JP2003164006A - 容量表示装置及び容量表示方法 - Google Patents

容量表示装置及び容量表示方法

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JP2003164006A JP2001356283A JP2001356283A JP2003164006A JP 2003164006 A JP2003164006 A JP 2003164006A JP 2001356283 A JP2001356283 A JP 2001356283A JP 2001356283 A JP2001356283 A JP 2001356283A JP 2003164006 A JP2003164006 A JP 2003164006A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】バッテリ劣化時においても、満充電を行った場
合には表示上も満充電を示し、１セグメントあたりの走
行可能距離を略一定に保ち、航続可能距離を予測し易い
容量表示装置を提供すること。 【解決手段】車両のバッテリ容量のうちの所定容量を、
バッテリの劣化に伴い減少するバッテリ容量を調整する
ための容量調整域ａに予め割り付け、検出された電圧値
と電流値とからバッテリの劣化度を算出し（Ｓ５０）、
この劣化度に応じ容量調整域ａを補正し（Ｓ７０）、現
在のバッテリ容量を、バッテリ劣化の影響を受けないセ
グメントをもって表示する（Ｓ１２０）表示制御手段１
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のセグメント
をもって車両のエネルギー容量を表示する容量表示装置
及び容量表示方法に関し、特に、バッテリ劣化時におい
ても、航続可能距離を正確に予測できる容量表示装置及
び容量表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車等に搭載されたバッテリの
（残）容量を表示する容量表示装置として、バッテリの
絶対容量を複数のセグメントによって表示する技術が知
られている（特開平９−３３６２３号公報参照）。この
ような絶対容量の表示によれば、１セグメントあたりの
走行可能距離が一定となるので、ユーザはセグメントの
表示により航続可能距離を容易に予測することができ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、バッテリは
継時的な劣化に伴い内部抵抗が大きくなるため、劣化し
たバッテリにおいては、たとえ満充電を行っても製品初
期時の満充電量を得ることはできない。たとえば、点灯
可能な１６個のセグメントを有する表示手段を備えた車
両において満充電を行ったとしても、バッテリが劣化し
ている場合には１６個のセグメントに対して１０セグメ
ントしか点灯しないようなことがある。ユーザは、満充
電を行ったにもかかわらず表示手段は満充電の状態を示
さないため、容量表示に対して違和感を感じるという問
題があった。尤も、この問題に対して初期時であっても
劣化時であっても、そのときの満充電量を所定のセグメ
ントに均等に割り付けるという相対容量表示も提案され
ているが、このような相対容量表示にあっては、１セグ
メントあたりの走行可能距離が一定とならず前述した絶
対容量表示の効果を得ることができない。特に、電気自
動車のように充電設備が完備されているとはいえない場
合において、充電のタイミングを適切に示す観点から
も、絶対容量表示は航続距離の確実な予測が可能である
点において有利である。本発明は、このような従来技術
の問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリの劣化
に伴う容量変化が容量表示に与える影響を抑制し、１セ
グメントあたりの走行可能距離を一定に保ちつつ、継時
劣化したバッテリを満充電させた場合には表示上も満充
電を表示し、ユーザにバッテリの継時劣化に起因する容
量表示上の違和感を与えない容量表示装置及び容量表示
方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、請求項１記載の発明によれば、車両のバッテ
リ容量のうちの第１の所定容量に対応する容量表示が割
り付けられた第１の表示手段と、車両のバッテリ容量の
うちの第２の所定容量に対応する容量表示が割り付けら
れた第２の表示手段とを少なくとも有する容量表示装置
であって、前記第１の表示手段は、電力消費に伴い経時
的に変化する前記第１の所定容量を段階的に表示する、
所定幅のエネルギー容量で規定された複数のセグメント
を含み、前記第２の表示手段は、前記車両のバッテリの
劣化度に応じて補正された第２の所定容量を表示する容
量表示装置が提供される。この発明において、前記第２
の所定容量は、前記車両のバッテリの劣化度に応じて補
正される容量調整域を少なくとも含むことが好ましい
（請求項２）。
【０００４】また、上記目的を達成するために、異なる
観点による請求項６記載の発明によれば、車両のバッテ
リのバッテリ容量を表示手段に応じて複数の区分に割り
付け、前記区分には、前記バッテリの劣化に起因する前
記バッテリ容量の変化によって、前記表示手段における
容量表示に影響を与えないように、前記バッテリの劣化
に起因する前記バッテリ容量の変化に応じて補正される
容量調整区分を少なくとも含ませ、この容量調整区分以
外の区分に割り付けられたバッテリ容量に応じた表示手
段により、現在のバッテリ容量を表示する容量表示方法
が提供される。また、請求項７記載の発明によれば、車
両のバッテリ容量のうちの第１の所定容量に対応する表
示を第１の表示手段に割り付けるとともに、車両のバッ
テリ容量のうちの第２の所定容量に対応する表示を第２
の表示手段に割り付け、前記第１の表示手段に含まれ
る、所定幅のエネルギー容量で規定された一又は二以上
