WO2012160593A1 - パラメータ推定方法、特性評価方法及びナビゲーション装置 - Google Patents

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WO2012160593A1
WO2012160593A1 PCT/JP2011/002831 JP2011002831W WO2012160593A1 WO 2012160593 A1 WO2012160593 A1 WO 2012160593A1 JP 2011002831 W JP2011002831 W JP 2011002831W WO 2012160593 A1 WO2012160593 A1 WO 2012160593A1
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energy consumption
route
section
parameters
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PCT/JP2011/002831
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優子 大田
雅彦 伊川
功泰 西馬
泰行 島田
井上　浩一
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三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/12—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using control strategies taking into account route information
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/3453—Special cost functions, i.e. other than distance or default speed limit of road segments
    • G01C21/3469—Fuel consumption; Energy use; Emission aspects

Definitions

  • the present invention relates to a parameter estimation method for estimating a parameter that gives a weight of an energy consumption amount corresponding to an energy consumption factor of a moving body such as a vehicle, and the operation of the moving body or the moving body itself using the parameter estimated by this method.
  • the present invention relates to a characteristic evaluation method for evaluating characteristics, and a navigation device for searching for a route in consideration of energy consumption calculated using parameters estimated by this method.
  • Patent Document 1 An estimation method for estimating a propulsive force-related operation parameter unique to a vehicle or a driver thereof using vehicle travel data and a route search using the estimated propulsion-related operation parameter are performed.
  • a navigation system is disclosed.
  • a driving phase such as rest, start, and low speed driving is estimated, and vehicle-specific parameters such as a rolling drag coefficient of the vehicle related to each driving phase are estimated. Then, using the estimated vehicle-specific parameters, driving force-related operation parameters such as fuel consumption, energy consumption, and carbon dioxide emission are estimated.
  • Patent Document 1 since travel data for each travel phase is necessary, the amount of travel data to be collected inevitably increases. For example, when estimating driving force-related operation parameters of different drivers, it is necessary to collect travel data corresponding to each driver for each travel phase. Therefore, it is not possible to flexibly cope with a change in the situation that affects the energy consumption of the vehicle such as a difference in drivers.
  • Patent Document 1 indirectly estimates the propulsive force-related operation parameter using a model corresponding to information related to vehicle propulsion such as torque and engine rotation speed, Detailed travel data such as torque, gear, and brake pressure are required.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can estimate a parameter that gives a weight of energy consumption corresponding to an energy consumption factor of a moving object while reducing the calculation cost.
  • a parameter estimation method capable of flexibly responding to changes in the situation affecting consumption, a characteristic evaluation method for evaluating the operation of the moving body or the characteristics of the moving body using the parameters estimated by this method, and the estimation using this method It is an object of the present invention to obtain a navigation device that performs navigation processing in consideration of energy consumption calculated using the parameters.
  • the parameter estimation method includes a first parameter that defines the energy consumption factor of the mobile body in each section based on the movement state of the mobile body in each section on the route and the path information of each section, Based on the relational expression of the energy consumption model that expresses the energy consumption of the mobile body that has moved along the route from the second parameter that gives the weight of the energy consumption corresponding to the first parameter of the section, the second parameter Is a parameter estimation method for estimating the parameters of the vehicle, wherein the history information acquisition unit indicates the energy consumption amount of the mobile body consumed by moving the route, the route information of the route, and the moving state of the mobile body on the route The movement history information including the information is acquired, and the parameter estimation unit performs the first operation based on the route information included in the movement history information acquired by the history information acquisition unit and the moving state of the moving body. Based on the relational expression of the energy consumption model using the derived first parameter and the energy consumption of the moving body included in the movement history information, the second parameter in each section on the route is derived.
  • the present invention it is possible to estimate the parameter that gives the weight of the energy consumption corresponding to the energy consumption factor of the mobile body while reducing the calculation cost, and to flexibly cope with the change in the situation that affects the energy consumption. There is an effect that can be.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of route search processing by the navigation device according to the first embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the navigation apparatus concerning Embodiment 2 of this invention.
  • 10 is a flowchart illustrating an example of a driving characteristic evaluation process by a characteristic evaluation unit according to the second embodiment.
  • 6 is a flowchart illustrating an example of a vehicle characteristic evaluation process performed by a characteristic evaluation unit according to Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a navigation device mounted on a mobile body (for example, a vehicle) according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a navigation device 1 uses a travel history information of a vehicle (hereinafter referred to as “own vehicle”) on which the navigation device 1 is mounted, based on an energy consumption model described later, a road section (a road link defined by map data). ) To estimate the parameter that gives the weight of energy consumption corresponding to each energy consumption factor, and to apply the estimated parameter to the navigation process.
  • the parameter that gives the weight of the energy consumption corresponding to the energy consumption factor is a parameter of the energy consumption model handled in the present invention, and details thereof will be described later.
  • the navigation device 1 includes, as its configuration, a travel history information acquisition unit 2, a travel history information storage unit 2a, a vehicle information acquisition unit 2b, a parameter estimation unit 3, a link cost calculation unit 4, a route search processing unit 5, and a user input unit 6. And a map database (DB) 7.
  • the travel history information acquisition unit 2 is a history information acquisition unit that acquires travel history information used for estimating the parameters from the travel history information storage unit 2a.
  • the travel history information includes information on the travel route of the vehicle, for example, travel time, travel speed, stop, acceleration / deceleration of the vehicle, and energy consumption in travel of the travel route.
  • the travel history information storage unit 2a is a storage unit that stores travel history information, and stores travel history information in association with the driver and the traveling vehicle.
  • the vehicle information acquisition unit 2b is a configuration unit that acquires vehicle information of the host vehicle, and includes a sensor that measures vehicle information stored as travel history information and a vehicle control unit.
  • the vehicle information includes actual measurement data such as the position of the host vehicle, the traveling speed of the host vehicle traveling on the route, acceleration / deceleration, stop, energy consumption, and the like.
  • the parameter estimation unit 3 uses the travel history information related to the processing target travel route acquired by the travel history information acquisition unit 2 and the map data of the travel route in the map DB 7, and uses the road section of the travel route according to the energy consumption model described later. A weighting parameter for each energy consumption is estimated.
  • the link cost calculation unit 4 relates to the energy consumption amount for each road section in the travel route to be processed from the weighting parameter of the energy consumption amount for each road section estimated by the parameter estimation unit 3 and the corresponding road data in the map DB 7. It is a component which calculates a link cost.
  • the route search processing unit 5 is a route search unit that searches for a route that minimizes the energy cost connecting the start point and the end point based on the link cost related to the energy consumption for each road section calculated by the link cost calculation unit 4.
  • the user input unit 6 is a component that receives a setting input of a start point (for example, a departure point) and an end point (for example, a destination) by a user, and is realized by, for example, a touch panel mounted on the screen of a display device.
  • the map DB 7 is a database that stores map data used in navigation processing such as route search.
  • the map data includes, for example, road data indicating a node, a road link connecting the nodes, a road type that is a road attribute of the road link, an elevation difference of the road link, and the like.
  • the travel time in the jth road section on the travel route i is T ij
  • the link distance that is the length of the road section is D ij .
  • the sum of the climbing elevation differences that is the sum of the elevation differences of the climbing road sections in the road section is H up_ij
  • the sum of the descending elevation differences that is the sum of the elevation differences of the descending road sections in the road section is H down_ij .
  • the traveling speed of the vehicle in the jth road section on the traveling route i is v ij
  • the number of accelerations from the stop of the vehicle in the road section is N stop_ij
  • the number of accelerations from the deceleration is N decc_ij .
  • These parameters are specified from the traffic characteristics (traveling state of the host vehicle) on the travel route i.
  • the parameters that give the weighting of the energy consumption that is the object of estimation (correction) are C 1 ,..., C 7
  • energy consumption Q i and the parameters C 1, ⁇ ⁇ ⁇ , between the C 7, holds the relationship of the following formula (1).
  • q base is the basic energy consumption per unit time (cc / s or W).
  • ⁇ is the friction coefficient ( ⁇ ) between the vehicle's tire and the road surface
  • ⁇ is the air resistance coefficient ( ⁇ ) of the vehicle.
