(57)【要約】【課題】車両のエネルギー状態遷移図を表示可能な車両用エネルギー状態分析装置を提供する。【解決手段】車両エネルギー状態分析装置は、車両の駆動において消費及び回収される化学エネルギーを導出する化学エネルギー導出部と、車両の走行エネルギーを導出する走行エネルギー導出部と、を備える。化学エネルギーは燃料使用量に基づいて導出される燃料エネルギーを含み、走行エネルギーは車両の運動エネルギーを含む。車両エネルギー状態分析装置は、化学エネルギーを示す第１の座標軸と第１の座標軸と直交する走行エネルギーを示す第２の座標軸とから構成される座標に、化学エネルギー導出部により導出される化学エネルギーと前記走行エネルギー導出部により導出される走行エネルギーとから特定される出力値を時系列にプロットするプロット処理部と、座標にプロットされた各出力値に基づいた車両のエネルギー状態遷移図を表示するよう処理する表示処理部と、を備える。【選択図】図１
2011093343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動において消費及び回収される化学エネルギーを導出する化学エネルギー導出部と、
前記車両の走行エネルギーを導出する走行エネルギー導出部と、を備える車両エネルギー状態分析装置であって、
前記化学エネルギーは、燃料使用量に基づいて導出される燃料エネルギーを含み、
前記走行エネルギーは、前記車両の運動エネルギーを含み、
化学エネルギーを示す第１の座標軸と、前記第１の座標軸と直交する走行エネルギーを示す第２の座標軸と、から構成される座標に、前記化学エネルギー導出部により導出される化学エネルギーと前記走行エネルギー導出部により導出される走行エネルギーとから特定される出力値を時系列にプロットするプロット処理部と、
前記座標にプロットされた各出力値に基づいた前記車両のエネルギー状態遷移図を表示するよう処理する表示処理部と、を備えることを特徴とする車両エネルギー状態分析装置。
【請求項２】
前記表示処理部は、前記車両の内燃機関からの駆動力による加速時には、前記化学エネルギーが減少しながら前記走行エネルギーが増加するエネルギー状態遷移を前記エネルギー状態遷移図に表示し、前記車両の減速時には、前記走行エネルギーが減少するエネルギー状態遷移を前記エネルギー状態遷移図に表示するよう処理することを特徴とする請求項１に記載の車両エネルギー状態分析装置。
【請求項３】
前記化学エネルギー導出部は、前記車両の駆動に使用される電力を供給可能な蓄電器の残容量に基づく蓄電エネルギーを含む化学エネルギーを導出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両エネルギー状態分析装置。
【請求項４】
前記走行エネルギー導出部は、前記車両の走行時に発生する走行抵抗に対抗するエネルギーを含む走行エネルギーを導出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両エネルギー状態分析装置。
【請求項５】
前記走行エネルギー導出部は、前記車両の位置エネルギーを含む走行エネルギーを導出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両エネルギー状態分析装置。
【請求項６】
前記表示処理部は、前記車両の駆動源の使用形態がそれぞれ異なるオペレーションモードごとに、前記エネルギー状態遷移図を異なる表示形態で表示するよう処理することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両エネルギー状態分析装置。
【請求項７】
前記表示処理部は、理想のエネルギー状態遷移図を表示するよう処理することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車両エネルギー状態分析装置。
【請求項８】
理想のエネルギー状態遷移と実際の車両のエネルギー状態遷移の差分を算出する差分算出部と、
前記差分に基づき、前記理想のエネルギー状態遷移と前記実際の車両のエネルギー状態遷移との一致度を導出する一致度導出部と、を備え、
前記表示処理部が、前記一致度を表示するよう処理することを特徴とする請求項７に記載の車両エネルギー状態分析装置。
【請求項９】
前記差分に基づき、トルク指令の応答性を調整する応答性調整部を備えることを特徴とする請求項８に記載の車両エネルギー状態分析装置。
【請求項１０】
前記化学エネルギー導出部は、前記車両の補機により使用されるエネルギーを減算して前記化学エネルギーを導出することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の車両エネルギー状態分析装置。
【請求項１１】
前記車両のエネルギー状態遷移に関する情報を、外部情報センターに送信する送信部を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両エネルギー状態分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、バッテリに蓄電された電力や燃料等、複数のエネルギー源を有しており、従来、これらのエネルギー残量を表示する技術が知られている。例えば、蓄電残量と液体燃料残量を総合したトータル残量データや、このトータル残量データに応じた残余走行可能距離をそれぞれ表示する技術（例えば特許文献１参照）や、燃料残量と蓄電残量の双方を表示する技術（例えば特許文献２参照）、また、燃料残量と蓄電残量を一体的に表示する技術（例えば特許文献３参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２０８０３号公報
