JP2016536200A - 充電状態の表示 - Google Patents

Abstract

スケールおよびこれに対して移動可能なインジケータを有する充電量を表示するディスプレイ。さまざまな目的のために、異なるスケールが利用され、インジケータの現時点の位置を変えることなく、異なるスケールが置換可能である。ディスプレイは、内燃エンジンおよびモータ／ジェネレータを備えたハイブリッド電気車両のバッテリの充電状態を示し、ディスプレイは、異なる名目上のまたは最適な充電状態に対応する最大パラメータを含む異なるスケールを有する。

Description

本発明は、充電状態（充電率）、とりわけハイブリッド電気車両の充電状態を示すためのインジケータ等、最大値と最小値の間の量を表示するためのディスプレイに関する。

ハイブリッド電気車両は、広く知られており、一般に、内燃エンジン、電気モータ、バッテリ、および制御システムを備え、制御システムは、車両がエンジン、モータ、またはこれらの組合せのいずれにより駆動されているかを判断するものである。バッテリは、たとえば車両回生ブレーキを掛けているとき、車両発電機、すなわち発電機として機能するモータにより充電してもよい。いくつかの状況において、エンジンは、（発電機としての）モータを駆動して、バッテリを充電する。

数多くの要因が、車両使用中のバッテリをいつ、どのように充電すべきかに影響を与える。たとえば回生ブレーキを用いて（燃料を用いることなく）、バッテリの最適な充電状態および適時の再充電の実行可能性について考慮しなければならない。名目上の充電状態は、最高燃費、最高走行距離、または最大性能が得られるように最適化されたプログラムを車両ドライバが選択したか否かに基づいて変化し得る。バッテリの充電は、トルク制御システムにより制御され、トルク制御システムは、車両動作モードに対する複数の充電マップを有する。ハイブリッド電気車両において、動作モードは、ノーマルモード、電気モード（電力を用いて走行距離が伸びる）、およびスポーツモード（加速度を増大させる）を含むものであってもよい。

充電マップは、特定の車両のタイプまたは仕様に対して経験的に決定することができるが、本発明の主題ではない。

ハイブリッド車両に用いられるバッテリは、比較的に高い電圧と、所定の特性を有し、バッテリとしての寿命が短くなるので、とりわけ完全に放電されることはなく（０％）、反復的にフル充電される（１００％）ことはない。理論的な充電率の範囲は、０〜１００％より狭く、使用可能な充電率の範囲は、さらに狭く、典型的には２５〜７５％である。

１つの実施形態において、バッテリの名目上の充電率は、約５０％であってもよい。これにより、約７０％の最大利用可能充電率まで適時に再充電するヘッドルーム（無歪限界）を実現し、バッテリを最も効率的に動作させることができる。

名目上の充電率は、車両の動作モードおよび対応する充電マップに基づいて変更してもよい。

一般に、充電率は、ダッシュボードまたは計器パネルディスプレイを用いて、車両ドライバに表示され、トルク制御システムが許容する充電範囲に相当する最大および最小の充電率が表示可能である。

典型的には、理論的に全体の範囲の充電率を示すインジケータを用いて、車両ドライバに充電率を表示することはない。その理由は、そのようにした場合、所望の「最大」充電率が得られないと誤った認識を与えるためである。上述のように、理論的な最大充電率は、好ましいものではない。

したがって車両ドライバは、通常、実際には限定的な範囲ディスプレイまたはインジケータを用いて表示され、表示される最小充電率は２５％であり、表示される最大充電率は２５％であってもよい。

しかしながら、適時に再充填するように制御可能であること、名目上の充電率を異なるレベルに設定することを考慮すると、通常、従来式の充電インジケータは、最大充電表示を示すことはほとんどあり得ない。

本発明によれば、充電状態（充電率）を表示する方法およびこの状況に対応するディスプレイが提供され、充電状態（充電率）を車両ドライバに適正に表示することができる。

本発明に係る態様は、添付クレームにより定義されている。

本発明に係る１つの態様によれば、車両バッテリの充電量のスケールを提供するシステムが提供され、このシステムは、
最小パラメータおよび最大パラメータを含み、車両バッテリの充電状態を示すスケールと、
車両動作モード、バッテリの充電状態、およびバッテリの健康状態のうちの少なくとも１つに依存するバッテリ利用パラメータに基づいて、スケールの最小パラメータおよび最大パラメータを選択するように構成されたコントローラとを備える。

