JP2020072581A - 移動可能距離算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動可能距離算出装置において、電池の残量によって電費が変化することを考慮して、移動可能距離の算出精度を向上させる。【解決手段】移動可能距離算出装置（３０）は、電池（２１）から供給される電力を用いて移動する移動体（１０）の移動可能距離を算出する。移動可能距離算出装置は、電池の現在の残量である現在残量を算出する残量算出部（３１）と、残量算出部により算出された現在残量から０まで、単位電力量当たりの移動距離である電費を、電池の残量に対して所定傾向で変化させるように推定する電費推定部（３２）と、残量算出部により算出された現在残量と電費推定部により推定された電費とに基づいて、現在残量により移動体が移動可能な距離である移動可能距離を算出する可能距離算出部（３３）と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、電池から供給される電力を用いて移動する移動体の移動可能距離を算出する装置に関する。

従来、車両が第１基準距離だけ走行した時の第１電費（単位電力量当たりの走行距離）と、車両が第１基準距離よりも長い第２基準距離だけ走行した時の第２電費とを算出する装置がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、バッテリの充電が終了した時に第２電費に基づいて走行可能距離を算出し、バッテリの充電が終了してから車両が第１基準距離だけ走行して以降は第１電費に基づいて走行可能距離を算出している。

特許第５７２９１９１号公報

ところで、車両（移動体）の走行（移動）状態によって電費（単位電力量当たりの移動距離）が変化するだけでなく、電池の残量によっても電費が変化することを、本願発明者らは見出した。

本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、移動可能距離算出装置において、電池の残量によって電費が変化することを考慮して、移動可能距離の算出精度を向上させることにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、
電池（２１）から供給される電力を用いて移動する移動体（１０）の移動可能距離を算出する移動可能距離算出装置（３０）であって、
前記電池の現在の残量である現在残量を算出する残量算出部（３１）と、
前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、単位電力量当たりの移動距離である電費を、前記電池の残量に対して所定傾向で変化させるように推定する電費推定部（３２、１３２）と、
前記残量算出部により算出された前記現在残量と前記電費推定部により推定された前記電費とに基づいて、前記現在残量により前記移動体が移動可能な距離である移動可能距離を算出する可能距離算出部（３３）と、
を備える。

上記構成によれば、移動体は電池から供給される電力を用いて移動する。そして、移動体の移動可能距離が算出される。なお、移動体としては、自動車や、船舶、飛行体等を採用することができる。電池は、２次電池であっても、１次電池であってもよい。

ここで、残量算出部は電池の現在の残量である現在残量を算出する。電費推定部は、残量算出部により算出された現在残量から０まで、単位電力量当たりの移動距離である電費を、電池の残量に対して所定傾向で変化させるように推定する。このため、推定される電費を電池の残量に対して所定傾向で変化させることができ、電池の残量によって電費が変化することを考慮しない場合と比較して、電費の推定精度を向上させることができる。なお、所定傾向は、電池の残量と電費との予め設定された関係や、現在残量までの電池の残量に対する電費の変化傾向に基づいて取得することができる。

そして、可能距離算出部は、残量算出部により算出された現在残量と電費推定部により推定された電費とに基づいて、現在残量により移動体が移動可能な距離である移動可能距離を算出する。したがって、電池の残量によって電費が変化することを考慮して、移動可能距離の算出精度を向上させることができる。

第２の手段では、前記移動体は、前記電池から供給される電力を用いて、前記移動体を移動させる駆動力を発生するモータ（２２）を備え、
前記電費推定部（３２）は、
前記移動体が所定距離を移動する間における前記モータの消費電力量を算出する電力量算出部（３２ｂ）と、
前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記モータによる前記駆動力の発生に伴い生じる電力損失を、前記電池の残量に対して第１傾向で変化させるように推定し、前記電力損失に基づいて前記移動体が所定距離を移動する間における電力損失量を推定する損失量推定部（３２ａ）と、を備え、
前記所定距離と前記電力量算出部により算出された前記消費電力量と前記損失量推定部により推定された前記電力損失量とに基づいて、前記電費の平均値を推定し、
前記可能距離算出部は、前記残量算出部により算出された前記現在残量と前記電費推定部により推定された前記電費の平均値とに基づいて、前記移動可能距離を算出する。

上記構成によれば、移動体は、電池から供給される電力を用いて、移動体を移動させる駆動力を発生するモータを備えている。ここで、モータの消費電力量は電池の残量によって変化しないが、モータによる駆動力の発生に伴い生じる電力損失は電池の残量によって変化することを、本願発明者らは見出した。

この点、損失量推定部は、残量算出部により算出された現在残量から０まで、モータによる駆動力の発生に伴い生じる電力損失を、電池の残量に対して第１傾向で変化させるように推定し、この電力損失に基づいて移動体が所定距離を移動する間における電力損失量を推定する。このため、モータによる駆動力の発生に伴い生じる電力損失が電池の残量によって変化することを考慮して、電力損失量の推定精度を向上させることができる。なお、第１傾向は、電池の残量と電力損失との予め設定された関係に基づいて取得することができる。

