑えることができる。
【００３２】
＜第１の実施形態＞
図２から図７を用いて、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３３】
＜携帯端末の構成＞
本実施形態に係る携帯端末１００は、図２に示すように、集音部１１０と、送信部１２０と、記憶部１３０と、制御部１４０とから構成されている。
【００３４】
集音部１１０は、車内の音響信号を集音する。送信部１２０は、集音部１１０が集音した車内の音響信号を管理サーバ２００の受信部２１０に送信する。記憶部１３０は、集音部１１０が集音した車内の音響信号データを一時的に格納する。制御部１４０は、例えば、本実施形態に対応する制御アプリケーションに基づいて、集音部１１０、送信部１２０、記憶部１３０の動作をコントロールする。
【００３５】
＜管理サーバの構成＞
本実施形態に係る管理サーバ２００は、図２に示すように、受信部２１０と、抽出部２２０と、推定部２３０と、換算部２４０とから構成されている。
【００３６】
受信部２１０は、携帯端末１００の送信部１２０から、集音した車内の音響信号を受信する。抽出部２２０は、受信した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する。
【００３７】
推定部２３０は、抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する。換算部２４０は、抽出したエンジン回転数と推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する。
【００３８】
なお、本実施形態では、データの分析、収集を管理サーバ２００で行なう例について説明するが、データの分析、推定を携帯端末自身で行い、その結果を管理サーバに送信するようにしてもよい。
【００３９】
図３に、アクセル開度をパラメータとしたエンジン回転数と燃料消費量の関係を示す。図３に示すように、アクセル開度が一定の場合、燃料消費量はエンジンの回転数に比例し、同じ回転数でもアクセル開度により燃料消費量が変化することが知られている。アクセル開度は、例えば、車が停車から発進し、加速していくときアクセル開度は高く、巡航速度ではアクセル開度は低い。また、一般に、高速走行になるほどアクセル開度は高くなっていく。これらの車両の状態を細かく分析することにより、燃料消費量はエンジン回転数とアクセル開度の積により算出できる。
【００４０】
本実施形態では、まず、エンジンの回転数を把握するため、携帯端末１００の集音部１１０（例えば、音声マイク）により車内の音響信号を集音する。車内の音響信号には、様々な騒音成分が含まれているが、次の方法によりエンジンの回転数を音響分析し抽出する。
【００４１】
非特許文献３に述べられているように、エンジンの燃焼による振動は車体を伝搬して車室内に“エンジンこもり音”として放射される。このエンジンこもり音は図４に示すように、加速時に、時間経過とともに、周波数が上昇していき、エンジン回転周波数の１次成分とその高調波とで構成される。このエンジンの燃料爆発に同期した回転周波数の次数成分の時間波形はほぼ正弦波と見なせるという特徴がある。また、４サイクル気筒エンジンでは、回転周波数の２次成分、６気筒エンジンでは、回転周波数の３次成分が本来の燃料爆発による音響成分であり、音圧レベルが非常に高い。車室内の音響には様々な雑音成分が含まれているが、エンジンこもり音の特徴を用いて周波数分析結果をパターン化するなど音響分析することにより、エンジン回転周波数を容易に抽出することができる。この音響分析の詳細な手法については例えば特許文献１および特許文献２などに記載される方法を適用する。
【００４２】
一方、携帯電話で通話する音声信号は、規定により周波数範囲は３４００Ｈｚまでとなっている。アイドリング時の回転数６００回転／分から高速時の４２００回転／分とすると、４サイクル気筒エンジンでは回転２次成分、６気筒エンジンでは回転３次成分が燃焼周波数となり、それぞれ２００〜１６００、３００〜２４００Ｈｚとなる。このように、エンジンの音響は比較的狭い周波数範囲に存在しているので、携帯端末の音声マイクで十分に測定できる範囲である。
【００４３】
また、アクセル開度については、エンジン回転周波数の周波数範囲と、その周波数の時間偏移、および音圧レベルとを例えば１秒毎の一定の時間間隔で計測する。このデータを分析して車の走行状態を分類すると、（１）発車加速時、（２）走行加速時、（３）巡航速度時、（４）高速走行時、（５）ブレーキ減速時、あるいは（６）停車時などになり、これからアクセル開度を推定することができる。図５に音響分析による走行状態の分類とアクセル開度の推定の概念を示す。
【００４４】
図５では、説明のため図２との整合性を考慮してアクセル開度を５段階（０〜４／４）の大枠の分類で示したが、このアクセル開度の推定テーブルは必要に応じてさらに詳細な数値で分類して作成することができる。
【００４５】
