JP5477162B2 - 車両用電源制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリから駆動用モータ及び車載負荷へ電力を供給する電気自動車の電源装置を制御する車両用電源制御装置に関するものである。

近年、エネルギー密度に優れたリチウムイオン電池等の実用化で、充電１回当たりの走行可能距離が実用に足りる距離まで延長され、電気自動車が普及し始めている。電気自動車は、エンジン駆動車に比べて、構造が単純であり、部品点数が少なくて済み、また、燃料コストも桁違いに低く、環境への影響も小さいので、急速に普及して行くことが予想される。

特許文献１には、電動車両の走行距離を検出する検出手段と、その走行距離を走行するのに要した消費エネルギー量を算出する算出手段と、走行距離及び消費エネルギー量から電力消費率を計算する計算手段と、電力消費率を表示する表示手段とを備えた電動車両用表示装置が開示されている。ある距離を走行するのに、どの程度のエネルギーを消費しているのかを、操縦者に示し、限りあるバッテリのエネルギーを無駄に使用しないようにする。

特開２００１−１１９８０２号公報

電気自動車では、バッテリの残容量により車両が目的地に到達できない虞がある場合、走行距離を延長する為に、任意の車載負荷への電力供給をオフにすることが可能である。しかし、その場合、何れの車載負荷への電力供給をオフにしたら、どの程度の走行距離の延長が見込めるのかが不明であり、行き先に合わせて効率良く車載負荷の消費電力をカットすることができないという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、車両が目的地に到達できない虞があるような場合に、何れの車載負荷への電力供給をオフにしたら、どの程度の走行距離の延長が見込めるのかを知ることができる車両用電源制御装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る車両用電源制御装置は、バッテリから駆動用モータ及び複数の車載負荷へ電力を供給する電気自動車の電源装置を制御する車両用電源制御装置において、車載負荷毎の消費電力に基づき、該車載負荷への電力供給をオフにした場合に、削減される消費電力による走行可能距離を演算する演算手段と、車載負荷の選択を受け付ける手段と、該手段が受け付けた車載負荷について、前記演算手段が演算した走行可能距離を表示する表示手段と、電力供給をオフにする車載負荷の組合せが設定されており、設定された組合せを記憶してある記憶手段とを備え、前記表示手段は、該記憶手段が記憶してある組合せを表示するように構成されていることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、バッテリから駆動用モータ及び複数の車載負荷へ電力を供給する電気自動車の電源装置を制御する。演算手段が、車載負荷毎の消費電力に基づき、車載負荷への電力供給をオフにした場合に、削減される消費電力による走行可能距離を演算する。受け付ける手段が、車載負荷の選択を受け付け、表示手段が、その受け付けた車載負荷について、演算手段が演算した走行可能距離を表示する。記憶手段が、電力供給をオフにする車載負荷の組合せを設定されており、設定された組合せを記憶してある。表示手段は、記憶手段が記憶してある組合せを表示する。

第２発明に係る車両用電源制御装置は、前記記憶手段は、記憶してある組合せ毎に、車載負荷についての前記走行可能距離の合計値を記憶しており、前記表示手段が表示してある組合せの選択を受け付ける手段と、該手段が受け付けた組合せに基づき、車載負荷への電力供給をオフにする実行手段とを更に備え、前記表示手段は、前記組合せの走行可能距離の合計値を表示するように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、記憶手段は、記憶してある組合せ毎に、車載負荷についての走行可能距離の合計値を記憶している。受け付ける手段が、表示手段が表示してある組合せの選択を受け付け、実行手段が、その受け付けた組合せに基づき、車載負荷への電力供給をオフにする。表示手段は、受け付けた組合せの走行可能距離の合計値を表示する。

第３発明に係る車両用電源制御装置は、前記車載負荷は選択可能な複数の稼働レベルを有しており、前記組合せを構成する車載負荷には、それぞれ予め選択された稼働レベルが設定されており、前記表示手段は、組合せの車載負荷毎に設定された稼働レベルを表示し、前記合計値は、該稼働レベルに応じた消費電力に基づく走行可能距離が合計されたものであり、前記実行手段は、前記稼働レベルに基づき、車載負荷への電力供給を削減するように構成されていることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、車載負荷は選択可能な複数の稼働レベルを有しており、組合せを構成する車載負荷には、それぞれ予め選択された稼働レベルが設定されている。表示手段は、組合せの車載負荷毎に設定された稼働レベルを表示する。記憶手段が記憶し表示手段が表示する合計値は、その稼働レベルに応じた消費電力に基づく走行可能距離が合計されたものであり、実行手段は、その稼働レベルに基づき、車載負荷への電力供給を削減する。

