JP6214827B1 - 燃費推定システム、燃費推定方法および燃費推定プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
この低燃費走行計画を立案するにあたっては、特定の走行ルートを走行した際の自動車走行燃費について推定する必要がある。
自動車走行燃費の推定技術に関して、例えば、特許文献1のように、車両走行履歴情報を活用して高精度に燃費推定を行う手法が提案されている。
道路を構成する複数の道路区間の道路区間毎に自動車の走行速度を算出し、算出した走行速度を走行速度記憶部に記憶する走行速度算出部と、
前記道路のうちの走行ルートを表す走行ルート情報に基づいて、前記走行速度記憶部から前記走行ルートに含まれる道路区間の走行速度を抽出する走行速度抽出部と、
前記走行速度抽出部により抽出された走行速度を用いて、前記走行ルートを走行する自動車の速度の変化を表す速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成部と、
前記速度プロファイルに基づいて、前記走行ルートを走行する自動車の燃費を算出する推定燃費算出部とを備えた。
***構成の説明***
図1は、本実施の形態に係る燃費推定システム500の全体構成を示す図である。図2は、本実施の形態に係る自動車1に搭載された自動車装置100の構成を示す図である。図3は、本実施の形態に係る燃費推定装置200の構成を示す図である。図1には、燃費推定システム500を構成する各装置のハードウェア構成も示している。
図1に示すように、燃費推定システム500は、燃費の推定の対象となる自動車1に搭載された自動車装置100と、自動車装置100とネットワーク300を介して通信する燃費推定装置200とを備える。
燃費推定装置200は、コンピュータである。燃費推定装置200は、特定の走行ルートにおける自動車1の自動車走行燃費を推定する。以下において、自動車走行燃費を走行燃費あるいは燃費ともいう。燃費推定装置200は、中央サーバともいう。燃費推定装置200は、実体のあるデータサーバでもよいし、クラウド上で構成されていてもよい。
以下の説明では、自動車装置100の走行履歴収集部11と地点情報収集部12と情報表示部13と情報送信部14と情報受信部15との機能を、自動車装置100の「部」の機能という。
自動車装置100の「部」の機能は、ソフトウェアで実現される。
記憶部16は、記憶装置820で実現される。記憶部16には、出力インタフェース840を介してディスプレイに表示する各種情報、入力インタフェース830を介して入力装置から受け取った地点情報121、プロセッサ810による処理結果などが記憶される。
センサ860は、自動車1の走行位置、走行速度、進行方向といった走行履歴情報111を収集する。
以下の説明では、燃費推定装置200の走行速度生成部23と走行燃費推定部24との機能を、燃費推定装置200の「部」の機能という。
記憶部25は、記憶装置920で実現される。
プロセッサ810,910は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
プロセッサ810,910は、プロセッシングを行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ810,910は、具体的には、CPU(Central Processing Unit)等である。
外部記憶装置は、具体的には、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、又は、HDD(Hard Disk Drive)である。主記憶装置は、具体的には、RAM(Random Access Memory)である。記憶部16,25は、外部記憶装置により実現されてもよいし、主記憶装置により実現されてもよいし、主記憶装置と外部記憶装置との両方により実現されていてもよい。記憶部16,25の実現方法は任意である。
なお、燃費推定システム500の「部」の機能を実現するプログラムを燃費推定プログラム520ともいう。また、燃費推定プログラムプロダクトと称されるものは、燃費推定プログラム520が記録された記憶媒体および記憶装置であり、見た目の形式に関わらず、コンピュータ読み取り可能なプログラムをロードしているものである。
まず、自動車装置100の機能構成について説明する。
走行履歴収集部11は、センサ860を用いて、自動車1の走行時の走行履歴情報111を収集する。
地点情報収集部12は、自動車1の走行における出発地および目的地の情報を地点情報121として運転者から受け付ける。地点情報収集部12は、入力インタフェース830を介して、地点情報121を運転者から受け付ける。
情報表示部13は、燃費推定装置200が地点情報121から算出した走行ルート411と、走行ルート411における自動車1の燃費推定結果461とを出力インタフェース840を介して表示装置に表示する。
情報送信部14は、走行ルート411の出発地と目的地とを含む地点情報121と、自動車1の走行履歴を表す走行履歴情報111とを通信装置850を介して燃費推定装置200に送信する。
情報受信部15は、走行ルート411および燃費推定結果461を通信装置850を介して受信する。
情報受信部21は、自動車装置100から送信される走行履歴情報111および地点情報121、ならびにインフラストラクチャー情報である地図情報450を通信装置950を介して受信する。
情報送信部22は、走行ルート411、ならびに走行ルート411における燃費推定結果461を通信装置950を介して自動車装置100に送信する。
走行速度生成部23は、情報受信部21が受信した走行履歴情報111、ならびに地図情報450をもとに、デジタル道路地図におけるリンクの平常時の走行速度を表すリンク走行速度331を計算し、走行速度DB252に蓄積する。ここで、リンクとは、デジタル道路地図におけるノード間の道路区間を指す。また、デジタル道路地図におけるノードとは、交差点やその他道路網表現上の結節点などを指す。リンクは、道路を構成する複数の道路区間の各道路区間の一例である。
走行燃費推定部24は、情報受信部21が受信した地点情報121、ならびに地図情報450に基づいて、走行ルート411を算出する。また、走行燃費推定部24は、走行ルート411における自動車の走行燃費を燃費推定結果461として算出する。
走行履歴蓄積部231は、情報受信部21が受信した走行履歴情報111を記憶部25の走行履歴DB251に蓄積する。
