JP2017078871A - 車両用情報システム、サーバ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行に要する消費エネルギーを正確に予測して、最適な経路を素早く探索する。【解決手段】サーバ装置５００は、蓄積部５０２により、複数の地図レベルに階層分けされ、各地図レベルについて所定の道路区間ごとに設定されたリンクの情報を含む地図データと、地図データにおいて地図レベル１に対応する各下位リンクに対して、消費電力量または回生電力量を推定するための統計パラメータとを記憶する。また、演算処理部５０１の処理により、蓄積部５０２に記憶された下位リンクの統計パラメータに基づいて、レベル１よりも上位の地図レベルに対応する各上位リンクに対して、消費電力量または回生電力量を推定するための統計パラメータを算出する。これらの統計パラメータに基づいて、推奨経路の探索を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の情報システムと、この情報システムにおいて用いられるサーバ装置とに関する。

車両の走行に要する消費エネルギーの推定に関して、従来、車両の走行パターンを予測し、予測された走行パターンに基づいて各道路リンクの燃料消費量を予測して、燃費最小経路を探索するカーナビゲーション装置が知られている（特許文献１参照）。

また、様々な車両に搭載されたナビゲーション装置からプローブ情報をそれぞれ収集し、収集したプローブ情報に基づいて作成した各リンクの交通情報を必要に応じて各ナビゲーション装置に配信する交通情報作成装置が知られている（特許文献２参照）。

特開２０１０−１０７４５９号公報 特開２００８−８４２６０号公報

特許文献１に開示される従来のカーナビゲーション装置では、一定の加減速度Ｇで加減速を繰り返すような走行パターンに基づいて加速損失を推定し、これを用いて各道路リンクの燃料消費量を推定している。しかし、実際の車両の走行環境では、このような単純な走行パターンに従って加減速が行われるとは限らない。そのため、高い精度で燃料消費量の推定を行うのは困難であった。

また、特許文献２に開示される従来の交通情報作成装置では、リンク単位で交通情報を作成している。そのため、たとえば出発地から目的地までの間に多数のリンクが存在する場合に、この交通情報を用いて経路探索を行うと、最適な経路を素早く探索することが困難であった。

上記のような従来の問題点に鑑みて、本発明では、車両の走行に要する消費エネルギーを正確に予測して、最適な経路を素早く探索することを目的とする。

本発明による車両用情報システムは、車両にそれぞれ搭載される複数の車載装置と、前記車載装置と通信回線を介して接続されるサーバ装置とを有する。この車両用情報システムにおいて、前記サーバ装置は、複数の地図レベルに階層分けされ、各地図レベルについて所定の道路区間ごとに設定されたリンクの情報を含む地図データと、前記地図データにおいて所定階層の地図レベルに対応する各下位リンクに対して、消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータとを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記下位リンクの統計パラメータに基づいて、前記地図データにおいて前記所定階層の地図レベルよりも上位の地図レベルに対応する各上位リンクに対して、消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータを算出する上位統計パラメータ算出手段とを備える。
本発明によるサーバ装置は、複数の地図レベルに階層分けされ、各地図レベルについて所定の道路区間ごとに設定されたリンクの情報を含む地図データと、前記地図データにおいて所定階層の地図レベルに対応する各下位リンクに対して、消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータとを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記下位リンクの統計パラメータに基づいて、前記地図データにおいて前記所定階層の地図レベルよりも上位の地図レベルに対応する各上位リンクに対して、消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータを算出する上位統計パラメータ算出手段とを備える。

本発明によれば、車両の走行に要する消費エネルギーを正確に予測して、最適な経路を素早く探索することができる。

本発明の一実施形態による車両用情報システムの構成を示す図である。 車載システムの構成を示す図である。 ナビゲーション装置の構成を示す図である。 加減速情報送信処理のフローチャートである。 加減速度の変化を検出する様子を示す図である。 損失・回生パラメータ算出処理のフローチャートである。 損失区間と回生区間の判断方法を説明する図である。 損失・回生パラメータの例を示す図である。 統計パラメータの算出方法を説明する図である。 上位リンク統計パラメータ生成処理のフローチャートである。 下位リンクの統計パラメータの例を示す図である。 下位リンクの統計パラメータから上位リンクの統計パラメータを算出する方法を説明する図である。 経路情報配信処理のフローチャートである。 地図レベルの選択方法を説明する図である。 個人補正係数算出処理のフローチャートである。

−第１の実施形態−
本発明の一実施形態に係る車両用情報システムの構成を図１に示す。この車両用情報システムは、車両１００、２００および３００とサーバ装置５００とが移動体通信網４００を介して接続されることにより構成される。車両１００、２００および３００は、バッテリに蓄積された電気エネルギーを利用して駆動する車両（ＥＶ：Electric Vehicle）である。

車両１００、２００および３００は、各々が走行中に検出した加速度または減速度の変化に関する加減速情報を移動体通信網４００を介してサーバ装置５００へ送信する。なお、以下の説明では、加速度と減速度を合わせて加減速度と称する。また、サーバ装置５００に対して、当該車両の残電力量、位置、目的地などを表す車両情報を送信することにより、当該車両が走行すべき推奨経路の探索をサーバ装置５００へ要求することもできる。図１では、車両１００からサーバ装置５００へ車両情報を送信し、それに応じてサーバ装置５００が推奨経路を探索することでサーバ装置５００から送信される経路情報を車両１００が受信する様子を示しているが、他の車両２００、３００においても同様である。

サーバ装置５００は、演算処理部５０１および蓄積部５０２を有している。演算処理部５０１は、車両１００、２００および３００から移動体通信網４００を介してそれぞれ送信された加減速情報を受信し、その内容に基づく演算処理を行う。また、いずれかの車両（図１では車両１００）から送信された車両情報に基づいて、当該車両の推奨経路を探索するための演算処理を行い、その演算結果に応じた経路情報を移動体通信網４００を介して当該車両へ送信する。演算処理部５０１が行うこれらの演算処理の具体的な内容については、後で詳細に説明する。

蓄積部５０２は、演算処理部５０１が行う上記演算処理に必要な地図データを含む各種データや、演算処理部５０１の演算処理結果に関するデータなどを記憶保持する。これらのデータは、演算処理部５０１の制御により、必要に応じて蓄積部５０２から読み出されたり、蓄積部５０２に書き込まれたりする。

蓄積部５０２に記録された地図データは、地図の縮尺に応じて複数の地図レベルに階層分けされている。たとえば、最も詳細側（縮尺が最大）の地図データを最下位層のレベル１地図データとし、最も広域側（縮尺が最小）の地図データを最上位層のレベル７地図データとして、レベル１〜７に地図データが階層分けされている。なお、地図レベルの数はこれに限定されず、任意のレベル数で地図データを階層分けすることができる。

各レベルの地図データは、経路計算データと、道路データと、背景データとを含む。経路計算データは、目的地までの推奨経路を探索する際などに用いられるデータである。道路データは、道路の形状や種別などを表すデータである。背景データは、地図の背景を表すデータである。なお、地図の背景とは、地図上に存在する道路以外の様々な構成物である。たとえば、河川、鉄道、緑地帯、各種構造物などが背景データによって表される。これらのデータは、所定の地図領域ごとに設定された地図メッシュ単位で地図レベルごとに区分されている。

地図データにおいて各道路の最小単位はリンクと呼ばれている。すなわち、地図レベルごとに表された各地の道路は、所定の道路区間にそれぞれ対応する複数のリンクによって構成されており、リンク単位で経路計算データおよび道路データが表現されている。リンク同士を接続している点、すなわち各リンクの端点はノードと呼ばれる。地図データにおける各ノードの情報には、位置情報（座標情報）が含まれている。なお、リンク内においてノードとノードの間に必要に応じて形状補間点と呼ばれる点が設定されていることもある。地図データにおける各形状補間点の情報には、ノードの場合と同様に位置情報（座標情報）が含まれている。このノードと形状補間点の位置情報によって、各リンクの形状、すなわち道路の形状が決定される。このように、蓄積部５０２に記憶されている地図データにおいて、道路は地図レベルごとに複数のノードとリンクを用いて表されている。

地図データでは一般的に、上位階層の地図レベルであるほど細かい道路が省略されており、各リンクが表す道路区間が長くなる。そのため、上位階層の地図レベルでは１つのリンクで表される道路区間が、下位階層の地図レベルでは２以上のリンクに分割して表される。すなわち、上位階層の地図レベルにおける１つのリンクは、下位階層の地図レベルにおける複数のリンクに対応する。なお、異なる地図レベルのリンクが同じ道路区間を表す場合もある。その場合、上位階層の地図レベルにおける１つのリンクは、下位階層の地図レベルにおいても１つのリンクに対応する。

経路計算データには、各道路区間に対応するリンクごとに、車両が当該道路区間を走行する際の通過所要時間等に応じたリンクコストが設定されている。このリンクコストに基づいて、予め設定された経路探索条件に応じたリンクの組合せを求めることにより、サーバ装置５００において推奨経路の探索が行われる。たとえば、移動時間の短さを最優先として経路探索を行うような経路探索条件が設定されている場合は、出発地から目的地までの通過所要時間が最小となるリンクの組合せが推奨経路として求められる。

図１の車両用情報システムでは、上記のようなリンクコストに基づく経路探索以外に、電気エネルギーの消費量に基づく経路探索を行うことができる。すなわち、いずれかの車両（図１では車両１００）からサーバ装置５００に対して車両情報が送信されて経路探索の要求が行われると、サーバ装置５００は、当該車両の電気エネルギーの消費量が最小となる推奨経路を探索する。具体的には、車両１００の現在位置を出発地として、車両１００が出発地から目的地までの道路を走行する際に消費または回生される電気エネルギー量をリンクごとに推定し、その合計値が最小となるリンクの組み合わせを推奨経路として求める。このとき推定される各リンクの電気エネルギーの量は、車両１００の重量や形状等の特徴および各リンクの道路状況などによって左右される。

なお、図１には、車両１００、２００および３００とサーバ装置５００とが移動体通信網４００を介して接続された車両用情報システムを例として示したが、本発明の車両用情報システムにおける車両の数はこれに限定されるものではない。実際には、図１に例示したものよりも多数の車両をサーバ装置５００と接続して本発明の車両用情報システムを構成することが好ましい。

図２は、図１の車両用情報システムにおける車載システムの構成を示すブロック図である。図２において、車両１００には、ナビゲーション装置１、車両制御装置２、バッテリ３、電力変換装置４、電気モータ５および通信端末６が搭載されている。

バッテリ３は、電気モータ５を駆動するための電力を供給する。バッテリ３から供給される電力を用いて電気モータ５が駆動することにより、車両１００は走行する。また、車両１００の減速時には電気モータ５が発電機として作用し、回生発電による電力が発生する。この回生発電によって得られた電力は、バッテリ３において蓄積される。電力変換装置４は、バッテリ３と電気モータ５との間で授受されるこれらの電力を相互に利用可能な形式に変換する。たとえば、バッテリ３から供給される直流電力を所望の交流電力に変換して電気モータ５へ出力すると共に、電気モータ５において回生発電により得られた交流電力を所望の直流電力に変換してバッテリ３へ出力する。

車両制御装置２は、車両１００の走行状態や、バッテリ３の状態、電気モータ５の状態などを監視し、その監視結果に基づいて電力変換装置４の動作を制御する。この車両制御装置２の制御により電力変換装置４が動作することで、車両１００の走行状態に応じてバッテリ３と電気モータ５との間で適切に電力の授受が行われる。これにより、バッテリ３に蓄積された電気エネルギーを消費して、車両１００が走行するための運動エネルギーを電気モータ５により発生することができる。また、車両１００の運動エネルギーの少なくとも一部を電気モータ５により回収して、再利用可能な回生エネルギーとしての電気エネルギーをバッテリ３に蓄積することができる。

