WO2009122951A1 - ナビゲーションシステムおよびそれを備えたハイブリッド車両ならびにハイブリッド車両の経路探索方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a navigation system, a hybrid vehicle including the navigation system, and a route search method for the hybrid vehicle. More specifically, the hybrid vehicle capable of selecting a travel mode in which an engine is stopped approaches a restricted area due to road pricing. Related to route guidance.
- Patent Document 1 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-274213
- a road pricing area a restricted area by road pricing
- road pricing is based on permission information (road pricing area to be permitted to enter and its permission period). After determining whether or not to enter the area, a route that avoids the road pricing area that is determined to be inaccessible is set. In this way, it is possible to automatically execute a route calculation that avoids a situation in which the user is charged for passing through the road pricing area while the area license is invalid.
- Patent Document 2 discloses a battery that does not use the driving mode according to the driving environment, specifically, the driving force of the engine when driving on a predetermined driving route.
- a hybrid vehicle is described that can travel in a motor mode that travels only with a motor as a power source.
- the vehicle when the driver selects the partial area zero emission mode according to the mode selection by the driver, the vehicle can travel by applying the motor mode in a densely populated area or a gas regulated area.
- the driver selects the all zero emission mode, the total travel distance is calculated from the travel route obtained as a result of the route search, and the entire travel distance is driven in the motor mode according to the remaining battery capacity.
- the necessity of charging is determined by determining whether or not charging is possible.
- it when there is a need for charging, it is determined whether or not there is a charging station on the travel route, and if there is a charging station, it is determined whether or not there is an intention to charge by voice output or display. It is described to contact the person.
- Patent Document 3 describes a route search device for an electric vehicle for searching for an optimum guidance route to a destination in consideration of the cruising force of the electric vehicle. .
- it is described to search for a guidance route to a destination in consideration of supplementary charging of a vehicle-mounted battery, based on road map data including information on a charging station.
- Patent Document 1 As in the navigation system described in Patent Document 1, it is based only on permission information (road pricing area permitted to enter and its permission period) fixedly set in advance without considering the current vehicle state. Therefore, in the method of determining whether or not the vehicle can pass through the road pricing area, there is a possibility that appropriate route guidance (navigation) cannot be executed for the road pricing area as described above. Also, Patent Documents 2 and 3 do not consider the above road pricing area.
- a hybrid vehicle is also known to be equipped with a charging device that can be charged by an external charging facility such as a charging station (also referred to as external charging), route guidance should be taken in consideration of this point. Expected to do.
- the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor that outputs a vehicle driving force by electric power from a power storage device.
- appropriate route guidance is executed regarding the traveling in the road pricing area where the exhaust gas output vehicle is charged.
- a navigation system is a navigation system for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor that outputs a vehicle driving force by electric power from a power storage device, and includes a prediction unit, an acquisition unit, an estimation unit, and a determination And a search unit.
- the prediction unit is configured to predict in advance the passage of a specific restricted area where the vehicle traveling using the engine is charged based on the vehicle position information and the road map information.
- the acquisition unit is configured to acquire the current remaining capacity of the power storage device when predicting passage through the restricted area.
- the estimation unit estimates a necessary energy amount required to be output from the power storage device in order to pass through the restricted area in an electric travel mode in which the engine is stopped and the vehicle is driven by the vehicle driving force from the electric motor when predicting passage through the restricted area.
- the determination unit is configured to determine whether the hybrid vehicle can pass through the restricted area in the electric travel mode based on the estimated value of the required energy amount by the estimation unit and the current remaining capacity of the power storage device.
- the search unit is configured to perform a route search for avoiding billing in response to the determination unit determining that passage through the restricted area in the electric travel mode is impossible.
- the present invention provides a route search method for a hybrid vehicle including the internal combustion engine, the power storage device, and the electric motor, wherein vehicle traveling using the internal combustion engine is performed based on own vehicle position information and road map information.
- Predicting the passage of a specific regulated area to be charged in advance, obtaining the current remaining capacity of the power storage device when predicting the passage of the regulated area, and stopping the internal combustion engine when predicting the passage of the regulated area A step of estimating a required energy amount that requires an output from the power storage device in order to pass through the restricted area in an electric traveling mode that travels by a vehicle driving force from the electric motor, an estimated value of the required energy amount by the estimating step, Based on the remaining capacity of the vehicle, it is determined whether the hybrid vehicle can pass through the restricted area in the electric travel mode. Comprising flops and, in response to the passage of restricted area by the electric travel mode by determining is determined impossible, and performing a route search to avoid billing.
- the hybrid vehicle including the same, and the route search method for the hybrid vehicle, when the vehicle traveling using the engine is predicted to pass through a specific restricted area (road pricing area) that is charged. Can appropriately determine whether or not the vehicle can pass through the road pricing area without being charged in the electric travel mode (EV travel) based on the current remaining capacity of the in-vehicle power storage device. Furthermore, when it is determined that it is impossible to pass through the restricted area due to EV traveling, by newly executing a route search for avoiding charging, the traveling in the road pricing area where the exhaust gas output vehicle is charged, Appropriate route guidance can be executed.
- a specific restricted area road pricing area
- EV travel electric travel mode
- the power storage device is configured to be chargeable by a charging facility outside the hybrid vehicle, and the road map information includes information regarding the charging facility.
- route guidance that can avoid charging in the road pricing area by guiding the traveling route to a charging facility (charging station) for externally charging the amount of insufficient energy for passing through the road pricing area due to EV traveling. Can be executed.
- the navigation system further includes an insufficient energy calculation unit, a charging time calculation unit, and a guide unit.
- the insufficient energy calculation unit determines whether the power storage device is insufficient based on the estimated value of the required energy amount by the estimation unit and the remaining capacity of the power storage device. It is configured to calculate the amount of energy.
- the charging time calculation unit is configured to calculate a required charging time for an insufficient energy amount in a nearby charging facility based on the calculated insufficient energy amount and road map information.
- the guide unit is configured to guide the driver of a travel route to a nearby charging facility searched by the search unit when the calculated required charging time is shorter than a predetermined time that can be set by the user.
- the route search method when it is determined that the passage through the restricted area in the electric travel mode is impossible in the determining step, stores the power based on the estimated value of the required energy amount in the estimating step and the remaining capacity of the power storage device.
- route guidance to the charging facility it is possible to select whether or not to perform route guidance to the charging facility according to the time required for charging the insufficient energy amount with respect to the current remaining capacity of the in-vehicle power storage device.
- route guidance to a charging facility having a charging time shorter than a predetermined time that can be set by the user is selectively executed, convenience can be improved.
- the search unit searches for a bypass route for bypassing the restricted area based on the road map information as a route search for avoiding charging.
- the navigation system further includes a guide unit for guiding the driver on the bypass route searched by the search unit when the required travel time of the bypass route is shorter than a predetermined time that can be set by the user.
- the executing step searches for a detour route for detouring the restricted area based on the road map information as a route search for avoiding charging, and the route search method uses the travel time of the detour route for the user.
- the method further includes a step of guiding the driver on the detour route searched by the executing step when the time is shorter than the predetermined time that can be set.
- the power storage device is configured to be chargeable by a charging facility outside the hybrid vehicle, and the road map information is configured to include information related to the charging facility.
- the search unit searches for a route to the charging facility near the current position of the hybrid vehicle as a route search for avoiding charging when the guidance of the detour route by the guide unit is not executed.
- the navigation system includes an insufficient energy calculation unit that calculates an insufficient energy amount of the power storage device based on the estimated value of the required energy amount by the estimation unit and the remaining capacity of the power storage device, and the calculated insufficient energy amount and the road map.
- a charging time calculating unit that calculates a required charging time of the shortage energy amount in the nearby charging facility based on the information. Then, the guidance unit guides the driver of the route to the nearby charging facility searched by the search unit when the required charging time calculated by the charging time calculation unit is shorter than a predetermined time that can be set by the user. .
- the travel route to the charging facility (charging station) for externally charging the amount of insufficient energy for passing the road pricing area due to EV traveling is automatically guided.
- the route guidance to the charging facility in which the time required for charging is shorter than a predetermined time that can be set by the user is executed, so that convenience can be improved.
- the search unit is a restricted area based on road map information as a route search for avoiding a charge when guidance of a travel route to a nearby charging facility is not executed by the guide unit. Search for a detour route to detour. Then, the guide unit guides the driver on the bypass route searched by the search unit when the required travel time of the bypass route is shorter than a predetermined time that can be set by the user.
- the route guidance according to the route search for avoiding the charge is not executed.
- the route search method further includes a step of not executing route guidance according to the route search for avoiding the charge when the charge amount due to passing through the restricted area is lower than a predetermined amount that can be set by the user.
- route guidance for avoiding charging in the road pricing area can be automatically disabled according to the amount charged in the road pricing area.
- the prediction unit predicts passage through the restricted area based on a route search result to a preset destination.
- the prediction unit predicts passage through the restricted area based on the vehicle position information and the past travel history when the vehicle travels without a destination set.
- a hybrid vehicle includes a power storage device, an electric motor and an engine, any one of the navigation systems described above, and a travel control unit that preferentially selects an electric travel mode when traveling in a restricted area.
- the hybrid vehicle having the internal combustion engine and the electric motor that outputs the vehicle driving force by the electric power from the power storage device is suitable for traveling in the road pricing area where the exhaust gas output vehicle is charged. Route guidance can be executed.
- FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration example of a hybrid vehicle equipped with a navigation system according to an embodiment of the present invention.
- hybrid vehicle 100 includes an engine 202, a power split mechanism 204, motor generators 206 and 210, a transmission gear 208, a drive shaft 212, and wheels 214. Further, the hybrid vehicle 100 includes a power storage device 216, power converters 218 and 220, a fuel tank 222, a charger 224, an ECU (Electronic Control Unit) 250, a fuel supply port 260, a charging connector 270, A navigation system 300.
- ECU Electronic Control Unit
- the power split mechanism 204 is coupled to the engine 202, the motor generator 206, and the transmission gear 208 and distributes power among them.
- a planetary gear having three rotation shafts of a sun gear, a planetary carrier, and a ring gear can be used as the power split mechanism 204, and these three rotation shafts are connected to the rotation shafts of the engine 202, the motor generator 206, and the transmission gear 208, respectively. Is done.
- the kinetic energy generated by the engine 202 is distributed to the motor generator 206 and the transmission gear 208 by the power split mechanism 204. That is, engine 202 is incorporated in hybrid vehicle 100 as a power source for driving motor generator 206 while driving transmission gear 208 that transmits power to drive shaft 212.
- the motor generator 206 is incorporated in the hybrid vehicle 100 so as to operate as a generator driven by the engine 202 and to operate as an electric motor that can start the engine 202.
