ナビゲーション装置及びナビゲーション装置の経路計算方法
【課題】電気自動車に搭載され、駆動用電源を供給するバッテリの発熱を、より確実に抑制することが可能なナビゲーション装置を提供する。
【解決手段】ナビゲーション装置11は、計算した目的地までの案内経路を電気自動車1が走行している場合、駆動用モータ4に電源を供給するバッテリ2の温度情報を取得し、案内経路に沿って走行を継続した場合のバッテリ2の温度変化を予測する。案内経路の次のノードに到達するまでバッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えると予測されると、その温度を超えないように電気自動車1の走行プランを変更し、その変更に伴って発生する走行遅延時間を計算すると、地図上で隣接する2つのノード間における走行コストを、走行遅延時間を反映させたノード間の走行時間として案内経路を再計算する。
【解決手段】ナビゲーション装置11は、計算した目的地までの案内経路を電気自動車1が走行している場合、駆動用モータ4に電源を供給するバッテリ2の温度情報を取得し、案内経路に沿って走行を継続した場合のバッテリ2の温度変化を予測する。案内経路の次のノードに到達するまでバッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えると予測されると、その温度を超えないように電気自動車1の走行プランを変更し、その変更に伴って発生する走行遅延時間を計算すると、地図上で隣接する2つのノード間における走行コストを、走行遅延時間を反映させたノード間の走行時間として案内経路を再計算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置,及びそのナビゲーション装置によって実行される経路計算方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車は、将来的に発展普及することが予想されているが、電気自動車に搭載され、駆動用モータに駆動用電源を供給するバッテリについては、発熱すると効率が低下すると共に寿命が縮まるという問題がある。斯様な問題に対処する技術として、例えば特許文献1には、電気自動車に搭載された走行用のモータやインバータ,バッテリの温度上昇を抑制し、車両の走行性能を確保するため、経路案内が行なわれているとき、モータやインバータ,バッテリの温度上昇が生じると共に次の走行区間が登坂路であるときは、その登坂路の走行を禁止して目的地まで走行できる迂回路を探索する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−269878号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1のように迂回路を探索するだけでは、バッテリの発熱を十分に抑制することができない場合も想定される。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気自動車に搭載され、駆動用電源を供給するバッテリの発熱を、より確実に抑制することが可能なナビゲーション装置,及びそのナビゲーション装置によって実行される経路計算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1記載のナビゲーション装置によれば、計算した目的地までの案内経路を電気自動車が走行している場合、駆動用モータに電源を供給するバッテリの温度情報を取得すると共に、前記案内経路に沿って走行を継続した場合のバッテリの温度変化を予測する。そして、走行プラン変更手段は、案内経路における次のノードに到達するまでの間にバッテリの温度が上限値を超えることが予測されると、その温度が上限値を超えないように電気自動車の走行プランを変更する。また、経路計算手段は、走行プランの変更に伴って発生する走行遅延時間を計算し、地図上で隣接する2つのノード間における走行コストを、走行遅延時間を反映させた前記ノード間の走行時間として案内経路を再計算する。
すなわち、案内経路は、バッテリの温度が上限値を超えないように変更された走行プランに従い、電気自動車が走行した場合の遅延時間が反映された走行時間が走行コストとして計算される。したがって、電気自動車が前記案内経路に沿って走行すれば、バッテリの温度が確実に上限値未満となる範囲で走行することが可能となる。
【0006】
請求項2記載のナビゲーション装置によれば、走行プラン変更手段は、電気自動車の走行を停止させる時間を設定してユーザに停車を促す報知を行い、経路計算手段は、前記停止時間を走行コストに反映させる。すなわち、案内経路中に電気自動車の走行を停止させる期間を設けることで、バッテリの温度上昇を確実に抑制できる。
【0007】
請求項3記載のナビゲーション装置によれば、走行プラン変更手段は、次のノードまでの間,すなわちリンクに設定されている標準走行速度よりも低い走行速度を設定し、前記走行速度での運転を促すことをユーザに報知し、経路計算手段は、前記走行速度の設定に伴い余分に要する走行時間を走行コストに反映させる。すなわち、電気自動車の走行速度を標準よりも低下させることで、バッテリの温度上昇を確実に抑制できる。
【0008】
請求項4記載のナビゲーション装置によれば、走行プラン変更手段は、走行速度を低下させる区間をユーザに報知するので、ユーザは、走行中のどの期間に速度を低下させれば良いのかを明確に知ることができる。
【0009】
請求項5記載のナビゲーション装置によれば、経路計算手段は、リンク属性情報に基づき、電気自動車がノードiに到達した時点でのバッテリ温度Tiと標準速度Vij,リンク距離Dijを標準速度Vijで除した走行時間Δtij,平均負荷電流Iij,基準バッテリ温度Tstdとから、ノードjに到達した時点でのバッテリ温度Tjを推定する。そして、推定温度Tjが、バッテリの最大温度Tmax未満であれば、前記走行時間Δtijを走行コストとして用いる。推定温度Tjが最大温度Tmaxを超えていれば、ノードjに到達した時点でバッテリ温度が最大温度Tmaxとなる初期温度Ti’を求め、バッテリ温度を初期温度Ti’とするための走行停止時間に走行時間を加えた(Δtijst+Δtij)を走行コストに用いる。これにより、バッテリの温度上昇を確実に抑制するための走行停止時間を定量的に求めることができる。
【0010】
請求項6記載のナビゲーション装置によれば、経路計算手段は、推定温度Tjが最大温度Tmaxを超えている場合で、ノードjに到達した時点でバッテリの温度が最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を求める。そして、走行速度Vij’が最低速度Vijminを超えていれば、走行速度Vij’によりノードi,j間を走行した場合の走行時間Δtijdwを求めて走行コストに用いる。ここで最低速度Vijminは、例えば高速道路などに設定されている最低走行速度である。
すなわち、電気自動車がノードjに到達した時点のバッテリ温度が、丁度最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を、最低速度Vijminを下回らないように評価して計算し、その走行速度Vij’で走行した場合の走行時間Δtijdwを走行コストに用いることで、走行速度を低下させてバッテリの温度上昇を抑制できる。
【0011】
請求項7記載のナビゲーション装置によれば、経路計算手段は、バッテリの温度が上限値を超えない条件で、電気自動車を停車させた場合と標準走行速度よりも低い走行速度で走行させた場合とで、次のノードにより速く到達できると予測される方をユーザに報知する。したがって、ユーザは、自身が望む走行プランの選択が可能となる。
【0012】
請求項8記載のナビゲーション装置によれば、温度変化予測手段は、外気温度に応じてバッテリ温度の上限値を補正する。すなわち、バッテリ温度の上限値を決定する際には、測定環境における外気温が条件となるので、測定時と電気自動車が実際に走行する場合とで外気温度に差があれば上限値も変化することになる。したがって、外気温度を考慮することで上限値をより正確に設定できる。
【0013】
請求項9記載のナビゲーション装置によれば、温度変化予測手段は、温度データベースより取得した対象エリアの標準大気温度に応じてバッテリの温度変化予測を補正する。したがって、電気自動車がこれから向かおうとしているエリアの気温を温度データベースより取得して温度変化を予測することで、予測精度を向上できる。
【0014】
請求項10記載のナビゲーション装置によれば、経路計算手段は、走行プランの変更によってもバッテリの温度が最大温度Tmaxを超えることを回避できないと判断すると、目的地までの案内経路を再計算する。すなわち、走行プランを変更するだけでは対応できない場合は案内経路を再計算して、バッテリの温度上昇を確実に抑制するための新たな経路を模索できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施例であり、電気自動車とナビゲーション装置からなるシステムの構成を示す機能ブロック図
【図2】ナビゲーション装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図3】出発地から目的地までの走行経路の一例を示す図
【図4】電気自動車の走行状態の変化に伴うバッテリ温度の変化を示す図
【図5】電気自動車が案内経路に沿って走行している場合のナビゲーション装置の処理を示すフローチャート
【図6】図5の処理を説明する図
【図7】経路途中にある2つのノードを示す図
【図8】経路計算のフローチャート
【図9】図8のステップS27の計算処理を示すフローチャート
【図10】案内経路中のノードi,j,k,mを走行する場合のバッテリ温度変化の一例を示す図
【図11】図10のケース(B),(C)を計算した場合、ナビゲーション装置のディスプレイに表示される画面イメージを示す図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1は、電気自動車と、その電気自動車に搭載されるナビゲーション装置からなるシステムの構成を示す機能ブロック図である。電気自動車1は、バッテリ2より供給される駆動用電源を、インバータ回路などの駆動回路3を介して、駆動用モータ(例えば誘導モータやブラシレスDCモータ)4の巻線に供給し、図示しない車輪を回転駆動する。駆動回路3の制御は、電気自動車コントローラ5によって行われる。
速度センサ6は、駆動用モータ4の回転速度から電気自動車1の走行速度を検知して、速度信号を電気自動車コントローラ5及びナビゲーション装置11に与える。バッテリ2には温度センサ7が配置されており、温度センサ7が検知した温度信号は、ナビゲーション装置11に与えられる。オートドライブ機能部8は、ナビゲーション装置11が電気自動車1の走行速度を指定して、自動運転させる場合に使用される。
【0017】
図2は、ナビゲーション装置11の電気的構成を示す機能ブロック図である。ナビゲーション装置11は、マイコンを主体として構成された制御装置12(温度変化予測手段,走行プラン変更手段,経路計算手段)、車両の現在位置を検出するための位置検出器13、地図データ提供部(地図データベース)14、操作部15、外部情報受信部16、ディスプレイ17(報知手段)、スピーカなどの音声出力装置18(報知手段)、車内通信インターフェイス(I/F)19、外気温度センサ20を備えて構成されている。制御装置12は、CPU12a、ROM12b、RAM12c、フラッシュメモリなどからなる不揮発性メモリ12d、タイマ12eなどを備えて構成されている。
