JPH08507671A

JPH08507671A - 有限エネルギー貯蔵量を有する車両のためのエネルギー管理システム

Info

Publication number: JPH08507671A
Application number: JP6516103A
Authority: JP
Inventors: ダブリュディラー，ロバート; ダブリュ．パブラット，ジェフリー
Original assignee: アメリゴン，インコーポレイティド
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 1996-08-13
Also published as: EP0686257A1; AU6016794A; WO1994016304A1; US5487002A; EP0686257A4

Abstract

(57)【要約】エネルギー貯蔵システムは、計算機能および電気車両あるいは限られたエネルギー貯蔵機を有する他の車両の種々のシステムを制御するための手段としてマイクロコンピュータ１２を含む電子モジュール１０を具備する。バッテリーセンサ１８、温度センサ２０、電流センサ２２、温度センサ２４、２６、２８、３０、速度センサ３２、アクセルメータ３４およびイグニッションスイッチ３６を含む種々のセンサが、システムに制御パラメータを出力することによってエネルギー貯蔵システムに対して情報を提供する。情報、状態および運転者に対する質問の表示とともに暖房自動制御装置、空調システム５６、外部照明システム５８および車両制御装置操作装置５４は、エネルギー貯蔵システムによって制御され、走行範囲および推奨ナビゲーション情報がシステム中にある予め定められた運転ルートの基づいて生成される。

Description

【発明の詳細な説明】有限エネルギー貯蔵量を有する車両のためのエネルギー管理システム発明の分野本発明のエネルギー管理システムは、一般的に、有限容量の代替エネルギー貯蔵システムを具備する近代的な車両の走行可能範囲と性能の改善に関する。特に、本発明は、エネルギー貯蔵システムの状態、車両状態、エネルギー・システムが消耗する時間やマイル数または場所を決定するための多重運転特性、目標に対する最も効率的なルート、エネルギー・システムを再充電するための代替目標、車両操縦のための効率改善に関するパラメータの監視機能と評価機能を提供する。発明の背景環境汚染の問題は、従来の内燃機関乗用車を補充または交換するために代替励磁車両の開発と実現を要求している。電気および他の代替エネルギー車両の技術の最近の進歩は、これらの車両の性能が、運転可能範囲を除いて、全ての面で内燃機関車両の性能に近づくことを可能にする。電気車両を１例として用いると、今のバッテリー技術は、電気車両に使用できる車内搭載エネルギー貯蔵量を制限する、また、再充電施設を備えた限られた場所が使用できる可能性があるが、それは言い換えれば、使用可能なバッテリー状態と運転可能範囲を、またはその代わりに車両の走行可能範囲内の目標を、運転手に知らせる車両と一体化されたシステムを要求する。種々のバッテリー管理システムは、車両のバッテリー充電状態と残っている車両の走行可能範囲を推定するという従来の技術としてすでに提案されている。これらのシステムの例は、カナダのオンタリオ州トロントで1988年11 月13〜16日に催された電気車両シンポジウム９で発表された“知的バッテリー管理システム”でC．C．ChanとK．C．Chuに依る論文と、1989年２月27日〜３月３日にミシガン州SAE，Detroitの国際会議と展示会で発表された“E.V.の充電指示器アプローチの状態の評価”に於いてA．F．Burkeに依るSAE技術論文に説明されている。これらのシステムは、電気車両ユーザに与えられる情報に一般的に非常に限定されている。ナビゲーション・システムは地上車両の使用のために開発されてきた。この分野の従来技術の例としてYamadaのアメリカ特許No．4,926,336とMeukirchnerの4, 984,168とNimuraなどの4,992,997とMorotoなどの5,121,326がある。このような従来技術のナビゲーション・システムに依って与えられる情報は電気車両のオペレータにとって特別に使用可能なものであるが、従来技術のナビゲーターのデータと補充と計算ルーチンは、電気車両の動作に重要な情報を含めるために、ナビゲーション・システムを使用することに依り、エネルギー効率の良いルートの立案と代替ルートの立案に関して電気車両オペレータに情報を送ることを可能にするが、車両のバッテリー・パックによる走行可能範囲は不十分である。本発明は、従来技術のシステムを組み合わせて改善し、運転手が性能モード、運転特性あるいは目標地を選択することを可能にし、且つ、運転手に車両状態と走行可能範囲とナビゲーション・ルート容量と車両効率制御状態を知らせることによって、電気車両の使用に最適のエネルギー管理システムを提供するものである。発明の要約本発明は、バッテリー・システムと慣性エネルギー・システムと混合電気システムを具備する、しかし其れらに限定されない、有限エネルギー貯蔵システムを採用する車両に適用できる。ここで開示される実施例はバッテリー貯蔵システムを採用している。電気車両エネルギー管理システムは、感知と制御と計算のためのマイクロコントローラと、車両とバッテリー・システムに適した運転特性と車両状態情報と数学的モデルを保持するための記憶装置を備えた電子モジュールを備えている。バッテリー・センサ・パッケージは、バッテリー・モデルの使用に適したバッテリー電圧と温度と電流のために電子モデルに相応する情報を与える。電子モジュールの車両センサ入力は、車両モデルの使用に適した車両内部の温度と外部空気温度とモータ・コントローラの温度とモータ温度と車両速度と車両の加速度含んでいる。運転手用インターフェイスは、車両の運動制御のためにアクセル・ペダルとブレーキ・ペダルと、電子モータの制御のために複数の制御ボタンと、モジュールから運転手への出力のための文字ディスプレイを搭載している。速度計と走行距離計とバッテリー状態のような、車両の安全運転のための正規の表示機能は、車両のダッシュボードの計器群の標準的なアナログまたはデジタル・ディスプレイを用いて、電子モジュールから与えられる。マイクロコントローラは、バッテリー・センサ入力から受信されたデータを、走行可能範囲計算のために、記憶装置に記憶されているバッテリー・モデルに基づいて採用する。バッテリー・モデルは、電圧と電流の関係を、放電の許容深さの走行可能範囲とバッテリーの充放電の経過に基づくサイクル寿命のモデルで説明する、実験的に定められた関係式またはテーブルを含んでいる。車両モデルは、バッテリー・モデルからの情報と、電気モータとトランスミッションとモータ・コントローラの効率を速度と負荷と温度だけでなく回転摩擦と空気力学と登坂に起因する損失の関数として含んでいる。マイクロコントローラは、走行可能範囲と効率計算のための車両モデルを車両センサ入力に基づいて採用する。記憶装置に記憶されている運転特性は、電力消費量の計算のために、停止と出発、高速道路走行、登坂、または車両の運転手に特有の電力消費経過を記憶することによって得た特性のような“標準化された”運転特性に基づいて採用される。マイクロコントローラは、電気車両の走行可能範囲を、運転手の連結機能を介して運転手によって選択された運転特性と速度に基づいて予測するために、エネルギー管理システムに適した計算を行う。記憶済みの特性に加えて、エネルギー管理システムは、バッテリー条件が希望された目標に到達できる十分な走行可能範囲を備えていない場合、車両モデルに基づく目標に対するエネルギー効果的なルートと、バッテリー充電ステーションに対する代替ルートの計算のために、街路ルートと他の静的で動的なナビゲーション情報のデータベースを採用する車両ナビゲーターと連絡する。