JP5020105B2 - 電気自動車の節電運転支援装置及びそれを備える電気自動車 - Google Patents

電気自動車の節電運転支援装置及びそれを備える電気自動車 Download PDF

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Description

本発明は、電気自動車の節電運転支援装置及びそれを備える電気自動車に関する。
電気自動車に充電することができる施設(以下、「充電スタンド」と言う)の数は、現時点においてはガソリンスタンドに比べて極めて少ない。すなわち、ガソリン車であれば、燃料残存量が僅かとなってからガソリンスタンドを探して給油することができるが、電気自動車では、電池残存容量が僅かとなったときに充電スタンドを探し始めても、充電スタンドを見つけられず電池切れとなるリスクがある。
このような電池切れのリスクを軽減するものとして、特許文献1には、運転開始時又は走行中の電気自動車に対して電池残存容量で到達可能な距離内に存在する充電スタンドの位置情報を提供する充電スタンド情報提供サーバに関する技術が開示されている。
特開2007−148590号公報
しかし、特許文献1には、電池残存容量で到達可能な距離内に充電スタンドが存在しない場合には、充電スタンドの情報は提供されない。
そこで、本願発明は、電池残存容量で到達可能な距離内であるか否かに拘らず近隣に存在する充電スタンドの位置情報を該電気自動車に提供するとともに、充電スタンドまでの走行距離と電池残存容量に応じて、運転手に対して節電運転の支援を行うことで、該電気自動車の充電スタンドへの到達を可能とする節電運転支援装置及びそれを備えた電気自動車を提供することを目的とする。
第1の発明は、蓄電池に充電された電気を利用して走行する電気自動車の消費電力を抑制する節電運転支援装置であって、
前記電気自動車が単位走行距離当たりに消費する電力量である電費を取得する電費取得部と、
前記蓄電池の残存容量を取得する残存容量取得部と、
現在位置から、前記蓄電池に充電することができる充電スタンドまでの走行距離を取得するスタンド距離取得部と、
前記電費取得部が取得した電費と、前記残存容量取得部が取得した残存容量と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車の節電運転の要否に関する情報を表示する節電要否表示部と、
前記電費取得部が取得した前記電気自動車が単位走行距離当たりに消費する電力量である電費と、前記残存容量取得部が取得した前記蓄電池の残存容量と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車の節電運転が必要であるか否かを判断する節電要否判定部と、
運転手等から自動モードの入力を受付ける節電モード受付部と、
前記電気自動車の走行中の道路の種類が、自動車専用道であるか一般道であるかを示す情報を取得する道路種類取得部と、
前記節電モード受付部が自動モードの入力を受付け、前記道路種類取得部が取得した情報が自動車専用道であることを示し、かつ前記節電運転要否判定部が節電運転が必要であると判定した場合には、前記電気自動車の単位走行距離当たりの電力消費を抑制する節電制御部と、
を備えることを特徴とする節電運転支援装置である。
第2の発明は、第1の発明に記載の節電運転支援装置であって、
前記電費取得部が取得した電費と、前記残存容量取得部が取得した残存容量とに基づいて、前記電気自動車が該残存容量で走行可能な距離を算出する走行可能距離算出部を備え、
前記節電要否表示部は、前記走行可能距離算出部が算出した走行可能距離と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づく情報を表示することを特徴とする節電運転支援装置である。
第3の発明は、第1の発明に記載の節電運転支援装置であって、
前記電費取得部が取得した電費と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車が前記充電スタンドに到達するために必要な電気容量を算出するスタンド必要容量算出部を備え、
前記節電要否表示部は、前記電費算出部が算出した必要な電気容量と、前記残存容量取得部が取得した蓄電池の残存容量とに基づく情報を表示することを特徴とする節電運転支援装置である。
の発明は、第1〜3の発明の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
現在位置から前記充電スタンドまでの経路を取得するスタンド経路取得部と、
前記スタンド経路取得部が取得した経路の道路渋滞情報を取得するスタンド渋滞情報取得部と、
道路渋滞の度合いに応じて前記電気自動車の標準的な電費を記憶する標準電費記憶部と、
前記スタンド経路取得部が取得した現在位置から前記充電スタンドまでの経路と、前記スタンド渋滞情報取得部が取得した道路渋滞情報と、前記標準電費記憶部が記憶した、当該道路渋滞情報で示される道路渋滞の度合いに応じた標準電費とに基づいて、現在位置から前記充電スタンドまでの走行におけるスタンド平均電費を算出するスタンド電費算出部と、
を備え、
前記節電要否判定部は、前記スタンド電費算出部が算出した現在位置から充電スタンドまでの走行におけるスタンド平均電費と、前記残存容量取得部が取得した蓄電池の残存容量と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車の節電運転が必要であるか否かを判断することを特徴とする節電運転支援装置である。
の発明は、第1〜3の発明の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
前記電気自動車の車内を空調するエアコンと、
前記エアコンが消費する電力消費量を取得するエアコン使用電力取得部と、
前記電気自動車が過去所定時間に走行した走行距離を検出する走行距離検出部と、
を備え、
前記電費算出部は、前記エアコン使用電力取得部が取得した電力消費量と、前記走行距離検出部が検出した走行した走行距離とに基づいて、現在位置から前記充電スタンドまでの走行におけるエアコン平均電費を算出し、
