(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の走行距離算出周期の間に自動車が移動した走行距離を算出する走行距離算出部と、前記走行距離算出周期と同一の開始点および同一の大きさを有する燃料消費量算出周期の間にエンジンで実際消費された燃料量を算出する実際燃料消費量算出部と、前記走行距離算出部で算出された走行距離、および前記実際燃料消費量算出部で算出された実際燃料消費量に基づいて燃費を算出する燃費算出部とを有する自動車燃費算出装置において、
前記燃料消費量算出周期と同一の大きさを有するエネルギー変化量算出周期の間に車両に貯蔵された車両運動エネルギー、前記エネルギー変換量算出周期の間に車両に貯蔵された車両位置エネルギー、および前記エネルギー変化量算出周期の間にバッテリーに貯蔵された車両電気エネルギーのうち少なくとも一つを含む車両貯蔵エネルギーの変化量を算出する貯蔵エネルギー変化量算出部と、前記エネルギー変化量算出周期と開始点が一致し且つ同一の大きさを有する消耗エネルギー算出周期の間に前記車両貯蔵エネルギーが貯蔵されるときにかかる消耗エネルギーを算出する消耗エネルギー算出部とを含み；
前記燃費算出部は、前記貯蔵エネルギー変化量算出部で算出された貯蔵エネルギー変化量を前記エンジンで消費される燃料量で換算した貯蔵エネルギー燃料消費量を算出し、前記消耗エネルギー算出部で算出した消耗エネルギーを前記エンジンで消費される燃料量で換算した消耗エネルギー燃料消費量を算出し、前記実際燃料消費量算出部で算出された実際燃料消費量から前記貯蔵エネルギー燃料消費量と前記消耗エネルギー燃料消費量を減じて有効燃料消費量を算出し、前記算出した有効燃料消費量と前記走行距離算出部で算出された走行距離とを比較して燃費を算出することを特徴とする、自動車燃費算出装置。
【請求項２】
発電装置をエンジン出力部から分離した状態で前記エンジン出力部の機械的エネルギーに対する車輪の機械的エネルギーの比を示す力学的エネルギー貯蔵効率、および前記エンジン出力部と前記車輪間の伝動系統を分離し、前記発電装置を前記エンジン出力部に連結した状態で前記エンジン出力部の機械的エネルギーに対するバッテリー充電電気エネルギーの比を示す電気エネルギー貯蔵効率が格納されたメモリをさらに含み；
前記貯蔵エネルギー変化量算出部は、前記メモリに格納された力学的エネルギー貯蔵効率と電気エネルギー貯蔵効率、および走行状態で前記エンジン出力部から発生する機械的エネルギーに基づいて車両貯蔵エネルギーの変化量を算出し；
前記消耗エネルギー算出部は、前記メモリに格納された力学的エネルギー貯蔵効率と電気エネルギー貯蔵効率、および走行状態で前記エンジン出力部から発生する機械的エネルギーに基づいて前記消耗エネルギーを算出することを特徴とする、請求項１に記載の自動車燃費算出装置。
【請求項３】
前記エネルギー変化量算出周期は、開始点が、前記エンジンから発生した動力が前記車両貯蔵エネルギーに変換されて貯蔵されるまでかかった貯蔵所要時間だけ前記燃料消費量算出周期より遅延することを特徴とする、請求項１に記載の自動車燃費算出装置。
【請求項４】
所定の走行距離算出周期の間に自動車が移動した走行距離を算出する走行距離算出段階と、前記走行距離算出周期と同一の開始点および同一の大きさを有する燃料消費量算出周期の間にエンジンで実際消費された燃料量を算出する実際燃料消費量算出段階と、前記走行距離算出段階で算出された走行距離、および前記実際燃料消費量算出段階で算出された実際燃料消費量に基づいて燃費を算出する燃費算出段階とを有する自動車燃費算出方法において、
前記燃料消費量算出周期と同一の大きさを有するエネルギー変化量算出周期の間に車両に貯蔵された車両運動エネルギー、前記エネルギー変化量算出周期の間に車両に貯蔵された車両位置エネルギー、および前記エネルギー変化量算出周期の間にバッテリーに貯蔵された車両電気エネルギーのうち少なくとも一つを含む車両貯蔵エネルギーの変化量を算出する貯蔵エネルギー変化量算出段階と、前記エネルギー変化量算出周期と開始点が一致し且つ同一の大きさを有する消耗エネルギー算出周期の間に前記車両貯蔵エネルギーが貯蔵されるときにかかる消耗エネルギーを算出する消耗エネルギー算出段階とを含み、；
