燃料使用量予測装置
【課題】ナビゲーション装置等で目的地を設定したときに、目的地までの経路の燃料使用量を正確に予想する。
【解決手段】日頃の走行時に、走行で費やした燃料を道路種ごと、渋滞の有無に区分して燃料使用量履歴データベース１３に記憶する。そして、この燃料使用量の履歴から各道路種及び渋滞道路に対応する燃費を算出する。経路が探索されたときは、その経路に関係する道路種又は渋滞道路に対応する燃費を用いてその経路を走行したときの予想燃料使用量を算出し、画面に予想燃料使用量として運転者に通知する。
【解決手段】日頃の走行時に、走行で費やした燃料を道路種ごと、渋滞の有無に区分して燃料使用量履歴データベース１３に記憶する。そして、この燃料使用量の履歴から各道路種及び渋滞道路に対応する燃費を算出する。経路が探索されたときは、その経路に関係する道路種又は渋滞道路に対応する燃費を用いてその経路を走行したときの予想燃料使用量を算出し、画面に予想燃料使用量として運転者に通知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目的地に至る経路に対して、この経路を走行したときの燃料使用量（燃料消費量）を予測する燃料使用量予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目的地までの経路を探索する経路探索装置において、探索された経路に対してこの経路を走行したときの走行時間、走行距離等を予測するとともに、走行費用も予測して報知する経路探索装置が提案されている（特許文献１）。ここで走行費用とは、有料道路を通行する場合における通行料金と、走行に費やした燃料に相当する燃料代からなるものである。この燃料代は、道路を示すリンクのリンク距離、平均走行速度、燃費などの車の特性、単位あたりの燃料代から算出している。なお、リンク距離、平均走行速度はあらかじめリンクが保有しているデータである。また、燃費などの車の特性、単位あたりの燃料代は、使用者があらかじめこの経路探索装置に入力している。
【特許文献１】特開平１０−２６９３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように特許文献１の経路探索装置では、目的地に至る複数の経路を表示するときに、各経路に対して走行費用が表示される。したがって、使用者は、走行費用の最もかからない経路を選択することができる。
【０００４】
ところで、特許文献１の経路探索装置では、燃費を使用者自ら当該装置に入力しており、この燃費に基づいて燃料代を予測している。しかしながら、燃費は一般的に使用者の運転の癖や走行する道路種等種種の走行条件によって異なるので、特許文献１の経路探索装置は正確に燃料代を予測しているとは言えない。
【０００５】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、使用者の運転の癖や走行する道路種を反映した燃費を用いて目的地までの燃料使用量を予測する燃料使用量予測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の燃料使用量予測装置は、車両の走行時における走行距離を算出する距離算出手段と、道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、前記道路地図データを用いて、自車が走行している道路の種類を識別する道路種識別手段と、車両の走行時における燃料使用量を算出する算出手段と、道路種別毎に前記算出された燃料使用量と前記距離算出手段により算出した走行距離とに基づいて燃費に関するデータを記憶する記憶手段と、前記道路地図データを用いて、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索手段と、前記経路探索手段により探索された経路に対して、当該経路を構成する道路種別に前記記憶した道路種別の燃費に関するデータを当てはめて当該経路を走行したときの燃料使用量を予測する燃料使用量予測手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このように請求項１の燃料使用量予測装置では、日頃の走行時の燃費に関するデータを走行した道路種に対応付けて記憶しておく。この燃費に関するデータは、例えば所定の距離ごとに燃料使用量と走行距離から燃費を算出して、その燃費を記憶してもよいし、あるいは、燃料使用量と走行距離のまま記憶してもよい。したがって、この燃費に関するデータは実際の道路種別の走行を反映したものであり、かつ運転者の運転の癖も反映したものであると言える。そして、目的地までの経路を探索する際には、この道路種別に記憶した燃費に関するデータを用いて当該経路を走行した場合の燃料使用量を予測する。これにより、過去の道路種別の走行及び運転者の運転の癖を反映した正確な燃料使用量を予測することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の燃料使用量予測装置は、車両の走行時における走行距離を算出する距離算出手段と、道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、道路が渋滞に該当するか否かを識別し、渋滞に該当する場合には当該渋滞の渋滞度も識別する渋滞道路識別手段と、車両の走行時における燃料使用量を算出する算出手段と、前記渋滞道路識別手段に基づき、自車が走行している道路が渋滞に該当する場合には、前記算出された燃料使用量と前記距離算出手段により算出した走行距離とに基づいて燃費に関するデータを当該渋滞の渋滞度に対応させて記憶する記憶手段と、前記道路地図データを用いて、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索手段と、前記経路探索手段により探索された経路に対して、前記渋滞道路識別手段に基づき当該経路を構成する道路の中に渋滞に該当する道路が含まれている場合は、当該渋滞道路に対しては当該渋滞の渋滞度に対応する前記記憶した燃費に関するデータを当てはめて当該渋滞道路を走行したときの燃料使用量を予測する燃料使用量予測手段とを備えることを特徴とする。同一の道路であっても渋滞しているときと渋滞していないときとでは平均走行速度等が異なってくるため、燃費も異なってくると考えられる。また、同じ渋滞している道路であっても、渋滞度合いによって車両の進行具合は大きく異なっており、それに伴い燃費も異なってくると考えられる。このように請求項２の燃料使用量予測装置では、目的地までの経路に渋滞区間が含まれている場合であっても、過去の渋滞道路の渋滞度別の走行実績を反映した正確な燃料使用量を予測することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の燃料使用量予測装置は、前記道路地図データを用いて、自車が走行している道路の種類を識別する道路種識別手段を備え、前記記憶手段は、前記燃費に関するデータを記憶するときは、道路種別毎に前記渋滞の渋滞度に対応させて記憶し、前記燃料使用量予測手段は、前記渋滞道路の道路種及び渋滞度に対応する前記燃費に関するデータを当てはめて前記渋滞道路を走行したときの燃料使用量を予測することを特徴とする。例えば、「渋滞Ｘｋｍ」で表される同じ渋滞度であっても、信号が多い一般道路と信号が無い高速道路とでは走行速度の変動が異なっていると考えられるので、それに伴い燃費も異なってくると予想される。したがって、請求項３の燃料使用量予測装置では、過去の走行実績から道路種別の渋滞度を考慮した正確な燃料使用量を予測することができる。
【００１０】
請求項４に記載の燃料使用量予測装置は、前記算出手段は、エンジンへの燃料噴射量を検出する燃料噴射量検出手段を備え、エンジンへの燃料噴射量を検出することにより実際の走行で使用した燃料を算出することを特徴とする。車両は、燃料をエンジン内で燃焼させることに走行する。したがって、このエンジンへの燃料噴射量を検出することにより走行に費やした燃料を算出することができる。
【００１１】
同様に燃料使用量の算出に関して、請求項５に記載の燃料使用量予測装置では、前記算出手段は、少なくとも走行時のエンジン回転数、アクセルペダルの開度及び走行速度を含む車両情報を検出する車両情報検出手段を備え、前記検出した車両情報を用いて実際の走行で使用した燃料を算出することを特徴とする。走行時における走行速度、エンジン回転数、アクセルペダルの開度等の車両情報により、エンジンへ供給される燃料の量が決定される。したがって、これら車両情報から走行に費やした燃料を算出することができる。
【００１２】
請求項６に記載の燃料使用量予測装置は、前記燃料使用量予測手段は、前記記憶手段により記憶されている燃費に関するデータの数が所定の基準数よりも少ないときは、車両のメーカー指定の基本燃費を用いて燃料使用量を予測することを特徴とする。これにより、仮に過去の走行実績が少ない場合であっても、使用者は経路距離に比例した予想燃料使用量を知ることができる。また、過去の走行実績から燃費を算出する場合、所定の基準以上の走行実績が反映されている信頼度の高い燃費であると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、ナビゲーション装置で実現した例について説明する。なお、実際の走行に費やした燃料をエンジン回転数等の車両情報から算出する実施形態（第１実施形態）と、直接エンジンへの燃料噴射量を検出して算出する実施形態（第２実施形態）について説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態におけるナビゲーション装置１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、ナビゲーション装置１００は、位置検出器１、地図データ入力器６、操作スイッチ群７、外部メモリ９、表示装置１０、リモコン１１、ＶＩＣＳ受信機１２、車両情報履歴データベース１３及びこれらと接続する制御回路８から構成される。
