(57)【要約】【課題】バッテリの一部使用禁止の際の表示を好適なものにする。【解決手段】複数のバッテリ１０，３０を搭載し、この複数のバッテリ１０，３０からの電力で走行用モータ１８を駆動して走行する。使用禁止のバッテリに追加バッテリ３０が設定されている場合には、使用禁止に設定されていない主バッテリ１０のみを使用して前記走行用モータ１８を駆動する。このときに、使用禁止に設定されている追加バッテリ３０について、使用禁止に応じて通常表示とは異なる表示を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリを搭載し、この複数のバッテリからの電力で走行用モータを駆動して走行する電動車両であって、
複数のバッテリの中の少なくとも１つを使用禁止に設定する設定手段と、
バッテリの充電状態を表示する表示手段と、
を含み、
前記設定手段により使用禁止のバッテリが設定されている場合には、使用禁止に設定されていないバッテリのみを使用して前記走行用モータを駆動し、
このときに、前記表示手段は、使用禁止に設定されているバッテリについて、使用禁止に応じて通常表示とは異なる表示を行うことを特徴とする電動車両。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両であって、
前記設定手段により使用禁止のバッテリが設定されている場合には、使用禁止に設定されていないバッテリのみの充電状態を基準として、走行用モータを駆動することを特徴とする電動車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動車両であって、
前記表示手段は、使用禁止に設定されていないバッテリの全体の充電状態を表示することを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用モータをバッテリからの電力により駆動して走行する電動車両、特にバッテリの表示に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バッテリおよび走行用モータを搭載し、走行用モータによって走行する電動車両が知られており、有害ガスを排出しないなどの利点があり、広く採用されるようになっている。このような電動車両としては、走行用モータの駆動力のみを利用する電気自動車の他、エンジンを搭載しエンジンの駆動力も利用するハイブリッド車がある。ここで、ハイブリッド車においても商用電源からバッテリの充電が可能であり、エンジンを駆動せずに電気自動車としての走行が可能なものもある。
【０００３】
このような電動車両において、バッテリからの電力で走行する場合には、そのバッテリの容量により走行性能が制限される。例えば、走行距離はバッテリの容量が大きいほど長くでき、またバッテリ電圧が高いほどモータ出力を大きくできる。
【０００４】
そこで、搭載するバッテリの数をユーザによって、選択することも提案されている。例えば、特許文献１では、ユーザの走行距離需要に応じて搭載するバッテリの数を調整可能とすることが記載されている。また、特許文献２には、ハイブリッド車両のモータ、バッテリ、エンジンなどの各要素間のエネルギーフローの表示について記載があり、特許文献３には、任意の設定ＳＯＣまでは電気自動車として走行することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６２３５７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４７７０６号公報
【特許文献３】特開２００７−６２６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、バッテリを追加して複数個にした場合には、１個のバッテリは、使わずにとっておきたいなどという要求もある。そして、このような場合にも、わかりやすい表示が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数のバッテリを搭載し、この複数のバッテリからの電力で走行用モータを駆動して走行する電動車両であって、複数のバッテリの中の少なくとも１つを使用禁止に設定する設定手段と、バッテリの充電状態を表示する表示手段と、を含み、前記設定手段により使用禁止のバッテリが設定されている場合には、使用禁止に設定されていないバッテリのみを使用して前記走行用モータを駆動し、このときに、前記表示手段は、使用禁止に設定されているバッテリについて、使用禁止に応じて通常表示とは異なる表示を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、前記設定手段により使用禁止のバッテリが設定されている場合には、使用禁止に設定されていないバッテリのみの充電状態を基準として、走行用モータを駆動することが好適である。
【０００９】
