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JP2023036383A - 車両のエネルギー消費量予測システム、車両のエネルギー消費量予測プログラムおよび予測方法 - Google Patents

車両のエネルギー消費量予測システム、車両のエネルギー消費量予測プログラムおよび予測方法 Download PDF

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JP2023036383A JP2021143404A JP2021143404A JP2023036383A JP 2023036383 A JP2023036383 A JP 2023036383A JP 2021143404 A JP2021143404 A JP 2021143404A JP 2021143404 A JP2021143404 A JP 2021143404A JP 2023036383 A JP2023036383 A JP 2023036383A
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Abstract

Figure 2023036383000001
【課題】車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測可能な車両のエネルギー消費量予測システム、車両のエネルギー消費量予測プログラムおよび予測方法を提供する。
【解決手段】車両Ｖが走行する所定の運行ルートＲの走行回数および車両に装着したタイヤの摩耗状態に関する情報を含む走行条件を取得する走行条件取得部１０２と、各運行ルートについて、車両の走行距離あたりのエネルギー消費量に相当する路面シビリティＲＳ１を取得する路面シビリティ取得部１０３と、走行条件および路面シビリティに基づいて車両のエネルギー消費量を予測するエネルギー消費量予測部１０５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、バス車両や貨物車両等のエネルギー消費量を予測するエネルギー消費量予測システム、車両のエネルギー消費量予測プログラムおよび車両のエネルギー消費量予測方法に関する。
車両を運用する事業者にとって、運用するバス車両や貨物車両等に装着したタイヤの摩耗による寿命を把握することは運営上重要であり、タイヤの摩耗寿命の予測情報を取得したいという要望があった。
そこで、タイヤの摩耗による寿命に関する予測情報を取得する技術が種々提案されている（特許文献１）。
特許文献１では、タイヤを所定の転動条件で転動させた場合の摩耗寿命を予測する技術が開示されている。
特に、上記従来技術では、車両種類、タイヤの装着位置、走行コース等の走行条件の違いによって変化するシビアリティ情報（単位時間あたりのタイヤ摩擦エネルギー量）を反映してタイヤ摩耗寿命を予測する方法について示されている。
これにより、各タイヤの摩耗寿命を管理して、タイヤ交換作業を行う適切な時期等を把握して、タイヤ交換作業を効率的に行うと共に、バス等の車両の安全性確保およびタイヤ故障の予防などを図ることができる。
特開２００８－８２９１４号公報
ところで、路線バスあるいは高速バス等で運用されるバス車両や貨物車両等においては、タイヤの摩耗寿命の予測に加えて、これらの車両のエネルギー消費量（所謂、燃費を含む）を予測したいという要望がある。
即ち、バス会社など車両を運用する会社にとって、運行ルート毎のエネルギー消費量（例えば、内燃機関搭載車両の燃料消費量、ＣＯ２排出量、電動車両の電力消費量等）がどの程度になるかの予測情報の取得は事業を運営する上で非常に重要である。
しかしながら、上記従来技術では、走行状態に応じて変化するシビアリティ情報を反映させてタイヤ摩耗寿命を予測するに留まり、運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測することはできないという不都合があった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測可能な車両のエネルギー消費量予測システム、車両のエネルギー消費量予測プログラムおよび予測方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る車両のエネルギー消費量予測システムは、車両が走行する所定の運行ルートの走行回数および前記車両に装着したタイヤの摩耗状態に関する情報を含む走行条件を取得する走行条件取得部と、前記各運行ルートについて、前記車両の走行距離あたりのエネルギー消費量に相当する路面シビリティを取得する路面シビリティ取得部と、前記走行条件および前記路面シビリティに基づいて前記車両のエネルギー消費量を予測するエネルギー消費量予測部と、を備えることを要旨とする。
