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WO2007091710A1 - ハイブリッド車用電池寿命評価装置 - Google Patents

ハイブリッド車用電池寿命評価装置 Download PDF

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Publication number
WO2007091710A1
WO2007091710A1 PCT/JP2007/052535 JP2007052535W WO2007091710A1 WO 2007091710 A1 WO2007091710 A1 WO 2007091710A1 JP 2007052535 W JP2007052535 W JP 2007052535W WO 2007091710 A1 WO2007091710 A1 WO 2007091710A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
driving
fuel consumption
battery life
actual
battery
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/052535
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masatoshi Uchida
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha filed Critical Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority to DE112007000337T priority Critical patent/DE112007000337B4/de
Priority to US12/160,543 priority patent/US8676482B2/en
Priority to CN2007800050920A priority patent/CN101384448B/zh
Publication of WO2007091710A1 publication Critical patent/WO2007091710A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to a battery life evaluation apparatus for a hybrid vehicle, and in particular, an apparatus for evaluating the degree of battery deterioration from a decrease in driving fuel consumption measured for each driving pattern and displaying information on battery deterioration.
  • a battery life evaluation apparatus for a hybrid vehicle and in particular, an apparatus for evaluating the degree of battery deterioration from a decrease in driving fuel consumption measured for each driving pattern and displaying information on battery deterioration.
  • a hybrid vehicle refers to a vehicle equipped with a hybrid system, that is, a system that uses a combination of two types of power sources, such as a gasoline engine and an electric motor.
  • the hybrid system includes the series (series) hybrid system (S—HEV), the parallel (parallel) hybrid system (P—HEV), and the system that combines the functions of both (S & P—HEV). is there.
  • S—HEV series hybrid system
  • P—HEV parallel hybrid system
  • S & P—HEV parallel hybrid system
  • the feature of the hybrid system is that it uses a gasoline engine and an electric motor according to the driving conditions of the vehicle, and makes use of the advantages of each to compensate for the weak points.
  • a hybrid system is a system in which the wheels are driven by a motor and the engine operates as a power source for the motor. This is an electric vehicle with an engine generator. The feature of this system is that the engine with a small output is operated at an almost constant rotation in an efficient region, and runs while charging efficiently.
  • a parallel hybrid system is a system in which wheels are driven directly by both the engine and the motor. With this system, the engine can assist the engine power and can run while charging the battery as a generator.
  • the hybrid vehicle uses a gasoline engine and an electric motor as a power source in both systems. Therefore, only the gasoline engine Compared with the same type of passenger car (ICE), which uses the same power source, it generally uses an engine with less displacement.
  • ICE passenger car
  • a battery of a hybrid vehicle mounted as a power source has a lifetime because it deteriorates with use. This is because the internal resistance of the battery increases and the charge / discharge capacity (battery capacity) of the cell gradually decreases as the vehicle travels for a long time. Therefore, batteries in hybrid vehicles must be replaced at the appropriate time.
  • This reduction in fuel consumption of gasoline is caused by driving patterns that drive at a constant speed, i.e., cornering, lane change, start, deceleration, etc. Appears prominently.
  • driving patterns such as cornering, lane change, start-up, and deceleration
  • the system is designed to make effective use of the power source by combining gasoline engine and electric motor.
  • driving patterns have a characteristic that a difference in driving fuel consumption occurs depending on, for example, the driving speed and driving locus of the vehicle or the driving operation of the driver.
  • the driving fuel consumption of a conventional hybrid vehicle for example, average fuel consumption, instantaneous fuel consumption, total fuel consumption, historical high fuel consumption, etc. are measured and displayed.
  • the display of these fuel consumptions is started when the ignition switch is turned on.
  • the average fuel consumption and instantaneous fuel consumption display average fuel consumption and instantaneous fuel consumption (about 30 minutes) per minute, and total fuel consumption Displays the total fuel consumption from the reset operation to the present, and the past maximum fuel consumption displays the highest value during the reset operation of the total fuel consumption display.
  • a system is disclosed that issues a warning in advance to prompt the driver to perform equal charging. This is because each cell of the battery does not have uniform charge / discharge capability, but varies from cell to cell. If this variation becomes excessive, the battery life will be affected, so the driver is warned in advance. In this case, it is possible to refresh all the cells in a fully charged state by continuing a low current for a long time with an external charger.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-163084 discloses a method for measuring the remaining life of a battery having a dual power ratio. This is because the voltage value at a constant discharge obtained during vehicle travel is calculated for each travel, and in the relational expression between this and the corresponding travel frequency, the estimated number of travels that reach the preset life voltage and the current travel This is a measurement method in which the remaining life is taken as the difference from the frequency. , Disclosure of invention '''
  • the engine operates as an electrical power source to maintain a constant state of charge while driving, so no external charging is required, and drivers are usually less aware of battery life. It can also cause problems. 'Even when the charge / discharge capacity is reduced due to deterioration of the battery over time, the gasoline engine compensates for the decrease in automatic control, so the driver is often not aware. As a result, in the case of badness, there is a risk that the vehicle may become unable to travel due to the battery life during long-distance driving.
  • the conventional warning system that promotes equal charge does not deal with the deterioration of the charge / discharge capacity of the entire cell over time. Therefore, it is impossible to evaluate the deterioration over time of the battery of the hybrid vehicle itself, and it cannot be said that the battery deterioration information is displayed to the driver.
  • the method for judging from the voltage value of the battery disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-163084 can determine whether the battery is normal or abnormal. Since this is only an estimated value, the deterioration of the battery of the hybrid vehicle over time cannot be evaluated, and it cannot be said that the device displays information on the deterioration of the battery to the driver.
  • the battery life evaluation apparatus for hybrid vehicles according to the present invention has the following characteristics.
  • a battery life evaluation apparatus for a hybrid vehicle includes an actual travel measurement unit that measures actual travel fuel consumption data of a hybrid vehicle equipped with a battery as a power source for each driving pattern, and travel of the vehicle From the test, the test travel storage unit that stores the test travel fuel consumption data set for each driving pattern and the measured actual travel fuel consumption data are compared with the test travel fuel consumption data for that driving pattern, and the deterioration of the battery
  • a battery life evaluation unit that evaluates the degree of battery deterioration from the reduction value of driving fuel consumption set for each degree, and transmits information on battery deterioration to the battery life display unit, and a battery that displays information on battery deterioration And a life display unit.
