JP2013229961A - 距離表示制御装置及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車載電池の温度調節を行う温度調節装置を駆動させても、表示部に表示される航続可能距離と実際の航続可能距離の誤差を小さくすること。
【解決手段】電気自動車には、走行用モータ、表示部及び温度調節装置の制御を行う制御部が設けられている。制御部は、算出した車載電池の充電量Ｗ１から、温度調節装置を駆動に必要な電力である温調用電力Ｗ３を差し引いた補正電力量（走行用電力Ｗ２）から航続可能距離を算出し、表示部に表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の航続可能距離表示を制御する距離表示制御装置及び車両に関する。

電池の電力によって走行する自動車の航続可能距離は、電池の残容量から予測することができる。例えば、特許文献１では、電気自動車の航続可能距離をセグメントによって表示している。

特許文献１に記載の容量表示装置は、単位電池を複数接続してなるバッテリの電圧を検知する電圧センサと、バッテリの電流を検知する電流センサと、バッテリの制御及び電池容量の演算を行うバッテリコントローラと、バッテリコントローラによって演算されたバッテリの容量を表示するディスプレイを有している。バッテリコントローラには、バッテリの劣化等と、バッテリの容量とを対応づけた各種の情報が記憶されている。バッテリの容量の表示には、所定の間隔をあけて１６分割されたセグメントが用いられる。そして、バッテリコントローラによって演算されたバッテリの容量に応じてセグメントを表示する。運転者は、セグメントから電気自動車の航続可能距離を知ることができる。

特開２００３−１６４００６号公報

ところで、バッテリの劣化を抑制するために、バッテリの温度調節を行う場合には、バッテリの温度調節を行う温度調節装置を車両に搭載する。車両走行に使用するバッテリの電力によって温度調節装置を駆動すると、車両を走行させるための電力に加え、温度調節装置を駆動するための電力も消費する。このため、温度調節装置を駆動しながら走行すると、実際の航続距離に比べて、セグメント表示される航続可能距離の減り幅が大きくなってしまう。

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、その目的は、車載電池の温度調節を行う温度調節装置を駆動させても、表示部に表示される航続可能距離と実際の航続可能距離の誤差を小さくすることができる距離表示制御装置及び車両を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、車載電池の電力を動力源として走行するとともに前記車載電池を温度調節する温度調節装置を備えた車両の航続可能距離表示を制御する距離表示制御装置であって、前記車載電池の充電量を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した前記充電量から前記温度調節装置の駆動に必要な電力を差し引いた補正電力量をもとに航続可能距離を算出する距離算出手段と、前記算出した航続可能距離を前記車両に搭載した表示部に表示させる制御部と、を備えたことを要旨とする。

これによれば、温度調節装置の駆動に必要な電力は、車両を走行させることができる電力とは換算されない。したがって、温度調節装置の駆動に使用した電力が、表示部に表示される航続可能距離に反映されることが抑制されて、表示部に表示される航続可能距離と、実際の航続可能距離の誤差が小さくなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の距離表示制御装置であって、前記温度調節装置を駆動させる駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記車載電池の充電量が閾値未満になると前記温度調節装置を停止させることを要旨とする。

これによれば、車載電池の充電量が閾値未満になると、温度調節装置が停止され、温度調節装置に使用される予定だった車載電池の電力が車両を走行させるために使用される。したがって、温度調節装置を駆動しながら車両を走行させる場合に比べて、航続可能距離が長くなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の距離表示制御装置であって、前記車載電池は、更に、前記温度調節装置以外の電子機器の動力源となり、前記距離算出手段は、前記算出手段が算出した前記充電量から、更に、前記電子機器の駆動に必要な電力を差し引いた補正電力をもとに航続可能距離を算出することを要旨とする。