前記燃費算出段階は、前記貯蔵エネルギー変化量算出段階で算出された貯蔵エネルギー変化量を前記エンジンで消費される燃料量で換算した貯蔵エネルギー燃料消費量を算出する貯蔵エネルギー燃料消費量算出段階と、前記消耗エネルギー算出段階で算出した消耗エネルギーを前記エンジンで消費される燃料量で換算した消耗エネルギー燃料消費量を算出する消耗エネルギー燃料消費量算出段階と、前記実際燃料消費量算出段階で算出された実際燃料消費量から、前記貯蔵エネルギー燃料消費量算出段階で算出された貯蔵エネルギー燃料消費量と前記消耗エネルギー燃料消費量算出段階で算出された消耗エネルギー燃料消費量を減じて有効燃料消費量を算出する有効燃料消費量算出段階と、前記有効燃料消費量算出段階で算出した有効燃料消費量と前記走行距離算出段階で算出された走行距離とを比較する段階とを含んでなることを特徴とする、自動車燃費算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車燃費算出装置およびその方法に係り、より詳しくは、ガソリンや軽油、ＬＰＧ、エタノール、水素などの燃料の酸化熱エネルギーを用いて動力を発生させるエンジンを有する燃料自動車の燃料消費効率を算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料自動車は、基本的に動力を発生させるエンジンと、エンジンから発生した動力を車輪へ伝達する伝動装置と、伝動装置に連結された発電装置と、発電装置に連結されたバッテリーとを含んでなる。本明細書において、燃料自動車という用語は、水素を酸化させて熱を発生させるハイブリッド自動車も含む意味で使用される。
【０００３】
エンジンは、燃料から熱エネルギーを発生させ、この熱エネルギーを機械的エネルギーに変換する方法で動力を発生させる。
【０００４】
発電装置は、伝動装置から供給される機械的エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリーを充電し、或いは自動車に設置された各電気装置に電力を供給する。
【０００５】
バッテリーは、自動車の始動電力または発電装置が作動する前、または発電装置の出力電圧がバッテリーの電圧より低いとき、非常灯やウィンドウ開閉装置などの電気装置に電力を供給する。
【０００６】
一方、燃料自動車の場合、製造者は、自動車の性能を示す指標の一つとして燃料消費量と走行距離との関係を示す燃費を一定条件の走行環境（車両重量、車輪空気圧、走行速度、路面状態、道路複雑度、風速など）の下で測定して提示する。
【０００７】
ところが、一定条件の走行環境の下で測定された燃費は、多様な条件の走行環境の下で運転する運転者が自ら燃料を効率的に使用しているか否かを判断する基準として適しないため、実際走行環境条件が反映された燃費を知らせるために実時間で燃費を算出する自動車燃費算出装置が案出されて使用されている。
【０００８】
図５は従来の自動車燃費算出装置の機能別ブロック図である。
【０００９】
従来の自動車燃費算出装置は、図５に示すように、メモリ（図示せず）、走行距離を算出してメモリに格納する走行距離算出部１１１と、エンジンで消費された燃料量を算出してメモリに格納する実際燃料消費量算出部１１３と、メモリに格納された走行距離と実際燃料消費量とを比較して燃費を算出する燃費算出部１４０とを含んでなる。
【００１０】
走行距離算出部１１１は、車速センサー１１２から入力を計数（デジタル入力の場合）或いは積分して（アナログ入力の場合）、自動車の走行距離を算出するように具現することができる。
【００１１】
実際燃料消費量算出部１１３は、燃料タンク内に設置された水位センサーまたは圧力センサーからの検出値を換算し、或いは燃料噴射機に設置された流量センサーからの検出値を換算して実際燃料消費量を算出する。
【００１２】
燃料タンクからエンジンに供給される燃料は、エンジン出力部を介して機械的エネルギーに変換された後、一部は車輪を駆動しながら摩擦などにより消失してしまい、一部は発電装置から電気エネルギーに変換されて自動車の電気装置を介して消失してしまう。
【００１３】
エンジン出力部で変換された機械的エネルギーのうち、一部は自動車の運動エネルギーの形で貯蔵されるか（走行速度の増加）、或いは自動車の位置エネルギーの形で貯蔵されるか（自動車高度の増加）、或いは発電装置を介してバッテリーに電気的エネルギーの形で貯蔵される。
【００１４】
一方、走行中にエンジンに対する燃料供給を中断させると、自動車に貯蔵された運動エネルギーまたは位置エネルギーが消耗されながら、自動車は幾らかさらに走行する。
【００１５】
