JP4319048B2

JP4319048B2 - 電動車両

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Publication number: JP4319048B2
Application number: JP2004003770A
Authority: JP
Inventors: 聡本田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2024-01-09
Also published as: TWI243120B; EP1552976A3; CN1637388A; US20050154508A1; US7412309B2; EP1552976B1; CN100582674C; EP1552976A2; JP2005193835A; TW200526438A

Description

本発明は、バッテリを搭載した電動車両に関する。

従来技術として、特許文献１にはバッテリ内部にバッテリの使用履歴等を格納するためのメモリを設け、メモリ内に格納されたデータを外部の装置によって読み出す構成が開示されている。
特開２００３−１２３８４８号公報

しかし、特許文献１の構成では、バッテリ内部に格納されたバッテリに関する情報を読み出すのに特別な装置が必要になり、収容空間が小さい自動二輪車等に適用される場合には、特別な装置を備え付ける空間を新たに設けなければならない課題がある。
また、自動二輪車等においては総走行距離／トリップ走行距離を表示する機能を備えているが、それらの走行距離のデータを格納するメモリは、スピードメータの表示部内に設けられており、同等の機能を果たすバッテリの使用履歴等を格納するメモリが別個独立して設けられているのは、収容空間が小さい自動二輪車等におけるスペース効率化の点から改善すべき課題である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、バッテリに関する情報を読み出す特別な装置を設置することなく読み出せることができ、また、車両装置に分かれて記憶されているデータをまとめて一箇所の記憶領域に保管することで、スペースの効率化を図ることができる電動車両を提供することにある。

請求項１の発明は、駆動輪に対して動力を印加する電動機（例えば、実施の形態における電動機１００）と、前記電動機に対して電力を供給するバッテリ（例えば、実施の形態におけるバッテリ１８）と、前記電動機の駆動制御を行うドライバ（例えば、実施の形態におけるドライバ１０３）と、前記バッテリの充放電に関する制御を行う制御部（例えば、実施の形態におけるバッテリ管理ユニット２５）と、車両に関する所定の情報を表示する表示部（例えば、実施の形態におけるスピードメータ４００）と、を備えた電動車両において、前記制御部は、前記ドライバで検出された前記電動機の車速パルスに基づいて車速、総走行距離、トリップ走行距離を求めるとともに、前記車速、前記総走行距離、前記トリップ走行距離の情報及びバッテリの充放電に関する情報を通信手段（例えば、実施の形態における通信ポート２５ｏ）を用いて前記表示部に表示させることを特徴とする電動車両である。
制御部がドライバから受信した車速パルスに基づいて車速、総走行距離、トリップ走行距離を求めるとともに、車速、総走行距離、トリップ走行距離の情報及びバッテリの充放電に関する情報を通信手段を用いて表示部に表示させる構成をとっていることから以下の３つの作用と効果が得られる。
１つ目の作用と効果は、運転者がバッテリの使用履歴等に関する情報を表示部において確認することを可能にしており、バッテリの使用履歴等に関する情報の確認において外部の特別な装置を不要としている効果がある。
２つ目の効果は、制御部のメモリ（例えば、実施の形態におけるメモリ２５ｎ）にバッテリの使用履歴等に関する情報とともに総走行距離及びトリップ走行距離の情報も併せて記憶することが可能となり、スピードメータの表示部内に総走行距離、トリップ走行距離を記憶するメモリを不要にしており、スペースの利用効率化、コスト削減が図られる効果がある。
３つ目の作用と効果は、前記制御部において一元的にバッテリの充放電制御や車速制御を行うことを可能にしており、システム全体の設計、保守を容易にする効果がある。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制御部は、前記ドライバで検出された車速パルスに基づいて残走行距離を算出することを特徴とする。
制御部においてドライバで検出された車速パルスから車速を求め、その値と制御部のメモリに記憶されているバッテリ残量情報及びバッテリから読み出されるバッテリの電圧と電流の値から残走行距離を計算し、スピードメータに送信し、スピードメータの表示部で表示する構成をとっている。これにより、運転手は距離数値である残走行距離を見ながら走行することができ、距離に基づいた走行計画を容易にする効果がある。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記ドライバは、異常を検出した場合には、前記車速パルスのデューティ比を所定の値に変更して前記制御部に送信し、前記制御部が異常を判定して前記表示部に異常を表示させることを特徴とする。
ドライバの自己検出機能においてドライバの故障等を検出した場合に車速パルスのデューティ比を所定の値に変えて制御部に送信する構成をとっていることから、新たに故障情報を伝える回線を追加することを必要とせず、スペースの利用効率を維持する効果がある。さらに、ドライバ故障の検出情報を回線を通じてスピードメータの表示部に表示することを可能としており、運転者に故障状態を迅速に伝えることができる効果がある。