【特許文献２】特開２００８−２４７０８１号公報
【特許文献３】特開２００９−６１９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した技術によれば、燃料残量と蓄電残量のトータル残量を表示することができるとともに、残余走行可能距離をも表示することができ、使用者はこれらのデータを確認することができる。しかしながら、これらの技術では、車両の走行に伴うエネルギー状態の履歴や、時系列のエネルギー状態遷移を表示することまではできなかった。
【０００５】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の走行に伴うエネルギー状態の履歴や、時系列のエネルギー状態遷移を分かりやすく表示することが可能な車両用エネルギー状態分析装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両の駆動において消費及び回収される化学エネルギーを導出する化学エネルギー導出部（例えば、後述の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ２０１）と、前記車両の走行エネルギーを導出する走行エネルギー導出部（例えば、後述の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ２０１）と、を備える車両エネルギー状態分析装置であって、前記化学エネルギーは、燃料使用量に基づいて導出される燃料エネルギーを含み、前記走行エネルギーは、前記車両の運動エネルギーを含み、化学エネルギーを示す第１の座標軸と、前記第１の座標軸と直交する走行エネルギーを示す第２の座標軸と、から構成される座標に、前記化学エネルギー導出部により導出される化学エネルギーと前記走行エネルギー導出部により導出される走行エネルギーとから特定される出力値を時系列にプロットするプロット処理部（例えば、後述の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ２０１）と、前記座標にプロットされた各出力値に基づいた前記車両のエネルギー状態遷移図を表示するよう処理する表示処理部（例えば、後述の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ２０１）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記表示処理部は、前記車両の内燃機関（例えば、後述の実施形態における内燃機関１０７）からの駆動力による加速時には、前記化学エネルギーが減少しながら前記走行エネルギーが増加するエネルギー状態遷移を前記エネルギー状態遷移図に表示し、前記車両の減速時には、前記走行エネルギーが減少するエネルギー状態遷移を前記エネルギー状態遷移図に表示するよう処理することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記化学エネルギー導出部は、前記車両の駆動に使用される電力を供給可能な蓄電器（例えば、後述の実施形態における蓄電器１０３）の残容量に基づく蓄電エネルギーを含む化学エネルギーを導出することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記走行エネルギー導出部は、前記車両の走行時に発生する走行抵抗に対抗するエネルギーを含む走行エネルギーを導出することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記走行エネルギー導出部は、前記車両の位置エネルギーを含む走行エネルギーを導出することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記表示処理部は、前記車両の駆動源の使用形態がそれぞれ異なるオペレーションモードごとに、前記エネルギー状態遷移図を異なる表示形態で表示するよう処理することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記表示処理部は、理想のエネルギー状態遷移図を表示するよう処理することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の車両エネルギー状態分析装置において、理想のエネルギー状態遷移と実際の車両のエネルギー状態遷移の差分を算出する差分算出部（例えば、後述の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ２０１）と、前記差分に基づき、前記理想のエネルギー状態遷移と前記実際の車両のエネルギー状態遷移との一致度を導出する一致度導出部（例えば、後述の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ２０１）と、を備え、前記表示処理部が、前記一致度を表示するよう処理することