JP5896035B2 - 車載装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータに電力を供給するメインバッテリと、メインバッテリに電力を供給する補助バッテリと、を備える車両に搭載される車載装置に関するものである。
本出願は、２０１２年９月１８日に出願された日本国特許出願の特願２０１２−２０４２２２に基づく優先権を主張するものであり、文献の参照による組み込みが認められる指定国については、上記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。

メインバッテリと、取付型バッテリとを選択的に使用可能な電源ユニットを備える電動車両において、バッテリの残存容量が低下した場合に、給電スタンドや取付型バッテリのショップの情報を、バッテリ管理センターから取得する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０００−１０２１０３号公報

上記特許文献１の技術では、メインバッテリと、取付型バッテリとで切り替え可能な構成となっているものの、メインバッテリから取付型バッテリへの切り替えタイミングを、乗員自身が判断する必要があったため、走行中に電欠が起きてしまうという問題があった。さらに、上記特許文献１の技術において、取付型バッテリとしてバッテリの起動に一定の時間が掛かるものを用いた場合には、電欠が発生した後、取付型バッテリにより再度走行を開始するまでに、一定の時間が掛かってしまうという問題もある。

本発明が解決しようとする課題は、モータに電力を供給するメインバッテリと、メインバッテリに電力を供給する補助バッテリと、を備える車両において、電欠状態となることを有効に防止することにある。

本発明は、モータに電力を供給するメインバッテリと、メインバッテリに電力を供給する補助バッテリと、を備える車両において、メインバッテリによる走行可能距離と、自車両位置近郊に存在する充電施設までの距離とを比較し、走行可能距離が、自車両位置近郊に存在する充電施設までの距離未満である場合に、乗員に対して、補助バッテリの起動判断を促すための提示を行うことで、上記課題を解決する。

本発明によれば、メインバッテリによる走行可能距離が、自車両位置近郊に存在する充電施設までの距離未満である場合に、乗員に対して、補助バッテリの起動判断を促すための提示を行うことにより、補助バッテリの起動が必要な場面において、適切に補助バッテリを使用させることができ、これにより、電欠状態となることを有効に防止することができる。

図１は、本実施形態に係る電気自動車の制御システムを示す構成図である。 図２は、第１実施形態における、走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、充電施設距離Ｄ_ｓｔａと、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示タイミングとの関係を模式的に示す図である。 図３は、第１実施形態で実行される処理を示すフローチャートである。 図４は、第２実施形態における、走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、充電施設距離Ｄ_ｓｔａと、補正不足距離Ｄ_ｃｏｒと、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示タイミングとの関係を模式的に示す図である。 図５は、他の実施形態に係る電気自動車の制御システムを示す構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
図１は、本実施形態に係る電気自動車の制御システムを示す構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る電気自動車の制御システムは、メインバッテリ１０と、インバータ２０と、車両駆動用モータ３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、補助バッテリ５０と、ナビゲーション装置６０と、車載装置１００とを備えている。

メインバッテリ１０は、直列に接続された複数の二次電池セルから構成され、インバータ２０を介して、車両駆動用モータ３０と電気的に接続されている。本実施形態においては、車両駆動用モータ３０を駆動する際には、メインバッテリ１０から出力される直流電力がインバータ２０によって交流電流に変換され、車両駆動用モータ３０に供給される。一方、回生制御の際には、自車両の走行エネルギーが、車両駆動用モータ３０およびインバータ２１を介して、電気エネルギーに逆変換され、メインバッテリ１０が充電されるとともに、車両に回生ブレーキがかかるようになっている。

なお、メインバッテリ１０を構成する二次電池セルとしては、特に限定されないが、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム電池などの各種二次電池が挙げられる。

補助バッテリ５０は、メインバッテリ１０を充電するための予備用のバッテリであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して、メインバッテリ１０と電気的に接続されている。補助バッテリ５０としては、特に限定されないが、各種一次電池、二次電池などを用いることができるが、本実施形態においては、メインバッテリ１０よりも出力および容量のうち少なくとも一方が小さなものを用いることが好ましく、その具体例としては、電解液や酸化燃料などの液体を電池系内に供給することで作動するバッテリを用いることが好ましい。このようなバッテリの具体例としては、使用時に、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液（電解液）を電池系に注液することで作動する空気電池や、使用時に、メタノール（酸化燃料）を電池系に注液することで作動するダイレクトメタノール型燃料電池などが挙げられ、このような電解液や酸化燃料などの液体を電池系内に供給することで作動するバッテリは、通常、単位体積当たりのエネルギー密度が高く、そのため、メインバッテリ１０への充電容量も大きいものあるため好適に用いることができる。なお、これらのうち、空気電池は、Ｌｉ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｚｎなどの金属アノードと、空気カソードとを用いるものであり、電解液が金属アノードと空気カソードとの間に導入されることにより作動する。

ナビゲーション装置６０は、自車両の乗員に走行経路を案内するための装置であり、送受信装置を備え、送受信装置を用い、サーバ（不図示）と通信を行うことで、各道路の走行速度の情報や渋滞情報を取得する。また、ナビゲーション装置６０は、地図データベースを備えており、地図データベースには、信号機の位置の情報や地形の情報を含む道路情報が格納されている。

