JP2019112989A

JP2019112989A - Vehicular fuel economy estimation device

Info

Publication number: JP2019112989A
Application number: JP2017246167A
Authority: JP
Inventors: 田邊　圭樹; Yoshiki Tanabe; 圭樹田邊; 山田　純一; Junichi Yamada; 純一山田; 春樹石田; Haruki Ishida
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-07-11

Abstract

To provide a vehicular fuel economy estimation device capable of highly accurately estimating fuel economy of a vehicle traveling by using an internal combustion engine in a simple method.SOLUTION: A vehicular fuel economy estimation device includes: an internal combustion engine information storage section for storing heat exchange rate characteristic information on the internal combustion engine; a load characteristic information storage section for storing load characteristic information on the vehicle; a route information acquisition section for acquiring route information on a traveling route; a traffic information acquisition section for acquiring traffic information on the traveling route; a traveling pattern estimation section for estimating a traveling pattern in the traveling route; a standard deviation calculation section for calculating addition standard deviation obtained by adding a standard deviation of a gradient of the traveling route and a standard deviation of acceleration of the traveling pattern; a weighted average calculation section for calculating weighted average vehicle speed of the traveling pattern; a traveling load estimation section for estimating traveling load in the traveling pattern from the load characteristic information on the basis of the added standard deviation and the weighted average vehicle speed; and a predicted fuel economy calculation section for calculating predicted fuel economy of the vehicle on the basis of the heat exchange rate characteristic information and the traveling load.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関により走行する車両の燃費推定装置に関する。 The present invention relates to a fuel consumption estimation device for a vehicle traveling by an internal combustion engine.

内燃機関により駆動される車両の燃費を推定する方法として、車両の走行時に必要となる燃料の出力使用量を走行抵抗要因ごとに算出する方法が知られている。例えば、特許文献１には、当該出力使用量に起因する因子としての転がり出力成分、空力出力成分、加速度出力成分、及び道路勾配に関する因子に基づいて燃費が推定できることが記載されている。 As a method of estimating the fuel consumption of a vehicle driven by an internal combustion engine, there is known a method of calculating, for each travel resistance factor, an output usage amount of fuel required when the vehicle travels. For example, Patent Document 1 describes that the fuel efficiency can be estimated based on the rolling output component, the aerodynamic output component, the acceleration output component, and the factors relating to the road gradient as factors attributed to the output usage amount.

一般的に、車両の燃費又は電費を推定するシステムは、上記のように車両の走行抵抗として、空気抵抗、転がり抵抗、加速抵抗、及び勾配抵抗の４つに起因する走行負荷、すなわち走行に必要となるエネルギー量を推定している。 Generally, as described above, a system for estimating the fuel consumption or electricity cost of a vehicle is required for the traveling load resulting from the four factors of air resistance, rolling resistance, acceleration resistance, and slope resistance as traveling resistance of the vehicle, that is, traveling The amount of energy to be

特表２０１４−５１１９７０号公報JP-A-2014-511970

上記のように、車両の走行に必要となるエネルギー量の推定値は、様々な装置・システムに活用することができるため、その推定の精度を高めることが求められている。例えば、事前に推定される走行負荷と実際の走行負荷との差によりドライバーの運転の評価を行うことも可能となる。また、内燃機関により走行する車両では、トラック等の運行管理システムにおいて、より正確な走行負荷を推定することにより、必要となる運行コストをより正確に予測することができる。 As described above, since the estimated value of the amount of energy required for traveling the vehicle can be used for various devices and systems, it is required to improve the accuracy of the estimation. For example, it is also possible to evaluate the driving of the driver by the difference between the traveling load estimated in advance and the actual traveling load. Further, in a vehicle traveling by an internal combustion engine, it is possible to more accurately predict the necessary operation cost by estimating a more accurate traveling load in an operation management system such as a truck.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関で走行する車両の燃費を簡易な手法でかつ高精度に推定することができる車両の燃費推定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to estimate the fuel efficiency of a vehicle capable of accurately estimating the fuel efficiency of a vehicle traveling on an internal combustion engine with a simple method. It is in providing an apparatus.

上記した目的を達成するために、本発明に係る車両の燃費推定装置は、内燃機関より駆動する車両の燃費推定装置であって、前記内燃機関の熱交換率特性情報を記憶する内燃機関情報記憶部と、前記車両の負荷特性情報を記憶する負荷特性情報記憶部と、前記車両が走行する走行経路の経路情報を取得する経路情報取得部と、前記走行経路の交通情報を取得する交通情報取得部と、前記経路情報及び前記交通情報に基づき、前記走行経路における走行パターンを推定する走行パターン推定部と、前記走行経路の勾配の標準偏差と前記走行パターンの加速度の標準偏差とを加算した加算標準偏差を算出する標準偏差算出部と、前記走行パターンの加重平均車速を算出する加重平均算出部と、前記負荷特性情報から前記加算標準偏差と前記加重平均車速とに基づいて前記走行パターンにおける走行負荷を推定する走行負荷推定部と、前記熱交換率特性情報及び前記走行負荷に基づき、前記車両の予測燃費を算出する予測燃費算出部と、を含む。 In order to achieve the above object, the fuel consumption estimation device for a vehicle according to the present invention is a fuel consumption estimation device for a vehicle driven by an internal combustion engine, and internal combustion engine information storage for storing heat exchange rate characteristic information of the internal combustion engine Unit, a load characteristic information storage unit for storing load characteristic information of the vehicle, a route information acquisition unit for acquiring route information of a traveling route along which the vehicle travels, and traffic information acquisition for acquiring traffic information of the traveling route Unit, and a traveling pattern estimating unit for estimating a traveling pattern on the traveling route based on the route information and the traffic information; addition obtained by adding the standard deviation of the gradient of the traveling route and the standard deviation of the acceleration of the traveling pattern A standard deviation calculation unit that calculates a standard deviation, a weighted average calculation unit that calculates a weighted average vehicle speed of the traveling pattern, and the added standard deviation and the weighted average from the load characteristic information Including a traveling load estimating unit for estimating a running load in the driving pattern based on the vehicle speed, based on the heat exchange rate characteristic information and the traveling load, and a prediction efficiency calculating unit that calculates a predicted fuel consumption of the vehicle.

