JP5316185B2 - ナビゲーション装置及び電気自動車のナビゲーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置及び電気自動車のナビゲーション方法に関する。

車両に搭載されるナビゲーション装置は、通常、目的地に到達するまでの時間，若しくは距離が最短になる経路を優先したり、有料道路の選択を優先したり交通情報を加味するなどして、走行効率が良好となる経路を探索するようになっている。また、一般的に電気自動車においては、走行中に駆動用モータや当該モータに駆動用電源を供給するバッテリが熱をもつと効率が極端に低下するという問題がある。
したがって、走行効率を優先して探索された経路に沿って電気自動車が走行すると、駆動用モータが連続して駆動されるため、モータやバッテリの温度が大きく上昇することが想定される。すると、自動車の速度が上がらなくなったり、走行が不安定なったり、バッテリの消費効率が低下するなどの影響が出ると考えられる。

例えば特許文献１には、電気自動車に搭載された走行用のモータやインバータ，バッテリの温度上昇を抑制し、車両の走行性能を確保するため、経路案内が行なわれているとき、モータやインバータ，バッテリの温度上昇が生じると共に次の走行区間が登坂路であるときは、その登坂路の走行を禁止して目的地まで走行できる迂回路を設定する技術が開示されている。

特開２００５−２６９８７８号公報

しかしながら、特許文献１のように迂回路を設定するだけでは、モータ等の発熱を抑制できる程度に限界があり、温度の上昇に伴う悪影響を確実に回避できるとは言えない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動用モータの温度上昇をより確実に抑制するように経路を設定できるナビゲーション装置及び電気自動車のナビゲーション方法を提供することにある。

請求項１記載のナビゲーション装置によれば、経路変更手段は、探索した目的地までの経路に従って電気自動車が走行する場合について、駆動用モータの温度変化を推定し、駆動用モータの温度が当該モータの性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更する。すなわち、駆動用モータの温度変化を推定して評価することで、駆動用モータの温度が、その性能が劣化するレベルまで上昇することを回避するように経路を変更するので、駆動用モータの性能を維持した状態で電気自動車の走行を継続させることができる。

そして、経路変更手段は、各リンクについて設定されるリンクコストとリンクコスト係数とに基づいてリンクコストの積算値を計算し、そのリンクコストの積算値を最小にする経路を探索する。また、各リンクについて設定した温度コストと温度コスト係数とに基づいて温度コストの積算値も計算し、その温度コストが駆動用モータの性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化閾値を超えないように経路を変更する。

すなわち、各リンクの道路状態などの属性を考慮すれば、電気自動車がそのリンクを走行した場合に駆動用モータの温度がどのように変化するかを推定できるので、その状態に応じて温度コストを計算することが可能である。そして、温度コストを計算すれば、駆動用モータの温度変化を定量的に評価できるので、その温度がモータ性能が劣化するレベルを超えないように回避できる。

また、経路変更手段は、交通情報取得手段を介して得られる経路の渋滞情報に基づいて経路変更を行う。すなわち、道路の混雑状態は、自動車の走行速度等に大きく影響するので、渋滞情報を加味して駆動用モータの温度変化を推定すれば、温度上昇をより確実に抑制する経路を選択できる。
更に、経路変更手段は、経路に含まれる各リンクの渋滞情報に基づいて混雑度を複数レベルに判別し、各混雑度レベルに対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストの積算値を計算する。その場合に、温度コストが性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行う。すなわち、通常の最短距離，若しくは最短時間を目指す経路計算の場合は、リンクの混雑度が高い状態は望ましくない。しかし、駆動用モータの温度が上昇して性能劣化閾値を超えるような場合になると、混雑度が高く、走行速度を低下させざるを得ない状況は、温度上昇を抑制する観点から好ましくなる。したがって、斯様な場合にリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストを再計算すれば、駆動モータの温度上昇を抑制するために寄与できる経路が選択され易くなる。
加えて、経路変更手段は、温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化閾値よりも所定値だけ低下した場合は、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行う。すなわち、この場合、駆動用モータの負荷状況について若干の余裕が生じたことになるので、リンクコスト係数値の設定を元に戻すことで、走行時間若しくは走行距離の短縮を目指した経路探索を行うことができる。
請求項２記載のナビゲーション装置によれば、経路変更手段は、経路に付与されている勾配情報に基づいて経路を変更する。すなわち、この経路変更自体は一見すると特許文献１と同様のようであるが、本発明では経路について温度コストを計算して駆動用モータの温度変化を推定しているので、より確実な効果が得られる。
また、経路変更手段は、経路に含まれる各リンクの勾配情報に対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストを計算すると共に、温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行う。すなわち、上記と同様の理由から、リンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストを再計算すれば、駆動モータの温度上昇を抑制するために寄与できる経路が選択され易くなる。
更に、経路変更手段は、温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化閾値よりも所定値だけ低下した場合は、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行う。すなわち、この場合、駆動用モータの負荷状況について若干の余裕が生じたことになるので、リンクコスト係数値の設定を元に戻すことで、走行時間若しくは走行距離の短縮を目指した経路探索を行うことができる。

