JP3622291B2 - 車両の走行可能距離表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車におけるバッテリの残存容量状態や内燃機関式自動車における燃料の残存状態をドライバにより把握し易くするために用いて好適な、車両の走行可能距離表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自動車では、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等を搭載した内燃機関式自動車が主流であるが、大気汚染の防止や車両による騒音低減の観点から、電気自動車も注目されつつある。
内燃機関式自動車にあっては燃料が走行用エネルギになり、電気自動車にあってはバッテリに充電された電気が走行用エネルギになる。
【０００３】
このような走行用エネルギの残量（即ち、燃料残量やバッテリの残存容量）について、ドライバがしっかりと認識していないと、エネルギ補給（即ち、燃料補給やバッテリの充電）を適切に行なえない。
そこで、通常の自動車では、燃料メータやバッテリ残存容量メータが装備され、ドライバがこのようなメータを見ながら燃料補給やバッテリの充電を行なう時期を選定するようにしているが、さらに、積極的に、走行用エネルギの残量（燃料残量やバッテリの残存容量）でこの後どの程度車両が走行できるか、即ち、車両の走行可能距離を表示するようにして走行用エネルギの残量に関してドライバにより把握させるようにした技術も開発されている。
【０００４】
このような走行可能距離を表示するには、当然ながら走行可能距離を推定することが必要になる。
従来の走行可能距離の推定は、例えば内燃機関式自動車にあっては、実開平５−８４８２８号公報に開示されているように、燃料の消費率、又は、燃料の単位消費量当たりの走行距離（＝走行距離／燃料の単位消費量）という微分値（差分値）に基づいて、そのときの燃料残存量が空になるまでの走行可能な距離を算出するようにしている。
【０００５】
このような推定を、電気自動車に適用すると、バッテリの電力消費率、又は、バッテリの単位放電量当たりの走行距離（＝走行距離／バッテリの単位放電量）という微分値（差分値）に基づいて、そのときのバッテリ容量が走行不可能なレベルになるまでの走行可能な距離を算出することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、搭載エネルギの消費率といった微分値に基づいた演算により走行可能距離を推定すると、交通状況によって走行状態が急変するときには走行可能距離の表示が短時間に急変することがある。
例えば、渋滞路では単位消費エネルギ当たりの走行距離が短くなるので、走行可能距離も短くなり、渋滞のない郊外路等では単位消費エネルギ当たりの走行距離が長くなるので、走行可能距離も長くなる。
【０００７】
このため、渋滞路から抜け出したら、走行可能距離が急に増加してしまうような事態も発生して、このように推定された走行可能距離が表示されると、ドライバが混乱するおそれがある。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、走行可能距離をより正しく推定して正しい走行可能距離を表示できるようにした、車両の走行可能距離表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、車両に搭載されて走行用エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、該車両を走行させるために該走行用エネルギを使用しながら該車両の駆動輪を駆動する駆動出力発生手段と、操作手段を通じた操作に基づいて該駆動出力発生手段に発生させる指示出力を演算し、この指示出力に基づいて該エネルギ貯蔵手段から該駆動出力発生手段への該走行用エネルギの供給を制御するコントローラと、少なくとも、該駆動出力発生手段で発生する実出力を検出する実出力検出手段と、該車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、該エネルギ貯蔵手段に貯蔵されている該走行用エネルギの残存量を検出する残存エネルギ量検出手段とを有する車両状態検出手段と、該走行距離検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された走行距離検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第１記憶手段と、該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された実出力検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第２記憶手段と、該第２記憶手段に記憶された記憶データに基づいて該駆動出力発生手段で発生する実出力が予め設定された下限値以下になる該残存エネルギ量を演算により推定する有効残存エネルギ量演算手段と、該有効残存エネルギ量演算手段で演算された該残存エネルギ量が第１設定値に達するまでに、該第１記憶手段に記憶された上記の複数組のデータに基づいて該車両の走行可能距離を最小二乗法を用いて演算する走行可能距離演算手段と、該走行可能距離演算手段により演算された走行可能距離を表示する表示手段とをそなえていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項１記載の装置において、該第１記憶手段が、上記の複数組のデータを所定時間毎に周期的に記憶することを特徴とすることを特徴としている。
請求項３記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項２記載の装置において、該第１記憶手段が、装置の始動時には、より短い周期で上記の記憶を行なうことを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項１記載の装置において、該第２記憶手段は、該指示出力に対する該実出力の割合が第２設定値以下である場合に、該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を複数組記憶することを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、該第２記憶手段が、上記の互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を所定時間毎に周期的に複数組記憶するとともに、該有効残存エネルギ量演算手段が、最小二乗法を用いて該残存エネルギ量を演算することを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の装置において、該エネルギ貯蔵手段がバッテリであって、該駆動出力発生手段が電動機であることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図６は本発明の一実施形態としての車両の走行可能距離表示装置を示すもので、図１はその構成図、図２はそのモータ指示出力を説明する図、図３はその走行可能距離の演算を説明する図、図４はその有効残存容量の演算を説明する図、図５はその走行可能距離の演算を説明するフローチャート、図６はその有効残存容量の演算を説明するフローチャートである。
【００１４】
本実施形態の車両の走行可能距離表示装置は、図１に示すように、電気自動車に搭載されており、図１において、１は走行用エネルギを貯蔵するべく車載されたエネルギ貯蔵手段としての車載バッテリであり、このバッテリ１は車両に装備されない外部充電器により繰り返し充電することができる。２はバッテリ１から電力（即ち、走行用エネルギ）を供給される駆動出力発生手段としての電動機（走行用モータ）であり、このモータ２の出力軸に変速機３を介して駆動輪４が連結されて駆動されるようになっている。
【００１５】
そして、バッテリ１とモータ２との間には電力変換回路５が設けられており、バッテリ１からの電力はこの電力変換回路５を通じて所要の大きさに調整されてモータ２へ供給されるようになっている。また、電力変換回路５は、モータコントローラ６を通じて制御されるようになっている。