【0018】
位置検出器13は、図示しないが車両のピッチ角を検出するためのGセンサ、車両のロール角を検出するためのジヤイロスコープ、車両の走行距離を検出する距離センサ、人工衛星からの送信電波に基づいて車両の現在位置を検出(測位)するGPS(Global Positioning System)のためのGPS受信機を有している。制御装置12は、この位置検出器13からの信号に基づいて、車両の現在位置、進行方向、速度、走行距離、現在時刻等を高精度で検出する。なお、位置検出器13には、上記構成要素以外にステアリングの回転センサや各駆動輪の車輪センサ等を用いてもよい。
【0019】
地図データ提供部14は、道路地図データ、目印データ、マップマッチング用データ、目的地データ(施設データベース)、交通情報を道路データに変換するためのテーブルデータなどの各種データを記録した地図データ記録メディアからデータを読み出すためのドライブ装置により構成されている。地図データ記録メディアには、DVD等の大容量記憶媒体を用いるのが一般的であるが、メモリカード、ハードディスク装置等の媒体を用いてもよい。
【0020】
上記道路地図データは、道路形状、道路状況(転がり抵抗、勾配抵抗)、道路幅、道路名、信号、踏切、建造物、各種施設、地名、地形等のデータを含むとともに、その道路地図をディスプレイ17の画面上に表示するためのデータを含んでいる。また、目的地データは、駅等の交通機関、レジャー施設、宿泊施設、公共施設等の施設や、小売店、デパート、レストラン等の各種の店舗、住居やマンション、地名などに関する情報からなり、このデータにはそれらの電話番号や住所、緯度および経度等のデータが含まれるとともに、施設を示すランドマーク等を、ディスプレイ17の画面上に道路地図に重ね合せて表示するためのデータを含んで構成されている。
【0021】
操作部15は、詳しく図示はしないが、ディスプレイ17の画面の近傍に設けられたメカニカルスイッチや、ディスプレイ17の画面上に設けられるタッチパネル、リモコンスイッチを含んで構成されている。ユーザ(ドライバ)は、この操作部15を用いて、目的地、目的地の検索に必要な情報の入力、およびディスプレイ17の画面や表示態様の切り替え等を行う各種のコマンドの入力を行う。
外部情報受信部16は、例えばVICS(Vehicle Information & Communication System:VICSは登録商標)センタや種々の情報センタ等との間で無線通信によりデータの受信を行うもので、渋滞情報などを取得可能である。
【0022】
ディスプレイ17の画面には、車両の位置周辺の地図が各種縮尺で表示されるとともに、その表示に重ね合わせて車両の現在位置と進行方向とを示す現在地マーク(ポインタ)が表示される。また、目的地までのルート探索時には、探索された複数ルートを同時に表示する。この目的地までのルート案内の実行時には、ルート案内用の画面が表示される。さらに、ディスプレイ17には、利用者が目的地の検索に必要な情報等を入力したり、目的地の検索や設定を行うための入力用の画面や、各種のメッセージ等も表示される。前記音声出力装置18は、ルート案内時のメッセージを音声で出力する他、種々の音声報知を行なう。
【0023】
ここで、前記制御装置12における経路計算手段としての機能(経路計算ロジック)は、車両の出発地(現在位置)から目的地までの推奨する走行ルート(案内経路)を自動計算するもので、その手法としては例えばダイクストラ法が用いられている。車内通信インターフェイス19は、図1に示すように、ナビゲーション装置11が、上述した車内LAN等により電気自動車コントローラ5などの他の装置と通信を行うためのインターフェイスである。また、前述した速度センサ6や温度センサ7からのセンサ信号等も車内通信インターフェイス19を介して受信する。外気温度センサ20は、車両外部の大気温度を検知するためのセンサであり、そのセンサ信号は制御装置12に与えられる。
【0024】
次に、本実施例の作用について図3乃至図11も参照して説明する。図3は、自動車が出発地から目的地まで走行する場合の、走行経路の一例をイメージで示すものである。電気自動車1の場合、例えば山道のように急な上り坂がある道では駆動用モータ4の負荷が高くなるため、平坦な道に比べてバッテリ2の出力電流も大きくなり、それに伴ってバッテリ2の温度も上昇する。また、高速道路を走行する場合も同様に、駆動用モータ4の負荷が高くなるため、一般道路に比べてバッテリ2の温度が上昇する(図4参照)。本実施例では、このような場合にバッテリ2の温度が過剰に上昇して性能が劣化することを防止する。
【0025】
図5は、ナビゲーション装置11の制御装置12が計算した出発地から目的地までの経路に沿って電気自動車1が走行している場合の処理を示すフローチャートである。また図6は、図5の処理を説明するものである。図5において、制御装置12は、温度センサ7よりバッテリ2の温度Tを取得し(ステップS1)、続いて速度センサ6より電気自動車1の走行速度を計測する(ステップS2)。それから、その時点での電気自動車1の(移動)平均速度を演算すると(ステップS3)、次のノードへの到着時間Δt’を、リンク距離を平均速度で除して演算する(ステップS4)。
【0026】
次に、バッテリ2の温度Thを、後述する(2)式に上記平均速度を代入して推定し(ステップS5)、上記温度Thを、バッテリ2について設定されている最大温度Tmaxと比較する(ステップS6)。ここで、Th>Tmaxであった場合(YES)、制御装置12は、例えば音声出力装置18より音声メッセージを出力して、ユーザに走行速度を低下させるための警告を行う(ステップS7)。
【0027】
ここで、図6(a)を参照する。電気自動車1が最初に探索したルートに沿って標準速度Vtypで走行すれば、到着時間Δtが経過した時点でのバッテリ2の温度は、最大温度Tmax未満となるようにルート探索が行われているとする。しかし、ユーザが標準速度Vtypを超える速度で電気自動車1を走行させた場合、それに伴い短縮された到着時間Δt’が経過した時点でのバッテリ2の温度Thは、最大温度Tmaxを超えると推定される。この状態が、ステップS6で「YES」と判断するケースである。また、図6(b)は、ステップS3において平均速度を求める場合のイメージを示す。
【0028】
再び、図5を参照する。ステップS7の実行後に所定時間,例えば1分程度待機すると(ステップS8)、ステップS2〜S6と同様の処理を行う(ステップS9〜S13)。そして、ステップS13においてもTh>Tmaxであった場合は(YES)、リルート演算を実行する(ステップS14)。
【0029】
図7は、ナビゲーション装置11の制御装置12が、出発地点(スタート)から目的地(ゴール)までの経路を計算する場合に、その途中にある2つの地点(ノード)のイメージを示す。電気自動車1が、ノードiからノードjへ走行する場合、各ノードi,jの属性と、両者を結ぶリンクの属性を予め以下のように設定する。
<ノード属性>
Ci,Cj:各ノードに到達した場合のリンクコストの積算値
Ti,Tj:各ノードに到達した場合のバッテリ2の温度
<リンク属性>
Dij:リンク距離
Vij:リンクの標準走行速度
Vminij:リンクの最低走行速度
Iij:リンクの平均バッテリ電流
尚、Iijについては、計測用の規定車両によりノードi,j間を上記標準走行速度Vijで走行した場合に計測されるバッテリの平均電流である。
【0030】
すなわち、電気自動車1がノードiからノードjへ走行するとリンクコストがCiからCjに変化し、バッテリ2の温度はTiからTjに変化する。本実施例では、ナビゲーション装置11の制御装置12が、リンク距離Dijを速度Vで走行した場合に要する時間Δtijを走行コストとして用いる。
【0031】
図8は、一般的な経路計算に使用されるダイクストラ法に、上記の時間Δtijを走行コストとして用いた場合の計算処理(ステップS14の「リルート演算」に対応する)を示すフローチャートである。先ず、各テーブルを初期化する初期設定を行い(ステップS21)、ノードポインタiにスタート地点「1」を設定する(ステップS22)。そして、ステップS23〜S39間はノードポインタiによるループとなる(i=1,N−1:Nはゴール地点に対応)。
【0032】
ステップS24において、最小要素の検知領域MINに、適当に大きな値,例えば0xFFFFを代入し、次の確定要素を保存する領域NEXTに「0」を格納する(ステップS25)。以降のステップS26〜S36は、ノードポインタjによるループとなる(i=1,N)。ステップS27では走行コスト(走行時間)Δt(i,j)の計算を行うが、その詳細については後述する。
【0033】
走行コストΔt(i,j)を計算すると、続くステップS28では、要素V(j)が未確定(=0)であり、且つ、リンク間の走行コストΔt(i,j)が「0」でなければ(YES)、その時点までの走行コストの積算テーブルC(i)に走行コストΔt(i,j)を加算した結果をテーブルWに代入する(ステップS29)。そして、更新したテーブルWと更新前の値に対応する上記積算テーブルC(i)とを比較し(ステップS30)、W<C(i)であれば(YES)、テーブルWの内容をコスト積算テーブルC(j)に代入して更新する(ステップS31)。そして、接続テーブルR(j)にポインタiの値を代入して更新する(ステップS32)。
ステップS30においてW≧C(i)であれば(NO)、テーブルWを更新せずステップS33に移行する。また、ステップS28で上記条件が成立しなかった場合も(NO)、同様にステップS33に移行する。
【0034】
ステップS33では、ステップS28と同様に要素V(j)が未確定であり、且つ、ステップS31で更新した積算テーブルC(j)が最小要素検知領域MINより小さいか否かを判断する。上記条件を満たせば(YES)、積算テーブルC(j)の内容で最小要素検知領域MINを更新する(ステップS34)。そして、ポインタjの値を確定要素保存領域NEXTに保存し(ステップS35)、ステップS26に戻る。
【0035】
以上の処理を繰り返し、j=Nに達すると、ステップS26〜S36のループを抜ける。そして、確定要素保存領域NEXTの内容をポインタiにセットし(ステップS37)、ポインタiの値をV(i)に保存して、ルート(経路)の確定候補を確定要素とする(ステップS38)。そして、ステップS23に戻る。i=N−1に達してステップS23〜S39のループを抜けると、確定要素V(i)による最短経路が決定される(ステップS40)。
【0036】
図9は、ステップS27における走行コストΔt(i,j)の計算処理を示すフローチャートである。先ず、バッテリ2の最大温度(上限値)Tmaxを(1)式から求める(ステップS41)。
Tmax=Tmaxstd−Tstd+Tatm−Tatmstd …(1)
ここで、Tmaxstd:基準最大バッテリ温度,Tstd:平均電流Iij計測時の
基準バッテリ温度,Tatm:外気温度,Tatmstd:標準外気温度である。すなわち一般に、基準最大バッテリ温度を計測した場合と、電気自動車1が実際に走行する場合とで外気温度に差があるので、その外気温差を補正するため(1)式で計算した最大温度Tmaxを用いる。尚、外気温度Tatmは外気温度センサ20により検知される。
【0037】
次に、電気自動車1がノードi,j間を標準速度Vijで走行した場合のバッテリ2の温度Tjを(2)式で計算する(ステップS42)。