- Motor generator 210 is incorporated in hybrid vehicle 100 as a power source for driving transmission gear 208 that transmits power to drive shaft 212.
- the power storage device 216 is a rechargeable DC power source, and is constituted by, for example, a secondary battery such as nickel hydride or lithium ion.
- the power storage device 216 supplies power to the power converters 218 and 220.
- Power storage device 216 is charged by receiving power from power converters 218 and / or 220 when motor generators 206 and / or 210 generate power.
- the power storage device 216 receives external power from the charging facility when the charging connector 270 is connected to a charging facility (not shown) outside the vehicle represented by a charging stand via the charging cable 280. Charging is performed by receiving electric power from a charger 224 that converts the electric power into the charging power of the power storage device 216.
- a “charging station” is shown as a representative example of a charging facility that can externally charge the hybrid vehicle 100.
- the power storage device 216 As the power storage device 216, a large-capacity capacitor can also be adopted, and the power generated by the motor generators 206 and 210 and the power from the external power source are temporarily stored, and the stored power is supplied to the motor generators 206 and 210. Any possible power buffer may be used. Output voltage VB and input / output current IB of power storage device 216 are detected by a sensor (not shown), and the detected values are sent to ECU 250.
- the power converter 218 converts the power generated by the motor generator 206 into DC power based on the signal PWM1 from the ECU 250 and outputs the DC power to the power storage device 216.
- Power converter 220 converts DC power supplied from power storage device 216 into AC power based on signal PWM 2 from ECU 250 and outputs the AC power to motor generator 210.
- Power converter 218 converts DC power supplied from power storage device 216 into AC power and outputs it to motor generator 206 based on signal PWM 1 when engine 202 is started.
- power converter 220 converts the power generated by motor generator 210 into DC power based on signal PWM 2 and outputs it to power storage device 216 when the vehicle is braked or when acceleration is reduced on a downward slope.
- the motor generators 206 and 210 are AC motors, and are composed of, for example, a three-phase AC synchronous motor in which a permanent magnet is embedded in a rotor. Motor generator 206 converts the kinetic energy generated by engine 202 into electrical energy and outputs it to power converter 218. Motor generator 206 generates driving force by the three-phase AC power received from power converter 218 and starts engine 202.
- Motor generator 210 generates driving torque of the vehicle by three-phase AC power received from power converter 220. Motor generator 210 also converts mechanical energy stored in the vehicle as kinetic energy or positional energy into electrical energy and outputs it to power converter 220 when braking the vehicle or reducing acceleration on a downward slope.
- Engine 202 converts thermal energy from combustion of fuel into kinetic energy of a moving element such as a piston or a rotor, and outputs the converted kinetic energy to power split mechanism 204.
- a moving element such as a piston or a rotor
- the motion element is a piston and the motion is a reciprocating motion
- the reciprocating motion is converted into a rotational motion via a so-called crank mechanism
- the kinetic energy of the piston is transmitted to the power split mechanism 204.
- the fuel for the engine 202 is preferably a hydrocarbon fuel such as gasoline, light oil, ethanol, liquid hydrogen, natural gas, or a liquid or gaseous hydrogen fuel.
- the fuel tank 222 stores the fuel supplied from the fuel supply port 260 and supplies the stored fuel to the engine 202.
- the remaining fuel amount FL in the fuel tank 222 is detected by a sensor (not shown), and the detected value is output to the ECU 250.
- Charger 224 converts electric power from an external power source supplied to charging connector 270 to charging power of power storage device 216 based on signal PWM 3 from ECU 250 and outputs the power to power storage device 216.
- ECU 250 performs arithmetic processing based on signals transmitted from each sensor, a map and a program stored in a storage area (not shown) such as a ROM (Read Only Memory), and so that hybrid vehicle 100 is in a desired driving state. Control equipment. Alternatively, at least a part of the ECU 250 may be configured to execute predetermined numerical / logical operation processing by hardware such as an electronic circuit.
- ECU 250 generates signals PWM1 and PWM2 for driving power converters 218 and 220, respectively, and outputs the generated signals PWM1 and PWM2 to power converters 218 and 220, respectively.
- ECU 250 receives signal REQ requesting charging of power storage device 216 by charger 224, ECU 250 generates signal PWM 3 for driving charger 224, and outputs the generated signal PWM 3 to charger 224.
- the configuration for external charging of hybrid vehicle 100 is not limited to the example shown in FIG. 1, and power from a charging facility (not shown) can be converted into charging power for power storage device 216 during parking. Any configuration can be applied.
- the arrangement of the charger 224 dedicated to external charging may be omitted, and power from the external power source supplied to the charging connector 270 may be converted into charging power for the power storage device 216 by the power converters 218 and 220.
- ECU 250 controls the travel mode of hybrid vehicle 100. That is, ECU 250 controls switching between EV travel (electric travel mode) using only motor generator 210 with engine 202 stopped and hybrid travel (hybrid travel mode) where engine 202 is operated.
- EV travel mode electric travel mode
- hybrid travel mode hybrid travel mode
- ECU 250 travels using electric power based on the remaining fuel amount FL of fuel tank 222 and the detected values of voltage VB and current IB of power storage device 216, or further based on other information not shown. It is also possible to generate and manage information on fuel consumption and information on fuel consumption and display them on a display unit (not shown). Further, between ECU 250 and navigation system 300, as will be described later, SOC of power storage device 216, signal INS (EV) for instructing preferential selection of EV traveling, and the like are transmitted and received.
- SOC of power storage device 216, signal INS (EV) for instructing preferential selection of EV traveling, and the like are transmitted and received.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating a vehicle control configuration related to the navigation system according to the embodiment of the present invention.
- ECU 250 includes a hybrid control unit 252, a battery control unit 254, and an engine control unit 256.
- Each of the hybrid control unit 252, the battery control unit 254, and the engine control unit 256 may configure a circuit (hardware) having a function corresponding to the block in the ECU 250, or the ECU 250 may be configured according to a preset program. You may implement
- the battery control unit 254 obtains an SOC (State of Charge) indicating the remaining capacity of the power storage device 216 by integrating charge / discharge current of the power storage device 216, and transmits this to the hybrid control unit 252.
- SOC State of Charge
- the SOC may be obtained by further reflecting the output voltage and temperature of power storage device 216.
- the engine control unit 256 performs throttle control of the engine 202, detects the engine speed Ne of the engine 202, and transmits it to the hybrid control unit 252.
- Hybrid control unit 252 calculates an output (required power) requested by the driver based on output signal Acc of accelerator position sensor 142 and vehicle speed V detected by vehicle speed sensor 144.
- Hybrid control unit 252 calculates the required driving force (total power) in consideration of the state of charge SOC of power storage device 216 in addition to the driver's required power, and the rotational speed required for the engine and the power required for the engine. Are further calculated. That is, the output power sharing between engine 202 and motor generator 210 for the total power is determined. That is, hybrid control unit 252 has a function of “travel control unit” that selects EV mode (engine output is set to zero) and HV travel mode.
- the hybrid control unit 252 transmits the required rotation speed and the required power to the engine control unit 256, and causes the engine control unit 256 to perform throttle control of the engine 202. In the EV mode, the hybrid control unit 252 instructs the engine control unit 256 to stop the engine 202.
- hybrid control unit 252 generates control commands (signals PWM1 and PWM2 in FIG. 1) for power converters 218 and 220 that control motor generators 206 and 210 so that the output power of motor generator 210 follows the above sharing. .
- the navigation system 300 includes a navigation control unit 310, a GPS antenna 320, a beacon receiving unit 330, a gyro sensor 340, a display unit 350, an interface unit 360, and a storage unit 370.
- the navigation control unit 310 is typically composed of an electronic control unit (ECU), and performs route guidance for setting a travel route to a destination. Typically, the navigation control unit 310 obtains information on the destination set by the user from the display unit 350 including a touch display. It should be noted that, through the present embodiment, any known method can be applied as a method for searching for a travel route to a once set destination, and therefore detailed description will not be given.
- ECU electronice control unit
- the navigation control unit 310 reads road map data recorded on a recording medium 355 such as a CD (Compact Disk) or a DVD (Digital Versatile Disk) via the interface unit 360.
- the road map data preferably includes information on charging facilities (charging stations) for externally charging the hybrid vehicle 100, for example, information indicating its position and charging capability (particularly charging speed).
- the storage unit 370 is an HDD (Hard Disk Drive), for example, and can store road map data in a nonvolatile manner. Note that the storage unit 370 may not be provided.
- the navigation control unit 310 receives information from the beacon installed on the road received by the beacon receiving unit 330. For example, it is possible to acquire traffic jam information, required time, construction information, speed / lane regulation information, parking lot position / empty vehicle information, and the like based on information from the beacon, and to recognize the approach to the road pricing area. Alternatively, information indicating the road pricing area may be stored in advance on the road map data.
- the navigation control unit 310 uses the GPS antenna 320 and the gyro sensor 340 or further uses the output V of the vehicle speed sensor 144 to grasp the vehicle position information, that is, the current position and the traveling direction of the vehicle. Then, the navigation control unit 310 displays the grasped vehicle position on the display unit 350 so as to overlap the road map data. Further, when the destination is set by the user, the navigation control unit 310 searches for a travel route from the current position to the destination and performs route guidance using the display unit 350. As is well known, as part of route guidance, voice guidance may be performed based on the relationship between the vehicle position and the searched travel route.
- Navigation control unit 310 outputs signal INS (EV) to hybrid control unit 252 instructing to preferentially select the EV mode when hybrid vehicle 100 is passing through the road pricing area.
- hybrid control unit 252 receives signal INS (EV)
- hybrid control unit 252 selects the EV mode unless the SOC of power storage device 216 reaches the management lower limit value.
- FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a first example of route guidance control by the navigation system according to the embodiment of the present invention. Note that each block in the functional block diagrams described below is typically realized by software processing by the ECU constituting the navigation control unit 310 executing a predetermined program, but the function corresponding to the block This may be realized by configuring a circuit (hardware) having the above in the ECU.
- the passage presence / absence prediction unit 400 charges an exhaust gas output vehicle on the basis of various navigation information including information from road map data and beacons and own vehicle position information, that is, zero emission. For the vehicle, it is predicted in advance that the hybrid vehicle 100 will pass through a road pricing area that is not charged. If the passage through the road pricing area is predicted, the prediction flag FLP is turned “ON” to instruct execution of a route search as described below.
- the passage presence / absence prediction unit 400 determines whether or not a road pricing area is included in the searched travel route. Based on this, it is possible to predict whether or not the vehicle passes through the road pricing area.
- the prediction flag FLP may be turned on when the distance to the boundary of the road pricing area is equal to or less than a predetermined distance based on the own vehicle position grasped by the GPS antenna 320 and the traveling direction thereof. .