基準速度判定部232は、情報受信部21が受信した地図情報450から得た道路の特徴をもとに、各リンクにおける平常時走行の計算基準となる走行速度であるリンク基準速度321を算出する。基準速度判定部232は、算出したリンク基準速度321を記憶部25の基準速度DB253に記憶する。リンク基準速度321は、複数の道路区間の道路区間毎に定められた基準速度の例である。
走行速度算出部233は、リンク基準速度321および走行履歴情報111をもとに、各リンクのリンク走行速度331を算出する。走行速度算出部233は、算出したリンク走行速度331を走行速度DB252に蓄積する。リンク走行速度331は、道路を構成する複数の道路区間の道路区間毎に、すなわちリンク毎に算出された自動車の走行速度の例である。
走行速度算出部233は、道路を構成する複数の道路区間の道路区間毎に、すなわちリンク毎にリンク走行速度331を算出し、走行速度DB252に記憶する。走行速度算出部233は、道路を走行した自動車から収集した複数の道路区間の道路区間毎の走行履歴情報111と複数の道路区間の道路区間毎に定められたリンク基準速度321とを用いて、リンク走行速度331を算出する。また、走行速度算出部233は、道路区間の属性、すなわちリンクの属性である道路属性に基づいて決定された速度区分をリンク毎のリンク基準速度321として用いる。また、走行速度算出部233は、リンク走行速度331を、日時の属性である日時属性毎に走行速度DB252に記憶する。
走行ルート算出部241は、情報受信部21が受信した地点情報121を取得する。地点情報121には、出発地と目的地とが含まれる。地点情報121および地図情報450は、走行ルートを表す走行ルート情報の例である。また、情報受信部21は、走行ルート情報を取得する取得部の例である。走行ルート算出部241は、地点情報121と地図情報450とに基づいて、出発地から目的地までの移動における走行ルート411を算出する。走行ルート算出部241は、走行ルート411を表す走行ルート情報を走行速度抽出部243に出力する。
速度プロファイル補正部245は、交差点における停止の有無に基づいて、速度プロファイル441を補正する。速度プロファイル補正部245は、速度プロファイル生成部244で算出した停止無し速度プロファイル441と、交差点停止判定部242で算出した交差点停止判定421とに基づいて、交差点における停止を考慮した速度プロファイル451を生成する。速度プロファイル補正部245は、停止無し速度プロファイル441に、交差点停止による加減速変化を加えて、交差点停止を考慮した速度プロファイル451を生成する。
推定燃費算出部246は、速度プロファイル451に基づいて、走行ルート411を走行する自動車の燃費を算出する。推定燃費算出部246は、速度プロファイル補正部245で算出した速度プロファイル451をもとに、走行ルート411のルート走行における燃費を推定し、燃費推定結果461として情報送信部22に出力する。
次に、本実施の形態に係る燃費推定システム500の燃費推定方法510および燃費推定プログラム520の動作について説明する。
図4は、本実施の形態に係る燃費推定装置200の走行速度生成部23による走行速度生成処理S110の処理フローチャートである。走行速度生成処理S110は、全て中央サーバである燃費推定装置200で実施される。走行速度生成処理S110は、情報受信部21が、ステップS11において自動車装置100から走行履歴情報111を受信した際に逐次実行される。
ステップS12において、走行履歴蓄積部231は、自動車装置100から受信した走行履歴情報111を、日時別に走行履歴DB251へ蓄積する。
ステップS13において、基準速度判定部232は、インフラストラクチャー情報である地図情報450に基づいて、各リンクのリンク基準速度321を判定し、リンク基準速度DB253へ蓄積する。
ステップS14において、走行速度算出部233は、記憶部25に蓄積した走行履歴情報111とリンク基準速度321とに基づいて、各リンクのリンク走行速度331を日時別に算出し、走行速度DB252へ蓄積する。
また、走行速度生成処理S110の各処理をそれぞれ独立して実行する場合、ステップS12、ステップS13、ステップS14の各処理はオフライン処理でもよい。オフライン処理の場合、例えば、ステップS12の処理は1日一回、ステップS13の処理は一月一回、ステップS14の処理は一月一回など、処理の実行間隔を燃費推定装置200に係る処理負荷を考慮して適切に設定する必要がある。
ステップS21において、走行履歴蓄積部231は、情報受信部21から、走行履歴情報111を取得する。このとき、走行履歴情報111には、少なくとも走行位置、走行速度、進行方向、および走行日時情報が含まれる。また、走行履歴情報111は、リンク別、日時別に情報分割することを可能とする。また、走行履歴情報111として、走行リンク、加速度、勾配、走行時の天候、走行時の道路混雑状況などを有していてもよい。
ステップS24において、走行履歴蓄積部231は、リンク別、日時別に分類した走行履歴情報111を走行履歴DB251に蓄積する。このとき、リンク別、日時別の走行履歴情報111の平均走行速度、蓄積データ数などの統計情報を同時に蓄積してもよい。
ステップS31において、基準速度判定部232は、リンク基準速度321を計算する対象となるリンクL(当該リンク)における地図情報450を抽出する。このとき、基準速度判定部232は、抽出する地図情報450として、少なくとも道路種別、走行車線数、中央分離の有無、歩道の有無、道路周辺の商業施設あるいは商店街の敷地面積の情報を抽出する。基準速度判定部232は、地図情報450として、カーナビゲーションシステムなどが地図表示やルート計算のために利用しているデジタル地図情報を使用してもよい。
基準速度判定部232は、抽出した地図情報450の道路種別情報に基づいて、リンクLが一般道か否かの判定を実行する。リンクLが一般道の場合、処理フローはステップS33に進む。また、リンクLが一般道でない場合、処理フローはステップS38に進む。
ステップS38において、基準速度判定部232は、地図情報450に基づいて、リンクLの規制速度を取得する。
ステップS35において、基準速度判定部232は、地図情報450に基づいて、リンクLの道路に中央分離があるかどうかを判定する。基準速度判定部232は、地図情報450からリンクLにおける中央分離情報を抽出し、リンクLの中央分離の有無を判定する。