ナビゲーション装置１は、地図データに基づいて地図を表示すると共に、サーバ装置５００から受信した経路情報に基づいて推奨経路を地図上に表示し、その推奨経路に従って車両１００を案内するためのナビゲーション機能を有している。これに加えて、図１の車両用情報システムにおける車載装置としての機能もさらに有している。すなわち、ナビゲーション装置１は、車両１００の加減速度の変化を検出して加減速情報をサーバ装置５００へ送信したり、車両１００に関する車両情報を送信して推奨経路の探索をサーバ装置５００へ要求したりすることができる。これらの処理の具体的な内容については、後で詳細に説明する。

なお、車両情報をサーバ装置５００へ送信するために、ナビゲーション装置１は、現在の残電力量、すなわち車両１００においてバッテリ３に蓄積されている電気エネルギーの量を示すバッテリ残量情報を、必要に応じて車両制御装置２から取得する。残電力量は、たとえば、完全放電状態である０％から満充電状態である１００％までのいずれかの値をとるＳＯＣ（State Of Charge）によって表すことができる。

通信端末６は、ナビゲーション装置１の制御により動作し、図１の移動体通信網４００との間で無線通信を行う。移動体通信網４００には、図１に示すようにサーバ装置５００が接続されている。すなわちナビゲーション装置１は、通信端末６および移動体通信網４００を介してサーバ装置５００と接続されることで、加減速情報や車両情報をサーバ装置５００へ送信したり、サーバ装置５００から経路情報を受信したりすることができる。

なお、図２では車両１００に搭載されている車載システムの構成を例示したが、車両２００および３００に搭載されている車載システムもこれと同様の構成を有している。すなわち、図２に示すような車載システムが各車両において搭載されている。そして、各車両のナビゲーション装置１から加減速情報や車両情報がサーバ装置５００へ送信されると共に、サーバ装置５００から送信された経路情報が各車両のナビゲーション装置１において受信される。

図３は、ナビゲーション装置１の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１は、制御部１０、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部１１、振動ジャイロ１２、車速センサ１３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４、表示モニタ１５、スピーカ１６および入力装置１７を備えている。なお、以下では車両１００に搭載されているナビゲーション装置１を代表例として説明するが、他の車両に搭載されているナビゲーション装置１についても同様である。

制御部１０は、マイクロプロセッサや各種周辺回路、ＲＡＭ、ＲＯＭ等によって構成されており、ＨＤＤ１４に記録されている制御プログラムや地図データに基づいて、各種の処理を実行する。たとえば、目的地を設定する際の目的地の検索処理、車両１００の現在位置の検出処理、各種の画像表示処理、音声出力処理などを実行する。また、図１の車両用情報システムにおいて用いられる車載装置としての機能を実現するための処理も行う。具体的には、車両１００の加減速度の変化を検出してその内容に基づく加減速情報をサーバ装置５００へ送信したり、推奨経路の探索を要求する際に車両情報をサーバ装置５００へ送信したりする。

制御部１０には車両制御装置２および通信端末６が接続されている。制御部１０は、これらの装置との間で必要に応じて情報の入出力を行う。たとえば、加減速情報や車両情報をサーバ装置５００へ送信するために、これらの情報を通信端末６へ出力したり、バッテリ３の残電力量を求めるために、車両制御装置２からバッテリ残量情報を入力したりすることができる。

ＧＰＳ受信部１１は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して制御部１０へ出力する。ＧＰＳ信号には、車両１００の現在位置を求めるための情報として、そのＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星の位置と送信時刻に関する情報が含まれている。したがって、所定数以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信することにより、これらの情報に基づいて、車両１００の現在位置を制御部１０において算出することができる。

振動ジャイロ１２は、車両１００の角速度を検出するためのセンサである。車速センサ１３は、車両１００の走行速度を検出するためのセンサである。これらのセンサの検出結果に基づく車両１００の移動方向および移動量の算出結果と、前述のＧＰＳ信号に基づく車両１００の現在位置の算出結果とに基づいて、制御部１０において所定時間ごとに位置検出処理が実行され、車両１００の現在位置が検出される。

ＨＤＤ１４は不揮発性の記録媒体であり、制御部１０において上記のような処理を実行するための制御プログラムや地図データなどが記録されている。ＨＤＤ１４に記録されているデータは、必要に応じて制御部１０の制御により読み出され、制御部１０が実行する様々な処理や制御に利用される。

なお、上記ではナビゲーション装置１においてデータがＨＤＤ１４に記録されている例を説明したが、ＨＤＤ以外の記録媒体にデータを記録することとしてもよい。たとえば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどに記録されたデータを用いることができる。すなわち、ナビゲーション装置１では、どのような記録媒体を用いてデータを記憶してもよい。

表示モニタ１５は、ナビゲーション装置１において様々な画面表示を行うための装置であり、液晶ディスプレイ等を用いて構成される。この表示モニタ１５により、地図画面の表示や推奨経路の案内表示などが行われる。表示モニタ１５に表示される画面の内容は、制御部１０が行う画面表示制御によって決定される。表示モニタ１５は、たとえば車両１００のダッシュボード上やインストルメントパネル内など、ユーザが見やすいような位置に設置されている。

スピーカ１６は、制御部１０の制御により様々な音声情報を出力する。たとえば、推奨経路に従って車両１００を目的地まで案内するための経路案内用の音声や、各種の警告音などがスピーカ１６から出力される。

入力装置１７は、ナビゲーション装置１を動作させるための様々な入力操作をユーザが行うための装置であり、各種の入力スイッチ類を有している。ユーザは、入力装置１７を操作することにより、たとえば、目的地に設定したい施設や地点の名称等を入力したり、推奨経路の探索条件を設定したり、予め登録された登録地の中から目的地を選択したり、地図を任意の方向にスクロールしたりすることができる。この入力装置１７は、操作パネルやリモコンなどによって実現することができる。あるいは、入力装置１７を表示モニタ１５と一体化されたタッチパネルとしてもよい。

ユーザが入力装置１７を操作して目的地を設定すると、ナビゲーション装置１は、前述のようにして検出された車両１００の現在位置を出発地として、出発地から目的地まで至る推奨経路の探索をサーバ装置５００に要求する。この要求に応じて、サーバ装置５００は、各リンクにおける車両１００の電気エネルギー消費量を推定し、その合計が最小となる出発地から目的地までのリンクの組み合わせを求める。そして、求めたリンクの組み合わせから推奨経路を設定し、その推奨経路に関する経路情報をナビゲーション装置１に送信する。

サーバ装置５００から経路情報を受信すると、ナビゲーション装置１は、受信した経路情報に基づいて目的地までの経路案内を行う。このときナビゲーション装置１は、たとえば色を変える等の方法により、表示モニタ１５に表示された地図上において他の道路と識別可能な形態で探索された推奨経路を表示する。そして、推奨経路に従って所定の画像情報や音声情報を表示モニタ１５やスピーカ１６から出力することにより、車両１００を目的地まで案内する。

次に、図１に示した車両用情報システムにおける処理の内容について説明する。図１の車両用情報システムでは、ナビゲーション装置１の制御部１０により、車両１００の加減速度の変化を検出して加減速情報をサーバ装置５００へ送信するための加減速情報送信処理が実行される。また、サーバ装置５００の演算処理部５０１により、最下位層のレベル１地図データに対する損失・回生パラメータおよびその統計値である統計パラメータを算出するための損失・回生パラメータ算出処理と、算出されたレベル１地図データの統計パラメータから上位階層の地図データに対する統計パラメータを生成するための上位リンク統計パラメータ生成処理と、推奨経路を探索して経路情報を車両に送信するための経路情報配信処理とが実行される。

最初に、加減速情報送信処理について説明する。図４は、加減速情報送信処理のフローチャートである。ナビゲーション装置１は、車両１００が走行しているときに、制御部１０により、図４のフローチャートに示す加減速情報送信処理を所定の処理周期ごとに繰り返し実行する。

ステップＳ１０において、制御部１０は、所定期間内での車両１００の平均走行速度を算出する。ここでは、車速センサ１３から出力された車速信号に基づいて、所定周期、たとえば２０ｍｓごとに検出された車両１００の走行速度を、所定回数分、たとえば２５回分集計してその平均値を求めることにより、所定期間内での車両１００の平均走行速度を算出する。これにより、たとえば５００ｍｓの期間内での車両１００の平均走行速度が算出される。

ステップＳ２０において、制御部１０は、今回と前回の平均走行速度の差を算出する。ここでは、直前のステップＳ１０で算出された平均走行速度を今回の平均走行速度とし、それより一回前のステップＳ１０で算出された平均走行速度を前回の平均走行速度として、これらの間の差分を算出する。これにより、たとえば５００ｍｓごとの平均走行速度の差が算出される。

ステップＳ３０において、制御部１０は、ステップＳ２０で算出した平均走行速度の差に基づいて、車両１００が加速から減速に、または減速から加速に切り替わったか否かを判定する。この判定は、前回算出された平均走行速度の差の正負と、今回算出された平均走行速度の差の正負とを比較することによって行うことができる。たとえば、前回算出された平均走行速度の差が加速を表す正の値であり、今回算出された平均走行速度の差が減速を表す負の値である場合は、車両１００が加速から減速に切り替わったと判定することができる。反対に、前回算出された平均走行速度の差が減速を表す負の値であり、今回算出された平均走行速度の差が加速を表す正の値である場合は、車両１００が減速から加速に切り替わったと判定することができる。これらの条件を満たすことにより、車両１００が加速から減速に、または減速から加速に切り替わったと判定した場合は、これを加減速度の変化として検出してステップＳ７０へ進む。一方、上記条件を満たさない場合は、ステップＳ４０へ進む。

図５は、上記のようにして加減速度の変化を検出する様子を示す図である。図５に示したグラフは、縦軸が車両１００の車速Vを表し、横軸が車両１００の走行距離Lを表している。このような車速Vが走行距離Lに対して検出された場合、グラフの山または谷に相当する各部分の車速V_{peak_1}、V_{peak_2}、V_{peak_3}およびV_{peak_4}に対して、加減速度の変化がステップＳ３０においてそれぞれ検出される。

なお、ステップＳ３０の判定において、前回と今回の平均走行速度の差が所定の変動幅以内、たとえば１％以内であるときには、上記条件を満たす場合であっても、車両１００が加速から減速に、または減速から加速に切り替わったと判定しないようにすることが好ましい。すなわち、ステップＳ２０で算出された平均走行速度の差が所定の変動幅以内であるときには、ステップＳ３０の判定を行わずにステップＳ４０へ進むようにし、加減速度の変化を検出しないようにすることが好ましい。ただし、最後に加減速度の変化を検出してからしばらくの間、車両１００の走行状態があまり変化していないような場合は、平均走行速度の差が所定の変動幅以内であっても、上記条件を満たしたときに加減速度の変化を検出することがより好ましい。こうした加減速度の変化の検出に関する処理の切り替えは、たとえば、最後に加減速度の変化を検出してからの経過時間に基づいて行うことができる。

ステップＳ４０において、制御部１０は、後で説明するステップＳ８０で最後に加減速情報を記録してからの車両１００の仮想累積走行距離を算出する。ここでは、最後に加減速情報を記録したときの車両１００の位置を起点として、そこから車両１００が一定の推定加減速度で走行し続けたと仮定した場合の起点から現在位置までの累積走行距離を、仮想累積走行距離として算出する。このときの車両１００の推定加減速度は、起点通過時、すなわち最後に加減速情報を記録したときの車両１００の走行速度に基づいて求めることができる。たとえば、起点通過時の車両１００の走行速度と、その直後に検出された車両１００の走行速度との差から、起点通過後の車両１００の推定加減速度を求めることができる。なお、加減速情報の記録は、ステップＳ３０で加減速度の変化を検出した場合、または後述のステップＳ６０で仮想累積走行距離と実累積走行距離との差が基準値以上であると判定した場合に、ステップＳ８０において行われる。

