(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動する駆動用モータと、
該駆動用モータに電力を供給するバッテリと、
該バッテリに電力を蓄積する発電機と、
該発電機を駆動するエンジンと、
前記バッテリから前記駆動用モータに出力される消費電力を検出するモータ消費電力検出手段と、
前記発電機から前記バッテリに蓄積される供給電力を検出するバッテリ供給電力検出手段と、
前記モータ消費電力が前記バッテリ供給電力よりも大きいときに警報を発する警報手段とを具え、
前記バッテリの充電容量を検出する充電容量検出手段と、
該バッテリ充電容量の低下率を検出する充電容量低下率算出手段と、
前記車両の平均車速を算出する平均車速算出手段と、
前記バッテリ充電容量と前記充電容量の低下率と前記平均車速とに基づいて継続走行可能距離を算出する継続走行可能距離算出手段とを更に備え、
前記警報手段は前記モータ消費電力が前記バッテリ供給電力よりも大きいときに前記警報として前記継続走行可能距離を表示する
ことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
前記警報手段は前記継続走行可能距離の表示と共に警告音を鳴らす
ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリに蓄積された電力によりモータを駆動して車両を走行させる電気自動車に関し、特にバッテリに充電する発電機及びこの発電機を駆動するエンジンを搭載したシリーズ式ハイブリッド電気自動車に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、シリーズ式ハイブリッド電気自動車は、車両に搭載されたバッテリに蓄電された電力、あるいは、エンジンが駆動することで発電機が発電する電力を選択的に使用し、この電力によってモータを駆動し、このモータの出力軸に駆動連結された駆動輪を回転駆動することで車両を走行させるものである。
【０００３】
この場合、ハイブリッド電気自動車では、バッテリに充電された電力によりあとどのくらい走行し続けられるかを検出することが重要であり、常時、バッテリの充電容量を検出し、適切な時期に発電を行ってバッテリの充電を行っている。即ち、走行開始前に充電機等によって予めバッテリに電力を蓄電してバッテリ充電率を１００％としておき、この状態からモータを駆動して電気自動車の走行を開始する。すると、走行時間の経過に伴ってバッテリ充電率が低下し、このバッテリ充電率が下限値まで低下すると、このときにエンジンを駆動して発電機による発電を開始し、電力をバッテリに蓄電する。そして、バッテリ充電率が上限値まで上昇するとエンジンを停止し、再び、バッテリの電力のみでモータを駆動して電気自動車を走行する。
【０００４】
しかしながら、ハイブリッド電気自動車にて、バッテリの残存容量を検出してドライバに表示しても、ドライバとしては、バッテリに充電された電力で何キロ走行できるかが重要であり、充電容量よりも継続走行可能距離を表示することが望まれている。
【０００５】
そこで、バッテリの残存容量に代えて走行可能距離を表示する電気自動車が、例えば、特開平９−１９１５０５号公報に開示されている。この公報に開示された「電気自動車の走行可能距離算出装置」は、車両の走行中に、一定時間経過する間でのバッテリからモータに流れる電流と指定容量電圧とからその間の走行距離の消費量を求めた後、この消費量と前回走行停止時の電池総容量と走行距離とから単位距離当たりの消費量を求め、この単位距離当たりの消費量と指定容量電圧とから以後の走行可能距離を求めるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の「電気自動車の走行可能距離算出装置」にあっては、走行前に前回停止時における電池の総容量を予め求めておき、今回走行開始後にこの総容量と走行距離とその消費量とに基づいて単位距離当たりの消費量、並びに走行可能距離を求めている。そのため、前回の走行停止時と今回の走行開始時との間に長時間経過している場合には、バッテリの自己放電により電池の総容量が変動し、走行可能距離を高精度に算出することができない。