燃費推定装置は、走行経路の経路情報と交通情報に基づき走行パターンを推定し、エンジン車両が当該走行パターンで走行する場合に生じる走行負荷と熱交換率とに基づいて予測燃費を算出する。ここで、熱交換率は、走行経路及び走行パターンに対応しているため、エンジン特性に係るエネルギー損失の影響を補正していることになる。また、走行負荷の算出においては、エンジン車両の負荷特性情報を考慮すると共に、このうちの空気抵抗に対する推定精度の向上のため、走行条件の１つとして加重平均車速を算出している。これにより、本発明に係る燃費推定装置によれば、エンジン車両の燃費を簡易な方法で高精度に推定することができる。 The fuel consumption estimation device estimates a traveling pattern based on route information of the traveling route and the traffic information, and calculates a predicted fuel consumption based on the traveling load and the heat exchange rate generated when the engine vehicle travels in the traveling pattern. Here, since the heat exchange rate corresponds to the traveling route and the traveling pattern, the influence of the energy loss relating to the engine characteristics is corrected. Further, in calculating the traveling load, the load characteristic information of the engine vehicle is taken into consideration, and in order to improve the estimation accuracy with respect to the air resistance among them, the weighted average vehicle speed is calculated as one of the traveling conditions. Thus, according to the fuel efficiency estimation device of the present invention, the fuel efficiency of the engine vehicle can be estimated with high accuracy by a simple method.

本発明に係る燃費推定装置を搭載したエンジン車両のブロック図である。1 is a block diagram of an engine vehicle equipped with a fuel efficiency estimation device according to the present invention. 本発明に係る燃費推定の処理手順を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the processing procedure of fuel consumption estimation concerning the present invention. 車速プロファイルの一例を部分的に示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view partially showing an example of a vehicle speed profile. エンジン車両の負荷特性情報を模式的に示す等高線図である。It is a contour map which shows load characteristic information on an engine vehicle typically. エンジン車両の燃料消費率特性情報の概略を示すグラフである。It is a graph which shows the outline of fuel consumption rate characteristic information on an engine vehicle.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described below, and can be arbitrarily changed and implemented without changing the gist of the present invention. Further, the drawings used for describing the embodiments all schematically show constituent members, and in order to deepen understanding, partial emphasis, enlargement, reduction, or omission, etc. are performed. There are cases where the scale, shape, etc. are not accurately represented.

図１は、本発明に係る燃費推定装置を搭載したエンジン車両１のブロック図である。エンジン車両１は、エンジン（内燃機関）３、トランスミッション（変速機）４、ナビゲーション装置５、通信装置６、及びＥＣＵ７を備える。また、エンジン車両１は、エンジン３の駆動力をトランスミッション４を介して駆動輪（図示せず）に伝達して走行する一般的なガソリン車又はディーゼル車である。尚、エンジン車両１は、この他にも運転機構など一般的な車両が備える構成要素を備えているが、本実施形態の説明においては図示を含めその説明を省略している。 FIG. 1 is a block diagram of an engine vehicle 1 equipped with a fuel efficiency estimation device according to the present invention. The engine vehicle 1 includes an engine (internal combustion engine) 3, a transmission (transmission) 4, a navigation device 5, a communication device 6, and an ECU 7. In addition, the engine vehicle 1 is a general gasoline car or diesel car that travels by transmitting the driving force of the engine 3 to driving wheels (not shown) via the transmission 4. Although the engine vehicle 1 further includes other components such as a driving mechanism provided in a general vehicle, the description of the present embodiment, including the illustration, is omitted.

ナビゲーション装置５は、公知のカーナビゲーションシステムであり、内部の記憶領域に記憶されている地図データ、及びアンテナを介して受信されるＧＰＳ情報等に基づき、エンジン車両１の走行中に地図上の自車位置を特定する。また、ナビゲーション装置５は、例えばエンジン車両１のドライバーにより目的地が入力される他、ディスプレイにより走行経路を表示する情報の入出力インターフェースである。本実施形態においては、ナビゲーション装置５は、後述するようにＥＣＵ７の処理結果をドライバーに提示する処理結果提示手段としても機能する。 The navigation device 5 is a known car navigation system, and based on map data stored in an internal storage area, GPS information received via an antenna, etc. Identify the car position. Further, the navigation device 5 is an input / output interface of information for displaying a travel route by a display, in addition to a destination being input by a driver of the engine vehicle 1, for example. In the present embodiment, the navigation device 5 also functions as processing result presentation means for presenting the processing result of the ECU 7 to the driver as described later.

通信装置６は、路側に適宜設置されている路側通信システム、又はアンテナを介してデータセンタとの間で通信を行い、詳細を後述するように、ＥＣＵ７における燃費推定に必要な各種外部情報をエンジン車両１の外部から取得する。このとき、通信装置６は、エンジン車両１の運行スケジュールを外部のサーバ等から受信してもよい。 The communication device 6 communicates with the data center via the roadside communication system installed appropriately on the roadside or the antenna, and communicates various external information necessary for fuel efficiency estimation in the ECU 7 as described in detail later. Acquired from the outside of the vehicle 1. At this time, the communication device 6 may receive the operation schedule of the engine vehicle 1 from an external server or the like.