図６（１）は、回転周波数の周波数範囲と、その周波数の時間偏移、および音圧レベルの３次元のパラメータとアクセル開度の数値テーブルを立体的に示したものである。アクセル開度の数値は、５段階（０〜４／４）で表示している。このような３次元の関係数値テーブルは、プログラムを作成する場合に有効である。また、図６（２）は、周波数範囲を一定とした場合の音圧レベルと周波数偏移の断面におけるアクセル開度との２次元の数値テーブル例であり、さらに図６（３）は、周波数範囲と周波数偏移を一定とした場合の音圧レベルとアクセル開度との関係をグラフ上に表した例である。
【００４６】
音響分析により計測したエンジン回転数と周波数範囲、周波数偏移、音圧レベルの３パラメータ値から推定したアクセル開度から、下記の数１を用いて時系列に積算して燃料消費量を算出する。
【００４７】
【数１】
2015175288.tif 000003
【００４８】
ここで、Ｔ：全走行時間、ｔ：サンプル時刻、ａ：変換係数、ｌ、ｍ、ｎ：周波数範囲、周波数偏移、音圧レベルの３パラメータ値であり、サンプル時刻は、例えば、１秒毎に計測する。また、Ｔは、車の全走行時間とし、時系列に積算すると利用時間中の燃料消費量を推定することができる。
【００４９】
変換係数ａは車種により異なるため、図７に示すアルゴリズムにより推定値と実測値とを比較して最も適合する数値を設定する。ｎ回の走行における燃料消費量の実測値がある場合、ｉ番目の実測値Ｂ(ｉ)に基づいて係数ａ(ｉ)の適合値を求める。最初に係数ａ(ｉ)の初期値を設定し（ステップＳ１０１）、数１により、燃料消費量Ａ(ｉ)を推定する（ステップＳ１０２からステップＳ１０５）。この推定値と実測した燃料消費量Ｂ(ｉ)の差分Ｃ＝Ａ(ｉ)−Ｂ(ｉ)を計算し（ステップＳ１０６、Ｓ１０７）、差分があれば係数ａ(ｉ)をＣに基づいて増減し（ステップＳ１０８の「Ｎｏ」）、変更して推定値の再計算を繰り返す（ステップＳ１０４からステップＳ１０８）。推定値と実測値の差分がほとんどなくなった時点で、実測値Ｂ(ｉ)についての適合した係数ａ(ｉ)を記録する（ステップＳ１０９）。異なるｎ回の走行の実測値についても同様の手順で適合した係数ａ(ｉ)を求め記録し（ステップＳ１０２からステップＳ１１０）、ｎ回終了した時点で記録したｎ個のａ(ｉ)の平均値を算出し係数aの値として最終的に設定して実運用時に用いる（ステップＳ１１１）。
【００５０】
なお、カーシェアリングの運営が進めば進むほど走行によるｎ回の実測値が多数取得できるので、上記のアルゴリズムにより係数aの精度を増々高めていくことができる。同様に、アクセル開度（ｌ、ｍ、ｎ）も実測値と適合するように３パラメータによる推定値を適宜調整する。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
図８から図１０を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５２】
＜携帯端末の構成＞
本実施形態に係る携帯端末１００は、図８に示すように、集音部１１０と、送信部１２１と、記憶部１３０と、制御部１４０と、加速度センサ１５０とから構成されている。なお、第１の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は、省略する。
【００５３】
送信部１２１は、集音部１１０が集音した車内の音響信号と加速度センサ１５０の出力値とを管理サーバ２００の受信部２１１に送信する。加速度センサ１５０は、車両の加速度を検出する。
【００５４】
＜管理サーバの構成＞
本実施形態に係る管理サーバ２００は、図８に示すように、受信部２１１と、抽出部２２０と、推定部２３１と、換算部２４１とから構成されている。なお、第１の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は、省略する。
【００５５】
受信部２１１は、集音した車内の音響信号と加速度センサの出力値とを受信する。推定部２３１は、受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する。換算部２４１は、抽出したエンジン回転数と推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する。
【００５６】
＜加速度センサによるアクセル開度推定方法＞
携帯端末１００に備わる３軸加速度センサにより加速度と速度を計測して、これらのデータを分析することにより、アクセル開度を基本的に推定する。単に加速度だけでなく、速度も分析するのは、速度による空気抵抗や車軸やタイヤなどの摩擦抵抗に抗する加速度を得るため小さいアクセル開度が必要だからである。
【００５７】