ステップS36において、基準速度判定部232は、地図情報450に基づいて、リンクLの歩行者交通量を判定する。基準速度判定部232は、地図情報450に歩行者交通量の情報が含まれていない場合、地図情報450から歩道の有無を抽出し、歩道がある場合を歩行者交通量が多いと判定する。また、基準速度判定部232は、地図情報450に歩行者交通量の情報が含まれている場合、その情報を活用してもよい。また、インフラストラクチャー情報や走行履歴情報111から歩行者交通量の情報を抽出してもよい。
ステップS310において、基準速度判定部232は、ステップS39で決定したリンク基準速度Vr(L)を基準速度DB253に蓄積する。
以下、リンク走行速度331の算出日時として、走行時刻t、走行曜日w、走行時節sの場合のリンクLのリンク走行速度331を算出する場合を例に説明する。すなわち、取得部が走行ルート情報を取得した取得日時に基づいて、取得日時の日時属性と等しい日時のリンク走行速度331を算出する。
ステップS42において、走行速度算出部233は、リンクLの走行履歴情報111を走行履歴DB251から抽出する。走行速度算出部233は、リンクLの走行履歴情報111として、走行履歴DB251から、走行時刻t、走行曜日w、走行時節sにおける、NL個の実走行速度Vhist(L,t,w,s,n)(1≦n≦NL)を抽出する。
ステップS43において、走行速度算出部233は、リンクLの日時別のリンク走行速度V(L,t,w,s)を算出する。リンク走行速度Vは、式(1)に示すように、リンク基準速度Vrと実走行速度履歴Vhistとを足し合わせて求める。
図9は、本実施の形態に係る燃費推定装置200の走行燃費推定部24による走行燃費推定処理S120の処理フローチャートである。走行燃費推定処理S120は、中央サーバである燃費推定装置200で実施される。走行燃費推定処理S120は、情報受信部21が、自動車1から出発地および目的地を含む地点情報121を受信した際(ステップS51)に逐次実行される。なお、以下、自動車1の走行燃費を推定する推定日時として、取得部である情報受信部21が走行ルート情報である地点情報121を取得した取得日時(時刻t0、曜日w0、時節s0)とする場合を例に説明する。
ステップS53において、交差点停止判定部242は、走行ルートX上の全交差点i1〜imに対して、交差点停止の有無S(i1)〜S(im)を判定する。
ステップS56において、速度プロファイル補正部245は、速度プロファイル生成部244により算出された交差点停止なし速度プロファイルVprofile−nonstop(X)に、交差点停止判定部242で判定した交差点停止有無S(i1)〜S(im)によって、交差点停止によって発生する加減速を再現し、交差点停止を考慮した速度プロファイルVprofile(X)を算出する。ステップS55およびステップS56は、走行速度抽出処理S121により抽出されたリンク走行速度を用いて、走行ルートXを走行する自動車の速度の変化を表す速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成処理S122の例である。
また、ステップS57の処理について、自動車1の走行燃費は、走行速度と燃費の関係式を用いて算出される。走行速度Vと燃費の関係式をffuel(V)として表すとき、走行ルートXの走行における消費燃費Ffuelは式(2)のようになる。
ステップS61において、交差点停止判定部242は、走行ルート算出部241により算出された走行ルートX上にある全交差点(i1〜im)を算出する。このとき、交差点停止判定部242は、走行ルート上の全交差点を算出するにあたり、地図情報450に基づいて抽出し、通過順にi1、i2、・・・、imとする。
ステップS62において、交差点停止判定部242は、走行ルートX上の全交差点(i1〜im)に対し、各交差点の停止有無を確率判定するための、交差点停止確率Pstopを決定する。交差点停止確率Pstopは、全交差点で一律の停止確率としてもよいし、信号機あり交差点と信号機なし交差点、あるいは、優先道路からの交差点進入と非優先道路からの交差点進入などでPstopの設定値を変更してもよい。
ステップS71において、走行速度抽出部243は、走行ルート算出部241により算出された走行ルートX上にある全リンク(L1〜Ln)を算出する。このとき、走行速度抽出部243は、走行ルート上の全リンクの算出にあたり、地図情報450をもとに抽出し、通過順にL1、L2、…、Lnとする。
ステップS72において、走行速度抽出部243は、走行ルートXの走行における出発日時、つまり、走行ルートX上で最初に走行するリンクL1への流入日時として、時刻t1、曜日w1、時節s1を決定する。このとき、自動車の走行燃費の推定日時を、地点情報121を受信した日時(時刻t0、曜日w0、時節s0)とする場合、t1=t0、w1=w0、s1=s0となる。また、自動車の走行燃費の推定日時を地点情報121を受信した日時以外の任意の日時(tφ、wφ、sφ)とする場合は、t1=tφ、w1=wφ、s1=sφとなる。
ステップS74において、走行速度抽出部243は、リンクL1上の走行における走行時間T1を算出する。このとき、リンクL1のリンク長をX1とするとき、リンク走行速度V(L1,t1,w1,s1)とリンク長X1の積からリンクL1の走行時間T1を算出する。
ステップS75において、走行速度抽出部243は、全リンクについて、リンク走行速度の抽出が完了したかを判定する。全リンクについてリンク走行速度の抽出が完了している場合、処理は終了する。また、リンク走行速度の抽出が完了していないリンクがある場合、処理はステップS76に進む。
ステップS78において、走行速度抽出部243は、リンクLk上の走行における走行速度Tkを算出する。このとき、リンクLkのリンク長をXkとするとき、リンク走行速度V(Lk,tk,wk,sk)とリンク長Xkの積からリンクLkの走行時間Tkを算出する。ステップS78の処理が終わった後はステップS75の処理に戻る。
ステップS81において、速度プロファイル生成部244は、リンクL1のリンク走行速度V(L1,t1,w1,s1)を、速度プロファイルVprofile−nonstop(X)の0≦X<x1に代入する。このとき、x1はリンクL1までの走行距離の累積値、つまり、x1=X1を示す。
次に、ステップS82において、速度プロファイル生成部244は、リンクLk(2≦k≦n)のリンク走行速度V(Lk,tk,wk,sk)を速度プロファイルVprofile−nonstop(X)のxk−1≦X<xkに代入する。このとき、xkはリンクLkまでの走行距離の累積値、つまり、xk=X1+X2+…+Xkとなる。