これによれば、補正電力は、電子機器の駆動に必要な電力を差し引いて求められる。したがって、表示部に表示される航続可能距離と、実際の航続可能距離の誤差が小さくなる。

請求項４に記載の発明は、車載電池の電力を動力源として走行するとともに前記車載電池を温度調節する温度調節装置を備えた車両であって、請求項１〜請求項３のうち、いずれか１項に記載の距離表示制御装置を搭載したことを要旨とする。

これによれば、車両の運転者は、表示部に表示される航続可能距離から、適切な航続可能距離（実際の航続可能距離との誤差が小さい航続可能距離）を知ることができる。このため、車載電池を充電するための充電スタンドに到達するまえに車載電池の電力が尽きることが抑制され、車両が走行不能になることが抑制される。

本発明によれば、車載電池の温度調節を行う温度調節装置を駆動させても、表示部に表示される航続可能距離と実際の航続可能距離の誤差を小さくすることができる。

実施形態における電気自動車の構成を示すブロック図。 （ａ）及び（ｂ）は実施形態における車載電池の電力を説明するための概念図。 （ａ）及び（ｂ）は実施形態における距離表示制御装置によって表示部に表示される航続可能距離を示す図。 実施形態における制御部が行う制御を示すフローチャート。 （ａ）及び（ｂ）は比較例の表示部に表示される航続可能距離を示す図。

以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、車両としての電気自動車１０には、複数の車載電池１１（図中電池と示す）と、車載電池１１を動力源として駆動する走行用モータ１２（図中モータと示す）と、が搭載されている。電気自動車１０は、走行用モータ１２が駆動することで走行する。また、電気自動車１０には、電気自動車１０の走行速度や、電気自動車１０の航続可能距離が表示される表示部１３が設けられている。

電気自動車１０には、車載電池１１の温度調節を行う温度調節装置１４（例えば、熱電変換素子や、冷却装置）が搭載されている。温度調節装置１４は、走行用モータ１２を駆動させるための車載電池１１と同一の車載電池１１を動力源として駆動する。そして、電気自動車１０は、温度調節装置１４が駆動することで、車載電池１１の温度調節が行われるように構成されている。

電気自動車１０には、走行用モータ１２、表示部１３及び温度調節装置１４の制御を行う制御部１５が設けられている。制御部１５には、記憶部１６が設けられている。記憶部１６には、温度調節装置１４や走行用モータ１２を制御するための制御プログラムや、車載電池１１の充電量Ｗ１から電気自動車１０の航続可能距離を算出するためのプログラムが記憶されている。

制御部１５には、車載電池１１の温度を計測する温度センサ１７が接続されている。制御部１５は、温度センサ１７から入力される車載電池１１の温度に基づいて、車載電池１１の温度が一定範囲内の温度（車載電池１１を適切に放電することのできる温度であり、かつ、車載電池１１の劣化を促進しない温度）に維持されるように温度調節装置１４を駆動させる。したがって、制御部１５が温度調節装置１４を駆動させる駆動手段として機能している。

制御部１５には、車載電池１１の電圧を計測する電圧計１８が接続されている。制御部１５は、電圧計１８から入力される車載電池１１の電圧に基づいて、車載電池１１の充電量Ｗ１を算出する。そして、制御部１５は、車載電池１１の充電量Ｗ１に基づいて、電気自動車１０の航続可能距離を算出する。具体的にいえば、制御部１５は、算出された車載電池１１の充電量Ｗ１から、記憶部１６に記憶されたプログラムに従い、電気自動車１０の航続可能距離を算出する。したがって、本実施形態では、電圧計１８及び制御部１５が車載電池１１の充電量Ｗ１を算出する算出手段として機能している。また、制御部１５が車載電池１１の充電量Ｗ１から電気自動車１０の航続可能距離を算出する距離算出手段として機能している。そして、本実施形態では、制御部１５及び電圧計１８によって、距離表示制御装置２０が構成されている。