  • M is the vehicle weight of the own vehicle, and a value such as 1500 (kg) is set, for example.
  • m is inertia, for example, a value such as 0.2 ⁇ M (kg) is set.
  • g is a gravitational acceleration, and is set to 10.0 (m / s 2 ), for example.
  • ⁇ is the net thermal efficiency ( ⁇ ), and ⁇ is the total transmission efficiency ( ⁇ ).
  • H is a fuel calorie conversion coefficient, and is set to a value such as 3.4 ⁇ 10000 (J / cc), for example.
  • v stop_e is the speed at the end of acceleration from the stop of the host vehicle, that is, the travel speed at which the acceleration is stopped from the stop state and the acceleration is terminated.
  • the travel route i is a highway, for example, 100 (km / h) ) Is set.
  • v decc_s is the speed at the time of starting acceleration from the deceleration of the host vehicle, that is, the traveling speed at which the acceleration starts again after decelerating.
  • v decc_e is the speed at the end of acceleration from the deceleration of the host vehicle.
  • 110 (km / h) is set as the traveling speed at which acceleration is terminated after acceleration from 90 (km / h).
  • E i1 ,..., E i7 are included in the travel time, travel distance, travel speed, number of accelerations, and road data of the travel route i (map data of the map DB 7) included in the travel history information of the travel route i.
  • This is a parameter that can be calculated using the difference in elevation of the road link. That is, the first term on the right side of the above equation (1) is a parameter that defines an energy consumption factor depending on the travel time in the jth road section on the travel route i.
  • the second term on the right side of the above equation (1) is a parameter that defines an energy consumption factor depending on the travel distance of the jth road section on the travel route i.
  • the third term and the fourth term on the right side of the above formula (1) are parameters that define energy consumption factors depending on the altitude difference in the jth road section on the travel route i.
  • the third term is the climb road section.
  • the energy consumption factor depending on the sum of the altitude difference is defined, and the fourth term defines the energy consumption factor depending on the sum of the altitude difference of the descending road section.
  • the fifth term on the right side of the equation (1) is a parameter that defines an energy consumption factor depending on the air resistance received by the vehicle in the jth road section on the travel route i.
  • the sixth term and the seventh term on the right side of the above formula (1) are parameters defining energy consumption factors depending on the acceleration / deceleration of the vehicle in the jth road section on the travel route i. Defines the energy consumption factor that depends on the number of accelerations since the stop, and the seventh term defines the energy consumption factor that depends on the number of accelerations after the deceleration.
  • Q i C 1 ⁇ E i1 + C 2 ⁇ E i2 + C 3 ⁇ E i3 + C 4 ⁇ E i4 + C 5 ⁇ E i5 + C 6 ⁇ E i6 + C 7 ⁇ E i7 (2)
  • FIG. 2 is a flowchart showing the flow of parameter estimation processing by the parameter estimation unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of parameter estimation according to the first embodiment. Here, a method for correcting the parameter C of the energy consumption model using the travel history information acquired a plurality of times for the target travel route will be described.
  • the parameter estimation unit 3 uses the actual energy consumption Q i measured in the actual travel of the vehicle on the travel route i from the travel history information of the travel route i to be processed acquired by the travel history information acquisition unit 2. Is extracted (step ST1).
  • the parameter estimation unit 3 uses the travel history information of the travel route i and the corresponding map data in the map DB 7 (road data of the travel route i) to calculate the travel time T in the jth road section on the travel route i. ij , the link distance D ij which is the length of the road section, the sum of the elevation difference H up_ij which is the sum of the height differences of the climb road sections in the road section, the sum which is the sum of the height differences of the descend road sections in the road section the sum of the altitude difference H Down_ij, acceleration number N Stop_ij from the traveling speed v ij and stopping of the vehicle in the road section, obtains the acceleration number N Decc_ij from deceleration.
  • the parameter estimation unit 3 uses the calculated values of T ij , D ij , H up_ij , H down_ij , v ij , N stop_ij , and N decc_ij to represent the energy expressed by the above formulas (1) to (3).
  • a parameter E of the consumption model is calculated (step ST2). As described above, the parameter E reflects the road attributes and traffic characteristics of the travel route i.
  • the parameter estimation unit 3 uses the actual energy consumption Q i and the parameters E (E i1 ,..., E i7 ) to calculate the energy consumption weighting parameter C from the above equations (1) to (3).
  • (C 1 ,..., C 7 ) are calculated (step ST3).
  • the above formulas (1) to (3) are used by using the actual energy consumption Q i and the parameter E.
  • the energy consumption weighting parameters C (C 1 ,..., C 7 ) With respect to the energy consumption weighting parameters C (C 1 ,..., C 7 ).
  • the energy consumption weighting parameter C (C 1 ,..., C 7 ) can be estimated.
  • the parameter C is obtained by a simpler method.
  • the suboptimal parameter C may be obtained by limiting the value of the parameter C by fixing the possible range and the discretization unit and performing a full search on the points where the parameter space is limited by discretization.
  • a solution such as a quadratic programming method may be adopted to increase the speed.
  • the parameter E related to the distance may be obtained from the travel history information.
  • the travel time T ij , the number of accelerations N stop_ij , and N decc_ij may be obtained using detailed travel history information including the travel speed of the vehicle. If detailed travel history information cannot be obtained, the travel time T ij and the number of accelerations are calculated using the road type or the number of traffic lights of the road section (road link) on the travel route i included in the map data. N stop_ij and N decc_ij may be estimated. In that case, detailed information such as travel speed is not necessary, and the parameter C can be estimated by storing the total energy consumption Q and travel route i for each travel.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of route search processing by the navigation device according to the first embodiment.
  • route search is performed for parameter C estimated as ⁇ 1 ⁇ .
  • the travel history information acquisition unit 2 acquires the travel history information of the host vehicle from the travel history information storage unit 2a (step ST1a).
  • the parameter estimation unit 3 uses the travel history information acquired by the travel history information acquisition unit 2 to set the parameters C (C 1 ,..., C 7 ) based on the above formulas (1) to (3). Is estimated (step ST2a).
  • the route search processing unit 5 provides an HMI (Human Machine Interface) for setting a start point and an end point for accepting a setting input using the user input unit 6. Based on this HMI, the user determines the start point and end point of the route (step ST3a). Subsequently, information indicating the start point and end point of the route is set in the route search processing unit 5 based on an instruction from the user to the user input unit 6.
  • HMI Human Machine Interface
  • the route search processing unit 5 uses the map data of the map DB 7 to calculate one or a plurality of route candidates connecting the start point and the end point, and for each road section (road link) on the route candidate.
  • the energy cost is calculated using the value of the weighting parameter C (C 1 ,..., C 7 ) of the energy consumption amount of the corresponding road section estimated by the parameter estimation unit 3.
  • the route search processing unit 5 searches for a route having a minimum total energy cost among the route candidates connecting the start point and the end point (step ST4a). Thereafter, route guidance is executed with the route of the search result as the recommended route.
  • the travel history information of vehicles of representative vehicle types before the shipment of the navigation device 1 according to the present invention is collected, the weighting parameter C of the energy consumption amount of each road section is estimated, and the map data (road data) is supported. At the same time, it is stored in the navigation device 1.
  • the weighting parameter C estimated in advance is used for route search after shipment. In this case, the weighting parameter C estimated in advance is used as an initial value (default), and the value of the parameter C is set to the own vehicle in the same manner as ⁇ 1 ⁇ based on the traveling history information obtained by traveling the own vehicle. You may correct
  • the energy consumption weighting parameter is set in accordance with the characteristics of the vehicle or the driver when the navigation device 1A is used.
  • C (C 1 ,..., C 7 ) may be adjusted online.
  • the travel history information is selected according to the driver or the travel date and stored in the travel history information storage unit 2a, and the parameter estimation unit 3 uses the travel history information corresponding to the driver or the travel date and time.
  • the weighting parameter C unique to the driver or unique to the date and time such as day of the week or season may be estimated.
  • the case where the estimated energy consumption weighting parameter C is used for the route search is shown.
  • the energy consumption weighting parameter C may be used for calculating the travelable range with respect to the remaining energy amount when the energy consumption is not determined. For example, when the guide route is determined, the energy cost of each road section from the current position to the destination is calculated using the energy consumption weighting parameter C, and the remaining energy amount of the vehicle at that time A road section where the vehicle can travel is determined and a travelable distance is obtained.