ＥＣＵ７は、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備え、エンジン車両１の全体を統合制御する電子制御ユニット（Electronic Control Unit）である。また、ＥＣＵ７は、エンジン３及びトランスミッションの動作を制御することにより、エンジン回転数及びエンジントルクを制御する。これにより、エンジン車両１の車速が調整され、ドライバーの所望の走行がなされる。そして、ＥＣＵ７は、本発明における燃費推定装置であり、詳細を後述するように、各種の情報に基づいて、エンジン車両１の燃費を推定する。 The ECU 7 includes an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, etc.) provided for storage of control programs, control maps, etc., a central processing unit (CPU), a timer counter, etc. It is an electronic control unit to control. Further, the ECU 7 controls the engine speed and the engine torque by controlling the operation of the engine 3 and the transmission. Thereby, the vehicle speed of the engine vehicle 1 is adjusted, and desired traveling of the driver is performed. And ECU7 is a fuel-consumption estimation apparatus in this invention, and estimates the fuel consumption of the engine vehicle 1 based on various information so that a detail may be mentioned later.

ＥＣＵ７は、エンジン情報記憶部１１、負荷特性情報記憶部１２、経路情報取得部１３、交通情報取得部１４、走行パターン推定部１５、加速抵抗換算部１６、標準偏差算出部１７、加重平均算出部１８、走行負荷推定部１９、及び予測燃費算出部２０を含む。 The ECU 7 includes an engine information storage unit 11, a load characteristic information storage unit 12, a route information acquisition unit 13, a traffic information acquisition unit 14, a travel pattern estimation unit 15, an acceleration resistance conversion unit 16, a standard deviation calculation unit 17, and a weighted average calculation unit. 18, a traveling load estimation unit 19 and a predicted fuel consumption calculation unit 20.

エンジン情報記憶部１１は、エンジン車両１が備えるエンジン３の燃料消費率特性情報を記憶する。ここで、燃料消費率特性情報は、エンジン回転数とエンジントルクとの組み合わせに対する燃料消費率特性を示し、エンジン３に固有の特性として予めエンジン情報記憶部１１に記憶されている。 The engine information storage unit 11 stores fuel consumption rate characteristic information of the engine 3 provided in the engine vehicle 1. Here, the fuel consumption rate characteristic information indicates the fuel consumption rate characteristic with respect to the combination of the engine speed and the engine torque, and is stored in advance in the engine information storage unit 11 as a characteristic unique to the engine 3.

負荷特性情報記憶部１２は、詳細を後述するように、エンジン車両１の走行時に掛かる走行負荷、すなわち走行エネルギーを走行条件ごとに予め二次元データ配列として纏めた負荷特性情報を記憶する。ここで、負荷特性情報は、走行負荷についてのエンジン車両１に固有の特性であって、エンジン回転数毎に応じて算出されており、予め負荷特性情報記憶部１２に記憶されている。 The load characteristic information storage unit 12 stores, as described in detail later, a traveling load applied when the engine vehicle 1 travels, that is, load characteristic information in which traveling energy is collected in advance as a two-dimensional data array for each traveling condition. Here, the load characteristic information is a characteristic specific to the engine vehicle 1 regarding the traveling load, and is calculated according to each engine speed, and is stored in advance in the load characteristic information storage unit 12.

経路情報取得部１３は、燃費を推定する制御を実行するタイミングで、エンジン車両１が走行する走行経路の経路情報を通信装置６を介して取得する。ここで、経路情報とは、例えば、エンジン車両１が走行を予定している走行経路において、現在地から目的地までの道のりに沿った路面勾配、すなわち勾配プロファイルである。 The route information acquisition unit 13 acquires route information of the traveling route on which the engine vehicle 1 travels via the communication device 6 at the timing of executing control for estimating the fuel consumption. Here, the route information is, for example, a road surface gradient along the path from the current location to the destination, that is, a gradient profile, in the traveling route where the engine vehicle 1 is scheduled to travel.

交通情報取得部１４は、燃費の推定を行うタイミングで、エンジン車両１が走行する走行経路の交通情報を通信装置６を介して取得する。ここで、交通情報とは、例えば、走行経路における渋滞情報、工事情報、事故情報、及び交差点や信号の有無など車両の走行速度に影響する走行条件を表す。 The traffic information acquisition unit 14 acquires, via the communication device 6, the traffic information of the traveling route on which the engine vehicle 1 travels at the timing of estimating the fuel consumption. Here, the traffic information indicates, for example, traveling conditions that affect the traveling speed of the vehicle, such as traffic jam information on a traveling route, construction information, accident information, and the presence or absence of an intersection or a signal.

走行パターン推定部１５は、経路情報取得部１３が取得した経路情報、及び交通情報取得部１４が取得した交通情報に基づいて、エンジン車両１が走行経路を走行する場合の走行地点ごとの車速、すなわち車速プロファイルを走行パターンとして推定する。尚、走行パターン推定部１５は、車速プロファイルの推定において、例えば、エンジン車両１のドライバーによる現在位置までの運転パターンを考慮してもよく、現在位置から目的地までの走行経路を過去に走行したときの走行パターンが記憶されている場合には、当該過去の走行パターンを考慮してもよい。 The traveling pattern estimation unit 15 is a vehicle speed for each traveling point when the engine vehicle 1 travels along the traveling route based on the route information acquired by the route information acquisition unit 13 and the traffic information acquired by the traffic information acquisition unit 14 That is, the vehicle speed profile is estimated as a traveling pattern. In addition, in the estimation of the vehicle speed profile, the traveling pattern estimation unit 15 may consider, for example, the driving pattern to the current position by the driver of the engine vehicle 1, and traveled the traveling route from the current position to the destination in the past If the current driving pattern is stored, the previous driving pattern may be taken into consideration.