請求項３記載のナビゲーション装置によれば、請求項２において、経路変更手段は、経路に含まれる各リンクの渋滞情報に基づいて混雑度を複数レベルに判別し、各混雑度レベルに対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストの積算値を計算する。その場合に、温度コストが性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行う。すなわち、通常の最短距離，若しくは最短時間を目指す経路計算の場合は、リンクの混雑度が高い状態は望ましくない。しかし、駆動用モータの温度が上昇して性能劣化閾値を超えるような場合になると、混雑度が高く、走行速度を低下させざるを得ない状況は、温度上昇を抑制する観点から好ましくなる。したがって、斯様な場合にリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストを再計算すれば、駆動モータの温度上昇を抑制するために寄与できる経路が選択され易くなる。
請求項４記載のナビゲーション装置によれば、経路変更手段は、温度コストについて性能劣化閾値よりも大となる限界閾値を設定し、温度コストがその限界閾値を超えた場合は、その先に位置するリンクについてはコストの計算を中止する。すなわち、温度コストが限界閾値を超えるような状態になった場合は、そのノードを選択対象から外して異なる経路を選択することで、駆動モータの温度上昇を抑制することが可能な経路を探索する。
請求項５記載のナビゲーション装置によれば、経路変更手段は、駆動用モータの温度が上昇する傾向が確認された場合には、交差点に対応するコスト（すなわち、交差点コスト），或いは交差点自身に付与されるリンクコストを低下させ、交差点により多く案内するように経路を変更する。すなわち、走行経路中に交差点があれば、信号が赤になっている場合には電気自動車が停止することになるので、駆動用モータの温度低下を促進させることができる。

請求項８記載のナビゲーション装置によれば、経路変更手段は、経路に付与されている勾配情報に基づいて経路を変更する。すなわち、この経路変更自体は一見すると特許文献１と同様のようであるが、本発明では経路について温度コストを計算して駆動用モータの温度変化を推定しているので、より確実な効果が得られる。

請求項９記載のナビゲーション装置によれば、経路変更手段は、経路に含まれる各リンクの勾配情報に対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストを計算すると共に、温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行う。すなわち、請求項８と同様の理由から、リンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストを再計算すれば、駆動モータの温度上昇を抑制するために寄与できる経路が選択され易くなる。

請求項１０記載のナビゲーション装置によれば、経路変更手段は、温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化閾値よりも所定値だけ低下した場合は、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行う。すなわち、この場合、駆動用モータの負荷状況について若干の余裕が生じたことになるので、リンクコスト係数値の設定を元に戻すことで、走行時間若しくは走行距離の短縮を目指した経路探索を行うことができる。

本発明の一実施例であり、駆動用モータ制御システムの全体構成を示す図 ナビゲーション装置の電気的構成を示すブロック図 ナビゲーション装置の制御内容を示すフローチャート 図３のステップＳ７の詳細を示すフローチャート 最適ルート探索の一例を示す図

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、駆動用モータ制御システム全体の構成を示すものである。電気自動車１は、４つの車輪２（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）ごとに駆動用モータ３（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）がそれぞれ配置されており、各車輪２の駆動力を個別に制御可能となっている。各駆動用モータ３には、独立したバッテリ４（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）から駆動用電源が供給され、駆動用モータ３は、インバータ回路等の駆動回路を内蔵しており、その駆動回路に対してモータ制御装置５からの制御指令が与えられる。

電気自動車１に搭載されるナビゲーション装置１１は、モータ制御装置５との通信が可能であり、モータ制御装置５に対して駆動用モータ３の制御情報を送信する。モータ制御装置５は、前記制御情報に基づいて各駆動用モータ３の制御指令を生成すると、上述したように各駆動用モータ３の駆動回路に出力する。また、モータ制御装置５は、各駆動用モータ３に配置されている温度計６（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ，温度センサ）より出力される温度情報を得るようになっている。モータ制御装置５は、各バッテリ４についても、出力電圧や出力電流を監視したり、図示しない温度計によって温度を監視する。

図２は、ナビゲーション装置１１の電気的構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１１は、マイコンを主体として構成された情報処理装置（経路変更手段）１２、車両の現在位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）１３、地図データベース（ＤＢ）１４、操作部１５、外部通信装置（交通情報取得手段）１６、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いたカラー液晶ディスプレイ等からなる表示装置（報知手段）１７、スピーカ（報知手段）１８、車内センサ部１９，車外センサ部２０及び車内通信装置２１などを備えて構成されている。

前記情報処理装置１２は、ＣＰＵ１２ａ、ＲＯＭ１２ｂ、ＲＡＭ１２ｃ、フラッシュメモリ１２ｄ、タイマ１２ｅなどを備えている。ＧＰＳ１３は、人工衛星からの送信電波に基づいて車両の現在位置を検出（測位）するＧＰＳ（Global Positioning System）のための受信機である。車内センサ部１９は、図示しないが車速センサや車両のピッチ角を検出するためのＧセンサ、車両のロール角を検出するためのジャイロスコープ、車両の走行距離を検出する距離センサなどである。更に、車内センサ部１９には、その他ステアリングの回転センサや各駆動輪の車輪センサ等を用いてもよい。情報処理装置１２は、ＧＰＳ１３及び車内センサ部１９からの信号に基づいて、車両の現在位置、進行方向、速度、走行距離、現在時刻等を高精度で検出するようになっている。

