JP2012517924A - 情報出力装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3
Description
モニターを含む部分の取り付けという視点で考えると、2つのタイプのカーナビゲーションシステムがある。1つは、通常カーオーディオが取り付けられるダッシュボード内に設置するインダッシュ取り付けタイプである。もう1つは、ダッシュボード上に設置するオンダッシュ取り付けタイプである。
いずれの場合も、カーナビゲーションシステムへの電力供給のために、常時電流が流れるバッテリー線(battery line)と車両のアクセサリスイッチをオン状態にした時だけ電流が流れるアクセサリ電源線(accessory line)の少なくとも一方を含む電源線(power line)と、アース線(ground line)とを配線する必要がある。
特許文献1は、オンダッシュ取り付けタイプのカーナビゲーションシステムを開示する。
配線工程を簡単にするため、シガーライターソケットからこれらの線材を引き回す形態も考えられるが、この場合、シガーライターソケットからカーナビゲーションシステムへの線材が見える状態にあり(visible)、配線をきれいに行うことが出来ない。
本体部は、第1電池と出力部とを有する。第1電池は、充電可能電池である。出力部は、情報を出力する。
ベースステーションは、車両に固定され、本体部を着脱可能な状態で保持する。
ベースステーションは、光、熱、風、及び振動の少なくとも1つを電気エネルギーに変換する発電部を有する。
第1電池への充電は、車両のバッテリーに充電された電気エネルギーを使用せず、発電部で得られた電気エネルギーに基づいて行われる。
本体部は、車両のバッテリーに充電された電気エネルギーを使用せず、発電部で得られた電気エネルギー、または第1電池に充電された電気エネルギーによって駆動する。
第1実施形態について説明する。第1実施形態におけるカーナビゲーションシステム(情報出力装置)1は、本体部10、及びベースステーション(クレードル)30を備える(図1参照)。
ベースステーション30は、車両のダッシュボード上に固定され、不図示の取り付け具を介して、本体部10を着脱可能な状態で保持する(図2参照)。
第1電池11は、充電可能な蓄電池であり、第1電池11への充電は、後述する発電部31で得られた電気エネルギー、または第2電池33に充電された電気エネルギーに基づいて行われる。
第1電池11に充電された電気エネルギーは、本体部10がベースステーション30に取り付けられていない場合などに、本体部10の駆動(モニター17の表示など本体部10のメイン動作を含むナビゲーションシステム1の電気的な動作)を行うために使用される。本体部10の駆動は、モニター17の表示など本体部10のメイン動作を含むカーナビゲーションシステム1の電気的な動作をいう。
なお、第1電池11への充電は、ベースステーション30から取り外した状態で、図示しないAC電源から行われる形態であってもよい。
モニター17は、カーナビゲーションシステム1を含む車両の位置や、目的地までのルートを含む地図を表示する。車両の位置は、自車位置検知部13から提供された緯度経度情報に基づいて特定される。
特に、第1制御部29は、ベースステーション30からの電力供給の有無を確認する(図4のステップS11参照)。
ベースステーション30から本体部10に対して、電力が供給されている場合には、ベースステーション30から供給される電力で本体部10の各部を駆動する(図4のステップS12参照)。
ベースステーション30から本体部10に対して、電力が供給されていない場合には、第1電池11から供給される電力で本体部10の各部を駆動する(図4のステップS13参照)。
また、ベースステーション30から本体部10に対して、電力が供給されている場合には、第1制御部29は、第1電池11の充電状態を確認する。
第1電池11の充電が必要な場合には、第1制御部29は、発電部31で得られた電気エネルギーまたは第2電池33に充電された電気エネルギーに基づいて、第1電池11の充電を行う。
発電部31は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを電気エネルギーに変換する(太陽光発電を行う)太陽電池である。発電部31は、ベースステーション30の上面(図1参照)、またはフロントガラスを介して太陽光が受けられる位置に設けられる。例えば、発電部31は、ベースステーション30の本体部10が取り付けられる位置と反対側の表面上に設けられてもよい。