エネルギー管理システムは、そのマイクロコントローラから、車両と駆動モータ・コントローラに適した、バッテリー・パックと内部／外部照明システムと暖房と換気と空調システムのための充電システムを含んでいる、車両システムの能動的な制御を提供する。図面の簡単な説明本発明は次の図面と添付する詳細な説明を参照すると最も効果的に理解される。図１は、ＥＭＳに連結される汎用エネルギー管理システムとシステムとセンサのブロック図である。図２は、標準マイクロコントローラを採用するエネルギー管理システムの実施例の略図である。図３ａと３ｂは、エネルギー管理システムと運転手を連結するテキスト・ディスプレイのためのメニュー階層のブロック図である。図４ａと４ｂは、エネルギー管理システムに依る走行可能範囲予測のための流れ図である。図５ａと５ｂは、運転モードの選択のための流れ図である。図６ａと６ｂは、エネルギー管理システム・マイクロコントローラのための汎用制御プログラムの流れ図である。図７ａと７ｂは、車両センサとバッテリー・システムとディスプレイからの中断運転データ入力と出力の流れ図である。図８は、車両ナビゲーション・システムとエネルギー管理システムを連結するブロック図である。図９ａは、ナビゲーターとエネルギー管理システムを連結する流れ図である。図９ｂは、エネルギー管理システムとナビゲーターを連結する流れ図である。発明の詳細な説明図面を見ると、図１は、車両の種々のセンサ入力と制御システム出力と運転手との連結とディスプレイに対するエネルギー管理システム（ＥＭＳ）の関係を示す。エネルギー管理システム電子モジュール10は、マイクロコントローラ12を電気車両の種々のシステムを制御する計算エンジンと手段として含んでいる。図面に図示される実施例ではIntel Model 196KRプロセッサが採用されている。不揮発性ランダム・アクセス記憶装置（NVRAM）14と読出し専用記憶装置（ROM）16を含んでいる記憶装置システムは、データ記憶装置をマイクロコントローラに与える。次に更に詳細に述べられるように、特性と、車両状態と、バッテリー・モデルと車両モデルを含んでいる動作モデルを操作するためのデータが、記憶装置に記憶されている。当業者は、種々の記憶装置の構成と組み合わせが採用できることを認めると思われる。ＥＭＳは入力を多種多様なセンサから受信する。バッテリー・パック電圧センサ18とバッテリー・パック温度センサ20とバッテリー・パック電流センサ22を含んでいるバッテリー・センサは、バッテリーに関する情報をＥＭＳによる使用のために与える。内部空気温度センサ24と外部空気温度センサ26とモータ・コントローラ温度センサ28とモータ温度センサ30と速度センサ32と加速度計34とイグニッション・スイッチ36を含んでいる種々の車両センサ入力は、種々の車両システムにＥＭＳのデータ入力を与える。“イグニッション・スイッチ”という用語は、内燃機関車両の運転手が容易に理解できるために用いられ、且つ電気車両の運転を可能にするオン・オフ・スイッチを搭載している。ＥＭＳと運転手を連結する機能は、標準アクセレータ・ペダル38とブレーキ・ペダル40を車両の直接的な制御のために搭載している。本実施例では、シリーズの４つの制御ボタン42が、運転手に対してテキスト・ディスプレイ44上に表示されるメニューに対応してＥＭＳシステムの制御のために採用されている。種々の制御ボタンと其れらの機能とＥＭＳに関連するメニューについて次に詳細に説明される。電気車両の運転手に対する他のディスプレイは、標準速度計46と、トリップと連続走行距離計48と、燃料ゲージ50と、充電／貯蔵アイコン52を含んでいるＥＭＳによって制御される。燃料ゲージは、バッテリーに残っている充電量の視覚的な表示を与え、且つ内燃機関車両の“燃料”ゲージに対する使用性のために再びアナログ化される。充電／貯蔵アイコンは、運転手に、バッテリーは本質的に希薄状態にあり非常に限られた距離しか移動できないので、バッテリーの再充電と貯蔵モードでのバッテリー作動のために、充電器に電気車両を接続することを知らせる。ＥＭＳのマイクロコントローラは、それらの動作を制御するために種々の車両システムに連結されている。これらのシステムは電気車両を駆動する牽引モータを作動するモータ・コントローラ54を含んでいる。車両の暖房／換気／空調（HV AC）システム56と外部照明システム58は、次に詳細に説明されるように、運転手との連結とエネルギー効率を考慮した入力に基づいてＥＭＳによって制御される。車両のバッテリー用充電器60は、充電ステーションに接続される時に、バッテリーを再充電するためにＥＭＳによって制御される。システムの本実施例に対して図２に最適に図示されるように、バッテリー・センサ入力と充電器システムは、マイクロコントローラとシリアル・ポート64を介して通信する独立式バッテリー監視モジュール62に含まれている。当業者は、バッテリー監視回路モジュールがＥＭＳ自体の構成部になることを認めると思われる。IR LED66を採用する電気光学的インタフェースとIR検出器68はバッテリー・システムのために採用されている。電気車両のバッテリーを充電する際に用いられる充電方式の選択は、使用可能な充電時に運転手からの入力に基づいてＥＭＳによって行われる。マイクロコントローラは、バッテリーのサイクル寿命の延長を支援するために、バッテリー・パックの使用経歴と今の充電状態を考慮する充電方式の選択を採用している。バッテリー・パックの交換コストは高価なので、このＥＭＳの要素は高コストの効率を電気車両に与える。この充電方式は、車両が充電現場に接続される時間を指示する運転手からの入力に基づいてＥＭＳによって変更される。車両が時間を延長して用いられない場合、一例としてＥＭＳは、バッテリー・パックを均一にする充電方式、普通はバッテリー・パックの寿命を延長するために重要な時間消費型の充電サイクルを採用している。充電期間が短いと、ＥＭＳによって採用される充電方式は、バッテリー・パックの寿命を短くせずに、指定された時間内で最大限の充電を行えるように調節される。本実施例に採用されるバッテリー充電方式は、1984年にMcGraw-Hillから発刊されたLinden,David著“Handbook of Batteri es and Fuel Cells”の14頁79行目〜14頁92行目に例示されている。電気力学的な制動中に車両のエネルギー貯蔵システムに再生電力を戻す最新のモータ・コントローラが与えられている。異なる割合の充電／放電量を備えた２つ以上のタイプの貯蔵装置から成るエネルギー貯蔵システムを具備する車両の場合、ＥＭＳは、I/Oポートを介してモータ・コントローラに再生エネルギーを受ける特定のエネルギー貯蔵サブシステムを選択させる。運転手との通信は、シリアル・ポート70を介して文字ディスプレイ44に且つ運転手制御機能からポーリング対象のI/Oポート72に向けてマイクロコントローラによって行われる。アクセル・ペダル38とブレーキ・ペダル40は運転手制御機能の部品としてＥＭＳに向けて操作され、それは運転手によって作られた入力を、標準I/Oポートを介するモータ制御を可能にする出力信号に変換する。モータ・コントローラとブレーキの制御は、標準的な状態で行われるので、ここで詳細に説明されない。他の運転手制御機能は前述の４つの制御ボタン42を搭載している。図面に図示される実施例の場合、これらのボタンは、SCROLLキー、ENTERキー、NUMERICキー、ESCAPEまたはEXITキーを搭載している。これらのキー指定は、広く用いられているコンピュータ入力操作に慣れている人が容易に理解できるために用いられ、好まれる実施例では異なる名称が採用されている。