  • the energy cost of the road section that can proceed from the own vehicle position is sequentially calculated using the energy consumption weighting parameter C, and the sum of the energy cost of each road section and the From the comparison result with the remaining energy amount of the vehicle, a range in which the vehicle can travel is obtained.
  • the parameter E that defines the energy consumption factor of the vehicle in each section based on the traveling state of the vehicle in each section on the route and the route information of each section;
  • An energy consumption model expressing energy consumption Q of a vehicle traveling on the route from parameters C (C 1 ,..., C 7 ) that give weighting of energy consumption corresponding to the parameter E of each section.
  • a parameter estimation method for estimating the parameter C based on the relational expressions (1) to (3) in which the travel history information acquisition unit 2 travels the route and consumes the energy consumption Q of the vehicle, the route And the travel history information including information indicating the travel state of the vehicle on the route, and the parameter estimation unit 3 includes the route information included in the travel history information acquired by the travel history information acquisition unit 2 and Based on the relational expression of the energy consumption model, the parameter E is derived based on both driving conditions, and the vehicle energy consumption Q included in the derived parameter E and the traveling history information is used to determine each section on the route.
  • the parameter C at is estimated.
  • the parameter E depends on the parameter that defines the energy consumption factor depending on the travel time of the vehicle in each section on the route and the travel distance of the vehicle in each section on the route.
  • Parameters that specify the energy consumption factor, parameters that specify the energy consumption factor that depends on the altitude difference in each section on the route, and parameters that specify the energy consumption factor that depends on the air resistance received by the vehicle in each section on the route And parameters defining energy consumption factors depending on the acceleration / deceleration of the vehicle in each section on the route, and the parameter C is an energy consumption amount corresponding to each energy consumption factor with respect to the parameters included in the parameter E parameter C 1 giving weight of each, ..., includes a C 7.
  • the parameter E can be derived from information indicating the simple driving state such as the speed of the vehicle and the link distance in each section on the route and the route information. Cost can be reduced.
  • the navigation device 1 travel history information including the energy consumption of the host vehicle consumed by traveling along the route, the route information of the route, and the traveling state of the vehicle on the route.
  • the travel history information acquisition unit 2 that acquires the parameter
  • the parameter estimation unit 3 that estimates the parameter C by the parameter estimation method described above using the travel history information acquired by the travel history information acquisition unit 2, and the parameter estimation unit 3
  • a route search processing unit 5 for performing a route search in consideration of energy consumption based on the parameter C.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a navigation device according to Embodiment 2 of the present invention, and shows a navigation device mounted on a vehicle as a moving body, similarly to Embodiment 1 described above.
  • the navigation device 1A estimates the energy consumption weighting parameter C for each road section based on the energy consumption models of the above formulas (1) to (3) using the traveling history information of the own vehicle. Using this, it has a function of evaluating driving characteristics related to the energy consumption of the driver or vehicle characteristics related to the energy consumption of the vehicle.
  • the navigation device 1A has a characteristic evaluation unit 8 and an evaluation information presentation unit 9 added to the configuration of the first embodiment.
  • the characteristic evaluation unit 8 uses the parameter C estimated by the parameter estimation unit 3 to evaluate driving characteristics related to the driver's energy consumption or vehicle characteristics related to the vehicle's energy consumption.
  • the evaluation information presentation unit 9 is a presentation unit that presents the evaluation result from the characteristic evaluation unit 8 and outputs a display device, voice guidance, and the like that displays a map and a guidance route to the user and displays an HMI screen for various operations. It is comprised from the speaker which is an audio
  • FIG. 5 the same components as those in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the driving characteristic evaluation process performed by the characteristic evaluation unit according to the second embodiment.
  • the characteristic evaluation unit 8 obtains the energy consumption weighting parameters C (C 1 ,..., C 7 ) estimated by the parameter estimation unit 3 based on the travel history information of the driver to be evaluated ( Step ST1b).
  • characteristic evaluation unit 8 a preset reference parameters C of (C 1, ⁇ ⁇ ⁇ , C 7) and the parameter C obtained in step ST1b (C 1, ⁇ , C 7) and In comparison, it is determined whether or not the values of the parameters C 6 and C 7 in the relational expression depending on the acceleration / deceleration of the vehicle are relatively larger than the parameters C 1 to C 5.
  • the degree of eco-driving is evaluated as a characteristic (step ST2b). For example, the ratio of C 6 and C 7 to the total parameter value (C 6 / (C 1 +... + C 7 ), C 7 / (C 1 +... + C 7 ) or (C 6 + C 7 ) / (C 1 +... + C 7 )) may be used for relative determination.
  • the ratio is larger than the ratio in the preset reference parameter, it is regarded as relatively large.
  • the reference parameter C for example, a value estimated in advance using travel history information obtained by experimentally traveling the same travel route with the same vehicle is used. To do. Or it is good also considering the parameter C estimated using the driving
  • the characteristic evaluation unit 8 When the values of the parameters C 6 and C 7 are not relatively large compared to the parameters C 1 to C 5 , the characteristic evaluation unit 8 has a low acceleration / deceleration of the vehicle that particularly affects the energy consumption. However, the driver to be evaluated evaluates that the degree of eco-driving is high (driving characteristics with low energy consumption) (step ST3b). When the values of the parameters C 6 and C 7 are relatively large compared to the parameters C 1 to C 5 , the vehicle is accelerating / decelerating, so the characteristic evaluation unit 8 determines whether the driver to be evaluated Evaluates that the degree of eco-driving is low (driving characteristics with high energy consumption) (step ST4b). The evaluation result is output from the characteristic evaluation unit 8 to the evaluation information presentation unit 9. The evaluation information presentation unit 9 presents the evaluation result by the characteristic evaluation unit 8 in a visual or audible manner via a display device or an audio output device (step ST5b).
  • the characteristic evaluation unit 8 performs eco-driving based on whether or not the values of the parameters C 6 and C 7 in the relational expression depending on the acceleration / deceleration of the vehicle are relatively larger than the parameters C 1 to C 5. You may evaluate whether it is a state or a non-eco-driving state. Further, the degree of eco-driving may be defined by classifying the relative magnitudes of the parameters C 6 and C 7 compared with the parameters C 1 to C 5 in more detail. In this case, for example, the evaluation information presenting unit 9 may display an indicator indicating the degree of eco-driving on the screen or perform voice guidance indicating the degree of eco-driving.
  • the characteristic evaluation unit 8 is a weighting parameter C (C 1 ,..., C 7 ) of the energy consumption estimated by the parameter estimation unit 3 based on the travel history information of a plurality of times by the same driver. From this tendency, the improvement or deterioration tendency of the degree of eco-driving is evaluated and presented to the driver (step ST6b). For example, the reference parameter C set in advance and the parameter C estimated based on the above-mentioned multiple times of travel history information are sequentially compared and compared with the parameters C 1 to C 5 of the parameters C 6 and C 7. The trend of improvement or deterioration of the degree of eco-driving is evaluated and presented from the trend of relative size.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a vehicle characteristic evaluation process performed by the characteristic evaluation unit according to the second embodiment.
  • the evaluation information presentation unit 9 omits the process of presenting the evaluation result by the characteristic evaluation unit 8.
  • the evaluation information presentation unit 9 displays the display device or voice.
  • the evaluation result may be presented in a visual or audible manner via the output device.
  • the characteristic evaluation unit 8 calculates the energy consumption amount estimated by the parameter estimation unit 3 based on the travel history information of different vehicles on the same driver and the same travel route, similarly to step ST1b in FIG.
  • Weighting parameters C (C 1 ,..., C 7 ) are acquired.
  • the characterization unit 8 the parameters C of a preset reference (C 1, ⁇ ⁇ ⁇ , C 7) and the parameter C obtained as described above (C 1, ⁇ ⁇ ⁇ , C 7) and In comparison, it is determined whether or not each parameter value is relatively larger than the reference parameter C, and the eco degree is evaluated as a characteristic of the vehicle to be evaluated (step ST1c). In addition, you may determine a relative magnitude
  • the parameter C 3, the case of C 4, the ratio (C 3 / (C 1 + ⁇ + C 7 occupied by the C 3, C 4 to the sum of the parameter values), C 4 / (C 1 + ⁇ + C 7 ) or (C 3 + C 4 ) / (C 1 +... + C 7 )) may be used to determine the relative values of C 3 and C 4 . That is, if the ratio is larger than the ratio in the preset reference parameter, it is regarded as relatively large.
