JP2020183204A

JP2020183204A - メータ表示及びそれを備えた車両

Info

Publication number: JP2020183204A
Application number: JP2019088984A
Authority: JP
Inventors: 光明前川; Mitsuaki Maekawa; 英信中島; Eishin Nakajima; 拓馬寺澤; Takuma Terasawa; 北川　浩之; Hiroyuki Kitagawa; 浩之北川; 佐藤　圭一; Keiichi Sato; 圭一佐藤; 慎也森下; Shinya Morishita
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-12

Abstract

【課題】エンジンを始動させるバッテリの充電量閾値を示す領域を備えるバッテリ残量のメータ表示及び車両を提供する。【解決手段】エンジン（２１６）がパワー・トレイン（２１０）に駆動力を伝えず、車両駆動用のバッテリ（２１４）に電力を貯めるシステムを有する車両（２００）に設けられるバッテリの充電量を表示するメータ表示（１００）は、バッテリの充電量を表示する第１の表示部（１４）と、エンジンを始動させる燃料残量を表示する第２の表示部（１６）とを備える。第１の表示部は、エンジンを始動させるバッテリの充電量閾値（Ｑｔ）を示す表示領域（３０）を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、メータ表示及びそれを備えた車両に関する。

ハイブリッド自動車において、バッテリが供給する電力だけでは、車両が十分な駆動力を出力できないとき、エンジンを始動させることをドライバに通知する伸縮式の目盛りを備えた計器パネルが特許文献１に提案されている。バッテリ残量が少ない、又はアクセル・ペダルの踏み込みが大きいほど、この目盛りが示す値は０に近づく。この目盛りが示す値が０になることで、ドライバは、車両がエンジンを始動させることを把握する。

特開２０１７−１８５９６５号

一方、レンジ・エクステンダ、又はシリーズ式ハイブリッドなどの、エンジンで発電してバッテリを充電し、その充電電力で駆動用モータを動かして走行する車両の場合、ドライバは、バッテリ充電量（バッテリ残量）と燃料残量に基づいて、現時点で車両が有する総エネルギ量と走行可能距離を常に把握していることが好ましい。一方、モータを動かすための電力を得るために必要とされるバッテリ充電量（充電量閾値）は温度に応じて変化する。そのため、単に現時点におけるバッテリ充電量（充電率）だけでなく、温度に応じて変化する充電量閾値と現時点におけるバッテリ充電量の関係を表示してドライバに認識させることが好ましい。

そこで、本発明は、燃料残量とバッテリ残量を同時に通じて確認できるとともに、現時点におけるバッテリの充電量とモータを動かすために必要なバッテリ充電量との関係が一目で分かるようなメータ表示を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１に係る、エンジンがパワー・トレインに駆動力を伝えず、車両駆動用のバッテリに電力を貯めるシステムを有する車両に設けられる前記バッテリの充電量を表示するメータ表示は、
前記バッテリの充電量を表示する第１の表示部と、
燃料タンク内の燃料残量を表示する第２の表示部とを備え、
前記第１の表示部は、前記エンジンを始動させる前記バッテリの充電量閾値を示す表示領域を有することを特徴とする。

請求項２に係る、メータ表示は、
前記第１の表示部が、メータ中心から一方向に所定距離だけ離れた第１の基準点を中心とする第１の円弧に沿って配置された第１の装飾部と、前記第１の基準点の周りを回転して前記バッテリの充電量を前記第１の装飾部上で指し示す第１の指針とを有し、
前記第２の表示部が、前記メータ中心から他方向に前記所定距離だけ離れた第２の基準点を中心とする第２の円弧に沿って配置された第２の装飾部と、前記第２の基準点の周りを回転して前記バッテリの充電量を前記第２の装飾部上で指し示す第２の指針とを有し、
前記第１の表示部と前記第２の表示部が、前記メータ中心の両側に対称に配置されていることを特徴とする。

請求項３に係る、メータ表示は、
前記充電量閾値が前記バッテリの温度に応じて変化することを特徴とする。

請求項４に係る、車両は、請求項１〜３のいずれかに記載のメータ表示を備える。

本願の請求項１に記載の発明によれば、エンジンを始動させるバッテリの充電量閾値を示す領域を備えるバッテリ残量のメータ表示を提供できる。ドライバは、このメータ表示を見ることで、現在のバッテリ残量を確認しながら、エンジンが始動するかどうかを把握できる。