このモータコントローラ６では、操作手段としてのアクセルペダル７の踏込時には、アクセルペダル（操作手段）７を通じた操作に基づいてモータ２に発生させる指示出力を演算し、この指示出力に基づいてバッテリ１からモータ２への電力（走行用エネルギ）の供給を制御する。即ち、アクセルペダル７の踏込量に応じて電力変換回路５を通じてモータ２の出力を制御する。一方、アクセルペダル７が踏み込まれていない場合には、ブレーキペダル８の踏込量に応じて電力変換回路５を通じてモータ２の回生量を制御するようになっている。
【００１６】
そして、バッテリ１には、バッテリ１に残っている電力容量の満充電量に対する割合（充電率）を検出する残存容量検出手段（残存エネルギ量検出手段）２１が付設されている。この残存容量検出手段２１は、満充電状態からのバッテリの充放電の履歴に基づいて算出するように構成された周知のものである。
本車両の走行可能距離表示装置は、このような電気自動車にそなえられ、図１に示すように、走行可能距離を推定して走行可能距離の表示を制御する走行可能距離表示制御部１１と、この走行可能距離表示制御部１１による指示に基づいて走行可能距離の表示を行なう表示部１２とをそなえている。
【００１７】
走行可能距離表示制御部１１には、各種データを記憶する機能（記憶手段）１３，所要の判定を行なう機能（判定手段）１４，所要の演算を行なう機能（演算手段）１５，推定された走行可能距離に基づいて表示部１２へ指示信号を送る機能（指示手段）１６がそなえられており、この走行可能距離表示制御部１１には、車両状態検出手段２０、即ち、走行距離検出手段２２，残存容量検出手段（残存エネルギ量検出手段）２１，モータ指示出力検出手段２３，モータ実出力検出手段２４からの各検出信号が入力されるようになっている。
【００１８】
なお、走行距離検出手段２２は変速機の出力軸等の回転数を累積しながら車両の走行距離を算出する公知のもので、モータ指示出力検出手段２３は、モータコントローラ６でアクセルペダル（操作手段）７を通じた操作に基づいて算出されたモータの指示出力から検出するか、又は、アクセルペダル（操作手段）７の操作量事態に基づいて検出することができる。また、モータ実出力検出手段２４は、図２に示すようなモータ２への供給電流とモータ実出力との関係から、電力変換回路５を通じて調整されるモータ２への供給電流等に基づいて検出することができる。
【００１９】
そして、走行可能距離表示制御部１１内の記憶手段１３には、第１記憶手段１３Ａ及び第２記憶手段１３Ｂが設けられている。
第１記憶手段１３Ａには、走行距離検出手段２２で検出された走行距離検出値（走行距離データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（バッテリの残存容量データ）とが、所要の周期毎に取り込まれて、互いに対応した状態（一組として）で記憶される。この第１記憶手段１３Ａに記憶されるサンプリングデータは、所要の周期毎に累積するように記憶され、所要数（メモリデータの限界数ｎ）のデータが記憶されたら、以後は最古データを消去し、最新データを加入させながらデータ更新を行なう。なお、以下、第１記憶手段１３Ａに記憶された複数個（ｎ個）のサンプリングデータをＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・，Ｄｎと表記する。
【００２０】
第２記憶手段１３Ｂには、モータ実出力検出手段２４で検出されたモータ実出力検出値（モータ出力データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（バッテリの残存容量データ）とが、これも所要の周期毎に取り込まれて、互いに対応した状態（一組として）で記憶される。ただし、ここでは、モータ指示出力検出手段２３，モータ実出力検出手段２４からの各検出信号に基づいて、モータ２の実出力と指示出力との比の値（実出力／指示出力）を予め設定された判定値ｄ（ｄ＜１）と比較して、実出力／指示出力の値が判定値ｄ以下となった場合のみ、サンプリングデータを記憶する。また、この第２記憶手段１３Ｂに記憶されるサンプリングデータも、所要の周期毎に累積するように記憶され、所要数（メモリデータの限界数ｎ）のデータが記憶されたら、以後は最古データを消去し、最新データを加入させながらデータ更新を行なう。なお、第２記憶手段１３Ｂに記憶された複数個（ｎ個）のサンプリングデータはＤＤ１，ＤＤ２，ＤＤ３，・・・，ＤＤｎと表記する。
【００２１】
判定手段１４では、サンプリング周期を設定するための判定や、サンプリングデータに基づいた演算の開始を判定する。つまり、本実施形態では、イグニッションキー（ＩＧキー）がオンとされた直後（ＩＧキーオン後の経過時間≦ａ，ただしａは予め設定された時間）には、上述のサンプリングデータを記憶する周期（サンプリング時間）を短く設定して、ＩＧキーがオンとなった後に速やかに後述する演算や表示を行なえるようにし、イグニッションキー（ＩＧキー）がオンとされてから十分に時間がたったら（ＩＧキーオン後の経過時間＞ａ）、サンプリング時間を長く設定して、演算頻度を抑制し且つ演算精度を高めるようにしている。また、演算の開始判定は、サンプリングデータが所要量に達したか否かにより行なう。
【００２２】
演算手段１５には、車両の走行可能距離を演算する走行可能距離演算手段１５Ａと、この走行可能距離演算に用いるバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）を演算する有効残存エネルギ量演算手段１５Ｂとがそなえられる。
走行可能距離演算手段１５Ａは、第１記憶手段１３Ａに記憶された複数組の記憶データ（サンプリングデータ）に基づいて車両の走行可能距離を演算するが、この演算には、最小二乗法の一次式近似が用いられている。
【００２３】
つまり、図３に示すように、第１記憶手段１３Ａに記憶された複数組のサンプリングデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・，Ｄｎに基づいて、最小二乗法の一次式近似により直線Ａに示すようなバッテリの消費特性を推定できる。電気自動車の場合、バッテリ１の残存容量がモータ２の出力低下状態を招くレベル〔これをバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）とする〕ｂに低下するまでの走行可能距離ΔＬをこの直線Ａで示す特性から求めることができる。走行可能距離演算手段１５Ａでは、このようにして走行可能距離ΔＬを演算する。なお、走行可能距離ΔＬについて、最小二乗法の二次式近似も考えられる。
【００２４】
ところで、上記のバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂは、有効残存エネルギ量演算手段１５Ｂで演算されるが、この演算について説明する。有効残存エネルギ量演算手段１５Ｂでは、モータ２の実出力と指示出力との比の値（実出力／指示出力）が予め設定された判定値ｄ（ｄ＜１）未満となったら（つまり、モータ出力不足の状態のときの）モータ出力データ，バッテリの残存容量データをサンプリングデータＤＤ１，ＤＤ２，ＤＤ３，・・・，ＤＤｎに基づいて、図４に示すように、最小二乗法の二次式近似により曲線Ｂに示すようなモータ出力低下特性を推定できる。そして、予め設定されたモータ出力の下限値（モータの出力不足で走行に支障があるレベル）ｅに対応するバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂを演算することができる。有効残存エネルギ量演算手段１５Ｂでは、このようにしてバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂを演算する。
【００２５】
本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置は、上述のように構成されているので、例えば図５に示すようにして、走行可能距離ΔＬを演算及び表示が行なわれる。
つまり、図５に示すように、まず、イグニッションキー（ＩＧキー）がオンとされてから所要時間が経過したか否か（ＩＧキーオン後の経過時間≦ａか否か）が判定され（ステップＡ１０）、イグニッションキーがオンとされてから所要時間ａが経過するまでは、サンプリンク時間を短く設定し（ステップＡ３０）、イグニッションキーがオンとされてから所要時間ａが経過してからは、サンプリンク時間を長く設定する（ステップＡ２０）。