- the prediction flag FLP can be turned on when the distance to the boundary of the road pricing area is equal to or less than a predetermined distance (which may be a value different from that at the time of destination setting).
- the user may be configured so that the necessity of route guidance considering the charging by road pricing can be input in advance as one of the setting items by the user.
- the user can set the upper limit of the charge amount that does not require route guidance, and automatically determine whether route guidance is necessary or not by comparing the charge amount of the road pricing area that is expected to pass and the above upper limit amount. May be. Then, when receiving an instruction from the user that charging avoidance is unnecessary, or when it is automatically determined that route guidance is unnecessary based on the charging amount, the passage presence / absence predicting unit 400 performs the above-described operation. Regardless of the prediction judgment, the prediction flag FLP is kept off, which is the initial value.
- SOC acquisition unit 420 acquires SOC indicating the remaining capacity of power storage device 216 from hybrid control unit 252, and based on the acquired SOC, stored energy that can be used for EV travel The amount Wst is calculated.
- the required energy estimation unit 410 estimates the amount of energy required to pass through the road pricing area by EV traveling based on the navigation information. More specifically, the required energy estimation unit 410 predicts the passage route of the road pricing area, and passes the road pricing area by EV traveling based on the distance, required time, and route information (gradient, etc.) of the predicted route. The required energy amount Wev for calculating is calculated.
- Determination unit 430 compares the stored energy amount Wst based on the remaining capacity of power storage device 216 with the required energy amount Wev by required energy estimation unit 410, and determines the road pricing area based on the current stored energy of power storage device 216. It is determined whether or not the vehicle can pass by traveling. Specifically, determination unit 430 turns on flag FNEV indicating that the vehicle cannot pass the road pricing area due to EV traveling when Wev> Wst, and turns off flag FNEV otherwise.
- the route search unit 460 executes a route search for external charging before entering the road pricing area.
- the route information Rst to the charging station near the current position of the hybrid vehicle 100 is output based on the vehicle position information and the road map information.
- the “neighboring charging station” that is the destination of the route search is typically the charging station that is closest to the current position, and hence is also referred to as “the nearest charging station” below.
- a plurality of charging stations having different charging speeds (that is, charging station times) may be set as “neighboring charging stations (nearest charging stations)”.
- the required charging time calculation unit 450 is based on the shortage energy amount ⁇ W calculated by the shortage energy calculation unit 440 and the charging speed of the nearest charging station obtained from the road map data. A required time Tch required for external charging of the insufficient energy amount ⁇ W is calculated.
- the guide unit 470 displays a display according to the route information Rst from the route search unit 460 based on the required charge time Tch calculated by the required charge time calculation unit 450 or in response to an instruction input from the vehicle user. To the unit 350. That is, the travel route to the nearest charging station is guided to the user of the hybrid vehicle.
- the guide unit 470 can automatically output a guidance display according to the route information Rst to the display unit 350 when the required charging time Tch is shorter than a threshold value set in advance by the user.
- the guide unit 470 can output a guidance display according to the route information Rst to the display unit 350 in response to a charging station guidance instruction from a user of the hybrid vehicle.
- the required time to the nearest charging facility corresponding to the destination in the route information Rst and the required time for charging the insufficient energy amount may be presented in advance. .
- the guide unit 470 may be output to the display unit 350 unconditionally.
- the route guidance control shown in FIG. 3 when it is predicted that the vehicle traveling using the engine will pass through the road pricing area where the charge is charged, the current remaining capacity of the power storage device 216 is calculated. Based on this, it is possible to appropriately determine whether or not the vehicle can pass through the road pricing area without being charged for EV travel. Furthermore, when passage by EV traveling is impossible, route guidance to a charging facility (charging station) for charging the insufficient energy amount can be performed before passing through the road pricing area.
- FIG. 4 shows a second example of route guidance control by the navigation system according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 4 shows a control configuration for newly searching for a detour route in the road pricing area when the vehicle cannot pass due to EV traveling.
- a detour path required time calculation unit 455 is provided instead of the insufficient energy calculation unit 440 and the required charge time calculation unit 450. It is done. Furthermore, a route search unit 460 # is arranged instead of the route search unit 460.
- the functions of the pass / fail prediction unit 400, the required energy estimation unit 410, the SOC acquisition unit 420, and the determination unit 430 are the same as those in FIG. That is, as in the case of FIG. 3, based on the current remaining capacity of the power storage device 216, it is determined whether or not the vehicle can pass through the road pricing area without being charged for EV traveling, and passing by EV traveling is determined. If this is impossible, the flag FNEV is turned on.
- the route search unit 460 # executes a route search for bypassing the road pricing area.
- the detour route information Rbp is output based on the vehicle position information and the road map information. At this time, a plurality of candidates may be listed for the detour route.
- a detour route for returning to this route is searched without passing through the road pricing area.
- the vehicle user may be asked to set a simulated destination (detour destination) corresponding to the destination of the road pricing area. Good.
- detour route required time calculation unit 455 performs detour corresponding to the required travel time of the detour route set by route search unit 460 # based on detour route information Rbp and navigation information (road map information, beacon information, etc.). Time Tbp is calculated.
- Guide unit 470 displays according to detour route information Rbp from route search unit 460 # based on detour time Tbp calculated by detour route required time calculation unit 455 or in response to a vehicle user instruction input. Is output to the display unit 350. That is, the detour route of the road pricing area is guided to the user of the hybrid vehicle.
- the guide unit 470 can automatically output a guidance display according to the detour route information Rbp to the display unit 350 when the detour time Tbp is shorter than a threshold set in advance by the user.
- the guide unit 470 can output a guidance display according to the detour route information Rbp to the display unit 350 in response to a detour route guidance instruction from the user of the hybrid vehicle.
- the detour time Tbp may be presented in advance.
- the road pricing area is not charged for EV travel based on the current remaining capacity of the power storage device 216. It is possible to appropriately determine whether or not it can pass through. Furthermore, when the passage by EV traveling is impossible, the detour route of the road pricing area can be guided.
- FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of an example of such comprehensive route guidance control.
- route guidance control can be realized by executing a program according to the flowchart shown in FIG. 5 by the ECU constituting the navigation control unit 310.
- step S100 navigation control unit 310 predicts in advance by hybrid vehicle 100 passing through a road pricing area for which an exhaust gas output vehicle is charged, in step S100.
- the determination in step S100 can be performed in the same manner as the determination by the passage presence / absence prediction unit 400 shown in FIGS. That is, when the prediction flag FLP is turned on by the passage presence / absence prediction unit 400, step S100 is determined as YES, and when not, step S100 is determined as NO.
- the navigation control unit 310 acquires the current SOC of the power storage device 216 in step S110. That is, the processing in step S110 corresponds to the function of SOC acquisition unit 420 in FIGS.
- step S120 the navigation control unit 310 advances the process to step S120, and estimates a necessary energy amount for passing through the road pricing area by EV traveling. That is, the process in step S120 corresponds to the function of the required energy estimation unit 410 shown in FIGS.
- step S130 navigation control unit 310 determines whether or not the vehicle can pass through the road pricing area by EV traveling based on the current SOC acquired in step S110 and the required energy amount estimated in step S120. To do.
- the processing in step S130 can be executed in the same manner as the determination by the determination unit 430 in FIGS. In other words, step S130 is determined as NO when the condition for turning on FNEV is determined by determination unit 430, and step S130 is determined as YES when not.
- step S140 the new route guidance responding to the prediction of passage through the road pricing area is not executed.
- the route guidance is not executed as it is without newly guiding a route to a charging station or a detour route as will be described later.
- the navigation control unit 310 proceeds to step S145 and loads the road as in the route search unit 460 of FIG.
- a route search for external charging is performed before entering the pricing area. For example, a route to the nearest charging station is searched based on the vehicle position information and road map information. At this time, a plurality of charging stations having different charging speeds (that is, charging station times) may be set as destinations.
- step S150 navigation control unit 310 calculates a deficient energy amount ⁇ W corresponding to a deficiency in accumulated energy amount Wst based on the SOC of power storage device 216 with respect to the required energy amount estimated in step S120.
- step S160 the navigation control unit 310 calculates a required time Tch necessary for external charging of the shortage energy amount ⁇ W at the nearest charging station. That is, the process of step S150 corresponds to the function of the insufficient energy calculation unit 440 in FIG. 3, and the process of step S160 corresponds to the function of the required charging time calculation unit 450 in FIG.
- step S170 determines whether the route guidance to the nearest charging station is performed by step S170.
- the determination in step S170 can be executed according to the comparison between the required charging time Tch and the threshold value Tth1 preset by the user, or the presence or absence of a charging station guidance request from the user of the hybrid vehicle, as described in FIG. .
- the required time to the nearest charging facility and the required charging time for the insufficient energy amount may be presented in advance.
- step S180 Route guidance to the nearest charging station. That is, the processing in step S180 corresponds to the function of the guide unit 470 in FIG. Note that step S145 for searching for a route to the nearest charging station may be a processing procedure executed when YES is determined in step S170.
- step S170 when NO is determined in step S170 and the route guidance to the nearest charging station is not executed, the navigation control unit 310 proceeds to step S190 and performs the same process as the route search unit 460 # in FIG. Search for a detour route in the road pricing area. At this time, a plurality of candidates may be listed for the detour route.
- the navigation control unit 310 proceeds to step S200, and determines whether or not the detour time Tbp that is the required time of the detour route searched in step S190 is shorter than a predetermined threshold value Tth2.
- the navigation control unit 310 advances the process to step S210 and guides the detour route. If there are a plurality of detour routes with Tbp ⁇ Tth2, it is preferable to guide the detour route searched for in step S190 with the shortest required time. You may guide in the mode which makes it select.
- step S200 the navigation control unit 310 advances the process to step S220 to determine whether or not guidance for a detour route is necessary.
- the determination in step S220 can be executed in response to the presence or absence of a detour route guidance instruction from the user of the hybrid vehicle, for example.
- the user is inquired whether there is a detour route guidance instruction.
- step S220 may be automatically determined according to the charge amount of the road pricing area. For example, comparing the billing amount with a predetermined amount set in advance, step S220 is determined as YES when the billing amount is equal to or greater than the predetermined amount, while step S220 is determined as NO when the billing amount is lower than the predetermined amount. Good.
- the navigation control unit 310 proceeds to step S230 when YES is determined in step S220, that is, if guidance of the detour route is necessary, and displays the detour route searched in step S190 in step S190. Also in this case, only the detour route with the shortest detour time may be guided, or the user may be guided in a manner in which a plurality of detour routes are selected.
