JP2008123773A - 最大出力表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの状態に応じて該バッテリを駆動源とするモータが出力可能な最大出力を運転者に認識させることができる最大出力表示装置を提供する。
【解決手段】電圧センサによって検出した情報に基づいて算出したバッテリ１の充電状態及び温度センサによって検出したバッテリ１の温度に基づいてバッテリ１が出力可能な値を算出するバッテリマネジメントユニット２と、バッテリマネジメントユニット２によって算出された値に基づいて、バッテリ１もしくはモータのうち少なくとも一方の最大出力値を演算する電子制御装置３と、電子制御装置３によって算出されたバッテリ１もしくはモータのうち少なくとも一方の最大出力値を表示する表示手段４とを備える最大出力表示装置をバッテリ１により駆動するモータを有する車両に設ける構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両が出力可能な最大出力を表示する装置に関する。

従来、バッテリを出力源として動力を得る電気自動車においては、運転席の前方にバッテリの充電状態（state of charge：ＳＯＣ）を表示するメータを設け、運転者がバッテリの残量を確認できるようにしている。これにより運転者は、バッテリの残量が低下している場合には充電を行う、又は高出力を伴う動作を回避する等、バッテリの残存容量に応じた対応を行うことができる。

更に、バッテリによって駆動するモータのみを動力源とする電気自動車にあっては、バッテリの充電状態を把握し、バッテリの充電状態に応じた制御を行うこと、つまり、バッテリの充電状態が低下すると、残存容量が少なくなったバッテリの消費を抑制するため、モータの最大出力を制限することが考えられている。例えば、バッテリの残存容量が低下している場合、コンピュータにより、モータの最大出力を充電状態が十分である場合と比較して低い値に制限するのである。

また、バッテリは、出力可能な値がバッテリの充電状態に依存する特性を有し、バッテリの残量の低下に伴い、最大出力値が低下する。これにより、バッテリによって駆動するモータについても、バッテリの充電状態に応じて最大出力が制限される。

例えば特許文献１には、燃料電池を出力源の一つとして有する出力装置および燃料電池とバッテリとを出力源として動力を出力する出力装置において、燃料電池（及びバッテリ）の出力可能量や現在の出力量を操作者に知らせるために、燃料電池等の状態に基づく燃料電池の出力可能量、バッテリの充電状態に基づくバッテリの出力可能量を算出し、装置の最大出力量を表示するものが開示されている。

特開２００１−２２９９４４号公報

しかしながら、バッテリの最大出力値は、バッテリの充電状態のみならず、バッテリ温度にも依存する。つまり、バッテリ内の電解液の状態が温度によって変化するためバッテリの残量が同じであっても温度条件によってバッテリの最大出力値は変化する。具体的には、図３乃至図５に一例を示すように、バッテリの残量が少ない場合、及び、バッテリ温度が所定温度に比べて低温である場合には、バッテリの残量が十分であり且つバッテリ温度が適温範囲内にある場合に比較して、最大出力値が低下するのである。

要するに、バッテリを駆動源とする電気自動車にあってはバッテリの充電状態及びバッテリ温度によってバッテリ、ひいてはモータの最大出力に変化が生じる場合があり、例えばバッテリ温度が所定温度より低温であれば、バッテリの残量が十分であってもモータの最大出力は低下してしまう。このように、バッテリ温度が所定温度より低温となることによりモータの最大出力が低下すると、運転者がアクセルペダルの操作から意図する出力に対し、モータから得られる出力が小さくなる可能性が考えられ、運転者に違和感を与える虞があった。

そして運転者の要求する出力がモータから得られない場合、運転者が、自身が意図するモータの出力を十分に得られない状態が、上述したようなバッテリの充電状態が低下していることに基づくのか、バッテリ温度が低温であるためにバッテリの最大出力値が低下していることに基づくのか、車両自体の故障によるものなのかということを判断することは困難である。また、このような状況にあっては、モータの出力をどの程度まで得られるのか運転者自身が予測することは難しく、特に坂路や加速時など高出力が要求される状況にあっては運転者に不安感を与える虞があった。

