| 【発明の名称】 |
電動車両の制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】松山 公久
【氏名】斉藤 幹夫
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| 【要約】 |
【課題】バッテリ温度検出回路が温度検出不能の状態になっても車両を直ちに停止させることなく使用者の便宜を図ることができる電動車両の制御装置を提供する。
【解決手段】バッテリ温度を検出する温度検出センサ１０６ａがリード線を介して接続される温度検出回路１０３ａを備え、該温度検出回路１０３ａによる検出温度に基づいて車両状態を制御するようにした電動車両の制御装置１８において、上記リード線の断線等により上記温度検出が不能になったときには制御結果が所定の安全レベルとなるように制御する制御手段１０９を備えた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バッテリ温度を検出する温度検出センサがリード線を介して接続される温度検出回路を備え、該温度検出回路による検出温度に基づいて車両状態を制御するようにした電動車両の制御装置において、上記リード線の断線等により上記温度検出が不能になったときには制御結果が所定の安全レベルとなるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項２】 請求項１において、バッテリを複数に分割してなるバッテリブロックのそれぞれの温度を検出する複数の温度検出回路を備え、上記制御手段は、外部からの走行指令に基づいて走行制御を行うものであり、何れかの温度検出回路による温度検出が不能になったとき、該温度検出不能の温度検出回路以外の温度検出回路の検出値を採用して走行制御を行うことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項３】 請求項２において、上記制御手段は、全ての温度検出回路による温度検出が不能になったとき、放電電流量を所定値以下に制限しつつ上記走行制御を行うことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項４】 請求項１において、バッテリを複数に分割してなるバッテリブロックのそれぞれの温度を検出する複数の温度検出回路を備え、上記制御手段は、バッテリ温度に基づいて自己放電量を計算するものであり、何れかの温度検出回路による温度検出が不能になったとき、該温度検出不能の温度検出回路以外の温度検出回路の検出値を採用して上記自己放電量の計算を行うことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項５】 請求項４において、上記制御手段は、全ての温度検出回路による温度検出が不能になったとき、自己放電量が所定値以上となる温度条件を採用して上記自己放電量の計算を行うことを特徴とする電動車両の制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリを電源とする駆動モータにより車輪を回転駆動するようにした電動車両の制御装置に関する。なお、本発明における電動車両は、モータ駆動力のみで走行するもの及びモータ駆動力と人力との合成力で走行するいわゆる電動補助車両の両方を含む。
【０００２】
【従来の技術】最近、バッテリを電源とする電動スクータ等の電動車両が注目されている。この種の電動車両では、充放電の繰り返しが可能である鉛，Ｎｉ−Ｃｄ，Ｎｉ−ＭＨに代表される二次電池（充電式バッテリ）が使用されている。これらのバッテリは充放電の方法により航続距離や充放電サイクルが大きく変化する。またバッテリ容量の正確な把握が求めれる。このためバッテリの充放電制御を行うことにより、航続距離や充放電サイクルを少しでも向上させるようなバッテリの管理や容量を正確に把握するための容量計算が行われている。
【０００３】上記バッテリ管理方法の１つの手段として、バッテリ温度を検出している。これはバッテリの温度が航続距離や充放電サイクル、容量計算に影響を及ぼすためであり、バッテリを管理する上での一つの重要な手段である。通常バッテリ温度の検出には、バッテリ側の温度センサと制御装置との間をリード線で結線する構造が取られることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところがバッテリ温度を検出するようにした場合、リード線が断線した場合にはバッテリ管理ができなくなるために処理を中断せざるを得ない。特に、走行中に断線が検出された場合には、処理を中断し車両を停止させることとなり、使用者の不便は避けられない。また、自己放電量の計算にバッテリ温度を使用している場合にリード線の断線により処理が中断されると容量計算に誤差が生じる。