- the navigation control unit 310 advances the process to step S140. That is, the new route guidance responding to the prediction of passage through the road pricing area is not executed.
- the route guidance processing (S150 to S180) to the nearest charging station is executed with priority over the detour route guidance processing (S190 to S220), but the processing order is changed.
- the detour route guidance process (S190 to S220) may be executed first.
- route guidance processing (S150 to S180) to the nearest charging station is executed when detour route guidance is not required (NO in step S220).
- only one of the route guidance processing to the nearest charging station (S150 to S180) and the detour route guidance processing (S190 to S220) may be executed.
- the power storage device 216 Based on the current remaining capacity of the vehicle, it is possible to appropriately determine whether or not the vehicle can pass through the road pricing area without being charged for EV travel. In addition, when it is impossible to pass by EV traveling, route guidance to the nearest charging facility (charging station) for charging the shortage energy amount before passing through the road pricing area, or passing through the road pricing area. It is possible to guide the bypass route to be avoided.
- the exhaust gas output vehicle is charged by comprehensively judging the remaining capacity of the power storage device 216, the time required for the detour route, the amount charged for road pricing, and the like.
- Appropriate route guidance can be executed for traveling in the target road pricing area.
- the route guidance control that only guides the detour route when the road pricing area cannot pass through EV traveling is not limited to only a hybrid vehicle that can be externally charged, and is a hybrid vehicle capable of EV traveling. Applicable to the whole.
- the present invention can be applied to a hybrid vehicle navigation system.
Landscapes
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Abstract
ECUは、排ガス出力車両を課金対象とするロードプライシングエリアの通過が予測されると(S100のYES判定時)、蓄電装置の現在のSOCを取得する(S110)とともに、排ガス出力車両を課金対象とするロードプライシングエリアをEV走行によって通過するために必要なエネルギ量を推定する(S120)。さらに、現在のSOCと、推定した必要エネルギ量とに基づいて、EV走行によってロードプライシングエリアの通過が可能か否かが判定される(S130)。ECUは、EV走行によるロードプライシングエリアの通過が不能と判定したとき(S130のNO判定時)には、付近の充電スタンドへの経路案内処理(S145~S180)および/または迂回経路案内処理(S190~S220)を実行する。
Description
この発明は、ナビゲーションシステムおよびそれを備えたハイブリッド車両、ならびに、ハイブリッド車両の経路探索方法に関し、より特定的には、エンジンを停止した走行モードを選択可能なハイブリッド車両がロードプライシングによる規制区域に接近した際の経路案内に関する。
渋滞の緩和や大気汚染の改善を図るために、特定の対象地域を走行する車両に対して課金するロードプライシングが提案されている。たとえば、特開2005-274213号公報(特許文献1)には、ロードプライシングによる規制区域(以下、ロードプライシングエリアと称する)を考慮した経路設定を実行するナビゲーションシステムが記載されている。
特に、特許文献1のナビゲーションシステムでは、経路設定の場合に、経路計算に用いるエリア内にロードプライシングエリアがあれば、許可情報(進入許可対象のロードプライシングエリアとその許可期間)に基づいてロードプライシングエリアへの進入可否を判断した上で、進入不可と判断されたロードプライシングエリアを回避した経路が設定される。このようにすると、エリアライセンスが無効な状態でロードプライシングエリアを通過することによって課金されるような事態を回避した経路計算を自動的に実行できる。
また、特開平7-107617号公報(特許文献2)には、定められた走行経路を走行する場合に、走行環境に応じた走行モード、具体的にはエンジンの駆動力を用いることなくバッテリを電源としてモータのみで走行するモータモードによって走行することが可能なハイブリッド型車両が記載されている。
特に、特許文献2のハイブリッド型車両では、運転者によるモード選択に従って、運転者によって部分地域ゼロエミッションモードが選択されたときには、人口密集地域やガス規制地域においてモータモードを適用して走行することが記載されている。また、運転者が全ゼロエミッションモードが選択したときには、経路探索の結果得られた走行経路から全走行距離を計算するとともに、現在のバッテリ容量の残量によって全走行距離をモータモードで走行することが可能かどうかを判断することによって、充電の必要性が判断される。さらに、充電の必要性がある場合には、走行経路上に充電スタンドがあるか否かを判断し、充電スタンドが存在する場合には音声出力または表示によって充電する意思があるか否かを運転者に問合せることが記載されている。
さらに、特開平10-170293号公報(特許文献3)には、電気自動車の航続力を考慮して目的地までの最適な誘導経路を探索するための電気自動車の経路探索装置が記載されている。特に特許文献3の構成によれば、充電ステーションに関する情報を含んだ道路地図データに基づいて、車載バッテリの補充電を考慮した目的地までの誘導経路を探索することが記載されている。
特開2005-274213号公報
特開平7-107617号公報
特開平10-170293号公報
ロードプライシングの一態様として、大気汚染への影響を特に考慮した場合には、排ガス出力車両を課金対象とする、すなわち、いわゆるゼロエミッション車両については課金対象外とする規制が想定される。このような規制の場合には、電力のみを動力とする電気自動車の他、内燃機関を停止して電動機出力のみによる走行(以下、EV(Electric Vehicle)走行とも称する)が可能なハイブリッド車両についても、EV走行を行なえば課金されることなくロードプライシングエリアを通過することができる。
一方で、ハイブリッド車両では、内燃機関単独による走行あるいは、内燃機関および電動機の出力の両方による走行についても可能であるので、EV走行が不能である状態でロードプライシングエリアに進入すると、ユーザの意に反して課金されるケースが発生し得る。
したがって、特許文献1に記載されたナビゲーションシステムのように、現在の車両状態を考慮することなく、予め固定的に設定された許可情報(進入許可されたロードプライシングエリアおよびその許可期間)のみに基づいてロードプライシングエリアの通過可否を判断するた方式では、上記のようなロードプライシングエリアに対しては、適切な経路案内(ナビゲ-ション)を実行できない可能性がある。また、特許文献2および3についても、上記のようなロードプライシングエリアを考慮したものではない。
また、ハイブリッド車両には、充電スタンド等の車外充電設備による充電(外部充電とも称する)を可能に構成した充電装置を搭載する構成も知られているため、この点についても考慮して経路案内を行なうことが期待される。
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、内燃機関と、蓄電装置からの電力によって車両駆動力を出力する電動機とを備えたハイブリッド車両に対して、排ガス出力車両を課金対象とするロードプライシングエリアの走行に関して、適切な経路案内を実行することである。
この発明によるナビゲーションシステムは、内燃機関と、蓄電装置からの電力によって車両駆動力を出力する電動機とを備えたハイブリッド車両のナビゲーションシステムであって、予測部と、取得部と、推定部と、判断部と、探索部とを備える。予測部は、自車位置情報および道路地図情報に基づいて、エンジンを用いた車両走行が課金を受ける特定の規制区域の通過を事前に予測するように構成される。取得部は、規制区域の通過予測時に、蓄電装置の現在の残存容量を取得するように構成される。推定部は、規制区域の通過予測時に、エンジンを停止して電動機からの車両駆動力により走行する電気走行モードによって規制区域を通過するために蓄電装置から出力を要する必要エネルギ量を推定するように構成される。判断部は、推定部による必要エネルギ量の推定値と蓄電装置の現在の残存容量とに基づいて、ハイブリッド車両が電気走行モードによって規制区域を通過可能であるか否かを判断するように構成される。探索部は、判断部によって電気走行モードによる規制区域の通過が不能と判断されたことに応答して、課金を回避するための経路探索を実行するように構成される。
あるいは、この発明は、上記内燃機関、上記蓄電装置および上記電動機とを備えたハイブリッド車両の経路探索方法であって、自車位置情報および道路地図情報に基づいて、内燃機関を用いた車両走行が課金を受ける特定の規制区域の通過を事前に予測するステップと、規制区域の通過予測時に、蓄電装置の現在の残存容量を取得するステップと、規制区域の通過予測時に、内燃機関を停止して電動機からの車両駆動力により走行する電気走行モードによって規制区域を通過するために蓄電装置から出力を要する必要エネルギ量を推定するステップと、推定するステップによる必要エネルギ量の推定値と蓄電装置の現在の残存容量とに基づいて、ハイブリッド車両が電気走行モードによって規制区域を通過可能であるか否かを判断するステップと、判断するステップによって電気走行モードによる規制区域の通過が不能と判断されたことに応答して、課金を回避するための経路探索を実行するステップとを備える。
上記ナビゲーションシステムおよびそれを備えたハイブリッド車両、ならびに、ハイブリッド車両の経路探索方法によれば、エンジンを用いた車両走行が課金を受ける特定の規制区域(ロードプライシングエリア)の通過が予測される際には、車載蓄電装置の現在の残存容量に基づいて、電気走行モード(EV走行)によって課金されることなくロードプライシングエリアを通過可能であるか否かを適切に判断できる。さらに、EV走行による当該規制区域を通過することが不能と判断したときには、課金を回避するための経路探索を新たに実行することによって、排ガス出力車両を課金対象とするロードプライシングエリアの走行に関して、適切な経路案内を実行することができる。