のセグメントにより、電力消費に伴い経時的に変化する
前記第１の所定容量を段階的に表示し、前記車両のバッ
テリの劣化度に応じて第２の所定容量を補正し、この補
正された第２の所定容量を前記第２の表示手段により表
示する容量表示方法が提供される。
【０００５】この容量表示装置に係る発明では、バッテ
リ容量のうちの第１の所定容量に対応する容量表示を第
１の表示手段へ割り付け、第２の所定容量に対応する容
量表示を第２の表示手段に割り付ける。そして、この第
２の所定容量は、車両のバッテリの劣化度に応じて補正
され、この補正された第２の所定容量に基づいて第２の
表示手段が表示を行う。一方、第１の所定容量は、バッ
テリの劣化の影響を受けることなく、電力消費に伴って
経時的に変化する第１の所定容量を、バッテリの残容量
又はバッテリの消費容量（全容量に対する）としてユー
ザに表示する。また、容量表示方法に係る発明では、車
両のバッテリ容量を複数の区分に割り付け、その区分に
車両の劣化度に応じて補正される容量調整区分を含ませ
ることとし、現在のバッテリ容量を容量調整区分以外の
区分でユーザへ表示する。
【０００６】これらの発明において車両のバッテリの劣
化度とは、例えば新品時のバッテリなどの基準となるバ
ッテリに対してどのくらい劣化が進行しているかを示す
度合いであって、経験的又は実験的な観点から求めるこ
とができる。例えば、バッテリが継時的に劣化すること
から時間に応じてバッテリごとに劣化度の推移を時間対
劣化度の相関関係において規定することもでき、また、
バッテリが走行に伴い劣化することから走行距離に応じ
てバッテリごとに走行距離対劣化度の相関関係において
規定することもできる。もちろん、バッテリの現在の電
圧又は電流から放電特性を求めて、この放電特性の推移
から劣化度を規定することもできる。この劣化度に対す
る内部抵抗の低下を算出し、これに加えて、さらにバッ
テリ容量の変化を算出し、この容量の変化に応じて第２
の所定容量を補正する。この第２の所定容量は、さらに
複数の所定容量に区分されていてもよく、少なくとも補
正の対象となる容量、例えば容量調整域を含むことが好
ましい。付言すると、バッテリ容量が所定容量ごとに区
分けされる区分は、限定されることなく、少なくとも第
１の所定容量と第２の所定容量とに区分されればよく、
さらに他の表示手段に割り付けられる所定容量に区分さ
れてもよい。また、第１の所定容量においても、第１の
所定容量が複数の所定容量の容量域に区分されることも
可能であるし、第２の所定容量が複数の所定容量の容量
域に区分されることも可能である。
【０００７】これにより、バッテリの劣化に伴う容量変
化が容量表示に与える影響を抑制し、１セグメントあた
りの走行可能距離を一定に保ちつつ、継時劣化したバッ
テリを満充電させた場合には表示上も満充電を表示し、
ユーザにバッテリの継時劣化に起因する容量表示上の違
和感を与えない容量表示装置及び容量表示方法を提供す
ることができる。
【０００８】（２）上記目的を達成するために、請求項
３記載の発明によれば、前記第２の所定容量は、前記車
両のバッテリの充電タイミングを報知するためのしきい
値である容量表示装置が提供される。
【０００９】この発明では、第２の所定容量に基づい
て、バッテリの充電タイミングを報知するためのしきい
値を設定する。第２の所定容量は、少なくともバッテリ
の劣化度に応じて補正される所定容量が含まれていれば
よく、他に車両の走行を維持するために必要な所定容量
を含むようにすることもできる。すなわち、車両の走行
の継続に必要な容量と、車両の走行の維持には充電が必
要であると判断される容量と、容量調整域その他のバッ
テリの劣化に応じて補正されるために設定された容量と
を加算した容量を第２の所定容量としてもよい。このよ
うに設定された第２の所定容量をしきい値として、第２
の表示手段が車両のバッテリの充電タイミングを報知す
る。車両のバッテリ容量が走行に伴い減少し、この減少
したバッテリ容量が第２の所定容量よりも少なくなった
とき、第２の表示手段が点灯等によって、ユーザに充電
タイミングを報知する。言い換えると、この第２の所定
容量はバッテリの劣化度に応じて補正されるため、この
補正に応じて第２の所定容量は変化し、この変化に伴い
バッテリの充電タイミングを報知するためのしきい値も
変化する。
【００１０】これにより、ユーザはバッテリの劣化に伴
うバッテリ容量の変化の影響が、バッテリ充電のタイミ
ングを報知するしきい値の変動によって吸収され、ユー
ザが航続可能距離を予測するための情報として利用する
第１の表示手段における容量表示に影響を与えない。よ
って、１セグメントあたりの走行可能距離を一定に保ち
つつ、継時劣化したバッテリを満充電させた場合には表
示上も満充電を表示し、ユーザにバッテリの継時劣化に
起因する容量表示上の違和感を与えない容量表示装置を
提供することができる。
【００１１】（３）上記目的を達成するために、請求項
４記載の発明によれば、前記バッテリの電圧値と前記バ
ッテリの電流値とを検知する検知手段と、前記バッテリ
に関する放電初期特性と、前記バッテリの劣化度と当該
劣化度におけるバッテリの放電可能容量とを対応づけた
劣化容量テーブルとを少なくとも記憶する記憶手段と、
現在の前記バッテリの容量に基づき前記第１の表示手段
の前記セグメントの表示を制御するとともに、前記車両
のバッテリの劣化度に応じて第２の所定容量を補正し、
これに基づき前記第２の表示手段の表示を制御する表示
制御手段とを備え、前記表示制御手段は、前記検知手段
が検知した電圧値と電流値とに基づいて、バッテリ出力
を求める出力演算部と、前記検知手段が検知した電圧値
と電流値とに基づいて、前記バッテリの積算放電量を積
算する放電積算部と、前記出力演算部により求められた
バッテリ出力と前記放電積算部により積算されたバッテ
リの積算放電量とから前記バッテリの放電特性を算出す
る放電特性算出部と、前記記憶手段に記憶された前記バ