地図データベース１４は、道路地図データ、目印データ、マップマッチング用データ、目的地データ（施設データベース）、交通情報を道路データに変換するためのテーブルデータなどの各種データを記録した地図データ記録メディアからデータを読み出すためのドライブ装置により構成されている。地図データ記録メディアには、ＤＶＤ等の大容量記憶媒体を用いるのが一般的であるが、メモリカード、ハードディスク装置等の媒体を用いてもよい。

上記道路地図データは、道路形状、道路状況（転がり抵抗、勾配抵抗）、道路幅、道路名、信号、踏切、建造物、各種施設、地名、地形等のデータを含むとともに、その道路地図を表示装置１７の画面上に表示するためのデータを含んでいる。また、目的地データは、駅等の交通機関、レジャー施設、宿泊施設、公共施設等の施設や、小売店、デパート、レストラン等の各種の店舗、住居やマンション、地名などに関する情報からなり、このデータにはそれらの電話番号や住所、緯度および経度等のデータが含まれるとともに、施設を示すランドマーク等を、表示装置１７の画面上に道路地図に重ね合せて表示するためのデータを含んで構成されている。

操作部１５は、詳しく図示はしないが、表示装置１７の画面の近傍に設けられたメカニカルスイッチや、表示装置１７の画面上に設けられるタッチパネル、リモコンスイッチを含んで構成されている。利用者（ドライバ）は、この操作部５を用いて、目的地、目的地の検索に必要な情報の入力、および表示装置１７の画面や表示態様の切り替え等を行う各種のコマンドの入力を行うようになっている。

外部通信装置１６は、外部の例えばＶＩＣＳ（登録商標）やテレマチックスなど種々の交通情報センタ２２等との間で無線通信によりデータの受信を行うものであり、渋滞情報などを取得可能である。表示装置１７は報知手段に相当するものであり、その画面には、車両の位置周辺の地図が各種縮尺で表示されるとともに、その表示に重ね合わせて、車両の現在位置と進行方向とを示す現在地マーク（ポインタ）が表示されるようになっている。また、目的地までのルート探索時には、探索された複数ルートを同時に表示するようになっている。この目的地までのルート案内の実行時には、ルート案内用の画面が表示されるようになっている。さらに、表示装置１７には、利用者が目的地の検索に必要な情報等を入力したり、目的地の検索や設定を行うための入力用の画面や、各種のメッセージ等も表示されるようになっている。スピーカ１８は、ルート案内時のメッセージを音声で出力する他、種々の音声報知を行なう。

ここで、情報処理装置１２におけるルート探索手段としての機能は、車両の出発地（現在位置）から目的地までの推奨する走行ルートを自動計算するものであり、その手法としては、例えばダイクストラ法が用いられている。
車外センサ部２０は、主として自車両の道路交通状況をリアルタイムで検知するためのセンサであり、例えばレーダセンサ，レーザセンサ，カメラユニットなどからなる。情報処理装置１２は、これらにより自車両の前方に位置している車両の存在の有無や距離などを検知することで、交通渋滞の程度を把握する。

次に、本実施例の作用について図３乃至図５も参照して説明する。図３は、ナビゲーション装置１１の情報処理装置１２を中心として実行される制御内容を、本発明の要旨に係る部分について示すフローチャートである。情報処理装置１２は、ＧＰＳ１３や車内センサ部１９により電気自動車１の現在位置を測位し（ステップＳ１）、外部通信装置１６により案内経路の交通情報を受信する（ステップＳ２）。そして、ユーザにより設定された目的地があるか否を判断する（ステップＳ３）。目的地があれば（ＹＥＳ）目的地を決定し（ステップＳ４）、温度計６により計測される駆動用モータ３の温度（初期温度）を取得する（ステップＳ５）。それから、駆動用モータ３の温度上昇を抑制するのに最適となる案内経路を探索する（ステップＳ６）。

また、ステップＳ３において目的地が設定されていない場合（ＮＯ）、情報処理装置１２は、車内センサ部１９により電気自動車１の進行方向を予測し（ステップＳ８）、ステップＳ５と同様に駆動用モータ３の温度を取得し（ステップＳ９）、その進行方向に沿ったルート探索を行う（道なりルート探索，ステップＳ１０）。
ステップＳ６又はＳ１０でルート探索を行うと、その時点での駆動用モータ３の温度が、予め設定されているモータの動作限界温度から、所定のマージンα度を減じた温度よりも高いか否かを判定する（ステップＳ７）。［（限界温度−α）≧モータ温度］であれば（ＮＯ）そのまま処理を終了し、［（限界温度−α）＜モータ温度］であれば（ＹＥＳ）ステップＳ３に戻る。

図４は、ステップＳ６における最適ルート探索の処理内容を示すフローチャートである。一般に、ナビゲーションのルート探索に使用されるダイクストラ法では、リンクコストが最小になるように経路計算が行われるが、本実施例では、リンクコストに併せて、電気自動車１が各リンクを走行した場合に駆動用モータ３の温度が変化すると推定されるレベルに応じて「温度コスト」を設定し、その温度コストの積算値も計算する。