１つの実施形態において、このシステムは、
車両バッテリの充電状態を検知するための充電状態検知器と、
車両バッテリの充電状態のスケール、および車両バッテリの検知された充電状態を表示するように構成されたディスプレイとを備え、
コントローラは、ディスプレイを制御して、車両バッテリの検知された充電状態に基づいてスケールを表示するように構成される。

これは、車両バッテリの充電状態に連動する指示部に影響を与えることなく、スケールの最小パラメータおよび最大パラメータを選択することができるので、有利である。たとえば指示部は、スケール上で充電状態の現時点の値を示すために、スケールに対して移動可能であり、指示部を移動させることなく、スケール指示範囲を変更できるように構成される。

本発明に係る１つの態様によれば、最小と最大の間の値を表示するディスプレイが提供され、このディスプレイは、最小から最大へ漸進的な増大を示すスケールと、スケール上で現時点の値を示すために、スケールに対して移動可能な指示部とを有し、指示部を移動させることなく、スケールの範囲を変更するように構成される。

スケールは、より長くてもより短くてもよく、非対称的に延長または短縮してもよい。こうしたディスプレイにおいて、スケールは、たとえば所定の条件に合致するときに拡張部を表示し、拡張部が提供されるか否かに拘わらず、指示部の現時点の位置は、実質的に変更されないように構成してもよい。

拡張部は、たとえば隠しておき、状況が許容する場合のみ現れるものであってもよい。スケールおよび拡張部は、実体的なもの、または仮想的なものであってもよい。電子式ディスプレイの場合、拡張部は、特定の表示部品に電力が供給されたか否かに基づいて、必要に応じて、現われ、または消えるものであってもよい。スケールは照明されるか、突出するものであってもよく、拡張部は、隠れたり、現れたりするものであってもよい。必要に応じて、機械式に作動するシャッタを用いることにより、拡張部を露呈させてもよい。

本発明に係る重要な態様によれば、指示部は、実体的なポインタまたは仮想的なポインタであってもよいが、スケールの指示範囲に変更があったとき、指示部の位置が変わらない。

スケールを拡張させる場合、最小または最大に拡張させるが、拡張部は、区別できるように異なる手法で表示される。拡張部は、たとえば異なるスケールマーキング、および／または異なる間隔のスケールマーキング、および／または異なる着色で表してもよい。

本発明に係る１つの実施形態では、ディスプレイは、ハイブリッド電気車両のバッテリ充電状態を示す指示部であって、バッテリの充電レベルを示す第１の指示部と、第１の指示部より大きい充電レベルを示す第２の指示部と、第１および第２の指示部の間にある指示範囲とを有する漸進的な充電ディスプレイを有し、指示範囲に対する拡張部が設けられ、拡張部は、指示範囲とは相違するように表示される。

スケールは、漸進的に増大するが、第１および第２の指示部の間に配置され、第１および第２の指示部はそれぞれ、名目上の最低および最大の充電率を示す。拡張部は、特定の使用条件において利用可能な拡張充電率を表すことができる。名目上の最大の充電率は、バッテリの名目上の充電状態であってもよい。

本発明に係る態様によれば、所定の充電条件を合致したとき、拡張部が動作可能状態となる方法が提供される。

この方法は、車両ドライバがバッテリの異なる名目上の充電状態に関連するモードを選択したとき、スケールの充電範囲を変更するステップを含んでもよい。

本発明に係る態様は、ディスプレイ、車両計器パネル、およびディスプレイを車両計器パネルに採用した車両に関する。

漸進的な充電ディスプレイの特徴は、添付図面から明らかである。

本願の範囲において、上記した段落、クレーム、および／または以下の詳細な説明、および図面に記載したさまざまな態様、実施形態、実施例、および択一例は、独立して、または組み合わせて実施されることは明らかに意図されたものである。１つの実施形態に記載された特徴は、その特徴が矛盾するものでない限り、すべての実施形態に適用可能である。

本発明に係る他の特徴は、単なる具体例として添付図面を参照しながら説明する実施形態に関する説明から明らかとなる。
本発明に係る態様によるディスプレイの実施形態を示す。 本発明に係る態様による別の実施形態を示す。 本発明に係る態様による別の実施形態を示す。