燃費算出部１４０は、自動車の走行距離を実際燃料消費量で割って走行距離／単位燃料形態の燃費を算出し、或いは実際燃料消費量を自動車の走行距離で割って燃料消費量／単位走行距離形態の燃費を算出するように具現することができる。
【００１６】
燃費算出部１４０で算出された燃費は、運転者の前面に設置された所定の表示部１１４を介して表示される。
【００１７】
ところが、従来の自動車燃費算出装置によれば、エンジンで変換された機械的エネルギーのうち、一部が運動エネルギー、位置エネルギーまたは電気エネルギーとして貯蔵され、貯蔵されたエネルギーがさらに使用できるということを考慮せずに燃費を算出するため、運転者がアクセルを踏めば値が落ち、アクセルを放せば値が上がる様相のみで表される。そして、走行中にエンジンに対する燃料供給を中断させた場合、無限大の値になる（走行中にエンジンへの燃料供給を中断させると、自動車に貯蔵された運動エネルギーまたは位置エネルギーが消耗されながら自動車は幾らかさらに走行する）。
【００１８】
これにより、自動車の走行速度や自動車の加速状態などの運転条件とエアコンなどの自動車電気装置の稼働状態を反映して走行距離と燃料使用量との関係を運転者に知らせることができないという問題点が生ずる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
そこで、本発明の目的は、運転条件または自動車電気装置の稼動状態を反映して走行距離と燃料使用量との関係を算出し得るようにした、自動車燃費算出装置およびその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、所定の走行距離算出周期の間に自動車が移動した走行距離を算出する走行距離算出部と、前記走行距離算出周期と同一の開始点および同一の大きさを有する燃料消費量算出周期の間にエンジンで実際消費された燃料量を算出する実際燃料消費量算出部と、前記走行距離算出部で算出された走行距離、および前記実際燃料消費量算出部で算出された実際燃料消費量に基づいて燃費を算出する燃費算出部とを有する自動車燃費算出装置において、前記燃料消費量算出周期と同一の大きさを有するエネルギー変化量算出周期の間に車両に貯蔵された車両運動エネルギー、前記エネルギー変換量算出周期の間に車両に貯蔵された車両位置エネルギー、および前記エネルギー変化量算出周期の間にバッテリーに貯蔵された車両電気エネルギーのうち少なくとも一つを含む車両貯蔵エネルギーの変化量を算出する貯蔵エネルギー変化量算出部を含み；前記燃費算出部は、前記貯蔵エネルギー変化量算出部で算出された貯蔵エネルギー変化量を前記エンジンで消費される燃料量で換算した貯蔵エネルギー燃料消費量を算出し、前記実際燃料消費量算出部で算出された実際燃料消費量から前記貯蔵エネルギー燃料消費量を減じて有効燃料消費量を算出し、前記算出した有効燃料消費量と前記走行距離算出部で算出された走行距離とを比較して燃費を算出することを特徴とする、自動車燃費算出装置を提供する。
【００２１】
ここで、走行距離と燃料使用量との関係をさらに正確に運転者に知らせることができるように、前記エネルギー変化量算出周期と開始点が一致し且つ同一の大きさを有する消耗エネルギー算出周期の間に前記車両貯蔵エネルギーが貯蔵されるときにかかる消耗エネルギーを算出する消耗エネルギー算出部をさらに含み；前記燃費算出部は、前記消耗エネルギー算出部で算出した消耗エネルギーを前記エンジンで消費される燃料量で換算した消耗エネルギー燃料消費量を算出し、前記実際燃料消費量算出部で算出された実際燃料消費量から前記消耗エネルギー燃料消費量をさらに減じて前記有効燃料消費量を算出するように構成することが好ましい。
【００２２】
消耗エネルギーを容易に算出し得るように、発電装置をエンジン出力部から分離した状態で前記エンジン出力部の機械的エネルギーに対する車輪の機械的エネルギーの比を示す力学的エネルギー貯蔵効率、および前記エンジン出力部と前記車輪間の伝動系統を分離し、前記発電装置を前記エンジン出力部に連結した状態で前記エンジン出力部の機械的エネルギーに対するバッテリー充電電気エネルギーの比を示す電気エネルギー貯蔵効率が格納されたメモリをさらに含み；前記貯蔵エネルギー変化量算出部は、前記メモリに格納された力学的エネルギー貯蔵効率と電気エネルギー貯蔵効率、および走行状態で前記エンジン出力部から発生する機械的エネルギーに基づいて車両貯蔵エネルギーの変化量を算出し；前記消耗エネルギー算出部は、前記メモリに格納された力学的エネルギー貯蔵効率と電気エネルギー貯蔵効率、および走行状態で前記エンジン出力部から発生する機械的エネルギーに基づいて前記消耗エネルギーを算出するように構成することが好ましい。