図４において、先ず、リンクコスト及び温度コストの初期化を行う（ステップＳ１１）。それから、始点（出発地）におけるリンクコストの積算値ｓｕｍ［０］を「＝０」に設定し、温度コストの積算値Ｔｅｍｐ［０］には、ステップＳ５で測定した温度に所定の係数βを乗じた値を初期値として設定する（ステップＳ１２）。以降のステップＳ１３〜Ｓ３２は、終点（目的地）までの探索が完了するまで、すなわちｓｕｍ［Ｎ−１］＝−１（未探索），となっている間にループするメインループとなる。

続くステップＳ１４では、最小値を保持する変数ｍｉｎを、最大値ＩＮＴ＿ＭＡＸに設定する。以降のステップＳ１５〜Ｓ３０は、未探索のノードが存在する間に（ｉ＝０，１，２，…，Ｎ−１）ループするサブループとなる。ステップＳ１６では、現在のノードｉが探索済みか、すなわちｓｕｍ［ｉ］≠−１か否かを判断し、探索済みであれば（ＹＥＳ）ステップＳ１７〜Ｓ２９の未探索ノードループを実行する。また、探索済みでなければ（ＮＯ）、未探索ノードループを抜けてポインタｉをインクリメントし、探索済みノードループを回る。

ステップＳ１８では、現在のノードｊが未探索か、すなわちｓｕｍ［ｊ］＝−１か否かを判断し、未探索であれば（ＹＥＳ）ノードｉ，ｊが繋がっているか否かを判断する（ステップＳ１９）。ノードｉ，ｊが繋がっている場合、ｇｒａｐｈ［ｉ］［ｊ］には所定のリンクコストが付与されている（≠０）ので（ＹＥＳ）、情報制御装置１２は、外部通信装置１６を介して、そのリンク［ｉ］［ｊ］についての交通情報を取得する（ステップＳ２０）。

それから、電気自動車１がノードｉに到達した時点での温度コストＴｅｍｐ［ｉ］が、駆動モータ３の性能劣化温度コスト値（性能劣化閾値）を超えているか否かを判断する（ステップＳ２１）。尚、温度コストＴｅｍｐ［ｉ］は、後述するステップＳ２４で計算されている。ステップＳ２４で計算されるのはＴｅｍｐ［ｊ］であるが、この時点では、前回に計算されたものがＴｅｍｐ［ｉ］となっている。また、「性能劣化温度コスト値」は、駆動モータ３の温度が上昇することで、モータ性能が劣化することが推定される温度コスト値である。
ここで、電気自動車１のように駆動モータ３を複数備えている場合には、全ての駆動モータ３について個別に温度コストを計算しても良いし、何れか１つの駆動モータ３についてのみ温度コストを計算しても良い。

ステップＳ２１において、温度コストＴｅｍｐ［ｉ］が性能劣化温度コスト値を超えていなければ（ＮＯ）、リンクコスト係数Ｔの設定を通常通りにする（ステップＳ２３）。一方、温度コストＴｅｍｐ［ｉ］が性能劣化温度コスト値を超えている場合は（ＹＥＳ）、リンクコスト係数Ｔの設定を、劣化温度範囲に対応するものに切り換える（ステップＳ２２）。

リンクコスト係数Ｔは、後述するステップＳ２６，Ｓ２７においてリンクコストの積算値を計算する場合に使用される。そして、ステップＳ２０で取得した交通情報に基づくリンク［ｉ］［ｊ］の混雑状況に応じて値を変化させる。例えば、混雑度を「順調」，「混雑」，「渋滞」の３段階に判別すると、例えばステップＳ２３における「通常」設定の場合は「順調」＝１，「混雑」＝２，「渋滞」＝４とする。そして、ステップＳ２２における「劣化温度範囲」設定の場合は「順調」＝２，「混雑」＝１，「渋滞」＝４とする。
すなわち、通常のナビゲーションであれば、混雑度が低く「順調」である道路を走行するように案内した方が、目的地までの走行時間が短縮できるので、「順調」から「渋滞」へ、リンクコスト係数Ｔの値を小から大となるように設定する。一方、ステップＳ２２では、電気自動車１の走行状態を、駆動モータ３の温度を低下させる方向に導くのが望ましい。したがって、「順調」と「混雑」との間でリンクコスト係数Ｔの大小関係を逆転させる。

また、一度ステップＳ２２を実行した場合は、その状態をフラグ等により記憶しておき、ステップＳ２１で「ＮＯ」と判断した場合に上記のフラグをチェックし、フラグがセットされていれば、積算値Ｔｅｍｐ［ｉ］が性能劣化温度コスト値より所定値γを超えて低下している場合にステップＳ２３を実行し、所定値γ以内の低下幅である場合は、ステップＳ２２の設定を継続させても良い。斯様に処理した場合は、積算値Ｔｅｍｐ［ｉ］が短時間内に再び性能劣化温度コスト値を超えることをより確実に防止できる。加えて、走行時間若しくは走行距離の短縮を目指した経路探索を行うことができる。

続くステップＳ２４では、ノードｊに到達した時点での温度コストＴｅｍｐ［ｊ］を次式により計算する。
Ｔｅｍｐ［ｊ］＝Ｔｍ＊ｇｒａｐｈ［ｉ］［ｊ］＋Ｔｅｍｐ［ｉ］ …（１）
但しＴｍは、温度コスト係数であり、やはり道路の混雑度に応じて「順調」＝４，「混雑」＝１，「渋滞」＝−１とする。すなわち、「順調」の場合は駆動モータ３の温度が上昇するため値を大きくし、「渋滞」の場合は温度が低下することが期待されるので符号をマイナスに設定する。そして、（１）式は、ノードｉに到達した時点での温度コストＴｅｍｐ［ｉ］に、リンク［ｉ］［ｊ］のリンクコストに温度コスト係数Ｔｍを乗じたものを加えることでノードｊにおける温度コストＴｅｍｐ［ｊ］を求めている。

