JP2013121790A - 自動車の動力源不足を警告する警告装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、自動車の動力源が不足した際に運転者に認識し易い警告を安全な状況下で行うことが可能な自動車の動力源不足を警告する警告装置を提供することにある。
【解決手段】本発明の警告装置１は、自動車の動力源不足を警告するかを決定する判定部２と、判定部２の決定に基づいて自動車の動力手段２３の駆動力を制御する動力制御部３とを備え、動力制御部３は、動力手段２３の駆動力を所定の規則パターンで繰り返し減少させるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の内燃機関用燃料やモータ用蓄電池などの動力源の残量が不足した際に、運転者に動力源不足を警告する警告装置に関する。

自動車は、車体内の燃料タンクや蓄電池に蓄えられた燃料や電力を消費しながら走行し、燃料や電力がなくなれば走行不能になってしまう。そのため、従来より、燃料計や電力残量計を用いて運転者に蓄積量を表示しつつ、残量がある閾値以下になった場合には、何らかの通知機能によって運転者に走行限界が近いことを知らせていた。

特許文献１には、電力不足が生じた際にオーディオ機器や車内照明等の重要でない機器への電力供給を抑制する給電監視装置が開示されている。また、特許文献２には、燃料の残量が不足した際に燃料の供給を停止する制御装置が開示されている。

特開２００７−２３７８３３号公報 特開２０００−３４５９２１号公報

現在、日本自動車連盟（ＪＡＦ）への救援要請の原因は、燃料切れによる走行不能が依然として上位にある。特に、高速道路においては、燃料切れによる救援要請が全体の約１割以上を占めている。これは、現在の動力源（燃料や電力）の残量表示のユーザインタフェースが十分に機能していないことを示している。

また、以下のような状況から動力源不足の場合の警告は、今後更に重要になる。
（１）自動車の燃費向上に伴い、少量の燃料である程度の距離が走行可能になるため、運転者の燃料残量への見積もりが甘くなる。
（２）車体軽量化の観点から燃料の積載量を小さくした自動車の場合、燃料切れによる備えが更に必要となる。
（３）電気自動車の場合、液体燃料と比較して充電に時間がかかるだけでなく、運転者の操作方法や道路状況によって走行可能距離が大きく変動するため、電力残量の管理が重要になる。

また、特許文献１の給電監視装置では、運転者がオーディオや照明を使用していない状況では、動力源が不足したことを警告する警告装置として機能しないという問題がある。
さらに、特許文献２の制御装置は、燃料残量が極めて少ない状態となった場合においてエンジン内で燃料不足による失火を防ぐために燃料の供給を停止する。したがって、燃料供給の停止後は、自動車は短い距離しか移動できず、燃料の供給施設まで到達できない可能性が高い。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、自動車の動力源が不足した際に運転者に認識し易い警告を安全な状況下で行うことが可能な自動車の動力源不足を警告する警告装置を提供することにある。

また、本発明の更なる目的は、動力源の供給施設まで確実に到達できる時点で運転者に対して警告を行うことが可能な自動車の動力源不足を警告する警告装置を提供することにある。

本願発明者は、動力源不足の警告方法として、駆動力の断続的な減少をさせれば、車両の前後方向に振動を生じ、該現象は内燃機関車両における燃料切れの状況に似ているため、運転者が動力源不足として認識しやすいと考えた。更に駆動力の断続的な減少を規則的な周期で繰返すことによって、当該事象が故障などの不側の事態ではなく、装置が発生する意図的な事象として認識しやすいと考えた。また実験データから、運転者が平坦な路面を定速走行中に感じる主な振動は上下方向が主であり、前後方向の振動が小さいことを発見した。これらを利用して、本発明は、車両の挙動を乱さない程度の小さな前後方向の加速度変化であっても、通常の走行で発生する上下方向の振動とは異なるため、運転者に対してより認識し易い警告装置を提供する。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明に係る自動車の動力源不足を警告する警告装置は、自動車の動力源不足を警告するかを決定する判定部と、該判定部の決定に基づいて前記自動車の動力手段の駆動力を制御する動力制御部とを備え、前記動力制御部は、前記動力手段の前記駆動力を所定の規則パターンで繰り返し減少させるようになっている。