車載装置１００は、図１に示すように、各種プログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、このＲＯＭ１０２に格納されたプログラムを実行する動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、を備えている。

そして、車載装置１００は、補助バッテリ５０からメインバッテリ１０への充電が必要となった場合に、補助バッテリ５０の起動を乗員に促す処理を実行するために、メインバッテリ残容量検出機能、メインバッテリ電力消費量予測機能、走行可能距離算出機能、充電施設距離算出機能、判定機能、および提示機能を実現する。車載装置１００は、上記各機能を実現するためのソフトウェアと、上述したハードウェアの協働により各機能を実行することができる。

以下に、車載装置１００が実現する各機能についてそれぞれ説明する。

車載装置１００のメインバッテリ残容量検出機能は、メインバッテリ１０の残容量を検出するための機能である。具体的には、車載装置１００は、メインバッテリ１０に備えられた電圧センサ（不図示）から、メインバッテリ１０の端子電圧を取得し、ＲＯＭ１０２に予め記憶された端子電圧とＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）との関係を示すデータを用いて、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出する。そして、車載装置１００は、算出したメインバッテリ１０のＳＯＣと、メインバッテリ１０の満充電時の容量とから、メインバッテリ１０の残容量を算出する。

車載装置１００のメインバッテリ電力消費量予測機能は、これから消費される、メインバッテリ１０の単位走行距離当たりの電力消費量（Ｗｈ／ｋｍ）である予測電力消費量を算出する機能である。具体的には、車載装置１００は、メインバッテリ１０の現在までの単位距離当たりの電力消費量のデータを、ＲＡＭ１０３から読み出し、読み出したデータに基づいて、予測電力消費量を算出する。なお、この際において、車載装置１００が、ナビゲーション装置６０と通信することで、周辺道路の走行速度の情報や渋滞情報、信号機の位置の情報や地形の情報を取得し、これらの情報を考慮して、予測電力消費量を算出してもよい。

車載装置１００の走行可能距離算出機能は、メインバッテリ１０を駆動エネルギー源として用いた場合における、走行可能距離Ｄ_ｂａｔを算出する機能である。具体的には、車載装置１００は、上述したメインバッテリ残容量検出機能により算出したメインバッテリ１０の残容量と、上述したメインバッテリ電力消費量予測機能により算出した予測電力消費量とに基づいて、メインバッテリ１０を駆動エネルギー源として用いた場合における、走行可能距離Ｄ_ｂａｔを算出する。

車載装置１００の充電施設距離算出機能は、自車両位置近郊に存在する充電施設のうち、特定の充電施設を対象充電施設とし、対象充電施設までの距離を充電施設距離Ｄ_ｓｔａとして算出する機能である。具体的には、車載装置１００は、ナビゲーション装置６０と通信することで、ナビゲーション装置６０に備えられた地図データベースの情報を取得し、自車両位置近郊に存在する充電施設のうち、対象充電施設を特定する。そして、自車両位置と、特定した対象充電施設との距離を算出し、これを充電施設距離Ｄ_ｓｔａとする。なお、本実施形態においては、対象充電施設としては、たとえば、自車両位置から最も近い充電施設とすることができる。あるいは、ナビゲーション装置６０により、自車両が経路案内されている場合には、案内されている経路上に存在する充電施設のうち、自車両位置から最も近い充電施設を、対象充電施設とすることができる。

車載装置１００の判定機能は、上述した走行可能距離算出機能により算出した走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、上述した充電施設距離算出機能により算出した充電施設距離Ｄ_ｓｔａとを比較し、走行可能距離Ｄ_ｂａｔが、充電施設距離Ｄ_ｓｔａ未満であるか否か、すなわち、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立するか否かの判定を行う。すなわち、車載装置１００は、メインバッテリ１０の残存容量で、対象充電施設まで到達可能か否かの判定を行う。

車載装置１００の提示機能は、走行可能距離Ｄ_ｂａｔが、充電施設距離Ｄ_ｓｔａ未満である場合、すなわち、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立する場合に、ディスプレイ１２０を介して、乗員に対して、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示を行うための機能である。具体的には、車載装置１００は、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立する場合には、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示タイミングを決定し、決定した提示タイミングに応じて、ディスプレイ１２０上に、補助バッテリ５０の起動判断を促すための表示を行う。

ここで、図２に、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立する場合における、走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、充電施設距離Ｄ_ｓｔａと、車載装置１００による、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示タイミングとの関係を模式的に示す。なお、図２に示す例においては、自車両が、走行可能距離Ｄ_ｂａｔまで走行し電欠状態（自車両を駆動させるのに必要な電力が欠乏する状態）となるタイミングよりも、所定の第１提示距離Ｄ_１だけ手前におけるタイミングを第１提示タイミングとし、また、所定の第２提示距離Ｄ_２だけ手前におけるタイミングを第２提示タイミング、所定の第３提示距離Ｄ_３だけ手前におけるタイミングを第３提示タイミングとしている。すなわち、図２に示す例においては、乗員に対して、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示タイミングとして、第１〜第３提示タイミングの合計３回の提示タイミングを設定する例を示している。