  • the characteristic evaluation unit 8 uses the energy consumption that is the base of the vehicle to be evaluated, that is, the basic energy consumption per unit time (cc / s). Alternatively, it is evaluated that W) is small (step ST2c-1).
  • the characteristic evaluation unit 8 evaluates that the rolling resistance of the vehicle to be evaluated is small when the parameter C 2 is relatively smaller than the parameters C 1 and C 3 to C 7 (step ST2c-2).
  • the characteristic evaluation unit 8 climbs and descends the vehicle to be evaluated at a place where there is a difference in altitude. (Step ST2c-3).
  • the characteristic evaluation unit 8 evaluates that the air resistance of the vehicle to be evaluated is small (step ST2c-4). ).
  • the driving characteristics related to the energy consumption of the vehicle or the energy consumption of the mobile body a characteristic evaluation method for evaluating the characteristics associated with the characteristic evaluation unit 8 obtains the parameter C, the parameters C 1 included in the parameter C, ⁇ ⁇ ⁇ , from the relative sizes of C 7, the The influence of the energy consumption factor that the parameter gives the energy consumption weighting is determined to evaluate the driving characteristics related to the energy consumption of the vehicle or the characteristics related to the energy consumption of the vehicle. By doing so, it is possible to estimate the parameter C corresponding to the energy consumption factor of the moving object while reducing the calculation cost, and using the estimated parameter C, the energy consumption of the driving characteristics related to the energy consumption of the driver Vehicle characteristics related to the vehicle can be evaluated.
  • the characteristic evaluation unit 8 includes a parameter that defines an energy consumption factor depending on the travel time of the vehicle in each section on the route, which is included in the parameter E among the parameters C.
  • Parameters that specify energy consumption factors depending on the travel distance of the vehicle in each section on the route, parameters that specify energy consumption factors that depend on the altitude difference in each section on the route, and vehicles in each section on the route The relative size of the parameter that gives the weight of the energy consumption corresponding to at least one of the parameters that define the energy consumption factor depending on the air resistance to be received is the parameter C (C 1 ,..., C 7.
  • the characteristics related to the energy consumption of the vehicle are evaluated according to whether or not they are larger than the other parameters. Thereby, the vehicle characteristic related to energy consumption can be evaluated using the estimated parameter C.
  • the mobile navigation device 1 according to the present invention is applied to a vehicle-mounted navigation device.
  • a vehicle-mounted navigation device not only the vehicle-mounted device but also a mobile phone terminal or a personal digital assistant (PDA; You may apply to Personal Digital Assistance.
  • PDA personal digital assistant
  • PND Portable Navigation Device
  • any combination of each embodiment, any component of each embodiment can be modified, or any component can be omitted in each embodiment. .
  • the parameter estimation method according to the present invention is suitable for a vehicle-mounted navigation device that performs navigation processing in consideration of energy costs, because it can accurately estimate energy consumption on a route while reducing calculation costs.
  • 1 navigation device 2 travel history information acquisition unit, 2a travel history information storage unit, 2b vehicle information acquisition unit, 3 parameter estimation unit, 4 link cost calculation unit, 5 route search processing unit, 6 user input unit, 7 map database ( DB), 8 characteristic evaluation part, 9 evaluation information presentation part.

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Abstract

　経路上の各区間での車両の走行状態及び各区間の経路情報を基に各区間での車両のエネルギ消費要因を規定するパラメータＥと、各区間のパラメータＥに対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータＣとから、当該経路を走行した車両のエネルギ消費量Ｑを表現したエネルギ消費量モデルの関係式に基づいて、パラメータＣを推定する。

Description

パラメータ推定方法、特性評価方法及びナビゲーション装置
　この発明は、車両等の移動体のエネルギ消費要因に対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータを推定するパラメータ推定方法、この方法により推定されたパラメータを用いて移動体の運転又は移動体自体の特性を評価する特性評価方法、及びこの方法により推定されたパラメータを用いて算出されたエネルギ消費量を考慮した経路を探索するナビゲーション装置に関する。