そして、電費推定部は、所定距離と、電力量算出部により算出された移動体が所定距離を移動する間におけるモータの消費電力量と、損失量推定部により推定された上記電力損失量とに基づいて、電費の平均値を推定する。このため、電力損失が電池の残量によって変化することを考慮して、電費の平均値の推定精度を向上させることができる。そして、可能距離算出部は、残量算出部により算出された現在残量と電費推定部により推定された電費の平均値とに基づいて、移動可能距離を算出する。したがって、移動可能距離の算出精度を向上させることができる。

具体的には、第３の手段では、前記損失量推定部は、前記モータの回転速度と前記モータの発生トルクと前記電力損失と前記電池の残量との予め設定された関係に基づいて、前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記電力損失を前記電池の残量に対して前記第１傾向で変化させるように推定する。

上記構成によれば、モータの回転速度とモータの発生トルクとに応じて電力損失を変化させることができ、モータの駆動状態に合わせて電力損失を正確に推定することができる。なお、予め設定された関係は、モータの回転速度とモータの発生トルクと電力損失との関係を、電池の残量に応じて予め設定した複数の３次元マップでもよいし、モータの回転速度とモータの発生トルクと電力損失と電池の残量との関係を予め設定した４次元マップであってもよい。

第４の手段では、前記電費推定部（１３２）は、前記電池の残量が所定量だけ減少する度に前記電費を算出する電費算出部（１３２ｂ）を備え、前記電費算出部により算出された複数の前記電費に基づいて前記電費の変化傾向である第２傾向を推定し、前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記電費を前記電池の残量に対して前記第２傾向で変化させるように推定する。

上記構成によれば、電費算出部は、電池の残量が所定量だけ減少する度に電費を算出する。このため、移動体が所定距離だけ移動する度に電費を算出する場合と比較して、電池の残量の減少に対する電費の変化傾向を捉えやすくなる。そして、電費推定部は、電費算出部により算出された複数の電費に基づいて電費の変化傾向である第２傾向を推定し、残量算出部により算出された現在残量から０まで、電費を電池の残量に対して第２傾向で変化させるように推定する。このため、電池の残量に対する電費の変化傾向を予め設定しておくことが難しい場合であっても、電池の残量に対する電費の実際の変化傾向に基づいて、電費を精度よく推定することができる。

移動体の移動状態が大きく変動する場合は、電池の残量が所定量だけ減少する度に算出される電費が大きく増減する。この場合、電費算出部により算出された複数の電費に基づいて電費の変化傾向を推定する精度が低下するおそれがある。

この点、第５の手段では、前記電費算出部は、前記移動体が定常移動状態であることを条件として、前記電池の残量が所定量だけ減少する度に前記電費を算出する。このため、電費算出部は、移動体が定常移動状態である場合に電池の残量が所定量だけ減少する度に電費を算出し、移動体が定常移動状態でない場合は電池の残量が所定量だけ減少しても電費を算出しない。したがって、算出される電費が大きく増減することを抑制することができ、電費の変化傾向を推定する精度が低下することを抑制することができる。

第６の手段では、
前記移動体は、前記電池から供給される電力を用いて、前記移動体を移動させる駆動力を発生するモータを備え、
前記電費推定部は、
前記移動体が所定距離を移動する間における前記モータの消費電力量を算出する電力量算出部と、
前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記モータによる前記駆動力の発生に伴い生じる電力損失を、前記電池の残量に対して第１傾向で変化させるように推定し、前記電力損失に基づいて前記移動体が所定距離を移動する間における電力損失量を推定する損失量推定部と、を備え、
前記所定距離と前記電力量算出部により算出された前記消費電力量と前記損失量推定部により推定された前記電力損失量とに基づいて、前記電費の平均値を推定する、第１電費推定部（３２）と、
前記電池の残量が所定量だけ減少する度に前記電費を算出する電費算出部を備え、
前記電費算出部により算出された複数の前記電費に基づいて前記電費の変化傾向である第２傾向を推定し、前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記電費を前記電池の残量に対して前記第２傾向で変化させるように推定する、第２電費推定部（１３２）と、を備え、
前記可能距離算出部は、前記移動体の移動状態の変動量が所定変動量よりも大きい場合に、前記残量算出部により算出された前記現在残量と前記第１電費推定部により推定された前記電費の平均値とに基づいて、前記移動可能距離を算出し、前記移動体の移動状態の変動量が前記所定変動量よりも小さい場合に、前記残量算出部により算出された前記現在残量と前記第２電費推定部により推定された前記電費とに基づいて、前記移動可能距離を算出する。

上記構成によれば、電費推定部は、第２の手段の電費推定部である第１電費推定部と、第４の手段の電費推定部である第２電費推定部とを備えている。そして、可能距離算出部は、移動体の移動状態の変動量が所定変動量よりも大きい場合に、第２手段と同様に移動可能距離を算出し、移動体の移動状態の変動量が所定変動量よりも小さい場合に、第４手段と同様に移動可能距離を算出する。したがって、第２の手段の長所と、第４の手段の長所とを併せ持つことができる。

第１実施形態の車両のブロック図。 ＳＯＣと電費との関係を示すグラフ。 第１実施形態の走行可能距離算出の手順を示すフローチャート。 回転速度とトルクと損失との関係をＳＯＣに応じて示すマップ。 ＳＯＣと電力と電力損失との関係を示すグラフ。 第２実施形態の車両のブロック図。 第２実施形態の走行可能距離算出の手順を示すフローチャート。 ＳＯＣに対する電費の変化傾向を示すグラフ。