前記充電要否判定部は、前記電費算出部が算出した現在位置から充電スタンドまでの走行におけるエアコン平均電費と、前記残存容量取得部が取得した蓄電池の残存容量と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車の節電運転が必要であるか否かを判定することを特徴とする節電運転支援装置である。
の発明は、第1〜の何れかの発明の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
目的地までの走行距離を取得する目的地距離取得部と、
前記電費取得部が取得した前記電気自動車が単位走行距離当たりに消費する電力量である電費と、前記残存容量取得部が取得した蓄電池の残存容量と、前記目的地距離取得部が取得した目的地までの走行距離とに基づいて、前記電気自動車に充電が必要であるか否かを判断する充電要否判定部と、
を備え、
前記節電制御部は、前記充電要否判定部が充電が必要であると判定した場合にのみ動作することを特徴とする節電運転支援装置である。
の発明は、第1〜の発明の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
前記電気自動車を走行させる駆動モータが過去所定時間に消費した電力消費量を取得する自動車使用電力取得部と、
前記電気自動車が過去所定時間に走行した走行距離を検出する走行距離検出部と、
前記自動車使用電力取得部が取得した電力消費量と、前記走行距離検出部が検出した走行距離とに基づいて、前記電気自動車の過去所定時間における平均の電費を算出する電費算出部と、
を備え、
前記電費取得部は、前記電費算出部が算出した電費を取得することを特徴とする節電運転支援装置である。
の発明は、第1〜4、6〜7の発明の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
前記電気自動車は、前記電気自動車の車内を空調するエアコンを備え、
前記節電制御部は、前記エアコンで消費される電力量を抑制することにより前記電気自動車の電力消費を抑制することを特徴とする節電運転支援装置である。
の発明は、第1〜の発明の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
前記電気自動車の駆動用モータの出力を規制するリミッタを備え、
前記節電制御部は、前記リミッタを作動させることにより前記電気自動車の電力消費を抑制することを特徴とする節電運転支援装置である。
10の発明は、第1〜の発明の何れかに記載の節電運転支援装置を備える電気自動車である。
本発明によれば、充電スタンドまでの走行距離と電池残存容量に応じて、運転手に対して節電運転の支援を行う節電運転支援装置及びそれを備えた電気自動車を提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態である節電運転支援装置1を備えた電気自動車100のブロック構成図である。同図に示すように、電気自動車100は、節電運転支援装置1、蓄電池110、蓄電池電力計112、蓄電池残存容量検出計120、インバータ130、駆動モータ140、エアコン150、EV(Electric Vehicle:電気自動車)コントローラ160、アクセル162、ブレーキ164、ナビゲーションシステム200等を備える。
蓄電池110は、外部電源から供給される電気や、後述するように駆動モータ140が減速時に車輪142の動力を利用して発電する電気を蓄電する。蓄電池110には、例えば、鉛蓄電池、銀・亜鉛蓄電池、リチウム・イオン蓄電池、ニッケル・金属水酸化物蓄電池、NaS電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、リチウム金属蓄電池、大容量高出力のキャパシタなどの二次電池を用いる。
蓄電池残存容量検出計120は、蓄電池の残存容量を検出する。
インバータ130は、蓄電池110に蓄電された電気を直流から交流に変換するとともに、後述するEVコントローラ160からの指令に応じて140の出力を制御する。
駆動モータ140は、減速ギア(不図示)を介して車輪142を駆動する。
エアコン150は、蓄電池110から供給される電気を利用して、電気自動車100の車内の温度を調節する冷暖房器である。
エアコン電力計152は、エアコンに供給される電力を検出する。
EVコントローラ160は、アクセル162が踏み込まれると、その踏み込み量に応じた加速の指令を駆動モータ140に送信する。また、EVコントローラ160は、ブレーキ164が踏み込まれると、その踏み込み量に応じた減速の指令を駆動モータ140に送信する。
また、EVコントローラ160は、節電運転支援装置1とリミッタ166を有する。リミッタ166は、節電運転支援装置1において自動モードであるときに節電運転が必要であると判断される(詳細は後述する)と、駆動モータ140へ供給される電力の最大値を所定の値とする。すなわち、一般に電気自動車の駆動モータは、出力が低いほど単位走行距離当たりの消費電力(以下、「電費」という)は改善するので、リミッタ166により駆動モータ140に供給される電力を所定値以下とすることにより、駆動モータ140における消費電力量を抑制することができる。
図2は、ナビゲーションシステム200の詳細な構成を示す図である。同図に示すように、GPS受信機210、車速センサ220、方位センサ230、入力手段240、記憶手段250、通信手段260、ナビゲーション制御手段270、表示手段280を備える。
GPS受信機210は、GPS衛星から電波を受信することにより、電気自動車100の現在位置を測位する。
車速センサ220は、電気自動車100の車速を検出する。
方位センサ230は、電気自動車100の進行している方位を検出する。
入力手段240は、運転手等(同乗者を含む)から目的地の入力を受付けるタッチパネルなどである。
記憶手段250は、道路地図情報及び充電スタンド位置情報を記憶する。
通信手段260は、道路の渋滞情報を取得する。