文字ディスプレイの出力はメニュー・フォーマットで行われる。本実施例に採用されているメニュー階層が図３ａと３ｂに図示されている。システムの初期設定で、ＥＭＳマイクロコントローラはブロック310で確認されるエネルギー管理システム・チェックが行われる。システムの最初のディスプレイはブロック312 で確認されるメイン・メニューである。本実施例の場合、文字ディスプレイは４行×20文字システムである。普通ＥＭＳシステムは“非エキスパート”（NI）システムで作動する。このモードは、単純な機能応答を種々のメニューに対応して作動される制御ボタンに与える。NIモードは、運転手が単一の制御ボタンを押し下げると始動される。NIモードで運転手が使用できる機能は、走行可能範囲の予測と、トリップの記憶と、運転モードの選択と、車両状態の表示と、バッテリーの充電である。これらの機能は、各々ブロック314と316と318と320で確認される別個のメニューで与えられる。運転手が２つの制御ボタンを同時に押し下げると、ＥＭＳは更に複雑な機能をシステムの制御を与える“エキスパート”（E）モードを始める。ブロック322に表されるEXPERT MODEメニューは、運転手がブロック324のメニューに表される時刻と期日をセットすると、ＥＭＳシステムの再構成と、ＥＭＳシステムとディスプレイによって採用されたディスプレイとユニットに採用される言語（英語またはメートル法）の変更を可能にするメニュー・ブロック326で確認されるディスプレイの変更を可能にする。ブロック328で表されるCHANGE BATTERY MODEメニューは、運転手が、バッテリー・モードを変更すること、または前述のバッテリーの充電方式を変更することを可能にする。エキスパート・モードで使用できる最後のメニューはブロック330で確認されるMEMORIZE TRIPメニューであり、それはＥＭＳが車両で頻繁に用いられる運転通路のエネルギー消費量を記憶することを可能にする。システムの種々のメニューは、選択の機能が現れるまでSCROLLボタンを押して、ENTERボタンを押すと選択される。メニューが選択されると、メニューの種々の機能は、SCROLLボタンを用いて、ENTERボタンを希望された機能で押して、選択を確かめて選択される。種々の機能に相応して、オプションは、NUMERICボタンを押すと巻き付けられるようにしてセット・ステップで増加される数値の形態で運転手に与えられる。ESCAPEキーは、運転手がメニュー選択を逆にして次に高いメニュー・レベルに戻るために与えられる。ここでメニューから選択されたＥＭＳの機能について説明される。 PREDICT RANGEメニューは、選択時に、シリーズの選択、すなわち、“xx mph で水平走行”、“停止と進行”、“xx mphで登坂”、“xx mphで降坂”、“xx m phで一定の増速および減速”と９つまで記憶されるトリップの任意の１つを与える。このメニューのプログラム・フォーマットが表１に図示されている。運転手は、スクロール・ボタンを用いて、希望する運転特性のタイプを選択する。適切な特性が表示されると、入力ボタンを押して選択を確かめる。１例として、運転手が“停止と進行”を選択すると、ＥＭＳは、NVRAMから“停止と進行”条件に適した運転特性を搭載するROMから車両モデルを採用する。このシステムに採用される停止と進行の条件データは単純化連邦政府市街部運転サイクル（SFUDS）によって表され、そのコピーが表２に記載されている。時間の関数として電力から或いは時間の関数として速度から走行可能範囲を計算するためにＥＭＳによって要求されるデータのフォーマットは、表２に記載されるリストに図示されるSF UDSに準じている。この運転サイクルは、６分の運転時間に対して１秒間隔でシリーズの車両速度によって表される。この情報から、車両モデルは、各々ステップで要求される電力を計算し、且つ、各々ステップで用いられるエネルギーを、ROMの想定からのバッテリー・モデルと、バッテリー監視モジュールからシリアル・ポートを介してＥＭＳのマイクロコントローラに対して定められた初期状態を用いて計算されたバッテリー・パックに使用できるエネルギーから差し引く。ＥＭＳは、バッテリー・パックに残っている計算されたエネルギーが電力を次のステップに与えることができなくなるまで、６分のサイクルを続けて繰り返す停止と進行のステップを続ける。各々ステップで対象にされる距離が累積され、報告された走行可能範囲が最後の適正なステップで対象にされる走行可能範囲になる。この情報は“停止と進行の条件のもとでの走行可能範囲はxxxマイルである”としてディスプレイ上で運転手に伝えられる。運転手がPREDICT RANGEメニューから任意の他の選択項目を選択すると、記憶済みのトリップを除いて、ＥＭＳに走行可能範囲を予測させるために、速度パラメータを運転手が入力しなければならない。例えば、運転手がメニューで“xx m phで降坂”を選択すると、希望された速度に変更するために、数字キーを運転手が押す。表１のプログラミング・アプリケーションで確認される本実施例の場合、20mphの最低速度と80mphの最高速度が採用される。メニューに表示される初期速度は、デフォルト値、例えば30mph、またはＥＭＳの選択によって採用された最後の速度値から始まる。数字ボタンを押すと、速度は、例えば、入力が最低速度、例えば20mphになる最大プログラム設定可能速度に対する各々ボタンの押し込みに相応して、１時間に５マイルだけ増加される。運転手がディスプレイ上で希望された速度を知ると、入力ボタンが押され、ＥＭＳは走行可能範囲を予測する車両モデルを採用する。この場合、電力計算は、与えられた特性と選択された速度に対して要求される電力のマトリックスから導かれる一定の条件に基づいている。このシステムに採用されているバッテリー・モデルと車両モデルは、Argon Na tional Laboratoryのエネルギー・システム部によって1990年６月に発表されたW ．W．Marr、W．J．Walsh、P．C．SymonsによるDIANEバージョン2.1のユーザ・ガイド：電気車両アプリケーションのバッテリー特性をモデル化するためのマイクロ・コンピュータ・ソフトウェア・パッケージという題名の論文に開示されている電気車両バッテリー特性のためのマイクロコンピュータソフトウエアパッケージに基づいている。このシステムのために修正された論文の付録Ａに記載されている車両モデルは本出願の付録Ａに開示されている。本実施例によってバッテリー・モデルに採用されたデータは本出願の付録Ｂとして含まれている。選択された特性に適した車両モデルに基づくＥＭＳに依る計算の結果は、例えば“xx mph での降坂時の走行可能範囲はxxxマイルである”として表示される。運転手がPREDICT RANGEメニューから記憶済みのトリップの１つを選択すると、ＥＭＳによって行われる計算は、車両の数学的モデルの入力としての時間とエネルギー消費量の関係の記憶されているテーブルを採用している。計算後に、存在するバッテリー充電量に基づく最終的なディスプレイは“トリップ・ナンバーｘは残っているyyyマイルでｚ回で終了する”になる。このフォーマットは標準距離に適したＥＭＳシステムの活用を可能にするので、運転手は車両の充電回数を柔軟に選択できる。 PREDICT RANGEメニューに於けるＥＭＳの動作の典型的なプログラムの流れ図が図４ａと４ｂに図示されている。このプログラム・シーケンスのデータ・フォーマットは表１に記載されるリストに図示されている。ＥＭＳは、運転手による検討のためにボックス410に図示される文字ディスプレイにPREDICT RANGEメニューを表示する。