JP5460561B2 - 電動二輪車における電力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、電動スクータなどの電動二輪車における電源供給システムに関し、特に、電動二輪車に装着された電動機の回生電力発生時において、バッテリへの過充電や過電圧発生を防止して発生電圧の安定化を図ることができる電動二輪車における電源供給機構に関する。

電動二輪車は、車軸を回転駆動するための電動機、例えば永久磁石式ブラシレスモータや、バッテリから電力供給を受けて電動機を駆動する電源供給機構を搭載している。この電源供給機構は、電動スクータが惰性で走行する時や下り坂を走行する時などに電動機を発電機として使用し、これにより発電された回生電力でバッテリを充電する回生機能と、電動機に電力を供給する電力供給ラインの電圧を安定化する制御機能とを有する制御部を備えている。

電動二輪車において、走行中にメインスイッチが切断された場合に、制御部へ電源供給されず、電動機制御ができなくなることにより電力供給ラインの電圧安定化が行われず、回生電圧が過大になり、電源供給機構を構成するＰＤＵ等に対する影響が懸念される場合があった。このような現象を防止するため、過剰な回生電力を放電抵抗等で消費させる構成が特許文献１に開示されている。

特許第３９１９００２号公報

特許文献１に記載の構成によれば、余剰分の回生電力を放電電力等で消費させることができる。しかしながら、電動二輪車への適用を考慮した場合、バッテリ等の機能部材の配置スペースが四輪車に比較して大きく制限されるため、放電抵抗のような大きな部材の配置、放電抵抗の発熱スペースの確保、放電抵抗を冷却する構造等を考慮する必要があるという課題が生じていた。

本発明は上記実情に鑑みて提案されたものであり、電動二輪車において、放電抵抗等のような大きな部材を必要とすることなく、走行中にメインスイッチがオフ状態となった場合においても、過剰な回生電力の発生を防止できる構成を有する電力供給システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に係る発明は、バッテリ（５）と、前記バッテリ（５）に接続された電力供給ライン（２０）と、モータ（８）と、前記モータ（８）の出力制御及び発電制御を行うモータ駆動部（２）と、メインスイッチ（Ｓ１）がオン状態の時に前記電力供給ライン（２０）を介して電力供給されて前記モータ駆動部（２）の制御を行う制御部（１）とを備えた電動二輪車における電力供給システムにおいて、前記電力供給ライン（２０）に対して分岐し前記メインスイッチ（Ｓ１）を介して前記制御部（１）に接続されたスイッチ制御ライン（２１）と、前記メインスイッチ（Ｓ１）が一旦オン状態となった時に前記制御部（１）からの指示によりオン状態が維持されるリレースイッチ（Ｓ２）を備えて前記電力供給ライン（２０）から前記制御部（１）に電力供給を行う自己保持電力供給部（７）と、を設け、前記制御部（１）は、前記メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態で前記モータ（８）が発電機として機能する場合の発電量が所定値よりも大きい場合に、その発電量を低減させるように前記モータ駆動部（２）を駆動することを第１の特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１の電動二輪車における電力供給システムにおいて、前記電動二輪車の速度である車速を検知する車速検知部（９）を備え、前記制御部（１）は、前記メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態で前記車速が所定の速度以下の状態になった場合に、前記リレースイッチ（Ｓ２）をオフ状態にして前記自己保持電力供給部（７）による電力供給を停止させることを第２の特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２の電動二輪車における電力供給システムにおいて、前記制御部（１）は、前記車速が一定時間以上継続して所定の速度以下の場合に、前記自己保持電力供給部（７）による電力供給を停止させることを第３の特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３にいずれか１項に記載の電動二輪車における電力供給システムにおいて、緊急用バッテリ（１２）を備え、前記制御部（１）は、常時微量の電力を前記緊急用バッテリ（１２）から供給され前記メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態で車速が所定の速度よりも大きい状態であることを検知した場合に、前記自己保持電力供給部（７）からの電力供給を許可することを第４の特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動二輪車における電力供給システムにおいて、前記モータ駆動部（２）に生じる回生電力を昇圧又は降圧する昇圧／降圧コンバータ（１５）を備え、前記制御部（１）は、前記メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態となり車両が停止した後の走行時において、前記昇圧／降圧コンバータ（１５）からの電力供給が行われることを第５の特徴としている。