ナビゲーション制御手段270は、記憶手段250が記憶する道路地図情報を参照して、GPS受信機210が測位した現在位置から、入力手段240が入力を受付けた目的地までの経路を検索する。また、節電運転支援装置1において「充電が必要」と判定される(詳細は後述する)と、ナビゲーション制御手段270は、記憶手段250が記憶する道路地図情報及び充電スタンド位置情報を参照して、GPS受信機210が測位した現在位置から最寄の充電スタンドを検索し、現在位置からその充電スタンドまでの経路を検索する。
また、ナビゲーション制御手段270は、車速センサ220が検出する車速と、方位センサ230が検出する方位と、記憶手段250が記憶する道路地図情報とに基づいて、GPS受信機210が測位した電気自動車100の現在位置の誤差を補正することとしてもよく、補正した場合には補正後の現在位置を利用して経路検索等を行う。
表示手段280は、電気自動車100の運転者に対して、ナビゲーション制御手段270が検索した目的地までの経路を画面に表示する。
図3は、本発明の一実施形態である節電運転支援装置1のブロック構成図である。同図に示すように、節電運転支援装置1は、標準電費記憶部22、渋滞情報取得部24、エアコン使用電力取得部26、走行距離取得部28、電費算出部32、電費取得部34、目的地距離取得部30、目的地必要容量算出部36、残存容量取得部38、充電要否判定部40、スタンド情報取得部44、スタンド選択部46、スタンド距離取得部48、走行可能距離算出部50、節電要否判定部52、節電モード受付部54、道路種類取得部56、節電制御部58、節電要否表示部60を備える。
標準電費記憶部22は、図4に示すように、エアコン150を使用せず、電気自動車100の通常の方法で運転をした場合の標準的な電費Es(以下、「標準電費Es」という)を、渋滞の度合いに応じて記憶する。なお、道路渋滞の度合いとは、例えば、通過車輌の平均時速に基づいて「渋滞」、「混雑」、「順調」に分類される。より具体的には、通過車輌の平均時速が20km/時以下であれば「渋滞」と分類し、40km/時以下であれば「混雑」と分類し、40km/時を上回れば「順調」と分類する。
図4の例では、道路渋滞状況が「順調」である場合の標準電費Esは0.10kWh/kmであり、「混雑」である場合の標準電費Esは0.15kWh/kmであり、「渋滞」である場合の標準電費Esは0.20kWh/kmとなっている。
渋滞情報取得部24は、ナビゲーションシステム200が検索した現在位置から目的地までの経路の各区間における目的地渋滞情報及び各区間の距離をナビゲーションシステム200から取得する。
図5は、渋滞情報取得部24が取得する道路渋滞情報の渋滞情報と区間距離についてのデータ構成を示す図である。同図に示されるように、渋滞情報取得部24は、現在位置から目的地までの経路の各区間(同図の例では、区間X、区間Y、区間Z)についての渋滞情報とそれぞれの区間距離を取得する。
渋滞情報取得部24は、同様にして、ナビゲーションシステム200が検索した現在位置から、後述するスタンド情報取得部44が取得した充電スタンドまでの経路の各区間におけるスタンド渋滞情報及び各区間の距離をナビゲーションシステム200から取得する。
エアコン使用電力取得部26は、エアコン電力計152から、過去所定時間(例えば、過去5分間)におけるエアコン150で消費される電力(kW)を取得する。
走行距離取得部28は、過去所定時間(例えば、過去5分間)における電気自動車100が走行した距離を取得する。例えば、電気自動車100が有する距離メータ(不図示)の値に基づき、所定時間前の距離メータの値と現時点での距離メータの値との差分をとることにより、過去所定時間の走行距離を取得する。
目的地距離取得部30は、ナビゲーションシステム200が算出する現在位置から目的地までの走行距離を取得する。
電費算出部32は、標準電費記憶部22が記憶する標準電費Esと、渋滞情報取得部24が取得した目的地渋滞情報と、エアコン使用電力取得部26が取得する過去所定時間におけるエアコン使用による消費電力量と、走行距離取得部28が検出する過去所定時間における電気自動車100が走行した距離とに基づいて、現在位置から目的地までエアコンを使用せずに走行した場合のエアコン切目的地平均電費En1及びエアコンを使用して走行した場合のエアコン入目的地平均電費Ec1を算出する。具体的には、以下の(a)〜(h)に示される手順でこの算出を行う。
(a)標準電費記憶部22が記憶する標準電費Esを参照し、渋滞情報取得部24が取得した各区間の渋滞情報に基づいて、各区間における標準電費Esを判定する。例えば、区間Yは、「混雑」の渋滞が発生しているとの情報があるので、標準電費記憶部22を参照して「混雑」時の0.15kWh/kmが標準電費Esであると判定する。
(b)各区間の標準電費Esと各区間の距離とに基づいて、エアコン切目的地平均電費En1を算出する。例えば、現在位置から目的地までの経路の区間が、区間X、区間Y、区間Zの3区間であるとすると、式(1)のような計算を行う。
エアコン切目的地平均電費En={(区間Xの電費0.10kWh/km)×(区間Xの距離20km)+(区間Yの電費0.15kWh/km)×(区間Yの距離8km)+(区間Zの電費0.20kWh/km)×(区間Zの距離10km)}÷(区間X、Y、Zの総計40km)=0.13kWh/km ・・・(1)
(c)渋滞情報取得部24が取得した道路渋滞情報に基づいて、経路上の各区間での電気自動車100の車輌速度を推定する。例えば、車輌速度は、当該区間が「渋滞」であれば時速10km/時であるとし、当該区間が「混雑」であれば時速30km/時であるとし、当該区間が「順調」であれば当該道路の制限速度であるとする。
(d)渋滞情報取得部24が取得した各区間の距離を、手順(c)において推定した各区間における車輌速度で除することにより、当該車輌の各区間の通過に要する時間を算出する。
(e)エアコン使用電力取得部26が取得したエアコン消費電力(kW)に各区間通過時間を乗じることで、各区間におけるエアコン消費電力量(kWh)を算出する。
(f)各区間におけるエアコン消費電力量の合計を算出する。
