特許 7392284 メータ表示及びそれを備えた車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】メータ表示及びそれを備えた車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 35/00 20060101AFI20231129BHJP

   B60K 6/22 20071001ALI20231129BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20231129BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20231129BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20231129BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20231129BHJP

   G01D 7/00 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

B60K35/00 Z

B60K6/22

B60W20/00

B60L50/60

B60L58/12

B60L3/00 S

G01D7/00 K

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019088982

(22)【出願日】2019-05-09

(65)【公開番号】P2020183202

(43)【公開日】2020-11-12

【審査請求日】2022-04-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100197561

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 三喜男

(72)【発明者】

【氏名】前川 光明

(72)【発明者】

【氏名】中島 英信

(72)【発明者】

【氏名】寺澤 拓馬

(72)【発明者】

【氏名】北川 浩之

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 圭一

(72)【発明者】

【氏名】森下 慎也

【審査官】角田 貴章

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１１４７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１２１９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１５７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０６３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－００６４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第９９５０６２０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第８８３６５４４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２００７０５７５４８（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｂ６０Ｌ ３／００

Ｂ６０Ｌ ５０／００

Ｂ６０Ｌ ５３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリから供給される電力を駆動のエネルギ源とする車両に設けられる前記バッテリのパワー状態を表示するメータ表示において、
前記バッテリが現在供給又は回収している電力を表示する第１の表示部と、
前記第１の表示部よりもメータ中心の近くに配置され、前記バッテリが供給又は回収できる最大電力を表示する第２の表示部と、
前記第１の表示部と前記第２の表示部との間に配置された第３の表示部とを備え、
前記第１の表示部は、前記第２の表示部に比して、幅広な領域を有しており、
前記第３の表示部は、遠近感を表す遠近装飾部を備えており、
前記遠近装飾部は、前記メータ中心から放射状に伸びる仮想線に沿って複数配置されて、放射方向の内側から外側に向かって次第に大きく且つ明るくなる模様を含むことを特徴とするメータ表示。

【請求項2】

前記第１の表示部は、メータ中心を中心とする第１の円弧に沿って配置された第１の装飾部と、前記メータ中心の周りを回転して前記バッテリが現在供給又は回収している電力を前記第１の装飾部上で指し示す指針とを有し、
前記第２の表示部は、前記メータ中心を中心とする第２の円弧に沿って配置され、前記バッテリが供給又は回収できる最大電力に応じて変化する第２の装飾部を有することを特徴とする請求項１に記載のメータ表示。

【請求項3】

前記第１の表示部の前記第１の装飾部は、前記第２の表示部の前記第２の装飾部よりも前記メータ中心から遠くに配置され、
前記第１の表示部の前記指針は前記第２の表示部の前記第２の装飾部を横断して前記第１の装飾部を指すように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のメータ表示。

【請求項4】

前記第１の装飾部は前記第１の円弧に沿って伸びる第１の線又は複数の第１の線分によって構成され、
前記第２の装飾部は前記第２の円弧に沿って伸びる第２の線又は複数の第２の線分によって構成され、
前記第１の線又は前記第１の線分は前記第２の線又は前記第２の線分よりも太いことを特徴とする請求項２又は３に記載のメータ表示。

【請求項5】

請求項１～４のいずれかに記載のメータ表示を備えた車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、メータ表示及びそれを備えた車両に関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド自動車において、バッテリが現在供給又は現在回収している電力と、バッテリが供給又は回収できる最大電力とを示すメータが特許文献１に提案されている。このメータは、バッテリが現在供給又は回収している電力を示す回転指針と、回転指針の先端軌跡に沿って円弧状に配置された固定目盛りと、固定目盛りの外側にあってバッテリが供給又は回収できる最大電力を示す伸縮式の弧状目盛りを備えている。

