JPH10122883A - 車両用ナビゲーション装置及びルート設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未走行であっても燃料消費の最も少ない経路
を選択し得る車両用ナビゲーション装置及びルート設定
方法を提案する。 【解決手段】 各経路について燃料消費を算出し（Ｓ３
８）、最も燃料消費の少ない経路を選択する（Ｓ４
０）。ここで、数学的な道路状況のモデル式（最小２乗
法）を用いて燃料消費を算出（予測）しており、実際に
各経路を走行して燃料消費のデータを収集する必要がな
いため、未走行であっても燃料消費の最も少ない経路を
選択することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、目的地までのルー
ト案内を行う車両用ナビゲーション装置及びルート設定
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】目的地までの走行ルートを表示、案内す
るものとしてナビゲーションシステムが知られている。
現在、ナビゲーションシステムにおいて、出発地点から
目的地までのルートを決定する際に、複数のルートにつ
いて検討し、最も望ましいルートを選択することが実用
化されている。ここで、複数のルートには、例えば、市
街地を通るルートがあり、更に、市街地を通るルート中
にも、狭い道路、広い道路があり、他方、市街地を迂回
するルートにおいては、カーブや坂の大いルート等の色
々なルートがあって、選択するルートによって燃料の消
費量が大きく異なってくる。

【０００３】このため、燃料消費の少ないルートを選択
することで、経済的に走行し得るよう経路案内する方法
として、特開平２−２７８１１６号が提案されている。
この方法では、目的地までのルート上における交差点を
境にして、各交差点間の各区間毎の所要時間、走行距
離、燃費を走行毎に記憶して行き、データベースとして
利用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術において、最小燃料消費量のルートの検索は、通勤路
等の既に走行を繰り返し、データベースが構築されてい
る経路においてのみ可能であり、新たな目的地に向かう
場合には、最小燃料消費量となるルートを検索し得なか
った。

【０００５】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、未走行
であっても燃料消費の最も少ない経路を選択し得る車両
用ナビゲーション装置及びルート設定方法を提案するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１のルート設定方法では、第１の地点から第
２の地点までの経路を複数検索するステップと、検索し
た各経路について道路状況の数学的なモデル式を用いて
燃料消費量を算出するステップと、前記複数の経路の内
の最も燃料消費の少ない経路を選択するステップとから
なることを技術的特徴とする。

【０００７】また、請求項２のルート設定方法では、請
求項１において、前記数学的なモデル式として、統計的
手法を用いることを技術的特徴とする。

【０００８】また、請求項３のルート設定方法では、請
求項１又は２において、車両状況の数学的なモデル式を
用いて燃料消費量を推測するステップと、現在の燃料消
費量と、上記車両状況のモデル式を用いて推測した燃料
消費量との差分が予め設定された値よりも大きいかを判
断するステップと、上記ステップにて前記差分が前記予
め設定された値よりも大きい際に、前記道路状況のモデ
ル式を実測値に基づき補正するステップとを有すること
を技術的特徴とする。

【０００９】上記の目的を達成するため、請求項４の車
両用ナビゲーション装置では、地図データに基づき第１
の地点から第２の地点までの経路を複数検索する経路検
索手段と、検索した各経路の燃料消費に関連する複数の
パラメータを用い、各経路について数学的なモデル式を
用いて燃料消費量を算出する燃料消費量算出手段と、前
記複数の経路の内の最も燃料消費の少ない経路を選択す
る経路選択手段と、を備えることを技術的特徴とする。

【００１０】請求項１又は２のルート設定方法では、各
経路について燃料消費を算出し、最も燃料消費の少ない
経路を選択する。ここで、数学的な道路状況のモデル式
（統計的手法）を用いて燃料消費を算出（予測）してお
り、実際に各経路を走行して燃料消費のデータを収集す
る必要がないため、未走行であっても燃料消費の最も少
ない経路を選択することができる。

【００１１】請求項３のルート設定方法では、車両状況
のモデル式を用いて燃料消費量を推測し、該推測した燃
料消費量と現在の燃料消費量との差分が予め設定された
値よりも大きい際に、道路状況のモデル式を実測値に基
づき補正するため、該道路状況のモデル式の誤差が大き
くなることを未然に防ぎ、常に燃料消費の最も少ない経
路を選択することができる。