  • the battery life evaluation device for a hybrid vehicle is configured so that the actual driving fuel consumption rate of a hybrid vehicle equipped with a battery as a power source is determined for each driving pattern (actual driving measuring unit for measuring this and each driving pattern The actual driving fuel consumption data measured in the past is stored. 3 ⁇ 4 The actual driving storage unit and the measured actual driving fuel consumption data are compared with the past actual driving fuel consumption data in the driving pattern.
  • the battery life evaluation unit that evaluates the degree of battery deterioration from the fuel consumption reduction value set for each degree of deterioration of the battery, transmits information on battery deterioration to the battery life display unit, and information on battery deterioration. And a battery life display unit to be displayed.
  • the actual driving measurement unit measures the driving operation for each driving pattern, and the battery life evaluation unit determines the driving operation of the driving operator from the measured actual driving data. It is preferable to compare the actual travel fuel consumption data with the test travel fuel consumption data including the decrease value of the travel fuel consumption set for each driving operation.
  • the battery life evaluation device for hybrid vehicles has an actual travel recording unit that records the history of measured actual fuel consumption data for each driving pattern, and the battery life evaluation unit uses the measured actual fuel consumption data. In addition, it is preferable to compare with the actual driving fuel consumption data for the driving part, including the actual driving fuel consumption data for the last time selected from the history recorded in the actual driving recording part for each driving pattern. . (5)
  • the battery life evaluation device for a hybrid vehicle has an actual travel recording unit that records the history of measured actual travel fuel consumption for each driving pattern, and the battery life evaluation unit has measured actual travel fuel consumption. The past actual fuel consumption data for that driving pattern, including the previous actual fuel efficiency data selected from the history recorded in the actual driving record for each driving pattern, is displayed. It is preferable to compare with evening.
  • the driving pattern is preferably vehicle cornering, and the driving operation is preferably a handling operation, a foot brake operation, and an accelerator operation.
  • the driving pattern is preferably a lane change of the vehicle, and the driving operation is preferably a handling operation, a foot brake operation, and an accelerator operation. Further, it is preferable that the driving pattern is start and deceleration of the vehicle, and the driving operation is a foot brake operation and an accelerator operation.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of one embodiment of a battery life evaluation apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention.
  • Fig. 2 is a conceptual diagram of the reduction in driving fuel consumption due to battery deterioration, extracted from test driving fuel consumption data.
  • FIG. 3 shows one embodiment of the display method of the battery life display section.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the basic configuration of another embodiment of the battery life evaluation apparatus for hybrid vehicles according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • Fig. 1 shows a block diagram of the basic configuration of one embodiment of a battery life evaluation apparatus for hybrid vehicles.
  • the battery life evaluation device 1 for a hybrid vehicle includes an actual travel measurement unit 2, a test travel storage unit 3 a, an actual travel recording unit 4, a battery life evaluation unit 5, and a battery life display unit 6.
  • the actual travel measurement unit 2 measures the actual travel fuel consumption for each driving pattern.
  • each driving pattern means, for example, a specific driving pattern such as vehicle cornering, lane change, start, and deceleration.
  • the driving fuel consumption in these driving patterns refers to the driving fuel consumption of gasoline consumed during the measurement period from the start to the end of the pattern.
  • the average fuel consumption, instantaneous fuel consumption, total fuel consumption, maximum historical fuel consumption, etc. of a conventional hybrid vehicle are travel fuel consumption per unit time by the travel fuel consumption measurement computer 7, and are not travel fuel consumption per driving pattern. Therefore, the actual travel measurement unit 2 receives the data on the travel fuel consumption from the travel fuel consumption measurement computer 7 and newly measures every driving pattern.
  • the measurement period from the start to the end is an appropriate period for evaluating the characteristics of driving fuel consumption for each driving pattern.
  • the cornering or lane change of the vehicle may be, for example, from when the steering wheel is turned to when the steering wheel is returned, or during turning on of a direction indicator light such as a blinker.
  • the vehicle may be started from, for example, when the ignition switch is turned on until a certain traveling speed is reached.
  • the deceleration may be from the start of the brake operation to the stop.
  • the fixed period may be set based on the operation of the hybrid system, for example, the operation of the regenerative brake, the charging period of the battery, or the like, or auxiliary information may be used.
  • the travel fuel cost data measured by the actual travel measurement unit 2 is transmitted to the battery life evaluation unit 5.
  • the actual travel measurement unit 2 measures the driving operation for each driving pattern of the hybrid vehicle. That is, for each driving pattern, the driving operator's driving operation, for example, handling operation, foot brake operation, accelerator operation, etc. is measured within the period in which the actual driving fuel consumption rate is measured. As shown in FIG. 1, the history of each driving operation is transmitted from the handling operation monitor 9, the foot brake operation monitor 10 and the accelerator operation monitor 1 1 to the actual travel measuring unit 2.
  • the actual running measurement unit 2 measures the driving operation over the set period by combining these events. For example, in vehicle cornering, the running trajectory during cornering is measured from the vehicle speed and handling operation history. In addition, when starting and decelerating the vehicle, foot brake operation, The starting point of acceleration and the starting point of deceleration are measured from the history of data manipulation. These data may include data for the night before the start of cornering and immediately after completion.
  • the driving operation measured by the actual traveling measuring unit 2 is transmitted to the battery life evaluating unit 5.
  • the test travel storage unit 3 a stores the test travel fuel consumption data from the data related to the travel fuel consumption measured for each driving pattern by the travel test 8.
  • the fuel consumption of gasoline consumed by test driving is measured under specific driving patterns such as vehicle cornering, lane change, starting, and deceleration.
  • the data of the driving test 8 may be a data measured in a laboratory using a chassis dynamo type driving test facility, or a data measured in an actual driving test using an actual vehicle. Also good. Also, it may be a combination of them.