【００２３】
また、走行距離と燃料使用量との関係をさらに正確に運転者に知らせることができるように、前記エネルギー変化量算出周期は、開始点が、前記エンジンから発生した動力が前記車両貯蔵エネルギーに変換されて貯蔵されるまでかかった貯蔵所要時間だけ前記燃料消費量算出周期より遅延するように構成することが好ましい。
【００２４】
一方、本発明の他の観点によれば、所定の走行距離算出周期の間に自動車が移動した走行距離を算出する走行距離算出段階と、前記走行距離算出周期と同一の開始点および同一の大きさを有する燃料消費量算出周期の間にエンジンで実際消費された燃料量を算出する実際燃料消費量算出段階と、前記走行距離算出段階で算出された走行距離、および前記実際燃料消費量算出段階で算出された実際燃料消費量に基づいて燃費を算出する燃費算出段階とを有する自動車燃費算出方法において、前記燃料消費量算出周期と同一の大きさを有するエネルギー変化量算出周期の間に車両に貯蔵された車両運動エネルギー、前記エネルギー変化量算出周期の間に車両に貯蔵された車両位置エネルギー、および前記エネルギー変化量算出周期の間にバッテリーに貯蔵された車両電気エネルギーのうち少なくとも一つを含む車両貯蔵エネルギーの変化量を算出する貯蔵エネルギー変化量算出段階を含み；前記燃費算出段階は、前記貯蔵エネルギー変化量算出段階で算出された貯蔵エネルギー変化量を前記エンジンで消費される燃料量で換算した貯蔵エネルギー燃料消費量を算出する貯蔵エネルギー燃料消費量算出段階と、前記実際燃料消費量算出段階で算出された実際燃料消費量から、前記貯蔵エネルギー燃料消費量算出段階で算出された貯蔵エネルギー燃料消費量を減じて有効燃料消費量を算出する有効燃料消費量算出段階と、前記有効燃料消費量算出段階で算出した有効燃料消費量と前記走行距離算出段階で算出された走行距離とを比較する段階とを含んでなることを特徴とする、自動車燃費算出方法を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
したがって、本発明によれば、エンジンで変換された機械的エネルギーのうち運動エネルギー、位置エネルギーまたは電気エネルギーとして貯蔵される部分を考慮して燃費を算出することにより、自動車の走行速度や自動車の加速状態などの運転条件とエアコンなどの自動車電気装置の稼動状態を反映して走行距離と燃料使用量との関係を運転者に知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本発明の実施例に係る自動車燃費算出装置の機能別ブロック図である。
【図２】図２は図１に示した貯蔵エネルギー変化量算出部の機能別ブロック図である。
【図３】図３は本発明の実施例に係る算出周期の関係を示す図である。
【図４】図４は本発明の実施例に係る貯蔵効率を実測する方法を示す図である。
【図５】図５は従来の自動車燃費算出装置の機能別ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は本発明の実施例に係る自動車燃費算出装置の機能別ブロック図、図２は図１に示した貯蔵エネルギー変化量算出部の機能別ブロック図、図３は本発明の実施例に係る算出周期の関係を示す図、図４は本発明の実施例に係る貯蔵効率を実測する方法を示す図である。
【００２８】
本発明の実施例に係る自動車燃費算出装置は、これらの図に示すように、メモリ１５と、走行距離算出周期Ｐｄの間に走行距離を算出してメモリ１５に格納する走行距離算出部１１と、燃料消費量算出周期Ｐｆの間にエンジンで実際消費された燃料量を算出してメモリ１５に格納する実際燃料消費量算出部１３と、エネルギー変化量算出周期Ｐｓの間に車両に貯蔵された車両貯蔵エネルギーの変化量を算出してメモリ１５に格納する貯蔵エネルギー変化量算出部２０と、消耗エネルギー算出周期Ｐｗ１、Ｐｗ２の間に車両貯蔵エネルギーが貯蔵されるときにかかる消耗エネルギーを算出してメモリ１５に格納する消耗エネルギー算出部３０と、メモリ１５に格納された走行距離、実際燃料消費量、車両貯蔵エネルギー変化量および消耗エネルギーに基づいて燃費を算出する燃費算出部４０を備えている。
【００２９】