また、本発明の別の実施態様によれば、前記判定部は、前記動力源の残量が残量閾値より低く且つ前記自動車がある速度以上で定速直進状態にある場合に、前記動力源の不足の警告を行うことを決定するようになっている。

また、本発明の別の実施態様によれば、前記判定部が、前記自動車に搭載されたナビゲーションシステムの情報を受信するようになっており、前記残量閾値が、前記自動車の位置情報と前記動力源の供給施設の位置情報とを用いて決定されるようになっている。

また、本発明の別の実施態様によれば、前記所定の規則パターンは、前記駆動力の減少をある時間間隔で２回以上連続して行う第１パターンと、該第１パターン後に前記駆動力の減少を前記時間間隔で１回以上休止する第２パターンとの組み合わせである。

本発明に係る自動車の動力源不足を警告する警告装置は、自動車の動力源不足を警告するかを決定する判定部と、該判定部の決定に基づいて前記自動車の動力手段の駆動力を制御する動力制御部とを備え、前記動力制御部は、前記動力手段の前記駆動力を所定の規則パターンで繰り返し減少させるようになっている。
本発明によれば、動力源が不足した場合、通常の走行で発生する上下方向の振動とは別の前後方向の加速度を変化させることによって、運転者に対してより認識し易い警告を行うことができる。また、駆動力の減少が規則パターンによって繰り返し行われるので、自動車の故障や本当の燃料切れではなく、動力源の不足の警告であることを運転者に認識させることができる。

また、本発明に係る自動車の動力源不足を警告する警告装置よれば、前記判定部は、前記動力源の残量が残量閾値より低く且つ前記自動車がある速度以上で定速直進状態にある場合に、前記動力源の不足の警告を行うことを決定するようになっているので、自動車の加速時や、カーブあるいは後進時などに駆動力の減少が行われず、自動車の走行状態が安全である場合に限って駆動力の減少が行われる。したがって、運転者の運転操作に影響を及ぼすことがない状況において警告が行われることになり、運転者の安全性がより確保される。

また、本発明に係る自動車の動力源不足を警告する警告装置よれば、前記判定部が、前記自動車に搭載されたナビゲーションシステムの情報を受信するようになっており、前記残量閾値が、前記自動車の位置情報と前記動力源の供給施設の位置情報とを用いて決定されるようになっている。
本発明によれば、現在の自動車の周囲にある供給施設の情報を考慮した残量閾値の決定が行われるので、運転者が動力源不足の警告を認識した際に、確実に動力源の供給施設まで到達することができる。

また、本発明に係る自動車の動力源不足を警告する警告装置よれば、前記所定の規則パターンは、前記駆動力の減少をある時間間隔で２回以上連続して行う第１パターンと、該第１パターン後に前記駆動力の減少を前記時間間隔で１回以上休止する第２パターンとの組み合わせである。
本発明によれば、駆動力の減少がリズム感のある規則パターンで行われるので、運転手が、動力源不足の警告を自動車の故障や本当の燃料切れと確実に区別することができる。これにより、警告を運転者により確実に認識させることができる。

本発明の実施形態に係る自動車の動力源不足を警告する警告装置の構成を示したブロック図である。 本発明の実施形態に係る警告装置の各入力部及び判定部の詳細な構成を示した論理回路図である。 本発明の実施形態に係るエンジン制御部による駆動力減少の規則パターンを示した図である。 ＩＳＯ２６３１−１で使用される運転者における座標軸を示した図である。 小型４輪自動車が高速道路を走行した場合における図４の座標軸における加速度の実効値（ＲＭＳ）を示した図である。

