(57)【要約】【課題】本発明は、空調装置の動作で変化する航続可能距離を、多くのセンサを設けることなく算出可能な電動車両の航続可能距離算出装置を提供することを目的としている。【解決手段】このため、蓄電池とモータと空調装置を備えた電動車両の航続可能距離算出装置において、蓄電池は電圧センサと電流センサを備え、電圧センサと電流センサの検出結果から所定時間毎に電力消費量を算出する電力消費量算出部を備え、空調装置のＯＮ時の航続可能距離を求めるＯＮ時マップデータと空調装置のＯＦＦ時の航続可能距離を求めるＯＦＦ時マップデータを備え、空調装置がＯＮ状態であって前回の空調装置のＯＮよりも第一所定時間以上経過した場合に、ＯＮ時マップデータを用いて航続可能距離を算出し、空調装置がＯＦＦ状態であって前回の空調装置のＯＦＦよりも第二所定時間以上経過した場合には、ＯＦＦ時マップデータを用いて航続可能距離を算出する機能を備える。【選択図】図１
2014054124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源である蓄電池と、この蓄電池の電力を利用して駆動するモータと、車室内に送風を行う空調装置とを備えた電動車両の航続可能距離算出装置において、前記蓄電池の電圧を検出する電圧センサと、前記蓄電池の電流を検出する電流センサとを備え、前記電圧センサと前記電流センサとの検出結果から所定時間毎に電力消費量を算出する電力消費量算出部を備え、前記空調装置のＯＮ時の航続可能距離を求めるためのＯＮ時マップデータと、前記空調装置のＯＦＦ時の航続可能距離を求めるためのＯＦＦ時マップデータとを備え、前記空調装置がＯＮ状態であって前回の空調装置のＯＮよりも第一所定時間以上経過している場合に、前記ＯＮ時マップデータを用いて航続可能距離を算出し、前記空調装置がＯＦＦ状態であって前回の空調装置のＯＦＦよりも第二所定時間以上経過している場合には、前記ＯＦＦ時マップデータを用いて航続可能距離を算出する機能を備えることを特徴とする電動車両の航続可能距離算出装置。
【請求項２】
前記車両の車速を検出する車速センサと、前記蓄電池の温度を検出する温度センサとを備え、過去に遡る所定時間の車両の平均車速と蓄電池温度を基に前記ＯＮ時マップデータおよび前記ＯＦＦ時マップデータから航続可能距離を算出することを特徴とする請求項１に記載の電動車両の航続可能距離算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電動車両の航続可能距離算出装置に係り、特に蓄電池の電力を利用して動作する電動車両の航続可能距離を算出する電動車両の航続可能距離算出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、低公害性の観点より電動車両（「電気自動車」とも換言できる。）が提案され、実用化されている。
しかしながら、電動車両においては、１回充電当たりに走行できる航続可能距離は従来のガソリン車に比べて短いため、正確な航続可能距離の算出が求められている。
従来では、後述の特許文献１に開示されるように、過去の走行における電力消費量と走行距離を学習することにより、現時点での蓄電池容量から以後の航続可能距離を算出することが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１９１５０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２６７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の電動車両において、空調装置を使用した場合の航続可能距離の顕著な落ち込みが挙げられるが、上記の航続可能距離を算出するものにおいては空調装置については全く考慮されていない。
つまり、上述の特許文献１に開示されるものは、空調装置にかかわらず学習をしているため、学習値の精度の低下が生じるという不都合がある。
このとき、「学習値の精度の低下」とは、電力消費量の変化が電動車両の走行によるものなのか、空調装置のＯＮ／ＯＦＦによるものなのかを判別できない、という点である。
【０００５】
この懸念点に対する制御として、上述の特許文献２に開示されるものが提案されている。
この特許文献２に開示されるものは、インバータ部やエアコンコンプレッサ部、電機ヒータ部に電流センサを夫々設け、空調装置のＯＦＦ時のときはインバータ部つまり駆動モータで走行する分のみの電力消費量から航続可能距離を算出し、空調装置のＯＮ時のときは上記の箇所すべての電力消費量から航続可能距離を算出している。
しかしながら、この特許文献２に開示されるものの場合には、空調装置に関するすべての箇所に電流センサを設ける必要があり、コストや重量、搭載スペースの面から不利になり、かつ制御も複雑になるという不都合がある。
【０００６】
