JP7010985B2

JP7010985B2 - 走行可能距離表示装置

Info

Publication number: JP7010985B2
Application number: JP2020036154A
Authority: JP
Inventors: 修一数野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2022-01-26
Anticipated expiration: 2040-03-03
Also published as: JP2021141673A; US20210278229A1; CN113335133A

Description

本発明は、走行可能距離表示装置に関する。

従来、モータの駆動力により走行する、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両が知られている。電動車両は、搭載されるバッテリの電力がモータに伝達されることで、モータが駆動され走行する。従って、従来のガソリン自動車の燃料メータに相当する技術により電動車両の走行可能距離を正確に把握したいというニーズがある。このため、電動車両の走行可能距離の推定に関する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４－０００９４２号公報

特許文献１に開示された技術は、走行可能距離を推定する際、電動車両の設備の中でも消費電力量の大きい、空調装置を考慮した走行可能距離の推定方法が具体的に開示されていない。また、推定される走行可能距離に基づき、電動車両のユーザに対してどのように表示を行うかについては考慮されていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電動車両の走行可能距離の推定を正確に行い、かつ、電動車両の使用状況に応じた走行可能距離が表示できる、走行可能距離表示装置を提供することを目的とする。

（１）本発明は、走行用の電力を供給する二次電池を有する電動車両に搭載される走行可能距離表示装置であって、走行可能距離算出部と、表示部と、を備え、前記走行可能距離算出部は、前記電動車両の平均速度及び前記電動車両に搭載される空調装置の消費電力に基づき、前記電動車両の走行可能距離を算出し、前記表示部は、前記電動車両の平均速度と、前記空調装置の使用の有無と、をそれぞれ変更した場合における前記電動車両の走行可能距離を表示可能な、走行可能距離表示装置に関する。

（１）の発明によれば、電動車両の走行可能距離の推定を正確に行い、かつ、電動車両の使用状況に応じた走行可能距離が表示できる、走行可能距離表示装置を提供できる。

（２）前記走行可能距離算出部により算出される走行可能距離を補正する補正部を更に備え、前記補正部は、前記電動車両の経路情報を取得可能であり、前記経路情報に基づき、前記走行可能距離の補正を行う、（１）に記載の走行可能距離表示装置。

（２）の発明によれば、補正部により電動車両の経路情報に基づく走行可能距離の補正が行われるため、より正確に電動車両の走行可能距離が推定できる。

（３）前記表示部による走行可能距離の表示を制御する表示制御部を更に備え、前記表示制御部は、前記二次電池の残量警告表示と共に、前記走行可能距離を前記表示部に表示させる制御を行う、（１）又は（２）に記載の走行可能距離表示装置。

（３）の発明によれば、表示制御部により、二次電池の残量警告表示と共に、電動車両１０の走行可能距離が表示されるため、電動車両のユーザの利便性を高めることができる。

本実施形態に係る表示装置が搭載された電動車両を示す説明図である。本実施形態に係る電動車両の車室内の構成を例示した説明図である。本実施形態に係る表示装置の構成を示す説明図である。本実施形態に係る走行可能距離算出部により算出されるデータを示すグラフである。本実施形態に係る表示装置の表示部の、表示内容を示す図である。

＜電動車両＞
図１は、本発明の一実施形態に係る走行可能距離表示装置６０を搭載する電動車両１０の構成を示す図である。図１に示すように、電動車両１０は、二次電池としてのバッテリ４０から走行用の電力が供給されることで走行する、例えば電気自動車やハイブリッド電気自動車等である。この電動車両１０は、充電ケーブル２２０の一端に設けられたプラグ２２２を充電器２００に接続すると共に、この充電ケーブル２２０の他端に設けられたプラグ２２４を電動車両１０の車体外部に設けられた充電口７０に接続して、充電器２００に設けられた充電制御部２１０の充電制御によりバッテリ４０が充電される。なお充電ケーブル２２０による接続に代えて、非接触により充電する構成、電動車両１０に設けられた内燃機関、燃料電池等の電力により充電する構成にも広く適用することができる。

電動車両１０は、例えば、モータ１２と、駆動輪１４と、ブレーキ装置１６と、車両センサ２０と、ＰＣＵ（ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）３０と、二次電池としてのバッテリ４０と、バッテリセンサ４２と、表示装置６０と、充電口７０と、コンバータ７２と、空調装置８０と、を備える。