（第１実施形態）
以下、電気自動車に搭載された電気自動車ＥＣＵ（以下、「ＥＶ−ＥＣＵ」という）に具現化した第１実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、車両１０は、走行用バッテリ２１の電力で走行用モータ２２（回転電機）が作動することによって走行する電気自動車である。車両１０は、通信ライン等を介して互いに接続された複数の電子制御装置を備える。

車両１０は、電子制御装置として、ＥＶ−ＥＣＵ３０（Electric Vehicle Electronic Control Unit），ＢＭＵ２３（Battery Management Unit，バッテリ管理ＥＣＵ）、及びＭＣＵ２４（Motor Control Unit，モータ制御ＥＣＵ）を備えている。これらの電子制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を備える周知のマイクロコンピュータ等により構成されている。

ＢＭＵ２３は、車両１０の走行用バッテリ２１を管理する電子制御装置である。バッテリ２１は、車両１０の駆動輪に接続された走行用モータ２２（モータ）の主電源であり、例えば複数のリチウムイオン電池モジュールを直列に連結して構成される。バッテリ２１から供給される電力は、インバータ２５を介してモータ２２に供給される。ＢＭＵ２３は、インバータ２５の動作を制御することによって、バッテリ２１からモータ２２に供給される電力を調整し、同時にバッテリ２１の充電率（ＳＯＣ：State of Charge）を算出する。

ＭＣＵ２４は、車両１０の走行状態や運転操作に応じて、モータ２２から出力されるトルク及び回転速度を制御する電子制御装置である。車両１０の駆動輪（図示略）は、モータ２２の回転速度に応じた角速度で回転する。ＭＣＵ２４は、モータ２２の回転速度から車両１０の走行速度や走行距離を逐次算出する。

ＥＶ−ＥＣＵ３０（移動可能距離算出装置）は、他の電子制御装置よりも上位の電子制御装置であり、ＢＭＵ２３，ＭＣＵ２４を統括管理する。例えば、ＥＶ−ＥＣＵ３０は他の電子制御装置で実施される制御のタイミングや制御量を監視し、必要に応じて各制御に介入する。また、ＥＶ−ＥＣＵ３０には、インストルメントパネルに内蔵された表示装置２６が接続されている。

また、本実施形態のＥＶ−ＥＣＵ３０は、他の電子制御装置で検出された情報に基づいて、走行用バッテリ２１の現在の残量である現在残量で走行することができると予想される走行可能距離Ｄｐを算出する。ここで算出された走行可能距離Ｄｐは、随時、表示装置２６に表示される。

ＢＭＵ２３、ＭＣＵ２４、及びＥＶ−ＥＣＵ３０についてさらに説明する。

ＢＭＵ２３は、ＳＯＣ算出部２３ａを有する。ＳＯＣ算出部２３ａは、公知の推定方法を用いて走行用バッテリ２１のＳＯＣ［％］を検出又は算出する。例えば、バッテリ２１を満充電した後、バッテリ放電時における電流値及び電圧値に基づいて、放電量が積算される。また、バッテリ充電（回生充電）時における電流値及び電圧値に基づいて、充電量が積算される。そして、放充電量と満充電の充電容量とに応じて、満充電の充電容量に対する現在の充電容量の比率としてＳＯＣが算出される。また、バッテリ２１の内部抵抗値，開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage），バッテリ温度等を検出し、これらに基づいてＳＯＣを算出してもよい。このようにして、ＢＭＵ２３で検出又は算出されたＳＯＣの情報は、ＥＶ−ＥＣＵ３０に送られる。

ＭＣＵ２４は、走行距離算出部２４ａ及びモータ電力算出部２４ｂを有している。

走行距離算出部２４ａは、モータ２２の回転速度から車両１０が実際に走行した走行距離［ｋｍ］を算出する。走行距離算出部２４ａでは、走行距離を逐次積算しており、この積算した走行距離値を所定周期（例えば、数十ｍｓ）でＥＶ−ＥＣＵ３０に出力する。この場合の走行距離値としては、新車当初からの走行距離積算値（積算走行距離）でもよいし、初期化信号を受けた時点等に０にリセットされた値でもよい。

また、モータ電力算出部２４ｂは、例えばモータ２２の電圧及び電流の検出値又は推定値に基づいて、モータ２２で消費された電力であるモータ消費電力ＰＭ［ｋＷ］を所定周期（例えば、数十ｍｓ）で算出する。算出されたモータ消費電力ＰＭは、所定周期（例えば、数十ｍｓ）でＥＶ−ＥＣＵ３０に出力される。

ＥＶ−ＥＣＵ３０は、電池残量算出部３１と、電費推定部３２と、走行可能距離算出部３３とを有している。

電池残量算出部３１（残量算出部）は、走行用バッテリ２１の現在残量ＥＢ［ｋＷｈ］を検出又は算出する。ここでは、例えばＳＯＣとバッテリ２１の総容量（満充電容量）ＴＥＢとを乗算することにより、現在残量ＥＢ（＝ＴＥＢ×ＳＯＣ）を算出する。あるいは、バッテリ２１の内部抵抗値，開回路電圧，バッテリ温度等を検出し、これらに基づいて現在残量ＥＢを算出してもよい。こうして算出された現在残量ＥＢは、走行可能距離算出部３３に出力される。