ステップＳ５０において、制御部１０は、上記起点から現在位置までの車両１００の実累積走行距離を算出する。ここでは、起点通過後に車速センサ１３から出力された車速信号に基づいて所定周期ごとに検出された各走行速度に基づいて、所定周期ごとの車両１００の走行距離を積算することにより、実累積走行距離を算出することができる。

ステップＳ６０において、制御部１０は、ステップＳ４０で算出された仮想累積走行距離と、ステップＳ５０で算出された実累積走行距離との差が、予め設定された所定の基準値以上であるか否かを判定する。仮想累積走行距離と実累積走行距離との差が所定の基準値、たとえば１．５ｍ以上である場合は、これを加減速度の変化に相当する疑似点として検出してステップＳ７０へ進む。一方、仮想累積走行距離と実累積走行距離との差が基準値未満である場合は、ステップＳ９０へ進む。

ステップＳ７０において、制御部１０は、現在時刻および車両１００の現在位置を検出する。ここでは、ＧＰＳ受信部１１により受信されたＧＰＳ信号に基づいて、現在時刻および現在位置を検出することができる。

ステップＳ８０において、制御部１０は、ステップＳ１０で算出した平均走行速度と、ステップＳ７０で検出した現在時刻および現在位置とを、加減速情報としてＨＤＤ１４に記録する。これにより、ステップＳ３０で加減速度の変化が検出されたとき、またはステップＳ６０で加減速度の変化に相当する疑似点が検出されたときの時刻と、そのときの車両１００の位置および速度とが、加減速情報としてＨＤＤ１４に記録される。

ステップＳ９０において、制御部１０は、これまでに記録された加減速情報のうち未送信の加減速情報をナビゲーション装置１からサーバ装置５００へ送信するか否かを判定する。この判定は、所定の送信条件を満たすか否かにより行うことができる。たとえば、前回の送信から所定時間以上経過した場合や、所定数以上の加減速情報が記録された場合に、加減速情報を送信すると判定してステップＳ１００へ進む。一方、これらの送信条件を満たさない場合は、加減速情報を送信しないと判定してステップＳ１０へ戻り、前述のような処理を繰り返す。

ステップＳ１００において、制御部１０は、ＨＤＤ１４に記録されている未送信の加減速情報をまとめてサーバ装置５００へ送信する。ここでは、未送信の加減速情報として記録されている時刻、位置および速度の組み合わせをＨＤＤ１４から複数組読み出し、これらをまとめて通信端末６へ出力することで、通信端末６および移動体通信網４００を介して複数の加減速情報をサーバ装置５００へ送信することができる。さらにこのとき、車両１００の特徴を示す情報、たとえば車種情報などを加減速情報と共に送信する。これにより、車両１００の運動状態に関する情報として、車両１００の加減速度の変化に関する加減速情報をサーバ装置５００へ送信することができる。なお、ステップＳ１００の実行後に送信済みの加減速情報をＨＤＤ１４から消去してもよい。

ステップＳ１００を実行したら、制御部１０はステップＳ１０へ戻り、図４のフローチャートに示す処理を繰り返し実行する。

次に、損失・回生パラメータ算出処理について説明する。図６は、損失・回生パラメータ算出処理のフローチャートである。サーバ装置５００は、車両１００、２００および３００に搭載されているナビゲーション装置１のいずれかより加減速情報が送信されると、それに応じて演算処理部５０１により、図６のフローチャートに示す損失・回生パラメータ算出処理を実行する。なお、以下では、車両１００に搭載されているナビゲーション装置１から加減速情報が送信されたものとして説明する。

ステップＳ１１０において、演算処理部５０１は、ナビゲーション装置１から送信された加減速情報を受信する。この加減速情報は、図４のステップＳ１００が実行されることでナビゲーション装置１からサーバ装置５００へ送信されたものであり、複数の加減速情報がまとめて送信される。さらにこのとき、ナビゲーション装置１から加減速情報と共に送信される前述のような車両１００の特徴を示す情報、すなわち車種情報等も合わせて受信する。

ステップＳ１２０において、演算処理部５０１は、ステップＳ１１０で受信した各加減速情報と、最も詳細側である最下位層の地図データ、すなわちレベル１地図データにおけるリンクとの対応付けを行う。ここでは、受信した各加減速情報について、当該加減速情報に含まれる位置情報から、当該加減速情報が得られた位置、すなわち加減速度の変化が検出されたときの車両１００の位置を求め、その位置に対応するリンクをレベル１地図データにおいて特定する。さらに、こうして特定したリンクに合わせて当該加減速情報が得られた位置を必要に応じて補正することで、リンク上の位置を特定する。なお、このようなリンクの特定やリンク上の位置の特定において用いられるリンクの情報は、たとえば蓄積部５０２に記憶されている地図データから取得することができる。

上記ステップＳ１２０の処理を実行することにより、演算処理部５０１は、受信した各加減速情報を最下位層の地図データにおいて特定のリンクとそれぞれ対応付け、その各リンク上に、受信した各加減速情報に対応する位置をそれぞれ特定することができる。

ステップＳ１３０において、演算処理部５０１は、ステップＳ１２０で対応付けを行った各リンクに対して、その端点の速度をそれぞれ算出する。ここでは、各リンクの端点のそれぞれについて、受信した加減速情報に対してステップＳ１２０で各リンク上に特定された位置のうち、当該リンク端点の両側にそれぞれ隣接する２つの位置の加減速情報に含まれる速度情報に基づいて、当該リンク端点の速度を算出する。

たとえば、当該リンク端点の両側にそれぞれ隣接する２つの位置の加速度情報に含まれる速度情報がそれぞれ表す速度をV₀、V₁とすると、当該リンク端点の速度V_tは以下の式（１）により求めることができる。なお、式（１）において、L₀、L₁は、当該リンク端点からその両隣に特定された各位置までの距離をそれぞれ表す。

なお、ステップＳ１２０で対応付けを行った一連のリンクにおいて両端部分に位置するリンクでは、その一方の端点について、加速度情報に対して特定された位置が片側にのみ隣接して存在する。そのため、上記のような方法では、その端点に対して速度を算出することができない。したがって、こうしたリンクは以降の処理対象から除外することが好ましい。

ステップＳ１４０において、演算処理部５０１は、ステップＳ１２０で加減速情報と対応付けされたレベル１地図データのリンクのうちいずれかを選択する。すなわち、最下位層の地図データにおいて、各加減速情報が得られたときの車両１００の位置に対応するリンクの中から、いずれかのリンクを選択する。

ステップＳ１５０において、演算処理部５０１は、ステップＳ１４０で選択されたリンクにおける損失区間と回生区間をそれぞれ特定する。ここでは、ステップＳ１２０で当該リンクに対して行われた対応付けの結果に基づいて、当該リンク上で加減速情報に対して特定された各位置をそれぞれ求め、これらを分割点として用いることでリンクを複数の区間に分割する。さらに、ステップＳ１２０で当該リンクと対応付けされた加減速情報と、ステップＳ１３０で算出された当該リンクの両端点の速度とに基づいて、分割された各区間における車両１００のエネルギー変化量をそれぞれ算出する。このエネルギー変化量の算出結果に基づいて、各区間がそれぞれ損失区間と回生区間のいずれに該当するかを判断することにより、損失区間および回生区間を特定する。

ステップＳ１５０における損失区間と回生区間の判断方法について、以下に説明する。図７は、損失区間と回生区間の判断方法を説明する図である。図７では、算出対象のリンクの一例として、その両端点間の各位置に対応する加減速情報に含まれる速度情報が車速V_{peak_1}、V_{peak_2}、V_{peak_3}およびV_{peak_4}をそれぞれ表すと共に、両端点に対しては車速V_{peak_0}およびV_{peak_5}がそれぞれ算出されているリンクを示している。なお、各リンクには固有のリンクＩＤがそれぞれ設定されており、このリンクにはリンクＩＤ＝ｎが設定されているものとする。

図７のリンクにおいて、車両１００は、V_{peak_0}からV_{peak_1}に対応する最初の区間では加速し、次のV_{peak_1}からV_{peak_2}の区間では減速し、次のV_{peak_2}からV_{peak_3}の区間では加速している。また、これに続くV_{peak_3}からV_{peak_4}の区間では減速し、最後のV_{peak_4}からV_{peak_5}の区間では加速している。

ステップＳ１５０では、上記の各区間に対して、先ずはその水平距離L_{2D_1}〜L_{2D_5}と、走行距離L_{3D_1}〜L_{3D_5}と、上昇方向の標高差H_{U_1}〜H_{U_5}と、下降方向の標高差H_{D_1}〜H_{D_5}とをそれぞれ求める。これらの各値は、蓄積部５０２に記憶されているレベル１地図データに基づいて求めることができる。たとえば、レベル１地図データにおける当該リンクの水平距離をL_2Dとすると、この水平距離L_2Dを各区間の長さの比率に応じて配分することにより、各区間の水平距離L_{2D_1}〜L_{2D_5}が求められる。また、レベル１地図データにおいて当該リンク内に予め設定された各点の標高情報に基づいて、各区間の上昇方向の標高差H_{U_1}〜H_{U_5}および下降方向の標高差H_{D_1}〜H_{D_5}が求められる。こうして求められた各区間の水平距離L_{2D_1}〜L_{2D_5}、上昇方向の標高差H_{U_1}〜H_{U_5}および下降方向の標高差H_{D_1}〜H_{D_5}に基づいて、各区間の走行距離L_{3D_1}〜L_{3D_5}が求められる。なお、下降方向の標高差H_{D_1}〜H_{D_5}は、負の値として算出される。

次に上記の各値を用いて、各区間におけるエネルギー変化量をそれぞれ求める。たとえば最初の区間に対するエネルギー変化量は、当該区間の始点における車速V_{peak_0}および終点における車速V_{peak_1}と、当該区間の水平距離L_{2D_1}および走行距離L_{3D_1}と、当該区間の上昇方向の標高差H_{U_1}および下降方向の標高差H_{D_1}とを用いて、以下の式（２）により求めることができる。

上記の式（２）において、λ_１、λ_２、λ_３、λ_４は加速抵抗係数、勾配抵抗係数、路面抵抗係数および空気抵抗係数をそれぞれ表している。これらの各係数は、車両１００の重量、形状等の特徴や重力加速度等の物理定数に応じて決まる定数であり、ステップＳ１１０で加減速情報と共に受信した車種情報等に基づいてその値が決定される。また、V_aveは当該リンクにおける平均車速を表しており、リンクごとに予め設定された値などに基づいてその値が決定される。

なお、他の各区間に対するエネルギー変化量も、始点の車速、終点の車速、水平距離、走行距離、上昇方向の標高差および下降方向の標高差を用いて、式（２）と同様の計算を行うことにより求めることができる。

上記のように各区間のエネルギー変化量を算出したら、最後にその各エネルギー変化量が正負いずれの値であるかを調べることにより、各区間が損失区間または回生区間のいずれであるかを判断する。すなわち、算出されたエネルギー変化量が正の値である場合、そのエネルギー変化量は、車両１００が当該区間を走行したときにエネルギーが損失されたことを表している。したがってこの場合、当該区間は損失区間であると判断することができる。一方、算出されたエネルギー変化量が負の値である場合、そのエネルギー変化量は、車両１００が当該区間を走行したときにエネルギーが回生されたことを表している。したがってこの場合、当該区間は回生区間であると判断することができる。こうした判断を各区間についてそれぞれ行うことにより、各区間が損失区間または回生区間のいずれであるかを判断することができる。

ステップＳ１５０では、以上説明したような方法により、ステップＳ１４０で選択されたリンクを分割した各区間について、損失区間または回生区間のいずれであるかが判断される。たとえば、図７に示した各区間のうち、最初の区間、４番目の区間および最後の区間が損失区間であるとそれぞれ判断され、２番目の区間および３番目の区間が回生区間であるとそれぞれ判断される。

ステップＳ１６０において、演算処理部５０１は、ステップＳ１５０で特定された各損失区間での走行状態をまとめて表すための損失パラメータと、各回生区間での走行状態をまとめて表すための回生パラメータとを算出する。ここでは、ステップＳ１５０で行われた損失区間と回生区間の判断結果に基づいて、前述の図７の例を用いて次に説明するような方法により、損失パラメータおよび回生パラメータを算出することができる。

