CN102198798A - 移动体的系统控制装置和具备该系统控制装置的移动体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种移动体的系统控制装置和具备该系统控制装置的移动体。一边抑制控制中带来的较大负荷一边监视电池的剩余容量，可以避免电动车辆这种的移动体在行驶中系统整体的电源突然关断这样的危险性。作为移动体的电动车辆的系统控制装置(30)具备：剩余容量推定部(21a)，对电池的剩余容量进行推定；剩余容量修正部(21b)，根据电池的电压、电流、温度之中的至少任意一个对剩余容量推定部推定出的电池的推定剩余容量进行修正；和系统控制部(31)，以剩余容量修正部修正之后的电池的剩余容量在第1预定剩余容量即3％以下作为条件，使电动机的驱动关断。由此，以3％的等级将电池的推定剩余容量修正为较正确的剩余容量，使电动机的驱动关断。

Description

移动体的系统控制装置和具备该系统控制装置的移动体
技术领域
本发明涉及对包括搭载了电池的电动车辆在内的移动体的电动机及系统整体进行控制的系统控制装置。此外，还涉及包括搭载了该系统控制装置的电动车辆在内的移动体。
背景技术
以往，一般情况下汽车或自动两轮车中作为驱动源的发动机以汽油或轻油为燃料获得驱动力。然而，当今作为环保对策，关注于如下这种电动车辆的开发，该电动车辆中作为驱动源的电动机以电力为能量获得驱动力。
电动车辆与个人计算机等同样地搭载作为二次电池的电池，从该电池向电动机和控制部等供电。电动车辆或个人计算机这种的应用装置中搭载的电池可以使用一般家庭或办公场所等的商用电源进行充电，由于这种应用装置的使用而循环反复充电和放电。
关于上述的电池，针对其剩余容量的推定，当前公知对电池的电流进行累计来推定剩余容量的方法。此外，还公知如下的方法，即：预先研究对应电池充放电时的电压、电流来分配电池的剩余容量的映射或相互关系，根据该映射或相互关系来确认电池的剩余容量。专利文献1以及2中公开了这些的电池剩余容量的推定方法、确认方法。
[专利文献1]JP特开2001-91604号公报
[专利文献2]JP特开2001-37001号公报
然而，虽然通过电流累计来推定电池的剩余容量能够比较容易地实现，但是公知其精度较低。对于根据对应电压、电流来分配电池的剩余容量的映射或相互关系以确认电池的剩余容量，当随着电池剩余容量的下降逐次执行这种电池剩余容量的确认时，在控制中带来较大的负荷的可能性很高。另一方面，当关心用户易于使用的应用装置的提供时，有时也要求逐次显示电池的剩余容量。
特别是，在电动车辆中有时电动机中的电力消耗较大，需要尽可能正确的电池剩余容量的确认。再有，与电池的剩余容量相应的电动机的驱动关断和系统整体的电源关断的定时尤为重要。
例如，在电动机的驱动关断比希望的定时早的情况下，相对于实际的电池剩余容量有行驶距离变短的顾虑。相反，在电动机的驱动关断比希望的定时迟的情况下，系统整体的电源有可能比电动机的驱动关断先关断。系统整体的电源关断比希望的定时早的情况下也有同样的担心。此外，在系统整体的电源关断比希望的定时迟的情况下，电池将处于过放电的状态，电池有可能劣化而寿命变短。
这样一来，如果在电动车辆的行驶过程中系统整体的电源突然关断则非常不便，而且有时还伴随着危险，因此，要求伴随电池剩余容量的下降留意监视剩余容量。并且，在电池的剩余容量所剩无几时，优选按照电动机的驱动关断、系统整体的电源关断的顺序控制电动车辆。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点进行的，目的在于提供一种包括电动车辆在内的移动体的系统控制装置，可一边抑制控制中带来的较大负荷一边监视电池的剩余容量，以避免电动车辆这种移动体在行驶过程中系统整体的电源突然关断这样的危险性。此外，本发明的目的还在于提供一种包括搭载了该系统控制装置的可靠性高的电动车辆在内的移动体。
为了解决上述课题，本发明的移动体的系统控制装置，一边监视电池的剩余容量一边控制电动车辆这种移动体的电动机以及系统整体，其具备：剩余容量推定部，对所述电池的剩余容量进行推定；剩余容量修正部，根据所述电池的电压、电流、温度之中的至少一个，对所述剩余容量推定部推定出的所述电池的推定剩余容量进行修正；和系统控制部，以所述剩余容量修正部修正之后的所述电池的剩余容量在第1预定剩余容量以下作为条件，使所述电动机的驱动关断。
根据该结构，一边由剩余容量推定部对移动体的电池的剩余容量进行推定，一边由剩余容量修正部以第1预定剩余容量的等级将该推定剩余容量修正为比较正确的剩余容量。并且，在电池的剩余容量为第1预定剩余容量时，使电动机的驱动关断。
此外，上述“第1预定剩余容量”的所谓“预定”是指预先设定。因此，“第1预定剩余容量”是预先设定的电池的任意剩余容量，相对于电池整体的容量可以设定为例如3％、5％等的容量。在后述的实施方式中，尽管将“第1预定剩余容量”设定为“3％”，但并不限定于该容量。
此外，在此所述的“使电动机的驱动关断”是指使电动机的驱动停止。另外，此时移动体的系统整体的电源依然处于接通，例如向电动机驱动以外的控制系统或灯的点亮等供电。因而，在使电动机的驱动停止之后，也可以由剩余的电力例如点亮灯，这样对于移动体特别是人驾驶的移动体来说，能够确保夜间的安全性。
此外，在上述结构的移动体的系统控制装置中，所述系统控制部以所述剩余容量修正部修正之后的所述电池的剩余容量在比所述第1预定剩余容量少的第2预定剩余容量以下作为条件，使所述系统整体的电源关断。
根据该结构，能按电动机的驱动关断、系统整体的电源关断的顺序可靠地控制移动体。
