JP5722686B2 - 運転支援装置および該装置を有する車両 - Google Patents

Description

本発明は、エネルギの残量から算出される航続距離を車両の運転支援に活用する運転支援装置および該装置を有する車両に関する。

車両に搭載されたエネルギ源を消費して走行する車両は、走行不能になる前にエネルギ補給を行うために、また、不必要なエネルギ補給を避けるために、自車の航続可能距離を知る必要がある。

特に、搭載バッテリから電源の供給を受けて走行する電気自動車は、充電インフラの設備が未だ不十分であり、また、バッテリ容量の制約から航続可能距離が短いので、計画的に充電を行うために正確な航続可能距離の推定が必要とされる。

そして、デジタル地図データを有するカーナビ等の普及に伴い、車両のエネルギ消費量の予測に、自車の走行予定経路に関する情報（道路種別、勾配等）を活用する方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、道路勾配と走行速度からエネルギ消費量への対応表を予め作成しておき、自車の走行予定経路上の各リンクについて燃料量を求め、その和としてエネルギ消費量を求める技術が示されている。

特開２００６−９８１７４号公報

特許文献１の技術では、一定の走行速度で走行すると仮定した場合の燃料情報に基づいてエネルギ消費量を求めている。しかしながら、実際の車両走行において一定の走行速度で走行する場合は少なく、従来の構成だけでは、エネルギ消費量を正確に求めて航続可能距離を高精度に推定することは困難である。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、演算結果の正確性を高めて高精度な航続可能距離を推定することのできる運転支援装置および該装置を有する車両を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の運転支援装置は、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、運転支援装置は、自車両の残エネルギと、走行経路の走行によって消費が予測される消費エネルギに基づいて航続可能距離を算出するものであって、走行経路と同一の距離を有する勾配のない平坦路を仮定して、その平坦路を基準車速で定速走行する場合に必要なエネルギと、走行経路に存在する減速と再加速を要する加減速必要区間で必要な加減速を行って走行経路を走行する場合に発生するエネルギ差分とを用いて、消費エネルギを算出する。

本発明によれば、自車両の消費エネルギを正確に予測することができ、航続可能距離を高精度に推定できる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

運転支援装置の構成図の例。 航続距離算出手段の処理を説明するフローチャートの例。 消費エネルギ算出の処理を説明するフローチャートの例。 加減速由来補正量算出の処理を説明するフローチャートの例。 カーブ由来補正量算出の処理を説明するフローチャートの例。 カーブにおける車速変化とカーブ由来補正量の対応例。 右左折由来補正量算出の処理を説明するフローチャートの例。 信号由来補正量算出の処理を説明するフローチャートの例。 勾配由来補正量算出の処理を説明するフローチャートの例。 勾配由来補正量算出における回生区間と非回生区間を示す図。 減速対象カーブ情報を示す配列の例。 回生対象降坂路情報を示す配列の例。 航続距離算出手段の処理を説明するフローチャートの例。 運転支援装置の構成図の例。 運転支援装置の構成図の例。

以下、実施例を、図面を用いて説明する。
[実施例１]
本実施例では、本発明の運転支援装置が自動車に搭載されている場合を例に説明する。
図１は、運転支援装置の構成を示す図である。
地図情報記憶手段101は、地図情報を記憶するものであり、車両が走行する道路を直線のつなぎ合わせで記憶している。前記直線の情報をリンク、リンクの端点の情報をノードと称する。

ノードは、少なくとも、緯度経度または直交座標系で表される位置情報と、標高情報を含む。望ましくは、交差点の有無、信号の有無の情報を含む。前記リンクは、少なくとも、該当するリンクが表す道路の法定車速の情報を含み、望ましくは、両端の標高情報から得られる勾配情報と、隣接するリンクの長さおよびそれらが成す角度から得られるカーブ半径の情報を含む。本実施例では、ノードは、位置情報、標高情報、交差点有無、信号有無の情報を含むものとし、リンクは、法定車速、勾配情報、カーブ半径の情報を含むものとする。

自車位置検出手段102は、GPS（Global Positioning System）と加速度センサのいずれかを有し、前記地図情報記憶手段101に記憶されている位置情報と対応する形式で位置情報を検出する。残エネルギ検出手段103は、車両に残っているエネルギ量（残エネルギ）を検出する。走行経路設定手段104は、ドライバからの要求に基づいて、現在地から目的地までの経路を設定する。また、走行経路設定手段104は、例えば車両進行方向や地図情報等に基づいて走行経路を推定することもできる。現在車速検出手段105は、車両の現在車速を検出する。渋滞情報取得手段106は、少なくとも、前記走行経路設定手段104によって設定された走行経路上について渋滞情報を取得する。