【００１２】請求項４の車両用ナビゲーション装置で
は、経路検索手段が地図データに基づき第１の地点から
第２の地点までの経路を複数検索し、燃料消費量算出手
段が検索した各経路の燃料消費に関連する複数のパラメ
ータを用い、各経路について数学的なモデル式を用いて
燃料消費量を算出する。そして、経路選択手段が、複数
の経路の内の最も燃料消費の少ない経路を選択する。こ
こで、数学的なモデル式を用いて燃料消費を算出（予
測）しており、実際に各経路を走行して燃料消費のデー
タを収集する必要がないため、未走行であっても燃料消
費の最も少ない経路を選択することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施態
様について図を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施態様に係る車両用ナビゲーション装置の構成を示し
ている。ナビゲーション装置は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１
４及びＲＡＭ１６から成り種々の演算・制御を行う制御
部１０と、走行中に検出したデータを記憶するための車
両データ記憶手段２０と、後述するモデル式に基づき演
算を行うモデル式演算手段２２と、人工衛星からの電波
に基づき現在位置を算出するＧＰＳ（グローバルポジシ
ョニングシステム）３２、及び、地磁気から進行方向を
求める方位センサ３４等から成る現在位置検出用センサ
群３０と、経路等の表示を行う表示装置４０と、種々の
データを保持するデータ記憶部７０とから成る。

【００１４】図示しないアクセルペダルの操作を検出す
るアクセルセンサ５２と、図示しないブレーキペダルの
操作を検出するブレーキセンサ５４とは、エンジン（図
示せず）を制御するＥ／ＧＥＣＵ６０、及び、オートマ
チックトランスミッション（図示せず）を制御するＡ／
ＴＥＣＵ６２に接続されている。該Ｅ／ＧＥＣＵ６０、
及び、Ａ／ＴＥＣＵ６２からの信号は、制御部１０側へ
入力されるようになっている。

【００１５】上記データ記憶部７０には、経路を音声案
内するための音声データ７２と、地図データ７４と、地
名データ７６と、道路に関するデータから成る道路デー
タ７８とが保持されている。ここで、道路データ７８と
しては、道路をノード点として記憶しているノードデー
タ７８ａと、道路の車線数を記憶している車線データ７
８ｂと、道路上の交差点に関するデータを記憶している
交差点データ７８ｃと、各道路の制限速度を記憶してい
る制限速度データ７８ｄ等が記憶されている。

【００１６】ここで、図５に模式的に示す出発地Ｓから
目標地Ｄまでのルートを選択し、ルート案内を行う際の
処理について、図２〜図４のフローチャートを参照して
説明する。ナビゲーション装置の制御部１０は、まず、
ＧＰＳ３２から現在位置（図５に示す出発地Ｓ）を入力
する（図４に示すＳ１２）。そして、運転者によって指
示された目的地（図５に示す目的地Ｄ）を入力する（Ｓ
１４）。その後、出発地Ｓから目的地Ｄまでの最も少な
い燃料消費量で走行し得るルートを演算する（Ｓ１
６）。

【００１７】このステップ１６のルート演算について、
当該処理のサブルーチンを示す図３のフローチャートを
参照して説明する。まず、出発地Ｓから目的地Ｄまでの
走行可能な主要交差点を抽出する（Ｓ３２）。ここで
は、交差点Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を抽出したものとする。次
に、各主要交差点間の区間の距離を算出する。ここで
は、出発地Ｓから交差点Ｉ１までの区間Ｒ１と、交差点
Ｉ１から目的地Ｄまでの区間Ｒ２と、出発地Ｓから交差
点Ｉ２までの区間Ｒ３と、交差点Ｉ２から目的地Ｄまで
の区間Ｒ４と、出発地Ｓから交差点Ｉ３までの区間Ｒ５
と、交差点Ｉ１から目的地Ｄまでの区間Ｒ６との距離を
算出する。次に、各区間の車線数及び信号数を図１に示
すデータ記憶部７０から検索する（Ｓ３６）。

【００１８】その後、制御部１０は、図１に示すモデル
式演算手段２２によって、各主要交差点間の燃料消費量
を車線数、距離、信号数に基づき算出する（Ｓ３８）。
ここで、燃料消費量を算出するために数学的なモデル式
を用いるが、本実施態様では、モデル式のパラメータを
推定するために統計的手法を用いている。ここでは、道
路状況のパラメータを含む次の数１のモデル式に基づき
燃料消費量を求める。