好ましくは、蓄電装置は、ハイブリッド車両の外部の充電設備によって充電可能に構成され、かつ、道路地図情報は、充電設備に関する情報を含む。そして、探索部または実行するステップは、課金を回避するための経路探索として、ハイブリッド車両の現在位置の付近の充電設備への経路を探索する。
このようにすると、EV走行によるロードプライシングエリア通過に対する不足エネルギ量を外部充電するための充電設備(充電スタンド)への走行経路を案内することによって、ロードプライシングエリアでの課金を回避可能な経路案内を実行することができる。
さらに好ましくは、ナビゲーションシステムは、不足エネルギ算出部と、充電時間算出部と、案内部とをさらに備える。不足エネルギ算出部は、判断部によって電気走行モードによる規制区域の通過が不能と判断されたときに、推定部による必要エネルギ量の推定値と蓄電装置の残存容量とに基づいて、蓄電装置の不足エネルギ量を算出するように構成される。充電時間算出部は、算出された不足エネルギ量と道路地図情報とに基づいて、付近の充電設備における不足エネルギ量の充電所要時間を算出するように構成される。案内部は、算出された充電所要時間が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、探索部によって探索された付近の充電設備への走行経路を運転者に案内するように構成される。あるいは、経路探索方法は、判断するステップによって電気走行モードによる規制区域の通過が不能と判断されたときに、推定するステップによる必要エネルギ量の推定値と蓄電装置の残存容量とに基づいて、蓄電装置の不足エネルギ量を算出するステップと、算出された不足エネルギ量と道路地図情報とに基づいて、付近の充電設備における不足エネルギ量の充電所要時間を算出するステップと、算出された充電所要時間が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、実行するステップによって探索された付近の充電設備への走行経路を運転者に案内するステップとをさらに備える。
このようにすると、車載蓄電装置の現在の残存容量に対する不足エネルギ量の充電所要時間に応じて、充電設備への経路案内の実行要否を選択できる。特に、使用者が設定可能な所定時間よりも充電所要時間が短い充電設備への経路案内が選択的に実行されるので、利便性を高めることができる。
また好ましくは、探索部は、課金を回避するための経路探索として、道路地図情報に基づいて規制区域を迂回するための迂回経路を探索する。そして、ナビゲーションシステムは、迂回経路の走行所要時間が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、探索部によって探索された迂回経路を運転者に案内するための案内部をさらに備える。あるいは、実行するステップは、課金を回避するための経路探索として、道路地図情報に基づいて規制区域を迂回するための迂回経路を探索し、経路探索方法は、迂回経路の走行所要時間が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、実行するステップによって探索された迂回経路を運転者に案内するステップをさらに備える。
このようにすると、走行所要時間が所定時間以下であるロードプライシングエリアの迂回経路を自動的に案内することができる。特に、使用者が設定可能な所定時間よりも所要走行時間が短い迂回経路が選択的に案内されるので、利便性を高めることができる。
さらに好ましくは、蓄電装置は、ハイブリッド車両の外部の充電設備によって充電可能に構成され、かつ、道路地図情報は、充電設備に関する情報を含むように構成される。そして、探索部は、案内部による迂回経路の案内が非実行とされたときに、課金を回避するための経路探索として、ハイブリッド車両の現在位置の付近の充電設備への経路を探索する。さらに、ナビゲーションシステムは、推定部による必要エネルギ量の推定値と蓄電装置の残存容量とに基づいて、蓄電装置の不足エネルギ量を算出する不足エネルギ算出部と、算出された不足エネルギ量と道路地図情報とに基づいて、付近の充電設備における不足エネルギ量の充電所要時間を算出する充電時間算出部とをさらに備える。そして、案内部は、充電時間算出部によって算出された充電所要時間が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、探索部によって探索された付近の充電設備への経路を運転者に案内する。
このようにすると、案内可能な適当な迂回経路が存在しないときには、EV走行によるロードプライシングエリア通過に対する不足エネルギ量を外部充電するための充電設備(充電スタンド)への走行経路を自動的に案内することができる。特に、使用者が設定可能な所定時間よりも充電所要時間が短い充電設備への経路案内のみが実行されるので、利便性を高めることができる。
また、さらに好ましくは、探索部は、案内部による付近の充電設備への走行経路の案内が非実行とされたときに、課金を回避するための経路探索として、道路地図情報に基づいて規制区域を迂回するための迂回経路を探索する。そして、案内部は、迂回経路の走行所要時間が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、探索部によって探索された迂回経路を運転者に案内する。
このようにすると、案内可能な適当な付近の充電設備が存在しないときには、走行所要時間が所定時間以下であるロードプライシングエリアの迂回経路を自動的に案内するができる。特に、使用者が設定可能な所定時間よりも所用走行時間が短い迂回経路のみが案内されるので、利便性を高めることができる。
好ましくは、ナビゲーションシステムにおいて、規制区域の通過による課金額が使用者により設定可能な所定金額より低いときに、課金を回避するための経路探索に従った経路案内を非実行とする。あるいは、経路探索方法は、規制区域の通過による課金額が使用者により設定可能な所定金額より低いときには、課金を回避するための経路探索に従った経路案内を非実行とするステップをさらに備える。
このようにすると、当該ロードプライシングエリアでの課金額に応じて自動的に、ロードプライシングエリアでの課金を回避するための経路案内を非実行とすることができる。
また好ましくは、予測部は、予め設定された目的地までの経路探索結果に基づいて、規制区域の通過を予測する。あるいは、予測部は、目的地が設定されていない車両走行時には、自車位置情報と、過去の走行履歴とに基づいて、規制区域の通過を予測する。
このようにすると、目的地への経路案内が既実行および未実行のいずれにおいても、特定の規制区域(ロードプライシングエリア)の通過を事前予測することができる。
この発明によるハイブリッド車両は、蓄電装置、電動機およびエンジンと、上記のいずれかのナビゲーションシステムと、規制区域の走行時には、電気走行モードを優先的に選択する走行制御部とを備える。
この発明によれば、内燃機関と、蓄電装置からの電力によって車両駆動力を出力する電動機とを備えたハイブリッド車両に対して、排ガス出力車両を課金対象とするロードプライシングエリアの走行に関して、適切な経路案内を実行することができる。
100 ハイブリッド車両、142 アクセルポジションセンサ、144 車速センサ、202 エンジン、204 動力分割機構、206,210 モータジェネレータ、208 伝達ギヤ、212 駆動軸、214 車輪、216 蓄電装置、218,220 電力変換器、222 燃料タンク、224 充電器、250 ECU、260 燃料補給口、270 充電コネクタ、280 充電ケーブル、300 ナビゲーションシステム、310 ナビゲーション制御部、320 GPSアンテナ、330 ビーコン受信部、340 ジャイロセンサ、350 表示部、355 記録媒体、360 インタフェース部、370 記憶部、400 通過有無予測部、410 必要エネルギ推定部、420 SOC取得部、430 判断部、440 不足エネルギ算出部、450 充電所要時間算出部、455 迂回経路所要時間算出部、460,460♯ 経路探索部、470 案内部、FLP 予測フラグ(ロードプライシングエリア通過)、FNEV フラグ、IB 入出力電流(蓄電装置)、PWM1,PWM2,PWM3 信号(電力変換)、Rbp 迂回経路情報、Rst 経路情報(充電スタンド)、Tbp 迂回時間、Tch 充電所要時間、Tth1 しきい値(充電所要時間)、Tth2 しきい値(迂回時間)、Wev 必要エネルギ量(EV走行)、Wst 蓄積エネルギ量、ΔW 不足エネルギ量。
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰返さないものとする。
図1は、本発明の実施の形態によるナビゲーションシステムを搭載したハイブリッド車両の構成例を説明する機能ブロック図である。
図1を参照して、ハイブリッド車両100は、エンジン202と、動力分割機構204と、モータジェネレータ206,210と、伝達ギヤ208と、駆動軸212と、車輪214とを備える。また、ハイブリッド車両100は、蓄電装置216と、電力変換器218,220と、燃料タンク222と、充電器224と、ECU(Electronic Control Unit)250と、燃料補給口260と、充電コネクタ270と、ナビゲーションシステム300とを備える。
動力分割機構204は、エンジン202、モータジェネレータ206および伝達ギヤ208に結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車を動力分割機構204として用いることができ、この3つの回転軸がエンジン202、モータジェネレータ206および伝達ギヤ208の回転軸にそれぞれ接続される。
エンジン202が発生する運動エネルギは、動力分割機構204によってモータジェネレータ206と伝達ギヤ208とに分配される。すなわち、エンジン202は、駆動軸212に動力を伝達する伝達ギヤ208を駆動するとともに、モータジェネレータ206を駆動する動力源としてハイブリッド車両100に組込まれる。モータジェネレータ206は、エンジン202によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン202の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両100に組込まれる。また、モータジェネレータ210は、駆動軸212に動力を伝達する伝達ギヤ208を駆動する動力源としてハイブリッド車両100に組込まれる。
蓄電装置216は、充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池により構成される。蓄電装置216は、電力変換器218,220へ電力を供給する。また、蓄電装置216は、モータジェネレータ206および/または210の発電時、電力変換器218および/または220から電力を受けて充電される。
さらに、蓄電装置216は、充電コネクタ270が、充電ケーブル280を介して、充電スタンドに代表される車両外部の充電設備(図示せず)と接続される外部充電時には、充電設備からの外部電力を蓄電装置216の充電電力に変換する充電器224から電力を受けて充電される。なお、以下では、ハイブリッド車両100を外部充電可能な充電設備の代表例として「充電スタンド」が示されるものとする。
なお、蓄電装置216としては、大容量のキャパシタも採用可能であり、モータジェネレータ206,210による発電電力や外部電源からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータ206,210へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。なお、蓄電装置216の出力電圧VBおよび入出力電流IBは、図示されないセンサによって検出され、その検出値はECU250へ送出される。
電力変換器218は、ECU250からの信号PWM1に基づいて、モータジェネレータ206により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置216へ出力する。電力変換器220は、ECU250からの信号PWM2に基づいて、蓄電装置216から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ210へ出力する。なお、電力変換器218は、エンジン202の始動時、信号PWM1に基づいて、蓄電装置216から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ206へ出力する。また、電力変換器220は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、信号PWM2に基づいて、モータジェネレータ210により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置216へ出力する。