そして、この図２を例示して説明すると、車載装置１００は、走行可能距離Ｄ_ｂａｔが、充電施設距離Ｄ_ｓｔａ未満である場合、すなわち、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立する場合に、まず、それぞれ、第１〜第３提示タイミングを決定するための第１提示距離Ｄ_１、第２提示距離Ｄ_２、および第３提示距離Ｄ_３を算出する。そして、算出した第１提示距離Ｄ_１、第２提示距離Ｄ_２、および第３提示距離Ｄ_３に基づいて、これらの距離に対応する位置を走行することとなる時間（時刻）を算出し、算出した時刻を第１提示タイミング、第２提示タイミング、および第３提示タイミングとして設定する。そして、車載装置１００は、第１提示タイミング、第２提示タイミング、および第３提示タイミングに対応する時間に到達した際に、ディスプレイ１２０上に、補助バッテリ５０の起動判断を促すための表示を行う。

この際においては、ディスプレイ１２０上に表示する、補助バッテリ５０の起動判断を促すための表示は、第１提示タイミング、第２提示タイミング、および第３提示タイミングでそれぞれ異なる態様とする。たとえば、第１提示タイミングにおいては、１度目の提示であるため、ディスプレイ１２０上に、補助バッテリを使用しないと電欠となってしまう旨の注意喚起をする表示（第１の注意喚起）を行うような態様とすることができる。また、第２提示タイミングにおいては、２度目の提示であるため、ディスプレイ１２０上に、注意喚起の度合いをさらに強めた表示（第２の注意喚起）を行うような態様とすることができる。さらに、第３提示タイミングにおいては、最終的な提示であるため、ディスプレイ１２０上に、補助バッテリを使用しないと電欠となってしまう旨の警告（電欠警告）を行うような態様とすることができる。

なお、各提示タイミングにおいて、ディスプレイ１２０上に表示した提示内容は、次の提示タイミングが到来するまで表示し続けるような態様としてもよい。さらに、各提示タイミングにおいて、ディスプレイ１２０上に、補助バッテリ５０の起動判断を促すための表示を行う際には、自車両に備えられたスピーカ（不図示）などを用いて、音声による提示も併せて行ってもよく、この場合には、各提示タイミングが到来した際に、一度だけ音声による提示を行うような態様としてもよいし、あるいは、次の提示タイミングが到来するまで、所定の時間間隔で繰り返し、音声による提示を行うような態様としてもよい。

この場合において、たとえば、第１提示タイミングにて、第１の注意喚起が実行された際に、自車両の乗員が、カーエアコンなどの作動を停止させるなどのメインバッテリ１０の電力消費を抑制する操作を行う場合もあり、この場合には、電力消費を抑制する操作を行った状態における、予測電力消費量および走行可能距離Ｄ_ｂａｔを再度算出する。そして、この場合において、走行可能距離Ｄ_ｂａｔを再度算出した結果、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立しなくなった場合には、第１の注意喚起を中止する。

なお、本実施形態においては、自車両の乗員が、操作部１１０を用いて、ディスプレイ１２０上に表示された補助バッテリ５０の起動判断を促すための表示を中断または停止するための操作を行うことができるようになっており、中断または停止する操作が行われた場合には、補助バッテリ５０の起動判断を促すための表示する動作が中断または停止される。この際において、ディスプレイ１２０上に、補助バッテリ５０の起動判断を促すための表示を行う際に、音声による提示も併せて実行している場合には、音声による提示も併せて中断または停止される。これにより、乗員は、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示が不要な場合、たとえば、走行可能距離Ｄ_ｂａｔの範囲内に、ナビゲーション装置６０に登録されていない充電施設（たとえば、乗員の自宅や、新規に設置された充電施設）が存在する場合や、ナビゲーション装置６０により案内されている経路とは別の経路上に存在する充電施設を経由地点とする場合などに、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示を中断または解除することができる。そして、これにより、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示が不要な場合に、乗員を、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示がされることによる煩わしさから解放することができる。

また、本実施形態において、第１〜第３提示タイミングを決定するための第１提示距離Ｄ_１、第２提示距離Ｄ_２、および第３提示距離Ｄ_３は、次のようにして、決定される。すなわち、まず、最終的な提示タイミングを決定するための第３提示距離Ｄ_３は、走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、補助バッテリ５０、および補助バッテリ５０の駆動を行うためのシステムの起動を開始してから起動を完了するまでの時間とに基づいて設定する。たとえば、補助バッテリ５０として、空気電池を用いる場合には、電池系内に電解液を注入する時間や、電池を安定化させるための保持時間、電池性能（たとえば、電池電圧）をチェックするための時間などが必要となる。加えて、補助バッテリ５０から、メインバッテリ１０に充電するためには、補助バッテリ５０を駆動するためのシステムを起動する時間（たとえば、回路やガス系のチェック、関連する補機を起動させ安定化させるまでの時間）も必要となる。そのため、本実施形態においては、最終的な提示である第３提示距離Ｄ_３を設定する際には、これら補助バッテリ５０、および補助バッテリ５０の駆動を行うためのシステムの起動に要する時間を考慮して設定する。そして、これにより、本実施形態によれば、第３提示距離Ｄ_３に基づいて設定される最終的な提示タイミングである第３提示タイミングを、電欠状態となることを防止するのに適切なタイミングとすることができ、これにより、乗員に対して、適切なタイミングで警告をすることができる。