Tj=Ti・eb・Δtij+(a・V/Vij−Tstd)
・(1−eb・Δtij) …(2)
尚、a,bは定数とする。ここでは(2)式のVにVijを代入して計算する。そして、温度Tjと最大温度Tmaxとを比較し(ステップS43)、Tj>Tmaxでなければ(NO)問題はないので、(2)式の計算に用いたΔtij(=Dij/Vij)をΔt(i,j)として(ステップS47)処理を終了する。
【0038】
また、前述した図4のステップS5,S12における温度Thの推定は、(2)式における速度Vに、ステップS3,S10で求めた平均速度を代入して求める。またこの場合、ナビゲーション装置11に、地図上の各エリアについて年間の標準的な大気温度変化をデータが記憶されている温度データベースを備えて置き、制御装置12が、その温度データベースより取得した対象エリアの標準大気温度に応じて、バッテリ2の温度変化予測を補正するようにしても良い。この場合、電気自動車1がこれから向かおうとしているエリアの気温を温度データベースより取得して補正すれば、バッテリ2の温度推定精度が向上する。
【0039】
一方、ステップS43において、Tj>Tmaxである場合は(YES)、ノードjに到達した時点でバッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えてしまう、という推定結果である。そこで、ノードjに到達した時点でバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなるような、ノードiにおける初期温度Ti’を計算する(ステップS44)。
【0040】
ここで、(2)式でTj=Tmaxとすれば、ノードjに到達した時点のバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなるような走行速度Vを求めることができる。この場合、Ti,Dijは固定値として与えられるため、上記走行速度Vは、(3)式のように表現される。
V=fmap(Tmax,Ti,Dij) …(3)
すなわち、最大温度Tmaxと速度Vとの関係について、(2)式においてV=Vijとし、Dij/Vijで求めた走行時間Δtijを代入してTj=Tmaxとすれば、fmapとしてニュートン法などの近似式を用いれば、速度Vを決定できる。
【0041】
また、(3)式と同様に処理することで、ノードjに到達した時点のバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなるようなノードjにおける初期温度Ti’を、(4)式で求めることができる。
Ti’=f2map(Tmax,Dij,Vij) …(4)
ステップS44において初期温度Ti’を求めると、その初期温度Ti’と、基準バッテリ温度Tstdとを比較し(ステップS45)、Ti’>Tstdであれば(YES)、計算結果が適切であると評価できるので、バッテリ2の温度が初期温度Ti’となる走行停止時間Δtijstを(5)式で計算する(ステップS46)。
Δtijst=b−1ln{(Ti’+Tstd)/(Ti+Tstd)} …(5)
また、ステップS45においてTi’≦Tstdであれば(NO)、初期温度Ti’となるまで電気自動車1の走行を停止させることは実質的に困難である。したがって、この場合は次のステップS48に移行する。
【0042】
ステップS48では、ユーザが走行速度を低下させるオプションの選択を許可するように設定しているか否かを判断し、許可していれば(YES)、その場合の速度Vij’を(3)式から求める(ステップS49)。そして、速度Vij’を、当該リンクに設定されている最低速度Vijminと比較する(ステップS50)。Vij’>Vijminであれば(YES)、ステップS46で求めた停止時間Δtijstに走行時間Δtijを加えた値と、低下速度Vij’による走行時間Δtijsl(=Dij/Vij’)とを比較して、値が小さい方を走行コストΔt(i,j)とするように選択する(ステップS51)。
【0043】
尚、ステップS48において、ユーザが走行速度低下のオプション選択を許可していなければ(NO)そのままステップS51に移行する。また、ステップS50においてVij’≦Vijminであれば(NO)走行速度低下のオプションの実行はできないため、そのまま処理を終了する。この時、バッテリ2の温度が限界値に近付いた場合は、温度センサ7の値のみで警告がユーザに対して出力される。
【0044】
図10は、案内ルート中のノードi,j,k,mを走行する場合に、バッテリ2の温度が変化する一例を示す。各リンクについて設定されている標準速度で走行すれば、バッテリ2の温度は、Ti→Tj→Tk→Tmと変化する。ノードkから次のノードmに進む際に、ケース(A)のように現状の速度Vk,m(標準速度に対応)で走行を続けると、バッテリ2の温度が初期値Tkから上昇を続けて、温度Tmが最大温度Tmaxを超えてしまう。
【0045】
図10では、ノードkから次のノードmに進む際に、図9の処理で電気自動車1を停止させる場合と、走行速度を低下させる場合とをそれぞれ示している。ケース(B)は、一旦電気自動車1の走行を停止させて休憩を取り、バッテリ2の温度を初期値TkからTk’まで低下させてから、上記の速度Vk,mで走行を開始する場合である。ケース(C)は、休憩を取ることなく、速度をVk,m’に低下させて走行を継続した場合である。尚、ケース(D)は、ノードk,m間のリンク最低速度Vminで走行した場合である。これらの結果、ケース(C)の到着時間Δtkmがケース(B)の到着時間よりも短くなっているので、ステップS51では、低下速度Vk,m’による走行時間Δtkm(=Δtijsl)を選択することになる。
【0046】
図11は、図10のケース(B),(C)を計算した場合、ナビゲーション装置11のディスプレイ17に、その計算結果を表示した場合の画面イメージを示す。図11の経路途中に指示されている部分がノードk,m間のリンクに対応する。そして、このリンクについてケース(B)のように例えば30分休憩を取るか、ケース(C)のように走行速度を例えば10km低下させる必要があることを提示する。
ケース(B)については、リンク内にパーキングエリアやサービスエリアなどが位置する場合は、具体的に底を停止ぽんととして指示しても良い。図10のケースでは(C)の方が到着時間が短くなるので、この場合はケース(C)の選択が適切であることも指示する。尚、指示内容を音声出力装置18から音声メッセージで出力しても良い。
【0047】
以上のように本実施例によれば、ナビゲーション装置11は、計算した目的地までの案内経路を電気自動車1が走行している場合、駆動用モータ4に電源を供給するバッテリ2の温度情報を取得し、案内経路に沿って走行を継続した場合のバッテリ2の温度変化を予測する。そして、電気自動車1が次のノードに到達するまでにバッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えることが予測されると、その温度を超えないように電気自動車1の走行プランを変更し、その変更に伴い発生する走行遅延時間を計算すると、地図上で隣接する2つのノード間における走行コストを、走行遅延時間を反映させたノード間の走行時間として案内経路を再計算する。したがって、電気自動車1が前記案内経路に沿って走行すれば、バッテリ2の温度が確実に最大温度Tmax未満となる範囲で走行できる。
【0048】
そして、ナビゲーション装置11は、電気自動車1の走行停止時間を設定してユーザに停車を促す報知を行い、前記停止時間を走行コストに反映させるので、電気自動車1の走行を停止させてバッテリ2の温度上昇を確実に抑制できる。更に、ナビゲーション装置11は、次のノードまでのリンクに設定されている標準走行速度よりも低い走行速度を設定し、走行速度での運転を促すことをユーザに報知すると、走行速度の設定に伴い余分に要する走行時間を走行コストに反映させて、バッテリ2の温度上昇を確実に抑制できる。また、走行速度を低下させる区間をユーザに報知するので、ユーザは、走行中のどの期間に速度を低下させれば良いのかを明確に知ることができる。
【0049】
また、ナビゲーション装置11の制御装置12は、電気自動車1がノードiに到達した時点でのバッテリ2の温度Tiと標準速度Vij,リンク距離Dijを標準速度Vijで除した走行時間Δtij,平均負荷電流Iij,基準バッテリ温度Tstdとから、ノードjに到達した時点でのバッテリ2の温度Tjを推定する。
そして、推定温度Tjが最大温度Tmax未満であれば走行時間Δtijを走行コストとして用い、推定温度Tjが最大温度Tmaxを超えていれば、(2)式を用いてノードjの到達時点でバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなる初期温度Ti’を求める。この初期温度Ti’が基準温度Tstdよりも大であれば、バッテリ2の温度を初期温度Ti’とするための電気自動車1の走行停止時間Δtijstを求め、その走行停止時間Δtijstに走行時間Δtijを加えたものを走行コストに用いる。したがって、バッテリ2の温度上昇を確実に抑制するための走行停止時間を定量的に求めることができる。
【0050】
また、制御装置12は、推定温度Tjが最大温度Tmaxを超えている場合で、バッテリ2の初期温度Ti’が基準温度Tstd以下であれば、ノードjの到達時点でバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を求める。そして、走行速度Vij’が最低速度Vijminを超えていれば、走行速度Vij’でノードi,j間を走行した場合の時間Δtijdwを求めて走行コストに用いる。したがって、速度を低下させて走行した場合に要する時間Δtijdwを走行コストに用いて経路を計算し、バッテリ2の温度上昇を抑制できる。
【0051】
更に、制御装置12は、バッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えない条件で、電気自動車1を停車させた場合と標準走行速度よりも低い速度で走行させた場合とで、次のノードにより速く到達できると予測される方をユーザに報知する。したがって、ユーザは、自身が望む走行プランの選択が可能となる。
また、制御装置12は外気温度に応じてバッテリ2の最大温度Tmaxを補正するので、最大温度Tmaxをより正確に設定できる。また、温度データベースより取得した対象エリアの標準大気温度に応じてバッテリの温度変化予測を補正するので、電気自動車1がこれから向かおうとしているエリアの気温を温度データベースより取得することで、予測精度を向上できる。
【0052】
そして、制御装置12は、走行プランの変更によってもバッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えることを回避できないと判断すると、目的地までの案内経路を再計算するので、走行プランを変更するだけでは対応できない場合に案内経路を再計算して、バッテリ2の温度上昇を確実に抑制するための新たな経路を模索できる。
【0053】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
例えば、ユーザが走行速度低下オプションを選択した、結果、走行速度を低下させる場合には、オートドライブ機能部8が電気自動車コントローラ5に制御指令を送信することで、電気自動車1の走行速度を自動的に制御するようにしても良い。