モータジェネレータ206,210は、交流電動機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ206は、エンジン202により生成された運動エネルギを電気エネルギに変換して電力変換器218へ出力する。また、モータジェネレータ206は、電力変換器218から受ける三相交流電力によって駆動力を発生し、エンジン202の始動を行なう。
モータジェネレータ210は、電力変換器220から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータ210は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、運動エネルギや位置エネルギとして車両に蓄えられた力学的エネルギを電気エネルギに変換して電力変換器220へ出力する。
エンジン202は、燃料の燃焼による熱エネルギをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギに変換し、その変換された運動エネルギを動力分割機構204へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギが動力分割機構204に伝達される。なお、エンジン202の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、または、液体もしくは気体の水素燃料が好適である。
燃料タンク222は、燃料補給口260から供給される燃料を貯蔵し、その貯蔵された燃料をエンジン202へ供給する。なお、燃料タンク222内の燃料残量FLは、図示されないセンサによって検出され、その検出値がECU250へ出力される。
充電器224は、ECU250からの信号PWM3に基づいて、充電コネクタ270へ与えられる外部電源からの電力を蓄電装置216の充電電力に変換して蓄電装置216へ出力する。
ECU250は、各センサから送信された信号、図示しないROM(Read Only Memory)等の記憶領域に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、ハイブリッド車両100が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。あるいは、ECU250の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。
具体的には、ECU250は、電力変換器218,220をそれぞれ駆動するための信号PWM1,PWM2を生成し、その生成した信号PWM1,PWM2をそれぞれ電力変換器218,220へ出力する。また、ECU250は、充電器224による蓄電装置216の充電を要求する信号REQを受けると、充電器224を駆動するための信号PWM3を生成し、その生成した信号PWM3を充電器224へ出力する。
なお、ハイブリッド車両100の外部充電のための構成は、図1の例示に限定されるものではなく、駐車中に、充電設備(図示せず)からの電力を蓄電装置216の充電電力に変換可能であれば、任意の構成を適用できる。たとえば、外部充電専用の充電器224の配置を省略して、電力変換器218,220によって、充電コネクタ270へ与えられる外部電源からの電力を蓄電装置216の充電電力に変換する構成としてもよい。
さらに、ECU250は、ハイブリッド車両100の走行モードを制御する。すなわち、ECU250は、エンジン202を停止してモータジェネレータ210のみを用いたEV走行(電気走行モード)、およびエンジン202を動作させたハイブリッド走行(ハイブリッド走行モード)の切替を制御する。以下では、電気走行モードを「EVモード」とも称し、ハイブリッド走行モードを「HV(Hybrid
Vehicle)モード」とも称する。
Vehicle)モード」とも称する。
また、さらに、ECU250は、燃料タンク222の燃料残量FLならびに蓄電装置216の電圧VBおよび電流IBの各検出値に基づいて、あるいは、図示しない他の情報にさらに基づいて、電力を用いた走行に関する情報や燃費に関する情報を生成、管理して、図示しない表示部等へ表示することもできる。また、ECU250およびナビゲーションシステム300の間では、後程説明するように、蓄電装置216のSOCや、EV走行の優先的な選択を指示する信号INS(EV)等が送受信される。
図2は、本発明の実施の形態によるナビゲーションシステムに関連する車両制御構成を説明するブロック図である。
図2を参照して、ECU250は、ハイブリッド制御部252と、バッテリ制御部254と、エンジン制御部256とを含む。ハイブリッド制御部252、バッテリ制御部254およびエンジン制御部256の各々は、当該ブロックに相当する機能を有する回路(ハードウェア)をECU250内に構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってECU250がソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。
バッテリ制御部254は、蓄電装置216の残存容量を示すSOC(State of Charge)を蓄電装置216の充放電電流の積算などにより求めて、これをハイブリッド制御部252へ送信する。あるいは、蓄電装置216の出力電圧や温度をさらに反映してSOCを求めてもよい。
エンジン制御部256は、エンジン202のスロットル制御を行なうとともに、エンジン202のエンジン回転数Neを検出してハイブリッド制御部252に送信する。
ハイブリッド制御部252は、アクセルポジションセンサ142の出力信号Accと車速センサ144で検出された車速Vとに基づいて、運転者の要求する出力(要求パワー)を算出する。ハイブリッド制御部252は、この運転者の要求パワーに加え、蓄電装置216の充電状態SOCを考慮して必要な駆動力(トータルパワー)を算出し、エンジンに要求する回転数とエンジンに要求するパワーとをさらに算出する。すなわち、トータルパワーについての、エンジン202およびモータジェネレータ210間での出力パワー分担を決定する。すなわち、ハイブリッド制御部252は、EVモード(エンジン出力を零に設定)およびHV走行モードの選択を行なう「走行制御部」の機能を有する。
ハイブリッド制御部252は、エンジン制御部256に要求回転数と要求パワーとを送信し、エンジン制御部256にエンジン202のスロットル制御を行なわせる。EVモードでは、ハイブリッド制御部252は、エンジン制御部256に対して、エンジン202の停止を指示する。
さらに、ハイブリッド制御部252は、モータジェネレータ210の出力パワーが上記分担に従うように、モータジェネレータ206,210を制御する電力変換器218,220の制御指令(図1の信号PWM1,PWM2)を生成する。
ナビゲーションシステム300は、ナビゲーション制御部310と、GPSアンテナ320と、ビーコン受信部330と、ジャイロセンサ340と、表示部350と、インタフェース部360と、記憶部370とを含む。
ナビゲーション制御部310は、代表的には電子制御ユニット(ECU)で構成されて、目的地までの走行経路を設定する経路案内を行なう。代表的には、ナビゲーション制御部310は、タッチディスプレイを含む表示部350から、ユーザによって設定された目的地の情報を得る。なお、本実施の形態を通じて、一旦設定された目的地までの走行経路の探索手法については、周知の任意の手法を適用することが可能であるので、詳細な説明は行なわない。
また、ナビゲーション制御部310は、インタフェース部360を介して、CD(Compact Disk),DVD(Digital Versatile Disk)等の記録媒体355に記録された道路地図データを読み込む。なお、道路地図データは、ハイブリッド車両100を外部充電するための充電設備(充電スタンド)に関する情報、たとえば、その位置や充電能力(特に充電速度)を示す情報を含むことが好ましい。記憶部370は、たとえばHDD(Hard Disk Drive)であり、道路地図データを不揮発的に記憶することができる。なお、記憶部370は設けられていなくてもよい。
さらに、ナビゲーション制御部310は、ビーコン受信部330によって受信された、路上に設置されたビーコンからの情報を受ける。たとえば、ビーコンからの情報によって、渋滞情報、所要時間、工事情報、速度・車線規制情報、駐車場の位置・空車情報等を取得できる他、ロードプライシングエリアへの接近についても認識することができる。あるいは、上記道路地図データ上に予めロードプライシングエリアを示す情報が格納されていてもよい。
ナビゲーション制御部310は、GPSアンテナ320およびジャイロセンサ340を用いて、あるいは、車速センサ144の出力Vをさらに用いて、自車位置情報、すなわち、車両の現在位置および進行方向を把握する。そして、ナビゲーション制御部310は、把握した自車位置を、道路地図データに重ねて表示部350に表示する。さらに、ナビゲーション制御部310は、ユーザによって目的地が設定された場合には、現在位置から目的地までの走行経路を探索するとともに、表示部350により経路案内を行なう。周知の様に、経路案内の一環として、自車位置と探索した走行経路との関係に基づいて、音声ガイダンスが行なわれてもよい。
ナビゲーション制御部310は、ハイブリッド車両100がロードプライシングエリアを通過中であるときには、優先的にEVモードを選択することを指示する信号INS(EV)をハイブリッド制御部252に対して出力する。ハイブリッド制御部252は、信号INS(EV)を受けると、蓄電装置216のSOCが管理下限値に達しない限り、EVモードを選択する。
図3は、本発明の実施の形態のナビゲーションシステムによる経路案内制御の第1の例を説明する機能ブロック図である。なお、以降で説明する機能ブロック図中の各ブロックは、代表的には、ナビゲーション制御部310を構成するECUが所定プログラムを実行することによるソフトウェア処理によって実現されるが、当該ブロックに相当する機能を有する回路(ハードウェア)を当該ECU内に構成することによって実現してもよい。
図3を参照して、通過有無予測部400は、道路地図データやビーコンからの情報を含む各種ナビゲーション情報および、自車位置情報に基づいて、排ガス出力車両を課金対象とする、すなわち、ゼロエミッション車両については課金対象外とするロードプライシングエリアを、ハイブリッド車両100が通過することを事前予測する。そして、ロードプライシングエリアの通過が予測される場合には、予測フラグFLPを「オン」して、以下に説明するような経路探索の実行を指示する。
通過有無予測部400は、たとえば、運転者を含むユーザによって設定された目的地までの経路探索が既に実行されている場合には、探索された走行経路にロードプライシングエリアが含まれているかどうかに基づいて、ロードプライシングエリアの通過有無を予測することができる。この場合には、GPSアンテナ320等によって把握される自車位置およびその進行方向に基づいて、ロードプライシングエリアの境界までの距離が所定距離以下となったときに、予測フラグFLPをオンすればよい。
あるいは、目的地が設定されていない場合においても、GPSアンテナ320等によって把握される自車位置およびその進行方向とに基づいて、好ましくは、過去の走行履歴をさらに反映して、ロードプライシングエリアの通過を予測することができる。そして、ロードプライシングエリアの境界までの距離が所定距離(目的地設定時とは異なる値であってもよい)以下となった場合に、予測フラグFLPをオンすることができる。
あるいは、ロードプライシングによる課金を考慮した経路案内の要否を、ユーザによる設定項目の1つとして予め入力可能に構成してもよい。または、経路案内を不要とする課金額の上限額をユーザによって設定可能として、通過が予測されるロードプライシングエリアの課金額と上記上限額との比較によって、経路案内の要否を自動的に判断してもよい。そして、ユーザから課金回避が不要である旨の指示を受けている場合、あるいは、課金額に基づいて経路案内が不要であると自動的に判断した場合には、通過有無予測部400は、上述の予測判断とは無関係に、予測フラグFLPを初期値であるオフに維持する。
予測フラグFLPがオンされると、SOC取得部420は、ハイブリッド制御部252から、蓄電装置216の残存容量を示すSOCを取得するとともに、取得したSOCに基づいて、EV走行に使用可能な蓄積エネルギ量Wstを算出する。