メモリ１５には、走行距離算出周期Ｐｄ、力学的エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ１、電気エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ２、燃料量エネルギー換算係数、貯蔵エネルギー消耗エネルギー換算係数、および伝動経路上で回転する部品の回転慣性モーメントが格納されている。
【００３０】
走行距離算出周期Ｐｄは、自動車を出庫する前に任意に選択してメモリ１５に格納することができ、実時間で燃費を表示するためには１秒以内の短い時間で選択することが好ましい。
【００３１】
力学的エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ１は、エンジンから発生した機械的エネルギーが車輪に伝達されて力学的エネルギー（運動エネルギーと位置エネルギー）として貯蔵されるまでかかる時間であって、自動車を出庫する前に予め実測されてメモリ１５に格納される。
【００３２】
車両運動エネルギーと車両位置エネルギーは、エネルギー伝達経路が同一であるため、同一の貯蔵所要時間として使用することができる。
【００３３】
電気エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ２は、エンジンから発生した機械的エネルギーがバッテリーに伝達されて車両電気エネルギーとして貯蔵されるまでかかる時間であって、自動車を出庫する前に予め実測されてメモリ１５に格納される。
【００３４】
これらの力学的エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ１と電気エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ２は工学的モデリングまたは実測実験によって確認できる。
【００３５】
燃料量エネルギー換算係数は１／（Ｋｏηｍ）で与えられる。ここで、Ｋｏは単位燃料量が燃焼または酸化するときに発生するエネルギーであり、ηｍはエンジン効率である。
【００３６】
貯蔵エネルギー消耗エネルギー換算係数は、車両運動エネルギーと車両位置エネルギーの場合には（１−ηｋ）／ ηｋで与えられ、車両電気エネルギーの場合には（１−ηｅ）／ ηｅで与えられる。ここで、ηｋは力学的エネルギー貯蔵効率であり、ηｅは電気エネルギー貯蔵効率である。
【００３７】
力学的エネルギー貯蔵効率と電気エネルギー貯蔵効率は、自動車出庫の前に下記の方法で予め実測されてメモリ１５に格納される。
【００３８】
力学的運動エネルギー貯蔵効率ηｋは、次の方法で実測することができる（図４参照）。
【００３９】
まず、車両の発電装置を除去した状態でエンジンに燃料を供給する。
【００４０】
その後、エンジン出力部における機械的エネルギーＡと車輪における機械的エネルギーＢを実測する（回転速度とトルクとの積）。
【００４１】
エンジン出力部における機械的エネルギーＡは、車両の走行に関連した機械的エネルギーＡ１と、車両運動エネルギーの貯蔵に関連した機械的エネルギーＡ２と、車両位置エネルギーの貯蔵に関連した機械的エネルギーＡ３との和になる。
【００４２】
車輪における機械的エネルギーＢは、車両の走行に関連した機械的エネルギーＢ１と、車両運動エネルギーの貯蔵に関連した機械的エネルギーＢ２と、車両位置エネルギーの貯蔵に関連した機械的エネルギーＢ３との和になる。
【００４３】
ここで、Ａ１→Ｂ１、Ａ２→Ｂ２、Ａ３→Ｂ３はそれぞれエネルギー伝達経路（エンジン出力部と車輪との間が同一であるため、Ｂ１／Ａ１＝Ｂ２／Ａ２＝Ｂ３／Ａ３＝Ｂ／Ａになる。
【００４４】
よって、ηｋ＝Ｂ２／Ａ２＝Ｂ３／Ａ３は、車輪における機械的エネルギーＢをエンジン出力部における機械的エネルギーＡで割って得ることができる。
【００４５】
電気エネルギー貯蔵効率ηｅは、次の方法で実測することができる（図４参照）。
【００４６】
まず、車両のクラッチから変速機を分離した後、クラッチを発電装置に連結する。そして、発電装置にバッテリーを連結する。
【００４７】
次に、エンジン出力部における機械的エネルギーＣとバッテリーにおける電気エネルギーＤを実測する。
【００４８】
バッテリーにおける電気エネルギーは電圧計と電流計を用いて実測することができる。
【００４９】
最後に、バッテリーにおける電気エネルギーＤをエンジン出力部における機械的エネルギーＣで割ると、電気エネルギー貯蔵効率ηｅを得ることができる。
