JP2009516829A

JP2009516829A - 車両用ナビゲーション・システム

Info

Publication number: JP2009516829A
Application number: JP2008541139A
Authority: JP
Inventors: プロイエティジョン; カンミン
Original assignee: フォードモーターカンパニー
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2009-04-23
Also published as: WO2007061409A3; CN101322011A; WO2007061409A2; US20080270016A1; EP1952095A2; EP1952095A4

Abstract

ナビゲーション・システム及び方法は、車両の移動経路を提供する。方法は、車両の起点と目的地を受けることを含む。方法はまた、最短距離経路、最短時間経路、最良燃料消費率経路、及び、各経路の燃費を判定することを含む。方法は、最短距離経路の燃費、最短時間経路の燃費、及び最良燃料消費率経路の燃費を比較することを含む。さらに、方法は、最短距離経路、最短時間経路、及び最良燃料消費率経路の燃費節減を、ナビゲーション・システムのディスプレイに出力することを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用の燃料効率の良い経路を提供するナビゲーション・システムに関連する。

ナビゲーション・システムは、一般的に、車両にて利用可能である。これらのシステムは、車両の経路情報を、車両運転者に提供するように構成される。従来のナビゲーション・システムはさらに、例えば交通状況及び燃料消費量に基いて、経路情報及び／又は指示を、車両運転者に提供するように構成される。従来のシステムはそのような経路情報を提供可能であるものの、改善に関して広い展望がある。

例えば、従来のシステムは、前もって規定された一連の要因（例えば、交通状況及び燃料消費量）に基いて、最少数の経路に関する経路情報を提供する。

そうであるので、運転者には、運転者の移動の選択肢を増すであろう複数の代替移動経路が提供されることがない。さらに、移動経路を提供するときには燃料消費量と交通状況は考慮され得るものの、これら経路の決定の仕方は効率的ではない。

このように、本発明は、従来のナビゲーション・システムにおける、これらの及び他の不利点を考慮して着想された。

本発明は、ナビゲーション・システムを用いて、車両の移動経路を電子的に提供する方法及びシステムを含む。本発明の方法は、車両の起点と目的地を受けることを含む。方法はまた、起点と目的地の間における最短距離の経路、及び、その最短距離経路の燃費を判定することを含む。本方法はまた、起点と目的地の間における最短時間の経路、及び、その最短時間経路の燃費を判定することを含む。本方法は、起点と目的地の間における最良燃料消費率の経路、及び、その最良燃料消費率経路の燃費を判定することを含む。本方法は、最短距離経路の燃費、最短時間経路の燃費、及び、最良燃料消費率経路の燃費を比較することと、各経路の燃費節減量を出力することを含む。

車両の移動経路を電子的に提供するシステムは、車両の起点と目的地を受けるように構成される。本システムは、起点と目的地の間における最短距離の経路、最短時間の経路、及び、最良燃料消費率の経路を判定し、各経路の燃費を判定するように構成される。本システムはさらに、最短距離経路の燃費、最短時間経路の燃費、及び、最良燃料消費率経路の燃費を比較し、各経路の燃費節減量を出力するように構成される。

上述の実施形態及び本発明の他の実施形態、特徴、及び、利点は、添付図面に関連付けて理解されたときに、本発明を実施する最良の形態に関する以下の詳細な記述から直ちに明らかになる。

新規であると考えられる本発明の特徴は、特許請求の範囲において詳細に説明される。本発明は、そのさらなる目的及びその利点と共に、構成及び動作方法の両方に関して、添付図面に関連付けて理解される以下の記述を参照することで、最も良く理解され得る。

例を用いて、本発明を実施する好適なシステム及び方法が後述される。提供されるシステム及び方法は、本発明の範囲から外れることなく、具体的な実施に最も適合するように改造、修正又は再配置され得る。

図１は、本発明の実施形態の１つに従う車両１０の概略図を表す。車両１０はエンジン１２及び電気機械、すなわちジェネレータ１４を含む。エンジン１２及びジェネレータ１４は、この実施形態において遊星歯車機構１６である、動力伝達装置によって接続されている。もちろん、他のギア機構や変速装置を含む他の形式の動力伝達装置が、エンジン１２とジェネレータ１４とを接続するのに使用され得る。遊星歯車機構は、リング・ギア１８、キャリア２０、遊星ギア２２及びサン・ギア２４を含む。