一方、必要エネルギ推定部410は、予測フラグFLPのオンに応答して、ナビゲーション情報に基づいて、ロードプライシングエリアをEV走行によって通過するのに必要なエネルギ量を推定する。より具体的には、必要エネルギ推定部410は、ロードプライシングエリアの通過経路を予測するとともに、その予測経路の距離、所要時間および経路情報(勾配等)に基づいて、EV走行によるロードプライシングエリア通過のための必要エネルギ量Wevを算出する。
判断部430は、蓄電装置216の残存容量に基づく蓄積エネルギ量Wstと、必要エネルギ推定部410による必要エネルギ量Wevとを比較して、蓄電装置216の現在の蓄積エネルギによって、ロードプライシングエリアをEV走行によって通過可能であるか否かを判断する。具体的には、判断部430は、Wev>Wstのときに、EV走行によるロードプライシングエリア通過不能を示すフラグFNEVをオンする一方で、それ以外のときには、フラグFNEVをオフする。
経路探索部460は、フラグFNEVがオンされると、ロードプライシングエリア進入前に外部充電するための経路探索を実行する。たとえば、自車位置情報および道路地図情報に基づいて、ハイブリッド車両100の現在位置の付近の充電スタンドへの経路情報Rstを出力する。このとき、経路探索の目的地となる「付近の充電スタンド」は、代表的には、現在位置から最も近い充電スタンドであるので、以下では、「最寄の充電スタンド」とも表記する。なお、充電速度(すなわち、充電所用時間)が異なる複数の充電スタンドを「付近の充電スタンド(最寄の充電スタンド)」としてもよい。
さらに、フラグFNEVのオンに応答して、不足エネルギ算出部440は、必要エネルギ量Wevに対する蓄積エネルギ量Wstの不足分に相当する不足エネルギ量ΔW(ΔW=Wev-Wst)を算出する。
そして、充電所要時間算出部450は、不足エネルギ算出部440が算出した不足エネルギ量ΔWと、道路地図データから得られる最寄の充電スタンドの充電速度に基づいて、当該最寄の充電スタンドにおいて、不足エネルギ量ΔWの外部充電に必要な所要時間Tchを算出する。
案内部470は、充電所要時間算出部450によって算出された充電所要時間Tchに基づいて、あるいは、車両ユーザの指示入力に応答して、経路探索部460からの経路情報Rstに従った表示を表示部350に出力する。すなわち、ハイブリッド車両のユーザに対して最寄の充電スタンドへの走行経路が案内される。
たとえば、案内部470は、充電所要時間Tchがユーザにより予め設定されたしきい値よりも短いときに自動的に、経路情報Rstに従った案内表示を表示部350に出力することができる。あるいは、案内部470は、ハイブリッド車両のユーザからの充電スタンドの案内指示に応答して、経路情報Rstに従った案内表示を表示部350に出力することができる。なお、ユーザからの案内指示を受ける際には、経路情報Rstでの目的地に相当する最寄の充電設備までの所要時間および不足エネルギ量の充電所要時間を事前に提示するようにしてもよい。
あるいは、充電所要時間Tchについての条件成立あるいは、ユーザからの充電スタンドの案内指示に応答して、経路探索部460が最寄の充電スタンドへの走行経路を探索する構成として、案内部470は、経路探索部460からの経路情報Rstに従った表示を、無条件に表示部350に出力してもよい。
以上説明したように、図3に示した経路案内制御によれば、エンジンを用いた車両走行が課金を受けるロードプライシングエリアの通過が予測される際には、蓄電装置216の現在の残存容量に基づいて、EV走行によって課金されることなく当該ロードプライシングエリアを通過可能であるか否かを適切に判断できる。さらに、EV走行による通過が不能である場合には、ロードプライシングエリアの通過前に、不足エネルギ量を充電するための充電設備(充電スタンド)への経路案内を行なうことが可能となる。
図4には、本発明の実施の形態のナビゲーションシステムによる経路案内制御の第2の例が示される。図4には、EV走行による通過不能時に、ロードプライシングエリアの迂回経路を新たに探索するための制御構成が示される。
図4に示した第2の例では、図3に示した第1の例と比較して、不足エネルギ算出部440および充電所要時間算出部450に代えて、迂回経路所要時間算出部455が設けられる。さらに、経路探索部460に代えて経路探索部460♯が配置される。
通過有無予測部400、必要エネルギ推定部410、SOC取得部420、判断部430の機能については、図3と同一である。すなわち、図3の場合と同様に、蓄電装置216の現在の残存容量に基づいて、EV走行によって課金されることなくロードプライシングエリアを通過可能であるか否かが判断されて、EV走行による通過が不能である場合には、フラグFNEVがオンされる。
経路探索部460♯は、フラグFNEVがオンされると、ロードプライシングエリアを迂回するための経路探索を実行する。たとえば、自車位置情報および道路地図情報に基づいて、迂回経路情報Rbpを出力する。このとき、迂回経路については、複数候補を挙げてもよい。
なお、目的地までの経路探索が既に実行されている場合には、ロードプライシングエリアを通過することなくこの経路に復帰するための迂回経路が探索される。これに対して、目的地が設定されていない走行時には、迂回経路の探索に際して、ロードプライシングエリアの通過先に相当する模擬的な目的地(迂回先)の設定を、車両ユーザに求める構成としてもよい。
そして、迂回経路所要時間算出部455は、迂回経路情報Rbpおよびナビゲーション情報(道路地図情報、ビーコン情報等)に基づいて、経路探索部460♯によって設定された迂回経路の走行所要時間に相当する迂回時間Tbpを算出する。
案内部470は、迂回経路所要時間算出部455によって算出された迂回時間Tbpに基づいて、あるいは、車両ユーザの指示入力に応答して、経路探索部460♯からの迂回経路情報Rbpに従った表示を表示部350に出力する。すなわち、ハイブリッド車両のユーザに対してロードプライシングエリアの迂回経路が案内される。
たとえば、案内部470は、迂回時間Tbpがユーザにより予め設定されたしきい値よりも短いときに自動的に、迂回経路情報Rbpに従った案内表示を表示部350に出力することができる。あるいは、案内部470は、ハイブリッド車両のユーザからの迂回経路案内指示に応答して、迂回経路情報Rbpに従った案内表示を表示部350に出力することができる。なお、ユーザからの案内指示を受ける際には、迂回時間Tbpを事前に提示するようにしてもよい。
このように、図4に示した経路案内制御によれば、図3に示した制御構成と同様に、蓄電装置216の現在の残存容量に基づいて、EV走行によって課金されることなくロードプライシングエリアを通過可能であるか否かを適切に判断できる。さらに、EV走行による通過が不能である場合には、ロードプライシングエリアの迂回経路を案内することができる。
さらに、図3および図4に示した経路案内制御を組合せて、ロードプライシングエリア通過予測時に総合的な経路案内制御を行なうことも可能である。
図5は、このような総合的な経路案内制御の一例の処理手順を示すフローチャートである。たとえば、図5に示したフローチャートに従うプログラムを、ナビゲーション制御部310を構成するECUにより実行することによって、このような経路案内制御が実現できる。
図5を参照して、ナビゲーション制御部310は、ステップS100により、ハイブリッド車両100による、排ガス出力車両を課金対象とするロードプライシングエリアの通過を事前予測する。ステップS100による判定は、図3および図4に示した通過有無予測部400による判定と同様に実行できる。すなわち、通過有無予測部400によって、予測フラグFLPがオンされる条件時にはステップS100はYES判定とされ、そうでないときにはステップS100はNO判定とされる。
ロードプライシングエリアの通過が予測されたとき(S100のYES判定時)には、ナビゲーション制御部310は、ステップS110により、蓄電装置216の現在のSOCを取得する。すなわちステップS110の処理は、図3および図4のSOC取得部420の機能に対応する。
さらに、ナビゲーション制御部310は、ステップS120に処理を進めて、EV走行によりロードプライシングエリアを通過するための必要エネルギ量を推定する。すなわちステップS120による処理は、図3および図4による必要エネルギ推定部410の機能に対応する。
さらに、ナビゲーション制御部310は、ステップS130により、ステップS110で取得した現在のSOCと、ステップS120で推定した必要エネルギ量とに基づいて、EV走行によってロードプライシングエリアの通過が可能か否かを判定する。ステップS130による処理は、図3および図4の判断部430による判定と同様に実行できる。すなわち、判断部430によって、FNEVがオンされる条件時にはステップS130はNO判定とされ、そうでないときにはステップS130はYES判定とされる。
そして、EV走行によってロードプライシングエリアを通過可能であるとき(S130のYES判定時)には、ナビゲーション制御部310は、ステップS140に処理を進める。ステップS140では、ロードプライシングエリアの通過予測に応答した新たな経路案内は非実行とされる。
この結果、目的地までの経路探索が既に実行されている場合には、現在の案内が変更されずに維持される。また、目的地が設定されていない走行時には、後述のような充電スタンドまでの経路や迂回経路を新たに案内することなく、そのまま経路案内が非実行とされる。
一方、ナビゲーション制御部310は、EV走行によってロードプライシングエリアを通過不能であるとき(S130のNO判定時)には、ステップS145に処理を進めて、図3の経路探索部460と同様に、ロードプライシングエリア進入前に外部充電するための経路探索を実行する。たとえば、自車位置情報および道路地図情報に基づいて、最寄の充電スタンドへの経路が探索される。この際に、充電速度(すなわち、充電所用時間)が異なる複数の充電スタンドを目的地としてもよい。
さらに、ナビゲーション制御部310は、ステップS150により、ステップS120で推定した必要エネルギ量に対する、蓄電装置216のSOCに基づく蓄積エネルギ量Wstの不足分に相当する不足エネルギ量ΔWを算出する。そして、ナビゲーション制御部310は、ステップS160により、最寄の充電スタンドにおける不足エネルギ量ΔWの外部充電に必要な所要時間Tchを算出する。すなわち、ステップS150の処理は、図3の不足エネルギ算出部440の機能に対応し、ステップS160の処理は、図3の充電所要時間算出部450の機能に対応する。
そして、ナビゲーション制御部310は、ステップS170により、最寄の充電スタンドへの経路案内を実行するかどうかの判定を行なう。ステップS170による判定は、図3でも説明したように、充電所要時間Tchとユーザにより予め設定されたしきい値Tth1との比較、または、ハイブリッド車両のユーザからの充電スタンドの案内要求有無に従って実行できる。なお、ユーザからの案内要求を受ける際には、最寄の充電設備までの所要時間および不足エネルギ量の充電所要時間を事前に提示するようにしてもよい。
ナビゲーション制御部310は、充電所要時間Tchがしきい値Tth1より短いとき、あるいは、ユーザから充電スタンドの案内要求があったとき(S170のYES判定時)には、ステップS180に処理を進めて、最寄の充電スタンドへの経路案内を行なう。すなわち、ステップS180による処理は、図3の案内部470の機能に対応する。なお、最寄の充電スタンドへの経路を探索するステップS145については、ステップS170のYES判定時に実行する処理手順とすることも可能である。
一方、ナビゲーション制御部310は、ステップS170がNO判定となり、最寄の充電スタンドへの経路案内を非実行とするときには、ステップS190に処理を進めて、図4の経路探索部460♯と同様に、ロードプライシングエリアの迂回経路を探索する。この際に、迂回経路については、複数候補を挙げてもよい。
さらに、ナビゲーション制御部310は、ステップS200に処理を進めて、ステップS190で探索した迂回経路の所要時間である迂回時間Tbpが、所定のしきい値Tth2よりも短いかどうかを判定する。
迂回時間Tbpがしきい値Tth2よりも短い場合(S200のYES判定時)には、ナビゲーション制御部310は、ステップS210に処理を進めて、迂回経路を案内する。なお、Tbp<Tth2である迂回経路が複数個存在する場合には、ステップS190で探索した迂回経路のうちの所要時間が最短のものを案内することが好ましいが、当該複数個の迂回経路をユーザに選択させる態様で案内してもよい。