本発明はこのような問題を解決するものであって、バッテリの状態に応じて該バッテリを駆動源とするモータが出力可能な最大出力を運転者に認識させることができる最大出力表示装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係る最大出力表示装置は、バッテリにより駆動する動力源を有する車両において、前記バッテリの充電状態及び前記バッテリの温度を検出するバッテリ状態検出手段と、前記バッテリ状態検出手段によって検出した前記バッテリの充電状態及び前記バッテリの温度に基づき前記バッテリが出力可能な値を演算によって算出する第一演算手段と、前記第一演算手段によって算出された値に基づいて、前記バッテリもしくは前記動力源のうち少なくとも一方の最大出力値を演算する第二演算手段と、前記第二演算手段によって算出された前記最大出力値を表示する第一表示手段とを備えることを特徴とする。

第２の発明に係る最大出力表示装置は、第１の発明において、前記車両は、前記バッテリの充電状態を表示する第二表示手段を備えることを特徴とする。

第３の発明に係る最大出力表示装置は、第１又は第２の発明において、前記車両は、前記バッテリによって駆動する動力源のみによって走行する電気自動車であり、前記第一及び第二表示手段は、前記車両車室内の運転席前方に設けられることを特徴とする。

第４の発明に係る最大出力表示装置は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記車両は、運転者による要求出力が前記最大出力値を超えている場合に、前記運転者に対して、前記最大出力値以上は出力不可である旨を伝える報知手段を備えることを特徴とする。

上述した第１の発明に係る最大出力表示装置によれば、バッテリにより駆動する動力源を有する車両において、少なくともバッテリ状態検出手段によって検出されたバッテリの温度、及びバッテリの充電状態に基づいてバッテリが出力可能な値を算出し、該バッテリが出力可能な値に基づいて算出した、バッテリまたは動力源のうち少なくとも一方の最大出力値を表示する第一表示手段を設けたため、バッテリ又は動力源が出力可能な最大出力値を表示するとともに、上記車両の運転者が、バッテリ又は動力源が出力可能な最大出力値を常に考慮しながら車両を操作することができる。従って、バッテリ温度の低下等、バッテリの状態に基づいて車両の最大出力が低下した場合であっても、最大出力が低下した状態であることを確認でき、運転者に違和感や不安感を与えることを防止することができる。また、バッテリ又は動力源の最大出力が低下した状態であれば、運転者に、高出力を必要とする坂路走行や加速動作を回避する等、状況に応じて的確な判断及び操作を促すことができる。

また、上述した第２の発明に係る最大出力表示装置によれば、第１の発明において、バッテリの充電状態を表示する第二表示手段を備える構成としたため、例えばバッテリの出力が低下している場合、この最大出力値の低下がバッテリの充電状態に基づくものであるかどうかを確認することが可能であり、バッテリの充電状態が低下している場合には早めの充電を促すことにつながり、操作者の利便性がより向上する。

また、上述した第３の発明に係る最大出力表示装置によれば、第１の発明又は第２の発明において、前記バッテリを駆動源として動力を得る電気自動車の運転席前方に設けられ、前記バッテリの状態に基づいて前記バッテリ又は動力源の最大出力値を表示するため、より動力源の出力がバッテリの状態に依存しやすい電気自動車にあって、該電気自動車の操作を行う運転者の利便性が向上する。

さらに、上述した第４の発明に係る最大出力表示装置によれば、第１乃至第３のいずれかの発明において、車両が、運転者による要求出力が前記バッテリ又は動力源の最大出力を超えた場合に、例えば、バッテリ又は動力源が対応可能な出力量を要求出力が上回っていること、出力を制限する制御が実行されていることを伝える等、要求出力に対し、上記最大出力以上は出力不可である旨を伝える報知手段を有することで、要求出力が満足されない状況がバッテリの状態によるものであって、不具合等の理由によるものではないことを伝えることができ、運転者の利便性が向上する。

本発明に係る最大出力表示装置の実施の形態を図面に基づき説明する。

＜実施の形態＞
図１は本発明の一実施の形態に係る最大出力表示装置を適用した電気自動車を示す概略図、図２は本実施の形態に係る最大出力表示装置の回路構成を示すブロック図、図３はマップの一例を示すグラフ、図４は図３における温度・出力特性を抽出したグラフ、図５は図３における充電状態・出力特性を抽出したグラフ、図６は出力メータによる表示の一例を示す模式図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態において最大出力表示装置は、動力源としてバッテリ１によって駆動するモータ５を搭載し、電気エネルギーによって走行する電気自動車１０に適用される。最大出力表示装置は、モータ５へ動力を供給するバッテリ１と、バッテリの状態を監視する第一演算手段としてのバッテリマネジメントユニット（ＢＭＵ）２と、電気自動車全体の電子制御を行う第二演算手段としての電子制御装置（ＥＶ−ＥＣＵ）３と、運転席の前方に設けられた第一表示手段としての表示手段４とを備えている。