また、前記表示手段は、使用禁止に設定されていないバッテリの全体の充電状態を表示することが好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バッテリが複数個ある場合であって、その一部を使用禁止とした場合に、バッテリの状態をわかりやすく表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、電動車両の要部構成を示すブロック図である。主バッテリ１０は、車両に標準装備として搭載されるバッテリである。この主バッテリには、主コンバータ１２が接続されている。この主コンバータ１２は、２００〜３００Ｖ程度の主バッテリ１０の出力電圧を、４００Ｖ程度まで昇圧する。なお、この主コンバータ１２の出力電圧は、変更することが可能になっている。
【００１３】
主コンバータ１２の出力側には、コンデンサ１４が接続されており、出力電圧を安定化させている。そして、コンデンサ１４が接続されている主コンバータ１２の出力がインバータ１６の入力側に接続されている。このインバータ１６は、入力されてくる直流電力を所定の交流電流に変換する。インバータ１６の出力は、モータ１８に供給され、モータ１８が駆動される。なお、この例では、モータ１８は三相の永久磁石モータであり、ｕ，ｖ，ｗの三相のモータ駆動電流がインバータ１６から出力される。
【００１４】
モータ１８の出力軸には、動力伝達機構２０を介し車輪が接続され、モータ１８の出力によって車輪を駆動して車両が走行する。また、動力伝達機構２０には、エンジン２２も接続されており、このエンジン２２の駆動力によって車輪を駆動できるとともに、モータ１８を発電機として駆動し、発電電力によって主バッテリ１０を充電することもできる。さらに、車輪からの駆動力によってモータ１８を発電機として動作させる回生動作も可能になっている。
【００１５】
また、本車両は、オプションとして追加バッテリが搭載可能になっている。この例では、追加バッテリ３０，３２の２つが追加搭載されている。これらの２つの追加バッテリ３０，３２は、スイッチ３４によりいずれか一方が副コンバータ３６に接続されるようになっている。副コンバータ３６の出力は主コンバータ１２の出力に接続されており、主コンバータ１２の出力と、副コンバータ３６の出力がインバータ１６に供給される。
【００１６】
ここで、主コンバータ１２は、その出力電圧を目標値に一致させるように動作する電圧制御型であり、副コンバータ３６は出力の電流量を制御する電流制御型として機能する。従って、主コンバータ１２によってインバータ入力電圧が決定され、モータ出力に対し、どのような割合で電力出力を分担するかが副コンバータ３６によって決定される。
【００１７】
主バッテリ１０の主コンバータ１２に至る線路、および追加バッテリ３０，３２の副コンバータ３６に至る線路には、電流計３８がそれぞれ配置されており、各バッテリ１０，３０，３２の充放電電流が３つの電流計３８によってそれぞれ計測される。３つの電流計３８の出力はＳＯＣ検出部４０に供給され、ＳＯＣ検出部４０は、各バッテリ１０，３０，３２の充放電電流から各バッテリ１０，３０，３２の充電状態（ＳＯＣ）を検出する。なお、各バッテリ１０，３０，３２のＳＯＣの検出は、充放電電流の積算ではなく、それらの電圧から起電圧を測定してＳＯＣを検出するなど他の手段によってもよい。
【００１８】
ＳＯＣ検出部４０からの各バッテリ１０，３０，３２のＳＯＣは、制御部４２に供給される。制御部４２には、アクセル踏み込み量に応じた出力トルクについての信号など各種信号が供給されており、制御部４２は供給される信号に基づいて主コンバータ１２、副コンバータ３６、インバータ１６の動作を制御する。また、制御部４２には、表示部４４が接続されており、この表示部４４に各種表示が行われる。この例では、特に各バッテリ１０，３０，３２のＳＯＣについての表示が行われる。
【００１９】
なお、本実施形態において、制御部４２に供給される各種信号の中には、バッテリの一部使用禁止についての信号もあり、制御部４２はこの信号の入力に応じて一部のバッテリを切り離したりして使用禁止にする。このような信号の入力は、各種入力手段により可能であるが、例えばナビゲーション装置などに用いられる表示部４４の前面に設けたタッチスイッチなどが好適である。
【００２０】
ここで、本実施形態の制御部４２の動作について、説明する。なお、ここでは、モータ１８により電気自動車として走行する場合についてのみ説明する。アクセル開度、走行スピードなどが制御部４２に供給されると、制御部４２はこれらの信号からモータ１８の出力トルクを決定し、モータ回転数を考慮して、インバータ１６のスイッチング信号を生成し、このスイッチング信号によってインバータ１６からモータ１８に供給する電流を制御する。これによって、モータ１８の出力トルクが制御される。通常は、インバータ１６の各スイッチングトランジスタをＰＷＭ制御することによって、モータ１８への電流量制御が行われる。
【００２１】