【0003】

しかし、特許文献１のメータでは、回転指針の固定目盛りとの関係が強く認識される一方で、外側にある弧状目盛りが示す情報（バッテリが供給又は回収できる最大電力）と回転指針が示す情報（バッテリが現在供給又は回収している電力）との関係が理解し難く、そのために、バッテリが現在供給又は回収している電力に制限が設けられていることをドライバが認識し得ないおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４２５１２１０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明は、バッテリが供給又は回収できる最大電力とバッテリが現在供給又は回収している電力との関係をドライバが認識できるようにメータ表示及び車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために、請求項１に係る、バッテリから供給される電力を駆動のエネルギ源とする車両に設けられる前記バッテリのパワー状態を表示するメータ表示は、
前記バッテリが現在供給又は回収している電力を表示する第１の表示部と、
前記第１の表示部よりもメータ中心の近くに配置され、前記バッテリが供給又は回収できる最大電力を表示する第２の表示部と、
前記第１の表示部と前記第２の表示部との間に配置された第３の表示部とを備え、
前記第１の表示部は、前記第２の表示部に比して、幅広な領域を有しており、
前記第３の表示部は、遠近感を表す遠近装飾部を備えており、
前記遠近装飾部は、前記メータ中心から放射状に伸びる仮想線に沿って複数配置されて、放射方向の内側から外側に向かって次第に大きく且つ明るくなる模様を含むことを特徴とする。

【0007】

請求項２に係る、メータ表示は、
前記第１の表示部は、メータ中心を中心とする第１の円弧に沿って配置された第１の装飾部と、前記メータ中心の周りを回転して前記バッテリが現在供給又は回収している電力を前記第１の装飾部上で指し示す指針とを有し、
前記第２の表示部は、前記メータ中心を中心とする第２の円弧に沿って配置され、前記バッテリが供給又は回収できる最大電力に応じて変化する第２の装飾部を有することを特徴とする。

【0008】

請求項３に係る、メータ表示は、
前記第１の表示部の前記第１の装飾部は、前記第２の表示部の前記第２の装飾部よりも前記メータ中心から遠くに配置され、
前記第１の表示部の前記指針は前記第２の表示部の第２の装飾部を横断して前記第１の装飾部を指すように構成されていることを特徴とする。

【0009】

請求項４に係る、メータ表示は、
前記第１の装飾部は前記第１の円弧に沿って伸びる第１の線又は複数の第１の線分によって構成され、
前記第２の装飾部は前記第２の円弧に沿って伸びる第２の線又は複数の第２の線分によって構成され、
前記第１の線又は前記第１の線分は前記第２の線又は前記第２の線分よりも太いことを特徴とする。

【0010】

請求項５に係る、車両は、請求項１～４のいずれかに記載のメータ表示を備える。

【発明の効果】

【0011】

本願の請求項１に記載の発明によれば、ドライバが、バッテリが現在供給又は回収している電力と、バッテリが供給又は回収できる最大電力は互いに関連するものであることを認識するメータ表示を提供できる。また、ドライバは、第１の表示部と第２の表示部との間に奥行きがあるという感覚を得ることで、バッテリが現在供給又は回収している電力と、バッテリが供給又は回収できる最大電力は異なるものであることを認識する。

【0012】

本願の請求項２に記載の発明によれば、ドライバが、バッテリが現在供給又は回収している電力と、バッテリが供給又は回収できる最大電力は互いに関連するものであることを容易に認識するメータ表示を提供できる。また、第１の装飾部と第２の装飾部が同心の異なる円弧に沿って配置されているため、ドライバは、バッテリが現在供給又は回収している電力と、バッテリが供給又は回収できる最大電力とを容易に比較できる。

【0013】

本願の請求項３に記載の発明によれば、ドライバが、バッテリが現在供給又は回収している電力と、バッテリが供給又は回収できる最大電力とを容易に比較するメータ表示を提供できる。