電費推定部３２は、消費電力量算出部３２ｂと、損失量推定部３２ａとを有している。

消費電力量算出部３２ｂ（電力量算出部）は、ＭＣＵ２４のモータ電力算出部２４ｂから入力されたモータ消費電力ＰＭ［ｋＷ］に基づいて、車両１０が所定距離Ｄｃ（例えば、１０ｋｍ）を走行する間におけるモータ消費電力量ＥＭ［ｋＷｈ］を算出する。消費電力量算出部３２ｂでは、車両１０が所定距離Ｄｃを走行する間において、モータ電力算出部２４ｂから入力されたモータ消費電力ＰＭを積算（時間積分）することにより、モータ消費電力量ＥＭ［ｋＷｈ］を算出する。また、消費電力量算出部３２ｂは、モータ２２のトルクと回転速度とを乗算して時間積分することにより、モータ消費電力量ＥＭ［ｋＷｈ］を算出してもよい。

損失量推定部３２ａ（損失量推定部）は、車両１０が所定距離Ｄｃを走行する間において、モータ２２による駆動力の発生に伴い生じる電力損失量ＥＬ［ｋＷｈ］を推定する。損失量推定部３２ａは、図４に示すように、モータ２２の回転速度とトルクと電力損失との関係を、ＳＯＣに応じて規定した複数の３次元マップ（マップ）を有している。これらのマップは、予め実験等に基づいて設定しておくことができる。トルク（発生トルク）は、モータ２２のトルクの検出値でもよいし、トルクの指令値でもよい。電力損失は、モータ２２の駆動に伴って、インバータ２５、モータ２２、及びバッテリ２１で生じる電力損失を含んでいる。電力損失量ＥＬの推定方法の詳細については後述する。

図１に戻り、電費推定部３２（電費推定部）は、電池残量算出部３１により算出された現在残量ＥＢから０までの電費の平均値ＡＤＥ［ｋｍ／ｋＷｈ］を推定する。電費ＤＥ［ｋｍ／ｋＷｈ］は、単位電力量当たりの車両１０の走行距離（移動距離）である。電費推定部３２は、所定距離Ｄｃと、消費電力量算出部３２ｂにより算出されたモータ消費電力量ＥＭと、損失量推定部３２ａにより推定された電力損失量ＥＬとに基づいて、電費の平均値ＡＤＥを推定する。そして、推定された電費の平均値ＡＤＥは、電費推定部３２から走行可能距離算出部３３に出力される。

走行可能距離算出部３３（可能距離算出部）は、電費の平均値ＡＤＥと、電池残量算出部３１で算出された現在残量ＥＢとから、走行可能距離Ｄｐを推定する。走行可能距離算出部３３は、現在残量ＥＢ［ｋＷｈ］に電費の平均値ＡＤＥ［ｋｍ／ｋＷｈ］を乗算して、走行可能距離Ｄｐ［ｋｍ］を推定する（Ｄｐ＝ＥＢ×ＡＤＥ）。

そして、このように算出された走行可能距離Ｄｐの信号は表示装置２６に送られて、表示装置２６の表示部に表示される。

ここで、車両１０の走行状態によって電費が変化するだけでなく、バッテリ２１のＳＯＣ（残量）によっても電費が変化することを、本願発明者らは見出した。

図２は、ＳＯＣと電費との関係を示すグラフである。同図に示すように、例えば車両１０が所定速度の定常走行状態（定常移動状態）である場合は、ＳＯＣが小さくなるほど電費が大きく（良く）なる。この理由として、バッテリ２１のＳＯＣが小さくなるほど、バッテリ２１の電圧が低くなり、インバータ２５におけるスイッチング損失が減少することが考えられる。本発明らのシミュレーションにおいて、バッテリ２１の供給電圧を低下させると、モータ２２の電力損失、及びインバータ２５の電力損失が減少し、電費が大きくなることが確認されている。特に、インバータ２５の電力損失の減少が電費に大きな影響を与える。

従来、ＳＯＣがｘ１（又はｘ２）［％］である時の電費ＤＥ１（又はＤＥ２）から現在のＳＯＣがｘ３［％］である時の電費ＤＥ３までの電費の平均値を用いて、現在のＳＯＣがｘ３［％］から０［％］になるまでの走行可能距離を算出している。この場合、ＳＯＣによって電費が変化することが考慮されておらず、走行可能距離Ｄｐの算出精度を高くすることができない。

そこで、本実施形態では、電費推定部３２は、バッテリ２１の現在のＳＯＣ（残量ＥＢ）から０まで、電費をバッテリ２１のＳＯＣ（残量）に対して所定傾向で変化させるように推定する。詳しくは、損失量推定部３２ａは、現在のＳＯＣから０［％］まで、モータ２２による駆動力の発生に伴い生じる電力損失ＰＬ［ｋＷ］を、バッテリ２１のＳＯＣに対して第１傾向で変化させるように推定し、電力損失ＰＬに基づいて車両１０が所定距離Ｄｃを移動する間における電力損失量ＥＬを推定する。

