JP6537181B2 - 電気自動車のクルーズコントロール表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機の駆動にてクルーズ走行させるに際し、セット車速が電費（電力量消費率）の悪い領域にあるか否かを運転者に認識させるようにした電気自動車のクルーズコントロール表示装置に関する。

従来、追従機能付きクルーズコントロールでは、レーダ手段、撮像手段、或いは、これらレーダ手段と撮像手段との併用によって自車両前方に先行車を補足した場合、先行車の車速がセット車速以下のときは、所定車間距離を開けて先行車に追従走行し、又、先行車の車速がセット車速よりも速く、或いは先行車が補足されていないときは自車両をセット車速で定速走行させる。

電気自動車やハイブリッド電気自動車において、クルーズ走行を電動機のみ、すなわちＥＶ走行で行う場合、先行車の有無、及びセット車速に応じて目標車速を設定し、実際の車速が目標車速となるようにバッテリの出力電力を制御して、電動機の駆動トルクを発生させる。

セット車速の表示として、例えば特許文献１(特開２０１３−５６５９６号公報)には、スピードメータの外周に、現在の車速とオートクルーズ時のセット車速とで囲まれたゾーン領域をメータに沿って配設し、セット車速と現在の車速との差を瞬時に判別できるようにした技術が開示されている。即ち、この文献に開示されている技術では、セット車速に対して現在の車速が低速側にある場合は加速し、高速側にある場合は減速していると容易に判別することができる。

しかし、上述した文献に開示されている技術では、セット車速に対して実際の車速が遅い場合は加速され、速い場合は減速されることが認識できるに過ぎず、表示されたセット車速によって経済走行が可能か否かを判別することはできない。

これに対処するに、例えば特許文献２(特許第５０４０３６６号公報)には、燃費設定オートクルーズ制御が実行されると、先ず、目標燃費が設定され、次いで、この目標燃費を満たす範囲で維持可能な最高の車速を表す最高クルーズ速度を求め、その最高クルーズ速度を表示する技術が開示されている。これにより、運転者は、表示された最高クルーズ速度を指針としてセット車速を設定することで経済走行を実現することができる。

特開２０１３−５６５９６号公報 特許第５０４０３６６号公報

ところで、上述した特許文献２に開示されている最高クルーズ速度は、エンジン駆動による経済走行（燃費効率）を可能とする指針が示されるものであるが、電動機による経済走行（電費効率）は、エンジンと特性が相違するためエンジンについての最高クルーズ速度を電動機にそのまま適用することはできず、運転者がセット車速を設定する際の経済走行の指針を明確に提示することが困難であるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、電費効率のよいセット車速を容易に認識することのできる電気自動車のクルーズコントロール表示装置を提供することを目的とする。

本発明による電気自動車のクルーズコントロール表示装置は、運転者の設定するクルーズコントロール時のセット車速を読込むセット車速読込手段と、前記セット車速を表示するセット車速表示手段と、電動機の出力トルクと高圧バッテリのバッテリ電圧とに基づいて該電動機に発生する逆起電力を低下させるために行う弱め界磁制御の開始車速を推定する弱め界磁制御開始車速推定手段と、前記弱め界磁制御開始車速推定手段で推定した前記弱め界磁制御の開始車速と前記セット車速読込手段で読込んだ前記セット車速とを比較する車速比較手段と、前記車速比較手段で前記セット車速が前記弱め界磁制御の開始車速以上と判定した場合、前記車速表示手段に表示される前記セット車速を注意喚起色で表示させる表示色設定手段とを備える。

本発明によれば、運転者の設定したセット車速が弱め界磁制御の開始車速以上の場合、車速表示手段に表示するセット車速を注意喚起色で表示させるようにしたので、運転者はセット車速が電費効率の良い車速か否かを容易に認識することができる。