加速抵抗換算部１６は、走行パターン推定部１５が推定した車速プロファイルを、エネルギー保存則に基づいて、走行パターンで走行した場合の走行エネルギー量が等価な仮想の勾配プロファイルに変換する。 The acceleration resistance conversion unit 16 converts the vehicle speed profile estimated by the traveling pattern estimating unit 15 into a virtual gradient profile equivalent to the traveling energy amount when traveling with the traveling pattern based on the energy conservation law.

標準偏差算出部１７は、経路情報取得部１３が取得した経路情報の勾配と，車速プロファイルを微分した加速度プロファイルからエネルギー的に等価な架装の勾配プロファイルとを加算した，加算勾配プロファイルから加算標準偏差を算出する。 The standard deviation calculating unit 17 adds the gradient of the route information acquired by the route information acquiring unit 13 and the gradient profile of the energy equivalent to the vehicle body from the acceleration profile obtained by differentiating the vehicle speed profile. Calculate the deviation.

加重平均算出部１８は、走行パターン推定部１５が推定した車速プロファイルの平均車速を求める場合に、走行する車速ごとの区間の距離によって重み付けされる加重平均車速を算出する。 When obtaining the average vehicle speed of the vehicle speed profile estimated by the traveling pattern estimation unit 15, the weighted average calculation unit 18 calculates a weighted average vehicle speed weighted by the distance of the section for each traveling vehicle speed.

走行負荷推定部１９は、負荷特性情報記憶部１２が記憶している負荷特性情報から、上記の加算標準偏差と加重平均車速とに基づいて、エンジン車両１が走行経路を走行する場合に生じる走行負荷を推定する。 The traveling load estimation unit 19 generates traveling when the engine vehicle 1 travels along the traveling route based on the above-mentioned added standard deviation and weighted average vehicle speed from the load characteristic information stored in the load characteristic information storage unit 12. Estimate the load.

予測燃費算出部２０は、エンジン情報記憶部１１が記憶する燃料消費率特性情報、及び走行負荷推定部１９が推定した走行負荷に基づき、エンジン車両１が走行経路を走行する場合のエンジン車両１の燃費を予測する。なお、予測燃費算出部２０は、当該予測された燃費、及び燃料タンクの残量情報に基づいて、航続可能な距離を推定してもよい。 The predicted fuel consumption calculation unit 20 uses the fuel consumption rate characteristic information stored in the engine information storage unit 11 and the traveling load estimated by the traveling load estimation unit 19 to determine if the engine vehicle 1 travels the traveling route. Predict fuel consumption. The predicted fuel consumption calculating unit 20 may estimate the available distance based on the predicted fuel consumption and the remaining amount information of the fuel tank.

次に、ＥＣＵ７が実行する燃費推定の動作について説明する、図２は、本発明に係る燃費推定の処理手順を表すフローチャートである。ＥＣＵ７は、エンジン車両１の走行中又は停車中における任意のタイミングで当該処理手順をスタートして燃費推定することができる。 Next, the operation of fuel efficiency estimation performed by the ECU 7 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of fuel efficiency estimation according to the present invention. The ECU 7 can estimate the fuel consumption by starting the processing procedure at an arbitrary timing while the engine vehicle 1 is traveling or stopping.

燃費推定がスタートすると、ＥＣＵ７は、現在地及び目的地を確認すると共に、その走行経路を設定する（ステップＳ１）。ここで、現在地については、上記したようにナビゲーション装置５がＧＰＳにより自車位置を特定することができる。また、目的地については、ドライバーによりナビゲーション装置５に入力された情報であってもよく、通信装置６によりエンジン車両１の運行スケジュールを受信している場合にはその情報を用いてもよい。 When the fuel efficiency estimation starts, the ECU 7 confirms the current location and the destination, and sets the travel route (step S1). Here, for the current position, the navigation device 5 can specify the vehicle position by GPS as described above. The destination may be information input to the navigation device 5 by the driver, and when the operation schedule of the engine vehicle 1 is received by the communication device 6, the information may be used.

エンジン車両１の走行経路が設定されると、経路情報取得部１３は、設定された走行経路の経路情報として勾配プロファイルを通信装置６を介して取得する（ステップＳ２）。 When the travel route of the engine vehicle 1 is set, the route information acquisition unit 13 acquires a gradient profile as the route information of the set travel route via the communication device 6 (step S2).

交通情報取得部１４は、設定された走行経路の交通情報を通信装置６を介して取得する（ステップＳ３）。 The traffic information acquisition unit 14 acquires traffic information of the set travel route via the communication device 6 (step S3).

走行パターン推定部１５は、設定された走行経路をエンジン車両１が走行するとした場合に、取得された交通情報の条件の下で予測される車速プロファイルを走行パターンとして推定する（ステップＳ４）。 When the engine vehicle 1 travels the set travel route, the travel pattern estimation unit 15 estimates a vehicle speed profile predicted under the conditions of the acquired traffic information as a travel pattern (step S4).

図３は、車速プロファイルの一例を部分的に示す説明図である。図３において、横軸は、エンジン車両１の現在値Ｐ(０)から目的地Ｐ(Ｄ)までの走行地点Ｐ(ｘ)を表し、縦軸は、それぞれの走行地点Ｐ(ｘ)におけるエンジン車両１の車速Ｖ(ｘ)を表す。走行パターン推定部１５は、現在値Ｐ(０)から目的地Ｐ(Ｄ)までの走行経路において一定の時間間隔で走行地点Ｐ(ｘ)とその時の車速Ｖ(ｘ)を予測することにより図３のような車速プロファイルを推定することができる。 FIG. 3 is an explanatory view partially showing an example of a vehicle speed profile. In FIG. 3, the horizontal axis represents the travel point P (x) from the current value P (0) of the engine vehicle 1 to the destination P (D), and the vertical axis represents the engine at each travel point P (x) The vehicle speed V (x) of the vehicle 1 is represented. The traveling pattern estimation unit 15 is shown by predicting the traveling points P (x) and the vehicle speed V (x) at that time at constant time intervals on the traveling route from the current value P (0) to the destination P (D). A vehicle speed profile such as 3 can be estimated.