天気情報取得手段107は、少なくとも、前記走行経路設定手段104によって設定された走行経路上の天気情報を取得する。前記天気情報には、晴れ、曇り、雨、雪といった情報の他、気温や風速に関する情報も含まれる。走行履歴記憶手段108は、現在までの車両の走行履歴として、過去所定時間について、少なくとも車速の履歴を記憶している。

航続距離算出手段109は、少なくとも、前記地図情報記憶手段101、前記自車位置検出手段102、前記残エネルギ検出手段103からの情報を基に、現在位置からの航続可能距離を算出する。本実施例では、前記走行経路設定手段104、前記現在車速検出手段105、前記渋滞情報取得手段106、前記天気情報取得手段107、前記走行履歴記憶手段108からの情報も使用できるものとする。航続距離伝達手段110は、前記航続距離算出手段109から得られた航続可能距離を、例えば運転席のモニター画面に表示等することによって、運転者に伝達する。航続距離伝達手段110は、走行経路に、後述する加減速必要区間が存在する場合には、存在しない場合よりも、航続可能距離を短く伝達する。

次に、前記航続距離算出手段109における、航続可能距離の算出方法について述べる。
まず、本実施例における航続可能距離算出の全体像を説明する（図2）。

航続可能距離は、残エネルギと、走行経路の走行により消費が予測される消費エネルギに基づいて算出される。ここでは、消費エネルギ算出区間が走行経路に沿って順次連続して設定されるようにし、消費エネルギ算出区間を設定する毎に、走行により消費が予測される総消費エネルギを算出し、総消費エネルギが残エネルギよりも大きいと判断されるまで消費エネルギ算出区間の設定と、消費エネルギの算出が繰り返し行われる。そして、残エネルギよりも大きいと判断されたときの総消費エネルギと、残エネルギと、消費エネルギ算出区間の長さおよび設定数に基づいて航続可能距離が算出される。

具体的には、まず、ステップS201で、前記残エネルギ検出手段103から、現在、車両に残っているエネルギ量を取得し、残エネルギErestとする。ステップS202において、消費エネルギ算出区間の指定に使用するカウンタkの初期化を行い（k=0）、ステップS203において1度目のカウンタの更新を行う（k=k+1）。次に、ステップS204において、前記消費エネルギ算出区間を設定する（消費エネルギ算出区間設定手段）。前記消費エネルギ算出区間の始点と終点をそれぞれ、Pstart、Pendとし、式(1)、(2)で設定する。
Pstart = (k-1)*dL …(1)
Pend = k*dL …(2)

PstartとPendの値は、前記自車位置検出手段102から得られた自車位置を起点に、前記走行経路設定手段104で得られた走行経路に沿った距離を表している。dLは、距離の次元をもち、消費エネルギ算出区間を、走行経路上で距離dL毎に分割して設定するためのパラメータである。dLが小さいほど、航続距離推定結果の分解能は向上するが、演算回数が増加するため、計算速度が低下する。したがって、dLの値は、用途に応じて実用的な計算速度となるように設定される。

次に、前記消費エネルギ算出区間について、消費エネルギを算出する（ステップS205）。ステップS205で算出された消費エネルギをE(k)とおく。ステップS205の消費エネルギ算出方法については後述する。

ステップS206において、ステップS205で算出された消費エネルギを、E(1)からE(k)まで加算し、総消費エネルギEsum(k)を計算する。一度目のループ、すなわちk=1の場合はEsum(1)=E(1)である。

次に、ステップS206で得られたEsum(k)と、ステップS201で取得されたErestを比較する（ステップS207）。Esum(k)>Erestの場合、すなわち、前記走行経路上で、前記自車位置から距離(k*dL)までの走行で消費されるエネルギが、現在の残エネルギを上回っている場合は、ステップS208に移る。ステップS208への移行は、前記航続可能距離が、前記自車位置を起点として、距離((k-1)*dL)以上、(k*dL)未満であることを意味する。

ステップS208では、下記の式(3)によって、距離((k-1)*dL)に、それ以降の追加分の航続可能距離を加えて航続可能距離を算出する（航続可能距離算出手段）。
L = (k-1) * dL + (Erest - Esum(k-1)) / (Esum(k)-Esum(k-1)) * dL …(3)

ステップS207でEsum(k)≦Erestの場合、すなわち、現在の残エネルギで、前記自車位置から前記走行経路に沿って距離(k*dL)以上走行できる場合は、ステップS203に戻り、次の消費エネルギ算出区間での消費エネルギの算出に移行する。

以上が、航続可能距離算出の全体像である。
次に、ステップS205（図2）の消費エネルギ算出方法を説明する（図3）。

まず、前記消費エネルギ算出区間（Pstart、 Pend）を取得する（ステップS301）。（Pstart、 Pend）は、前記消費エネルギ算出区間が、前記自車位置を起点とし、前記走行経路に沿って、距離Pstartから距離Pendまでの区間であることを意味する。なお、以下では、Pstart、Pendを、前記走行経路上の位置を表す記号として用いる。