ジェネレータ１４はまた、サン・ギア２４に接続されたシャフト２６にトルクを出力するモーターとしても使用することができる。同様に、エンジン１２はキャリア２０に結合されたシャフト２８にトルクを出力する。ダンパー２９がシャフト２８に連結され、遊星歯車機構１６をエンジン１２の出力トルクにおける変動から分離するように構成される。実施形態の１つにおいて、シャフト２８は、ダンパー２９によって互いに連結される２つの独立したシャフトから構成される。

ブレーキ３０が、シャフト２６の回転を止め、それによって適所にサン・ギア２４をロックするために、設けられる。この構成は、トルクがジェネレータ１４からエンジン１２へ伝達されるのを許容するので、シャフト２８が一方向のみに回転するよう、ワンウェイ・クラッチ３２が設けられている。図１に示されるように、ジェネレータ１４をエンジン１２に動作可能に接続させることは、エンジン１２の速度がジェネレータ１４によって制御されるのを許容する。

リング・ギア１８が、第２歯車機構３８によって車両の駆動輪３６に接続されたシャフト３４に接続される。車両１０は、シャフト４２にトルクを出力するのに使用することができる第２電気機械、すなわちモーター４０を含む。本発明の範囲内の別の車両は、電気機械が２台よりも多い又は少ないような、異なる電気機械配置を有する場合がある。図１に示される実施形態において、モーター４０及びジェネレータ１４の両方とも、トルクを出力するモーターとして使用することができる。

或いは、各々が、電力を高電圧バス４４及びエネルギー蓄積装置、すなわちバッテリー４６に出力するジェネレータとして使用することもできる。

バッテリー４６は、モーター４０及びジェネレータ１４を作動するための電力を出力可能な高電圧バッテリーである。他の形式のエネルギー蓄積装置及び／又は出力装置を、車両１０のような車両と共に使用することができる。例えば、キャパシターのような装置を使用することができ、その装置は、高電圧バッテリーのように、電気エネルギーの蓄積と出力の両方が可能となる。或いは、燃料電池のような装置が、車両１０に電力を供給するために、バッテリー及び／又はキャパシターと接続して使用される場合がある。

図１に示されるように、モーター４０、ジェネレータ１４、遊星歯車機構１６及び第２歯車機構３８の一部は、一般的にトランスアクスル４８と呼ばれる場合がある。トランスアクスル４８は、従来の車両における変速装置と類似している。従って、運転者が特定ギアを選択するときに、トランスアクスル４８はそのギアを提供するように適切に制御される。エンジン１２及びトランスアクスル４８の構成要素すなわち、ジェネレータ１４及びモーター４０を制御するため、第１制御器５０を含む制御システムが設けられる。図１に示されるように、制御器５０は、車両システム制御器（vehicle system controller）及びパワートレイン制御モジュール（powertrain control module）の組み合わせ（VSC/PCM）である。それは、単一のハードウェア装置として示されているが、複数のハードウェア装置の形態での複数の制御器、或いは、１つ又はそれ以上のハードウェア装置内の複数のソフトウェア制御器を含む場合がある。

コントローラー・エリア・ネットワーク（controller area network:CAN）５２は、VSC/PCM５０が、トランスアクスル４８及びバッテリー制御モード（BCM）５４と通信するのを許容する。バッテリー４６がBCM５４を有するのと同様に、VSC/PCM５０によって制御される他の装置は、自らの制御器を備え得る。例えば、エンジン制御ユニット（ECU）がVSC/PCM５０と通信し、エンジン１２についての制御機能を実行する場合がある。加えて、トランスアクスル４８は、ジェネレータ１４及び／又はモーター４０のようなトランクアクスル４８内の特定構成要素を制御するように構成される、トランスアクスル制御モジュール（TCM）５６のような、１つ又は複数の制御器を含む場合もある。従って、図１に示されるように、TCM５６はジェネレータ・インバーター４５及びモーター・インバーター４１と通信する。実施形態の１つにおいて、ジェネレータ・インバーター４５及びモーター・インバーター４１は、各々、制御モジュール４７及び制御モジュール４３に連結される。制御モジュール４３，４７は、車両センサーの未加工のデータ読取り値を、TCM５６と互換性があるフォーマットに変換して、これら読取り値をTCM５６に送信することが可能である。

図１に示される車両１０はHEVであるものの、本発明は他形式の車両の使用を企図していることが理解される。加えて、図１に示される車両１０はパラレル−シリーズ型HEVであるものの、本発明は、そのような「動力分割」構造を有するHEVには限定されない。