図３は、本実施形態の走行可能距離算出の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＶ−ＥＣＵ３０により所定の周期で繰り返し実行される。

まず、モータ消費電力ＰＭ［ｋＷ］を積算してモータ消費電力量ＥＭ［ｋＷｈ］を算出する（Ｓ１０）。続いて、車両１０の走行距離が所定距離Ｄｃに到達したか否か判定する（Ｓ１１）。なお、モータ消費電力量ＥＭの初期値、及び走行距離の初期値は０である。

Ｓ１１の判定において、車両１０の走行距離が所定距離Ｄｃに到達していないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１０の処理から再度実行する。一方、車両１０の走行距離が所定距離Ｄｃに到達したと判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、算出されたモータ消費電力量ＥＭ［ｋＷｈ］を、車両１０が所定距離Ｄｃ走行する間のモータ消費電力量ＥＭとして取得する（Ｓ１２）。バッテリ２１の現在残量ＥＢ［ｋＷｈ］を算出する（Ｓ１３）。

続いて、車両１０が所定距離Ｄｃを走行する間において、走行用モータ２２による駆動力の発生に伴い生じる電力損失量ＥＬ［ｋＷｈ］を推定する（Ｓ１４）。詳しくは、車両１０が所定距離Ｄｃを走行する間におけるモータ２２の平均トルクと平均回転速度とを算出する。そして、それらの平均トルクと平均回転速度とを図４のマップに適用し、ハッチングで示すように、現在のＳＯＣから０［％］までの電力損失量［ｋＷｈ］の平均値として電力損失量ＥＬ［ｋＷｈ］を推定する。すなわち、図４のマップは、現在のＳＯＣ（現在残量ＥＢ）から０まで、モータ２２による駆動力の発生に伴い生じる電力損失ＰＬ［ｋＷ］を、バッテリ２１のＳＯＣ（残量）に対して第１傾向で変化させている。詳しくは、各マップの電力損失ＰＬ［ｋＷ］の合計値ＴＰＬ［ｋＷ］に、所定距離Ｄｃを走行するのに要した時間Ｔ［ｈ］を掛けて、参照したマップ数ｎで割ることで、電力損失量ＥＬ［ｋＷｈ］を推定する（ＥＬ＝ＴＰＬ×Ｔ／ｎ）。なお、時間Ｔは、所定距離Ｄｃを平均車速ＡＳｐで割ることで算出することができる（Ｔ＝Ｄｃ／ＡＳｐ）。

図５は、ＳＯＣと電力と電力損失との関係を示すグラフである。同図に示すように、例えば車両１０が所定速度の定常走行状態である場合は、モータ消費電力ＰＭは略一定となる。これに対して、ＳＯＣが小さくなるほど、電力損失ＰＬは小さくなる。このため、モータ消費電力ＰＭと電力損失ＰＬとの合計である総消費電力ＴＰは、ＳＯＣが小さくなるほど小さくなる。同図において、ハッチングで示した部分の面積は、電力損失量ＥＬに対応している（横軸を時間に変換すれば電力損失量ＥＬを表す）。

続いて、総消費電力量ＴＥを推定する（Ｓ１５）。詳しくは、モータ消費電力量ＥＭ［ｋＷｈ］と電力損失量ＥＬ［ｋＷｈ］とを足して総消費電力量ＴＥ［ｋＷｈ］を推定する（ＴＥ＝ＥＭ＋ＥＬ）。現在のＳＯＣから０［％］までの電費の平均値ＡＤＥを推定する（Ｓ１６）。詳しくは、所定距離Ｄｃ［ｋｍ］を総消費電力量ＴＥで割って、電費の平均値ＡＤＥを推定する（ＡＤＥ＝Ｄｃ／ＴＥ）。

続いて、走行可能距離Ｄｐを算出する（Ｓ１７）。詳しくは、電費の平均値ＡＤＥにバッテリ２１の現在残量ＥＢを掛けて走行可能距離Ｄｐを推定する（Ｄｐ＝ＡＤＥ×ＥＢ）。そして、表示装置２６により走行可能距離Ｄｐを表示させる（Ｓ１８）。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ１０〜Ｓ１２の処理が消費電力量算出部３２ｂ（電力量算出部）としての処理に相当し、Ｓ１３の処理が電池残量算出部３１（残量算出部）としての処理に相当し、Ｓ１４の処理が損失量推定部３２ａ（損失量推定部）としての処理に相当し、Ｓ１５及びＳ１６の処理が電費推定部３２（電費推定部）としての処理に相当し、Ｓ１７の処理が走行可能距離算出部３３（可能距離算出部）としての処理に相当する。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・電池残量算出部３１はバッテリ２１の現在の残量である現在残量ＥＢを算出する。電費推定部３２は、現在のＳＯＣ（現在残量ＥＢ）から０まで、単位電力量当たりの走行距離である電費を、バッテリ２１のＳＯＣ（残量）に対して所定傾向で変化させるように推定する。このため、推定される電費をバッテリ２１のＳＯＣに対して所定傾向で変化させることができ、バッテリ２１のＳＯＣによって電費が変化することを考慮しない場合と比較して、電費の推定精度を向上させることができる。