ＥＭＳマイクロコントローラは、制御ボタンが判定ブロック412によって図示されるように10秒以内に押されたかどうか決定するために、運転手連結制御ボタンを監視する。ボタンが押されなかった場合、ＥＭＳは、動作のモードを非エキスパート（NI）モードに、ブロック41 3の動作のためにセットし、ディスプレイ414をブランクにして、ボタン感知のために416に対して待機ルーチンを入力する。ボタンが押されていた場合に判定ブロック412に戻り、マイクロコントローラはESCAPEキーがブロック418で押されたかどうか決定する。その場合、プログラムは、ブロック412に戻りシステムをNI モードにセットする。ESCAPEキーが押されたキーでない場合、マイクロコントローラはSCROLLキーがブロック420で押されたかどうか決定する。SCROLLキーが押されていた場合、マイクロコントローラはブロック510で確認される次のメニューを表示するために移動する。SCROLLキーが押されたいなかった場合、EMSはNUM ERICキーがブロック424で押されたかどうか決定する。NUMERICキーはこのメニュー・パターンで意味はない、また、数字キーが押されていた場合、制御機能は、ボタンが押されていなかったようにしてブロック412に戻される。押されたボタンがENTERキーである場合、デフォルトに依って、プログラムは、ブロック426に進み、パラメータｉとｊを０にセットする。マイクロコントローラは、テーブル１で確認されスクロールされたメニューをメニュー（l,i）の形態で表示し、速度と単位またはトリップ・ナンバーをブロック428に図示されるようにして付記する。例えば、メニュー・ポインタがメニュー（1,2）である場合、ディスプレイは“xx mphで登坂”を示す。しかし、メニュー・ポインタがメニュー（1,5）である場合、ディスプレイは“トリップ＃x．を記憶する”を示す。メニューの表示後に、コントローラは判定ブロック430に入る。メニュー・ポインタの２番目のインデックスが１に等しい場合、マイクロコントローラは、判定ブロック432に進んで、ボタンが押されることを待つ。ボタンが10秒以内に押されないと、マイクロコントローラはブロック413の入力ポイントＡに戻る。ボタンが押されると、マイクロコントローラはSCROLLキーが判定ブロック434で押されたかどうか決定する。SCROLLキーが押されていた場合、メニュー・ポインタｉの２番目のインデックスはカウンタ動作モジュロ７によりブロック436で増加される。カウント係数、長さ（x）が、前述の種々のカウンタに相応して表１に図示されている。メニュー・インデックスが増加すると、プログラムは、ブロック428の入力ポイントＢに戻って、新しいメニューを表示する。SCROLLキーが押されたボタンでなかった場合、マイクロコントローラは判定ブロック437に進んでENTERキーが押されたかどうか決定する。 ENTERキーが押されていた場合、１に等しいポインタを有するメニューを選択して、運転手は“停止と進行”メニューを選択する。この場合、マイクロコントローラは、記憶装置から車両モデルを検索し、SFUDSデータを運転特性として採用して、車両走行可能範囲をブロック438に図示されるようにして決定する。計算が終了すると、“停止と進行の範囲”のディスプレイは、ブロック440に図示されるように、計算の結果と適切な単位に依って行われる。更なるボタンが10以内に押されないと、プログラムは、ブロック442で図示される入力ポイントＡに戻る。停止と進行の回答の表示後にESCAPEキーがブロック444で検出された時に押されると、プログラムは、ブロック428の入力ポイントＢに戻って、前のメニューを表示する。 ENTERキーが押されていなかった場合、ブロック436で、プログラムはESCAPEキーがブロック445で押されていたかどうか決定する。ESCAPEキーが押されていなかった場合、残っている唯一のキーは、数字入力が運転手によって要求されないので、１のメニュー・ポインタに対して意味がないNUMERICキーになる。そこで、制御機能は、ブロック432に戻されて、更にボタンが押されることを待つ。 ESCAPEキーが押されると、メニュー・ポインタは０にリセットされ、プログラムの制御機能は入力ポイントＣに戻る。ブロック430に戻り、メニュー・ポインタの２番目のインデックスが０、２、３または４である場合、希望された速度の更なる入力が運転手によって要求される。そこで、マイクロコントローラは、ブロック446で確認されるように、ボタンが押されることを待つ。ボタンが10秒以内に押されない場合、プログラムの制御機能は入力ポイントＡに戻る。ボタンが10秒以内に押されると、コントローラは、SCROLLキーが押されたかどうかブロック448で決定し、その場合、ブロック4 50でメニュー・ポインタを増加し、入力ポイントＢに戻って、次のメニューを表示する。SCROLLキーが押されていない場合、コントローラはENTERキーがブロック452で押されたかどうか決定する。ENTERキーが押されていたら、車両モデルは、ブロック454に図示されるメニューに元々表示されていた速度で要求される電力に相応するマトリクス・データを用いて走行される。計算が終了すると、選択された運転特性と其の特性に関連する走行可能範囲がブロック456に図示されるように表示される。例えば、メニュー・ポインタが“xx mphのレベル”というメニュー選択を示す０だった場合、ディスプレイは“xx mph、走行可能範囲のレベルはyyマイルである”を示す。 ENTERキーが押されていなかった場合、マイクロコントローラはESCAPEキーがブロック458で押されていたと決定する。ESCAPEキーが押されていた場合、メニュー・ポインタは０にリセットされ、プログラムは入力ポイントＣに戻る。 ESCAPEキーがデフォルトによって押されていなかった場合、押されたキーはNU MERICキーであり、ブロック460に図示されるように、数字速度値が増加されることになる。プログラムは、入力ポイントＢに戻り、与えられたメニュー・ポインタのディスプレイには再び増加された速度値が与えられる。ブロック430に戻り、メニュー・ポインタの２番目のインデックスが記憶済みのトリップの選択を意味する５に等しい場合、プログラムは図４ｂの入力ポイントＤに移る。マイクロコントローラはボタンがブロック462で押されたどうか決定し、ボタンが60秒以内に押されていない場合、プログラムは入力ポイントＡに戻る。ボタンが押されると、マイクロコントローラはESCAPEキーが押されたかどうかブロック464で決定する。ESCAPEキーが押されていた場合、プログラム・制御機能は入力ポイントＣに戻る。そうでない場合、プログラムは、NUMERICキーが押されていたかどうかブロック466で決定する。NUMERICキーが押されていた場合、記憶済みのトリップ変数Ｊは、ブロック468に図示されるようにして増加される。ｊの増加は、トリップ・データを記憶するために与えられた区分けされたメモリ・ロケーションの数に等しいカウント係数の“記憶済みのトリップ”によって行われる。プログラムの制御機能は入力ポイントＥに戻る。マイクロコントローラがENTERキーはブロック470で押されたと決定すると、ディスプレイ・スクリーン上に現れる確認された記憶済みのトリップが運転手に依って選択され、マイクロコントローラは、ブロック472に図示されるように、確認されたトリップに要求される電力を計算する。計算が終了すると、マイクロコントローラは“記憶済みのトリップ・ナンバーｊの走行可能範囲はxxマイルにプラスするyyトリップである”というフォーマットの計算の結果を、ブロック474に図示されるように表示する。プログラムの制御機能は、入力ポイントＤに戻り、記憶済みのトリップ情報の更なる計算が可能になる。