図７のリンクに対する損失パラメータとしての損失加速量ν_{l_n}(1)、損失区間水平距離L_{2Dl_n}(1)、損失区間走行距離L_{3Dl_n}(1)、損失区間ＵＰ標高差H_{Ul_n}(1)および損失区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dl_n}(1)と、回生パラメータとしての回生加速量ν_{r_n}(1)、回生区間水平距離L_{2Dr_n}(1)、回生区間走行距離L_{3Dr_n}(1)、回生区間ＵＰ標高差H_{Ur_n}(1)および回生区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dr_n}(1)とを、以下の式（３）〜（１２）によりそれぞれ算出することができる。なお、損失区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dl_n}(1)および損失区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dl_n}(1)は、それぞれ負の値として算出される。また、損失加速量ν_{l_n}(1)および回生加速量ν_{r_n}(1)は、それぞれ正負いずれかの値として算出され、正の値である場合は加速量を、負の値である場合は減速量を表している。

ステップＳ１６０では、以上説明したようにして損失パラメータおよび回生パラメータの各値を算出することができる。

ステップＳ１７０において、演算処理部５０１は、ステップＳ１６０で算出した損失パラメータおよび回生パラメータを蓄積部５０２に記録する。

図８は、蓄積部５０２に記録される損失・回生パラメータの例を示す図である。ここでは、図７に例示したリンクＩＤ＝ｎのリンクについて、前述のようにして算出した損失・回生パラメータの各値を一覧表に表している。このような損失・回生パラメータの値が蓄積部５０２においてリンクごとに記録される。

ステップＳ１８０において、演算処理部５０１は、後述の統計パラメータを更新するか否かを判定する。この判定は、所定の更新条件を満たすか否かにより行うことができる。たとえば、前回の更新から所定時間以上経過した場合や、蓄積部５０２において所定数以上の損失・回生パラメータが新たに記録された場合に、統計パラメータを更新すると判定してステップＳ１９０へ進む。一方、これらの更新条件を満たさない場合は、統計パラメータを更新しないと判定してステップＳ２００へ進む。

ステップＳ１９０において、演算処理部５０１は、当該リンクに対する消費電力量または回生電力量を推定するための統計パラメータを算出する。ここでは、蓄積部５０２に記録されている損失パラメータと回生パラメータをそれぞれ統計的に処理することにより、統計パラメータとしての統計損失パラメータおよび統計回生パラメータを算出する。

ステップＳ１９０で統計パラメータを算出する方法を以下に説明する。図９は、統計パラメータの算出方法を説明する図である。図９では、リンクＩＤ＝ｎのリンクについて、損失パラメータである損失加速量ν_{l_n}(1)〜ν_{l_n}(4)、損失区間水平距離L_{2Dl_n}(1)〜L_{2Dl_n}(4)、損失区間走行距離L_{3Dl_n}(1)〜L_{3Dl_n}(4)、損失区間ＵＰ標高差H_{Ul_n}(1)〜H_{Ul_n}(4)および損失区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dl_n}(1)〜H_{Dl_n}(4)と、回生パラメータである回生加速量ν_{r_n}(1)〜ν_{r_n}(4)、回生区間水平距離L_{2Dr_n}(1)〜L_{2Dr_n}(4)、回生区間走行距離L_{3Dr_n}(1)〜L_{3Dr_n}(4)、回生区間ＵＰ標高差H_{Ur_n}(1)〜H_{Ur_n}(4)および回生区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dr_n}(1)〜H_{Dr_n}(4)とが、蓄積部５０２において記録されている様子を示している。

上記の各パラメータ値の統計平均を算出することにより、リンクＩＤ＝ｎのリンクに対する統計パラメータを算出することができる。すなわち、統計損失パラメータとしての統計損失加速量ν_{l_n}、統計損失区間水平距離L_{2Dl_n}、統計損失区間走行距離L_{3Dl_n}、統計損失区間ＵＰ標高差H_{Ul_n}および統計損失区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dl_n}と、統計回生パラメータとしての統計回生加速量ν_{r_n}、統計回生区間水平距離L_{2Dr_n}、統計回生区間走行距離L_{3Dr_n}、統計回生区間ＵＰ標高差H_{Ur_n}および統計回生区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dr_n}とを、以下の式（１３）〜（２２）によりそれぞれ算出することができる。なお、統計損失区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dl_n}および統計回生区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dr_n}は、それぞれ負の値として算出される。また、統計損失加速量ν_{l_n}および統計回生加速量ν_{r_n}は、それぞれ正負いずれかの値として算出され、正の値である場合は加速量を、負の値である場合は減速量を表している。

ステップＳ１９０では、以上説明したようにして統計損失パラメータおよび統計回生パラメータの各値を算出することができる。なお、蓄積部５０２に記録されている損失・回生パラメータを所定の条件に基づいて分類し、その分類ごとに上記のような算出方法で統計損失パラメータおよび統計回生パラメータを算出してもよい。たとえば、当該損失・回生パラメータの算出に用いられた加減速情報を取得した車両の種類、時間帯、曜日などに応じて、損失・回生パラメータを分類し、その分類ごとに統計損失パラメータおよび統計回生パラメータを算出することができる。

ステップＳ１９１において、演算処理部５０１は、ステップＳ１９０で算出した統計損失パラメータおよび統計回生パラメータを蓄積部５０２に記録する。なお、既に統計損失パラメータおよび統計回生パラメータが記録されている場合は、ステップＳ１９０の算出結果を用いてその値を更新する。

ステップＳ２００において、演算処理部５０１は、ステップＳ１２０で加減速情報と対応付けされたレベル１地図データのリンクの全てをステップＳ１４０において選択済みであるか否かをする。選択対象であるこれらのリンクの中にまだ未選択のリンクがある場合はステップＳ１４０へ戻り、未選択のリンクのいずれかをステップＳ１４０で選択した後、そのリンクに対して上述のような処理を繰り返す。一方、全ての選択対象リンクを選択済みである場合は、図６のフローチャートに示す処理を終了する。

以上説明したような損失・回生パラメータ算出処理が演算処理部５０１において実行されることで、レベル１地図データに対応する各リンクに対して消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータが算出され、蓄積部５０２に記憶される。

次に、上位リンク統計パラメータ生成処理について説明する。図１０は、上位リンク統計パラメータ生成処理のフローチャートである。サーバ装置５００は、演算処理部５０１により、図１０のフローチャートに示す上位リンク統計パラメータ生成処理を所定周期ごとに定期的に実行する。

なお、上位リンク統計パラメータ生成処理では、図６の損失・回生パラメータ算出処理によりレベル１地図データの各リンクに対して算出された統計パラメータを用いて、レベル２地図データの各リンクに対する統計パラメータが算出される。これらのリンクを互いに区別するため、以下の説明では、レベル１地図データが表す各リンクを「下位リンク」と称し、レベル２地図データが表す各リンクを「上位リンク」と称する。

ステップＳ２１０において、演算処理部５０１は、レベル２地図データが表す上位リンクのいずれかを選択する。

ステップＳ２２０において、演算処理部５０１は、ステップＳ２１０で選択した上位リンクに対応する各下位リンクの統計パラメータを算出済みであるか否かを判定する。図６で説明した損失・回生パラメータ算出処理により、選択した上位リンクに対応する複数の下位リンクの全てについて統計パラメータを算出済みであれば、次のステップＳ２３０へ進む。一方、対応する下位リンクのうちいずれか少なくとも１つについて統計パラメータを未算出の場合は、ステップＳ２８０へ進む。なお、前述のように選択した上位リンクが１つの下位リンクのみに対応する場合、ステップＳ２２０では、その下位リンクの統計パラメータを算出済みであるか否かを判定すればよい。

ステップＳ２３０において、演算処理部５０１は、ステップＳ２１０で選択した上位リンクの統計パラメータを更新するか否かを判定する。この判定は、所定の更新条件を満たすか否かにより行うことができる。たとえば、選択した上位リンクに対応する複数の下位リンクのうち所定数以上の下位リンクについての統計パラメータが前回の値より更新されている場合や、前回の更新から所定時間以上経過した場合に、統計パラメータを更新すると判定してステップＳ２４０へ進む。一方、これらの更新条件を満たさない場合は、統計パラメータを更新しないと判定してステップＳ２８０へ進む。

ステップＳ２４０において、演算処理部５０１は、ステップＳ２１０で選択した上位リンクに対応する各下位リンクのエネルギー変化量を要因別に算出する。ここでは、図６のステップＳ１９０で算出され、続くステップＳ１９１で蓄積部５０２に記憶された各下位リンクの統計パラメータに基づいて、その統計パラメータが表す要因別に、各下位リンクのエネルギー変化量を算出する。

ステップＳ２４０で各下位リンクのエネルギー変化量を要因別に算出する方法について、以下に図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、下位リンクの統計パラメータの例を示す図であり、図１２は、図１１に示した下位リンクの統計パラメータから上位リンクの統計パラメータを算出する方法を説明する図である。

図１１では、リンクＩＤ＝ｎ０の上位リンクをステップＳ２１０で選択した場合に、この上位リンクに対応するリンクＩＤ＝ｎ１〜ｎ４の各下位リンクについて、統計損失パラメータである統計損失加速量ν_{l_n1}〜ν_{l_n4}、統計損失区間水平距離L_{2Dl_n1}〜L_{2Dl_n4}、統計損失区間走行距離L_{3Dl_n1}〜L_{3Dl_n4}、統計損失区間ＵＰ標高差H_{Ul_n1}〜H_{Ul_n4}および統計損失区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dl_n1}〜H_{Dl_n4}と、統計回生パラメータである統計回生加速量ν_{r_n1}〜ν_{r_n4}、統計回生区間水平距離L_{2Dr_n1}〜L_{2Dr_n4}、統計回生区間走行距離L_{3Dr_n1}〜L_{3Dr_n4}、統計回生区間ＵＰ標高差H_{Ur_n1}〜H_{Ur_n4}および統計回生区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dr_n1}〜H_{Dr_n4}とが、蓄積部５０２において記録されている様子を示している。

上記の各統計パラメータに基づいて、リンクＩＤ＝ｎ１〜ｎ４の各下位リンクのエネルギー変化量を要因別に算出することができる。具体的には、加速抵抗、勾配抵抗、路面抵抗および空気抵抗の各要因について、図１２の表中の各該当欄に示した式により、リンクＩＤ＝ｎ１〜ｎ４の各下位リンクの損失区間と回生区間における要因別のエネルギー変化量をそれぞれ算出することができる。

なお、図１２において、η_１、η_２、η_３、η_４は加速抵抗係数、勾配抵抗係数、路面抵抗係数および空気抵抗係数をそれぞれ表している。これらの各係数は、前述の式（２）における各係数λ_１、λ_２、λ_３、λ_４と同様に、対象とする車両の重量、形状等の特徴や重力加速度等の物理定数に応じて決まる定数であるが、ここでは任意の値をそれぞれ設定すればよい。

また、図１２において、空気抵抗でのエネルギー変化量の算出式中に含まれるV_n１、V_n２、V_n３、V_n４は各下位リンクの走行速度を表している。これらの走行速度V_n１〜V_n４は、前述の式（２）で用いた平均車速V_aveと同様に、下位リンクごとに予め設定された値などに基づいてその値を決定することができる。あるいは、各下位リンクの統計損失パラメータおよび統計回生パラメータに基づいて、各下位リンクの走行速度を予め算出しておき、これを用いて走行速度V_n１〜V_n４を決定するようにしてもよい。