　エネルギ消費量が最小となる経路を探索するには、経路上の道路区分に対して走行時のエネルギ消費量を予測する必要がある。例えば、特許文献１には、車両の走行データを用いて車両又はその運転者に固有な推進力関連動作パラメータを推定する推定方法と、推定された推進力関連動作パラメータを用いた経路探索を行うナビゲーションシステムが開示されている。
　特許文献１に開示された上記推定方法では、休憩、発進、低速走行などの走行フェーズを推定して、走行フェーズごとに関連する自動車のローリング抗力係数などの自動車特有パラメータを推定する。そして、推定した自動車特有パラメータを用いて、燃料消費量、エネルギ消費量及び二酸化炭素排出量などの推進力関連動作パラメータが推定される。
特開２０１０－１９０８９５号公報
　特許文献１に記載される推定方法では、走行フェーズに応じた自動車のモデルを用いて自動車特有パラメータを推定する。そのため、各走行フェーズに応じた走行データの収集が必要であり、さらに、走行フェーズに応じた自動車サブシステムに対する異なるモデルが必要となる。このため、パラメータの推定に要する演算コストが増加するという課題があった。
　また、特許文献１では、走行フェーズごとの走行データが必要であるので、収集すべき走行データ量が不可避的に増大する。例えば、異なる運転者の推進力関連動作パラメータをそれぞれ推定する場合、各運転者に対応する走行データを走行フェーズごとに収集する必要がある。従って、運転者の違いなどの車両のエネルギ消費に影響を与える状況変化に柔軟に対応できない。
　さらに、特許文献１に記載の推定方法は、トルク及びエンジンの回転スピードなどの自動車の推進に関連する情報に対応するモデルを用いて、間接的に推進力関連動作パラメータを推定しているため、トルク、ギア、ブレーキ圧力などの詳細な走行データが必要である。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、演算コストの低減を図りつつ、移動体のエネルギ消費要因に対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータを推定でき、またエネルギ消費に影響を与える状況変化に柔軟に対応することができるパラメータ推定方法、この方法により推定したパラメータを用いて移動体の運転又は移動体自体の特性を評価する特性評価方法、及びこの方法により推定したパラメータを用いて算出されたエネルギ消費量を考慮してナビゲーション処理を行うナビゲーション装置を得ることを目的とする。
　この発明に係るパラメータ推定方法は、経路上の各区間での移動体の移動状態及び各区間の経路情報を基に各区間での移動体のエネルギ消費要因を規定する第１のパラメータと、各区間の第１のパラメータに対応するエネルギ消費量の重み付けを与える第２のパラメータとから、当該経路を移動した移動体のエネルギ消費量を表現したエネルギ消費量モデルの関係式に基づいて、第２のパラメータを推定するパラメータ推定方法であって、履歴情報取得部が、経路を移動して消費された移動体のエネルギ消費量、当該経路の経路情報及び当該経路での移動体の移動状態を示す情報を含む移動履歴情報を取得し、パラメータ推定部が、履歴情報取得部によって取得された移動履歴情報に含まれる経路情報及び移動体の移動状態に基づき第１のパラメータを導出して、導出した第１のパラメータ及び移動履歴情報に含まれる移動体のエネルギ消費量を用いて、エネルギ消費量モデルの関係式に基づき、当該経路上の各区間での第２のパラメータを推定する。
　この発明によれば、演算コストの低減を図りつつ、移動体のエネルギ消費要因に対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータを推定でき、またエネルギ消費に影響を与える状況変化に柔軟に対応することができるという効果がある。
この発明の実施の形態１に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るパラメータ推定部によるパラメータ推定処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１に係るパラメータ推定の概念図である。 実施の形態１に係るナビゲーション装置による経路探索処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る特性評価部による運転特性評価処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る特性評価部による車両特性評価処理の一例を示すフローチャートである。
　以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１に係る、移動体（例えば、車両）に搭載されたナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図１において、ナビゲーション装置１は、自身を搭載した車両（以下、自車と記載する）の走行履歴情報を用いて、後述のエネルギ消費モデルに基づき、道路区間（地図データで定義される道路リンク）ごとのエネルギ消費要因に対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータを推定し、推定したパラメータをナビゲーション処理へ適用する機能を有する。なお、上記エネルギ消費要因に対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータとは、本発明で扱うエネルギ消費量モデルのパラメータであり、その詳細は、後述する。
　ナビゲーション装置１は、その構成として、走行履歴情報取得部２、走行履歴情報記憶部２ａ、車両情報取得部２ｂ、パラメータ推定部３、リンクコスト算出部４、経路探索処理部５、ユーザ入力部６、及び地図データベース（ＤＢ）７を備える。
　走行履歴情報取得部２は、走行履歴情報記憶部２ａから、上記パラメータの推定に利用する走行履歴情報を取得する履歴情報取得部である。走行履歴情報には、自車の走行経路について、例えば当該経路での走行時間、走行速度、自車の停止、加減速、走行経路の走行におけるエネルギ消費量に関する情報が含まれる。
　走行履歴情報記憶部２ａは、走行履歴情報を記憶する記憶部であり、運転者と走行車両に対応付けて走行履歴情報が格納される。
　車両情報取得部２ｂは、自車の車両情報を取得する構成部であり、走行履歴情報として記憶される車両情報を計測するセンサや車両制御部から構成される。車両情報は、自車の位置、経路を走行した自車の走行速度、加減速、停止、エネルギ消費量等の実計測データを含む。
　パラメータ推定部３は、走行履歴情報取得部２が取得した処理対象の走行経路に関する走行履歴情報及び地図ＤＢ７の当該走行経路の地図データを用い、後述のエネルギ消費量モデルに従って、走行経路の道路区間ごとのエネルギ消費量の重み付けパラメータを推定する。リンクコスト算出部４は、パラメータ推定部３によって推定された道路区間ごとのエネルギ消費量の重み付けパラメータ、及び地図ＤＢ７の対応する道路データから、処理対象の走行経路における道路区間ごとのエネルギ消費量に関するリンクコストを算出する構成部である。
　経路探索処理部５は、リンクコスト算出部４により算出された道路区間ごとのエネルギ消費量に関するリンクコストに基づき、始点と終点とを結ぶエネルギコストが最小となる経路を探索する経路探索部である。ユーザ入力部６は、ユーザによる始点（例えば、出発地）や終点（例えば、目的地）の設定入力を受け付ける構成部であり、例えば表示装置の画面上に搭載したタッチパネル等で実現される。地図ＤＢ７は、経路探索等のナビゲーション処理で利用される地図データを格納するデータベースである。なお、地図データには、例えば、ノード、ノード間を結ぶ道路リンク、道路リンクの道路属性である道路種別、道路リンクの標高差等を示す道路データが含まれる。
　ここで、本発明で扱うエネルギ消費量モデルについて述べる。
　走行経路ｉ上のｊ番目の道路区間における走行時間をＴijとし、その道路区間の長さであるリンク距離をＤijとする。これらは、走行経路ｉでの交通特性、つまり自車の走行状態から特定される。
　また、道路区間における登り道路区間の標高差の和である登り標高差の和をＨup_ijとし、道路区間における降り道路区間の標高差の和である降り標高差の和をＨdown_ijとする。これらは、走行経路ｉの道路データ、例えば道路属性から特定される。
　走行経路ｉ上のｊ番目の道路区間での自車の走行速度をｖij、その道路区間における自車の停止からの加速回数をＮstop_ij、減速からの加速回数をＮdecc_ijとする。これらのパラメータは、走行経路ｉでの交通特性（自車の走行状態）から特定される。
　さらに、今般の推定（補正）対象であるエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータをＣ1，・・・，Ｃ7とすると、自車が走行経路ｉ上のｊ番目の道路区間を走行したことによるエネルギ消費量Ｑiと上記パラメータＣ1，・・・，Ｃ7との間には、下記式（１）の関係が成り立つ。
　ただし、ｑbaseは単位時間当たりの基本エネルギ消費量（ｃｃ／ｓ又はＷ）である。
　μは自車のタイヤと路面の摩擦係数（－）で、κは自車の空気抵抗係数（－）である。
　Ｍは自車の車両重量であり、例えば１５００（ｋｇ）等の値が設定される。
　ｍは慣性であり、例えば０．２・Ｍ（ｋｇ）等の値が設定される。
　ｇは重力加速度であり、例えば１０．０（ｍ／ｓ2）を設定する。
　εは正味熱効率（－）であり、ηは総伝達効率（－）である。
　また、Ｈは燃料の熱量換算係数であり、例えば、３．４・１００００（Ｊ／ｃｃ）等の値が設定される。
　ｖstop_sは、自車の停止からの加速開始時の速度（＝０（ｋｍ／ｈ））である。
　ｖstop_eは、自車の停止からの加速終了時の速度、すなわち停車状態から加速して、当該加速を終了する走行速度であり、走行経路ｉが高速道路である場合、例えば１００（ｋｍ／ｈ）を設定する。
　ｖdecc_sは、自車の減速からの加速開始時の速度、すなわち減速してから再び加速を開始する走行速度であり、例えば、走行経路ｉが高速道路である場合において９０（ｋｍ／ｈ）まで減速されると加速を開始するよう設定する。
　ｖdecc_eは、自車の減速からの加速終了時の速度であり、例えば、９０（ｋｍ／ｈ）から加速した後に加速を終了する走行速度として１１０（ｋｍ／ｈ）を設定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　上記式（１）の右辺各項における重み付けパラメータＣ1，・・・，Ｃ7以外の部分をそれぞれＥi1，・・・，Ｅi7と表現すると、下記式（２）が得られる。Ｅi1，・・・，Ｅi7は、走行経路ｉの走行履歴情報に含まれる走行時間や走行距離、走行速度、加速回数、及び、走行経路ｉの道路データ（地図ＤＢ７の地図データ）に含まれる道路リンクの標高差を用いて算出可能なパラメータである。