ッテリの放電初期特性と、前記放電特性算出部により算
出されたバッテリの放電特性とを対比して、前記バッテ
リの劣化度を算出する劣化度算出部と、この劣化度算出
部により算出された劣化度に基づいて、前記記憶手段に
記憶された劣化容量テーブルを参照して現在のバッテリ
の放電可能容量を求め、この放電可能容量に応じて第２
の所定容量を補正して、当該補正結果を前記第２の表示
手段へ送出する補正容量算出部と、前記出力演算部は、
現在のバッテリ容量を求め、当該バッテリ容量に応じた
制御指令を前記第１の表示手段に送出する容量表示装置
が提供される。
【００１２】この発明では、現在のバッテリ容量に基づ
き表示を行う第１の表示手段を制御し、バッテリの劣化
度に応じて補正した第２の所定容量の表示を行う第２の
表示手段を制御する表示制御手段を設けた。この表示制
御手段は、バッテリの劣化度を算出し、この劣化度に応
じて第２の所定容量又は容量調整域を補正し、この補正
された第２の所定容量又は容量調整域を第２の表示手段
をもって表示させる。また、現在のバッテリ容量を第１
の所定容量における複数のセグメントをもって段階的に
表示する。この発明は、上述したとおり、検知手段と、
記憶手段と、表示制御手段と、第１の表示手段と、第２
の表示手段とを有している。このうち、表示制御手段
は、さらに出力演算部と、放電積算部と、放電特性積算
部と、劣化度算出部と、補正容量算出部とを有し、以下
のように動作する。
【００１３】本発明は、検知手段が検知した電圧値と電
流値とに基づいて、出力演算部がバッテリ出力を求め
る。このバッテリ出力の算出は、例えば、検知手段が検
知した電圧値と電流値とに基づいて、開放電圧と内部抵
抗とを求め、この値と現在の電圧値とからバッテリ出力
を求めることができる。また、同じく検知手段が検知し
た電圧値と電流値とに基づいて、放電積算部がバッテリ
の積算放電量を積算し、放電特性算出部がこれらのバッ
テリ出力と積算放電量とからバッテリの放電特性を算出
し、劣化度算出部は、記憶手段に記憶された放電初期特
性を読み出し、この放電初期特性と現在の放電特性とを
対比して現在バッテリの劣化度を算出する。補正容量算
出部は、記憶手段に記憶された劣化容量テーブルを読み
出し、この劣化容量テーブルを参照して、先に算出され
た劣化度に基づいて、バッテリの放電可能容量を求め、
この放電可能容量に応じて第２の所定容量を補正する。
例えば、劣化度に応じて求められた放電可能容量から固
定値として設定された第１の所定容量を差し引いて第２
の所定容量を算出してもよい。この第２の所定容量に、
補正の対象となる容量、例えば容量調整域と車両の走行
に必要な容量とが含まれている場合には、第２の所定容
量から車両の走行に必要な容量も差し引いて補正するべ
き容量、例えば容量調整域を算出してもよい。こうして
補正された第２の所定容量に基づいて、第２の表示手段
が表示を行う。
【００１４】他方、出力演算部は現在の電圧値を検知手
段に検知させ、この電圧値に基づいて、先に得られた開
放電圧、内部抵抗、放電特性を利用して、現在のバッテ
リ容量を求める。こうして求められた現在のバッテリ容
量は、バッテリの残量又は使用容量として、第１の表示
手段にて表示される。
【００１５】これにより、バッテリの劣化に伴う容量変
化が容量表示に与える影響を抑制し、１セグメントあた
りの走行可能距離を一定に保ちつつ、継時劣化したバッ
テリを満充電させた場合には表示上も満充電を表示し、
ユーザにバッテリの継時劣化に起因する容量表示上の違
和感を与えない容量表示装置及び容量表示方法を提供す
ることができる。
【００１６】（４）上記目的を達成するために、請求項
５記載の発明によれば、前記バッテリ容量は、電気駆動
車両又はハイブリッド車両のバッテリ容量である容量表
示装置が提供される。この発明によれば、電気駆動車両
又はハイブリッド車両において、バッテリの経時的な劣
化に伴って生じる違和感のある容量表示を防止し、１セ
グメントあたりの走行可能距離を一定に保ちつつ、継時
劣化したバッテリを満充電させた場合には表示上も満充
電を表示し、ユーザにバッテリの継時劣化に起因する容
量表示上の違和感を与えない容量表示装置を提供するこ
とができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本発明にかかる容量表示装置１は、
電気自動車両に搭載され、バッテリの電気容量の残存量
を表示する。本実施形態における容量表示装置１００
は、バッテリが劣化しても、満充電時のバッテリ容量を
適切に表示し、また１セグメントあたりの走行可能距離
を一定に保ちつつ走行に伴うバッテリ容量の変化を適切
に表示する。ここでは、まず本実施形態の表示形態を説
明し、続いてバッテリの劣化度を容量表示へ対応させる
ための具体的手段について説明する。ちなみに、ここで
は説明のために電気自動車両を例として説明するが、本
実施形態の容量表示装置及び容量表示方法は、電気自動
車両、又はハイブリッド車両を備えた車両に適用するこ
とができる。
【００１８】＜表示の概要＞本実施形態に係る表示の概
要について図１を参照しつつ説明をする。図１は、車両
のバッテリ容量の容量域への割り付けの一例を示し、表
示の態様を説明するための図である。図１（ａ）は本実
施形態に係る表示の態様を示す図であり、図１（ｂ）は
この本実施形態を説明するために比較において用いる従
来の表示の態様を示す図である。
【００１９】本実施形態では、車両のバッテリ容量を所
定の値に区切られた容量域に区分する。この容量域に対
応する容量表示は第１、第２・・・の表示手段へ割り付
けられる。この区分には少なくとも第１の所定容量に対
応する容量の容量域と、第２の所定容量に対応する容量
の容量域とを含む。具体的に本実施形態の容量域は、走
行等の電力消費に伴って変動するバッテリ容量に相当す
る容量表示域ｃと温度変化に対応するための予備表示域
ｂと、バッテリの劣化に応じて補正される容量調整域ａ
