CN102149563A - 电气驱动式车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电气驱动式车辆。在电气驱动式车辆(1A)中具备可自由装卸的发电装置11A。发电装置11A具备能够单独控制发电装置11A的运转的发电装置侧ECU113A，电气驱动式车辆1A具备能够管理行驶时利用的蓄电池(12)的至少充电状态量的车辆侧ECU30，在电气驱动式车辆1A上搭载发电装置11A，发电装置11A向蓄电池12供电的情况下，通过使车辆侧ECU30发出的指令优先于发电装置侧ECU113A发出的指令，由此车辆侧ECU30控制发电装置11A的运转。

Description

电气驱动式车辆
技术领域
本发明涉及电气驱动式车辆。
背景技术
以往，已知有一种移动电源车，其车厢上搭载有可自由装卸的发电单元，该发电单元具备发动机和由该发动机驱动的发电机(例如参照专利文献1)。在该移动电源车上，能够将发电单元从车辆拆卸下来。另外，以往已知有一种发电机主体可以自由装卸的隔音型发电机，其具备控制发电体的发电电压的控制单元(例如参照专利文献2)。
并且，以往已知有一种电气接线盒，其能够插拔多个控制各种输出装置的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)，并且对插入的ECU供给电源或者停止电源的供给(例如参照专利文献3)。该电气接线盒具备监视和多个ECU中的与其连接的ECU之间的通信状态的备份单元。在判断为能够向连接的ECU供给电源的情况下，备份单元对该连接的ECU中存储的数据进行备份，然后停止向该连接的ECU供给电源。
另外，以往已知有具备在行驶时能够利用的蓄电池的电气驱动式车辆。电气驱动式车辆例如是高尔夫球车、叉车或建筑机械等。电气驱动式车辆通过利用蓄电池向行驶驱动源供电，能够确保较高的移动自由度。
专利文献1：日本实开昭63-149336号公报
专利文献2：日本特开2002-309958号公报
专利文献3：日本特开2008-113554号公报
但是，上述电气驱动式车辆具备执行各种控制的ECU。另外，发电机也具备用于以能够单独运转的方式控制自身运转的ECU。所以，在电气驱动式车辆装备有可自由装卸的、用于向蓄电池供电的发电机的情况下，电气驱动式车辆和可自由装卸的发电机都具备ECU。因此，电气驱动式车辆一侧的ECU和发电机一侧的ECU都输出控制发电机运转的指令，发电机的运转控制陷入混乱。所以，在考虑蓄电池的状态进行充电的情况下，需要任意一方的ECU统一执行发电机的运转控制。
上述专利文献1～3公开了可装卸的发电机、具备ECU的发电机、和对ECU中存储的数据进行备份的技术。但是，在考虑蓄电池的状态进行充电的情况下，专利文献1～3对任意一方的ECU统一执行发电机的运转控制的技术既没有公开也没有启示。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够避免在发电装置侧的控制装置和电气驱动式车辆侧的控制装置之间发电装置的运转控制发生混乱的电气驱动式车辆。
为了解决上述课题的本发明是具备可自由装卸的发电装置的电气驱动式车辆，其特征在于，上述发电装置具备能够单独控制该发电装置的运转的第1控制装置，上述电气驱动式车辆具备能够管理行驶时利用的蓄电池的至少充电状态量的第2控制装置，在将上述发电装置搭载于上述电气驱动式车辆，上述发电装置向上述蓄电池供电的情况下，使来自上述第2控制装置的指令优先于来自上述第1控制装置的指令，由此上述第2控制装置控制上述发电装置的运转。
优选地，本发明的特征在于，上述第2控制装置具有用于对应法规的、对发电装置的运转控制进行管理的功能，该第2控制装置按照上述法规来控制上述发电装置的运转。