次に、上記温度コストＴｅｍｐ［ｊ］が、駆動モータ３の限界温度コスト値（限界閾値）を超えているか否かを判断する（ステップＳ２５）。「限界温度コスト値」は、駆動モータ３の温度が上昇することで、動作限界に至ることが推定される温度コスト値である。温度コストＴｅｍｐ［ｊ］が限界温度コスト値を超えていなければ（ＮＯ）、その時点でのリンクコスト積算値を次式で計算し、
ｓｕｍ［ｉ］＋Ｔ＊ｇｒａｐｈ［ｉ］［ｊ］ …（２）
上記積算値が、その時点の最小値ｍｉｎよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２６）。そして、最小値ｍｉｎよりも小さければ（ＹＥＳ）、上記積算値を新たな最小値ｍｉｎに設定する（ステップＳ２７）。

続くステップＳ２８では、ノードｉのポインタをｓｎｏｄｅ，ノードｊのポインタをｅｎｏｄｅに設定する。尚、ステップＳ１８，Ｓ１９，Ｓ２６で「ＮＯ」と判断した場合、またステップＳ２５で「ＹＥＳ」と判断した場合は、ポインタｊをインクリメントして未探索ノードループを回る。

探索済みノードループを抜けると、その時点の最小コスト積算値ｍｉｎを保持し、また、探索した経路におけるノードの繋がりを記憶するため、
ｓｕｍ［ｅｎｏｄｅ］＝ｍｉｎ
ｆｒｏｍ［ｅｎｏｄｅ］＝ｓｎｏｄｅ
とする（ステップＳ３１）。それから、メインループを回る。最終的に、終点が探索済みとなることで、
ｓｕｍ［Ｎ−１］≠−１
になるとメインループを抜けて、その時点にｓｕｍ［ｅｎｏｄｅ］，ｆｒｏｍ［ｅｎｏｄｅ］に格納されているものが、リンクコスト積算値が最小の値を示す最適ルートのリンクリストとなる。

図５は、図４のフローに従って最適ルートを探索した場合の一例を示すダイヤグラムである。円内部の番号はノードであり、［１］が出発地，［９］が目的地である。各ノード間のリンクには、それぞれのリンクコストと交通情報より得られた混雑度とを示している。そして、各ノードには、ルート探索を行った途中の状態を、
（リンクリスト，温度コスト，リンクコスト）
で示している。また、温度コストについては、例えば正常範囲が「０〜１４」，性能劣化範囲が「１５〜２２」（すなわち「１４」が性能劣化温度コスト値），限界範囲が「２３〜」（すなわち「２２」が限界温度コスト値）に設定されている。

例えばノード［１］から［２］に向かう場合は、リンクコストは「３」であり、混雑度が「順調」であるから、リンクコスト係数Ｔは「１」，温度コスト係数Ｔｍは「４」となる。その結果、ノード［２］における各値は（１−２，１２，３）となる。また、ノード［１］から［３］に向かう場合、リンクコストは同じく「３」であるが、混雑度が「渋滞」であるから、リンクコスト係数Ｔは「２」，温度コスト係数Ｔｍは「−１」となる。その結果、ノード［３］における各値は（１−３，０，１２）となる。尚、温度コストの積算値が負の値になる場合は「０」に設定する。
そして、ノード［２］から［４］に向かう場合は、温度コストが限界範囲を超えた「２４」となるのでこのリンクを選択せず、ノード［５］に向かう場合を計算する。こちらは混雑度が「混雑」であるから温度コストは「１５」となる。

ノード［７］に至る時点で、リンクリストはＬ１［１−２−５−７］，Ｌ２［１−３−５−７］の２通りあるが、前者Ｌ１の温度コストは劣化温度範囲を超えた「１８」となっている。したがって、目的地ノード［９］に向かう場合に、「混雑」のリンクコスト係数を「１」にして計算する。一方、正常範囲である後者Ｌ２については、リンクコスト係数を「２」にして計算する。
また、ノード［８］に至る時点で、リンクリストはＬ３［１−２−５−８］，Ｌ４［１−３−５−８］，Ｌ５［１−２−６−８］の３通りある。Ｌ３の温度コストは限界範囲を超えた「２３」となっているので、ここで打ち切る。

そして、目的地ノード［９］に至る時点で、リンクリストはＬ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５の４通りあるが、Ｌ４，Ｌ５の温度コストは限界範囲を超えた「２４」，「２７」となっている。また、Ｌ１の温度コストは性能劣化範囲を超えた「２２」となっているから、最終的にはリンクリストＬ２のルートが選択される。

以上のように本実施例によれば、ナビゲーション装置１１の情報処理装置１２は、探索した目的地までの経路に従って電気自動車１が走行する場合について、走行開始時に温度計６により計測した駆動用モータ３の温度に基づいて、すなわち前記温度に所定の係数を乗じて初期値を決定すると、駆動用モータ３の温度変化を推定し、駆動用モータ３の温度が当該モータ３の性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更するようにした。したがって、駆動用モータ３の性能を維持した状態で電気自動車１の走行を継続させることができる。