添付図面を参照すると、ハイブリッド車両の充電率インジケータまたは充電率ディスプレイ１０は、従来式の円形ダッシュボードダイヤルを備え、このダッシュボードダイヤルは、弓状のスケール１１と、矢印１３で示すように、スケールの両端間で最大部から最小部まで移動できるポインタ１２と含む。スケールおよびポインタはそれぞれ、実体的なもの、または仮想的なものであってもよい。

弓状のスケール１１は、広い間隔で目盛が付された第１の部分と、狭い間隔で目盛が付された第２の部分とを有する。

図示された具体例では、最小部１４はスケール１１の左手側の端部で表され、最大部１５はスケール１１の第１の部分の右手側の端部で表されている。第２の部分は、充電範囲に対する拡張部を表し、スケール１１の最も右手側にある拡張最大部１６まで延びる。

最小部１４および最大部１５は、たとえば「MIN」および「MAX」のマークが付され、充電率制御プログラムにより選択された名目上の充電率範囲に相当する。この範囲は、たとえばハイブリッド車両のバッテリの理論的な最大充電率の３０〜５０％を表し、車両の全体的な燃費を最適化するものであってもよい。

最小部１４および／または最大部１５の調整、および／または拡張部の配設は、コントローラ（図示せず）により実行される。コントローラは、車両動作モード、バッテリの充電状態、およびバッテリの健康状態のうちの少なくとも１つに基づいて、充電制御プログラムまたはバッテリ利用パラメータを特定する。

拡張部は、典型的には適時の再充填において、たとえば電力のみによる市街地での走行を最適化するために、理論的な最大充電率のたとえば７０％に達するように充電率を許容するものである。たとえば市街走行モードを選択してもよい。

すなわち車両ドライバは、名目上の最大充電率は、通常使用時、再充填可能であり、車両バッテリに不具合があるか、あるいは充電不良が発生したことを懸念することはない。充電範囲に対する拡張部は、車両ドライバの操作に関連する特定の使用状況において利用可能な拡張充電率を示す。

拡張部を通常範囲と相違させるための手段として、差異を容易に認識できるようにする。この差異は、着色の差異であり、拡張部の色をたとえば青色としてもよく、青色は、電気車両または電気車両走行に人に安心させるものである。

インジケータは、電子的に表示されるものか、従来式の計器、またはこれらの組合せであってもよい。

1つの実施形態では、拡張部は、充電率が最大値１５を超えた場合にのみ可視化されるものであってもよく、その変形例として、可視化される拡張部の大きさは、達成した充填率に対応するものであってもよい。

１つの実施形態では、拡張部は、特定の車両プログラムが起動した場合にのみ可視化される。たとえば車両ドライバは、「Ｅ（電気）」プログラムを起動したことにより、長時間にわたって電気モードで走行する準備を整えてもよい。こうした状況において、拡張部を可視化して、トルク制御システムにより許容される範囲まで、電気のみの走行可能範囲を増大させるためにバッテリを充電するようにエンジンに指令を与えてもよい。上記具体例では、バッテリの名目上の充電率は、５０％から７０％まで増大され、ポインタ１２が拡張範囲を指すことにより、車両ドライバは、充電率が増大されたことを認識することができる。

同様に車両ドライバ、スポーツモードで急激に加速する期間を要求し、エンジンと電気モータの両方が車両を十分に加速する「Ｓ（スポーツ）」プログラムを起動することがある。このとき、より大きな充電容量が必要となるため、ドライバが実質的なトルクを要求していない間に、エンジンを用いて、車両を駆動するとともに、バッテリを７０％の最大充電率（限界拡張部）まで充電する。車両ドライバが車両エンジンから実質的なトルクを要求したとき、このモードでのバッテリへの充電は一時停止されるという点で、こうした充電手法は臨機応変（適時的）なものである。

理解されるように、上記具体例は、充電率の例示的な制限値および範囲を示すものであり、当然に、車両および使用条件によって変更されてもよい。特に、最適充電率および充電拡張部の異なるレベルは、車両の使用モード基づいて決定されてもよい。