・走行可能距離算出部３３は、電池残量算出部３１により算出された現在残量ＥＢと電費推定部３２により推定された電費の平均値ＡＤＥとに基づいて、現在残量ＥＢにより車両１０が走行可能な距離である走行可能距離Ｄｐを算出する。したがって、バッテリ２１のＳＯＣによって電費が変化することを考慮して、走行可能距離Ｄｐの算出精度を向上させることができる。

・損失量推定部３２ａは、現在のＳＯＣから０まで、モータ２２による駆動力の発生に伴い生じる電力損失ＰＬを、バッテリ２１のＳＯＣに対して第１傾向で変化させるように推定し、この電力損失ＰＬに基づいて車両１０が所定距離Ｄｃを移動する間における電力損失量ＥＬを推定する。このため、モータ２２による駆動力の発生に伴い生じる電力損失ＰＬがバッテリ２１のＳＯＣによって変化することを考慮して、電力損失量ＥＬの推定精度を向上させることができる。

・電費推定部３２は、所定距離Ｄｃと、消費電力量算出部３２ｂにより算出された車両１０が所定距離Ｄｃを移動する間におけるモータ消費電力量ＥＭと、損失量推定部３２ａにより推定された電力損失量ＥＬとに基づいて、電費の平均値ＡＤＥを推定する。このため、電力損失ＰＬがバッテリ２１のＳＯＣによって変化することを考慮して、電費の平均値ＡＤＥの推定精度を向上させることができる。そして、走行可能距離算出部３３は、電池残量算出部３１により算出された現在残量ＥＢと電費推定部３２により推定された電費の平均値ＡＤＥとに基づいて、走行可能距離Ｄｐを算出する。したがって、走行可能距離Ｄｐの算出精度を向上させることができる。

・損失量推定部３２ａは、モータ２２の回転速度とモータ２２の発生トルクと電力損失ＰＬとバッテリ２１のＳＯＣとの予め設定された関係に基づいて、現在のＳＯＣから０まで、電力損失ＰＬをバッテリ２１のＳＯＣに対して第１傾向で変化させるように推定する。こうした構成によれば、モータ２２の回転速度とモータ２２の発生トルクとに応じて電力損失ＰＬを変化させることができ、モータ２２の駆動状態に合わせて電力損失ＰＬを正確に推定することができる。

・車両１０が所定距離Ｄｃを走行する間におけるモータ２２の平均トルクと平均回転速度とを算出し、それらの平均トルクと平均回転速度とを図４のマップに適用している。このため、モータ２２のトルクや回転速度の変動が大きい場合であっても、電力損失ＰＬひいては電力損失量ＥＬの推定精度が低下することを抑制することができる。

なお、上記第１実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・モータ２２以外に走行用バッテリ２１の電力を使用する車載機器（例えば、空調装置）を考慮して、モータ消費電力ＰＭに車載機器の消費電力を加え、図３のＳ１２においてモータ２２及び車載機器の消費電力量の合計を算出してもよい。例えば、空調装置の電圧及び電流の検出値又は推定値に基づいて、空調装置の消費電力を算出することができる。そして、算出した消費電力に基づいて、空調装置の消費電力量を算出することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。第２実施形態では、ＥＶ−ＥＣＵ３０は、走行用バッテリ２１のＳＯＣ（残量）が所定比率（所定量）だけ減少する度に電費ＤＥを算出し、算出された複数の電費ＤＥに基づいて電費ＤＥの変化傾向である第２傾向を推定する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図６は、本実施形態の車両１０のブロック図である。電費推定部１３２は、変化傾向推定部１３２ａと、電費算出部１３２ｂとを有している。

電費算出部１３２ｂ（電費算出部）は、バッテリ２１から供給される電流［Ａ］及び電圧［Ｖ］に基づいて、バッテリ２１のＳＯＣが所定比率Ｒｃ（例えば、５％）だけ減少する度に総消費電力量ＴＥ［ｋＷｈ］を算出する。電費算出部１３２ｂでは、ＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少する間において、バッテリ２１から供給される電流と電圧を乗算した総消費電力ＴＰを積算（時間積分）することにより、総消費電力量ＴＥを算出する。そして、ＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少する間の車両１０の走行距離Ｄｒを、総消費電力量ＴＥで割ることで電費ＤＥを算出する。

変化傾向推定部１３２ａは、電費算出部１３２ｂにより算出された複数の電費ＤＥに基づいて電費ＤＥの変化傾向である第２傾向を推定し、現在のＳＯＣから０［％］まで、電費をバッテリ２１のＳＯＣに対して第２傾向で変化させるように推定する。具体的には、変化傾向推定部１３２ａは、図８に示すように、算出された複数の電費ＤＥの変化傾向（第２傾向）を表す近似直線Ｌあるいは近似曲線を算出する。

電費推定部１３２は、変化傾向推定部１３２ａにより算出された近似直線Ｌを用いて、現在のＳＯＣから０［％］までの電費の平均値ＡＤＥを推定する。そして、推定された電費の平均値ＡＤＥは、電費推定部１３２から走行可能距離算出部３３に出力される。

