JP5708259B2 - 尿素水補給スタンド案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、尿素水補給スタンド案内装置に関する。

例えば、水素燃料自動車や電気自動車等においては、燃料を補給する水素補給スタンドや充電スタンド等のインフラ整備が進んでいない実情がある。そのため、これらの車両は、燃料切れを引き起こす前に車両を最適な燃料補給スタンドまで案内するシステムを搭載することが好ましい。

例えば、特許文献１には、水素燃料駆動自動車を最寄りのスタンドまで案内する補給スタンド案内システムが開示されている。

また、特許文献２には、電気自動車を最適な充電スタンドまで案内する電気自動車用ナビシステムが開示されている。

特開２０００−２９２１９５号公報 特開平９−１１９８３９号公報

一般的に、ディーゼルエンジンを搭載したトラック等の大型車両は、燃料タンクの空警告ランプが点灯した後でも２０〜３０ｋｍの走行が可能である。また、燃料である軽油の補給スタンドは数多く存在するので、通常は燃料切れを引き起こす前に燃料の補給スタンドを見付けることが可能である。

ところで、大型車両においては、排気浄化装置にディーゼルエンジンから排出される排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニアと反応させて還元浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒（Selective Catalytic Reduction：以下、ＳＣＲ触媒という）を備えたものが知られている。一般的に、ＳＣＲ触媒を十分に機能させて、排気中のＮＯｘ濃度を低レベルに維持するためには、およそ２〜３回の燃料給油につき１回の尿素水補給が必要とされる。

しかし、尿素水の補給スタンドは、燃料の補給スタンドに比べてインフラの整備が進んでいない実情がある。そのため、尿素水の残存量が低下した際に、適切な補給スタンドを見付け出せないと、尿素水切れによる排気中のＮＯｘ濃度上昇を招く可能性がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、ＳＣＲ触媒に供給される尿素水用のタンクを備えた車両を最適な尿素水補給スタンドに案内することにある。

上記目的を達成するため、本発明の尿素水補給スタンド案内装置は、排気浄化触媒に供給される尿素水用のタンクを備えた車両の尿素水補給スタンド案内装置であって、前記タンク内にある尿素水の残存量を検出する尿素水量検出手段と、前記車両の位置情報を検出する車両位置検出手段と、前記車両の運転室に設けられた表示装置と、地図データ及び、尿素水補給スタンドの位置情報を予め記憶した記憶手段と、前記車両の目的地の位置情報を入力可能な入力手段と、検出された前記車両の位置情報と、入力された前記目的地の位置情報とに基づいて、現在位置から目的地までの目標距離を算出する目標距離算出手段と、検出された前記尿素水の残存量に基づいて、前記車両が該残存量を使い切らない走行可能距離を算出する走行可能距離算出手段と、前記目標距離が前記走行可能距離の範囲内である場合に、前記表示装置に前記地図データ及び、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドまでの最短経路を表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする。

また、渋滞情報を含む道路交通情報を検出する道路交通情報検出手段をさらに備え、前記走行可能距離算出手段は、検出された前記尿素水の残存量と、検出された前記道路交通情報とに基づいて、前記走行可能距離を算出してもよい。

また、前記目標距離が前記走行可能距離の範囲内にない場合は、エンジンの運転領域を尿素水の消費量が低減される低負荷運転領域に切り替える運転モード切替手段をさらに備えてもよい。

また、前記表示制御手段は、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドのうち、前記車両の現在位置から最寄りの尿素水補給スタンドまでの最短経路を表示させてもよい。

また、検出された前記車両の位置情報と、前記記憶手段に記憶された尿素水補給スタンドの位置情報とに基づいて、該尿素水補給スタンドの利用回数を計算するスタンド利用回数計算手段をさらに備え、前記表示制御手段は、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドのうち、利用回数が最も多い尿素水補給スタンドまでの最短経路を表示させてもよい。

本発明の尿素水補給スタンド案内装置によれば、ＳＣＲ触媒に供給される尿素水用のタンクを備えた車両を最適な尿素水補給スタンドに案内することができる。

本発明の一実施形態に係る尿素水補給スタンド案内装置を示すブロック構成図である。 本発明の一実施形態に係る尿素水補給スタンド案内装置の処理を示すフローチャートである。