加速抵抗換算部１６は、車速プロファイルに従った走行の加減速において生じる加速抵抗を評価するに際し、当該加速抵抗とエネルギー的に等価な勾配抵抗をもつ仮想の勾配プロファイルに換算する（ステップＳ５）。これにより、加速抵抗換算部１６は、エンジン車両１が仮想の勾配プロファイルの走行経路を等速で走行するものとして扱うことで、勾配抵抗を評価するための真の勾配プロファイルと、加速抵抗を評価するための仮想の勾配プロファイルとを一元的に扱うことができる。 When evaluating the acceleration resistance generated in acceleration / deceleration of traveling according to the vehicle speed profile, the acceleration resistance conversion unit 16 converts the acceleration resistance into a virtual gradient profile having a gradient resistance equivalent to the acceleration resistance (step S5). Thereby, the acceleration resistance conversion unit 16 evaluates the true gradient profile for evaluating the gradient resistance and the acceleration resistance by treating the traveling path of the virtual gradient profile as traveling at a constant speed by the engine vehicle 1 And virtual gradient profiles can be handled in a unified manner.

より具体的には、加速抵抗換算部１６は、推定された速度プロファイルの微分により得られる加速度プロファイルを算出し、位置エネルギーと運動エネルギーとの和が一定であるとする下記の式（１）のエネルギー保存則に基づき、速度Ｖの変化（すなわち加速度）を路面標高ｈの変化（すなわち路面勾配）に換算する。ここで、Ｍはエンジン車両１の車両重量、ｇは重力加速度とする。
Ｍｇｈ＋１/２・ＭＶ^２＝ｃｏｎｓｔ …（１） More specifically, the acceleration resistance conversion unit 16 calculates an acceleration profile obtained by differentiating the estimated velocity profile, and the following equation (1) is assumed that the sum of the positional energy and the kinetic energy is constant. Based on the energy conservation law, the change in velocity V (i.e., acceleration) is converted to the change in road surface height h (i.e., road surface gradient). Here, M is the vehicle weight of the engine vehicle 1, and g is the gravitational acceleration.
Mgh + 1/2 · MV ² = const (1)

標準偏差算出部１７は、経路情報取得部１３で取得された走行経路の勾配プロファイルと、上記の仮想の勾配プロファイルを加算した，加算勾配プロファイルを算出する。そして、標準偏差算出部１７は、加算勾配プロファイルを基に加算標準偏差σ_ＳＵＭを算出する（ステップＳ６）。 The standard deviation calculating unit 17 calculates an added gradient profile obtained by adding the gradient profile of the traveling route acquired by the route information acquiring unit 13 and the above-mentioned hypothetical gradient profile. Then, the standard deviation calculation unit 17 calculates the addition standard deviation σ _SUM based on the addition gradient profile (step S6).

また、加重平均算出部１８は、走行パターン推定部１５が推定した車速プロファイルの平均車速を求める場合に、車速Ｖで走行する区間の距離によって重み付けされる加重平均車速Ｖ_Ｗを算出する（ステップＳ７）。より具体的には、加重平均車速Ｖ_Ｗは、図３に示すように走行地点Ｐ(ｘ)における車速Ｖ(ｘ)と、次に記録を行う走行地点Ｐ(ｘ＋１)における車速Ｖ(ｘ＋１)との平均車速Ｖｍ(ｘ)に対し、走行地点Ｐ(ｘ)から走行地点Ｐ(ｘ＋１)までの区間ｄ(ｘ)を重み付ける二乗平均平方根として、下記の式（２）のように算出することができる。尚、式（２）の平方根内の分母は、現在地Ｐ(０)から目的地Ｐ(Ｄ)までの距離である。

Further, the weighted average calculation unit 18 calculates the weighted average vehicle speed V _W weighted by the distance of the section traveling at the vehicle speed V when obtaining the average vehicle speed of the vehicle speed profile estimated by the traveling pattern estimation unit 15 (step S7 ). More specifically, as shown in FIG. 3, the weighted average vehicle speed _VW is the vehicle speed V (x) at the traveling point P (x) and the vehicle speed V (x + 1) at the traveling point P (x + 1) to be recorded next. The following formula (2) is calculated as a root mean square that weights the section d (x) from the traveling point P (x) to the traveling point P (x + 1) with respect to the average vehicle speed Vm (x) be able to. The denominator in the square root of Equation (2) is the distance from the current location P (0) to the destination P (D).

標準偏差算出部１７により加算標準偏差σ_ＳＵＭが算出され、加重平均算出部１８により加重平均車速Ｖ_Ｗが算出されると、走行負荷推定部１９は、負荷特性情報記憶部１２に記憶された負荷特性情報から、加算標準偏差σ_ＳＵＭ及び加重平均車速Ｖ_Ｗの走行条件に対応する走行負荷を読み出すことにより、エンジン車両１が走行経路を走行する場合に生じる走行負荷Ｌを推定する（ステップＳ８）。 When the addition standard deviation σ _SUM is calculated by the standard deviation calculation unit 17 and the weighted average vehicle speed V _W is calculated by the weighted average calculation unit 18, the traveling load estimation unit 19 calculates the load stored in the load characteristic information storage unit 12. The running load L generated when the engine vehicle 1 travels the running route is estimated by reading the running load corresponding to the running condition of the addition standard deviation σ _SUM and the weighted average vehicle speed V _W from the characteristic information (step S8) .