この発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の電動車両は、制御部がドライバから受信した車速パルスに基づいて車速、総走行距離、トリップ走行距離を求めるとともに、前記車速、前記総走行距離、前記トリップ走行距離の情報及びバッテリの充放電に関する情報を通信手段を用いて前記表示部に表示させる構成をとっていることから以下の３つの作用と効果が得られる。
１つ目の作用と効果は、運転者がバッテリの使用履歴等に関する情報を表示部において確認することを可能にしており、バッテリの使用履歴等に関する情報の確認において外部の特別な装置を不要としている効果がある。
２つ目の効果は、制御部のメモリにバッテリの使用履歴等に関する情報とともに総走行距離及びトリップ走行距離の情報も併せて記憶することが可能となり、スピードメータの表示部内に総走行距離、トリップ走行距離を記憶するメモリを不要にしており、スペースの利用効率化、コスト削減が図られる効果がある。
３つ目の作用と効果は、制御部において一元的にバッテリの充放電制御や車速制御を行うことを可能にしており、システム全体の設計、保守を容易にする効果がある。

請求項２の電動車両は、制御部においてドライバで検出された車速パルスから車速を求め、その値と制御部のメモリに記憶されているバッテリ残量情報及びバッテリから読み出されるバッテリの電圧と電流の値から残走行距離を計算し、スピードメータに送信し、スピードメータの表示部で表示する構成をとっている。これにより、運転手は距離数値である残走行距離を見ながら走行することができ、距離に基づいた走行計画を容易にする効果がある。

請求項３の電動車両は、ドライバの自己検出機能においてドライバの故障等を検出した場合に車速パルスのデューティ比を所定の値に変えて制御部に送信する構成をとっていることから、新たに故障情報を伝える回線を追加することを必要とせず、スペースの利用効率を維持する効果がある。さらに、ドライバ故障の検出情報を回線を通じてスピードメータの表示部に表示することを可能としており、運転者に故障状態を迅速に伝えることができる効果がある。

以下、本発明の一実施形態による電動車両を図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態による電動車両の側面図であり、電動車両１０は、車体フレーム１１の前部に回転可能に取付けたハンドル軸１２と、このハンドル軸１２の上部に取付けたハンドル１３と、ハンドル軸１２の下部に取付けたフロントフォーク１４と、このフロントフォーク１４の下端に取付けた前輪１６と、車体フレーム１１の中央部に設けたフロアステップ１７と、このフロアステップ１７の下方に配置したバッテリ１８、１８（手前側の符号１８のみ示す。）と、車体フレーム１１の後部を構成するシートポスト２１の下部に上下スイング自在に取付けたスイング式のパワーユニット２２と、このパワーユニット２２の後部に取付けた車輪としての後輪２３と、パワーユニット２２の上部とシートポスト２１側とに渡したリヤクッションユニット２４と、シートポスト２１の中間部に取付けた電圧変換部としてのバッテリ管理ユニット２５と、このバッテリ管理ユニット２５の後方に配置した電装部品としてのテールランプ２６と、シートポスト２１の上端部に取付けたシート２７とからなる。

車体フレーム１１は、前部に、ハンドル軸１２を回転自在に支持するヘッドパイプ３１を備える。
ハンドル１３は、ハンドル軸１２の上端に取付けたアーム３３と、このアーム３３から上方へ伸ばしたハンドル支持部材３４と、このハンドル支持部材３４の上端に取付けたハンドルバー３５とからなり、ハンドル支持部材３４を備えることで、ヘッドパイプ３１を低位置に配置することができ、車体フレーム１１を小型にすることができて、車体フレーム１１の重量軽減を図ることができる。

バッテリ１８は、複数の円柱状のバッテリセルを樹脂製のシュリンクパック（ｓｈｒｉｎｋｐａｃｋ：熱で縮ませて包む包装材料）で包み込んだものである。

バッテリ管理ユニット２５は、商用電源を直流に整流し所定の電圧に降圧してバッテリ１８に電流を流す充電器と、電動機駆動用に高電圧としたバッテリ電圧をテールランプなどの電装部品用として低電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータとからなるものである。

