JPH06189402A

JPH06189402A - 電気自動車用残余走行可能距離メーター

Info

Publication number: JPH06189402A
Application number: JP35520092A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kitagawa; 稔北川; Hiroshi Shibuya; 紘渋谷; Atsushi Takehara; 淳竹原; Naoto Kasagi; 直人笠木; Norihiro Ookubo; 典浩大久保
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-07-08

Abstract

(57)【要約】【目的】残り走行区間の走行状態を走行モードに区分
し、現状走行状態から蓄電池容量等の測定データに基づ
き予測される各走行モード毎の残余走行可能距離を表示
可能とする。【構成】計測手段、蓄電容量演算手段、蓄電容量表示手
段、残余走行可能距離演算手段、残余走行可能距離表示
手段、デジタルデータ記憶手段及び通信用入出力手段と
を具備し、モード切替とともに現状、市街、郊外、高速
そして現状の順に残余走行可能距離が逐次表示されもの
である。その実機構成は、上記機能実現手段に対応し
て、計測部（11）、データ記憶部（12）、コントロール
ユニット（13）、メーター表示部（14）、メンテナンス
ターミナル（17）とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車等の残余走
行可能距離メーターの改良に係り、特に「現状走行」状
態から予測され、モード切替により、「現状走行（維
持）」、「市街地走行」、「郊外走行」及び「高速道路
走行」の走行状態に対応して予測される残余走行可能距
離を表示可能な電気自動車用残余走行可能距離メーター
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の試作的な距離計は、「現状走行」
状態におけるモーター他の実負荷電流から算出して、残
りの走行可能距離のみを表示するものであった。

【０００３】ところで、内燃機関の自動車は、例えばガ
ソリン車ではエネルギー利用効率が１５％程度と見積も
られ、このため道路状況、走行速度等の走行状況による
走行可能距離に著しい差を生じることはないといえる
が、電気自動車のエネルギー利用効率は８０パーセント
程度と非常に良いので、蓄電池の残存容量は走行状況で
大きく影響を受ける。

【０００４】普及という点では、今日の電気自動車は、
エネルギーの蓄積容量が少なく、一充電走行距離が走行
速度により60-200kmと大きく変化し内燃機関の自動車に
比べて短いこと、それにもかかわず、充電スタンド等イ
ンフラ面も整備されていないことが当面の問題点として
指摘されている。そこに、精度の良いメーターの装備が
必須であるとの認識がある。

【０００５】こうしたなかで、走行開始時から残走行距
離を表示すると共に電気車両の実走行状態に応じて残走
行距離を演算し得るようにした電気車両の残走行距離表
示装置を提供しようとする試みがあった。（特開平３−
１３５３０２号参照）

【０００６】また、電気自動車に取り付けられ、蓄電池
の残存容量計や寿命判定装置として利用可能なデータ記
憶装置の提案があった。（特開平３−１７９６６号参
照）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実走行
状態（走行実績）の把握や蓄電池の使用状態の解析にお
いて見るべき示唆はあるものの、残りの走行区間を現状
走行状態と異なる速度で走行する場合において、この残
余走行可能距離を走行モードとともに精度良く表示する
という点では不十分であった。

【０００８】つまり、現状走行速度における走行可能距
離の表示のみの従来的なメーターでは、運転者は、上記
（走行状況が蓄電池のエネルギー消費量に大きく影響を
及ぼす）を理由に、残りの走行区間に対するエネルギー
消費量を推定・判断することが困難であり、また、蓄電
池残存容量を精度良く知得しても、これのみからは残余
走行可能距離をガソリン車なみに経験的に判断すること
ができないので、蓄電池容量切れによる走行不能となる
事態を生ずるおそれは解消されないという問題がある。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであって、上記課題を解消し、残り走行区間におい
て、「現状走行」状態から予測され、モード切替によ
り、「現状走行（維持）」、「市街地走行」、「郊外走
行」及び「高速道路走行」の走行状態に対応して予測さ
れる残余走行可能距離を表示可能な電気自動車用残余走
行可能距離メーターを提供することを目的とするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、車速並びに個別に設定された所定時間毎の
蓄電池及び電装品の使用環境を測定する計測手段と、こ
の測定データに基づき、現在時刻における蓄電容量を算
出・更新する蓄電容量演算手段及び蓄電容量表示手段
と、該蓄電容量、所定時間走行距離及び所定時間消費電
気量から求められ、走行モード毎に平均予測された残余
走行可能距離を算出・更新する残余走行可能距離演算手
段及びモード切替とともにこれを表示する残余走行可能
距離表示手段と、上記測定データ及び算出・更新データ
を時系列的な履歴として保存するデジタルデータ記憶手
段と、外部コンピュータと送受信し、データ処理するた
めの通信用入出力手段とを具備したものである。