以下、本発明の実施形態に係る自動車の動力源不足を警告する警告装置を、図面を参照しながら説明する。

本実施形態に係る警告装置は、ガソリン（動力源）を燃料とするエンジン（動力手段）によって走行する自動車（図示せず）を対象としている。図１に示すように、警告装置１は、自動車のガソリン不足を警告するかを決定する判定部２と、判定部２の決定に基づいて自動車のエンジン２３の駆動力を制御するエンジン制御部３とを備えている。

また、図１に示すように、警告装置１は、燃料情報入力部４と、車速及びギア情報入力部５と、スロットル情報入力部６と、ランプ情報入力部７と、舵角情報入力部８と、タイマ情報入力部９とを更に備えている。以下に各入力部について詳細に説明する。

図１に示すように、燃料情報入力部４は、自動車に搭載された燃料計２０及びナビゲーションシステム２１の情報を受信するようになっている。そして、図２に示すように、燃料情報入力部４は、燃料計２０から受信した燃料残量の情報と燃料残量閾値とを判定部２に入力するようになっている。
本実施形態において、燃料情報入力部４は、燃料残量閾値の計算を行うようになっている。図２に示すように、燃料残量閾値は、自動車の燃費と、ナビゲーションシステム２１から受信した自動車の現在の位置情報と、ナビゲーションシステム２１から受信したガソリンスタンド（動力源供給施設）の位置情報とに基づいて計算される。燃料残量閾値は、例えば、以下の式によって計算される。
燃料残量閾値（ｌ）＝走行経路上の最寄りのガソリンスタンドまでの距離（ｋｍ）÷燃費（ｋｍ／ｌ）×安全率＋最低確保残量（ｌ）
なお、この式は通常の走行時（渋滞以外の状況）を想定しており、ナビゲーションシステム２１の情報によって渋滞に遭遇していることが認識された場合には、燃費の数値や安全率などを修正して計算してもよい。

なお、「最寄りのガソリンスタンド」は、道路の中央分離帯等を考慮して、自動車の現在の進行方向に沿って走った場合の一番近いガソリンスタンドに設定してもよい。
また、高速道路のように次のガソリンスタンドまでの間隔が長い経路を走行している場合は、「最寄りのガソリンスタンド」として、二番目に近い（すなわち、高速道路の場合では次のサービスエリアの）ガソリンスタンドの情報を利用してもよい。この場合、次のサービスエリアで給油が必要であるかを考慮に入れた燃料残量閾値の計算を行うことができる。

図１に示すように、車速及びギア情報入力部５は、トランスミッション２２の情報を受信するようになっている。そして、図２に示すように、車速及びギア情報入力部５は、トランスミッション２２から受信したギアポジションの情報及び車速情報と、車速閾値及びギア閾値を判定部２に入力するようになっている。本実施形態において、車速閾値は、３０ｋｍ／ｈであり、ギア閾値は、前進の３速である。

図１に示すように、スロットル情報入力部６は、エンジン２３のスロットル開度の情報を受信するようになっている。そして、図２に示すように、スロットル情報入力部６は、エンジン２３のスロットル開度の変化量と変化量閾値とを判定部２に入力するようになっている。
本実施形態において、スロットル情報入力部６は、変化量の計算を行うようになっている。変化量とは、一定時間内のスロットル開度の変化量である。変化量閾値は、急加速をしていない（すなわち、一定時間内において一定の速度で走っている）こと示す所定の値で設定される。

図１及び図２に示すように、ランプ情報入力部７は、ウィンカ２４とハザードランプ２５とブレーキランプ２６の点灯情報を受信して、それらの情報を判定部２に入力するものである。