即ち、バッテリ管理ユニット２５は、充電器とＤＣ−ＤＣコンバータとで一体的に構成したものである。なお、以後、本実施の形態では、バッテリ管理ユニット２５は、充電器とＤＣ−ＤＣコンバータとの一体型として説明するが、もちろん、充電器とＤＣ−ＤＣコンバータとは別体に構成されてもよい。例えば、充電器をバッテリ１８に近接させ、ＤＣ−ＤＣコンバータをテールランプ等の電装部品に近接させてもよい。

ここで、４１、４２は車体フレーム１１の前部に取付けたヘッドランプ及びメインスイッチ、４３は前輪１６の上方を覆うフロントフェンダ、４４はフロアステップ１７の下方を覆うアンダカバー、４７はサイドスタンド、４８は後輪２３の上方を覆うリヤフェンダ、５１はテールランプ２６の下部に取付けたライセンスプレート、５２はシート２７の下方に収納したヘルメットである。

図２は本実施形態による電動車両の車体フレームを示す側面図であり、車体フレーム１１は、前述のヘッドパイプ３１と、このヘッドパイプ３１からほぼ下方に真直ぐに延ばしたダウンパイプ６１と、このダウンパイプ６１から下方、そして後方さらに上方へ延ばした左右一対の下部パイプ６２、６２と、これらの下部パイプ６２、６２に取付けた前述のくの字状としたシートポスト２１と、このシートポスト２１の上端部から後方へ延ばしたシートフレーム６３と、シートポスト２１の中間部から後方へ延ばした中間フレーム６４とからなる。なお、６６、６６、６７、６７、６８、６８（それぞれ手前側の符号６６、６７、６８のみ示す。）は補強部材、７１はパワーユニット２２（図１参照）のスイング軸を取付けるためにシートポスト２１の下端部に取付けたパワーユニット支持部材である。

このような車体フレーム１１のヘッドパイプ３１、ダウンパイプ６１、下部パイプ６２、６２及びシートポスト２１をほぼＵ字状に形成することで、図１に示したようにＵ字の端部でハンドル１３及びシート２７を支持するとともに、Ｕ字の底でフロアステップ１７を支持しつつバッテリ１８を収納するという、電動車両１０に必要な機能を備えつつ最も単純にした車体フレーム１１とすることができる。

図３は本実施形態による電動車両の平面図であり、ほぼ四角形としたフロアステップ１７の下方に車体フレーム１１の下部パイプ６２、６２を配置し、これらの下部パイプ６２、６２間にバッテリ１８、１８と左右に並べて配置したことを示す。なお、７７は電動機（後述する。）の出力を調整するグリップ、７８、７８はテールランプ２６の左右に取付けたウインカである。グリップ７７は、通常の電動二輪車等に用いられるグリップ自体を握って回転させるもの、又はＡＴＶ（ＡｌｌＴｅｒｒａｉｎＶｅｈｉｃｌｅ：不整地走行用車両）等に用いられるレバー式のもの（サムスロットル）で構成してもよい。

図４は本実施形態による電動車両の車体フレームを示す平面図であり、車体フレーム１１のシートフレーム６３を円形、楕円形、あるいはこれらに近い形状にすることで、ヘルメット５２（図１参照）を縁をシートフレーム６３の内側に掛け、ヘルメット５２をシートフレーム６３で保持しておくことができるようにしたことを示す。なお、８１…（…は複数個を表す。以下同じ。）は下部パイプ６２、６２にフロアステップ１７（図３参照）を固定するために下部パイプ６２、６２に取付けた第１ブラケット、８２…は下部パイプ６２、６２にフロアステップ１７及びアンダカバー４４（図１参照）を固定するために下部パイプ６２、６２に取付けた第２ブラケットである。

図５は本実施形態による電動車両に搭載したバッテリを示す断面図であり、図中の矢印（ｆｒｏｎｔ）は車両前方を表す（以下同じ）。
バッテリ１８は、複数の円柱状としたニッケル水素バッテリセル１８ａ…を俵積みし、前述のシュリンクパック１８ｂで包んだものであり、バッテリケース８８内に収納した状態で、フロアステップ１７の下方に配置する。なお、９１は一方の下部パイプ６２にブラケット９２を介して取付けたウインカ用リレー、９３…はフロアステップ１７を第２ブラケット８２…に取付けるためにフロアステップ１７に設けた取付部である。