  • test travel fuel consumption data are data that reflect travel conditions in actual travel.
  • the driving condition items include, for example, the vehicle type and the vehicle weight, and are roads such as driving on highways, driving in general urban areas, driving in mountainous areas, and cornering of vehicles. Specific driving patterns such as lane change, start, and deceleration.
  • the driving conditions may include items other than those described above, and some of the above items may be omitted.
  • the test driving fuel consumption data measured by each driving condition is memorized for each driving operation such as handling operation, foot brake operation, accelerator operation.
  • the test running storage unit 3a measures and stores the driving operation in the test running for each driving pattern. Since these operations are the same as the driving operations measured by the actual driving measurement unit 2, they are omitted. These events may include data on vehicle speeds immediately before the start of cornering and immediately after completion.
  • the actual driving recording unit 4 records the history of measured actual driving fuel consumption data for each driving pattern. This is because, for example, the actual driving fuel consumption measured may decrease the driving fuel consumption abnormally, for example, an unexpected driving operation may occur due to an unexpected situation. This is because that.
  • the actual driving fuel consumption data was measured. Appropriate data from the actual driving fuel consumption data recorded in the past driving pattern similar to the driving pattern was measured. Compare that with the test running fuel cost, including its value.
  • “immediately before” may be data immediately before the actual driving fuel consumption measured in the driving pattern, or may be data immediately before having a certain width.
  • the comparison method may be, for example, a method of comparing by adopting an average value including a plurality of actual driving fuel consumption data immediately before the actual driving data is measured, or a plurality of immediately preceding actual driving fuel consumption data. If it is clearly abnormal, there is a method to compare and compare the measured actual driving data. In addition, the measured actual driving fuel efficiency data is always tested including the measured values for the same number of driving patterns measured immediately before, regardless of whether the data is normal or abnormal. It may be compared with driving fuel consumption data.
  • the battery life evaluation unit 5 compares the actual travel fuel consumption data measured by the actual travel measurement unit 2 with the test travel fuel consumption data stored in the test travel storage unit 3a in the operation pattern.
  • the battery life evaluation unit 5 evaluates the degree of deterioration of the battery from the reduction value of the driving fuel consumption set for each degree of deterioration of the battery for each driving pattern.
  • Fig. 2 shows a conceptual diagram of the reduction value of the running fuel consumption due to the set battery deterioration extracted from the test running fuel consumption overnight.
  • the horizontal axis represents the travel distance (km), and the vertical axis represents the travel fuel cost (kmZL).
  • a 1 the travel distance
  • kmZL the travel fuel cost
  • Driving with a hybrid system that is, when the gasoline engine and electric motor operate efficiently without battery deterioration, the driving fuel consumption value (al) and the driving distance value (bl) at that time, and the battery Driving fuel consumption value when running with only a gasoline engine deteriorated
  • the travel fuel consumption measured for each degree of battery deterioration decreases from this a 1 value to a 2 value as the mileage increases.
  • the battery life evaluation unit 5 uses these measured values to run for each operation pattern. Extract fuel consumption curve. Then, the degree of battery deterioration (b / b 2) is calculated from the travel distance value (b) obtained by fitting the actual travel fuel consumption data value (a) to this travel fuel consumption reduction curve.
  • the battery life evaluation unit 5 determines the driving operation of the driving operator from the history of driving operation for each driving pattern transmitted from the actual traveling measuring unit 2. That is, the actual driving fuel consumption value measured by the actual driving measurement unit 2 includes variations due to the driving operation of the driver. This variation is taken into account when judging the degree of deterioration of the battery by comparing the above. For example, for a beginner in driving a vehicle, generally, the driving operation with poor driving fuel consumption is based on the driving locus and driving speed history at cornering. This reduction in driving fuel consumption due to the driving operation is a different factor from the reduction in driving fuel consumption due to battery deterioration, so it must be excluded and evaluated.
  • the battery life evaluation unit 5 sets a decrease value for each driving operation of the driving operator in advance.
  • the travel fuel cost for driving operations by driving experts is set to 1.0, for example, the variation in travel fuel consumption from 1.0 to 0.8 is set.
  • the battery life evaluation unit 5 judges the degree of variation in driving fuel consumption from the history of driving operation in actual driving for each driving pattern, and the actual driving fuel consumption data is reduced by the set reduction value of driving fuel consumption. Compared with the test driving fuel consumption de overnight. Or, compare with the test driving fuel consumption data by taking into account the reduction value of the driving fuel consumption set in the actual driving fuel consumption data. As the driver's driving proficiency increases, this drop value approaches 1.0.
  • the battery life evaluation unit 5 transmits information related to battery deterioration to the battery life display unit 6.
  • the information related to the battery deterioration is a battery life display or a battery life warning from the degree of battery deterioration.
  • the driving operator may be instructed to perform a driving operation in which the driving distance is extended without applying a load to the power source due to deterioration of the battery.
  • the battery life display unit 6 displays information regarding battery deterioration transmitted from the battery life evaluation unit 5.
  • FIG. 3 shows one embodiment of the display method of the driving evaluation display unit 6. In this example, it is indicated that the driving pattern is cornering—the measured driving—the fuel consumption (the driving fuel consumption at the current cornering), and the test driving fuel consumption (the standard fuel consumption). Are displayed side by side. For battery life, please be careful when replacing batteries.
  • the battery life display may be incorporated into a conventional energy monitor or may be an independent display screen. Further, the display may be a visual display on the screen, an audio display by voice, or a combination of both.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the basic configuration of another embodiment of the battery life evaluation apparatus for hybrid vehicles.
  • the comparison between the actual driving fuel efficiency and the overnight is the case of the actual driving fuel efficiency and the overnight of the vehicle.
  • the hybrid vehicle battery life evaluation apparatus 1 in this embodiment includes an actual travel measurement unit 2, an actual travel storage unit 3b, an actual travel recording unit 4, a battery life evaluation unit 5, and a battery life display unit 6. Only the differences from the battery life evaluation device based on the test run will be described in detail below.