これにより、車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測することができる。
また、前記路面シビリティを補正する路面シビリティ補正部を備え、該路面シビリティ補正部は、前記タイヤの摩耗状態によって異なる路面シビリティを用いて補正を行うようにできる。
これにより、車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量をより高精度に予測することができる。
また、前記路面シビリティ補正部は、所定の入力手段を介して入力される前記タイヤの種類によって異なる前記路面シビリティを補正するようにしてもよい。
これにより、車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量をタイヤの種類に応じて、より高精度に予測することができる。
また、前記走行条件は、前記タイヤの複数の摩耗状態に関する情報を含むようにできる。
これにより、車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量をタイヤの摩耗状態に応じて、より高精度に予測することができる。
また、前記走行条件取得部は、前記各運行ルートの走行回数の差を所定範囲内に設定するようにしてもよい。
これにより、実際の運行に即して、各運行ルートの走行回数が均等になるように予測することができる。
さらに、前記路面シビリティ取得部は、前記各運行ルートについての前記タイヤの耐久性能に関する路面シビリティ、または前記運行ルートごとのタイヤ耐久に与える影響度に関する路面シビリティをさらに取得し、前記走行条件において、前記耐久性能または前記影響度が所定の閾値内に入るか否かを判定するタイヤ耐久性能判定部を備えるようにできる。
これにより、車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測することができると共に、タイヤの耐久性能を判定することができる。
本発明の他の態様に係る車両のエネルギー消費量予測プログラムは、車両が走行する所定の運行ルートの走行回数および前記車両に装着したタイヤの摩耗状態に関する情報を含む走行条件を取得する走行条件取得ステップと、前記各運行ルートについて、前記車両の走行距離あたりのエネルギー消費量に相当する路面シビリティを取得する路面シビリティ取得ステップと、前記走行条件および前記路面シビリティに基づいて前記車両のエネルギー消費量を予測するエネルギー消費量予測ステップと、を有し、エネルギー消費量予測システムで実行されることを要旨とする。
これにより、車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測することができる。
また、本発明の他の態様に係る車両のエネルギー消費量予測方法は、車両が走行する所定の運行ルートの走行回数および前記車両に装着したタイヤの摩耗状態に関する情報を含む走行条件を取得する走行条件取得過程と、前記各運行ルートについて、前記車両の走行距離あたりのエネルギー消費量に相当する路面シビリティを取得する路面シビリティ取得過程と、前記走行条件および前記路面シビリティに基づいて前記車両のエネルギー消費量を予測するエネルギー消費量予測過程と、を有することを要旨とする。
これにより、車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測することができる。
本発明によれば、車両について運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測可能な車両のエネルギー消費量予測システム、車両のエネルギー消費量予測プログラムおよび予測方法を提供することができる。
実施形態に係る車両のエネルギー消費量予測システムの機能構成を示す機能ブロック図である。 実施形態に係る車両のエネルギー消費量予測システムで実行される車両のエネルギー消費量予測処理の処理手順の例を示すフローチャートである。 タイヤの摩耗状態の違いによる性能変化を模式的に示す説明図（ａ）と、タイヤの摩耗状態とエネルギー消費量、耐久性、摩耗の関係を示す図表（ｂ）である。 運行ルートとエネルギー消費量、耐久性、摩耗性の関係を示す説明図である。