本発明の第１実施形態によるインストルメントパネルの正面図 同、コンビネーションメータの正面図 同、マルチファンクションディスプレイの表示状態を示す説明図 同、クルーズコントロール装置の概略構成図 同、セット車速表示ルーチンを示すフローチャート 同、セット車速及び電費悪化ゾーン表示ルーチンを示すフローチャート 同、弱め界磁制御開始車速マップの概念図 本発明の第２実施形態によるセット車速表示ルーチンを示すフローチャート

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１〜図７に本発明の第１実施形態を示す。図１には、車両１の車室内前部に車幅方向に沿って配設されたインストルメントパネル（以下「インパネ」と略称）２が示されており、このインパネ２の運転席側にコンビネーションメータ（以下「コンビメータ」と略称）３が配設され、又、車幅方向のほぼ中央にカラー液晶表示による情報表示手段としてのマルチファンクションディスプレイ(以下、「ＭＦＤ」と略称)４が配設されている。更に、コンビメータ３の前方にステアリングホイール５が配設されており、このステアリングホイール５にクルーズコントロール（以下、「クルコン」と略称）操作部６が設けられている。尚、本実施形態で採用する車両１はハイブリッド電気自動車であり、クルコン動作時の走行は、基本的に電動機のみの駆動によるＥＶ走行で行われる。但し、本実施形態は電気自動車にも当然適用可能ある。

ＭＦＤ４は自車走行に関する種々の情報がモード毎に表示される。例えば、図３に示すように、クルコン表示モードでは、第１クルコンメータ４ａが円弧状のバーメータで表示可能にされており、この第１クルコンメータ４ａに対して、現在の車速Ｓを示す指針４ｂとセット車速Ｓsetを示すカーソル４ｃ（図においては、Ｓset＝８０[Km/h]）と電費効率の悪化する領域を示す電費悪化ゾーン４ｄ（図においては、９０〜１００[Km/h]）とが表示される。

又、クルコン操作部６には、運転者が自車両をクルーズ走行させる際のセット車速Ｓsetを設定するクルコンスイッチ（ダウンスイッチ、アップスイッチ）、車間距離設定スイッチ等、クルコン動作時の設定、及び解除に必要な各種スイッチ類が集約されている。

又、図２に示すように、コンビメータ３は、左右にタコメータ３ａとスピードメータ３ｂとが配設され、中央にカラー液晶表示のマルチインフォメーションディスプレイ(以下、「ＭＩＤ」と略称)７が配設されている。尚、タコメータ３ａには水温計３ｃが併設され、スピードメータ３ｂには燃料計３ｄが併設されている。

このＭＩＤ７は走行距離や電費、トルク等、種々の情報を複数の表示画面をモード毎に切換えて表示させるものであり、例えば、図２に示すように、クルコン表示モードでは、運転者の設定したセット車速Ｓsetを表示するセット車速表示手段としてのセット車速表示部７ａ、及び追従走行時の設定車間距離を表示する車間距離表示部７ｂ等が表示される。

又、スピードメータ３ｂの外周にセット車速表示手段としての機能を備える第２クルコンメータ８が設けられている。この第２クルコンメータ８はクルコン動作時の情報を表示するもので、カラー液晶表示であり、スピードメータ３ｂに表示されている速度目盛部３ｅに沿って配設されていると共に、この速度目盛部３ｅ対応して、セット車速Ｓsetの設定可能範囲に同心円弧状のバーメータで表示可能にされている。尚、本実施形態では、セット車速Ｓsetを設定可能な最低車速を４０[Km/h]、最高車速を１００[Km/h}としており、第２クルコンメータ８は設定可能範囲の車速（４０〜１００[Km/h]）に対応する速度目盛部３ｅの範囲に設定されている。

図２のII部に拡大して示すように、クルコン動作時は、第２クルコンメータ８にセット車速Ｓsetを示すカーソル８ａ（図では８０[Km/h]）と電費効率の悪化する領域を示す電費悪化ゾーン８ｂ（図では９０〜１００[Km/h]）とが表示される。