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記差分に基づき、トルク指令の応答性を調整する応答性調整部（例えば、後述の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ２０１）を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、請求項１から９のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記化学エネルギー導出部は、前記車両の補機（例えば、後述の実施形態における補機１２５）により使用されるエネルギーを減算して前記化学エネルギーを導出することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記車両のエネルギー状態遷移に関する情報を、外部情報センターに送信する送信部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、２の発明によれば、車両の走行に伴う燃料の使用状態や、車両の運動エネルギーの状態遷移を、使用者が容易に確認することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、化学エネルギーが蓄電器の残容量に応じて調整されるので、表示される化学エネルギーの精度を向上することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、走行エネルギーが走行抵抗に応じて調整されるので、表示される走行エネルギーの精度を向上することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、走行エネルギーが位置エネルギーに応じて調整されるので、表示される走行エネルギーの精度を向上することができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、車両の駆動源の使用形態がそれぞれ異なるオペレーションモードごとにエネルギー状態遷移図が異なる表示形態で表示できるので、オペレーションモードごとの車両のエネルギー状態遷移を使用者が容易に確認することができる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移との比較を、使用者が容易に行うことができる。
【００２３】
請求項８の発明によれば、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移との乖離の確認を、使用者が容易に行うことができる。
【００２４】
請求項９の発明によれば、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移と差分に基づきトルク指令の応答性を調整するので、理想のエネルギー状態遷移に近づけることができる。
【００２５】
請求項１０の発明によれば、化学エネルギーが補機のエネルギー消費に応じて調整されるので、表示の精度を向上することができる。
【００２６】
請求項１１の発明によれば、外部情報センターがデータを収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態にかかる車両エネルギー状態分析装置を示すブロック図である。
【図２】車両の走行の一例を示す模式図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）はエネルギー状態遷移図の例を示す。
【図４】（Ａ）〜（Ｂ）は空気抵抗が異なる車両のエネルギー状態遷移の表示例を示す。
【図５】車両のオペレーションモードの一例を示す模式図である。
【図６】図５に示すオペレーションモードに基づく表示処理の一例を示す。
【図７】車両のオペレーションモードの図５とは異なる例を示す模式図である。
【図８】第１実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置による表示処理の一例を示す。
【図９】第１実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置による表示処理の他の一例を示す。
【図１０】第１実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置による表示処理の一例を示す。
【図１２】第２実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【００２９】
（第１実施形態）
ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。図１は、ＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＨＥＶ（以下、単に「車両」という。）は、電動機(MOT)１０１と、蓄電器(BATT)１０３と、インバータ(INV)１０５と、内燃機関(ENG)１０７と、インバータＥＣＵ(INV ECU)１１１と、エンジンＥＣＵ(ENG ECU)１１３と、電流計１１５と、電圧計１１７と、マネジメントＥＣＵ(MG ECU)２０１と、ベルト式の無段変速機構（CVT：Continuously Variable Transmission）及び発進クラッチを含む変速装置（T/M）１２１と、車速センサ１２３と、補機１２５と、を備える。車両の一部もしくは全体が、車両エネルギー状態分析装置として機能する。