この発明は、車両機器、特に空調装置の動作に伴って変化する航続可能距離を、多くのセンサを設けることなく算出が可能である電動車両の航続可能距離算出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、車両の動力源である蓄電池と、この蓄電池の電力を利用して駆動するモータと、車室内に送風を行う空調装置とを備えた電動車両の航続可能距離算出装置において、前記蓄電池の電圧を検出する電圧センサと、前記蓄電池の電流を検出する電流センサとを備え、前記電圧センサと前記電流センサとの検出結果から所定時間毎に電力消費量を算出する電力消費量算出部を備え、前記空調装置のＯＮ時の航続可能距離を求めるためのＯＮ時マップデータと、前記空調装置のＯＦＦ時の航続可能距離を求めるためのＯＦＦ時マップデータとを備え、前記空調装置がＯＮ状態であって前回の空調装置のＯＮよりも第一所定時間以上経過している場合に、前記ＯＮ時マップデータを用いて航続可能距離を算出し、前記空調装置がＯＦＦ状態であって前回の空調装置のＯＦＦよりも第二所定時間以上経過している場合には、前記ＯＦＦ時マップデータを用いて航続可能距離を算出する機能を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、空調装置のＯＮもしくはＯＦＦのどちらか一方がしばらくの間実施されなかった場合に、予め設定したマップデータ（ＯＮ時マップデータ、ＯＦＦ時マップデータ）を基に航続可能距離を算出するので、航続可能距離の算出誤差を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は電動車両の航続可能距離算出装置の制御用フローチャートである。（実施例）
【図２】図２は電動車両の航続可能距離算出装置の構成図である。（実施例）
【図３】図３はバッテリ温度と過去走行の平均車速との関係からあらかじめ設定する航続距離を示す図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図３はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１は電動車両の航続可能距離算出装置である。
この電動車両の航続可能距離算出装置１は、車両の動力源である蓄電池２と、この蓄電池２の電力を利用して駆動するモータ３と、車室内に送風を行う空調装置（「エアコンコンプレッサ」ともいう。）４とを備えている。
つまり、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、図２に示す如く、駆動輪５に前記モータ３を連絡して設け、このモータ３には、インバータ６を介して前記蓄電池２を接続している。
このとき、この蓄電池２とインバータ６とを接続する電路７には、前記空調装置４を接続するとともに、ＤＣＤＣコンバータ８やバッテリ９、電気ヒータ１０を接続する。
そして、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、前記蓄電池２の電圧を検出する電圧センサ１１と、前記蓄電池２の電流を検出する電流センサ１２とを備えている。
また、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、前記電圧センサ１１と前記電流センサ１２との検出結果から所定時間毎に電力消費量を算出する電力消費量算出部１３を備えている。
更に、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、前記空調装置４のＯＮ時の航続可能距離を求めるためのＯＮ時マップデータと、前記空調装置４のＯＦＦ時の航続可能距離を求めるためのＯＦＦ時マップデータとを備え、前記空調装置４がＯＮ状態であって前回の空調装置のＯＮよりも第一所定時間以上経過している場合に、前記ＯＮ時マップデータを用いて航続可能距離を算出し、前記空調装置４がＯＦＦ状態であって前回の空調装置のＯＦＦよりも第二所定時間以上経過している場合には、前記ＯＦＦ時マップデータを用いて航続可能距離を算出する機能を備える構成とする。
詳述すれば、前記電動車両の航続可能距離算出装置１において、航続可能距離算出のための電力消費量は、前記電力消費量算出部１３により、前記蓄電池２に設けた前記電圧センサ１１及び電流センサ１２によって電流、電圧を読み込み、電力換算することにより所定時間毎に算出する。
なお、この部分の電力は前記モータ３で駆動に使用している部分だけでなく、前記空調装置４で使用している電力その他をも含んでいる。
また、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、図３に示す如く、前記空調装置４のＯＮ時の航続可能距離算出用のＯＮ時マップデータと、前記空調装置４のＯＦＦ時の航続可能距離算出用のＯＦＦ時マップデータとを備えている。これらのマップデータは、空調装置４のＯＮ時とＯＦＦ時とに対応する少なくとも２種類からなる。このとき、ＯＮ時マップデータは、前記空調装置４の稼働度合いに応じて複数設けることが望ましい。例えば、空調稼働率が小さい、中程度、大きい場合の状況に応じて設けるのがよい。
そして、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、前記空調装置４がＯＮ状態であって前回の空調装置のＯＮよりも第一所定時間Ａ以上経過している場合に、前記ＯＮ時マップデータを用いて航続可能距離を算出する。
更に、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、前記空調装置４がＯＦＦ状態であって前回の空調装置のＯＦＦよりも第二所定時間Ｂ以上経過している場合には、前記ＯＦＦ時マップデータを用いて航続可能距離を算出する。