と、バッテリ容量の残量量が少ないときに充電を促す表
示を行う残量注意域ｄと、これ以上走行ができない容量
である残量警報域ｅとに区分されている。 本実施形態
におけるバッテリ容量の容量域への割り付けについて、
その一例を図１（ａ）を参照して説明する。本実施形態
では、上述したように、残量警報域ｅ、残量注意域ｄ、
容量調整域ａ、容量表示域ｃ、予備表示域ｂの容量域を
有している。このうち、予備表示域ｂと容量表示域ｃと
は「第１の所定容量」に割り付けられ、「第１の表示手
段」として主にセグメントによって、現在のバッテリ容
量として表示される。容量調整域ａと残量注意域ｄとは
「第２の所定容量」に割り付けられ、「第２の表示手
段」によって表示される。ちなみに残量警報域ｄは「第
２の所定容量」に割り付けても良いが、本実施形態にお
いては割り付けの容量として計上していない。
【００２０】すなわち、本実施の形態では、バッテリが
が蓄えている容量を、予備表示域ｂと、容量表示域ｃ
と、容量調整域ａと、残量注意域ｄと、残量警報域ｅと
に割り付ける演算を行う。この割り付けに従って、バッ
テリの容量が満充電の状態である場合には、第１の表示
手段である複数のセグメントの全数（例えば１６個）が
点灯する。車両の走行に従って、バッテリの容量が減っ
てきた場合には、その時のバッテリ容量に従って、対応
するセグメント数（たとえば１０個）が点灯し、それ以
外の残りのセグメント数（例えば６個）が消灯する。更
に車両が走行し、バッテリ容量が少なくなった場合に
は、ユーザに充電を促すための第２の表示手段であるＥ
ｍｐｔｙ表示灯を点灯させる。更にバッテリ容量が少な
くなった場合には、これ以上の走行ができない旨を表示
するＥｍｐｔｙ警告灯を表示する。
【００２１】言い換えると、上記各容量ａ〜ｅは、セグ
メント表示、Ｅｍｐｔｙ表示灯、Ｅｍｐｔｙ警告灯を点
消灯させるために、演算され、各容量ａ〜ｅとして割り
付けが行われるものであって、実際にユーザが視認する
表示としては、セグメントの点消灯状態およびＥｍｐｔ
ｙ表示灯、Ｅｍｐｔｙ警告灯の点消灯を視認するもので
ある。
【００２２】このような点消灯表示を行うと共に、上述
したようにバッテリが劣化しても適切な点消灯表示を行
うために行われる演算について、以下詳細に説明する。
図１（ａ）に示す本実施形態では、特に容量調整域ａを
設けている。この容量調整域ａに対応する容量はバッテ
リの劣化に応じて補正される。図１（ａ）に示すよう
に、バッテリ新品時（１）の容量調整域ａを基準とする
と、バッテリ劣化時（２）の容量調整域ａはバッテリの
劣化に伴い減少し、（１）のそれに比べて小さい容量と
なる。さらにバッテリの劣化が進んだバッテリ劣化時
（３）にあっては容量調整域ａはなくなっている。この
ようにバッテリの劣化に応じて容量調整域ａは減少す
る。これに対して、容量表示域ｃはバッテリ劣化にかか
わらず図１（ａ）の（１）及び（２）において一定であ
る。
【００２３】ちなみに、これに対比される図１（ｂ）に
示した従来の容量表示装置にあっては、バッテリ新品時
（１’）には満充電の状態が温度変化等に対応するため
の予備表示域ｂ’を含め容量表示域ｃ’のセグメントが
全点灯（１６／１６）されているが、バッテリの劣化が
進むにつれてｃ’領域は減少し、満充電を行ってもセグ
メントの表示は一部分しか点灯（１０／１６）しない。
このように、従来の容量表示にあっては、バッテリの劣
化時において表示上では満充電が行われたか否かが不明
となり、ユーザは違和感を感じる。
【００２４】ここで、図１（ａ）に戻り、この図の
（１）〜（３）のそれぞれの状態について説明をする
と、バッテリ新品時（１）においては、バッテリ新品時
（１）では容量調整域ａは最大値となり、また、満充電
時には予備表示域ｂを含め全ての容量表示域ｃのセグメ
ントの全てが点灯（１６／１６）されることとなる。バ
ッテリ劣化時を示す図１（ａ）（２）ではバッテリの劣
化度に応じて容量調整域ａを減少させるため、第２の表
示手段の表示に対応するバッテリ容量が減少し、Ｅｍｐ
ｔｙ表示灯の点灯の閾値が低くなる。このように、バッ
テリ劣化による容量低下の影響を、第２の所定容量を構
成する容量調整域ａから差し引いて補正する結果、容量
表示域ｃの値はバッテリ劣化の影響を受けることなく、
その容量は変化しない。これにより、バッテリの劣化が
進行した状態であっても、満充電後の容量表示は満充電
（１６セグメントが全て点灯する）が示される。このよ
うにバッテリが劣化しても、満充電後の容量表示におい
ては満充電が表示されるため、ユーザは図１（ｂ）で示
した表示によって感じるような違和感を感じることがな
い。 また、図１（ａ）（３）に示す状態は、予定して
いたバッテリの劣化度を越えてバッテリが劣化した場合
を示している。バッテリの劣化に伴い容量調整域ａが減
少することは前述したが、この容量調整域ａがゼロとな
った後は、劣化に応じた調整をすることなく残容量をそ
のまま表示する。この場合、図１（ａ）の（３）では満
充電をしたにもかかわらずセグメントは１６個全ては点
灯されることなく、満充電時の容量に応じた１４個のセ
グメントが点灯される。このように、予定を超えたバッ
テリの劣化に対しては、通常の容量表示を行うことで、
却ってユーザにバッテリの劣化を知らしめることができ
る。
【００２５】＜容量の表示制御＞続いて、上述した表示
を行うための具体的な構成について説明をする。図２
は、この容量表示装置１００の概略構成を示す図であ
る。この容量表示装置１００は、単位電池（セル電池）
が複数直列に接続された組電池（バッテリ）７の総電圧
を検知する電圧検知手段（電圧センサ）６と、バッテリ
７に流れる電流を検知する電流検知手段（電流センサ）
５と、バッテリ７を構成する各セルの電圧、温度等を管
理するセルコントローラ８と、電圧センサ６からの電
圧、電流センサ５からの電流、電池温度に関する情報に
よりバッテリ７の制御及び電池容量の演算を行う表示制