【００１１】また、上記における残余走行可能距離のモ
ード表示が、残走行区間の走行状態における現状走行、
市街地走行、郊外走行及び高速道路走行についてそれぞ
れ平均予測される残余走行可能距離であって、モード切
替とともに現状、市街、郊外、高速そして現状の順に所
定時間内に逐次表示されるものである。

【００１２】図１は本発明の原理ブロック図であり、１
が計測手段、２がデジタルデータ記憶手段、３が蓄電容
量演算手段、４が蓄電容量表示手段、５が残余走行可能
距離演算手段、６が残余走行可能距離表示手段、７が通
信用入出力手段である。

【００１３】

【作用】この電気自動車用残余走行可能距離メーターで
は、計測手段により、車速とともに個別に設定された所
定時間毎に蓄電池及び電装品の使用環境が測定され、こ
の測定データに基づき、蓄電容量演算手段により現在時
刻における蓄電容量が算出されるとともに、蓄電容量表
示手段により更新表示される。

【００１４】一方、残余走行可能距離演算手段により、
上記蓄電容量に、所定時間走行距離を同時間消費電気量
で除した値を乗じて、「現状走行」状態での残余走行可
能距離が算出されるとともに、上記所定時間走行距離及
び同時間消費電気量は、各走行モードに対する近似的な
補正を施されて、走行モード毎に平均予測された残余走
行可能距離が算出される。そして、各算出結果は所定時
間周期で更新されるとともに、残余走行可能距離表示手
段によりモード切替に応じて数値表示される。

【００１５】上記測定データ及び算出・更新データは、
デジタルデータ記憶手段により、時系列的な履歴として
保存される。

【００１６】また、通信用入出力手段を介して外部コン
ピュータと送受信し、メーターの起動、停止並びにデー
タの設定、変更及び保存等メンテナンスがなされる。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例を添付図面を参照して以下
の順序で説明する。１）ブロック図及び機器構成２）メーターの機能ａ．表示ｂ．監視ｃ．計測ｄ．通信３）演算処理ａ．蓄電池容量の算出ｂ．走行可能距離の算出ｃ．走行モード及び走行パターンの近似

【００１８】１）ブロック図及び機器構成図２は、本発明の一実施例に係る電気自動車用残余走行
可能距離メーターのブロック図である。ここで、10が蓄
電池、11が計測部、12がデータ記憶部、13がコントロー
ルユニット、14がメーター表示部、17がメンテナンスタ
ーミナル（外部コンピュータ）である。また、図３は、
メーター表示部の説明図である。

【００１９】図示するように、上記計測部（11）の詳細
な構成は、11a が蓄電池端子温度計、11b が蓄電池端子
電圧計、11c が蓄電池電流計及び11d が電装品電流計で
ある。

【００２０】上記データ記憶部（12）及びコントロール
ユニット（13）の詳細な構成は、12a がROM 、12b がRA
M 、12c がEEPROM、13a がCPU 、13b が時計 (RTC)、13
c がA/D 変換インターフェイス回路、13d が表示部用イ
ンターフェイス回路(PI)、13e が表示部用インターフェ
イス回路(PO)、13f が外部コンピュータ用インターフェ
イス回路及び13g が車速測定部用インターフェイス回路
(CTC) である。

【００２１】上記メーター表示部（14）の詳細な構成
は、14a が電池容量表示部、14b が走行モード切替ボタ
ン及び14c が走行距離表示部である。なお、コントロー
ルユニット（13）のバックアップ電源及び計測部（11）
の各A/D コンバーターについては図示を省略した。

【００２２】コントロールユニット（13）では、データ
記憶部（12）に取り込まれた電流値、温度等のデータか
ら、蓄電池容量と選択した走行モードにおける残余走行
可能距離を算出し、メーター表示部（17）に蓄電容量、
走行モード、走行可能距離、蓄電池温度上昇及び蓄電池
電圧低下を表示させる等の制御をおこなう。また、デー
タを記憶するＥＥＰＲＯＭ、ＲＴＣ及びＣＰＵは、自動
車が停止してイグニッションキーをＯＦＦとしても常時
動作させる。