更优选地，本发明的特征在于，具备：用于对应上述法规的、对数据进行测量的测量单元；取得表示上述发电装置的种类的信息的取得单元；和将表示上述发电装置的种类的信息、上述测量单元的测量项目、和用于满足上述法规的判定基准之间建立了关联的表信息；上述第2控制装置根据由上述取得单元取得的表示发电装置的种类的信息和上述表信息，来变更上述测量项目以及上述判定基准中的任意一方或者两者，并按照变更后的测量项目以及/或者变更后的判定基准来控制上述发电装置的运转。
根据本发明，能够避免在发电装置侧的控制装置和电气驱动式车辆侧的控制装置之间发电装置的运转控制发生混乱的情况。
附图说明
图1是示意性表示电气驱动式车辆1A的图。
图2是示意性表示发电装置11A的图。
图3是表示车辆侧ECU30的构成的图。
图4是表示发电装置侧ECU113A的ROM31B中存储的发电装置11A的基本信息的图。
图5是表示车辆侧ECU30的ROM31B中存储的表信息的一例的图。
图6是表示决定发电装置11A的控制主体的处理的流程图。
图7是表示在发电装置11A的控制主体是车辆侧ECU30的情况下车辆侧ECU30执行的处理的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。
图1是示意性表示电气驱动式车辆1A的图。如图1所示那样，电气驱动式车辆1A具备发电装置11A、蓄电池12和电动机13。电气驱动式车辆1A可装卸地搭载发电装置11A。可装卸地搭载发电装置11A的电气驱动式车辆1A即使在没有搭载发电装置11A并且和发电装置11A之间的电气连接被切断了的状态下也能够驾驶。电气驱动式车辆1A中的、可装卸地被搭载的发电装置11A以外的部分构成了车辆主体。发电装置11A是发动机驱动式发电装置。
图2是示意性表示发电装置11A的图。如图2所示那样，发电装置11A具备发动机111、发电机112、发电装置侧ECU(Electronic ControlUnit：电子控制装置)113A和运转开关114。发电机112例如是交流发电机。
发动机111驱动发电机112，被驱动的发电机112产生交流电。并且，在向蓄电池12充电前利用未图示的整流电路(例如内置在发电机112中、或者搭载在电气驱动式车辆1A上)将产生的交流电整流成直流。发电装置侧ECU113A主要为了控制发动机111而设置。运转开关114为了使发电装置11A运转、停止而设置。具体来讲，运转开关114是能够在与车辆主体的电气连接被切断的状态下使发电装置11A单独运转、停止的开关。运转开关114与发电装置侧ECU113A电气连接。另外，发电装置侧ECU113A定期地向后述的车辆侧ECU30发送连接信号。车辆侧ECU30通过从发电装置侧ECU113A接收连接信号来识别电气驱动式车辆1A上搭载了发电装置113A。另外，发电装置侧ECU113A通过从车辆侧ECU30接收响应信号来识别与车辆侧ECU30已经建立了连接。
蓄电池12是直流蓄电池，其与发电装置11A电气地并且可装卸地连接。蓄电池12例如可以使用将多个额定电压为DC12V的蓄电池串联连接的构成。电动机13是行驶驱动源，其是直流电动机。电动机13接受来自蓄电池12的供电，使输出轴14旋转。并且，该旋转输出经由传动装置15被传递到作为驱动轮的左右一对后轮2。其结果，后轮2被驱动。由此，电气驱动式车辆1A成为串联式混合动力型的电气驱动式车辆。
电气驱动式车辆1A除了具备作为驱动轮的左右一对后轮2以外，还具备作为转向轮的左右一对前轮3、用于手动使前轮3转向的方向盘4、用于改变电动机13的电机转速的油门踏板5、用于对车辆进行制动的制动踏板6以及制动单元7、和与制动踏板6有线结合并且与制动单元7连接的、分别设置在各前轮2、各后轮3上的鼓式制动器8。油门踏板5上设置有用于检测油门踏板5的踏入量的油门开度传感器25，制动踏板6上设置有用于检测制动踏板6是否被踏入的制动器开关26。