この場合、情報処理装置１２は、各リンクについて設定されるリンクコストとリンクコスト係数とに基づきリンクコストの積算値を計算し、そのリンクコストの積算値を最小にする経路を探索する。また、各リンクについて設定した温度コストと温度コスト係数とに基づいて温度コストの積算値も計算し、その温度コストが駆動用モータ３の性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化温度コスト値を超えないように経路を変更する。
すなわち、各リンクの道路状態などの属性を考慮すれば、電気自動車１がそのリンクを走行した場合に駆動用モータ３の温度がどのように変化するかを推定できるので、その状態に応じた温度コストを計算することが可能であるから、温度コストの積算値を計算すれば、駆動用モータ３の温度変化を定量的に評価できる、推定した温度が性能劣化温度コスト値を超えないように回避できる。

また、情報処理装置１２は、外部通信装置１６を介して得られる経路の渋滞情報に基づいて経路変更を行う。すなわち、道路の混雑状態は、自動車の走行速度等に大きく影響するので、渋滞情報を加味して駆動用モータ３の温度変化を推定すれば、温度上昇をより確実に抑制する経路を選択できる。具体的には、渋滞情報に基づいて混雑度を「通常」，「混雑」，「渋滞」の３レベルに判別し、各混雑度レベルに対応するリンクコスト係数を設定してリンクコストの積算値を計算する。その場合に、温度コストが性能劣化温度コスト値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行うので、駆動モータ３の温度上昇を抑制するために寄与できる経路が選択され易くなる。

また、情報処理装置１２は、温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化温度コスト値よりも所定値γだけ低下した場合に、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行うので、駆動用モータ３の負荷状況について若干の余裕が生じた場合に、走行時間若しくは走行距離の短縮を目指した経路探索を行うことができる。
加えて、情報処理装置１２は、温度コストについて性能劣化値よりも大となる限界温度コスト値を設定し、温度コストがその限界温度コスト値を超えた場合は、その先に位置するリンクについてはコストの計算を中止するので、そのノードを含む先の経路を選択対象から外し、駆動モータ３の温度上昇をより確実に抑制可能な経路を選択する。

その他、以下のように構成しても良い。
・地図データの経路に付与されている勾配情報に基づいて経路を変更する。すなわち、この経路変更自体は一見すると特許文献１と同様のようであるが、本発明では経路について温度コストを計算して駆動用モータ３の温度変化を推定しているので、より確実な効果が得られる。

・経路に含まれる各リンクの勾配情報に対応するリンクコスト係数を設定してリンクコスト計算すると共に、温度コストが前記性能劣化温度コスト値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行う。この場合も、上記実施例と同様に、駆動モータ３の温度上昇を抑制するために寄与できる経路が選択され易くなる。

・駆動用モータ３の温度が上昇する傾向が確認された場合には、交差点に対応するコスト（交差点コスト），或いは交差点自身に付与されるリンクコストを低下させ、交差点により多く案内するように経路を変更する。すなわち、走行経路中に交差点があれば、信号が赤になっている場合には電気自動車１が停止することになるので、駆動用モータ３の温度低下を促進させることができる。

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
混雑度は、２レベルや４レベル以上に判別しても良い。また、交通情報としては、その他道路工事に関する情報や事故の発生情報などを用いても良い。また、必ずしも交通情報を使用する必要はない。
リンクコスト係数や温度コスト係数の設定は一例であり、個別の設計に応じて適宜変更しても良い。また、性能劣化温度範囲や限界範囲の温度コスト値についても同様である。
車外センサ部２０を、交通情報取得手段として利用しても良い。

ステップＳ１０における「道なりルート探索」についても、図４に示す処理に準じて行えば良い。
ステップＳ７において「ＹＥＳ」と判断し、ステップＳ６又はＳ１０を再実行する場合には、温度コストに基づく駆動用モータ３の温度推定が、高めに見積もられていた可能性がある。したがって、この場合には、リンクコスト係数及び／又は温度コスト係数の値をより低めに設定するように変更を行うようにしても良い。すなわち、温度計６により計測された駆動用モータ３の温度に基づいて温度推定結果を補正しても良い。

駆動用モータ３の温度を推定する場合の初期値については、その他例えば、エンジンルームの気温や外気温を検出する温度センサの測定結果に基づいて決定しても良い。
必ずしも、４つの車輪２の全てに対応して駆動用モータ３が設けられているものに限らず、駆動用モータは１つ以上あれば良い。
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タイプの電気自動車に適用しても良い。

１は電気自動車、２は車輪、３は駆動用モータ、４はバッテリ、５はモータ制御装置、６は温度計（温度センサ）、１１はナビゲーション装置、１２は情報処理装置（経路変更手段）、１６は外部通信装置（交通情報取得手段）を示す。

Claims (20)