図１から図４を参照して、本発明の実施形態に係る車両のエネルギー消費量予測システムＳ１について説明する。
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
（車両のエネルギー消費量予測システムの概略構成）
図１の機能ブロック図を参照して、実施形態に係る車両のエネルギー消費量予測システムＳ１の概略構成について説明する。
車両のエネルギー消費量予測システムＳ１は、例えば汎用のコンピュータやサーバ等で構成され、図１に示すように、バス等の車両Ｖが備える送信部２００から種々のデータを受信するように構成されている。
図１に示すように、車両のエネルギー消費量予測システム（以下、エネルギー消費量予測システムと呼称する）Ｓ１は、バス等の車両Ｖが備える送信部２００から無線回線Ｎを介して所定の運行ルートの走行回数、車両Ｖに装着したタイヤの摩耗状態に関する情報などの種々のデータを受信する受信部１０１を備える。
なお、車両Ｖは、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、水素エンジン等の内燃機関搭載車両、或いは電動車両等の何れであってもよい。
エネルギー消費量予測システムＳ１は、バスなどの車両Ｖが走行する所定の運行ルートＲ（Ｒ１、Ｒ２等の走行回数および車両Ｖに装着したタイヤの摩耗状態に関する情報ＴＷ１を含む走行条件ＤＣ１を取得する走行条件取得部１０２を備える。
また、エネルギー消費量予測システムＳ１は、各運行ルートＲ１、Ｒ２等について、車両Ｖの走行距離あたりのエネルギー消費量に相当する路面シビリティＲＳ１を取得する路面シビリティ取得部１０３を備える。
なお、車両Ｖの走行距離あたりのエネルギー消費量は、車両Ｖを各運行ルートＲ１、Ｒ２等を走行させた実測値等から取得することができる。
また、エネルギー消費量予測システムＳ１は、タイヤの摩耗状態によって異なる路面シビリティＲＳ１を用いて補正を行う路面シビリティ補正部１０４を備える。
また、エネルギー消費量予測システムＳ１は、走行条件ＤＣ１および路面シビリティＲＳ１に基づいて車両Ｖのエネルギー消費量を予測するエネルギー消費量予測部１０５を備える。
さらに、路面シビリティ取得部１０３は、各運行ルートＲ１、Ｒ２等についてのタイヤの耐久性能に関する路面シビリティＤＵ１ａ、または運行ルートＲ１、Ｒ２等ごとのタイヤ耐久に与える影響度に関する路面シビリティＤＵ１ｂをさらに取得し、走行条件ＤＣ１において、耐久性能または影響度が所定の閾値内に入るか否かを判定するタイヤ耐久性能判定部１０６を備える。
また、エネルギー消費量予測部１０５で予測したエネルギー消費量に関する情報、タイヤ耐久性能判定部１０６による判定結果等を表示する液晶表示装置等で構成される表示部３００を備える。
このような構成により、車両Ｖについて運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測することができ、バス等の運用を行うバス会社等の利便性を向上することができる。
また、路面シビリティ補正部１０４は、路面シビリティＲＳ１をタイヤの種類によって補正するようにできる。
なお、タイヤの種類は、キーボードやタッチパネル等で構成される入力手段（インターフェイス）１５０を介して入力するようにできる。
これにより、バス等の車両Ｖが装着するタイヤの種類に応じて、エネルギー消費量をより高精度に予測することができる。
また、走行条件ＤＣ１は、タイヤの複数の摩耗状態（例えば、タイヤの溝の実測値等に応じて摩耗初期、摩耗中期、摩耗末期）に関する情報を含むようにできる。
これにより、車両Ｖについて運行ルートＲ１、Ｒ２毎などのエネルギー消費量をタイヤの摩耗状態に応じて、より高精度に予測することができる。
さらに、走行条件取得部１０２は、各運行ルートＲ１、Ｒ２等の走行回数の差を所定範囲内に設定するようにできる。即ち、運行ルートＲ１が市街地を走るルート、運行ルートＲ２が高速道路を走るルートであるような場合に、それぞれの運行ルートを走る頻度を同程度に設定してエネルギー消費量を予測するようにできる。
なお、走行条件ＤＣ１、路面シビリティＲＳ１等の各種情報は、車両Ｖ側から自動的に取得してもよいし、キーボード等の入力手段（インターフェイス）１５０から適宜入力するようにしてもよい。
（車両のエネルギー消費量予測処理について）
図２のフローチャートを参照して、車両のエネルギー消費量予測システムＳ１で実行される車両のエネルギー消費量予測処理の処理手順の例について説明する。