(g)手順(f)において算出したエアコン消費電力量の合計を経路の距離で除して、単位距離あたりのエアコン消費電力量(kWh/km)を算出する。
(h)手順(b)において算出したエアコン切目的地平均電費En1から、手順(g)において算出した単位距離あたりのエアコン消費電力量を加えて、当該経路においてエアコンを使用して走行した場合のエアコン入目的地平均電費Ea1を算出する。
また、電費算出部32は、同様にして、標準電費記憶部22が記憶する標準電費Esと、渋滞情報取得部24が取得したスタンド渋滞情報と、エアコン使用電力取得部26が取得する過去所定時間におけるエアコン使用による消費電力量と、走行距離取得部28が検出する過去所定時間における電気自動車100が走行した距離とに基づいて、現在位置から目的地までエアコンを使用せずに走行した場合のエアコン切スタンド平均電費En2及びエアコンを使用して走行した場合のエアコン入スタンド平均電費Ec2を算出する。
電費取得部34は、電費算出部32で算出されたエアコン切目的地平均電費En1、エアコン入目的地平均電費Ec1、エアコン切スタンド平均電費En2、エアコン入スタンド平均電費Ec2を取得する。
目的地必要容量算出部36は、目的地距離取得部30が取得した距離と、電費取得部34が取得した電費とに基づいて、電気自動車100が目的地に到達するために必要な電気容量Bg(以下、「必要電気容量Bg」という)を算出する。具体的には、現在位置から目的地までの走行距離(km)を電費取得部34が取得したエアコン入目的地平均電費Ec1(kWh/km)で除することによって必要電気容量Bgを算出する。
残存容量取得部38は、蓄電池残存容量検出計120から、蓄電池110の残存容量Brを取得する。
充電要否判定部40は、残存容量取得部38が取得した残存容量Brが、目的地必要容量算出部36が算出した必要電気容量Bgを上回れば充電は不要と判定し、残存容量Brが必要電気容量Bgを上回らなければ充電は必要と判定する。
なお、上記では、充電要否判定部40が、残存容量Brと必要電気容量Bgを比較して充電の要否を判定したが、以下の手順によって充電の要否を判定することとしてもよい。すなわち、走行可能距離算出部50が、残存容量取得部38が取得した蓄電池110の残存容量と、電費取得部34が取得した各電費とに基づいて、電気自動車100が該残存容量で走行可能な距離を算出する。そして、充電要否判定部40は、走行可能距離算出部50が算出した電気自動車100が該残存容量で走行可能な距離と、目的地距離取得部30が取得した目的地までの走行距離とに基づいて、電気自動車100に充電が必要であるか否かを判定する。
スタンド情報取得部44は、充電要否判定部40が「充電は必要」と判定した場合は、ナビゲーションシステム200に照会して、電気自動車100を充電する充電スタンドの候補として、現在位置から所定の距離以内に位置する充電スタンドの位置情報を取得する。なお、所定の距離(例えば、10km)以内に充電スタンドが存在しない場合には、現在位置の近隣に位置するN箇所(例えば、3箇所)の充電スタンドの位置情報を取得する。
スタンド選択部46は、スタンド情報取得部44が位置情報を取得した充電スタンドのうち何れか1の充電スタンドの選択を運転手等から受付ける。
スタンド距離取得部48は、現在位置から、スタンド選択部46が選択を受付けた充電スタンドまでの走行距離Ds(以下、「充電スタンド距離Ds」という)をナビゲーションシステム200に照会して取得する。
走行可能距離算出部50は、残存容量Brを、電費取得部34が取得したエアコン入スタンド平均電費Ec2で除することにより、残存容量Brでエアコンを使用して走行可能な距離Dp(以下、「エアコン入走行可能距離Dp」という)を算出する。
また、走行可能距離算出部50は、残存容量Brを、電費取得部34が取得したエアコン切スタンド平均電費En2で除することにより、残存容量Brでエアコンを使用せずに走行可能な距離Dq(Dq≧Dp、以下、「エアコン切走行可能距離Dq」という)を算出する。
節電要否判定部52は、エアコン入走行可能距離Dpが充電スタンド距離Dsを上回れば節電運転は不要と判定し、エアコン入走行可能距離Dpが充電スタンド距離Dsを上回らなければ節電運転は必要と判定する。
また、節電要否判定部52は、エアコン切走行可能距離Dqが、充電スタンド距離Dsを上回れば、エアコン150の使用を停止するのみの節電で十分と判定する。また、エアコン切走行可能距離Dqが、充電スタンド距離Dsを上回らなければ、エアコン150の使用停止による節電のみならず、リミッタ166による駆動モータ140の節電も必要であると判定する。
なお、上記では、節電要否判定部52が、エアコン入走行可能距離Dpと充電スタンド距離Dsを比較して節電の要否を判定したが、以下の手順によって節電の要否を判定することとしてもよい。すなわち、スタンド必要容量算出部(不図示)は、電費取得部34が取得した電気自動車100が単位走行距離当たりに消費する電力量である電費と、スタンド距離取得部48が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、電気自動車100が充電スタンドに到達するために必要な電気容量を算出する。そして、節電要否判定部52は、スタンド必要容量算出部が算出した必要な電気容量と、残存容量取得部38が取得した蓄電池110の残存容量とに基づいて、電気自動車100の節電運転が必要であるか否かを判定する。
節電モード受付部54は、節電制御部58による節電制御を行わない手動モードと、後述する節電制御部58による道路種類に応じて選択的に節電制御を行う自動モードと、節電制御部58による節電制御を強制的に行う強制モードとの切換えの入力を受付ける。例えば、蓄電池110に残存容量Brが少ない場合であっても、暑い季節など運転手等がエアコン150の使用を継続する場合は、運転手から手動モードの入力を受付ける。また、例えば、蓄電池110が残存容量Brが少ないが充電スタンドまでの遠い場合には、運転手から強制モードの入力を受付け、電池切れのリスクをより確実に低減する。
道路種類取得部56は、走行中の道路の種類が、高速道路等の自動車専用道であるか、一般道であるかの情報をナビゲーションシステム200に照会して取得する。