なお、第一所定時間Ａ、または、第二所定時間Ｂは、数時間程度の時間ではなく、数ヶ月程度の時間を想定して設定している。
これにより、前記空調装置４のＯＮ時もしくはＯＦＦ時のどちらか一方がしばらくの間実施されなかった場合に、予め設定したマップデータ（ＯＮ時マップデータ、ＯＦＦ時マップデータ）を基に航続可能距離を算出するので、航続可能距離の算出誤差を軽減することができる。
【００１２】
ここで、図３に開示した前記空調装置４のＯＮ時マップデータ及びＯＦＦ時マップデータについて追記する。
図３のマップデータは、バッテリ温度（℃）と過去走行の平均車速（ｋｍ／ｈ）との関係からなる。
そして、バッテリ温度（℃）は、図３から明らかなように、マイナス環境下では航続距離が落ちるように設定される。
また、前記過去走行の平均車速（ｋｍ／ｈ）は、高速走行では航続距離が落ちるように設定される。
【００１３】
また、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、前記車両の車速を検出する車速センサ１４と、前記蓄電池２の温度を検出する温度センサ１５とを備え、過去に遡る所定時間の車両の平均車速と蓄電池温度を基に前記ＯＮ時マップデータおよび前記ＯＦＦ時マップデータから航続可能距離を算出する。
つまり、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、前記空調装置４がＯＮ状態であって前回の空調装置のＯＮよりも第一所定時間Ａ以上経過している場合に、前記ＯＮ時マップデータを用いて航続可能距離を求める。航続可能距離を算出する際に、このＯＮ時マップデータのみでなく、前記車速センサ１４からの平均車速や前記温度センサ１５からの蓄電池温度をも用いるものである。
また、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、前記空調装置４がＯＦＦ状態であって前回の空調装置のＯＦＦよりも第二所定時間Ｂ以上経過している場合に、前記ＯＦＦ時マップデータを用いて航続可能距離を求める。航続可能距離を算出する際には、このＯＦＦ時マップデータのみでなく、前記車速センサ１４からの平均車速や前記温度センサ１５からの蓄電池温度をも用いる。
これにより、車両の過去の走行パターンを示す指標である平均車速と前記蓄電池２の温度を基に航続可能距離を算出するので、運転者の走行パターンに沿った航続可能距離を算出することができる。
【００１４】
追記すれば、この発明の前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、前記空調装置４の利用状況を加味しながら、かつ簡易的に精度の高い航続可能距離を算出する制御を提案している。
また、前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、過去の電力消費量と航続距離の学習を行う際に、前記空調装置４の使用時であるＯＮ時と不使用時であるＯＦＦ時で学習の記憶先を切り分ける。
ここで電力消費量の積算は、前記蓄電池２のセンサ類、例えば前記電圧センサ１１や前記電流センサ１２、前記車速センサ１４、前記温度センサ１５を用いて算出することがポイントであり、ここで電力を算出することで、すべての空調装置４、電気機器の電力をも加味したことになり、その他の部分の電力測定が不要になる。
なお、この発明においては、例えば前記空調装置４のみに限らず、その他の航続距離への影響が大きい要因がある場合に、その都度センサを設けることなく、学習の記憶先を設けることのみで対応することが可能である。
【００１５】
そして、この発明の前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、以下の構成を備えている。
（１）電動車両において、前記空調装置４の使用時と空調装置４の不使用時とで航続可能距離の学習値を使い分ける。
（２）前記蓄電池２部分の電流と電圧を計測することにより電力消費量を計算し、学習値を算出する。
（３）前回の空調装置の０Ｎ時、もしくはＯＦＦ時からの経過時間を計測することにより、経過時間が大きいときはメモリ値を更新する。
これにより、この発明の前記電動車両の航続可能距離算出装置１は、以下のような作用効果を奏する。
（１）航続可能距離に多大な影響を与える前記空調装置４のＯＮ時とＯＦＦ時とを使い分けて学習することにより、高い精度で航続可能距離を算出することができる。
（２）前記空調装置４のＯＮ時、ＯＦＦ時で学習値を切り分けるにあたり、前記蓄電池２部分の前記電圧センサ１１や前記電流センサ１２のみ使用するため、各部品ごとのセンサの設置を回避することができ、コスト、重量、搭載スペースの面で有利になる。
そして、前記空調装置４以外に航続可能距離への影響が懸念される電気機器がある場合についても、部品を追加することなく、容易に応用することができる。
（３）学習の結果が古く、信頼性が低いと考えられる学習値は読み込まず、規定の値に更新することによって、精度の悪化を防ぐことができる。
【００１６】