ステップＳ２５０において、演算処理部５０１は、ステップＳ２４０で算出した各下位リンクのエネルギー変化量を要因別に積算する。具体的には、損失区間における加速抵抗でのエネルギー変化量の積算値E_{νl_n0}、勾配抵抗でのエネルギー変化量の積算値E_{δl_n0}、路面抵抗でのエネルギー変化量の積算値E_{μl_n0}および空気抵抗でのエネルギー変化量の積算値E_{ρl_n0}と、回生区間における加速抵抗でのエネルギー変化量の積算値E_{νr_n0}、勾配抵抗でのエネルギー変化量の積算値E_{δr_n0}、路面抵抗でのエネルギー変化量の積算値E_{μr_n0}および空気抵抗でのエネルギー変化量の積算値E_{ρr_n0}とを、以下の式（２３）〜（３０）によりそれぞれ算出することができる。

ステップＳ２６０において、演算処理部５０１は、ステップＳ２５０で要因別に積算したエネルギー変化量に基づいて、ステップＳ２１０で選択した上位リンクの統計パラメータを算出する。具体的には、上記の式（２３）〜（３０）で表される損失区間および回生区間における要因別のエネルギー変化量の各積算値に基づいて、リンクＩＤ＝ｎ０の上位リンクに対して以下の式（３１）〜（３８）により、損失区間に対する統計パラメータとしての統計損失加速パラメータP_{νl_n0}、統計損失勾配パラメータP_{δl_n0}、統計損失路面パラメータP_{μl_n0}および統計損失空気パラメータP_{ρl_n0}と、回生区間に対する統計パラメータとしての統計回生加速パラメータP_{νr_n0}、統計回生勾配パラメータP_{δr_n0}、統計回生路面パラメータP_{μr_n0}および統計回生空気パラメータP_{ρr_n0}とをそれぞれ算出することができる。

上記の式（３３）におけるL_{2Dl_n0}と式（３４）におけるL_{3Dl_n0}は、リンクＩＤ＝ｎ０の上位リンクでの損失区間における水平距離と走行距離をそれぞれ表している。これらは、以下の式（３９）、（４０）によりそれぞれ求められる。

上記の式（３９）において、分子のL_{2Dl_n1}、L_{2Dl_n2}、L_{2Dl_n3}、L_{2Dl_n4}は前述のように、リンクＩＤ＝ｎ１〜ｎ４の各下位リンクに対して記録されている統計損失区間水平距離をそれぞれ表している。分母のL_{2D_n1}、L_{2D_n2}、L_{2D_n3}、L_{2D_n4}は各下位リンクの水平距離をそれぞれ表しており、L_{2D_n0}はリンクＩＤ＝ｎ０の上位リンクの水平距離を表している。

一方、上記の式（４０）において、分子のL_{3Dl_n1}、L_{3Dl_n2}、L_{3Dl_n3}、L_{3Dl_n4}は前述のように、リンクＩＤ＝ｎ１〜ｎ４の各下位リンクに対して記録されている統計損失区間走行距離をそれぞれ表している。また、分母のL_{3D_n1}、L_{3D_n2}、L_{3D_n3}、L_{3D_n4}は各下位リンクの走行距離をそれぞれ表しており、L_{3D_n0}はリンクＩＤ＝ｎ０の上位リンクの走行距離を表している。

また、上記の式（３７）におけるL_{2Dr_n0}と式（３８）におけるL_{3Dr_n0}は、リンクＩＤ＝ｎ０の上位リンクでの回生区間における水平距離と走行距離をそれぞれ表している。これらは、以下の式（４１）、（４２）によりそれぞれ求められる。

上記の式（４１）において、分子のL_{2Dr_n1}、L_{2Dr_n2}、L_{2Dr_n3}、L_{2Dr_n4}は前述のように、リンクＩＤ＝ｎ１〜ｎ４の各下位リンクに対して記録されている統計回生区間水平距離をそれぞれ表している。なお、式（３９）と同様に、分母のL_{2D_n1}、L_{2D_n2}、L_{2D_n3}、L_{2D_n4}は各下位リンクの水平距離をそれぞれ表しており、L_{2D_n0}はリンクＩＤ＝ｎ０の上位リンクの水平距離を表している。

一方、上記の式（４２）において、分子のL_{3Dr_n1}、L_{3Dr_n2}、L_{3Dr_n3}、L_{3Dr_n4}は前述のように、リンクＩＤ＝ｎ１〜ｎ４の各下位リンクに対して記録されている統計回生区間走行距離をそれぞれ表している。なお、式（４０）と同様に、分母のL_{3D_n1}、L_{3D_n2}、L_{3D_n3}、L_{3D_n4}は各下位リンクの走行距離をそれぞれ表しており、L_{3D_n0}はリンクＩＤ＝ｎ０の上位リンクの走行距離を表している。

ステップＳ２６０では、以上説明したようにして上位リンクの統計パラメータの各値を算出することができる。なお、蓄積部５０２に記録されている下位リンクの統計パラメータを所定の条件に基づいて分類し、その分類ごとに上記のような算出方法で上位リンクの統計パラメータを算出してもよい。たとえば、車両の種類、時間帯、曜日などに応じて下位リンクの統計パラメータを分類し、その分類ごとに上位リンクの統計パラメータを算出することができる。

ステップＳ２７０において、演算処理部５０１は、ステップＳ２６０で算出した上位リンクの統計パラメータを蓄積部５０２に記録する。なお、既に統計パラメータが記録されている場合は、ステップＳ２６０の算出結果を用いてその値を更新する。

ステップＳ２８０において、演算処理部５０１は、上位リンクの全てをステップＳ２１０において選択済みであるか否かをする。レベル２地図データの中にまだ未選択の上位リンクがある場合はステップＳ２１０へ戻り、未選択の上位リンクのいずれかをステップＳ２１０で選択した後、その上位リンクに対して上述のような処理を繰り返す。一方、全ての上位リンクを選択済みである場合は、図１０のフローチャートに示す処理を終了する。

以上説明したような上位リンク統計パラメータ生成処理が演算処理部５０１において実行されることで、上位階層のレベル２地図データに対応する各上位リンクに対して消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータが算出され、蓄積部５０２に記憶される。

なお、以上説明した上位リンク統計パラメータ生成処理では、レベル１地図データが表す各下位リンクの統計パラメータに基づいて、レベル２地図データが表す各上位リンクの統計パラメータを算出する例を説明した。しかし、レベル２以上の階層の地図データが表す各リンクについても、同様の処理を行うことで統計パラメータを算出することができる。以下では、レベル２以上の階層の地図データについても、レベル２地図データと同様に各リンクの統計パラメータが算出されているものとして説明する。

次に、経路情報配信処理について説明する。図１３は、経路情報配信処理のフローチャートである。サーバ装置５００は、車両１００、２００および３００に搭載されているナビゲーション装置１のいずれかより、車両情報が送信されることで経路情報の要求が行われると、それに応じて演算処理部５０１により、図１３のフローチャートに示す経路情報配信処理を実行する。なお、以下では、車両１００に搭載されているナビゲーション装置１から車両情報が送信されて経路情報が要求されたものとして説明する。

ステップＳ３１０において、演算処理部５０１は、ナビゲーション装置１から送信された車両情報を受信する。この車両情報には、車両１００の残電力量を示す情報と、出発地としての車両１００の位置情報と、車両１００において設定された目的地の情報と、消費電力量に関する車両１００の特徴を示す情報、たとえば車種情報等が含まれている。ナビゲーション装置１は、ユーザの操作等により目的地が設定されると、これらの情報を取得し車両情報として送信するための処理を実行する。その結果、車両１００に対応する車両情報がナビゲーション装置１から通信端末６および移動体通信網４００を介してサーバ装置５００へ送信される。

ステップＳ３２０において、演算処理部５０１は、ステップＳ３１０で受信した車両情報に基づいて、出発地および目的地を設定する。ここでは、受信した車両情報に含まれる位置情報と目的地情報に基づいて出発地と目的地を設定する。

ステップＳ３３０において、演算処理部５０１は、ステップＳ３２０で設定した出発地および目的地に基づいて、経路探索領域を設定する。ここでは、出発地と目的地を含む一定の範囲を経路探索領域として設定する。

ステップＳ３４０において、演算処理部５０１は、ステップＳ３３０で設定した経路探索領域内の各地域に対して、経路探索に用いる地図データの地図レベルを選択する。ここでは、出発地と目的地付近の地域に対しては下位階層の地図レベルを選択し、それ以外の地域に対しては上位階層の地図レベルを選択する。

図１４は、地図レベルの選択方法を説明する図である。図１４では、図１３のステップＳ３２０において出発地２１および目的地２２が設定され、これらの出発地２１および目的地２２に対して、ステップＳ３３０において経路探索領域３０が設定された場合の例を示している。この場合、ステップＳ３４０では、たとえば次のようにして経路探索に用いる地図データの地図レベルを選択する。

出発地２１を含む地域３１と、目的地２２を含む地域３２では、出発地２１から幹線道路に至るまでの詳細な経路や、幹線道路から目的地２２に至るまでの詳細な経路を正確に探索する必要がある。そのため、これらの地域については、細かい道路を含むレベル１の地図データを経路探索に用いる地図データとして選択する。一方、地域３１、３２の周辺をそれぞれ取り囲む地域３３、３４については、地域３１、３２ほど詳細な経路探索を必要としないため、上位階層に当たるレベル２の地図データを経路探索に用いる地図データとして選択する。また、経路探索領域３０内でこれらの地域を除いた残りの地域については、さらに上位階層に当たるレベル４の地図データを経路探索に用いる地図データとして選択する。このようにして、経路探索領域３０内の各地域について、経路探索に用いる地図データの地図レベルが選択される。

ステップＳ３４０では、以上説明したような方法により、経路探索領域内の各地域に対する地図レベルを選択することができる。なお、上記の地図レベルの選択方法はあくまで一例であるため、他の方法で地図レベルを選択してもよい。

ステップＳ３５０において、演算処理部５０１は、ステップＳ３３０で設定した経路探索領域内で、ステップＳ３４０で選択した地図レベルの地図データからいずれかのリンクを選択する。ここでは、経路探索領域内の各地域について、当該地域に対して選択された地図レベルの各リンクを一つずつ選択する。

ステップＳ３６０において、演算処理部５０１は、ステップＳ３５０で選択したリンクに対する統計パラメータを蓄積部５０２から読み出す。ここで読み出される統計パラメータは、レベル１地図データのリンクの場合は、過去に実行された損失・回生パラメータ算出処理において、前述した図６のステップＳ１９１で蓄積部５０２に記録されたものである。また、レベル２以上の地図データのリンクの場合は、過去に実行された上位リンク統計パラメータ生成処理において、前述した図１０のステップＳ２７０で蓄積部５０２に記録されたものである。

ステップＳ３７０において、演算処理部５０１は、ステップＳ３６０で読み出した統計パラメータに基づいて、当該リンクにおける推定対象車両の推定消費電力量または推定回生電力量を算出する。ここでは、ステップＳ３１０で車両情報を送信したナビゲーション装置１が搭載されている車両１００を推定対象車両として、推定消費電力量または推定回生電力量の算出を行う。このとき、ステップＳ３５０で選択したリンクがレベル１地図データの場合とレベル２以上の地図データの場合とで、以下で説明するようにそれぞれ異なる算出方法により、推定消費電力量または推定回生電力量を算出する。

レベル１地図データの場合、たとえばリンクＩＤ＝ｎのリンクに対して、図９に示したような統計パラメータがステップＳ３６０で読み出される。すなわち、統計損失パラメータである統計損失加速量ν_{l_n}、統計損失区間水平距離L_{2Dl_n}、統計損失区間走行距離L_{3Dl_n}、統計損失区間ＵＰ標高差H_{Ul_n}および統計損失区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dl_n}と、統計回生パラメータである統計回生加速量ν_{r_n}、統計回生区間水平距離L_{2Dr_n}、統計回生区間走行距離L_{3Dr_n}、統計回生区間ＵＰ標高差H_{Ur_n}および統計回生区間ＤＯＷＮ標高差H_{Dr_n}とが、当該リンクに対する統計パラメータとして読み出される。この場合、読み出されたこれらの統計パラメータに基づいて、以下の式（４３）により、リンクＩＤ＝ｎのリンクに対する推定消費電力量（または推定回生電力量）E_nを算出することができる。