このため、発電部31は、昼間など太陽光を受ける間は、受けた光に基づいて起電力を発生させる(発電する)。すなわち、発電部31は、昼間などに、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。
また、本体部10がベースステーション30に取り付けられていない場合、発電部31で変換された電気エネルギーは、第2電池33への充電に使用される(図5のステップS34参照)。
第2電池33に充電された電気エネルギーは、夜間など、太陽光を受けず発電部31が起電力を発生させない時に、第1電池11への充電、及び本体部10の駆動のために使用される。
この場合は、発電部31で得られた電気エネルギーを本体部10の第1電池11への充電に使用することが出来ないが、ベースステーション30に設けられた第2電池33への充電に使用することが出来る。
また、本体部10の軽量化、小型化の観点からは、本体部10に搭載する第1電池11は出来るだけ軽量、且つ小型のものが望ましい。
第1電池11が小さくなると、第1電池11の蓄電容量が小さくなる。しかしながら、ベースステーション30に設けられた第2電池33も本体部10の駆動に使用出来るため、バッテリー切れが起きにくく出来る。
なお、第2電池33は、ダッシュボード上に固定されたベースステーション30に設けられ、持ち運びの必要性が無いため、第1電池11よりも蓄電容量が大きいものを使用することが可能になる。
本体部10は、ベースステーション30から取り外すことが出来る。従って、本体部10がベースステーション30から取り外された時に、本体部10に含まれる第1電池11は冷却出来る。
一方、第2電池33を含むベースステーション30は、車両のダッシュボード上に固定され、太陽光を受け、第2電池33が高温になる可能性がある。
しかしながら、第1実施形態では、第2電池33は、冷却部35により冷却出来、高温による第2電池33の劣化を防止することが可能になる。
なお、冷却部35の駆動には電力が必要になるが、冷却部35による冷却が必要となる状況は、長時間太陽光を受け続けた時に発生する。
この場合には、発電部31で電気エネルギーが十分に得られるため、冷却部35の駆動のために、第2電池33に充電された電気エネルギーに基づく電力を消費する必要はない。
特に、第2制御部39は、本体部10がベースステーション30に接続されている場合に、本体部10への電力供給を制御する(図5のステップS33、S38参照)。
また、第2制御部39は、第2電池33が高い温度状態である場合に、冷却部35を駆動する(図5のステップS36参照)。
また、発電部31による発電が行われている場合には、第2制御部39は、第2電池33の充電状態を確認する。
第2電池33の充電が必要な場合には、第2制御部39は、発電部31で得られた電気エネルギーに基づく第2電池33の充電を行う(図5のステップS34参照)。
この制御は、第1電池11や第2電池33に充電された電気エネルギー、または発電部31で作り出された電気エネルギーに基づいて、第1制御部29が駆動する間、一定時間(例えば1ms)ごとに行われる。
ステップS11で、第1制御部29は、ベースステーション30から、本体部10に電力供給されているか否かを判断する。
本体部10がベースステーション30に保持されていない場合は、該接続端子に電流が流れない。
ベースステーション30の発電部31が発電しておらず、且つ第2電池33が充電されていない場合(empty)は、該接続端子に電流が流れない。
ステップS12で、第1制御部29は、発電部31で作り出された電気エネルギーまたは第2電池33に充電された電気エネルギーに基づいて、本体部10の各部に電力を供給する。
また、第1制御部29は、本体部10の動作状態や、第1電池11の充電状態に応じて、第1電池11への充電を行う。
ステップS13で、第1制御部29は、第1電池11に充電された電気エネルギーに基づいて、本体部10の各部に電力を供給する。
本体部10がベースステーション30に取り付けられた時に、凹部10aと凸部30aとが係合し、端子同士が接触することにより、凹部10aの第1端子と凸部30aの第2端子とが電気的に接続され、凹部10aと凸部30aとを介してベースステーション30から本体部10への電力供給が可能になる。
凹部10aと凸部30aとの係合により、本体部10がベースステーション30に取り付けられた時に、電気的な接触が確実に行われる。
非係合時は、凹部10aの内側に設けられた第1端子が閉じた状態の扉部10bにより隠されるので、接触不良の原因となる埃などの進入を防止することが可能になる。
この制御は、第2電池33に充電された電気エネルギー、または発電部31で作り出された電気エネルギーに基づいて、第2制御部29が駆動する間、一定時間(例えば1ms)ごとに行われる。