図６は本実施形態によるパワーユニットの第１側面図であり、パワーユニット２２に対して後輪２３（図１参照）とは反対の側から見た図を示す。
パワーユニット２２は、後半部に電動機１００を収納するとともにこの電動機１００の出力軸１０１を後輪２３（図１参照）の車軸１０２に連結し、前半部に、電動機１００に供給する電力を制御する、即ち電動機１００の駆動を制御するドライバ１０３及びこのドライバ１０３に付設した平滑用コンデンサ１０４を取付けたものである。なお、１８８は平滑用コンデンサ１０４を収納するコンデンサケースである。

なお、このパワーユニット２２における動力伝達方式は、電動機１００からの出力を減速機構（後述する。）を介して後輪２３に伝達するリダクションタイプである。また、ドライバ１０３は、パワーＦＥＴ（ＦＥＴ：ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ（電界効果トランジスタ））等のスイッチング部材で構成したものである。

ここで、１０６は後輪２３を制動するドラムブレーキを構成するブレーキアーム、１０７はブレーキアーム１０６の先端に取付けた調整部材、１０８は調整部材１０７に連結するとともにブレーキレバー（不図示）に連結したワイヤ、１１１はワイヤ１０８を移動自在に収納するアウタケーブルであり、ブレーキレバーを握ることにより、ワイヤ１０８、調整部材１０７を介してブレーキアーム１０６をスイングさせ、ブレーキアーム１０６の回転軸となるブレーキシャフト１０９の先端に設けたカム部材を回転させ、カム部材でブレーキシュー（詳細は後述する。）をブレーキドラム（詳細は後述する。）に押し当て、後輪２３を制動する。調整部材１０７はブレーキアーム１０６の初期の角度を調整する部材である。１９１はリヤクッションユニット２４（図１参照）の下端を取り付けるために設けたクッション下端取付け部である。１９８は車体フレーム１１（図２参照）側のパワーユニット支持部材７１（図２参照）にスイング軸を介して取り付けるフレーム取付け部である。

なお、本実施の形態では、電動機１００の出力軸１０１を車軸１０２の上方斜め後方にオフセットさせて配置した構成にした。このように出力軸１０１と車軸１０２とを配置することにより、車体前後方向の長さを短くすることができ、車体の小型化が可能になる。また、出力軸１０１を車軸１０２の上方斜め前方に配置してもよい。

図７は図６の８−８線断面図であり、パワーユニット２２は、電動機１００を収納するユニットケース１２１と、このユニットケース１２１の側面に取付けたドラムブレーキ装置１２２と、このドラムブレーキ装置１２２に取付けた前述の車軸１０２とを備える。

ユニットケース１２１は、後輪２３側のケース本体１２５と、このケース本体１２５の開口側にボルト１２６…（図中には１本のみ図示した。）で取付けたケースカバー１２７とからなる２分割とした部材である。

電動機１００は、ケース本体１２５に取付けたステータ１３１と、ユニットケース１２１にベアリング１３２、１３２を介して回転可能に取付けた前述の出力軸１０１と、この出力軸１０１にスプライン結合にて取付けたロータ１３４とからなるアウタロータ形式のものである。なお、１３７は出力軸１０１の先端に形成した歯部、１３８はダストシールである。

ドラムブレーキ装置１２２は、ケース本体１２５の内側面１２５ａにボルト１４４…で取付けた装置であり、ケース本体１２５と共に車軸１０２をベアリング１４５、１４５で回転可能に支持する基部１４６と、この基部１４６に回転可能に取付けるとともに一端部にブレーキアーム１０６を取付けた前述のブレーキシャフト１０９と、このブレーキシャフト１０９の他端部に取付けたカム部材（不図示）と、このカム部材の回転により押圧されて径外方に開くブレーキシュー１５１と、このブレーキシュー１５１を内面に当てるカップ上のブレーキドラム１５２と、前述のブレーキアーム１０６とからなる。

車軸１０２は、出力軸１０１の歯部１３７に噛み合う歯部１５５と、後輪２３を結合するための雄スプライン１５６とを形成した部材である。なお、１５７は基部１４６と車軸１０２との間に設けたダストシールであり、１８６は車軸１０２を通す穴部である。
上記歯部１３７を備えた出力軸１０１と歯部１５５を備えた車軸１０２とは、減速機構１５８を構成する部材である。
後輪２３は、車軸１０２に取付けたホイール部１６１と、このホイール部１６１の外周部に装着したタイヤ１６２とからなる。