御手段（バッテリコントローラ）１と、この表示制御手
段１（バッテリコントローラ）の演算結果を受けてバッ
テリ容量の表示を行う容量表示手段（ディスプレイ）２
とを有している。また、バッテリ７から得られる直流電
力はインバータ４にて交流電力に変換され、変換された
交流電力はモータ３へ伝達されて車両の駆動に用いられ
る。
【００２６】この容量表示手段（ディスプレイ）２は、
第１の表示手段２１と第２の表示手段２２とを有してい
る。この第１の表示手段２１は、主に容量表示域ｃにお
ける現在のバッテリ容量の推移を段階的に表示する。こ
の容量表示域ｃの表示には、１６分割した所定幅を有す
る複数のセグメントが用いられる。第２の表示手段２２
は、現在のバッテリ容量が第２の所定量以下となったと
きユーザにバッテリ容量不足を報じるＥｍｐｔｙ表示灯
が用いられる。本実施形態では、第２の所定容量に割り
付けられた容量調整域ａに対応する容量と残量注意域ｄ
に対応する容量と残量警報域ｅとに対応する容量とを足
した容量よりも、バッテリ容量が少なくなった場合に充
電を促すためのＥｍｐｔｙ注意表示として、Ｅｍｐｔｙ
表示灯を点灯させることとした。さらにエネルギーが消
費されバッテリ容量が残量警報域ｅよりも少なくなった
場合には走行が困難となる旨を報知するためのＥｍｐｔ
ｙ警報灯を点灯させる。もちろん、Ｅｍｐｔｙ注意とＥ
ｍｐｔｙ警報とを一体として表示することも可能である
し、又はこれらをそれぞれ又は一体として、段階的に表
示することもできる。
【００２７】図３では、図２で示した表示制御手段１を
中心に本実施形態のブロック構成を示した。図３に示す
ように、本実施形態における容量表示装置１００は、表
示制御手段１に検知した電流値の情報を送出する電流セ
ンサ５と、同じく表示制御手段１に検知した電圧値の情
報を送出する電圧検知手段６と、記憶手段１０と、容量
表示手段２とを有している。記憶手段１０には新品の製
造直後のバッテリ７の出力対放電特性を示す情報である
出力対放電初期特性１０１と、劣化度と当該劣化時度に
おけるバッテリの放電可能容量とを対応づけた劣化容量
テーブル１０２とを含む各種情報が記憶されている。ま
た、容量表示手段２は、第１の表示手段２１と第２の表
示手段２２とを備えており、第１の表示手段は、電力消
費に伴い経時的に変化する第１の所定容量であるバッテ
リ残容量を段階的に表示する。このバッテリ残容量を段
階的に表示するのは複数のセグメントであり、このセグ
メントへの表示を制御するのがセグメント表示部２１１
である。このセグメント表示部２１１は、温度変動等に
起因して容量表示域ｃに生じる変動に応じて、１セグメ
ントあたりの容量を再度設定する機能をも有する。他方
第２の表示手段２２は第２の所定容量に対応したＥｍｐ
ｔｙ注意表示又はＥｍｐｔｙ警報表示を行う。以下、本
実施形態では、第２の表示手段２２は充電のタイミング
を報知するＥｍｐｔｙ注意表示を行うものとして説明を
行う。このＥｍｐｔｙ注意表示は、所定の値よりも現在
のバッテリ容量が少なくなった場合に点灯する。この表
示を制御するのはＥｍｐｔｙ表示部２２１である。本実
施形態では、Ｅｍｐｔｙ表示のしきい値として第２の所
定容量とし、この第２の所定容量には図１（ａ）に示し
た容量調整域ｃと残量注意域ｄとを含むようにしたが、
少なくとも容量調整域ｃが含まれていればよい。
【００２８】この表示制御手段１は、第１の表示手段２
１のセグメントの表示を制御するとともに、第２の表示
手段２２の表示を制御する。この制御のために、表示制
御手段１は、出力演算部１１０と、放電積算部１２０
と、放電特性算出部１３０と、劣化度算出部１４０と、
補正容量算出部１５０とを備えている。これらの各構成
について説明をすると、出力演算部１１０は電圧検知手
段６が検知したバッテリ７の電圧値と電流検知手段５が
検知したバッテリ７の電流値とに基づいて、バッテリ容
量を求める。また、放電積算部１２０は、同じく電圧検
知手段６が検知したバッテリ７の電圧値と電流検知手段
５が検知したバッテリ７の電流値とに基づいてバッテリ
７の積算放電量を積算する。放電特性算出部１３０は、
出力演算部１１０が求めたバッテリ容量と放電積算部１
２０が積算した放電積算量とからバッテリの出力対放電
特性を算出する。劣化度算出部１４０は、放電特性算出
部１３０が算出した出力対放電特性と、記憶手段１０に
予め記憶されている出力対放電初期特性とを対比するこ
とにより、現在のバッテリの劣化度を算出する。この劣
化度の算出については動作とともに説明する。補正容量
算出部１５０は、劣化度算出部が算出した劣化度に応じ
て第２の所定容量に含まれる容量調整域ｃを補正する。
また、出力演算部１１０は、現在の電圧を電圧検知手段
６に検知させ、その電圧に基づいて、出力対放電特性を
利用して現在のバッテリの容量を算出する。
【００２９】続いて、図４、図５を参照しつつ、バッテ
リの劣化に応じて容量表示を行う動作について説明をす
る。図４は、この動作についてのフローチャート図であ
り、図５は電池の出力（ｋＷ）と放電容量（ｋＷｈ）と
の関係を示す図であり、この関係からバッテリの劣化度
をを求めることができる。まず、電圧検知手段６がバッ
テリ７の電圧を検知する（Ｓ１０）。このとき、バッテ
リ７の電圧は１回のみの検知ではなく複数回にわたって
検知を行う。また、電流検知手段５はバッテリ７の充放
電電流を検知する（Ｓ２０）。この検知も１回のみでは
なく複数回にわたって検知を行う。出力演算部１１０
は、電圧検知手段６が検知した複数回の総電圧値と、電
流検知手段５が検知したある複数回の電流値とに基づい
て、回帰演算を行い、無負荷時の電圧（開放電圧）Ｅ０
と傾きＲ（バッテリ内部抵抗）を求め、これらに基づい
て現在のバッテリ出力Ｐ(BA）を下記の式から求める。
ここで、Ｅ１は、最新の検知電圧である（Ｓ３０）。
【００３０】
【数１】Ｐ(BA)＝Ｅ１ × （Ｅ０−Ｅ１）／Ｒ 続いて、放電積算部１２０は、Ｓ１０とＳ２０で検知し