ステップS31で、第2制御部39は、発電部31による発電が行われているか否かを判断する。
第2制御部39が、発電部31による発電が行われていると判断した場合は、ステップS32に進められ、発電部31による発電が行われていないと判断した場合は、ステップS37に進められる。
本体部10がベースステーション30に取り付けられているか否かの判断は、例えば、本体部10とベースステーション30とを接続する第1端子や第2端子に電流が流れる状態にあるか否かの判断に基づいて行われる。
第2制御部39が、本体部10がベースステーション30に取り付けられていると判断した場合は、ステップS33に進められ、本体部10がベースステーション30に取り付けられていないと判断した場合はステップS34に進められる。
ステップS33で、第2制御部39は、発電部31で作り出された電気エネルギーに基づいて、本体部10に電力を供給する。
このとき、本体部10の動作状態や、第2電池33の充電状態に応じて、第2電池33への充電を行っても良い。
第2電池33の充電が必要な場合には、第2制御部39は、発電部31で作り出された電気エネルギーに基づいて、第2電池への充電を行う。
第2制御部39が、第2電池33が高温状態にあると判断した場合には、ステップS36に進められ、第2電池33が高温状態にないと判断した場合には、手順を終了する。
ステップS36で、第2制御部39は、冷却部35を駆動し、第2電池33を冷却させる。
第2制御部39が、本体部10がベースステーション30に取り付けられていると判断した場合は、ステップS38に進められ、本体部10がベースステーション30に取り付けられていないと判断した場合は手順を終了する。
ステップS38で、第2制御部39は、第2電池33に充電された電気エネルギーに基づいて、本体部10に電力を供給する。
本体部10の駆動のために、車両のバッテリーに充電された電気エネルギーは、必要としない。
このため、ナビゲーションシステム1が消費する電力が、車両の電気系統に影響を及ぼす可能性を低くすることが出来る。
また、車両のバッテリーなどから電力線をダッシュボード上まで引き回して、本体部10またはベースステーション30まで配線する必要がない。ここでいう電力線は、常時電流が流れるバッテリー線(battery line)と車両のアクセサリスイッチをオン状態にした時だけ電流が流れるアクセサリ電源線(accessory line)を含む。
このため、ナビゲーションシステム1の取り付けを簡素化出来る。
また、ダッシュボード上にナビゲーションシステム1に関連する線材を少なくでき、複数の線材がダッシュボード上に見える形態に比べて、ナビゲーションシステム1を取り付けした後の見栄えを、良くすることも可能になる。
具体的には、車両のバッテリーの電圧24Vまたは12Vを、ナビゲーションシステム1を駆動するのに適当な電圧(3〜5V程度)に変圧するDC−DCコンバーターなどの電子部品を省略し、本体部10やベースステーション30の構成を簡素化することが可能になる。
また、第1電池11が本体部10に設けられているので、本体部10をベースステーション30から取り外しても、本体部10を使用することが可能になる。
従って、本体部10は、第1電池11を有し、接続時にはベースステーション30からの電力供給を受けて情報を出力し、非接続時には第1電池に充電された電気エネルギーに基づいて情報を出力する形態のものであればよい。
このため、ナビゲーションシステムに限らず、音楽などの音声を出力する携帯用音楽プレーヤー、TVなどの映像を出力するモニター、レーダー探知機などであってもよい。
この場合、本体部10とベースステーション30との接続状態を確認する確認手段、及び接続状態を確認後に電力供給を行う制御手段が必要になる。ただし、本体部10とベースステーション30との間に電気的な接続端子(第1端子、第2端子)が不要になる。
例えば、該確認手段として、本体部10がベースステーション30に取り付けられた時にオン状態になるスイッチSW1をベースステーション30に設けられる。スイッチSW1がオン状態の時に、第2制御部39は、該制御手段として、ベースステーション30のトランスTr2に電力供給する。
第2実施形態では、本体部10に振動検知部(第2検知部)12が更に設けられる。振動検知部12からの出力信号に基づいて、本体部10のオンオフ制御が行われる。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する(図6参照)。
第1制御部29は、各方向の重力加速度成分に基づいて、車両の運転状態を判断する。