本実施の形態の最大出力表示装置において、バッテリ１の状態は、バッテリ状態検出手段としての電圧センサ６１及び温度センサ６２等によって所定時間ごとに計測された情報に基づいて検出される。検出されたバッテリ状態の情報（本実施の形態では、バッテリ１の電圧値及び温度）は、図２に示すようにそれぞれバッテリマネジメントユニット２へと出力される。

バッテリマネジメントユニット２は、記憶手段を備えるとともに、第一演算手段としての演算機能を備えている。記憶手段には例えば図３〜図５に示すような、バッテリ１の充電状態及びバッテリ１の温度と、バッテリ１又はモータ５のうちの少なくとも一方の最大出力値との相関を示す参照表（以下、マップという）が保存される。例えば上記マップは、バッテリ１の充電状態及びバッテリ１の温度と、モータ５の最大出力値との関係を予め試験によって求めることにより作成するものとする。

更に、バッテリマネジメントユニット２は、バッテリ１の充電状態、及び温度センサ６２によって検出したバッテリ１の温度と、マップとの比較対照を行い、バッテリ１が出力可能な値を算出する。算出されたバッテリ１の出力可能値は、電子制御装置３へと出力される。なお、本実施の形態においてバッテリ１の充電状態は、電圧センサ６１が検出した電圧値に基づいてバッテリマネジメントユニット２で演算を行って算出する。

電子制御装置３は、車両の電気的な制御を行うものであり、バッテリマネジメントユニット２から入力されたバッテリ１の出力可能値に基づいて、バッテリ１の最大出力値、またはモータ５の最大出力値のうち少なくとも一方の値を演算により算出する。そして、算出した最大出力値を表示手段４へと出力し、車両を使用している間、常にバッテリ１またはモータ５がその時々において出力可能な最大出力を表示手段４に表示させる。

表示手段４としては、例えば図６に示すようにバッテリ１の消費電力値（ｋＷ）を表示する出力メータ４１とすることができる。出力メータ４１は消費電力値を示す目盛りが付された表示窓４２と、使用している消費電力値を指示する針４３とから構成される。そして、車両を使用している間、表示窓４２にはバッテリ１の状態に基づきバッテリマネジメントユニット２において算出された、バッテリ１またはモータ５の最大出力値を表示し、且つ、針４３によって車両の使用時に消費している電力値を示すのである。

なお、本実施の形態において、表示窓４２は、例えばバッテリ１が出力可能な最大出力値を５０ｋＷとした場合、表示窓４２の０ｋＷ〜約５０ｋＷの部分を出力可能領域４２ａ、約５０ｋＷ〜１００ｋＷの部分を出力不可領域４２ｂとして表示し、二つの領域の境界値をバッテリ１が出力可能な最大出力値として表示している。

出力可能領域４２ａ及び出力不可領域４２ｂの表示方法としては、表示窓４２をディスプレイによって構成し、図６中に斜線を施して示す出力可能領域４２ａと、図６中に白抜きで示す出力不可領域４２ｂとを相互に異なる色で表示する等、二つの領域４２ａ，４２ｂを運転者が容易に識別できるようにすれば好適である。

また、出力手段４は、出力メータ４１に加えて第二表示手段としてバッテリの充電状態を表示する充電状態表示メータを備える構成としてもよい。このようにすれば、運転者は、車両使用時においてバッテリ１またはモータ５のバッテリ１の状態に応じた最大出力値と、バッテリ１の充電状態との相互関係を確認することができる。

更に、運転者が要求する出力である要求出力がバッテリ１の状態に応じて算出されたバッテリ１またはモータ５の最大出力を超えている際に、該最大出力以上は出力不可である旨、例えば、要求出力が出力可能な値を超えている、また、出力を制限する制御を行っている場合であれば出力制限制御を実行しているために要求された出力を満足できない等、出力可能な値が要求出力に満たない旨を音声やランプ類の点灯等によって運転者に伝える報知手段を車両に設ける構成としてもよい。

上述した本実施の形態の最大出力表示装置によれば、車両を使用している間、バッテリ状態検出手段によって所定時間ごとにバッテリ１の状態を検出し、検出した結果に基づいてバッテリマネジメントユニット２が算出したバッテリ１またはモータ５のバッテリ１の状態に基づく最大出力値を、電子制御装置３を介して表示手段４により表示する構成としたことにより、車両の使用時にバッテリ１が出力可能な最大出力値を運転者に常に認識させることができるため、運転者の意図する出力が得られない等の虞を防止し、バッテリ１の状態によりモータ５の最大出力が変化することに伴う運転者の違和感や不安感を抑止することができる。