【０００７】
また、ハイブリッド電気自動車では、バッテリに発電機及びエンジンが接続されており、充電容量が低下したら発電を行ってバッテリの充電を行っている。ところが、車両が登坂路走行や高速走行などの高負荷運転を行った場合、モータ消費電力がバッテリ供給電力よりも大きくなり、現在の運転状態では、走行可能距離が限られてしまい、いずれはバッテリ充電容量がゼロとなり、走行不能となってしまう。上述した従来技術は電気自動車に関するものであり、単に走行可能距離を求めるだけであり、このような点が考慮されていない。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するものであって、車両の継続走行可能距離を高精度に表示すると共に、高負荷運転時にはドライバに注意を促して走行不能となることを抑制した電気自動車を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の電気自動車では、車両を駆動する駆動用モータと、該駆動用モータに電力を供給するバッテリと、該バッテリに電力を蓄積する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、前記バッテリから前記駆動用モータに出力される消費電力を検出するモータ消費電力検出手段と、前記発電機から前記バッテリに蓄積される供給電力を検出するバッテリ供給電力検出手段と、前記モータ消費電力が前記バッテリ供給電力よりも大きいときに警報を発する警報手段とを具えたことを特徴とする。
【００１０】
従って、車両が登坂路走行や高速走行などの高負荷運転を行うと、バッテリ充電が容量著しく減少して走行不能になってしまうが、この高負荷運転を、モータ消費電力がバッテリ供給電力よりも大きくなることで検出し、このときに警報を発してドライバに注意を促すことができ、その結果、高負荷運転を中止してバッテリ充電容量の減少を阻止し、車両の走行不能を防止できる。
【００１１】
また、請求項１の発明の電気自動車では、前記バッテリの充電容量を検出する充電容量検出手段と、該バッテリ充電容量の低下率を検出する充電容量低下率算出手段と、前記車両の平均車速を算出する平均車速算出手段と、前記バッテリ充電容量と前記充電容量の低下率と前記平均車速とに基づいて継続走行可能距離を算出する継続走行可能距離算出手段とを更に備え、前記警報手段は前記モータ消費電力が前記バッテリ供給電力よりも大きいときに前記警報として前記継続走行可能距離を表示することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２の発明の電気自動車では、請求項１に記載する電気自動車において、前記警報手段は前記継続走行可能距離の表示と共に警告音を鳴らすことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１に本発明の一実施形態に係る電気自動車の概略構成、図２に本実施形態の電気自動車における継続走行可能距離表示のフローチャート、図３に平均車速の算出方法を説明するためのグラフ、図４にバッテリ充電率の低下率の算出方法を説明するためのグラフを示す。
【００１５】
以下に示す実施形態では、本発明の電気自動車をシリーズ式ハイブリッド電気自動車に適用して説明する。図１に示すように、車両に搭載されるエンジン１１は燃料にガソリンを使用する内燃機関（メタノールやＬＰＧ、ＣＮＧエンジンでもよい。）であり、このエンジン１１の出力軸に発電機１２が連結されている。この発電機１２にはモータコントローラ１３及びモータ１４が電気的に接続されており、このモータ１４の出力軸には図示しない駆動輪が連結されている。そして、モータコントローラ１３にはアクセル開度センサ１５が接続されており、ドライバが踏み込み操作するアクセルペダル１６の開度θが入力する。
【００１６】
また、発電機１２とモータコントローラ１３との間にバッテリ１７が接続されており、バッテリ１７にはこのバッテリ１７からモータ１４に出力される消費電流ＩM を検出する第１電流センサ（モータ消費電力検出手段）１８と、発電機１２からバッテリ１７に蓄積される供給電流ＩG を検出する第２電流センサ（バッテリ供給電力検出手段）１９が接続されると共に、バッテリ１７の端子電圧Ｖを検出する電圧センサ２０が接続されている。