本願の請求項２に記載の発明によれば、ドライバが、バッテリ残量と燃料残量を同時に把握するメータ表示を提供できる。

本願の請求項３に記載の発明によれば、外気温度が低い場合、車両が、バッテリが供給できる最大電力を十分に保つように、エンジンを早期に始動させることをドライバに教示するメータ表示を提供できる。

本願の請求項４に記載の発明によれば、エンジンを始動させるバッテリの充電量閾値を示す領域を備えるバッテリ残量のメータ表示を有する車両を提供できる。ドライバは、このメータ表示を見ることで、現在のバッテリ残量を確認しながら、エンジンが始動するかどうかを把握できる。

本発明の実施形態に係る、メータを有する電気自動車の構成を示す概略図である。図１に示すメータの制御ブロック図である。図１に示すメータの詳細な構成を示す概略図である。図１に示すメータの制御フロー・チャートである。図４に示す制御フロー・チャートにおいて、バッテリの充電量閾値を求めるためのバッテリ温度、バッテリ充電量、及びバッテリが供給できる最大電力の関係を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るメータの実施形態を説明する。

図１は、電気自動車２００をその機能面からみた構成の概略を示す。電気自動車２００は、駆動力を発生及び伝達するパワー・トレイン２１０、パワー・トレイン２１０の動力源であるモータ２１２、モータ２１２に電力を供給するバッテリ２１４、発電することでバッテリ２１４を充電するエンジン２１６、エンジン２１６を始動させる燃料を貯蓄している燃料タンク２１８、及びバッテリ２１４とエンジン２１６を制御する制御部２２０を有する。

図２に示すように、電気自動車２００はまた、バッテリ２１４の充電量を検知（推定）する充電量検知部２２２、バッテリ２１４の温度を検知する温度検知部２２４、及び燃料タンク２１８内の燃料残量を検知する燃料検知部２２６を備えている。

図示しないが、制御部２２０は、モータ２１２の駆動を制御するモータ制御ユニット，駆動力制御ユニット、エンジン２１６の作動を制御するエンジン制御ユニット、及び充電制御ユニット（いずれのユニットも図示せず）を備えており、充電量検知部２２２と温度検知部２２４から出力される信号（情報）に基づいて、バッテリ２１４が供給できる最大電力、エンジン２１６の出力、バッテリ２１４の充電量を制御するように構成されている。

図１に示すように、電気自動車２００の運転席には計器パネル２２８が配置されている。この計器パネル２２８の左側にはメータ１００が配置されている。

図３に示すように、メータ１００は、バッテリ２１４の充電量及び燃料タンク２１８内の燃料残量を表示するように構成されている。実施形態では、メータ１００の輪郭が中心点（メータ中心）１０を中心とする円模様１２によって示されている。

メータ１００は、円模様１２の左側に沿って弧状に配置されているバッテリ残量計（第１の表示部）１４、及び円模様１２の右側に沿って弧状に配置されている燃料計（第２の表示部）１６を有する。バッテリ残量計１４はバッテリ２１４の充電量を示す。また、燃料計１６は燃料タンク２１８内の燃料残量を示す。

バッテリ残量計１４は、中心点１０を基準として左方向に距離Ｌだけ離れた基準点（第１の基準点）１８を中心として、メータ１００の左端中央部（９時の方向）から上下（時計回り方向と反時計回り方向）にそれぞれ約４０度〜約５０度の範囲に広がる円弧（第１の円弧）２０に沿って配置された充電量目盛り（第１の装飾部）２２を有する。また、バッテリ残量計１４は、基準点１８の周りを回転し、バッテリ２１４の充電量を充電量目盛り２２上で指し示す充電量指針（第１の指針）２４を有する。充電量指針２４は、メータ１００の背後に配置された充電量指針駆動部２６（図２参照）に駆動連結されており、制御部２２０からの信号に基づいて、バッテリ２１４の充電量を、充電量指針２４がその振れ角度によって表示するように構成されている。

実施形態において、充電量目盛り２２は、４つのセクタ２８ａ〜２８ｄに分かれている。この４つのセクタ２８ａ〜２８ｄは１つの線で表示されてもよい。各セクタの中心角は等しくしてある。

ところで、モータ２１２を駆動して車両を動かすためには、モータ２１２にはバッテリ２１４から所定値以上の電力（以下、この電力を「必要電力」という。）が供給されなければならない。以下の説明を容易にするために、実施形態では、必要電力を例えば２０ｋＷとする。一方、必要電力が得られるバッテリ充電量は温度に応じて変化する。以下、このバッテリ充電量を「充電量閾値Ｑ_ｔ」という。例えば、図５を参照すると、バッテリ温度が摂氏０度における充電量閾値Ｑ_ｔは約「８％」、バッテリ温度が摂氏−１０度における充電量閾値Ｑ_ｔは約「１５％」である。