  • the actual travel storage unit 3b stores past actual travel fuel consumption data measured for each driving pattern.
  • the past actual driving fuel consumption data includes the actual driving fuel efficiency data when the battery has not deteriorated. Therefore, when the battery deteriorates, it can be confirmed by comparison with the past actual driving fuel consumption.
  • the past actual fuel consumption data of the vehicle in which the battery has deteriorated reflects the characteristics of the driver of the vehicle, such as the driving operation, the decrease in driving fuel consumption due to the difference in driving operation There are relatively few elements. Therefore, it is a highly accurate comparison. However, if there is more than one driver, or if the driver is changed, it will not function, so register the driver in advance and update the registration if the driver is different Do or add.
  • the battery life evaluation unit 5 compares the measured actual driving fuel consumption data with the past actual driving fuel consumption data for the corresponding driving pattern. -Wow-Follow the history of actual driving fuel consumption data from the past actual driving fuel consumption data, and the battery has not deteriorated. The actual driving fuel consumption data is selected for comparison.
  • the actual driving recording unit 4 records the history of measured actual driving fuel consumption data for each driving pattern. Since this is the same content as the battery life evaluation device based on the test run, the description is omitted. However, the past actual fuel consumption data stored in the actual travel storage unit 3b is selected to evaluate the degree of battery deterioration, whereas the past actual fuel consumption data stored in the actual travel storage unit 4 is selected. Actual driving fuel consumption data differs in that it is selected to increase the accuracy of the evaluation when the measured actual driving fuel consumption data is an abnormal value o
  • the battery life evaluation device for a hybrid vehicle evaluates the degree of battery deterioration from the reduction value of the driving fuel consumption measured for each driving pattern, and displays information on the battery deterioration. It is useful as a device to perform.

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Abstract

　ハイブリッド車用電池寿命評価装置１は、ハイブリッド車両の実走行燃費データを運転パターンごとに測定する実走行測定部２と、車両の走行試験から運転パターンごとに設定された試験走行燃費データを記憶する試験走行記憶部３ａと、測定された実走行燃費データを対応する運転パターンにおける試験走行燃費データと比較し、電池の劣化の程度ごとに設定された走行燃費の低下値から電池の劣化の程度を評価し、電池の劣化に関する情報を電池寿命表示部６に伝送する電池寿命評価部５と、電池の劣化に関する情報を表示する電池寿命表示部６とを備える。

Description

ハイプリッド車用電池寿命評価装置 技術分野
本発明は、 ハイブリッド車用電池寿命評価獰置に係り、 特に、 運転パターンご とに測定された走行燃費の低下値から電池の劣化の程度を評価し、 電池の劣化に 関する情報を表示する装置に関する。 明
背景技術