【００５０】
回転慣性モーメントは、駆動軸上で回転する全ての部品に対して自動車出庫の前に測定または計算されてメモリ１５に格納される。
【００５１】
走行距離算出部１１は、走行距離算出周期Ｐｄの間に車速センサー１２からの入力を計数（デジタル入力の場合）または積分（アナログ入力の場合）して自動車の走行距離を算出するように具現することができる。
【００５２】
実際燃料消費量算出部１３は、燃料消費量算出周期Ｐｆの間に燃料タンク内に設置された水位センサーまたは圧力センサーからの検出値を換算し、或いは燃料噴射機に設置された流量センサーからの検出値を換算して実際燃料消費量を算出するように具現することができる。燃料消費量算出周期Ｐｆは、走行距離算出周期Ｐｄと同一の開始点および同一の大きさを持っている。
【００５３】
貯蔵エネルギー変化量算出部２０は、走行車両の総質量を算出する走行車両質量算出部２１と、力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の開始点と終点で車両の走行速度を算出する走行速度算出部２２と、力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の開始点と終点で走行中の車両の高度変化量を算出する高度変化量算出部２３と、力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の開始点と終点で伝動系統上で回転する各部品に対する回転角速度を算出する回転角速度算出部２４と、電気エネルギー変化量算出周期Ｐｓ２の間にバッテリーの充電電力と放電電力を算出するバッテリー電力算出部２５と、エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１、Ｐｓ２の間に貯蔵エネルギー変化量を演算する貯蔵エネルギー変化量演算部２６とを備えている。ここで、力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１は燃料消費量算出周期Ｐｆと同一の大きさを持っており、開始点は力学的エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ１だけ遅延している。そして、電気エネルギー変化量算出周期Ｐｓ２は燃料消費量算出周期Ｐｆと同一の大きさを持っており、開始点は電気エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ２だけ遅延している。
【００５４】
走行車両質量算出部２１は、懸架装置がコイルバネの場合、次のように具現することができる。コイルバネは、前車軸とフレームとの間に２つ設置され、後車軸とフレームとの間に２つ設置される。
【００５５】
まず、各コイルバネには変位センサーを設置してコイルバネの変形長さを測定する。次いで、コイルバネの初期長さから変形長さを減じて長さ変化量を計算し、長さ変化量にコイルバネのバネ定数をかけて荷重変化量を計算する。各懸架装置のコイルバネに対して計算された荷重変化量を全て合わせると、全体荷重変化量となり、単位を質量で換算した後、これをコイルバネの初期長さに対応する車両の初期質量に加えると、車両の総質量となる。懸架装置がコイルバネとは異なる種類の弾性体である場合にも、バネ定数のみが変わるので、同様の方式が適用できる。
【００５６】
走行速度算出部２２は、車速センサー１２からの入力のうち、力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の開始点で車速センサー１２から入力される開始点車速値、および力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の終点で車速センサー１２から入力される終点車速値を取って、力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の開始点と終点で車両の走行速度を算出するように具現することができる。
【００５７】
高度変化量算出部２３は、車体に大気圧センサーまたは傾きセンサーを設置して車両高度の変化量を算出することができる。
【００５８】
回転角速度算出部２４は、クラッチ（またはトルクコンバーター）の前端と後端に分けて算出することができる。クラッチの前端にはクランク軸、カム軸、フライホイールなどがあり、クラッチの後端には変速ギア、推進軸、差動ギア、車軸、車輪などが配列されている。