并且，电气驱动式车辆1A具备按键开关21。按键开关21是能够在ON、OFF之间进行选择性切换操作的开关。按键开关21是用于进行针对发电装置11A和电动机13的运转请求的操作单元。具体来讲，在按键开关21是ON的情况下成为有运转请求的状态。另外，在按键开关21是OFF的情况下成为无运转请求的状态。
并且，电气式驱动车辆1A具备作为第2控制装置的车辆侧ECU30(取得单元)。图3是表示车辆侧ECU30的构成的图。车辆侧ECU30具备包括CPU31A、ROM31B、RAM31C等的微型计算机31和输入输出电路32。ROM31B是用于存储记载了CPU31A所执行的各种处理的程序和映射数据等的构成。CPU31A基于ROM31B中存储的程序，一面根据需要利用RAM31C的临时存储区域一面执行处理，由此在车辆侧ECU30和发电装置侧ECU113A中在功能上实现各种控制单元、判定单元、检测单元和计算单元等。
输入输出电路32从各种传感器和开关输入信号，并且向电动机13输出驱动信号。另外，相当于第1控制装置的发电装置侧ECU113A也具有同样的构成。在车辆侧ECU30上电气地并且可装卸地连接有发电装置11A(更具体来讲是发电装置侧ECU113A)。与车辆侧ECU30，除了电气连接了电动机13等各种控制对象以外，还电气连接了按键开关21、油门开度传感器25和制动器开关26等各种传感器、开关类。
在按键开关21是OFF的情况下，车辆侧ECU30被设成为能够根据需要适当执行各种控制动作的待机状态。在待机状态下，车辆侧ECU30具体来讲能够进行例如传感器、开关类的状态检测、电动机13以外的各种控制对象的控制、和运转请求信号的输入等。例如在存在构成蓄电池12的多个额定电压为DC12V的蓄电池的情况下，能够从这些蓄电池中的任意一个蓄电池向车辆侧ECU30供电。
图4是表示发电装置侧ECU113A的ROM31B中存储的发电装置11A的基本信息的图。如图4所示那样，发电装置11A的基本信息包括发电机112的种类信息、发电机112的性能信息、和制造商的授权信息。发电机112的种类信息例如是表示火花点火式内燃机、自点火式内燃机、或者燃料电池式内燃机等的信息。发电机112的性能信息例如是表示额定输出、燃料消耗量、持续运转可能时间、以及燃料容器尺寸等的信息。制造商的授权信息是发电机112的ID序列号或者制造序列号等。
该发电装置11A的基本信息由车辆侧ECU30读取并识别。另外，车辆侧ECU30也可以经由无线通信从发电装置ECU113A读取发电装置11A的基本信息并进行识别。在这种情况下，车辆侧ECU30和发电装置侧ECU113A需要与无线通信模块连接。
另外，发电装置11A的基本信息不一定必须存储在发电装置侧ECU113A的ROM31B中。例如，也可以预先使发电装置11A带有表示发电装置11A的基本信息的QR码、条形码或者ID标签，通过未图示的读取装置读取QR码、条形码或者ID标签，并将发电装置11A的基本信息发送至车辆侧ECU30。另外，也可以由用户通过电气式驱动车辆1A上设置的未图示的输入装置来输入发电装置11A的基本信息，并由车辆侧ECU30来识别输入的发电装置11A的基本信息。并且，也可以将发电装置11A与电气式驱动车辆1A进行物理上的核对，由此来使车辆侧ECU30识别发电装置11A的基本信息。
由于在发电装置11A的基本信息中包含制造商的授权信息，所以车辆侧ECU30能够识别发电机112是否是经制造商认证过的发电机。并且，在车辆侧ECU30对发电装置11A的基本信息进行识别时，车辆侧ECU30将发电装置11A的基本信息显示在后述的显示器41上。由此，用户能够确认发电机112的性能、和发电机112是否是经制造商认证过的发电机。
返回图1，电气式驱动车辆1A具备用于显示信息的显示器41、用于检测从发电装置11A排出的废气的排气传感器42、用于检测行驶距离的行驶距离检测传感器43、用于检测从发电装置11A向蓄电池12充电时发生的漏电的漏电检测传感器44、和用于检测蓄电池12的充电状态量(SOC：State of Charge)的充电状态量检测传感器45。显示器41、排气传感器42、行驶距离检测传感器43、漏电检测传感器44、和充电状态量检测传感器45与车辆侧ECU30连接。