【００１５】
制御回路８は、通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには、制御回路８が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵ等が後述する位置検出器１等の各構成部品を制御し各種演算処理を実行する。なお、このプログラムは、外部メモリ９を介して外部から取得することもできる。
【００１６】
位置検出器１は、いずれも周知の地磁気センサ２、ジャイロスコープ３、距離センサ４、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のためのＧＰＳ受信機５を有している。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、各センサの精度によっては位置検出器１を上述した一部で構成してもよく、更に、図示しないステアリングの回転センサ、各転動輪の車速センサ等を用いてもよい。本実施形態では、後述するように実際の走行で費やした燃料を走行履歴として記憶する際に、位置検出器１により車両の現在地を検出する。そして制御回路８は、後述する地図データを用いて車両がどの道路（道路種）を走行しているか又は後述するＶＩＣＳ情報に基づいて渋滞している道路か否かを識別し、その道路種または渋滞道路に対応付けて当該燃料使用量を記憶する。
【００１７】
地図データ入力器６は、地図データ、背景データ、目印データ等を含む各種データを入力するための装置である。各種データを記憶する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の再生専用の記憶媒体の他、メモリカードやハードディスク等の書き込み可能な記憶媒体を用いることもできる。本実施形態では、後述する操作スイッチ群７により所定の目的地が設定された場合、制御回路８はこの地図データを用いて目的地までの経路をダイクストラ法などの経路探索アルゴリズムにより探索する。その後探索された経路に対してその経路を走行したときの燃料使用量を予測する。詳細は後述する。
【００１８】
なお、この地図データは、リンクデータとノードデータによって構成される。このリンクとは、地図上の各道路を交差・分岐・合流する点等の複数のノードにて分割し、それぞれのノード間をリンクとして規定したものであり、各リンクを接続することにより道路が構成される。リンクデータは、リンクを特定する固有番号（リンクＩＤ）、リンクの長さを示すリンク長、リンクの始端及び終端ノード座標（緯度・経度）、道路名称、道路種別、道路幅員、車線数、右折・左折専用車線の有無とその専用車線の数、及び制限速度等の各データから構成される。本実施形態では、上述の車両が走行している道路の道路種をこのリンクに付された道路種情報に基づいて識別している。また、燃料使用量を予測するときは、経路を構成する各リンクに付されたリンク長に、後述する走行履歴に基づいて算出した燃費を乗算することにより求めている。
【００１９】
一方、ノードデータは、地図上の各道路が交差、合流、分岐するノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノードに接続するリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、交差点種類等の各データから構成される。
【００２０】
操作スイッチ群７は、例えば、後述する表示装置１０と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、経路探索の際の出発地及び目的地の設定等各種ナビゲーション装置１００への入力に使用される。
【００２１】
表示装置１０は、例えば、液晶ディスプレイによって構成され、表示装置１０の画面には位置検出器１によって検出された車両の現在地に対応する自車位置マークと、地図データ入力器６より入力された地図データ、背景データ、目印データ等によって生成される車両周辺の道路地図を表示することができる。また、操作スイッチ群７や後述するリモコン１１等の操作により、道路地図を所定の縮尺に変更して表示したり、道路地図をスクロールして表示することも可能である。さらに本実施形態では、操作スイッチ群７やリモコン１１等から出発地及び目的地を入力すると、上述の地図データを用いて経路を探索して複数の候補経路を表示装置１０へ表示する。この際に、各経路に対して走行したときの予想燃料使用量を表示する。詳細は後述する。
【００２２】
リモコン１１は、例えば各種機能を備えた多機能リモコンであり、図示しないリモコンセンサを介して、ナビゲーション装置１００に各種ナビゲーション動作の開始や終了を指示する。前述の指示に関しては、操作スイッチ群７によって行ってもよい。
【００２３】
ＶＩＣＳ受信機１２は、道路に敷設されたビーコンや各地のＦＭ放送局を介して、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）（登録商標）センタから配信される道路交通情報の情報を受信する装置である。
【００２４】
この道路交通情報としては、例えば、渋滞区間、渋滞度、渋滞区間の旅行時間（所要時間）、渋滞の種類（車線規制、交通事故等）等によって構成される渋滞情報、事故や工事による通行止めや高速道路等の出入り口閉鎖等の規制情報である。なお、渋滞度は、複数の評価段階（例えば、渋滞、混雑、空き等）で表されるものである。本実施形態では、ＶＩＣＳ受信機１２は定期的に渋滞情報を受信しており、実際の走行時に使用した燃料の履歴を記憶する際には、制御回路８はＶＩＣＳ情報に基づいてその道路が渋滞しているか否かをチェックする。そして、当該道路が渋滞しているとされた場合、燃料使用量をその渋滞情報の渋滞度に対応つけて後述する燃料使用量データベース１３に記憶する。
【００２５】
燃料使用量データベース１３は、実際に走行した道路の燃料使用量の履歴を道路種ごと、渋滞度ごとに記憶するためのデータベースである。この燃料使用量は、後述する車両情報に基づいて算出する。そしてこの燃料使用量と走行距離から各道路種及び各渋滞度ごとに燃費を算出し、この燃費を用いて所定の経路を走行したときの燃料使用量を予測している。本実施形態では、燃費を算出するための車両情報として、エンジン回転数、走行速度及びアクセルペダルの開度を用いる。
【００２６】
エンジン回転数は、図示しないエンジン内に設けられたセンサによって検出する。例えば、車両発進時又は登坂道路を走行するときのように駆動力（トルク）を必要とするときには、エンジン回転数は上昇すると考えられる。一方、定速走行中のときは、エンジン回転数はほぼ一定に保っていると考えられる。また、同じ車両発進時でも運転者によっては急発進する傾向があるために急激にエンジン回転数が上昇したり、またブレーキを頻繁に使用する傾向の人による運転のエンジン回転数は、その変動も大きくなると予想される。このエンジン回転数は、例えばレシプロエンジンではシリンダ内のピストンの往復運動の回数に相当するものである。４サイクル型のレシプロエンジンでは、ピストン２往復でシリンダ内に１回燃料噴射がされ燃焼行程が行われる。したがって、他の走行条件が同一の場合にはエンジンの回転数が大きくなるにつれて、燃料使用量も増えると考えられる。したがって、他の諸条件とともにこのエンジン回転数を分析することにより、走行で使用した燃料を算出することができる。
【００２７】
走行速度は、図示しない各転動輪の車速センサによって検出する。例えば、一般道に比べ県道、国道を走行したときのほうが走行速度は大きくなると予想される。また、同一の道路であっても渋滞しているときには渋滞度に応じて走行速度は低くなることが予想され、さらに運転者の異同によっても走行速度は変わってくると予想される。一般的には、速度が大きく上昇すると車両は加速していると予想されるので、燃料も多く消費していると考えられるが、この走行速度情報のみで直接的に燃料使用量を算出するのは困難な場合もあり得る。例えば、上り坂の道路と下り坂の道路では、同じ速度で走行した場合は上り坂の道路を走行したほうが燃料消費量は多くなると考えられる（上り坂を走行するほうが駆動力を必要とするから）。したがって、この走行速度の情報はエンジン回転数やアクセルペダルの開度等の他の車両情報と共にして分析すると、より正確に走行に費やした燃料を算出することができる。
【００２８】