CAN５２はまた、VSC/PCM５０が第２制御器５１と通信するのを可能にする。制御器５１は、ナビゲーション・システム５３を含む車両１０の車両システム（例えば車両補機）からのデータを処理して記憶するように構成される。ディスプレイ５７とナビゲーション・ユニット５５を含むナビゲーション・システム５３は、予め決定された種々の要因の分析に基いて、車両１０の移動経路を提供するように構成される。これら予め定められた要因は、地形、車両補機の作動、車両の平均燃費及び道路状況を含み得るが、これらには限定されない。さらに、ナビゲーション・システム５３は、車両運転者に、最短距離経路、最短時間経路及び最良燃料消費率経路を含む複数の移動経路を提供し得る。

車両運転者に提供される移動経路は、ディスプレイ５７上に表示可能である。ディスプレイ５７は、地図領域５７ａとテキスト領域５７ｂを含む。図示された地図及びテキスト領域５７ａ，５７ｂは単なる例示であり、本発明の範囲から外れることなく修正及び改造され得ることが認識される。ディスプレイ５７は、選択された地域の地図を、地図領域５７ａ内に表示し得る。テキスト領域５７ｂは、車両運転者のために、テキスト形式で移動経路を表示するように構成される。加えて、ディスプレイ５７は、タッチ・スクリーンであって、その上に取付けられる機能ボタンを含み、その機能ボタンは車両運転者からの指令及び／又はデータの入力を可能にし得る。例えば、車両運転者は、ディスプレイ５７上に表示されるボタンをタッチすることによって、好ましい移動経路を選択し得る。さらに、ディスプレイ５７は、車両運転者に、音声指令の形態で車両の移動経路を出力するために、そこに一体化されたスピーカーを有する場合がある。従って、ディスプレイ５３は、地図データ及び関連情報を受けて、表示して、そして出力するために、ナビゲーション・ユニット５５と共に動作可能である。

ナビゲーション・ユニット５５は、様々な場所に関する地理データの記憶を可能とする、データ記憶及び処理機能を有し得る。ナビゲーション・ユニット５５により保存されるデータは、特定地域の地形に関するデータを含み得る。実施形態の１つにおいて、ナビゲーション・ユニット５５は、地理的情報を有するディスク（例えばコンパクト・ディスク）を受け入れるディスク・ドライブ（disc drive）を有する。従って、ディスクに記憶された情報／データが、ディスプレイ５７上に表示可能である。ナビゲーション・ユニット５５はまた、制御器５１から、車両補機（例えば、ヒーター、デフロスタ、冷房装置等）に関するデータを受ける。本技術分野の当業者によって認識されるように、車両補機の作動は、燃費のような種々の車両動作パラメータに影響を及ぼす。それ故、ナビゲーション・システム５３によって提供される経路は、これらの、及び、燃費に影響を及ぼす他の要因に基いて判定される。具体的には、ナビゲーション・ユニット５５及び制御器５０，５１は、車両補機・データ、地形データ及び交通状況を受けて分析するときに、最短距離経路、最短時間経路及び最良燃料消費率経路を判定するように構成される。加えて、ナビゲーション・ユニット５５及び制御器５０，５１は、各経路の燃費を判定して比較することが可能である。従って、後で詳述されるように、これらの経路、及び各経路の燃費節減量は、ディスプレイ５７上に表示され得る。

ここで図２を参照すると、フローチャートが、車両の移動経路を提供する方法を表す。ブロック６２は本方法への入り口である。ブロック６４によって表されるように、ナビゲーション・システムは車両の起点を受ける。それに応じて、ブロック６６によって表されるように、目的地が、ナビゲーション・システムのディスプレイを用いて入力される。本技術分野の当業者によって認識されるように、ディスプレイ５７をタッチして、表示される一連のプロンプト（prompt）に従うことによって、起点と目的地がナビゲーション・システム５３に入力され得る。受けた起点及び目的地情報に基いて、ナビゲーション・システムは、起点と目的地の間における最短距離の経路を判定する。さらに、ブロック７０に示されるように、最短距離経路の燃費が算出される。限定しない実施形態の１つにおいて、最短距離経路は、実際のマイル距離（mileage）、及び／又は、起点と目的地の間の間隔に関する最短経路である。

加えて、ブロック６８によって表されるように、本方法は、受けた起点及び目的地情報に基いて、最短時間経路を算出するように構成される。そのようなものとして、ブロック６８によって示されるように、最短時間経路の燃費が算出される。限定しない実施形態の１つにおいて、最短時間経路は、起点と目的地の間のマイル距離だけでなく、通過することになる道路の種別（例えば、高速道路、住宅街等）を考慮して判定される。