上記の式（４３）において、κ_１、κ_２、κ_３、κ_４は加速抵抗係数、勾配抵抗係数、路面抵抗係数および空気抵抗係数をそれぞれ表している。また、Cは電力変換係数を表し、Rは回生係数を表している。これらの各係数は、推定対象車両の重量、形状、モータ特性、スイッチング損失等の特徴や重力加速度等の物理定数に応じて決まる定数であり、ステップＳ３１０で受信した車両情報に含まれる車種情報等に基づいてその値が決定される。なお、ここでは車両１００を推定対象車両としているため、上記の各係数κ_１、κ_２、κ_３、κ_４は、前述の式（２）における各係数λ_１、λ_２、λ_３、λ_４とそれぞれ等しい。

また、上記の式（４３）において、V_nは当該リンクの走行速度を表している。この走行速度V_nは、前述の式（２）で用いた平均車速V_aveと同様に、リンクごとに予め設定された値などに基づいてその値を決定することができる。あるいは、各リンクの統計損失パラメータおよび統計回生パラメータに基づいて、各リンクの走行速度を予め算出しておき、これを用いて走行速度V_nを決定するようにしてもよい。

一方、レベル２以上の地図データの場合、たとえばリンクＩＤ＝ｎ０のリンクに対して、図１２および式（３１）〜（３８）に示したような統計パラメータがステップＳ３６０で読み出される。すなわち、損失区間に対する統計パラメータである統計損失加速パラメータP_{νl_n0}、統計損失勾配パラメータP_{δl_n0}、統計損失路面パラメータP_{μl_n0}および統計損失空気パラメータP_{ρl_n0}と、回生区間に対する統計パラメータである統計回生加速パラメータP_{νr_n0}、統計回生勾配パラメータP_{δr_n0}、統計回生路面パラメータP_{μr_n0}および統計回生空気パラメータP_{ρr_n0}とが、当該リンクに対する統計パラメータとして読み出される。この場合、読み出されたこれらの統計パラメータに基づいて、以下の式（４４）により、リンクＩＤ＝ｎ０のリンクに対する推定消費電力量（または推定回生電力量）E_n0を算出することができる。

なお、式（４３）、（４４）でそれぞれ算出されたE_n、E_n0が負の値である場合、それらは推定消費電力量ではなく、推定回生電力量を表している。すなわち、当該リンクを推定対象車両である車両１００が走行すると、推定回生電力量E_nまたはE_n0が回生発電によって得られ、それによりバッテリ３が充電されて残電力量が増加するものと推定することができる。

ステップＳ３７０では、以上説明したようにして、選択したリンクに対する推定消費電力量または推定回生電力量をそれぞれ算出することができる。このような処理を経路探索領域内の各リンクに対して行うことにより、出発地から目的地までの各リンクにおける推定対象車両の消費電力量または回生電力量を推定することができる。なお、以下の説明では、推定消費電力量と推定回生電力量を合わせて単に推定消費電力量と称することもある。ステップＳ３７０の処理を実行することで推定消費電力量または推定回生電力量を算出したら、ステップＳ３８０へ進む。

ステップＳ３８０において、演算処理部５０１は、ステップＳ３３０で設定した経路探索領域内の全リンクを選択済みであるか否かを判定する。その結果、経路探索領域内に未選択のリンクが存在する場合はステップＳ３５０へ戻り、そのリンクのいずれかを選択して前述のような処理を繰り返す。一方、経路探索領域内の全リンクを選択済みである場合は、ステップＳ３９０へ進む。

ステップＳ３９０において、演算処理部５０１は、ステップＳ３７０で算出した経路探索領域内の各リンクの推定消費電力量に基づいて、出発地から目的地までの推奨経路を探索する。ここでは、ダイクストラ法等の周知の処理手法を用いて、各リンクの推定消費電力量の合計が最小となるリンクの組み合わせを出発地から目的地までの間に特定することで、推奨径路を探索する。これにより、ステップＳ３７０で推定された各リンクの消費電力量または回生電力量に基づいて、推定対象車両である車両１００に対する出発地から目的地までの推奨経路を探索することができる。

ステップＳ４００において、演算処理部５０１は、ステップＳ３９０で探索した推奨経路に関する経路情報をナビゲーション装置１へ送信する。ここでは、たとえば推奨経路に含まれるリンクを特定するための情報などを経路情報として、移動体通信網４００を介してナビゲーション装置１へ送信する。ステップＳ４００を実行したら、図１３のフローチャートに示す処理を終了する。

以上説明したような経路情報配信処理がサーバ装置５００において実行されることにより、ナビゲーション装置１からの要求に応じて、各リンクの推定消費電力量に基づく推奨経路が探索され、その推奨経路に関する経路情報がサーバ装置５００からナビゲーション装置１へ送信される。サーバ装置５００からの経路情報を受信すると、ナビゲーション装置１はその経路情報に基づいて、表示モニタ１５において推奨経路を地図上に表示し、目的地までの経路案内を行う。

以上説明した第１の実施形態によれば、次のような作用効果を奏することができる。

（１）サーバ装置５００は、蓄積部５０２により、複数の地図レベルに階層分けされ、各地図レベルについて所定の道路区間ごとに設定されたリンクの情報を含む地図データと、この地図データにおいて地図レベル１に対応する各下位リンクに対して、消費電力量または回生電力量を推定するための統計パラメータとを記憶する。また、演算処理部５０１の処理により、蓄積部５０２に記憶された下位リンクの統計パラメータに基づいて、レベル１よりも上位の地図レベルに対応する各上位リンクに対して、消費電力量または回生電力量を推定するための統計パラメータを算出する（ステップＳ２６０）。このようにしたので、車両の走行に要する消費エネルギー、すなわち消費電力量を正確に予測して、最適な経路を素早く探索することができる。

（２）サーバ装置５００は、演算処理部５０１の処理により、上位リンクのいずれかを選択し（ステップＳ２１０）、選択した上位リンクに対応する複数の下位リンクについて、蓄積部５０２に記憶された統計パラメータに基づくエネルギー変化量を要因別に算出して積算する（ステップＳ２４０、Ｓ２５０）。ステップＳ２６０では、こうして要因別に積算されたエネルギー変化量に基づいて、ステップＳ２１０で選択された上位リンクに対して統計パラメータを算出する。このようにしたので、下位リンクの統計パラメータに基づいて、上位リンクの統計パラメータを正確に算出することができる。

（３）サーバ装置５００において、蓄積部５０２は、地図データにおいて最下位の地図レベル１に対応する各下位リンクに対して統計パラメータを記憶する。演算処理部５０１は、ステップＳ２６０において、最下位の地図レベル１よりも上位の地図レベルに対応する各上位リンクに対して統計パラメータを算出する。このようにしたので、地図レベル１の各下位リンクに対する統計パラメータから、それよりも上位の地図レベルの各上位リンクに対する統計パラメータを算出することができる。

（４）車両１００、２００および３００にそれぞれ搭載されているナビゲーション装置１は、制御部１０の処理により、その車両の加減速度の変化を検出し（ステップＳ３０）、検出した加減速度の変化に関する加減速情報をサーバ装置５００へ送信する（ステップＳ１００）。サーバ装置５００は、演算処理部５０１の処理により、これらのナビゲーション装置１からそれぞれ送信される加減速情報を受信し（ステップＳ１１０）、受信した加減速情報に基づいて、下位リンクの統計パラメータを算出して蓄積部５０２に記憶させる（ステップＳ１９０、Ｓ１９１）。このようにしたので、各車両の走行状態をサーバ装置５００において正確かつ効率的に収集し、下位リンクの統計パラメータを算出することができる。

（５）サーバ装置５００は、演算処理部５０１の処理により、蓄積部５０２に記憶された統計パラメータと、ステップＳ２６０で算出された統計パラメータとに基づいて、出発地から目的地までの各リンクにおける推定対象車両の消費電力量または回生電力量を推定する（ステップＳ３７０）。こうして推定された各リンクの消費電力量または回生電力量に基づいて、推定対象車両に対する出発地から目的地までの推奨経路を探索する（ステップＳ３９０）。このようにしたので、消費電力量に基づく最適な推奨経路を探索することができる。

−第２の実施形態−
本発明の第２の実施形態について以下に説明する。本実施形態では、車両１００、２００および３００のそれぞれにおける加減速傾向に応じて、各リンクの消費電力量または回生電力量の推定値を調節する例を説明する。なお、本実施形態による車両用情報システムの構成、車載システムの構成およびナビゲーション装置１の構成は、第１の実施形態において図１、２および３に示したものとそれぞれ同一である。したがって、以下ではこれらの構成を用いて、本実施形態の説明を行う。

サーバ装置５００において推定される電気エネルギーの量は、車両１００の重量や形状等の特徴および各道路の状況に加えて、運転者による車両１００の運転傾向、特に加減速傾向によって左右される。他の車両２００、３００においても同様である。そのため、車両１００、２００および３００は、当該車両の加減速傾向に基づいて、サーバ装置５００において各リンクの消費電力量または回生電力量を推定する際に用いられる補正係数の算出を走行中にそれぞれ行う。そして、第１の実施形態で説明したように推奨経路の探索をサーバ装置５００へ要求する際には、算出された補正係数に関する情報を車両情報に含めてサーバ装置５００へ送信する。この補正係数は、当該車両を運転しているユーザ個人の加減速に対する運転傾向を表している。そのため、以下の説明では、この補正係数を「個人補正係数」と称する。

本実施形態の車両用情報システムでは、ナビゲーション装置１の制御部１０により、車両１００の加減速傾向に応じた個人補正係数を算出するための個人補正係数算出処理が実行される。図１５は、個人補正係数算出処理のフローチャートである。ナビゲーション装置１は、制御部１０により、図１５のフローチャートに示す個人補正係数算出処理を所定のタイミングごとに実行する。

ステップＳ４１０において、制御部１０は、車両１００が走行済みの道路の各リンクに対して、統計損失加速量および統計回生加速量を取得する。ここでは、サーバ装置５００において前述の図６の損失・回生パラメータ算出処理が実行されることで蓄積部５０２に記録された下位リンクの各統計パラメータのうち、走行済みの道路に対応する各下位リンクの統計損失加速量および統計回生加速量をサーバ装置５００から受信して、これらの値を取得する。なお、既に説明したように、統計損失加速量は、当該リンクのうち損失区間における車両の加減速量を統計的に表した値であり、統計回生加速量は、当該リンクのうち回生区間における車両の加減速量を統計的に表した値である。このステップＳ４１０の処理により、たとえばリンクＩＤ＝ｎのリンクに対して、前述の式（１３）で表される統計損失加速量ν_{l_n}と、式（１４）で表される統計回生加速量ν_{r_n}とをサーバ装置５００から取得することができる。

なお、ステップＳ４１０において、制御部１０は、たとえばＨＤＤ１４に記録されている地図データに基づいて車両１００が直前に走行したリンクを特定し、そのリンクを対象として統計損失加速量および統計回生加速量を取得することができる。または、車両１００が既に走行済みの複数のリンクについて統計損失加速量および統計回生加速量をまとめて取得してもよい。

あるいは、車両１００が現在走行中のリンクや、これから走行する予定の道路の各リンクについて、統計損失加速量および統計回生加速量を前もって取得してもよい。たとえば、出発地から目的地までの推奨経路が設定されている場合、その推奨経路の各リンクを取得対象として、統計損失加速量および統計回生加速量を取得することができる。これ以外にも、図１５のフローチャートに示した個人補正係数算出処理の実行タイミングに応じて、車両１００が走行済みの道路またはこれから走行する予定の道路の各リンクを統計パラメータの取得対象として特定し、その各リンクについて統計損失加速量および統計回生加速量を取得できれば、どのような方法を用いてもよい。