【００３０】
電動機１０１は、例えば３相交流モータである。電動機１０１からの駆動力は、変速装置１２１及び駆動軸１５１を介して駆動輪１５３に伝達される。車両の減速時に駆動輪１５３側から駆動軸１５１を介して電動機１０１側に駆動力が伝達されると、電動機１０１が発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車両の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収し、蓄電器１０３の充電を行う。さらに、車両の運転状態に応じて、電動機１０１は内燃機関１０７の出力によって発電機として駆動され電気エネルギーを発生し、蓄電器１０３の充電を行う。
【００３１】
蓄電器１０３は、直列に接続された複数の蓄電セルを有する直流電源であって、インバータ１０５を介して電動機１０１に電力を供給する。なお、蓄電器１０３の出力電圧は高電圧（例えば１００〜２００Ｖ）である。
【００３２】
インバータ１０５は、蓄電器１０３からの直流電力を３相交流電力に変換する。蓄電器１０３とインバータ１０５の間には、蓄電器１０３からの直流電力を検出する電流計１１５や電圧計１１７が設けられている。インバータＥＣＵ１１１は、インバータ１０５の動作を制御する。
【００３３】
内燃機関１０７は、エンジンＥＣＵ１１３からの燃料噴射指令及び点火指令に応じて、インジェクタから噴射供給される燃料を燃焼することで、車両が走行するための駆動力（出力トルク）を発生する。内燃機関１０７及び電動機１０１からの駆動力は、変速装置２０９及び駆動軸１５１を介して駆動輪１５３に伝達される。電動機１０１の図示しない回転軸と内燃機関１０７の図示しないクランク軸とは直結されている。
【００３４】
マネジメントＥＣＵ２０１は、駆動力の伝達系統の切り替えや、電動機１０１、インバータ１０５、内燃機関１０７、変速装置１２１等の制御を行う。また、マネジメントＥＣＵ２０１には、車速センサ１２３からの車速情報、不図示のアクセルペダルの開度（ＡＰ開度）情報、不図示のブレーキペダルの踏力情報、及びＧＰＳからの情報等が入力される。また、マネジメントＥＣＵ２０１には、電流計１１５や電圧計１１７からの情報が入力され、蓄電器１０３の残容量を算出する。マネジメントＥＣＵ２０１は、ＡＰ開度情報および車速センサ１２３が検知する車速情報に基づき、内燃機関１０７及び電動機１０１がそれぞれ出力する各駆動力を決定する。マネジメントＥＣＵ２０１は、当該決定した各駆動力に基づいて、内燃機関１０７が所望の駆動力を出力するようエンジンＥＣＵ１１３に指示し、かつ、電動機１０１が所望の駆動力を出力するようモータＥＣＵ（図示せず）に指示する。
【００３５】
補機１２５は、例えば、車室温度を調整するエアコンのコンプレッサであり、内燃機関１０７からの駆動力により動作する。マネジメントＥＣＵ２０１は、補機１２５の駆動の制御と監視を行う。
【００３６】
このような構成を有する車両は、駆動源の使用形態がそれぞれ異なる種々のオペレーションモードによって走行や充電を行うことが可能である。車両のオペレーションモードには、例えば、アイドル充電、クルーズ充電、ＥＮＧ走行、アシスト走行、ＥＶ走行、回生などがある。
【００３７】
アイドル充電においては、車両は走行せず、内燃機関１０７の駆動により電動機１０１を駆動して、蓄電器１０３を充電する。クルーズ充電においては、車両は、内燃機関１０７の駆動により電動機１０１を駆動して蓄電器１０３を充電するとともに走行を行う。ＥＮＧ走行においては、車両は、内燃機関１０７の駆動のみによって走行する。
【００３８】
アシスト走行においては、車両は、内燃機関１０７の駆動と、蓄電器１０３の蓄電エネルギーによる電動機１０１の駆動の両方によって走行する。ＥＶ走行においては、車両は、蓄電器１０３の蓄電エネルギーによる電動機１０１の駆動のみによって走行する。回生においては、車両の減速時に電動機１０１の回生制動力によって運動エネルギーを蓄電エネルギーに変換し、これを回収することによって蓄電器１０３の充電を行う。
【００３９】
本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、車両の化学エネルギーおよび走行エネルギーを導出し、これらのエネルギー状態の遷移を不図示の表示部に表示するよう処理する。以下、本実施形態において、エネルギーの指標として用いられる化学エネルギーおよび走行エネルギーについて、それぞれ詳細に説明する。
【００４０】
（化学エネルギー）
化学エネルギーは、車両の駆動の際に消費及び回収される化学的エネルギーを意味する。化学エネルギーには、例えば、内燃機関により使用される燃料に基づく燃料エネルギーＥＦと、蓄電器１０３に蓄えられた電気に基づく蓄電エネルギーＥＢとがある。燃料エネルギーＥＦは、不図示の燃料計の検知結果やエンジンＥＣＵにより指示される燃料噴射量等により算出される燃料使用量に基づいて導出される。蓄電エネルギーＥＢは、電流計１１５および電圧計１１７により検知される蓄電器１０３の残容量に基づき導出される。
【００４１】
（走行エネルギー）