【００２３】２）メーターの機能ａ．表示ＬＥＤランプにより下記イ〜ホの項目を表示する。イ．残余走行可能距離：算出結果を１秒周期で更新し、
ｋｍ単位で３桁表示する。ロ．蓄電池残存容量：算出結果を１秒周期で更新し、１
０本のバーでアナログ表示する。ハ．蓄電池温度上昇警報：警報設定値より上昇した場合
警報表示する。ニ．蓄電池電圧低下警報：警報設定値より低下した場合
警報表示する。ホ．走行モード：常時は現状モードを高輝度点灯し、そ
の他のモードを低輝度点灯する。走行モード切替ボタン
にて他の走行モードが選択された場合は、そのモードを
高輝度点灯し他のモードを低輝度点灯する。以上の機能を実現する手段が、蓄電池容量表示手段及び
残余走行可能距離表示手段の一例である。

【００２４】ｂ．監視プログラムにより下記イ〜ハの項目を監視する。イ．走行モード切替ボタンの監視：１０ｍｓ周期で監視
し、ＯＮ検出時走行モードを切り替える。切替は、「現
状」→「市街地」→「郊外」→「高速」→「現状」の順
におこない、１０ｓ経過後現状表示モードに戻す。ロ．イグニッションキーの監視：１０ｍｓ周期で監視
し、ＯＮ検出時表示を点灯、ＯＦＦ検出時表示を消灯す
る。ハ．供給電源の監視：メーターの供給電源を常時監視
し、供給電源電圧低下検出時、検出時刻を記録しプログ
ラムを停止する。また、供給電源電圧復帰検出時、検出
時間より蓄電池の自己放電量を算出し蓄電容量から減算
する。なお、停止時間中は蓄電池の電流消費は自己放電
のみとみなしている。

【００２５】ｃ．計測プログラムにより下記イ〜ヘの項目を計測する。イ．蓄電池放電・充電電流：１００ｍｓ周期で電流値の
計測をおこなう。この値は係数テーブル（図表省略）で
補正をおこない、１０回分の積算値を一括して蓄電容量
より加減算する。（したがって、計算周期は１ｓとな
る。）ただし、車速度零かつ充電電流の場合は満充電の
監視をおこなう。ロ．電装品消費電流：１ｓ周期で電流値の計測をおこな
う。ハ．蓄電池温度：１ｓ周期で温度を計測し警報設定値よ
り上昇した場合警報表示する。警報設定値はデータで設
定する。ニ．蓄電池電圧：１ｓ周期で電圧を計測し警報設定値よ
り上昇した場合警報表示する。警報設定値はデータで設
定する。ホ．車速度：１ｓ周期でＣＴＣの計数値を読出し、走行
距離に換算する。換算値はデータで設定する。ヘ．その他：自己放電の積算を１時間毎におこない、積
算量が１Ａｈを超える毎に蓄電容量から減算する。自己
放電量はテーブル（図表省略）で設定する。経年劣化量
の積算を充放電１サイクル毎におこない、積算量が１Ａ
ｈを超える毎に蓄電容量から減算する。経年劣化量はデ
ータで設定する。以上の機能を実現する手段が、計測手段の一例である。

【００２６】ｄ．通信メンテナンスターミナルとの通信により下記イ〜ニの項
目を処理する。イ．メーターの起動と停止：起動とともに計測、演算を
開始し、停止とともに計測、演算を停止しデータを保持
する。ロ．データの設定及び変更：蓄電池容量、残余走行可能
距離算出用の各データ（時刻，定格容量，自己放電テー
ブル，経年劣化量，モータ電気消費率，パルス距離，充
放電サイクル数，蓄電池温度上昇の警報設定・復帰値，
蓄電池電圧低下の警報設定・復帰値，充放電計数テーブ
ル）をメーター内に設定する。ニ．データの送受信：燃費計算等のために、メーター内
の各データ（時刻，残存容量，蓄電池出口電流，電装品
電流，走行可能距離，速度又は距離，充放電サイクル
数，蓄電池温度，蓄電池電圧）をメンテナンスターミナ
ルとの間で送受信する。以上の機能を実現する手段が、通信用入出力手段の一例
である。