ハイブリヅド車両 （Hybr i d V田ehi c l e) とは、 ハイブリッドシス テム、 すなわちガソリンエンジンと電気モ一夕一のように 2種類の動力源を組み 合わせて使用するシステムを搭載した車両をいう。 ハイプリヅドシステムには、 シリーズ (直列) ハイブリッドシステム （S— HEV)、 パラレル (並列) ハイ ブリヅドシステム （P— HEV)、 及びその両者の機能を併せ持ったシステム (S &P— HEV) がある。 ハイブリッドシステムの特徴は、 車両の走行条件に応じ てガソリンエンジンと電気モ一夕一を使い分け、 それぞれの持つ長所を生かして 不得意な部分を補うことにある。
シリーズ （直列） ハイブリッドシステムとは、 車輪の駆動をモ一夕一で行い、 エンジンはモー夕一への電力供給源として作動するシステムである。 これは、 ェ ンジン発電機付き電気自動車といえる。 このシステムの特徴は、 小さな出力のェ ンジンを効率の良い領域でほぼ一定回転で運転し、 効率よく充電しながら走行す る点にある。 一方、 パラレル (並列) ハイブリッドシステムとは、 エンジンとモ —夕一との双方で車輪を直接駆動するシステムである。 このシステムでは、 モ一 夕一はエンジンの動力の補助を行うとともに、 発電機としてバッテリーに充電し ながら走行することも可能である。
このように、 ハイブリッド車両は、 いずれのシステムにおいても動力源として ガソリンエンジンと電気モ一夕一を併用する。 従って、 ガソリンエンジンのみを 動力源とする同車種の従乗車 （I C E ) と比較し、 一般的に排気量の少ないェン ジンを使用している。
一方、 動力源として搭載したハイブリッド車両の電池は、 使用により経時劣化 するため寿命を有する。これは、長時間の走行により、電池の内部抵抗が上昇し、 セルの充放電能力 （電池容量） が次第に低下していくからである。 したがって、 ハイプリッド車両の電池は、 適切な時期に交換しなければならない。
この電池の劣化により、 上述したハイプリッド車両の特徴であるガソリンェン ジンと電気モ一夕一との最適な使い分けのバランスが崩れ、 ガソリンエンジンへ の負担が増加する。 これは、 本来動力源となるべき電気モ一夕一に電池の経時劣 ィ匕による能力低下が発生し、 その能力の低下をガソリンエンジンで補うように自 動制御されることによる。 その結果、 同車種の従乗車 （ I C E ). と比較して排気 量の少ないエンジンで走行することになりガソリンの走行燃費が低下する。
このガソリンの走行燃費の低下は、 一定の速度で走行する運転パ夕一ン、 すな わち、 通常走行時よりも、 例えば、 コーナリング、 車線変更、 発進、 減速といつ た運転パ夕一ンの際に顕著に現れる。 通常走行時には、 主としてガソリンェンジ ンにより走行することから従乗車の運転操作とほぼ同様である。 一方、 コ一ナリ ング、 車線変更、 発進、 減速といった運転パターンにおいては、 ガソリンェンジ ンと電気モ一夕一との併用により動力源の有効な利用を図るシステムであること による。 また、 これらの運転パターンにおいては、 例えば、 車両の走行速度や走 行軌跡、 或いは運転操作者の運転操作により走行燃費に差が生じるという特性を 有している。
なお、 従来のハイブリッド車両の走行燃費に関しては、 例えば、 平均燃費、 瞬 間燃費、 通算燃費、 過去最高燃費等が測定され表示される。 これらの燃費の表示 は、 ィグニッシヨンスィッチのオンにより表示が開始され、 例えば、 平均燃費及 び瞬間燃費は、 1分ごとの平均燃費及び瞬間燃費 （約 3 0分間） を表示し、 通算 燃費は、デ一夕リセッ卜操作から現在までの通算燃費を表示し、過去最高燃費は、 通算燃費表示のリセット操作間の最高値を表示する。
電池の劣化に関する従来技術として、各セルの充放電能力のばらつきを検出し、 事前に警告を発して運転者に均等充電の実施を促すシステムが開示されている。 これは、 電池の各セルは、 そ.の充放電能力が一様に劣化するのではなくセルごと にばらつきが生じることによる。 このばらつきが過大になると、 電池の寿命に影 響が出ることから、 運転者に事前に警告を発するものである。 この場合、 外部充 電器で低電流を長時間流し続けることで、 総てのセルを満充電状態に揃えリフレ ヅシュさせることが可能である。
一方、 日本特開平 6— 1 6 3 0 8 4号公報には、 電動率両用蓄電池の残存寿命 測定法が開示されている。 これは、 車両の走行時に得られる一定放電量における 電圧値を走行毎に求め、 これと対応する走行回数との関係式において、 あらかじ め設定された寿命電圧に達する推定走行回数と現在の走行回数との差を以つて残 存寿命とする測定法である。 ， 発明の開示 '
上述のように、 ハイブリツド車両の電池には取替えなければならない寿命があ るにもかかわらず、従来、それを容易に評価し運転操作者に表示する手段はない。 ハイブリッド車両では、 走行中に一定の充電状態を維持するように、 エンジンが 電気供給源として作動するため、 外部からの充電は不要であり、 通常、 運転者は 電池の寿命に対する意識が低いことが、 問題を生じさせる原因にもなる。 ' 電池の経時劣化により充放電能力が低下している場合であっても、 ガソリンェ ンジンが自動制御にその低下を補うため、 運転者が気づかない場合が多い。 この ことにより、 舉悪の場合には、 長距離ドライブの最中に電池の寿命により車両の 走行が不能になるという事態が発生する恐れがある。
また、 従来技術である、 均等充電の実施を促す警告システムでは、 セル全体の 充放電能力の経時劣化に対処するものではない。 従って、 ハイブリッド車両の電 池の経時劣化自体を評価できず、 電池の劣化の情報を運転操作者に表示する装置 とはいえない。
さらに、 日本特開平 6— 1 6 3 0 8 4号公報に開示されている霉池の電圧値か ら判断する方法は、 電池が正常であるか異常であるかは判断できるものの、 あく までも推定値に過ぎないため、 ハイプリヅド車両の電池の経時劣化自体を評価で きず、 電池の劣化の情報を運転操作者に表示する装置とはいえない。
本発明の、 ハイプリヅド車用電池寿命評価装置は、 以下に示す特徴を有する。
( 1 ) 本発明に係るハイブリッド車用電池寿命評価装置は、 電池を動力源として 搭載したハイブリツド車両の実走行燃費データを、 運転パ夕一ンごとに測定する 実走行測定部と、 車両の走行試験から、 運転パターンごとに設定された試験走行 燃費データを記憶する試験走行記憶部と、 測定された実走行燃費データを、 その 運転パターンにおける試験走行燃費デ一夕と比較し、 電池の劣化の程度ごとに設 定された走行燃費の低下値から電池の劣化の程度を評価し、 電池の劣化に関する 情報を電池寿命表示部に伝送する電池寿命評価部と、 電池の劣化に関する情報を 表示する電池寿命表示部と、 を備えることを特徴とする。