以下、制御部１５が、表示部１３に航続可能距離を表示させるための制御方法について図２にしたがって説明する。
制御部１５は、車載電池１１の電力が、走行用モータ１２を駆動させるだけでなく、温度調節装置１４を駆動させるためにも使用されることを考慮して表示部１３に航続可能距離を表示する。温度調節装置１４が車載電池１１の温度調節を行う場合には、車載電池１１の電力を走行用モータ１２の駆動のためにのみ使用することができない。特に、電気自動車１０の走行時には、車載電池１１が放電に伴い発熱し、冷却を必要とする。このため、制御部１５は、算出した車載電池１１の充電量Ｗ１から、温度調節装置１４を駆動するために必要と予測される車載電池１１の電力を予め差し引いて航続可能距離を算出し、表示部１３に表示する。本実施形態では、車載電池１１の充電量Ｗ１の１０％が温度調節装置１４の駆動のために必要とされる温調用電力Ｗ３となる。したがって、充電量Ｗ１から、温度調節装置１４の駆動に必要な電力である温調用電力Ｗ３を差し引いた走行用電力Ｗ２が補正電力量となる。温調用電力Ｗ３は、温度調節装置１４の消費電力、車載電池１１の全容量、電気自動車１０の種類、車載電池１１の種類、走行用モータ１２の出力などの条件によって適切な値が異なる。本実施形態では、車載電池１１の充電量Ｗ１の１０％を固定値として、温調用電力Ｗ３とみなしているが、上記した条件から、適切な値が適宜変更されてもよい。すなわち、記憶部１６に、上記の条件から適切な温調用電力Ｗ３を算出するプログラムを記憶し、制御部１５に入力される条件によって、温調用電力Ｗ３とみなされる車載電池１１の電力が、適宜変更されるようにしてもよい。

図２（ａ）に示すように、車載電池１１の充電量Ｗ１が全容量（車載電池１１が満充電の場合の容量）の１００％の場合には、全容量の９０％が走行用モータ１２を駆動するための走行用電力Ｗ２となり、１０％が温度調節装置１４を駆動するための温調用電力Ｗ３となる。

図２（ｂ）に示すように、電気自動車１０の走行や、温度調節装置１４の駆動などに伴い、車載電池１１の充電量Ｗ１が全容量の５０％まで低下すると、全容量の４５％が走行用電力Ｗ２となり、５％が温調用電力Ｗ３となる。そして、制御部１５は、走行用電力Ｗ２を走行用モータ１２の駆動のために使用できる電力とみなして、表示部１３に航続可能距離を表示する。本実施形態では、説明の便宜上、全容量の１％につき、電気自動車１０が１ｋｍ走行できると仮定して説明を行う。

図３（ａ）に示すように、電気自動車１０の表示部１３には、航続可能距離が表示されている。図３（ａ）は、車載電池１１の充電量Ｗ１が全容量の１００％の場合、すなわち、図２（ａ）に示した充電量Ｗ１の場合の航続可能距離を示している。車載電池１１の充電量Ｗ１が、全容量の１００％の場合、走行用電力Ｗ２を全容量の９０％とみなして表示することから、航続可能距離は９０ｋｍとなる。図３（ｂ）は、車載電池１１の充電量Ｗ１が全容量の５０％の場合、すなわち、図２（ｂ）に示した充電量Ｗ１の場合の航続可能距離を示している。車載電池１１の充電量Ｗ１が全容量の５０％の場合、走行用電力Ｗ２を全容量の４５％とみなして表示することから、航続可能距離は４５ｋｍとなる。