本発明に係る車両用電源制御装置によれば、目的地に到達できない虞があるような場合に、何れの車載負荷への電力供給をオフにしたら、どの程度の走行距離の延長が見込めるのかを知ることができ、行き先に合わせて効率良く車載負荷の消費電力をカットすることが可能になる。

本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 入力部及び表示装置の外観例を示す外観図である。 入力部及び表示装置の設置位置の例を示す説明図である。 記憶部の記憶内容の例を示す説明図である。 表示装置の表示内容の例を示す説明図である。 表示装置の表示内容の例を示す説明図である。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源制御装置は、車載負荷である空調装置１５、ヒータ１６、デフォッガ１７、シートヒータ１８が、それぞれＥＣＵ（Electronic Control Unit）１９，２０，２１，２２により制御される。尚、車載負荷は、空調装置１５、ヒータ１６、デフォッガ１７、シートヒータ１８に限られるものではなく、ライト及びオーディオ装置等その他の車載負荷も含むものとする。

ＥＣＵ１９，２０，２１，２２は、それぞれの車載負荷の負荷容量（消費電力）を記憶しており、車内ＬＡＮ（Local Area Network）２３を通じて、この車両用電源制御装置の制御部１内の記憶部（記憶手段）３に通知する。記憶部３は、通知された車載負荷の消費電力を記憶する。

制御部１は、延長距離換算部２を備えており、延長距離換算部２は、記憶部３と、記憶部３が記憶している車載負荷毎の消費電力に基づき、車載負荷への電力供給をオフにした場合の走行可能距離を演算する走行距離演算部（演算手段）４とを内蔵している。記憶部３は、走行距離演算部４が演算した車載負荷毎の走行可能距離、電力供給をオフにする車載負荷の組合せ、及び組合せ毎に合計された走行可能距離を記憶している。
制御部１には、空調装置１５、ヒータ１６、デフォッガ１７、シートヒータ１８等の車載負荷への電力供給をオン／オフし、車載負荷の出力割合（稼働レベル）を調節する為の制御ボタン類を備える入力部５が接続されている。

制御部１には、また、表示装置（表示手段）６が接続されている。表示装置６は、記憶部３が記憶している車載負荷毎の走行可能距離、電力供給をオフにする車載負荷の組合せ、及び組合せ毎に合計された走行可能距離等を表示する。表示装置６は、タッチセンサ７を備えており、タッチセンサ７により表示に関する操作が行われる。
制御部１には、また、半導体リレー制御部８が接続されている。半導体リレー制御部８は、入力部５及びタッチセンサ７における操作に基づき、半導体リレーで構成されたリレー２４，２５，２６，２７をオン／オフ制御する。リレー２４，２５，２６，２７は、空調装置１５、ヒータ１６、デフォッガ１７、シートヒータ１８への電力供給をオン／オフする。

リレー２４，２５，２６，２７の電源側端子は、それぞれ電源選択部９に接続されている。電源選択部９には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１と、補機バッテリ１２と、外部電源に接続する為の外部電源端子１３とが接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、補機バッテリ１２、外部電源端子１３及びリレー２４，２５，２６，２７間の接続をそれぞれ切替え制御する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の高圧側端子には、高圧バッテリ１０が接続されている。高圧バッテリ１０は、車両の駆動モータ１４へ電力供給すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を通じて、空調装置１５、ヒータ１６、デフォッガ１７、シートヒータ１８等の車載負荷及び補機バッテリ１２へ電力供給する。