( 2 ) 本発明に係るハイブリッド車用電池寿命評価装置は、 電池を動力源として 搭載したハイブリツド車両の実走行燃費デ一夕を、 運転パターンごと (こ測定する 実走行測定部と、 運転パターンごとに測定された、 過去の実走行燃費デ一夕を記 憶す ¾実走行記憶部と、 測定された実走行燃費データを、 その運転パターンにお ける過去の実走行燃費データと比較し、 電池の劣化の程度ごとに設定された走行 燃費の低下値から電池の劣化の程度を評価し、 電池の劣化に関する情報を電池寿 命表示部に伝送する電池寿命評価部と、 電池の劣化に関する情報を表示す 電池 寿命表示部と、 を備えることを特徴とする。
( 3 ) ハイブリッド車用電池寿命評価装置は、 実走行測定部が、 運転パターン ごとの運転操作を測定し、 電池寿命評価部が、 測定された実走行データから運転 操作者の運転操作を判断し、 運転操作ごとに設定された走行燃費の低下値を含め て実走行燃費データと試験走行燃費データとを比較することが好ましい。
' ( 4 ) ハイブリッド車用電池寿命評価装置は、 測定された実走行燃費データの 履歴を運転パターンごとに記録する実走行記録部を備え、 電池寿命評価部が、 測 定された実走行燃費データに、 運転パターンごとに実走行記録部に記録された履 歴から選択された直前の実走行燃費デ一夕を含めて、 その運転パ ー での試験 走行燃費デ一夕と比較することが好ましい。 ( 5 ) ハイブリッド車用電池寿命評価装置は、 測定された実走行燃費デ一夕の 履歴を運転パターンごとに記 する実走行記録部を備え、 電池寿命評価部が、 測 定された実走行燃費デ一夕に、 運転パ夕一ンごとに実走行記録部に記録された履 歴から選択された直前の実走行燃費デ一夕を含めて、 その運転パターンでの過去 の実走行燃費デ一夕と比較することが好ましい。
( 6 ) ハイブリッド車用電池寿命評価装置は、 運転パターンが車両のコ一ナリ ングであり、 運転操作がハンドリング操作、 フットブレ一キ操作、 及びアクセル 操作であることが好ましい。 また、 運転パターンが車両の車線変更であり、 運転 操作がハンドリング操作、 フヅトプレーキ操作、 及びァクセル操作であることが 好ましい。 また、 運転パターンが車両の発進及び減速であり、 運転操作がフッ ト ブレーキ操作、 及びアクセル操作であることが好ましい。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明に係るハイブリツド車用電池寿命評価装置の一つの実施形態 の基本構成を示すプロック図である。
第 2図は、 試験走行燃費データから抽出された、 電池の劣化による走行燃費の 低下値の概念図である。
第 3図は、 電池寿命表示部の表示方法の一つの実施例である。 ' 第 4図は、 本発明に係るハイプリッド車用電池寿命評価装置の他の実施形態の 基本構成を示すプロック図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、 詳細に説明する。
1 . 試験走行燃費デ一夕に基づく電池寿命評価装置
図 1にハイプリッド車用電池寿命評価装置の一つの実施形態の基本構成のプロ ック図を示す。 本ハイブリッド車用電池寿命評価装置 1は、 実走行測定部 2、 試 験走行記憶部 3 a、 実走行記録部 4、 電池寿命評価部 5、 及び電 寿命表示部 6 から構成される。 実走行測定部 2は、運転パ夕一ンごとの実走行燃費デ一夕を測定する。ここで、 運転パターンごととは、 例え.ば、 車両のコーナリング、 車線変更、 発進、 減速と いった特定の運転パターンをいう。 これらの運転パターンでの走行燃費は、 その パターンの開始時から終了時までの測定期間に消費されたガソリンの走行燃費を いう。 従来のハイブリッド車両の平均燃費、 瞬間燃費、 通算燃費、 過去最高燃費 等は、 上述したように、 走行燃費計測コンピュータ 7による単位時間ごとの走行 燃費であり、 運転パターンごとの走行燃費ではない。 .したがって、 実走行測定部 2は、 走行燃費計測コンピュータ 7からの走行燃費に関するデ一^を受け取り、 運転パ夕一ンごとに新たに測定する。
この開始時から終了時までの測定期間は、 運転パターンごとの走行燃費の特性 を評価するのに適当な期間である。 例えば、 車両のコーナリングや車線変更につ いては、 例えば、 ハンドルを切った時点からハンドルを戻した時点までの間でも 良く、 ウィンカー等の方向指示灯の点灯の間であっても良い。 また、 車両の発進 については、 例えば、 ィグニッシヨンスィッチのオンから、 一定の走行速度に達 した時点までとしても良い。 また、 減速については、 ブレーキ操作の開始時点か ら、 停止までとしても良い。 さらには、 ハイブリッドシステムの動作、 例えば、 回生ブレーキの作動やバッテリーの充電期間等からこの一定期間を設定するか、 或いは補助的な情報としても良い。 この実走行測定部 2により測定された走行燃 費データは、 電池寿命評価部 5に伝送される。
また、 実走行測定部 2は、 ハイブリッド車両の運転パターンごとの運転操作を 測定する。 すなわち、 運転パターンごとに、 実走行燃費デ一夕が測定された期間 内での運転操作者の運転操作、例えば、ハンドリング操作、 フットプレーキ操作、 アクセル操作等の履歴を測定する。 図 1に示すように、 ハンドリング操作モニタ —9、 フヅ トブレーキ操作モニタ一 1 0、 及びアクセル操作モニタ一 1 1から各 運転操作デ一夕の履歴が実走行測定部 2へ伝送される。 実走行測定部 2は、 これ らのデ一夕を総合し、 設定された期間での運転操作を測定する。 例えば、 車両の コーナリングでは、 車速とハンドリング操作の履歴等からコ一ナリングでの走行 軌跡が測定される。 また、 車両の発進や減速では、 フットブレーキ操作、 ァクセ ル操作等の履歴から加速のスタート時点や減速のスタート時点がデ一夕として測 定される。 これらのデータには、 コーナリング開始直前や完了直後の車速に い てのデ一夕も含めても良い。 この実走行測定部 2により測定された運転操作は、 電池寿命評価部 5に伝送される。
試験走行記憶部 3 aは、 走行試験 8により運転パターンごとに測定された走行 燃費に関するデータから試験走行燃費デ一夕を記憶する。 すなわち、 車両のコ一 ナリング、 車線変更、 発進、 減速といった特定の運転パターンにおいて、 試験走 行により消費されたガソリンの走行燃費を測定する。 この走行試験 8によるデ一 夕は、 例えば、 シャシダイナモ型の走行試験設備により実験室内にて測定したデ —夕であっても良く、実車による実走行試験にて測定したデ一夕であっても良い。 また、 それらを組み合わせたデ一夕でも良い。 この試験走行燃費デ一夕は、 その 運転パターンでの実走行や運転操作を反映したより多くのデ一夕を収集し分析す ることで、 電池劣化の程度の評価における精度を上げることができる。