又、図４に示すように車両１に搭載されているクルコンユニット（以下、「クルーズ＿ＥＣＵ」と略称）１１は、マイクロコンピュータを主体に構成され、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び不揮発性メモリ等を有しており、ＲＯＭにはＣＰＵが実行する各種プログラム、マップを代表とする固定データ等が記憶されている。ＣＰＵでは、ＲＯＭに記憶されているプログラムに従いクルコン車速制御を行う。すなわち、運転者が設定したセット車速Ｓsetで車両１を走行させる定速クルコンを実行し、又、先行車を捕捉したときは先行車速とセット車速Ｓsetとを比較し、先行車速が遅い場合は、所定車間距離を開けて先行車に追従させる追従クルコンを実行する
更に、クルーズ＿ＥＣＵ１１は、上述したクルコン動作時におけるクルコン車速制御以外に、クルコン動作時のセット車速を表示させ、更には、このセット車速が電費「Wh/km]の良い経済走行が可能か否かを判定し、電費効率が悪い場合は、その旨を表示色で示すクルコン表示演算機能を有している。

このクルーズ＿ＥＣＵ１１の入力側に、クルコン表示演算を実行するために必要なパラメータとして、クルコンの開始、終了を運転者が操作するクルコン操作部６に設けたクルコンスイッチからの信号（クルーズスイッチ信号）、自車両１の車速（自車速）Ｓ、セット車速Ｓset、及び高圧バッテリのバッテリ電圧ＶBが入力される。又、このクルーズ＿ＥＣＵ１１の出力側に、クルコン動作時におけるセット車速等を表示させるＭＦＤ４、ＭＩＤ７、第２クルコンメータ８が接続されている。

このクルーズ＿ＥＣＵ１１で処理されるクルコン表示演算は、具体的には、図５に示すセット車速表示ルーチン、及び図６に示すセット車速及び電費悪化ゾーン表示ルーチンに従って実行される。そして、セット車速表示ルーチンで求めたセット車速Ｓsetの表示色にてがＭＩＤ７のセット車速表示部７ａに表示され、一方、セット車速及び電費悪化ゾーン表示ルーチンで求めたセット車速Ｓset、及び電費悪化ゾーンが、ＭＦＤ４及び第２クルコンメータ８の電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂに表示される。

先ず、図６に示すフローチャートに従い、ＭＩＤ７のセット車速表示部７ａに表示されるセット車速Ｓsetの表示を設定するルーチンについて説明する。

このルーチンはクルーズ＿ＥＣＵ１１が起動した後、所定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１でクルーズスイッチ信号を読込み、クルーズスイッチがＯＮされたか否かを調べ、ＯＦＦの場合はＯＮ信号を受信するまで待機する。そして、ＯＮ信号を受信した場合、ステップＳ２へ進み、運転者の設定したセット車速Ｓsetを読込む。このステップでの処理が、本発明のセット車速読込手段に対応している。

そして、ステップＳ３へ進み、弱め界磁制御を開始する車速βを算出する。尚、このステップでの処理が、本発明の弱め界磁制御開始車速推定手段に対応している。

電気自動車やハイブリッド電気自動車に搭載されている電動機としては、ロータに永久磁石を用いた交流同期モータ(PMモータ:Permanent Magnet Motor)が多く採用されている。このＰＭモータは、実用域である低速回転域のトルク出力を優先すると、高速回転域では逆起電力が大きくなり、高圧バッテリのバッテリ電圧ＶBに電動機の内部誘起電圧が近づくことで電流が流れなくなり、それ以上回転させることが困難となる。そのため、逆起電力が大きくなった場合には弱め界磁制御を行い、逆起電力を低下させることでモータの最高回転数を更に高めるようにしている。