具体的には、エンジンが作動している場合には、エンジンの動作に基づいて車両が振動しているため、各方向の重力加速度成分の出力値が時間とともに変動する。
このため、第1制御部29は、各方向の重力加速度に関する出力値の単位時間あたりの変動幅が小さい場合に、エンジンが停止していると判断する。
この場合、第1制御部29は、モニター17の表示など本体部10のメイン動作をオフ状態にする。
第1制御部29は、少なくとも一方向の重力加速度に関する出力値の単位時間あたりの変動幅が大きい場合に、エンジンが作動していると判断する。
この場合、第1制御部29は、本体部10のメイン動作をオン状態にする。
なお、時計機能、及び図4で示される電力供給制御など、常時行われる動作については、かかる振動検知部12からの出力に関係なくオン状態が維持される。
しかしながら、手ブレによる振動パターンは、エンジンの作動による車両の振動パターンとは異なる。
このため、第1制御部29が、これらの振動パターンに対応した単位時間あたりの変動幅を記憶しておけば、手ブレによる振動と、エンジン動作による振動との違いは特定し得る。従って、第1制御部29は、エンジン動作による振動と、手ブレなどの他の振動と区別して、エンジンのオンオフ状態を判断することが可能になる。
第2実施形態では、振動検知部12が車両の振動状態を検知し、第1制御部29が、エンジンのオンオフ状態を把握する。このため、エンジンのオンオフ状態に対応して、自動的に本体部10のメイン動作のオンオフ制御を行うことが可能になる。
この場合、本体部10とベースステーション30とを接続する線は、電力供給のための電源線だけでなく、重力加速度に関する情報を第2制御部39から第1制御部29に送信するための信号線も設けられる。
電流検知部40が、シカーライターソケットに流れる電流を検知した場合には、隣接して設けられた発信部41が、本体部10に設けられた受信部16に向けて、一定の信号を第1情報として送信する。
Bluetoothなどが、発信部41から受信部16への通信手段として考えられる。
電流検知部40が、シカーライターソケットに流れる電流を検知しない場合には、発信部41は信号送信を行わない。
なお、第1情報の受信、時計機能、及び図4で示される電力供給制御など、常時行われる動作は、かかる電流検知部40における検知結果に関係なくオン状態にされる。
このため、シガーライターソケットへの電力供給状態を、アクセサリ電源のオンオフ状態として検知することで、アクセサリ電源のオンオフ状態に連動した本体部10のオンオフ制御を行うことが可能になる。
電流検知部40は、アクセサリ電源からECUに流れる電流(ECUへのアクセサリ電源からの電力供給の有無)を検知する。
また、電流検知部40は、車速信号線を介して、車速信号パルスを検出する。
電流検知部40がECUに流れる電流を検知した場合には、隣接して設けられた発信部41が、本体部10に設けられた受信部16に向けて、車速に関する情報を含む信号を第1情報として送信する。
電流検知部40がECUに流れる電流を検知しない場合には、発信部41は信号送信を行わない。
なお、第1情報の受信、時計機能、及び図4で示される電力供給制御など、常時行われる動作は、かかる電流検知部40における検知結果に関係なくオン状態にされる。
第1制御部29は、かかる車速に関する情報と、自車位置検知部13からの情報と、本体部10に設けられた角速度センサ14からの情報に基づいて、自車位置を特定する。
これにより、第1制御部29は、自車位置検知部13からの情報だけに基づく場合に比べて、高精度に自車位置を特定することが可能になる。
また、第1制御部29は、車速に関する情報に基づいて、車両の走行速度(車速)が閾値以上であると判断した場合に、安全面から本体部10の操作を制限(禁止)する制御を設けてもよい。
この場合、本体部10とベースステーション30とを接続する線は、電力供給のための電源線だけでなく、第1情報を第2制御部39から第1制御部29に送信するための信号線も設けられる。
熱エネルギーは、車両のフロントガラスを介して入射する太陽光から得られるため、昼間であれば、車両のエンジンの動作状態によらず電気エネルギーに変換することが出来る。
風エネルギーは、ダッシュボードからフロントガラスに向けて吹き付けられるエアコンの送風(エアコン吹き出し口からの風でもよい)から得られるため、エアコンの運転中に電気エネルギーに変換することが出来る。
振動エネルギーは、エンジンの動作による車両の振動から得られるため、圧電素子などを用いて、エンジン動作中に電気エネルギーに変換することが出来る。
本開示は、日本特許出願2009−037157(2009年2月19日出願)に含まれる主題に関係し、本願に引用して援用する。