アクセルペダルの開度は、図示しないエンジンに供給される空気と燃料の混合気が通過する吸気管内に備えられた吸気圧センサ等で検出する。ここでアクセルペダルとは、周知の運転者が足で踏むことにより車両を駆動させるペダルである。例えば、有料道路に比べ一般道は信号が多いと考えられるので、このアクセルペダルの開度は頻繁に変化していると予想される。また、同一の道路であっても渋滞しているときは、空いているときよりもこのアクセルペダルの開度は小さいと予想される。このアクセルペダルは、一般的に加速を要するときに大きく踏み込まれる。アクセルペダルの踏み込み具合により、エンジンに供給される空気量を調節するスロットルバルブの開度が変化しエンジンに供給される空気量が変化する。そして、その空気圧の変化を吸気圧センサ等で検出し、燃料タンクからエンジンに供給される燃料の量も変化する。これにより、エンジン回転数は増加したり減少したりする。また、急加速を要するときのように急激にアクセルペダルが踏み込まれたときは、燃料と空気の混合気の比率（Ａ／Ｆ比）を小さくしている。この燃料と空気の混合比は、燃料の量１に対する空気の量を表しており、同じ量の混合気を消費したときには混合比が小さいほど多くの燃料が消費されたことになる。このように、アクセルペダルの開度を分析することにより、エンジンに供給された燃料の量を算出することができる。
【００２９】
以上のように、エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度の情報を分析することにより、瞬間的にどれだけ燃料が消費されたのかを算出することができる。そしてこの燃料使用量を、道路種ごと、渋滞度ごとに燃料使用量データベース１３に蓄積する。
【００３０】
以下に、道路種ごと、渋滞度ごとの燃費を算出するための車両情報を取得する処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
先ずステップＳ１０において、車両のエンジンが始動されたか否かを判定する。ここで、エンジンが始動されていないときには、以下に示す燃料使用量の記憶する処理は行わない。一方エンジンが始動されたときは、ステップＳ１１へ処理を進める。
【００３２】
ステップＳ１１では、自車が走行している道路の道路種（一般道、県道、国道、有料道路等）を判別する。先ず位置検出器１により自車の現在地を検出する。そして制御回路８は、この車両の現在地を地図データに照合することにより、車両がどの道路を走行しているのかを判定する。このときこの道路に対応するリンクデータに付された道路種情報を参照して道路種を判別する。
【００３３】
次に処理をステップＳ１２へ進め、ステップＳ１２では、走行している道路が渋滞している道路か否かを判別する。この渋滞か否かはＶＩＣＳ受信機１２からの渋滞情報に基づいて判別する。ここで、ＶＩＣＳ受信機１２から渋滞情報を受信したときは、さらに渋滞度を判別する。通常、ＶＩＣＳからの渋滞情報は複数の段階（例えば、「空き」「混雑」「渋滞」）で表されるので、本実施形態ではこの渋滞情報に基づいて渋滞度を識別する。なお、渋滞度は何段階で分けてもよく、また独自に基準を設けても良い（例えば、ＶＩＣＳから「渋滞○○ｋｍ」の情報を受信した場合、渋滞Ｘｋｍ以上は「渋滞」と判定し、それ以下のときは「空き」と判定する）。なお、ステップＳ１１とステップＳ１２の処理はどちらを先に行ってもよい。
【００３４】
その後処理をステップＳ１３へ進め、ステップＳ１３では、車両情報（エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度）を前述の各センサで検出し、この車両情報に基づいて制御回路８は瞬間の燃料使用量を算出する。なお、本実施形態では、エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度を用いて、走行に費やした燃料を算出しているが、その他の条件（例えば、エンジン温度等）を考慮してもよい。
【００３５】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３において算出した燃料使用量を道路種別、渋滞度別に燃料使用量データベース１３に所定の距離ごとに積算して記憶する。なお、記憶間隔は所定の時間ごとに記憶してもよい。このとき、図３に示すように燃料使用量の積算値に対応させて走行距離も記憶する。これにより、この燃料使用量の積算値と走行距離から燃費を算出することができる。また、燃料使用量を燃料使用量データベース１３に記憶する間隔としては、どのような距離間隔又は時間間隔で記憶しても良いが、信頼度の高い燃費を算出するためには、記憶する間隔（距離間隔又は時間間隔）を小さくしてより多くの情報を記憶させたほうがよい。
【００３６】
ステップＳ１１からステップＳ１４までの処理は、エンジンが停止されるまで行う（ステップＳ１５）。すなわち、エンジンが動いている間は、走行する道路種が変わったときにはその都度道路種と渋滞の有無を確認し、その道路種又は渋滞度に対応させて燃料使用量の履歴を記憶する。
【００３７】
以下に、目的地が設定された際に、目的地までの予想燃料使用量を過去の走行時の燃料使用量を用いて算出する処理を図４のフローチャートを用いて説明する。先ず、ステップＳ１００にて経路探索がされたか否かを判定する。この経路探索は、使用者が操作スイッチ群７によって目的地を設定したときに地図データを用いて行われる。ここで経路探索が行われないときは（否定判定）以下に示す処理はされない。一方、経路探索が行われたとき（肯定判定）は、ステップＳ１０１へ処理を進める。
【００３８】
ステップＳ１０１では、探索された経路に対して、経路を構成する道路の道路種及び渋滞の有無を判別する。道路種の判別は、地図データの各リンクデータに付された道路種情報に基づいて行われる。渋滞の有無は、ＶＩＣＳから受信される情報に基づいて行われる。なお、渋滞情報を受信したときは、この情報に基づいて渋滞度も判別する。
【００３９】
ステップＳ１０２では、経路を構成する道路の道路種又は渋滞であると判別されたときは渋滞度に対応する過去の走行時の燃料使用量が十分蓄積されているか否かを判定する。この判定は、燃料使用量データベース１３を参照することにより行われる。例えば、経路を構成する道路に対して、数ｋｍ程度の燃料使用量の履歴しか蓄積されていない道路種、又は渋滞度が一つでもあった場合は履歴が不十分とし、それ以外は十分に蓄積されているとする。ここで、燃料使用量の履歴が十分蓄積されていると判定（肯定判定）されるときは、ステップＳ１０３にてその探索経路に関係する道路種又は渋滞度の燃料使用量の積算値及び走行距離情報を燃料使用量データベース１３から読み出す。
【００４０】
その後、ステップＳ１０４にて、制御回路８はこの燃料使用量と走行距離から、各道路種または渋滞度に対応した燃費を算出する。
【００４１】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４にて算出した燃費を、探索された経路に当てはめてこの経路を走行したときの予想燃料使用量を算出する。すなわち、各道路種又は渋滞道路の道路長とこれに対応する燃費を乗じることにより予想燃料使用量を算出する。その後、例えば図５、図６に示すように表示装置１０の表示画面にこの経路及び予想燃料使用量を表示して使用者に知らせる。これにより、使用者はより少ない消費燃料で目的地まで到達する経路を選択することができる。なお、図６に示すように予想燃料使用量として表示するのではなく、これに燃料単価を乗じて燃料代として表示してもよい。このとき燃料単価は、変動が激しいので予め決められた平均的な燃料単価を用いたり、または、使用者が燃料単価を操作スイッチ群７を介して入力できるようにしてもよい。
【００４２】
一方、ステップＳ１０２において探索された経路の道路種又は渋滞である場合は当該渋滞度に対応する過去の燃料使用量の履歴が十分に蓄積されていないと判定された場合（否定判定）は、ステップＳ１０６へ処理を進める。例えば、走行距離が数ｋｍ以下の燃料使用量の履歴しか蓄積されていないときは、十分に蓄積されていないと判定する。ステップＳ１０６では、探索された経路に対して予めメーカー等で測定された基本燃費を用いて予想燃料使用量を算出する。これにより、仮に車両情報の履歴が蓄積されていない場合であっても、使用者は経路距離に比例した予想燃料使用量を知ることができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態では、運転者の日頃の運転の車両情報（エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度）から、運転者の運転の癖を反映した道路種ごと、または渋滞道路に対応する燃費を算出する。そして目的地が設定された場合は、この燃費を用いて目的地までの燃料使用量を予測する。したがって、従来に比べて正確な燃料使用量を予測することができる。
【００４４】
（変形例１）
ステップＳ１０２において、探索された経路の道路種に対応する燃料使用量の履歴が所定の基準よりも蓄積されていないと判定された場合（否定判定）は、走行履歴が不十分な道路種又は渋滞道路の区間のみ基本燃費を用い（ステップＳ１０６）、その他の区間に対しては上述と同様に燃料使用量の履歴から燃費を算出しその燃費を用いて燃料使用量を算出してもよい（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５）。これにより、基本燃費のみを用いるよりも正確に燃料使用量を予測することができる。
【００４５】
（変形例２）
ステップＳ１４において、実際に走行したときの燃料使用量を燃料使用量履歴データベース１３に記憶する際に、燃料使用量を積算値としてではなく、ステップＳ１３で算出した燃料使用量をそのまま記憶してもよい（図７）。この場合、ステップＳ１０４において燃費を算出するときに、燃料使用量の積算値を算出し、上述と同様にこの積算値を用いて燃費を算出する。
【００４６】
（変形例３）
