JP2010169423A - 走行案内装置、走行案内方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両2の現在のバッテリ7のSOC値を取得し、取得されたバッテリのSOC値の他、地図情報及び車両2の学習データに基づいて、車両2がEV走行によって走行可能な走行可能範囲の境界を算出する。そして、算出された走行可能範囲の境界の内、液晶ディスプレイ15に表示された地図の表示エリアに含まれない非表示境界がある場合に、非表示境界の位置を特定する境界特定情報(枠やカーソル等のマーク、文字、記号等)を液晶ディスプレイ15に表示するように構成する。
【選択図】図6
Description
ここで、「車両」とはバッテリから供給される電力をエネルギーとして走行する電気自動車以外にも、ガソリンをエネルギーとして走行するガソリン自動車、電力及びガソリンをエネルギーとして走行するハイブリッド車両等も含む。
また、「境界特定情報」は、非表示境界の位置を特定する情報であり、枠やカーソル等のマーク、文字、記号等が該当する。
先ず、第1実施形態に係るナビゲーション装置1を車載機として搭載した車両2の車両制御システム3の概略構成について図1及び図2を用いて説明する。図1は第1実施形態に係る車両制御システム3の概略構成図、図2は第1実施形態に係る車両制御システム3の制御系を模式的に示すブロック図である。尚、車両2は外部電源からバッテリを充電することができる車両とする。そして、外部電源からバッテリを充電することができる車両としては、モータのみを駆動源とする電気自動車や、モータとエンジンを併用して駆動源とするプラグインハイブリッド車両があるが、以下に説明する第1実施形態乃至第3実施形態ではプラグインハイブリッド車両を用いることとする。
特に、第1実施形態に示すようなプラグインハイブリッド車両では、基本的にバッテリの残量が所定値以下となるまでは駆動モータ5のみにより車両2が駆動され、駆動モータ5のみを駆動源とする所謂EV走行を行う。一方、バッテリの残量が所定値以下となった後はエンジン4と駆動モータ5とを駆動源として併用して走行する所謂HV走行を行う。
更に、エンジンブレーキ必要時及び制動停止時において、駆動モータ5は回生ブレーキとして機能し、車両慣性エネルギーを電気エネルギーとして回生する。
そして、車両制御ECU9は、演算装置及び制御装置としてのCPU21、並びにCPU21が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるRAM22、制御用のプログラム等が記録されたROM23等の内部記憶装置を備えている。
図2に示すように第1実施形態に係るナビゲーション装置1は、車両2の現在位置を検出する現在位置検出部31と、各種のデータが記録されたデータ記録部32と、入力された情報に基づいて、各種の演算処理を行うナビゲーションECU(地図表示手段、エネルギー残量取得手段、走行可能範囲算出手段、境界特定情報表示手段、施設判定手段、施設特定情報表示手段、マーク指定手段、最大縮尺算出手段、縮尺設定手段)33と、ユーザからの操作を受け付けるタッチパネル34と、ユーザに対して車両周辺の地図や走行可能範囲の境界を表示する液晶ディスプレイ15と、経路案内に関する音声ガイダンスや充電施設の案内を出力するスピーカ16と、プログラムを記憶した記憶媒体であるDVDを読み取るDVDドライブ37、プローブセンタやVICSセンタ等の情報センタとの間で通信を行う通信モジュール38と、から構成されている。
現在位置検出部31は、GPS41、車速センサ42、ステアリングセンサ43、ジャイロセンサ44等からなり、現在の車両の位置、方位、車両の走行速度、現在時刻等を検出することが可能となっている。ここで、特に車速センサ42は、車両2の移動距離や車速を検出する為のセンサであり、車両2の駆動輪の回転に応じてパルスを発生させ、パルス信号をナビゲーションECU33に出力する。そして、ナビゲーションECU33は発生するパルスを計数することにより駆動輪の回転速度や移動距離を算出する。尚、上記5種類のセンサをナビゲーション装置1が全て備える必要はなく、これらの内の1又は複数種類のセンサのみをナビゲーション装置1が備える構成としても良い。