【００２６】
このように設定されたサンプリング時間に基づいて、経過時間がサンプリング時間に達したか否かが判定され（ステップＡ４０）、経過時間がサンプリング時間に達したら、サンプリング時間の周期で、サンプリングデータ、即ち、走行距離検出手段２２で検出された走行距離検出値（走行距離データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（バッテリの残存容量データ）とからなるデータＤｋを取り込んでいく。そして、データ数がメモリデータの限界数ｎまで記憶されてからは、サンプリングデータを更新する（ステップＡ５０）。
【００２７】
そして、このサンプリングデータ数が最小二乗法の一次式近似が可能な数に達したか否かの判定（ステップＡ６０）を経て、サンプリングデータ数が十分に得られたら、複数組のサンプリングデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・に基づいて、最小二乗法の一次式近似により直線Ａ（図３参照）に示すようなバッテリの消費特性を推定して、バッテリの残存容量が有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂに低下するまでの走行可能距離ΔＬを計算する（ステップＡ７０）。そして、経過時間を０にリセットして（ステップＡ８０）、算出された走行可能距離ΔＬを表示部１２に表示する（ステップＡ９０）。
【００２８】
また、上述の有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂの設定は例えば図６に示すように行なうことができる。つまり、まず、有効残存容量ｂの１回目の計算が行なわれたか否かが判定され（ステップＢ１０）、有効残存容量ｂの１回目の計算が行なわれていればこの計算値を用い、まだであれば、前回のイグニッションキーがオフとされる直前の有効残存容量ｂを使用する（ステップＢ２０）。
【００２９】
そして、１回目の計算が行なわれていれば、経過時間がサンプリング設定時間ｃに達したか否かが判定され（ステップＢ３０）、経過時間がサンプリング設定時間ｃに達したら、モータ２の実出力と指示出力との比の値（実出力／指示出力）が予め設定された判定値ｄ（ｄ＜１）未満か否かが判定される（ステップＢ４０）。
【００３０】
ここで、（実出力／指示出力）が判定値ｄ未満となった場合には、サンプリングデータ、即ち、モータ実出力検出手段２４で検出されたモータ実出力検出値（モータ出力データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（バッテリの残存容量データ）とからなるデータＤＤｋを取り込んでいき、データ数がメモリデータの限界数ｎまで記憶されてからは、サンプリングデータを更新する（ステップＢ５０）。
【００３１】
そして、図４に示すように、最小二乗法の二次式近似により曲線Ｂに示すようなモータ出力低下特性を推定して、予め設定されたモータ出力の下限値ｅに対応するバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂを演算する（ステップＢ６０）。さらに、経過時間を０にリセットして（ステップ７６０）、今回の演算を終える。
【００３２】
こうして得られた有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂを前述の走行可能距離ΔＬの演算に使用するのである。
このようにして、最小二乗法を利用して、走行可能距離ΔＬの推定演算を行なうことで、バラツキのない極めて精度のよい走行可能距離ΔＬが得られるようになり、例えば交通状況が変化して走行状態が急変するような場合であっても、走行可能距離の表示が短時間に急変することもなくなり、ドライバが残存燃料の状態を不安なく把握することができ、走行用エネルギ（バッテリの残存容量）の管理をドライバがより容易に行なえるようになる。
【００３３】
また、走行可能距離ΔＬの推定演算に用いる有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂについても、最小二乗法を利用することでより適切な推定を行なうことができる。
さらに、発電機をそなえたシリーズ式ハイブリッド電気自動車の場合には、一般に一定の充電効率で発電を行なうので、発電機を駆動する原動機のためにそなえられたエネルギ（即ち、残存燃料量）に応じて、バッテリの残存容量が増加すると考えられるので、残存燃料量に対するバッテリの残存容量の増加量を推定できる。したがって、残存燃料量を検出すればこの検出値に応じてバッテリの残存容量の増加量を求めることができ、上述のバッテリの残存容量にこうして求めた増加量を加算して、この加算した値に基づいて、走行可能距離ΔＬの推定演算を行なうことが考えられる。
【００３４】
次に、本発明の第２実施形態を説明すると、図７，図８は本発明の第２実施形態としての車両の走行可能距離表示装置を示すもので、図７はその構成図、ず８はその走行可能距離の演算を説明する図である。
本実施形態の車両の走行可能距離表示装置は、内燃機関（エンジン）の自動車に搭載されており、図７に示すように、第１実施形態と同様に、走行可能距離を推定して走行可能距離の表示を制御する走行可能距離表示制御部１１と、この走行可能距離表示制御部１１による指示に基づいて走行可能距離の表示を行なう表示部１２とをそなえている。
【００３５】
走行可能距離表示制御部１１には、各種データを記憶する機能（記憶手段）１３，所要の判定を行なう機能（判定手段）１４，所要の演算を行なう機能（演算手段）１５，推定された走行可能距離に基づいて表示部１２へ指示信号を送る機能（指示手段）１６がそなえられており、この走行可能距離表示制御部１１には、車両状態検出手段２０、即ち、走行距離検出手段２２，残存燃料量検出手段（残存エネルギ量検出手段）２５からの各検出信号が入力されるようになっている。記憶手段１３，判定手段１４，演算手段１５，指示手段１６は、第１実施形態と同様の機能の一部又は全部がそなえられている。
【００３６】
また、本実施形態では、内燃機関式自動車なので、走行用エネルギとして燃料がエネルギ貯蔵手段としての燃料タンク（図示略）内に貯蔵されるが、内燃機関による自動車では、この燃料の残量（残存燃料量）が０又は略０になるまで車両を走行させることができるので、図８に示すように、残存燃料量が０又は略０になる時点での走行距離を走行可能距離ΔＬとしている。
【００３７】
本発明の第２実施形態としての車両の走行可能距離表示装置は、上述のように構成されているので、例えば第１実施形態に関する図４に示すようにして、走行可能距離ΔＬを演算及び表示が行なわれる。
つまり、図４に示すように、まず、イグニッションキー（ＩＧキー）がオンとされてから所要時間が経過したか否か（ＩＧキーオン後の経過時間≦ａか否か）が判定され（ステップＡ１０）、イグニッションキーがオンとされてから所要時間ａが経過するまでは、サンプリンク時間を短く設定し（ステップＡ３０）、イグニッションキーがオンとされてから所要時間ａが経過してからは、サンプリンク時間を長く設定する（ステップＡ２０）。
【００３８】
このように設定されたサンプリング時間に基づいて、経過時間がサンプリング時間に達したか否かが判定され（ステップＡ４０）、経過時間がサンプリング時間に達したら（即ち、サンプリング時間の周期で）、サンプリングデータ、即ち、走行距離検出手段２２で検出された走行距離検出値（走行距離データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（残存燃料量データ）とからなるデータＤｋを取り込んでいく。そして、データ数がメモリデータの限界数ｎまで記憶されてからは、サンプリングデータを更新する（ステップＡ５０）。
【００３９】
そして、このサンプリングデータ数が最小二乗法の一次式近似が可能な数に達したか否かの判定（ステップＡ６０）を経て、サンプリングデータ数が十分に得られたら、複数組のサンプリングデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・に基づいて、最小二乗法の一次式近似により直線Ａ（図８参照）に示すような燃料消費特性を推定して、残存燃料量が０又は略０に低下するまでの走行可能距離ΔＬを計算する（ステップＡ７０）。そして、経過時間を０にリセットして（ステップＡ８０）、算出された走行可能距離ΔＬを表示部１２に表示する（ステップＡ９０）。