【００５９】
クラッチの前端に配列された部品（以下、「前端部品」という）の回転角速度は、次の方法で計算することができる。
【００６０】
まず、エンジンのＲＰＭを検出する。
【００６１】
その後、エンジンのＲＰＭに前端部品の減速比をかけて前端部品の回転速度を計算する。
【００６２】
その次に、前端部品の回転速度に２πをかけて前端部品の回転角速度を計算する。
【００６３】
クラッチの後端に配列された部品（以下、「後端部品」という）の回転角速度は、次の方法で計算することができる。
【００６４】
まず、車両速度を検出する。
【００６５】
その後、車両速度を車輪の１回転当たりの走行距離で割って車輪の回転速度を計算する。
【００６６】
その次に、車輪の回転速度に後端部品の減速比をかけて後端部品の回転速度を計算する。
【００６７】
その後、後端部品の回転速度に２πをかけて後端部品の回転角速度を計算する。
【００６８】
バッテリー電力算出部２５は、次の方法でバッテリーの充電電力と放電電力を算出することができる。
【００６９】
まず、バッテリーに電流センサーと電圧計を設置してバッテリーの電流値と電流方向を検出し（電流センサー）、バッテリーの電圧値を検出する（電圧計）。
【００７０】
次に、検出された電流値と検出された電圧値を電気エネルギー変化量算出周期Ｐｓ２の間に積分する。
【００７１】
その後、電流センサーの電流方向が発電装置からバッテリーに入力される方向であれば充電電力として判断し、電流センサーの電流方向がその反対方向であれば放電電力として判断する。
【００７２】
貯蔵エネルギー変化量演算部２６は、次の方法でエネルギー変化量算出周期Ｐｓ１、Ｐｓ２の間の貯蔵エネルギー変化量を演算する。
【００７３】
まず、下記の数式１を適用して力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の間の車両運動エネルギーの変化量を算出する。
【００７４】
【数１】
0005367081.tif 000002
【００７５】
ここで、ｍは走行車両質量算出部で算出した総質量であり、ｖ１とｖ２はそれぞれ車速センサーで検出した力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の開始点と終点における車両速度であり、Ｉｉはメモリ１５に格納された各前端部品と後端部品の回転慣性モーメントであり、ωｉ１とωｉ２はそれぞれ各前端部品と後端部品の力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の開始点と終点における回転角速度である。
【００７６】
次に、下記の数式２を適用して力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の間の車両位置エネルギーの変化量を算出する。
【００７７】
【数２】
0005367081.tif 000003
【００７８】
ここで、ｍは走行車両質量算出部で算出した総質量であり、ｇは重力加速度であり、Δｈは力学的エネルギー変化量算出周期Ｐｓ１の間の高度変化量算出部２３で算出した高度変化量である。
【００７９】
次に、下記の数式３を適用して電気エネルギー変化量算出周期Ｐｓ２の間の車両電気エネルギーの変化量を算出する。
【００８０】
【数３】
0005367081.tif 000004
【００８１】
ここで、ｔ１とｔ２はそれぞれ電気エネルギー変化量算出周期Ｐｓ２の開始点と終点であり、Ｖｅｉはバッテリー充電電圧であり、Ｖｅｏはバッテリー放電電圧であり、Ｉｅｉはバッテリー充電電流であり、Ｉｅｏはバッテリー放電電流である。
【００８２】
最後に、下記の数式４を適用して貯蔵エネルギー変化量を演算する。
【００８３】
【数４】
0005367081.tif 000005
【００８４】
消耗エネルギー算出部３０は、次の方法で消耗エネルギー算出周期Ｐｗ１、Ｐ２ｗの間に消耗エネルギーを算出することができる。ここで、消耗エネルギーとは、車両貯蔵エネルギーが貯蔵されるときにかかるエネルギーをいう。力学的消耗エネルギー算出周期Ｐｗ１は燃料消費量算出周期Ｐｆと同一の大きさを持っており、開始点は力学的エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ１だけ遅延している。そして、電気消耗エネルギー算出周期Ｐｗ２は燃料消費量算出周期Ｐｆと同一の大きさを持っており、開始点は電気エネルギー貯蔵所要時間Ｔｄ２だけ遅延している。