尚、車両2が該リンクを複数回走行している場合には、各回の走行時において記憶された駆動力の最高値の平均値を算出する。そして、算出された平均値を“リンクを走行する際に必要な駆動力”と推定し、記憶する。
また、リンクを車両2が走行した際に生じた駆動力を算出する際には、駆動輪の車軸に生じるトルクT[N・m]及び車軸の回転数Nを用いても良い。具体的には、車両2に駆動輪の車軸に生じるトルクTを検出するセンサを設け、リンクを走行する毎に車両2に駆動輪の車軸に生じるトルクTを検出する。そして、駆動輪の車軸に生じるトルクTに車軸の回転数Nを乗じた値が、リンクを車両2が走行した際に生じた駆動力となり、その内で最高値を“リンクを走行する際に必要な駆動力”と推定し、記憶する。
尚、車両2が該リンクを複数回走行している場合には、各回の走行時において記憶されたエネルギー量の平均値を“リンクを走行する際に必要なエネルギー量”と推定し、記憶する。
また、リンクを車両2が走行した際に必要とされたエネルギー量を算出する際には、駆動輪の車軸に生じるトルクT[N・m]及び車軸の回転数Nを用いても良い。ここで、車両2の走行に基づいて駆動源(駆動モータ5)で消費される消費エネルギー量は、車両2の走行に必要な駆動力にその駆動力が生じた時間を乗じた値となる。従って、車両2に駆動輪の車軸に生じるトルクTを検出するセンサを設け、リンクを走行する毎に車両2に駆動輪の車軸に生じるトルクTを検出する。そして、駆動輪の車軸に生じるトルクTに車軸の回転数Nを乗じた値を時間で積分することによって、リンクを車両2が走行した際に駆動モータ5で必要とされたエネルギー量を算出する。そして、算出されたエネルギー量を“リンクを走行する際に必要なエネルギー量”と推定し、記憶する。
尚、“車両2が該リンクを走行する際に必要な駆動力”及び“リンクを走行する際に必要なエネルギー量”は、後述するように後述するようにナビゲーションECU33によって、車両2がEV走行のみで走行可能な走行可能範囲の境界を算出するのに用いられる。
尚、ユーザの操作を受け付ける操作手段としては、タッチパネル34の代わりに操作ボタンやリモコンを用いても良い。
(a)先ず、CPU51は現在位置検出部31により車両2の現在位置を検出する。また、検出した車両2の現在位置を地図上で特定するマップマッチングも行われる。
(b)続いて、CPU51は、車両2の現在位置を中心とし、所定距離(例えば50km)を半径とした円を地図上に規定する。そして、規定した円の円周上に等間隔(例えば円周を8等分した際の分割点)で仮の目的地を複数設定する。
(c)地図情報に基づいて車両2の現在位置から設定された仮の目的地までの経路を仮の目的地毎にそれぞれ探索する。尚、経路の探索には公知のダイクストラ法等が用いられる。
(d)次に、仮の目的地までの各経路を車両2が走行する際に必要なエネルギー量を区間毎(リンク毎)に推定する。具体的には、目的地までの各経路を構成するリンクの“車両2が該リンクを走行する際に必要な駆動力”及び“車両2が該リンクを走行する際に必要なエネルギー量”を学習DB47から取得する。そして、取得したデータに基づいて、車両2が各経路を走行する場合に必要なエネルギー量をリンク毎に推定する。また、必要エネルギー量を推定する際には経路の走行中にバッテリ7に蓄えられると推定される回生エネルギーのエネルギー量についても考慮する。尚、“車両2が該リンクを走行する際に必要な駆動力”及び“車両2が該リンクを走行する際に必要なエネルギー量”は通信モジュール38を介してプローブセンタから取得する構成としても良い。その場合には、プローブセンタはプローブカーからリンク走行時に生じた駆動力や消費されたエネルギー量に関するデータをプローブデータとして収集し、収集したプローブデータに基づいて“車両2が該リンクを走行する際に必要な駆動力”及び“車両2が該リンクを走行する際に必要なエネルギー量”各データを生成するように構成する。また、車両パラメータ(前面投影面積、駆動機構慣性重量、車重、駆動輪の転がり抵抗係数、空気抵抗係数、コーナリング抵抗等)やリンクデータ(平均車速、リンクの長さ、勾配等)に基づいてCPU51が算出しても良い。