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、バッテリ温度検出回路が温度検出不能の状態になっても車両を直ちに停止させることなく使用者の便宜を図ることができる電動車両の制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、バッテリ温度を検出する温度検出センサがリード線を介して接続される温度検出回路を備え、該温度検出回路による検出温度に基づいて車両状態を制御するようにした電動車両の制御装置において、上記リード線の断線等により上記温度検出が不能になったときには制御結果が所定の安全レベルとなるように制御する制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、バッテリを複数に分割してなるバッテリブロックのそれぞれの温度を検出する複数の温度検出回路を備え、上記制御手段は、外部からの走行指令に基づいて走行制御を行うものであり、何れかの温度検出回路による温度検出が不能になったとき、該温度検出不能の温度検出回路以外の温度検出回路の検出値を採用して走行制御を行うことを特徴としている。
【０００８】請求項３の発明は、請求項２において、上記制御手段は、全ての温度検出回路による温度検出が不能になったとき、放電電流量を所定値以下に制限しつつ上記走行制御を行うことを特徴としている。
【０００９】請求項４の発明は、請求項１において、バッテリを複数に分割してなるバッテリブロックのそれぞれの温度を検出する複数の温度検出回路を備え、上記制御手段は、バッテリ温度に基づいて自己放電量を計算するものであり、何れかの温度検出回路による温度検出が不能になったとき、該温度検出不能の温度検出回路以外の温度検出回路の検出値を採用して上記自己放電量の計算を行うことを特徴としている。
【００１０】請求項５の発明は、請求項４において、上記制御手段は、全ての温度検出回路による温度検出が不能になったとき、自己放電量が所定値以上となる温度条件を採用して上記自己放電量の計算を行うことを特徴としている。
【００１１】
【発明の作用効果】請求項１の発明によれば、リード線の断線等により温度検出が不能になったときには、例えば放電量を制限する等、制御結果が所定の安全レベルとなるように制御するようにしたので、バッテリの温度検出が不能の場合でも、バッテリの過剰放電を回避しつつ、例えば走行制御することができ、直ちに走行不能となる等の問題を回避でき、使用者の便宜を図ることができる。
【００１２】請求項２の発明によれば、各バッテリブロック毎の温度を検出する複数の温度検出回路を備え、スロットル開度等の外部からの走行指令に基づいて走行制御を行う場合に、何れかの温度検出回路による温度検出が不能になったときには、該温度検出不能回路以外の温度検出回路の検出値を採用して走行制御を行うようにしたので、温度検出不能のブロックが生じた場合でもバッテリ全体の温度により制御する場合に比較してより精度の高い走行制御が可能であり、温度検出不能により直ちに走行不能となる等の問題を回避でき、使用者の便宜を図ることができる。
【００１３】請求項３の発明によれば、全ての温度検出回路による温度検出が不能になったときには、放電電流量を所定値以下に制限しつつ上記走行制御を行うようにしたので、全ブロックの温度検出が不能の場合でも直ちに走行不能となる等の問題を回避でき、使用者の便宜を図ることができる。
【００１４】請求項４の発明によれば、各バッテリブロック毎の温度を検出する複数の温度検出回路を備え、バッテリ温度に基づいて自己放電量を計算する場合に、何れかの温度検出回路による温度検出が不能になったときには、該温度検出不能回路以外の温度検出回路の検出値を採用して上記自己放電量の計算を行うようにしたので、温度検出不能ブロックが発生しても、バッテリ全体の温度に基づいて計算する場合に比較して高い精度で自己放電量を計算でき、バッテリ残容量表示精度を高めることができる。
【００１５】請求項５の発明によれば、全ての温度検出回路による温度検出が不能になったとき場合には、自己放電量が所定値以上となる温度条件を採用して上記自己放電量の計算を行うようにしたので、温度検出不能の場合でも自己放電量を計算でき、バッテリ残容量の表示精度を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１ないし図６は本発明の一実施形態による電動二輪車の制御装置を説明するための図であり、図１，図２はスクータ型電動二輪車の左，右側面図、図３は制御装置のブロック構成図、図４〜図６は動作を説明するためのフローチャート図である。
【００１７】図において、１はスクータ型電動二輪車であり、これの車体フレーム２は、ヘッドパイプ３に車体後方に斜め下方に延びる１本のメインフレーム４を接続し、該メインフレーム４の下端に左, 右一対のサイドフレーム５，５の前端を接続し、該各サイドフレーム５を後方に延長した概略構造のものである。