ステップS302では、前記地図情報記憶手段101から、前記消費エネルギ算出区間の全長と総高度差を取得し、全長をLtotal、総高度差をHtotalとおく。ここで、Ltotalは、前記走行経路に沿った長さである。また、Htotalは、Pendの標高からPstartの標高を減じた値である。

次に、ステップS303で、前記消費エネルギ算出区間における基準車速を設定し、Vsとおく。ここで、Vsは、前記地図情報記憶手段101から得られる、前記消費エネルギ算出区間における法定車速に設定することができる。あるいは、前記現在車速検出手段105から得られる現在車速に設定することもできる。ここで、Vsを前記現在車速に設定可能であるのは、前記自車位置の法定車速が、前記消費エネルギ算出区間の法定車速と一致している場合である。Vsの設定についてさらに、前記消費エネルギ算出区間における過去走行履歴が前記走行履歴記憶手段108から得られる場合には、前記過去走行履歴における平均的な車速をVsとすることもできる。加えて、前記渋滞情報取得手段から得られる前記走行経路上の渋滞状況に応じ、低車速をVsに設定することもできる。

ステップS304では、前記消費エネルギ算出区間を前記基準車速Vsで定速走行し、かつ、前記消費エネルギ算出区間に勾配が無いと仮定した上での消費エネルギを算出し、定速平坦仮定消費エネルギEbaseとする（定速平坦仮定消費エネルギ算出手段）。

本実施例では、消費エネルギ算出区間と同一の距離を有する勾配のない直線状の平坦路を仮定して、その平坦路を基準車速Vsで定速走行するのに必要なエネルギを定速平坦仮定消費エネルギEbaseとして算出している。具体的には、Ebaseは、以下の式(4)、(5)、(6)から算出される。
Ebase = (Rair(Vs) + Rroll(0)) * Ltotal / ηmot …(4)
Rair(v) = (1/2)*ρ* Cd * A * v^2 …(5)
Rroll(θ) = μ* M * g * cosθ …(6)
ここで、
Rair：空気抵抗、
Rroll：転がり抵抗
v：車速
θ：路面勾配
ηmot：力行時効率
ρ：空気密度
Cd：空気抵抗係数
A：前面投影面積
μ：転がり抵抗係数
M：車両重量
g：重力加速度

力行時効率ηmotは、エネルギ源から駆動力への変換効率を示す。車両が電気自動車の場合には、モータの力行効率を、エンジン車の場合には、エンジンの効率を用いることができる。いずれの効率も、負荷と回転数の関数としてデータベースを作成し、用いることが考えられる。あるいは、代表的な値を定数で使用することもできる（エンジンであれば0.2、モータであれば0.8程度である）。以下では、代表的な値を定数として使用することとする。

次に、ステップS305において、走行中に加減速が存在することで、定速走行時と比べて発生する、消費エネルギのエネルギ差分を算出し、加減速由来補正量ΔEaccdecとする（加速度由来補正量算出手段）。前記加減速由来補正量の算出方法は後述する。

ステップS306で、走行経路に勾配が存在することで、平坦路走行時と比べて発生する、消費エネルギの差分を、勾配由来補正量として算出し、ΔEgradとする。前記勾配由来補正量の算出方法は後述する。

ステップS307で、前記加減速由来補正量と前記勾配由来補正量を加味して、下記の式(7)により、補正済消費エネルギEを算出する（補正済消費エネルギ算出手段）。
E = Ebase + ΔEaccdec + ΔEgrad …(7)

以上が、ステップS205（図2）の消費エネルギ算出方法である。
次に、ステップS305(図3)の前記加減速由来補正量の算出方法を説明する（図4）。加減速由来補正量ΔEaccdecは、消費エネルギ算出区間の減速と再加速を要する加減速必要区間で必要な加減速を行って消費エネルギ算出区間を走行した場合に発生する定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分である。

加減速必要区間は、地図情報等に基づいて抽出され、例えば、消費エネルギ算出区間に存在するカーブ、右左折、交差点、信号、踏切、工事箇所の少なくとも一つが抽出される（加減速必要区間抽出手段）。

例えば、自車両を基準車速から減速させる必要があるカーブのカーブ半径を減速必要カーブ半径として算出し、消費エネルギ算出区間から減速必要カーブ半径以下のカーブ半径を有するカーブを、加減速必要区間として抽出することができる。

また、消費エネルギ算出区間から加減速必要区間を抽出する条件を、基準車速や天気、走行履歴等に応じて変更してもよい。例えば、基準車速が大きい場合や、天気が消費エネルギ算出区間の路面摩擦係数を低下させる天気である場合には、より長い距離を有するものや、より大きなカーブ半径を有するカーブを抽出する構成としてもよい。また、走行履歴が単位時間当たりの大きな車速変化を示す場合に、加減速必要区間として通常よりも短い区間を抽出する構成としてもよい。