また、上り坂、下り坂時には、水平走行時よりもアクセル開度を大きく、あるいは小さくしなければ一定の加速度や速度を得られなくなる。これは図９に示すように、上り坂、下り坂の走行では、Ｚ軸方向の重力加速度がＸ軸方向に分配されるので、これを考慮しなければならない。図９より、Ｘ軸方向の分配重力加速度は、Ｚ軸方向の水平時と上り坂、下り坂時の重力の差分から二乗和の平方根の公式により計算できる。その結果、上り坂、下り坂走行時のエンジンによるＸ軸方向の加速度は下記の数２で計算できる。
【００５８】
【数２】
2015175288.tif 000004
【００５９】
図１０に、加速度センサの分析による走行状態とアクセル開度の推定の概念を示す。図１０における加速度とは、数式２によるエンジンの加速度である。また、図１０では、説明のため図５との整合性を考慮して、アクセル開度を５段階（０〜４／４）の大枠の分類で示したが、このアクセル開度の推定テーブルは必要に応じてさらに詳細な数値で分類して作成することができる。
【００６０】
ここで、アクセル開度は加速度センサの加速度と速度の関数であり、下記の数３で表される。
【００６１】
【数３】
2015175288.tif 000005
【００６２】
ここで、ｖx,y,z：Ｘ，Ｙ，Z軸の速度、ax,y,z：Ｘ，Ｙ，Z軸の加速度、f：図１０に示す加速度と速度を変数とするアクセル開度の関数テーブル、b：アクセル開度への変換係数を示す。
【００６３】
そして、燃料消費量は、このアクセル開度と音響分析によるエンジン回転数により第１の実施形態で示した数１を用いて算出することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、携帯端末を車のダッシュボードに置く場合、３軸加速度センサのデータを正確に取得するため、車に固定する設置台であることが望ましい。
【００６５】
＜第３の実施形態＞
図１１、図１２を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６６】
＜携帯端末の構成＞
本実施形態に係る携帯端末１００は、図１１に示すように、集音部１１０と、送信部１２１と、記憶部１３０と、制御部１４０と、加速度センサ１５０とから構成されている。なお、本実施形態の構成は、第２の実施形態で示した構成と同一であるため、その詳細な説明は、省略する。
【００６７】
＜管理サーバの構成＞
本実施形態に係る管理サーバ２００は、図１１に示すように、受信部２１１と、抽出部２２０と、第１の推定部２５０と、第２の推定部２６０と、換算部２４２とから構成されている。なお、第１の実施形態、第２の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は、省略する。
【００６８】
第１の推定部２５０は、抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する。第２の推定部２６０は、受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する。換算部２４２は、第１の推定部２５０により推定されたアクセル開度と第２の推定部２６０により推定されたアクセル開度との両者に重み付けをした値と、抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する。
【００６９】
＜音響と加速度センサの両者でアクセル開度を推定＞
第１の実施形態と第２の実施形態に示したアクセル開度の推定方法はそれぞれ分析の特徴がある。両者の分析の特徴を補完するため、下記の数４によりそれぞれに重み付けして合算することによりアクセル開度の推定値をさらに正確に求めることができる。例えば、重み付け係数ｄ、ｅは、固定値ではなく、必要に応じて、速度範囲や上り坂・下り坂の程度により重み付けのバランスを変えてもよい。
【００７０】
【数４】
2015175288.tif 000006
【００７１】
＜加速度センサによる方法＞
また、携帯端末に備わっている３軸加速度センサの加速度の数値とその継続時間を用いて、第１の実施形態から第３の実施形態とは異なる方法で直接、燃料消費量を推定することも可能である。
【００７２】
図１２の加速度と燃料消費量の関係に示すように、プラスの加速度が大きければ大きいほど単位時間当たりの燃料消費量は多く、巡航速度を一定に保つのであればプラス・マイナスの加速度は少なく燃料消費量は低い値となる。また、停車中はアイドリングによる最少燃料消費量となる。一方、通常のフットブレーキによるマイナスの加速度では燃料消費量はアイドリングとほぼ変わらないが、大きなマイナス加速度を得るためエンジンブレーキを使用する場合は、エンジンの強制吸気のため燃料消費量が増える場合がある。これについては、最近の車種では燃料を強制遮断するため燃料消費は少ない場合もあるので車種により異なる。
【００７３】
図１２に示すように、加速度センサは車の水平方向のＸ軸、Ｙ軸、垂直方向のＺ軸があり、それぞれの加速度が燃料消費量に及ぼす影響度は異なる。例えば、上り坂では垂直方向のプラス加速度に対する燃料消費量は水平方向より多く、反対に下り坂では垂直方向のマイナス加速度では燃料消費量は非常に少なくなる。これらの関係から下記の数５を用いて３軸の加速度の方向を考慮し、各関係式を合算して燃料消費量を算出する。