【数１】 Ｙ＝Ｂ0 ＋Ｂ1 Ｘ（１）＋Ｂ2 Ｘ（２）＋Ｂ3 Ｘ（３） 数１において、目的変数Ｙは燃料消費量を表し、Ｘ
（１）は車線数を、Ｘ（２）は距離を、Ｘ（３）は信号
数（主要交差点間に設置されている信号数）を表してい
る。

【００１９】ここで、算出される燃料消費量が、実際値
に最も適合するよう次の数２に示す最小２乗法を用い、
残差の２乗和（Σｅ² ）が最小になるようにパラメータ
Ｂ0、Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 を求める。

【数２】ｅ＝Ｙ1 −（Ｂ0 ＋Ｂ1 Ｘ（１）＋Ｂ2 Ｘ
（２）＋Ｂ3 Ｘ（３）） なお、本実施態様では、パラメータとして車線数、距
離、信号数に基づき燃料消費量を求めているが、パラメ
ータは何種類あっても良い。またパラメータとしては、
例えば、各主要交差点間の標高（標高差）、一旦停止等
の停止位置の数、登坂・降坂の勾配等を加えることも好
適である。

【００２０】最後、算出した燃料消費量を比較し、燃料
消費量が最小となるルートを選択する（Ｓ４０）。ここ
では、交差点Ｉ２を経由する区間Ｒ３、Ｒ４のルートを
燃料消費量最小として選択したものする。これによりル
ート演算の処理（Ｓ１８）が終了し、図４に示すステッ
プ２０のルート案内処理へ移行する。

【００２１】このステップ２０のルート案内処理では、
図１に示す表示装置４０に上記ステップ１８にて検索し
たルート（区間Ｒ３、Ｒ４）に従い車両の進路を表示す
る。このステップ２０のルート案内処理を目的地Ｄへ到
着するまで（Ｓ２８がＮｏ）、継続する。そして、目的
地Ｄに到着し、ステップ２６の目的地到着かの判断がＹ
ｅｓとなると、経路案内を終了して（Ｓ２８）、全て処
理を完了する。

【００２２】なお、上記ステップ２０のルート案内処理
と共に、制御部１０は、走行中の各ルートにおける燃料
消費量等の各ルートデータを保持すると共に（Ｓ２
２）、上記数１に示したモデル式の補正の必要性を判断
する（Ｓ２４）。このモデル式の補正処理について、当
該処理のサブルーチンを示す図４のフローチャートを参
照して説明する。

【００２３】制御部１０は、先ずステップ５２にて、次
の数３に示す車両の制御量に関連したパラメータを用い
るモデル式に基づき、燃料消費量の瞬時値を算出する
（ここで、瞬時値とは、例えば、１秒、或いは、１分等
のある一定時間における値である）。

【数３】Ｙ＝Ｃ0 ＋Ｃ1 Ｘ（１）＋Ｃ2 Ｘ（２）＋Ｃ3
Ｘ（３）＋Ｃ4 Ｘ（４）＋Ｃ5 Ｘ（５） 数３で、目的変数Ｙは燃料消費量を表し、Ｘ（１）はエ
ンジンの回転数を、Ｘ（２）はスロットル開度を、Ｘ
（３）は平均（瞬時）車速を、Ｘ（４）はトランスミッ
ションの変速段を、Ｘ（５）はブレーキが踏まれた回数
を示している。

【００２４】次に、この瞬時値における実際の燃料消費
量を入力し（Ｓ５４）、上記ステップ５２にて推測して
燃料消費量と、ステップ５４にて入力した実際の燃料消
費量との差分が、予め設定されている基準値以上ある
か、即ち、数３のモデル式に基づき算出した燃料消費量
が実際の燃料消費量及びそのバラツキを含んだ誤差の範
囲中からかけ離れているかを判断する（Ｓ５６）。ここ
で、差分が小さく、適切に燃料消費量が推測できている
間は（Ｓ５６がＮｏ）、当該モデル式補正処理を終了す
る。

【００２５】他方、数３のモデル式に基づき算出した値
が実際の燃料消費量からかけ離れている時には（Ｓ５６
がＹｅｓ）、上述した数１の道路状況に関連するモデル
式についても実際の燃料消費量との間で誤差が生じてい
ると考えられるため、走行中に収集したルートデータに
基づき、当該数１のモデル式のパラメータの数値を重回
帰分析に基づき補正する（Ｓ５８）。更に、上記数３に
示す車両の制御量に関連したパラメータを用いるモデル
式についても、最小２乗法に基づき補正を加える（Ｓ６
０）。