走行エネルギーは、車両の走行に伴い発生する物理的エネルギーを意味する。走行エネルギーには、例えば、運動エネルギーＥＶと、走行抵抗に対抗するエネルギー（以下、走行抵抗エネルギーとも呼ぶ）ＥＲと、位置エネルギーＥＰとがある。運動エネルギーＥＶは、車両の速度変化に伴って変化するエネルギーであり、車速センサ１２３により検知される車速に基づき導出される。
【００４２】
走行抵抗エネルギーＥＲは、車両の走行時に発生する走行抵抗に対抗するエネルギーであり、例えば、車体表面と空気の摩擦によって発生する空気抵抗や、車輪の摩擦抵抗や路面間でのエネルギー損失により発生するころがり抵抗等に基づいて導出される。空気抵抗による走行抵抗エネルギーＥＲは、以下の式により導出される。
【数１】
2011093343.tif 000003
（但し、μa:空気抵抗係数，  Ａ:前映投面積，  ｖ:車速）
空気抵抗係数μaおよび前映投面積Ａは車両の車種によって固有の値であるため、車両の空気抵抗に基づく走行抵抗エネルギーは、車速センサ１２３により検知される車速に基づき導出される。
【００４３】
位置エネルギーＥＰは、車両の走行による位置変化に伴って変化するエネルギーであり、不図示のＧＰＳにより検知される車両の位置情報に基づき導出される。
【００４４】
本実施形態において、図２に示すように標高差のある道において車両が加速しながら登坂した後に減速しながら降坂する走行を行った場合のエネルギー状態遷移は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように表示することができる。なお、図面で説明されるエネルギー状態遷移図は、全て、横軸に走行エネルギーを示し、縦軸に化学エネルギーを示す座標を用いて表示を行う。
【００４５】
図３（Ａ）では、化学エネルギーが燃料エネルギーＥＦのみにより導出され、走行エネルギーが運動エネルギーＥＶのみにより導出される。図３（Ａ）は、横軸に走行エネルギー、縦軸に化学エネルギーを示す座標において、時間（ｔ）における出力値（ＥＶ（ｔ），ＥＦ（ｔ））を時系列にプロットすることにより、エネルギー状態遷移図を示している。車両の加速時には運動エネルギーＥＶ（走行エネルギー）が増加する一方、燃料が使用されるために燃料エネルギーＥＦ（化学エネルギー）が減少する。車両の減速時には運動エネルギーＥＶ（走行エネルギー）は減少するが、フューエルカットされるために燃料エネルギーＥＦ（化学エネルギー）は変化しない。
【００４６】
図３（Ｂ）では、化学エネルギーが燃料エネルギーＥＦと蓄電エネルギーＥＢの和により導出され、走行エネルギーが運動エネルギーＥＶのみにより導出される。図３（Ｂ）は、横軸に走行エネルギー、縦軸に化学エネルギーを示す座標において、時間（ｔ）における出力値（ＥＶ（ｔ），ＥＦ（ｔ）＋ＥＢ（ｔ））を時系列にプロットすることにより、エネルギー状態遷移図を示している。車両の加速時には、運動エネルギーＥＶ（走行エネルギー）が増加する一方、蓄電エネルギーＥＢと燃料エネルギーＥＦの両方が使用されるために化学エネルギーが減少する。車両の減速時には、運動エネルギー（走行エネルギー）は減少するが、減少した運動エネルギーＥＶが回生により蓄電器に充電されるため、蓄電エネルギーＥＢは増加する。燃料エネルギーＥＦはフューエルカットのために変化しないので、結果として化学エネルギーは増加することになる。
【００４７】
図３（Ｃ）では、化学エネルギーが燃料エネルギーＥＦと蓄電エネルギーＥＢの和により導出され、走行エネルギーが運動エネルギーＥＶと走行抵抗エネルギーＥＲの和により導出される。図３（Ｃ）は、横軸に走行エネルギー、縦軸に化学エネルギーを示す座標において、時間（ｔ）における出力値（ＥＶ（ｔ）＋ＥＲ（ｔ），ＥＦ（ｔ）＋ＥＢ（ｔ））を時系列にプロットすることにより、エネルギー状態遷移図を示している。車両の加速時には、運動エネルギーＥＶ及び走行抵抗エネルギーＥＲが増加して走行エネルギーが増加する一方、蓄電器の蓄電エネルギーＥＢと燃料エネルギーＥＢの両方が使用されるために化学エネルギーが減少する。車両の減速時には、運動エネルギーＥＶ及び走行抵抗エネルギーＥＲが減少するため走行エネルギーは減少するが、減少した運動エネルギーＥＶが回生により蓄電器に充電されるため、蓄電エネルギーＥＢは増加する。燃料エネルギーＥＦはフューエルカットのために変化しないので、結果として化学エネルギーは増加することになる。
【００４８】
図４は、車重が同じで空気抵抗の異なる車両について、エネルギー状態遷移図を比較して示す。図４（Ａ）、（Ｂ）とも、化学エネルギーは、燃料エネルギーＥＦと蓄電エネルギーＥＢの和に基づき導出される。これに対し、走行エネルギーは、図４（Ａ）では運動エネルギーＥＶのみに基づき導出され、図４（Ｂ）では運動エネルギーＥＶと走行抵抗エネルギーＥＲの和に基づき導出される。
【００４９】
図４（Ａ）からわかるように、走行エネルギーが運動エネルギーＥＶのみに基づき導出される場合には、車両の空気抵抗の違いが、エネルギー状態遷移図の線の傾きとして現れる。空気抵抗の大きい車両の方がエネルギー状態遷移図の線の傾きが大きく、結果として化学エネルギーの減少が大きい。
【００５０】