【００４０】
このようにして、最小二乗法を利用して、走行可能距離ΔＬの推定演算を行なうことで、内燃機関式自動車においても、バラツキのない極めて精度のよい走行可能距離ΔＬが得られるようになり、例え交通状況によって走行状態が急変した場合にも、走行可能距離の表示が短時間に急変することもなくなり、ドライバが残存燃料の状態を不安なく把握することができ、走行用エネルギ（バッテリの残存容量）の管理をドライバがより容易に行なえるようになる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、車両に搭載されて走行用エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、該車両を走行させるために該走行用エネルギを使用しながら該車両の駆動輪を駆動する駆動出力発生手段と、操作手段を通じた操作に基づいて該駆動出力発生手段に発生させる指示出力を演算し、この指示出力に基づいて該エネルギ貯蔵手段から該駆動出力発生手段への該走行用エネルギの供給を制御するコントローラと、少なくとも、該駆動出力発生手段で発生する実出力を検出する実出力検出手段と、該車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、該エネルギ貯蔵手段に貯蔵されている該走行用エネルギの残存量を検出する残存エネルギ量検出手段とを有する車両状態検出手段と、該走行距離検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された走行距離検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第１記憶手段と、該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された実出力検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第２記憶手段と、該第２記憶手段に記憶された記憶データに基づいて該駆動出力発生手段で発生する実出力が予め設定された下限値以下になる該残存エネルギ量を演算により推定する有効残存エネルギ量演算手段と、該有効残存エネルギ量演算手段で演算された該残存エネルギ量が第１設定値に達するまでに、該第１記憶手段に記憶された上記の複数組のデータに基づいて該車両の走行可能距離を最小二乗法を用いて演算する走行可能距離演算手段と、該走行可能距離演算手段により演算された走行可能距離を表示する表示手段とをそなえるという構成により、走行可能距離をより精度よくバラツキを生じることなく推定できる。また、有効な走行可能距離を演算することができ、より実用的な走行可能距離の表示を行なうことができる。
【００４２】
請求項２記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１記載の装置において、該第１記憶手段が、上記の複数組のデータを所定時間毎に周期的に記憶するという構成により、適切なデータ収集を行なえ、走行可能距離の推定精度の向上に寄与する。
請求項３記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１記載の装置において、該走行可能距離演算手段が、該残存エネルギ量が第１設定値に到達するまでに該車両の走行可能距離を演算するという構成により、第１設定値の設定に応じて、より有効な走行可能距離を演算することができ、より実用的な走行可能距離の表示を行なうことができる。
【００４３】
請求項４記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１記載の装置において、該第２記憶手段は、該指示出力に対する該実出力の割合が第２設定値以下である場合に、該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を複数組記憶することにより、有効な走行可能距離を演算することができ、より実用的な走行可能距離の表示を行なうことができる。
【００４４】
請求項５記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、該第２記憶手段が、上記の互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を所定時間毎に周期的に複数組記憶するとともに、該有効残存エネルギ量演算手段が、最小二乗法を用いて該残存エネルギ量を演算するという構成により、有効残存エネルギ量を精度よく演算することができる。
【００４５】
請求項６記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の装置において、該エネルギ貯蔵手段がバッテリであって、該駆動出力発生手段が電動機であるという構成により、電気自動車における走行可能距離表示を精度よく行なえ、ドライバがバッテリの充電等の管理を行ない易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置のモータ指示出力について説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離の演算を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離にかかる有効残存容量の演算を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離の演算を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離にかかる有効残存容量の演算を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態としての車両の走行可能距離表示装置を示す構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離の演算を説明する図である。
【符号の説明】
１ エネルギ貯蔵手段としての車載バッテリ
２ 駆動出力発生手段としての電動機（走行用モータ）
３ 変速機
４ 駆動輪
５ 電力変換回路
６ モータコントローラ
７ アクセルペダル
８ ブレーキペダル
１１ 走行可能距離表示制御部
１２ 表示部
１３ 記憶手段
１４ 判定手段
１５ 演算手段
１６ 指示手段
２０ 車両状態検出手段
２１ 残存容量検出手段（残存エネルギ量検出手段）
２２ 走行距離検出手段
２３ モータ指示出力検出手段
２４ モータ実出力検出手段
２５ 残存燃料量検出手段（残存エネルギ量検出手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車におけるバッテリの残存容量状態や内燃機関式自動車における燃料の残存状態をドライバにより把握し易くするために用いて好適な、車両の走行可能距離表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自動車では、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等を搭載した内燃機関式自動車が主流であるが、大気汚染の防止や車両による騒音低減の観点から、電気自動車も注目されつつある。
内燃機関式自動車にあっては燃料が走行用エネルギになり、電気自動車にあってはバッテリに充電された電気が走行用エネルギになる。
【０００３】
このような走行用エネルギの残量（即ち、燃料残量やバッテリの残存容量）について、ドライバがしっかりと認識していないと、エネルギ補給（即ち、燃料補給やバッテリの充電）を適切に行なえない。
そこで、通常の自動車では、燃料メータやバッテリ残存容量メータが装備され、ドライバがこのようなメータを見ながら燃料補給やバッテリの充電を行なう時期を選定するようにしているが、さらに、積極的に、走行用エネルギの残量（燃料残量やバッテリの残存容量）でこの後どの程度車両が走行できるか、即ち、車両の走行可能距離を表示するようにして走行用エネルギの残量に関してドライバにより把握させるようにした技術も開発されている。
【０００４】
このような走行可能距離を表示するには、当然ながら走行可能距離を推定することが必要になる。