最大温度Tmaxを決定する場合に、外気温度に応じて補正を行う処理は、必要に応じて設ければ良い。
走行速度低下オプションについては、必要に応じて選択可能とすれば良い。
駆動用モータが複数ある電気自動車に適用しても良い。
ガソリンエンジンとの組み合わせで構成されるハイブリッドタイプの電気自動車に適用しても良い。
【符号の説明】
【0054】
図面中、1は電気自動車、2はバッテリ、4は駆動用モータ、7は温度センサ、11はナビゲーション装置、12は制御装置(温度変化予測手段,走行プラン変更手段,経路計算手段)、20は外気温度センサを示す。
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置,及びそのナビゲーション装置によって実行される経路計算方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車は、将来的に発展普及することが予想されているが、電気自動車に搭載され、駆動用モータに駆動用電源を供給するバッテリについては、発熱すると効率が低下すると共に寿命が縮まるという問題がある。斯様な問題に対処する技術として、例えば特許文献1には、電気自動車に搭載された走行用のモータやインバータ,バッテリの温度上昇を抑制し、車両の走行性能を確保するため、経路案内が行なわれているとき、モータやインバータ,バッテリの温度上昇が生じると共に次の走行区間が登坂路であるときは、その登坂路の走行を禁止して目的地まで走行できる迂回路を探索する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−269878号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1のように迂回路を探索するだけでは、バッテリの発熱を十分に抑制することができない場合も想定される。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気自動車に搭載され、駆動用電源を供給するバッテリの発熱を、より確実に抑制することが可能なナビゲーション装置,及びそのナビゲーション装置によって実行される経路計算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1記載のナビゲーション装置によれば、計算した目的地までの案内経路を電気自動車が走行している場合、駆動用モータに電源を供給するバッテリの温度情報を取得すると共に、前記案内経路に沿って走行を継続した場合のバッテリの温度変化を予測する。そして、走行プラン変更手段は、案内経路における次のノードに到達するまでの間にバッテリの温度が上限値を超えることが予測されると、その温度が上限値を超えないように電気自動車の走行プランを変更する。また、経路計算手段は、走行プランの変更に伴って発生する走行遅延時間を計算し、地図上で隣接する2つのノード間における走行コストを、走行遅延時間を反映させた前記ノード間の走行時間として案内経路を再計算する。
すなわち、案内経路は、バッテリの温度が上限値を超えないように変更された走行プランに従い、電気自動車が走行した場合の遅延時間が反映された走行時間が走行コストとして計算される。したがって、電気自動車が前記案内経路に沿って走行すれば、バッテリの温度が確実に上限値未満となる範囲で走行することが可能となる。
【0006】
請求項2記載のナビゲーション装置によれば、走行プラン変更手段は、電気自動車の走行を停止させる時間を設定してユーザに停車を促す報知を行い、経路計算手段は、前記停止時間を走行コストに反映させる。すなわち、案内経路中に電気自動車の走行を停止させる期間を設けることで、バッテリの温度上昇を確実に抑制できる。
【0007】
請求項3記載のナビゲーション装置によれば、走行プラン変更手段は、次のノードまでの間,すなわちリンクに設定されている標準走行速度よりも低い走行速度を設定し、前記走行速度での運転を促すことをユーザに報知し、経路計算手段は、前記走行速度の設定に伴い余分に要する走行時間を走行コストに反映させる。すなわち、電気自動車の走行速度を標準よりも低下させることで、バッテリの温度上昇を確実に抑制できる。
【0008】
請求項4記載のナビゲーション装置によれば、走行プラン変更手段は、走行速度を低下させる区間をユーザに報知するので、ユーザは、走行中のどの期間に速度を低下させれば良いのかを明確に知ることができる。
【0009】
請求項5記載のナビゲーション装置によれば、経路計算手段は、リンク属性情報に基づき、電気自動車がノードiに到達した時点でのバッテリ温度Tiと標準速度Vij,リンク距離Dijを標準速度Vijで除した走行時間Δtij,平均負荷電流Iij,基準バッテリ温度Tstdとから、ノードjに到達した時点でのバッテリ温度Tjを推定する。そして、推定温度Tjが、バッテリの最大温度Tmax未満であれば、前記走行時間Δtijを走行コストとして用いる。推定温度Tjが最大温度Tmaxを超えていれば、ノードjに到達した時点でバッテリ温度が最大温度Tmaxとなる初期温度Ti’を求め、バッテリ温度を初期温度Ti’とするための走行停止時間に走行時間を加えた(Δtijst+Δtij)を走行コストに用いる。これにより、バッテリの温度上昇を確実に抑制するための走行停止時間を定量的に求めることができる。
【0010】
請求項6記載のナビゲーション装置によれば、経路計算手段は、推定温度Tjが最大温度Tmaxを超えている場合で、ノードjに到達した時点でバッテリの温度が最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を求める。そして、走行速度Vij’が最低速度Vijminを超えていれば、走行速度Vij’によりノードi,j間を走行した場合の走行時間Δtijdwを求めて走行コストに用いる。ここで最低速度Vijminは、例えば高速道路などに設定されている最低走行速度である。
すなわち、電気自動車がノードjに到達した時点のバッテリ温度が、丁度最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を、最低速度Vijminを下回らないように評価して計算し、その走行速度Vij’で走行した場合の走行時間Δtijdwを走行コストに用いることで、走行速度を低下させてバッテリの温度上昇を抑制できる。
【0011】
請求項7記載のナビゲーション装置によれば、経路計算手段は、バッテリの温度が上限値を超えない条件で、電気自動車を停車させた場合と標準走行速度よりも低い走行速度で走行させた場合とで、次のノードにより速く到達できると予測される方をユーザに報知する。したがって、ユーザは、自身が望む走行プランの選択が可能となる。
【0012】
請求項8記載のナビゲーション装置によれば、温度変化予測手段は、外気温度に応じてバッテリ温度の上限値を補正する。すなわち、バッテリ温度の上限値を決定する際には、測定環境における外気温が条件となるので、測定時と電気自動車が実際に走行する場合とで外気温度に差があれば上限値も変化することになる。したがって、外気温度を考慮することで上限値をより正確に設定できる。
【0013】
請求項9記載のナビゲーション装置によれば、温度変化予測手段は、温度データベースより取得した対象エリアの標準大気温度に応じてバッテリの温度変化予測を補正する。したがって、電気自動車がこれから向かおうとしているエリアの気温を温度データベースより取得して温度変化を予測することで、予測精度を向上できる。
【0014】
請求項10記載のナビゲーション装置によれば、経路計算手段は、走行プランの変更によってもバッテリの温度が最大温度Tmaxを超えることを回避できないと判断すると、目的地までの案内経路を再計算する。すなわち、走行プランを変更するだけでは対応できない場合は案内経路を再計算して、バッテリの温度上昇を確実に抑制するための新たな経路を模索できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施例であり、電気自動車とナビゲーション装置からなるシステムの構成を示す機能ブロック図
【図2】ナビゲーション装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図3】出発地から目的地までの走行経路の一例を示す図
【図4】電気自動車の走行状態の変化に伴うバッテリ温度の変化を示す図
【図5】電気自動車が案内経路に沿って走行している場合のナビゲーション装置の処理を示すフローチャート
【図6】図5の処理を説明する図
【図7】経路途中にある2つのノードを示す図
【図8】経路計算のフローチャート
【図9】図8のステップS27の計算処理を示すフローチャート
【図10】案内経路中のノードi,j,k,mを走行する場合のバッテリ温度変化の一例を示す図
【図11】図10のケース(B),(C)を計算した場合、ナビゲーション装置のディスプレイに表示される画面イメージを示す図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1は、電気自動車と、その電気自動車に搭載されるナビゲーション装置からなるシステムの構成を示す機能ブロック図である。電気自動車1は、バッテリ2より供給される駆動用電源を、インバータ回路などの駆動回路3を介して、駆動用モータ(例えば誘導モータやブラシレスDCモータ)4の巻線に供給し、図示しない車輪を回転駆動する。駆動回路3の制御は、電気自動車コントローラ5によって行われる。
速度センサ6は、駆動用モータ4の回転速度から電気自動車1の走行速度を検知して、速度信号を電気自動車コントローラ5及びナビゲーション装置11に与える。バッテリ2には温度センサ7が配置されており、温度センサ7が検知した温度信号は、ナビゲーション装置11に与えられる。オートドライブ機能部8は、ナビゲーション装置11が電気自動車1の走行速度を指定して、自動運転させる場合に使用される。
【0017】
図2は、ナビゲーション装置11の電気的構成を示す機能ブロック図である。ナビゲーション装置11は、マイコンを主体として構成された制御装置12(温度変化予測手段,走行プラン変更手段,経路計算手段)、車両の現在位置を検出するための位置検出器13、地図データ提供部(地図データベース)14、操作部15、外部情報受信部16、ディスプレイ17(報知手段)、スピーカなどの音声出力装置18(報知手段)、車内通信インターフェイス(I/F)19、外気温度センサ20を備えて構成されている。制御装置12は、CPU12a、ROM12b、RAM12c、フラッシュメモリなどからなる不揮発性メモリ12d、タイマ12eなどを備えて構成されている。
【0018】
位置検出器13は、図示しないが車両のピッチ角を検出するためのGセンサ、車両のロール角を検出するためのジヤイロスコープ、車両の走行距離を検出する距離センサ、人工衛星からの送信電波に基づいて車両の現在位置を検出(測位)するGPS(Global Positioning System)のためのGPS受信機を有している。制御装置12は、この位置検出器13からの信号に基づいて、車両の現在位置、進行方向、速度、走行距離、現在時刻等を高精度で検出する。なお、位置検出器13には、上記構成要素以外にステアリングの回転センサや各駆動輪の車輪センサ等を用いてもよい。
【0019】