次に、制御部１５が行う制御について図４にしたがって説明する。
電気自動車１０の運転者は、車載電池１１の充電量Ｗ１が少なくなると、充電スタンドまで移動し、車載電池１１の充電を行う。車載電池１１の充電量Ｗ１が少ない場合、充電スタンドに移動するまでに、車載電池１１の充電量Ｗ１が尽きてしまうおそれがある。特に、車載電池１１の充電量Ｗ１が少ないにも関わらず、車載電池１１の電力を温度調節装置１４の駆動のために使用する場合、車載電池１１の充電量Ｗ１の低下が促進され、車載電池１１の充電量Ｗ１が尽きやすい。このため、本実施形態では、車載電池１１の充電量Ｗ１が閾値未満になると、車載電池１１の充電量Ｗ１を、走行用モータ１２の駆動のために使用する。

図４に示すように、制御部１５は、電圧計１８から入力された電圧に基づいて算出した車載電池１１の充電量Ｗ１が、全容量の１０％未満か否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の判定結果が否定の場合、制御部１５はステップＳ２０に移行する。一方、ステップＳ２０の判定結果が肯定の場合、制御部１５は、ステップＳ５０に移行する。

ステップＳ２０において、制御部１５は、車載電池１１の温度を計測してステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０において、制御部１５は、車載電池１１の温度調整が必要か否かを判定する。具体的にいえば、制御部１５は、ステップＳ２０において計測された車載電池１１の温度が、放電に支障をきたすほど低い場合や、車載電池１１の劣化を促進するほど高い場合には、車載電池１１の温度調節が必要と判断する。ステップＳ３０の判定結果が肯定の場合、制御部１５はステップＳ４０に移行する。一方、ステップＳ３０の判定結果が否定の場合、制御部１５は、ステップＳ５０に移行する。

ステップＳ４０において、制御部１５は、温度調節装置１４が駆動されている場合には、温度調節装置１４の駆動を維持し、温度調節装置１４が駆動されていない場合には、温度調節装置１４を駆動する。そして、温度調節装置１４によって、車載電池１１の温度が調節される。

ステップＳ５０において、制御部１５は、温度調節装置１４が駆動されている場合には、温度調節装置１４を停止し、温度調節装置１４が駆動されていない場合には、温度調節装置１４の停止を維持する。したがって、車載電池１１の充電量Ｗ１が全容量の１０％未満の場合には、温度調節装置１４が停止され、温度調節装置１４の駆動に伴い車載電池１１の充電量Ｗ１が低下することが抑制される。本実施形態において、温度調節装置１４を停止させるための充電量Ｗ１の閾値は、車載電池１１の全容量の１０％に設定されている。

次に、本実施形態における距離表示制御装置２０の作用について説明する。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の距離表示制御装置２０は、車載電池１１の充電量Ｗ１から、温度調節装置１４を駆動するための温調用電力Ｗ３を差し引いて表示部１３に航続可能距離を表示している。

図５（ａ），（ｂ）は、車載電池１１の充電量Ｗ１から、温度調節装置１４を駆動するための温調用電力Ｗ３を差し引かない場合、すなわち、車載電池１１の充電量Ｗ１の全てを走行用電力とみなした場合の表示部１３に表示される航続可能距離を示している。図５（ａ），（ｂ）の場合も、全容量の１％につき、電気自動車１０が１ｋｍ走行できると仮定している。すなわち、表示部１３の制御方法以外は、全て同一の条件で、航続可能距離を表示している。

図５（ａ）は、車載電池１１の充電量が１００％の場合、すなわち図２（ａ）に示した充電量Ｗ１の場合の航続可能距離を示している。図５（ａ）と、図３（ａ）と、を比較すると、図５（ａ）に示す表示部１３に表示される航続可能距離は、１００ｋｍであるため、図５（ａ）に示す表示部１３に表示される航続可能距離の方が長くなっている。

図５（ｂ）は、車載電池１１の充電量が全容量の５０％の場合、すなわち図２（ｂ）に示した充電量Ｗ１の場合の航続可能距離を示している。使用された５０％の電力のうち、４５％が走行用電力として使用され、５％が温調用電力として使用されたとすると、本実施形態における距離表示制御装置２０によって表示される航続可能距離は、図５（ｂ）に比べて、実際の航続可能距離との誤差が小さくなっている。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）表示部１３に表示される航続可能距離は、充電量Ｗ１から温調用電力Ｗ３を差し引いた後の補正電力量である走行用電力Ｗ２から算出されるため、表示部１３に表示される航続可能距離と、実際の航続可能距離の誤差が小さくなる。