図４は、エンジン車両１の負荷特性情報を模式的に示す等高線図である。より詳しくは、図４は、横軸に示す加算標準偏差と縦軸に示す加重平均車速とにより走行条件を表し、エンジン車両１が各走行条件で１００ｋｍ走行した場合に掛かる走行負荷Ｌ[ｋＷｈ／１００ｋｍ]の大きさを表している。すなわち、負荷特性情報は、エンジン車両１に固有の走行負荷特性を反映しているため、予め作成・記憶しておくことができる他、様々な走行条件に対して走行負荷Ｌを読み出すことができる。 FIG. 4 is a contour map schematically showing the load characteristic information of the engine vehicle 1. More specifically, FIG. 4 shows the traveling condition by the addition standard deviation shown on the horizontal axis and the weighted average vehicle speed shown on the vertical axis, and the traveling load L [kWh /] applied when the engine vehicle 1 travels 100 km under each traveling condition. It represents the size of 100 km]. That is, since the load characteristic information reflects the traveling load characteristic unique to the engine vehicle 1, it can be created and stored in advance, and the traveling load L can be read for various traveling conditions. .

より詳しくは、図４に示す負荷特性情報は、エンジン車両１の走行に伴う走行抵抗のうち、勾配抵抗及び加速抵抗による走行条件の違いを横軸において表現している。例えば、勾配の場合には標準偏差が大きい程、起伏が激しい走行経路を走行することを意味し、エンジン車両１に生じる勾配抵抗が増大する。また、加速度の場合には標準偏差が大きい程、走行時にgo/stopを頻繁に繰り返すなど加減速が激しいことを意味し、エンジン車両１に生じる加速抵抗が増大する。そして、負荷特性情報においては、勾配抵抗及び加速抵抗による負荷を纏めて加算標準偏差σ_ＳＵＭで表すことができる。 More specifically, the load characteristic information shown in FIG. 4 expresses the difference in traveling conditions due to the slope resistance and the acceleration resistance in the travel resistance associated with the travel of the engine vehicle 1 on the horizontal axis. For example, in the case of a slope, the larger the standard deviation, the more the road travels along a rough traveling route, and the more the slope resistance generated on the engine vehicle 1 increases. Further, in the case of acceleration, the larger the standard deviation, the more the acceleration / deceleration occurs, such as frequent repetition of go / stop during traveling, and the acceleration resistance generated in the engine vehicle 1 increases. Then, in the load characteristic information, the load by the gradient resistance and the acceleration resistance can be collectively represented by the addition standard deviation σ _SUM .

また、図４に示す負荷特性情報は、エンジン車両１の走行に伴う走行抵抗のうち、空気抵抗による走行条件の違いを縦軸において表現している。ここで、空気抵抗は、エンジン車両１の車速Ｖの二乗に比例して増大するため、走行負荷推定部１９が負荷特性情報から走行負荷を読み出すときに、車速プロファイルにおける車速の算術平均ではなく、上記した加重平均車速Ｖ_Ｗが適用される。これにより、走行負荷推定部１９は、車速Ｖの二乗に比例する空気抵抗を過小評価することなく、空気抵抗による走行負荷を精度よく推定することができる。 Moreover, the load characteristic information shown in FIG. 4 expresses the difference in the running condition due to the air resistance among the running resistances accompanying the running of the engine vehicle 1 on the vertical axis. Here, since the air resistance increases in proportion to the square of the vehicle speed V of the engine vehicle 1, when the traveling load estimation unit 19 reads the traveling load from the load characteristic information, not the arithmetic mean of the vehicle speed in the vehicle speed profile, The above-described weighted average vehicle speed _VW is applied. Accordingly, the traveling load estimation unit 19 can accurately estimate the traveling load due to the air resistance without underestimating the air resistance proportional to the square of the vehicle speed V.

さらに、エンジン車両１の走行に伴う走行抵抗のうち、転がり抵抗については、エンジン車両１の車両重量Ｍに比例し、加算標準偏差σ_ＳＵＭ及び加重平均車速Ｖ_Ｗに影響されないため、本実施形態においては負荷特性情報の各走行条件に対して一様な負荷成分として走行負荷Ｌに含まれている。尚、転がり抵抗は、予め負荷特性情報には含めず、走行負荷Ｌを推定するタイミングで別途算出して加算してもよく、この場合には、エンジン車両１の積載物による車両重量の増加を加味して走行負荷Ｌを推定できるため、走行負荷Ｌの推定精度がより向上する。 Furthermore, among the running resistance due to the running of the engine the vehicle 1, for rolling, since in proportion to vehicle weight M of the engine the vehicle 1, not affected by the addition standard deviation sigma _SUM and the weighted average speed V _W, in this embodiment Is included in the running load L as a uniform load component for each running condition of the load characteristic information. The rolling resistance may not be included in the load characteristic information in advance, and may be separately calculated and added at the timing of estimating the traveling load L. In this case, the increase of the vehicle weight by the load of the engine vehicle 1 Since the traveling load L can be estimated in consideration, the estimation accuracy of the traveling load L is further improved.

そして、例えば、算出された加算標準偏差σ_ＳＵＭの値がσｍ、加重平均車速Ｖ_Ｗの値がｖｍであった場合、図４においては、走行距離１００ｋｍ当りのエンジン車両１の走行負荷Ｌは、１００ｋＷｈであると推定されることになる。 Then, for example, when the value of the calculated addition standard deviation σ _SUM is σ _{m and} the value of the weighted average vehicle speed V _W is vm, in FIG. 4, the running load L of the engine vehicle 1 per 100 km of running distance is It will be estimated to be 100 kWh.