ステップS81からステップS85の処理を整理すると、式(4)の通りとなる。
まず、ステップS91において、速度プロファイル補正部245は、交差点停止における、停止に係る加速度β、および、発進に係る加速度γを決定する。このとき、加速度β、加速度γの決定に際しては、自動車走行時の一般的な停止、発進に係る加減速変化を考慮して適切に設定する。
次に、ステップS92において、速度プロファイル補正部245は、ステップS63の処理で算出した交差点ik(1≦k≦m)の停止有無S(ik)を抽出する。
次に、ステップS93において、速度プロファイル補正部245は、走行ルートXの走行において、自動車が交差点ikで停止するかについて、停止有無S(ik)をもとに判定する。交差点ikで停止する(S(ik)=Stop)場合、処理はステップS94に進む。また、交差点ikで停止しない(S(ik)=Pass)場合、処理はステップS95に進む。
全交差点分の処理が完了した場合、ステップS96において、速度プロファイル補正部245は、交差点停止有無による加減速再現の結果を上書きしたVprofile−nonstop(X)を、交差点停止を考慮した速度プロファイルVprofile(X)として決定する。
また、本実施の形態では、自動車装置100および燃費推定装置200の各々の機能はソフトウェアで実現されるが、変形例として、自動車装置100および燃費推定装置200の各々の機能がハードウェアで実現されてもよい。
図14は、本実施の形態の変形例に係る自動車装置100の構成を示す図である。また、図15は、本実施の形態の変形例に係る燃費推定装置200の構成を示す図である。
図14および図15に示すように、自動車装置100および燃費推定装置200の各々は、処理回路809,909、入力インタフェース830、出力インタフェース840、通信装置850,950といったハードウェアを備える。
本実施の形態に係る燃費推定システム500は、自動車走行の燃費推定について、地図情報を構成する道路区間であるリンク毎に、平常時の走行速度であるリンク走行速度を日時別に生成する機能を有する。また、特定の走行ルートに対して、交差点停止も考慮した走行時の速度変化状況を表す速度プロファイルを算出して、走行燃費を推定する走行燃費推定部からなる処理を、中央サーバ内部で実施する。また、リンク走行速度生成について、リンク走行速度生成における基準となるリンク基準速度を算出する機能を有する。また、リンク走行速度生成について、日時分割単位として、少なくとも、時刻(例えば30分間隔)、曜日、時節(例えば1月間隔)で分割し、当該日時のリンク走行速度を生成する機能を有する。
本実施の形態では、主に、実施の形態1との差異について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態1に係る燃費推定システム500は、自動車1に搭載された自動車装置100と、クラウド等の中央サーバにより実現される燃費推定装置200とを備えていた。自動車装置100は、走行履歴情報111を収集し、自動車1の走行燃費の算出を燃費推定装置200に要求する。燃費推定装置200は、自動車1の走行燃費の推定に係るリンク走行速度331の計算および蓄積、速度プロファイル451の算出、ならびに、自動車1の走行燃費の算出を行う。
本実施の形態では、自動車ごとに走行燃費の推定処理を行うことで、自動車ごとの走行燃費を推定する燃費推定システム500aについて説明する。
図16は、本実施の形態に係る燃費推定システム500aの機能構成図である。また、図17は、本実施の形態に係る燃費推定システム500aのハードウェア構成図である。
本実施の形態では、燃費推定システム500aの機能構成図とハードウェア構成図とを別の図として説明するが、実施の形態1で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
自動車1aの自動車装置100aは、機能構成として、走行履歴収集部11と、地点情報収集部12と、情報表示部13と、情報送信部14と、情報受信部15と、走行速度生成部23と、走行燃費推定部24とを備える。
走行履歴収集部11と地点情報収集部12と情報表示部13と情報送信部14と情報受信部15との各々の機能構成は、実施の形態1の自動車装置100が有する機能構成と同様である。
また、走行速度生成部23および走行燃費推定部24の各々の機能構成は、実施の形態1の燃費推定装置200が有する機能構成と同様である。
次に、自動車1aの自動車装置100aの各機能構成において、実施の形態1と異なる点について説明する。
走行履歴収集部11は、センサ860を用いて収集した走行履歴情報111を、直接、走行速度生成部23の走行履歴蓄積部231に出力する。走行履歴蓄積部231は、走行履歴収集部11から、直接、走行履歴情報111を取得する。
地点情報収集部12は、入力インタフェース830を介して入力された地点情報121を、直接、走行燃費推定部24の走行ルート算出部241に出力する。走行ルート算出部241は、地点情報収集部12から、直接、地点情報121を取得する。
以上のように、自動車1aは、実施の形態1で説明した自動車装置100の機能構成と、燃費推定装置200の機能構成とを有する。走行履歴収集部11と、地点情報収集部12と、情報表示部13と、情報送信部14と、情報受信部15とが自動車装置100の機能に対応する。また、走行速度生成部23および走行燃費推定部24が、燃費推定装置200の機能構成に対応する。
なお、実施の形態1で説明した燃費推定装置200の情報受信部21および情報送信部22の機能は、上述した自動車装置100aの情報送信部14および情報受信部15の機能に含まれるものとする。また、実施の形態1で説明した自動車装置100の記憶部16の機能は、上述した自動車装置100aの記憶部25の機能に含まれるものとする。
プロセッサ810は、ディスプレイに表示する各種情報の表示指示、走行履歴情報111および地点情報121の収集処理、走行履歴情報111の蓄積処理、リンク走行速度331の算出処理、速度プロファイルの算出処理、走行燃費の推定処理といった、自動車装置100aの処理を行う。
また、記憶装置820は、実施の形態1で説明した記憶部16および記憶部25の機能を実現する。
また、通信装置850は、実施の形態1で説明した情報送信部14および情報受信部15の機能と、情報送信部22および情報受信部21の機能とを実現する。