地図データ提供部14は、道路地図データ、目印データ、マップマッチング用データ、目的地データ(施設データベース)、交通情報を道路データに変換するためのテーブルデータなどの各種データを記録した地図データ記録メディアからデータを読み出すためのドライブ装置により構成されている。地図データ記録メディアには、DVD等の大容量記憶媒体を用いるのが一般的であるが、メモリカード、ハードディスク装置等の媒体を用いてもよい。
【0020】
上記道路地図データは、道路形状、道路状況(転がり抵抗、勾配抵抗)、道路幅、道路名、信号、踏切、建造物、各種施設、地名、地形等のデータを含むとともに、その道路地図をディスプレイ17の画面上に表示するためのデータを含んでいる。また、目的地データは、駅等の交通機関、レジャー施設、宿泊施設、公共施設等の施設や、小売店、デパート、レストラン等の各種の店舗、住居やマンション、地名などに関する情報からなり、このデータにはそれらの電話番号や住所、緯度および経度等のデータが含まれるとともに、施設を示すランドマーク等を、ディスプレイ17の画面上に道路地図に重ね合せて表示するためのデータを含んで構成されている。
【0021】
操作部15は、詳しく図示はしないが、ディスプレイ17の画面の近傍に設けられたメカニカルスイッチや、ディスプレイ17の画面上に設けられるタッチパネル、リモコンスイッチを含んで構成されている。ユーザ(ドライバ)は、この操作部15を用いて、目的地、目的地の検索に必要な情報の入力、およびディスプレイ17の画面や表示態様の切り替え等を行う各種のコマンドの入力を行う。
外部情報受信部16は、例えばVICS(Vehicle Information & Communication System:VICSは登録商標)センタや種々の情報センタ等との間で無線通信によりデータの受信を行うもので、渋滞情報などを取得可能である。
【0022】
ディスプレイ17の画面には、車両の位置周辺の地図が各種縮尺で表示されるとともに、その表示に重ね合わせて車両の現在位置と進行方向とを示す現在地マーク(ポインタ)が表示される。また、目的地までのルート探索時には、探索された複数ルートを同時に表示する。この目的地までのルート案内の実行時には、ルート案内用の画面が表示される。さらに、ディスプレイ17には、利用者が目的地の検索に必要な情報等を入力したり、目的地の検索や設定を行うための入力用の画面や、各種のメッセージ等も表示される。前記音声出力装置18は、ルート案内時のメッセージを音声で出力する他、種々の音声報知を行なう。
【0023】
ここで、前記制御装置12における経路計算手段としての機能(経路計算ロジック)は、車両の出発地(現在位置)から目的地までの推奨する走行ルート(案内経路)を自動計算するもので、その手法としては例えばダイクストラ法が用いられている。車内通信インターフェイス19は、図1に示すように、ナビゲーション装置11が、上述した車内LAN等により電気自動車コントローラ5などの他の装置と通信を行うためのインターフェイスである。また、前述した速度センサ6や温度センサ7からのセンサ信号等も車内通信インターフェイス19を介して受信する。外気温度センサ20は、車両外部の大気温度を検知するためのセンサであり、そのセンサ信号は制御装置12に与えられる。
【0024】
次に、本実施例の作用について図3乃至図11も参照して説明する。図3は、自動車が出発地から目的地まで走行する場合の、走行経路の一例をイメージで示すものである。電気自動車1の場合、例えば山道のように急な上り坂がある道では駆動用モータ4の負荷が高くなるため、平坦な道に比べてバッテリ2の出力電流も大きくなり、それに伴ってバッテリ2の温度も上昇する。また、高速道路を走行する場合も同様に、駆動用モータ4の負荷が高くなるため、一般道路に比べてバッテリ2の温度が上昇する(図4参照)。本実施例では、このような場合にバッテリ2の温度が過剰に上昇して性能が劣化することを防止する。
【0025】
図5は、ナビゲーション装置11の制御装置12が計算した出発地から目的地までの経路に沿って電気自動車1が走行している場合の処理を示すフローチャートである。また図6は、図5の処理を説明するものである。図5において、制御装置12は、温度センサ7よりバッテリ2の温度Tを取得し(ステップS1)、続いて速度センサ6より電気自動車1の走行速度を計測する(ステップS2)。それから、その時点での電気自動車1の(移動)平均速度を演算すると(ステップS3)、次のノードへの到着時間Δt’を、リンク距離を平均速度で除して演算する(ステップS4)。
【0026】
次に、バッテリ2の温度Thを、後述する(2)式に上記平均速度を代入して推定し(ステップS5)、上記温度Thを、バッテリ2について設定されている最大温度Tmaxと比較する(ステップS6)。ここで、Th>Tmaxであった場合(YES)、制御装置12は、例えば音声出力装置18より音声メッセージを出力して、ユーザに走行速度を低下させるための警告を行う(ステップS7)。
【0027】
ここで、図6(a)を参照する。電気自動車1が最初に探索したルートに沿って標準速度Vtypで走行すれば、到着時間Δtが経過した時点でのバッテリ2の温度は、最大温度Tmax未満となるようにルート探索が行われているとする。しかし、ユーザが標準速度Vtypを超える速度で電気自動車1を走行させた場合、それに伴い短縮された到着時間Δt’が経過した時点でのバッテリ2の温度Thは、最大温度Tmaxを超えると推定される。この状態が、ステップS6で「YES」と判断するケースである。また、図6(b)は、ステップS3において平均速度を求める場合のイメージを示す。
【0028】
再び、図5を参照する。ステップS7の実行後に所定時間,例えば1分程度待機すると(ステップS8)、ステップS2〜S6と同様の処理を行う(ステップS9〜S13)。そして、ステップS13においてもTh>Tmaxであった場合は(YES)、リルート演算を実行する(ステップS14)。
【0029】
図7は、ナビゲーション装置11の制御装置12が、出発地点(スタート)から目的地(ゴール)までの経路を計算する場合に、その途中にある2つの地点(ノード)のイメージを示す。電気自動車1が、ノードiからノードjへ走行する場合、各ノードi,jの属性と、両者を結ぶリンクの属性を予め以下のように設定する。
<ノード属性>
Ci,Cj:各ノードに到達した場合のリンクコストの積算値
Ti,Tj:各ノードに到達した場合のバッテリ2の温度
<リンク属性>
Dij:リンク距離
Vij:リンクの標準走行速度
Vminij:リンクの最低走行速度
Iij:リンクの平均バッテリ電流
尚、Iijについては、計測用の規定車両によりノードi,j間を上記標準走行速度Vijで走行した場合に計測されるバッテリの平均電流である。
【0030】
すなわち、電気自動車1がノードiからノードjへ走行するとリンクコストがCiからCjに変化し、バッテリ2の温度はTiからTjに変化する。本実施例では、ナビゲーション装置11の制御装置12が、リンク距離Dijを速度Vで走行した場合に要する時間Δtijを走行コストとして用いる。
【0031】
図8は、一般的な経路計算に使用されるダイクストラ法に、上記の時間Δtijを走行コストとして用いた場合の計算処理(ステップS14の「リルート演算」に対応する)を示すフローチャートである。先ず、各テーブルを初期化する初期設定を行い(ステップS21)、ノードポインタiにスタート地点「1」を設定する(ステップS22)。そして、ステップS23〜S39間はノードポインタiによるループとなる(i=1,N−1:Nはゴール地点に対応)。
【0032】
ステップS24において、最小要素の検知領域MINに、適当に大きな値,例えば0xFFFFを代入し、次の確定要素を保存する領域NEXTに「0」を格納する(ステップS25)。以降のステップS26〜S36は、ノードポインタjによるループとなる(i=1,N)。ステップS27では走行コスト(走行時間)Δt(i,j)の計算を行うが、その詳細については後述する。
【0033】
走行コストΔt(i,j)を計算すると、続くステップS28では、要素V(j)が未確定(=0)であり、且つ、リンク間の走行コストΔt(i,j)が「0」でなければ(YES)、その時点までの走行コストの積算テーブルC(i)に走行コストΔt(i,j)を加算した結果をテーブルWに代入する(ステップS29)。そして、更新したテーブルWと更新前の値に対応する上記積算テーブルC(i)とを比較し(ステップS30)、W<C(i)であれば(YES)、テーブルWの内容をコスト積算テーブルC(j)に代入して更新する(ステップS31)。そして、接続テーブルR(j)にポインタiの値を代入して更新する(ステップS32)。
ステップS30においてW≧C(i)であれば(NO)、テーブルWを更新せずステップS33に移行する。また、ステップS28で上記条件が成立しなかった場合も(NO)、同様にステップS33に移行する。
【0034】
ステップS33では、ステップS28と同様に要素V(j)が未確定であり、且つ、ステップS31で更新した積算テーブルC(j)が最小要素検知領域MINより小さいか否かを判断する。上記条件を満たせば(YES)、積算テーブルC(j)の内容で最小要素検知領域MINを更新する(ステップS34)。そして、ポインタjの値を確定要素保存領域NEXTに保存し(ステップS35)、ステップS26に戻る。
【0035】
以上の処理を繰り返し、j=Nに達すると、ステップS26〜S36のループを抜ける。そして、確定要素保存領域NEXTの内容をポインタiにセットし(ステップS37)、ポインタiの値をV(i)に保存して、ルート(経路)の確定候補を確定要素とする(ステップS38)。そして、ステップS23に戻る。i=N−1に達してステップS23〜S39のループを抜けると、確定要素V(i)による最短経路が決定される(ステップS40)。
【0036】
図9は、ステップS27における走行コストΔt(i,j)の計算処理を示すフローチャートである。先ず、バッテリ2の最大温度(上限値)Tmaxを(1)式から求める(ステップS41)。
Tmax=Tmaxstd−Tstd+Tatm−Tatmstd …(1)
ここで、Tmaxstd:基準最大バッテリ温度,Tstd:平均電流Iij計測時の
基準バッテリ温度,Tatm:外気温度,Tatmstd:標準外気温度である。すなわち一般に、基準最大バッテリ温度を計測した場合と、電気自動車1が実際に走行する場合とで外気温度に差があるので、その外気温差を補正するため(1)式で計算した最大温度Tmaxを用いる。尚、外気温度Tatmは外気温度センサ20により検知される。
【0037】
次に、電気自動車1がノードi,j間を標準速度Vijで走行した場合のバッテリ2の温度Tjを(2)式で計算する(ステップS42)。
Tj=Ti・eb・Δtij+(a・V/Vij−Tstd)
・(1−eb・Δtij) …(2)
尚、a,bは定数とする。ここでは(2)式のVにVijを代入して計算する。そして、温度Tjと最大温度Tmaxとを比較し(ステップS43)、Tj>Tmaxでなければ(NO)問題はないので、(2)式の計算に用いたΔtij(=Dij/Vij)をΔt(i,j)として(ステップS47)処理を終了する。
【0038】
また、前述した図4のステップS5,S12における温度Thの推定は、(2)式における速度Vに、ステップS3,S10で求めた平均速度を代入して求める。またこの場合、ナビゲーション装置11に、地図上の各エリアについて年間の標準的な大気温度変化をデータが記憶されている温度データベースを備えて置き、制御装置12が、その温度データベースより取得した対象エリアの標準大気温度に応じて、バッテリ2の温度変化予測を補正するようにしても良い。この場合、電気自動車1がこれから向かおうとしているエリアの気温を温度データベースより取得して補正すれば、バッテリ2の温度推定精度が向上する。
