JP5012851B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図5を参照しながら説明する。
図1は、電気自動車の駆動システムの全体構成を概略的に示している。電気自動車1(車両に相当)は、4つの車輪2FL(左前輪)、2FR(右前輪)、2RL(左後輪)、2RR(右後輪)に対し、モータ3FL、3FR、3RL、3RRがそれぞれ配置されており、各車輪2FL〜2FRの駆動力を個別に制御可能となっている。各モータ3FL〜3RRは、電源部4からそれぞれインバータ5FL、5FR、5RL、5RRを介して電力の供給を受けて駆動されるようになっている。また、各モータ3FL〜3RRにおいて回生動作が行われると、それぞれ各インバータ5FL〜5RRを介して電源部4に電力が回生されるようになっている。
4つの車輪2FL〜2RRのうち、少なくとも1つを駆動輪とする。
(2)上り坂について
後側に荷重がかかるため、車輪2RL(左後輪)、車輪2RR(右後輪)のいずれか一方、または両方を駆動輪とする。
(3)下り坂について
前側に荷重がかかるため、車輪2FL(左前輪)、車輪2FR(右前輪)のいずれか一方、または両方を駆動輪とする。
(4)右カーブについて
左側に遠心力が生じるため、車輪2FL(左前輪)、車輪2RL(左後輪)のいずれか一方、または両方を駆動輪とする。
(5)左カーブについて
右側に遠心力が生じるため、車輪2FR(右前輪)、車輪2RR(右後輪)のいずれか一方、または両方を駆動輪とする。
制御装置12(経路案内手段に相当)は、CPU、ROM、RAMなどを備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。このうち、ROMにはナビゲーション機能のためのプログラムなどが格納され、RAMにはプログラム実行時の処理データや地図データ入力器14を介して取得した道路地図データなどが一時的に格納される。
まず、ユーザにより目的地が設定されると、ナビゲーション装置11において経路探索が行われる。なお、ここでは、図5に示した経路が探索されたこととする。ナビゲーション装置11は、経路探索が完了すると、経路案内動作を開始するとともに、管理ユニット6の制御計画作成部7に案内開始データ(図3参照)および経路データ(図4参照)を送信する。
制御計画作成部7は、案内経路が探索されると、自車両がその案内経路を走行し終えた時点での各バッテリ4FL〜4RRの使用比率が均等化するようにモータ3FL〜3RRの制御計画を作成する。そして、駆動制御部8は、経路案内が実行される期間において、制御計画と自車両の現在位置とに基づいて、バッテリ4FL〜4RRからの電力供給およびモータ3FL〜3RRの駆動を制御する。これにより、案内経路走行時に特定のバッテリの消費量が多くなることが抑制される。従って、各バッテリ4FL〜4RRを効率良く使用させることができるとともに、各バッテリ4FL〜4RRの寿命に差が生じることを抑制できる。
また、案内経路走行前に各バッテリ4FL〜4RRの消費量に差が生じている場合であっても、案内経路走行後には、各バッテリ4FL〜4RRの消費量は均等化されるので、各バッテリ4FL〜4RRにおいて電圧差が生じることによる寿命の低下が抑制される。
以下、本発明の第2の実施形態について図6を参照しながら説明する。図6は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。第1の実施形態では、制御計画作成手段としての機能は管理ユニット6が備えていた。これに対し、本実施形態では、制御計画作成手段としての機能をナビゲーション装置側に設けている。
以下、本発明の第3の実施形態について図7を参照しながら説明する。図7は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。第1の実施形態および第2の実施形態では、制御計画作成手段としての機能は、管理ユニット6またはナビゲーション装置31のいずれか一方が備えていた。これに対し、本実施形態では、制御計画作成手段としての機能を2つに分割し、ナビゲーション装置および管理ユニットの両方に設けている。
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