ホイール部１６１は、車軸１０２の雄スプライン１５６に結合した雌スプライン１６５を形成したボス部１６６及びカップ状のドラム部１６７から構成した前述のブレーキドラム１５２と、このブレーキドラム１５２の外周面１５２ａに取付けたディスク部１６８と、このディスク部１６８の外周部に取付けたリム部１７１とからなる。なお、１７３、１７４は車軸１０２に後輪２３を取付けるためのワッシャ及びナットである。

図７に示されたパワーユニット２２の構成について更に詳しく説明する。
ホイール部１６１は、その中心側（即ち、ドラム部１６７側）が後輪２３の車幅方向の中心から電動機１００とは反対側に突出するように構成した部材である。即ち、後輪２３における回転中心部となるボス部１６６がオフセットした状態にある。

また、上記のようにオフセットしたホイール部１６１内に、電動機１００と後輪２３との間に設けた減速機構１５８をめり込むように配置したことで、いわゆる、リダクションタイプのパワーユニット２２を採用しても、後輪２３に対するパワーユニット２２の車体側方への突出量を小さくすることができる。そのため、重量物であるパワーユニット２２と後輪２３とを車幅方向に略中心に配置することができる。

次に、電動機１００から後輪２３に対する動力伝達について説明する。
ドライバ１０３からの制御によりステータ１３１に駆動電流が供給される。駆動電流の制御は、例えばＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御にてなされる。

ＰＷＭ制御とは、電動機１００にパルス状に電圧を加えるとともにそのパルスのオンとオフの間隔の比率（デューティ比）を変化させて、電動機１００の回転数（及びトルク）を制御する方式である。

上記のＰＷＭ制御によって、ステータ１３１の周りに生じる回転磁界によりロータ１３４が回転し、それに伴い出力軸１０１が回転する。出力軸１０１からの動力は、歯部１３７及び歯部１５５を介して減速され、車軸１０２に対して伝達される。このように、電動機１００からの動力は、減速されて後輪２３に対して伝達される。

なお、本実施の形態では出力軸１０１と車軸１０２とを用いた減速比が固定である減速機構について例示したが、電動機１００からの動力が別の変速機で変速されて後輪２３に対して伝達されるものでもよい。そのような減速機構として、例えば、無段変速機を用いてもよい。

更に、本実施の形態に係る電動車両は、回生充電機構も有する。即ち、ドラムブレーキ装置、フロント用ブレーキ等を作用させて電動車両１０を減速させた場合に、電動機１００は発電機として駆動し、減速時に後輪２３から電動機１００に伝わる回転力を電気エネルギーに変換してバッテリ１８、１８に蓄積する機能を有する。

図８は本実施形態による電動車両のハンドルバー３５に備え付けられた、押し歩きスイッチ３５ａ、及びグリップ７７の斜視図であり、グリップ７７は上述したレバー式のサムスロットル型のもので構成されている。運転者が押し歩き制御を行う時に押下する押し歩きスイッチ３５ａは上スイッチハウジング３５ｂ、下スイッチハウジング３５ｃでハンドルバー３５に固定されている。

図９は本実施形態による電動車両のスピードメータ４００の表示部の平面図である。４００ａはバッテリ残量を示しており、バッテリの残量に従いブロックの点灯が減っていくことにより、残量を運転者に通知するバッテリ残量表示部である。４００ｂは速度表示部であり、デジタルで速度が表示される。４００ｃは総走行距離、トリップ走行距離及び残走行距離をデジタルで表示する距離表示部であり、運転者はスイッチ４００ｄとスイッチ４００ｅにより総走行距離、トリップ走行距離及び残走行距離を切り替えることができる。４００ｆはドライバ１０３が電動機１００の過熱や過電流を検出し故障と判断したときに点灯して、運転者に注意を促すための注意表示部である。４００ｇは４００ａと同じくバッテリ残量を示すものであるが、例えばバッテリの残量が残り２０％を下回る時に点灯し運転者に警告を与えるバッテリ残量警告表示部である。