ステップＳ４２０において、制御部１０は、ステップＳ４１０で統計損失加速量および統計回生加速量を取得した各リンクにおける車両１００の実加減速量を算出する。ここでは、当該リンクの損失区間と回生区間に対して、車両１００が当該リンクを実際に走行した際の車両１００の実加減速量をそれぞれ算出する。このときの車両１００の実加減速量は、たとえば、図４のステップＳ１０で所定期間ごとに算出される平均走行速度に基づいて算出することができる。すなわち、当該リンクにおける平均走行速度の各算出値間の変化量から、損失区間と回生区間のそれぞれにおける実加減速量を算出することができる。以下では、損失区間に対して算出される実加減速量を実損失加速量と称し、回生区間について算出される実加減速量を実回生加速量と称する。このステップＳ４２０の処理により、たとえばリンクＩＤ＝ｎのリンクに対して、実損失加速量μ_{l_n}および実回生加速量μ_{r_n}が算出される。

なお、ステップＳ４２０では、たとえば前述の式（２）に基づいて算出されるエネルギー変化量を基に、車両１００が走行した道路の各リンクに対して損失区間と回生区間を設定することができる。すなわち、図４のステップＳ８０において加減速情報が記録されたときの車両１００の位置に基づいて、車両１００が走行した道路の各リンクを複数の区間に分割する。このとき、加減速情報が記録されなかったリンクについては、当該リンク全体を１つの区間として取り扱う。そして、各区間に対して式（２）で算出されるエネルギー変化量が正負いずれの値であるかを判断し、正の値である区間を損失区間、負の値である区間を回生区間としてそれぞれ設定する。このようにして、走行した道路の各リンクに対して損失区間および回生区間を設定することができる。

あるいは、車両１００において実際に回生発電が行われた区間を回生区間として設定してもよい。すなわち、車両１００の走行中に回生発電が行われた場合、その回生発電の開始地点から終了地点までの区間を回生区間とし、他の区間を損失区間とすることで、損失区間および回生区間を設定することができる。

ステップＳ４３０において、制御部１０は、ステップＳ４１０で取得した統計損失加速量および統計回生加速量と、ステップＳ４２０で算出した実加減速量とに基づいて、車両１００が走行済みの道路に対する加減速量の誤差割合を算出する。ここでは、たとえば車両１００が既に走行したリンクＩＤ＝ｎのリンクに対して、ステップＳ４１０で取得された統計損失加速量ν_{l_n}および統計回生加速量ν_{r_n}と、ステップＳ４２０で算出された実損失加速量μ_{l_n}および実回生加速量μ_{r_n}とに基づいて、以下の式（４５）、（４６）により、損失区間における加減速量の誤差割合ε_{l_n}と、回生区間における加減速量の誤差割合ε_{r_n}とをそれぞれ算出することができる。

なお、上記の式（４５）、（４６）は、リンクＩＤ＝ｎのリンクに対して算出される損失区間での加減速度の誤差割合ε_{l_n}および回生区間での加減速度の誤差割合ε_{r_n}を表している。しかし、ステップＳ４３０では、これらの誤差割合をリンク単位ではなく、複数のリンクをまとめたリンク列単位で算出してもよい。たとえば、車両１００が出発地から設定された目的地まで到達したときの走行リンク列を１トリップとして、トリップ単位で損失区間と回生区間における加減速量の誤差割合をそれぞれ算出することができる。その場合、たとえば、当該リンク列に含まれる各リンクの距離比に応じて、ステップＳ４１０で取得した各リンクの統計損失加速量や統計回生加速量を加重平均することで、当該リンク列の統計損失加速量や統計回生加速量を求めることができる。このときさらに、出発地から目的地までの距離が所定の基準値に満たなかった場合や、途中で寄り道をした場合などは、当該走行リンク列をトリップではないと判断して誤差割合の算出対象から除外することが好ましい。

ステップＳ４４０において、制御部１０は、ステップＳ４３０で算出した誤差割合の値を、当該リンク（またはリンク列）と対応付けて、誤差割合データとしてＨＤＤ１４に蓄積する。このとき、損失区間に対して算出された加減速量の誤差割合と、回生区間に対して算出された加減速量の誤差割合とを、別々の誤差割合データとして蓄積してもよい。なお、当該リンクに対して既に誤差割合データが過去に蓄積されている場合、その誤差割合データとは別に、新たに算出された誤差割合データを蓄積する。このステップＳ４４０の処理が所定のタイミングごとに繰り返し実行されることで、過去に算出された誤差割合に関する誤差割合データがＨＤＤ１４に蓄積される。

ステップＳ４５０において、制御部１０は、ＨＤＤ１４に蓄積されている誤差割合データに基づく収束性判断を行う。ここでは、過去に実行されたステップＳ４４０の処理によってこれまでＨＤＤ１４に蓄積された誤差割合データが所定の判断条件を満たすか否かを各リンクごとに判断することにより、収束性判断を行う。たとえばリンクＩＤ＝ｎのリンクに対して、以下の式（４７）、（４８）および（４９）によって表される判断条件を用いて、ステップＳ４５０の収束性判断を行うことができる。式（４７）において、N_nはリンクＩＤ＝ｎのリンクについてこれまでに蓄積された誤差割合データ数を表し、N₀は必要な規定データ数を表している。式（４８）において、ε_{lave_n}、ε_{lmed_n}はリンクＩＤ＝ｎのリンクについてこれまでに蓄積された損失区間の誤差割合データの平均値と中央値をそれぞれ表し、W_l0は損失区間の誤差割合データに対する規定誤差幅を表している。式（４９）において、ε_{rave_n}、ε_{rmed_n}はリンクＩＤ＝ｎのリンクについてこれまでに蓄積された回生区間の誤差割合データの平均値と中央値をそれぞれ表し、W_r0は回生区間の誤差割合データに対する規定誤差幅を表している。

ステップＳ４５０では、式（４７）、（４８）および（４９）を全て満たす場合に、リンクＩＤ＝ｎのリンクに対して蓄積された誤差割合データは収束性ありと判断する。反対に、式（４７）、（４８）または（４９）のいずれか少なくとも一つを満たさない場合、リンクＩＤ＝ｎのリンクに対して蓄積された誤差割合データは収束性なしと判断する。このような収束性判断を各リンクに対して行うことにより、各リンクについて蓄積された誤差割合データの収束性の有無を、リンクごとにそれぞれ判断することができる。すなわち、各リンクについて、誤差割合データが規定の所要データ数以上蓄積されており、かつその誤差割合データの平均値と中央値の差が規定の誤差幅の範囲内であれば、誤差割合データが収束傾向にあると判断することができる。なお、式（４７）、（４８）および（４９）以外の判断条件を用いて、蓄積された誤差割合データの収束性の有無を判断してもよい。たとえば、蓄積された誤差割合データの分散値を算出し、これに基づいて収束性の有無を判断することもできる。

なお、前述のようにステップＳ４３０においてリンク列単位で誤差割合を算出することで、リンク列ごとに誤差割合データが蓄積されている場合、ステップＳ４５０では、その誤差割合データに基づいて収束性判断を行う。その場合、以下で説明するステップＳ４６０の処理を省略することが好ましい。

ステップＳ４６０において、制御部１０は、ステップＳ４５０の収束性判断によって収束性ありと判断されたリンク数が所定値以上であるか否かを判断する。収束性ありと判断されたリンク数が所定値以上である場合はステップＳ４７０へ進み、所定値未満である場合はステップＳ４１０へ戻る。

以上説明したようなステップＳ４５０およびＳ４６０の処理により、蓄積された誤差割合データが所定の収束条件を満たすか否かを判断することができる。その結果、収束条件を満たす場合はステップＳ４７０へ進み、後述のようにして個人補正係数を算出する一方で、収束条件を満たさない場合は個人補正係数を算出しないようにすることができる。なお、上記の収束条件は一例であり、他の収束条件を用いてもよい。

ステップＳ４７０において、制御部１０は、ステップＳ４３０で算出された誤差割合を基にＨＤＤ１４に蓄積されている誤差割合データに基づいて、ここでは以下の式（５０）、（５１）により、個人損失補正係数α_lおよび個人回生補正係数α_rを算出することができる。式（５０）において、Σε_{lave_con}、N_lconは各リンクに対する損失区間の誤差割合データのうち、前述のステップＳ４５０、Ｓ４６０で収束性ありと判断されたものの平均値の合計とそのデータ数を表している。式（５１）において、Σε_{rave_con}、N_rconは各リンクに対する回生区間の誤差割合データのうち、前述のステップＳ４５０、Ｓ４６０で収束性ありと判断されたものの平均値の合計とそのデータ数を表している。

以上説明したステップＳ４７０の処理により、損失区間と回生区間のそれぞれについて、過去に算出された誤差割合に基づいて、車両１００の加減速傾向に応じた個人補正係数を算出することができる。

上記のようにして算出された個人補正係数は、ナビゲーション装置１がサーバ装置５００に経路情報を要求する際に、車両情報の一部としてナビゲーション装置１から送信される。サーバ装置５００の演算処理部５０１は、前述の図１３に示した経路情報配信処理のステップＳ３１０において車両情報を受信することで、車両１００に搭載されているナビゲーション装置１から、車両１００の消費エネルギーまたは回生エネルギーに対する個人補正係数を取得することができる。

ナビゲーション装置１から個人補正係数を取得すると、演算処理部５０１は、図１３のステップＳ３７０において、取得した個人補正係数に基づいて選択リンクの推定消費電力量または推定回生電力量を算出する。具体的には、前述の式（４３）または（４４）の代わりに、以下の式（５２）または（５３）を用いて、レベル１地図データにおけるリンクＩＤ＝ｎのリンクに対する推定消費電力量（または推定回生電力量）E_n、またはレベル２以上の地図データにおけるリンクＩＤ＝ｎ０のリンクに対する推定消費電力量（または推定回生電力量）E_n0を算出することができる。

以上説明した第２の実施形態によれば、車両１００、２００および３００にそれぞれ搭載されているナビゲーション装置１は、制御部１０の処理により、その車両の加減速傾向に応じて、当該車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーに対する個人補正係数を算出する（ステップＳ４７０）。一方、サーバ装置５００は、演算処理部５０１の処理により、推定対象車両に搭載されているナビゲーション装置１から個人補正係数を取得する（ステップＳ３１０）。そして、ステップＳ３７０において、蓄積部５０２に記憶された統計パラメータと、ステップＳ２６０で算出された統計パラメータと、ステップＳ３１０で取得された個人補正係数とに基づいて、推定対象車両の消費電力量または回生電力量を推定する。このようにしたので、車両を運転しているユーザ個人の加減速に対する運転傾向を反映して、車両の走行に要する消費エネルギー、すなわち消費電力量をより一層正確に予測することができる。

なお、以上説明した第２の実施形態は、次のように変形してもよい。

（変形例１）以上説明した実施の形態では、ステップＳ４７０において、全リンクの損失区間と回生区間に対して、個人損失補正係数と個人回生補正係数をそれぞれ算出することとした。しかし、各リンクを種類に応じて予め分類しておき、そのリンクの種類ごとに個人損失補正係数と個人回生補正係数をそれぞれ算出してもよい。たとえば、カーブの有無、渋滞度合い、道路種別、リンク長、勾配等に基づいて、リンクの分類を行うことができる。さらにこの場合、収束性の有無を判断するための収束条件をリンクの種類ごとに変化させてもよい。たとえば、前述の式（４７）において、規定データ数N₀をリンクの種類ごとに変えることができる。

（変形例２）車両を運転しているユーザ個人を特定し、ユーザごとに誤差割合データを蓄積して個人損失補正係数および個人回生補正係数を算出してもよい。たとえば、ユーザごとに異なる車両キーを予め登録しておき、運転中のユーザが所持している車両キーを判別することで、車両を運転しているユーザ個人を特定することができる。