モータ１２は、例えば、三相交流電動機である。モータ１２は、ロータが駆動輪１４に連結され、供給される電力により駆動輪１４を駆動し、また減速時、駆動輪１４の回転エネルギーにより発電して電力を出力する。

ブレーキ装置１６は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、を備える。ブレーキ装置１６は、ブレーキペダルの操作によって発生した油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてもよい。なお、ブレーキ装置１６は、上記説明した構成に限らず、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

車両センサ２０は、アクセル開度センサと、車速センサと、ブレーキ踏量センサと、を備える。アクセル開度センサは、運転者による加速指示を受け付ける操作子の一例であるアクセルペダルに取り付けられ、アクセルペダルの操作量を検出し、アクセル開度として制御部３６に出力する。車速センサは、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して車両の速度（車速）を導出し、制御部３６及び表示装置６０に出力する。ブレーキ踏量センサは、ブレーキペダルに取り付けられ、ブレーキペダルの操作量を検出し、ブレーキ踏量として制御部３６に出力する。

ＰＣＵ３０は、例えば、変換器３２と、ＶＣＵ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）３４と、制御部３６と、を備える。なお、これらの構成要素をＰＣＵ３０として一体化することなく、これらの構成要素を分散的に配置してもよい。

変換器３２は、例えば、ＡＣ－ＤＣ変換器である。変換器３２の直流側端子は、直流リンクＤＬに接続されている。直流リンクＤＬには、ＶＣＵ３４を介してバッテリ４０が接続されている。変換器３２は、減速時、モータ１２により発電された交流電力を直流電力に変換して直流リンクＤＬに出力する。また変換器３２は、これとは逆に、モータ１２の駆動時、直流リンクＤＬを介してＶＣＵ３４から出力される直流電力を交流電力に変換してモータ１２に出力する。

ＶＣＵ３４は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータである。ＶＣＵ３４は、モータ１２の駆動時、バッテリ４０から供給される電力を昇圧して直流リンクＤＬに出力し、またこれとは逆に、減速時、直流リンクＤＬから出力される電力を所定電圧によりバッテリ４０に出力する。

制御部３６は、例えば、モータ制御部と、ブレーキ制御部と、二次電池・ＶＣＵ制御部と、を備える。モータ制御部、ブレーキ制御部、及び二次電池・ＶＣＵ制御部は、それぞれ別体の制御装置、例えば、モータＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、二次電池ＥＣＵといった制御装置に置き換えてもよい。

モータ制御部は、車両センサ２０の出力に基づいて、モータ１２を制御する。ブレーキ制御部は、車両センサ２０の出力に基づいて、ブレーキ装置１６を制御する。二次電池・ＶＣＵ制御部は、バッテリ４０に取り付けられたバッテリセンサ４２の出力に基づいて、バッテリ４０のＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ；二次電池充電率）を算出し、ＶＣＵ３４及び表示装置６０に出力する。ＶＣＵ３４は、二次電池・ＶＣＵ制御部からの指示に応じて、直流リンクＤＬの電圧を昇圧する。

二次電池としてのバッテリ４０は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池である。バッテリ４０は、電動車両１０の外部の充電器２００から供給される電力を蓄積し、この蓄積した電力を電動車両１０の走行のために出力する。また減速時、ＶＣＵ３４から出力される電力を蓄積する。バッテリセンサ４２は、例えば、電流センサ、電圧センサ、温度センサを備える。バッテリセンサ４２は、例えば、バッテリ４０の電流値、電圧値、温度を検出する。バッテリセンサ４２は、検出した電流値、電圧値、温度等を制御部３６及び表示装置６０に出力する。

通信装置５０は、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網を接続するための無線モジュールを含む。通信装置５０は、インターネット等のネットワークを介して、図示しないサーバ等と通信する。

表示装置６０は、電動車両１０の走行可能距離を表示する、走行可能距離表示装置である。表示装置６０は、例えば制御部３６により算出される、バッテリ４０のＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ；二次電池充電率）と、電動車両１０の平均速度と、空調装置８０の消費電力とに基づき、電動車両１０の走行可能距離を推定して表示部６５に表示させる。表示装置６０の詳細については、図３を用いて後述する。

コンバータ７２は、バッテリ４０と充電口７０との間に設けられる。コンバータ７２は、充電口７０を介して充電器２００から導入される交流電力を直流電力に変換してバッテリ４０に出力する。