【００７４】
【数５】
2015175288.tif 000007
【００７５】
ここで、Ｔ：全走行時間、ｔ：サンプル時刻（例えば1秒毎）、f：加速度値を燃料消費量に変換する関数である。
＜第４の実施形態＞
図１３を用いて、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００７６】
＜携帯端末の構成＞
本実施形態に係る携帯端末１００は、図１３に示すように、集音部１１０と、送信部１２２と、記憶部１３０と、制御部１４０と、加速度センサ１５０と、位置情報取得部１６０とから構成されている。なお、第１の実施形態から第３の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は、省略する。
【００７７】
送信部１２２は集音した車内の音響信号と加速度センサの出力値と取得した位置情報とを管理サーバに送信する。位置情報取得部１６０は、ＧＰＳ等を用いて、位置情報を取得する。
【００７８】
＜管理サーバの構成＞
本実施形態に係る管理サーバ２００は、図１３に示すように、受信部２１２と、抽出部２２０と、第１の推定部２５０と、第２の推定部２６０と、第１の換算部２７０と、第２の換算部２８０と、第３の換算部２９０と、燃料消費量算出部３００とから構成されている。なお、第１の実施形態から第３の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は、省略する。
【００７９】
受信部２１２は、集音した車内の音響信号と加速度センサの出力値と取得した位置情報とを受信する。第１の換算部２７０は、第１の推定部２５０により推定されたアクセル開度と抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する。第２の換算部２８０は、第２の推定部２６０により推定されたアクセル開度と抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第３の換算部２９０は、受信した位置情報から走行距離を計測し、標高地図から走行中の標高差を取得するとともに、計測した走行距離と取得した標高差との積算を時系列に行って合算して燃料消費量を換算する。燃料消費量算出部３００は、第１の換算部２７０、第２の換算部２８０、第３の換算部２９０における換算値に重み付けを行い燃料消費量を算出する。
【００８０】
携帯端末にはＧＰＳを備えているので車の位置を特定して車の借用時間の全走行距離を算出することができるが、この走行距離だけでは燃料消費量に正確に推定することはできない。特に、上り坂と下り坂では同じ走行距離でも燃料消費量は大きく異なる。そこで、ＧＰＳによる位置情報と標高を示す地図を用いて上り坂、下り坂の標高差を抽出し、これを加味して燃料消費量を算出することが望ましい。標高が分かる地図は国土地理院やＧｏｏｇｌｅ  Ｍａｐｓで電子的に公開されている。具体的には、下記の数６により、走行距離と標高差より燃料消費量をサンプル時刻毎に積算して求める。
【００８１】
【数６】
2015175288.tif 000008
【００８２】
ここで、Ｔ：全走行時間、ｔ：サンプル時刻（例えば5秒毎）、ｇ：走行距離・標高差の積から燃料消費量を換算する係数である。
【００８３】
また、標高地図から標高差を得る方法の別法として、携帯端末に備わる加速度センサを用いて垂直方向であるＺ軸の移動距離を計測し、標高差を得ることも可能である。
【００８４】
＜携帯端末を用いたカーシェアリングシステムへの応用例＞
以上、説明した第１の実施形態から第４の実施形態に係る燃料消費量推定システムをカーシェアリングシステムに実装するため、図１に示すように、携帯電話やスマートフォンの携帯端末を用いる。具体的には、最初に、携帯端末に、アプリケーションをインストールしておく。カーシェアリングとして車を利用する際は、携帯端末のアプリケーションを起動し、車の施錠位置の近くで管理サーバに携帯電話回線で通信し、開錠するように要求する。管理サーバは、利用者を認証して利用予約時間、車種などを確認した後、携帯端末に返信し、アプリケーションに命じて携帯端末のＮＦＣ（近距離通信）機能を用いて開錠する。
【００８５】
開錠した車の中には通常の車のキーがあるので、利用者はエンジンを起動できる。利用者は、携帯端末を車のダッシュボードに水平に置かれている設置台に載せ、電源を繋いで固定する。携帯端末は事業者が車載用としてあらかじめ設置している場合もある。
【００８６】
携帯のアプリケーションは、音声マイク、加速度センサおよびＧＰＳ位置センサを起動し、走行中に必要なデータを一定時間毎に測定しメモリーに記録する。記録したデータは、一定の時間毎、あるいは、利用終了時に一括して管理サーバに送信される。
【００８７】