此外，上述“第2预定剩余容量”的所谓“预定”与所述的第1预定剩余容量同样，也是指预先设定。因此，“第2预定剩余容量”是预先设定的电池的任意剩余容量，只要比第1预定剩余容量少即可，相对于电池整体的容量可以设定为例如0％、1％等的容量。在后述的实施方式中，尽管将“第2预定剩余容量”设定为“0％”，但并不限定于该容量。
另外，在此所述的“使系统整体的电源关断”是指例如处于与切断移动体的主开关相同的状态。例如，在移动体是电动车辆的情况下，例如将前灯、仪表、方向指示灯的任意一个处于不工作的状态称为“使系统整体的电源关断”。也就是说，在系统整体的电源关断的状态下，前灯、方向指示灯被熄灭，仪表处于不显示的状态。作为通过使系统整体的电源关断来限制动作的要素，除了上述以外，例如还包括电动机驱动以外的控制系统和雨刷、音响部分、空调等。
此外，在上述结构的移动体的系统控制装置中，所述剩余容量推定部通过累计所述电池的电流来推定所述电池的剩余容量。
根据该结构，能够将移动体的系统整体的控制中的负荷尽量抑制得较低，同时比较容易地推定电池的剩余容量。
此外，在上述结构的移动体的系统控制装置中，所述剩余容量修正部具有映射部件，该映射部件基于所述电池的电流与温度之间的关系获取与所述电池的剩余容量对应的修正实施电压，所述剩余容量修正部以所述电池的电压在利用所述映射部件得到的分别与所述第1预定剩余容量或比所述第1预定剩余容量少的所述第2预定剩余容量对应的所述修正实施电压以下作为条件，对所述剩余容量推定部推定出的所述电池的推定剩余容量进行修正。
根据该结构，通过利用剩余容量修正部具有的映射部件，以第1预定剩余容量或第2预定剩余容量的各个等级将移动体的电池的推定剩余容量修正为比较正确的剩余容量。
另外，此处所述的“映射部件”是能够基于电池的电流和温度之间的关系获得与电池的剩余容量相对应的修正实施电压的部件，用于修正剩余容量推定部推定出的电池的推定剩余容量。由于剩余容量修正部根据电池的电压、电流、温度对剩余容量推定部推定出的电池的推定剩余容量进行修正，因此能够将电池的电压、电流、温度分别作为变量构成上述“映射部件”。此时，作为变量利用电池的电压、电流、温度之中的至少一个即可。也就是说，作为变量既可以利用电池的电压、电流、温度的任意一个，也可以利用任意两个的组合。
此外，在上述结构的移动体的系统控制装置中，对应以与比所述第1预定剩余容量少的所述第2预定剩余容量相应的电压作为基准的所述电池的电压，执行限制放电电流的电动机驱动限制。
此外，在上述结构的移动体的系统控制装置中，以所述电池的电压在与比所述第1预定剩余容量少的所述第2预定剩余容量对应的电压以下作为条件，按照所述电池的电压超过与所述第2预定剩余容量对应的电压的方式，调整所述电动机的输出以执行限制放电电流的电动机驱动限制。
当电池的电压在与用于使移动体的系统整体停止的第2预定剩余容量对应的电压以下时，电池有可能劣化而寿命变短，根据该结构，通过限制放电，使得电池的电压不会在与第2预定剩余容量对应的电压以下。
此外，例如在确定电池的剩余容量是第1预定剩余容量的处理中，有时需要一定的处理时间(例如几秒～几分钟)。该情况下，有可能在驱动电动机的状态下电池的电压达到与第2预定剩余容量对应的电压。因此，如上述那样以电池的电压在与第2预定剩余容量对应的电压以下作为条件，按照电池的电压超过与第2预定剩余容量对应的电压的方式，调整电动机的输出执行限制放电电流的电动机驱动限制。
此外，在上述结构的移动体的系统控制装置中，对应以与所述第1预定剩余容量相应的电压作为基准的所述电池的电压，执行限制放电电流的电动机驱动限制。
此外，在上述结构的移动体的系统控制装置中，以所述电池的电压达到与所述第1预定剩余容量对应的电压作为条件，按照所述电池的电压不低于与所述第1预定剩余容量对应的电压的方式，调整所述电动机的输出以执行限制放电电流的电动机驱动限制。
根据这些结构，在电动机的驱动关断之后直至系统整体的电源关断为止，确保电池的电力。因此，例如可以对电动机驱动以外的控制系统和灯的点亮等供电。
此外，在上述结构的移动体的系统控制装置中，设置于所述电池的用于控制所述电池的动作的电池控制部，导出执行所述电动机驱动限制的所述电池的电压。
根据该结构，可减轻系统控制部的负荷。
此外，在本发明中，将上述系统控制装置搭载于包括电动车辆在内的移动体。
根据该结构，在电动车辆这种的移动体中，一边由剩余容量推定部推定电池的剩余容量，一边由剩余容量修正部以第1预定剩余容量的等级将该推定剩余容量修正成比较正确的剩余容量。并且，在电池的剩余容量为第1预定剩余容量时，停止移动体的电动机的驱动。
此外，当然在此所述的“移动体”包括电动自行车、自动两轮车、自动三轮车、自动四轮车等这样的电动车辆，还包括电动汽艇等船舶或水上游戏道具这种的交通工具、和以电动机为驱动源、不搭载人的在无人驾驶的情况下移动的移动体。
此外，在搭载了上述结构的系统控制装置的移动体中，具备向移动体的前方照射光的前灯，所述系统控制部在所述剩余容量修正部修正之后的所述电池的剩余容量在比所述第1预定剩余容量少的第2预定剩余容量以下的情况下，使所述前灯熄灭。
根据该结构，能按照电动机的驱动关断、前灯的熄灭(系统整体的电源关断)的顺序可靠地控制移动体。也就是说，在使电动机的驱动停止之后，也能通过剩余的电力点亮前灯，因此，对于特别是人驾驶的移动体来说无论昼夜都能提高可视性从而确保安全性。
根据本发明的结构，因为由剩余容量推定部对电动车辆这种的移动体的电池的剩余容量进行推定，因此能够一边抑制控制中带来较大负荷一边监视电池的剩余容量。再有，因为以剩余容量修正部修正之后的电池的剩余容量在第1预定剩余容量以下为条件使电动机的驱动停止，因此能够提供一种包括可避免如下危险性的电动车辆在内的移动体的系统控制装置，该危险性是电动车辆这种的移动体在行驶中系统整体的电源突然关断。