スケール（目盛）間の変化の一例を図２および図３に示す。図２の線形的なスケール２１は、最小マーキング２２および最大マーキング２３と、これらの間に（バッテリの理論的な充電率範囲の３０％〜５０％を示す）名目上の充電容量範囲の２５％、５０％、７０％の漸進的なマーキングとを有する。スケールのためのインジケータ２４は、現時点での充電率を示す。ポインタの代わりに、漸進的な色変化、一連のライト、または他の任意の漸進的なインジケータを用いてもよい。

図３において、図２の充電拡張部に相当する「最大」を示すものが、狭小なバンド（帯）２５で置換されている。

図２のスケールから図３のスケールへ切り換えるとき、インジケータ２４の位置を変えないが、車両ドライバの好みにより市街地走行またはスポーツ走行のための準備を整えるとき、増大された充電率の利用可能性を示すように（たとえばバッテリの理論的な充電率範囲の７０％まで）スケールが拡張される。

図３の拡張スケールのための条件が中止された場合、ディスプレイは、図２のスケールに戻り、実際の充電率が領域２５にある値に相当するか否かに拘わらず、最大充電率を表示してもよい。

本発明の変形例および改善例は、添付したクレームの範囲内において実現可能である。

本発明の態様は、番号が付された以下の段落に記載されている。

態様１：
最小と最大の間の値を表示するディスプレイであって、
最小から最大へ漸進的な増大を示すスケールと、
スケール上で現時点の値を示すために、スケールに対して移動可能な指示部とを有し、
指示部を移動させることなく、スケールの範囲を変更するように構成された、ディスプレイ。

態様２：
バッテリの充電状態を漸進的に示すための態様１に係るディスプレイであって、
第１の指示部と、第１の指示部より大きな第２の指示部と、第１および第２の指示部の間にあって、漸進的に増大する指示範囲とを有し、
指示範囲に対する拡張部が設けられ、
拡張部は、指示範囲とは相違するように表示される、態様１に記載のディスプレイ。

態様３：
第２の指示部より大きな第３の指示部を有し、
拡張部は、第２および第３の指示部の間にある、態様２に記載のディスプレイ。

態様４：
第１の指示部が最小に対応し、第２の指示部が最大に対応し、第３の指示部が拡張最大に対応する、態様３に記載のディスプレイ。

態様５：
拡張部は、所定の充電条件に合致する場合、動作可能状態にある、態様２に記載のディスプレイ。

態様６：
前記所定の充電条件に合致する場合のみ、拡張部が可視化される、態様５に記載のディスプレイ。

態様７：
拡張部は、指示範囲とは異なる色を有する、態様２に記載のディスプレイ。

態様８：
指示範囲は、第１の線形スケールを有し、
拡張部は、第１の線形スケールを有する、態様２に記載のディスプレイ。

態様９：
第１の線形スケールは、第１の間隔で配置された一連のマーキングを有し、
第２の線形スケールは、第２の間隔で配置された一連のマーキングを有する、態様８に記載のディスプレイ。

態様１０：
第２の間隔は、第１の間隔の少なくとも２倍である、態様９に記載のディスプレイ。

態様１１：
第１および第２の線形スケールは、単一の弓状部を有し、
指示針は、弓状部の中心に配置された、態様８に記載のディスプレイ。

態様１２：
表面部を含む計器と、
指示範囲および拡張部を表すための表面部上のマーキングと、
指示範囲および拡張部に沿って移動可能であり、充電状態を漸進的に示す指示針とを有する、態様２に記載のディスプレイ。

態様１３：
態様１に記載のディスプレイを備えたハイブリッド電気車両であって、
ハイブリッド使用のドライバ選択可能モードを有し、
ドライバ選択可能モードで特定された指示範囲がディスプレイ上で表示されるように構成された、態様１に記載のディスプレイ。

態様１４：
ドライバ選択可能モードは、燃費、電気モードでの走行距離、および車両加速度のうちの１つを最適化するように構成された、態様１３に記載の車両。

態様１５：
スケールと、スケール上で現時点の値を示すための指示部とを設けることにより、最小と最大の間の値を表示する方法であって、
指示部とともに複数のスケールのそれぞれを提供するステップと、
指示部の現時点の位置を維持しつつ、複数のスケールの間で切り換えるステップとを有する、方法。