図１０は、本実施形態による電動車両の電気回路図である。以下、バッテリ管理ユニット２５のポートとその他の装置との接続について説明する。メインスイッチ４２はバッテリ管理ユニット２５の起動ポート２５ａ、盗難防止ポート２５ｂと接続されている。また、メインスイッチ４２は図１０の左側バッテリ１８の負極と右側バッテリ１８の正極の間を接続している回線にヒューズ４１６を介して接続されており、その回線は分岐して電圧検出ポート２５ｃに接続されている。バッテリ１８、１８の温度ヒューズ１８ｃ、１８ｃは直列接続され、その一端が充電ポート２５ｄに接続され、その回線も分岐して電圧検出ポート２５ｃに接続されている。

バッテリ１８、１８のサーミスタ１８ｄ、１８ｄの各一端は温度検出ポート２５ｅと接続され、各他端はGNDポート（グラウンドポート）２５ｌに接続されている。バッテリ１８の負極とドライバ１０３の負極を接続している回線と、サーミスタ１８ｄとGNDポート２５ｌに接続されている回線を束ねるように電流計４０６が装着されており、電流計４０６は電流検出ポート２５ｆに接続されている。出力ポート２５ｈは電動車両のテールランプ２６とスピードメータ４００とウインカ用リレー９１の一端に接続され、スイッチ４１８を介してヘッドランプ４１の一端に接続され、スイッチ４２４，４２６を介してストップランプ２６ａの一端に接続され、スイッチ４２２を介してホーン４０２の一端に接続されている。ウインカ用リレー９１の他端はスイッチ４２０を介してウインカランプ７８、７８の一端に接続されている。GNDポート２５ｇは、テールランプ２６とスピードメータ４００とヘッドランプ４１とストップランプ２６ａとホーン４０２とウインカランプ７８、７８の他端に接続されている。

電動機１００を駆動するドライバ１０３の車速パルスポート１０３ｃはカプラ４０４ａを介して車速パルスポート２５ｉに接続されており、車速パルスポート２５ｉはバッテリ管理ユニット２５の車速検出器２５ｐと接続されており、ドライバ１０３から車速パルス情報が車速検出器２５ｐへ送信され、車速検出器２５ｐは受信した車速パルスから車速を算出している。車速検出器２５ｐは通信ポート２５ｏを介してスピードメータ４００と接続されており、算出された車速がスピードメータ４００へ送信され、スピードメータ４００で表示される。バッテリ管理ユニット２５とドライバ１０３間の情報の送受信はカプラ４０４ａを介して接続されているバッテリ管理ユニットの通信ポート２５ｊとドライバ１０３の通信ポート１０３ｂの間の回線を使って行われる。同じくドライバ１０３の起動入力ポート１０３ａはカプラ４０４ａを介して起動ポート２５ｋと接続されており、バッテリ管理ユニット２５からドライバ１０３内の初期化等の指示がこの回線を使って伝えられる。ＡＣ入力ポート２５ｍは充電時に外部の交流電源に接続するためのポートである。バッテリ管理ユニット２５の２５ｎはバッテリ残量情報、履歴情報、総走行距離情報（図１０中のオド）、トリップ走行距離情報（図１０中のトリップ）、時計情報を記録しているメモリであり、メモリ２５ｎは通信ポート２５ｏを介してスピードメータ４００と接続されており、メモリ２５ｎの内容は通信ポート２５ｏを介してスピードメータ４００に送信される。それらの情報を受信したスピードメータ４００は、図９で説明したそれぞれの表示部に該当する情報を表示する。バッテリ残量情報はバッテリ残量表示部４００ａに表示され、所定の場合にはバッテリ残量警告表示４００ｇが点灯する。総走行距離情報、トリップ走行距離情報は距離表示部４００ｃに表示される。

以下、図１０におけるバッテリ管理ユニット２５以外の装置間の接続について説明する。グリップ７７に装着されているスロットル開度を検出するスロットルセンサ７７ａとハンドルバー３５に装着されている押し歩きの制御を起動する押し歩きスイッチ３５ａはカプラ４０４ｂを介してドライバ１０３のスロットル／押し歩き入力ポート１０３ｄに接続されている。シート２７に装着されている運転者の着座・非着座を検出するシートスイッチ２７ａはカプラ４０４ｃを介してドライバ１０３のシートスイッチ入力ポート１０３ｅに接続されている。ドライバ１０３のロータ角入力ポート１０３ｆはカプラ４０４ｄを介して電動機１００のロータ角センサと接続されており、電動機１００のロータ角情報がドライバ１０３へ伝えられ、ドライバ１０３はその値から車速パルスを求めている。ドライバ１０３の正極はヒューズ４１４、ジャック４１０、プラグ４０８を介して図１０の左側のバッテリの正極と平滑用コンデンサ１０４の一方の端子に接続されている。また、ドライバ１０３の負極はヒューズ４１２、ジャック４１１、プラグ４０９を介して図１０の右側のバッテリ１８の負極と平滑用コンデンサ１０４の他方の端子に接続されている。