本実施形態では、ステップＳ１３においてエンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度の情報から燃料使用量を算出しているが、実際は他の種種の条件（例えば、エンジンの温度、タイヤの空気圧、エンジンオイルの汚れ等）により燃料使用量は変わってくる場合も考えられる。したがって、予めガソリンスタンド等の燃料補給時の際にエンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度の情報から算出した燃料使用量と実際に使用した燃料との関係（補正係数）を求めておいてもよい。この補正係数を考慮することにより、より正確な燃料使用量を算出することができる。
【００４７】
（変形例４）
本実施形態では、ステップＳ１４において過去の走行実績として燃料使用量履歴データベース１３に燃料使用量とそれに対応する走行距離を記憶している。そして、探索経路の予想燃料使用量を算出する際に、これら情報から燃費を算出しているが、燃料使用量履歴データベース１３に予め燃費として記憶しておいてもよい。この場合、以前に記憶した燃費情報と今回算出した燃費情報とを平均化して燃料使用量履歴データベース１３に記憶する。そして、探索経路の予想燃料使用量を算出する際には、この燃費をそのまま当該経路に当てはめればよい。
【００４８】
（変形例５）
本実施形態では、ステップＳ１４において、渋滞道路の燃料使用量を燃料使用量履歴データベース１３に、当該道路の道路種に関係なく渋滞度別に記憶している。しかしながら、例えば、「渋滞Ｘｋｍ」で表される同じ渋滞度であっても、信号が多い一般道路と信号が無い高速道路とでは走行速度の変動が異なっていると考えられるので、それに伴い燃費も異なってくると予想される。したがって、渋滞道路で費やした燃料を記憶するときには、渋滞度別とさらに当該道路の道路種別に記憶してもよい。これにより、探索経路に対して、より一層正確な燃料使用量を予測することができる。
【００４９】
（変形例６）
本実施形態では、ステップＳ１１において自車が走行している道路の道路種を判別し、このときに費やした燃料をその道路種に対応付けて燃料使用量履歴データベース１３に記憶している。しかしながら、現実には同じ道路種であっても制限速度が異なれば車両の平均速度等も異なってくると考えられるので、これに伴い燃費も異なってくると考えられる。したがって、ステップＳ１１では、道路種だけではなくその道路の制限速度の情報を道路地図データから読み出し、ステップＳ１４において燃料使用量履歴データベース１３に道路種とさらに制限速度別に記憶してもよい。これにより、探索経路に対して、より一層正確な燃料使用量を予測することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
以下に第２実施形態について説明する。本実施形態におけるナビゲーション装置１００の構成は、第１実施形態と同様の構成である（図１）。各構成部品の働きについては第１実施形態と同じなので省略する。
【００５１】
走行履歴（燃料使用量）を燃料使用量履歴データベース１３に記憶する処理について図８のフローチャートを用いて説明する。同図に示す処理は、第１実施形態における処理（図２）とステップＳ２３を除いて同じである。ここで、ステップＳ２３において、燃料使用量履歴データベース１３へ記憶する実際の走行で費やした燃料を、エンジンへの燃料噴射量を検出して求める。このエンジンへの燃料噴射量は、エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度等の走行状況を検知する各種センサからの信号に基づいて燃料の噴射量を決定する電子制御燃料噴射装置（図示せず）の制御信号から算出する。このように算出された燃料使用量は、実際の走行時の走行状況を反映したものであると言える。例えば、信号が多い一般道路と信号が少ない有料道路とでは、上述したようにエンジン回転数やアクセルペダルの開度等の車両情報が異なっていると考えられる。したがって、電子制御燃料噴射装置がエンジンに噴射する燃料の量も異なってくると考えられる。その他の処理については第１実施形態と同様なので省略する。また以降の処理についても図４に示す第１実施形態における処理と同様である。
【００５２】
なお、エンジン回転数や走行速度等の車両情報から燃料噴射量が決定されるという意味では、第１実施形態と同様に車両情報から燃料使用量を求めていることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態、第２実施形態に係わる、ナビゲーション装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係わる、実際の走行で費やされた燃料の履歴を記憶する処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態、第２実施形態に係わる、実際の走行で費やした燃料の積算値を走行距離に対応させて記憶することを示す図である。
【図４】第１実施形態、第２実施形態に係わる、探索された経路に対して燃料使用量を予測する処理を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態、第２実施形態に係わる、目的地までの複数の探索経路を画面表示する一例である。
【図６】第１実施形態、第２実施形態に係わる、探索された経路に対して予想燃料使用量を画面表示する一例である。
【図７】第１実施形態、第２実施形態に係わる、実際の走行で費やした燃料（瞬間値）を走行距離に対応させて記憶することを示す図である。
【図８】第２実施形態に係わる、実際の走行で費やされた燃料の履歴を記憶する処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１００ ナビゲーション装置
１ 位置検出器
２ 地磁気センサ
３ ジャイロスコープ
４ 距離センサ
５ ＧＰＳ受信機
６ 地図データ入力器
７ 操作スイッチ群
８ 制御回路
９ 外部メモリ
１０ 表示装置
１１ リモコン
１２ ＶＩＣＳ受信機
１３ 燃料使用量履歴データベース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目的地に至る経路に対して、この経路を走行したときの燃料使用量（燃料消費量）を予測する燃料使用量予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目的地までの経路を探索する経路探索装置において、探索された経路に対してこの経路を走行したときの走行時間、走行距離等を予測するとともに、走行費用も予測して報知する経路探索装置が提案されている（特許文献１）。ここで走行費用とは、有料道路を通行する場合における通行料金と、走行に費やした燃料に相当する燃料代からなるものである。この燃料代は、道路を示すリンクのリンク距離、平均走行速度、燃費などの車の特性、単位あたりの燃料代から算出している。なお、リンク距離、平均走行速度はあらかじめリンクが保有しているデータである。また、燃費などの車の特性、単位あたりの燃料代は、使用者があらかじめこの経路探索装置に入力している。
【特許文献１】特開平１０−２６９３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように特許文献１の経路探索装置では、目的地に至る複数の経路を表示するときに、各経路に対して走行費用が表示される。したがって、使用者は、走行費用の最もかからない経路を選択することができる。
【０００４】
ところで、特許文献１の経路探索装置では、燃費を使用者自ら当該装置に入力しており、この燃費に基づいて燃料代を予測している。しかしながら、燃費は一般的に使用者の運転の癖や走行する道路種等種種の走行条件によって異なるので、特許文献１の経路探索装置は正確に燃料代を予測しているとは言えない。
【０００５】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、使用者の運転の癖や走行する道路種を反映した燃費を用いて目的地までの燃料使用量を予測する燃料使用量予測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の燃料使用量予測装置は、車両の走行時における走行距離を算出する距離算出手段と、道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、前記道路地図データを用いて、自車が走行している道路の種類を識別する道路種識別手段と、車両の走行時における燃料使用量を算出する算出手段と、道路種別毎に前記算出された燃料使用量と前記距離算出手段により算出した走行距離とに基づいて燃費に関するデータを記憶する記憶手段と、前記道路地図データを用いて、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索手段と、前記経路探索手段により探索された経路に対して、当該経路を構成する道路種別に前記記憶した道路種別の燃費に関するデータを当てはめて当該経路を走行したときの燃料使用量を予測する燃料使用量予測手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このように請求項１の燃料使用量予測装置では、日頃の走行時の燃費に関するデータを走行した道路種に対応付けて記憶しておく。この燃費に関するデータは、例えば所定の距離ごとに燃料使用量と走行距離から燃費を算出して、その燃費を記憶してもよいし、あるいは、燃料使用量と走行距離のまま記憶してもよい。