この処理が開始されると、まずステップＳ１０で、バスなどの車両Ｖが走行する所定の運行ルートＲ（Ｒ１、Ｒ２等の走行回数および車両Ｖに装着したタイヤの摩耗状態に関する情報ＴＷ１を含む走行条件ＤＣ１を取得したか否かが判定される。
なお、走行条件の取得は、各運行ルートＲの走行回数の差を所定範囲内に設定するようにできる。
判定結果が「Ｎｏ」の場合には待機し、「Ｙｅｓ」の場合にはステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、車両Ｖの走行距離あたりのエネルギー消費量に相当する路面シビリティＲＳ１を取得してステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、タイヤの摩耗状態に関する情報（例えば、タイヤの溝の実測値等に応じて摩耗初期、摩耗中期、摩耗末期等）に基づいて路面シビリティＲＳ１を補正する。この際に、路面シビリティＲＳ１をタイヤの種類によって補正するようにできる。
次いで、ステップＳ１３では、各運行ルートＲ１、Ｒ２等についてのタイヤの耐久性能に関する路面シビリティＤＵ１を取得してステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では、タイヤの耐久性能が所定の閾値内に入るか否かを判定する。
そして、判定結果が「Ｎｏ」の場合にはステップＳ１５に移行して、警告を報知してからステップＳ１６に移行する。
なお、警告の報知は、例えば表示部３００に、「タイヤの寿命が近づいています。早期にタイヤ交換を行ってください。」等のメッセージを表示するなどして行うことができる。
また、判定結果が「Ｙｅｓ」の場合にはステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１６では、車両Ｖのエネルギー消費量を予測して処理を終了する。
このような処理により、車両Ｖについて運行ルート毎などのエネルギー消費量を予測することができると共に、タイヤの耐久性能を判定することができる。
（タイヤ摩耗状態と運行ルートの組み合わせによる影響等について）
図３（ａ）、（ｂ）および図４を参照して、タイヤ摩耗状態と運行ルートの組み合わせによる影響等について説明する。
ここで、図３（ａ）として、タイヤの摩耗状態の違いによる性能変化を模式的に示す説明図、図３（ｂ）として、タイヤの摩耗状態とエネルギー消費量、耐久性、摩耗の関係を示す図表を例示している。
図３（ａ）の上側には、新品（摩耗初期）で溝が深い状態のタイヤ１０ａを示している。
また、図３（ａ）の下側には、摩耗中期以降の溝が浅い状態のタイヤ１０ｂを示している。
そして、図３（ｂ）の図表には、タイヤ状態性能変化とエネルギー消費量、耐久性、摩耗性の関係について示されている。
ここに示す例では、深溝（摩耗初期～）では、エネルギー消費量「劣」、耐久性「劣」、摩耗性「同程度」、浅溝（摩耗中期～）では、エネルギー消費量「良」、耐久性「良」、摩耗性「同程度」となっている。
そして、図４は、運行ルートとエネルギー消費量、耐久性、摩耗の関係を示す説明図である。
ここで、図４（ａ）～（ｂ）に示す例では、仮想運行としてＡ地点からＢ地点までの運行ルートＲ１～Ｒ３を想定している。
運行ルートＲ１は市街地路線のみの運行、運行ルートＲ２は一部に高速道路Ｈ１ａを利用した運行、運行ルートＲ３は約半分に高速道路Ｈ１ｂを利用した運行を想定する。
そして、運行サービスＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３については、新品～半分摩耗のタイヤを装着した車両（バス等）Ｖを用い、運行サービスＳＥ４、ＳＥ５、ＳＥ６については、半分摩耗～完摩のタイヤを装着した車両（バス等）を用いて各運行ルートＲ１～Ｒ３について仮想運行を所定回数（例えば、８回程度）行った。
そして、このような仮想運行で取得したデータに基づいて、上述のエネルギー消費量予測処理を実行して、車両Ｖのエネルギー消費量等の予測を行った。
これにより、エネルギー消費量、耐久性、摩耗性について図４（ａ）～（ｂ）の下段のような予測結果を得た。ここで、◎は最良、○は良、△は普通、×は劣をそれぞれ表す。
この予測結果から、例えば、深溝のタイヤ１０ａを市街地路線（運行ルートＲ１）で使用（運行サービスＳＥ１に相当）して耐久性を温存し、浅溝のタイヤ１０ｂを高速道路Ｈ１ａ、Ｈ１ｂを利用する運行ルートＲ２，Ｒ３を使用（運行サービスＳＥ２、ＳＥ３に相当）することで、エネルギー消費量効果を最大化することができる。