车辆侧ECU30根据排气传感器42的输出信号来管理从发电装置11A输出的废气的量。车辆侧ECU30根据来自充电状态量检测传感器45的输出信号管理充电状态量。车辆侧ECU30根据来自行驶距离检测传感器43的输出信号管理行驶距离。车辆侧ECU30根据来自漏电检测传感器44的输出信号管理漏电量。车辆侧ECU30根据来自充电状态量检测传感器45的输出信号和来自行驶距离检测传感器43的输出信号，能够计算燃油效率(每充电量的1％的行驶距离)。另外，车辆侧ECU30根据来自漏电检测传感器44的输出信号，能够诊断蓄电池12和发电装置11A之间设置的电气系统的故障。
排气传感器42、行驶距离检测传感器43、漏电检测传感器44和充电状态量检测传感器45是为了对应附加于车辆的、如排气限制、燃油效率限制以及车载型故障诊断装置(OBD：On Board Diagnosis)那样的法规而在电气式驱动车辆1A上设置的测量单元的一例。
图5是表示车辆侧ECU30的ROM31B中存储的表信息的一例的图。在图5的表信息中，发电机112的种类、测量项目、判断基准和法规互相建立有关联。测量项目表示由对应的法规规定的测量内容。例如，测量项目“废气”表示基于排气传感器42的废气测量。测量项目“行驶距离和充电状态量”表示基于行驶距离检测传感器43的行驶距离测量、以及基于充电状态量检测传感器45的充电状态量测量。测量项目“漏电”表示基于漏电检测传感器44的漏电测量。图5的判断基准表示由对应的法规规定的基准值。例如，在是火花点火式内燃机的情况下，与排气限制对应的废气的判断基准值是“CO：～A1g/hour”。另外，图5的判断基准栏内记载的值(即A1～A3、B1～B3、C1、C2)是根据发电机的种类和法规规定的值。
图6是表示决定发电装置11A的控制主体的处理的流程图。首先，车辆侧ECU30判断电气式驱动车辆1A上是否搭载了发电装置11A(步骤S1)。具体来讲，车辆侧ECU30在从发电装置11A的发电装置侧ECU113A接收到连接信号的情况下，判定为电气式驱动车辆1A上搭载了发电装置11A。另一方面，车辆侧ECU30在没有从发电装置11A的发电装置侧ECU113A接收到连接信号的情况下，判定为电气式驱动车辆1A上没有搭载发电装置11A。
在电气式驱动车辆1A上搭载发电装置11A的情况下(步骤S1中的是)，发电装置11A的运转开关114被按下，发电装置侧ECU113A停止输出用于控制发动机111的动作的控制信号(步骤S2)。然后，车辆侧ECU30向发动机111输出用于控制发动机111的动作的控制信号，并根据蓄电池12的充电状态量控制发电机112的运转以向蓄电池12供电(步骤S3)。
步骤S2中的运转开关114的按下，可以在电气式驱动车辆1A上搭载发电装置11A时通过搭载位置的形状自动地执行，或者可以通过用户来执行。另外，在步骤S2、3中，通过运转开关114的按下(物理手段)，控制发电机的动作的控制主体从发电装置侧ECU113A变更为车辆侧ECU30，而控制发电机的动作的控制主体也可以通过控制从发电装置侧ECU113A变更为车辆侧ECU30。例如，在步骤S2中，也可以进行如下处理：车辆侧ECU30向发电装置侧ECU113A输出停止指令，该停止指令用于停止输出控制发动机111的动作的控制信号，发电装置侧ECU113A输入该停止指令，并停止输出控制发动机111的动作的控制信号。
另一方面，在电气式驱动车辆1A上未搭载发电装置11A的情况下(步骤S1中的否)，发电装置侧ECU113A向发动机111输出控制发动机111的动作的控制信号，控制发电机112的运转(步骤S4)。在这种情况下，发电装置11A单独运转或者停止。