ブロック７２によって表されるように、本方法は、ナビゲーション・システム５３を用いて、車両の燃費に影響を及ぼすであろう地形を判定する。そのような地形は、通過することになる道路の標高、道路セグメント（road segment）の勾配、及び、上昇を含み得る。ブロック７４は、燃費に影響を及ぼすであろう通行経路の判定を表す。ブロック７４において、ナビゲーション・システムは、通行経路を分析するときに、交通渋滞や有料道路等を考慮するように構成される。ブロック７６は、車両の燃費に影響を及ぼすであろう車両の電動補機を判定する方法を表す。従って、ナビゲーション・システムは、冷房装置、ヒーター、デフロスタ、及び、同種のもののような車両補機からデータを受ける。ブロック７８によって表されるように、車両の平均燃費が判定される。平均燃費は、予め定められた時間における燃費として算出され得る。ブロック８０に示されるように、平均燃費に基いて、最良燃料消費率経路が判定され得る。説明したように、最良燃料消費率経路は、総合的な燃費、燃費に影響を及ぼす地形、及び、燃費に影響を及ぼし得る通行経路を含む要因に基いて判定され得るが、必ずしもその必要はない。そのようなものとして、ブロック８０に示されるように、最良燃料消費率経路の総合的な燃費が算出され得る。実施形態の１つにおいて、総合的な燃費は、以下の式に基いて、算出される場合がある。

総合的な燃費＝（平均燃費）−Σ（車両補機影響）
そこにおいて、「平均燃費」はブロック７８にて判定されるような平均燃費であり、「Σ（車両補機影響）」は燃費に対する車両補機の影響の総和である。

方法はさらに、ブロック８２に示されるように、最短距離経路の燃費、最短時間経路の燃費、及び、最良燃料消費率経路の燃費を比較するように構成される。例の幾つかにおいて、最良燃料消費率経路は、実際には、最短距離経路或いは最短時間経路と同一の経路であり得ることが認識される。従って、ナビゲーション・システムは、重複する移動経路が車両運転者に提供されることがないように、最良燃料消費率経路が最短距離経路或いは最短時間経路と同一の経路であるか否かを判定するように構成される。ブロック８４によって表されるように、ナビゲーション・システムは、各経路の燃費節減量を、ナビゲーション・システムのディスプレイを介して運転者に、表示及び／又は出力する。加えて、運転者には、好ましい移動経路を選択するための選択ボタンが提供され得る。選択ボタンはディスプレイ上に表示され、それによって車両運転者が、好ましい移動経路に対応するボタンを簡単にタッチするのを可能にし得る。

ブロック８６によって表されるように、方法は、最短距離経路が選択されたか否かを判定する。最短距離経路が選択されたならば、ブロック８８に示されるように、ナビゲーション・システムは、最短距離経路を運転者に提供する。最短距離経路が選択されないならば、ブロック９０が行われる。ブロック９０において、方法は、最短時間経路が選択されたか否かを判定する。最短時間経路が選択されたならば、ブロック９２に示されるように、ナビゲーション・システムは、最短時間経路を運転者に提供する。最短時間経路が選択されないならば、ブロック９４が行われる。ブロック９４において、方法は、最良燃料消費率経路の指示を、車両運転者に提供する。上述されたように、ブロック８８，９２，９４において提供される移動経路の指示は、地図、指示のテキスト一覧、及び／又は、音声指令の形態で表され得る。

本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明してきたが、本発明に関連する技術の当業者は、特許請求の範囲に規定されるような本発明を実施するための種々の代替設計、及び実施形態を認識するであろう。