以上、本発明の車両のエネルギー消費量予測システム、タイヤ状態量推定プログラムおよびタイヤ状態量推定方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
上述の摩耗状態については、一定の割合で変化する予測としてもよいし、段階的（摩耗初期、摩耗末期の２段階など）としてもよい。
また、エネルギー消費量の予測は、エネルギー消費量の実測値をベースに、設定した運行ルートのエネルギー消費量を予測するようにできる。
また、数本のタイヤの摩耗状態は同一として計算できるが、異なる場合は平均化するなどして算出するようにしてもよい。
また、タイヤの内圧の変化による性能影響を加味して算出するようにしてもよい。
Ｖ 車両
Ｓ１ 車両のエネルギー消費量予測システム
１０１ 受信部
１０２ 走行条件取得部
１０３ 路面シビリティ取得部
１０４ 路面シビリティ補正部
１０５ エネルギー消費量予測部
１０６ タイヤ耐久性能判定部
１５０ 入力手段（インターフェイス）
３００ 表示部

Claims (8)

  1. 車両が走行する所定の運行ルートの走行回数および前記車両に装着したタイヤの摩耗状態に関する情報を含む走行条件を取得する走行条件取得部と、
    前記各運行ルートについて、前記車両の走行距離あたりのエネルギー消費量に相当する路面シビリティを取得する路面シビリティ取得部と、
    前記走行条件および前記路面シビリティに基づいて前記車両のエネルギー消費量を予測するエネルギー消費量予測部と、
    を備えることを特徴とする車両のエネルギー消費量予測システム。
  2. 前記路面シビリティを補正する路面シビリティ補正部を備え、
    該路面シビリティ補正部は、前記タイヤの摩耗状態によって異なる路面シビリティを用いて補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両のエネルギー消費量予測システム。
  3. 前記路面シビリティ補正部は、所定の入力手段を介して入力される前記タイヤの種類によって異なる前記路面シビリティを補正することを特徴とする請求項２に記載の車両のエネルギー消費量予測システム。
  4. 前記走行条件は、前記タイヤの複数の摩耗状態に関する情報を含むことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両のエネルギー消費量予測システム。
  5. 前記走行条件取得部は、前記各運行ルートの走行回数の差を所定範囲内に設定することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両のエネルギー消費量予測システム。
  6. 前記路面シビリティ取得部は、前記各運行ルートについての前記タイヤの耐久性能に関する路面シビリティ、または前記運行ルートごとのタイヤ耐久に与える影響度に関する路面シビリティをさらに取得し、
    前記走行条件において、前記耐久性能または前記影響度が所定の閾値内に入るか否かを判定するタイヤ耐久性能判定部を備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の車両のエネルギー消費量予測システム。
  7. 車両が走行する所定の運行ルートの走行回数および前記車両に装着したタイヤの摩耗状態に関する情報を含む走行条件を取得する走行条件取得ステップと、
    前記各運行ルートについて、前記車両の走行距離あたりのエネルギー消費量に相当する路面シビリティを取得する路面シビリティ取得ステップと、
    前記走行条件および前記路面シビリティに基づいて前記車両のエネルギー消費量を予測するエネルギー消費量予測ステップと、
    を有し、エネルギー消費量予測システムで実行されることを特徴とする車両のエネルギー消費量予測プログラム。
  8. 車両が走行する所定の運行ルートの走行回数および前記車両に装着したタイヤの摩耗状態に関する情報を含む走行条件を取得する走行条件取得過程と、
    前記各運行ルートについて、前記車両の走行距離あたりのエネルギー消費量に相当する路面シビリティを取得する路面シビリティ取得過程と、
    前記走行条件および前記路面シビリティに基づいて前記車両のエネルギー消費量を予測するエネルギー消費量予測過程と、
    を有することを特徴とする車両のエネルギー消費量予測方法。
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