図７は、本実施形態の走行可能距離算出の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＶ−ＥＣＵ３０により所定の周期で繰り返し実行される。

まず、総消費電力ＴＰ［ｋＷ］を積算して総消費電力量ＴＥ［ｋＷｈ］を算出する（Ｓ２０）。続いて、バッテリ２１のＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少したか否か判定する（Ｓ２１）。なお、総消費電力量ＴＥの初期値は０である。

Ｓ２１の判定において、バッテリ２１のＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少していないと判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、Ｓ２０の処理から再度実行する。一方、バッテリ２１のＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少したと判定した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、算出された総消費電力量ＴＥ［ｋＷｈ］を、バッテリ２１のＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少する間の総消費電力量ＴＥとして取得する（Ｓ２２）。電費ＤＥを算出する（Ｓ２３）。詳しくは、ＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少する間の車両１０の走行距離Ｄｒを、総消費電力量ＴＥで割ることで電費ＤＥを算出する（ＤＥ＝Ｄｒ／ＴＥ）。

続いて、電費ＤＥをｎ回算出したか否か判定する（Ｓ２４）。この判定において、電費ＤＥをｎ回算出していないと判定した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、Ｓ２０の処理から再度実行する。一方、電費ＤＥをｎ回算出したと判定した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、バッテリ２１の現在残量ＥＢ［ｋＷｈ］を算出する（Ｓ２５）。

続いて、電費ＤＥの変化傾向である第２傾向を推定する（Ｓ２６）。詳しくは、図８に示すように、算出された複数の電費ＤＥの変化傾向（第２傾向）を表す近似直線Ｌあるいは近似曲線を算出する。近似直線Ｌを用いて、現在のＳＯＣから０［％］までの電費の平均値ＡＤＥを推定する（Ｓ２７）。

続いて、走行可能距離Ｄｐを算出する（Ｓ２８）。詳しくは、電費の平均値ＡＤＥにバッテリ２１の現在残量ＥＢを掛けて走行可能距離Ｄｐを推定する（Ｄｐ＝ＡＤＥ×ＥＢ）。そして、表示装置２６により走行可能距離Ｄｐを表示させる（Ｓ２９）。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ２０〜Ｓ２３の処理が電費算出部１３２ｂ（電費算出部）としての処理に相当し、Ｓ２５の処理が電池残量算出部３１（残量算出部）としての処理に相当し、Ｓ２６及びＳ２７の処理が電費推定部１３２（電費推定部）としての処理に相当し、Ｓ２８の処理が走行可能距離算出部３３（可能距離算出部）としての処理に相当する。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

・電費算出部１３２ｂは、バッテリ２１のＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少する度に電費ＤＥを算出する。このため、車両１０が所定距離Ｄｃだけ走行する度に電費ＤＥを算出する場合と比較して、ＳＯＣの減少に対する電費ＤＥの変化傾向を捉えやすくなる。そして、電費推定部１３２は、電費算出部１３２ｂにより算出された複数の電費ＤＥに基づいて電費ＤＥの変化傾向である第２傾向を推定し、現在のＳＯＣから０［％］まで、電費をＳＯＣに対して第２傾向で変化させるように推定する。このため、バッテリ２１のＳＯＣに対する電費の変化傾向を予め設定しておくことが難しい場合であっても、ＳＯＣに対する電費ＤＥの実際の変化傾向に基づいて、電費を精度よく推定することができる。

なお、上記第２実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。第２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・図７のＳ２０において、モータ消費電力ＰＭに車載機器の消費電力を加え、モータ２２及び車載機器の消費電力の合計を算出して、この合計を積算してもよい。

・車両１０（移動体）の走行状態（移動状態）が大きく変動する場合は、バッテリ２１のＳＯＣ（残量）が所定比率Ｒｃ（所定量）だけ減少する度に算出される電費ＤＥが大きく増減する。この場合、電費算出部１３２ｂにより算出された複数の電費ＤＥに基づいて電費の変化傾向を推定する精度が低下するおそれがある。

この点、電費算出部１３２ｂは、車両１０が定常走行状態であることを条件として、バッテリ２１のＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少する度に電費ＤＥを算出するようにしてもよい。こうした構成によれば、電費算出部１３２ｂは、車両１０が定常走行状態である場合にバッテリ２１のＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少する度に電費ＤＥを算出し、車両１０が定常走行状態でない場合はバッテリ２１のＳＯＣが所定比率Ｒｃだけ減少しても電費ＤＥを算出しない。したがって、算出される電費ＤＥが大きく増減することを抑制することができ、電費の変化傾向を推定する精度が低下することを抑制することができる。

また、上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記の各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・バッテリ２１のＳＯＣに代えて、現在残量ＥＢや、開回路電圧ＯＣＶを用いることもできる。

・電費推定部は、第１実施形態の電費推定部３２（第１電費推定部）と、第２実施形態の電費推定部１３２（第２電費推定部）とを備えていてもよい。そして、走行可能距離算出部３３（可能距離算出部）は、車両１０（移動体）の走行状態（移動状態）の変動量が所定変動量よりも大きい場合に、電費推定部３２により走行可能距離Ｄｐ（移動可能距離）を算出し、車両１０の走行状態の変動量が所定変動量よりも小さい場合に、電費推定部１３２により走行可能距離Ｄｐを算出する。こうした構成によれば、電費推定部３２の長所と、電費推定部１３２の長所とを併せ持つことができる。