空調装置８０は、電動車両１０の車室内の空気調和を行う装置である。空調装置８０は、冷媒が内部を循環する冷媒回路、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器、空気を送出するブロア（いずれも不図示）等を備える。空調装置８０は、バッテリ４０から供給される電力を消費して動作する。空調装置８０の消費電力に関するデータは、バッテリセンサ４２を介し、制御部３６に送信される。

図２は、電動車両１０の車室内の構成を例示した説明図である。図２に示すように、電動車両１０には、例えば、電動車両１０の操舵を制御するステアリングホイール９１と、車外と車室内とを区分するフロントウインドシールド９２と、インストルメントパネル９３とが設けられる。フロントウインドシールド９２は、光透過性を有する部材である。

車室内のインストルメントパネル９３における運転席９４の正面付近には、表示装置６０の表示部６５が設けられる。表示部６５は、運転者がステアリングホイール９１の間隙から、或いはステアリングホイール９１越しに視認可能に配置される。また、インストルメントパネル９３の中央には、表示装置６０とは異なる第２表示装置９５が設けられる。

第２表示装置９５は、例えば、電気自動車１０に搭載されるナビゲーション装置（不図示）により実行されるナビゲーション処理に対応する画像を表示し、又はテレビ電話における相手の映像等を表示する。また、第２表示装置９５は、テレビ番組、ＤＶＤの映像、ダウンロードされた映画等のコンテンツ等を表示してもよい。

（走行可能距離表示装置）
次に、表示装置６０の構成の詳細について説明する。図３は、表示装置６０の構成の一例を示す図である。表示装置６０は、例えば、記憶管理部６１と、走行可能距離算出部６２と、補正部６３と、表示制御部６４と、表示部６５と、記憶部６６と、を備える。表示装置６０は、表示装置６０のプログラムを内蔵の演算処理回路により実行することで、一連の処理手順を実行する。

表示装置６０における上記構成要素のうち一部又は全部は、ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）やＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などのハードウェア（回路部；ｃｉｒｃｕｉｔｒｙを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

記憶管理部６１は、バッテリ４０のＳＯＣ及び電動車両１０の平均時速を記憶部６６に記憶させる。記憶管理部６１は、例えば一定時間毎に上記バッテリ４０のＳＯＣ及び電動車両１０の平均時速を記憶部６６に記憶させてもよい。上記記憶されたデータに基づき、平均時速と燃費（電力消費量）の相関データ６６Ａが作成される。データ６６Ａは、予め試験結果等に基づき作成されたデータであってもよい。

走行可能距離算出部（以下、単に「算出部」と記載する場合がある）６２は、記憶部６６に記憶された平均時速と燃費の相関データ６６Ａ、空調装置消費電力データ６６Ｂ、電池残量データ６６Ｄに基づき、電動車両１０の走行可能距離を算出する。例えば、データ６６Ａに相当する、時間ＴにおけるＳＯＣの変化量ΔＣに基づき、平均時速ｖにおける平均燃費Ａｃｏｓｔ（ｋｍ／Ｗｈ）は以下の式（１）により算出される。
Ａｃｏｓｔ（ｋｍ／Ｗｈ）＝ｖ（ｋｍ／ｈ）×Ｔ（ｈ）／ΔＣ（Ｗｈ） …（１）

算出部６２は、上記平均時速ｖにおける平均燃費Ａｃｏｓｔから、電動車両１０の走行可能距離を算出する。例えば、データ６６Ｄに相当する、バッテリ４０の電池残量Ｃ１を元に、以下の式（２）により走行可能距離Ｌを算出する。
走行可能距離Ｌ（ｋｍ）＝Ｃ１（Ｗｈ）／Ａｃｏｓｔ（ｋｍ／Ｗｈ） …（２）

算出部６２は、同様に、データ６６Ｂに相当する、空調装置８０が使用された場合の消費電力Ｅを考慮し、以下の式（３）により走行可能距離Ｌ１を算出する。
走行可能距離Ｌ１（ｋｍ）＝Ｃ１（Ｗｈ）－Ｅ（Ｗｈ）／Ａｃｏｓｔ（ｋｍ／Ｗｈ） …（３）