前記加減速由来補正量ΔEaccdecは、カーブ由来補正量ΔEcrv（ステップS401で算出）、右左折由来補正量ΔEisc（ステップS402で算出）、信号由来補正量ΔEsig（ステップS403で算出）の和として式(8)で算出する（ステップS404）。
ΔEaccdec = ΔEcrv + ΔEisc + ΔEsig …(8)

カーブ由来補正量ΔEcrvは、カーブで必要な加減速を行って消費エネルギ算出区間を走行した場合に発生する定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分である。そして、右左折由来補正量ΔEiscは、右左折で必要な加減速を行って消費エネルギ算出区間を走行した場合に発生する定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分である。そして、信号由来補正量ΔEsigは、信号で必要な加減速を行って消費エネルギ算出区間を走行した場合に発生する定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分である。

以下に、カーブ由来補正量ΔEcrv、右左折由来補正量ΔEisc、信号由来補正量ΔEsigの算出方法を順次説明する。

まず、前記カーブ由来補正量の算出方法を説明する（図5）。ステップS501で、減速の必要があるカーブ半径を算出し、減速必要カーブ半径Rtとする。車速vで半径Rのカーブを走行する場合の遠心方向加速度Gが式(9)で得られる。
G = v^2 / R …(9)

したがって、許容される遠心方向加速度Gc_idealを定めることによって、前記減速必要カーブ半径Rtは、式(10)で算出できる。
Rt = Vs^2 / Gc_ideal …(10)
ここで、Gc_idealは、大人数の官能試験を行った結果や運転者の設定値を用いることが考えられる。他に、前記天気情報取得手段107で取得される情報に基づいて、スリップが生じない遠心方向加速度を設定することも可能である。

次に、前記消費エネルギ算出区間内における、減速対象となるカーブの情報を抽出する（ステップS502）。具体的には、前記地図情報記憶手段101から得られる前記カーブ半径情報と、ステップS501で算出した前記減速必要カーブ半径Rtを比較して、Rt以下の半径をもつ区間を抽出し、各区間の長さをLc、抽出された各区間内における最小カーブ半径をRcとおく。抽出の結果を、前記消費エネルギ算出区間内の減速対象カーブ情報として、図11に示す表1のように配列で記憶する。記憶されたRc、Lcおよび前記基準車速Vsを用いて、前記カーブ由来補正量ΔEcrvを計算する（ステップS503）。

前記カーブ由来補正量ΔEcrvの算出過程を、図6を用いて説明する。
図6は、カーブにおける車速変化とカーブ由来補正量の対応例を説明する図であり、図6(a)は、カーブと各部寸法を模式的に示す図、図6(b)は、図6(a)のカーブを車両が通過したときの車速と距離との関係を示すグラフ、図6(c)は、図6(a)のカーブを車両が通過したときの制駆動力と距離との関係を示すグラフである。

カーブ由来補正量ΔEcrvは、ステップS502で抽出された全てのカーブについての補正量を足し合わせたものである（式(11)）。
ΔEcrv = ΣΔEcrv(i) …(11)
ここで、ΔEcrv(i)は、半径Rc(i)、長さLc(i)のカーブについてのカーブ由来補正量であり、式(12)で表される。すなわち、各カーブのカーブ由来補正量は、カーブのカーブ前の減速に伴うエネルギ差分と、カーブのカーブ中の走行に伴うエネルギ差分と、カーブのカーブ後の再加速に伴うエネルギ差分とを加算して算出される。
ΔEcrv(i) = ΔEdec(i) + ΔElowspd(i) + ΔEacc(i) …(12)
ここで、
ΔEdec(i)：カーブ前の減速に伴うエネルギ差分
ΔElowspd(i)：カーブ中の低速走行に伴うエネルギ差分
ΔEacc(i)：カーブ後の加速に伴うエネルギ差分
カーブ前の減速に伴うエネルギ差分ΔEdec(i)は、式(13)〜(15)で得られる。
（Fdec≧0の場合）
ΔEdec(i) = (Fdec - Fs) * Ldec(i) / ηmot …(13)
（Fdec＜0の場合）
ΔEdec(i) = -Fs * Ldec(i) / ηmot + Freg * Ldec(i) * ηreg …(14)
但し、
Freg = max (Fdec、 Freglmt) …(15)
ここで、
Fs：車速Vs定速走行時の必要駆動力
Fdec：カーブ前減速時の必要制駆動力
Freglmt：最大回生力
Ldec(i)：カーブ前減速に必要な距離
ηreg：回生時効率