　つまり、上記式（１）の右辺第１項は、走行経路ｉ上のｊ番目の道路区間での走行時間に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータである。
　また、上記式（１）の右辺第２項は、走行経路ｉ上のｊ番目の道路区間の走行距離に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータである。
　上記式（１）の右辺第３項及び第４項は、走行経路ｉ上のｊ番目の道路区間における標高差に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータであり、第３項が登り道路区間の標高差の和に依存したエネルギ消費要因を規定し、第４項が降り道路区間の標高差の和に依存したエネルギ消費要因を規定する。
　上記式（１）の右辺第５項は、走行経路ｉ上のｊ番目の道路区間で自車が受ける空気抵抗に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータである。
　さらに、上記式（１）の右辺第６項及び第７項は、走行経路ｉ上のｊ番目の道路区間における自車の加減速に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータであり、第６項が停止からの加速回数に依存したエネルギ消費要因を規定し、第７項が減速からの加速回数に依存したエネルギ消費要因を規定する。
　Ｑi＝Ｃ1・Ｅi1＋Ｃ2・Ｅi2＋Ｃ3・Ｅi3＋Ｃ4・Ｅi4＋Ｃ5・Ｅi5＋Ｃ6・Ｅi6＋Ｃ7・Ｅi7　　　・・・（２）
　さらに、ｍａ個の走行経路（ｉ＝ｍａ）に関する走行履歴が得られている場合、下記式（３）の関係が成り立つ。この式（Ｑ＝ＥＣ）をエネルギ消費量の重み付けパラメータＣに関して解くことにより、自車の実走行により計測されたエネルギ消費量Ｑiに対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）を推定できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　上記式（１）～（３）が、本発明で扱うエネルギ消費量モデルの関係式である。
　次に動作について説明する。
｛１｝パラメータＣの推定
　図２は、実施の形態１に係るパラメータ推定部によるパラメータ推定処理の流れを示すフローチャートである。また、図３は、実施の形態１に係るパラメータ推定の概念図である。ここでは、対象の走行経路について取得された複数回の走行履歴情報を用いて、エネルギ消費量モデルのパラメータＣを補正する方法について記載する。
　先ず、パラメータ推定部３は、走行履歴情報取得部２により取得された処理対象の走行経路ｉの走行履歴情報から、走行経路ｉでの自車の実走行で計測された実エネルギ消費量Ｑiを抽出する（ステップＳＴ１）。
　次に、パラメータ推定部３は、走行経路ｉの走行履歴情報と地図ＤＢ７の対応する地図データ（走行経路ｉの道路データ）を用いて、走行経路ｉ上のｊ番目の道路区間における走行時間Ｔij、その道路区間の長さであるリンク距離Ｄij、道路区間における登り道路区間の標高差の和である登り標高差の和Ｈup_ij、道路区間における降り道路区間の標高差の和である降り標高差の和Ｈdown_ij、その道路区間における自車の走行速度ｖij及び停止からの加速回数Ｎstop_ij、減速からの加速回数Ｎdecc_ijを求める。
　そして、パラメータ推定部３は、求めたＴij、Ｄij、Ｈup_ij、Ｈdown_ij、ｖij、Ｎstop_ij、Ｎdecc_ijの値を用いて、上記式（１）～（３）で表されるエネルギ消費量モデルのパラメータＥを算出する（ステップＳＴ２）。上述したように、パラメータＥには、走行経路ｉの道路属性、交通特性が反映されている。
　次いで、パラメータ推定部３は、実エネルギ消費量ＱiとパラメータＥ（Ｅi1，・・・，Ｅi7）を用いて、上記式（１）～（３）から、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）を算出する（ステップＳＴ３）。
　例えば、図３に示すようにｍａ個の走行経路（ｉ＝ｍａ）に関する走行履歴が得られている場合、実エネルギ消費量ＱiとパラメータＥとを用いて、上記式（１）～（３）を、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）に関して解く。
　これにより、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）を推定することができる。すなわち、実エネルギ消費量Ｑiに対する推定誤差が小さくなるような重み付けパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）を算出できる。
　これは、連立一次方程式を解くことに相当しており、疑似逆行列を用いて誤差が最小となるような解が求められる。
　なお、上記式（３）に疑似逆行列を用いて、実エネルギ消費量Ｑiに対する推定誤差が最小となる解としてパラメータＣを求める場合を示したが、より簡易な方法でパラメータＣを求めてもよい。例えば、パラメータＣの値を、取り得る範囲と離散化単位とを固定化して限定し、このパラメータ空間を離散化で限定した点について全検索することにより、準最適なパラメータＣを求めてもよい。
　また、パラメータＣの数が増加して求解に要する計算時間が長時間化する場合は、２次計画法等の解法を採用して高速化を図ってもよい。
　上述したように、本発明のパラメータ推定方法では、上記式（１）～（３）で表されるエネルギ消費量モデルにおける、走行経路でのエネルギ消費量Ｑと、各経路での走行時間及び走行距離に関するパラメータＥとが、走行履歴情報から求められればよい。
　この場合、図２に示したように車両の走行速度等を含む詳細な走行履歴情報を用いて、走行時間Ｔij、加速回数Ｎstop_ij、Ｎdecc_ijを求めてもよい。
　また、詳細な走行履歴情報が得られない場合には、地図データに含まれる走行経路ｉ上の道路区間（道路リンク）の道路種別あるいは信号機の数を利用して、走行時間Ｔij、加速回数Ｎstop_ij、Ｎdecc_ijを推定してもよい。
　その場合は、走行速度等の詳細な情報は不要であり、走行ごとの総エネルギ消費量Ｑと走行経路ｉとを記憶しておけば、パラメータＣの推定を実施することが可能である。
｛２｝パラメータＣを適用した経路探索処理
　図４は、実施の形態１に係るナビゲーション装置による経路探索処理の流れを示すフローチャートであり、特に｛１｝のようにして推定したパラメータＣを経路探索へ適用した場合を示している。
　先ず、走行履歴情報取得部２が、走行履歴情報記憶部２ａから自車の走行履歴情報を取得する（ステップＳＴ１ａ）。
　次に、パラメータ推定部３が、走行履歴情報取得部２により取得された走行履歴情報を用いて上記式（１）～（３）に基づき、パラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）の値を推定する（ステップＳＴ２ａ）。
　この後、経路探索処理部５が、ユーザ入力部６を用いた設定入力を受け付ける始点及び終点の設定用のＨＭＩ（Human Machine Interface）を提供する。このＨＭＩに基づき、ユーザが、経路の始点及び終点を決定する（ステップＳＴ３ａ）。続いて、ユーザによるユーザ入力部６への指示に基づき、経路の始点及び終点を示す情報が経路探索処理部５に設定される。
　次いで、経路探索処理部５は、地図ＤＢ７の地図データを用いて、始点と終点との間を結ぶ１つ又は複数の経路候補を算出すると共に、経路候補上の各道路区間（道路リンク）ごとに、パラメータ推定部３により推定された対応する道路区間のエネルギ消費量の重み付けパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）の値を用いてエネルギコストを算出する。
　このようにして、経路探索処理部５は、始点と終点との間を結ぶ経路候補のうち、合計のエネルギコストが最小となる経路を探索する（ステップＳＴ４ａ）。この後、探索結果の経路を推奨経路として経路案内が実行される。
　なお、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣを推定するタイミングは、様々な場面が想定される。例えば、本発明に係るナビゲーション装置１の出荷前にある代表車種の車両の走行履歴情報を収集して、各道路区間のエネルギ消費量の重み付けパラメータＣを推定し、地図データ（道路データ）に対応付けてナビゲーション装置１に格納しておく。このように予め推定した重み付けパラメータＣを出荷後の経路探索に利用する。
　この場合、予め推定した重み付けパラメータＣを初期値（デフォルト）として利用し、自車の走行で得られた走行履歴情報に基づいて、上記｛１｝と同様にしてパラメータＣの値を自車に合わせて補正してもよい。
　また、例えば自車のＣＡＮ（Controller Area Network）等を通じてリアルタイムなエネルギ消費量情報を利用できる場合には、ナビゲーション装置１Ａの利用時の車両又は運転者の特性に合わせて、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）をオンラインで調整してもよい。
　また、運転者又は走行日時に応じて走行履歴情報を選別し、走行履歴情報記憶部２ａに記憶しておき、パラメータ推定部３が、運転者あるいは走行日時に対応する走行履歴情報を用いて、運転者に固有あるいは曜日や季節等の日時に固有な重み付けパラメータＣを推定してもよい。このようにすることで、エネルギコストの推定精度を向上させることができ、経路探索処理部５が、運転者又は走行日時に応じて最適な経路を探索することが可能である。
　なお、上記の説明では、推定したエネルギ消費量の重み付けパラメータＣを経路探索に利用する場合を示したが、案内経路が決まっている際の残エネルギ量に対する走行可能距離の算出、あるいは、案内経路が決まっていない場合における残エネルギ量に対する走行可能範囲の算出に、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣを利用してもよい。