（変形例３）以上説明した実施の形態では、誤差割合データの蓄積が十分ではないために個人補正係数が存在しない場合、個人補正係数を用いずに、一般的な推定消費電力量または推定回生電力量を算出することとした。しかし、このような場合に、それまでの車両の運転における加減速傾向に応じた補正係数を設定し、その補正係数を個人補正係数の代わりに用いて、推定消費電力量または推定回生電力量を算出してもよい。たとえば、当該車両からそれまでに送信された加減速情報や、当該車両においてそれまでに算出された実加減速量に基づいて大まかな加減速傾向を判断し、その加減速傾向を基に、他車両の個人補正係数や予め設定された補正係数の中から最も近いものを選択して、これを個人補正係数の代わりに用いることができる。

また、以上説明した第１および第２の各実施形態は、それぞれ次のように変形してもよい。

（変形例４）上記の各実施形態において、回生時の車軸トルクを算出し、算出した車軸トルクに基づいて、車両における回生ブレーキと摩擦ブレーキの配分比率を算出してもよい。このようにすれば、算出した配分比率に基づいて、回生電力量をより正確に推定することができる。

（変形例５）上記の各実施形態では、車両１００、２００および３００から送信される加減速情報をサーバ装置５００が受信し、これに基づいてサーバ装置５００が図６の損失・回生パラメータ算出処理を行うことにより、下位リンクの統計パラメータを算出して蓄積部５０２に記憶する車両用情報システムの例を説明した。しかし、サーバ装置５００が下位リンクの統計パラメータを算出せずに、予め蓄積部５０２に記憶してもよい。その場合、図１０の上位リンク統計パラメータ生成処理では、予め記憶された下位リンクの統計パラメータを用いて、第１の実施形態で説明したのと同様の処理により、上位リンクの統計パラメータを算出することができる。

（変形例６）上記の各実施形態では、サーバ装置５００が図１３の経路情報配信処理を行うことにより、消費電力量に基づく推奨経路を探索してその経路情報をナビゲーション装置１に送信する車両用情報システムの例を説明した。しかし、こうした推奨経路の探索を各車両に搭載されているナビゲーション装置１がそれぞれ実行するようにしてもよい。その場合、各車両のナビゲーション装置１は、自車両を推定対象車両として、ＨＤＤ１４に記録されている地図データに基づいて図１３のステップＳ３２０〜Ｓ３９０の処理を実行する。その際に、ステップＳ３６０では、サーバ装置５００から該当するリンクの統計パラメータを取得する。こうして取得した統計パラメータに基づいてステップＳ３７０を実行することで、出発地から目的地までの各リンクにおける推定対象車両の消費電力量または回生電力量を推定することができる。このようにすれば、各車両のナビゲーション装置１においても、消費電力量に基づく最適な推奨経路を探索することができる。さらに、図６の損失・回生パラメータ算出処理や、図１０の上位リンク統計パラメータ生成処理についても、各車両に搭載されているナビゲーション装置１がそれぞれ実行してもよい。

（変形例７）上記の各実施の形態では、車載装置としてナビゲーション装置１を利用した例を説明したが、ナビゲーション装置以外の車載装置を利用してもよい。また、上記の各実施の形態では、各リンクに対する推定消費電力量を目的地までの推奨経路の探索に利用する例を説明したが、これ以外のものに利用してもよい。たとえば、推定消費電力量に基づいて車両が航続可能なエリアを特定したり、経路途中での立ち寄り地点を提案したりすることができる。

（変形例８）上記の各実施の形態では、ＥＶである車両についてその消費電力量または回生電力量を推定する例を説明したが、これ以外の車両に対して本発明を適用してもよい。たとえば、ガソリン等の燃料と電気とを併用して駆動するハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や、ガソリン等の燃料のみを用いて駆動する通常の自動車についても本発明を適用可能である。なお、回生ブレーキ等のエネルギー回生機構を有しない通常の自動車の場合は、前述の式（４３）、（４４）、（５２）および（５３）において回生係数Rを０として推定消費エネルギー量を計算すればよい。

上記の各実施形態や各変形例は任意に組み合わせて採用してもよい。また、上記実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。

１ ナビゲーション装置
２ 車両制御装置
３ バッテリ
４ 電力変換装置
５ 電気モータ
６ 通信端末
１０ 制御部
１１ ＧＰＳ受信部
１２ 振動ジャイロ
１３ 車速センサ
１４ ＨＤＤ
１５ 表示モニタ
１６ スピーカ
１７ 入力装置
１００、２００、３００ 車両
４００ 移動体通信網
５００ サーバ装置
５０１ 演算処理部
５０２ 蓄積部

Claims (14)

1. 車両にそれぞれ搭載される複数の車載装置と、前記車載装置と通信回線を介して接続されるサーバ装置とを有し、
   前記サーバ装置は、
   複数の地図レベルに階層分けされ、各地図レベルについて所定の道路区間ごとに設定されたリンクの情報を含む地図データと、前記地図データにおいて所定階層の地図レベルに対応する各下位リンクに対して、消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータとを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記下位リンクの統計パラメータに基づいて、前記地図データにおいて前記所定階層の地図レベルよりも上位の地図レベルに対応する各上位リンクに対して、消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータを算出する上位統計パラメータ算出手段とを備えることを特徴とする車両用情報システム。
2. 請求項１に記載の車両用情報システムにおいて、
   前記サーバ装置は、
   前記上位リンクのいずれかを選択する上位リンク選択手段と、
   前記上位リンク選択手段により選択された上位リンクに対応する複数の下位リンクについて、前記記憶手段に記憶された統計パラメータに基づくエネルギー変化量を要因別に算出して積算する積算手段とをさらに備え、
   前記上位統計パラメータ算出手段は、前記積算手段により前記要因別に積算されたエネルギー変化量に基づいて、前記上位リンク選択手段により選択された上位リンクに対して前記統計パラメータを算出することを特徴とする車両用情報システム。
3. 請求項１または２に記載の車両用情報システムにおいて、
   前記記憶手段は、前記地図データにおいて最下位の地図レベルに対応する各下位リンクに対して前記統計パラメータを記憶し、
   前記上位統計パラメータ算出手段は、前記最下位の地図レベルよりも上位の地図レベルに対応する各上位リンクに対して前記統計パラメータを算出することを特徴とする車両用情報システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用情報システムにおいて、
   前記複数の車載装置の各々は、
   当該車載装置を搭載した車両の加減速度の変化を検出する加減速変化検出手段と、
   前記加減速変化検出手段により検出された加減速度の変化に関する加減速情報を前記サーバ装置へ送信する送信手段とを備え、
   前記サーバ装置は、
   前記複数の車載装置からそれぞれ送信される前記加減速情報を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された前記加減速情報に基づいて、前記下位リンクの統計パラメータを算出して前記記憶手段に記憶させる統計パラメータ算出手段とをさらに備えることを特徴とする車両用情報システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用情報システムにおいて、
   前記サーバ装置は、
   前記記憶手段に記憶された統計パラメータと、前記上位統計パラメータ算出手段により算出された統計パラメータとに基づいて、出発地から目的地までの各リンクにおける推定対象車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定する推定手段と、
   前記推定手段により推定された各リンクの消費エネルギーまたは回生エネルギーに基づいて、前記推定対象車両に対する前記出発地から前記目的地までの推奨経路を探索する経路探索手段とをさらに備えることを特徴とする車両用情報システム。
6. 請求項５に記載の車両用情報システムにおいて、
   前記複数の車載装置の各々は、前記車両の加減速傾向に応じて、前記車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーに対する個人補正係数を算出する個人補正係数算出手段をさらに備え、
   前記サーバ装置は、前記複数の車載装置のうち推定対象車両に搭載されている車載装置から、前記個人補正係数を取得する個人補正係数取得手段をさらに備え、
   前記推定手段は、前記記憶手段に記憶された統計パラメータと、前記上位統計パラメータ算出手段により算出された統計パラメータと、前記個人補正係数取得手段により取得された前記個人補正係数とに基づいて、前記推定対象車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定することを特徴とする車両用情報システム。
7. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用情報システムにおいて、
   前記複数の車載装置のうち推定対象車両に搭載されている車載装置は、
   前記サーバ装置から、出発地から目的地までの各リンクについて、前記記憶手段に記憶された統計パラメータと、前記上位統計パラメータ算出手段により算出された統計パラメータとを取得する統計パラメータ取得手段と、
   前記統計パラメータ取得手段により取得された統計パラメータに基づいて、前記出発地から前記目的地までの各リンクにおける前記推定対象車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定する推定手段と、
   前記推定手段により推定された各リンクの消費エネルギーまたは回生エネルギーに基づいて、前記推定対象車両に対する前記出発地から前記目的地までの推奨経路を探索する経路探索手段とをさらに備えることを特徴とする車両用情報システム。
8. 請求項７に記載の車両用情報システムにおいて、
   前記複数の車載装置の各々は、前記車両の加減速傾向に応じて、前記車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーに対する個人補正係数を算出する個人補正係数算出手段をさらに備え、
   前記推定手段は、前記統計パラメータ取得手段により取得された統計パラメータと、前記個人補正係数算出手段により算出された前記個人補正係数とに基づいて、前記推定対象車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定することを特徴とする車両用情報システム。
9. 複数の地図レベルに階層分けされ、各地図レベルについて所定の道路区間ごとに設定されたリンクの情報を含む地図データと、前記地図データにおいて所定階層の地図レベルに対応する各下位リンクに対して、消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータとを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記下位リンクの統計パラメータに基づいて、前記地図データにおいて前記所定階層の地図レベルよりも上位の地図レベルに対応する各上位リンクに対して、消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定するための統計パラメータを算出する上位統計パラメータ算出手段とを備えることを特徴とするサーバ装置。
10. 請求項９に記載のサーバ装置において、
    前記上位リンクのいずれかを選択する上位リンク選択手段と、
    前記上位リンク選択手段により選択された上位リンクに対応する複数の下位リンクについて、前記記憶手段に記憶された統計パラメータに基づくエネルギー変化量を要因別に算出して積算する積算手段とをさらに備え、
    前記上位統計パラメータ算出手段は、前記積算手段により前記要因別に積算されたエネルギー変化量に基づいて、前記上位リンク選択手段により選択された上位リンクに対して前記統計パラメータを算出することを特徴とするサーバ装置。
11. 請求項９または１０に記載のサーバ装置において、
    前記記憶手段は、前記地図データにおいて最下位の地図レベルに対応する各下位リンクに対して前記統計パラメータを記憶し、
    前記上位統計パラメータ算出手段は、前記最下位の地図レベルよりも上位の地図レベルに対応する各上位リンクに対して前記統計パラメータを算出することを特徴とするサーバ装置。
12. 請求項９乃至１１のいずれか一項に記載のサーバ装置において、
    複数の車両からそれぞれ送信される当該車両の加減速度の変化に関する加減速情報を受信する受信手段と、
    前記受信手段により受信された前記加減速情報に基づいて、前記下位リンクの統計パラメータを算出して前記記憶手段に記憶させる統計パラメータ算出手段とをさらに備えることを特徴とするサーバ装置。
13. 請求項９乃至１２のいずれか一項に記載のサーバ装置において、
    前記記憶手段に記憶された統計パラメータと、前記上位統計パラメータ算出手段により算出された統計パラメータとに基づいて、出発地から目的地までの各リンクにおける推定対象車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定する推定手段と、
    前記推定手段により推定された各リンクの消費エネルギーまたは回生エネルギーに基づいて、前記推定対象車両に対する前記出発地から前記目的地までの推奨経路を探索する経路探索手段とをさらに備えることを特徴とするサーバ装置。
14. 請求項１３に記載のサーバ装置において、
    前記推定対象車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーに対する個人補正係数を前記推定対象車両から取得する個人補正係数取得手段をさらに備え、
    前記推定手段は、前記記憶手段に記憶された統計パラメータと、前記上位統計パラメータ算出手段により算出された統計パラメータと、前記個人補正係数取得手段により取得された前記個人補正係数とに基づいて、前記推定対象車両の消費エネルギーまたは回生エネルギーを推定することを特徴とするサーバ装置。

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