此外，通过将这种系统控制装置搭载于包括电动车辆在内的移动体，由此能够提供一种包括可避免如下危险性的可靠性高的电动车辆在内的移动体，该危险性是在行驶中系统整体的电源突然关断。
附图说明
图1是表示作为搭载了本发明的实施方式所涉及的系统控制装置的移动体的电动车辆的一例的侧视图。
图2是表示图1的电动车辆的结构框图。
图3是表示与电池的剩余容量计算相关的动作的流程图。
图4是表示与电动机驱动关断和系统电源关断的判定相关的动作的流程图。
图5是表示与电动机驱动限制的判定相关的动作的流程图。
图6是表示电池剩余容量的推移与电动车辆的动作之间的关系的曲线图，表示推定剩余容量比实际剩余容量低的情况。
图7是表示电池剩余容量的推移与电动车辆的动作之间的关系的曲线图，表示推定剩余容量比实际剩余容量高的情况。
图8是表示电池电压与电池放电限制之间的关系的曲线图。
图9是表示本发明的第2实施方式涉及的系统控制装置中与电动机驱动限制的判定相关的动作的流程图。
图10是表示图9的动作流程涉及的电池电压与电池放电限制之间的关系的曲线图。
图11是表示作为搭载了本发明的第3实施方式所涉及的系统控制装置的移动体的电动车辆的一例的侧视图。
图12是表示图11的电动车辆的结构框图。
符号说明：
1、101-电动车辆(移动体)；2、104-车架(frame)；3、102-前轮；4、103-后轮；109-前灯；8、110-仪表部；15、114-电动机；20、120-电池组件；21、121-电池控制部；21a、121a-剩余容量推定部；21b、121b-剩余容量修正部；21c、121c-映射部件(map)；22、122-电池；30、130-系统控制装置；31、131-系统控制部；32、132-电动机驱动部；33、133-电动机驱动关断及系统电源关断判定部；34、134-电动机驱动限制判定部。
具体实施方式
以下，根据图1～图12对本发明的实施方式进行说明。在此，作为搭载了本发明的系统控制装置的移动体即电动车辆的例子，第1和第2实施方式中记载了电动自行车，第3实施方式中记载了自动两轮车来进行说明。
首先，关于作为搭载了本发明的第1实施方式所涉及的系统控制装置的移动体的电动车辆，利用图1和图2对其构造进行说明。图1是表示搭载了系统控制装置的电动车辆的一例的侧视图，图2是表示电动车辆的结构框图。
如图1所示，电动车辆1是车架2作为主要的骨架构成，在其前后具备前轮3和后轮4的电动式自行车。
车架2的前端部向上方弯曲，在其前端部可操舵地支撑前轮3和车把5。前轮3被前叉(front fork)6支撑，该前叉6从车架2的前端部向下方延伸。在车把5上设有制动杆7和仪表部8。制动杆7在对行驶中的电动车辆1进行制动或维持停止状态的时候使用。仪表部8经由在与电池组件20之间连接的信号线8a接收并显示与电池剩余容量相关的信息。
在电动车辆1的前后方向的大致中央部具备驾驶者坐在上面的车座(saddle)9、电池组件20。电池组件20设置在车座9的正下方。在车座9的后方即后轮4的上方位置具备后托架(rear carrier)10。
在电动车辆1的前后方向的大致中央部也就是车座9的下方设有踏板11和踏板曲柄12。车链13介于与踏板曲柄12连结的驱动链轮齿(未图示)和与后轮4连结的从动链轮齿(未图示)之间，车链13盘绕在各链轮齿上。由此，通过踩踏踏板11从而经由踏板曲柄12使驱动链轮齿转动，进而经由车链13和从动链轮齿将旋转动力传送至后轮4。
另一方面，作为电动车辆1的电动自行车具备转矩传感器14和电动机15。转矩传感器14设置在踏板曲柄12的附近位置，检测踏板11的踏力驱动后轮4的转矩。电动机15内置在前轮3的前轮毂(front hub)16中。电动机15根据转矩传感器14的信号从电池组件20供电，使前轮3转动。
此外，为了车辆整体的动作控制，电动车辆1如图2所示那样在其内部具备系统控制装置30。系统控制装置30具备：系统控制部31、电动机驱动部32、和上述的电池组件20。
系统控制部31由一般的微计算机构成，作为根据存储、输入至该微计算机内部的程序、数据控制与电动车辆1的行驶相关的一系列动作的处理器发挥作用。此外，系统控制部31具备电动机驱动关断及系统电源关断判定部33、和电动机驱动限制判定部34。电动机驱动关断及系统电源关断判定部33根据电池组件20的电池剩余容量判定使电动机驱动关断(停止电动机驱动)的定时、及使系统电源关断的定时。电动机驱动限制判定部34根据电池的电压判定是否对电动机15的驱动进行限制。
此外，在作为电动式自行车的电动车辆1中，所谓使系统电源关断例如是指仪表部8、其他电动机驱动以外的控制系统之中的任意一个部件都处于不工作状态。也就是说，在系统电源关断的状态中仪表部8处于不显示的状态。
电动机驱动部32控制从电池组件20提供的电力以驱动电动机15，例如逆变器装置就属于该部件。使电动车辆1行驶时，系统控制部31将从转矩传感器14得到的与踏板11的踏力相应的目标转矩发送至电动机驱动部32。并且，电动机驱动部32根据来自系统控制部31的控制指令调整电流和电压等，并驱动电动机15。
电池组件20具备：电池控制部21、电池22、温度传感器23、电流传感器24、以及电压传感器25。
电池控制部21监视电池22的电池电压和电流、温度、剩余容量等，完全控制充放电。此外，电池控制部21具备电池22的剩余容量推定部21a、剩余容量修正部21b。
剩余容量推定部21a通过对从电流传感器24得到的电池22的电流进行累计，来推定电池22的剩余容量。由此，利用比较容易的电池22的剩余容量的推定方法，就可以将电动车辆1的系统整体控制中的负荷尽量抑制得较低。