また、第３提示距離Ｄ_３以外の第１提示距離Ｄ_１、および第２提示距離Ｄ_２の決定方法は、特に限定されず、適宜設定すればよいが、たとえば、補助バッテリ５０、および補助バッテリ５０の駆動を行うためのシステムの起動に要する時間や、メインバッテリ１０の電力消費速度等に基づいて、決定することができる。

次いで、本実施形態の動作例を説明する。
図３は、本実施形態で実行される処理を示すフローチャートである。なお、以下においては、図２に示す例のように、乗員に対して、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示タイミングとして、第１〜第３提示タイミングの合計３回の提示タイミングを設定する場合における処理を説明する。また、以下に説明する処理は、車載装置１００により所定の処理間隔で実行される。

まず、ステップＳ１０１では、車載装置１００により、走行可能距離Ｄ_ｂａｔを算出する処理が実行される。具体的には、車載装置１００は、上述したメインバッテリ残容量検出機能およびメインバッテリ電力消費量予測機能により、メインバッテリ１０の残容量および予測電力消費量を算出する。そして、車載装置１００は、上述した走行可能距離算出機能により、算出されたメインバッテリ１０の残容量および予測電力消費量に基づいて、走行可能距離Ｄ_ｂａｔを算出する。

次いで、ステップＳ１０２では、車載装置１００により、充電施設距離Ｄ_ｓｔａを算出する処理が実行される。具体的には、車載装置１００は、上述した充電施設距離算出機能により、自車両位置近郊に存在する充電施設のうち、対象充電施設を特定し、自車両位置から、特定した対象充電施設位置までの距離を算出し、これを充電施設距離Ｄ_ｓｔａとする。

次いで、ステップＳ１０３では、車載装置１００により、ステップＳ１０１で算出された走行可能距離Ｄ_ｂａｔが、ステップＳ１０２で算出された充電施設距離Ｄ_ｓｔａ未満であるか否か、すなわち、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立するか否かの判定が行われる。判定の結果、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立する場合には、乗員に対して、補助バッテリ５０の起動判断を促すための処理が必要であると判断し、ステップＳ１０４に進む。一方、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立しない場合、すなわち、現在のメインバッテリ１０の残存容量で、ステップＳ１０２で特定された対象充電施設に到達可能であり、そのため、補助バッテリ５０の起動は不要であると判断し、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０３において、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立すると判定された場合には、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０４では、車載装置１００により、ディスプレイ１２０上に、補助バッテリ５０の起動判断を促すための表示を行う第１〜第３提示タイミングを算出する処理が行われる。

ステップＳ１０５では、車載装置１００により、第１提示タイミングに対応する時間に到達したか否かの判定が行われ、第１提示タイミングに対応する時間に到達した場合には、ステップＳ１０６に進み、ディスプレイ１２０上に、補助バッテリを使用しないと電欠となってしまう旨の注意喚起の表示、すなわち、第１の注意喚起を行う。一方、第１提示タイミングに対応する時間に到達していない場合には、第１提示タイミングに対応する時間に到達するまで、待機する。

次いで、ステップＳ１０７では、車載装置１００により、乗員によって、補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行されたか否かの判定が行われる。補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行された場合には、ステップＳ１１４に進み、補助バッテリ５０に起動指令を送信した後に、ディスプレイ１２０上への補助バッテリを使用しないと電欠となってしまう旨の注意喚起の表示（第１の注意喚起）を終了し、本処理を終了する。一方、補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行されていない場合には、ステップＳ１０８に進む。なお、乗員による、補助バッテリ５０を起動させるための操作は、たとえば、図１に示す操作部１１０を介して行うことができる。

ステップＳ１０８では、車載装置１００により、第２提示タイミングに対応する時間に到達したか否かの判定が行われ、第２提示タイミングに対応する時間に到達した場合には、ステップＳ１０９に進み、ディスプレイ１２０上に、注意喚起の度合いをさらに強めた表示、すなわち、第２の注意喚起を実行する。一方、第２提示タイミングに対応する時間に到達していない場合には、ステップＳ１０７に戻り、ディスプレイ１２０上への補助バッテリを使用しないと電欠となってしまう旨の注意喚起の表示（第１の注意喚起）を継続した状態にて、補助バッテリ５０の起動がされたか否かの判定（ステップＳ１０７）、および第２提示タイミングに対応する時間に到達したか否かの判定（ステップＳ１０８）を繰返し、実行する。

