JP4350531B2

JP4350531B2 - 電動車両

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Publication number: JP4350531B2
Application number: JP2004002907A
Authority: JP
Inventors: 聡本田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2004-01-08
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: FR2866839B1; JP2005198437A; CN100361864C; ITTO20050004A1; US20050177285A1; TWI243119B; US7299115B2; CN1636822A; FR2866839A1; TW200523146A

Description

本発明は、押し歩き機能を有する電動車両に関する。

従来技術として、特許文献１には人力と補助動力との合力を駆動力とする電動補助自転車が開示されている。この電動補助自転車には、通常の車速よりも低く、人が歩いている速度と略同じ速度で自走することができる押し歩き機能が具備されている。そして、そのような押し歩き機能を電動スクータに代表される電動車両への適用が考えられる。ところで、電動補助自転車では、ペダルクランクと駆動軸、モータと駆動軸との間にワンウェイクラッチ等を介在させる構造となっているので、通常の走行中に押し歩き機能が駆動されたとしても人力によるペダル走行と押し歩き機能の速度との間で調整が図られる仕組みになっている。
特開２００３−９５１８２号公報

しかし、電動スクータ等は、電動モータの動力を主な駆動力としているので、通常走行中に押し歩き機能が駆動された場合には、電動モータの駆動力が変化する。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、所定の条件を満たした場合のみ押し歩きを許可する電動車両を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、駆動輪を駆動する電動機（例えば、実施の形態における電動機１００）と、前記電動機へ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、車速調整用のスロットル（例えば、実施の形態におけるスロットルセンサ７７ａ）と、前記スロットルの出力に基づいて前記電動機を制御する制御部（例えば、実施の形態におけるドライバ１０３）と、を具備する電動車両において、運転者が押し歩き走行を指示する押し歩きスイッチ手段（例えば、実施の形態における押し歩きスイッチ３５ａ）と、車両の状態を検出する車両状態検出手段（例えば、実施の形態におけるドライバ１０３）と、を備え、前記制御部は、前記押し歩きスイッチ手段からの指示を受け、前記車両状態検出手段により検出される車両状態が予め決められた条件を満たしていた時、前記電動機を押し歩き走行に制御することを特徴とする電動車両である。
制御部は、押し歩きスイッチ手段からの指示を受け、その時に車両状態が予め決められた条件を満たしているときに電動機を押し歩き走行に制御する構成になっていることで、車両状態が予め定められた条件を満たしていないときに押し歩きスイッチ手段が運転者により操作されてもそのまま通常の走行を維持することが可能になっている。

制御部は押し歩き走行を実行中においてスロットルの出力に基づく制御を行わない構成になっていることで、押し歩き走行中に運転者がスロットルをあけても押し歩き走行の制御が継続して行われることが可能になっている。

制御部はスロットルの開度が一定値以下でなければ押し歩き走行の制御を行わない構成になっていることで、運転者がスロットルを開いて走行しようとしている状態で押し歩きスイッチ手段が運転者により操作されてもそのまま通常の走行を維持することが可能になっている。

制御部は車速が一定値以下でなければ押し歩き走行の制御を行わない構成になっていることで、車速が一定値を越える状態で押し歩きスイッチ手段が運転者により操作されてもそのまま通常の走行を維持することが可能になっている。

制御部は、車速が一定値を超えている場合、押し歩きスイッチ手段からの指示を受けな
い構成になっている。そのため、車速が一定値を超えている場合、即ち通常の走行時に押
し歩きスイッチが運転者により操作されても、車両の速度低下を発生させないことを可能
とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記押し歩きスイッチ手段は、前記スロットルの近傍に備え付けられていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記制御部は、前記押し歩きスイッチ手段とカプラを介して接続されており、該カプラに流れるリーク電流に基づいて、該押し歩きスイッチ手段の故障状態を判定し、故障状態と判定すると押し歩き制御を禁止することを特徴とする。