【0039】
一方、ステップS43において、Tj>Tmaxである場合は(YES)、ノードjに到達した時点でバッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えてしまう、という推定結果である。そこで、ノードjに到達した時点でバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなるような、ノードiにおける初期温度Ti’を計算する(ステップS44)。
【0040】
ここで、(2)式でTj=Tmaxとすれば、ノードjに到達した時点のバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなるような走行速度Vを求めることができる。この場合、Ti,Dijは固定値として与えられるため、上記走行速度Vは、(3)式のように表現される。
V=fmap(Tmax,Ti,Dij) …(3)
すなわち、最大温度Tmaxと速度Vとの関係について、(2)式においてV=Vijとし、Dij/Vijで求めた走行時間Δtijを代入してTj=Tmaxとすれば、fmapとしてニュートン法などの近似式を用いれば、速度Vを決定できる。
【0041】
また、(3)式と同様に処理することで、ノードjに到達した時点のバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなるようなノードjにおける初期温度Ti’を、(4)式で求めることができる。
Ti’=f2map(Tmax,Dij,Vij) …(4)
ステップS44において初期温度Ti’を求めると、その初期温度Ti’と、基準バッテリ温度Tstdとを比較し(ステップS45)、Ti’>Tstdであれば(YES)、計算結果が適切であると評価できるので、バッテリ2の温度が初期温度Ti’となる走行停止時間Δtijstを(5)式で計算する(ステップS46)。
Δtijst=b−1ln{(Ti’+Tstd)/(Ti+Tstd)} …(5)
また、ステップS45においてTi’≦Tstdであれば(NO)、初期温度Ti’となるまで電気自動車1の走行を停止させることは実質的に困難である。したがって、この場合は次のステップS48に移行する。
【0042】
ステップS48では、ユーザが走行速度を低下させるオプションの選択を許可するように設定しているか否かを判断し、許可していれば(YES)、その場合の速度Vij’を(3)式から求める(ステップS49)。そして、速度Vij’を、当該リンクに設定されている最低速度Vijminと比較する(ステップS50)。Vij’>Vijminであれば(YES)、ステップS46で求めた停止時間Δtijstに走行時間Δtijを加えた値と、低下速度Vij’による走行時間Δtijsl(=Dij/Vij’)とを比較して、値が小さい方を走行コストΔt(i,j)とするように選択する(ステップS51)。
【0043】
尚、ステップS48において、ユーザが走行速度低下のオプション選択を許可していなければ(NO)そのままステップS51に移行する。また、ステップS50においてVij’≦Vijminであれば(NO)走行速度低下のオプションの実行はできないため、そのまま処理を終了する。この時、バッテリ2の温度が限界値に近付いた場合は、温度センサ7の値のみで警告がユーザに対して出力される。
【0044】
図10は、案内ルート中のノードi,j,k,mを走行する場合に、バッテリ2の温度が変化する一例を示す。各リンクについて設定されている標準速度で走行すれば、バッテリ2の温度は、Ti→Tj→Tk→Tmと変化する。ノードkから次のノードmに進む際に、ケース(A)のように現状の速度Vk,m(標準速度に対応)で走行を続けると、バッテリ2の温度が初期値Tkから上昇を続けて、温度Tmが最大温度Tmaxを超えてしまう。
【0045】
図10では、ノードkから次のノードmに進む際に、図9の処理で電気自動車1を停止させる場合と、走行速度を低下させる場合とをそれぞれ示している。ケース(B)は、一旦電気自動車1の走行を停止させて休憩を取り、バッテリ2の温度を初期値TkからTk’まで低下させてから、上記の速度Vk,mで走行を開始する場合である。ケース(C)は、休憩を取ることなく、速度をVk,m’に低下させて走行を継続した場合である。尚、ケース(D)は、ノードk,m間のリンク最低速度Vminで走行した場合である。これらの結果、ケース(C)の到着時間Δtkmがケース(B)の到着時間よりも短くなっているので、ステップS51では、低下速度Vk,m’による走行時間Δtkm(=Δtijsl)を選択することになる。
【0046】
図11は、図10のケース(B),(C)を計算した場合、ナビゲーション装置11のディスプレイ17に、その計算結果を表示した場合の画面イメージを示す。図11の経路途中に指示されている部分がノードk,m間のリンクに対応する。そして、このリンクについてケース(B)のように例えば30分休憩を取るか、ケース(C)のように走行速度を例えば10km低下させる必要があることを提示する。
ケース(B)については、リンク内にパーキングエリアやサービスエリアなどが位置する場合は、具体的に底を停止ぽんととして指示しても良い。図10のケースでは(C)の方が到着時間が短くなるので、この場合はケース(C)の選択が適切であることも指示する。尚、指示内容を音声出力装置18から音声メッセージで出力しても良い。
【0047】
以上のように本実施例によれば、ナビゲーション装置11は、計算した目的地までの案内経路を電気自動車1が走行している場合、駆動用モータ4に電源を供給するバッテリ2の温度情報を取得し、案内経路に沿って走行を継続した場合のバッテリ2の温度変化を予測する。そして、電気自動車1が次のノードに到達するまでにバッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えることが予測されると、その温度を超えないように電気自動車1の走行プランを変更し、その変更に伴い発生する走行遅延時間を計算すると、地図上で隣接する2つのノード間における走行コストを、走行遅延時間を反映させたノード間の走行時間として案内経路を再計算する。したがって、電気自動車1が前記案内経路に沿って走行すれば、バッテリ2の温度が確実に最大温度Tmax未満となる範囲で走行できる。
【0048】
そして、ナビゲーション装置11は、電気自動車1の走行停止時間を設定してユーザに停車を促す報知を行い、前記停止時間を走行コストに反映させるので、電気自動車1の走行を停止させてバッテリ2の温度上昇を確実に抑制できる。更に、ナビゲーション装置11は、次のノードまでのリンクに設定されている標準走行速度よりも低い走行速度を設定し、走行速度での運転を促すことをユーザに報知すると、走行速度の設定に伴い余分に要する走行時間を走行コストに反映させて、バッテリ2の温度上昇を確実に抑制できる。また、走行速度を低下させる区間をユーザに報知するので、ユーザは、走行中のどの期間に速度を低下させれば良いのかを明確に知ることができる。
【0049】
また、ナビゲーション装置11の制御装置12は、電気自動車1がノードiに到達した時点でのバッテリ2の温度Tiと標準速度Vij,リンク距離Dijを標準速度Vijで除した走行時間Δtij,平均負荷電流Iij,基準バッテリ温度Tstdとから、ノードjに到達した時点でのバッテリ2の温度Tjを推定する。
そして、推定温度Tjが最大温度Tmax未満であれば走行時間Δtijを走行コストとして用い、推定温度Tjが最大温度Tmaxを超えていれば、(2)式を用いてノードjの到達時点でバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなる初期温度Ti’を求める。この初期温度Ti’が基準温度Tstdよりも大であれば、バッテリ2の温度を初期温度Ti’とするための電気自動車1の走行停止時間Δtijstを求め、その走行停止時間Δtijstに走行時間Δtijを加えたものを走行コストに用いる。したがって、バッテリ2の温度上昇を確実に抑制するための走行停止時間を定量的に求めることができる。
【0050】
また、制御装置12は、推定温度Tjが最大温度Tmaxを超えている場合で、バッテリ2の初期温度Ti’が基準温度Tstd以下であれば、ノードjの到達時点でバッテリ2の温度が最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を求める。そして、走行速度Vij’が最低速度Vijminを超えていれば、走行速度Vij’でノードi,j間を走行した場合の時間Δtijdwを求めて走行コストに用いる。したがって、速度を低下させて走行した場合に要する時間Δtijdwを走行コストに用いて経路を計算し、バッテリ2の温度上昇を抑制できる。
【0051】
更に、制御装置12は、バッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えない条件で、電気自動車1を停車させた場合と標準走行速度よりも低い速度で走行させた場合とで、次のノードにより速く到達できると予測される方をユーザに報知する。したがって、ユーザは、自身が望む走行プランの選択が可能となる。
また、制御装置12は外気温度に応じてバッテリ2の最大温度Tmaxを補正するので、最大温度Tmaxをより正確に設定できる。また、温度データベースより取得した対象エリアの標準大気温度に応じてバッテリの温度変化予測を補正するので、電気自動車1がこれから向かおうとしているエリアの気温を温度データベースより取得することで、予測精度を向上できる。
【0052】
そして、制御装置12は、走行プランの変更によってもバッテリ2の温度が最大温度Tmaxを超えることを回避できないと判断すると、目的地までの案内経路を再計算するので、走行プランを変更するだけでは対応できない場合に案内経路を再計算して、バッテリ2の温度上昇を確実に抑制するための新たな経路を模索できる。
【0053】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
例えば、ユーザが走行速度低下オプションを選択した、結果、走行速度を低下させる場合には、オートドライブ機能部8が電気自動車コントローラ5に制御指令を送信することで、電気自動車1の走行速度を自動的に制御するようにしても良い。
最大温度Tmaxを決定する場合に、外気温度に応じて補正を行う処理は、必要に応じて設ければ良い。
走行速度低下オプションについては、必要に応じて選択可能とすれば良い。
駆動用モータが複数ある電気自動車に適用しても良い。
ガソリンエンジンとの組み合わせで構成されるハイブリッドタイプの電気自動車に適用しても良い。
【符号の説明】
【0054】
図面中、1は電気自動車、2はバッテリ、4は駆動用モータ、7は温度センサ、11はナビゲーション装置、12は制御装置(温度変化予測手段,走行プラン変更手段,経路計算手段)、20は外気温度センサを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置において、
計算した目的地までの案内経路を前記電気自動車が走行している場合、前記駆動用モータに電源を供給するバッテリの温度を検知する温度センサから温度情報を取得すると共に、前記案内経路に沿って走行を継続した場合の前記バッテリの温度変化を予測する温度変化予測手段と、