実施の形態2では、走行速度生成部23と走行燃費推定部24が自動車1aに搭載されている点で実施の形態1と異なるが、各部の動作については、実施の形態1における走行速度生成部23と実施の形態2における走行速度生成部23、および、実施の形態1における走行燃費推定部24と実施の形態2における走行燃費推定部24は、同様の動作を行う。内部の詳細動作についても同様であるため、動作の説明は省略する。
本実施の形態では、自動車1aに、実施の形態1で説明した自動車装置100の機能と燃費推定装置200の機能とを有する自動車装置100aを搭載していた。ここで、図16では自動車装置100aは、1つのコンピュータであるものとして説明したが、図16の構成に限らない。例えば、自動車装置100に対応する機能と燃費推定装置200に対応する機能とを、別々の車載装置に搭載するものとしてもよい。また、自動車装置100に対応する機能と燃費推定装置200に対応する機能とに含まれる各部をどのように組み合わせて、複数の車載装置に搭載しても構わない。
以上のように、本実施の形態に係る燃費推定システム500aによれば、自動車ごとで走行履歴情報を蓄積し、自動車ごとにリンク走行速度を計算し、自動車ごとに走行燃費を推定するので、自動車ごとの高精度な走行燃費を推定することが可能となる。
本実施の形態では、主に、実施の形態1,2との差異について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1,2で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態1に係る燃費推定システム500では、自動車装置100で走行履歴収集処理と地点情報収集処理とを行い、中央サーバである燃費推定装置200で走行速度生成処理と走行燃費処理とを行った。また、実施の形態2に係る燃費推定システム500aでは、実施の形態1における自動車装置100の処理と燃費推定装置200の処理とを全て自動車1a内に集約した。
本実施の形態では、処理の負荷分散のため、燃費推定装置200の処理のうち走行履歴蓄積処理、基準速度判定処理、走行速度算出処理、走行燃費推定処理のそれぞれについて別々のサーバを用意して処理を行う構成をとる。これにより、各サーバでの処理量が軽減できるため、処理の高速化が可能となる。なお、自動車側で行う処理は、実施の形態1と同じである。
図18に示すように、燃費推定システム500bは、自動車1bと、走行履歴蓄積サーバ210と、基準速度判定サーバ220と、走行速度算出サーバ230と、走行燃費算出サーバ240とを備える。自動車1bと、走行履歴蓄積サーバ210と、基準速度判定サーバ220と、走行速度算出サーバ230と、走行燃費算出サーバ240とは、ネットワーク300を介して通信する。
走行履歴蓄積サーバ210、基準速度判定サーバ220、走行速度算出サーバ230、走行燃費算出サーバ240は、実体のあるデータサーバでもよいし、クラウド上で構成してもよい。
走行履歴蓄積サーバ210、基準速度判定サーバ220、走行速度算出サーバ230、走行燃費算出サーバ240の各サーバは、コンピュータである。
走行履歴蓄積サーバ210、基準速度判定サーバ220、走行速度算出サーバ230、走行燃費算出サーバ240の各サーバは、プロセッサ910、記憶装置920、通信装置950を備える。各サーバにおけるプロセッサ910、記憶装置920、通信装置950の基本的な機能は実施の形態1で説明したものと同様である。図18に示すように、ハードウェアの符号に添え字a,b,c,dを付すことにより、各サーバのハードウェアを区別して説明する。
本実施の形態では、燃費推定システム500bの各装置の機能構成図とハードウェア構成図とを別の図として説明するが、実施の形態1で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
走行履歴送信部19は、走行履歴情報111を走行履歴蓄積サーバ210に通信装置850を介して送信する。地点情報送信部17は、出発地および目的地を含む地点情報121を走行燃費算出サーバ240に通信装置850を介して送信する。ルートおよび燃費情報受信部18は、走行燃費算出サーバ240により算出された走行ルート411と燃費推定結果461とを、通信装置850を介して受信する。
次に動作について説明する。
実施の形態3では、走行履歴蓄積処理、基準速度判定処理、リンク速度計算処理、走行燃費推定処理をそれぞれ独立したサーバで処理する点で実施の形態1ならびに実施の形態2と異なる。そのため、各サーバにおける処理は、それぞれ同期処理の必要なく、独立していて実行してもよい。
まず、走行履歴受信部31は、走行履歴情報111を取得する(ステップS101)。このとき、走行履歴情報111は、少なくとも走行位置、走行速度、進行方向、および走行日時情報を有し、走行履歴情報111をリンク別、日時別に情報分割することを可能とする。また、走行履歴情報111は、走行リンク、加速度、勾配、走行時の天候、走行時の道路混雑状況などを有していてもよい。
次に、走行履歴抽出部32は、走行速度算出サーバ230に渡すための走行履歴情報111を走行履歴DB251から抽出する(ステップS105)。このとき、走行履歴情報111の抽出は、一日一回など、一定間隔で抽出してもよいし、走行速度算出サーバ230からの要求を受けたときのみ抽出する方式でもよい。
最後に、走行履歴送信部33は、抽出した走行履歴情報111を走行速度算出サーバ230に送信する(ステップS106)。
まず、インフラ情報受信部41は、地図情報450を取得し、リンク基準速度321を計算する対象となるリンクLの地図情報450を抽出する(ステップS111)。このとき抽出する地図情報450から、少なくとも道路種別、走行車線数、中央分離の有無、歩道の有無、道路周辺の商業施設・商店街の敷地面積の情報を抽出する。地図情報450について、カーナビゲーションシステムなどが地図表示やルート計算のために利用しているデジタル地図情報を使用してもよい。
次に、基準速度判定部232は、地図情報450をもとに、計算対象であるリンクLが一般道かどうか判定する(ステップS112)。リンクLが一般道であると判定した場合、リンクLが位置する場所が市街地かどうかを判定し、(ステップS113)、リンクLの走行車線数を判定し(ステップS114)、リンクLの道路に中央分離があるかどうかを判定し(ステップS115)、リンクLの歩行者交通量を判定し(ステップS116)、リンクLの速度区分を判定する(ステップS117)。リンクLが一般道でないと判定した場合、リンクLの規制速度情報を抽出する(ステップS118)。ステップS113からステップS117の処理により抽出した12の速度区分(速度区分判定表60)における基準速度、もしくは、ステップS118の処理により抽出した規制速度をもとに、リンクLのリンク基準速度Vr(L)を決定する(ステップS119)。基準速度判定部232は、ステップS119で算出したリンク基準速度Vr(L)を基準速度DB253に蓄積する(ステップS1110)。ステップS112からステップS1110までの処理は、ステップS32からステップS310までの処理と同様のため、詳細説明を省略する。