請求項１に記載された電動車両は、車両状態が予め定められた状態にある中で、運転者により押し歩きスイッチ手段の操作がなされた場合に、押し歩きを許可する構成になっている。従って、車両状態が予め定められた状態にない場合、例えば、通常走行中に、押し歩きスイッチ手段の操作がなされたとしても、押し歩き状態に移行することなしに、通常走行をそのまま持続させることができるという効果を奏する。

請求項２に記載された電動車両は、押し歩き走行が実行されている状態では、スロットル操作による制御を行わない構成になっている。そのため、電動車両が押し歩き走行の状態にある場合に、運転者等によりスロットル操作がなされたとしても、スロットル操作による走行制御（通常の走行制御）に移行することなしに、押し歩き操作をそのまま持続させることができるという効果を奏する。

請求項３に記載された電動車両は、スロットルの開度が所定値以下の状態にある場合に、運転者により押し歩きスイッチ手段の操作がなされたことに起因して、押し歩き走行の制御を行う構成になっている。そのため、スロットル開度が所定値以上の場合に、運転者により押し歩きスイッチ手段が操作されたとしても、押し歩き制御を行わないように電動車両を制御させることができるという効果を奏する。

請求項４に記載された電動車両は、車速が所定値以下の場合に、運転者により押し歩きスイッチ手段の操作がなされた場合に、押し歩き走行の制御を行う構成になっている。そのため、車速が所定値以上の場合、例えば、通常走行の状態において、運転者により押し歩きスイッチ手段の操作がなされたとしても、電動車両の走行状態を押し歩き走行状態に移行させることなしに通常走行の状態をそのまま維持させることができるという効果を奏する。

請求項５に記載されて電動車両は、車速が所定値を超える場合には、押し歩きスイッチ手段からの指示を受け付けない構成になっている。そのため、車速が所定値を超える場合、例えば、通常走行時に、運転者により押し歩きスイッチ手段の操作がなされたとしても、車両の速度低下を発生させないので、より良い走行フィーリングを保つことができるという効果を奏する。

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の表示部の正面図である。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の各ポートとその他の装置との接続について説明する。バッテリ管理ユニット２５を起動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には電流計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を制御するドライバ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と接続されている。ドライバ１０３から車速パルスが車速検出器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２５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、通信ポート２５ｏを介してスピードメータ４００に接続されており、メモリ２５ｎの内容はスピードメータ４００に送信され、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。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持つ。

次に、図１０を用いて電動機が起動されるまでについて説明する。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の検出された状態にあわせて残量情報及び使用履歴情報を更新する。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。

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はその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。車速検出器２５ｐは受信した車速パルスを車速に変換し、通信ポート２５ｏを介してスピードメータ４００に送信し、車速がスピードメータ４００の速度表示部４００ｂに表示される。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、その距離表示部４００ｃに表示される。

次に、上記実施形態における押し歩き制御動作について説明する。
図１１、図１２はドライバ１０３が押し歩き制御及び押し歩き制御中のスロットル制御を行う場合に、その条件判断において用いられる走行速度フラグ及び押し歩き速度フラグについて説明したものである。図１１は電動機回転数の変化により走行速度フラグ（図中のFRUN）がどの状態に遷移するかを示したものである。加速している場合にフラグの状態が停止中から低速回転中に変化するポイントは図中のNESTPHであり、減速している場合にフラグの状態が低速回転中から停止中へ変化するポイントは図中のNESTPLである。同様に、加速している場合にフラグの状態が低速回転中から高速回転中に変化するポイントは図中のNECRSHであり、減速している場合にフラグの状態が高速回転中から低速回転中へ変化するポイントは図中のNECRSLである。また、電動機回転数＜０即ち逆転している時は走行速度フラグには停止中が設定される。

図１２は押し歩き制御における、押し歩きを許可する速度か否かの判定をする押し歩き速度フラグ（図中のFWLKV）の状態遷移を示したものである。加速している場合に押し歩き速度フラグが許可車速から禁止車速に変化するポイントは図中のNEWLKHであり、減速している場合に禁止車速から許可車速に変化するポイントは図中のNEWLKLとである。また、電動機回転数＜０即ち逆転している時は押し歩き速度フラグには許可車速が設定される。