判定ブロック430に戻り、メニュー・ポインタの２番目のインデックスが６に等しい場合、ＥＭＳは、ブロック476でナビゲーター・システムとのデータ交換と対話を実施し、ナビゲーターに依って定められたルートに適したバッテリー・システムに於けるエネルギー使用可能性の予測を与える。ナビゲーター・システムとの対話の更なる説明について次に詳細に行われ。 SELECT DRIVING MODEメニューは、運転手が車両の運転時にＥＭＳの“経済性 ”または“性能”モードを選択することを可能にする。普通、運転中に、運転手はＥＭＳと対話しないので、ディスプレイは運転手を幻惑しないようにブランクにされる。ＥＭＳは、車両からの種々の入力を前述のように連続して監視する。ＥＭＳによって監視される車両システムに依る非効率的なエネルギー使用が検出できる。一例として、ＥＭＳのマイクロコントローラが高い外部温度を示す外部温度センサからの入力と、窓位置センサから窓が下げられているという指示を受信する場合、車両を冷却する空調機器の動作は非効率的であると思われる。本実施例の図面に図示される直接制御フォーマットの場合、I/Oポートを介してＥＭＳによって制御されるHVACシステムは、窓が閉じられるまで非作動状態になる。更に（または代わりに）ＥＭＳは運転手に“窓を巻き上げる”というメッセージを表示する。図面に図示される実施例の場合、温度センサや加速度計のような、外部アナログ・センサが、図２に図示される多重化アナログ／デジタル入力ポート74を介してマイクロプロセッサに与えられる。典型的なHVACとモータ・コントローラの標準制御機能は標準I/Oポート76を介して与えられる。 “性能”モードを運転モード・メニューから選択すると、効率情報のＥＭＳ監視機能が止められ、エネルギー効率メッセージを運転手に表示することが禁止される。前述のように、SELECT DRIVING MODEメニューの選択は、ENTERボタンを押して“経済性”または“性能”のサブメニュー項目間の選択のためにSCROLLボタンを押し、ENTERボタンを押して、選択を確かめて行われる。本発明の実施例の場合、デフォルト運転モードは“経済性”である。図５ａと５ｂはSELECT DRIVING MODEメニューに関連するプログラミングの流れ図である。SELECT DRIVING MODEメニューは、ブロック510に図示されるように、マイクロコントローラに依ってテキスト・ディスプレイに表示される。マイクロコントローラは、ボタンが判定ブロック512に図示されるように押されたどうか決定する。ボタンが10秒以内に押されない場合、マイクロコントローラは、システムを非エキスパート・モードにして、ディスプレイをブランクにし、図４ａに関連して既に説明されたように、ボタンが押されることを待つ。同様に、マイクロコントローラは、ブロック514で、ESCAPEキーが押されたどうか決定し、SEL ECT DRIVING MODEメニューを終了すると、マイクロコントローラは其の初期状態に戻る。 SCROLLボタンがブロック516に図示されるようにして押されると、次のメニューDISPLAY VEHICLE STATUSが、ブロック518に図示されるように表示される。 NUMERICキーがブロック520に図示されるように押されると、入力は、NUMERIC キーはこのメニュー・レベルで意味が無いので無視される。デフォルトに依って、ENTERキーが押されて、運転手による“運転モードを選択”の判定を確かめると、メモリ・ポインタの２番目のインデックスはブロック522に図示されるように０にセットされ、マイクロコントローラはブロック524に図示されるようにサブメニューを表示する。最初のインデックス２を有するメニュー・ポインタに対して確認されたサブメニューのディスプレイが、表２に図示されている。マイクロコントローラは、ブロック526に図示されるようにボタンが押されたことを再び感知し、押されたボタンがブロック528に図示されるSCROLLボタンであるかどうか決定する。SCROLLボタンが押された場合、メニュー・ポインタはブロック530に図示されるように増加され、新しいサブメニューがリターンに依って入力ポイントＸを介して表示される。 SCROLLキーが押されていなかった場合、マイクロコントローラはENTERキーがブロック530で押されていたかどうか決定する。ENTERキーを押し下げると、表示されたサブメニューの運転手に依る選択が確かめられる。メニュー・ポインタの２番目のインデックスが０に等しい場合、マイクロコントローラは運転モードをブロック536で定められるように“経済性”として設定する。メニュー・ポインタの２番目のインデックスが１に等しい場合、マイクロコントローラは運転モードをブロック538に図示されるように“性能”にセットする。ESCAPEキーがブロック540に図示されるようにして押された場合、メニュー・ポインタの２番目のインデックスは０にリセットされ、プログラムは入力ポイントＸに戻る。 DISPLAY VEHICLE STATUSメニューは運転手がＥＭＳのデータ入力と出力の状態を調査することを可能にする。例えばENTERボタンを押してDISPLAY VEHICLE STATUSを選択すると、内部空気温度、外部空気温度、モータ温度、バッテリー・パック温度、コントローラ温度、瞬時バッテリー・パック電圧、瞬時バッテリー・パック電流引き込み、および、これらのパラメータからＥＭＳによって計算される任意の値の表示が可能にする。本実施例の限られた表示サイズでも、DISPLAY VEHICLE STATUS選択は、サブメニューに、１つまたは複数の表示される値、例えば、“外部空気温度はxxである”を指示する。種々の状態の項目の逐次的な表示はSCROLLボタンを押すと行われる。 CHARGE BATTERYメニューは、運転手がＥＭＳに希望される充電時間を指示することを可能にするので、その時間に適したＥＭＳによるバッテリーの最適な充電が可能になる。例えば、運転手が燃料の貯蔵のために店に行き、車両が店の充電ステーションに連結されると、車両は数分間だけ充電される。一方で、運転手は車両を彼の家庭のガレージに駐車して、長時間離れることもできる。低速の充電は、高速充電よりバッテリー・パックの場合に容易である。そこで、ＥＭＳは、充電に使用できる時間の長さに基づいて、用いられる異なる充電方式にできる。 ENTERを押してメイン・メニューからCHARGE BATTERY機能を呼ぶと、“バッテリーをxx時間充電する”というプロンプトが現れる。運転手は、NUMERICボタンを前述のように押すと、数値を修正できる。ENTERボタンはＥＭＳの充電に使用できる時間を設定するために押される。ＥＭＳは、適切な方式を予め設定された時間の値に基づいて選択して、車両の充電に進む。本実施例の場合、特定の時間が運転手に依ってこの機能の使用を介して設定されていない場合、ＥＭＳは、バッテリーの今の状態に適した最適な充電効率に基づいて方式を採用する。図３ａに図示されるように、充電手順をCHARGE BATTERYメニューを介して設定した後に、ＥＭＳはバッテリー充電状態に関する情報を与えるためにVEHICLE ON CHARGEメニュー332を与える。そのうえ、バッテリー充電サイクルが終了すると、CHARGE COMPLETEDメニュー334が、MAIN DISPLAYメニューに再び入る前に、充電とバッテリーの状態を運転手に知らせるために与えられる。前述のように、EXPERTメニュー322を介して入力されたエキスパート・メニュー機能は、運転手によるＥＭＳの変更と制御を可能にする。SET TIMEメニューは、独立式であり、運転手がＥＭＳシステムを今の時刻と期日で更新することを可能にする。CHANGE DISPLAYメニューはSELECT LANGUAGEとSELECT UNITSのサブメニューを可能にする。