　例えば、案内経路が決まっている場合、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣを用いて、現在位置から目的地へ至るまでの各道路区間のエネルギコストを算出し、その時点での自車の残エネルギ量から走行可能な道路区間を判別して走行可能距離を求める。
　また、案内経路が決まっていない場合には、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣを用いて、自車位置から進行できる道路区間のエネルギコストを順次算出し、各道路区間のエネルギコストの和と、自車の残エネルギ量との比較結果から、自車が走行可能な範囲を求める。
　以上のように、この実施の形態１によれば、経路上の各区間での車両の走行状態及び各区間の経路情報を基に各区間での車両のエネルギ消費要因を規定するパラメータＥと、各区間のパラメータＥに対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）とから、当該経路を走行した車両のエネルギ消費量Ｑを表現したエネルギ消費量モデルの関係式（１）～（３）に基づいて、パラメータＣを推定するパラメータ推定方法であって、走行履歴情報取得部２が、経路を走行して消費された車両のエネルギ消費量Ｑ、当該経路の経路情報及び当該経路での車両の走行状態を示す情報を含む走行履歴情報を取得し、パラメータ推定部３が、走行履歴情報取得部２によって取得された走行履歴情報に含まれる経路情報及び車両の走行状態に基づきパラメータＥを導出して、導出したパラメータＥ及び走行履歴情報に含まれる車両のエネルギ消費量Ｑを用いて、エネルギ消費量モデルの関係式に基づき、当該経路上の各区間でのパラメータＣを推定する。
　このようにすることで、簡易な走行履歴情報から導出可能なパラメータＥとこれに対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータＣとを利用してエネルギ消費量Ｑを表したエネルギ消費量モデルを用いることから、演算コストの低減を図りつつ、車両のエネルギ消費要因に対応するパラメータＣを推定できる。また、簡易な走行履歴情報から最終的にパラメータＣを推定できることから、パラメータを推定するために必要な情報を運転者ごとに容易に収集でき、運転者の違いのようなエネルギ消費に影響を与える状況変化に柔軟に対応することができる。
　また、この実施の形態１によれば、パラメータＥが、経路上の各区間での車両の走行時間に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間での車両の走行距離に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間での標高差に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間で車両が受ける空気抵抗に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、及び経路上の各区間での車両の加減速に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータを含み、パラメータＣが、パラメータＥに含まれるパラメータに対して、各エネルギ消費要因に対応するエネルギ消費量の重み付けをそれぞれ与えるパラメータＣ1，・・・，Ｃ7を含む。
　このようなエネルギ消費量モデルを採用することで、経路上の各区間での車両の速度やリンク距離等の簡単な走行状態を示す情報や経路情報から、パラメータＥを導出することができ、演算コストを低減できる。
　さらに、この実施の形態１によれば、ナビゲーション装置１が、経路を走行して消費された自車のエネルギ消費量、当該経路の経路情報及び当該経路における自車の走行状態を含む走行履歴情報を取得する走行履歴情報取得部２と、走行履歴情報取得部２により取得された走行履歴情報を用いて上述したパラメータ推定方法によりパラメータＣを推定するパラメータ推定部３と、パラメータ推定部３により推定されたパラメータＣに基づき、エネルギ消費を考慮した経路探索を行う経路探索処理部５とを備える。これにより、エネルギ消費量を考慮した経路を探索し案内するナビゲーション装置を提供することができる。
実施の形態２．
　上記実施の形態１では、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣを経路探索に利用する場合を示したが、この実施の形態２は、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣを用いて運転者の運転特性あるいは車両特性を評価する構成について述べる。
　図５は、この発明の実施の形態２に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図であり、上記実施の形態１と同様に、移動体として車両に搭載されたナビゲーション装置を示している。図５において、ナビゲーション装置１Ａは、自車の走行履歴情報を用いて、上記式（１）～（３）のエネルギ消費モデルに基づき、道路区間ごとのエネルギ消費量の重み付けパラメータＣを推定し、これを用いて運転者のエネルギ消費に関連した運転特性あるいは車両のエネルギ消費に関連した車両特性を評価する機能を有する。
　ナビゲーション装置１Ａは、上記実施の形態１の構成に対して、特性評価部８及び評価情報提示部９が追加されている。特性評価部８は、パラメータ推定部３により推定されたパラメータＣを用いて、運転者のエネルギ消費に関連した運転特性あるいは車両のエネルギ消費に関連した車両特性を評価する。評価情報提示部９は、特性評価部８による評価結果を提示する提示部であり、ユーザに地図や案内経路を表示したり、各種操作用のＨＭＩ画面を表示する表示装置及び音声ガイダンス等を出力する音声出力装置であるスピーカから構成される。なお、図５において、図１と同一の構成要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
　次に動作について説明する。
｛１｝運転特性の評価
　先ず、パラメータ推定部３により推定されたエネルギ消費量の重み付けパラメータＣを用いて、運転者の運転特性を評価する場合について説明する。
　図６は、実施の形態２に係る特性評価部による運転特性評価処理の一例を示すフローチャートである。
　特性評価部８は、評価対象の運転者の走行履歴情報に基づいて、パラメータ推定部３により推定された、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）を取得する（ステップＳＴ１ｂ）。
　次に、特性評価部８は、予め設定された基準のパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）と、ステップＳＴ１ｂで取得したパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）とを比較して、自車の加減速に依存する関係式におけるパラメータＣ6，Ｃ7の値がパラメータＣ1～Ｃ5と比べて相対的に大きいか否かを判定し、対象の運転者の運転特性としてエコ運転の度合を評価する（ステップＳＴ２ｂ）。例えば、パラメータ値の合計に対するＣ6，Ｃ7が占める割合（Ｃ6／（Ｃ1＋・・・＋Ｃ7）、Ｃ7／（Ｃ1＋・・・＋Ｃ7）又は（Ｃ6＋Ｃ7）／（Ｃ1＋・・・＋Ｃ7））を用いて、相対的な判定を実施してもよい。すなわち、上記割合が予め設定された基準のパラメータにおける割合よりも大きければ、相対的に大きいとみなす。
　なお、基準のパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）として、例えば、同一の走行経路を同一の車両で実験走行して得られた走行履歴情報を用いて予め推定された値を利用する。あるいは、同一の車両と走行経路で得られた複数回の走行履歴情報を用いて推定したパラメータＣを基準としてもよい。
　パラメータＣ6，Ｃ7の値がパラメータＣ1～Ｃ5と比べて相対的に大きくない場合は、エネルギ消費量に特に影響を与える車両の加減速が少ない運転であることから、特性評価部８が、評価対象の運転者はエコ運転の度合が高い（エネルギ消費量が低い運転特性）と評価する（ステップＳＴ３ｂ）。
　また、パラメータＣ6，Ｃ7の値がパラメータＣ1～Ｃ5と比べて相対的に大きい場合は、車両の加減速が多い運転であることから、特性評価部８が、評価対象の運転者はエコ運転の度合が低い（エネルギ消費量が高い運転特性）と評価する（ステップＳＴ４ｂ）。
　上記評価結果は、特性評価部８から評価情報提示部９へ出力される。評価情報提示部９は、特性評価部８による評価結果を、表示装置又は音声出力装置を介して視覚的又は聴覚的な方法で提示する（ステップＳＴ５ｂ）。
　なお、特性評価部８は、自車の加減速に依存する関係式におけるパラメータＣ6，Ｃ7の値がパラメータＣ1～Ｃ5と比べて相対的に大きいか否かに基づいて、エコ運転状態であるか、非エコ運転状態であるかを評価してもよい。
　また、特性評価部８が、パラメータＣ6，Ｃ7のパラメータＣ1～Ｃ5と比べた相対的な大きさをより詳細に分類することで、エコ運転の度合を規定してもよい。この場合は、評価情報提示部９が、例えば、エコ運転の度合を示すインジケータを画面に表示したり、エコ運転の度合を示す音声ガイダンスを行ってもよい。
　一方、特性評価部８は、同一の運転者による複数回の走行履歴情報に基づいて、パラメータ推定部３によりそれぞれ推定されたエネルギ消費量の重み付けパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）の傾向から、エコ運転の度合の改善又は悪化傾向を評価して当該運転者へ提示する（ステップＳＴ６ｂ）。例えば、予め設定された基準のパラメータＣと、上記の複数回の走行履歴情報に基づいて推定されたパラメータＣとを逐次比較して、パラメータＣ6，Ｃ7のパラメータＣ1～Ｃ5と比べた相対的な大きさの傾向からエコ運転の度合の改善又は悪化傾向を評価して提示する。
｛２｝車両特性の評価
　次に、パラメータ推定部３によって推定されたパラメータＣを用いて、車両特性を評価する場合について説明する。
　図７は、実施の形態２に係る特性評価部による車両特性評価処理の一例を示すフローチャートである。なお、図７では、評価情報提示部９が特性評価部８による評価結果を提示する処理を省略しているが、図６のステップＳＴ５ｂと同様に、評価情報提示部９が、表示装置又は音声出力装置を介して評価結果を視覚的又は聴覚的な方法で提示してもよい。