【００１７】
そして、第１電流センサ１８と第２電流センサ１９と電圧センサ２０は制御装置２１に接線されており、検出した消費電流ＩM と供給電流ＩG と端子電圧Ｖとが入力する。制御装置２０はこれらの入力値に基づいてエンジン１１及び発電機１２を作動制御する。
【００１８】
このように構成されたハイブリッド電気自動車にて、ドライバがアクセルペダル１６を踏み込み操作すると、アクセル開度センサ１５はアクセル開度θをモータコントローラ１３に出力する。モータコントローラ１３はこのアクセル開度θに応じた要求出力を演算し、バッテリ１７からモータ１４に要求出力に応じた電流ＩM を出力してモータ１４を駆動し、車両を所望の速度で走行させる。
【００１９】
車両の走行に伴ってバッテリ１７の残存容量が低下するため、制御装置２１は第１電流センサ１８が検出した消費電流ＩM からバッテリ充電率ＳＯＣを算出しており、このバッテリ充電率ＳＯＣが予め設定した下限値まで低下すると、エンジン１１を駆動して発電機１２による発電を開始し、バッテリ１７に電力を蓄積する。そして、前述した消費電流ＩM と第２電流センサ１９が検出した供給電流ＩG とからバッテリ充電率ＳＯＣを算出し、このバッテリ充電率ＳＯＣが予め設定した上限値まで上昇するとエンジン１１を停止し、再び、バッテリ１７の電力のみでモータ１４を駆動して車両を走行させる。
【００２０】
ところで、本実施形態にて、制御装置２１はモータ消費電流ＩM がバッテリ供給電流ＩG よりも大きいときに、車両の高負荷運転と判定し、バッテリ充電率ＳＯＣとこのＳＯＣ低下率ＲSOC と平均車速Ｖa とに基づいて継続走行可能距離Ｄを算出（継続走行可能距離算出手段）し、この継続走行可能距離Ｄを表示（表示手段）してドライバに警報を発する（警報手段）ようにしている。即ち、制御装置２１には車速センサ２２が接続されて車速Ｖが入力されると共に、表示部（例えば、インストルメントパネルのディスプレイ）２３が接続されて継続走行可能距離Ｄを表示可能となっている。
【００２１】
ここで、この制御装置２１による継続走行可能距離Ｄの表示制御及び警報制御について、図２のフローチャート、並びに図３予備図４のグラフを用いて詳細に説明する。
【００２２】
図２に示すように、エンジン１１により発電機１２が駆動し、バッテリ１７に充電すると共に、この発電力あるいはバッテリ１７の充電力によりモータ１４を駆動して車両を走行させる車両のハイブリッド運転状態のとき、ステップＳ１において、モータ消費電流ＩM がバッテリ供給電流ＩG よりも大きいかどうかを判定する。この場合、所定時間、例えば、５分間におけるモータ消費電流ＩM の積算値とバッテリ供給電流ＩG の積算値とを比較して判定する。そして、このステップＳ１にて、モータ消費電流ＩM よりもバッテリ供給電流ＩG の方が大きい、つまり、車両が低負荷運転状態であって、発電機１２の駆動により発電した電力がバッテリ１７に蓄積され、バッテリ１７の充電率ＳＯＣが増加していれば、ステップＳ７にて、表示部２３に何も表示しないでこのルーチンを抜ける。
【００２３】
一方、ステップＳ１にて、モータ消費電流ＩM がバッテリ供給電流ＩG よりも大きい、つまり、車両が高負荷運転状態であって、発電機１２を駆動してもバッテリ１７の充電率ＳＯＣが増加しなければ、ステップＳ２に移行する。このステップＳ２では、車速センサ２２が検出した車速Ｖを用い、図３に示すグラフ及び下記数式（１）に基づいて所定時間、例えば、２０分間（ｔ2−ｔ1）の平均車速Ｖa を算出する。なお、ΔＶｔは車速の変化量である。
【数１】
0004193364.tif 000002
【００２４】
次に、ステップＳ３では、前述したバッテリ充電率ＳＯＣを用い、図４に示すグラフ及び下記数式（２）に基づいて所定時間、例えば、２０分間（ｔ2−ｔ1）のバッテリ充電率ＳＯＣの低下率ＲSOC を算出する。
【数２】
0004193364.tif 000003
【００２５】