次に、バッテリ管理ユニット２５の機能について説明する。バッテリ管理ユニット２５は、電圧検出ポート２５ｃ及び温度検出ポート２５ｅを介して得られる情報からバッテリの充電制御を行う機能をもつ。また、バッテリ１８、１８の電圧値と電流検出ポート２５ｆを介して得られる電流値からバッテリ残量を計算する機能をもつ。バッテリ管理ユニット２５はＡＣ入力ポート２５ｍの電源接続、メインスイッチ４２のオン、バッテリ過電圧によって起動され、それぞれ、充電制御、ドライバ起動、ドライバを過電圧防止モードで起動の処理が行われる。また、必要に応じて、バッテリ管理ユニット２５はドライバ１０３にリフレッシュ放電を指示し、バッテリ１８、１８を放電させる機能ももつ。

次に、図１０を用いて電動機の起動時にメモリ２５ｎの内容更新及びスピードメータ４００に表示される過程を説明する。
まず、メインスイッチ４２が押されると、バッテリ管理ユニット２５の起動ポート２５ａを介してバッテリ管理ユニット２５が起動され、バッテリ１８、１８の電圧、充電状態、温度状態、電流がバッテリ管理ユニット２５の電圧検出ポート２５ｃ、充電ポート２５ｄ、温度検出ポート２５ｅ、電流検出ポート２５ｆを介して検出される。バッテリ管理ユニット２５はメモリ２５ｎに記憶されている情報を読み出し、バッテリ１８、１８から検出された状態にあわせて残量情報を更新する。そして、メモリ２５ｎに記憶されているバッテリ残量情報、履歴情報、総走行距離情報、トリップ走行距離情報、時計情報を通信ポート２５ｏを介してスピードメータ４００に送信し。それらの情報を受信したスピードメータ４００は、図９で説明したそれぞれの表示部に該当する情報を表示する。バッテリ残量情報はバッテリ残量表示部４００ａに表示され、所定の場合にはバッテリ残量警告表示４００ｇが点灯する。総走行距離情報、トリップ走行距離情報は距離表示部４００ｃに表示される。

次に、ドライバ１０３はバッテリ１８、１８から供給された電力で起動され、バッテリ管理ユニット２５の起動ポート２５ｋからドライバ１０３の起動入力ポート１０３ａに起動信号が伝わり、ドライバ１０３が初期化される。ドライバ１０３はそのスロットル／押し歩き入力ポート１０３ｄからスロットルセンサ７７ａのスロットル開度を検出し、スロットル開度の角度に応じて電動機１００を駆動する。電動機１００は減速機構１５８を介して後輪２３を駆動する（図７参照）。電動機１００の起動後に、ドライバ１０３はロータ角入力ポート１０３ｆを介して電動機１００のロータ角センサからロータ角を検出し、その情報を基に車速パルスを検出する。検出された車速パルスはドライバ１０３の車速パルスポート１０３ｃからバッテリ管理ユニット２５の車速パルスポート２５ｉへ送信され、さらに車速検出器２５ｐへ送信される。車速パルスを受信した車速検出器２５ｐは車速パルスを車速に変換して、通信ポート２５ｏを介してスピードメータ４００に送信し、スピードメータ４００の速度表示部４００ｂに車速が表示される。また、車速の情報から総走行距離とトリップ走行距離が更新され、同様にスピードメータ４００に更新情報が送信される。これにより、スピードメータ４００内で記憶装置を必要とせず、バッテリ残量情報、履歴情報、総走行距離情報、トリップ走行距離情報、時計情報がバッテリ管理ユニット２５から通信ポート２５ｏを介して送信され、スピードメータ４００の距離表示部４００ｃに表示することが可能になる。