(e)取得したSOC値、地図情報、リンク毎の必要エネルギー量に基づいて、仮の目的地までの各経路を走行した場合に、車両の現在位置からEV走行のみで到達可能な到達可能地点を経路毎に特定する。尚、到達可能地点は、各経路を走行する際に必要な必要エネルギー量を車両の現在位置に近いリンクから順に加算した際に、合計値が「バッテリのSOC値−バッテリの全容量の3%」となる地点である。
(f)そして、CPU51は各経路における到達可能地点を直線又は曲線で結ぶ。その結果、結ばれた線が走行可能範囲の境界として算出される。尚、走行可能範囲の境界は地図上の座標により特定される。
先ず、CPU51は車両2が消費電力あたりに走行可能な距離を走行履歴等から算出する。次に、その算出値に現在のSOC値を乗じた値を走行可能距離として定義する。そして、車両2の現在位置を中心とし、走行可能距離を半径とした円を走行可能範囲の境界として算出する。
具体的には、現在の地図表示がノースアップ(常に北が上を向くように地図表示)で行われている場合には、CPU51は、車両2の現在位置に対して南北方向、東西方向で最も離れている走行可能範囲の境界上の地点の座標をそれぞれ取得する。例えば、図4に示す例では地点A〜地点Dの座標がそれぞれ取得される。そして、地点A〜地点Dの座標によって走行可能範囲の境界のサイズを特定する。
ここで、液晶ディスプレイ15に表示された走行可能範囲の境界の線上が現在のSOC値でEV走行のみにより車両2が到達可能な最長の到達可能地点となる。即ち、走行可能範囲の境界で囲まれたエリアが現在のSOC値でEV走行のみにより車両が到達可能なエリアとなる。そして、ユーザは走行可能範囲の境界を参照することにより、現在のSOC値でEV走行のみにより車両が走行できる範囲を把握することが可能となる。
また、ユーザは充電施設のランドマークを参照することにより、車両周辺にある充電施設の位置を把握することが可能となる。更に、充電施設のランドマークと走行可能範囲の境界と比較することによって、現在位置からEV走行のみにより車両2が到達できる充電施設を把握することが可能となる。
図5に示す例では、走行可能範囲の境界66の全体が液晶ディスプレイ15の表示エリア61には含まれず、走行可能範囲の境界66の上端及び下端を含む一部範囲が表示エリア61外に位置する。そして、走行可能範囲の境界66と液晶ディスプレイ15の表示エリア61の外周71との交点として、4つの交点72〜75が算出される。従って、交点72〜交点73の範囲が非表示境界76として算出される。また、交点74〜交点75の範囲が同じく非表示境界77として算出される。
図6には、前記S2で算出された走行可能範囲の境界66の上端及び下端を含む一部範囲が表示エリア61外に位置する場合に表示される境界特定情報を示す。また、境界特定情報としては、表示エリア61の外縁に表示される枠79、80を用いる。
図6に示すように液晶ディスプレイ15の表示エリア61には、車両の現在位置周辺の地図画像62と、地図上にマッチングされた車両の現在位置を示す自車位置マーク63と、表示エリア61内に含まれる充電施設の位置を示す充電施設マーク64と、地図の表示エリア61の中央位置を特定する中央カーソル65と、自車位置マーク63の周囲に表示された走行可能範囲の境界66と、境界特定情報として枠79、80が表示される。
図6に示す例では走行可能範囲の境界66の上端及び下端を含む一部範囲が非表示境界となるので、表示エリア61の上方の外縁部分であって、交点72〜73の範囲に枠79が表示される。また、表示エリア61の下方の外縁部分であって、交点74〜75の範囲に枠80が表示される。従って、ユーザは表示エリア61外の上方及び下方に走行可能範囲の境界66が位置することを把握することができる。
また、表示される枠79、80の色は、表示エリア61の外縁からその枠79、80によって位置が特定される非表示境界までの距離に基づいて変更される。例えば、表示エリア61の外縁から非表示境界までの距離が5km未満である場合には「青色」で表示し、非表示境界までの距離が5km以上10km未満である場合には「黄色」で表示し、非表示境界までの距離が10km以上である場合には「赤色」で表示する。