以下、図１、２に基づいて、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施形態に係る尿素水補給スタンド案内装置１は、ＳＣＲ触媒７３に供給される尿素水用のタンク７４を有する車両に搭載されるもので、ＧＰＳ受信機１１と、ＶＩＣＳ受信機１２と、車速センサ１３と、尿素水量センサ１４と、外部メモリ２０と、入力装置２１と、表示装置２２と、音声警告装置２３と、制御装置３０とを備えている。なお、本実施形態において、ＧＰＳ受信機１１は本発明の車両位置検出手段、ＶＩＣＳ受信機１２は本発明の道路交通情報検出手段、尿素水量センサ１４は本発明の尿素水量検出手段、外部メモリ２０は本発明の記憶手段に相当する。

車両に搭載されたエンジン７０の排気マニホールドには、排気管７１が接続されている。この排気管７１の下流側にはＳＣＲ触媒７３を有する排気浄化装置７２が設けられている。また、排気浄化装置７２よりも上流側に位置する排気管７１には、タンク７４内の尿素水を排気管７１内に噴射する噴射弁７５が設けられている。

ＧＰＳ受信機１１は、図示しないＧＰＳ衛星から送信される位置情報を受信するもので、受信される位置情報は電気的に接続された制御装置３０に出力される。

ＶＩＣＳ受信機１２は、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）から送信される渋滞情報や道路工事情報等を含む道路交通情報を受信するもので、図示しないＶＩＣＳセンサユニットやＦＭ多重放送受信機等を備え構成されている。このＶＩＣＳ受信機１２で受信される道路交通情報は電気的に接続された制御装置３０に出力される。

車速センサ１３は、車両の車速を検出するもので、検出された車速は電気的に接続された制御装置３０に出力される。尿素水量センサ１４は、タンク７４内の尿素水量、すなわち尿素水の残存量を検出するもので、検出された尿素水の残存量は電気的に接続された制御装置３０に出力される。

外部メモリ２０は、例えばフラッシュメモリ等の書き換え可能な半導体メモリで構成されており、制御装置３０による各種制御に用いられる地図データ及び、複数の尿素水補給スタンドの位置情報が予め記憶されている。

入力装置２１は、運転者等による入力操作を受け付けるインターフェースであって、入力される目的地の位置情報等の受け付けを行う。

表示装置２２は、例えば液晶パネル等のディスプレイを備えており、外部メモリ２０に記憶されている地図データ、ＧＰＳ受信機１１で受信された車両の現在位置及び、目的地や尿素水補給スタンドまでの最短経路が表示される。

音声警告装置２３は、例えば公知のスピーカであって、電気的に接続された制御装置３０から入力される音声出力信号に応じた音声を発する。

制御装置３０は、本実施形態の尿素水補給スタンド案内装置１による各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。この制御装置３０は、尿素水残存量判定部３１と、目標走行距離算出部３２と、尿素水消費傾向算出部３３と、走行可能距離算出部３４と、走行可能判定部３５と、最適スタンド選別部３６と、スタンド位置情報読込部３７と、表示装置制御部３８と、運転モード切替部３９とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアである制御装置３０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

尿素水残存量判定部３１は、尿素水量センサ１４から出力される尿素水の残存量に基づいて、タンク７４内の残存量が十分にあるか否かを判定する。例えば、残存量が所定の下限閾値以下の場合、タンク７４内の尿素水量は不十分と判定される。

目標走行距離算出部３２は、入力装置２１から入力された目的地の位置情報、ＧＰＳ受信機１１から入力される現在地の位置情報及び、外部メモリ２０に記憶された地図データに基づいて、現在地から目的地までの経路の中で最も距離が短い最短経路の走行距離（以下、目標走行距離という）を算出する。なお、目標走行距離の算出基準になる最短経路は、必ずしも最短距離を基準にする必要はなく、例えば、ＶＩＣＳ受信機１２で受信される道路交通情報を加味（渋滞道路等を迂回）した最短時間を基準としてもよい。