次に、図１３のフローチャートを用いて、押し歩き制御について説明する。前提として、ドライバ１０３は常にスロットル／押し歩き入力ポート１０３ｄからスロットル開度の値及び、押し歩きスイッチの押下状態を検出しており、またカプラ４０４ｂのリーク電流からスロットルセンサ７７ａ及び押し歩きスイッチ３５ａの故障状態を監視している。

まず、スタート(ステップSa1)では、メインスイッチ４２が起動されドライバ１０３内で押し歩き制御フラグ（図中FWLKC）が禁止に設定される。次に、ドライバ１０３はカプラ４０４ｂのリーク電流を利用して押し歩きスイッチ３５ａの故障状態を判定する (ステップSa2)。押し歩きスイッチ３５ａが故障している場合は押し歩き制御フラグに禁止が設定される（ステップSa8）。押し歩きスイッチ３５ａが故障していない場合は押し歩きスイッチ３５ａの押下状態を判定する(ステップSa3)。押し歩きスイッチ３５ａが押されていない場合には押し歩き制御フラグに禁止が設定される（ステップSa8）。押し歩きスイッチ３５ａが押されている場合は、次に、ドライバ１０３はスロットル開度（図１３中THRA）の情報を受信し(ステップSa4)、その値が所定の値（THR0）以下か否かを判定する。ここで、所定の値であるTHR0は全閉電圧（例えば、０．８Ｖ）とモータ発進電圧（例えば、０．９Ｖ）との間の任意の電圧であり、THR0以下は略全閉状態を示している。スロットル開度が所定の値（THR0）を超える場合には押し歩き制御フラグの状態は継続される。スロットル開度が略全閉の場合は、次に押し歩き速度フラグ（図中FWLKV）が図１２で説明した許可車速であるかを判定する(ステップSa5)。押し歩き制御は押し歩きスイッチ３５ａが継続して押されていることにより駆動するので、上記の条件が全て満たされた後で再度押し歩きスイッチ３５ａが押されているかを読み取り判定する(ステップSa6)。押し歩きスイッチ３５ａが押されていない場合は押し歩き制御フラグの状態は継続される。押し歩きスイッチ３５ａが押されている場合には押し歩き制御フラグ（図中FWLKC）には許可が設定され(ステップSa7)、押し歩き制御が可能となる。

押し歩き制御可能の状態になるとドライバ１０３はスロットル制御を禁止し、押し歩き制御を開始し、所定の速度（例えば５ｋｍ／ｓｅｃ程度）で電動機１００を駆動する。
一方、押し歩き制御禁止の状態ではドライバ１０３は押し歩き制御を受け付けないこととなる。つまり、押し歩きスイッチ３５ａが押下されていない状態で、スロットル開度が所定の値を超えている場合や車速が許可車速でない場合、即ち通常の走行状態と想定される場合にはスロットル制御フラグは禁止の状態が継続し、押し歩き制御が受け付けられないこととなる。
一度押し歩き許可状態になるとスロットル開度（THRA）の判定や、押し歩き速度フラグ（FWLKV）の判定は行われず、押し歩き制御が続けられる。しかし、押し歩きスイッチ３５ａが故障したり、離されたりした場合には押し歩き制御フラグには禁止が設定され、ドライバ１０３に押し歩き制御を停止することとなる。

図１４は、図１３において記載した、押し歩き許可状態になるとスロットル開度、車速を感知しない制御についての処理の説明と、さらにシートの着座・非着座状態によりスロットル制御を行うか否かの判定を含めたフローチャートである。図中のFINHはスロットル走行制御フラグであり、スロットル走行制御フラグが許可の場合スロットル走行が許可され、禁止の場合はスロットル走行が行われないことを示すフラグである。FSSWはシートの着座状態と非着座状態を示すシート状態フラグである。シートの着座・非着座状態もまたドライバ１０３のシートスイッチ入力ポート１０３ｆから常に検出されている。そのほかのフラグについては図１３において用いたものと同じであるため説明は省略する。