例えば、図6に示す例では、表示エリア61の外縁から非表示境界76までの距離が10km以上であるので、枠79の色は赤色で表示される。一方、表示エリア61の外縁から非表示境界77までの距離が5km未満であるので、枠80の色は青色で表示される。
また、表示されるカーソルの色は、枠79、80と同じく表示エリア61の外縁からそのカーソルによって位置が特定される非表示境界までの距離に基づいて変更する。
尚、非表示境界の位置を特定する境界特定情報としては、上述した枠79、80、カーソル以外に、文字や記号を用いても良い。
そして、S11の処理を実行した後、当該走行可能範囲案内処理プログラムを終了する。
具体的には、現在の地図表示がノースアップ(常に北が上を向くように地図表示)で行われている場合には、CPU51は具体的に以下の(A)、(B)の処理を実行する。
(A)車両2の現在位置に対して南北方向、東西方向で最も離れている走行可能範囲の境界上の地点の座標をそれぞれ取得する。例えば、図4に示す例では地点A〜地点Dの座標がそれぞれ取得される。
(B)現在の表示エリアの中心位置を変更せずに、地点A〜地点Dの内、指定された境界特定情報によって位置が特定される非表示境界に含まれる地点(例えば、図6に示す例で枠79が指定された場合には非表示境界76に含まれる地点)の座標が表示エリアに含まれる地図の縮尺を算出する。
一方、現在の地図表示がヘディングアップ(常に車両の進行方向前方が上を向くように地図表示)で行われている場合には、CPU51は具体的に以下の(C)、(D)の処理を実行する。
(C)車両2の現在位置に対して車両進行方向の前後方向、車両進行方向に直交する方向で最も離れている走行可能範囲の境界上の地点の座標をそれぞれ取得する。例えば、図4に示す例では地点E〜地点Hの座標がそれぞれ取得される。
(D)現在の表示エリアの中心位置を変更せずに、地点A〜地点Dの内、指定された境界特定情報によって位置が特定される非表示境界に含まれる地点の座標が表示エリアに含まれる地図の縮尺を算出する。
例えば、図8に示す例は、図6に示す画面で表示エリア61の上縁に位置する枠79が指定された場合において、表示最大縮尺に地図の縮尺が変更された後の液晶ディスプレイ15の表示画面を示す。図8に示す例では、枠79によって位置が特定される非表示境界76が液晶ディスプレイ15の表示エリアに表示可能な表示最大縮尺が1/128万と算出される。従って、地図の表示縮尺が1/64万から1/128万へと変更される。その結果、図8に示すように非表示境界76が表示エリア内に表示される最大の縮尺で車両周辺の地図が表示される。
従って、ユーザは非表示となっていた走行可能範囲の境界の位置や形状を把握することが可能となる。
また、CPU51は指定された境界特定情報により位置の特定される非表示境界が液晶ディスプレイ15の表示エリアに含まれている旨を案内する(S23)。例えば、『現在、非表示となっていた走行可能範囲の境界を表示しています。』との音声を出力する。また、図8に示すように同内容の文章を液晶ディスプレイ15に表示するようにしても良い。
また、境界特定情報によって非表示境界の方向を特定するので、液晶ディスプレイ15に表示された地図の表示エリア内に含まれない走行可能範囲の境界がある場合に、その非表示境界の位置する方向をユーザに容易に把握させることができる。
また、境界特定情報によって非表示境界までの距離を特定するので、液晶ディスプレイ15に表示された地図の表示エリア内に含まれない走行可能範囲の境界がある場合に、その非表示境界までの距離をユーザに容易に把握させることができる。
また、境界特定情報である枠79、80やカーソルが指定された場合に、その枠79、80やカーソルによって位置が特定される非表示境界を液晶ディスプレイ15において表示可能な地図の最大縮尺へと現在の地図の縮尺を変更するので、液晶ディスプレイ15に表示された地図の表示エリア内に含まれない走行可能範囲の境界があったとしても、容易な操作で現在のエネルギー残量で走行可能となる走行可能範囲をユーザが容易かつ正確に把握することができ、ユーザの利便性が向上する。