図１に示すように、舵角情報入力部８は、ハンドル２７の舵角の情報を受信するようになっている。そして、図２に示すように、舵角情報入力部８は、ハンドル２７の舵角の情報と舵角閾値とを判定部２に入力するようになっている。
本実施形態において、舵角閾値は、自動車が直進していることを示す所定の角度で設定される。なお、この実施形態では、ハンドル２７からの舵角情報を利用しているが、これの代替として、スタビリティコントロールのヨーレートセンサから取得したヨー軸周りの角速度、又は、一定時間内のヨー軸周りの角速度の積分値を利用してもよい。

図１に示すように、タイマ情報入力部９は、タイマ２８の時間情報を受信するようになっている。そして、図２に示すように、タイマ情報入力部９は、タイマ２８の時間情報と時間閾値とを判定部２に入力するようになっている。
ここで、タイマ２８の時間情報は、警告を行った後に運転者がその警告をキャンセルしてどの程度時間が経過しているかを示すものである。本実施形態において、インストルメントパネルやハンドル等には、ガソリン不足の警告をキャンセルするためのスイッチ（図示せず）が設けられており、運転者は、警告を認識した際に警告をスイッチによってキャンセルすることができる。
タイマ２８の時間情報は、警告がキャンセルされた後は一定時間警告を行わないようにするために用いられる。タイマ２８は、運転手が警告をキャンセルした場合にはリセットされるようになっている。

次に、図２を用いて、判定部２がガソリン不足を警告すると決定する際の条件について説明する。
図２に示すように、本実施形態の判定部２は、以下の（１）〜（８）の条件が全て満たされた場合にガソリン不足の警告を行うことを決定し、エンジン制御部３にその決定を出力するようになっている。
（１）燃料残量が、燃料残量閾値よりも小さい。
（２）現在の車速が車速閾値（３０ｋｍ／ｈ）以上であり、且つ、ギアポジションがギア閾値（前進の３速）以上である。
（３）一定時間内のスロットル開度の変化量が、変化量閾値より小さい。
（４）ウィンカ２４が点灯していない。
（５）ハザードランプ２５が点灯していない。
（６）ブレーキランプ２６が点灯していない。
（７）現在のハンドル２７の舵角が、舵角閾値よりも小さい。
（８）タイマ２８の時間情報が、時間閾値よりも大きい。

次に、図を用いて、本実施形態に係るエンジン制御部３による制御について説明する。図４は、ＩＳＯ２６３１−１で使用される運転者における座標軸を示した図であり、図５は、小型４輪自動車が高速道路を走行した場合における図４の座標軸における加速度の実効値を示した図である。
図５に示すように、Ｚ軸の加速度の実効値は、Ｘ軸やＹ軸の実効値に比べてはるかに大きい。この事実から、高速道路上のように定速走行中では、運転手が感じる振動はＺ軸方向（上下方向）の加速度によるものが主であることがわかる。本実施形態のエンジン制御部３は、図５から得られた事実を利用して、通常の定速走行で発生する振動とは違う軸（Ｘ軸）方向で加速度を変化させることによって、運転者に対してより認識し易い警告を行うようになっている。

具体的には、判定部２がガソリン不足を警告すると決定した際に、エンジン制御部３は、エンジン２３のスロットル開度を制御することによって、エンジン２３の駆動力を所定の規則パターンで繰り返し減少させるようになっている。なお、通常の定速走行で発生する振動とは違う軸（Ｘ軸）方向で加速度を変化させるので、本実施形態における駆動力の減少幅は、後続車等に影響がない程度の小さな減少幅で運転者に認識させることが可能である。