ＥモードのSELECT LANGUAGEメニューは、シリーズの言語をディスプレイ上で１回に１つ出現させる。運転手は、SCROLLボタンを押して、 ENTERボタンに依る選択を確かめて、ＥＭＳディスプレイで使用するために希望される言語を選択する。言語選択に関する情報はNVRAMに記憶され、選択された言語はCHANGE DISPLAYメニューを用いて別の選択に依って変更されるまで用いられる。種々のメニュー機能で説明される全ての言語は使用可能な全ての言語で符号化されている。これらのメッセージはマイクロコントローラROMに保存されている。変更ディスプレイ・メニューのSELECT UNITS機能はSELECT LANGUAGE機能と同様に作動するので、表示に適した英語またはメートル単位の選択が可能になる。例えば、英語システムを選択すると時間あたりのマイル数が表示されるが、メートル・ディスプレイは時間あたりのキロメーター数が表示される。 CHANGE BATTERY MODELとCHANGE CHARGING ALGORITHM機能は、バッテリー・タイプの変更とバッテリー劣化に関する数字的なパラメータと、車両の他に変動される動作パラメータの変更を可能にするために与えられている。Ｅモードで与えられる最終メニューはMEM0RIZE TRIPメニューである。この機能は、そのトリップを今のバッテリー充電量で十分に実施するためにＥＭＳに依る予測を可能にする繰り返し基準で行われる、特定のトリップのエネルギー消費量を記憶するために運転手に依って選択される。記憶機能の選択時に、ディスプレイは“トリップ・ナンバーｘを記憶する”を示す。ここで運転手がENTERボタンを押すと、ＥＭＳはバッテリー・電力消費データの記憶を開始する時の指示について尋ねる。これは“トリップ・ナンバーｘを記憶”を表示して行われ、ディスプレイの次の行に、ENTERボタンを次に押し下げるとＥＭＳはエネルギー消費量の記憶を開始する。記憶中に、車両による電力使用が定期的にサンプル抽出される（本実施例では１秒に１回）。この電力要求は、この電力量が要求された時間量と共にテーブルに記憶される。電力は、バッテリー・パック電流と電圧を監視し且つ瞬時値の積を計算して決定される。入力ボタンが押されて、記憶作業が進むと、“スタート”という言葉は、ENTERボタンが次に押されると記憶作業が停止することを示す“ストップ”という言葉とディスプレイ上で交換される。このプロセスの変更は、トリップ・ナンバーｘが既に記憶されていた場合に行われる。運転手が其のトリップ・ナンバーを選択していると、ＥＭＳは運転手が記憶済みの情報と新しいトリップの情報を交換することを希望していると想定する。この場合、ディスプレイは“トリップ・ナンバーｘを交換”を開始または停止の指示と共に示す。本実施例の場合、９つまでのトリップが記憶できる。トリップが記憶されると、必ず、エネルギー消費の最終的なデータ・テーブルは、車両モデルに基づく計算を要求しない走行可能範囲の予測を可能にする。トリップのエネルギー消費量は既に分かっているので、予測は、テーブルの各々時間ステップに相応してバッテリー・パックで使用可能なエネルギーからエネルギー消費量を差し引いて行われる。記憶済みのトリップのための図表情報はNVRAMに記憶される。記憶済みのトリップの数はメモリ・サイズに依って制限される。本発明のマイクロコントローラの動作システムの全ての詳細事項が、図６ａ〜ｂと図７ａ〜ｅに図示されている。本実施例のマイクロコントローラは、図６ａに図示されるように、システム・リセット610と共に動作を始める。中断は、入力出力ポート614の初期設定が行われている間は612で作動停止になる。図２を参照して説明されたように、I/Oポート76は、マイクロコントローラとイグニッション・スイッチと計器パネル45（速度計と走行距離計と燃料ゲージと充電／貯蔵アイコンを含めた種々の表示要素を搭載する）とHVACコントローラとモータ・コントローラの間の通信のためのデータ通路を与える。 I/Oポートの初期設定後に、シリアル・ポート中断機能（PTS）は図２のシリアル・ポート64を経由する通信に対して作動可能になる。マイクロコントローラは、シリアル・ポートを介してバッテリー監視モジュールと通信して、“キャンセル充電パケット”データ・ブロックを独立式のバッテリー監視モジュールにリセットとして与える。ブロック618を参照のこと。マイクロコントローラは、テキスト・ディスプレイをシリアル・ポート70を介して且つ計器パネルをI/Oポートを介してブランクにする。ブロック620を参照のこと。マイクロコントローラは、次に、ソフトウェア・タイマー中断機能622を作動可能状態にして、図２のクロック回路78との接続を汎用化プログラム・クロックに対して可能にする。速度センサ中断機能は、速度センサとの通信に対して624 で作動可能になる。本実施例の場合、速度センサは、車両の駆動軸に位置し図２に図示される孔開き円盤80 と、照明源を光ファイバー・ケーブルを介して孔開き円盤の片面に与える赤外線発光ダイオード82と、孔開き円盤の対向する側から信号を受信する光ファイバー・ケーブルを介して接続される赤外線検出器84を搭載している。軸の回転速度を表す、赤外線検出器からの信号は、マイクロコントローラの割り込みポート86に与えられる。マイクロコントローラは、速度計算割り込み機能626を最終的な事前動作機能として作動可能状態にする。マイクロコントローラは、判定ブロック628の車両イグニッション・スイッチの状態を感知する。スイッチが運転手の車両動作に対する希望を示す“オン”状態でない（または最後の計算サイクルからのイグニッション・スイッチをオフにする）場合、マイクロコントローラは計器パネルとＥＭＳ文字ディスプレイをブロック630に図示されるようにブランクに引き続きする。イグニッションがオンになったことを感知すると、マイクロコントローラは、イグニッション・スイッチが既に“オフ”していたかどうかブロック632で決定する。イグニッション・スイッチが既に“オフ”していた場合、マイクロコントローラは計器パネルとＥＭＳ立ち上げディスプレイ634を実施し、システム・チェック636を実施して、ハードウェアの異常を検出する。異常がブロック638で検出されない場合、マイクロコントローラは、テキスト・ディスプレイをブロック640の図３を参照して既に説明されたようにメイン・メニューにセットする。システムの異常が検出された場合、異常は、文字ディスプレイの適切な指示によって642で報告される。立ち上げシーケンスが終了する時に、またはイグニッション・スイッチがまだ “オフ”していなかった場合に、マイクロコントローラは種々のセンサ入力に対応する計器パネルと644でＥＭＳ情報を表示する。マイクロコントローラは、制御ボタンを監視し、ボタンが押されたかどうか及びSC ROLLボタンが押されたかどうかを646で決定し、メニュー648にいま強調表示されている動作に準じる動作を強調表示し、図３と４と５を参照しながら説明されたメニューをスクロールする。ENTERキーが押されると、マイクロプロセッサは強調表示された動作を実施し、図３と４と５に関連して説明されたように、動作65 0として強調表示された動作に適したメニューを指定する。NUMERICキーが押されると、マイクロプロセッサは数字変数がメニュー652で強調表示されたかどうか決定する。数字変数が強調表示されていない場合、NUMERICキーを押しても機能は与えられない。654で異常に関するシステム・チェックが行われ、656でシステムの異常が検出されると、658でシステムは異常を報告し、プログラム・制御機能はブロック628に戻る。