そして、ステップＳ１０８において、第２提示タイミングに対応する時間に到達したと判定された場合には、ステップＳ１０９において、第２の注意喚起を実行した後、ステップＳ１１０に進み、上述したステップＳ１０７と同様に、車載装置１００により、乗員によって、補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行されたか否かの判定が行われる。補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行された場合には、ステップＳ１１４に進み、補助バッテリ５０に起動指令を送信した後に、ディスプレイ１２０上への注意喚起の度合いをさらに強めた表示（第２の注意喚起）を終了し、本処理を終了する。一方、補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行されていない場合には、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１では、車載装置１００により、第３提示タイミングに対応する時間に到達したか否かの判定が行われ、第３提示タイミングに対応する時間に到達した場合には、ステップＳ１１２に進み、ディスプレイ１２０上に、補助バッテリを使用しないと電欠となってしまう旨の警告の表示、すなわち、電欠警告を行う。一方、第３提示タイミングに対応する時間に到達していない場合には、ステップＳ１１０に戻り、ディスプレイ１２０上への注意喚起の度合いをさらに強めた表示（第２の注意喚起）を継続した状態にて、補助バッテリ５０の起動がされたか否かの判定（ステップＳ１１０）、および第３提示タイミングに対応する時間に到達したか否かの判定（ステップＳ１１１）を繰返し、実行する。

そして、ステップＳ１１１において、第３提示タイミングに対応する時間に到達したと判定された場合には、ステップＳ１１２において、電欠警告を実行した後、ステップＳ１１３に進み、上述したステップＳ１０７，Ｓ１１０と同様に、車載装置１００により、乗員によって、補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行されたか否かの判定が行われる。補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行された場合には、ステップＳ１１４に進み、補助バッテリ５０に起動指令を送信した後に、ディスプレイ１２０上への補助バッテリを使用しないと電欠となってしまう旨の警告の表示（電欠警告）を終了し、本処理を終了する。一方、補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行されていない場合には、ディスプレイ１２０上への補助バッテリを使用しないと電欠となってしまう旨の警告の表示（電欠警告）を継続した状態にて、補助バッテリ５０を起動させるための操作が実行されるまで、ステップＳ１１３で待機する。

以上のようにして、乗員に対して、補助バッテリ５０を起動させるための操作を促すための処理が実行される。

本実施形態においては、メインバッテリ１０により走行可能な距離である走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、対象充電施設までの距離である充電施設距離Ｄ_ｓｔａとを比較し、走行可能距離Ｄ_ｂａｔが、充電施設距離Ｄ_ｓｔａ未満である場合、すなわち、メインバッテリ１０の残存容量では、対象充電施設まで到達できず、そのため、電欠状態となってしまう場合に、乗員に対して、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示を行う。そのため、本実施形態によれば、電欠状態および電欠状態による走行不能状態となるのを適切に防止することができる。すなわち、本実施形態によれば、メインバッテリ１０の残存容量が不足する場合に、適切なタイミングで、補助バッテリ５０からメインバッテリ１０への充電を行わせることができ、これによりスムーズな走行を実現することができる。特に、本実施形態によれば、乗員がメインバッテリ１０の容量不足に気づいた時には、既に、電欠状態となる直前の状態であり、電欠状態となることが不可避であるというような状況に陥ってしまうという問題などを有効に防止することができる。

さらに、本実施形態によれば、補助バッテリ５０として、メインバッテリ１０よりも出力・容量の小さな補助バッテリを用いることにより、最小限の補助バッテリ５０を有効活用することで電欠状態となることを有効に防止することができる。特に、従来技術のように、取付型バッテリにより、メインバッテリの代わりにモータを駆動させる場合、取付型バッテリは必然的に出力が大きなものとなってしまい、そのため、バッテリ重量が大きくなることから、それが原因でメインバッテリによる走行距離を低下させる可能性もあり、そもそも走行距離確保には向かないという問題がある。これに対して、本実施形態によれば、補助バッテリ５０として、メインバッテリ１０よりも出力・容量の小さな補助バッテリを用いることにより、このような問題を有効に解決することができる。

また、本実施形態によれば、乗員に対して、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示を行うことで、補助バッテリ５０の起動タイミングを適切なものとすることができ、これにより、補助バッテリ５０の起動が不必要に行われてしまうことも防止することができる。

加えて、本実施形態によれば、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示を、複数回にわたり段階的に行うため、乗員に対して、確実かつ正確に、補助バッテリ５０の起動判断を促すことができる。特に、図２に示す例の第１提示タイミングのように、比較的早い段階で、補助バッテリ５０を使用しないと電欠となってしまう旨の注意喚起をすることで、乗員に対して、補助バッテリ５０を使用するという選択の他、ナビゲーション装置６０により案内されている経路とは別の経路上に存在する充電施設を経由地点とするなどの他の方法を選択する余地を与えることも可能となる。

《第２実施形態》
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態に係る電気自動車の制御システムは、上述した第１実施形態と同様に、図１に示すような構成を有し、以下に説明する点において上述した第１実施形態と異なる以外は、上述した第１実施形態と同様に動作し、同様な作用を奏する。

具体的には、第２実施形態においては、車載装置１００が、メインバッテリ１０から補助バッテリ５０への切り替えが必要となった場合に、補助バッテリ５０の起動を乗員に促す処理を実行するための機能として、上述した第１実施形態と同様の各機能に加えて、以下に説明する必要電力量算出機能をさらに実現する。