さらに、本実施形態では、その時の出力トルクなどによって、インバータ１６の入力電圧を制御する。すなわち、出力トルクが大きいときには、インバータ入力電圧を高くすることで、モータ１８への印加電圧を大きくして、鉄損を少なくする。一方、出力トルクが小さいときには、インバータ入力電圧を小さくして、インバータのスイッチングトランジスタにおける損失を減少する。そこで、主コンバータ１２における動作を制御して、主コンバータ１２の出力電圧が目標とするインバータ入力電圧になるようにする。
【００２２】
一方、モータ１８の出力トルクは、その入力電力によって決定される。そこで、モータ入力電力を主コンバータ１２からの出力電力と、副コンバータ３６からの出力電力とで分配する。このため、副コンバータ３６は、その出力電流が目標値になるように、制御する。
【００２３】
この出力電力の分配は、制御部４２がＳＯＣ検出部４０から供給される各バッテリのＳＯＣに応じて決定する。例えば、追加バッテリ３０が副コンバータ３６に接続されている状態で、追加バッテリ３０のＳＯＣが３０％、主バッテリ１０のＳＯＣが６０％であれば、両バッテリ１０，３０のＳＯＣが近づくように、主コンバータ１２からの電流量が副コンバータ３６からの電流量の２倍になるように副コンバータ３６を制御する。
【００２４】
なお、本実施形態では、追加バッテリ３０，３２を切り換えて使えるようになっている。例えば、追加バッテリ３０を先に副コンバータ３６に接続して使用し、追加バッテリ３０について使い切った場合に、スイッチ３４によって追加バッテリ３２を副コンバータ３６に接続する。従って、本実施形態の場合には、追加バッテリ３０，３２の２つがあることを前提として、副コンバータ３６からの出力を制御するとよい。
【００２５】
例えば、主バッテリ１０と、追加バッテリ３０の２つしかない場合、制御部４２は両バッテリ１０，３０のＳＯＣがほぼ一定になるように制御するが、モータ１８の駆動が目標通りになされることが第１の目的であり、ＳＯＣが一致することが目的ではない。従って、両バッテリ１０，３０のＳＯＣはある程度ばらつくことになる。また、追加バッテリ３０，３２の２つを搭載している場合には、主バッテリ１０のＳＯＣと、追加バッテリ３０，３２のＳＯＣは、かなり異なった値となる。
【００２６】
図２には、表示部４４における表示例を示す。この例では、主バッテリ１０と、追加バッテリ３０が搭載されており、両バッテリ１０，３０がほぼ一定になるようにして使用される。図２の状態では、バッテリ１０，３０からの電力がモータ１８に供給されてモータの出力によって車輪が駆動されている状態が示されている。このように、主バッテリ１０については、主バッテリの表示１０ａ、主バッテリ１０のＳＯＣ表示１０ｂ、主バッテリ１０からモータ１８に向かうエネルギーの表示１０ｃがある。また、追加バッテリ３０については、追加バッテリの表示３０ａ、追加バッテリ３０のＳＯＣ表示３０ｂ、追加バッテリ３０からモータ１８に向かうエネルギーの表示３０ｃがある。
【００２７】
このように、主バッテリ１０および追加バッテリ３０の両方からの電力で、モータ１８が駆動されていることがわかる。また、ＳＯＣ表示１０ｂ、３０ｂは、それぞれバッテリのＳＯＣを表示するが、両者で全体としてのＳＯＣを表示することも好適である。
【００２８】
ここで、複数のバッテリを搭載している場合には、その一部を使用禁止に設定することもできる。例えば、図１のスイッチ３４を操作して副コンバータ３６にバッテリ３０，３２が接続されないようにすればよい。例えば、ＥＶ走行のみが許可される地域を走行することが事前にわかっている場合に、その地域に入るまでは、満充電としておいた追加バッテリ３０を使用禁止にしておき、追加バッテリ３０の充電容量を維持しておくことなどが考えられる。なお、追加バッテリ３０のＳＯＣが８０％など適当な値になったときに、使用禁止にしてもよい。これは、ユーザの操作によって使用禁止を設定しても良いし、予め値を設定しておきその値になったときに自動的に該当バッテリを使用禁止に設定しても良い。
【００２９】
この場合における、表示部４４の表示例を図３に示す。この例では、使用禁止に設定されている追加バッテリ３０について、破線で表示している。実際には、半透明や、薄い表示を採用することが好適である。
【００３０】
図４には、追加バッテリ３０を使用禁止に設定した場合の、他の表示例を示してある。この例では、バッテリ表示３０ａ、エネルギーフロー表示３０ｃについては、消去しており、ＳＯＣ表示３０ｂについて破線で行っている。なお、破線表示でなく、半透明表示や、薄い表示も好適である。
【００３１】
このように、本実施形態では、追加バッテリ３０について、使用禁止が設定された場合には、この追加バッテリ３０についての表示を通常とは変更し、使用禁止状態であることがユーザに一目でわかるようにしている。
【００３２】
ここで、上述のように、追加バッテリ３０を使用禁止にして、バッテリ容量を温存することが可能であるが、その他に主バッテリ１０の充電容量を、適切な値に維持することも可能である。