したがって、この燃費に関するデータは実際の道路種別の走行を反映したものであり、かつ運転者の運転の癖も反映したものであると言える。そして、目的地までの経路を探索する際には、この道路種別に記憶した燃費に関するデータを用いて当該経路を走行した場合の燃料使用量を予測する。これにより、過去の道路種別の走行及び運転者の運転の癖を反映した正確な燃料使用量を予測することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の燃料使用量予測装置は、車両の走行時における走行距離を算出する距離算出手段と、道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、道路が渋滞に該当するか否かを識別し、渋滞に該当する場合には当該渋滞の渋滞度も識別する渋滞道路識別手段と、車両の走行時における燃料使用量を算出する算出手段と、前記渋滞道路識別手段に基づき、自車が走行している道路が渋滞に該当する場合には、前記算出された燃料使用量と前記距離算出手段により算出した走行距離とに基づいて燃費に関するデータを当該渋滞の渋滞度に対応させて記憶する記憶手段と、前記道路地図データを用いて、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索手段と、前記経路探索手段により探索された経路に対して、前記渋滞道路識別手段に基づき当該経路を構成する道路の中に渋滞に該当する道路が含まれている場合は、当該渋滞道路に対しては当該渋滞の渋滞度に対応する前記記憶した燃費に関するデータを当てはめて当該渋滞道路を走行したときの燃料使用量を予測する燃料使用量予測手段とを備えることを特徴とする。同一の道路であっても渋滞しているときと渋滞していないときとでは平均走行速度等が異なってくるため、燃費も異なってくると考えられる。また、同じ渋滞している道路であっても、渋滞度合いによって車両の進行具合は大きく異なっており、それに伴い燃費も異なってくると考えられる。このように請求項２の燃料使用量予測装置では、目的地までの経路に渋滞区間が含まれている場合であっても、過去の渋滞道路の渋滞度別の走行実績を反映した正確な燃料使用量を予測することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の燃料使用量予測装置は、前記道路地図データを用いて、自車が走行している道路の種類を識別する道路種識別手段を備え、前記記憶手段は、前記燃費に関するデータを記憶するときは、道路種別毎に前記渋滞の渋滞度に対応させて記憶し、前記燃料使用量予測手段は、前記渋滞道路の道路種及び渋滞度に対応する前記燃費に関するデータを当てはめて前記渋滞道路を走行したときの燃料使用量を予測することを特徴とする。例えば、「渋滞Ｘｋｍ」で表される同じ渋滞度であっても、信号が多い一般道路と信号が無い高速道路とでは走行速度の変動が異なっていると考えられるので、それに伴い燃費も異なってくると予想される。したがって、請求項３の燃料使用量予測装置では、過去の走行実績から道路種別の渋滞度を考慮した正確な燃料使用量を予測することができる。
【００１０】
請求項４に記載の燃料使用量予測装置は、前記算出手段は、エンジンへの燃料噴射量を検出する燃料噴射量検出手段を備え、エンジンへの燃料噴射量を検出することにより実際の走行で使用した燃料を算出することを特徴とする。車両は、燃料をエンジン内で燃焼させることに走行する。したがって、このエンジンへの燃料噴射量を検出することにより走行に費やした燃料を算出することができる。
【００１１】
同様に燃料使用量の算出に関して、請求項５に記載の燃料使用量予測装置では、前記算出手段は、少なくとも走行時のエンジン回転数、アクセルペダルの開度及び走行速度を含む車両情報を検出する車両情報検出手段を備え、前記検出した車両情報を用いて実際の走行で使用した燃料を算出することを特徴とする。走行時における走行速度、エンジン回転数、アクセルペダルの開度等の車両情報により、エンジンへ供給される燃料の量が決定される。したがって、これら車両情報から走行に費やした燃料を算出することができる。
【００１２】
請求項６に記載の燃料使用量予測装置は、前記燃料使用量予測手段は、前記記憶手段により記憶されている燃費に関するデータの数が所定の基準数よりも少ないときは、車両のメーカー指定の基本燃費を用いて燃料使用量を予測することを特徴とする。これにより、仮に過去の走行実績が少ない場合であっても、使用者は経路距離に比例した予想燃料使用量を知ることができる。また、過去の走行実績から燃費を算出する場合、所定の基準以上の走行実績が反映されている信頼度の高い燃費であると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、ナビゲーション装置で実現した例について説明する。なお、実際の走行に費やした燃料をエンジン回転数等の車両情報から算出する実施形態（第１実施形態）と、直接エンジンへの燃料噴射量を検出して算出する実施形態（第２実施形態）について説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態におけるナビゲーション装置１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、ナビゲーション装置１００は、位置検出器１、地図データ入力器６、操作スイッチ群７、外部メモリ９、表示装置１０、リモコン１１、ＶＩＣＳ受信機１２、車両情報履歴データベース１３及びこれらと接続する制御回路８から構成される。
【００１５】
制御回路８は、通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには、制御回路８が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵ等が後述する位置検出器１等の各構成部品を制御し各種演算処理を実行する。なお、このプログラムは、外部メモリ９を介して外部から取得することもできる。
【００１６】
位置検出器１は、いずれも周知の地磁気センサ２、ジャイロスコープ３、距離センサ４、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のためのＧＰＳ受信機５を有している。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、各センサの精度によっては位置検出器１を上述した一部で構成してもよく、更に、図示しないステアリングの回転センサ、各転動輪の車速センサ等を用いてもよい。本実施形態では、後述するように実際の走行で費やした燃料を走行履歴として記憶する際に、位置検出器１により車両の現在地を検出する。そして制御回路８は、後述する地図データを用いて車両がどの道路（道路種）を走行しているか又は後述するＶＩＣＳ情報に基づいて渋滞している道路か否かを識別し、その道路種または渋滞道路に対応付けて当該燃料使用量を記憶する。
【００１７】
地図データ入力器６は、地図データ、背景データ、目印データ等を含む各種データを入力するための装置である。各種データを記憶する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の再生専用の記憶媒体の他、メモリカードやハードディスク等の書き込み可能な記憶媒体を用いることもできる。本実施形態では、後述する操作スイッチ群７により所定の目的地が設定された場合、制御回路８はこの地図データを用いて目的地までの経路をダイクストラ法などの経路探索アルゴリズムにより探索する。その後探索された経路に対してその経路を走行したときの燃料使用量を予測する。詳細は後述する。
【００１８】
なお、この地図データは、リンクデータとノードデータによって構成される。このリンクとは、地図上の各道路を交差・分岐・合流する点等の複数のノードにて分割し、それぞれのノード間をリンクとして規定したものであり、各リンクを接続することにより道路が構成される。リンクデータは、リンクを特定する固有番号（リンクＩＤ）、リンクの長さを示すリンク長、リンクの始端及び終端ノード座標（緯度・経度）、道路名称、道路種別、道路幅員、車線数、右折・左折専用車線の有無とその専用車線の数、及び制限速度等の各データから構成される。本実施形態では、上述の車両が走行している道路の道路種をこのリンクに付された道路種情報に基づいて識別している。また、燃料使用量を予測するときは、経路を構成する各リンクに付されたリンク長に、後述する走行履歴に基づいて算出した燃費を乗算することにより求めている。
【００１９】
一方、ノードデータは、地図上の各道路が交差、合流、分岐するノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノードに接続するリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、交差点種類等の各データから構成される。
【００２０】
操作スイッチ群７は、例えば、後述する表示装置１０と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、経路探索の際の出発地及び目的地の設定等各種ナビゲーション装置１００への入力に使用される。
【００２１】