しかし、弱め界磁制御は電力を消費するので電費効率は低下する。クルコン動作時においても、セット車速Ｓsetが高速側に設定された場合、高回転数を確保するためモータ制御ＥＣＵ（図示せず）では弱め界磁制御を実行する。

クルーズ＿ＥＣＵ１１は、この弱め界磁制御開始時の車速βを、運転者がセット車速Ｓsetを設定する際に推定する。すなわち、弱め界磁制御開始車速βは、電動機の最大トルクと高圧バッテリのバッテリ電圧ＶBとから大まかに推定することができる。図７に示す弱め界磁制御開始車速マップは、電動機の特性から求めた出力トルクの最大値（最大トルク）Ｔβと高圧バッテリのバッテリ電圧ＶBと車速（＝モータ回転数）との関係を、シミュレーション等から求めて設定したものであり、最大トルクＴβの領域を超えて車速を更に高めようとした場合には弱め界磁制御が開始される。従って、各バッテリ電圧（ＶB1〜ＶB5）にて駆動させる電動機の出力トルクが最大トルクＴβから落ち込むときの車速（＝回転数）を、大まかな弱め界磁制御開始車速βとして推定し設定する。尚、図７では高圧バッテリのバッテリ電圧ＶBを所定電圧（図においてはＶB1〜ＶB5）毎に区分した等電圧ラインが、シミュレーション等により予め設定されている。

因みに、この弱め界磁制御開始車速βをより高い精度で求める場合は、車両の走行抵抗等から要求トルクを求め、この要求トルクとＰＭモータのパラメータ及び任意の車速（＝モータ回転数）から電機子電圧を求め、バッテリ電圧ＶBとの比である変調度ｍを求める。この変調度ｍが、弱め界磁制御を開始する設定値γを超える車速を弱め界磁制御開始車速βとして推定し設定する。

ステップＳ３では、弱め界磁制御開始車速マップを参照し、高圧バッテリのバッテリ電圧ＶBと出力トルクとに基づき弱め界磁制御を開始する車速βを設定する。例えば、図７に示すように、高圧バッテリのバッテリ電圧ＶBがＶB3の場合、この最大トルクＴβが落ち込む時の車速が、バッテリ電圧ＶB3における弱め界磁制御開始車速βとなる。従って、運転者がセット車速Ｓsetを車速βよりも高速側に設定すると、弱め界磁制御による電力消費分だけ電費効率が低下することになる。

その後、ステップＳ４へ進み、運転者の設定したセット車速Ｓsetと弱め界磁制御開始車速βとを比較し、セット車速Ｓsetが弱め界磁制御開始車速β以上の場合（Ｓset≧β）、ステップＳ５へ進み、又、セット車速Ｓsetが弱め界磁制御開始車速β未満の場合（Ｓset＜β）、ステップＳ６へ進む。尚、このステップＳ４での処理が、本発明の車速比較手段に対応している。

ステップＳ５へ進むと、ＭＩＤ７のセット車速表示部７ａに表示されるセット車速Ｓset（図２では８０[Km/h]）の表示色を注意喚起色である赤色に設定し、電費効率が悪化する領域であることを運転者に報知してルーチンを抜ける。一方、ステップＳ６へ進むと、セット車速表示部７ａに表示されるセット車速Ｓsetの表示色を白色に設定し、電費効率の良好な領域であることを運転者に報知してルーチンを抜ける。尚、このステップＳ５，６での処理が、本発明の表示色設定手段に対応している。

その結果、運転者はクルコンスイッチをＯＮして、セット車速Ｓsetを設定するに際し、所望するセット車速Ｓsetの電費効率が良いか、悪いのかを瞬時に判断することができる。又、セット車速表示部７ａに表示されるセット車速Ｓsetが赤色に表示された場合、表示色が白色に切り替わるまでセット車速Ｓsetをダウンさせることで、常に電費効率の良好なセット車速Ｓsetで車両１を定速走行させることができる。