図３は、実施形態に係るエンジン制御部３による駆動力減少の規則パターンを示した図である。
図３に示すように、規則パターンは、駆動力の減少を単位時間（例えば、１秒以内）間隔で２回行う第１パターンと、第１パターン後に駆動力の減少を単位時間間隔で１回休止する第２パターンとの組み合わせである。エンジン制御部３は、この規則パターンを周期的に繰り返し行うようになっている。このように規則的に駆動力の減少を行うことによって駆動力の減少が、故障や燃料切れではなく、人為的な警告であることを運転者に認識させることができる。
なお、第１パターンは、駆動力の減少を単位時間間隔で２回以上連続して行うようにしてもよい。また、第２パターンは、第１パターン後に駆動力の減少を単位時間間隔で１回以上休止するようにしてもよい。例えば、規則パターンは、３回連続して駆動力の減少を行った後に２単位時間分休止するように設定されてもよい。

このように、本実施形態に係る警告装置１は、自動車のガソリン不足を警告するかを決定する判定部２と、判定部２の決定に基づいて自動車のエンジン２３の駆動力を制御するエンジン制御部３とを備え、エンジン制御部３は、エンジン２３の駆動力を所定の規則パターンで繰り返し減少させるようになっている。
本実施形態によれば、ガソリンが不足した場合、通常の走行で発生する上下方向の振動とは別の前後方向（Ｘ軸）の加速度を変化させることによって、運転者に対してより認識し易い警告を行うことができる。また、駆動力の減少が規則パターンによって繰り返し行われるので、自動車の故障や本当の燃料切れではなく、ガソリンの不足の警告であることを運転者に認識させることができる。

また、本実施形態に係る警告装置１によれば、判定部２は、ガソリンの残量が燃料残量閾値より低く且つ自動車がある速度（３０ｋｍ／ｈ）以上で定速直進状態にある場合に、ガソリン不足の警告を行うことを決定するようになっているので、自動車の加速時や、カーブあるいは後進時などに駆動力の減少が行われず、自動車の走行状態が安全である場合に限って駆動力の減少が行われる。したがって、運転者の運転操作に影響を及ぼすことがない状況において警告が行われることになり、運転者の安全性がより確保される。

また、本実施形態に係る警告装置１によれば、判定部２が、自動車に搭載されたナビゲーションシステム２１の情報を受信するようになっており、燃料残量閾値が、自動車の位置情報とガソリンスタンドの位置情報とを用いて決定されるようになっている。これにより、現在の自動車の周囲にあるガソリンスタンドの情報を考慮した燃料残量閾値の決定が行われるので、運転者がガソリン不足の警告を認識した際に、確実にガソリンスタンドまで到達することができる。

また、本実施形態に係る警告装置１によれば、駆動力減少の規則パターンは、駆動力の減少を単位時間間隔で２回以上連続して行う第１パターンと、第１パターン後に駆動力の減少を単位時間間隔で１回以上休止する第２パターンとの組み合わせである。
本実施形態によれば、駆動力の減少がリズム感のある規則パターンで行われるので、運転手が、ガソリン不足の警告を自動車の故障や本当の燃料切れと確実に区別することができる。これにより、警告を運転者により確実に認識させることができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

上述の実施形態では、ガソリンを燃料とする自動車を対象としているが、これに限定されない。本発明は、蓄電池を搭載して電気モータで走行する電気自動車など、他の動力源を消費することによって走行する自動車全般を対象にすることができる。

上述の実施形態では、燃料残量閾値が、燃費と、現在の自動車の位置と、ガソリンスタンドの位置とに基づいて計算されているが、これに限定されない。例えば、燃料残量閾値が、予め設定された値で固定されてもよいし、又は、予め設定された値を段階的に引き上げるようにしてもよい。段階的に引き上げるやり方としては、例えば、最寄りのガソリンスタンドまでの距離が所定の閾値を上回った場合、又は、現在の自動車の位置の周辺の一定範囲内のガソリンスタンドの軒数が所定の閾値を下回った場合に、予め設定されていた値を段階的に引き上げるやり方がある。