（２）制御部１５は、車載電池１１の充電量Ｗ１が、車載電池１１の全容量の１０％未満になると、温度調節装置１４を停止する。したがって、温度調節装置１４に使用される予定だった車載電池１１の電力が走行用モータ１２を駆動するための電力として使用される。このため、温度調節装置１４を駆動しながら走行用モータ１２を駆動する場合に比べて、航続可能距離が長くなる。

（３）走行用モータ１２を駆動するために使用した電力と、温度調節装置１４を駆動するために使用した電力が、同時に航続可能距離に反映されると、表示部１３に表示される航続可能距離の減りがはやくなる。本実施形態では、車載電池１１の充電量Ｗ１の９０％を走行用電力Ｗ２とみなして航続可能距離を算出するため、走行用モータ１２を駆動するために使用した電力と、温度調節装置１４を駆動するために使用した電力が、同時に航続可能距離に反映されることが抑制される。したがって、表示部１３に表示される航続可能距離の減りは、走行用モータ１２を駆動するために使用した電力と、温度調節装置１４を駆動するために使用した電力が、同時に航続可能距離に反映される場合に比べて、小さくなる。したがって、運転者に安心感を与えることができる。

（４）電気自動車１０には、距離表示制御装置２０が搭載されている。このため、電気自動車１０の運転者は、表示部１３に表示される航続可能距離から、適切な航続可能距離を知ることができる。このため、充電スタンドに到達するまえに車載電池１１の電力が尽きることが抑制され、電気自動車１０が走行不能になることが抑制される。

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、車載電池１１を動力源として駆動する温度調節装置１４以外の電子機器（例えば、エアコンなどの補機）が搭載されている場合には、制御部１５は、この電子機器の駆動に必要な電力分を差し引いた電力から航続可能距離を算出してもよい。この場合、電子機器の駆動に必要な電力分を差し引いた後の電力が補正電力となる。電子機器の駆動に必要な電力は、全容量の１０％など固定値であってもよいし、変動値であってもよい。

○ 実施形態において、走行用モータ１２を駆動するための車載電池１１と、温度調節装置１４を駆動するための車載電池１１を別々に設けてもよい。この場合、距離表示制御装置２０は、走行用モータ１２を駆動するための車載電池１１と、温度調節装置１４を駆動するための車載電池１１の合計充電量のうち、温度調節装置１４を駆動するための車載電池１１の充電量を差し引いた電力から航続可能距離を算出し、表示部１３に表示する。すなわち、走行用モータ１２を駆動するための車載電池１１の充電量から航続可能距離を算出し、表示部１３に表示する。そして、距離表示制御装置２０は、走行用モータ１２を駆動するための車載電池１１の充電量が閾値未満になると、温度調節装置１４を停止させる。そして、距離表示制御装置２０は、温度調節装置１４を駆動するための車載電池１１の電力を、走行用モータ１２を駆動させるための電力として使用する。これによれば、走行用モータ１２を駆動するための車載電池１１の電力に加え、温度調節装置１４を駆動するための車載電池１１の電力によって走行用モータ１２を駆動させることができるため、電気自動車１０の航続可能距離が長くなる。