【００１８】上記左, 右のサイドフレーム５，５は、メインフレーム４から車幅方向外方に拡開しつつ下方に延びた後、車体後方に屈曲して略水平に直線状に延びる水平部５ａと、該水平部５ａの後端から上方に屈曲した後、後方斜め上方に延びる傾斜部５ｂとから構成されている。そして上記左右のサイドフレーム５，５の前端付近と上記傾斜部５ｂの前端付近とはブラケット６ａ，６ｂを介して補強パイプ６により連結されており、側面から見たとき該補強パイプ６と上記水平部５ｂとで囲まれた空間内に後述するバッテリユニット１５が搭載されており、また上記後側のブラケット６ｂの上端部によりシート１６が前ヒンジを介して上下方向に回動可能に支持されている。
【００１９】上記ヘッドパイプ３には操向軸７が回転自在に枢支されている。該操向軸７の下端にはフロントフォーク８が、上端には操向ハンドル９がそれぞれ固定されており、該フロントフォーク８の下端には前輪１０が軸支されている。
【００２０】上記操向ハンドル９はハンドルカバー２０で囲まれている。また上記ヘッドパイプ３の前方にはフロントカバー２１が、後方にはレッグシールド２２がそれぞれ装着され、両者でヘッドパイプ３を囲んでいる。上記レッグシールド２２の下端部に続いて後方に延びるフートボード２３が上記サイドフレーム５，５の水平部５ａに搭載された電池ユニット１５の上方を覆うように配設されている。また該フートボード２３の左, 右側縁に続いて上記バッテリユニット１５及び水平部５ａ，補強パイプ６の側方及び下方を覆うようにアンダカバー２４が配設されている。さらにまた上記傾斜部５ｂの側方は上記シート１６の下方を覆うサイドカバー２５によって覆われている。なおシート１６下方のサイドカバー２５内には該シート１６により開閉される収納ボックスが配設されている。
【００２１】上記車体フレーム２の左，右の傾斜部５ｂ，５ｂにより電動式駆動装置１４が懸架支持されている。この電動式駆動装置１４は、上記バッテリユニット１５と、該ユニット１５を電源として後輪１７を回転駆動する動力ユニット１３と、上記操向ハンドル９の右端部に配設されたスロットルグリップの回動操作（スロットル開度）及び車速に基づいて上記動力ユニット１３への給電量を制御するコントロールユニット１８と、該コントロールユニット１８からの制御信号に応じて駆動モータ５０の回転を制御するパワーモジュール２７、及び上記バッテリユニット１５を充電する充電器２６とを備えている。
【００２２】上記コントロールユニット１８はサイドカバー２５内の後端部に起立させて搭載されている。該コントロールユニット１８の後側にはキャリア２８を支持する左，右一対の脚部２８ａが立設されており、該キャリア２８の前端部はシート１６の後端部を支持する門形のステー１６ａに固定されている。このようにして上記コントロールユニット１８はキャリア２８，脚部２８ａ，ステー１６ａ及びサイドフレーム５の後端部で囲まれた空間内に位置しており、外力が直接作用することがないようになっている。
【００２３】また上記充電器２６はシート１６の後端部を支持する門形のステー１６ａの内側に位置するように搭載されている。さらにまた上記パワーモジュール２７は後輪１７の右側上部を覆うように配置され、その前側上部はサイドカバー２５内に位置しており、ガソリンエンジン搭載車の場合の消音器に似た外観を呈している。
【００２４】上記バッテリユニット１５は、充電可能な多数のＮｉ−Ｃｄ電池セル１５ｅを直列接続してなる第１〜第４バッテリブロック１５ａ〜１５ｄを直列接続してなり、電池ケース３２内に配置されている。この電池ケース３２は、左, 右のサイドフレーム５，５の水平部５ａ，５ａ間に架け渡して固定された４本のステー３３上に搭載されている。
【００２５】上記動力ユニット１３は、左, 右の傾斜部５ｂの下面に固定された左，右の懸架ブラケット１１，１１間に挿通固定されたピボット軸１２により上下揺動自在に枢支されている。またこの動力ユニット１３の後端と左側のサイドフレーム５の傾斜部５ｂの後端との間には１本の緩衝器１９が介設されている。
【００２６】上述のように上記バッテリユニット１５は、多数の電池セル１５ｅを直列接続してなり、該電池セル１５ｅは４組の第１〜第４バッテリブロック１５ａ〜１５ｄに分割されており、該第１〜第４バッテリブロック１５ａ〜１５ｄのそれぞれにバッテリ温度検出センサ１０６ａ，バッテリ電圧検出センサ１０６ｂが装着されている。
【００２７】そして上記コントロールユニット１８は、上記第１〜第４バッテリブロック１５ａ〜１５ｄ毎のバッテリ温度，電圧がインターフェイス１０２ａ，１０２ｂを介して入力され、各バッテリブロック毎のバッテリ温度，電圧を検出する温度検出部１０３ａ，電圧検出部１０３ｂと、上記パワーモジュール２７を介して駆動モータ５０に供給されるモータ電流が電流センサ１０４ａにより検出されてインターフェイス１０２ｃを介して入力される放電電流検出部１０５ａと、充電器２６からの充電電流が電流センサ１０４ｂにより検出されてインターフェイス１０２ｄを介して入力される充電電流検出部１０５ｂとを備えている。