これに対し、図４（Ｂ）からわかるように、走行エネルギーが運動エネルギーＥＶと走行抵抗エネルギーＥＲの和に基づき導出される場合には、通常、空気抵抗の大きい車両の方がエネルギー状態遷移図の線の傾きが小さい。すなわち、空気抵抗の大きい車の方が空気抵抗の小さい車より効率がよいことがわかる。このように、運動エネルギーＥＶと走行抵抗エネルギーＥＲの和に基づき走行エネルギーを導出することにより、走行に必要となる化学エネルギーを、車両に応じてより詳細に検討することができる。
【００５１】
図３（Ｄ）では、化学エネルギーが燃料エネルギーＥＦと蓄電エネルギーＥＢの和により導出され、走行エネルギーが運動エネルギーＥＶと走行抵抗エネルギーＥＲと位置エネルギーＥＣの和により導出される。図３（Ｄ）は、横軸に走行エネルギー、縦軸に化学エネルギーを示す座標において、時間（ｔ）における出力値（ＥＶ（ｔ）＋ＥＲ（ｔ）＋ＥＰ（ｔ），ＥＦ（ｔ）＋ＥＢ（ｔ））を時系列にプロットすることにより、エネルギー状態遷移図を示している。車両の加速時には、車速の増加により運動エネルギーＥＶ及び走行抵抗エネルギーＥＲが増加するとともに、登坂により位置エネルギーＥＰが増加して走行エネルギーが増加する一方、蓄電器１０３の蓄電エネルギーＥＢと燃料エネルギーＥＦの両方が使用されるために化学エネルギーが減少する。車両の減速時には、運動エネルギーＥＶ及び走行抵抗エネルギーＥＲが減少するとともに、降坂により位置エネルギーＥＰが減少して走行エネルギーが減少する。一方、減速時には減少した運動エネルギーＥＶが回生により蓄電器１０３に充電されるため、蓄電エネルギーＥＢは増加する。燃料エネルギーＥＦはフューエルカットのために変化しないので、結果として化学エネルギーは増加することになる。
【００５２】
本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、車両のオペレーションモードごとに異なる表示形態でエネルギー状態遷移を表示することが可能である。例えば、車両がオペレーションモードを図５に示すように次々に変えながら走行した場合のエネルギー状態遷移図を図６に示す。図６では、化学エネルギーは燃料エネルギーＥＦと蓄電エネルギーＥＢの和に基づき導出され、走行エネルギーは運動エネルギーＥＶと走行抵抗エネルギーＥＲの和に基づき導出されており、異なるオペレーションモードごとに異なる点種を用いてプロットし、エネルギー状態遷移図を表示する。
【００５３】
図６に示すように、車両のオペレーションモードがアイドル充電の場合には、車両が走行を行わないために走行エネルギーは変化しない。アイドル充電の際には、燃料エネルギーＥＦによって蓄電器１０３への充電が行われるが、蓄電エネルギーＥＢの増加分より燃料エネルギーＥＦの減少分の方が大きいため、結果として化学エネルギーは減少する。車両のオペレーションモードがアシスト走行に切り替わり、車両が加速を行うと、燃料エネルギーＥＦと蓄電エネルギーＥＢの双方が減少するために化学エネルギーが減少する一方、運動エネルギーＥＶおよび走行抵抗エネルギーＥＲが増加する結果として走行エネルギーが増加する。
【００５４】
車両のオペレーションモードがクルーズ充電に切り替わると、車両は蓄電エネルギーＥＦを使用せずに、燃料エネルギーＥＦのみを消費しながら蓄電器１０３への充電と走行の両方を行う。この場合には燃料が大量に使用されるため、蓄電エネルギーＥＢの増加分よりも燃料エネルギーＥＦの減少分が大きく、結果として化学エネルギーは減少する。この場合にも、車両は加速しているので、運動エネルギーＥＶおよび走行抵抗エネルギーＥＲが増加する結果として走行エネルギーが増加する。
【００５５】
車両のオペレーションモードがＥＶ走行に切り替わると、車両は燃料エネルギーＥＦを使用せずに、蓄電エネルギーＥＢのみを消費しながら走行を行う。従って、燃料エネルギーＥＦは変化しないが蓄電エネルギーＥＢが減少するため、化学エネルギーが減少する。この場合に車両が加速状態であれば、運動エネルギーＥＶおよび走行抵抗エネルギーＥＲが増加する結果として走行エネルギーが増加し、車両が一定速で走行する状態であれば、走行抵抗エネルギーＥＲが増加する結果として走行エネルギーが増加する。
【００５６】
車両のオペレーションモードがＥＮＧ走行に切り替わると、車両は蓄電器１０３の蓄電エネルギーＥＢを使用せずに、燃料エネルギーＥＦのみを消費しながら走行を行う。従って、蓄電エネルギーＥＢは変化しないが燃料エネルギーＥＦが減少するため、化学エネルギーが減少する。この場合にも車両は加速しているので、運動エネルギーＥＶおよび走行抵抗エネルギーＥＲが増加する結果として走行エネルギーが増加する。
【００５７】
車両が減速してオペレーションモードが回生に切り替わると、運動エネルギーＥＶ及び走行抵抗エネルギーＥＲが減少して走行エネルギーが減少する。減少した運動エネルギーＥＶは回生により蓄電器１０３に充電されるため、蓄電エネルギーＥＢは増加する。燃料エネルギーＥＦはフューエルカットのために変化しないので、結果として化学エネルギーは増加することになる。
【００５８】
なお、図６においては、使用者がオペレーションモードを区別できるように、異なるオペレーションモードごとに異なる点種でプロットすることによりエネルギー状態遷移図を表示しているが、このような表示に限定されるものではなく、オペレーションモードごとに異なる色によりプロットして表示してもよい。
【００５９】