ここで、回生時効率ηregは、制動力からバッテリ電力への変換効率を示す。車両がモータからエネルギ回生可能な電気自動車またはハイブリッド自動車の場合には、モータの回生効率を用いることができる。エンジン車の場合には、エネルギ回生ができないためηreg=0である。電気自動車の場合のηregは負荷と回転数の関数としてデータベースを用いて得ることができる。あるいは、代表的な値を定数で使用することもできる。以下では、代表的な値を定数として使用することとする。

カーブ中の低速走行に伴うエネルギ差分ΔElowspd(i)は、式(16)で得られる。
ΔElowspd(i) = (Flowspd(i) - Fs) * Lc(i) / ηmot …(16)
ここで、
Flowspd(i)：低速走行時の必要駆動力
カーブ後の加速に伴うエネルギ差分ΔEaccは、式(17)で得られる。
ΔEacc(i) = (Facc - Fs) * Lacc(i) / ηmot …(17)
ここで、
Facc：カーブ後加速時の必要駆動力
Lacc(i)：カーブ後加速に必要な距離
式(13)〜(17)で使用されているFs、Fdec、Faccは、式(18)〜(22)で得られる。
Fs = Rair(Vs) + Rroll(0) …(18)
Fdec = Rair((Vs+Vc)/2) + Rroll(0) + Racc(αdec) …(19)
Flowspd(i) = Rair(Vc) + Rroll(0) …(20)
Facc = Rair((Vs+Vc)/2) + Rroll(0) + Racc(αacc) …(21)
但し、
Racc(α) = (1 + σ) * M * α …(22)
ここで、
Racc：加速抵抗
α：加速度
σ：回転部分相当質量（一般に0.1程度）
αdec：カーブ前減速時の減速度
αacc：カーブ後加速時の加速度
Vc：カーブ中の低速走行時の車速
また、式(13)〜(17)で使用されているLdec(i)、Lacc(i)は、式(23)〜(24)で得られる。
Ldec(i) = Vs * Tdec(i) + (1/2) * αdec * Tdec(i)^2 …(23)
但し、
Tdec(i) = (Vc - Vs) / αdec …(24)
Lacc(i) = Vc * Tacc(i) + (1/2) * αacc * Tacc(i)^2 …(25)
但し、
Tacc(i) = (Vs - Vc) / αacc …(26)
式(19)〜(26)で使用されているVcは、式(27)で得られる。
Vc = (Rc * Gc_ideal)^(1/2) …(27)

式(19)〜(26)で使用されているカーブ前減速時の減速度αdecとカーブ後加速時の加速度αaccは、大人数の官能試験を行った結果や運転者の設定値を用いることが考えられる。他に、前記天気情報取得手段107で取得される情報に基づいて、スリップが生じない加減速度を設定することも可能であり、更に、前記走行履歴記憶手段108から得られる車速履歴に基づいて、典型的な減速度、加速度を設定することも可能である。

なお、ΔEcrv(i)の算出には、式(12)〜(27)の演算式を用いる他、カーブ半径Rc(i)、カーブ長さLc(i)、および基準車速Vsを入力とし、ΔEcrv(i)を出力とするマップデータを予め作成し、使用することもできる。
以上が、前記カーブ由来補正量ΔEcrvの算出方法の説明である。

続いて、ステップS402で算出される前記右左折由来補正量ΔEiscの算出方法について説明する（図7）。

ステップS701で、前記消費エネルギ算出区間における右左折の回数を前記地図情報記憶手段101から取得し、Niscとする。次に、ステップS702で、前記右左折由来補正量ΔEiscを算出する。ΔEiscは、一回の右左折に伴う減速、再加速によって生じるエネルギ補正量に、Niscを乗じたものとして算出する。一回の右左折に伴うエネルギ補正量は、前記カーブ由来補正量の算出方法において、低速走行時の車速Vcを10[km/h]程度、カーブ長さLcを10〜20[m]程度に置き換えることで、算出可能である。

次に、ステップS403で算出される信号由来補正量ΔEsigの算出方法について説明する（図8）。

ステップS801で、前記消費エネルギ算出区間における信号の数を、前記地図情報記憶手段101から取得し、Nsigとする。そして、ステップS802では、半分程度の信号で減速、停止、再加速が発生すると考え、ΔEsigは、一回の信号停止に伴う減速、再加速によって生じるエネルギ補正量に、Nsig/2を乗じたものとして算出する。一回の信号停止に伴うエネルギ補正量は、前記カーブ由来補正量の算出方法において、定速走行時の車速Vcを0[km/h]、カーブ長さLcを0[m]に置き換えることで算出可能である。
以上が、前記加減速由来補正量ΔEsigの算出方法（ステップS305(図3)）の説明である。

次に、ステップS306（図3）の前記勾配由来補正量の算出方法を、図9に沿って説明する。勾配由来補正量ΔEgradは、走行経路に勾配が存在することで、平坦路走行時と比べて発生する、消費エネルギの差分である。