表示装置１０は、例えば、液晶ディスプレイによって構成され、表示装置１０の画面には位置検出器１によって検出された車両の現在地に対応する自車位置マークと、地図データ入力器６より入力された地図データ、背景データ、目印データ等によって生成される車両周辺の道路地図を表示することができる。また、操作スイッチ群７や後述するリモコン１１等の操作により、道路地図を所定の縮尺に変更して表示したり、道路地図をスクロールして表示することも可能である。さらに本実施形態では、操作スイッチ群７やリモコン１１等から出発地及び目的地を入力すると、上述の地図データを用いて経路を探索して複数の候補経路を表示装置１０へ表示する。この際に、各経路に対して走行したときの予想燃料使用量を表示する。詳細は後述する。
【００２２】
リモコン１１は、例えば各種機能を備えた多機能リモコンであり、図示しないリモコンセンサを介して、ナビゲーション装置１００に各種ナビゲーション動作の開始や終了を指示する。前述の指示に関しては、操作スイッチ群７によって行ってもよい。
【００２３】
ＶＩＣＳ受信機１２は、道路に敷設されたビーコンや各地のＦＭ放送局を介して、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）（登録商標）センタから配信される道路交通情報の情報を受信する装置である。
【００２４】
この道路交通情報としては、例えば、渋滞区間、渋滞度、渋滞区間の旅行時間（所要時間）、渋滞の種類（車線規制、交通事故等）等によって構成される渋滞情報、事故や工事による通行止めや高速道路等の出入り口閉鎖等の規制情報である。なお、渋滞度は、複数の評価段階（例えば、渋滞、混雑、空き等）で表されるものである。本実施形態では、ＶＩＣＳ受信機１２は定期的に渋滞情報を受信しており、実際の走行時に使用した燃料の履歴を記憶する際には、制御回路８はＶＩＣＳ情報に基づいてその道路が渋滞しているか否かをチェックする。そして、当該道路が渋滞しているとされた場合、燃料使用量をその渋滞情報の渋滞度に対応つけて後述する燃料使用量データベース１３に記憶する。
【００２５】
燃料使用量データベース１３は、実際に走行した道路の燃料使用量の履歴を道路種ごと、渋滞度ごとに記憶するためのデータベースである。この燃料使用量は、後述する車両情報に基づいて算出する。そしてこの燃料使用量と走行距離から各道路種及び各渋滞度ごとに燃費を算出し、この燃費を用いて所定の経路を走行したときの燃料使用量を予測している。本実施形態では、燃費を算出するための車両情報として、エンジン回転数、走行速度及びアクセルペダルの開度を用いる。
【００２６】
エンジン回転数は、図示しないエンジン内に設けられたセンサによって検出する。例えば、車両発進時又は登坂道路を走行するときのように駆動力（トルク）を必要とするときには、エンジン回転数は上昇すると考えられる。一方、定速走行中のときは、エンジン回転数はほぼ一定に保っていると考えられる。また、同じ車両発進時でも運転者によっては急発進する傾向があるために急激にエンジン回転数が上昇したり、またブレーキを頻繁に使用する傾向の人による運転のエンジン回転数は、その変動も大きくなると予想される。このエンジン回転数は、例えばレシプロエンジンではシリンダ内のピストンの往復運動の回数に相当するものである。４サイクル型のレシプロエンジンでは、ピストン２往復でシリンダ内に１回燃料噴射がされ燃焼行程が行われる。したがって、他の走行条件が同一の場合にはエンジンの回転数が大きくなるにつれて、燃料使用量も増えると考えられる。したがって、他の諸条件とともにこのエンジン回転数を分析することにより、走行で使用した燃料を算出することができる。
【００２７】
走行速度は、図示しない各転動輪の車速センサによって検出する。例えば、一般道に比べ県道、国道を走行したときのほうが走行速度は大きくなると予想される。また、同一の道路であっても渋滞しているときには渋滞度に応じて走行速度は低くなることが予想され、さらに運転者の異同によっても走行速度は変わってくると予想される。一般的には、速度が大きく上昇すると車両は加速していると予想されるので、燃料も多く消費していると考えられるが、この走行速度情報のみで直接的に燃料使用量を算出するのは困難な場合もあり得る。例えば、上り坂の道路と下り坂の道路では、同じ速度で走行した場合は上り坂の道路を走行したほうが燃料消費量は多くなると考えられる（上り坂を走行するほうが駆動力を必要とするから）。したがって、この走行速度の情報はエンジン回転数やアクセルペダルの開度等の他の車両情報と共にして分析すると、より正確に走行に費やした燃料を算出することができる。
【００２８】
アクセルペダルの開度は、図示しないエンジンに供給される空気と燃料の混合気が通過する吸気管内に備えられた吸気圧センサ等で検出する。ここでアクセルペダルとは、周知の運転者が足で踏むことにより車両を駆動させるペダルである。例えば、有料道路に比べ一般道は信号が多いと考えられるので、このアクセルペダルの開度は頻繁に変化していると予想される。また、同一の道路であっても渋滞しているときは、空いているときよりもこのアクセルペダルの開度は小さいと予想される。このアクセルペダルは、一般的に加速を要するときに大きく踏み込まれる。アクセルペダルの踏み込み具合により、エンジンに供給される空気量を調節するスロットルバルブの開度が変化しエンジンに供給される空気量が変化する。そして、その空気圧の変化を吸気圧センサ等で検出し、燃料タンクからエンジンに供給される燃料の量も変化する。これにより、エンジン回転数は増加したり減少したりする。また、急加速を要するときのように急激にアクセルペダルが踏み込まれたときは、燃料と空気の混合気の比率（Ａ／Ｆ比）を小さくしている。この燃料と空気の混合比は、燃料の量１に対する空気の量を表しており、同じ量の混合気を消費したときには混合比が小さいほど多くの燃料が消費されたことになる。このように、アクセルペダルの開度を分析することにより、エンジンに供給された燃料の量を算出することができる。
【００２９】
以上のように、エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度の情報を分析することにより、瞬間的にどれだけ燃料が消費されたのかを算出することができる。そしてこの燃料使用量を、道路種ごと、渋滞度ごとに燃料使用量データベース１３に蓄積する。
【００３０】
以下に、道路種ごと、渋滞度ごとの燃費を算出するための車両情報を取得する処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
先ずステップＳ１０において、車両のエンジンが始動されたか否かを判定する。ここで、エンジンが始動されていないときには、以下に示す燃料使用量の記憶する処理は行わない。一方エンジンが始動されたときは、ステップＳ１１へ処理を進める。
【００３２】
ステップＳ１１では、自車が走行している道路の道路種（一般道、県道、国道、有料道路等）を判別する。先ず位置検出器１により自車の現在地を検出する。そして制御回路８は、この車両の現在地を地図データに照合することにより、車両がどの道路を走行しているのかを判定する。このときこの道路に対応するリンクデータに付された道路種情報を参照して道路種を判別する。
【００３３】
次に処理をステップＳ１２へ進め、ステップＳ１２では、走行している道路が渋滞している道路か否かを判別する。この渋滞か否かはＶＩＣＳ受信機１２からの渋滞情報に基づいて判別する。ここで、ＶＩＣＳ受信機１２から渋滞情報を受信したときは、さらに渋滞度を判別する。通常、ＶＩＣＳからの渋滞情報は複数の段階（例えば、「空き」「混雑」「渋滞」）で表されるので、本実施形態ではこの渋滞情報に基づいて渋滞度を識別する。なお、渋滞度は何段階で分けてもよく、また独自に基準を設けても良い（例えば、ＶＩＣＳから「渋滞○○ｋｍ」の情報を受信した場合、渋滞Ｘｋｍ以上は「渋滞」と判定し、それ以下のときは「空き」と判定する）。なお、ステップＳ１１とステップＳ１２の処理はどちらを先に行ってもよい。
【００３４】
その後処理をステップＳ１３へ進め、ステップＳ１３では、車両情報（エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度）を前述の各センサで検出し、この車両情報に基づいて制御回路８は瞬間の燃料使用量を算出する。なお、本実施形態では、エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度を用いて、走行に費やした燃料を算出しているが、その他の条件（例えば、エンジン温度等）を考慮してもよい。
【００３５】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３において算出した燃料使用量を道路種別、渋滞度別に燃料使用量データベース１３に所定の距離ごとに積算して記憶する。なお、記憶間隔は所定の時間ごとに記憶してもよい。このとき、図３に示すように燃料使用量の積算値に対応させて走行距離も記憶する。これにより、この燃料使用量の積算値と走行距離から燃費を算出することができる。また、燃料使用量を燃料使用量データベース１３に記憶する間隔としては、どのような距離間隔又は時間間隔で記憶しても良いが、信頼度の高い燃費を算出するためには、記憶する間隔（距離間隔又は時間間隔）を小さくしてより多くの情報を記憶させたほうがよい。
【００３６】
ステップＳ１１からステップＳ１４までの処理は、エンジンが停止されるまで行う（ステップＳ１５）。すなわち、エンジンが動いている間は、走行する道路種が変わったときにはその都度道路種と渋滞の有無を確認し、その道路種又は渋滞度に対応させて燃料使用量の履歴を記憶する。
【００３７】