・バッテリ２１（電池）は、２次電池に限らず、１次電池であってもよい。

・車両１０は、電気自動車に限らず、プラグインハイブリッド車両や、ハイブリッド車両であってもよい。ハイブリッド車両の場合は、電費に基づく走行可能距離の推定に上記各実施形態を適用し、燃費に基づく走行可能距離の推定には周知技術を用いればよい。そして、これらの２つの走行可能距離に基づいて、例えば２つの走行可能距離を加算するなどによって、車両の走行可能距離を推定することができる。また、移動体として、車両に限らず、電動船舶や、ドローン等の飛行体を採用することもできる。要するに、移動体は、電池から供給される電力を用いて移動するものであればよい。

１０…車両、２１…バッテリ、２２…モータ、３０…ＥＶ−ＥＣＵ、３１…電池残量算出部、３２…電費推定部、３３…走行可能距離算出部、１３２…電費推定部。

Claims (6)

1. 電池（２１）から供給される電力を用いて移動する移動体（１０）の移動可能距離を算出する移動可能距離算出装置（３０）であって、
   前記電池の現在の残量である現在残量を算出する残量算出部（３１）と、
   前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、単位電力量当たりの移動距離である電費を、前記電池の残量に対して所定傾向で変化させるように推定する電費推定部（３２、１３２）と、
   前記残量算出部により算出された前記現在残量と前記電費推定部により推定された前記電費とに基づいて、前記現在残量により前記移動体が移動可能な距離である移動可能距離を算出する可能距離算出部（３３）と、
   を備える移動可能距離算出装置。
2. 前記移動体は、前記電池から供給される電力を用いて、前記移動体を移動させる駆動力を発生するモータ（２２）を備え、
   前記電費推定部（３２）は、
   前記移動体が所定距離を移動する間における前記モータの消費電力量を算出する電力量算出部（３２ｂ）と、
   前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記モータによる前記駆動力の発生に伴い生じる電力損失を、前記電池の残量に対して第１傾向で変化させるように推定し、前記電力損失に基づいて前記移動体が所定距離を移動する間における電力損失量を推定する損失量推定部（３２ａ）と、を備え、
   前記所定距離と前記電力量算出部により算出された前記消費電力量と前記損失量推定部により推定された前記電力損失量とに基づいて、前記電費の平均値を推定し、
   前記可能距離算出部は、前記残量算出部により算出された前記現在残量と前記電費推定部により推定された前記電費の平均値とに基づいて、前記移動可能距離を算出する、請求項１に記載の移動可能距離算出装置。
3. 前記損失量推定部は、前記モータの回転速度と前記モータの発生トルクと前記電力損失と前記電池の残量との予め設定された関係に基づいて、前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記電力損失を前記電池の残量に対して前記第１傾向で変化させるように推定する、請求項２に記載の移動可能距離算出装置。
4. 前記電費推定部（１３２）は、
   前記電池の残量が所定量だけ減少する度に前記電費を算出する電費算出部（１３２ｂ）を備え、
   前記電費算出部により算出された複数の前記電費に基づいて前記電費の変化傾向である第２傾向を推定し、前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記電費を前記電池の残量に対して前記第２傾向で変化させるように推定する、請求項１に記載の移動可能距離算出装置。
5. 前記電費算出部は、前記移動体が定常移動状態であることを条件として、前記電池の残量が所定量だけ減少する度に前記電費を算出する、請求項４に記載の移動可能距離算出装置。
6. 前記移動体は、前記電池から供給される電力を用いて、前記移動体を移動させる駆動力を発生するモータを備え、
   前記電費推定部は、
   前記移動体が所定距離を移動する間における前記モータの消費電力量を算出する電力量算出部と、
   前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記モータによる前記駆動力の発生に伴い生じる電力損失を、前記電池の残量に対して第１傾向で変化させるように推定し、前記電力損失に基づいて前記移動体が所定距離を移動する間における電力損失量を推定する損失量推定部と、を備え、
   前記所定距離と前記電力量算出部により算出された前記消費電力量と前記損失量推定部により推定された前記電力損失量とに基づいて、前記電費の平均値を推定する、第１電費推定部（３２）と、
   前記電池の残量が所定量だけ減少する度に前記電費を算出する電費算出部を備え、
   前記電費算出部により算出された複数の前記電費に基づいて前記電費の変化傾向である第２傾向を推定し、前記残量算出部により算出された前記現在残量から０まで、前記電費を前記電池の残量に対して前記第２傾向で変化させるように推定する、第２電費推定部（１３２）と、を備え、
   前記可能距離算出部は、前記移動体の移動状態の変動量が所定変動量よりも大きい場合に、前記残量算出部により算出された前記現在残量と前記第１電費推定部により推定された前記電費の平均値とに基づいて、前記移動可能距離を算出し、前記移動体の移動状態の変動量が前記所定変動量よりも小さい場合に、前記残量算出部により算出された前記現在残量と前記第２電費推定部により推定された前記電費とに基づいて、前記移動可能距離を算出する、請求項１に記載の移動可能距離算出装置。

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