まず、基準車速Vsで定速走行する際に回生対象となる降坂路の勾配値として、回生対象勾配値θtを算出する（ステップS901）。回生対象とは定速走行で制動力が必要となることと同義である。したがって、走行抵抗の和が負になるときの勾配がθtであり、式(28)の等式を満たすθtを求める。
Rair(Vs) + Rroll(θt) + Rgrad(θt) = 0 …(28)
ここで、
Rgrad(θ)：登坂抵抗
Rgrad(θ) = M * g * sinθ …(29)
である。

次にステップS902で、前記消費エネルギ算出区間において、回生対象となる降坂路情報を抽出する。具体的には、前記地図情報記憶手段101から得られる勾配情報と、前記回生対象勾配値θtを比較して、θt未満の勾配を持つ降坂路区間を抽出し、各区間の長さをLreg、抽出された各区間の平均勾配をθregとおく。抽出の結果を、前記消費エネルギ算出区間内における回生対象降坂路情報として、図12に示す表2のように配列で記憶する。

ステップS903では、前記消費エネルギ算出区間における回生由来の消費エネルギ補正量として、回生区間由来補正量ΔEregを算出する。前記回生区間由来補正量ΔEregは、ステップS902で抽出された全ての回生対象降坂路についての補正量を足し合わせたものであり、式(30)で表される。
ΔEreg = ΣΔEreg(i) …(30)
ΔEreg(i)は、式(31)〜(34)で得られる。
ΔEreg(i) = -Fs * Lreg(i) / ηmot + Freg(i) * Lreg(i) * ηreg …(31)
但し、
Freg(i) = max(Fθreg(i)、 Freglmt) …(32)
Fs = Rair(Vs) + Rroll(0) …(33)
Fθreg(i) = Rair(Vs) + Rroll(θreg(i)) + Rgrad(θreg(i)) …(34)

なお、ΔEreg(i)の算出には、式(31)〜(34)の演算式を用いる他、勾配θreg(i)、降坂路長さLreg(i)、および基準車速Vsを入力とし、ΔEreg(i)を出力とするマップデータを予め作成し、使用することもできる。

次に、ステップS904で、前記消費エネルギ算出区間における、勾配由来消費エネルギ補正量のうち、回生由来以外の部分として、非回生区間由来補正量ΔEnonregを算出する。前記非回生区間由来補正量ΔEnonregは、前記消費エネルギ算出区間において、回生区間を除く高度変化に対応する位置エネルギに相当する（図10）。

なお、図10は、勾配由来補正量算出における回生区間と非回生区間を示す図であり、図10(a)は、消費エネルギ算出区間における車両の移動距離と高度の関係図、図10(b)は、図10(a)の消費エネルギ算出区間から回生区間１００２、１００５を取り出した関係図、図10(c)は、図10(a)の消費エネルギ算出区間から非回生区間１００１、１００３、１００４を取り出した関係図である。

したがって、非回生区間由来補正量ΔEnonregは、式(35)、(36)で得られる。
ΔEnonreg = M * g * (Htotal - Hreg) / ηmot …(35)
但し、
Hreg = Σ(Lreg(i) * sinθreg(i)) …(36)

最後に、ステップS905で、前記回生区間由来補正量ΔEregと、前記非回生区間由来補正量ΔEnonregを加算して、勾配由来補正量ΔEgradが算出される（式(37)）。
ΔEgrad = ΔEreg + ΔEnonreg …(37)

上記した実施例1によれば、定速平坦仮定消費エネルギEbaseを加減速由来補正量ΔEaccdecと勾配由来補正量ΔEgradで補正して補正済消費エネルギEを算出し、その補正済消費エネルギEと残エネルギErestとを用いて航続可能距離を算出するので、走行経路中の加減速動作に起因するエネルギ回生およびエネルギ消費を反映して、走行経路のエネルギ消費量を予測することができ、航続可能距離の推定を高精度に行うことができる。
以上が実施例1の説明である。

[実施例２]
実施例1の航続距離算出手段109の他の形態について、図13を用いて以下に説明する。
ステップS1101は、実施例1のステップS201（図2）と同様であり、前記残エネルギ検出手段103から、現在、車両に残っているエネルギ量を取得し、残エネルギErestとする。ステップS1102では、前記基準車速Vsでの定速走行と平坦路を仮定した上で、前記残エネルギErestによって航続可能な距離を算出し、定速平坦路仮定航続距離Lbaseとする（式(38)）。
Lbase = Erest * ηmot / (Rair(Vs) + Rroll(0)) …(38)

ステップS1103で、消費エネルギ算出区間として(Pstart、 Pend) = (0、 Lbase)を設定し、ステップS1104とステップS1105にて、前記加減速由来補正量ΔEaccdecと前記勾配由来補正量ΔEgradを算出する。ステップS1104とステップS1105はそれぞれ、実施例1のステップS305とステップS306（図3）と同じであるため説明は省略する。