在此，只要不是电动机15的驱动关断或系统整体的电源关断等重大的定时，向仪表部8显示的电池剩余容量显示的精度就可以比较低。因此，电池控制部21主要用于将由剩余容量推定部21a使系统整体控制中的负荷抑制得较低所导出的推定剩余容量向仪表部8显示的电池剩余容量显示。
剩余容量修正部21b具备映射部件21c，该映射部件21c根据电池22的电流与温度之间的关系得到与电池22的剩余容量对应的修正实施电压。映射部件21c存储着例如与作为第1预定剩余容量的3％、以及比第1预定剩余容量少的作为第2预定剩余容量的0％相对应的修正实施电压。剩余容量修正部21b以电池22的电压处于利用映射部件21c得到的与剩余容量3％、0％分别对应的修正实施电压以下为条件，对剩余容量推定部21a推定出的电池22的推定剩余容量进行修正。因此，可以利用3％、0％的各个等级将电池22的推定剩余容量修正为比较正确的剩余容量。
此外，映射部件21c能够根据电池22的电流与温度之间的关系得到与电池22的剩余容量相对应的修正实施电压，用于修正剩余容量推定部21a推定出的电池22的推定剩余容量。由于剩余容量修正部21b根据电池22的电压、电流、温度对剩余容量推定部21a推定出的电池22的推定剩余容量进行修正，因此，能够将电池22的电压、电流、温度分别作为变量构成映射部件21c。
此时，作为变量使用电池22的电压、电流、温度之中的至少一个即可。也就是说，作为变量既可以使用电池22的电压、电流、温度的任意一个，也可以使用任意两个的组合。例如，可以与电池22的电流、温度无关地根据电压决定修正实施电压。此外，例如也可以根据电池22的电流、或者根据温度决定修正实施电压。此外，例如还可以根据电池22的电流和温度决定修正实施电压。
此外，电池22由串联、并联连接的多个电池单元构成。温度传感器23是检测电池22的温度的传感器，例如可以对应预定数目的电池单元的每一个而设置多个。电流传感器24测定电池22充放电时的电流。电压传感器25测定电池22的电压、或者电池22的各电池单元的电压。
此外，电池22是电动车辆1中所有需要电力的构成要素的供电源。
接下来，利用图6～图8，按照图3～图5所示的流程图，说明由电动车辆1的系统控制装置30进行的与电池22的剩余容量和电压相关的动作。图3是表示与电池的剩余容量计算相关的动作的流程图，图4是表示与电动机驱动关断和系统电源关断的判定相关的动作的流程图，图5是表示与电动机驱动限制的判定相关的动作的流程图。图6是表示电池剩余容量的推移与电动车辆的动作之间的关系的曲线图，表示推定剩余容量比实际剩余容量低的情况。图7是表示电池剩余容量的推移与电动车辆的动作之间的关系的曲线图，表示推定剩余容量比实际剩余容量高的情况。图8是表示电池电压与电池放电限制之间的关系的曲线图。
此外，在图6和图7中，横轴设定为电池22的使用电流量，纵轴设定为剩余容量，描绘了电池22的推定剩余容量的推移(实线)与实际剩余容量的推移(虚线)之间的关系。在图8中，横轴设定为电池22的电流，纵轴设定为电池22的电压，描绘了3％剩余容量修正实施电压以及0％剩余容量修正实施电压(都为实线)与实际的电池22的电压(虚线)之间的关系。
首先，利用图3、图6和图7，对与电池22的剩余容量计算相关的动作流程进行说明。
电动车辆1在系统电源接通的状态下(图3的开始)，系统控制装置30的系统控制部31使电池组件20的电池控制部21执行电池22的剩余容量的推定(图3的步骤#101、图6和图7的步骤#101)。电池控制部21通过对电池22的电流进行累计来推定剩余容量。例如，如图6所示，电池22的推定剩余容量(实线)以比实际剩余容量(虚线)低的方式进行推移。此外，例如，如图7所示，电池22的推定剩余容量(实线)以比实际剩余容量(虚线)高的方式进行推移。此外，推定剩余容量和实际剩余容量有时也以大致相同的剩余容量进行推移。
并且，电池控制部21判定电池22的推定剩余容量是否降低至与作为第1预定剩余容量的3％接近的4％以下(步骤#102)。在推定剩余容量尚未降低至4％以下的情况下(步骤#102为“否”)，直接进入步骤#107。
在步骤#102中，在电池22的推定剩余容量为4％以下的情况下(步骤#102为“是”)，接下来电池控制部21判定推定剩余容量是否降低至3％以下(步骤#103)。在推定剩余容量尚未降低至3％以下的情况下(步骤#103为“否”)，电池控制部21将推定剩余容量保持在4％(图3的步骤#104、图6的#104)。
在步骤#103中，在电池22的推定剩余容量为3％以下的情况下(步骤#103为“是”)，接下来电池控制部21判定推定剩余容量是否降低至与作为第2预定剩余容量的0％接近的1％以下(步骤#105)。在推定剩余容量尚未降低至1％以下的情况下(步骤#105为“否”)，直接进入步骤#107。在推定剩余容量降低至1％以下的情况下(步骤#105为“是”)，电池控制部21将推定剩余容量保持在1％(图3的步骤#106、图6的#106)。
然后，电池控制部21为了修正电池22的推定剩余容量以确认更正确的剩余容量，而计算3％修正实施电压(步骤#107)。此时，电池控制部21利用映射部件21c，根据电池22的电流和温度之间的关系获得与电池22的剩余容量相对应的3％修正实施电压。接着，电池控制部21判定电池22的电压是否在步骤#107中得到的3％修正实施电压以下(步骤#108)。
在电池22的电压为3％修正实施电压以下的情况下(步骤#108为“是”)，电池控制部21将电池22的剩余容量修正至3％(图3的步骤#109、图6和图7的#109)。此时，在如图6所示那样推定剩余容量以比实际剩余容量低的方式推移的情况下，将在图3的步骤#104中保持的剩余容量4％修正为3％。此外，在如图7所示那样推定剩余容量以比实际剩余容量高的方式推移的情况下，将在图3的步骤#102为“否”时未作处理的剩余容量修正为3％。