た総電圧値と電流値とに基づいて、放電積算量ＣＡＰ
（WH）を演算する（Ｓ４０）。
【００３１】放電特性算出部１３０は、ここで演算され
た放電積算量ＣＡＰ（WH）とＳ３０にて算出されたバッ
テリ出力Ｐ(BA)とから、現在のバッテリの出力に対する
出力対放電特性を求めることができる。
【００３２】劣化度算出部１４０は、放電特性算出部１
３０により求められたバッテリ出力対放電特性と、予め
記憶手段１０の出力対放電初期特性１０１に記憶されて
いるバッテリ新品時におけるバッテリ出力対放電特性
（出力対放電初期特性）とを比較することにより、現在
のバッテリの劣化度を算出する（Ｓ５０）。
【００３３】ここで、劣化度算出部１４０にて行われる
劣化度の算出について図５を参照しつつ説明する。図５
は電流検知手段５が検知した電流値と電圧検知手段６が
検知した電圧値とから求められたバッテリの出力値Ｐ(B
A）と、Ｓ１０とＳ２０で検知した総電圧値と電流値と
に基づいて求められた放電積算量ＣＡＰ（WH）との相関
関係を示す図である。図５にて示された劣化度１、劣化
度２、劣化度３の各グラフは劣化度に応じた出力対放電
特性相関を示しており、劣化度１が最も劣化度が低く、
劣化度２、劣化度３となるに従い劣化度が高くなる（劣
化が進んでいる）。図５に示したように、この出力対放
電特性相関は劣化度ごとに特徴的な関係を示す。これを
初期の出力対放電特性と比較すれば、初期の（新品時
の）バッテリに対してどれくらい劣化しているか、とい
う劣化度を算出することができる。すなわち、バッテリ
の出力と放電容量の積算結果とに基づいて出力対放電特
性を算出すれば、そのバッテリの劣化度を算出すること
ができる。ステップ５０では、この考え方に基づいてバ
ッテリの劣化度を算出する。なお、図５に示された所定
の出力値におけるＰ（MIN）は、車両における必要最低
の出力値であり、最低保証出力値としてバッテリ容量が
この出力を維持できない場合にはＥｍｐｔｙ警報表示が
なされる。この各劣化度のバッテリにおける最低保証出
力値を放電可能なバッテリ容量は、フル容量ＣＡＰ（FL
M）として黒丸で表示されており、劣化度に応じてその
値は異なっている。さらに、この出力対放電特性相関に
対応させて、容量表示域ＣＡＰ（SEG）、容量調整域Ｃ
ＡＰ（z）、残量注意域ＣＡＰ（4M）が表わされてい
る。これらの対応において、容量調整域ＣＡＰ（Z）が
劣化度が大きくなるに従い減少している、また、各劣化
度における残量注意域ＣＡＰ（4M）に属し、Ｅｍｐｔｙ
表示がなされるバッテリ出力が星印で表示されている。
このように劣化度に応じてＥｍｐｔｙ表示がされる放電
容量が異なる。
【００３４】さて、図４のステップ６０に戻る。ステッ
プ５０にて算出された劣化度に基づいて、予め記憶手段
１０の劣化容量テーブル１０２を参照して、現在の（劣
化度に応じた）バッテリのフル容量ＣＡＰ(FLM）を求め
る（Ｓ６０）。ここで劣化容量テーブル１０２は、劣化
度とその劣化度に応じた容量を対応づけた情報であっ
て、バッテリごと、車両ごとに予め実験され、又は理論
上求められた情報である。また、フル容量ＣＡＰ（FL
M）は車両における必要最低出力放電可能容量である。
なお、このフル容量ＣＡＰ（FLM）はバッテリ温度を検
知し、この検知されたバッテリ温度に基づいて適宜補正
を行った値を用いることが好ましい。この温度補正手段
については、公知のあらゆる温度補正手段を適用するこ
とができる。
【００３５】続いて、補正容量算出部１５０が、容量調
整域に対応する容量ＣＡＰ（z）を、以下の式に基づい
て算出する（Ｓ７０）。
【００３６】
【数２】ＣＡＰ（z）＝ＣＡＰ（FLM）−ＣＡＰ（SEG）
−ＣＡＰ(4M） ここで、ＣＡＰ（FLM）は現在の劣化度におけるフル容
量（車両における必要最低出力を放電可能の容量）であ
り、検知したバッテリ温度に基づき補正を行っている。
ＣＡＰ（SEG）は第１の所定容量を表示するために予め
設定されているセグメントにそれぞれ対応する容量であ
り、ＣＡＰ(4M）は車両の走行を確保するために必要な
車両ごとに予め設定されている走行マージンとなる容量
である。こうしてＳ７０の動作時におけるバッテリの劣
化度に対応した容量調整域ＣＡＰ（z）が求められ、容
量調整域ＣＡＰ（z）は劣化度に応じて補正される。
【００３７】ステップ８０では、第１の表示手段２１の
セグメント表示部２１１が、Ｓ７０で求められたＣＡＰ
（z）を取得して、実際のセグメントの表示に対応する
現在の容量ＣＡＰ(R）を下記の式から算出する（Ｓ８
０）。
【００３８】
【数３】ＣＡＰ（R）＝ＣＡＰ（FLM）−ＣＡＰ（Z）−
ＣＡＰ(4M） 本実施形態におけるセグメントは、そのセグメントあた
りの容量が基本的には変化しないという特徴を有する
が、実際のバッテリ７の容量状態は温度や走行環境によ
って影響を受けるため、より正確な容量表示を行うため
にセグメント容量を温度や走行環境に応じて微調整でき
るようにし、現時点で検知された電圧、電流に基づいて
セグメント容量となるＳＥＧ（R）を算出する。また、
バッテリ７の劣化が当初の設定を超えて進み、劣化に伴
う容量の減少が容量調整域ＣＡＰ（z）よりも大きくな
った場合には、ＣＡＰ（R）を再度算出する必要が生じ
る。このように算出されたセグメントの容量ＳＥＧ
（R）は、セグメント数で除算処理され（例えばセグメ
ント数が１６個であれば１６で割る）、１セグメント当
たりの表示容量が算出される（Ｓ９０）。この算出処理
は常時行ってもよいし、車両発進時に行ってもよいし、
所定走行距離又は所定時間ごとに行ってもよい。
【００３９】続いて、セグメント表示部２１１は、算出
されたセグメント当たりの容量の値が所定値（予め設定
された容量値）以下であるか否かを判断する（Ｓ１０
０）。１セグメント当たりの容量が所定値以下でない場
合、すなわち１セグメント当たりの容量に大きな変化
（減少）がないと判断した場合には、ステップ１１０に