10 本体部
10a 凹部
10b 扉部
11 第1電池
12 振動検知部(第2検知部)
13 自車位置検知部
14 角速度センサ
16 受信部
17 モニター
29 第1制御部
30 ベースステーション
30a 凸部
31 発電部
33 第2電池
35 冷却部
40 電流検知部(第1検知部)
41 発信部
Claims (10)
- 充電可能な第1電池と、情報を出力する出力部とを有する本体部と、
車両に固定され、前記本体部を着脱可能な状態で保持するベースステーションとを備え、
前記ベースステーションは、光、熱、風、及び振動の少なくとも1つを電気エネルギーに変換する発電部を有し、
前記第1電池への充電は、前記車両のバッテリーに充電された電気エネルギーを使用せず、前記発電部で得られた電気エネルギーに基づいて行われ、
前記本体部は、前記車両のバッテリーに充電された電気エネルギーを使用せず、前記発電部で得られた電気エネルギー、または前記第1電池に充電された電気エネルギーに基づいて駆動することを特徴とする情報出力装置。 - 前記ベースステーションを設置した車両のアクセサリ電源のオンオフ状態を検知する第1検知部と、
前記第1検知部による検知結果を第1情報として発信する発信部とを更に備え、
前記ベースステーションと前記本体部の少なくとも一方は、前記発信部からの前記第1情報を受信する受信部を有し、
前記本体部は、前記第1情報に基づいて、前記本体部のオンオフ状態を制御する制御部を有することを特徴とする請求項1に記載の情報出力装置。 - 前記第1検知部は、前記車両に設けられたシガーライターソケットに取り付けられ、前記シガーライターソケットへの電力供給状態を、前記アクセサリ電源のオンオフ状態として検知することを特徴とする請求項2に記載の情報出力装置。
- 前記第1検知部は、前記車両に設けられたECUから車速信号を検知し、
前記発信部は、前記アクセサリ電源のオンオフ状態に関する情報と、前記車速信号に関する情報とを前記第1情報として発信することを特徴とする請求項2に記載の情報出力装置。 - 前記ベースステーションは、充電可能な第2電池を有し、
前記第2電池への充電は、前記発電部で得られた電気エネルギーに基づいて行われ、
前記本体部は、前記発電部で得られた電気エネルギー、前記第1電池に充電された電気エネルギー、または前記第2電池に充電された電気エネルギーに基づいて駆動することを特徴とする請求項1に記載の情報出力装置。 - 前記発電部は、光、及び熱の少なくとも1つを電気エネルギーに変換するものであり、
前記ベースステーションは、前記発電部で得られた電気エネルギーに基づいて駆動され、前記第2電池を冷却する冷却部を有することを特徴とする請求項5に記載の情報出力装置。 - 前記本体部と前記ベースステーションの一方は、凹部を有し、
前記本体部と前記ベースステーションの他方は、凸部を有し、
前記本体部が前記ベースステーションに取り付けられた時に、前記凹部と前記凸部とが係合し、
前記凹部と、前記凸部とを介して、前記ベースステーションから前記本体部への電力供給が行われ、
前記凹部は、前記凸部との係合時に前記凸部の挿入によって開き、非係合時に閉じる扉部を有することを特徴とする請求項1に記載の情報出力装置。 - 前記ベースステーションは、前記本体部と前記ベースステーションとの接続状態の確認手段を有し、
前記ベースステーションから前記本体部への電力供給は、前記確認手段による前記接続状態の確認後に行われ、且つ磁気結合を介して行われることを特徴とする請求項1に記載の情報出力装置。 - 前記ベースステーションと前記本体部の少なくとも一方は、前記ベースステーションを設置した車両の振動に関する情報を検知する第2検知部を有し、
前記本体部は、前記振動に関する情報に基づいて、前記本体部のオンオフ状態を制御する制御部を有することを特徴とする請求項1に記載の情報出力装置。 - 光、熱、風、及び振動の少なくとも1つを電気エネルギーに変換する発電部を備え、
車両に取り付けられ、着脱可能な状態で本体部を保持するものであり、
前記本体部は、充電可能な第1電池と情報を出力する出力部とを有し、
前記第1電池への充電は、前記車両のバッテリーに充電された電気エネルギーを使用せず、前記発電部で得られた電気エネルギーに基づいて行われ、
前記本体部は、前記車両のバッテリーに充電された電気エネルギーを使用せず、前記発電部で得られた電気エネルギー、または前記第1電池に充電された電気エネルギーに基づいて駆動することを特徴とする情報出力装置のベースステーション。
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