節電制御部58は、節電モード受付部54が自動モードの選択を受付け、かつ道路種類取得部56が自動車専用道を走行中であるとの情報を取得した場合には、駆動モータ140とエアコン150での電気の消費を抑制することにより、節電を行う。具体的には、節電制御部58は、リミッタ166のオン/オフ制御と、エアコン150のオン/オフ制御を行うことにより、電気の消費を抑制する。すなわち、一般に電気自動車の駆動モータは、出力が低いほど電費は向上するので、リミッタ166により駆動モータ140に供給される電力を所定値以下とすることにより、駆動モータ140における消費電力量を抑制することができる。
なお、節電制御部58は、節電モード受付部54が手動モードの入力を受付けた場合には、作動しない。
また、道路種類取得部56から自動車専用道を走行中である旨の情報を取得した場合には、歩行者の飛び出しや車の割り込み等突発的な危険に遭遇することがほとんどないので、リミッタ166を作動させて節電制御を行う。しかし、道路種類取得部56から一般道を走行中である旨の情報を取得した場合には、突発的な危険に遭遇する可能性があり、そのような危険を回避するためには駆動モータ140の出力を制限しない方が好ましいところ、リミッタ166を作動させず、節電制御を行わない。
節電要否表示部60は、走行可能距離算出部50が算出した走行可能距離と、スタンド距離取得部48が取得した充電スタンドまでの走行距離とを、それらの長短が比較できるように表示する。図6は、節電要否表示部60が表示する表示画面の一例を示す図である。同図に示すように、走行可能距離が6km、充電スタンドまでの走行距離が8kmと並行して表示され、節電運転の必要性が一目でわかる。
また、節電要否表示部60は、走行可能距離算出部50が算出した走行可能距離から、スタンド距離取得部48が取得した充電スタンドまでの走行距離を差し引いた差分の距離を表示してもよい。図7は、節電要否表示部60が表示する表示画面の第2の例を示す図である。例えば、走行可能距離が6km、充電スタンドまでの走行距離が8kmであるとすると差分はマイナス2kmであるので、同図に示すように、中央の原点から左側に2kmに相当する棒グラフが表示され、節電運転の必要性が一目でわかる。
また、節電要否表示部60は、スタンド必要容量算出部が算出した必要な電気容量と、残存容量取得部38が取得した蓄電池110の残存容量とを、それらの長短が比較できるように表示してもよく、それらの容量の差分を表示してもよい。図8は、節電要否表示部60が表示する表示画面の第3の例を示す図である。同図に示すように、残存容量が0.6kWh、充電スタンドまでの必要容量が0.8kWhと並行して表示され、節電運転の必要性が一目でわかる。
なお、節電要否表示部60の表示は、時間の経過又は電気自動車100の移動に応じて随時更新される。
図9(A)、(B)、(C)は、節電運転支援装置1が行う制御処理を示すフロー図である。
渋滞情報取得部24は、ナビゲーションシステム200から渋滞情報を取得する(図9(A)のS902)。また、エアコン使用電力取得部26は、エアコン150の過去の所定時間の使用電力を取得する(S904)。走行距離取得部28は、過去の所定時間の走行距離を取得する(S906)。
電費算出部32は、標準電費記憶部22が記憶する標準的な電費と、渋滞情報取得部24が取得した目的地渋滞情報と、エアコン使用電力取得部26が取得した過去の所定時間のエアコンの使用電力と、走行距離取得部28が取得した過去の所定時間における走行距離とに基づいて、エアコン150を使用して走行した場合のエアコン入目的地平均電費Ec1と、エアコン150を使用しないで走行した場合のエアコン切目的地平均電費En1をそれぞれ算出する(S908)。
また、電費算出部32は、標準電費記憶部22が記憶する標準的な電費と、渋滞情報取得部24が取得したスタンド渋滞情報と、エアコン使用電力取得部26が取得した過去の所定時間のエアコンの使用電力と、走行距離取得部28が取得した過去の所定時間における走行距離とに基づいて、エアコン150を使用して走行した場合のエアコン入スタンド平均電費Ec2と、エアコン150を使用しないで走行した場合のエアコン切スタンド平均電費En2をそれぞれ算出する(S908)。
目的地距離取得部30は、ナビゲーションシステム200から現在位置から目的地までの走行距離を取得する(S910)。目的地必要容量算出部36は、目的地距離取得部30が取得した距離と、電費取得部34が取得した電費とに基づいて、必要電気容量Bgを算出する(S912)。残存容量取得部38は、蓄電池残存容量検出計120から残存容量Brを取得する(S914)。
充電要否判定部40は、残存容量Brが、必要電気容量Bgを上回れば充電は不要と判定し(S916:NO)、節電運転支援装置1の処理は終了する。一方、残存容量Brが電気容量Bgを上回らなければ充電は必要と判定し(S916:YES)、スタンド情報取得部44は、ナビゲーションシステム200から、現在位置の近隣に位置するN箇所(例えば、5箇所)の充電スタンドの位置情報を取得する(S918)。スタンド選択部46は、スタンド情報取得部44が位置情報を取得した充電スタンドのうち何れか1の充電スタンドの選択を運転手等から受付ける(S920)。スタンド距離取得部48は、現在位置から選択された充電スタンドまでの走行距離Dsをナビゲーションシステム200から取得する。(S922)。
走行可能距離算出部50は、残存容量Brをエアコン入スタンド平均電費Ec2で除することにより、残存容量Brでエアコン150を使用して走行可能なエアコン入走行可能距離Dpを算出する(S924)。また、走行可能距離算出部50は、残存容量Brをエアコン切スタンド平均電費En2で除することにより、残存容量でエアコン150を使用しないで走行可能なエアコン切走行可能距離Dqを算出する(S926)。また、節電要否表示部60は、走行可能距離算出部50が算出したエアコン切走行可能距離Dq及びエアコン切走行可能距離Dq、並びにスタンド距離取得部48が取得した充電スタンドDsまでの走行距離を表示する(S928)。