【0014】

本願の請求項４に記載の発明によれば、ドライバが、バッテリが現在供給又は回収している電力と、バッテリが供給又は回収できる最大電力は異なるものであることを容易に認識するメータ表示を提供できる。

【0015】

本願の請求項５に記載の発明によれば、ドライバが、バッテリが現在供給又は回収している電力と、バッテリが供給又は回収できる最大電力は互いに関連するものであることを認識するメータ表示を備える車両を提供できる。また、ドライバは、第１の表示部と第２の表示部との間に奥行きがあるという感覚を得ることで、バッテリが現在供給又は回収している電力と、バッテリが供給又は回収できる最大電力は異なるものであることを認識する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る、メータを有する電気自動車の構成を示す概略図である。

【図2】図１に示すメータの制御ブロック図である。

【図3】図１に示すメータの詳細な構成を示す概略図である。

【図4】図１に示すメータの制御フロー・チャートである。

【図5】図４に示す制御フロー・チャートにおいて、供給できる最大電力を求めるためのバッテリ温度とバッテリ充電量の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照して、本発明に係るメータの実施形態を説明する。

【0018】

図１は、電気自動車２００をその機能面からみた構成の概略を示す。電気自動車２００は、駆動力を発生及び伝達するパワー・トレイン２１０、パワー・トレイン２１０の動力源であるモータ２１２、モータ２１２に電力を供給するバッテリ２１４、及びバッテリ２１４を制御する制御部２１６を有する。

【0019】

図２に示すように、電気自動車２００はまた、バッテリ２１４の充電量を検知（推定）する充電量検知部２１８、バッテリ２１４の温度を検知する温度検知部２２０、アクセル・ペダル２２２の踏み込みを検知する加速検知部２２４を備えている。

【0020】

図示しないが、制御部２１６は、モータ２１２の駆動を制御するモータ制御ユニット，駆動力制御ユニット、及び充電制御ユニット（いずれのユニットも図示せず）を備えており、充電量検知部２１８、温度検知部２２０、加速検知部２２４から出力される信号（情報）に基づいてバッテリ２１４の出力を制御するように構成されている。

【0021】

電気自動車２００の運転席には計器パネル２２６が配置されている。この計器パネル２２６の左側にはメータ１００が配置されている。

【0022】

図３に示すように、メータ１００は、バッテリ２１４（図１参照）がモータ２１２に供給する電力の変化及びモータ２１２から回生する電力の変化を表示するパワー・メータとして構成されている。実施形態では、パワー・メータ１００の輪郭が中心点（メータ中心）１０を中心とする円模様１２によって示されている。

【0023】

パワー・メータ１００は、円模様１２に沿って弧状に配置されている電力表示部（第１の表示部）１４、及び電力表示部１４の内側に該電力表示部１４に沿って弧状に配置されている最大電力表示部（第２の表示部）１６を有する。電力表示部１４は、バッテリ２１４が現在供給又は回収している電力を示す。また、最大電力表示部１６は、バッテリ２１４が供給又は回収できる最大電力を示す。

【0024】

電力表示部１４は、中心点１０を中心として、パワー・メータ１００の上端中央部（１２時の方向）から左右（時計回り方向と反時計回り方向）にそれぞれ約１２０度～約１５０度の範囲に広がる円弧（第１の円弧）１８に沿って配置された目盛り（第１の装飾部）２０を有する。また、電力表示部１４は、中心点１０の周りを回転し、バッテリ２１４が現在供給又は回収している電力を目盛り２０上で指し示すパワー指針２２を有する。パワー指針２２は、パワー・メータ１００の背後に配置されたパワー指針駆動部２４（図２参照）に駆動連結されており、制御部２１６からの信号に基づいて、モータ２１２への電力供給状況又はモータ２１２からの電力回収（回生）状況を、パワー指針２２がその振れ角度によって表示するように構成されている。