次に、第2実施形態に係るナビゲーション装置を車載機として搭載した車両の車両制御システムについて、図9及び図10に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図1乃至図8の第1実施形態に係る車両制御システム3等の構成と同一符号は、前記第1実施形態に係る車両制御システム3等の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
ただし、第2実施形態に係る車両制御システム3は、境界特定情報である枠やカーソルが指定された場合に、その枠やカーソルによって位置が特定される非表示境界を液晶ディスプレイ15において表示可能な地図の表示エリアまで地図をスクロールさせる点で第1実施形態に係る車両制御システム3と異なっている。
ここで、前記S31のスクロール処理のスクロール速度は、車両2の現在位置から指定された境界特定情報によって特定される非表示境界までの距離によって変更することが望ましい。即ち、非表示境界までの距離が遠ければ遠いほど高速でスクロールするように構成することが望ましい。
例えば、図10に示す例は、図6に示す画面で表示エリア61の上縁に位置する枠79が指定された場合において、地図のスクロール処理が停止した後の液晶ディスプレイ15の表示画面を示す。図10に示す例では、ユーザによって枠79が指定された後に、液晶ディスプレイ15に表示された地図が上方向へとスクロールし、枠79によって位置が特定される非表示境界76が液晶ディスプレイ15の表示エリアに含まれた時点でスクロールが停止する。その結果、図10に示すように非表示境界76が表示エリア内に表示される位置で車両周辺の地図が表示される。
従って、ユーザは非表示となっていた走行可能範囲の境界の位置や形状を把握することが可能となる。
また、CPU51は指定された境界特定情報により位置の特定される非表示境界が液晶ディスプレイ15の表示エリアに含まれている旨を案内する(S34)。例えば、『現在、非表示となっていた走行可能範囲の境界を表示しています。』との音声を出力する。また、図10に示すように同内容の文章を液晶ディスプレイ15に表示するようにしても良い。その後、S35へと移行する。
次に、第3実施形態に係るナビゲーション装置を車載機として搭載した車両の車両制御システムについて、図11及び図12に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図1乃至図8の第1実施形態に係る車両制御システム3等の構成と同一符号は、前記第1実施形態に係る車両制御システム3等の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
ただし、第3実施形態に係る車両制御システム3は、境界特定情報である枠やカーソルが指定された場合に、その枠やカーソルによって位置が特定される非表示境界方向で且つ走行可能範囲の境界の内側に位置するとともに、表示エリアに含まれない充電施設の位置を特定する情報を表示する点で第1実施形態に係る車両制御システム3と異なっている。
例えば、図12に示す例は、図6に示す画面で表示エリア61の上縁に位置する枠79が指定された場合において、該当する充電施設に関する情報が表示された際の液晶ディスプレイ15の表示画面を示す。図11に示す例では、非表示境界76方向で且つ走行可能範囲の境界66の内側に位置するとともに、表示エリア61に含まれない充電施設(即ち、非表示境界76と表示エリア61の外周とで囲まれるエリアに位置する充電施設)として、充電施設91が存在する。従って、ユーザによって枠79が指定された後には、充電施設91の施設名称と車両2の現在位置からの距離に関する情報を示す情報ウィンドウ92が液晶ディスプレイ15に表示される。
その結果、ユーザは非表示となっていた充電施設の位置等を把握することが可能となる。
例えば、本実施形態では非表示境界の位置を特定する境界特定情報として、枠79、80やカーソルを用いているが、文字、記号等を用いても良い。例えば、文字を境界特定情報として用いる場合には、車両の現在位置から非表示境界までの距離を特定する文字で構成しても良い。
2 車両
3 車両制御システム
7 バッテリ
15 液晶ディスプレイ
16 スピーカ
33 ナビゲーションECU
34 タッチパネル
51 CPU
52 RAM
53 ROM
66 走行可能範囲の境界
79、80 枠
Claims (8)