節電モード受付部54が、手動モード、自動モード、強制モードのうちの何れかの節電モードを受付ける(S930)。節電モード受付部54が自動モードの入力を受付けていれば、自動モードを選択し(S932:(1))、S934に進む。一方、節電モード受付部54が手動モードの入力を受付けていれば、手動モードを選択し(S932:(2))、終了する。また、節電モード受付部54が強制モードの入力を受付けていれば、強制モードを選択し(S932:(3))、S938に進む。
道路種類取得部56は、走行中の道路の種類が、自動車専用道であるか、一般道であるかの情報を取得する(S934)。走行中の道路の種類が自動車専用道であれば(S936:YES)、S938に進む。一方、走行中の道路の種類が一般道であれば(S936:NO)、終了する。
節電要否判定部52は、エアコン入走行可能距離Dpが、スタンド距離取得部48が取得した現在位置から充電スタンド距離Dsを上回れば、節電運転は不要と判定し(S938:YES)、節電運転支援装置1の処理は終了する。一方、エアコン入走行可能距離Dpが充電スタンド距離Dsを上回らなければ節電運転は必要と判定する(S938:NO)。
次に、節電要否判定部52は、エアコン切走行可能距離Dqが、充電スタンド距離Dsを上回れば(S940:YES)、エアコン150の使用を停止するのみの節電で十分と判定し(S942)、図9(B)のS952に進む。一方、節電要否判定部52は、エアコン切走行可能距離Dqが、充電スタンド距離Dsを上回らなければ(S940:NO)、エアコン150の使用停止による節電のみならず、リミッタ166による駆動モータ140の節電も必要であると判定し(S944)、図9(C)のS972に進む。
節電モード受付部54において、運転手等からエアコン150及びリミッタ166の使用の可否について入力を受付ける(図9(B)のS952)。節電モード受付部54で入力を受付けた内容に基づいて、エアコン150をオフにしてよい場合には(S954:YES)、節電制御部58はエアコン150をオフにして(S956)、終了する。
一方、節電モード受付部54で入力を受付けた内容に基づいて、エアコン150をオフにしてはならない場合には(S954:NO)、節電制御部58はエアコン150をオンのままとし(S958)、S960に進む。
節電モード受付部54で入力を受付けた内容に基づいて、リミッタ166をオンにしてよい場合には(S960:YES)、節電制御部58はリミッタ166をオンにして(S962)、終了する。リミッタ166をオンにしてはならない場合には(S960:NO)、節電制御部58はリミッタ166をオフにしたまま(S964)、終了する。
また、節電モード受付部54において、運転手等からエアコン150及びリミッタ166の使用の可否について入力を受付ける(図9(C)のS972)。節電モード受付部54で入力を受付けた内容に基づいて、エアコン150をオフにしてよい場合には(S974:YES)、節電制御部58はエアコン150をオフにして(S976)、S980に進む。
一方、節電モード受付部54で入力を受付けた内容に基づいて、エアコン150をオフにしてはならない場合には(S974:NO)、節電制御部58はエアコン150をオンのままとし(S978)、S980に進む。
節電モード受付部54で入力を受付けた内容に基づいて、リミッタ166をオンにしてよい場合には(S980:YES)、節電制御部58はリミッタ166をオンにして(S982)、終了する。リミッタ166をオンにしてはならない場合には(S980:NO)、節電制御部58はリミッタ166をオフにしたまま(S984)、終了する。
以上の通り、本実施形態の節電運転支援装置1によれば、目的地又は充電スタンドまでの走行距離と電池残存容量に応じて、運転手に対して節電運転の支援を行うことができる。これにより、運転手は、電池残存容量が僅かであっても充電スタンドに到達できるように節電運転に努めることができ、もって蓄電池110の電池切れを防止することができる。
また、節電運転支援装置1によれば、節電モード受付部54において、運転手等から手動モード、自動モード、強制モードの入力を受付けることができる。運転手等が、手動モードを選択すれば、夏季等の暑い季節には、エアコン150が機械的に停止することを防止でき、もって運転手の安全運転に寄与することができる。また、交通量が多く道路が輻輳する路線において、電気自動車100の加速性能が鈍ることが運転の安全に悪影響を及ぼす場合には、リミッタ166が機械的に作動を開始することを防止でき、もって運転手の安全運転に寄与することができる。一方、運転手等が、強制モードを選択すれば、蓄電池110が残存容量Brが少ないが充電スタンドまでの遠い場合であっても、電池切れとなるリスクをより確実に低減することができる。
また、節電運転支援装置1によれば、節電モード受付部54において自動モードの入力を受付けた場合には、エアコン150で使用される使用電力量を考慮して上記節電制御を行うことができる。すなわち、エアコン150を停止すればリミッタ166による駆動モータ140の節電運転を行わなくても十分に充電スタンドに到達できる場合には、エアコン150のみの節電とすることができる。
また、節電運転支援装置1によれば、渋滞情報取得部24において渋滞情報を取得することにより、現在位置から目的地又は充電スタンドまでの経路の道路渋滞を考慮して上記節電制御を行うことができる。すなわち、当該経路の道路が混雑又は渋滞している場合は、一般的に電費が悪化し、蓄電池110の残存容量で走行可能な距離が、道路が混雑していない場合に比べて短くなる。このように、道路の混雑又は渋滞を考慮した上で、節電の要否を判断し、節電制御を行うことができる。
次に、本発明の別の実施形態である節電運転支援装置2について説明する。
図10は、本発明の別の実施形態である節電運転支援装置2を示す図である。上記実施形態の節電運転支援装置1では、電費算出部32において、標準電費記憶部22で記憶された標準電費Esと渋滞情報取得部24が取得した道路渋滞情報及び各区間の距離に基づいて平均電費を算出したが、後述するように本実施形態の節電運転支援装置2では、自動車使用電力取得部62が取得する電気自動車100の消費電力量に基づいて算出する。