すなわち、制御装置１００の必要電力量算出機能は、走行可能距離Ｄ_ｂａｔが、充電施設距離Ｄ_ｓｔａ未満である場合、すなわち、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立する場合に、メインバッテリ１０の残存電力量以外に、対象充電施設まで到達するために必要となる必要電力量Ｐ_ｄｅｍを算出するための機能である。すなわち、制御装置１００は、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立する場合には、走行可能距離Ｄ_ｂａｔ、および充電施設距離Ｄ_ｓｔａに基づき、下記式（１）に示すように、対象充電施設までの不足距離（Ｄ_ｓｔａ−Ｄ_ｂａｔ）に、補正係数αを乗じることで、補正不足距離Ｄ_ｃｏｒを算出する。
Ｄ_ｃｏｒ＝α・｜Ｄ_ｓｔａ−Ｄ_ｂａｔ｜ ・・・（１）

そして、制御装置１００は、算出された補正不足距離Ｄ_ｃｏｒから、補正不足距離Ｄ_ｃｏｒを走行するのに必要となる電力量を算出し、算出した電力量を、必要電力量Ｐ_ｄｅｍとする。

ここで、補正係数αは、対象充電施設までの不足距離（Ｄ_ｓｔａ−Ｄ_ｂａｔ）を補正し、これにより、対象充電施設まで到達するために必要となる電力をより正確に算出するための係数であり、本実施形態においては、補正係数αは、補助バッテリ５０に関する情報、メインバッテリ１０に関する情報およびナビゲーション装置６０から取得される、対象充電施設までの経路に関する情報に基づいて、制御装置１００により設定される。すなわち、本実施形態によれば、これらの情報に基づいて、補正係数αを設定し、設定した補正係数αを用いて、補正不足距離Ｄ_ｃｏｒおよび必要電力量Ｐ_ｄｅｍを算出することで、補助バッテリ５０の実際の特性や、メインバッテリ１０の現在の状態、対象充電施設までの経路における実際の走行状況等を加味したものとすることができ、そのため、対象充電施設まで到達するために必要となる電力量をより正確に算出することができる。

本実施形態において、補正係数αを算出するために用いられる、補助バッテリ５０に関する情報としては、補助バッテリ５０の起動に要する時間、補助バッテリ５０の出力および容量の情報、さらには自車両に搭載されている補助バッテリ５０の数の情報が挙げられる。また、メインバッテリ１０に関する情報としては、メインバッテリ１０の残存容量の情報、および平均消費電力の情報が挙げられる。さらに、ナビゲーション装置６０から取得される、対象充電施設までの経路に関する情報としては、対象充電施設までの経路上に存在する信号機の位置の情報や地形の情報、現在の自車両位置から走対象充電施設までの経路の走行速度の情報や渋滞情報などが挙げられる。なお、本実施形態においては、補正係数αは、通常は、α≧１に設定されることとなる。ただし、現在の自車両位置から対象充電施設までの経路に、比較的大きな回生エネルギーを得ることができるようなポイントが存在する等、メインバッテリ１０の消費電力の消費を比較的抑えられるような要因が存在する場合には、α＜１とされる。

なお、これらの情報のうち、補助バッテリ５０に関する情報は、たとえば、補助バッテリ５０に組み込まれたＩＣチップなどに記憶された起動時間や容量、出力などの仕様を、車載装置１００が認識することにより取得する方法が挙げられる。あるいは、補助バッテリ５０の種別ごとに端子位置を異ならせるような仕様としておき、自車両に補助バッテリ５０が組み込まれた際に、端子位置を認識することで、補助バッテリ５０の種別を検出し、検出した種別を、車載装置１００のＲＡＭ１０３に予め記憶された種別ごとの仕様の情報と照合することにより取得する方法を用いてもよい。さらに、自車両に補助バッテリ５０が組み込まれた際に、補助バッテリ５０の重量を検出しておき、検出した重量を、車載装置１００のＲＡＭ１０３に予め記憶された重量ごとの種別の情報、および種別ごとの仕様の情報と照合することにより取得する方法を用いてもよい。本実施形態によれば、補助バッテリ５０の仕様を検出し、これにより、補助バッテリ５０に関する情報を取得することで、補正係数αを、補助バッテリ５０の仕様に応じて適切に設定することができる。

そして、本実施形態では、このようにして算出された補正不足距離Ｄ_ｃｏｒ、必要電力量Ｐ_ｄｅｍを用いて、乗員に対して、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示を行うためのタイミングを決定する。図４に、Ｄ_ｂａｔ＜Ｄ_ｓｔａの関係が成立する場合における、走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、充電施設距離Ｄ_ｓｔａと、補正不足距離Ｄ_ｃｏｒと、車載装置１００による、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示タイミングとの関係を模式的に示す。なお、図４は、補正係数αが、α＞１である場合を例示している。