以下に、目的地が設定された際に、目的地までの予想燃料使用量を過去の走行時の燃料使用量を用いて算出する処理を図４のフローチャートを用いて説明する。先ず、ステップＳ１００にて経路探索がされたか否かを判定する。この経路探索は、使用者が操作スイッチ群７によって目的地を設定したときに地図データを用いて行われる。ここで経路探索が行われないときは（否定判定）以下に示す処理はされない。一方、経路探索が行われたとき（肯定判定）は、ステップＳ１０１へ処理を進める。
【００３８】
ステップＳ１０１では、探索された経路に対して、経路を構成する道路の道路種及び渋滞の有無を判別する。道路種の判別は、地図データの各リンクデータに付された道路種情報に基づいて行われる。渋滞の有無は、ＶＩＣＳから受信される情報に基づいて行われる。なお、渋滞情報を受信したときは、この情報に基づいて渋滞度も判別する。
【００３９】
ステップＳ１０２では、経路を構成する道路の道路種又は渋滞であると判別されたときは渋滞度に対応する過去の走行時の燃料使用量が十分蓄積されているか否かを判定する。この判定は、燃料使用量データベース１３を参照することにより行われる。例えば、経路を構成する道路に対して、数ｋｍ程度の燃料使用量の履歴しか蓄積されていない道路種、又は渋滞度が一つでもあった場合は履歴が不十分とし、それ以外は十分に蓄積されているとする。ここで、燃料使用量の履歴が十分蓄積されていると判定（肯定判定）されるときは、ステップＳ１０３にてその探索経路に関係する道路種又は渋滞度の燃料使用量の積算値及び走行距離情報を燃料使用量データベース１３から読み出す。
【００４０】
その後、ステップＳ１０４にて、制御回路８はこの燃料使用量と走行距離から、各道路種または渋滞度に対応した燃費を算出する。
【００４１】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４にて算出した燃費を、探索された経路に当てはめてこの経路を走行したときの予想燃料使用量を算出する。すなわち、各道路種又は渋滞道路の道路長とこれに対応する燃費を乗じることにより予想燃料使用量を算出する。その後、例えば図５、図６に示すように表示装置１０の表示画面にこの経路及び予想燃料使用量を表示して使用者に知らせる。これにより、使用者はより少ない消費燃料で目的地まで到達する経路を選択することができる。なお、図６に示すように予想燃料使用量として表示するのではなく、これに燃料単価を乗じて燃料代として表示してもよい。このとき燃料単価は、変動が激しいので予め決められた平均的な燃料単価を用いたり、または、使用者が燃料単価を操作スイッチ群７を介して入力できるようにしてもよい。
【００４２】
一方、ステップＳ１０２において探索された経路の道路種又は渋滞である場合は当該渋滞度に対応する過去の燃料使用量の履歴が十分に蓄積されていないと判定された場合（否定判定）は、ステップＳ１０６へ処理を進める。例えば、走行距離が数ｋｍ以下の燃料使用量の履歴しか蓄積されていないときは、十分に蓄積されていないと判定する。ステップＳ１０６では、探索された経路に対して予めメーカー等で測定された基本燃費を用いて予想燃料使用量を算出する。これにより、仮に車両情報の履歴が蓄積されていない場合であっても、使用者は経路距離に比例した予想燃料使用量を知ることができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態では、運転者の日頃の運転の車両情報（エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度）から、運転者の運転の癖を反映した道路種ごと、または渋滞道路に対応する燃費を算出する。そして目的地が設定された場合は、この燃費を用いて目的地までの燃料使用量を予測する。したがって、従来に比べて正確な燃料使用量を予測することができる。
【００４４】
（変形例１）
ステップＳ１０２において、探索された経路の道路種に対応する燃料使用量の履歴が所定の基準よりも蓄積されていないと判定された場合（否定判定）は、走行履歴が不十分な道路種又は渋滞道路の区間のみ基本燃費を用い（ステップＳ１０６）、その他の区間に対しては上述と同様に燃料使用量の履歴から燃費を算出しその燃費を用いて燃料使用量を算出してもよい（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５）。これにより、基本燃費のみを用いるよりも正確に燃料使用量を予測することができる。
【００４５】
（変形例２）
ステップＳ１４において、実際に走行したときの燃料使用量を燃料使用量履歴データベース１３に記憶する際に、燃料使用量を積算値としてではなく、ステップＳ１３で算出した燃料使用量をそのまま記憶してもよい（図７）。この場合、ステップＳ１０４において燃費を算出するときに、燃料使用量の積算値を算出し、上述と同様にこの積算値を用いて燃費を算出する。
【００４６】
（変形例３）
本実施形態では、ステップＳ１３においてエンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度の情報から燃料使用量を算出しているが、実際は他の種種の条件（例えば、エンジンの温度、タイヤの空気圧、エンジンオイルの汚れ等）により燃料使用量は変わってくる場合も考えられる。したがって、予めガソリンスタンド等の燃料補給時の際にエンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度の情報から算出した燃料使用量と実際に使用した燃料との関係（補正係数）を求めておいてもよい。この補正係数を考慮することにより、より正確な燃料使用量を算出することができる。
【００４７】
（変形例４）
本実施形態では、ステップＳ１４において過去の走行実績として燃料使用量履歴データベース１３に燃料使用量とそれに対応する走行距離を記憶している。そして、探索経路の予想燃料使用量を算出する際に、これら情報から燃費を算出しているが、燃料使用量履歴データベース１３に予め燃費として記憶しておいてもよい。この場合、以前に記憶した燃費情報と今回算出した燃費情報とを平均化して燃料使用量履歴データベース１３に記憶する。そして、探索経路の予想燃料使用量を算出する際には、この燃費をそのまま当該経路に当てはめればよい。
【００４８】
（変形例５）
本実施形態では、ステップＳ１４において、渋滞道路の燃料使用量を燃料使用量履歴データベース１３に、当該道路の道路種に関係なく渋滞度別に記憶している。しかしながら、例えば、「渋滞Ｘｋｍ」で表される同じ渋滞度であっても、信号が多い一般道路と信号が無い高速道路とでは走行速度の変動が異なっていると考えられるので、それに伴い燃費も異なってくると予想される。したがって、渋滞道路で費やした燃料を記憶するときには、渋滞度別とさらに当該道路の道路種別に記憶してもよい。これにより、探索経路に対して、より一層正確な燃料使用量を予測することができる。
【００４９】
（変形例６）
本実施形態では、ステップＳ１１において自車が走行している道路の道路種を判別し、このときに費やした燃料をその道路種に対応付けて燃料使用量履歴データベース１３に記憶している。しかしながら、現実には同じ道路種であっても制限速度が異なれば車両の平均速度等も異なってくると考えられるので、これに伴い燃費も異なってくると考えられる。したがって、ステップＳ１１では、道路種だけではなくその道路の制限速度の情報を道路地図データから読み出し、ステップＳ１４において燃料使用量履歴データベース１３に道路種とさらに制限速度別に記憶してもよい。これにより、探索経路に対して、より一層正確な燃料使用量を予測することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
以下に第２実施形態について説明する。本実施形態におけるナビゲーション装置１００の構成は、第１実施形態と同様の構成である（図１）。各構成部品の働きについては第１実施形態と同じなので省略する。
【００５１】
走行履歴（燃料使用量）を燃料使用量履歴データベース１３に記憶する処理について図８のフローチャートを用いて説明する。同図に示す処理は、第１実施形態における処理（図２）とステップＳ２３を除いて同じである。ここで、ステップＳ２３において、燃料使用量履歴データベース１３へ記憶する実際の走行で費やした燃料を、エンジンへの燃料噴射量を検出して求める。このエンジンへの燃料噴射量は、エンジン回転数、走行速度、アクセルペダルの開度等の走行状況を検知する各種センサからの信号に基づいて燃料の噴射量を決定する電子制御燃料噴射装置（図示せず）の制御信号から算出する。このように算出された燃料使用量は、実際の走行時の走行状況を反映したものであると言える。例えば、信号が多い一般道路と信号が少ない有料道路とでは、上述したようにエンジン回転数やアクセルペダルの開度等の車両情報が異なっていると考えられる。したがって、電子制御燃料噴射装置がエンジンに噴射する燃料の量も異なってくると考えられる。その他の処理については第１実施形態と同様なので省略する。また以降の処理についても図４に示す第１実施形態における処理と同様である。
【００５２】
なお、エンジン回転数や走行速度等の車両情報から燃料噴射量が決定されるという意味では、第１実施形態と同様に車両情報から燃料使用量を求めていることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態、第２実施形態に係わる、ナビゲーション装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係わる、実際の走行で費やされた燃料の履歴を記憶する処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態、第２実施形態に係わる、実際の走行で費やした燃料の積算値を走行距離に対応させて記憶することを示す図である。