蓄電池電力計112は、蓄電池110からエアコン150、ヘッドライト(不図示)、カーステレオ(不図示)、ナビゲーションシステム200等の電気自動車100が備える各電気機器と、駆動モータ140とに供給される電力量を検出する。
自動車使用電力取得部62は、蓄電池電力計112から、過去所定時間(例えば、過去5分間)における各電気機器と駆動モータ140で消費される電力(kW)を取得する。
電費算出部32は、自動車使用電力取得部62が取得する過去所定時間(例えば、過去5分間)における消費電力量(エアコン使用を使用していれば、エアコンでの消費電力量も含む)と、走行距離取得部28が検出する過去所定時間(例えば、過去5分間)における電気自動車100が走行した距離とに基づいて、現在位置から目的地までの走行における過去所定時間の平均電費(エアコン入平均電費Ec3)の実績を算出する。また、電費算出部32は、自動車使用電力取得部62が取得する過去所定時間(例えば、過去5分間)における消費電力量からエアコンでの消費電力量を差し引いた消費電力量と、走行距離取得部28が検出する過去所定時間(例えば、過去5分間)における電気自動車100が走行した距離とに基づいて、現在位置から目的地までの走行における過去所定時間のエアコン150を使用していなかったと仮定した場合の平均電費(エアコン切平均電費En3)を算出する。
なお、電費算出部32は、電気自動車100の消費電力(kW)と走行速度(km/h)に基づいて、電費(kWh/km)を算出してもよい。すなわち、走行速度取得部(不図示)は、電気自動車100に設けられた速度計(不図示)から走行速度を取得する。そして、自動車使用電力取得部62が取得する消費電力(kW)を該走行速度で除することによって、電費を算出する。
上記以外の節電運転支援装置2が備える各部26〜30、34〜54は、節電運転支援装置1において行う制御と同様の制御を行う。なお、目的地必要容量算出部36及び走行可能距離算出部50の算出においては、エアコン入目的地平均電費Ec1及びエアコン入スタンド平均電費Ec2に代えてエアコン入平均電費Ec3を用いる。同様に、目的地必要容量算出部36及び走行可能距離算出部50の算出においては、エアコン切目的地平均電費En1及びエアコン切スタンド平均電費En2に代えてエアコン切平均電費En3を用いる。
以上の通り、本実施形態の節電運転支援装置2によっても、目的地又は充電スタンドまでの走行距離と電池残存容量に応じて節電制御を行うことにより、電池残存容量で走行可能な距離を延ばすことができる。これにより、電池残存容量が僅かであっても充電スタンドに到達できるようにし、もって蓄電池110の電池切れを防止することができる。
なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
本発明の一実施形態である節電運転支援装置1を用いて実現される電気自動車100のブロック構成図である。 ナビゲーションシステム200の詳細な構成を示す図である。 本発明の一実施形態である節電運転支援装置1のブロック構成図である。 標準電費記憶部22が記憶する標準的な電費のデータ構成を示す図である。 渋滞情報取得部24が取得する道路渋滞情報の渋滞情報と区間距離についてのデータ構成を示す図である。 節電要否表示部60が表示する表示画面の一例を示す図である。 節電要否表示部60が表示する表示画面の第2の例を示す図である。 節電要否表示部60が表示する表示画面の第3の例を示す図である。 節電運転支援装置1が行う制御処理を示すフロー図である。 節電運転支援装置1が行う制御処理を示すフロー図である。 節電運転支援装置1が行う制御処理を示すフロー図である。 本発明の別の実施形態である節電運転支援装置2を示す図である。
符号の説明
1、2 節電運転支援装置 22 標準電費記憶部
24 渋滞情報取得部 26 エアコン使用電力取得部
28 走行距離取得部 30 目的地距離取得部
32 電費算出部 34 電費取得部
36 目的地必要容量算出部 38 残存容量取得部
40 充電要否判定部 44 スタンド情報取得部
46 スタンド選択部 48 スタンド距離取得部
50 走行可能距離算出部 52 節電要否判定部
54 節電モード受付部 56 道路種類取得部
58 節電制御部 60 節電要否表示部
62 自動車使用電力取得部 100 電気自動車
110 蓄電池 112 蓄電池電力計
120 蓄電池残存容量検出計 130 インバータ
140 駆動モータ 142 車輪
150 エアコン 152 エアコン電力計
160 EVコントローラ 162 アクセル
164 ブレーキ 166 リミッタ
200 ナビゲーションシステム 210 GPS受信機
220 車速センサ 230 方位センサ
240 入力手段 250 記憶手段
260 通信手段 270 ナビゲーション制御手段
280 表示手段

Claims (10)

  1. 蓄電池に充電された電気を利用して走行する電気自動車の消費電力を抑制する節電運転支援装置であって、
    前記電気自動車が単位走行距離当たりに消費する電力量である電費を取得する電費取得部と、
    前記蓄電池の残存容量を取得する残存容量取得部と、
    現在位置から、前記蓄電池に充電することができる充電スタンドまでの走行距離を取得するスタンド距離取得部と、
    前記電費取得部が取得した電費と、前記残存容量取得部が取得した残存容量と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車の節電運転の要否に関する情報を表示する節電要否表示部と、
    前記電費取得部が取得した前記電気自動車が単位走行距離当たりに消費する電力量である電費と、前記残存容量取得部が取得した前記蓄電池の残存容量と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車の節電運転が必要であるか否かを判断する節電要否判定部と、
    運転手等から自動モードの入力を受付ける節電モード受付部と、