図１は、本発明の実施形態に従う、ナビゲーション・システムを有する車両を示す。図２は、本発明の実施形態に従う、車両の移動経路を提供する方法のフローチャートを示す。

Claims

ナビゲーション・システムを用いて、車両の移動経路を電子的に提供する方法であって、
上記ナビゲーション・システムを介して、上記車両の起点を受けること、
上記ナビゲーション・システムを介して、上記車両の目的地を受けること、
上記起点と上記目的地の間における最短距離の経路、及び、その最短距離経路の燃費を判定すること、
上記起点と上記目的地の間における最短時間の経路、及び、その最短時間経路の燃費を判定すること、
上記起点と上記目的地の間における最良燃料消費率の経路、及び、その最良燃料消費率経路の総合的な燃費を判定すること、及び、
上記ナビゲーション・システムを介して、上記最短距離経路の燃費、上記最短時間経路の燃費、及び、上記最良燃料消費率経路の燃費を比較すること、
を有する方法。
上記ナビゲーション・システムと共に動作可能なディスプレイを用いて、上記最短距離経路、上記最短時間経路、及び、上記最良燃料消費率経路の燃費節減量を表示すること、
をさらに有する請求項１に記載の方法。
上記最短距離経路、上記最短時間経路、及び、上記最良燃料消費率経路の燃費節減量を表示した後で、上記最短距離経路、上記最短時間経路、及び、上記最良燃料消費率経路から、上記ディスプレイを介して好ましい経路を選択すること、
をさらに有する請求項２に記載の方法。
上記好ましい経路を、上記ディスプレイを介して、地図の形態で表示すること、
をさらに有する請求項３に記載の方法。
上記好ましい経路を、指示のテキスト一覧又は音声指令の形態で表すこと、
をさらに有する請求項３に記載の方法。
上記最良燃料消費率経路を判定することは、上記ナビゲーション・システムを介して、上記車両の燃費に影響を及ぼす予め定められた要因を評価することを含む、
請求項１に記載の方法。
上記予め定められた要因に基いて、上記車両の燃費を算出すること、
をさらに有する請求項６に記載の方法。
上記予め定められた要因は、地形、車両補機の作動、車両の平均燃費、及び、道路状況を含む、
請求項７に記載の方法。
上記最短距離経路を判定することは、上記最短距離経路を算出することを含む、
請求項１に記載の方法。
上記最短時間経路を判定することは、上記最短時間経路を算出することを含む、
請求項１に記載の方法。
ナビゲーション・システムを用いて、車両の移動経路を電子的に提供するシステムであって、
上記車両の起点を受け、
上記車両の目的地を受け、
上記起点と上記目的地の間における最短距離の経路、及び、その最短距離経路の燃費を判定し、
上記起点と上記目的地の間における最短時間の経路、及び、その最短時間経路の燃費を判定し、
上記起点と上記目的地の間における最良燃料消費率の経路、及び、その最良燃料消費率経路の燃費を判定し、そして、
上記最短距離経路の燃費、上記最短時間経路の燃費、及び、上記最良燃料消費率経路の燃費を比較する、
ように構成されるシステム。
上記ナビゲーション・システムと共に動作可能なディスプレイを介して、上記最短距離経路、上記最短時間経路、及び、上記最良燃料消費率経路の燃費節減量を表示する、
ようにさらに構成される請求項１１に記載のシステム。
上記燃費節減量を表示した後で、上記最短距離経路、上記最短時間経路、及び、上記最良燃料消費率経路から、上記ディスプレイを介して好ましい経路を選択する、
ようにさらに構成される請求項１２に記載のシステム。
上記好ましい経路を、地図、指示のテキスト一覧、及び、音声指令の少なくともいずれか１つの形態で表す、
ように構成される請求項１３に記載のシステム。
上記車両の燃費に影響を及ぼす予め定められた要因を評価することによって、上記最良燃料消費率経路を判定する、
ように構成される請求項１１に記載のシステム。
上記予め定められた要因に基いて上記車両の燃費を算出することによって、上記車両の燃費に影響を及ぼす予め定められた要因を評価する、
ように構成される請求項１５に記載のシステム。
地形、車両補機の作動、及び、道路状況を含む、予め定められた要因を評価する、
ように構成される請求項１６に記載のシステム。
上記最短距離経路を算出することによって、上記最短距離経路を判定する、
ように構成される請求項１１に記載のシステム。
上記最短時間経路を算出することによって、上記最短時間経路を判定する、
ように構成される請求項１１に記載のシステム。
ナビゲーション・システムを用いて、ハイブリッド電気自動車（HEV）の移動経路を電子的に提供する方法であって、
上記車両の起点を受けること、
上記車両の目的地を受けること、
上記起点と上記目的地の間における最短距離の経路、及び、その最短距離経路の燃費を判定すること、
上記起点と上記目的地の間における最短時間の経路、及び、その最短時間経路の燃費を判定すること、
上記起点と上記目的地の間における最良燃料消費率の経路、及び、その最良燃料消費率経路の燃費を判定すること、
上記最短距離経路の燃費、上記最短時間経路の燃費、及び、上記最良燃料消費率経路の燃費を比較すること、
ディスプレイに、上記最短距離経路、上記最短時間経路、及び、上記最良燃料消費率経路の燃費節減量を出力すること、
好ましい経路を選択するための選択ボタンを提供すること、及び、
上記好ましい経路を、指示のテキスト一覧、及び／又は、地図の形態で出力すること、
を有する方法。