在上述的步骤S2中，为了停止输出用于控制发动机111的动作的控制信号，发电装置侧ECU113A也可以完全停止动作。另外，也可以构成为，在上述的步骤S2、3中，发电装置侧ECU113A执行除发电机112的运转控制以外的基本控制(例如，对ROM31B中存储的数据进行读取和写入)，车辆侧ECU30优先执行发电机112的控制。在这种情况下，发电装置侧ECU113A内的CPU31A控制发电装置侧ECU113A内的输入输出电路32，以使从车辆侧ECU30接收到的、用于控制发动机111的动作的控制信号被优先输出到发动机111。
另外，也可以构成为，车辆侧ECU30检测蓄电池12的充电状态量，根据该检测值计算表示应该充电的电力量的要求电力值，并将计算出的要求电力值发送到控制发动机111的发电装置侧ECU113A。也可以构成为，发电装置侧ECU113A接收要求电力值，并通过根据接收到的要求电力值控制发动机111来执行蓄电池12的充电控制。车辆侧ECU30向发电装置侧ECU113A发送的信息并不限定于要求电力值。例如，车辆侧ECU30也可以向发电装置侧ECU113A发送如发动机111的发动机转速、发动机转矩、燃料喷射量、进气量、或者节气门开度那样的、能够直接控制发动机111的发动机输出的控制参数来作为要求指令值。在这种情况下，发电装置侧ECU113A会遵循从车辆侧ECU30发送来的要求指令值，从而车辆侧ECU30能够优先于发电装置侧ECU113A来控制发动机111。
根据图6的步骤S1～S4的处理，仅在发电装置11A与电气式驱动车辆1A连接时才控制发电机112的运转的车辆侧ECU30、和仅在发电装置11A与电气式驱动车辆1A非连接时才控制发电机112的运转的发电装置侧ECU113A被明确地区分开来。所以，能够避免发电装置侧ECU113A和车辆侧ECU30之间发电机112的运转控制混乱的情况。另外，控制发电机112的运转的主体被在车辆侧ECU30和发电装置侧ECU113A之间明确地区分，所以能够将两个ECU的构成简单化。另外，能够将控制发动机111的动作的控制信号简化。
另外，作为车辆侧ECU30，需要至少管理蓄电池12的充电状态量的高功能ECU，而发电装置侧ECU113A只要是能够定点运转的程度的ECU即可，因此与车辆侧ECU30和发电装置侧ECU113A是高功能ECU的情况相比，能够实现低成本化。另外，所谓定点运转，指的是发电装置11A没有对应法规的义务而单独地进行运转的状态。另外，在电气式驱动车辆1A上搭载了发电装置11A的情况下，发电装置侧ECU113A不需要执行与各种传感器的输出信号相应的控制，因此能够确保定点运转。
图7是表示在发电装置11A的控制主体是车辆侧ECU30的情况下(即电气式驱动车辆1A上搭载了发电装置11A的情况)，车辆侧ECU30执行的处理的流程图。
车辆侧ECU30取得图4所示的发电装置11A的基本信息，并取得该发电装置11A的基本信息中包含的发电机的种类的信息(步骤S11)。如上所述，车辆侧ECU30能够从发电装置侧ECU113A的ROM3中取得发电装置11A的基本信息。另外，通过对发电装置11A上预先带有的用于表示发电装置11A的基本信息的QR码、条形码或者ID标签进行读取，车辆侧ECU30能够取得发电装置11A的基本信息。并且，用户经由未图示的输入装置来输入发电装置11A的基本信息，由此车辆侧ECU30能够取得发电装置11A的基本信息。
接着，车辆侧ECU30根据所取得的发电机的种类的信息以及图5的表信息，变更法规规定的测量项目和法规规定的判断基准中的任意一者或者两者(步骤S12)。并且，车辆侧ECU30按照变更后的测量项目以及/或者判断基准来控制发电机112的运转(步骤S13)。此时，发电装置侧ECU113A控制发电装置侧ECU113A内的输入输出电路32，以使动作停止、或者使车辆侧ECU30优先控制发电机112的运转。