従来の走行可能距離の推定は、例えば内燃機関式自動車にあっては、実開平５−８４８２８号公報に開示されているように、燃料の消費率、又は、燃料の単位消費量当たりの走行距離（＝走行距離／燃料の単位消費量）という微分値（差分値）に基づいて、そのときの燃料残存量が空になるまでの走行可能な距離を算出するようにしている。
【０００５】
このような推定を、電気自動車に適用すると、バッテリの電力消費率、又は、バッテリの単位放電量当たりの走行距離（＝走行距離／バッテリの単位放電量）という微分値（差分値）に基づいて、そのときのバッテリ容量が走行不可能なレベルになるまでの走行可能な距離を算出することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、搭載エネルギの消費率といった微分値に基づいた演算により走行可能距離を推定すると、交通状況によって走行状態が急変するときには走行可能距離の表示が短時間に急変することがある。
例えば、渋滞路では単位消費エネルギ当たりの走行距離が短くなるので、走行可能距離も短くなり、渋滞のない郊外路等では単位消費エネルギ当たりの走行距離が長くなるので、走行可能距離も長くなる。
【０００７】
このため、渋滞路から抜け出したら、走行可能距離が急に増加してしまうような事態も発生して、このように推定された走行可能距離が表示されると、ドライバが混乱するおそれがある。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、走行可能距離をより正しく推定して正しい走行可能距離を表示できるようにした、車両の走行可能距離表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、車両に搭載されて走行用エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、該車両を走行させるために該走行用エネルギを使用しながら該車両の駆動輪を駆動する駆動出力発生手段と、操作手段を通じた操作に基づいて該駆動出力発生手段に発生させる指示出力を演算し、この指示出力に基づいて該エネルギ貯蔵手段から該駆動出力発生手段への該走行用エネルギの供給を制御するコントローラと、少なくとも、該駆動出力発生手段で発生する実出力を検出する実出力検出手段と、該車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、該エネルギ貯蔵手段に貯蔵されている該走行用エネルギの残存量を検出する残存エネルギ量検出手段とを有する車両状態検出手段と、該走行距離検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された走行距離検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第１記憶手段と、該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された実出力検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第２記憶手段と、該第２記憶手段に記憶された記憶データに基づいて該駆動出力発生手段で発生する実出力が予め設定された下限値以下になる該残存エネルギ量を演算により推定する有効残存エネルギ量演算手段と、該有効残存エネルギ量演算手段で演算された該残存エネルギ量が第１設定値に達するまでに、該第１記憶手段に記憶された上記の複数組のデータに基づいて該車両の走行可能距離を最小二乗法を用いて演算する走行可能距離演算手段と、該走行可能距離演算手段により演算された走行可能距離を表示する表示手段とをそなえていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項１記載の装置において、該第１記憶手段が、上記の複数組のデータを所定時間毎に周期的に記憶することを特徴とすることを特徴としている。
請求項３記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項２記載の装置において、該第１記憶手段が、装置の始動時には、より短い周期で上記の記憶を行なうことを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項１記載の装置において、該第２記憶手段は、該指示出力に対する該実出力の割合が第２設定値以下である場合に、該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を複数組記憶することを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、該第２記憶手段が、上記の互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を所定時間毎に周期的に複数組記憶するとともに、該有効残存エネルギ量演算手段が、最小二乗法を用いて該残存エネルギ量を演算することを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の装置において、該エネルギ貯蔵手段がバッテリであって、該駆動出力発生手段が電動機であることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図６は本発明の一実施形態としての車両の走行可能距離表示装置を示すもので、図１はその構成図、図２はそのモータ指示出力を説明する図、図３はその走行可能距離の演算を説明する図、図４はその有効残存容量の演算を説明する図、図５はその走行可能距離の演算を説明するフローチャート、図６はその有効残存容量の演算を説明するフローチャートである。
【００１４】
本実施形態の車両の走行可能距離表示装置は、図１に示すように、電気自動車に搭載されており、図１において、１は走行用エネルギを貯蔵するべく車載されたエネルギ貯蔵手段としての車載バッテリであり、このバッテリ１は車両に装備されない外部充電器により繰り返し充電することができる。２はバッテリ１から電力（即ち、走行用エネルギ）を供給される駆動出力発生手段としての電動機（走行用モータ）であり、このモータ２の出力軸に変速機３を介して駆動輪４が連結されて駆動されるようになっている。
【００１５】
そして、バッテリ１とモータ２との間には電力変換回路５が設けられており、バッテリ１からの電力はこの電力変換回路５を通じて所要の大きさに調整されてモータ２へ供給されるようになっている。また、電力変換回路５は、モータコントローラ６を通じて制御されるようになっている。
このモータコントローラ６では、操作手段としてのアクセルペダル７の踏込時には、アクセルペダル（操作手段）７を通じた操作に基づいてモータ２に発生させる指示出力を演算し、この指示出力に基づいてバッテリ１からモータ２への電力（走行用エネルギ）の供給を制御する。即ち、アクセルペダル７の踏込量に応じて電力変換回路５を通じてモータ２の出力を制御する。一方、アクセルペダル７が踏み込まれていない場合には、ブレーキペダル８の踏込量に応じて電力変換回路５を通じてモータ２の回生量を制御するようになっている。
【００１６】
そして、バッテリ１には、バッテリ１に残っている電力容量の満充電量に対する割合（充電率）を検出する残存容量検出手段（残存エネルギ量検出手段）２１が付設されている。この残存容量検出手段２１は、満充電状態からのバッテリの充放電の履歴に基づいて算出するように構成された周知のものである。
本車両の走行可能距離表示装置は、このような電気自動車にそなえられ、図１に示すように、走行可能距離を推定して走行可能距離の表示を制御する走行可能距離表示制御部１１と、この走行可能距離表示制御部１１による指示に基づいて走行可能距離の表示を行なう表示部１２とをそなえている。
【００１７】
走行可能距離表示制御部１１には、各種データを記憶する機能（記憶手段）１３，所要の判定を行なう機能（判定手段）１４，所要の演算を行なう機能（演算手段）１５，推定された走行可能距離に基づいて表示部１２へ指示信号を送る機能（指示手段）１６がそなえられており、この走行可能距離表示制御部１１には、車両状態検出手段２０、即ち、走行距離検出手段２２，残存容量検出手段（残存エネルギ量検出手段）２１，モータ指示出力検出手段２３，モータ実出力検出手段２４からの各検出信号が入力されるようになっている。
【００１８】