そして、本実施形態においては、図４に示すように、自車両が、走行可能距離Ｄ_ｂａｔまで走行し電欠状態（自車両を駆動させるのに必要な電力が欠乏する状態）となるタイミングを、補正不足距離Ｄ_ｃｏｒに基づいて設定する以外は、上述した第１実施形態と同様にして、電欠状態となるタイミングよりも、所定の第１提示距離Ｄ_１だけ手前におけるタイミングを第１提示タイミングとし、また、所定の第２提示距離Ｄ_２だけ手前におけるタイミングを第２提示タイミング、所定の第３提示距離Ｄ_３だけ手前におけるタイミングを第３提示タイミングとする。

第２実施形態によれば、上述した第１実施形態による効果に加えて、次のような効果を奏する。
すなわち、第２実施形態においては、補助バッテリ５０に関する情報、メインバッテリ１０に関する情報およびナビゲーション装置６０から取得される、対象充電施設までの経路に関する情報に基づいて、補正係数αを設定し、補正係数αを用いて、補正不足距離Ｄ_ｃｏｒおよび必要電力量Ｐ_ｄｅｍを算出し、これらに基づいて、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示タイミングを設定する。特に、第２実施形態によれば、補正係数αを用いて、補正不足距離Ｄ_ｃｏｒおよび必要電力量Ｐ_ｄｅｍを算出することで、補助バッテリ５０の実際の特性や、メインバッテリ１０の現在の状態、対象充電施設までの経路における実際の走行状況等を加味したものとすることができ、これにより、対象充電施設まで到達するために必要となる電力量をより正確に算出することができる。そのため、第２実施形態によれば、このような補正不足距離Ｄ_ｃｏｒおよび必要電力量Ｐ_ｄｅｍに基づいて、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示タイミングを設定することで、より正確なタイミングで、乗員に対する、補助バッテリ５０の起動判断を促すための提示を行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、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、上記の実施形態に開示された各要素は、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。

たとえば、上述した実施形態では、図１に示すように、補助バッテリ５０を一つのみ有する構成を例示したが、たとえば、図５に示すように、複数の補助バッテリ５０を備える補助バッテリユニット５００を有するような構成としてもよく、この場合においては、補助バッテリユニット５００に備えられる複数の補助バッテリ５０の数は、制御装置１００により検出される。

そして、図５に示す場合において、制御装置１００は、ユーザにより操作部１１０を介して補助バッテリ５０を起動するための処理がされた場合には、メインバッテリ１０により走行可能な距離である走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、対象充電施設までの距離である充電施設距離Ｄ_ｓｔａとに基づいて、補助バッテリユニット５００に備えられる複数の補助バッテリ５０の起動数および起動タイミングを決定し、これに基づいて、補助バッテリ５０を起動するための指令を送信する。具体的には、制御装置１００は、走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、充電施設距離Ｄ_ｓｔａとの差である不足距離（Ｄ_ｓｔａ−Ｄ_ｂａｔ）を算出し、これに基づき、複数の補助バッテリ５０の起動数および起動タイミングを決定することができる。

たとえば、不足距離（Ｄ_ｓｔａ−Ｄ_ｂａｔ）を走行するために必要な電力量が、一つの補助バッテリ５０の電力量で補える場合には、補助バッテリ５０の起動数を１とすることができる。あるいは、不足距離（Ｄ_ｓｔａ−Ｄ_ｂａｔ）を走行するために必要な電力量を補うためには、補助バッテリ５０を二つ起動させる必要がある場合には、補助バッテリ５０の起動数を２とすることができる。そして、この場合においては、まず、１つ目の補助バッテリ５０を起動させた後、メインバッテリ１０の残存容量と、対象充電施設までの距離とを繰返し検出し、２つ目の補助バッテリ５０を起動させる必要があるか否かの判定を行い、補助バッテリ５０を起動させる必要があると判定された場合に、２つ目の補助バッテリ５０を起動させるような構成とすることができる。

このように、図５に示すように複数の補助バッテリ５０を備えるような態様において、走行可能距離Ｄ_ｂａｔと、充電施設距離Ｄ_ｓｔａとに基づいて、補助バッテリユニット５００に備えられる複数の補助バッテリ５０の起動数および起動タイミングを決定し、これに基づいて、補助バッテリ５０を起動するための指令を送信することにより、使用する補助バッテリ５０の数を必要最小限の数に抑えることができる。

また、図５に示すように複数の補助バッテリ５０を備えるような態様において、２以上の補助バッテリ５０を起動させる際においては、車載装置１００により、起動させる２以上の補助バッテリ５０の直列接続／並列接続の切り替えができるような構成としてもよい。具体的には、高出力でメインバッテリ１０に充電する必要がある場合と、高出力が求められておらず、高い容量が必要となる場合とで、直列接続／並列接続を切り替えることで、補助バッテリ５０の目的に応じた放電を可能とすることができる。

なお、上述の実施形態において、車載装置１００のメインバッテリ残容量検出機能は本発明の残容量検出手段に、車載装置１００のメインバッテリ電力消費量予測機能は本発明の電力消費量予測手段に、車載装置１００の走行可能距離算出機能は本発明の走行可能距離算出手段に、車載装置１００の充電施設距離算出機能は本発明の充電施設距離算出手段に、車載装置１００の判定機能は本発明の判定手段に、車載装置１００の提示機能は本発明の提示手段に、それぞれ相当する。