また、図４に示す負荷特性情報はエンジン回転数毎に異なっており、負荷特性情報記憶部１２は、エンジン回転数に対応して、負荷特性情報である図４に示すグラフ（マップ）を複数備えている。このため、走行負荷推定部１９は、エンジン車両１が走行経路を走行する際における、最も使用されるエンジン回転数に対応した負荷特性情報を使用して、走行負荷Ｌを推定する。 Further, the load characteristic information shown in FIG. 4 is different for each engine speed, and the load characteristic information storage unit 12 has a plurality of graphs (maps) shown in FIG. 4 which are load characteristic information corresponding to the engine speed. Have. For this reason, the traveling load estimation unit 19 estimates the traveling load L using the load characteristic information corresponding to the most used engine rotational speed when the engine vehicle 1 travels along the traveling route.

ここで、エンジン車両１にはトランスミッション４が設けられているため、使用頻度の高いエンジン回転数領域は容易に特定することができる。特に、エンジン車両１がオートマチック車である場合には、特定の回転数（例えば、１０００ｒｐｍ）を容易に特定することができる。このため、エンジン車両１がオートマック車である場合には、特定の回転数の負荷特性情報を有していれば、走行負荷Ｌを十分に推定することができるが、より高精度に走行負荷Ｌを推定する場合や、エンジン車両１がマニュアル車である場合に、負荷特性情報記憶部１２は、回転数の異なる負荷特性情報を有していることが好ましい。 Here, since the transmission 4 is provided in the engine vehicle 1, an engine rotational speed region that is frequently used can be easily identified. In particular, when the engine vehicle 1 is an automatic vehicle, a specific rotation number (for example, 1000 rpm) can be easily identified. For this reason, when the engine vehicle 1 is an auto-mac vehicle, the traveling load L can be sufficiently estimated if it has the load characteristic information of a specific rotational speed, but the traveling load can be performed with higher accuracy. When estimating L or when the engine vehicle 1 is a manual vehicle, it is preferable that the load characteristic information storage unit 12 have load characteristic information having different rotational speeds.

ステップＳ８において走行負荷Ｌが推定されると、予測燃費算出部２０は、エンジン車両１が走行パターンに従って走行経路を走行した場合の予測燃費を算出する（ステップＳ９）。 When the traveling load L is estimated in step S8, the predicted fuel consumption calculating unit 20 calculates the predicted fuel consumption when the engine vehicle 1 travels the traveling route in accordance with the traveling pattern (step S9).

図５は、エンジン車両１の燃料消費率特性情報の概略を示すグラフである。より詳しくは、図５は、エンジン車両１が備えるエンジン３に固有の特性として、横軸で示すエンジン回転速度（ｒｐｍ）と縦軸で示すエンジントルク（Ｎｍ）との組み合わせに対する燃料消費率Ｆｃを表している。 FIG. 5 is a graph showing an outline of fuel consumption rate characteristic information of the engine vehicle 1. More specifically, FIG. 5 shows the fuel consumption rate Fc with respect to the combination of the engine rotational speed (rpm) indicated by the horizontal axis and the engine torque (Nm) indicated by the vertical axis, as a characteristic unique to the engine 3 included in the engine vehicle 1 It represents.

上述したように、エンジン車両１にはトランスミッション４が設けられているため、使用頻度の高いエンジン回転数領域（Ｎ１≦Ｎｅ≦Ｎ２）を特定することができる。また、エンジントルクＴは、勾配抵抗や加速抵抗の発生に伴い上昇するため、勾配プロファイル及び加速度プロファイルと相関する。このため、予測燃費算出部２０は、エンジン車両１が走行経路を走行するときの勾配プロファイル及び加速度プロファイルによって、使用頻度の高いトルク領域（Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２）を特定することができる。尚、加算標準偏差σ_ＳＵＭの値が大きい程、Ｔ１とＴ２との幅が広がることになる。 As described above, since the engine vehicle 1 is provided with the transmission 4, it is possible to specify an engine rotational speed region (N1 ≦ Ne ≦ N2) that is frequently used. Further, the engine torque T increases with the occurrence of the slope resistance and the acceleration resistance, and therefore, correlates with the slope profile and the acceleration profile. For this reason, the predicted fuel consumption calculating unit 20 can specify a torque region (T1 ≦ T ≦ T2) with high frequency of use based on the gradient profile and the acceleration profile when the engine vehicle 1 travels the traveling route. The larger the value of the addition standard deviation σ _SUM , the wider the width between T1 and T2.

これにより、予測燃費算出部２０は、燃料消費率特性情報における上記の回転数領域及びトルク領域で定められる使用範囲Ｒにおける燃料消費率の平均値Ｆｃと、走行負荷推定部１９が推定した走行負荷Ｌとに基づいて、エンジン車両１が走行経路を走行する場合の燃費を算出する。具体的には、推定された走行負荷Ｌと燃料消費率の平均値Ｆｃの積から燃費を算出する。当該燃費値と燃料の比重（ｇ／Ｌ）の商により、１００ｋｍ走行相当の燃費を算出することがきる。これにより、エンジン車両１が走行経路を走行する場合の燃費（ｋｍ／Ｌ）を算出することができる。 Thus, the predicted fuel consumption calculation unit 20 calculates the average value Fc of the fuel consumption rates in the use range R determined in the above-described rotational speed range and torque range in the fuel consumption rate characteristic information, and the running load estimated by the running load estimation unit 19 Based on L and L, the fuel consumption when the engine vehicle 1 travels the traveling route is calculated. Specifically, the fuel consumption is calculated from the product of the estimated running load L and the average value Fc of the fuel consumption rate. The fuel consumption equivalent to 100 km traveling can be calculated by the quotient of the fuel consumption value and the specific gravity of the fuel (g / L). Thus, it is possible to calculate the fuel consumption (km / L) when the engine vehicle 1 travels the traveling route.