由此，车辆侧ECU30具有用于对应各种法规的、管理发电装置11A的运转控制的功能、即执行步骤S11～S13的功能。
根据图7的处理，车辆侧ECU30能够根据电气式驱动车辆1A上搭载的发电机的种类来在运转发电机的同时对应各种法规。并且，即使在因附加于车辆的法规而导致发电机112的控制内容变更了的情况下，如果更新车辆侧ECU30的控制程序，则电气式驱动车辆1A也能够对应该法规。
如以上说明的那样，根据本实施方式，在电气驱动式车辆1A上搭载发电装置11A，并且发电装置11A向蓄电池12供电的情况下，车辆侧ECU30发出的指令优先于发电装置侧ECU113A发出的指令。所以，能够避免在发电装置侧ECU113A和车辆侧ECU30之间发电装置11A的运转控制发生混乱的情况。
另外，车辆侧ECU30具有用于对应法规的、管理发电装置11A的运转控制的功能，由于按照法规来控制发电装置11A的运转，所以即使在发电装置侧ECU113A无法对应法规的时候，通过在电气驱动式车辆1A上搭载发电装置11A，车辆侧ECU30也能够按照法规自动地控制发电装置11A的运转。
在本实施方式中，在电气式驱动车辆1A上设置有用于对应附加于车辆的法规的测量单元。所以，能够将发电装置侧ECU113A的构造和布线类简化，能够减少发电装置11A的制造成本，并且能够实现发电装置11A的小型化。另外，测定单元是排气传感器42、行驶距离检测传感器43、漏电检测传感器44或者充电状态量检测传感器45中的至少一个。
另外，如果发电装置11A能够与具有对应法规的功能的ECU、即车辆侧ECU30连接，则由于与电气式驱动车辆1A上的发电装置11A的搭载位置无关，所以提高了发电装置11A的搭载位置的自由度。
并且，即使在车辆上设置有具有对应法规的功能的ECU、即车辆侧ECU30，并且发电装置11A被移出到车外的情况下，车辆侧ECU30也不会被移出到车外。所以，能够降低损坏具有对应法规的功能的ECU的风险。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离其要旨的范围内能够实施各种变形。
图中符号说明：
1A...电气驱动式车辆、11A...发电装置、12...蓄电池、30...车辆侧ECU、41...显示器、42...排气传感器、43...行驶距离检测传感器、44...漏电检测传感器、45...充电状态量检测传感器、111...发动机、112...发电机、113...发电装置侧ECU、114...运转开关。

Claims (3)

1.一种电气驱动式车辆，具备可自由装卸的发电装置，其特征在于，
上述发电装置具备能够单独控制该发电装置的运转的第1控制装置；
上述电气驱动式车辆具备能够管理行驶时利用的蓄电池的至少充电状态量的第2控制装置；
在将上述发电装置搭载于上述电气驱动式车辆，上述发电装置向上述蓄电池供电的情况下，使来自上述第2控制装置的指令优先于来自上述第1控制装置的指令，由此上述第2控制装置控制上述发电装置的运转。
2.根据权利要求1所述的电气驱动式车辆，其特征在于，
上述第2控制装置具有用于对应法规的、对发电装置的运转控制进行管理的功能，该第2控制装置按照上述法规来控制上述发电装置的运转。
3.根据权利要求2所述的电气驱动式车辆，其特征在于，
具备：用于对应上述法规的、对数据进行测量的测量单元；
取得表示上述发电装置的种类的信息的取得单元；和
将表示上述发电装置的种类的信息、上述测量单元的测量项目、和用于满足上述法规的判定基准之间建立了关联的表信息；
上述第2控制装置根据由上述取得单元取得的表示发电装置的种类的信息和上述表信息，来变更上述测量项目以及上述判定基准中的任意一者或者两者，并按照变更后的测量项目以及/或者变更后的判定基准来控制上述发电装置的运转。
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