在电池22的电压超过3％修正实施电压的情况下(步骤#108为“否”)，并不修正剩余容量而直接进入步骤#110。
此外，为了执行确定电池22的剩余容量的3％的修正的处理，而在电池22的电压判定中设有一定的处理时间。作为该一定的处理时间，例如设定每2～3秒执行2、3次判定这样的时间。
然后，在步骤#110中，电池控制部21判定电池22的修正后的剩余容量是否为3％以下。在电池22的剩余容量尚未降低至3％以下的情况下(步骤#110为“否”)，返回至步骤#101的电池22的剩余容量推定。
在电池22的修正后的剩余容量已降低至3％以下的情况下(步骤#110为“是”)，电池控制部21为了更正确地确认电池22处于第2预定剩余容量即0％的状态，计算0％修正实施电压(步骤#111)。此时，电池控制部21利用映射部件21c，根据电池22的电流和温度之间的关系获得与电池22的剩余容量相对应的0％修正实施电压。接下来，电池控制部21判定电池22的电压是否在步骤#111中得到的0％修正实施电压以下(步骤#112)。
在电池22的电压为0％修正实施电压以下的情况下(步骤#112为“是”)，电池控制部21将电池22的剩余容量修正为0％(图3的步骤#113、图6和图7的#113)，并结束与电池22的剩余容量计算相关的动作流程(图3的结束)。在电池22的电压超过0％修正实施电压的情况下(步骤#112为“否”)，并不修正剩余容量而直接返回至步骤#101。
接下来，利用图4、图6和图7，对与电动机15的驱动关断、以及电动车辆1的系统整体的电源关断的判定相关的动作流程进行说明。
电动车辆1在系统电源接通的状态下(图4的开始)，系统控制装置30的系统控制部31针对电池组件20的电池控制部21逐次确认电池22的剩余容量(图4的步骤#201)。然后，系统控制部31判定电池22的剩余容量是否已降低至在图3的步骤#109中修正之后的剩余容量3％以下(步骤#202)。在剩余容量依然超过3％的情况下(步骤#202为“否”)，返回至步骤#201的电池22的剩余容量确认。
在电池22的修正后的剩余容量降低至3％以下的情况下(图4的步骤#202为“是”、图6和图7的#202)，系统控制部31向电动机驱动部32发送电动机15的驱动关断的控制指令，以使电动机15的驱动关断(图4的步骤#203、图6和图7的#203)。
此外，电动车辆1的系统整体的电源依然接通，向电动机驱动以外的控制系统和灯的点亮等供电。这样，因为停止电动机15的驱动之后，由剩余的电力例如可以使灯的点亮，因此对于移动体特别是人驾驶的电动车辆1来说无论昼夜都能够提高可视性从而确保安全性。
接下来，系统控制部31判定电池22的剩余容量是否已降低至在图3的步骤#111中修正之后的剩余容量0％以下(步骤#204)。在剩余容量依然超过0％的情况下(步骤#204为“否”)，返回至步骤#201的电池22的剩余容量确认。
在电池22的修正后的剩余容量降低至0％以下的情况下(图4的步骤#204为“是”、图6和图7的#204)，系统控制部31使电动车辆1的系统整体的电源关断(图4的步骤#205、图6和图7的#205)，并结束与电动机15的驱动关断、以及电动车辆1的系统整体的电源关断的判定相关的动作流程(图4的结束)。由此，因为按照电动机15的驱动关断、系统整体的电源关断的顺序可靠地控制电动车辆1，因此能够提高避免在电动车辆1在行驶中系统整体的电源突然关断这种的危险性的效果。
此外，因电动车辆1的系统整体的电源关断，由此即便对于电动机驱动以外的控制系统和灯的点亮等也停止供电。
接下来，利用图5和图8，对与电动机15的驱动限制的判定相关的动作流程进行说明。
电动车辆1在系统电源接通的状态下(图5的开始)，系统控制装置30的系统控制部31针对电池组件20的电池控制部21确认在图3的步骤#111中得到的0％修正实施电压(步骤#301)。然后，系统控制部31判定电池22的电压是否为在步骤#301中得到的0％修正实施电压以下(步骤#302)。
在电池22的电压为0％修正实施电压以下的情况下(步骤#302为“是”)，系统控制部31向电动机驱动部32发送控制指令，使得电动机15的驱动限制开启(图5的步骤#303)。由此，电动机驱动部32按照保持电池22的电压超过0％修正实施电压的状态的方式，调整电动机15的输出以执行限制放电电流的电动机驱动限制(图5的#303)。
也就是说，在图8中以电池22的电压维持自电池22的实际电压(虚线)与0％修正实施电压(下侧的实线)的交点起左侧区域的状态的方式，限制放电电流。由此，能够防止因电池22的电压处于0％修正实施电压以下而引起的电池22的劣化、寿命变短。
此外，对于图8实际上各修正实施电压有时因温度而变动。此外，由于在利用图3所说明的与电池22的剩余容量计算相关的动作流程的步骤#108和#109中，通常为了执行确定电池22的剩余容量的3％的修正的处理，而在判定中设有一定的处理时间，因此在此期间有可能存在电池22的电压处于3％修正实施电压以下的期间。
也就是说，在对电动机15进行驱动的状态下，电池22的电压有可能达到0％修正实施电压。因此，如上所述那样电动机驱动部32以电池22的电压处于0％修正实施电压以下为条件，按照电池22的电压超过0％修正实施电压的方式，调整电动机15的输出以执行限制放电电流的电动机驱动限制。由此，可以使用的电池22的电力来驱动电动机15。