一方、ナビゲーション制御部310は、ステップS200のNO判定時には、ステップS220に処理を進めて、迂回経路の案内が必要であるかどうかを判定する。ステップS220による判定は、たとえば、ハイブリッド車両のユーザからの迂回経路案内指示の有無に応答して実行できる。好ましくは、この際に、迂回しようとするロードプライシングエリアの課金額を提示した上で、迂回経路案内指示の有無をユーザに問合わせる。
あるいは、当該ロードプライシングエリアの課金額に応じて、ステップS220を自動的に判定してもよい。たとえば、課金額を予め設定した所定金額と比較して、課金額が所定金額以上のときにステップS220をYES判定とする一方で、課金額が所定金額より低いときにステップS220をNO判定としてもよい。
ナビゲーション制御部310は、ステップS220のYES判定時、すなわち迂回経路の案内が必要である場合には、ステップS230に処理を進めて、ステップS190でステップS190で探索した迂回経路を表示する。この際にも、迂回時間が最短の迂回経路のみを案内してもよく、複数個の迂回経路をユーザに選択させる態様で案内してもよい。
一方、迂回経路の案内が不要とされたとき(S220のNO判定時)には、ナビゲーション制御部310は、ステップS140に処理を進める。すなわち、ロードプライシングエリアの通過予測に応答した新たな経路案内は非実行とされる。
なお、図5の例示では、最寄の充電スタンドへの経路案内処理(S150~S180)を、迂回経路案内処理(S190~S220)よりも優先的に実行しているが、処理順序を入れ換えて、迂回経路案内処理(S190~S220)を先に実行してもよい。この場合には、迂回経路の案内が不要とされたとき(ステップS220のNO判定時)に、最寄の充電スタンドへの経路案内処理(S150~S180)が実行される。あるいは、最寄の充電スタンドへの経路案内処理(S150~S180)および迂回経路案内処理(S190~S220)の一方のみを実行する処理としてもよい。
以上説明したように、本実施の形態によるナビゲーションシステムおよびそれを備えたハイブリッド車両によれば、エンジンを用いた車両走行が課金を受けるロードプライシングエリアの通過が予測される際には、蓄電装置216の現在の残存容量に基づいて、EV走行によって課金されることなく当該ロードプライシングエリアを通過可能であるか否かを適切に判断できる。さらに、EV走行による通過が不能である場合には、ロードプライシングエリアの通過前に不足エネルギ量を充電するための最寄の充電設備(充電スタンド)への経路案内や、ロードプライシングエリアの通過を回避する迂回経路の案内を行なうことができる。
特に、図5に示すような総合的な経路案内制御によれば、蓄電装置216の残存容量、迂回経路の所要時間、ロードプライシングの課金額等を総合的に判断して、排ガス出力車両を課金対象とするロードプライシングエリアの走行に関して、適切な経路案内を実行することができる。さらに、予めユーザにより設定されたしきい値(充電所要時間、迂回所要時間、課金額)に従って、自動的に最適な経路案内を実行することも可能である。
なお、ロードプライシングエリアをEV走行によって通過不能であるときに、迂回経路の案内のみを行なう経路案内制御については、外部充電可能なハイブリッド車両のみに限定されることなく、EV走行が可能なハイブリッド車両全体に適用できる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明は、ハイブリッド車両のナビゲーションシステムに適用することができる。
Claims (15)
- 内燃機関(202)と、蓄電装置(216)からの電力によって車両駆動力を出力する電動機(210)とを備えたハイブリッド車両(100)のナビゲーションシステム(300)であって、
自車位置情報および道路地図情報に基づいて、前記内燃機関を用いた車両走行が課金を受ける特定の規制区域の通過を事前に予測するように構成された予測部(400)と、
前記規制区域の通過予測時に、前記蓄電装置の現在の残存容量(SOC)を取得するように構成された取得部(420)と、
前記規制区域の通過予測時に、前記内燃機関を停止して前記電動機からの車両駆動力により走行する電気走行モードによって前記規制区域を通過するために前記蓄電装置から出力を要する必要エネルギ量(Wev)を推定するように構成された推定部(410)と、
前記推定部による前記必要エネルギ量の推定値と前記蓄電装置の現在の残存容量とに基づいて、前記ハイブリッド車両が前記電気走行モードによって前記規制区域を通過可能であるか否かを判断するように構成された判断部(430)と、
前記判断部によって前記電気走行モードによる前記規制区域の通過が不能と判断されたことに応答して、課金を回避するための経路探索を実行するように構成された探索部(460,460♯)とを備える、ナビゲーションシステム。 - 前記蓄電装置(216)は、前記ハイブリッド車両(100)の外部の充電設備によって充電可能に構成され、かつ、前記道路地図情報は、前記充電設備に関する情報を含み、
前記探索部(460)は、前記課金を回避するための経路探索として、前記ハイブリッド車両の現在位置の付近の充電設備への経路を探索するように構成される、請求の範囲第1項記載のナビゲーションシステム。 - 前記ナビゲーションシステムは、
前記判断部によって前記電気走行モードによる前記規制区域の通過が不能と判断されたときに、前記推定部による前記必要エネルギ量の推定値と前記蓄電装置の残存容量とに基づいて、前記蓄電装置の不足エネルギ量(ΔP)を算出するように構成された不足エネルギ算出部(440)と、
算出された前記不足エネルギ量と前記道路地図情報とに基づいて、前記付近の充電設備における前記不足エネルギ量の充電所要時間(Tch)を算出するように構成された充電時間算出部(450)と、
算出された前記充電所要時間が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、前記探索部によって探索された前記付近の充電設備への走行経路を運転者に案内するように構成された案内部(470)とをさらに備える、請求の範囲第2項記載のナビゲーションシステム。 - 前記探索部(460♯)は、前記案内部による前記付近の充電設備への走行経路の案内が非実行とされたときに、前記課金を回避するための経路探索として、前記道路地図情報に基づいて前記規制区域を迂回するための迂回経路をさらに探索するように構成され、
前記案内部(470)は、前記迂回経路の走行所要時間(Tbp)が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、前記探索部によって探索された前記迂回経路を運転者に案内するように構成される、請求の範囲第3項記載のナビゲーションシステム。 - 前記探索部(460♯)は、前記課金を回避するための経路探索として、前記道路地図情報に基づいて前記規制区域を迂回するための迂回経路を探索するように構成され、
前記ナビゲーションシステムは、
前記迂回経路の走行所要時間(Tbp)が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、前記探索部によって探索された前記迂回経路を運転者に案内するように構成された案内部(470)をさらに備える、請求の範囲第1項記載のナビゲーションシステム。 - 前記蓄電装置(216)は、前記ハイブリッド車両(100)の外部の充電設備によって充電可能に構成され、かつ、前記道路地図情報は、前記充電設備に関する情報を含むように構成され、
前記探索部(460)は、前記案内部による前記迂回経路の案内が非実行とされたときに、前記課金を回避するための経路探索として、前記ハイブリッド車両の現在位置の付近の充電設備への経路をさらに探索するように構成され、
前記ナビゲーションシステムは、
前記推定部による前記必要エネルギ量の推定値と前記蓄電装置の残存容量とに基づいて、前記蓄電装置の不足エネルギ量(ΔP)算出するように構成された不足エネルギ算出部(440)と、
算出された前記不足エネルギ量と前記道路地図情報とに基づいて、前記付近の充電設備における前記不足エネルギ量の充電所要時間(Tch)を算出するように構成された充電時間算出部(450)とをさらに備え、
前記案内部(470)は、前記充電時間算出部によって算出された前記充電所要時間が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、前記探索部によって探索された前記付近の充電設備への経路を運転者に案内するように構成される、請求の範囲第5項記載のナビゲーションシステム。 - 前記規制区域の通過による課金額が使用者により設定可能な所定金額より低いときには、前記課金を回避するための経路探索に従った経路案内を非実行とする、請求の範囲第1項記載のナビゲーションシステム。
- 前記予測部(400)は、予め設定された目的地までの経路探索結果に基づいて、前記規制区域の通過を予測するように構成される、請求項1記載のナビゲーションシステム。
- 前記予測部(400)は、目的地が設定されていない車両走行時には、前記自車位置情報と、過去の走行履歴とに基づいて、前記規制区域の通過を予測するように構成される、請求の範囲第1項記載のナビゲーションシステム。
- 請求の範囲第1項~第9項のいずれか1項に記載のナビゲーションシステムと、
前記蓄電装置、前記電動機および前記内燃機関と、
前記規制区域の走行時には、前記電気走行モードを優先的に選択するように構成された走行制御部とを備える、ハイブリッド車両。 - 内燃機関(202)と、蓄電装置(216)からの電力によって車両駆動力を出力する電動機(210)とを備えたハイブリッド車両(100)の経路探索方法であって、
自車位置情報および道路地図情報に基づいて、前記内燃機関を用いた車両走行が課金を受ける特定の規制区域の通過を事前に予測するステップ(S100)と、
前記規制区域の通過予測時に、前記蓄電装置の現在の残存容量(SOC)を取得するステップ(S110)と、
前記規制区域の通過予測時に、前記内燃機関を停止して前記電動機からの車両駆動力により走行する電気走行モードによって前記規制区域を通過するために前記蓄電装置から出力を要する必要エネルギ量(Wev)を推定するステップ(S120)と、
前記推定するステップによる前記必要エネルギ量の推定値と前記蓄電装置の現在の残存容量とに基づいて、前記ハイブリッド車両が前記電気走行モードによって前記規制区域を通過可能であるか否かを判断するステップ(S130)と、
前記判断するステップによって前記電気走行モードによる前記規制区域の通過が不能と判断されたことに応答して、課金を回避するための経路探索を実行するステップ(S145,S190)とを備える、ハイブリッド車両の経路探索方法。 - 前記蓄電装置(216)は、前記ハイブリッド車両(100)の外部の充電設備によって充電可能に構成され、かつ、前記道路地図情報は、前記充電設備に関する情報を含み、
前記実行するステップ(S145)は、前記課金を回避するための経路探索として、前記ハイブリッド車両の現在位置の付近の充電設備への経路を探索する、請求の範囲第11項記載のハイブリッド車両の経路探索方法。 - 前記判断するステップ(S130)によって前記電気走行モードによる前記規制区域の通過が不能と判断されたときに、前記推定するステップ(S120)による前記必要エネルギ量の推定値と前記蓄電装置の残存容量とに基づいて、前記蓄電装置の不足エネルギ量(ΔP)を算出するステップ(S150)と、
算出された前記不足エネルギ量と前記道路地図情報とに基づいて、前記付近の充電設備における前記不足エネルギ量の充電所要時間(Tch)を算出するステップ(S160)と、
算出された前記充電所要時間が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、前記実行するステップ(S145)によって探索された前記付近の充電設備への走行経路を運転者に案内するステップ(S180)とをさらに備える、請求の範囲第12項記載のハイブリッド車両の経路探索方法。 - 前記実行するステップ(S190)は、前記課金を回避するための経路探索として、前記道路地図情報に基づいて前記規制区域を迂回するための迂回経路を探索し、
前記経路探索方法は、
前記迂回経路の走行所要時間(Tbp)が使用者により設定可能な所定時間より短いときに、前記実行するステップによって探索された前記迂回経路を運転者に案内するステップ(S210)をさらに備える、請求の範囲第11項記載のハイブリッド車両の経路探索方法。 - 前記規制区域の通過による課金額が使用者により設定可能な所定金額より低いときには、前記課金を回避するための経路探索に従った経路案内を非実行とするステップ(S220)をさらに備える、請求の範囲第11~第14項のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の経路探索方法。
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