管理サーバは、車から送られたデータを分析することで、燃料消費量を算出し、利用時間と合わせて利用課金として、月末などの一定期間毎に利用者に請求する。
【００８８】
管理サーバは、利用者からの携帯電話やパソコンからの利用要求の通信を受け、スケジューラーに、利用者ＩＤと利用時間、車種などを記録し管理する。管理サーバは、車から送られたデータを分析し、位置情報から返却時間を超えることが予想される場合に、利用者の携帯端末に通知したり、重大な速度違反を警告したり、あるいは異常なマイナス加速度が加わった場合に事故の可能性として記録するなど、カーシェアリングの運営上必要な事項を管理する。
【００８９】
また、利用者は、携帯端末で利用前、利用後に車の傷など損傷を撮影し、アプリケーションを通じて管理サーバに送信しておくことで、車の損傷の責任を回避できるようにするとともに、運営者がそれらの写真から車の損傷がいつ生じたかを客観的に判断できるようにしてもよい。
【００９０】
このようなカーシェアリングの運営のための管理サーバは、小規模な会員制のカーシェアリングであるならば、安価なパソコンを運営者の自宅内などに常時通信接続することで容易に実現できる。
【００９１】
＜第５の実施形態＞
図１４を用いて、本発明の第５の実施形態について説明する。
【００９２】
＜携帯端末の構成＞
本実施形態に係る携帯端末１００は、図１４に示すように、集音部１１０と、記憶部１３０と、制御部１４０と、抽出部２２０と、推定部２３０と、換算部２４０とから構成されている。
【００９３】
本実施形態は、第１の実施形態における携帯端末および管理サーバの機能を携帯端末に集約したものである。したがって、各構成要素の機能は、第１の実施形態と同様であるため、その詳細な説明は、省略する。
【００９４】
＜第６の実施形態＞
図１５を用いて、本発明の第６の実施形態について説明する。
【００９５】
＜携帯端末の構成＞
本実施形態に係る携帯端末１００は、図１５に示すように、集音部１１０と、記憶部１３０と、制御部１４０と、加速度センサ１５０と、抽出部２２０と、推定部２３１と、換算部２４１とから構成されている。
【００９６】
本実施形態は、第２の実施形態における携帯端末および管理サーバの機能を携帯端末に集約したものである。したがって、各構成要素の機能は、第２の実施形態と同様であるため、その詳細な説明は、省略する。
【００９７】
＜第７の実施形態＞
図１７を用いて、本発明の第７の実施形態について説明する。
【００９８】
＜携帯端末の構成＞
本実施形態に係る携帯端末１００は、図１７に示すように、集音部１１０と、記憶部１３０と、制御部１４０と、加速度センサ１５０と、抽出部２２０と、第１の推定部２５０と、第２の推定部２６０と、換算部２４２とから構成されている。
【００９９】
本実施形態は、第３の実施形態における携帯端末および管理サーバの機能を携帯端末に集約したものである。したがって、各構成要素の機能は、第３の実施形態と同様であるため、その詳細な説明は、省略する。
【０１００】
＜第８の実施形態＞
図１８を用いて、本発明の第８の実施形態について説明する。
【０１０１】
＜携帯端末の構成＞
本実施形態に係る携帯端末１００は、図１８に示すように、集音部１１０と、記憶部１３０と、制御部１４０と、加速度センサ１５０と、位置情報取得部１６０と、抽出部２２０と、第１の推定部２５０と、第２の推定部２６０と、第１の換算部２７０と、第２の換算部２８０と、第３の換算部２９０と、燃料消費量算出部３００とから構成されている。
【０１０２】
本実施形態は、第４の実施形態における携帯端末および管理サーバの機能を携帯端末に集約したものである。したがって、各構成要素の機能は、第４の実施形態と同様であるため、その詳細な説明は、省略する。
【０１０３】
なお、携帯端末および管理サーバの処理をコンピュータシステムが読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを携帯端末および管理サーバに読み込ませ、実行することによって本発明の燃料消費量推定システムおよびカーシェアリングシステムを実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。
【０１０４】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
【０１０５】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０１０６】
＜付記項＞
[付記項１]
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
該集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数を前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記抽出したエンジン回転数を受信する受信手段と、