1. 駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置において、
   外部より道路交通情報を取得する交通情報取得手段と、
   探索した目的地までの経路に従って前記電気自動車が走行する場合について前記駆動用モータの温度変化を推定し、前記駆動用モータの温度が、当該モータの性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更する経路変更手段とを備え、
   前記経路変更手段は、各リンクについて設定されるリンクコスト及びリンクコスト係数に基づいてリンクコストの積算値を計算し、前記リンクコストの積算値を最小にする経路を探索すると共に、各リンクについて設定した温度コスト及び前記温度コスト係数に基づいて温度コストの積算値も計算し、前記温度コストが、前記駆動用モータの性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化閾値を超えないように、且つ、前記交通情報取得手段を介して得られる前記経路の渋滞情報に基づいて、前記経路を変更し、
   前記経路に含まれる各リンクの渋滞情報に基づいて混雑度を複数レベルに判別し、各混雑度レベルに対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストの積算値を計算すると共に、
   前記温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行い、
   前記温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化閾値よりも所定値だけ低下した場合は、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
2. 駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置において、
   外部より道路交通情報を取得する交通情報取得手段と、
   探索した目的地までの経路に従って前記電気自動車が走行する場合について前記駆動用モータの温度変化を推定し、前記駆動用モータの温度が、当該モータの性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更する経路変更手段とを備え、
   前記経路変更手段は、各リンクについて設定されるリンクコスト及びリンクコスト係数に基づいてリンクコストの積算値を計算し、前記リンクコストの積算値を最小にする経路を探索すると共に、各リンクについて設定した温度コスト及び前記温度コスト係数に基づいて温度コストの積算値も計算し、前記温度コストが、前記駆動用モータの性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化閾値を超えないように、且つ、前記交通情報取得手段を介して得られる前記経路の渋滞情報及び前記経路に付与されている勾配情報に基づいて前記経路を変更し、
   前記経路に含まれる各リンクの勾配情報に対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストを計算すると共に、
   前記温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行い、
   前記温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化閾値よりも所定値だけ低下した場合は、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
3. 前記経路変更手段は、前記経路に含まれる各リンクの渋滞情報に基づいて混雑度を複数レベルに判別し、各混雑度レベルに対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストの積算値を計算することを特徴とする請求項２記載のナビゲーション装置。
4. 駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置において、
   探索した目的地までの経路に従って前記電気自動車が走行する場合について前記駆動用モータの温度変化を推定し、前記駆動用モータの温度が、当該モータの性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更する経路変更手段を備え、
   前記経路変更手段は、各リンクについて設定されるリンクコスト及びリンクコスト係数に基づいてリンクコストの積算値を計算し、前記リンクコストの積算値を最小にする経路を探索すると共に、各リンクについて設定した温度コスト及び前記温度コスト係数に基づいて温度コストの積算値も計算し、前記温度コストが、前記駆動用モータの性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化閾値を超えないように前記経路を変更し、
   前記温度コストについて前記性能劣化値よりも大となる限界閾値を設定し、前記温度コストが前記限界閾値を超えた場合は、その先に位置するリンクについてはコストの計算を中止することを特徴とするナビゲーション装置。
5. 駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置において、
   探索した目的地までの経路に従って前記電気自動車が走行する場合について前記駆動用モータの温度変化を推定し、前記駆動用モータの温度が、当該モータの性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更する経路変更手段を備え、
   前記経路変更手段は、各リンクについて設定されるリンクコスト及びリンクコスト係数に基づいてリンクコストの積算値を計算し、前記リンクコストの積算値を最小にする経路を探索すると共に、各リンクについて設定した温度コスト及び前記温度コスト係数に基づいて温度コストの積算値も計算し、前記温度コストが、前記駆動用モータの性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化閾値を超えないように前記経路を変更し、
   前記駆動用モータの温度が上昇する傾向が確認された場合には、交差点に対応するコスト，或いは交差点自身に付与されるリンクコストを低下させ、交差点により多く案内するように経路を変更することを特徴とするナビゲーション装置。
6. 外部より道路交通情報を取得する交通情報取得手段を備え、
   前記経路変更手段は、前記交通情報取得手段を介して得られる前記経路の渋滞情報に基づいて、前記経路を変更することを特徴とする請求項４又は５記載のナビゲーション装置。
7. 前記経路変更手段は、前記経路に含まれる各リンクの渋滞情報に基づいて混雑度を複数レベルに判別し、各混雑度レベルに対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストの積算値を計算すると共に、
   前記温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行うことを特徴とする請求項６記載のナビゲーション装置。
8. 前記経路変更手段は、前記経路に付与されている勾配情報に基づいて、前記経路を変更することを特徴とする請求項１，４から７の何れか１項に記載のナビゲーション装置。
9. 前記経路変更手段は、前記経路に含まれる各リンクの勾配情報に対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストを計算すると共に、
   前記温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行うことを特徴とする請求項８記載のナビゲーション装置。
10. 前記経路変更手段は、前記温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化閾値よりも所定値だけ低下した場合は、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行うことを特徴とする請求項７記載のナビゲーション装置。