第１の特徴によれば、電動二輪車の走行中にメインスイッチ（Ｓ１）が切断された場合であっても、制御部（１）には電力供給がなされているので、この制御部（１）によりモータ（８）が発電機として機能する場合の発電量を低減させるようにモータ駆動部（２）が駆動されるので、メインスイッチ（Ｓ１）切断時での走行中において、モータの発電量（回生電力）が大きくなりすぎることを防止でき、放電抵抗等の大きな部品が不要となる。

第２の特徴によれば、メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態で車速が所定の速度以下の状態になった場合に、自己保持電力供給部（７）による電力供給を停止させることで、メインスイッチ（Ｓ１）のオフ時におけるバッテリ（５）の省エネルギー効果を図ることができる。

第３の特徴によれば、メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態で車速が一定時間以上継続して所定の速度以下の場合に、自己保持電力供給部（７）による電力供給を停止させることで、低速度の持続により回生電力が大きすぎることがない状態を確実に検出してから制御部（１）に対する電力供給を停止させることができる。

第４の特徴によれば、一旦、自己保持電力供給部（７）が切断された後に、メインスイッチ（Ｓ１）がオフされたまま車両が走行された場合にも、緊急用バッテリ（１２）により再度電力供給が許可された自己保持電力供給部（７）から制御部（１）への電力供給を行うことで、制御部（１）による前記モータ駆動部（２）の回生制御を継続して行うことができる。

第５の特徴によれば、一旦、自己保持電力供給部（７）が切断された後に、メインスイッチ（Ｓ１）がオフされたまま車両が走行された場合にも、モータ駆動部（２）に生じる回生電力が昇圧又は降圧され昇圧／降圧コンバータ（１５）から制御部（１）への電力供給を行うことで、制御部（１）による前記モータ駆動部（２）の回生制御を継続して行うことができる。

本発明の一実施形態に係る電力供給システムが搭載された電動二輪車の外観説明図である。 図１に示した電動二輪車が搭載するパワーユニットの軸方向断面図である。 本発明の一実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電力供給システムにおいて車両状態を管理する場合のフローチャート図である。 本発明の一実施形態に係る電力供給システムにおいてイグニッションホールドリレーを制御する場合のフローチャート図である。 本発明の一実施形態に係る電力供給システムにおいて車両停止判定を行う場合のフローチャート図である。 走行負荷を検知してモータ駆動とエンジン駆動の切替を行う場合の切替ポイント（切替条件境界線）を示すグラフである。 （ａ）（ｂ）は、走行負荷を検出する場合の積分値を示すグラフである。 ワンウェイクラッチの摩耗状態を検知してエンジンの回転制御を行う場合において、モータ駆動による車両走行開始からの時間に対して、車速に対応したエンジン回転数を示すグラフである。 電動二輪車の前方部分の一部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。

本発明の電動二輪車における電力供給システムの実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の電力供給システムが搭載されたハイブリッド型の電動スクータの一例を示す概略側面図である。ハイブリッド型の電動スクータは、動力源としてエンジン及びモータを備え、走行状況に応じて両者を単体で駆動して走行、若しくは併用して走行するものである。

図１において、車体フレーム５０は、メインフレーム５１と、メインフレーム５１から左右に分かれて後方に延びるリヤフレーム５２とを備えて構成されている。メインフレーム５１の前端部にはヘッドパイプ５３が結合されている。ヘッドパイプ５３には回転自在に操向軸５５が支持され、操向軸５５の下端部にフロントフォーク５６が結合されている。

フロントフォーク５６の下部には車軸５７で支持された車輪５８Ｆが取り付けられ、上部にはハンドル５９が設けられている。操向軸５５、フロントフォーク５６およびハンドル５９は、操舵手段を構成する。