数字変数がブロック652で強調表示され、NUMERICキーが押されると、強調表示された数字変数は、図４と５に関連して説明されたように660でカウント係数だけ増加される。 ESCAPEキーが押されると、マイクロプロセッサは、図３と４と５に関連して説明されたように、動作メニューをブロック662のメニュー階層リストの今の動作メニューの上のメニューにセットする。 SCROLLとENTERキーが同時に押されると、マイクロコントローラは、ブロック6 64に図示され且つ図３に関連して説明されたようにEXPERT MODEメニューとして動作メニューをセットする。マイクロコントローラの全ての他の機能は時間または要求ベースで中断プロセッサを介して始動される。マイクロコントローラの代表的な中断ルーチンが図７に図示されている。ソフトウェア・タイマー更新中断ルーチンは図７ａに図示されるように定期的に現れる。この中断を受信すると、マイクロコントローラは、速度センサがブロック710 で動作可能になる必要があるかどうか決定する。速度センサ中断機能は、次に説明されるように種々の他の中断ルーチンで動作不能になる。速度センサ中断機能が動作不能になると、マイクロコントローラは、PTS速度センサ中断機能712を動作可能にして、速度計算中断機能714を動作可能にするので、計器パネル速度計と走行距離計の表示の更新に関する速度情報の正規の処理が可能になる。マイクロコントローラは、ブロック716でアナログ・センサ・データ入力のアナログ／デジタル変換を行う。センサ入力の結果は、図３に関連して説明されたように表示要求のためにVEHICLE SYSTEM STATUSメニューを更新するためにメモリ・ブロック718に記憶される。更新された情報は、ブロック720でマイクロコントローラによって計器パネル・ディスプレイに出力される。マイクロコントローラは割り込み待機状態に戻る。計器パネルの速度計と走行距離計の表示のための車両速度と移動距離の計算は、図７ｂと７ｃに図示される速度計算と速度センサPTS割り込みのための割り込みルーチンを採用して行われる。本実施例では、速度センサの赤外線検出器から受信された中断信号は予め設定されたPTSカウント値に基づいて累積されて時間設定される。図７ｂに図示されるように、割り込みを赤外線検出器から受信すると、マイクロコントローラは、722でPTSカウント値を減少し、PTSカウント値がブロック724で今０であるかどうか決定する。PTSカウント値が０である場合、72 6でPTS割り込み機能は動作不能になるので、時間速度計算が速度計算割り込みに対応して現れる。728で速度センサからのPTS割り込み時間は速度計算に対して記録され保存される。リターンは割り込みハンドラから実行される。速度計算は、図７ｃに図示されるように、速度計算中断を受信すると行われる。速度計算は、ブロック730で記録された時間間隔から速度センサ中断のPTSカウント・サイクルに対して全体的に経過した時間の決定によって行われる。総走行距離計とトリップ走行距離計は各々ブロック732と734で更新され、PTSカウント値は速度センサ割り込み機能を初期設定するためにブロック736でリセットされる。速度計算割り込み機能は、前述のソフトウェア・タイマー更新割り込みルーチンを介して速度センサPTS割り込み機能を初期設定する前に、738で速度計算割り込み機能を禁止するために動作不能になる。中断ハンドラからのリターンが実行される。バッテリー監視モジュールからのデータは前述のシリアル・ポート上で受信される。入力データは、図７ｄに説明されるようにシリアル・ポート受信中断機能を介して受け取られる。バッテリー監視モジュールから送られたデータは、ブロック740で行われる有効データの検証のために、予め設定されたフォーマットで与えられる。受信されたデータがブロック742で決定されたように有効でない場合、エラー数の集計がブロック744で増加される。検出されたエラー数が10未満の場合、ブロック746で決定されるように、エラーは無視され、リターンが中断ハンドラから実行される。エラー数が10になると、マイクロコントローラは、エラーをＥＭＳ文字ディスプレイを介して図748に図示されるように報告して、運転手にバッテリー監視モジュールの異常を知らせる。有効データがバッテリー監視モジュールから受信されると、新しい“燃料”状態が、バッテリーに残っている電力を決定するためにブロック750で計算される。バッテリー・モデルのパラメータは、前述の車両モデル計算に使用するためにブロック752で更新される。エラー監視フラグはブロック754で０にリセットされる。ＥＭＳディスプレイに対して更新されたメッセージが要求されるかどうかの決定がブロック756で行われる。例えば、ディスプレイのメニューが図３に関連して説明された充電メニューの車両である場合、バッテリー状態の変更がメニュー上に表示される。マイクロコントローラは、必要におうじて、ブロック758に図示されるように、ディスプレイ・メッセージを変更し、割り込みハンドラは待機モードに戻るためにブロック760でリセットされる。ソフトウェア・タイマー・クロックの中断は、762でシステム・クロックを更新し、任意のバッテリー管理システム・データをバッテリー監視モジュールにシリアル・ポートを介して送るために行われる。前述のように、本実施例のバッテリー監視モジュールは独立ユニットなので、データはブロック764に図示されるようにマイクロコントローラに依って実行されるパケット・フォーマットで与えられる。このタイプのデータ伝送の一例はバッテリーの充電に付随し、その場合、バッテリー監視モジュールに依る充電電流と電圧の制御は、前述のように、希望された充電方式に従ってバッテリーを充電するために行われる。ソフトウェア・タイマー・クロック中断が終了すると、マイクロコントローラは中断ハンドラから待機状態に戻る。ＥＭＳは、車両ナビゲーター・システムと組み合わされて、電気車両の効率的な動作とするために更に拡大された機能を提供する。Yamadaのアメリカ特許No． 4,926,336に開示されているようなナビゲーター・システムは、街路名、街路区画ｘとｙ座標、街路区画と宛先と、与えられた地図領域に適した想定される街路区画速度を含めた一般的なデータベースを提供する。ナビゲーターの基本的な目的は、出発地点と目標地点に基づいて運転される最適なルートを示すことにある。本実施例は、ナビゲーター・データベースに、街路等級と等級の方向、停止標識と交通信号灯の場所、電気車両のための充電ステーションの場所を加えている。交通信号データに随して、信号交差点に於ける通行の各々方向のための緑色の照明の確率が与えられる。与えられた街路区画に適した交通混雑状態に関するダイナミックな情報が無線インタフェースを介して与えられる。図８は、ナビゲーターとＥＭＳの間のインタフェースの基本ブロック図を示す。ナビゲーター810は、前述の特性を備えたデータベース812と無線インタフェース814を採用する独立式のシステムである。ナビゲーターは、入力された出発地点と希望された目標地点の間のルートを決定するための計算機能816を含んでいる。RS232または他の標準通信プロトコルを採用する標準シリアル・ポート・インタフェース818はナビゲーターをＥＭＳに接続する。図２に図示される第３のシリアル・ポート88は、ナビゲーション・システムとの通信のためにマイクロコントローラによって採用される。動作時に、運転手は今の位置と意図とする情報をナビゲーター・システムに与える。ナビゲーターは、従来技術で説明されたように、通常の処理モデルを用いて、幾つかの時間的に効果的なルートを選択する。これらのルートは最もエネルギー的に効果があるが、ナビゲーターとＥＭＳの間の繰り返しがルートのエネルギー効率を最適にするために要求される。