【0025】

実施形態において、目盛り２０は、８つのセクタ（複数の第１の線分）２６ａ～２６ｈに分かれている。この８つのセクタ２６ａ～２６ｈは１つの線で表示されてもよい。各セクタの中心角は等しくしてある。目盛り２０の右端から５つのセクタ２６ａ～２６ｅは、バッテリ２１４から供給される電力によって電気自動車２００が駆動していることを示す供給電力表示領域２８である。一方、目盛り２０の左端から３つのセクタ２６ｆ～２６ｈは、パワー・トレイン２１０（図１参照）からモータ２１２に伝達される運動エネルギを電力として回収していることを示す回生電力表示領域３０である。供給電力表示領域２８と回生電力表示領域３０の境界が、境界線３２で示されている。したがって、パワー指針２２の先端が供給電力表示領域２８を指しているとき、バッテリ２１４からモータ２１２に電力が供給されている状態を示し、パワー指針２２の先端が回生電力表示領域３０を指しているとき、モータ２１２で生成された電力がバッテリ２１４に回生されている状態を示す。また、パワー指針２２の境界線３２からの移動量がそれぞれ供給電力量と回生電力量を示す。

【0026】

実施形態において、ドライバが供給電力表示領域２８と回生電力表示領域３０を明確に区別できるように、供給電力表示領域２８のセクタ２６ａ～２６ｅと回生電力表示領域３０のセクタ２６ｆ～２６ｈは異なる色で表示されている。また、電力の供給量と回生量を視覚的に強調するために、供給電力表示領域２８において、境界線３２から離れた右側の３つのセクタ２６ａ～２６ｃは太い実線で描かれており、境界線３２に近い２つのセクタ２６ｄと２６ｅは放射方向に伸びる短い放射線を弧状に並べて描かれている。同様に、回生電力表示領域３０において、境界線３２から離れた左側の２つのセクタ２６ｇと２６ｈは太い実線で描かれており、境界線３２に近い１つのセクタ２６ｆは放射方向に伸びる短い放射線を弧状に並べて描かれている。

【0027】

最大電力表示部１６は、中心点１０を中心として、パワー・メータ１００の上端中央部（１２時の方向）から左右（時計回り方向と反時計回り方向）にそれぞれ約１２０度～約１５０度の範囲に広がり、目盛り２０よりも内側に位置する円弧（第２の円弧）３４に沿って配置されたゲージ（第２の装飾部）３６を有する。

【0028】

実施形態において、ゲージ３６は、８つのセクタ（複数の第２の線分）３８ａ～３８ｈに分かれている。この８つのセクタ３８ａ～３８ｈは１つの線で表示されてもよい。各セクタの中心角は等しくしてある。セクタ３８ａ～３８ｈは、パワー・メータ１００の背後に配置されているＬＥＤ（図２参照）４０ａ～４０ｈをそれぞれ備える。ゲージ３６は、制御部２１６からの信号に基づいて、対応するＬＥＤ４０ａ～４０ｈを点灯させることで、バッテリ２１４が供給又は回収できる最大電力をゲージ３６の長さで表示するように構成されている。

【0029】

ゲージ３６の右端から５つのセクタ３８ａ～３８ｅは、バッテリ２１４が供給できる最大電力を示す最大供給電力表示領域４２である。一方、ゲージ３６の左端から３つのセクタ３８ｆ～３８ｈは、バッテリ２１４が回収できる最大電力を示す最大回生電力表示領域４４である。最大供給電力表示領域４２と最大回生電力表示領域４４の境界は目盛り２０の境界線３２で示されている。従って、境界線３２を基準に、最大供給電力表示領域４２のセクタ３８ａ～３８ｅ（ＬＥＤ４０ａ～４０ｅ）が点灯しているとき、点灯しているセクタ３８ａ～３８ｅの数、すなわち最大供給電力表示領域４２側のゲージ３６の長さが、バッテリ２１４が供給できる最大電力を示す。例えば、図３に示すように、破線で示されるセクタ３８ａ（ＬＥＤ４０ａ）が消灯し、実線で示されるセクタ３８ｂ～３８ｅ（ＬＥＤ４０ｂ～４０ｅ）が点灯しているとき、点灯しているセクタ３８ｂ～３８ｅがゲージ３６の長さ、すなわちバッテリ２１４が供給できる最大電力を示す。また、境界線３２を基準に、最大回生電力表示領域４４のセクタ３８ｆ～３８ｈ（ＬＥＤ４０ｆ～４０ｈ）が点灯しているとき、点灯しているセクタ３８ｆ～３８ｈの数、すなわち最大回生電力表示領域４４側のゲージ３６の長さが、バッテリ２１４が回収できる最大電力を示す。