また、ナビゲーションシステム２１からの情報を利用して燃料残量閾値を特定の経路において変化させてもよい。例えば、ナビゲーションシステム２１によって自動車が高速道路を走行していることがわかっている場合、サービスエリアの数キロ手前からサービスエリアの入口付近までの間は、燃料残量閾値を一定幅上昇させてもよい。これにより、高速道路など、次の動力源供給施設までの距離が長い経路において、燃料切れのリスクをより低減させることができる。

上述の実施形態では、タイマ２８の時間情報を利用して、警告をキャンセルした後は一定時間警告を行わないようにしている。変形例として、時間だけでなく、動力源（燃料や電力）の消費量が所定の閾値を超えた場合に再度警告を行うようにしてもよい。また、キャンセルから再警告までの時間間隔（閾値）は、動力源の残量に比例するようにし、残量が少ないほど短時間で再警告を行うようにしてもよい。

また、最終的に動力源の残量がゼロに近い場合には、駆動力の減少による警告を停止して、警告灯や警告音などの視覚及び聴覚による警告のみとしてもよい。これは、残量が危険域に達した際に、運転者の運転操作に支障をきたしたり、運転者に過度の緊張を与えることを防ぐためである。

上述の実施形態では、駆動力の減少の規則パターンは予め設定されたもので行うが、動力源の減少に伴って規則パターンを変化させてもよい。例えば、残量の減少に伴い、単位時間の幅をより小さくして、１つの周期の時間幅を短くしてもよい。これにより、繰り返し周期が早くなり、運転者に逼迫感を与えることができる。

上述の実施形態において、駆動力の減少幅は、後続車との車間距離に影響がない範囲で設定されているが、より安全性を高めるために警告をブレーキランプ２６と連動させてもよい。例えば、警告装置１は、判定部２が警告の決定を行った段階（警告よりもわずかに早いタイミング）か、あるいは警告と同時にブレーキランプ２６を点灯させるようにしてもよい。これにより、駆動力の減少を後続車に通知することができる。また、駆動力の減少の規則パターンとブレーキランプ２６の点灯のタイミングとを同期させることによって、後続車に対して故障などではなく、動力源不足による警告であることを認知させることもできる。

後方障害物センサを有する自動車の場合、後方の近距離に後続車がある際に駆動力の減少による警告を停止させてもよい。これは、あまりに近距離に後続車がある場合に衝突しないようにするためである。

１ 警告装置
２ 判定部
３ エンジン制御部
４ 燃料情報入力部
５ 車速及びギア情報入力部
６ スロットル情報入力部
７ ランプ情報入力部
８ 舵角情報入力部
９ タイマ情報入力部
２０ 燃料計
２１ ナビゲーションシステム
２２ トランスミッション
２３ エンジン
２４ ウィンカ
２５ ハザードランプ
２６ ブレーキランプ
２７ ハンドル
２８ タイマ

Claims (4)

1. 自動車の動力源不足を警告するかを決定する判定部と、
   該判定部の決定に基づいて前記自動車の動力手段の駆動力を制御する動力制御部と
   を備え、
   前記動力制御部は、前記動力手段の前記駆動力を所定の規則パターンで繰り返し減少させるようになっていることを特徴とする自動車の動力源不足を警告する警告装置。
2. 前記判定部は、前記動力源の残量が残量閾値より低く且つ前記自動車がある速度以上で定速直進状態にある場合に、前記動力源の不足の警告を行うことを決定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の動力源不足を警告する警告装置。
3. 前記判定部が、前記自動車に搭載されたナビゲーションシステムの情報を受信するようになっており、
   前記残量閾値が、前記自動車の位置情報と前記動力源の供給施設の位置情報とを用いて決定されるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の自動車の動力源不足を警告する警告装置。
4. 前記所定の規則パターンは、前記駆動力の減少をある時間間隔で２回以上連続して行う第１パターンと、該第１パターン後に前記駆動力の減少を前記時間間隔で１回以上休止する第２パターンとの組み合わせであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の自動車の動力源不足を警告する警告装置。

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