これらの試験走行燃費データは、実走行での走行条件を反映したデ一夕である。 本実施の形態では、 この走行条件の項目としては、 例えば、 車種や車重であり、 高速道路での走行、 一般市街地での走行、 山間部での走行といった走行道路であ り、車両のコーナリング、車線変更、発進、減速等の特定の運転パターンである。 走行条件は、 上記以外の項目が含まれていても良く、 また、 上記の項目の一部が 抜けていても良い。 さちに、 各走行条件での測定による試験走行燃費デ一夕は、 ハンドリング操作、 フットブレーキ操作、 アクセル操作等の運転操作ごとに記憶 れる。
試験走行記憶部 3 aは、 運転パターンごとの試験走行での運転操作を測定して 記憶する。 これらのデ一夕は、 実走行測定部 2で測定された運転操作と同様なも のであるため省略する。 これらのデ一夕には、 コーナリング開始直前や完了直後 の車速についてのデ一夕を含めても良い。
実走行記録部 4は、 測定された実走行燃費データの履歴を運転パターンごとに 記録する。 これは、 測定された実走行燃費デ一夕には、 例えば、 予期しない状況 から通常と異なる運転操作をしてしまう等、 走行燃費が異常に低下する場合があ るからである。 この実走行燃費デ一夕に発生する異常値を排除するため、 その実 走行燃費データが測定された.運転パターンと同様な過去の運転パターンでの記録 された実走行燃費デ一夕から適当なデータを選択し、 その値も含めて試験走行燃 '費デ一夕と比較する。 ここで、 「直前」 とは、 その運転パターンでの測定された 実走行燃費デ一夕の直前のデータであっても良いし、 ある幅を持った直前であつ ても良い。 比較の方法は、 例えば、 その実走行デ一夕が測定された直前の複数の 実走行燃費データも含めてそれらの平均値を採用して比較する方法、 或いは、 直 前の複数の実走行燃費データから明らかに異常である場合には、 その測定された 実走行データを修正して比較する方法等がある。 また、 測定された実走行燃費デ 一夕は、 そのデ一夕が正常値か異常値かにかかわらず、 常に直前に測定された一 定の数の同じ運転パターンでの測定値も含めて試験走行燃費データと比較しても 良い。
電池寿命評価部 5は、 まず、 実走行測定部 2により測定された実走行燃費デー 夕を、 その運転パターンにおける試験走行記憶部 3 aに記憶された試験走行燃費 デ一夕と比較する。 ここで、 電池寿命評価部 5は、 運転パターンごとに、 電池の 劣化の程度ごとに設定された走行燃費の低下値から電池の劣化の程度を評価す
O
図 2に、 試験走行燃費デ一夕から抽出された、 設定された電池の劣化に'よる走 行燃費の低下値の概念図を示す。 横軸ば走行距離 （k m) を表し、 縦軸は走行燃 費 （k mZL ) を表す。 一般的に、 電池の劣化が始まる前は車両の走行距離は略 一定値 （a 1 ) を中心にばらつくが、 車両の走行がある走行距離 （b 1 ) を越え ると電池の劣化が始まり走行燃費はばらつきながらも低下していく。 ハイプリッ ドシステムによる走行、 すなわち、 電池の劣化がなくガソリンエンジンと電気モ 一夕一が効率的に動作する場合の走行燃費値 （a l ) 及びそのときの走行距離の 値 （b l ) と、 電池が劣化しガソリンエンジンのみで走行する場合の走行燃費値
( a 2 ) 及びそのときの走行距離の値 （b 2 ) とを表示する。 電池の劣化の程度 ごとに測定された走行燃費は、 走行距離が増すとこの a 1の値から a 2の値へと 低下する。 電池寿命評価部 5は、 これらの測定値から、 運転パターンごとの走行 燃費低下曲線を抽出する。 そして、 実走行燃費データの値 （a ) をこの走行燃費 低下曲線に当てはめ得られた走行距離の値 （b ) から、 電池の劣化の程度 （b/ b 2 ) を算出する。
' さらに、 電池寿命評価部 5は、 実走行測定部 2から伝送された運転パターンご との運転操作の履歴デ一夕から、 運転操作者の運転操作を判断する。 すなわち、 実走行測定部 2により測定された実走行燃費デ一夕の値には、 運転操作者の運転 操作によるばらつきが含まれており、 実走行燃費デ一夕と試験走行燃費デ一夕と の比較により電池の劣化の程度を判断する際に、 このばらつきを考慮する。 例え ば、 車両運転について初心者の場合、 一般的に、 コーナリングでの走行軌跡や走 行速度の履歴から走行燃費の悪い運転操作となる。 この運転操作による走行燃費 の低下は電池の劣化による走行燃費の低下とは異なる要因であるため除外して評 価しなければならない。 そこで、 電池寿命評価部 5は、 あらかじめ運転操作者の 運転操作ごとに低下値を設定する。 運転操作の習熟者による運転操作での走行燃 費を 1 . 0とした場合、 例えば、 1 . 0から 0 . 8までの走行燃費のばらつきを 設定する。 電池寿命評価部 5は、 運転パターンごとの実走行での運転操作の履歴 デ一夕から走行燃費のばらつきの程度を判断し、 実走行燃費データを、 設定され た走行燃費の低下値により低減された試験走行燃費デ一夕と比較する。 或いは、 実走行燃費データに設定された走行燃費の低下値を加味して試験走行燃費デ一夕 と比較する。 運転操作者の運転習熟度が向上するにつれて、 この低下値は 1 . 0 に漸近する。
電池寿命評価部 5は、 電池の劣化に関する情報を、 電池寿命表示部 6に伝送す る。 本実施の形態では、 電池の劣化に関する情報は、 電池の低下の程度から電池 寿命の表示又は、 電池寿命の警告である。 さらに、 運転操作者に、 電池の劣化に より動力源に負荷のかからない、 走行距離の伸びる運転操作を指示しても良い。
電池寿命表示部 6は、 電池寿命評価部 5から伝送された電池の劣化に関する情 報を表示する。 図 3に運転評価表示部 6の表示方法の一つの実施例を示す。 この 実施例では、 運転パターンがコ一ナリングである-ことを表示-しその測定した走行— 一 燃費 （只今のコーナリングでの走行燃費） を、 試験走行燃費デ一夕 （標準燃費） と並べて表示する。 また、 電池寿命について、 「電池交換にご注意ください」 と