【００２７】３）演算処理ａ．蓄電池容量の算出蓄電池容量は、下記（１）式のとおり算出される。（１）Ah_R(t) = C₀ -C_J-C_K -Σ[K_D(T,i_D(t))・ i_D(t) ・Δt] +Σ[K_C(T,i_C(t))・ i_C(t) ・Δt] ここで、Ah_R(t) ：時刻ｔにおける蓄電容量[Ah] C₀ ：定格容量[Ah]＜メーター起動時の満充電
状態＞ C_J ：自己放電量[Ah]＜ C_J=C_J+C_J(T) ； C
_J(T) はテーブル付与＞ C_K ：経年劣化量[Ah]＜充放電１サイクル毎＞ T ：蓄電池端子温度 [℃] Δt ：サンプリング周期 [秒] i_D(t) ：蓄電池放電電流 [Ａ] ＜Δt 間の平均電
流値＞ i_C(t) ：蓄電池充電電流 [Ａ] ＜Δt 間の平均電
流値＞ K_D(T,i_D(t))：T, i_D(t) における蓄電池放電係数＜
テーブル付与＞ K_C(T,i_C(t))：T, i_C(t) における蓄電池充電係数＜
テーブル付与＞なお、変数の詳細な説明は省略する。

【００２８】ｂ．走行可能距離の算出走行可能距離は、現在時刻（ｔ；計測時）前１０分間の
データを使用し、下記（２）式のとおり算出される。（２）Ｌ＝Ah_R(t) ×[l(t)-l(t-10)]／[ Ah_R(t-10) -Ah_R(t)] ここで、Ｌ：走行可能距離[km] Ah_R(t) ：時刻ｔにおける蓄電容量[Ah] Ah_R(t-10)：時刻ｔの10分前における蓄電容量[Ah] l(t) ：時刻ｔにおける距離[km] l(t-10) ：時刻ｔの10分前における距離[km] したがって、 [l(t)-l(t-10)] ：10分間走行距離（Ｓ） [Ah_R(t-10) -Ah_R(t)]：10分間消費電気量（Ｑ）なお、各走行モードにおける10分間走行距離（Ｓ）及び
10分間消費電気量（Ｑ）は、後述のとおり定義される。

【００２９】ｃ．走行モード及び走行パターンの近似走行モードは下記〜の４種類とされる。高速走行モード（平均時速66.7km/h；平坦地走行)こ
の走行パターンを図４に例示するが、ここでは１時間に
１回、約70km毎に停車するものと仮定している。郊外走行モード（平均時速40.0km/h；平坦地走行)こ
の走行パターンを図５に例示するが、ここでは１時間に
12回、約3.3km 毎に停車するものと仮定している。市街地走行モード（平均時速22.5km/h；平坦地走行)
この走行パターンを図６に例示するが、ここでは１時間
に45回、500m毎に停車するものと仮定している。現状走行モード（前10分間平均速度；平坦地走行)こ
の走行パターンについては後述（図７，図８）する。

【００３０】また、10分間走行距離（Ｓ）及び10分間消
費電気量（Ｑ）は、走行開始後の経過時間又は各走行モ
ードにより下記イ，ロのとおり算出定義（Ｓ〜），
（Ｓ），（Ｑ〜），（Ｑ）が異にされる。

【００３１】（イ）走行開始後10分以上（ｔ≧10分）の
場合上記，，について、以下を定義する。 10分間走行距離（Ｓ〜）＝各走行モードの平均時
速×（１／６） 10分間消費電気量（Ｑ〜）＝Ａｈ(モータ) ＋Ａｈ（電
装品）ただし、Ａｈ(モータ) ：各モードにおいて事前にモータ消費電
気量を求めて平均した値の10分間電気量とする。（数値
例は省略する。）Ａｈ（電装品）：走行モード選択ボタンを押した時刻の
前10分間で電装品が消費した電気量とする。

【００３２】上記について、以下を定義する。また、
この走行パターンを図７に例示する。 10分間走行距離（Ｓ）＝ [l(t)-l(t-10)] 10分間消費電気量（Ｑ）＝ [Ah_R(t-10) -Ah_R(t)]