なお、走行距離検出手段２２は変速機の出力軸等の回転数を累積しながら車両の走行距離を算出する公知のもので、モータ指示出力検出手段２３は、モータコントローラ６でアクセルペダル（操作手段）７を通じた操作に基づいて算出されたモータの指示出力から検出するか、又は、アクセルペダル（操作手段）７の操作量事態に基づいて検出することができる。また、モータ実出力検出手段２４は、図２に示すようなモータ２への供給電流とモータ実出力との関係から、電力変換回路５を通じて調整されるモータ２への供給電流等に基づいて検出することができる。
【００１９】
そして、走行可能距離表示制御部１１内の記憶手段１３には、第１記憶手段１３Ａ及び第２記憶手段１３Ｂが設けられている。
第１記憶手段１３Ａには、走行距離検出手段２２で検出された走行距離検出値（走行距離データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（バッテリの残存容量データ）とが、所要の周期毎に取り込まれて、互いに対応した状態（一組として）で記憶される。この第１記憶手段１３Ａに記憶されるサンプリングデータは、所要の周期毎に累積するように記憶され、所要数（メモリデータの限界数ｎ）のデータが記憶されたら、以後は最古データを消去し、最新データを加入させながらデータ更新を行なう。なお、以下、第１記憶手段１３Ａに記憶された複数個（ｎ個）のサンプリングデータをＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・，Ｄｎと表記する。
【００２０】
第２記憶手段１３Ｂには、モータ実出力検出手段２４で検出されたモータ実出力検出値（モータ出力データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（バッテリの残存容量データ）とが、これも所要の周期毎に取り込まれて、互いに対応した状態（一組として）で記憶される。ただし、ここでは、モータ指示出力検出手段２３，モータ実出力検出手段２４からの各検出信号に基づいて、モータ２の実出力と指示出力との比の値（実出力／指示出力）を予め設定された判定値ｄ（ｄ＜１）と比較して、実出力／指示出力の値が判定値ｄ以下となった場合のみ、サンプリングデータを記憶する。また、この第２記憶手段１３Ｂに記憶されるサンプリングデータも、所要の周期毎に累積するように記憶され、所要数（メモリデータの限界数ｎ）のデータが記憶されたら、以後は最古データを消去し、最新データを加入させながらデータ更新を行なう。なお、第２記憶手段１３Ｂに記憶された複数個（ｎ個）のサンプリングデータはＤＤ１，ＤＤ２，ＤＤ３，・・・，ＤＤｎと表記する。
【００２１】
判定手段１４では、サンプリング周期を設定するための判定や、サンプリングデータに基づいた演算の開始を判定する。つまり、本実施形態では、イグニッションキー（ＩＧキー）がオンとされた直後（ＩＧキーオン後の経過時間≦ａ，ただしａは予め設定された時間）には、上述のサンプリングデータを記憶する周期（サンプリング時間）を短く設定して、ＩＧキーがオンとなった後に速やかに後述する演算や表示を行なえるようにし、イグニッションキー（ＩＧキー）がオンとされてから十分に時間がたったら（ＩＧキーオン後の経過時間＞ａ）、サンプリング時間を長く設定して、演算頻度を抑制し且つ演算精度を高めるようにしている。また、演算の開始判定は、サンプリングデータが所要量に達したか否かにより行なう。
【００２２】
演算手段１５には、車両の走行可能距離を演算する走行可能距離演算手段１５Ａと、この走行可能距離演算に用いるバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）を演算する有効残存エネルギ量演算手段１５Ｂとがそなえられる。
走行可能距離演算手段１５Ａは、第１記憶手段１３Ａに記憶された複数組の記憶データ（サンプリングデータ）に基づいて車両の走行可能距離を演算するが、この演算には、最小二乗法の一次式近似が用いられている。
【００２３】
つまり、図３に示すように、第１記憶手段１３Ａに記憶された複数組のサンプリングデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・，Ｄｎに基づいて、最小二乗法の一次式近似により直線Ａに示すようなバッテリの消費特性を推定できる。電気自動車の場合、バッテリ１の残存容量がモータ２の出力低下状態を招くレベル〔これをバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）とする〕ｂに低下するまでの走行可能距離ΔＬをこの直線Ａで示す特性から求めることができる。走行可能距離演算手段１５Ａでは、このようにして走行可能距離ΔＬを演算する。なお、走行可能距離ΔＬについて、最小二乗法の二次式近似も考えられる。
【００２４】
ところで、上記のバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂは、有効残存エネルギ量演算手段１５Ｂで演算されるが、この演算について説明する。有効残存エネルギ量演算手段１５Ｂでは、モータ２の実出力と指示出力との比の値（実出力／指示出力）が予め設定された判定値ｄ（ｄ＜１）未満となったら（つまり、モータ出力不足の状態のときの）モータ出力データ，バッテリの残存容量データをサンプリングデータＤＤ１，ＤＤ２，ＤＤ３，・・・，ＤＤｎに基づいて、図４に示すように、最小二乗法の二次式近似により曲線Ｂに示すようなモータ出力低下特性を推定できる。そして、予め設定されたモータ出力の下限値（モータの出力不足で走行に支障があるレベル）ｅに対応するバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂを演算することができる。有効残存エネルギ量演算手段１５Ｂでは、このようにしてバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂを演算する。
【００２５】
本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置は、上述のように構成されているので、例えば図５に示すようにして、走行可能距離ΔＬを演算及び表示が行なわれる。
つまり、図５に示すように、まず、イグニッションキー（ＩＧキー）がオンとされてから所要時間が経過したか否か（ＩＧキーオン後の経過時間≦ａか否か）が判定され（ステップＡ１０）、イグニッションキーがオンとされてから所要時間ａが経過するまでは、サンプリンク時間を短く設定し（ステップＡ３０）、イグニッションキーがオンとされてから所要時間ａが経過してからは、サンプリンク時間を長く設定する（ステップＡ２０）。
【００２６】
このように設定されたサンプリング時間に基づいて、経過時間がサンプリング時間に達したか否かが判定され（ステップＡ４０）、経過時間がサンプリング時間に達したら、サンプリング時間の周期で、サンプリングデータ、即ち、走行距離検出手段２２で検出された走行距離検出値（走行距離データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（バッテリの残存容量データ）とからなるデータＤｋを取り込んでいく。そして、データ数がメモリデータの限界数ｎまで記憶されてからは、サンプリングデータを更新する（ステップＡ５０）。
【００２７】
そして、このサンプリングデータ数が最小二乗法の一次式近似が可能な数に達したか否かの判定（ステップＡ６０）を経て、サンプリングデータ数が十分に得られたら、複数組のサンプリングデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・に基づいて、最小二乗法の一次式近似により直線Ａ（図３参照）に示すようなバッテリの消費特性を推定して、バッテリの残存容量が有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂに低下するまでの走行可能距離ΔＬを計算する（ステップＡ７０）。そして、経過時間を０にリセットして（ステップＡ８０）、算出された走行可能距離ΔＬを表示部１２に表示する（ステップＡ９０）。
【００２８】
また、上述の有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂの設定は例えば図６に示すように行なうことができる。つまり、まず、有効残存容量ｂの１回目の計算が行なわれたか否かが判定され（ステップＢ１０）、有効残存容量ｂの１回目の計算が行なわれていればこの計算値を用い、まだであれば、前回のイグニッションキーがオフとされる直前の有効残存容量ｂを使用する（ステップＢ２０）。