次に、ＭＦＤ４、及びスピードメータ３ｂの外周に配設した第２クルコンメータ８に表示するセット車速Ｓset、及び電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂの表示について、図６に示すフローチャートに従って説明する。

このフローチャートは、上述したセット車速表示ルーチンに続いて実行され、先ず、ステップＳ１１で、運転者の設定したセット車速Ｓsetを読込み、続く、ステップＳ１２で、セット車速Ｓsetを示すカーソル４ｃ，８ａを、ＭＦＤ４に表示されているセット車速表示手段の機能を備える第１クルコンメータ４ａ上、及び第２クルコンメータ８上に表示する。尚、図２、図３ではセット車速Ｓsetを８０[Km/h]に設定した状態が、逆三角形のカーソル４ｃ，８ａで示されている。

その後、ステップＳ１３へ進み、上述したセット車速表示ルーチンで設定した弱め界磁制御開始車速βを読込み、ステップＳ１４で、弱め界磁制御開始車速βからセット車速Ｓsetの最高車速（本実施形態では、１００[Km/h]）の間を電費悪化ゾーンとして設定する（図７参照）。

次いで、ステップＳ１５へ進み、設定した電費悪化ゾーンに対応する第１クルコンメータ４ａと第２クルコンメータの表示色を注意喚起色である赤色に設定してルーチンを抜ける。その結果、図３、及び図２のII部に示すように、第１、第２クルコンメータ４ａ，８上には、運転者の設定したセット車速Ｓsetと赤色表示された電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂとが表示される。運転者は、この両クルコンメータ４ａ，８の表示を視認することで、自己の設定したセット車速Ｓsetが電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂからどれぐらい余裕があるか、或いはセット車速Ｓsetが電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂ内に表示された場合は、セット車速Ｓsetをどのぐらいダウンさせれば、良好な電費で定速走行させることができるかを瞬時に把握することができる。

［第２実施形態］
図８に本発明の第２実施形態を示す。図８に示すセット車速表示ルーチンは、図５に示すセット車速表示ルーチンに代えて適用するものである。図５に示すルーチンでは、運転者の設定したセット車速Ｓsetが電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂにあるか否かに拘わらずセットされるが、本実施形態では、セット車速Ｓsetが電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂにある場合は、このセット車速Ｓsetを弱め界磁制御開始車速βで強制的にセットするようにしたものである。

先ず、ステップＳ２１〜Ｓ２４までは、図５に示すステップＳ１〜４と同一の処理を行い、ステップＳ２４で、セット車速Ｓset≧βと判定された場合、ステップＳ２５へ進み、セット車速Ｓsetを弱め界磁制御開始車速βをリミット車速としてセットする（Ｓset←β）。そして、ステップＳ２６で、セット車速Ｓsetの表示色を注意喚起色である赤色に設定してルーチンを抜ける。尚、このステップＳ２５での処理が、本発明のリミット車速設定手段に対応している。

運転者は、ＭＩＤ７のセット車速表示部７ａ（図２参照）に表示されたセット車速Ｓsetの表色が赤色であることを視認することで、表示されたセット車速Ｓsetが電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂの下限値であることを認識することができる。

一方、運転者がＭＩＤ７のセット車速表示部７ａに表示されたセット車速Ｓsetの表色が赤色であると認識して、セット車速Ｓsetをダウンさせると、ステップＳ２４からステップＳ２７へ分岐し、セット車速表示部７ａに表示されているセット車速Ｓsetを運転者がダウン操作したセット車速Ｓsetに更新する。そして、ステップＳ２８へ進み、セット車速Ｓsetの表示色を白色に設定してルーチンを抜ける。