フロントフォーク５６の上部はフロントカバー６０で覆われている。フロントカバー６０の上方にはハンドルカバー６１が設けられている。ハンドルカバー６１から車体左右に向けてハンドル５９のグリップ部分が突き出している。

フロントカバー６０の下部にセンタカバー６２が結合されている。センタカバー６２の後部にボディカバー６３が結合されている。ボディカバー６３の上方にはシート６４が支持されている。

メインフレーム５１の下側にはエンジン７２が懸架され、その後方にモータ８が装着され、エンジン７２のクランク軸とモータ８の回転軸とが同軸に配置されるように構成されている。エンジン７２のクランク軸（モータ８の回転軸８ａ）は動力伝達手段を介してドライブスプロケット７３に伝達され、スイングアーム６５に対して回転可能に支持された後輪５８Ｒをチェーン７４により駆動するようになっている。

また、スイングアーム６５とサイドフレーム５２との間には取付ブラケットを介してリアクッション６７が取り付けられている。メインフレーム５１の下側にはピボット軸６９が取り付けられ、このピボット軸６９によりスイングアーム６５の他方側が支持されている。ボディカバー６３後部にはテールランプ７１が設けられている。

メインフレーム５１の上部にはモータ８に７２Ｖの供給するメインバッテリ６が配置され、ヘッドパイプ５３の前方側に電装品に１２Ｖを供給するためのサブバッテリ５が配置されている。
メインバッテリ６からの電力は、メインフレーム５１の前方に配置されたモータ駆動部（ＰＤＵ）２を介してモータ８に供給される。なお、エンジン７２及びモータ駆動部（ＰＤＵ）２に対する出力指令は、ハンドル５９に設けられているスロットルグリップの操作に従って出力される。
サブバッテリ５からの電力は、シート６４の下方に配置されたマネジメントＥＣＵ（制御部）１及び各種電装品に供給される。

エンジン７２のクランク軸８ａの後方位置には、クランク軸８ａに連動するメインシャフト７５及びカウンタシャフト７６を有する変速機が装着されている。
そして、カウンタシャフト７６の近傍位置には、電動二輪車の速度である車速を検知する車速センサ（車速検知部）９が設置されている。車速センサ（車速検知部）９は、カウンタシャフト７６の回転数を検出し、この回転数に係数を乗算することで後輪車輪速度を計算し、後輪車輪速度の移動平均から車速を求めるよう構成される。

また、エンジン７２のクランク軸８ａにはエンジン回転センサ１０が設置され、クランク角度を検出することで、エンジン回転数を求める。

次に、電動二輪車に搭載されたパワーユニットの構造について、図２を参照しながら説明する。図２はパワーユニットの断面図であり、Ｏが幅方向の中心を示す車体中心線である。
パワーユニットＰは、主として、駆動源としてのエンジン７２及びモータ８と、エンジン７２とモータ８の動力を後輪５８Ｒに伝達する動力伝達機構７００と、エンジン７２と動力伝達機構７００との間でエンジン７２の動力を変速して動力伝達機構７００に伝達する変速機構としての２段遠心クラッチ８００と、を備えて構成されている。

エンジン７２は、クランク軸８ａにコンロッド５１を介して連結されたピストン５５２を備えている。ピストン５５２は、シリンダブロック５５３に設けられたシリンダ５５４内を摺動可能に配設されている。シリンダブロック５５３の前面にはシリンダヘッド５５５ａとヘッドカバー５５５ｂが固定され、シリンダヘッド５５５ａおよびシリンダ５５４ならびにピストン５５２で混合気を燃焼させる燃焼室が形成されている。