前記定速平坦路仮定航続距離Lbaseに対応する、加減速由来および勾配由来補正済の消費エネルギは、ErestにΔEaccdecとΔEgradを加えた値である。その関係を前記残エネルギErestに適用することによって、加減速由来および勾配由来補正済の航続可能距離を算出する（ステップS1106）。

上記した実施例2によれば、基準車速Vsでの定速走行と平坦路を仮定した上で、残エネルギErestによって航続可能な距離である定速平坦路仮定航続距離Lbaseを算出する。そして、消費エネルギ算出区間を設定して、加減速由来補正量ΔEaccdecと勾配由来補正量ΔEgradを算出する。そして、残エネルギErestと、加減速由来補正量ΔEaccdecと、勾配由来補正量ΔEgradと、定速平坦路仮定航続距離Lbaseに基づいて補正済の航続可能距離Lを算出する。したがって、走行経路中の加減速動作に起因するエネルギ回生およびエネルギ消費を反映して、走行経路のエネルギ消費量を予測することができ、航続可能距離を高精度に推定できる。
以上が実施例2の説明である。

[実施例３]
次に、運転支援装置の他の実施例について、図14を用いて以下に説明する。
本実施例では、運転支援装置は、航続距離伝達手段110（図1）の代わりに、運転方法教示手段1201を備えている。図14における他の構成要素は、図1と同一であるので、その詳細な説明は省略する。

運転方法教示手段1201は、航続距離算出手段109から得られた算出結果に基づき、運転者に対し、車速設定および加減速方法についてのアドバイスを行う。具体的には、残エネルギでは、走行経路設定手段104で設定された目的地への到達が困難であると判断されるときに、車速を低く設定すること、あるいは加減速を緩やかに行うこと、の少なくともいずれかをアドバイスする。アドバイスは、例えば、カーナビ等のモニタ画面上に表示したり、音声等で案内する方法が考えられる。

アドバイスにしたがって運転者が自車の車速を低く設定することによって、加減速機会における車速変化を低減することが可能であり、加減速に伴う残エネルギの低下を抑制することができる。また、加減速を緩やかに行うことによって、減速時のエネルギの損失および加速時の追加エネルギ消費を低減することが可能であり、加減速に伴う残エネルギの低下を抑制することができる。したがって、運転者による車両の運転を適切に支援して、目的地への到達を可能にすることができる。
以上が実施例3の説明である。

[実施例４]
次に、運転支援装置の他の実施例について、図15を用いて以下に説明する。
本実施例では、航続距離伝達手段110（図1）の代わりに、制駆動制御変更手段1301を備えている。図15における他の構成要素は、図1と同一であるので、その詳細な説明は省略する。

制駆動制御変更手段1301は、航続距離算出手段109から得られた算出結果に基づき、車両の制駆動制御を変更し、航続距離の延長を図る。具体的には、残エネルギでは、走行経路設定手段１０４で設定された目的地への到達が困難であると判断されるときに、車両の発生する駆動力の最大値を低下させたり、電気自動車においては、回生ブレーキが許容する制動力範囲を拡大したりすることが考えられる。その他、エアコンやオーディオ類等、走行の安全性に直接関わらない補機類の出力を抑制し、消費エネルギを低減することも考えられる。したがって、運転者による車両の運転を適切に支援して、目的地への到達を可能にすることができる。
以上が実施例4の説明である。

１０１ 地図情報記憶手段
１０２ 自車位置検出手段
１０３ 残エネルギ検出手段
１０４ 走行経路設定手段
１０５ 現在車速検出手段
１０６ 渋滞情報取得手段
１０７ 天気情報取得手段
１０８ 走行履歴記憶手段
１０９ 航続距離算出手段
１１０ 航続距離伝達手段
１２０１ 運転方法教示手段
１３０１ 制駆動制御変更手段

Claims (12)