【００２６】なお、この実施態様で用いる数３に示すモ
デル式においては、パラメータを５種類用いたが、パラ
メータは何種類であってもよく、また、パラメータとし
て、アクセルのオンとオフの比率、或いは、実走行時の
燃料消費量を用いることも可能である。

【００２７】この実施態様では、車両状況のモデル式を
用いて燃料消費量を推測し、該推測した燃料消費量と現
在の燃料消費量との差分が予め設定された値よりも大き
い際に、道路状況のモデル式を実測値に基づき補正する
ため、該道路状況のモデル式の誤差が大きくなることを
未然に防ぎ、常に燃料消費の最も少ない経路を選択する
ことができる。また、数３に示す車両の制御量に関連し
たモデル式を補正することで、車両やエンジンの個体差
・径年変化にも対応することができる。

【００２８】また、この実施態様では、数３のモデル式
に基づき算出した燃料消費量を実際の燃料消費量とから
補正するか否かを判断しているが、数１のモデル式に基
づき算出した燃料消費量と実際の燃料消費量との差分が
予め設定されている値よりも大きい場合、重回帰分析に
基づき数１のモデル式のパラメータの数値を補正するこ
とも可能である。

【００２９】なお、この実施態様では、全てのルートに
ついて、燃料消費量をモデル式を用いて予測したが、過
去に通過したことのあるルートについては、通行時のデ
ータを保持し、該データを用いて燃料消費量を比較、即
ち、未走行の道路については燃料消費量を予測し、通過
したことのある道路については、過去データから燃料消
費量を検索し、これらの値を比較して燃料消費量が最小
となるルートを抽出するようにも構成できる。

【００３０】

【効果】以上記述したように請求項１は２のルート設定
方法では、数学的な道路状況のモデル式（重回帰分析）
を用いて燃料消費を予測しており、実際に各経路を走行
して燃料消費のデータを収集する必要がないため、未走
行であっても燃料消費の最も少ない経路を選択すること
ができる。

【００３１】請求項３のルート設定方法では、車両状況
のモデル式を用いて燃料消費量を推測し、該推測した燃
料消費量と現在の燃料消費量との差分が予め設定された
値よりも大きい際に、道路状況のモデル式を実測値に基
づき補正するため、該道路状況のモデル式の誤差が大き
くなることを未然に防ぎ、常に燃料消費の最も少ない経
路を選択することが可能となる。

【００３２】請求項４の車両用ナビゲーション装置で
は、数学的なモデル式を用いて燃料消費を予測してお
り、実際に各経路を走行して燃料消費のデータを収集す
る必要がないため、未走行であっても燃料消費の最も少
ない経路を選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施態様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。

【図２】図１に示すナビゲーション装置による処理のメ
インルーチンを示すフローチャートである。

【図３】図２に示すメインルーチンのルート演算処理の
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図４】図２に示すメインルーチンのモデル式補正処理
のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図５】ルート選択処理を行う道路データの説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 制御部 ２０ 車両データ記憶手段 ２２ モデル式演算手段 ３２ ＧＰＳ ４０ 表示装置 ７０ データ記憶部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の地点から第２の地点までの経路を
   複数検索するステップと、 検索した各経路について道路状況の数学的なモデル式を
   用いて燃料消費量を算出するステップと、 前記複数の経路の内の最も燃料消費の少ない経路を選択
   するステップとからなることを特徴とするルート設定方
   法。
2. 【請求項２】 前記数学的なモデル式として、統計的手
   法を用いることを特徴とする請求項１のルート設定方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のルート設定方法であっ
   て、 車両状況の数学的なモデル式を用いて燃料消費量を推測
   するステップと、 現在の燃料消費量と、上記車両状況のモデル式を用いて
   推測した燃料消費量との差分が予め設定された値よりも
   大きいかを判断するステップと、 上記ステップにて前記差分が前記予め設定された値より
   も大きい際に、前記道路状況のモデル式を実測値に基づ
   き補正するステップとを有することを特徴とするルート
   設定方法。
4. 【請求項４】 地図データに基づき第１の地点から第２
   の地点までの経路を複数検索する経路検索手段と、 検索した各経路の燃料消費に関連する複数のパラメータ
   を用い、各経路について数学的なモデル式を用いて燃料
   消費量を算出する燃料消費量算出手段と、 前記複数の経路の内の最も燃料消費の少ない経路を選択
   する経路選択手段と、を備えることを特徴とする車両用
   ナビゲーション装置。