【００３３】
すなわち、通常のＨＶ走行は、ＳＯＣ２０％〜８０％を目標としている。これに対し、ＳＯＣを温存する走行においては、ＳＯＣの下限を６０％程度に設定する。これは、ユーザの操作によって、所望の値を入力することによって設定する。この入力は、通常時の下限ＳＯＣ２０％以上であれば任意の値に設定できることが好適である。これによって、ＨＶ走行におけるバッテリＳＯＣは６０〜８０％に維持されることになる。下限ＳＯＣが６０％に設定された場合、バッテリＳＯＣは６０％以上に維持される。そこで、所定のＥＶ走行地域に進入する際に、追加バッテリ３０のＳＯＣが１００％、主バッテリ１０のＳＯＣを６０％以上に維持することが可能となる。
【００３４】
なお、ＥＶスイッチを操作することによって、設定した下限ＳＯＣをクリアし、ＥＶ走行を行うことが好適である。なお、このＥＶ走行の場合も、ＳＯＣが下限ＳＯＣ２０％に至った場合には、エンジン２２が駆動され、所定のＳＯＣ（例えば、５０％）までバッテリが充電される。また、回生制動などによってバッテリＳＯＣが高ければ、ＥＶ走行を続けることが可能である。
【００３５】
このようにして、主バッテリ１０についても、所定ＳＯＣに維持した走行が可能となる。さらに、追加バッテリ３０について、放電禁止とするが、充電は許可して、追加バッテリ３０のＳＯＣを所望の値に設定することもできる。
【００３６】
ここで、図５には、主コンバータ１２、インバータ１６の内部構成が示されている。主コンバータ１２は、コイルＬ、トランジスタＴ１１，Ｔ１２、ダイオードＤ１１，Ｄ１２からなっている。主バッテリ１０の正極にはコイルＬの一端が接続され、その他端は、トランジスタＴ１１とトランジスタＴ１２の中間に接続されている。この例ではトランジスタＴ１１，Ｔ１２はｎ型のＩＧＢＴである。また、トランジスタＴ１１，Ｔ１２には、これらに並列にダイオードＤ１１，Ｄ１２がそれぞれ接続されている。トランジスタＴ１１のコレクタは、インバータ１６の正側母線に接続され、エミッタがトランジスタＴ１２のコレクタに接続されている。トランジスタＴ１２のエミッタは主バッテリ１０の負極に接続されている。また、ダイオードＤ１１，Ｄ１２は、トランジスタＴ１１，Ｔ１２のエミッタ側からコレクタ側への電流を流す。
【００３７】
このような主コンバータ１２において、トランジスタＴ１２をオンした状態からオフすることで、コイルＬに保持されたエネルギーによってダイオードＤ１１を介し大きな電流が流れ昇圧された電圧がインバータ１６の正側母線に得られる。また、トランジスタＴ１１をオンすることで、インバータ１６の正側母線側から主バッテリ１０に向けて電流を流すこともでき、トランジスタＴ１１，Ｔ１２のデューティー比を制御することで、インバータ１６の正側母線の電圧を任意に制御することができる。なお、副コンバータ３６も主コンバータ１２と同一の構成を有している。
【００３８】
また、インバータ１６は、正側母線と負側母線の間に、トランジスタＴ１，Ｔ２、トランジスタＴ３，Ｔ４、トランジスタＴ５，Ｔ６の直列接続が配置されている。なお、このトランジスタＴ１〜Ｔ６もｎ型のＩＧＢＴで、それぞれエミッタからコレクタに向けてダイオードＤ１〜Ｄ６が接続されている。そして、トランジスタＴ１，Ｔ２、トランジスタＴ３，Ｔ４、トランジスタＴ５，Ｔ６の各トランジスタ間の中間点がモータ１８のｕ，ｖ，ｗ相への出力となっている。従って、トランジスタＴ１〜Ｔ６のオンオフを制御することで、モータ駆動電流を出力することができ、またモータ１８からの電力を回収することができる。
【００３９】
なお、本出願において、バッテリの個数は、主バッテリ１０、追加バッテリ３０，３２などのバッテリパックを単位にしている。また、制御部４２、表示部４４は、ナビゲーション装置のＥＣＵ、表示部などと共有することが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】全体構成を示すブロック図である。
【図２】使用禁止バッテリがない場合の表示例を示す図である。
【図３】追加バッテリを使用禁止とした場合の表示例を示す図である。
【図４】追加バッテリを使用禁止とした場合の他の表示例を示す図である。
【図５】主コンバータおよびインバータの詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  主バッテリ、１２  主コンバータ、１４  コンデンサ、１６  インバータ、１８  モータ、２０  動力伝達機構、２２  エンジン、３０，３２  追加バッテリ、３４  スイッチ、３６  副コンバータ、３８  電流計、４０  ＳＯＣ検出部、４２  制御部、４４  表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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