此外，作为使电池22的电压不低于0％修正实施电压的电动机驱动限制，除了将电池22的电压处于0％修正实施电压以下作为条件以外，随着电池22的电压接近0％修正实施电压，对应以0％修正实施电压为基准的电池22的电压来限制放电电流的电动机驱动限制也能适用。例如，可以采用电池22的电压越是接近0％修正实施电压则越是增大放电电流的限制这种的处理。该情况下，例如从电池22的电压中减去0％修正实施电压之后的电压差例如为1V以下时，可以采用使作为电池22容许的放电电流值只降低与(1V-电压差)成比例的电流部分等的处理。
并且，当执行电动机驱动限制之后，结束与电动机15的驱动限制的判定相关的动作流程(图5的结束)。
另一方面，在电池22的电压超过0％修正实施电压的情况下(步骤#302为“否”)，使电动机驱动限制停止(步骤#304)，并不执行电动机15的驱动限制而直接返回至步骤#301。这样一来，由于电池控制部21导出执行电动机驱动限制的电池22的0％修正实施电压，因此系统控制部31的负荷被减轻，电动车辆1的系统整体的控制变得更加顺利。
根据上述实施方式，因为由剩余容量推定部21a(电池控制部21)推定电动车辆1的电池22的剩余容量，因此能够一边抑制控制中带来的较大负荷一边监视电池22的剩余容量。再有，由于以剩余容量修正部21b(电池控制部21)修正之后的电池22的剩余容量在3％以下作为条件使电动机15的驱动停止，因此之后可以通过剩余的电力例如进行灯的点亮，从而无论昼夜都能够提高可视性确保安全性。由此，能够提供一种电动车辆1的系统控制装置30，可避免电动车辆1在行驶中系统整体的电源突然关断这种危险性。
再有，通过将这种系统控制装置30搭载于电动车辆1，能够提供一种可避免行驶中系统整体的电源突然关断这种危险性的可靠性较高的电动车辆1。
接下来，按照图9所示的流程，利用图10，说明由本发明的第2实施方式所涉及的移动体的系统控制装置进行的与电池的剩余容量和电压相关的动作。图9是表示与电动机驱动限制的判定相关的动作的流程图，图10是表示电池电压与电池放电限制之间的关系的曲线图。此外，由于该实施方式的基本结构与利用图1～图8所说明的所述第1实施方式相同，因此对与第1实施方式相同的结构省略附图的记载及其说明。
第2实施方式涉及的移动体即电动车辆1执行电动机驱动限制的定时是电池22的电压达到3％修正实施电压的时刻。以下，对其动作进行说明。
电动车辆1在系统电压接通的状态下(图9的开始)，系统控制装置30的系统控制部31针对电池组件20的电池控制部21确认在图3的步骤#107中得到的3％修正实施电压(步骤#401)。然后，系统控制部31判定电池22的电压是否达到在步骤#401中得到的3％修正实施电压(步骤#402)。
在电池22的电压达到3％修正实施电压时(步骤#402为“是”)，系统控制部31向电动机驱动部32发送控制指令，使得电动机15的驱动限制开启(图9的步骤#403)。由此，电动机驱动部32按照电池22的电压保持不低于3％修正实施电压的状态的方式，调整电动机15的输出以执行限制放电电流的电动机驱动限制(图10的#403)。
也就是说，在图10中电动机驱动部32以电池22的实际电压(虚线)不会从与3％修正实施电压(上侧的实线)的交点起下降至下侧而维持沿着3％修正实施电压的状态的方式，限制放电电流。并且，当执行电动机驱动限制之后，结束与电动机15的驱动限制的判定相关的动作流程(图9的结束)。
另一方面，在电池22的电压超过3％修正实施电压的情况下(步骤#402为“否”)，使电动机驱动限制停止(步骤#404)，并不执行电动机15的驱动限制而直接返回至步骤#401。
此外，在执行电动机驱动限制之后，电池22难以维持3％修正实施电压，下降至相当于3％以下的剩余容量的电压时(图3的步骤#110为“是”、图4的步骤#202为“是”)，系统控制部31使电动机15的驱动关断(图4的步骤#203)。由此，电动机15的驱动关断之后直至系统整体的电源关断为止，能够确保电池22的电力。因而，可以对电动机驱动以外的控制系统和灯的点亮等供电。
另外，作为使电池22的电压不低于3％修正实施电压的电动机驱动限制，除了将电池22的电压达到3％修正实施电压作为条件以外，随着电池22的电压接近3％修正实施电压，对应以3％修正实施电压为基准的电池22的电压来限制放电电流的电动机驱动限制也能适用。例如，可以采用电池22的电压越是接近3％修正实施电压则越是增大放电电流的限制这种的处理。该情况下，例如从电池22的电压中减去3％修正实施电压之后的电压差例如为5V以下时，可以采用使作为电池22容许的放电电流值只降低与(5V-电压差)成比例的电流部分等的处理。
接下来，关于作为搭载了本发明的第3实施方式涉及的系统控制装置的移动体的电动车辆，利用图11和图12对其构造进行说明。图11是表示搭载了系统控制装置的电动车辆的一例的侧视图，图12是表示电动车辆的结构框图。
如图11所示，第3实施方式所涉及的移动体即电动车辆101是具备前轮102和后轮103的电动式两轮车，具体而言是电动式自动两轮车。电动车辆101是主车架104和摆臂(swing arm)105作为主要骨架而构成的。
主车架104的前端部向上方弯曲，在其前端部可操舵地支撑前轮102和车把106。在车把106上设有：在电动车辆101的加减速时使用的调节器(throttle)107、和制动时使用的制动杆108。在车把106的前侧设有向电动车辆101的前方照射光的前灯109。
在左右方向的车把106的中央设有仪表部110。仪表部110除了显示电源接通/关断和行驶速度等运转信息之外，还经由与电池组件120之间连接的未图示的信号线接收并显示与电池剩余容量相关的信息。此外，仪表部110作为在电动车辆101发生故障时通过错误代码将异常信息报知给驾驶者的报知部发挥作用。