次に、図１の前記電動車両の航続可能距離算出装置１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
この電動車両の航続可能距離算出装置１の制御用フローチャートにおいては、単位電力消費量あたりの走行距離のメモリ値の学習方策について説明する。
なお、「単位電力消費量あたりの走行距離」は、「単位走行距離あたりの電力消費量」と読み替えることも可能である。
【００１７】
この電動車両の航続可能距離算出装置１の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、前記空調装置４がＯＮ時あるいはＯＦＦ時のいずれにあるか否かの判断（１０２）に移行する。
この判断（１０２）において、前記空調装置４がＯＮ時である場合には、前回の空調装置のＯＮ時から経過時間が第一所定時間Ａ以上、つまり、
経過時間≧Ａ
であるか否かの判断（１０３）に移行する。
また、上述の判断（１０２）において、前記空調装置４がＯＦＦ時である場合には、前回の空調装置のＯＮ時から経過時間が第二所定時間Ｂ以上、つまり、
経過時間≧Ｂ
であるか否かの判断（１０４）に移行する。
そして、上述の前回の空調装置のＯＮ時から経過時間が第一所定時間Ａ以上、つまり、
経過時間≧Ａ
であるか否かの判断（１０３）において、判断（１０３）がＹＥＳの場合には、前記車速センサ１４からの平均車速や前記温度センサ１５からの蓄電池温度およびＯＮ時マップデータから単位電力消費量あたりの航続可能距離を求める処理（１０５）に移行する。
この処理（１０５）は、前回の空調装置のＯＮ時から時間が立ちすぎているため、後述の処理（１０７）で算出している学習値を航続可能距離に使用すると精度が悪化することが考えられる。
よって、経過時間が第一所定時間Ａ以上である場合には、図３のようにあらかじめ設定した前記空調装置４のＯＮ時の単位電力消費量あたりの単位電力消費量あたりの航続可能距離値を適用し、処理（１０７）のメモリ値を更新する。
ここで、図３について追記する。
電動車両においては、航続距離はバッテリ温度に大きく依存しており、また前記モータ３の回転（＝車速）も航続距離に影響を与えることが経験的に分かっている。
そこで、バッテリ温度と過去の走行の平均車速から航続距離を設定することとした。
このようにすることで簡易的に高精度で値を設定することが可能となる。
上述の判断（１０３）がＮＯの場合には、前記蓄電池２の前記電圧センサ１１からの電圧や前記電流センサ１２からの電流から単位電力消費量あたりの航続可能距離を求める処理（１０６）に移行する。
続いて処理（１０７）では、上述したこれらの処理（１０５）および処理（１０６）で求めた単位電力消費量あたりの航続可能距離に前記蓄電池２のＳＯＣを乗算して航続可能距離を算出、前記空調装置４のＯＮ時の航続可能距離として記録する処理（１０７）に移行し、その後には、後述する前記電動車両の航続可能距離算出装置１の制御用プログラムのエンド（１１１）に移行する。
更に、上述の前回の空調装置のＯＮ時から経過時間が第二所定時間Ｂ以上、つまり、
経過時間≧Ｂ
であるか否かの判断（１０４）において、判断（１０４）がＹＥＳの場合には、前記車速センサ１４からの平均車速や前記温度センサ１５からの蓄電池温度およびＯＦＦ時マップデータから単位電力消費量あたりの航続可能距離を求める処理（１０８）に移行する。
この処理（１０８）は、前回の空調装置のＯＦＦ時から時間が立ちすぎているため、後述の処理（１１０）で算出している学習値を航続可能距離に使用すると精度が悪化することが考えられる。
よって、経過時間が第二所定時間Ｂ以上である場合には、図３のようにあらかじめ設定した前記空調装置４のＯＦＦ時の単位電力消費量あたりの航続可能距離値を適用し、処理（１１０）のメモリ値を更新する。
処理（１１０）においては、前記蓄電池２の前記電圧センサ１１からの電圧や前記電流センサ１２からの電流から算出した空調装置４のＯＦＦ時の単位電力消費量あたりの航続可能距離を算出し、定期的にメモリを更新する。
ただし、図３は処理（１０８）で設定した空調装置４のＯＦＦ時のものとは別の値を入力できるよう別途設ける。
判断（１０４）がＮＯの場合には、前記蓄電池２の前記電圧センサ１１からの電圧や前記電流センサ１２からの電流から単位電力消費量あたりの航続可能距離を求める処理（１０９）に移行する。
続いて処理（１１０）では、上述したこれらの処理（１０８）および処理（１０９）で求めた単位電力消費量あたりの航続可能距離と前記蓄電池２のＳＯＣを乗算して航続可能距離を算出、前記空調装置４のＯＦＦ時の航続可能距離として記録する処理（１１０）に移行し、その後には、前記電動車両の航続可能距離算出装置１の制御用プログラムのエンド（１１１）に移行する。
【符号の説明】
【００１８】
１  電動車両の航続可能距離算出装置
２  蓄電池
３  モータ
４  空調装置（「エアコンコンプレッサ」ともいう。）
５  駆動輪
６  インバータ
７  電路
８  ＤＣＤＣコンバータ
９  バッテリ
１０  電気ヒータ
１１  電圧センサ
１２  電流センサ
１３  電力消費量算出部
１４  車速センサ
１５  温度センサ
【図１】
2014054124.tif 000003
【図２】
2014054124.tif 000004
【図３】
2014054124.tif 000005