前記案内経路における次のノードに到達するまでの間に、前記バッテリの温度が上限値を超えることが予測されると、前記バッテリの温度が前記上限値を超えないように前記電気自動車の走行プランを変更する走行プラン変更手段と、
前記走行プランの変更に伴って発生する走行遅延時間を計算し、地図上において隣接する2つのノード間における走行コストを、前記走行遅延時間を反映させた前記ノード間の走行時間として、前記案内経路を再計算する経路計算手段とを備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項2】
前記走行プラン変更手段は、前記電気自動車の走行を停止させる停止時間を設定して、ユーザに停車を促す報知を行い、
前記経路計算手段は、前記停止時間を前記走行コストに反映させることを特徴とする請求項1記載のナビゲーション装置。
【請求項3】
前記走行プラン変更手段は、前記次のノードまでの間に設定されている標準走行速度よりも低い走行速度を設定し、前記走行速度での運転を促すことをユーザに報知し、
前記経路計算手段は、前記走行速度の設定に伴い余分に要する走行時間を前記走行コストに反映させることを特徴とする請求項1又は2記載のナビゲーション装置。
【請求項4】
前記走行プラン変更手段は、走行速度を低下させる区間をユーザに報知することを特徴とする請求項3記載のナビゲーション装置。
【請求項5】
前記経路計算手段は、地図上において隣接する2つのノードをi,jとすると、
リンク属性情報として、ノードi,j間のリンク距離Dij,電気自動車がノードi,j間を走行する場合の標準速度Vij及び平均負荷電流Iij,この平均負荷電流Iijを測定した場合の基準バッテリ温度Tstdとを有し、
ノードiに到達した時点での前記バッテリの温度Tiと標準速度Vij,リンク距離Dijを標準速度Vijで除した走行時間Δtij,平均負荷電流Iij,基準バッテリ温度Tstdとから、ノードjに到達した時点での前記バッテリの温度Tjを推定し、
推定温度Tjが、前記バッテリの最大温度Tmax未満であれば、前記走行時間Δtijを走行コストとして用い、
前記推定温度Tjが前記最大温度Tmaxを超えていれば、前記温度Tjの推定演算式において、温度Tjを前記最大温度Tmaxにすると共に標準速度Vij,走行時間Δtijを代入することで、ノードjに到達した時点で前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxとなる初期温度Ti’を求め、この初期温度Ti’が前記基準バッテリ温度Tstdよりも大であれば、前記バッテリの温度を前記初期温度Ti’とするための前記電気自動車の走行停止時間Δtijstを求め、その停止時間Δtijstに走行時間Δtijを加えた値を前記走行コストに用いることを特徴とする請求項3又は4記載のナビゲーション装置。
【請求項6】
前記経路計算手段は、リンク属性情報として、電気自動車がノードi,j間を走行する場合の最低速度Vijminを有し、
前記推定温度Tjが前記最大温度Tmaxを超えている場合で、前記初期温度Ti’が前記基準バッテリ温度Tstd以下であれば、ノードjに到達した時点で前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を求め、この走行速度Vij’が前記最低速度Vijminを超えていれば、前記走行速度Vij’によりノードi,j間を走行した場合の走行時間Δtijdwを求め、この走行時間Δtijdwを前記走行コストに用いることを特徴とする請求項3乃至5の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項7】
前記経路計算手段は、前記バッテリの温度が上限値を超えない条件で、前記電気自動車を停車させた場合と前記標準走行速度よりも低い走行速度で走行させた場合とで、前記ノードにより速く到達できると予測される方をユーザに報知することを特徴とする請求項3乃至6の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項8】
外気温度を検知する外気温度センサを備え、
前記温度変化予測手段は、前記バッテリの温度の上限値を、前記外気温度に応じて補正することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項9】
地図上の各エリアについて、年間の標準的な大気温度変化をデータが記憶されている温度データベースを有し、
前記温度変化予測手段は、前記温度データベースに記録されているデータに応じて、前記バッテリの温度変化予測を補正することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項10】
前経路計算手段は、前記走行プラン変更手段による走行プランの変更によっても前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxを超えることを回避できないと判断すると、目的地までの案内経路を再計算することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項11】
駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置により実行される経路計算方法において、
計算した目的地までの案内経路を前記電気自動車が走行している場合、前記駆動用モータに電源を供給するバッテリの温度を検知する温度センサから温度情報を取得すると共に、前記案内経路に沿って走行を継続した場合の前記バッテリの温度変化を予測し、
前記案内経路における次のノードに到達するまでの間に、前記バッテリの温度が上限値を超えることが予測されると、前記バッテリの温度が前記上限値を超えないように前記電気自動車の走行プランを変更し、
前記走行プランの変更に伴って発生する走行遅延時間を計算し、地図上において隣接する2つのノード間における走行コストを、前記走行遅延時間を反映させた前記ノード間の走行時間として、前記案内経路を再計算することを特徴とするナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項12】
前記電気自動車の走行を停止させる停止時間を設定し、ユーザに停車を促す報知を行うと共に、前記停止時間を前記走行コストに反映させることを特徴とする請求項11記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項13】
前記次のノードまでの間に設定されている標準走行速度よりも低い走行速度を設定し、前記走行速度での運転を促すことをユーザに報知すると共に、前記走行速度の設定に伴い余分に要する走行時間を前記走行コストに反映させることを特徴とする請求項11又は12記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項14】
走行速度を低下させる区間をユーザに報知することを特徴とする請求項13記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項15】
地図上において隣接する2つのノードをi,jとすると、
リンク属性情報として、ノードi,j間のリンク距離Dij,電気自動車がノードi,j間を走行する場合の標準速度Vij及び平均負荷電流Iij,この平均負荷電流Iijを測定した場合の基準バッテリ温度Tstdとを有し、
ノードiに到達した時点での前記バッテリの温度Tiと標準速度Vij,リンク距離Dijを標準速度Vijで除した走行時間Δtij,平均負荷電流Iij,基準バッテリ温度Tstdとから、ノードjに到達した時点での前記バッテリの温度Tjを推定し、
推定温度Tjが、前記バッテリの最大温度Tmax未満であれば、前記走行時間Δtijを走行コストとして用い、
前記推定温度Tjが前記最大温度Tmaxを超えていれば、前記温度Tjの推定演算式において、温度Tjを前記最大温度Tmaxにすると共に標準速度Vij,走行時間Δtijを代入することで、ノードjに到達した時点で前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxとなる初期温度Ti’を求め、この初期温度Ti’が前記基準バッテリ温度Tstdよりも大であれば、前記バッテリの温度を前記初期温度Ti’とするための前記電気自動車の走行停止時間Δtijstを求め、その停止時間Δtijstに走行時間Δtijを加えた値を前記走行コストに用いることを特徴とする請求項13又は14記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項16】
前記リンク属性情報として、電気自動車がノードi,j間を走行する場合の最低速度Vijminを有し、
前記推定温度Tjが前記最大温度Tmaxを超えている場合で、前記初期温度Ti’が前記基準バッテリ温度Tstd以下であれば、ノードjに到達した時点で前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を求め、この走行速度Vij’が前記最低速度Vijminを超えていれば、前記走行速度Vij’によりノードi,j間を走行した場合の走行時間Δtijdwを求め、この走行時間Δtijdwを前記走行コストに用いることを特徴とする請求項13乃至15の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項17】
前記バッテリの温度が上限値を超えない条件で、前記電気自動車を前記停車ポイントにおいて停車させた場合と前記標準走行速度よりも低い走行速度で走行させた場合とで、前記ノードにより速く到達できると予測される方をユーザに報知することを特徴とする請求項13乃至16の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項18】
外気温度を検知し、
前記外気温度に応じて、前記バッテリの温度の上限値を補正することを特徴とする請求項11乃至17の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項19】
前記地図上の各エリアについて、年間の標準的な大気温度変化をデータが記憶されている温度データベースより、対象エリアの標準大気温度を取得し、その標準大気温度に応じて、前記バッテリの温度変化予測を補正することを特徴とする請求項11乃至18の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項20】
何れのプラン変更によっても前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxを超えることを回避できないと判断すると、目的地までの案内経路を再計算することを特徴とする請求項11乃至19の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項1】
駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置において、
計算した目的地までの案内経路を前記電気自動車が走行している場合、前記駆動用モータに電源を供給するバッテリの温度を検知する温度センサから温度情報を取得すると共に、前記案内経路に沿って走行を継続した場合の前記バッテリの温度変化を予測する温度変化予測手段と、
前記案内経路における次のノードに到達するまでの間に、前記バッテリの温度が上限値を超えることが予測されると、前記バッテリの温度が前記上限値を超えないように前記電気自動車の走行プランを変更する走行プラン変更手段と、