最後に、基準速度送信部44は、抽出したリンク基準速度321を走行速度算出サーバ230に送信する(ステップS1112)。
まず、基準速度受信部51は、リンクLのリンク基準速度Vr(L)を受信する(ステップS1210)。同じく、走行履歴受信部52は、リンクLの走行履歴情報111を抽出する(ステップS1220)。次に、走行速度算出部233は、リンクLの日時別のリンク走行速度V(L,t,w,s)を算出し(ステップS1230)、リンクLのリンク走行速度V(L,t,w,s)を走行速度DB252に蓄積する(ステップS1240)。ステップS1210からステップS1240までの処理の詳細は、ステップS41からステップS44までの処理と同様のため、詳細説明を省略する。
まず、取得要求受信部53は、走行燃費算出サーバ240からリンク走行速度の取得要求を受信する(ステップS131)。また、取得要求受信部53は、リンク走行速度の取得要求として、複数リンクのリンク走行速度の取得要求をまとめて受信、処理することができる。
次に、走行速度抽出部54は、走行速度DB252から、時刻t、曜日w、時節sにおけるリンクLのリンク走行速度V(L,t,w,s)を抽出する(ステップS132)。
最後に、走行速度送信部55は、抽出したリンク走行速度V(L,t,w,s)を走行燃費算出サーバ240に送信する(ステップS133)。
まず、走行ルート算出部241は、地点情報121をもとに、自動車1bの走行ルートXを算出する(ステップS142)。次に、交差点停止判定部242は、走行ルートX上の全交差点i1〜imに対して、交差点停止の有無S(i1)〜S(im)を判定する(ステップS143)。
ここで、ステップS142の処理はステップS52の処理と同様であり、ステップS143の処理はステップS53の処理と同様のため、詳細説明を省略する。
このとき、取得要求部62がリンク走行速度の取得要求を取得要求受信部53に送信してから、走行速度受信部63がリンク走行速度を受信する間の動作については、図27にて説明した通りである。
ここで、ステップS146の処理はステップS55の処理と同様であり、ステップS147の処理はステップS56の処理と同様であり、ステップS148の処理はステップS57の処理と同様のため、詳細説明を省略する。
以上のように、本実施の形態に係る燃費推定システム500bによれば、サーバを分散させ、各処理の負荷を分散させることが可能である。これによって、将来的に走行履歴情報が多く集まる場合や、リンク走行速度の算出および更新の頻度を高めることで再現精度を高めたい場合などにも、他の処理への負荷影響を考慮することなく、対応することが可能となる。
本実施の形態では、主に、実施の形態1から3との差異について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1から3で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態1から3では、自動車と中央サーバのみで処理を行う構成であった。しかし、リンク走行速度の算出などは、リンク単位で計算することが可能であり、エッジコンピューティングでの処理が可能である。
図29において、燃費推定システム500cは、自動車1cに搭載された自動車装置100c、走行速度生成計算器250、情報蓄積サーバ260によって構成される。このとき、走行速度生成計算器250は、全国道路のリンクにそれぞれ一つずつ設置する構成をとる。
自動車装置100c、走行速度生成計算器250、情報蓄積サーバ260は、互いにネットワーク300を介して通信する。
自動車装置100cは、走行履歴収集部11と、地点情報収集部12と、情報表示部13とを備える。また、自動車装置100cは、走行履歴情報111を情報蓄積サーバ260へ送信する走行履歴送信部19と、地点情報121、ならびに地図情報450に基づいて走行ルート411の算出、および走行ルート411の走行燃費を推定する走行燃費推定部24とを備える。
走行燃費推定部24は、走行ルート算出部241と、交差点停止判定部242と、走行ルート411上にある全リンクのリンク走行速度331を情報蓄積サーバ260に取得要求する取得要求部62と、情報蓄積サーバ260に取得要求したリンクのリンク走行速度331を受信する走行速度受信部63とを備える。また、走行燃費推定部24は、速度プロファイル生成部244と、交差点停止なし速度プロファイル441に交差点停止判定部242で算出した走行ルート上の全交差点における交差点停止判定結果をもとに、交差点停止による加減速変化を加えて、交差点停止を考慮した速度プロファイル451を生成する速度プロファイル補正部245とを備える。また、走行燃費推定部24は、速度プロファイル補正部245で算出した交差点停止を考慮した速度プロファイル451をもとに、特定のルート走行、すなわち走行ルート411の走行における燃費を推定する推定燃費算出部246を備える。
本実施の形態に係る燃費推定システム500cは、自動車1cに搭載された自動車装置100cと、走行速度生成計算器250と、情報蓄積サーバ260との各々は、コンピュータである。このとき、走行速度生成計算器250は、全国にあるリンク毎に一つ保有する。また、情報蓄積サーバ260は、実体のあるデータサーバでもよいし、クラウド上で構成してもよい。
走行速度生成計算器250と情報蓄積サーバ260との各々は、プロセッサ910、記憶装置920、通信装置950を備える。各サーバにおけるプロセッサ910、記憶装置920、通信装置950の基本的な機能は実施の形態1から3で説明したものと同様である。図29に示すように、ハードウェアの符号に添え字e,fを付すことにより、走行速度生成計算器250と情報蓄積サーバ260との各々のハードウェアを区別して説明する。
また、走行速度生成計算器250は、複数の道路区間であるリンク毎の個別リンクに設けられ、個別リンクにおける自動車1cの走行速度を個別走行速度として算出する走行速度算出部233を備える。