シリンダヘッド５５５ａには、燃焼室への混合気の吸気または排気を制御するバルブ（不図示）と、点火プラグ５５６とが配設されている。バルブの開閉は、シリンダヘッド５５５ａに軸支されたカム軸３３７の回転により制御される。カム軸３３７は一端側に従動スプロケット３３８を備え、従動スプロケット３３８とクランク軸８ａの一端に設けた駆動スプロケット４４０との間には無端状のカムチェーン３３９が掛け渡されている。また、駆動スプロケット４４０に隣接したクランク軸８ａには、スタータモータに接続される始動用ドリブンギヤ４１４がスプライン嵌合により一体に取り付けられている。

クランク軸８ａは軸受４４２、４４２を介してクランクケース５５７（左クランクケース５５７Ｌ及び右クランクケース５５７Ｒ）にそれぞれ支持され、クランクケース５５７の幅方向左側にはステータケース４４３が連結されており、その内部にアウターロータ形式のモータであるオルタネータ４４４（交流発電機ＡＣＧ）が収納されている。クランクケース５５７の幅方向右側には、２段遠心クラッチ８００を収納するクランクケースカバー８８０が連結されており、さらにクランクケースカバー８８０の右側端部は軸受４４５を介してクランク軸８ａを支持するクラッチカバー８８５が連結されている。シリンダブロック５５３の側方に位置するクランクケースカバー８８０内の前方の空間にはモータケース６６０が連結されている。モータケース６６０の内部には、モータ出力軸６６１にモータドライブギヤ６６２が取り付けられたモータ８が一体に収容されている。

そして、クランク軸５０の左側端部には、オルタネータ４４４を構成するインナーステータ４４１に対向するアウターロータ４４２が取り付けられ、その右側端部には、２段遠心クラッチ８の第１クラッチインナ８８１がスプライン嵌合されている。また、クランク軸８ａには、コンロッド５５１と第１クラッチインナ８８１との間に、プライマリドライブギヤ５５８と外周軸４４６がクランク軸８ａと相対回転自在にその外周を覆うように配置されている。

プライマリドライブギヤ５５８は、後述する動力伝達機構７００のメインシャフト７５に取り付けられたプライマリドリブンギヤ７７２と噛み合うとともに、プライマリドライブギヤ５５８にはプライマリドライブギヤ５５８より大径のモータドリブンギヤ５５９が隣接して一体で回転するように取り付けられている。

モータドリブンギヤ５５９は、モータドライブギヤ６６２と噛み合い、内径部が右側に開口する空間を有して構成され、該空間に収容されたワンウェイクラッチ４４７を介して外周軸４４６に接続されている。

このワンウェイクラッチ４４７は、外周軸４４６の回転数がモータドリブンギヤ５５９の回転数より高いときに接続されて外周軸４４６の動力がモータドリブンギヤ５５９に伝達され、モータドリブンギヤ５５９の回転数が外周軸４４６の回転数より高いときに切り離されて動力伝達が遮断される。

モータ８は、前述したように、モータ出力軸６６１にモータドライブギヤ６６２が取り付けられて構成され、モータドライブギヤ６６２がクランク軸８ａ周りに設けられたモータドリブンギヤ５５９と常時噛み合っている。これにより、モータ８の動力は、モータドライブギヤ６６２とモータドリブンギヤ５５９との噛合によりモータドリブンギヤ５５９に伝達され、モータドリブンギヤ５５９と一体に回転するプライマリドライブギヤ５５８から、プライマリドライブギヤ５５８との噛合によりプライマリドリブンギヤ７７２を介して動力伝達機構７００に伝達される。
ここで、モータドリブンギヤ５５９はワンウェイクラッチ４４７を介して外周軸４４６に接続されるため、モータドリブンギヤ５５９の回転数が外周軸４４６の回転数より高いときにのみ、モータ８の動力が動力伝達機構７００に伝達される。このとき、ワンウェイクラッチ４４７が切り離されているため、モータ８の動力が外周軸４４６に伝達されることはない。
一方、外周軸４４６の回転数がモータドリブンギヤ５５９の回転数より高いときには、クランク軸８ａの動力が動力伝達機構７００に伝達されるので、モータ８はクランク軸８ａに連れまわされる。このとき、バッテリのＳＯＣ（充電状態）に応じてモータ８でアシストしてもよく、回生充電してもよく、零トルク制御により負荷を軽減することもできる。