在主车架104的后端侧即电动车辆1的前后方向的大致中央部，具备驾驶者坐在上面的车座111、收容部112。收容部112设在车座111的下方，在其内部收容电池组件120和系统控制装置130。车座111还起到收容部112的盖子的效果，针对收容部112可开闭地安装。在主车架104的车座111的后方即后轮103的上方位置具备载物架113。
摆臂105从主车架104后部的、车座111和收容部112的位置的下方向后方延伸。后轮103被摆臂105的后端支撑。此外，后轮103是驱动轮，在与摆臂105之间具备驱动后轮103的电动机114。也就是说，摆臂105水平支撑电动机114和后轮103的转动轴。此外，从摆臂105的电动机114的位置上部向上方的载物架113，设有悬挂电动机114和后轮103的悬置单元115。
此外，为了车辆整体的动作控制，电动车辆101具备图12所示的系统控制装置130。系统控制装置130具备：系统控制部131、电动机驱动部132、上述的电池组件120。
系统控制部131由一般的微计算机构成，作为根据存储、输入至该微计算机内部的程序、数据控制与电动车辆101的行驶相关的一系列动作的处理器发挥作用。此外，系统控制部131具备电动机驱动关断及系统电源关断判定部133、和电动机驱动限制判定部134。电动机驱动关断及系统电源关断判定部133根据电池组件120的电池剩余容量判定使电动机驱动关断的定时、及使系统电源关断的定时。电动机驱动限制判定部134根据电池的电压判定是否对电动机114的驱动进行限制。
此外，在作为电动式两轮车的电动车辆101中，所谓使系统电源关断是指例如前灯109、仪表部110、方向指示灯(未图示)、其他电动机驱动以外的控制系统的任意一个部件都处于不工作的状态。例如，在四轮车的情况下，作为通过使系统整体的电源关断来限制动作的要素，除了上述以外，例如还包括雨刷、音响部分、空调等。
电动机驱动部132控制从电池组件120提供的电力来驱动电动机114，例如转换器装置就属于该部件。使电动车辆101行驶时，系统控制部131根据从驾驶者操作的调节器107得到的调节器107开度情况设定针对电动机114的目标转矩，并发送至电动机驱动部132。电动机驱动部132根据来自系统控制部131的控制指令针对从电池组件120提供的电力调整电流和电压等，并驱动电动机114。
电池组件120具备：电池控制部121、电池122、温度传感器123、电流传感器124、以及电压传感器125。
电池控制部121监视电池122的电池电压和电流、温度、剩余容量等，完全控制充放电。此外，电池控制部121具备电池122的剩余容量推定部121a、剩余容量修正部121b。
剩余容量推定部121a通过对从电流传感器124得到的电池122的电流进行累计，来推定电池122的剩余容量。由此，利用比较容易的电池122剩余容量的推定方法，就可以将电动车辆101的系统整体控制中的负荷尽量抑制得较低。
在此，只要不是电动机114的驱动关断或系统整体的电源关断等重大的定时，向仪表部110显示的电池剩余容量显示的精度就可以比较低。因此，电池控制部121主要用于将由剩余容量推定部121a使系统整体控制中的负荷抑制得较低所导出的推定剩余容量向仪表部110显示的电池剩余容量显示。
剩余容量修正部121b具备映射部件121c，该映射部件121c根据电池122的电流与温度之间的关系得到与电池122的剩余容量对应的修正实施电压。映射部件121c存储着例如与作为第1预定剩余容量的3％、以及作为第2预定剩余容量的0％相对应的修正实施电压。剩余容量修正部121b以电池122的电压处于利用映射部件121c得到的与剩余容量3％、0％分别对应的修正实施电压以下为条件，对剩余容量推定部121a推定出的电池122的推定剩余容量进行修正。因此，可以利用3％、0％的各个等级将电池122的推定剩余容量修正为比较正确的剩余容量。
此外，映射部件121c能够根据电池122的电流与温度之间的关系得到与电池122的剩余容量相对应的修正实施电压，用于修正剩余容量推定部121a推定出的电池122的推定剩余容量。由于剩余容量修正部121b根据电池122的电压、电流、温度对剩余容量推定部121a推定出的电池122的推定剩余容量进行修正，因此，能够将电池122的电压、电流、温度分别作为变量构成映射部件121c。
此时，作为变量使用电池122的电压、电流、温度之中的至少一个即可。也就是说，作为变量既可以使用电池122的电压、电流、温度的任意一个，也可以使用任意两个的组合。例如，可以与电池122的电流、温度无关地根据电压决定修正实施电压。此外，例如也可以根据电池122的电流、或者根据温度决定修正实施电压。此外，例如还可以根据电池122的电流和温度决定修正实施电压。
此外，电池122由串联、并联连接的多个电池单元构成。温度传感器123是检测电池122的温度的传感器，例如可以对应预定数目的电池单元的每一个而设置多个。电流传感器124测定电池122充放电时的电流。电压传感器125测定电池122的电压、或者电池122的各电池单元的电压。此外，电池122是电动车辆101中所有需要电力的构成要素的供电源。
在这种结构的电动车辆101中，由于系统控制装置130其基本结构与第1实施方式相同，因此逐次执行与利用图3～图8所说明的动作相同的动作。也就是说，系统控制部131以剩余容量推定部121a进行推定然后剩余容量修正部121b根据电池122的电压、电流、温度修正之后的电池122的剩余容量在第1预定剩余容量即3％以下作为条件，使电动机114的驱动关断。此外，系统控制部131以修正之后的电池122的剩余容量在第2预定剩余容量即0％以下作为条件，使电动车辆101的系统整体的电源关断。此时，系统控制部131例如熄灭前灯109。