「電池を交換してください」 との 2段階の^告を選択して表示する。 さらに、 電 池の劣化の程度を 「電池寿命」 として棒グラフで表示する。 この表示は、 様々な 方法があり、 運転操作者に対して適切に電池寿命に関する情報を認識させ得る方 法であれば、 総ての方法が含まれる。 また、 電池寿命の表示は、 従来のエネルギ 一モニターに組み込まれても良く、 また、 独立した表示画面であっても良い。 さ らに、 表示は、 画面による視覚的な表示であっても良く、 音声による聴覚的な表 示であって,も良く、 その両者を併用しても良い。
2 . 過去の実走行燃費デ一夕に基づく電池寿命評価装置
図 4にハイプリッド車用電池寿命評価装置の他の実施形態の基本構成を示すブ ロック図を示す。 実走行燃費デ一夕と比較するデ一夕が、 その車両の 去の実走 行燃費デ一夕の場合である。 本実施形態でのハイプリッド車用電池寿命評価装置 1は、 実走行測定部 2、実走行記憶部 3 b、実走行記録部 4、 電池寿命評価部 5、 電池寿命表示部 6により構成される。 以下、 試験走行デ一夕に基づく電池寿命評 価装置と異なる部分のみ詳細に説明する。
実走行記憶部 3 bは、 運転パターンごとに測定された、 過去の実走行燃費デ一 夕を記憶する。 すなわち、 過去の実走行燃費デ一夕には電池が劣化していない場 合の実走行燃費デ一夕が含まれている。 したがって、 電池の劣化が生じた場合、 過去の実走行燃費デ一夕との比較によりその発生を確認することができる。また、 電池の劣化が生じたその車両の過去の実走行燃費データには、 その車両の運転操 作者の運転操作等の特徴が反映されていることから、 運転操作の違いによる走行 燃費の低下の要素が比較的少ない。 したがって、 精度の高い比較となる。 但し、 運転操作者が複数である塌合や、 運転操作者が交代する場合には、 機能しなくな るため、 運転操作者をあらかじめ登録し、 異なる運転操作者の場合には、 登録を 更新するか追加する。
電池寿命評価部 5は、 測定された実走行燃費デ一夕を、 対応する運転パターン における過去の実走行燃費デ一ダと比較する。 す- わ-ち-、 記憶された過去の実走 行燃費データから、 実走行燃費データの履歴を追い、 電池の劣化の生じていない 場合の実走行燃費データを選択して比較の対象とする。
実走行記録部 4は、 測定された実走行燃費データの履歴を運転パターンごとに 記録する。 これは、 試験走行デ一夕に基づく電池寿命評価装置と同様な内容であ るため記載を省略する。 但し、 実走行記憶部 3 bに記憶された過去の実走行燃費 データが、 電池の劣化の程度を評価するために選択されるのに対して、 実走行記 録部 4に記録された過去の実走行燃費データは、 測定された実走行燃費デ一夕が 異常値である場合に、 その評価の精度を上げるために選択ざれるという点で異な る o
産業上の利用可能性
以上のように、 本発明に係るハイブリッド車用電池寿命評価装置は、 運転パ夕 —ンごとに測定された走行燃費の低下値から電池の劣化の程度を評価し、 電池の 劣化に関する情報を表示する装置として有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 電池を動力源として搭載したハイブリッド車両の実走行燃費デ一夕を、 運転 パターンごとに測定する実走行測定部と、 .
車両の走行試験から、 運転パターンごとに設定された試験走行燃費データを記 憶する試験走行記憶部と、
測定された実走行燃費データを、 その運転パターンにおける試験走行燃費デー 夕と比較し、 電池の劣化の程度ごとに設定された走行燃費の低下値から電池の劣 化の程度を評価し、 電池の劣化に関する情報を電池寿命表示部に伝送する電池寿 命評価部と、
電池の劣化に関する情報を表示する電池寿命表示部と、
を備えることを特徴とするハイプリッド車用電池寿命評価装置。
2 . 電池を動力源として搭載したハイブリッド車両の実走行燃費データを、 運転 パターンごとに測定する実走行測定部と、
運転パターンごとに測定された、 過去の実走行燃費データを記憶する実走行記 憶部と、
測定された実走行燃費データを、 その運転パターンにおける過去の実走行燃費 データと比較し、 電池の劣化の程度ごとに設定された走行燃費の低下値から電池 の劣化の程度を評価し、 電池の劣化に関する情報を電池寿命表示部に伝送する電 池寿命評価部と、
電池の劣化に関する情報を表示する電池寿命表示部と、
を備えることを特徴とするハイプリッド車用電池寿命評価装置。
3 . 請求項 1に記載のハイプリッド車用電池寿命評価装置において、 実走行測定 部は、 運転パターンごとの運転操作を測定し、 電池寿命評価部は、 測定された実 走行データから運転操作者の運転操作を判断し、 運転操作ごとに設定された走行 燃費の低下値を含めて実走行燃費デ一夕と試験走行燃費デ一夕とを比較すること を特徴とするハイプリッド車用電池寿命評価装置。
4 . 請求項 1又は 3に記載のハイプリッド車用電池寿命評価装置において、 測定 された実走行燃費データの履歴を運転パターンごとに記録する実走行記録部を備 え、 電池寿命評価部は、 測定された実走行燃費データに、 運転パターンごとに実 走行記録部に記録された履歴から選択された直前の実走行燃費デ一夕を含めて、 その運転パターンでの試験走行燃費デ一夕と比較することを特徴とするハイプリ ッド車用電池寿命評価装置。
5 . 請求項 2に記載のハイブリッド車用電池寿命評価装置において、 測定された 実走行燃費デ一夕の履歴を運転パターンごとに記録する実走行記録部を備え、 電 池寿命評価部は、 測定された実走行燃費データに、 運転パターンごとに実走行記 録部に記録された履歴から選択された直前の実走行燃費データを含めて、 その運 転パターンでの過去の実走行燃費データと比較することを特徴とするハイプリッ ド車用電池寿命評価装置。
6 . 請求項 1乃至 5のいずれか 1に記載のハイプリヅド車用電池寿命評価装置に おいて、 運転パターンは、 車両のコーナリングであり、 運転操作は、 ハンドリン グ操作、 フットブレーキ操作、 及びァクセル操作であることを特徴とするハイブ リッド車用電池寿命評価装置。
7 . 請求項 1乃至 5のいずれか 1に記載のハイプリッド車用電池寿命評価装置に おいて、 運転パターンは、 車両の車線変更であり、 運転操作は、 ハンドリング操 作、 フットブレーキ操作、 及びアクセル操作であることを特徴とするハイブリツ ド車用電池寿命評価装置。
8 . 請求項 1乃至 5のいずれか 1に記載のハイプリッド車用電池寿命評価装置に おいて、 運転パターンは、 車両の発進及び減速であり、 運転操作は、 フットブレ —キ操作、 及 アクセル操作であることを特徴とするハイブリツド車用電池寿命 評価装置。
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