【００８５】
まず、貯蔵エネルギー変化量算出部２０で算出した車両運動エネルギー変化量と車両位置エネルギー変化量に貯蔵エネルギー消耗エネルギー換算係数（１− ηｋ）／ ηｋをかけて、車両運動エネルギー変化量に対する消耗エネルギーと車両位置エネルギー変化量に対する力学的消耗エネルギー算出周期Ｐｗ１の間の消耗エネルギーを求める。
【００８６】
次に、貯蔵エネルギー変化量算出部２０で算出した車両電気エネルギー変化量に貯蔵エネルギー消耗エネルギー換算係数（１− ηe）／ ηeをかけて、車両電気エネルギー変化量に対する電気消耗エネルギー算出周期Ｐｗ２の間の消耗エネルギーを求める。
【００８７】
最後に、車両運動エネルギー変化量に対する消耗エネルギー、車両位置エネルギー変化量に対する消耗エネルギー、および車両電気エネルギー変化量に対する消耗エネルギーを合算すると、消耗エネルギー算出周囲Ｐｗ１、Ｐｗ２の間の消耗エネルギーを得ることができる。
【００８８】
燃費算出部４０は、貯蔵エネルギー燃料消費量を算出する貯蔵エネルギー燃料消費量算出部４１と、消耗エネルギー燃料消費量を算出する消耗エネルギー燃料消費量算出部４２と、有効燃料消費量を算出する有効燃料消費量算出部４３と、貯蔵エネルギー燃料消費量、消耗エネルギー燃料消費量および有効燃料消費量に基づいて燃費を演算する燃費演算部４４とを備えている。
【００８９】
貯蔵エネルギー燃料消費量算出部４１は、貯蔵エネルギー変化量算出部２０で算出した貯蔵エネルギー変化量Ｅｓに、メモリ１５に格納された燃料量エネルギー換算係数１／（Ｋｏηｍ）をかけて貯蔵エネルギー燃料消費量を算出する。
【００９０】
消耗エネルギー燃料消費量算出部４２は、消耗エネルギー算出部３０で算出した消耗エネルギーに、メモリ１５に格納された燃料量エネルギー換算係数１／（Ｋｏηｍ）をかけて消耗エネルギー燃料消費量を算出する。
【００９１】
有効燃料消費量算出部４３は、実際燃料消費量算出部１３で算出された実際燃料消費量から、貯蔵エネルギー燃料消費量算出部４１で算出した貯蔵エネルギー燃料消費量および消耗エネルギー燃料消費量算出部４２で算出した消費エネルギー燃料消費量を減じて有効燃料消費量を算出する。
【００９２】
これにより、有効燃料消費量は、貯蔵エネルギー燃料消費量と消耗エネルギー燃料消費量との和が「プラス」であれば、実際燃料消費量より小さくなり、有効燃料消費量は、貯蔵エネルギー燃料消費量と消費エネルギー燃料消費量との和が「マイナス」であれば、実際燃料消費量より大きくなる。
【００９３】
燃費演算部４４は、走行距離算出部１１で算出した走行距離を有効燃料消費量算出部４３で算出した有効燃料消費量で割って走行距離／単位燃料形態の燃費を算出し、或いは有効燃料消費量を走行距離で割って燃料消費量／単位走行距離形態の燃費を算出するように具現することができる。
【００９４】
燃費算出部４０で算出された燃費は、運転者の前面に設置された所定の表示部１４を介して表示される。
【００９５】
上述したように、本発明の実施例によれば、エンジンで変換された機械的エネルギーのうち運動エネルギー、位置エネルギーまたは電気エネルギーとして貯蔵される部分を考慮して燃費を算出することにより、自動車の走行速度や自動車の加速状態などの運転条件とエアコンなどの自動車電気装置の稼動状態を反映して走行距離と燃料使用量との関係を運転者に知らせることができる。
【００９６】
車両貯蔵エネルギーが貯蔵されるときにかかる消耗エネルギーを考慮して燃費を算出することにより、走行距離と燃料使用量との関係をさらに正確に運転者に知らせることができる。
【００９７】
また、予め測定可能な力学的エネルギー貯蔵効率と電気エネルギー貯蔵効率を用いて消耗エネルギーを算出することにより、消耗エネルギーを容易に算出することができる。
【００９８】
また、エンジンから発生した動力が車両貯蔵エネルギーに変換されて貯蔵されるまでかかった貯蔵所要時間だけ燃料消費量算出周期より遅延するようにエネルギー変化量算出周期を選択することにより、走行距離と燃料使用量との関係をさらに正確に運転者に知らせることができる。
【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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