1. 自車両の残エネルギと、走行経路の走行によって消費が予測される消費エネルギに基づいて航続可能距離を算出する運転支援装置であって、
   前記走行経路に沿って消費エネルギ算出区間を設定する消費エネルギ算出区間設定手段と、
   該消費エネルギ算出区間と同一の距離を有する勾配のない平坦路を仮定し、該平坦路を基準車速で定速走行するのに必要なエネルギとして定速平坦仮定消費エネルギを算出する定速平坦仮定消費エネルギ算出手段と、
   前記走行経路の減速と再加速を要する加減速必要区間で必要な加減速を行って前記消費エネルギ算出区間を走行した場合に発生する前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分を加減速由来補正量として算出する加減速由来補正量算出手段と、
   前記定速平坦仮定消費エネルギと前記加減速由来補正量を加算して前記消費エネルギ算出区間における補正済消費エネルギを算出する補正済消費エネルギ算出手段と、
   前記補正済消費エネルギと前記残エネルギに基づいて前記航続可能距離を算出する航続可能距離算出手段と、
   前記消費エネルギ算出区間に存在するカーブ、右左折、交差点、信号、踏切、工事箇所の少なくとも一つを前記加減速必要区間として抽出する加減速必要区間抽出手段を有し、
   前記加減速由来補正量算出手段は、
   前記カーブで必要な加減速を行って前記消費エネルギ算出区間を走行した場合に発生する前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分をカーブ由来補正量として算出するカーブ由来補正量算出手段と、
   前記右左折で必要な加減速を行って前記消費エネルギ算出区間を走行した場合に発生する前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分を右左折由来補正量として算出する右左折由来補正量算出手段と、
   前記信号で必要な加減速を行って前記消費エネルギ算出区間を走行した場合に発生する前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分を信号由来補正量として算出する信号由来補正量算出手段と、を有し、
   前記カーブ由来補正量と、前記右左折由来補正量と、前記信号由来補正量に基づいて前記加減速由来補正量を算出し、
   前記信号由来補正量算出手段は、前記消費エネルギ算出区間における信号の数を取得し、一回の信号停止に伴う減速、再加速に起因して発生する前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分を算出し、該エネルギ差分に対して前記信号数に応じた係数を乗じて前記信号由来補正量を算出することを特徴とする運転支援装置。
2. 前記カーブ由来補正量算出手段は、前記カーブのカーブ前の減速に伴う前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分と、前記カーブのカーブ中の走行に伴う前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分と、前記カーブのカーブ後の再加速に伴う前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分とを加算して、前記カーブ由来補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記右左折由来補正量算出手段は、前記消費エネルギ算出区間における右左折の回数を取得し、一回の右左折に伴う減速、再加速に起因して発生する前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分を算出し、該エネルギ差分に右左折の回数を乗じて前記右左折由来補正量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の運転支援装置。
4. 前記消費エネルギ算出区間における前記基準車速を設定する基準車速設定手段を備え、
   前記加減速必要区間抽出手段は、前記消費エネルギ算出区間から前記加減速必要区間を抽出する条件を、前記基準車速に応じて変更することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の運転支援装置。
5. 前記消費エネルギ算出区間における天気の情報を取得する天気情報取得手段を備え、
   前記加減速必要区間抽出手段は、前記消費エネルギ算出区間から前記加減速必要区間を抽出する条件を、前記天気に応じて変更することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の運転支援装置。
6. 前記自車両の車速に関する履歴を記憶する車速履歴記憶手段を備え、
   前記加減速必要区間抽出手段は、前記消費エネルギ算出区間から前記加減速必要区間を抽出する条件を、前記車速履歴に応じて変更することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の運転支援装置。
7. 走行経路に勾配が存在することで発生する前記定速平坦仮定消費エネルギとのエネルギ差分を勾配由来補正量として算出する勾配由来補正量算出手段を有し、
   前記補正済消費エネルギ算出手段は、前記定速平坦仮定消費エネルギと前記加減速由来補正量と前記勾配由来補正量を用いて、前記補正済消費エネルギを算出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の運転支援装置。
8. 前記勾配由来補正量算出手段は、前記基準車速で定速走行する際に回生対象となる降坂路の勾配値を回生対象勾配値として算出し、該回生対象勾配値と前記走行経路の勾配情報とを比較して前記走行経路から前記回生対象勾配値未満の勾配値を有する降坂路区間を抽出し、該抽出された降坂路区間における回生由来の消費エネルギ補正量を回生区間由来補正量として算出し、前記降坂路区間を除く高度変化に対応する位置エネルギに基づいて、非回生区間由来補正量を算出し、前記回生区間由来補正量と前記非回生区間由来補正量とを加算して前記勾配由来補正量を算出することを特徴とする請求項７に記載の運転支援装置。
9. 前記航続可能距離を運転者に伝達する航続距離伝達手段を有し、
   該航続距離伝達手段は、前記走行経路に前記加減速必要区間が存在する場合に、前記走行経路に前記加減速必要区間が存在しない場合よりも、前記航続可能距離を短く伝達することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
10. 目的地に応じて走行経路を設定する走行経路設定手段と、
    前記航続可能距離が前記目的地までの距離に満たない場合に、車速と加減速の大きさの少なくともいずれかを抑制する運転方法を運転者に教示する運転方法教示手段と、
    を有することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
11. 目的地に応じて走行経路を設定する走行経路設定手段と、
    前記航続可能距離が前記目的地までの距離に満たない場合に、前記自車両の制駆動制御を変更して、前記自車両の航続可能距離の延長を図る制駆動制御変更手段と、
    を有することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の運転支援装置を有する車両。

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