態様１６：
ハイブリッド電気車両のバッテリの充電状態を表示するステップと、
最適燃費、電力のみで走行できる最適距離、および最適な車両加速度から、車両動作モードを選択擦るステップと、
選択されたモードに適した最大を有するスケールを表示するステップとを有する、態様１５に記載の方法。

態様１７：
第１の動作モードで名目上のスケールを表示するステップと、
第２の動作モードで名目上のスケールに対する拡張部を表示するステップとを有する、態様１６に記載の方法。

態様１８：
名目上のスケールは、最小と最大の間にあり、
拡張部は、最大より大きい、態様１７に記載の方法。

態様１９：
拡張部は、電力で走行できる最大距離に対応するモード、または最大性能に対応するモードにおいて設けられる、態様１８に記載の方法。

態様２０：
拡張部は、名目上のスケールに対して異なる手法で表示される、態様１７に記載の方法。

１０…インジケータまたはディスプレイ、１１…スケール、１２…ポインタ、１４…最小部、１５…最大部、１６…拡張最大部、２１…スケール、２２…最小マーキング、２３…最大マーキング、２４…インジケータ。

Claims (17)

1. 車両バッテリの充電量のスケールを提供するシステムであって、
   最小パラメータおよび最大パラメータを含み、車両バッテリの充電状態を示すスケールと、
   車両動作モード、バッテリの充電状態、およびバッテリの健康状態のうちの少なくとも１つに依存するバッテリ利用パラメータに基づいて、スケールの最小パラメータおよび最大パラメータを選択するように構成されたコントローラとを備えたことを特徴とするシステム。
2. 車両バッテリの充電量のスケールを提供する請求項１に記載のシステムであって、
   車両バッテリの充電状態を検知するための充電状態検知器と、
   車両バッテリの充電状態のスケール、および車両バッテリの検知された充電状態を表示するように構成されたディスプレイとを備え、
   コントローラは、ディスプレイを制御して、車両バッテリの検知された充電状態に基づいてスケールを表示するように構成されたことを特徴とするシステム。
3. バッテリの充電状態を漸進的に示すための請求項２に記載のシステムであって、
   第１の指示部と、第１の指示部より大きな第２の指示部と、第１および第２の指示部の間にあって、漸進的に増大する指示範囲とを有し、
   指示範囲に対する拡張部が設けられ、
   拡張部は、指示範囲とは相違するように表示されることを特徴とするシステム。
4. 第２の指示部より大きな第３の指示部を有し、
   拡張部は、第２および第３の指示部の間にあることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
5. 第１の指示部が最小パラメータに対応し、第２の指示部が最大パラメータに対応し、第３の指示部が拡張最大に対応することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 拡張部は、所定の充電条件に合致する場合、動作可能状態にあることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１に記載のシステム。
7. 前記所定の充電条件に合致する場合のみ、拡張部が可視化されることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
8. 拡張部は、指示範囲とは異なる色を有することを特徴とする請求項３〜７のいずれか１に記載のシステム。
9. 指示範囲は、第１の線形スケールを有し、
   拡張部は、第１の線形スケールを有することを特徴とする請求項３〜８のいずれか１に記載のシステム。
10. 第１の線形スケールは、第１の間隔で配置された一連のマーキングを有し、
    第２の線形スケールは、第２の間隔で配置された一連のマーキングを有することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 第２の間隔は、第１の間隔の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 第１および第２の線形スケールは、単一の弓状部を有し、
    指示針は、弓状部の中心に配置されたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１に記載のシステム。
13. 表面部を含む計器と、
    指示範囲および拡張部を表すための表面部上のマーキングと、
    指示範囲および拡張部に沿って移動可能であり、充電状態を漸進的に示す指示針とを有することを特徴とする請求項３〜１２のいずれか１に記載のシステム。
14. 請求項３〜１２のいずれか１に記載のシステムを備えたハイブリッド電気車両であって、
    ハイブリッド使用のドライバ選択可能モードを有し、
    ドライバ選択可能モードで特定された指示範囲がディスプレイ上で表示されるように構成されたことを特徴とするハイブリッド電気車両。
15. ドライバ選択可能モードは、燃費、電気モードでの走行距離、および車両加速度のうちの１つを最適化するように構成された請求項１４に記載のハイブリッド電気車両。
16. 添付図面を参照して実質的に上記説明したシステム。
17. 添付図面を参照して実質的に上記説明した充電量を表示する方法。

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