充電量閾値Ｑ_ｔは、エンジン２１６を始動する条件と対応している。つまり、ある温度条件下における充電量（充電量指針２４によって示される値）が充電量閾値Ｑ_ｔよりも低ければ、エンジン２１６が始動されてバッテリ２１４に電力を供給し、該バッテリ２１４の充電量を充電量閾値Ｑ_ｔよりも大きくする処理が行われる。この処理は後に説明する。

実施形態では、４つのセクタ２８ａ〜２８ｄのうち特にセクタ２８ａは他のセクタ２８ｂ〜２８ｄと同様にバッテリ残量を示すスケールの一部を構成するだけでなく、環境条件、例えばバッテリ２１４の温度（温度検知部２２４で検知された温度）に応じた充電量閾値Ｑ_ｔを視覚的に表示する機能を有する。具体的に、実施形態では、セクタ２８ａは、セクタ２８ａの長手方向（メータの周方向）に沿って、メータパネルの背後に複数のＬＥＤ（図示せず）を配置し、これら複数のＬＥＤの点灯数をバッテリ温度に応じて変化させることによって長さが変化するゲージ（表示領域）３０を表示するように構成されている。例えばバッテリ温度が摂氏０度のときに表示されるゲージ３０の長さ（充電量閾値Ｑ_ｔは約８％に対応）は、バッテリ温度が摂氏−１０度のときに表示されるゲージ３０の長さ（充電量閾値Ｑ_ｔは約１５％に対応）よりも短い。

次に、バッテリ残量計１４にその中心に向かって深さが増すような遠近感を与えるために、充電量目盛り２２の内側には該充電量目盛り２２に沿って遠近表示模様３４が描かれている。実施形態において、遠近表示模様３４は、基準点１８の放射方向に所定の幅を有し且つ充電量目盛り２２に沿って周方向に伸びる帯状領域に描かれている。実施形態において、遠近表示模様３４は、周方向に一定の間隔をあけ且つ放射方向に向かって伸びる複数の線（仮想線）に沿って配置され、基準点１８に近い内側から基準点１８から離れた外側（バッテリ残量計１４の中心側から放射方向外側）に向かって次第に大きくなる多数の点状模様３６で構成されている。

燃料計１６は、中心点１０を基準として右方向に距離Ｌだけ離れた基準点（第２の基準点）３８を中心として、メータ１００の左端中央部（３時の方向）から上下（時計回り方向と反時計回り方向）にそれぞれ約４０度〜約５０度の範囲に広がる円弧（第２の円弧）４０に沿って配置された燃料残量目盛り（第２の装飾部）４２を有する。また、燃料計１６は、基準点３８の周りを回転し、燃料タンク２１８内の燃料残量を燃料残量目盛り４２上で指し示す燃料残量指針４４（第２の指針）を有する。燃料残量指針４４は、メータ１００の背後に配置された燃料残量指針駆動部４６（図２参照）に駆動連結されており、制御部２２０からの信号に基づいて、燃料タンク２１８内の燃料残量を、燃料残量指針４４がその振れ角度によって表示するように構成されている。

実施形態において、燃料残量目盛り４２は、６つのセクタ４８ａ〜４８ｆに分かれている。この６つのセクタ４８ａ〜４８ｆは１つの線で表示されてもよい。各セクタの中心角は等しくしてある。

燃料計１６にその中心に向かって深さが増すような遠近感を与えるために、燃料残量目盛り４２の内側には該燃料残量目盛り４２に沿って遠近表示模様５０が描かれている。実施形態において、遠近表示模様５０は、基準点３８の放射方向に所定の幅を有し且つ燃料残量目盛り４２に沿って周方向に伸びる帯状領域に描かれている。実施形態において、遠近表示模様５０は、周方向に一定の間隔をあけ且つ放射方向に向かって伸びる複数の線（仮想線）に沿って配置され、基準点３８に近い内側から基準点３８から離れた外側（燃料計１６の中心側から放射方向外側）に向かって次第に大きくなる多数の点状模様５２で構成されている。

図２に戻り、このように構成された電気自動車２００によれば、制御部２２０は、バッテリ２１４の充電量に応じて充電量指針駆動部２６を駆動して充電量指針２４を動かし、バッテリ２１４の充電量を表示する。また、制御部２２０は、燃料タンク２１８内の燃料残量に応じて燃料残量指針駆動部４６を駆動して燃料残量指針４４を動かし、燃料タンク２１８内の燃料残量を表示する。さらに、制御部２２０は、バッテリ２１４の温度に応じて、赤色で表示されるゲージ３０の長さを変動させることで、エンジン２１６を始動させる条件となる、バッテリ２１４の充電量閾値Ｑ_ｔを表示する。