また、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、車両のエネルギー状態遷移を種々の方式で表示することができる。例えば、図７に示すように車両がオペレーションモードを次々に変えながら走行した場合のエネルギー状態遷移図の表示例を、図８、図９に示す。図８においては、各オペレーションモードのエネルギー状態遷移図が連続するように、時系列の表示を行っている。これに対し、図９においては、オペレーションモードごとの化学エネルギーの減少量や走行エネルギーの増加量、およびオペレーションモードそれぞれの効率をわかりやすく示すために、オペレーションモードごとにエネルギー状態遷移図を分解して表示している。
【００６０】
以下、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作に関して、詳細に説明する。図１０は、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作を示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、マネジメントＥＣＵ２０１は、車速センサ１２３からの車速情報、電流計１１５および電圧計１１７の数値、およびエンジンＥＣＵ１１３の燃料噴射指令値に基づき、燃料エネルギーＥＦ（ｔ）、蓄電エネルギーＥＢ（ｔ）、運動エネルギーＥＶ（ｔ）、走行抵抗エネルギーＥＲ（ｔ）を算出する（ステップＳ１）。次に、マネジメントＥＣＵ２０１は、これらのエネルギーの値に基づき、車両の現在のオペレーションモードを判定する（ステップＳ２）。
【００６１】
車両エネルギー状態分析装置は、不図示のメモリを備えている。ステップＳ１で算出された各エネルギー値は、ステップＳ２で判定された現在のオペレーションモードに関連付けられ、オペレーションモードごとに異なるアドレスのメモリに格納される（ステップＳ３）。
【００６２】
そして、マネジメントＥＣＵ２０１は、ステップＳ１で算出した燃料エネルギーＥＦ（ｔ）と蓄電エネルギーＥＢ（ｔ）を加算することにより化学エネルギーを導出し、また、運動エネルギーＥＶ（ｔ）および走行抵抗エネルギーＥＲ（ｔ）を加算することにより走行エネルギーを導出する（ステップＳ４）。
【００６３】
そして、マネジメントＥＣＵ２０１は、不図示の表示部の座標系にエネルギー状態遷移図を表示するように処理する（ステップＳ７）。この表示は、ユーザによる不図示の操作部の操作に応じて、上述した種々の態様で行うことができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置によれば、車両の走行に伴う燃料の使用状態や、車両の運動エネルギーの状態遷移を、使用者が容易に確認することができる。また、化学エネルギーが蓄電器の残容量に応じて調整されるので、表示される化学エネルギーの精度を向上することができる。また、走行エネルギーが走行抵抗や位置エネルギーに応じて調整されるので、表示される走行エネルギーの精度を向上することができる。車両の駆動源の使用形態がそれぞれ異なるオペレーションモードごとにエネルギー状態遷移図が異なる表示形態で表示できるので、オペレーションモードごとの車両のエネルギー状態遷移を使用者が容易に確認することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置について、図１１、１２を参照して説明する。第２実施形態は、実際の車両エネルギー状態遷移図に加え、理想のエネルギー状態遷移図をも表示するよう処理する点において第１実施形態と異なる。したがって、第１実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００６６】
本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、理想のエネルギー状態遷移に関するデータを不図示のメモリに格納しており、図１１に示すように、理想のエネルギー状態遷移図を実際のエネルギー状態遷移図に重ねて表示することができる。図１１において、実際のエネルギー状態遷移図および理想のエネルギー状態遷移図は、オペレーションモードごとに異なる点種でプロットすることにより作成される。実際のエネルギー状態遷移図ではオペレーションモードごとに異なる形状の黒塗り点が用いられるのに対し、理想のエネルギー状態遷移図では、実際のエネルギー状態遷移図で使用される点種の形状と対応するように、同形状の白抜き点が用いられている。このような表示処理によって、自分の車両の走行のエネルギー効率について使用者にわかりやすく示すことができる。
【００６７】
また、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、理想のエネルギー状態遷移図と実際のエネルギー状態遷移図との差分を導出し、差分に基づき理想のエネルギー状態遷移図と実際のエネルギー状態遷移図との一致度を導出することができる。この一致度を点数等により表示することにより、理想のエネルギー状態遷移図と実際のエネルギー状態遷移図との乖離を、使用者が容易に確認することができる。
【００６８】
また、本発明に係る車両エネルギー状態分析装置は、実際のエネルギー状態遷移が理想のエネルギー状態遷移に近づくように、実際のエネルギー状態遷移と理想のエネルギー状態遷移の差分に基づいて、トルク指令の応答性を調整することができる。