図２は、入力部５及び表示装置６の外観例を示す外観図である。
入力部５及び表示装置６は、上底の方が長い略等脚台形形状であり、斜辺及び下底の周縁部には、空調装置１５、ヒータ１６、デフォッガ１７、シートヒータ１８等の車載負荷の制御ボタン類が設けられた入力部５が形成されている。略等脚台形形状の上底から中央部にかけては、液晶ディスプレイで構成された表示装置６が設けられ、液晶ディスプレイの表面には、タッチセンサ７が付設されている。

入力部５の中央部には、表示装置６に表示された電力供給をオフにする車載負荷の組合せ（設定１〜３）（後述）から選択する為のダイヤル５ａ（受け付ける手段）が設けられている。ダイヤル５ａで選択された車載負荷の組合せにより可能となる合計走行可能距離が、表示装置６に表示されると共に、制御部１（図１）は、選択された車載負荷の組合せに基づき、半導体リレー部８及び車内ＬＡＮ２３を通じて、車載負荷への電力供給を削減する。
また、タッチセンサ７での操作により選択された個々の車載負荷が、電力供給をオフにされることにより可能となる走行可能距離が表示装置６に表示される。
入力部５及び表示装置６は、図３に示すように、運転席３０及び助手席３２の前方中間部のダッシュボード（又はセンターコンソール）に設けられている。

このような構成の車両用電源制御装置では、記憶部３（図１）は、車内ＬＡＮ２３を通じて通知された図４（ａ）に示すような各車載負荷の１時間当たりの消費電力値を記憶している。例えば、空調装置（Ａ／Ｃ）１５の消費電力はａｋＷ、ヒータ１６の消費電力はｂｋＷ、デフォッガ１７の消費電力はｃｋＷ、シートヒータ１８の消費電力はｄｋＷ、オーディオ装置の消費電力はｅｋＷ、ライトの消費電力はｆｋＷである。

記憶部３は、また、図４（ｂ）に示すような、高圧バッテリ１０の満充電時の電力量ＸｋＷ・ｈからの、各車載負荷の使用状態に応じた車両の走行可能距離を外部から入力され記憶している。例えば、エンジン駆動車の１０・１５モードと同様の条件（空調装置１５等車載負荷はオフ）での走行可能距離Ａｋｍ、空調装置１５がオフの場合の走行可能距離Ｂｋｍ、空調装置１５のクーラのみがオンの場合の走行可能距離Ｃｋｍ、ヒータ１６のみがオンの場合の走行可能距離Ｄｋｍである。

上記したような記憶部３が記憶しているデータ（図４）に基づき、走行距離演算部４（図１）は、例えば、ヒータ１６がオンの場合の電力量１ｋＷ・ｈ当たりの走行可能距離Ｙを、Ｙ＝（Ｄ／Ｘ）（ｋｍ）により演算する。
走行距離演算部４は、次に、Ｚ時間（ｈ）ヒータ１６をオフにした場合に削減される消費電力量Ｐを、Ｐ＝ｂ×Ｚ（ｋＷ・ｈ）により演算する。
走行距離演算部４は、次に、Ｚ時間（ｈ）ヒータ１６をオフにした場合に削減される消費電力量Ｐを、Ｐ×Ｙ＝ｂ×Ｚ×（Ｄ／Ｘ）により走行可能距離に換算する。ヒータ１６を１時間オフにした場合に削減される消費電力量Ｐは、Ｐ×Ｙ＝ｂ×（Ｄ／Ｘ）により走行可能距離に換算される。

記憶部３は、走行距離演算部４が上記と同様にして換算した、各車載負荷を１時間オフにした場合の走行可能距離を、図５に示すように記憶している。例えば、空調装置（Ａ／Ｃ）１５の場合の走行可能距離は２ｋｍ、ヒータ１６の場合の走行可能距離は１ｋｍ、デフォッガ１７の場合の走行可能距離は０．５ｋｍ、シートヒータ１８の場合の走行可能距離は０．５ｋｍ、オーディオ装置の場合の走行可能距離は０．１ｋｍ、ライトの場合の走行可能距離は０．０５ｋｍである。尚、これらの走行可能距離は、各車載負荷の消費電力が１００％削減される場合の数値である。