尿素水消費傾向算出部３３は、車両の総走行距離及び、尿素水の総消費量に基づいて、車両の所定走行距離（例えば、１ｋｍ）に対する尿素水の消費量（以下、消費傾向という）を算出する。ここで、車両の総走行距離は図示しない走行メータから読み取られ、尿素水の消費量は尿素水量センサ１４により検出される。また、消費傾向は、車両走行中はリアルタイムで算出されるように構成されている。

走行可能距離算出部３４は、尿素水量センサ１４から出力される尿素水の残存量、尿素水消費傾向算出部３３で算出される尿素水の消費傾向及び、ＶＩＣＳ受信機１２で受信される道路交通情報に基づいて、車両が尿素水を全て使い切ることなく走行できる最長距離（以下、走行可能距離という）を算出する。

走行可能判定部３５は、目標走行距離算出部３２で算出された目標走行距離と、走行可能距離算出部３４で算出された走行可能距離とを比較して、目的地が走行可能距離の範囲内にあるか否かを判定する。例えば、目標走行距離が走行可能距離以下の場合は、目的地は走行可能距離の範囲内にあると判定される。

最適スタンド選別部３６は、ＧＰＳ受信機１１からの位置情報及び、外部メモリ２０に記憶された複数の尿素水補給スタンドの位置情報に基づいて、各尿素水補給スタンドの利用回数をカウントすると共に、カウントされた利用回数に応じて各尿素水補給スタンドの優先順位付けを行う。例えば、外部メモリ２０に記憶されている各尿素水補給スタンドは、この最適スタンド選別部３６によって利用回数が多い順に優先順位を付されて書き換えられるように構成されている。

スタンド位置情報読込部３７は、走行可能判定部３５により目的地が走行可能距離の範囲内と判定された場合に、外部メモリ２０に記憶されている複数の尿素水補給スタンドの位置情報を制御装置３０に読み込む。

表示装置制御部３８は、表示装置２２に地図データ及び、スタンド位置情報読込部３７により読み込まれた尿素水補給スタンドまでの最短経路を表示させる。ここで、本実施形態の尿素水補給スタンド案内装置１は、運転者の入力装置２２の操作により「最適スタンド」又は、「最寄りスタンド」の選択が可能に構成されている。そのため、運転者により「最適スタンド」が選択された場合は、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドの中から最も優先順位の高い尿素水補給スタンドまでの最短経路が表示装置２２に表示される。一方、運転者により「最寄りスタンド」が選択された場合は、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドの中から最寄りの尿素水補給スタンドまでの最短経路が表示装置２２に表示されるように構成されている。

運転モード切替部３９は、走行可能距離の範囲内に尿素水補給スタンドが無い場合に、エンジン７０の運転領域を尿素水の消費量が低減できる低負荷の運転領域（以下、エコモードともいう）に制限する。この尿素水の消費量を低減できるエンジン７０の運転領域は予め実験等で求められており、制御装置３０の図示しない内部メモリに格納されている。

次に、図２のフローチャートを参照して動作について説明する。

ステップ（以下、ステップを単にＳと記載する）１００では、尿素水残存量判定部３１に尿素水量センサ１４の検出値が読み込まれ、尿素水の残存量が所定の下限閾値以下であるか否かが確認される。残存量が所定の下限閾値以下の場合は、尿素水量は不十分と判定されてＳ１１０へと進む。

Ｓ１１０では音声警告装置２３から尿素水の補給警告が発せられ、Ｓ１２０では車速センサ１３の検出値が０（ゼロ）であるか否かが確認される。車速が０（ゼロ）の場合はリターンされ、車速が０（ゼロ）よりも大きい場合はＳ１００へと戻される。

Ｓ１００で尿素水の残存量が所定の下限閾値以下よりも大きいと判定された場合は、Ｓ１３０でＧＰＳ受信機１１から目標走行距離算出部３２に現在地の位置情報が読み込まれる。その後、Ｓ１４０では、目標走行距離算出部３２により、目的地の位置情報、現在地の位置情報及び、地図データに基づいて目標走行距離が算出される。