バッテリ温度に応じたバッテリの充電量閾値とエンジンの始動の制御について図４を参照して説明する。この制御において、例えば、制御部２２０は、温度検知部２２４から出力される、バッテリ２１４の温度Ｔを示す信号を受信し（ステップＳ１）、後述する方法で、受信した温度Ｔからバッテリ充電量閾値Ｑ_ｔを計算する（ステップＳ２）。次に、制御部２２０は、充電量検知部２２２から出力される信号に基づいて、現時点におけるバッテリ２１４の充電量Ｑを計算する（ステップＳ３）。次に、制御部２２０は、現時点のバッテリ充電量Ｑとバッテリ充電量閾値Ｑ_ｔを比較する（ステップＳ４）。比較の結果、バッテリ充電量Ｑがバッテリ充電量閾値Ｑ_ｔよりも低いとき、制御部２２０はエンジン２１６を始動させ、バッテリ２１４を充電する（ステップＳ５）。バッテリ２１４が充電され、バッテリ充電量Ｑがバッテリ充電量閾値Ｑ_ｔと同じ又はそれ以上になったことが確認されると（ステップＳ６）、制御部２２０はエンジン２１６を停止させる（ステップＳ７）。

バッテリ２１４の充電量閾値Ｑ_ｔは、バッテリ２１４の温度Ｔ、バッテリ２１４の充電量、及びバッテリ２１４が供給できる最大電力の関係を示す図５に基づいて求められる。例えば、モータ２１２を始動するために求められるバッテリ２１４の必要電力を２０ｋＷとすると、バッテリ２１４の温度Ｔが０℃のとき、制御部２２０は、バッテリ２１４の充電量閾値を約８％に決定する。制御部２２０はまた、バッテリ充電量閾値に対応する数のＬＥＤを点灯し、ゲージ３０の長さを調整する。従って、ドライバは、バッテリ残量計１４を見ることで、バッテリ２１４の充電量を確認しながら、エンジン２１６が始動する状況か否かを把握できる。

上述したパワー・メータは種々改変可能である。

例えば、上述の実施形態とは異なり、充電量の閾値が、第１の表示部に沿う円弧状の目盛りと指針で表示されてもよい。

上述の実施形態では、第１と第２の表示部の両方が円弧状の目盛りと指針を有しているが、第１と第２の表示部の両方をゲージで表示してもよい。

その他、上述の実施形態では、メータを電気自動車に配置した例を示したが、その他の形態の自動車、例えばシリーズ式ハイブリッド自動車に同様のメータを設けてもよい。

１００：メータ
１４：第１の表示部（バッテリ残量計）
１６：第２の表示部（燃料計）
３０：表示領域（ゲージ）
２００：車両（電気自動車）
２１０：パワー・トレイン
２１４：バッテリ
２１６：エンジン
２１８：燃料タンク
Ｑ_ｔ：充電量閾値

Claims

エンジンがパワー・トレインに駆動力を伝えず、車両駆動用のバッテリに電力を貯めるシステムを有する車両に設けられる前記バッテリの充電量を表示するメータ表示において、
前記バッテリの充電量を表示する第１の表示部と、
燃料タンク内の燃料残量を表示する第２の表示部とを備え、
前記第１の表示部は、前記エンジンを始動させる前記バッテリの充電量閾値を示す表示領域を有することを特徴とする、メータ表示。
前記第１の表示部は、メータ中心から一方向に所定距離だけ離れた第１の基準点を中心とする第１の円弧に沿って配置された第１の装飾部と、前記第１の基準点の周りを回転して前記バッテリの充電量を前記第１の装飾部上で指し示す第１の指針とを有し、
前記第２の表示部は、前記メータ中心から他方向に前記所定距離だけ離れた第２の基準点を中心とする第２の円弧に沿って配置された第２の装飾部と、前記第２の基準点の周りを回転して前記バッテリの充電量を前記第２の装飾部上で指し示す第２の指針とを有し、
前記第１の表示部と前記第２の表示部は、前記メータ中心の両側に対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のメータ表示。
前記充電量閾値は前記バッテリの温度に応じて変化することを特徴とする請求項１又は２に記載のメータ表示。
請求項１〜３のいずれかに記載のメータ表示を備えた車両。