進む。このステップ１１０では、出力演算部１１０が、
電圧検知手段６の検知した電圧に基づいて、出力対放電
特性を参照し、現在のバッテリ容量を算出する（Ｓ１１
０）。この算出された容量に応じた制御指令に基づき、
セグメント表示部２１１は対応するセグメントを点灯さ
せる（Ｓ１２０）。
【００４０】このように、バッテリ劣化に応じて容量調
整域ＣＡＰ（Z）を補正し容量表示域ＣＡＰ（SEG）又は
ＣＡＰ（R）を所定の値に保つことから、バッテリの劣
化によってフル容量が変化したとしても、満充電時には
全セグメントが点灯し、ユーザはセグメントの表示によ
っても満充電を確認することができる。また、１セグメ
ント当たりの走行距離はバッテリ温度や走行状態の影響
を除けばほとんど変化しないことから、ユーザはセグメ
ントの表示に基づき航続可能距離を正確に予測すること
ができる。
【００４１】さて、ステップ１００における予め設定さ
れた所定値は、本実施形態の容量調整処理を機能させる
か否かを判断するためのしきい値であり、バッテリの劣
化を考慮しつつユーザがセグメント当たりの容量変化に
違和感を感じるか否かを考慮して設定される。具体的に
説明すると、所定条件下（同一車両に搭載、バッテリ温
度２０度）の新品時において、１セグメント当たり１０
Ｋｍ走行できたとする。このバッテリの劣化が進行する
と満充電時の容量も低下する。この劣化状態で満充電時
に全てのセグメントを点灯させようとすれば、１セグメ
ントあたりの容量も低下する。このバッテリ劣化時にお
いて１セグメント当たり７ｋｍ走行できたとする。この
ように１セグメント当たりの走行距離が１０ｋｍから７
ｋｍと大きく変化すると、ユーザは違和感を感じると考
えられるため、満充電時の表示を全点灯させるための容
量調整処理を行わずに、絶対容量をそのまま表示する処
理を行う。この機能は、バッテリの劣化を考慮して予め
定めた容量調整域に応じた容量を越えてバッテリ容量が
低下した場合において、ユーザの違和感を減少させると
いう観点から有用である。
【００４２】すなわち、ステップ１００において、１セ
グメント当たりの容量が所定値以下である場合にはステ
ップ１３０に進み、１セグメント当たりの容量を予め固
定値に設定し（Ｓ１３０）、ステップ１０の処理で得た
電圧に基づいて現在の容量を算出し（Ｓ１４０）、ステ
ップ１３０で設定した１セグメント当たりの容量に基づ
いて、対応するセグメントを点灯させる（Ｓ１５０）。
この処理においては、満充電させた場合であっても全セ
グメントは点灯させない。これは、１セグメント当たり
の航続可能距離の変動を所定の範囲に抑えて、ユーザが
１セグメント当たりの走行距離の確実な予測を確保する
ためである。
【００４３】また、この動作において、バッテリの劣化
は急激に進むものではないことから、バッテリの劣化に
応じて容量調整域ＣＡＰ（Z）を補正し、セグメント当
たりの容量を再度設定する処理を含む本実施形態は、常
時動作させる必要は必ずしもなく、例えば充電を行った
タイミングで動作させてもよく、また、所定の距離を走
行したタイミングで動作させてもよく、さらに、所定時
間経過後に動作させてもよい。また、本実施形態におい
ては、温度によるバッテリ容量の変動を考慮してステッ
プ９０にて１セグメントあたりの容量をセグメントを算
出するが、この処理を行うことなく予め設定されたセグ
メント容量を用いることもできる。また、本実施形態で
は、ステップ１００においてセグメントあたりの容量が
所定値以下である場合にはバッテリの劣化に応じた補正
を表示に反映させることなく絶対表示を行うが、セグメ
ントあたりの容量の値にかかわらず、バッテリの劣化に
応じた表示補正を行うようにしてもよい。例えば、ステ
ップ７０において容量調整域が演算されたのち、ステッ
プ１１０へ進み現在の容量を算出して、予め設定された
容量のセグメントにより容量表示を行うようにしてもよ
く、また、ステップ９０からステップ１１０へ進み、予
め設定された容量のセグメントにより容量表示を行うよ
うにしてもよい。この実施形態では、容量表示装置にお
ける動作として説明したが、容量表示方法としても同様
に作用し、同様の効果を奏する。
【００４４】図６は、以上のように動作する容量表示装
置１００の割り付けられたバッテリ容量と、容量表示手
段２とを対応づけて示した図である。予備表示域ｂと容
量表示域ｃとは第１の所定容量として、第１の表示手段
２１としてのセグメントに割り付けられ、現在のバッテ
リ容量に対応する数のセグメントが点灯し、ユーザに現
在のバッテリ容量を提示する。また、容量調整域ａと残
量注意域ｄとは第２の所定容量として、第２の表示手段
２２としてのＥｍｐｔｙ表示に割り付けられ、現在のバ
ッテリ容量が所定の容量よりも少なくなった場合にはＥ
ｍｐｔｙ表示が点灯することとなる。このとき容量調整
域ａの最大値はバッテリ７及びこれが搭載される車両に
応じて予め設定された値であり、また、残量注意域ｄは
バッテリ７及びこれが搭載される車両に応じて予め設定
されることが好ましい。
【００４５】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施例に開示された各要素および各数値は、
本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物を
も含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本実施形態に係る容量表示装置の
表示の態様を説明するための図、図２（ｂ）は従来の容
量表示装置の表示の態様を説明するための図である。
【図２】本実施形態に係る容量表示装置の構成概略図で
ある。
【図３】本実施形態の表示制御手段の構成を示すブロッ
ク図である。
【図４】本発明に係る容量表示装置の表示制御手段の動
作を説明するためのフローチャート図である。
【図５】劣化度の異なるバッテリに関する放電容量と出
力容量との関係を説明するための図である。