また、情報蓄積サーバ260は、自動車装置100cから走行履歴情報111を受信する走行履歴受信部31と、走行履歴情報111を走行履歴DB251に蓄積する走行履歴蓄積部231と、走行速度生成計算器250から個別走行速度を受信し、受信した個別走行速度を走行速度DB252に記憶する走行速度蓄積部82とを備える。
そして、自動車装置100cは、出発地と目的地とを含む地点情報121に基づいて走行ルート411を算出する走行ルート算出部241と、情報蓄積サーバ260から走行ルート411に含まれるリンクの走行速度を受信する走行速度受信部63と、速度プロファイル生成部244と、交差点停止判定部242と、速度プロファイル補正部245と、推定燃費算出部246とを備える。
次に動作について説明する。
本実施の形態では、走行燃費推定処理は自動車1cにて行い、基準速度判定処理および走行速度生成処理は走行速度生成計算器250にて行い、走行履歴蓄積処理および走行速度蓄積処理は情報蓄積サーバ260で行う。各機器の動作はそれぞれ独立して実行してもよい。
情報蓄積サーバ260における走行履歴蓄積処理は、情報蓄積サーバ260の走行履歴受信部31、走行履歴蓄積部231、走行履歴DB251、走行履歴抽出部32、走行履歴送信部33にて実施する。本処理は、図17にて示す、実施の形態3における走行履歴蓄積サーバ210の処理と同様のため、説明を省略する。
まず、インフラ情報受信部41は、地図情報450を取得し、リンク基準速度321の判定の対象となるリンクLの地図情報450を抽出する(ステップS151)。このとき抽出する地図情報450は、少なくとも道路種別、走行車線数、中央分離の有無、歩道の有無、道路周辺の商業施設・商店街の敷地面積の情報を含む。地図情報450としては、カーナビゲーションシステムなどが地図表示やルート計算のために利用しているデジタル地図情報を使用してもよい。
次に、基準速度判定部232は、地図情報450をもとに、計算対象であるリンクLが一般道かどうか判定する(ステップS152)。リンクLが一般道と判定した場合、リンクLが位置する場所が市街地かどうかを判定し(ステップS153)、リンクLの走行車線数を判定し(ステップS154)、リンクLの道路に中央分離があるかどうかを判定し(ステップS155)、リンクLの歩行者交通量を判定し(ステップS156)、リンクLの速度区分を判定する(ステップS157)。リンクLが一般道でないと判定した場合、リンクLの規制速度を抽出する(ステップS158)。ステップS153からステップS157の処理により抽出した12の速度区分(速度区分判定表60)における基準速度、もしくは、ステップS158の処理により抽出した規制速度をもとに、リンクLのリンク基準速度Vr(L)を決定する(ステップS159)。基準速度判定部232は、ステップS159で算出したリンク基準速度Vr(L)を個別リンク基準速度DB71に蓄積する(ステップS1510)。ステップS152からステップS1510までの処理は、ステップS32からステップS310までの処理と同様のため、詳細説明を省略する。
まず、個別走行速度受信部81は、リンク毎に計算されたリンク走行速度331を受信する(ステップS161)。次に、走行速度蓄積部82は、受信したリンク走行速度331を走行速度DB252に蓄積する(ステップS162)。このとき、走行速度蓄積部82は、走行速度DB252への情報蓄積を、個別走行速度受信部81がリンク走行速度331を受信したタイミングごとに実行する。
以上のように、本実施の形態に係る燃費推定システム500cによれば、リンク毎に処理計算器を設置し、処理を分散させることが可能である。これによって、各処理部での処理は最小化することができ、一つの計算機における処理負荷を軽減することが可能となる。
なお、上記の実施の形態は、本質的に好ましい例示であり、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。上記の実施の形態は、本手法の理解を助けるためのものであって、発明を限定するためのものではない。
Claims (14)
- 道路を構成する複数の道路区間の道路区間毎に自動車の走行速度を算出し、算出した走行速度を走行速度記憶部に記憶する走行速度算出部と、
前記道路のうちの走行ルートを表す走行ルート情報に基づいて、前記走行速度記憶部から前記走行ルートに含まれる道路区間の走行速度を抽出する走行速度抽出部と、
前記走行速度抽出部により抽出された走行速度を用いて、前記走行ルートを走行する自動車の速度の変化を表す速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成部と、
前記速度プロファイルに基づいて、前記走行ルートを走行する自動車の燃費を算出する推定燃費算出部と
を備え、
前記走行速度算出部は、
道路区間の属性である道路属性に基づいて決定された速度区分を含む速度区分判定表に基づいて、前記複数の道路区間の道路区間毎に予め定められている基準速度を決定し、前記道路を走行した自動車から収集した前記複数の道路区間の道路区間毎の走行履歴情報に基づいて、前記複数の道路区間の道路区間毎の実走行速度を算出し、前記基準速度と前記実走行速度との比重を表す係数を用いて前記基準速度と前記実走行速度とを足し合わせ、足し合わせた結果と前記係数とを用いて、前記複数の道路区間の道路区間毎の走行速度を算出する燃費推定システム。 - 前記走行速度算出部は、
前記複数の道路区間の道路区間毎の道路属性として、地域の属性と車線数と中央分離の有無と歩行者の交通量とを判定し、判定結果と前記速度区分判定表とを照合することにより前記基準速度を決定する請求項1に記載の燃費推定システム。 - 前記走行速度算出部は、
前記複数の道路区間の道路区間毎の走行速度を、日時の属性である日時属性毎に前記走行速度記憶部に記憶する請求項1または2に記載の燃費推定システム。 - 前記燃費推定システムは、
前記走行ルートに含まれる交差点における停止の有無を判定する交差点停止判定部と、
前記交差点における停止の有無に基づいて、前記速度プロファイルを補正する速度プロファイル補正部と
を備えた請求項1から3のいずれか1項に記載の燃費推定システム。 - 前記燃費推定システムは、
前記走行ルート情報を取得する取得部を備え、
前記速度プロファイル生成部は、
前記取得部が前記走行ルート情報を取得した取得日時と、前記走行ルートを構成する道路区間の道路区間毎の走行速度とに基づいて、前記取得日時の日時属性に前記走行ルートを走行した場合の前記速度プロファイルを生成する請求項4に記載の燃費推定システム。 - 前記走行速度抽出部は、