最初に、メインスイッチ４２が起動されドライバ１０３のCPUがリセットされ(ステップSb1)、スロットル走行制御フラグが禁止に設定される（ステップSb2）。次に、押し歩き制御フラグ（FWLKC）の状態が判定される（ステップSb3）。押し歩き制御フラグが許可の場合はスロットル走行制御フラグには禁止が設定されスロットル制御は行われなくされる（ステップSb8）。押し歩き制御フラグが禁止の場合は走行速度フラグ（FRUN）の判定処理（ステップSb4）に進む。走行速度フラグには図１１で説明した状態遷移によって停止中、低速回転中、高速回転中のいずれかの状態に設定され、走行速度フラグの判定（ステップSb4）において走行速度フラグが高速回転中である場合にはスロットル制御フラグに許可が設定され（ステップSb9）、スロットル制御が可能となる。低速回転中の場合は以前の状態が継続される。走行速度フラグが停止中の場合、次のシートの着座状態の判定（ステップSb5）に進む。シート状態フラグ（FSSW）には着座もしくは非着座の状態が設定され、その状態を判定する。着座の場合にはスロットル開度（THRA）の判定処理（ステップSb6）に進む。スロットル開度の判定処理（ステップSb6）においてスロットル開度が所定の値（THR0）以下の場合にはスロットル走行制御フラグには許可が設定され、スロットル制御が可能となる。スロットル開度が所定の値（THR0）を超える場合には状態が継続することとなる。次に、シート状態フラグが非着座の場合にはスロットル開度の判定処理（ステップSb7）へ進む。スロットル開度判定処理（ステップSb7）においてスロットル開度が所定の値（THR0）以下の場合にはスロットル走行制御フラグは禁止が設定され、スロットル開度が所定の値（THR0）を超える場合は状態が継続される。即ち、シート状態による制御をまとめると停止中に着座したときでスロットルが略全閉のみスロットル制御が可能となり、停止中に座席を離れるとスロットル制御が停止されることとなる。

ドライバ１０３は各フラグの状態を継続して監視し、別の制御部分においてスロットル制御フラグが許可の場合はスロットル走行による制御を行う。ドライバ１０３は、スロットル制御フラグが禁止でかつ押し歩き制御フラグが許可の場合、スロットル走行による制御の受け付けを停止し、押し歩き制御を起動し、所定の速度（例えば５ｋｍ／ｓｅｃ程度）で電動機１００を駆動する。

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。同実施形態に係る走行速度フラグの状態遷移図である。同実施形態に係る押し歩き速度フラグの状態遷移図である。同実施形態に係る押し歩き制御のフローチャートである。同実施形態に係るスロットル制御のフローチャートである。

符号の説明

１８バッテリ
２５バッテリ管理ユニット
２７ａシートスイッチ
３５ａ押し歩きスイッチ
７７ａスロットルセンサ
１００電動機
１０３ドライバ

Claims

駆動輪を駆動する電動機と、前記電動機へ電力を供給するバッテリと、車速調整用のスロットルと、前記スロットルの出力に基づいて前記電動機を制御する制御部と、を具備する電動車両において、
運転者が押し歩き走行を指示する押し歩きスイッチ手段と、
車両の状態を検出する車両状態検出手段と、を備え、
前記制御部は、前記押し歩きスイッチ手段からの指示を受けると、前記車両状態検出手段により検出される車両状態が前記スロットルの開度が一定値以下、且つ、前記車速が一定値以下である条件を満たしているか否かの判定をし、該条件を満たしていると判定した際に前記押し歩きスイッチ手段からの指示を引き続き受けていると、前記電動機を押し歩き走行に制御し、前記押し歩き走行を実行中において前記スロットルの出力に基づく制御を行わず、前記車速が一定値を超えている場合には、前記押し歩きスイッチ手段からの指示を受け付けない
ことを特徴とする電動車両。
前記押し歩きスイッチ手段は、前記スロットルの近傍に備え付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
前記制御部は、前記押し歩きスイッチ手段とカプラを介して接続されており、該カプラに流れるリーク電流に基づいて、該押し歩きスイッチ手段の故障状態を判定し、故障状態と判定すると押し歩き制御を禁止する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動車両。