此外，参照第1实施方式中的与图3～图8相关的详细说明，在此省略相应说明。另外，系统控制装置130也可以如第2实施方式那样，以电池122的电压达到3％修正实施电压作为条件执行电动机驱动限制。
根据上述结构，通过将本发明的系统控制装置130搭载于作为移动体的电动车辆101即电动式自动两轮车，能够提供一种可以避免行驶中系统整体的电源突然关断这种的危险性的可靠性较高的电动式自动两轮车。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的范围并不限定于此，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更来实施。
例如，在本发明的实施方式中，对于作为搭载了系统控制装置30的移动体的电动车辆1，以图1所示的电动自行车为例进行了说明，但作为搭载对象的电动车辆并不限定于电动自行车，也可以是第3实施方式中图11所示的电动式自动两轮车或自动四轮车。
再有，作为本发明的系统控制装置的搭载对象的移动体，即可以是电动汽艇等船舶或水上游戏道具这种的交通工具，还可以是以电动机为驱动源、不搭载人的在无人驾驶的情况下移动的移动体。
此外，在上述实施方式中，作为判定电动机15的驱动关断的电池22的第1预定剩余容量而设定为3％，作为判定系统整体的电源关断的电池22的第2预定剩余容量而设定为0％，但这些预定剩余容量并不分别限定于3％、0％，也可以设定为其他剩余容量例如5％、1％等。此外，这些预定剩余容量不限定于3％、0％这种的相对量，也可以使用300mAh、0mAh这种的绝对量等进行设定。
另外，在电池22的推定剩余容量以低于实际剩余容量的方式进行推移的情况下(参照图6)，在图3的步骤#104和图6中以推定剩余容量降低至3％之前的4％保持推定剩余容量，进而在图3的步骤#106和图6中以推定剩余容量降低至0％之前的1％保持推定剩余容量，但这些推定剩余容量并不分别限定于4％、1％，也可以设定为其他的推定剩余容量例如3.5％、0.5％等。
(工业上的可用性)
本发明可用于搭载了电池的电动车辆的系统控制装置中。

Claims (11)

1.一种移动体的系统控制装置，一边监视电池的剩余容量一边控制移动体的电动机以及系统整体，其特征在于具备：
剩余容量推定部，对所述电池的剩余容量进行推定；
剩余容量修正部，根据所述电池的电压、电流、温度之中的至少一个，对所述剩余容量推定部推定出的所述电池的推定剩余容量进行修正；和
系统控制部，以所述剩余容量修正部修正之后的所述电池的剩余容量在第1预定剩余容量以下作为条件，使所述电动机的驱动关断。
2.根据权利要求1所述的移动体的系统控制装置，其特征在于，
所述系统控制部以所述剩余容量修正部修正之后的所述电池的剩余容量在比所述第1预定剩余容量少的第2预定剩余容量以下作为条件，使所述系统整体的电源关断。
3.根据权利要求1或2所述的移动体的系统控制装置，其特征在于，
所述剩余容量推定部通过累计所述电池的电流来推定所述电池的剩余容量。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的移动体的系统控制装置，其特征在于，
所述剩余容量修正部具有映射部件，该映射部件基于所述电池的电流与温度之间的关系获取与所述电池的剩余容量对应的修正实施电压，所述剩余容量修正部以所述电池的电压在利用所述映射部件得到的分别与所述第1预定剩余容量或比所述第1预定剩余容量少的所述第2预定剩余容量对应的所述修正实施电压以下作为条件，对所述剩余容量推定部推定出的所述电池的推定剩余容量进行修正。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的移动体的系统控制装置，其特征在于，
对应以与比所述第1预定剩余容量少的所述第2预定剩余容量相应的电压作为基准的所述电池的电压，执行限制放电电流的电动机驱动限制。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的移动体的系统控制装置，其特征在于，
以所述电池的电压在与比所述第1预定剩余容量少的所述第2预定剩余容量对应的电压以下作为条件，按照所述电池的电压超过与所述第2预定剩余容量对应的电压的方式，调整所述电动机的输出以执行限制放电电流的电动机驱动限制。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的移动体的系统控制装置，其特征在于，
对应以与所述第1预定剩余容量相应的电压作为基准的所述电池的电压，执行限制放电电流的电动机驱动限制。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的移动体的系统控制装置，其特征在于，
以所述电池的电压达到与所述第1预定剩余容量对应的电压作为条件，按照所述电池的电压不低于与所述第1预定剩余容量对应的电压的方式，调整所述电动机的输出以执行限制放电电流的电动机驱动限制。
9.根据权利要求5至8任意一项所述的移动体的系统控制装置，其特征在于，
设置于所述电池的用于控制所述电池的动作的电池控制部，导出执行所述电动机驱动限制的所述电池的电压。
10.一种移动体，其特征在于，
搭载了权利要求1至9任意一项所述的系统控制装置。
11.根据权利要求10所述的移动体，其特征在于，
具备向移动体的前方照射光的前灯，
所述系统控制部在所述剩余容量修正部修正之后的所述电池的剩余容量变为比所述第1预定剩余容量少的第2预定剩余容量以下的情况下，使所述前灯熄灭。
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