【００３３】（ロ）走行開始後10分未満（０分＜ｔ＜10
分）の場合上記，，について、以下を定義する。 10分間走行距離（Ｓ〜）＝各走行モードの平均時
速×（１／６） 10分間消費電気量（Ｑ〜）＝Ａｈ(モータ) ＋Ａｈ（電
装品）ただし、Ａｈ(モータ) ：各モードにおいて事前にモータ消費電
気量を求めて平均した値の10分間電気量とする。（数値
例は省略する。）Ａｈ（電装品）：ｔ時間に電装品が消費した電気量の10
分間換算値とする。

【００３４】上記について、以下を定義する。また、
この走行パターンを図８に例示する。ここでは、(10-t)
分間の走行が、市街地走行モードの平均走行速度で走行
するものと仮定している。 10分間走行距離（Ｓ）＝ [l(t)＋22.5km/h×l(10-
t)] 10分間消費電気量（Ｑ）＝Ａｈ(モータ) ＋Ａｈ（電装
品）ただし、Ａｈ(モータ) ：ｔ時間にモータが消費した電気量と、
「市街地走行モード」において事前に測定したモータ消
費電気量に(10-t)分間の換算値を乗じて得た電気量とを
加えた値とする。（数値例は省略する。）Ａｈ（電装品）：ｔ時間に電装品が消費した電気量の10
分間換算値とする。

【００３５】以上の機能を実現する手段が、蓄電容量演
算手段及び残余走行可能距離演算手段の一例である。な
お、デジタルデータ記憶手段の一例は、データ記憶部
（12）を構成するEEPROM(12c) による現在時刻（計測
時）前１０分間の測定データ及び算出・更新データを保
存する機能と、RAM(12b)による演算途中の数値データを
一時的に保存する機能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上の構成よりなるものであ
り、これによれば、走行中（「現状走行」状態）の蓄電
池容量から、モード切替により、残りの走行区間を「現
状走行」で維持するほかに、「市街地走行」、「郊外走
行」及び「高速道路走行」にモード変更されるそれぞれ
の場合の残余走行可能距離を表示することができ、蓄電
池容量切れによる走行不能となる事態を避けることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施例に係るメーター表示部の説明
図である。

【図４】本発明の一実施例に係る高速走行パターンの説
明図である。

【図５】同じく郊外走行パターンの説明図である。

【図６】同じく市街地走行パターンの説明図である。

【図７】同じく走行開始後の経過時間ｔが１０分以上の
場合の現状走行パターンの説明図である。

【図８】同じく走行開始後の経過時間ｔが１０分未満の
場合の現状走行パターンの説明図である。

【符号の説明】

１計測手段２デジタルデータ記憶手段３蓄電容量演算手段４蓄電容量表示手段５残余走行可能距離演算手段６残余走行可能距離表示手段７通信用入出力手段 10 蓄電池 11 計測部 12 データ記憶部 13 コントロールユニット 14 メーター表示部 17 メンテナンスターミナル（外部コンピュータ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笠木直人広島県広島市中区小町４番33号中国電力株式会社内 (72)発明者大久保典浩広島県広島市中区小町４番33号中国電力株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄電池を搭載し、このエネルギーを消費し
ながら走行する電気自動車の残余走行可能距離メーター
において、車速並びに個別に設定された所定時間毎の蓄電池及び電
装品の使用環境を測定する計測手段と、この測定データに基づき、現在時刻における蓄電容量を
算出・更新する蓄電容量演算手段及び蓄電容量表示手段
と、該蓄電容量、所定時間走行距離及び所定時間消費電気量
から求められ、走行モード毎に平均予測された残余走行
可能距離を算出・更新する残余走行可能距離演算手段及
びモード切替とともにこれを表示する残余走行可能距離
表示手段と、上記測定データ及び算出・更新データを時系列的な履歴
として保存するデジタルデータ記憶手段と、外部コンピュータと送受信し、データ処理するための通
信用入出力手段とを具備したことを特徴とする電気自動
車用残余走行可能距離メーター。
【請求項２】残余走行可能距離のモード表示が、残走行
区間の走行状態における現状走行、市街地走行、郊外走
行及び高速道路走行についてそれぞれ平均予測される残
余走行可能距離であって、モード切替とともに現状、市
街、郊外、高速そして現状の順に所定時間内に逐次表示
されるものである請求項１記載の電気自動車用残余走行
可能距離メーター。