動力伝達機構７００は、メインシャフト７５とカウンタシャフト７６との間に変速部７７３を備えて構成され、メインシャフト７５の右側端部には、前述したようにクランク軸８ａの外周に配設されたプライマリドライブギヤ５５８と噛み合うプライマリドリブンギヤ７７２が取り付けられ、カウンタシャフト７６の左側端部には、ドライブスプロケット７７４が取り付けられ、メインシャフト７５に伝達された動力がドライブスプロケット７７４に巻き掛けられたドライブチェーン７４（図１参照）を介して、駆動輪５８Ｒに伝達される。また、カウンタシャフト７６の右側端部には、サブシャフト７７５に回転自在に配設された車速検出用入力ギヤ７７６と噛合する車速検出用出力ギヤ７７７が設けられている。また、クランクケース５５７には、車速検出用入力ギヤ７７６と対向する位置に速度を検出する検出部７７８が設けられている。

変速部７７３は、メインシャフト７５の外周に相対回転自在に配設された低速駆動ギヤ７３１と、メインシャフト７５の外周に配置されメインシャフト７５と一体回転しその軸線に沿って摺動自在に設けられた高速駆動シフターギヤ７３２と、カウンタシャフト７６の外周にスプライン嵌合されてカウンタシャフト７６と一体に回転する低速従動ギヤ７３３と、カウンタシャフト７６の外周に相対回転自在に配設された高速従動ギヤ７３４と、カウンタシャフト７６の外周に配置されカウンタシャフト７６と一体回転しその軸線に沿って摺動自在に設けられたシフター７３５と、を備えて構成されている。ここで、低速駆動ギヤ７３１と低速従動ギヤ７３３は常時噛合して低速ギヤ対７３６を構成し、高速駆動シフターギヤ７３２と高速従動ギヤ７３４は常時噛合して高速ギヤ対７３７を構成している。

このように構成された電動二輪車のパワーユニットＰでは、下述する第１及び第２伝達経路の２通りの伝達経路で動力を伝達して電動二輪車１の走行を行なうことができる。
第１伝達経路は、いわゆるエンジン走行における伝達経路であり、エンジン７２の動力が、クランク軸８ａ、２段遠心クラッチ８００、外周軸４４６、ワンウェイクラッチ４４７、モータドリブンギヤ５５９（プライマリドライブギヤ５５８）、プライマリドリブンギヤ７７２、動力伝達機構７００を介して駆動輪５６Ｒに伝達される伝達経路である。この第１伝達経路においては、２段遠心クラッチ８００と動力伝達機構７００の変速部７７３においてそれぞれ２段階の変速を行うことができる。なお、第１伝達経路で動力を伝達しながら走行中に、モータ８を駆動することでアシスト走行を行なうことができ、また、モータ８を負荷として回生充電することもできる。
第２伝達経路は、いわゆるＥＶ走行における伝達経路であり、モータ８の動力が、モータ出力軸６６１、モータドライブギヤ６６２、モータドリブンギヤ５５９（プライマリドライブギヤ５５８）、プライマリドリブンギヤ７７２、動力伝達機構７００、ドライブチェーン７４を介して駆動輪ＷＲに伝達される伝達経路である。このとき、モータ８の動力は、ワンウェイクラッチ４４７の空転によりクランク軸８ａに伝達されることはない。また、この第２伝達経路においては、動力伝達機構７００の変速部７７３において２段階の変速を行うことができる。

この第１及び第２伝達経路の切替はワンウェイクラッチ４４７により機械的になされ、ワンウェイクラッチ４４７の外径側のモータドリブンギヤ５５９の回転数と内径側の外周軸４４６の回転数に基づき、外周軸４４６の回転数がモータドリブンギヤ５５９の回転数より高ければ第１伝達経路により動力が伝達され、モータドリブンギヤ５５９の回転数が外周軸４４６の回転数より高ければ第２伝達経路により動力が伝達される。