- 地図の所定エリアを表示装置に表示する地図表示手段と、
車両のエネルギーの残量を取得するエネルギー残量取得手段と、
前記エネルギー残量取得手段により取得されたエネルギーの残量を消費することによって前記車両が走行可能な走行可能範囲の境界を算出する走行可能範囲算出手段と、
前記走行可能範囲の境界の内、前記表示装置に表示された地図の表示エリアに含まれない非表示境界がある場合に、前記非表示境界の位置を特定する境界特定情報を前記表示装置に表示する境界特定情報表示手段と、を有することを特徴とする走行案内装置。 - 前記境界特定情報表示手段は、前記境界特定情報を前記非表示境界の方向に対応する前記表示エリアにおける位置に表示することを特徴とする請求項1に記載の走行案内装置。
- 前記境界特定情報は、前記表示エリアから前記非表示境界までの距離を特定する情報を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の走行案内装置。
- 地図上にあるエネルギー補給施設の位置情報に基づいて、前記走行可能範囲の境界の内側に位置するとともに、前記表示エリアに含まれないエネルギー補給施設があるか否か判定する施設判定手段と、
前記施設判定手段によって前記走行可能範囲の境界の内側に位置するとともに、前記表示エリアに含まれないエネルギー補給施設があると判定された場合に、該エネルギー補給施設の位置を特定する施設特定情報を前記表示装置に表示する施設特定情報表示手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の走行案内装置。 - 前記境界特定情報は前記表示装置に表示されるマークからなり、
前記マークを指定するマーク指定手段と、
前記指定されたマークによって位置が特定される前記非表示境界を前記表示装置において表示可能な地図の最大縮尺を算出する最大縮尺算出手段と、
前記表示装置に表示する地図の縮尺を前記最大縮尺に設定する縮尺設定手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の走行案内装置。 - 前記境界特定情報は前記表示装置に表示されるマークからなり、
前記マークを指定するマーク指定手段と、
前記表示装置に表示された地図を前記指定されたマークによって位置が特定される前記非表示境界の方向へとスクロールする表示エリアスクロール手段と、
前記表示エリアスクロール手段によって前記表示装置に表示された地図がスクロールされている途中に前記指定されたマークによって位置が特定される前記非表示境界が前記表示装置に表示された地図の表示エリアに含まれた場合に、前記スクロールを停止するスクロール停止手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の走行案内装置。 - 地図の所定エリアを表示装置に表示する地図表示ステップと、
車両のエネルギーの残量を取得するエネルギー残量取得ステップと、
前記エネルギー残量取得ステップにより取得されたエネルギーの残量を消費することによって前記車両が走行可能な走行可能範囲の境界を算出する走行可能範囲算出ステップと、
前記走行可能範囲の境界の内、前記表示装置に表示された地図の表示エリアに含まれない非表示境界がある場合に、前記非表示境界の位置を特定する境界特定情報を前記表示装置に表示する境界特定情報表示ステップと、を有することを特徴とする走行案内方法。 - コンピュータに搭載され、
地図の所定エリアを表示装置に表示する地図表示機能と、
車両のエネルギーの残量を取得するエネルギー残量取得機能と、
前記エネルギー残量取得機能により取得されたエネルギーの残量を消費することによって前記車両が走行可能な走行可能範囲の境界を算出する走行可能範囲算出機能と、
前記走行可能範囲の境界の内、前記表示装置に表示された地図の表示エリアに含まれない非表示境界がある場合に、前記非表示境界の位置を特定する境界特定情報を前記表示装置に表示する境界特定情報表示機能と、
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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