    前記電気自動車の走行中の道路の種類が、自動車専用道であるか一般道であるかを示す情報を取得する道路種類取得部と、
    前記節電モード受付部が自動モードの入力を受付け、前記道路種類取得部が取得した情報が自動車専用道であることを示し、かつ前記節電運転要否判定部が節電運転が必要であると判定した場合には、前記電気自動車の単位走行距離当たりの電力消費を抑制する節電制御部と、
    を備えることを特徴とする節電運転支援装置。
  2. 請求項1に記載の節電運転支援装置であって、
    前記電費取得部が取得した電費と、前記残存容量取得部が取得した残存容量とに基づいて、前記電気自動車が該残存容量で走行可能な距離を算出する走行可能距離算出部を備え、
    前記節電要否表示部は、前記走行可能距離算出部が算出した走行可能距離と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づく情報を表示することを特徴とする節電運転支援装置。
  3. 請求項1に記載の節電運転支援装置であって、
    前記電費取得部が取得した電費と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車が前記充電スタンドに到達するために必要な電気容量を算出するスタンド必要容量算出部を備え、
    前記節電要否表示部は、前記電費算出部が算出した必要な電気容量と、前記残存容量取得部が取得した蓄電池の残存容量とに基づく情報を表示することを特徴とする節電運転支援装置。
  4. 請求項1〜3の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
    現在位置から前記充電スタンドまでの経路を取得するスタンド経路取得部と、
    前記スタンド経路取得部が取得した経路の道路渋滞情報を取得するスタンド渋滞情報取得部と、
    道路渋滞の度合いに応じて前記電気自動車の標準的な電費を記憶する標準電費記憶部と、
    前記スタンド経路取得部が取得した現在位置から前記充電スタンドまでの経路と、前記スタンド渋滞情報取得部が取得した道路渋滞情報と、前記標準電費記憶部が記憶した、当該道路渋滞情報で示される道路渋滞の度合いに応じた標準電費とに基づいて、現在位置から前記充電スタンドまでの走行におけるスタンド平均電費を算出するスタンド電費算出部と、
    を備え、
    前記節電要否判定部は、前記スタンド電費算出部が算出した現在位置から充電スタンドまでの走行におけるスタンド平均電費と、前記残存容量取得部が取得した蓄電池の残存容量と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車の節電運転が必要であるか否かを判断することを特徴とする節電運転支援装置。
  5. 請求項1〜3の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
    前記電気自動車の車内を空調するエアコンと、
    前記エアコンが消費する電力消費量を取得するエアコン使用電力取得部と、
    前記電気自動車が過去所定時間に走行した走行距離を検出する走行距離検出部と、
    を備え、
    前記電費算出部は、前記エアコン使用電力取得部が取得した電力消費量と、前記走行距離検出部が検出した走行した走行距離とに基づいて、現在位置から前記充電スタンドまでの走行におけるエアコン平均電費を算出し、
    前記充電要否判定部は、前記電費算出部が算出した現在位置から充電スタンドまでの走行におけるエアコン平均電費と、前記残存容量取得部が取得した蓄電池の残存容量と、前記スタンド距離取得部が取得した充電スタンドまでの走行距離とに基づいて、前記電気自動車の節電運転が必要であるか否かを判定することを特徴とする節電運転支援装置。
  6. 請求項1〜の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
    目的地までの走行距離を取得する目的地距離取得部と、
    前記電費取得部が取得した前記電気自動車が単位走行距離当たりに消費する電力量である電費と、前記残存容量取得部が取得した蓄電池の残存容量と、前記目的地距離取得部が取得した目的地までの走行距離とに基づいて、前記電気自動車に充電が必要であるか否かを判断する充電要否判定部と、
    を備え、
    前記節電制御部は、前記充電要否判定部が充電が必要であると判定した場合にのみ動作することを特徴とする節電運転支援装置。
  7. 請求項1〜の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
    前記電気自動車を走行させる駆動モータが過去所定時間に消費した電力消費量を取得する自動車使用電力取得部と、
    前記電気自動車が過去所定時間に走行した走行距離を検出する走行距離検出部と、
    前記自動車使用電力取得部が取得した電力消費量と、前記走行距離検出部が検出した走行距離とに基づいて、前記電気自動車の過去所定時間における平均の電費を算出する電費算出部と、
    を備え、
    前記電費取得部は、前記電費算出部が算出した電費を取得することを特徴とする節電運転支援装置。
  8. 請求項1〜4、6〜7の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
    前記電気自動車は、前記電気自動車の車内を空調するエアコンを備え、
    前記節電制御部は、前記エアコンで消費される電力量を抑制することにより前記電気自動車の電力消費を抑制することを特徴とする節電運転支援装置。
  9. 請求項1〜の何れかに記載の節電運転支援装置であって、
    前記電気自動車の駆動用モータの出力を規制するリミッタを備え、
    前記節電制御部は、前記リミッタを作動させることにより前記電気自動車の電力消費を抑制することを特徴とする節電運転支援装置。
  10. 請求項1〜の何れかに記載の節電運転支援装置を備える電気自動車。
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