該受信したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する推定手段と、
前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
[付記項２]
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
該集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
前記加速度センサの出力値と前記抽出したエンジン回転数とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記加速度センサの出力値と前記抽出したエンジン回転数とを受信する受信手段と、
前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する推定手段と、
前記受信したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
[付記項３]
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
前記加速度センサの出力値と前記抽出したエンジン回転数とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記加速度センサの出力値と前記抽出したエンジン回転数とを受信する受信手段と、
該受信したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、
前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、
前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度との両者に重み付けをした値と、前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
[付記項４]
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
前記加速度センサの出力値と前記取得した位置情報と前記抽出したエンジン回転数とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記加速度センサの出力値と前記取得した位置情報と前記抽出したエンジン回転数とを受信する受信手段と、
該受信したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、
前記受信した加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、
前記第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第１の換算手段と、
前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第２の換算手段と、
前記受信した位置情報から走行距離を計測し、標高地図から走行中の標高差を取得するとともに、前記計測した走行距離と前記取得した標高差との積算を時系列に行って合算して燃料消費量を換算する第３の換算手段と、
前記第１の換算手段、第２の換算手段、第３の換算手段における換算値に重み付けを行い燃料消費量を算出する燃料消費量算出手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
[付記項５]
前記付記項１から４に記載の燃料消費量推定システムを用いて、カーシェアリングにおける課金処理を行なうことを特徴とするカーシェアリングシステム。
[付記項６]
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
該集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する推定手段と、
前記抽出したエンジン回転数と推定したアクセル開度とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記抽出したエンジン回転数と推定したアクセル開度とを受信する受信手段と、
前記受信したエンジン回転数とアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
[付記項７]
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
該集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
前記加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する推定手段と、
前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記抽出したエンジン回転数と前記推定したアクセル開度とを受信する受信手段と、