算出部６２は、更に、電動車両１０の平均時速ｖを変化させた場合の走行可能距離Ｌ及びＬ１を、平均時速毎に算出する。図４は、算出部６２により算出される走行可能距離Ｌ及びＬ１を示すグラフである。図４中、縦軸は走行可能距離（ｋｍ）を示し、横軸は電動車両１０の平均速度（ｋｍ／ｈ）を示す。隣接する棒グラフのうち左側が空調装置８０の使用無し、右側が空調装置８０の使用有りの場合における走行可能距離を示す。図４に示すように、算出部６２により、平均時速毎に、かつ、空調装置８０の使用の有無毎に電動車両１０の走行可能距離が算出される。

補正部６３は、算出部６２により算出される電動車両１０の走行可能距離を補正する。補正部６３は、記憶部６６に保存された電動車両１０の経路情報データ６６Ｃに基づき、電動車両１０の走行可能距離を補正する。経路情報データ６６Ｃには、例えば電動車両１０の目的地までの走行予定経路データと、走行予定経路における平均車両速度データとが含まれる。平均車両速度データは、例えば走行予定経路上を走行する車両の走行速度データがリアルタイムにクラウドサーバに送信され、クラウド上で平均車両速度として算出されることで得られる。上記以外に、経路情報データ６６Ｃには、信号や渋滞等を理由とする車両の減速及び停止によりロスが見込まれる電力の予測値等が含まれていてもよい。

表示制御部６４は、算出部６２によって算出された電動車両１０の走行可能距離Ｌ及びＬ１の、表示部６５への表示を制御する。表示制御部６４は、例えば、バッテリ４０の残量が一定値以下となった場合に残量警告表示を表示部６５に表示する。そして、表示制御部６４は、該残量警告表示と共に走行可能距離Ｌ及びＬ１が表示されるよう、表示部６５への表示を制御する。これにより、必要性が高い状況にのみ走行可能距離Ｌ及びＬ１が表示されるため、表示装置６０の利便性を向上できる。

表示部６５は、車両センサ２０から出力される電動車両１０の走行速度を表示する。また、表示部６５は、算出部６２により算出される電動車両１０の走行可能距離Ｌ及びＬ１を表示する。図５は、表示部６５に表示される表示内容の一例を示す図である。図５に示すように、表示部６５には、現在の電動車両１０の走行速度、例えば時速１００ｋｍ／ｈと、その速度で走行を継続した場合の走行可能距離が表示される。また、表示部６５には、走行速度を変化させ、例えば時速２０ｋｍ／ｈに低下させた場合の走行可能距離と、更に空調装置８０をオフにした場合の走行可能距離が併せて表示される。これにより、バッテリ４０の残容量が低下した場合に、ユーザは車両１０の走行速度を低下させ、或いは空調装置８０の使用を切り替える等の操作を行い、目的地まで到着することができる。なお、走行速度は、例えば１０ｋｍ／ｈ刻みで任意に変化させて走行可能距離を表示できる。これにより、例えば公道は１０ｋｍ／ｈ刻みで制限速度が設定されている場合が多いため、ユーザの利便性を更に向上できる。

記憶部６６には、平均時速と燃費の相関データ６６Ａ、空調装置消費電力データ６６Ｂ、経路情報データ６６Ｃ、電池残量データ６６Ｄ等のデータが記憶されて格納される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、適宜変更を加えたものも本発明の範囲に含まれる。

１０電動車両
４０バッテリ（二次電池）
６０表示装置（走行可能距離表示装置）
６２走行可能距離算出部
６３補正部
６４表示制御部
６５表示部
８０空調装置

Claims

走行用の電力を供給する二次電池を有する電動車両に搭載される走行可能距離表示装置であって、
走行可能距離算出部と、表示部と、を備え、
前記走行可能距離算出部は、前記電動車両の平均速度及び前記電動車両に搭載される空調装置の消費電力に基づき、前記電動車両の走行可能距離を算出し、
前記表示部は、前記電動車両の平均速度を、前記電動車両のユーザが現在の速度以外に変更した場合、及び前記空調装置の使用の有無をそれぞれ変更した場合における前記電動車両の走行可能距離をそれぞれ表示可能な、走行可能距離表示装置。
前記走行可能距離算出部により算出される走行可能距離を補正する補正部を更に備え、
前記補正部は、前記電動車両の経路情報を取得可能であり、前記経路情報に基づき、前記走行可能距離の補正を行う、請求項１に記載の走行可能距離表示装置。
前記表示部による走行可能距離の表示を制御する表示制御部を更に備え、
前記表示制御部は、前記二次電池の残量警告表示と共に、前記走行可能距離を前記表示部に表示させる制御を行う、請求項１又は２に記載の走行可能距離表示装置。