Ｓ１５０では、ＶＩＣＳ受信機１２から走行可能距離算出部３４に道路交通情報が読み込まれる。その後、Ｓ１６０では、走行可能距離算出部３４により、尿素水の残存量、尿素水の消費傾向及び、道路交通情報に基づいて走行可能距離が算出される。

Ｓ１７０では、走行可能判定部３５により、目標走行距離と走行可能距離とが比較される。目標走行距離が走行可能距離以下の場合は、目的地は走行可能距離の範囲内にあると判定されてＳ１８０へと進む。一方、目標走行距離が走行可能距離よりも大きい場合は、目的地は走行可能距離の範囲外と判定されてＳ１２０へ戻される。

Ｓ１８０では、スタンド情報読込部３７により、外部メモリ２０に記憶されている複数の尿素水補給スタンドの位置情報が制御装置３０に読み込まれる。

Ｓ１９０では、Ｓ１８０で読み込まれた尿素水補給スタンドの位置情報が走行可能距離の範囲内にあるか否かが確認される。尿素水補給スタンドが走行可能距離の範囲内にある場合はＳ２００へと進む一方、尿素水補給スタンドが走行可能距離の範囲内にない場合はＳ３００へと進む。

Ｓ２００では、Ｓ１８０で読み込まれた尿素水補給スタンドの中から、運転者がこれまで複数回利用した尿素水補給スタンドがあるか否かが確認される。複数回利用した尿素水補給スタンドがある場合はＳ２１０に進み、複数回利用した尿素水補給スタンドがない場合はＳ２３０に進む。

Ｓ２１０では、運転者の入力装置２１の操作により「最適スタンド」の選択が行われているか否かが確認される。運転者により「最適スタンド」の選択がなされている場合はＳ２２０へと進む一方、「最適スタンド」の選択がなされていない場合はＳ２３０へと進む。

Ｓ２２０では、表示装置制御部３８により、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドの中から最も優先順位の高い尿素水補給スタンドまでの最短経路が表示装置２２に表示されて、本制御はリターンされる。また、Ｓ２３０に進んだ場合は、表示装置制御部３８により、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドの中から最寄りの尿素水補給スタンドまでの最短経路が表示装置２２に表示されて、本制御はリターンされる。

Ｓ３００では、目標走行距離が所定の上限閾値以下であるか否かが確認される。目標走行距離が所定の上限閾値よりも大きい場合は、Ｓ３１０でエンジン７０の運転領域がエコモードに切り替えられてＳ１００へと戻される。一方、目標走行距離が所定の上限閾値以下の場合は、Ｓ３２０で車速が０（ゼロ）か否かが確認される。車速が０（ゼロ）でない場合は、Ｓ３３０でエンジン７０の運転領域がエコモードに切り替えられてＳ１００へと戻される一方、車速が０（ゼロ）の場合は、本制御はリターンされる。

次に、本発明の一実施形態に係る尿素水補給スタンド案内装置１の作用効果について説明する。

目的地までの目標走行距離が尿素水の残存量に基づいて算出された走行可能距離の範囲内にある場合は、地図データ及び、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドまでの最短経路が表示装置２２に正確に表示される。

したがって、尿素水を補給しようとする車両を最適な尿素水補給スタンドに案内することが可能となり、尿素水切れによる排気中のＮＯｘ濃度上昇を効果的に防ぐことができる。

また、走行可能距離の算出は、尿素水の残存量のみならず、ＶＩＣＳ受信機１２で受信された渋滞情報や工事情報を含んだ道路交通情報に基づいて算出される。すなわち、目標走行距離と走行可能距離とを比較する走行可能判定は、渋滞や工事による影響を加味した正確な情報に基づいて行われることになる。

したがって、運転者に渋滞や工事等の影響を正確に回避できる高精度の情報提供が可能となり、尿素水切れを引き起こす前に車両を最適な尿素水補給スタンドに確実に案内することができる。