【0030】

実施形態において、ドライバが最大供給電力表示領域４２と最大回生電力表示領域４４を明確に区別できるように、最大供給電力表示領域４２のセクタ３８ａ～３８ｅと最大回生電力表示領域４４のセクタ３８ｆ～３８ｈは異なる色で表示されている。また、電力表示部１４のパワー指針２２が示す、バッテリ２１４が現在供給又は回収している電力と容易に比較できるように、セクタ３８ａ～３８ｈは放射方向に伸びる短い放射線を弧状に並べて描かれている。

【0031】

ドライバが、電力表示部１４と最大電力表示部１６との間に遠近感を持たせるために、ゲージ３６のセクタ３８ａ～３８ｈは、目盛り２０のセクタ２６ａ～２６ｈよりも小さな幅及び長さを有する。

【0032】

実施形態において、中心点１０を中心として、パワー・メータ１００の上端中央部（１２時の方向）から左右（時計回り方向と反時計回り方向）にそれぞれ約１２０度～約１５０度の円弧状の範囲に広がる装飾部（遠近装飾部）４６を備える領域（第３の表示部）４８が電力表示部１４の目盛り２０と最大電力表示部１６のゲージ３６との間に設けられている。実施形態において、装飾部４６は、中心点１０から放射状に伸び且つ周方向に一定の間隔をあけた複数の線（仮想線で図面上には図示せず）に沿って配置された複数の模様５０によって構成されており、中心点１０に最も近い模様５０’から中心点１０から最も離れた模様５０”まで次第に大きくなっている。このように、最も内側の模様５０’から最も外側の模様５０”に向かって次第に大きく描くことによって遠近感が表されている。図面を簡略化するために、実施形態において模様５０は５種類の大きさの円模様で表示しているが、模様５０の形状及び数は限定的ではない。

【0033】

装飾部４６において、最も内側の模様５０’から最も外側の模様５０”に向かって次第に輝度を高くしてもよい。模様５０の輝度（明るさ）調整は、パワー・メータ１００の表層を構成する暗色パネル（例えば黒色パネル）に各模様５０に対応する大きさの窓を形成すると共に窓の背後に異なる発光輝度のＬＥＤを配置することによって行うことができる。

【0034】

図２に戻り、このように構成された電気自動車２００によれば、制御部２１６は、加速検知部２２４の出力に基づいてアクセル・ペダル２２２の踏み込み動作及び踏み込み量を検出し、それらの検出に応じてバッテリ２１４のパワー状態を供給状態から回生状態又はその逆に切り換える。また、制御部２１６は、バッテリ２１４のパワー状態（例えば、供給状態か回生状態）に応じてパワー指針駆動部２４を駆動してパワー指針２２を動かし、バッテリ２１４のパワー状態、すなわちバッテリ２１４が供給状態又は回生状態のいずれの状態にあるかを表示する。

【0035】

図４に示すように、制御部２１６は、温度検知部２２０から出力されるバッテリ２１４の温度についての信号（ステップＳ１）、及び充電量検知部２１８から出力されるバッテリ２１４の充電量についての信号（ステップＳ２）を基に、予め定められたプログラムに従い、バッテリ２１４が供給又は回収できる最大電力を求める（ステップＳ３）。