【００６９】
以下、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作に関して詳細に説明する。図１２は、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作を示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、マネジメントＥＣＵ２０１は、車速センサ１２３からの車速情報、電流計１１５および電圧計１１７の数値、およびエンジンＥＣＵ１１３の燃料噴射指令値に基づき、燃料エネルギーＥＦ（ｔ）、蓄電エネルギーＥＢ（ｔ）、運動エネルギーＥＶ（ｔ）、走行抵抗エネルギーＥＲ（ｔ）を算出する（ステップＳ１１）。次に、マネジメントＥＣＵ２０１は、これらのエネルギーの値に基づき、車両の現在のオペレーションモードを判定する（ステップＳ１２）。
【００７０】
本変形例に係る車両エネルギー状態分析装置は、不図示のメモリを備えている。ステップＳ１で算出された各エネルギー値は、ステップＳ１２で判定された現在のオペレーションモードに関連付けられ、オペレーションモードごとに異なるアドレスのメモリに格納される（ステップＳ１３）。
【００７１】
そして、マネジメントＥＣＵ２０１は、ステップＳ２１で算出した燃料エネルギーＥＦ（ｔ）と蓄電エネルギーＥＢ（ｔ）を加算することにより化学エネルギーを算出し、また、運動エネルギーＥＶ（ｔ）および走行抵抗エネルギーＥＲ（ｔ）を加算することにより走行エネルギーを算出する（ステップＳ１４）。
【００７２】
メモリには、理想のエネルギー状態遷移図に関するデータが格納されており、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移とを比較できるようになっている。マネジメントＥＣＵ２０１は、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移との差分を算出する（ステップＳ１５）。
【００７３】
次に、マネジメントＥＣＵ２０１は、実際のエネルギー状態遷移と理想のエネルギー状態遷移との差分が所定の閾値より大きいかどうかを判断する（ステップＳ１６）。差分が閾値より大きい場合、すなわち、実際のエネルギー状態遷移が理想のエネルギー状態遷移から所定よりも外れている場合には、実際のエネルギー状態遷移が理想のエネルギー状態遷移に近づくように、マネジメントＥＣＵ２０１がなまし処理を行う（ステップＳ１７）。例えば、実際のエネルギー状態遷移と理想のエネルギー状態遷移を比較した結果、実際の走行ではクルーズ充電が多く、ＥＶ走行やアシスト走行が少ないと判断される場合には、アクセルペダルに対する応答性を制御することによりトルク指令の応答性を調整し、ＥＶ走行やアシストに切り替わりやすくする。
【００７４】
ステップＳ１６において差分が閾値以下であると判断された場合や、ステップＳ１７のなまし処理に続き、マネジメントＥＣＵは不図示の表示部にエネルギー状態遷移を表示するように処理する（ステップＳ１８）。この表示は、ユーザが不図示の操作部を操作することによって、上述した種々の態様で行うことができる。
【００７５】
マネジメントＥＣＵ２０１は、ＭＯＴ要求トルクや燃料噴射量を決定してエンジンＥＣＵ１１３へと指示するとともに、インバータＥＣＵ１１１により電動機１０１に供給される電力を制御することによって、理想のエネルギー状態遷移に近づくように制御する（ステップＳ１９）。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置によれば、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移と差分に基づきトルク指令の応答性を調整するので、理想のエネルギー状態遷移に近づけることができる。
【００７７】
なお、本車両エネルギー状態分析装置の変形例において、化学エネルギーは、燃料エネルギーＥＦ（ｔ）と蓄電エネルギーＥＢ（ｔ）を加算してから、エアコン、オーディオ、ナビシステム等の補機１２５を使用するための補機エネルギーＥＡ（ｔ）を減算することにより導出してもよい。すなわち、本変形例においては、化学エネルギーは以下の式により導出される。
化学エネルギー（ｔ）＝ＥＦ（ｔ）＋ＥＢ（ｔ）−ＥＡ（ｔ）
これにより、マネジメントＥＣＵ２０１が、補機のエネルギー消費量に応じて化学エネルギーを導出するので、精度を向上することができる。
【００７８】
また、本車両エネルギー状態分析装置の変形例において、不図示の送信部が、車両のエネルギー状態遷移に関するデータを外部情報センターに送信してもよい。これにより、外部情報センターは、各車両の走行状態およびエネルギー状態に関するデータを収集することができる。
【００７９】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１０１  電動機(MOT)
１０３  蓄電器(BATT)
１０７  多気筒内燃機関(ENG)
１２５  補機
２０１  マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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