また、走行可能距離の範囲内に尿素水補給スタンドが無い場合、エンジン７０の運転領域は、運転モード切替部３９によって尿素水の消費量を低減できる低負荷の運転領域（エコモード）に切り替えられる。

したがって、尿素水の補給を行えないような状況であっても、尿素水の消費量を抑えながら車両を走行させることが可能となり、尿素水切れを効果的に防ぐことができる。

また、運転者の入力装置２１の操作により「最適スタンド」が選択された場合は、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドの中から最も優先順位が高い（利用回数の多い）尿素水補給スタンドまでの最短経路が表示装置２２に表示される。

したがって、車両を運転者の利用頻度が高い最適な尿素水補給スタンドに効果的に案内することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、最適スタンド選別部３６による尿素水補給スタンドの優先順位は、利用回数に応じて付されるものとして説明したが、係る優先順位を入力装置２１の入力操作に応じた運転者の好みで付されるようにしてもよい。

また、タンク７４内の尿素水の残存量が極端に少ない場合は、尿素水切れによる排気中のＮＯｘ濃度上昇を未然に回避すべく、エンジン７０を強制的に停止するように構成してもよい。

１ 尿素水補給スタンド案内装置
１１ ＧＰＳ受信機（車両位置検出手段）
１２ ＶＩＣＳ受信機（道路交通情報検出手段）
１４ 尿素水量センサ（尿素水量検出手段）
２０ 外部メモリ（記憶手段）
２１ 入力装置（入力手段）
２２ 表示装置
３０ 制御装置
３２ 目標走行距離算出部（目標距離算出手段）
３４ 走行可能距離算出部（走行可能距離算出手段）
３６ 最適スタンド選別部（スタンド利用回数計算手段）
３８ 表示装置制御部（表示制御手段）
３９ 運転モード切替部（運転モード切替手段）
７０ エンジン
７３ ＳＣＲ触媒（排気浄化触媒）
７４ タンク

Claims (5)

1. 排気浄化触媒に供給される尿素水用のタンクを備えた車両の尿素水補給スタンド案内装置であって、
   前記タンク内にある尿素水の残存量を検出する尿素水量検出手段と、
   前記車両の位置情報を検出する車両位置検出手段と、
   前記車両の運転室に設けられた表示装置と、
   地図データ及び、尿素水補給スタンドの位置情報を予め記憶した記憶手段と、
   前記車両の目的地の位置情報を入力可能な入力手段と、
   検出された前記車両の位置情報と、入力された前記目的地の位置情報とに基づいて、現在位置から目的地までの目標距離を算出する目標距離算出手段と、
   検出された前記尿素水の残存量に基づいて、前記車両が該残存量を使い切らない走行可能距離を算出する走行可能距離算出手段と、
   前記目標距離が前記走行可能距離の範囲内である場合に、前記表示装置に前記地図データ及び、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドまでの最短経路を表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とする尿素水補給スタンド案内装置。
2. 渋滞情報を含む道路交通情報を検出する道路交通情報検出手段をさらに備え、 前記走行可能距離算出手段は、検出された前記尿素水の残存量と、検出された前記道路交通情報とに基づいて、前記走行可能距離を算出する請求項１に記載の尿素水補給スタンド案内装置。
3. 前記目標距離が前記走行可能距離の範囲内にない場合は、エンジンの運転領域を尿素水の消費量が低減される低負荷運転領域に切り替える運転モード切替手段をさらに備える請求項１又は２に記載の尿素水補給スタンド案内装置。
4. 前記表示制御手段は、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドのうち、前記車両の現在位置から最寄りの尿素水補給スタンドまでの最短経路を表示させる請求項１から３の何れかに記載の尿素水補給スタンド案内装置。
5. 検出された前記車両の位置情報と、前記記憶手段に記憶された尿素水補給スタンドの位置情報とに基づいて、該尿素水補給スタンドの利用回数を計算するスタンド利用回数計算手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、走行可能距離の範囲内にある尿素水補給スタンドのうち、利用回数が最も多い尿素水補給スタンドまでの最短経路を表示させる請求項１から３の何れかに記載の尿素水補給スタンド案内装置。

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