ナビゲーターに依って選択されたルートのデータ情報はシリアル・リンク上でＥＭＳに伝えられる。本実施例のプロトコルは、各々街路区画の伝送を次のフォーマット、すなわち、区画文字の始まりの送り（例えば“ｓ”）と区画の長さの送り（例えばxxマイル）と区画の始まりに於ける停止の指示の送り（例えば“ｘ”）と区画の等級の送り（例えばxx％）と等級の方向の送り（例えば上下のための“Ｕ”または“Ｄ”）と区画の通常速度の送り（例えばxx／マイル／時間）とメッセージ文字の終了の送り（例えば“Ｅ”）を示す。個々の区画のエネルギーの使用は、前述の車両モデルと標準予測方式を採用するＥＭＳによって計算される。例えば、区画が上向き等級であり、30mphの平均速度である場合、予測範囲メニューに関連して既に説明された“xx mphで登坂”のための処理方式が採用される。区画の始まりと停止は、区画の通常の速度に基づいて予め設定された加速または減速を定める計算式からＥＭＳによって行われる。例えば、区画の平均速度が遅い場合、0.1ｇの加速が採用されるが、区画の平均速度が高速の場合、0.25gの加速が採用される。0.5gの一定の減速で停止することが採用される。ＥＭＳは、ナビゲーターによって区画ごとに定められたトリップ全体に適したワット時間としてエネルギー消費量を計算する。トリップがバッテリー・パックで使用できるエネルギーで行われる場合、ＥＭＳはトリップに適したエネルギー消費量を報告する。ナビゲーターとＥＭＳは、エネルギー使用量を最適にするために他に考えられるルートに関しても繰り返す。トリップに要求されるエネルギーが使用可能なバッテリー・エネルギーを越える場合、ＥＭＳは、車両がエネルギーを“使い尽くす”場所を示す街路区画をナビゲーターに指摘する。ナビゲーターは、エネルギー消耗地点より短いマイル数の充電ステーションを備えた目標を指摘する別のルート図を採用する。充電ステーションへのルートの計算は、ＥＭＳによるルートの繰り返しに依って検証され、エネルギー消費量の計算に相応して行われる。充電ステーションから本来の目標へのルートの計算はナビゲーターに依って行われる。このルートの計算は、充電ステーションで採用される充電時間に相応して運転手に依る入力を要求する。提案された充電後のバッテリーのエネルギー・レベルの計算は、前述のバッテリー・モデルを用いて行われる。 “性能”モードに於けるＥＭＳの動作はナビゲーターによって選択されたルートの繰り返しを解消し、ナビゲーターによって選択された最も時間的に効率的なルートが、バッテリーに与えられたエネルギー充電量でルートを導くために、車両に適した容量の計算に相応して採用される。図９ａと９ｂは、電気車両のＥＭＳとナビゲーター・システムの間の手動動作を説明する流れ図である。図９ａに図示されるように、運転手が今の地点と目標地点を入力すると、ナビゲーターは、ブロック910に図示されるように考えられるルートを設定する。ナビゲーターは、図９ｂのブロック914においてＥＭＳによって受信されるＥＭＳ912に送信準備信号を送る。ＥＭＳは、図９ａのブロック918でナビゲーターによって受信される受信準備信号916を送って応答する。ナビゲーターは、次に、ルート情報920を区画ごとの基準でＥＭＳに送り、ＥＭＳはルート情報922を受信して車両モデル924を操作してエネルギー使用量を設定する。ＥＭＳは、ナビゲーターによって提案されたルートを完全に走行できる十分なエネルギーが残っているかどうか決定する。十分なエネルギーが残っている場合、エネルギー消費値が、ブロック930でナビゲーターによって回答として受信されるブロック928でナビゲーターに与えられる。十分なエネルギーがバッテリー・パックに残っていない場合、ＥＭＳは、ナビゲーターに対する回答として与えられた最終的に好都合なルート区画932をポインタに与える。ＥＭＳとナビゲーターの間の対話が終了すると、ＥＭＳは標準ＥＭＳ機能934に戻る。ナビゲーターによって受信された最終的に好都合なルート区画のエネルギー消費量またはポインタに関する情報はブロック936で分析される。十分なエネルギーがルートに相応して使用できる場合、更に考えられるルートが検討され、最もエネルギー効果的なルートの選択がブロック93 8でナビゲーター・ソフトウェアに依って行われる。十分なエネルギーが任意の選択されたルートに対して使用できない場合、ナビゲーターは、最終的に好都合なルート区画に最も近い充電ステーションに対するルートを設定し、充電場所を初期の位置として採用して、ブロック940の充電時間に関する運転手入力に基づいて希望された目標に対するルートを計算する。最終的なルートはブロック942 でナビゲーターによって運転手に伝えられる。テーブル１テーブル２発明について特許法の要求に準じて詳細に説明されてきたが、当業者は、ここで開示された実施例に対する変更と交換を認めるものと思われる。このような変更と交換は、次に示す請求項で定められる発明の走行可能範囲と内容に属するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ

Claims

【特許請求の範囲】１．有限エネルギー貯蔵システムを採用する車両のためのエネルギー管理システムであって、電力状態データをエネルギー貯蔵システムから受信するための手段と、複数の運転特性データ・セットを記憶するための手段と、運転手に依る１つの前記の運転特性の選択のための選択手段と、エネルギー貯蔵システムの消耗を選択された運転特性に基づいて計算するために受信手段と貯蔵手段に接続されている計算手段と、エネルギー貯蔵システムの消耗の計算結果を運転手に表示する出力手段を搭載する、前記のエネルギー管理システム。２．運転特性が標準運転モードに適した予め設定されたデータを含んでいる請求項１に記載のエネルギー管理システム。３．運転特性が今の位置と希望された目標の間のルート区画に相応して車両ナビゲーターに依って送られるデータを含んでいる請求項１に記載のエネルギー管理システム。４．受信手段からのエネルギー貯蔵システムの状態データを時間の関数として記憶するための手段を更に搭載していて、且つ運転特性はエネルギー貯蔵システムのデータ記憶手段に依って記憶されている記憶済みのエネルギー貯蔵システム電力消費データを含んでいる、請求項１に記載のエネルギー管理システム。５．エネルギー貯蔵システムはバッテリーを搭載し且つバッテリーを充電するための制御自在の手段を更に搭載していて、且つ計算手段はバッテリー充電特性をエネルギー貯蔵システム状態データに基づいて決定するための手段と充電特性と一致するために充電手段を制御するための手段を含んでいる、請求項１に記載のエネルギー管理システム。６．出力手段はメニュー駆動ディスプレイを搭載し、且つ選択手段はメニューに相応する対話式の選択キーを搭載している、請求項１に記載のエネルギー管理システム。７．車両によるエネルギー消費量に関与するパラメータに関するデータを受信する車両システム状態センサであって、計算手段に接続されている前記のセンサを更に搭載していて、且つ計算手段は非効率的なエネルギー消費量の検出のためにセンサ入力を比較するための手段とこのように確認された非効率な状態を出力手段に表示するための手段を含んでいる、請求項１に記載のエネルギー管理システム。８．車両サブシステムを分離するための制御手段を更に搭載し、且つ計算手段は制御手段を検出されたエネルギーの非効率的な状態に対応して作動するための手段を更に搭載している、請求項７に記載のエネルギー管理システム。９．エネルギー貯蔵システムは多重貯蔵要素を充電と放電の異なる割合で搭載し且つ再生されたエネルギーを車両の制動作用から貯蔵システムの選択されたものに制御自在に指向するための手段を更に搭載し、且つ計算手段は指向手段を制御するための手段を含んでいる、請求項１に記載のエネルギー管理システム。