11. 駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置により実行されるナビゲーション方法において、
    探索した目的地までの経路に従って前記電気自動車が走行する場合について前記駆動用モータの温度変化を推定し、前記駆動用モータの温度が、当該モータの性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更する際に、
    各リンクについて設定されるリンクコスト及びリンクコスト係数に基づいてリンクコストの積算値を計算し、前記リンクコストの積算値を最小にする経路を探索すると共に、各リンクについて設定した温度コスト及び前記温度コスト係数に基づいて温度コストの積算値も計算し、前記温度コストが、前記駆動用モータの性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化閾値を超えないように前記経路を変更し、
    外部より道路交通情報を取得すると、前記道路交通情報として得られる前記経路の渋滞情報に基づいて前記経路を変更し、
    前記経路に含まれる各リンクの渋滞情報に基づいて混雑度を複数レベルに判別し、各混雑度レベルに対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストの積算値を計算すると共に、
    前記温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行い、
    前記温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化閾値よりも所定値だけ低下した場合は、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行うことを特徴とする電気自動車のナビゲーション方法。
12. 駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置により実行されるナビゲーション方法において、
    探索した目的地までの経路に従って前記電気自動車が走行する場合について前記駆動用モータの温度変化を推定し、前記駆動用モータの温度が、当該モータの性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更する際に、
    各リンクについて設定されるリンクコスト及びリンクコスト係数に基づいてリンクコストの積算値を計算し、前記リンクコストの積算値を最小にする経路を探索すると共に、各リンクについて設定した温度コスト及び前記温度コスト係数に基づいて温度コストの積算値も計算し、前記温度コストが、前記駆動用モータの性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化閾値を超えないように前記経路を変更し、
    外部より道路交通情報を取得すると、前記道路交通情報として得られる前記経路の渋滞情報及び前記経路に付与されている勾配情報に基づいて前記経路を変更し、
    前記経路に含まれる各リンクの勾配情報に対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストを計算すると共に、
    前記温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコスト及び温度コストの再計算を行い、
    前記温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化閾値よりも所定値だけ低下した場合は、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行うことを特徴とする電気自動車のナビゲーション方法。
13. 前記経路に含まれる各リンクの渋滞情報に基づいて混雑度を複数レベルに判別し、各混雑度レベルに対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストの積算値を計算すると共に、
    前記温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコストの再計算を行うことを特徴とする請求項１２記載の電気自動車のナビゲーション方法。
14. 駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置により実行されるナビゲーション方法において、
    探索した目的地までの経路に従って前記電気自動車が走行する場合について前記駆動用モータの温度変化を推定し、前記駆動用モータの温度が、当該モータの性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更する際に、
    各リンクについて設定されるリンクコスト及びリンクコスト係数に基づいてリンクコストの積算値を計算し、前記リンクコストの積算値を最小にする経路を探索すると共に、各リンクについて設定した温度コスト及び前記温度コスト係数に基づいて温度コストの積算値も計算し、前記温度コストが、前記駆動用モータの性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化閾値を超えないように前記経路を変更し、
    前記温度コストについて前記性能劣化値よりも大となる限界閾値を設定し、前記温度コストが前記限界閾値を超えた場合は、その先に位置するリンクについてはコストの計算を中止することを特徴とする電気自動車のナビゲーション方法。
15. 駆動用モータにより車輪を駆動して走行する電気自動車に搭載されるナビゲーション装置により実行されるナビゲーション方法において、
    探索した目的地までの経路に従って前記電気自動車が走行する場合について前記駆動用モータの温度変化を推定し、前記駆動用モータの温度が、当該モータの性能が劣化するレベルまで上昇しないように経路を変更する際に、
    各リンクについて設定されるリンクコスト及びリンクコスト係数に基づいてリンクコストの積算値を計算し、前記リンクコストの積算値を最小にする経路を探索すると共に、各リンクについて設定した温度コスト及び前記温度コスト係数に基づいて温度コストの積算値も計算し、前記温度コストが、前記駆動用モータの性能が劣化する温度に対応して設定される性能劣化閾値を超えないように前記経路を変更し、
    前記駆動用モータの温度が上昇する傾向が確認された場合には、交差点に対応するコスト，或いは交差点自身に付与されるリンクコストを低下させ、交差点により多く案内するように経路を変更することを特徴とする電気自動車のナビゲーション方法。
16. 外部より道路交通情報を取得すると、前記道路交通情報として得られる前記経路の渋滞情報に基づいて、前記経路を変更することを特徴とする請求項１４又は１５記載の電気自動車のナビゲーション方法。
17. 前記経路に含まれる各リンクの渋滞情報に基づいて混雑度を複数レベルに判別し、各混雑度レベルに対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストの積算値を計算すると共に、
    前記温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコスト及び温度コストの再計算を行うことを特徴とする請求項１６記載の電気自動車のナビゲーション方法。
18. 前記経路に付与されている勾配情報に基づいて、前記経路を変更することを特徴とする請求項１１，１４から１７の何れか１項に記載の電気自動車のナビゲーション方法。
19. 前記経路に含まれる各リンクの勾配情報に対応するリンクコスト係数及び温度コスト係数を設定してリンクコスト及び温度コストを計算すると共に、
    前記温度コストが前記性能劣化閾値を超えた場合は、先に位置するリンクのリンクコスト係数の大小関係を逆転させてリンクコスト及び温度コストの再計算を行うことを特徴とする請求項１８記載の電気自動車のナビゲーション方法。
20. 前記温度コストの積算値を再計算した結果、温度コストが前記性能劣化閾値よりも所定値だけ低下した場合は、逆転させたリンクコスト係数値の設定を元に戻して更に再計算を行うことを特徴とする請求項１７記載の電気自動車のナビゲーション方法。

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