バッテリ管理ユニット２５は、車速に加えてメモリ２５ｎに記憶されているバッテリ残量及びバッテリ１８から得られるバッテリ電圧、バッテリ電流の情報から残走行距離を計算し、通信ポート２５ｏを介してスピードメータ４００へ送信し、その情報がスピードメータ４００の距離表示部４００ｃに表示される。

次に、図１１を用いて、ドライバ１０３の自己検出機能において異常を検出した場合のスピードメータ４００へ通知する機能について説明する。通常の走行状態では、ドライバ１０３は、ロータ角入力ポート１０３ｆからカプラ４０４ｄを介して電動機１００のロータ角センサからロータ角センサ信号を受信しており、その信号から車速パルス信号を割り出している。同図（ａ）は、ロータ角センサ信号の三相交流の電流値の変化を示しており、同図（ｂ）の正常時のグラフに示すような車速パルス信号を割り出している。ドライバ１０３は、車速パルスポート１０３ｃを介してバッテリ管理ユニット２５に車速パルス信号を送信している。車速パルス信号を車速パルスポート２５ｉから受信したバッテリ管理ユニット２５は車速パルスからデューティ比を求め、その値を通常時のデューティ比として監視している。同図（ｂ）の正常時のグラフに示す通り、正常な場合にはデューティ比を５０％として算出する。
ドライバ１０３は、自己検出機能によって、ドライバ１０３内の各センサの故障や、電動機１００に流れる過電流を検知することにより故障を検出する。異常を検出した際に、ドライバ１０３は、車速パルス信号を所定の値以下（例えば、同図（ｂ）異常時に示す２５％）に落として、バッテリ管理ユニット２５に車速パルス信号を送信する。バッテリ管理ユニット２５は車速パルスのデューティ比の変化から迅速に故障状態を検出し、故障情報をスピードメータ４００の注意表示部４００ｆに表示することで運転者に即座に伝えることが可能となる。
また、この実施例の技術はエンジン車両用として用いて、総走行距離及びトリップ走行距離を記憶可能なＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）との組み合わせにより安価なメータやメンテナンスシステムを提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る電動車両の側面図である。同実施形態に係る電動車両の車体フレームを示す側面図である。同実施形態に係る電動車両の平面図である。同実施形態に係る車体フレームを示す平面図である。同実施形態に係る電動車両に搭載したバッテリを示す断面図である。同実施形態に係るパワーユニットの側面図である。図６の８−８線断面図である。同実施形態に係る押し歩きスイッチ周りの斜視図である。同実施形態に係るスピードメータの表示部の正面図である。同実施形態に係る電動車両の電気配線図である。同実施形態に係るロータ角センサ信号及び車速パルス信号のタイミングチャートである。

符号の説明

１８バッテリ
２５バッテリ管理ユニット
２５ｎメモリ
２５ｏ通信ポート
１００電動機
１０３ドライバ
４００スピードメータ

Claims

駆動輪に対して動力を印加する電動機と、
前記電動機に対して電力を供給するバッテリと、
前記電動機の駆動制御を行うドライバと、
前記ドライバが出力する車速パルスを受信する車速検出器と、車速、総走行距離、トリップ総走行距離それぞれの情報と、前記バッテリの充放電に関する情報とを記憶するメモリを有し、前記バッテリの充放電に関する制御を行う制御部と、
車両に関する所定の情報を表示する表示部と、
を備えた電動車両において、
前記制御部は、前記車速検出器が前記ドライバより受信した前記車速パルスから変換した前記車速、前記車速に基づいて前記総走行距離及び前記トリップ総走行距離を求め、前記メモリに記憶されている前記総走行距離及び前記トリップ総走行距離を更新すると共に、変換した前記車速、更新した前記総走行距離、更新した前記トリップ総走行距離それぞれの情報と、前記バッテリの充放電に関する情報とを前記表示部に送信し、
前記表示部は、前記制御部から受信した前記車速、前記総走行距離、前記トリップ総走行距離それぞれの情報と、前記バッテリの充放電に関する情報とを表示し、
前記ドライバは、異常を検出した場合には、前記車速パルスのデューティ比を所定の値に変更して前記制御部に送信し、前記制御部が異常を判定して前記表示部に異常を表示させると共に、前記車速パルスにより車速を算出する
ことを特徴とする電動車両。
前記制御部は、前記ドライバで検出された車速パルスに基づいて前記バッテリの残走行
距離を算出する請求項１記載の電動車両。