【００２８】また上記コントロールユニット１８は、上記バッテリ温度検出部１０３ａからのバッテリ温度が所定の範囲内にない場合を温度異常として検出する温度異常検出部１０７を有し、該検出部１０７の温度異常検出出力はインターフェイス１０２ｅを介して警告灯１０８に出力されて点灯表示される。
【００２９】さらにまた上記コントロールユニット１８は、駆動モータ５０への電流の供給制限又は供給終了を判断する放電制限／放電終了判定部１０９を有し、該判定部１０９は、上記温度検出部１０３ａからのバッテリ温度，電圧検出部１０３ｂからのバッテリ電圧、上記温度異常検出部１０７からの異常検出信号、及び上記放電電流検出部１０５ａからの放電電流が入力され、これらの入力値から駆動モータ５０への電流の供給制限又は供給終了の指令信号をインターフェイス１０２ｆを介して上記パワーモジュール（モータ駆動回路）２７に出力する。該パワーモジュール２７は上記供給制限等を指示する指令信号及びスロットルグリップ９ａからの駆動指令に基づいて駆動モータ５０へのモータ電流を制御する。例えば、図６に示すように、バッテリ温度が０〜−１０℃、−１０〜−２０℃になると電流供給量を５０Ａ，２５Ａ以下に制限し、また７０〜７５℃、７５〜８０℃になると電流供給量を５０Ａ，２５Ａ以下に制限する。
【００３０】また上記コントロールユニット１８は、コンセントを電源に接続して充電を行っている場合に、上記バッテリブロック毎に検出されたバッテリ温度，バッテリ電圧からバッテリの充電状態を判定する充電状態判定部１１０と、該判定部１１０からの充電状態信号に基づいて充電電流値を求める充電電流指令値計算部１１１とを有し、該計算部１１１からの充電電流指令値はインターフェイス１０２ｇを介して充電器２６に出力され、該充電器２６からの充電電流値が制御される。
【００３１】また上記コントロールユニット１８は、上記充電電流検出部１０５ｂからの充電電流，及び放電電流検出部１０５ａからの放電電流が入力され、これらの電流からバッテリの充電容量又は残存容量を計算する電池容量計算部１１２を有し、該計算部１１２からの電池容量がインターフェイス１０２ｈを介して外部表示部１１３に出力されて容量表示が行われる。
【００３２】ここで、上記放電制限／放電終了判定部１０９は、上記バッテリ温度の検出に当たって温度検出が不能になったとき、具体的には例えばリード線が断線した場合には、制御結果が所定の安全レベルとなるように走行制御を行う。例えば、第１〜第４バッテリブロック１５ａ〜１５ｄのそれぞれの温度を検出する第１〜第４温度検出回路の何れかが断線した場合には、上記判定部１０９は、上記断線の生じた温度検出回路以外の温度検出回路の検出値を採用して放電制限あるいは放電終了の判定を行う。そして全ての温度検出回路が断線した場合には、放電電流量を所定値以下、例えば図６における最も小さい値である２０Ａ以下に制限しつつ上記走行制御が行われる。
【００３３】上記断線の検出動作及び全てのバッテリブロック検出回路が断線した場合の走行制御を図４，５のフローチャート及び図６の放電電流制限値マップに基づいて説明する。
【００３４】図４において、まず全ブロック断線か否かが、例えば各検出回路の検出値が通常取り得ない値であるか否かによって判断され（ステップＳ１）、全ブロック断線の場合には全ブロック断線フラグがセットされ（ステップＳ２）、後述する図５の全ブロック断線時の走行制御が行われる。
【００３５】全ブロック断線でない場合で、第１ブロックが断線しておらず、かつ第２ブロックが断線している場合には第１ブロックのバッテリ温度が第２ブロックのバッテリ温度として採用される（ステップＳ３〜Ｓ５）。また第１ブロック，第２ブロックの何れも断線しておらず、かつ第３ブロックが断線している場合には隣接する第２ブロックのバッテリ温度が第３ブロックのバッテリ温度として採用される（ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７）。さらにまた第１〜第３ブロックの何れも断線しておらず、かつ第４ブロックが断線している場合には、隣接する第３ブロックのバッテリ温度が第４ブロックのバッテリ温度として採用される（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９）。
【００３６】また第１ブロックが断線しており、かつ第２ブロックが断線していない場合には隣接する第２ブロックのバッテリ温度が第１ブロックのバッテリ温度として採用される（ステップＳ３，１０，１１）。また第１，第２ブロックの何れも断線しており、かつ第３ブロックが断線していない場合には、第３ブロックのバッテリ温度が第２ブロック，第１ブロックのバッテリ温度として採用される（ステップＳ３，Ｓ１０，Ｓ１２〜Ｓ１４）。さらにまた第１〜第３ブロックの何れも断線しており、かつ第４ブロックが断線していない場合は（ステップＳ３，Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１５）、該第４ブロックのバッテリ温度が第３，第２，第１ブロックのバッテリ温度として採用される（Ｓ１６〜１８）。