【００２９】
そして、１回目の計算が行なわれていれば、経過時間がサンプリング設定時間ｃに達したか否かが判定され（ステップＢ３０）、経過時間がサンプリング設定時間ｃに達したら、モータ２の実出力と指示出力との比の値（実出力／指示出力）が予め設定された判定値ｄ（ｄ＜１）未満か否かが判定される（ステップＢ４０）。
【００３０】
ここで、（実出力／指示出力）が判定値ｄ未満となった場合には、サンプリングデータ、即ち、モータ実出力検出手段２４で検出されたモータ実出力検出値（モータ出力データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（バッテリの残存容量データ）とからなるデータＤＤｋを取り込んでいき、データ数がメモリデータの限界数ｎまで記憶されてからは、サンプリングデータを更新する（ステップＢ５０）。
【００３１】
そして、図４に示すように、最小二乗法の二次式近似により曲線Ｂに示すようなモータ出力低下特性を推定して、予め設定されたモータ出力の下限値ｅに対応するバッテリの有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂを演算する（ステップＢ６０）。さらに、経過時間を０にリセットして（ステップ７６０）、今回の演算を終える。
【００３２】
こうして得られた有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂを前述の走行可能距離ΔＬの演算に使用するのである。
このようにして、最小二乗法を利用して、走行可能距離ΔＬの推定演算を行なうことで、バラツキのない極めて精度のよい走行可能距離ΔＬが得られるようになり、例えば交通状況が変化して走行状態が急変するような場合であっても、走行可能距離の表示が短時間に急変することもなくなり、ドライバが残存燃料の状態を不安なく把握することができ、走行用エネルギ（バッテリの残存容量）の管理をドライバがより容易に行なえるようになる。
【００３３】
また、走行可能距離ΔＬの推定演算に用いる有効残存容量（有効残存エネルギ量）ｂについても、最小二乗法を利用することでより適切な推定を行なうことができる。
さらに、発電機をそなえたシリーズ式ハイブリッド電気自動車の場合には、一般に一定の充電効率で発電を行なうので、発電機を駆動する原動機のためにそなえられたエネルギ（即ち、残存燃料量）に応じて、バッテリの残存容量が増加すると考えられるので、残存燃料量に対するバッテリの残存容量の増加量を推定できる。したがって、残存燃料量を検出すればこの検出値に応じてバッテリの残存容量の増加量を求めることができ、上述のバッテリの残存容量にこうして求めた増加量を加算して、この加算した値に基づいて、走行可能距離ΔＬの推定演算を行なうことが考えられる。
【００３４】
次に、本発明の第２実施形態を説明すると、図７，図８は本発明の第２実施形態としての車両の走行可能距離表示装置を示すもので、図７はその構成図、ず８はその走行可能距離の演算を説明する図である。
本実施形態の車両の走行可能距離表示装置は、内燃機関（エンジン）の自動車に搭載されており、図７に示すように、第１実施形態と同様に、走行可能距離を推定して走行可能距離の表示を制御する走行可能距離表示制御部１１と、この走行可能距離表示制御部１１による指示に基づいて走行可能距離の表示を行なう表示部１２とをそなえている。
【００３５】
走行可能距離表示制御部１１には、各種データを記憶する機能（記憶手段）１３，所要の判定を行なう機能（判定手段）１４，所要の演算を行なう機能（演算手段）１５，推定された走行可能距離に基づいて表示部１２へ指示信号を送る機能（指示手段）１６がそなえられており、この走行可能距離表示制御部１１には、車両状態検出手段２０、即ち、走行距離検出手段２２，残存燃料量検出手段（残存エネルギ量検出手段）２５からの各検出信号が入力されるようになっている。記憶手段１３，判定手段１４，演算手段１５，指示手段１６は、第１実施形態と同様の機能の一部又は全部がそなえられている。
【００３６】
また、本実施形態では、内燃機関式自動車なので、走行用エネルギとして燃料がエネルギ貯蔵手段としての燃料タンク（図示略）内に貯蔵されるが、内燃機関による自動車では、この燃料の残量（残存燃料量）が０又は略０になるまで車両を走行させることができるので、図８に示すように、残存燃料量が０又は略０になる時点での走行距離を走行可能距離ΔＬとしている。
【００３７】
本発明の第２実施形態としての車両の走行可能距離表示装置は、上述のように構成されているので、例えば第１実施形態に関する図４に示すようにして、走行可能距離ΔＬを演算及び表示が行なわれる。
つまり、図４に示すように、まず、イグニッションキー（ＩＧキー）がオンとされてから所要時間が経過したか否か（ＩＧキーオン後の経過時間≦ａか否か）が判定され（ステップＡ１０）、イグニッションキーがオンとされてから所要時間ａが経過するまでは、サンプリンク時間を短く設定し（ステップＡ３０）、イグニッションキーがオンとされてから所要時間ａが経過してからは、サンプリンク時間を長く設定する（ステップＡ２０）。
【００３８】
このように設定されたサンプリング時間に基づいて、経過時間がサンプリング時間に達したか否かが判定され（ステップＡ４０）、経過時間がサンプリング時間に達したら（即ち、サンプリング時間の周期で）、サンプリングデータ、即ち、走行距離検出手段２２で検出された走行距離検出値（走行距離データ）と残存容量検出手段２１で検出された残存エネルギ量検出値（残存燃料量データ）とからなるデータＤｋを取り込んでいく。そして、データ数がメモリデータの限界数ｎまで記憶されてからは、サンプリングデータを更新する（ステップＡ５０）。
【００３９】
そして、このサンプリングデータ数が最小二乗法の一次式近似が可能な数に達したか否かの判定（ステップＡ６０）を経て、サンプリングデータ数が十分に得られたら、複数組のサンプリングデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・に基づいて、最小二乗法の一次式近似により直線Ａ（図８参照）に示すような燃料消費特性を推定して、残存燃料量が０又は略０に低下するまでの走行可能距離ΔＬを計算する（ステップＡ７０）。そして、経過時間を０にリセットして（ステップＡ８０）、算出された走行可能距離ΔＬを表示部１２に表示する（ステップＡ９０）。
【００４０】
このようにして、最小二乗法を利用して、走行可能距離ΔＬの推定演算を行なうことで、内燃機関式自動車においても、バラツキのない極めて精度のよい走行可能距離ΔＬが得られるようになり、例え交通状況によって走行状態が急変した場合にも、走行可能距離の表示が短時間に急変することもなくなり、ドライバが残存燃料の状態を不安なく把握することができ、走行用エネルギ（バッテリの残存容量）の管理をドライバがより容易に行なえるようになる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、車両に搭載されて走行用エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、該車両を走行させるために該走行用エネルギを使用しながら該車両の駆動輪を駆動する駆動出力発生手段と、操作手段を通じた操作に基づいて該駆動出力発生手段に発生させる指示出力を演算し、この指示出力に基づいて該エネルギ貯蔵手段から該駆動出力発生手段への該走行用エネルギの供給を制御するコントローラと、少なくとも、該駆動出力発生手段で発生する実出力を検出する実出力検出手段と、該車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、該エネルギ貯蔵手段に貯蔵されている該走行用エネルギの残存量を検出する残存エネルギ量検出手段とを有する車両状態検出手段と、該走行距離検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された走行距離検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第１記憶手段と、該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された実出力検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第２記憶手段と、該第２記憶手段に記憶された記憶データに基づいて該駆動出力発生手段で発生する実出力が予め設定された下限値以下になる該残存エネルギ量を演算により推定する有効残存エネルギ量演算手段と、該有効残存エネルギ量演算手段で演算された該残存エネルギ量が第１設定値に達するまでに、該第１記憶手段に記憶された上記の複数組のデータに基づいて該車両の走行可能距離を最小二乗法を用いて演算する走行可能距離演算手段と、該走行可能距離演算手段により演算された走行可能距離を表示する表示手段とをそなえるという構成により、走行可能距離をより精度よくバラツキを生じることなく推定できる。また、有効な走行可能距離を演算することができ、より実用的な走行可能距離の表示を行なうことができる。