前記走行プランの変更に伴って発生する走行遅延時間を計算し、地図上において隣接する2つのノード間における走行コストを、前記走行遅延時間を反映させた前記ノード間の走行時間として、前記案内経路を再計算する経路計算手段とを備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項2】
前記走行プラン変更手段は、前記電気自動車の走行を停止させる停止時間を設定して、ユーザに停車を促す報知を行い、
前記経路計算手段は、前記停止時間を前記走行コストに反映させることを特徴とする請求項1記載のナビゲーション装置。
【請求項3】
前記走行プラン変更手段は、前記次のノードまでの間に設定されている標準走行速度よりも低い走行速度を設定し、前記走行速度での運転を促すことをユーザに報知し、
前記経路計算手段は、前記走行速度の設定に伴い余分に要する走行時間を前記走行コストに反映させることを特徴とする請求項1又は2記載のナビゲーション装置。
【請求項4】
前記走行プラン変更手段は、走行速度を低下させる区間をユーザに報知することを特徴とする請求項3記載のナビゲーション装置。
【請求項5】
前記経路計算手段は、地図上において隣接する2つのノードをi,jとすると、
リンク属性情報として、ノードi,j間のリンク距離Dij,電気自動車がノードi,j間を走行する場合の標準速度Vij及び平均負荷電流Iij,この平均負荷電流Iijを測定した場合の基準バッテリ温度Tstdとを有し、
ノードiに到達した時点での前記バッテリの温度Tiと標準速度Vij,リンク距離Dijを標準速度Vijで除した走行時間Δtij,平均負荷電流Iij,基準バッテリ温度Tstdとから、ノードjに到達した時点での前記バッテリの温度Tjを推定し、
推定温度Tjが、前記バッテリの最大温度Tmax未満であれば、前記走行時間Δtijを走行コストとして用い、
前記推定温度Tjが前記最大温度Tmaxを超えていれば、前記温度Tjの推定演算式において、温度Tjを前記最大温度Tmaxにすると共に標準速度Vij,走行時間Δtijを代入することで、ノードjに到達した時点で前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxとなる初期温度Ti’を求め、この初期温度Ti’が前記基準バッテリ温度Tstdよりも大であれば、前記バッテリの温度を前記初期温度Ti’とするための前記電気自動車の走行停止時間Δtijstを求め、その停止時間Δtijstに走行時間Δtijを加えた値を前記走行コストに用いることを特徴とする請求項3又は4記載のナビゲーション装置。
【請求項6】
前記経路計算手段は、リンク属性情報として、電気自動車がノードi,j間を走行する場合の最低速度Vijminを有し、
前記推定温度Tjが前記最大温度Tmaxを超えている場合で、前記初期温度Ti’が前記基準バッテリ温度Tstd以下であれば、ノードjに到達した時点で前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を求め、この走行速度Vij’が前記最低速度Vijminを超えていれば、前記走行速度Vij’によりノードi,j間を走行した場合の走行時間Δtijdwを求め、この走行時間Δtijdwを前記走行コストに用いることを特徴とする請求項3乃至5の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項7】
前記経路計算手段は、前記バッテリの温度が上限値を超えない条件で、前記電気自動車を停車させた場合と前記標準走行速度よりも低い走行速度で走行させた場合とで、前記ノードにより速く到達できると予測される方をユーザに報知することを特徴とする請求項3乃至6の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項8】
外気温度を検知する外気温度センサを備え、
前記温度変化予測手段は、前記バッテリの温度の上限値を、前記外気温度に応じて補正することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項9】
地図上の各エリアについて、年間の標準的な大気温度変化をデータが記憶されている温度データベースを有し、
前記温度変化予測手段は、前記温度データベースに記録されているデータに応じて、前記バッテリの温度変化予測を補正することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項10】
前経路計算手段は、前記走行プラン変更手段による走行プランの変更によっても前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxを超えることを回避できないと判断すると、目的地までの案内経路を再計算することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載のナビゲーション装置。
【請求項11】
駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置により実行される経路計算方法において、
計算した目的地までの案内経路を前記電気自動車が走行している場合、前記駆動用モータに電源を供給するバッテリの温度を検知する温度センサから温度情報を取得すると共に、前記案内経路に沿って走行を継続した場合の前記バッテリの温度変化を予測し、
前記案内経路における次のノードに到達するまでの間に、前記バッテリの温度が上限値を超えることが予測されると、前記バッテリの温度が前記上限値を超えないように前記電気自動車の走行プランを変更し、
前記走行プランの変更に伴って発生する走行遅延時間を計算し、地図上において隣接する2つのノード間における走行コストを、前記走行遅延時間を反映させた前記ノード間の走行時間として、前記案内経路を再計算することを特徴とするナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項12】
前記電気自動車の走行を停止させる停止時間を設定し、ユーザに停車を促す報知を行うと共に、前記停止時間を前記走行コストに反映させることを特徴とする請求項11記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項13】
前記次のノードまでの間に設定されている標準走行速度よりも低い走行速度を設定し、前記走行速度での運転を促すことをユーザに報知すると共に、前記走行速度の設定に伴い余分に要する走行時間を前記走行コストに反映させることを特徴とする請求項11又は12記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項14】
走行速度を低下させる区間をユーザに報知することを特徴とする請求項13記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項15】
地図上において隣接する2つのノードをi,jとすると、
リンク属性情報として、ノードi,j間のリンク距離Dij,電気自動車がノードi,j間を走行する場合の標準速度Vij及び平均負荷電流Iij,この平均負荷電流Iijを測定した場合の基準バッテリ温度Tstdとを有し、
ノードiに到達した時点での前記バッテリの温度Tiと標準速度Vij,リンク距離Dijを標準速度Vijで除した走行時間Δtij,平均負荷電流Iij,基準バッテリ温度Tstdとから、ノードjに到達した時点での前記バッテリの温度Tjを推定し、
推定温度Tjが、前記バッテリの最大温度Tmax未満であれば、前記走行時間Δtijを走行コストとして用い、
前記推定温度Tjが前記最大温度Tmaxを超えていれば、前記温度Tjの推定演算式において、温度Tjを前記最大温度Tmaxにすると共に標準速度Vij,走行時間Δtijを代入することで、ノードjに到達した時点で前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxとなる初期温度Ti’を求め、この初期温度Ti’が前記基準バッテリ温度Tstdよりも大であれば、前記バッテリの温度を前記初期温度Ti’とするための前記電気自動車の走行停止時間Δtijstを求め、その停止時間Δtijstに走行時間Δtijを加えた値を前記走行コストに用いることを特徴とする請求項13又は14記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項16】
前記リンク属性情報として、電気自動車がノードi,j間を走行する場合の最低速度Vijminを有し、
前記推定温度Tjが前記最大温度Tmaxを超えている場合で、前記初期温度Ti’が前記基準バッテリ温度Tstd以下であれば、ノードjに到達した時点で前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxとなる走行速度Vij’を求め、この走行速度Vij’が前記最低速度Vijminを超えていれば、前記走行速度Vij’によりノードi,j間を走行した場合の走行時間Δtijdwを求め、この走行時間Δtijdwを前記走行コストに用いることを特徴とする請求項13乃至15の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項17】
前記バッテリの温度が上限値を超えない条件で、前記電気自動車を前記停車ポイントにおいて停車させた場合と前記標準走行速度よりも低い走行速度で走行させた場合とで、前記ノードにより速く到達できると予測される方をユーザに報知することを特徴とする請求項13乃至16の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項18】
外気温度を検知し、
前記外気温度に応じて、前記バッテリの温度の上限値を補正することを特徴とする請求項11乃至17の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項19】
前記地図上の各エリアについて、年間の標準的な大気温度変化をデータが記憶されている温度データベースより、対象エリアの標準大気温度を取得し、その標準大気温度に応じて、前記バッテリの温度変化予測を補正することを特徴とする請求項11乃至18の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【請求項20】
何れのプラン変更によっても前記バッテリの温度が前記最大温度Tmaxを超えることを回避できないと判断すると、目的地までの案内経路を再計算することを特徴とする請求項11乃至19の何れか1項に記載のナビゲーション装置の経路計算方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2010−243327(P2010−243327A)
【公開日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−92003(P2009−92003)
【出願日】平成21年4月6日(2009.4.6)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年4月6日(2009.4.6)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【Fターム(参考)】
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