また、バッテリの温度やバッテリの充電状態の低下に伴ってモータ５の最大出力が低下している場合には、運転者にモータ５の最大出力が低下していることを認識させることによって、坂路走行や加速などの高出力を要する動作を行うことを回避させることも可能であり、運転者の利便性を向上させることができる。

また、本実施の形態において、バッテリの充電状態を表示する第二表示手段を備えれば、モータ５の最大出力の低下の原因がより明確となり、充電状態の低下に起因するモータ５の出力低下に対しては早期の充電を促すことができる等、より運転者の利便性の向上を図ることが可能となる。

更に、本実施の形態において、運転者の要求出力が、バッテリ１の状態に応じて算出したバッテリ１又はモータ５の最大出力を超えている場合に、要求出力が、出力可能な最大出力を超えている旨を音声やランプ類の点灯等で運転者に対して伝える報知手段を備えれば、車両の故障や不具合ではなくバッテリ温度等のバッテリ状態によって出力が低下していることを運転者に認識させることができるため、運転者に不安感を与えることを防止でき、運転者の利便性を向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施の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種々の変更が可能であることはいうまでもない。例えば、上述した実施形態においてはバッテリマネジメントユニット２においてバッテリ１が出力可能な値を算出する演算（以下、第一演算処理という）を行い、電子制御装置３においてバッテリ１またはモータ５の最大出力値を算出する演算（以下、第二演算処理という）を行う構成としたが、第一及び第二演算処理をバッテリマネジメントユニット２によって行う、または、第一及び第二演算処理を電子制御装置３で行う構成とするなどとしてもよい。

また、上述した実施の形態においては、バッテリ１の充電状態を電圧センサ６１が検出した電圧値に基づいてバッテリマネジメントユニット２で演算し算出しているが、これに限らず、電圧センサ６１に変えて電流センサ６３を設け、電流センサ６３で検出した電流値を積算した値に基づいてバッテリ１の充電状態を算出してもよい。さらに、電圧センサ６１及び電流センサ６３を設け、両方のセンサ６１，６３を用いてバッテリ１の充電状態を算出するように構成してもよい。

本発明は、最大出力表示装置に適用可能である。

本発明の一実施の形態における最大出力表示装置を電気自動車に適用した例を示す概略図である。 本発明の一実施の形態に係る最大出力表示装置の回路構成を示すブロック図である。 温度及び充電状態・出力特性の一例を示すグラフである。 温度・出力特性の一例を示すグラフである。 充電状態・出力特性の一例を示すグラフである。 表示手段の一例を示す模式図である。

符号の説明

１ バッテリ
２ バッテリマネジメントユニット
３ 電子制御装置
４ 表示手段
５ モータ
４１ 出力メータ
４２ａ 出力可能領域
４２ｂ 出力不可領域
６１ 電圧センサ
６２ 温度センサ
６３ 電流センサ

Claims (4)

1. バッテリにより駆動する動力源を有する車両に設けられる最大出力表示装置であって、
   前記バッテリの充電状態及び前記バッテリの温度を検出するバッテリ状態検出手段と、
   前記バッテリ状態検出手段によって検出した前記バッテリの充電状態及び前記バッテリの温度に基づき前記バッテリが出力可能な値を演算によって算出する第一演算手段と、
   前記第一演算手段によって算出された値に基づいて、前記バッテリもしくは前記動力源のうち少なくとも一方の最大出力値を演算する第二演算手段と、
   前記第二演算手段によって算出された前記最大出力値を表示する第一表示手段とを備える
   ことを特徴とする最大出力表示装置。
2. 請求項１記載の最大出力装置において、
   前記車両は、前記バッテリの充電状態を表示する第二表示手段を備える
   ことを特徴とする最大出力表示装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の最大出力表示装置において、
   前記車両は、前記バッテリによって駆動する動力源のみによって走行する電気自動車であり、
   前記表示手段は、前記車両車室内の運転席前方に設けられる
   ことを特徴とする最大出力表示装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の最大出力表示装置において、
   前記車両は、運転者による要求出力が前記最大出力値を超えている場合に、前記運転者に対して、前記最大出力値以上は出力不可である旨を伝える報知手段を備える
   ことを特徴とする最大出力表示装置。

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