電気自動車1の車輪の数は4つ以上であってもよい。また、4つの車輪2FL〜2RRの全てに対応してモータ3FL〜3RRおよびインバータ5FL〜5RRがそれぞれ設けられているものに限らず、モータおよびインバータは少なくとも2組あればよい。例えば2つの前輪(または後輪)のそれぞれに対応して設けられていたり、2つの前輪、2つの後輪に対応してそれぞれ1つずつ設けられていてもよい。
ナビゲーション装置が搭載される車両は、バッテリ4FL〜4RRを電源として駆動する電池式の電気自動車1に限らずともよく、水素燃料電池を電源として駆動する水素燃料式またはアルコールを用いるアルコール燃料式の電気自動車や、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型の電気自動車でもよい。従って、本発明で言う燃料電池は、水素燃料電池やアルコール直接供給式燃料電池も含んでいる。
自車両の現在位置が案内経路から外れた場合、ナビゲーション装置11において経路の再計算を実行し、再計算した経路(案内経路)を示す経路データを制御計画作成部7に送信するように構成してもよい。その場合、制御計画作成部7は、新たに受信した経路データに基づいて新たな制御計画を作成し、駆動制御部8が新たな制御計画に従って、インバータ5FL〜5RRに対する電力供給およびモータ3FL〜3RRの駆動を制御すればよい。このように構成すれば、自車両が案内経路から外れた場合であっても、再び作成された制御計画に沿って駆動輪の切り替えが行われるので、特定のバッテリの消費量が多くなることが抑制される。
制御計画作成部7は、各車輪2FL〜2RRに対応する各モータ3FL〜3RRのトルク分担率を変更することで、特定のバッテリの使用比率が高くなることを抑制した制御計画を作成してもよい。すなわち、制御計画作成部7は、自車両が案内経路を走行し終えた時点での4つのバッテリ4FL〜4RRのそれぞれの使用比率が均等化するように制御計画を作成すればよい。
4FL〜4FRはバッテリ(燃料電池)、7、32、42、44は制御計画作成部(制御計画作成手段)、8は駆動制御部(駆動制御手段)、11、31、41はナビゲーション装置、12は制御装置(経路案内手段)を示す。
Claims (5)
- 4つ以上の車輪を個別に駆動するモータと、当該モータを駆動するための電力を供給する複数の燃料電池と、前記モータの駆動を制御する駆動制御手段とを備えた車両に搭載されるナビゲーション装置であって、
設定された出発地から目的地までの案内経路を探索して経路案内を行う経路案内手段と、
前記案内経路が探索されると、自車両が当該案内経路を走行し終えた時点の前記複数の燃料電池のそれぞれの使用比率が均等化するように前記モータ毎の制御計画を作成する制御計画作成手段とを備え、
前記経路案内が実行される期間にあっては、前記制御計画と自車両の現在位置とに基づいて前記モータの駆動が制御されるように、前記駆動制御手段と通信を行うことを特徴とするナビゲーション装置。 - 前記制御計画作成手段は、前記案内経路に含まれているカーブを走行することにより前記燃料電池の使用比率に差が生じる場合、前記案内経路に含まれている直線の経路については使用比率の少ない燃料電池により電力供給されるモータを優先して使用するように前記制御計画を作成す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。
- 前記制御計画作成手段は、前記案内経路に含まれている坂道を走行することにより前記燃料電池の使用比率に差が生じる場合、前記案内経路に含まれている無勾配の経路については使用比率の少ない燃料電池により電力供給されるモータを優先して使用するように前記制御計画を作成することを特徴とする請求項1または2記載のナビゲーション装置。
- 前記経路案内が中止された場合、前記制御計画に基づく前記モータの駆動制御を中止させるように、前記駆動制御手段と通信を行うことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のナビゲーション装置。
- 前記経路案内が実行される期間に、自車両の現在位置が前記案内経路から所定回数外れた場合、前記制御計画に基づく前記モータの駆動制御を中止させるように、前記駆動制御手段と通信を行うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のナビゲーション装置。
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