【図４】第１実施形態、第２実施形態に係わる、探索された経路に対して燃料使用量を予測する処理を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態、第２実施形態に係わる、目的地までの複数の探索経路を画面表示する一例である。
【図６】第１実施形態、第２実施形態に係わる、探索された経路に対して予想燃料使用量を画面表示する一例である。
【図７】第１実施形態、第２実施形態に係わる、実際の走行で費やした燃料（瞬間値）を走行距離に対応させて記憶することを示す図である。
【図８】第２実施形態に係わる、実際の走行で費やされた燃料の履歴を記憶する処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１００ ナビゲーション装置
１ 位置検出器
２ 地磁気センサ
３ ジャイロスコープ
４ 距離センサ
５ ＧＰＳ受信機
６ 地図データ入力器
７ 操作スイッチ群
８ 制御回路
９ 外部メモリ
１０ 表示装置
１１ リモコン
１２ ＶＩＣＳ受信機
１３ 燃料使用量履歴データベース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行時における走行距離を算出する距離算出手段と、
道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、
前記道路地図データを用いて、自車が走行している道路の種類を識別する道路種識別手段と、
車両の走行時における燃料使用量を算出する算出手段と、
道路種別毎に前記算出された燃料使用量と前記距離算出手段により算出した走行距離とに基づいて燃費に関するデータを記憶する記憶手段と、
前記道路地図データを用いて、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索手段と、
前記経路探索手段により探索された経路に対して、当該経路を構成する道路種別に前記記憶した道路種別の燃費に関するデータを当てはめて当該経路を走行したときの燃料使用量を予測する燃料使用量予測手段とを備えることを特徴とする燃料使用量予測装置。
【請求項２】
車両の走行時における走行距離を算出する距離算出手段と、
道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、
道路が渋滞に該当するか否かを識別し、渋滞に該当する場合には当該渋滞の渋滞度も識別する渋滞道路識別手段と、
車両の走行時における燃料使用量を算出する算出手段と、
前記渋滞道路識別手段に基づき、自車が走行している道路が渋滞に該当する場合には、前記算出された燃料使用量と前記距離算出手段により算出した走行距離とに基づいて燃費に関するデータを当該渋滞の渋滞度に対応させて記憶する記憶手段と、
前記道路地図データを用いて、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索手段と、
前記経路探索手段により探索された経路に対して、前記渋滞道路識別手段に基づき当該経路を構成する道路の中に渋滞に該当する道路が含まれている場合は、当該渋滞道路に対しては当該渋滞の渋滞度に対応する前記記憶した燃費に関するデータを当てはめて当該渋滞道路を走行したときの燃料使用量を予測する燃料使用量予測手段とを備えることを特徴とする燃料使用量予測装置。
【請求項３】
前記道路地図データを用いて、自車が走行している道路の種類を識別する道路種識別手段を備え、
前記記憶手段は、前記燃費に関するデータを記憶するときは、道路種別毎に前記渋滞の渋滞度に対応させて記憶し、
前記燃料使用量予測手段は、前記渋滞道路の道路種及び渋滞度に対応する前記燃費に関するデータを当てはめて前記渋滞道路を走行したときの燃料使用量を予測することを特徴とする請求項２に記載の燃料使用量予測装置。
【請求項４】
前記算出手段は、エンジンへの燃料噴射量を検出する燃料噴射量検出手段を備え、エンジンへの燃料噴射量を検出することにより実際の走行で使用した燃料を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料使用量予測装置。
【請求項５】
前記算出手段は、少なくとも走行時のエンジン回転数、アクセルペダルの開度及び走行速度を含む車両情報を検出する車両情報検出手段を備え、前記検出した車両情報を用いて実際の走行で使用した燃料を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料使用量予測装置。
【請求項６】
前記燃料使用量予測手段は、前記記憶手段により記憶されている燃費に関するデータの数が所定の基準数よりも少ないときは、車両のメーカー指定の基本燃費を用いて燃料使用量を予測することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料使用量予測装置。
【請求項１】
車両の走行時における走行距離を算出する距離算出手段と、
道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、
前記道路地図データを用いて、自車が走行している道路の種類を識別する道路種識別手段と、
車両の走行時における燃料使用量を算出する算出手段と、
道路種別毎に前記算出された燃料使用量と前記距離算出手段により算出した走行距離とに基づいて燃費に関するデータを記憶する記憶手段と、
前記道路地図データを用いて、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索手段と、
前記経路探索手段により探索された経路に対して、当該経路を構成する道路種別に前記記憶した道路種別の燃費に関するデータを当てはめて当該経路を走行したときの燃料使用量を予測する燃料使用量予測手段とを備えることを特徴とする燃料使用量予測装置。
【請求項２】
車両の走行時における走行距離を算出する距離算出手段と、
道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、
道路が渋滞に該当するか否かを識別し、渋滞に該当する場合には当該渋滞の渋滞度も識別する渋滞道路識別手段と、
車両の走行時における燃料使用量を算出する算出手段と、
前記渋滞道路識別手段に基づき、自車が走行している道路が渋滞に該当する場合には、前記算出された燃料使用量と前記距離算出手段により算出した走行距離とに基づいて燃費に関するデータを当該渋滞の渋滞度に対応させて記憶する記憶手段と、
前記道路地図データを用いて、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索手段と、
前記経路探索手段により探索された経路に対して、前記渋滞道路識別手段に基づき当該経路を構成する道路の中に渋滞に該当する道路が含まれている場合は、当該渋滞道路に対しては当該渋滞の渋滞度に対応する前記記憶した燃費に関するデータを当てはめて当該渋滞道路を走行したときの燃料使用量を予測する燃料使用量予測手段とを備えることを特徴とする燃料使用量予測装置。
【請求項３】
前記道路地図データを用いて、自車が走行している道路の種類を識別する道路種識別手段を備え、
前記記憶手段は、前記燃費に関するデータを記憶するときは、道路種別毎に前記渋滞の渋滞度に対応させて記憶し、
前記燃料使用量予測手段は、前記渋滞道路の道路種及び渋滞度に対応する前記燃費に関するデータを当てはめて前記渋滞道路を走行したときの燃料使用量を予測することを特徴とする請求項２に記載の燃料使用量予測装置。
【請求項４】
前記算出手段は、エンジンへの燃料噴射量を検出する燃料噴射量検出手段を備え、エンジンへの燃料噴射量を検出することにより実際の走行で使用した燃料を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料使用量予測装置。
【請求項５】
前記算出手段は、少なくとも走行時のエンジン回転数、アクセルペダルの開度及び走行速度を含む車両情報を検出する車両情報検出手段を備え、前記検出した車両情報を用いて実際の走行で使用した燃料を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料使用量予測装置。
【請求項６】
前記燃料使用量予測手段は、前記記憶手段により記憶されている燃費に関するデータの数が所定の基準数よりも少ないときは、車両のメーカー指定の基本燃費を用いて燃料使用量を予測することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料使用量予測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−５８０８５（Ｐ２００６−５８０８５Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３８７２８（Ｐ２００４−２３８７２８）
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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