【００４２】
請求項２記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１記載の装置において、該第１記憶手段が、上記の複数組のデータを所定時間毎に周期的に記憶するという構成により、適切なデータ収集を行なえ、走行可能距離の推定精度の向上に寄与する。
請求項３記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１記載の装置において、該走行可能距離演算手段が、該残存エネルギ量が第１設定値に到達するまでに該車両の走行可能距離を演算するという構成により、第１設定値の設定に応じて、より有効な走行可能距離を演算することができ、より実用的な走行可能距離の表示を行なうことができる。
【００４３】
請求項４記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１記載の装置において、該第２記憶手段は、該指示出力に対する該実出力の割合が第２設定値以下である場合に、該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を複数組記憶することにより、有効な走行可能距離を演算することができ、より実用的な走行可能距離の表示を行なうことができる。
【００４４】
請求項５記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、該第２記憶手段が、上記の互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を所定時間毎に周期的に複数組記憶するとともに、該有効残存エネルギ量演算手段が、最小二乗法を用いて該残存エネルギ量を演算するという構成により、有効残存エネルギ量を精度よく演算することができる。
【００４５】
請求項６記載の本発明の車両の走行可能距離表示装置によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の装置において、該エネルギ貯蔵手段がバッテリであって、該駆動出力発生手段が電動機であるという構成により、電気自動車における走行可能距離表示を精度よく行なえ、ドライバがバッテリの充電等の管理を行ない易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置のモータ指示出力について説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離の演算を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離にかかる有効残存容量の演算を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離の演算を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離にかかる有効残存容量の演算を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態としての車両の走行可能距離表示装置を示す構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態としての車両の走行可能距離表示装置の走行可能距離の演算を説明する図である。
【符号の説明】
１ エネルギ貯蔵手段としての車載バッテリ
２ 駆動出力発生手段としての電動機（走行用モータ）
３ 変速機
４ 駆動輪
５ 電力変換回路
６ モータコントローラ
７ アクセルペダル
８ ブレーキペダル
１１ 走行可能距離表示制御部
１２ 表示部
１３ 記憶手段
１４ 判定手段
１５ 演算手段
１６ 指示手段
２０ 車両状態検出手段
２１ 残存容量検出手段（残存エネルギ量検出手段）
２２ 走行距離検出手段
２３ モータ指示出力検出手段
２４ モータ実出力検出手段
２５ 残存燃料量検出手段（残存エネルギ量検出手段）
Claims (6)
- 車両に搭載されて走行用エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、
該車両を走行させるために該走行用エネルギを使用しながら該車両の駆動輪を駆動する駆動出力発生手段と、
操作手段を通じた操作に基づいて該駆動出力発生手段に発生させる指示出力を演算し、この指示出力に基づいて該エネルギ貯蔵手段から該駆動出力発生手段への該走行用エネルギの供給を制御するコントローラと、
少なくとも、該駆動出力発生手段で発生する実出力を検出する実出力検出手段と、該車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、該エネルギ貯蔵手段に貯蔵されている該走行用エネルギの残存量を検出する残存エネルギ量検出手段とを有する車両状態検出手段と、
該走行距離検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された走行距離検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第１記憶手段と、
該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された実出力検出値及び残存エネルギ量検出値からなる複数組のデータを記憶する第２記憶手段と、
該第２記憶手段に記憶された記憶データに基づいて該駆動出力発生手段で発生する実出力が予め設定された下限値以下になる該残存エネルギ量を演算により推定する有効残存エネルギ量演算手段と、
該有効残存エネルギ量演算手段で演算された該残存エネルギ量が第１設定値に達するまでに、該第１記憶手段に記憶された上記の複数組のデータに基づいて該車両の走行可能距離を最小二乗法を用いて演算する走行可能距離演算手段と、
該走行可能距離演算手段により演算された走行可能距離を表示する表示手段とをそなえている
ことを特徴とする、車両の走行可能距離表示装置。 - 該第１記憶手段が、上記の複数組のデータを所定時間毎に周期的に記憶することを特徴とする、請求項１記載の車両の走行可能距離表示装置。
- 該第１記憶手段が、装置の始動時には、より短い周期で上記の記憶を行なうことを特徴とする、請求項２記載の車両の走行可能距離表示装置。
- 該第２記憶手段は、該指示出力に対する該実出力の割合が第２設定値以下である場合に、該実出力検出手段と該残存エネルギ量検出手段とで同時に又は略同時に検出された互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を複数組記憶する
ことを特徴とする、請求項１記載の車両の走行可能距離表示装置。 - 該第２記憶手段が、上記の互いに対応した実出力検出値及び残存エネルギ量検出値を所定時間毎に周期的に複数組記憶するとともに、
該有効残存エネルギ量演算手段が、最小二乗法を用いて該残存エネルギ量を演算することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の走行可能距離表示装置。 - 該エネルギ貯蔵手段がバッテリであって、
該駆動出力発生手段が電動機であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の走行可能距離表示装置。
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