前記走行ルートを構成する道路区間の道路区間毎に、当該道路区間を走行する前に走行する前道路区間に流入する日時と前記前道路区間を走行した走行時間とに基づいて、当該道路区間に流入する流入日時を算出し、当該道路区間に流入する流入日時に基づいて当該道路区間の走行速度を抽出する請求項5に記載の燃費推定システム。 - 前記燃費推定システムは、
燃費の推定の対象となる自動車に搭載された自動車装置と、前記自動車装置と通信する燃費推定装置とを備え、
前記自動車装置は、
前記走行ルートの出発地と目的地とを含む地点情報と、前記自動車の走行履歴を表す走行履歴情報とを前記燃費推定装置に送信する情報送信部を備え、
前記燃費推定装置は、
前記地点情報に基づいて前記走行ルートを算出し、前記走行ルートを表す前記走行ルート情報を前記走行速度抽出部に出力する走行ルート算出部と、
前記走行履歴情報を走行履歴記憶部に蓄積する走行履歴蓄積部と
を備えた請求項4から6のいずれか1項に記載の燃費推定システム。 - 前記燃費推定装置は、
前記走行速度算出部と、前記走行速度抽出部と、前記速度プロファイル生成部と、前記交差点停止判定部と、前記速度プロファイル補正部と、前記推定燃費算出部とを備えた請求項7に記載の燃費推定システム。 - 前記燃費推定システムは、
燃費の推定の対象となる自動車に搭載された自動車装置を備え、
前記自動車装置は、
前記走行速度算出部と、前記走行速度抽出部と、前記推定燃費算出部と、前記速度プロファイル生成部と、前記交差点停止判定部と、前記速度プロファイル補正部とを備えた請求項4から6のいずれか1項に記載の燃費推定システム。 - 前記燃費推定システムは、
燃費の推定の対象となる自動車に搭載された自動車装置であって、前記走行ルートの出発地と目的地とを含む地点情報と、前記自動車の走行履歴を表す走行履歴情報とを送信する情報送信部を備えた自動車装置と、
前記自動車装置から前記走行履歴情報を受信する走行履歴受信部と、前記走行履歴情報を走行履歴記憶部に蓄積する走行履歴蓄積部とを備えた走行履歴蓄積サーバと、
前記基準速度を判定し、判定した前記基準速度を基準速度記憶部に記憶する基準速度判定部を備えた基準速度判定サーバと、
前記走行履歴蓄積サーバから前記走行履歴情報を受信する走行履歴受信部と、前記基準速度判定サーバから前記基準速度を受信する基準速度受信部と、前記走行速度算出部と、前記走行速度記憶部とを備えた走行速度算出サーバと、
前記自動車装置から前記地点情報を受信する地点情報受信部と、前記走行速度算出サーバから前記走行ルートに含まれる道路区間の走行速度を受信する走行速度受信部と、前記推定燃費算出部と、前記速度プロファイル生成部と、前記交差点停止判定部と、前記速度プロファイル補正部とを備えた走行燃費算出サーバと
を備えた請求項4に記載の燃費推定システム。 - 前記燃費推定システムは、
燃費の推定の対象となる自動車に搭載された自動車装置であって、前記自動車の走行履歴を表す走行履歴情報を送信する走行履歴送信部を備えた自動車装置と、
前記複数の道路区間の道路区間毎の個別道路区間に設けられ、前記個別道路区間における自動車の走行速度を個別走行速度として算出する前記走行速度算出部を備えた走行速度生成計算器と、
前記自動車装置から前記走行履歴情報を受信する走行履歴受信部と、前記走行履歴情報を走行履歴記憶部に蓄積する走行履歴蓄積部と、前記走行速度生成計算器から前記個別走行速度を受信し、受信した前記個別走行速度を走行速度記憶部に記憶する走行速度蓄積部とを備えた情報蓄積サーバと
を備えた請求項4から6のいずれか1項に記載の燃費推定システム。 - 前記自動車装置は、
出発地と目的地とを含む地点情報に基づいて走行ルートを算出する走行ルート算出部と、前記情報蓄積サーバから前記走行ルートに含まれる道路区間の走行速度を受信する走行速度受信部と、前記速度プロファイル生成部と、前記交差点停止判定部と、前記速度プロファイル補正部と、前記推定燃費算出部とを備えた請求項11に記載の燃費推定システム。 - 走行速度算出部が、道路を構成する複数の道路区間の道路区間毎の道路属性に基づいて決定された速度区分を含む速度区分判定表に基づいて、前記複数の道路区間の道路区間毎に予め定められている基準速度を決定し、前記道路を走行した自動車から収集した前記複数の道路区間の道路区間毎の走行履歴情報に基づいて、前記複数の道路区間の道路区間毎の実走行速度を算出し、前記基準速度と前記実走行速度との比重を表す係数を用いて前記基準速度と前記実走行速度とを足し合わせ、足し合わせた結果と前記係数とを用いて、前記複数の道路区間の道路区間毎に自動車の走行速度を算出し、算出した走行速度を走行速度記憶部に記憶し、
走行速度抽出部が、前記道路のうちの走行ルートを表す走行ルート情報に基づいて、前記走行速度記憶部から前記走行ルートに含まれる道路区間の走行速度を抽出し、
速度プロファイル生成部が、前記走行速度を用いて、前記走行ルートを走行する自動車の速度の変化を表す速度プロファイルを生成し、
推定燃費算出部が、前記速度プロファイルに基づいて、前記走行ルートを走行する自動車の燃費を算出する燃費推定方法。 - 道路を構成する複数の道路区間の道路区間毎の道路属性に基づいて決定された速度区分を含む速度区分判定表に基づいて、前記複数の道路区間の道路区間毎に予め定められている基準速度を決定し、前記道路を走行した自動車から収集した前記複数の道路区間の道路区間毎の走行履歴情報に基づいて、前記複数の道路区間の道路区間毎の実走行速度を算出し、前記基準速度と前記実走行速度との比重を表す係数を用いて前記基準速度と前記実走行速度とを足し合わせ、足し合わせた結果と前記係数とを用いて、前記複数の道路区間の道路区間毎に自動車の走行速度を算出し、算出した走行速度を走行速度記憶部に記憶する走行速度生成処理と、
前記道路のうちの走行ルートを表す走行ルート情報に基づいて、前記走行速度記憶部から前記走行ルートに含まれる道路区間の走行速度を抽出する走行速度抽出処理と、
前記走行速度抽出処理により抽出された前記走行速度を用いて、前記走行ルートを走行する自動車の速度の変化を表す速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成処理と、
前記速度プロファイルに基づいて、前記走行ルートを走行する自動車の燃費を算出する推定燃費算出処理と
をコンピュータに実行させる燃費推定プログラム。
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