１０…メインバッテリ
２０…インバータ
３０…車両駆動用モータ
４０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
５０…補助バッテリ
６０…ナビゲーション装置
１００…車載装置
１１０…操作部
１２０…ディスプレイ

Claims (12)

1. モータに電力を供給するメインバッテリと、前記メインバッテリに電力を供給する補助電池と、を備える車両に搭載される車載装置であって、
   前記メインバッテリの残容量を検出する残容量検出手段と、
   前記メインバッテリの電力消費量を予測する電力消費量予測手段と、
   前記残容量検出手段により検出された前記メインバッテリの残容量と、前記電力消費量予測手段により予測された前記メインバッテリの電力消費量とに基づいて、自車両の前記メインバッテリによる走行可能距離を算出する走行可能距離算出手段と、
   現在の自車両位置から、自車両位置近郊に存在する充電施設までの距離を、充電施設距離として算出する充電施設距離算出手段と、
   前記走行可能距離算出手段により算出された前記走行可能距離と、前記充電施設距離算出手段により算出された前記充電施設距離とを比較し、前記走行可能距離が、前記充電施設距離未満であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により、前記走行可能距離が前記充電施設距離未満であると判定された場合に、前記自車両の走行中に乗員に対して、前記補助電池の起動判断を促すための提示を行う提示手段と、を備え、
   前記提示手段は、前記補助電池の起動判断を促すための提示を行った後に、前記走行可能距離が前記充電施設距離以上となった場合には、前記補助電池の起動判断を促すための提示を中止する
   ことを特徴とする車載装置。
2. 請求項１に記載の車載装置において、
   前記走行可能距離と前記充電施設距離との差の絶対値に所定の係数を乗じ、前記差の絶対値に所定の係数を乗じることにより得られた距離を補正不足距離として算出する補正不足距離算出手段をさらに備え、
   前記提示手段は、前記補正不足距離に基づいて、前記補助電池の起動判断を促すための提示タイミングを決定することを特徴とする車載装置。
3. 請求項２に記載の車載装置において、
   前記補正不足距離算出手段は、前記所定の係数を、前記補助電池の起動時間、出力および容量、前記メインバッテリの残存容量および平均消費電力、ならびに自車両の走行経路情報のうち少なくとも一つに基づいて設定することを特徴とする車載装置。
4. 請求項３に記載の車載装置において、
   前記補正不足距離算出手段は、前記補助電池に予め備えられた補助電池情報から、前記補助電池の起動時間、出力および容量の情報のうち少なくとも一つの情報を取得することを特徴とする車載装置。
5. 請求項３に記載の車載装置において、
   前記補助電池の種別を認識する補助電池種別認識手段をさらに備え、
   前記補正不足距離算出手段は、前記補助電池種別認識手段により認識された補助電池の種別、および前記車載装置に予め備えられた補助電池の種別ごとの情報に基づいて、前記補助電池の起動時間、出力および容量の情報のうち少なくとも一つの情報を取得することを特徴とする車載装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の車載装置において、
   前記提示手段が、前記メインバッテリの残存容量に応じて、前記補助電池の起動判断を促すための提示を、異なる態様にて複数回行うことを特徴とする車載装置。
7. 請求項６に記載の車載装置において、
   前記提示手段は、前記補助電池の起動判断を促すための提示を、異なる態様にて複数回行う際に、最後に提示を行うタイミングを、前記走行可能距離と、前記補助電池および前記補助電池を駆動させるためのシステムの起動を開始してから起動を完了するまでの時間とに基づいて設定することを特徴とする車載装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の車載装置において、
   自車両に搭載された前記補助電池の搭載数を検出する補助電池搭載数検出手段と、
   前記補助電池を起動させるための指令を、前記補助電池に送出する補助電池起動指令手段とをさらに備え、
   前記補助電池起動指令手段は、前記補助電池搭載数検出手段により、自車両に前記補助電池が複数搭載されていることが検出された場合には、前記走行可能距離算出手段により算出された前記走行可能距離と、前記充電施設距離算出手段により算出された前記充電施設距離とに基づいて、前記複数の補助電池の起動数および起動タイミングを決定することを特徴とする車載装置。
9. 請求項８に記載の車載装置において、
   前記補助電池起動指令手段は、前記複数の補助電池を起動させる場合には、前記複数の補助電池の使用態様に応じて、起動させる複数の補助電池の直列接続／並列接続を切り替えることを特徴とする車載装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の車載装置において、
    乗員が、前記提示手段による、前記補助電池の起動判断を促すための提示を中断または解除するための操作手段をさらに備えることを特徴とする車載装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の車載装置において、
    前記補助電池が、電池系内に液体を供給することにより作動する電池であることを特徴とする車載装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の車載装置において、
    前記補助電池は、その出力および容量のうち少なくとも一方が、メインバッテリの出力および容量よりも小さいことを特徴とする車載装置。

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