なお、予測燃費算出部２０は、算出した当該予測燃費、エンジン車両１の総重量（積載物の重量含む）、及び燃料の残量に基づいて、走行可能な距離を更に推定してもよい。また、ＥＣＵ７は、算出した予測燃費、及び走行可能な距離をナビゲーション装置５を介してドライバーに通知してもよい。これにより、エンジン車両１のドライバーは、現在の燃料のみで目的地まで走行することができるか、及び給油の必要性を判断することができる。 The predicted fuel consumption calculating unit 20 may further estimate the travelable distance based on the calculated predicted fuel consumption, the total weight of the engine vehicle 1 (including the weight of the load), and the remaining amount of fuel. Further, the ECU 7 may notify the driver of the calculated predicted fuel consumption and the travelable distance via the navigation device 5. Thereby, the driver of the engine vehicle 1 can determine whether it can travel to the destination with only the current fuel and the need for refueling.

以上のように、本発明に係る燃費推定装置によれば、走行経路の経路情報と交通情報に基づき走行パターンを推定し、エンジン車両１が当該走行パターンで走行する場合に生じる走行負荷Ｌと、燃料消費率の平均値Ｆｃとに基づいて予測燃費を算出する。ここで、燃料消費率の平均値Ｆｃは、走行経路及び走行パターンに対応しているため、エンジン特性に係るエネルギー損失の影響を補正していることになる。また、走行負荷の算出においては、各種走行抵抗によるそれぞれの抵抗成分を考慮すると共に、このうちの空気抵抗については加重平均車速Ｖ_Ｗに基づいて精度の高い推定を行うことができる。以上のことから、本発明に係る燃費推定装置によれば、エンジン車両１の燃費を高精度で推定することができる。 As described above, according to the fuel efficiency estimation device of the present invention, the traveling pattern is estimated based on the route information of the traveling route and the traffic information, and the traveling load L generated when the engine vehicle 1 travels in the traveling pattern The predicted fuel consumption is calculated based on the average value Fc of the fuel consumption rate. Here, since the average value Fc of the fuel consumption rate corresponds to the traveling route and the traveling pattern, the influence of the energy loss related to the engine characteristics is corrected. In the calculation of the travel load, while taking into account the respective resistance components with various running resistance, the air resistance of this can be performed with high estimation accuracy on the basis of the weighted average speed V _W. From the above, according to the fuel efficiency estimation device of the present invention, the fuel efficiency of the engine vehicle 1 can be estimated with high accuracy.

そして、本発明に係る燃費推定装置によれば、燃費の高精度な推定により、エンジン車両１の効率的な運行スケジュールの設定が可能になる。 Then, according to the fuel efficiency estimation device according to the present invention, the efficient operation schedule of the engine vehicle 1 can be set by highly accurate estimation of fuel efficiency.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では推定した燃費をドライバーに通知することが想定されているが、エンジン車両１の走行中における現在の走行状態が、負荷特性情報及び熱交換率特性情報においてどの状態に相当するかをＥＣＵ７が計算することもできるため、ドライバーの運転評価し、評価結果をドライバーに通知してもよい。このような場合には、当該評価結果に応じて、より燃費効率が高くなるような運転操作をドライバーにアドバイスしてもよい。 This is the end of the description of the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, it is assumed that the estimated fuel efficiency is notified to the driver, but the current traveling state of the engine vehicle 1 while traveling is equivalent to which state in the load characteristic information and the heat exchange rate characteristic information Since the ECU 7 can also calculate whether to drive the vehicle, the driver may be evaluated for driving and the driver may be notified of the evaluation result. In such a case, the driver may be advised of a driving operation that increases fuel efficiency according to the evaluation result.

また、算出される走行負荷を利用し、車種の異なる車両ごとに得意な走行パターンを選定してもよい。そして、ドライバーが求める走行パターンと選定した各走行パターンを比較し、ドライバーが求める走行パターンを得意とする車両を抽出し、ドライバーの要求に適した車両を提案してもよい。 In addition, using the calculated travel load, a travel pattern that is good for each vehicle of different vehicle types may be selected. Then, the driving pattern required by the driver may be compared with each selected driving pattern to extract a vehicle specializing in the driving pattern required by the driver, and a vehicle suitable for the driver's request may be proposed.

１エンジン車両
３エンジン
４トランスミッション
５ナビゲーション装置
６通信装置
１１エンジン情報記憶部
１２負荷特性情報記憶部
１３経路情報取得部
１４交通情報取得部
１５走行パターン推定部
１７標準偏差算出部
１８加重平均算出部
１９走行負荷推定部
２０予測燃費算出部
Reference Signs List 1 engine vehicle 3 engine 4 transmission 5 navigation device 6 communication device 11 engine information storage unit 12 load characteristic information storage unit 13 route information acquisition unit 14 traffic information acquisition unit 15 travel pattern estimation unit 17 standard deviation calculation unit 18 weighted average calculation unit 19 Running load estimation unit 20 Predicted fuel consumption calculation unit

Claims

A fuel consumption estimation device for a vehicle driven by an internal combustion engine, comprising:
An internal combustion engine information storage unit storing heat exchange rate characteristic information of the internal combustion engine;
A load characteristic information storage unit that stores load characteristic information of the vehicle;
A route information acquisition unit that acquires route information of a travel route on which the vehicle travels;
A traffic information acquisition unit for acquiring traffic information of the travel route;
A traveling pattern estimation unit configured to estimate a traveling pattern on the traveling route based on the route information and the traffic information;
A standard deviation calculating unit that calculates an added standard deviation obtained by adding the standard deviation of the gradient of the traveling route and the standard deviation of the acceleration of the traveling pattern;
A weighted average calculation unit that calculates a weighted average vehicle speed of the traveling pattern;
A traveling load estimation unit configured to estimate a traveling load in the traveling pattern based on the additional standard deviation and the weighted average vehicle speed from the load characteristic information;
And a predicted fuel consumption calculating unit that calculates a predicted fuel consumption of the vehicle based on the heat exchange rate characteristic information and the traveling load.