○ 実施形態において、エンジンと走行用モータ１２を搭載し、その両方を走行用の駆動力とするハイブリッド自動車などに距離表示制御装置２０を搭載してもよい。
○ 実施形態において、車載電池１１の充電量Ｗ１が、全容量の１０％未満になった場合に温度調節装置１４を停止したが、これに限られない。例えば、車両に搭載されるカーナビと連動させて、現在地から充電スタンドまでの距離を制御部１５が把握できるようにし、現在地から最も近い充電スタンドまで電気自動車１０を走行させることができる電力を確保できるように温度調節装置１４を停止させてもよい。すなわち、制御部１５は、車載電池１１の充電量Ｗ１から航続可能距離を算出し、航続可能距離が、現在地から最も近い充電スタンドまでの離間距離を下回るよりも前に温度調節装置１４を停止する。これによれば、充電スタンドに移動するまでに、車載電池１１の電力が尽きて、走行不能になることが抑制される。

○ 実施形態において、車載電池１１の充電量Ｗ１は、どのような方法で計測してもよい。例えば、車載電池１１に電流計を設け、電流計によって計測された電流から、車載電池１１の充電量Ｗ１を計測してもよい。この場合、制御部１５及び電流計が算出手段として機能する。また、車載電池１１に電流計及び電圧計１８を設け、電流及び電圧から車載電池１１の充電量Ｗ１を計測してもよい。

○ 実施形態において、車載電池１１の充電量Ｗ１が、閾値未満となり、温度調節装置１４を停止している場合に、表示部１３に、温度調節装置１４が停止されていることを表示してもよい。この場合、運転者は、温度調節装置１４が停止されていることを知ることができる。これによれば、運転者に対して、温度調節装置１４が駆動していないことを報知して、車載電池１１の発熱量が増加する高速運転などの抑止を促すことができる。

○ 実施形態において、温度調節装置１４を停止するのと同時に、車載電池１１の充電量Ｗ１の１００％を走行用電力Ｗ２とみなして、航続可能距離を表示してもよい。
○ 実施形態において、車載電池１１として、リチウムイオン電池や、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池など、どのような二次電池を用いてもよい。

○ 実施形態において、車両として産業車両や、二輪車を採用してもよい。
○ 実施形態において、表示部１３に航続可能距離を区分表示するようにしてもよい。例えば、１０分割された区分表示のうち、一つの区分が１０ｋｍに対応するようにして、算出された航続可能距離に対応して、区分表示を変更するようにしてもよい。すなわち、間接的に航続可能距離を表示してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）車載電池の電力を動力源として走行するとともに前記車載電池を温度調節する温度調節装置を備えた車両の航続可能距離算出方法であって、車載電池の充電量から前記温度調節装置の駆動に必要な電力を差し引いた補正電力量をもとに航続可能距離を算出することを特徴とする航続可能距離算出方法。

１０…電気自動車、１１…車載電池、１２…走行用モータ、１３…表示部、１４…温度調節装置、１５…制御部、１８…電圧計、２０…距離表示制御装置。

Claims (4)

1. 車載電池の電力を動力源として走行するとともに前記車載電池を温度調節する温度調節装置を備えた車両の航続可能距離表示を制御する距離表示制御装置であって、
   前記車載電池の充電量を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した前記充電量から前記温度調節装置の駆動に必要な電力を差し引いた補正電力量をもとに航続可能距離を算出する距離算出手段と、
   前記算出した航続可能距離を前記車両に搭載した表示部に表示させる制御部と、を備えたことを特徴とする距離表示制御装置。
2. 前記温度調節装置を駆動させる駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記車載電池の充電量が閾値未満になると前記温度調節装置を停止させることを特徴とする請求項１に距離表示制御装置。
3. 前記車載電池は、更に、前記温度調節装置以外の電子機器の動力源となり、前記距離算出手段は、前記算出手段が算出した前記充電量から、更に、前記電子機器の駆動に必要な電力を差し引いた補正電力をもとに航続可能距離を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の距離表示制御装置。
4. 車載電池の電力を動力源として走行するとともに前記車載電池を温度調節する温度調節装置を備えた車両であって、
   請求項１〜請求項３のうち、いずれか１項に記載の距離表示制御装置を搭載したことを特徴とする車両。