尚、説明は省略するが、ＭＦＤ４に表示される第１クルコンメータ４ａ（図３参照）、及びスピードメータ３ｂの外周に表示される第２クルコンメータ８に表示されるセット車速Ｓsetを示すカーソル４ｃ，８ａは、本実施形態で実行されるセット車速表示ルーチンで設定されたセット車速Ｓsetに対応した表示がなされる。従って、運転者の設定したセット車速Ｓsetが電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂにある場合、カーソル４ｃ，８ａは電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂの下限値、すなわち弱め界磁制御開始車速βの位置に表示される。尚、このステップＳ２６，Ｓ２８での処理が、本発明の表示色設定手段に対応している。

このように、本実施形態によれば、運転者の設定したセット車速Ｓsetが電費悪化ゾーン４ｄ，８ｂにある場合、この弱め界磁制御開始車速βを上限リミッタとしてセット車速Ｓsetが強制的に設定されるため、良好な電費効率を得ることができる。

尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えば、第１クルコンメータ４ａと第２クルコンメータ８とは何れか一方のみを備えるようにしても良い。或いは、両クルコンメータ４ａ，８を省略するようにしてもよい。

又、セット車速表示部７ａに表示するセット車速を赤色表示させる際に、これを点滅させるようにしても良い。

１…車両、
２…インストルメントパネル、
３…コンビメータ、
３ａ…タコメータ、
３ｂ…スピードメータ、
３ｅ…速度目盛部、
４ａ…第１クルコンメータ、
４ｂ…指針、
４ｃ，８ａ…カーソル、
４ｄ，８ｂ…電費悪化ゾーン、
５…ステアリングホイール、
６…クルーズコントロール操作部、
７ａ…セット車速表示部、
７ｂ…車間距離表示部、
８…第２クルコンメータ、
１１…クルーズコントロールユニット、
Ｓ…車速、
Ｓset…セット車速、
ＶB…バッテリ電圧、
β…界磁制御開始車速

Claims (7)

1. 運転者の設定するクルーズコントロール時のセット車速を読込むセット車速読込手段と、
   前記セット車速を表示するセット車速表示手段と、
   電動機の出力トルクと高圧バッテリのバッテリ電圧とに基づいて該電動機に発生する逆起電力を低下させるために行う弱め界磁制御の開始車速を推定する弱め界磁制御開始車速推定手段と、
   前記弱め界磁制御開始車速推定手段で推定した前記弱め界磁制御の開始車速と前記セット車速読込手段で読込んだ前記セット車速とを比較する車速比較手段と、
   前記車速比較手段で前記セット車速が前記弱め界磁制御の開始車速以上と判定した場合、前記車速表示手段に表示される前記セット車速を注意喚起色で表示させる表示色設定手段と
   を備えることを特徴とする電気自動車のクルーズコントロール表示装置。
2. 前記車速比較手段で前記セット車速が前記弱め界磁制御の開始車速以上と判定した場合、前記車速表示手段に前記弱め界磁制御の開始車速を前記セット車速表示手段に表示させるリミット車速設定手段を更に有する
   ことを特徴とする請求項１記載の電気自動車のクルーズコントロール表示装置。
3. 前記弱め界磁制御の開始車速とセット車速で設定可能な最高車速との間を電費悪化ゾーンとして表示するクルーズコントロールメータ表示手段を更に有する
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載の電気自動車のクルーズコントロール表示装置。
4. 前記クルーズコントロールメータ表示手段はスピードメータに沿って配設されている
   ことを特徴とする請求項３記載の電気自動車のクルーズコントロール表示装置。
5. 前記クルーズコントロールメータ表示手段はインストルメントパネルに配設された情報表示手段に設けられている
   ことを特徴とする請求項３記載の電気自動車のクルーズコントロール表示装置。
6. 前記クルーズコントロールメータ表示手段はバーメータで表示可能にされている
   ことを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の電気自動車のクルーズコントロール表示装置。
7. 前記クルーズコントロールメータ表示手段は前記電費悪化ゾーンを注意喚起色で表示させる
   ことを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載の電気自動車のクルーズコントロール表示装置。