【図６】算出されるバッテリ容量と、表示手段における
表示との対応を説明するための図である。
【符号の説明】
１００…容量表示装置 １…制御手段、バッテリコントローラ １１０…出力演算部 １２０…放電積算部 １３０…放電特性算出部 １４０…劣化度算出部 １５０…補正容量算出部 １０…記憶手段 １０１…出力対放電初期特性 １０２劣化容量テーブル ２…容量表示手段、ディスプレイ ２１…第１の表示手段、 ２１１…セグメント表示部 ２２…第２の表示手段 ２２１…Ｅｍｐｔｙ表示部 ３…モータ ４…インバータ ５…電流検知手段、電流センサ、検知手段 ６…電圧検知手段、電圧センサ、検知手段 ７…バッテリ、組電池 ８…セルコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 祐志 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB01 CB02 CB05 CB06 CB11 CB12 CC01 CC03 CC04 CC06 CC07 CC13 CC23 CE00 CF07 5H030 AA00 AS08 FF41 FF42 FF44 5H115 PA08 PC06 PG04 PI14 PI16 PI29 PO06 PU08 PU26 PV09 QN03 SE06 TI02 TI05 TI06 TI09 TI10 TO30 TR19 TU17 UB05 UB20

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両のバッテリ容量のうちの第１の所定容
    量に対応する容量表示が割り付けられた第１の表示手段
    と、車両のバッテリ容量のうちの第２の所定容量に対応
    する容量表示が割り付けられた第２の表示手段とを少な
    くとも有する容量表示装置であって、 前記第１の表示手段は、電力消費に伴い経時的に変化す
    る前記第１の所定容量を段階的に表示する、所定幅のエ
    ネルギー容量で規定された複数のセグメントを含み、 前記第２の表示手段は、前記車両のバッテリの劣化度に
    応じて補正された第２の所定容量を表示する容量表示装
    置。
  2. 【請求項２】前記第２の所定容量は、前記車両のバッテ
    リの劣化度に応じて補正される容量調整域を少なくとも
    含む請求項１記載の容量表示装置。
  3. 【請求項３】前記第２の所定容量は、前記車両のバッテ
    リの充電タイミングを報知するためのしきい値である請
    求項１又は２記載の容量表示装置。
  4. 【請求項４】前記バッテリの電圧値と前記バッテリの電
    流値とを検知する検知手段と、 前記バッテリに関する放電初期特性と、前記バッテリの
    劣化度と当該劣化度におけるバッテリの放電可能容量と
    を対応づけた劣化容量テーブルとを少なくとも記憶する
    記憶手段と、 現在の前記バッテリの容量に基づき前記第１の表示手段
    の表示を制御するとともに、前記車両のバッテリの劣化
    度に応じて第２の所定容量を補正し、これに基づき前記
    第２の表示手段の表示を制御する表示制御手段とを備
    え、 前記表示制御手段は、前記検知手段が検知した電圧値と
    電流値とに基づいて、バッテリ出力を求める出力演算部
    と、 前記検知手段が検知した電圧値と電流値とに基づいて、
    前記バッテリの積算放電量を積算する放電積算部と、 前記出力演算部により求められたバッテリ出力と前記放
    電積算部により積算されたバッテリの積算放電量とから
    前記バッテリの放電特性を算出する放電特性算出部と、 前記記憶手段に記憶された前記バッテリの放電初期特性
    と、前記放電特性算出部により算出されたバッテリの放
    電特性とを対比して、前記バッテリの劣化度を算出する
    劣化度算出部と、 この劣化度算出部により算出された劣化度に基づいて、
    前記記憶手段に記憶された劣化容量テーブルを参照して
    現在のバッテリの放電可能容量を求め、この放電可能容
    量に応じて第２の所定容量を補正して、当該補正結果を
    前記第２の表示手段へ送出する補正容量算出部と、 前記出力演算部は、現在のバッテリ容量を求め、当該バ
    ッテリ容量に応じた制御指令を前記第１の表示手段に送
    出する請求項１〜３記載の容量表示装置。
  5. 【請求項５】前記バッテリ容量は、電気駆動車両又はハ
    イブリッド車両のバッテリ容量である請求項１〜４記載
    の容量表示装置。
  6. 【請求項６】車両のバッテリのバッテリ容量を表示手段
    に応じて複数の区分に割り付け、前記区分には、前記バ
    ッテリの劣化に起因する前記バッテリ容量の変化によっ
    て、前記表示手段における容量表示に影響を与えないよ
    うに、前記バッテリの劣化に起因する前記バッテリ容量
    の変化に応じて補正される容量調整区分を少なくとも含
    ませ、 この容量調整区分以外の区分に割り付けられたバッテリ
    容量に応じた表示手段により、現在のバッテリ容量を表
    示する容量表示方法。
  7. 【請求項７】車両のバッテリ容量のうちの第１の所定容
    量に対応する表示を第１の表示手段に割り付けるととも
    に、車両のバッテリ容量のうちの第２の所定容量に対応
    する表示を第２の表示手段に割り付け、 前記第１の表示手段に含まれる、所定幅のエネルギー容
    量で規定された一又は二以上のセグメントにより、電力
    消費に伴い経時的に変化する前記第１の所定容量を段階
    的に表示し、 前記車両のバッテリの劣化度に応じて第２の所定容量を
    補正し、この補正された第２の所定容量を前記第２の表
    示手段により表示する容量表示方法。
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