そして、ステップＳ４にて、現在のバッテリ充電率ＳＯＣと算出した低下率ＲSOC を用い、下記数式（３）に基づいて基づいて継続走行可能時間Ｔを算出する。
【数３】
0004193364.tif 000004
【００２６】
更に、ステップＳ５にて、平均車速Ｖa と継続走行可能時間Ｔを用い、下記数式（４）に基づいて基づいて継続走行可能距離Ｄを算出する。
【数４】
0004193364.tif 000005
【００２７】
ステップＳ６では、算出した継続走行可能距離Ｄを表示部２３に表示する。このように継続走行可能距離Ｄが表示部２３に表示されると、ドライバは、車両の高負荷運転状態を認識することとなり、車速を低下させるなどしてこの高負荷運転を中止することとなる。そして、高負荷運転を中止すると、ステップＳ１の判定処理にて、モータ消費電流ＩM よりもバッテリ供給電流ＩG の方が大きくなり、発電機１２の駆動により発電した電力がバッテリ１７に蓄積され、バッテリ１７の充電率ＳＯＣが増加するため、ステップＳ７に移行して表示部２３の表示をやめてこのルーチンを抜ける。
【００２８】
このように本実施形態のシリーズ式ハイブリッド電気自動車にあっては、モータ消費電流ＩM がバッテリ供給電流ＩG よりも大きいときには、バッテリ充電率ＳＯＣとこのＳＯＣ低下率ＲSOC と平均車速Ｖa とに基づいて継続走行可能距離Ｄを算出し、この継続走行可能距離Ｄを表示することで、ドライバに対して高負荷運転状態であって、この運転状態ではあと距離Ｄしか走行することができないと認識させている。従って、ドライバは、車速を低下させるなどして高負荷運転を中止し、バッテリ１７のバッテリ充電率ＳＯＣを増加させ、車両が走行不能となることを防止することができる。
【００２９】
なお、モータ消費電流ＩM がバッテリ供給電流ＩG よりも大きいときに、算出した継続走行可能距離Ｄを表示すると共に、警告音を鳴らしてドライバに対して注意を促すようにしてもよい。また、エンジン１１を駆動する燃料が無くなって発電機１２による発電ができなくなったときは、車両がハイブリッド運転状態でなくても、継続走行可能距離Ｄを表示するようにしてもよい。
【００３０】
また、上述の実施形態では、本発明の電気自動車をシリーズ式ハイブリッド電気自動車に適用して説明したが、エンジン１１や発電機１２が搭載されていない電気自動車にも適用することができるものであり、また、パラレル式ハイブリッド電気自動車に適用してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の電気自動車によれば、モータ消費電力がバッテリ供給電力よりも大きいときに警報を発するようにしたので、車両が登坂路走行や高速走行などの高負荷運転を行うと、バッテリ充電が容量著しく減少して走行不能になってしまうが、この高負荷運転を、モータ消費電力がバッテリ供給電力よりも大きくなることで検出し、このときに警報を発してドライバに注意を促すことができ、その結果、高負荷運転を中止してバッテリ充電容量の減少を阻止し、車両が走行不能状態となるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車の概略構成図である。
【図２】本実施形態の電気自動車における継続走行可能距離表示のフローチャートである。
【図３】平均車速の算出方法を説明するためのグラフである。
【図４】バッテリ充電率の低下率の算出方法を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１１  エンジン
１２  発電機
１３  モータコントローラ
１４  モータ
１７  バッテリ
１８  第１電流センサ（モータ消費電力検出手段）
１９  第２電流センサ（バッテリ供給電力検出手段）
２０  電圧センサ
２１  制御装置（充電容量検出手段、充電容量低下率算出手段、平均車速算出手段、継続走行可能距離算出手段）
２２  車速センサ
２３  表示部（表示手段、警報手段）
【図１】
0004193364.tif 000006
【図２】
0004193364.tif 000007
【図３】
0004193364.tif 000008
【図４】
0004193364.tif 000009