前記受信したエンジン回転数とアクセル開度との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
[付記項８]
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、
前記加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、
前記抽出したエンジン回転数と前記推定した２つのアクセル開度とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記抽出したエンジン回転数と前記推定した２つのアクセル開度とを受信する受信手段と、
前記受信した第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記第２の推定手段により推定されたアクセル開度との両者に重み付けをした値と、前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する換算手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
[付記項９]
携帯端末と管理サーバとからなり、
前記携帯端末が、
車内の音響信号を集音する集音手段と、
加速度センサと、
位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記集音した車内の音響信号からエンジン音の特徴に基づき音響分析を行い、エンジン回転数を抽出する抽出手段と、
該抽出したエンジン回転数の周波数範囲と周波数偏移と音圧レベルとを音響分析して、アクセル開度を推定する第１の推定手段と、
前記加速度センサの出力値を分析してアクセル開度を推定する第２の推定手段と、
前記抽出したエンジン回転数と前記推定した２つのアクセル開度とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバが、
前記携帯端末から、前記取得した位置情報と前記推定した２つのアクセル開度とを受信する受信手段と、
前記受信した第１の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第１の換算手段と、
前記受信した第２の推定手段により推定されたアクセル開度と前記抽出したエンジン回転数との積算を時系列に行って合算し、係数を乗じて燃料消費量を換算する第２の換算手段と、
前記受信した位置情報から走行距離を計測し、標高地図から走行中の標高差を取得するとともに、前記計測した走行距離と前記取得した標高差との積算を時系列に行って合算して燃料消費量を換算する第３の換算手段と、
前記第１の換算手段、第２の換算手段、第３の換算手段における換算値に重み付けを行い燃料消費量を算出する燃料消費量算出手段と、
を備えたことを特徴とする燃料消費量推定システム。
[付記項１０]
前記付記項６から１０に記載の燃料消費量推定システムを用いて、カーシェアリングにおける課金処理を行なうことを特徴とするカーシェアリングシステム。
【０１０７】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。つまり、付記項に記載した発明についても、本発明の範囲を逸脱しないものである。
【符号の説明】
【０１０８】
１００；携帯端末
１１０；集音部
１２０；送信部
１２１；送信部
１２２；送信部
１３０；記憶部
１４０；制御部
２００；管理サーバ
２１０；受信部
２１１；受信部
２１２；受信部
２２０；抽出部
２３０；推定部
２３１；推定部
２４０；換算部
２４１；換算部
２４２；換算部
２５０；第１の推定部
２６０；第２の推定部
２７０；第１の換算部
２８０；第２の換算部
２９０；第３の換算部
３００；燃料消費量算出部
【図２】
2015175288.tif 000009
【図８】
2015175288.tif 000010
【図１１】
2015175288.tif 000011
【図１３】
2015175288.tif 000012
【図１４】
2015175288.tif 000013
【図１５】
2015175288.tif 000014
【図１６】
2015175288.tif 000015
【図１７】
2015175288.tif 000016
【図１】
2015175288.tif 000017
【図３】
2015175288.tif 000018
【図４】
2015175288.tif 000019
【図５】
2015175288.tif 000020
【図６】
2015175288.tif 000021
【図７】
2015175288.tif 000022
【図９】
2015175288.tif 000023
【図１０】
2015175288.tif 000024
【図１２】
2015175288.tif 000025