　先ず、特性評価部８は、同一の運転者及び同一の走行経路における異なる車両の走行履歴情報に基づいて、図６のステップＳＴ１ｂと同様に、パラメータ推定部３により推定された、エネルギ消費量の重み付けパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）を取得する。
　そして、特性評価部８は、予め設定された基準のパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）と、上述のように取得したパラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）とを比較して、各パラメータの値が基準のパラメータＣと比べて相対的に大きいか否かを判定し、評価対象の車両の特性としてエコ度合を評価する（ステップＳＴ１ｃ）。なお、図６の場合と同様に相対的な大きさを判定してもよい。例えば、パラメータＣ3，Ｃ4の場合、パラメータ値の合計に対するＣ3，Ｃ4が占める割合（Ｃ3／（Ｃ1＋・・・＋Ｃ7）、Ｃ4／（Ｃ1＋・・・＋Ｃ7）又は（Ｃ3＋Ｃ4）／（Ｃ1＋・・・＋Ｃ7））を用いて、Ｃ3，Ｃ4の値の相対的な判定を実施してもよい。すなわち、上記割合が予め設定された基準のパラメータにおける割合よりも大きければ、相対的に大きいとみなす。
　特性評価部８は、パラメータＣ1がパラメータＣ2～Ｃ7と比べて相対的に小さい場合、評価対象の車両のベースとなるエネルギ消費量、すなわち単位時間当たりの基本エネルギ消費量（ｃｃ／ｓ又はＷ）が少ないと評価する（ステップＳＴ２ｃ－１）。
　特性評価部８は、パラメータＣ2がパラメータＣ1，Ｃ3～Ｃ7と比べて相対的に小さい場合、評価対象の車両の転がり抵抗が小さいと評価する（ステップＳＴ２ｃ－２）。
　特性評価部８は、パラメータＣ3，Ｃ4がパラメータＣ1，Ｃ2，Ｃ5～Ｃ7と比べて相対的に小さい場合には、評価対象の車両が標高差のある場所での登り降りの影響を受けにくいと評価する（ステップＳＴ２ｃ－３）。
　特性評価部８は、パラメータＣ5がパラメータＣ1～Ｃ4，Ｃ6，Ｃ7と比べて相対的に小さい場合には、評価対象の車両の空気抵抗が小さいと評価する（ステップＳＴ２ｃ－４）。
　以上のように、この実施の形態２によれば、上記実施の形態１で示したパラメータ推定方法により推定されたパラメータＣに基づき、車両のエネルギ消費に関連した運転特性又は当該移動体のエネルギ消費に関連した特性を評価する特性評価方法であって、特性評価部８が、パラメータＣを取得し、パラメータＣに含まれるパラメータＣ1，・・・，Ｃ7の相対的な大きさから、当該パラメータがエネルギ消費量の重み付けを与えるエネルギ消費要因の影響を判断して、車両のエネルギ消費に関連した運転特性又は車両のエネルギ消費に関連した特性を評価する。このようにすることで、演算コストの低減を図りつつ、移動体のエネルギ消費要因に対応するパラメータＣを推定でき、推定したパラメータＣを用いて運転者のエネルギ消費に関連した運転特性のエネルギ消費に関連した車両特性を評価することができる。
　また、この実施の形態２によれば、特性評価部８が、パラメータＣのうち、パラメータＥに含まれる、経路上の各区間での車両の走行時間に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間での車両の走行距離に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間での標高差に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ及び経路上の各区間で車両が受ける空気抵抗に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータのうちの少なくとも一つに対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータの相対的な大きさが、パラメータＣ（Ｃ1，・・・，Ｃ7）における他のパラメータに比べて大きいか否かに応じて、車両のエネルギ消費に関連した特性を評価する。これにより、推定されたパラメータＣを用いてエネルギ消費に関連した車両特性を評価することができる。
　上記実施の形態１，２では、この発明に係る移動体ナビゲーション装置１を、車載用のナビゲーション装置に適用した場合を示したが、車載用のみならず、携帯電話端末あるいは携帯情報端末（ＰＤＡ；Personal Digital Assistance）に適用してもよい。
　また、車両、鉄道、船舶又は航空機等の移動体に、人が携帯して持ち込んで使用されるＰＮＤ（Portable Navigation Device）等に適用してもよい。
　なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係るパラメータ推定方法は、演算コストの低減を図りつつ、経路上のエネルギ消費量を正確に推定できることから、エネルギコストを考慮したナビゲーション処理を行う車載用のナビゲーション装置に好適である。
　１　ナビゲーション装置、２　走行履歴情報取得部、２ａ　走行履歴情報記憶部、２ｂ　車両情報取得部、３　パラメータ推定部、４　リンクコスト算出部、５　経路探索処理部、６　ユーザ入力部、７　地図データベース（ＤＢ）、８　特性評価部、９　評価情報提示部。

Claims (6)

  1. 　経路上の各区間での移動体の移動状態及び前記各区間の経路情報を基に前記各区間での前記移動体のエネルギ消費要因を規定する第１のパラメータと、前記各区間の第１のパラメータに対応するエネルギ消費量の重み付けを与える第２のパラメータとから、当該経路を移動した前記移動体のエネルギ消費量を表現したエネルギ消費量モデルの関係式に基づいて、前記第２のパラメータを推定するパラメータ推定方法であって、
    　履歴情報取得部が、経路を移動して消費された移動体のエネルギ消費量、当該経路の経路情報及び当該経路での前記移動体の移動状態を示す情報を含む移動履歴情報を取得し、
    　パラメータ推定部が、前記履歴情報取得部によって取得された移動履歴情報に含まれる前記経路情報及び前記移動体の移動状態に基づき前記第１のパラメータを導出して、導出した第１のパラメータ及び前記移動履歴情報に含まれる前記移動体のエネルギ消費量を用いて、前記エネルギ消費量モデルの関係式に基づき、当該経路上の各区間での前記第２のパラメータを推定することを特徴とするパラメータ推定方法。
  2. 　前記第１のパラメータは、経路上の各区間での移動体の移動時間に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間での移動体の移動距離に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間での標高差に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間で移動体が受ける空気抵抗に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、及び経路上の各区間での移動体の加減速に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータを含み、
    　前記第２のパラメータは、前記第１のパラメータに含まれる前記パラメータに対して、各エネルギ消費要因に対応するエネルギ消費量の重み付けをそれぞれ与えるパラメータを含むことを特徴とする請求項１記載のパラメータ推定方法。
  3. 　請求項２記載のパラメータ推定方法により推定された第２のパラメータに基づき、移動体のエネルギ消費に関連した運転特性又は当該移動体のエネルギ消費に関連した特性を評価する特性評価方法であって、
    　特性評価部が、
    　前記パラメータ推定方法により推定された第２のパラメータを取得し、
    　当該第２のパラメータに含まれるパラメータの相対的な大きさから、当該パラメータがエネルギ消費量の重み付けを与えるエネルギ消費要因の影響を判断して、移動体のエネルギ消費に関連した運転特性又は当該移動体のエネルギ消費に関連した特性を評価することを特徴とする特性評価方法。
  4. 　前記特性評価部は、前記第２のパラメータのうち、前記第１のパラメータに含まれる、移動体の加減速に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータに対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータの相対的な大きさが、当該第２のパラメータにおける他のパラメータに比べて大きい場合に、エネルギ消費量が高い運転特性であると評価することを特徴とする請求項３記載の特性評価方法。
  5. 　前記特性評価部は、前記第２のパラメータのうち、前記第１のパラメータに含まれる、経路上の各区間での移動体の移動時間に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間での移動体の移動距離に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、経路上の各区間での標高差に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータ、及び経路上の各区間で移動体が受ける空気抵抗に依存したエネルギ消費要因を規定するパラメータのうちの少なくとも一つに対応するエネルギ消費量の重み付けを与えるパラメータの相対的な大きさが、当該第２のパラメータにおける他のパラメータに比べて大きいか否かに応じて、当該移動体のエネルギ消費に関連した特性を評価することを特徴とする請求項３記載の特性評価方法。
  6. 　経路を移動して消費された移動体のエネルギ消費量、当該経路の経路情報及び当該経路における前記移動体の移動状態を含む移動履歴情報を取得する履歴情報取得部と、
    　前記履歴情報取得部により取得された移動履歴情報を用いて請求項１又は請求項２記載のパラメータ推定方法により第２のパラメータを推定するパラメータ推定部と、
    　前記パラメータ推定部により推定された前記第２のパラメータに基づき、エネルギ消費を考慮した経路探索を行う経路探索処理部とを備えたナビゲーション装置。
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