【0036】

上述のステップＳ３のプログラムにおいて、上述のバッテリ２１４が供給できる最大電力は、バッテリ２１４の温度及びバッテリ２１４の充電量の関係を示す図５に基づいて求められる。例えば、バッテリ２１４の温度が０℃であり、バッテリ２１４の充電量が５０％であるとき、バッテリ２１４が供給できる最大電力は６０ｋＷである。このとき、図２に戻り、制御部２１６は、ゲージ３６のＬＥＤ４０ｂ～４０ｅを点灯させる信号を出力する。従って、図３に示すように、最大電力表示部１６の最大供給電力表示領域４２において、実線で示されるゲージ３６のＬＥＤ４０ｂ～４０ｅが点灯する。従って、４個のセクタ３８ｂ～３８ｅの長さを有するゲージ３６が、最大電力表示部１６の最大供給電力表示領域４２にバッテリ２１４が供給できる最大電力として表示される。

【0037】

同様に、上述のバッテリ２１４が回収できる最大電力は、バッテリ２１４の温度及びバッテリ２１４の充電量の関係に基づいて求められる（図示せず）。

【0038】

上述のバッテリ２１４が供給又は回収できる最大電力は、バッテリ２１４が現在供給又は回収している電力の上限となる。

【0039】

上述のように、電気自動車２００が電源オン状態のとき、図３に示す装飾部４６は発光する。このとき、電力表示部１４に近い最も外側の模様５０”が最も大きな輝度を有し、最大電力表示部１６に最も近い内側の模様５０’は最も小さな輝度を有する。また、電力表示部１４のセクタ２６ａ～２６ｈは、最大電力表示部１６のセクタ３８ａ～３８ｈよりも大きな幅と長さを有する。従って、パワー・メータ１００は、電力表示部１４がより近くに位置し、最大電力表示部１６がより遠くに位置しているという視覚効果をドライバに与える。そのため、ドライバは、バッテリ２１４が現在供給又は回収している電力と、バッテリ２１４が供給又は回収できる最大電力は異なるものであることを認識する。

【0040】

一方、発光する装飾部４６が電力表示部１４から最大電力表示部１６に向かって放射状に配置されている。従って、ドライバは、バッテリ２１４が現在供給又は回収している電力と、バッテリ２１４が供給又は回収できる最大電力は互いに関連するものであることを認識する。

【0041】

上述したパワー・メータは種々改変可能である。

【0042】

例えば、上述の実施形態とは逆に、第１の表示部に隣接する装飾部の輝度を低く、第２の表示部に隣接する装飾部の輝度を高くしてもよい。この場合、第１の線又は複数の第１の線分は、第２の線又は複数の第２の線分よりも小さな幅と長さを有していることが好ましい。上述の構成のパワー・メータは、第１の表示部がより遠くに位置し、第２の表示部がより近くに位置しているという視覚効果をドライバに与える。

【0043】

上述の実施形態では、第１の表示部は円弧状の目盛りを有し、第２の表示部は円弧状のゲージを有しているが、第１と第２の表示部の両方を目盛り又はゲージで表示してもよい。

【0044】

上述の実施形態では、装飾部における内側の模様をより小さくかつ低輝度とする一方で装飾部における外側の模様をより大きく高輝度としたが、内側の模様をより大きくする一方で外側の模様をより小さくしてもよいし、内側の模様をより高輝度とする一方で外側の模様をより低輝度としてもよい。

【0045】

その他、上述の実施形態では、パワー・メータを電気自動車に配置した例を示したが、その他の形態の自動車、例えばハイブリッド自動車に同様のパワー・メータを設けてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１００：メータ
１４：第１の表示部（電力表示部）
１６：第２の表示部（最大電力表示部）
４６：遠近装飾部（装飾部）
４８：第３の表示部（領域）
２００：車両（電気自動車）
２１４：バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】