表示装置６は、タッチセンサ７での操作に基づき、図５に示すような各車載負荷を１時間オフにした場合の走行可能距離を表示する。また、表示装置６は、タッチセンサ７での操作により選択された車載負荷毎に、その車載負荷を１時間オフにした場合の走行可能距離を表示する。
表示装置６は、タッチセンサ７での操作により、図６に示すような車載負荷の組合せ（設定１〜３）を表示する。車載負荷の組合せ（設定１〜３）は、記憶部３で外部から設定され記憶している。

ユーザは、ダイヤル５ａにより車載負荷の組合せ（設定１〜３）を選択し、表示装置６は、選択された車載負荷の組合せへの電力供給を１時間削減した場合に可能となる合計走行可能距離（走行可能距離の合計値）を表示する。これらの合計走行可能距離は、走行距離演算部４により演算され、記憶部３で記憶しておく。
車載負荷の組合せ（設定１〜３）では、車載負荷毎に、フル稼働を１００％とする稼働率（稼働レベル）が設定されており、合計走行可能距離は、これらの稼働率に基づく消費電力により演算される。
尚、表示装置６が、図６に示すような車載負荷の組合せ（設定１〜３）を表示する際に、その組合せ毎の合計走行可能距離を表示しても良い。

図６では、「○」をフル稼働（つまり、削減されない）、「×」を電力供給オフ、その他を％表示としているが、稼働レベルを「高」「中」「低」「切」、「強」「中」「弱」「切」等のように表示しても良い。尚、図６には示していないが、車載負荷の組合せでは、その組合せの全車載負荷を電力供給オフ（「×」「切」）に設定することも可能である。
制御部１は、ダイヤル５ａにより選択された車載負荷の組合せに基づき、半導体リレー部８を通じて、リレー２４〜２７をオフ又はオンに制御し、車内ＬＡＮ２３及びＥＣＵ１９〜２２を通じて、車載負荷の稼働レベルを制御することにより、車載負荷への電力供給を削減する。

１ 制御部
２ 延長距離換算部
３ 記憶部（記憶手段）
４ 走行距離演算部（演算手段）
５ 入力部
５ａ ダイヤル（受け付ける手段）
６ 表示装置（表示手段）
７ タッチセンサ（選択を受け付ける手段）
８ 半導体リレー制御部
９ 電源選択部
１０ 高圧バッテリ
１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２ 補機バッテリ
１４ 駆動モータ（駆動用モータ）
１５ 空調装置（車載負荷）
１６ ヒータ（車載負荷）
１７ デフォッガ（車載負荷）
１８ シートヒータ（車載負荷）
１９，２０，２１，２２ ＥＣＵ
２３ 車内ＬＡＮ
２４，２５，２６，２７ リレー

Claims (3)

1. バッテリから駆動用モータ及び複数の車載負荷へ電力を供給する電気自動車の電源装置を制御する車両用電源制御装置において、
   車載負荷毎の消費電力に基づき、該車載負荷への電力供給をオフにした場合に、削減される消費電力による走行可能距離を演算する演算手段と、車載負荷の選択を受け付ける手段と、該手段が受け付けた車載負荷について、前記演算手段が演算した走行可能距離を表示する表示手段と、電力供給をオフにする車載負荷の組合せが設定されており、設定された組合せを記憶してある記憶手段とを備え、前記表示手段は、該記憶手段が記憶してある組合せを表示するように構成されていることを特徴とする車両用電源制御装置。
2. 前記記憶手段は、記憶してある組合せ毎に、車載負荷についての前記走行可能距離の合計値を記憶しており、前記表示手段が表示してある組合せの選択を受け付ける手段と、該手段が受け付けた組合せに基づき、車載負荷への電力供給をオフにする実行手段とを更に備え、前記表示手段は、前記組合せの走行可能距離の合計値を表示するように構成してある請求項１記載の車両用電源制御装置。
3. 前記車載負荷は選択可能な複数の稼働レベルを有しており、前記組合せを構成する車載負荷には、それぞれ予め選択された稼働レベルが設定されており、前記表示手段は、組合せの車載負荷毎に設定された稼働レベルを表示し、前記合計値は、該稼働レベルに応じた消費電力に基づく走行可能距離が合計されたものであり、前記実行手段は、前記稼働レベルに基づき、車載負荷への電力供給を削減するように構成されている請求項２記載の車両用電源制御装置。

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