【００３７】そして全ブロック断線の場合には、図５に示すように、モータ電流を例えば図６における最小電流値である２５Ａ以下に制御しつつ上記走行制御が行われる（ステップＳ２１〜２３）。なお、全ブロック断線ではない場合には、上述のように断線しているブロックのバッテリ温度として隣接する断線していないブロックのバッテリ温度が採用され、これらのバッテリ温度に基づいて求められた最小許容電流との範囲内で走行制御が行われる。
【００３８】ここで本実施形態の電動二輪車１では、バッテリ残存容量をより高精度で表示するために、車両を使用していない状態においても継続してバッテリの自己放電量を計算するようにしている。この自己放電量の計算に当たっては、バッテリ温度を検出し、検出されたバッテリ温度に基づいて、図８に示す自己放電量特性線が選択され、該特性線に基づいて自己放電量が計算される。なお、一般的にバッテリの自己放電量はバッテリ温度が高いほど大きい。
【００３９】この場合、上記第１〜第４バッテリブロック１５ａ〜１５ｄの各ブロック毎の自己放電量が該各ブロック毎のバッテリ温度に基づいて計算される。そして全ブロック断線の場合には、図７に示すように、全ブロックのバッテリ温度を、図８において所定値以上の自己放電量となる例えば６０℃とみなし、該６０℃における自己放電量特性線に基づいて自己放電が計算される（ステップＳ３１〜３３）。なお、全ブロック断線ではない場合には、上述のように断線しているブロックのバッテリ温度として隣接する断線していないブロックのバッテリ温度が採用され、これらの各ブロック毎のバッテリ温度に基づいて各ブロック毎の自己放電量が求められ、合算される。
【００４０】このように本実施形態によれば、リード線の断線等により温度検出が不能になったときには、例えば放電量を制限しつつ走行を制御する，あるいは自己放電量が所定値以上となる温度条件を採用して自己放電量を計算する等、制御結果が安全レベル側になるように制御するようにしたので、バッテリの温度検出が不能の場合でも、バッテリの過剰放電を回避しつつ走行制御を継続でき、直ちに走行不能となる等の問題を回避でき、またバッテリ残容量表示精度を高めることができ、使用者の便宜を図ることができる。
【００４１】また、各バッテリブロック毎の温度を検出するようにした場合に、何れかの温度検出回路による温度検出が不能になったときには、該温度検出不能回路以外の温度検出回路の検出値を採用して走行制御を行うようにしたので、検出不能回路が生じた場合でも、バッテリ全体の温度により制御する場合に比較してより精度の高い走行制御が可能となる。
【００４２】さらにまた本実施形態によれば、全てのバッテリブロックの温度検出が不能になったときには、放電電流量を所定値以下に制限しつつ上記走行制御を行うようにしたので、全ブロックの温度検出が不能の場合でも直ちに走行不能となることはなく、またバッテリの過剰放電を防止できる。
【００４３】また、何れかの温度検出回路による温度検出が不能になったときには、該温度検出不能回路以外の温度検出回路の検出値を採用して上記自己放電量の計算を行うようにしたので、温度検出不能ブロックが発生しても、バッテリ全体の温度に基づいて計算する場合に比較して高い精度で自己放電量を計算でき、バッテリ残容量表示精度を高めることができる。
【００４４】さらにまた、全ての温度検出回路による温度検出が不能になった場合には、自己放電量が最大値となる温度条件（６０℃）時の自己放電量マップに基づいて上記自己放電量の計算を行うようにしたので、温度検出不能の場合でも自己放電量を計算でき、温度検出不能時には自己放電量の計算をストップする場合に比較してバッテリ残容量の表示精度を高めることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００７６
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月１５日（１９９９．６．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７６１９
【弁理士】
【氏名又は名称】下市 努
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| 【公開番号】 |
特開２００１−８３１１（Ｐ２００１−８３１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１２日（２００１．１．１２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１６８６２５ |
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