本発明の電動二輪車における電力供給システムは、図３のブロック図に示すように、システム全体の制御を行うマネジメントＥＣＵ（制御部）１と、モータ８の制御を行うモータ駆動部２と、グリップ角度を検出するＴＢＷ制御部３と、エンジンへの燃料制御を行うＦＩ−ＥＣＵ４と、マネジメントＥＣＵ（制御部）１に１２Ｖの電圧供給を行うサブバッテリ５と、モータ８にモータ駆動部２を介して７２Ｖの電圧供給を行うメインバッテリ６と、マネジメントＥＣＵ（制御部）１とサブバッテリ５との間に接続されたイグニッションホールドリレー７を備えている。
マネジメントＥＣＵ（制御部）１には、車速センサ９及びエンジン回転センサ１０から検出された車速及びエンジン回転数の信号が入力されるようになっている。

マネジメントＥＣＵ（制御部）１は、サブバッテリ５に接続された電力供給ライン２０からイグニッションホールドリレー（自己保持電力供給部）７及び電力供給ライン２２を介して電源電圧（１２Ｖ）が供給される（ラインＹ）。また、前記電力供給ライン２０に対して分岐してスイッチ制御ライン２１が接続され、スイッチ制御ライン２１に接続されたメインスイッチＳ１を介してサブバッテリ５からマネジメントＥＣＵ（制御部）１に対して電源電圧（１２Ｖ）が供給される（ラインＸ）。

イグニッションホールドリレー７は、ホールドライン２３に接続されたコイルＬ１に電流が流れることでリレースイッチＳ２がオンする。スイッチ制御ライン２１は、マネジメントＥＣＵ（制御部）１内のダイオードＤ１を介してホールドライン２３に接続されるとともに、マネジメントＥＣＵ（制御部）１内の電圧供給部３０及びダイオードＤ２を介してホールドライン２３に接続される。
また、電力供給ライン２２は、車速センサ９及びエンジン回転センサ１０に接続されることで、これらに対して電源電圧を供給している。

したがって、メインスイッチＳ１が一旦オンすると、スイッチ制御ライン２１からホールドライン２３に電流が流れてリレースイッチＳ２がオンし、その後にメインスイッチＳ１がオフとなっても、電圧供給部３０からホールドライン２３に電圧が供給されることで、ホールドライン２３に電流が流れ続けるので、リレースイッチＳ２はオン状態を維持し、サブバッテリ５から電力供給ライン２０及び電力供給ライン２２を介してマネジメントＥＣＵ（制御部）１に電力が供給される。

マネジメントＥＣＵ（制御部）１は、各種センサ（車速センサ９、エンジン回転センサ１０等）に接続されるとともに、これらのセンサからの情報を基に車両状態を車両状態管理部４０で管理し、モータ駆動部２、ＴＢＷ制御部３、ＦＩ−ＥＣＵ４へ制御信号を出力してモータ８やエンジン７２（図１）の各種制御を行う。
マネジメントＥＣＵ（制御部）１によるモータ８の制御としては、モータ８が発電機として機能する場合の発電量が所定値よりも大きい場合に、その発電量を低減させるようにモータ駆動部２を駆動（回生制御）することが行われる。

電圧供給部３０は、容量成分を含むことで電圧供給を行うとともに、車両状態管理部４０からの制御信号により電圧供給の有無が制御される。
すなわち、車速センサ（車速検知部）９から検出される車速が一定速度を超える場合は、車両状態管理部４０が走行状態であると判断し、イグニッションホールドリレー（自己保持電力供給部）７に対して電圧供給部３０からの電圧の供給が行われ、リレースイッチＳ２がオンの状態を維持して、電力供給ライン２２からマネジメントＥＣＵ（制御部）１への電力供給が継続する。
メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態であり、車速センサ（車速検知部）９から検出される車速が、一定時間以上継続し所定の車速以下（カウンタシャフトの回転数が低回転数以下）の状態になったと車両状態管理部４０が判断した場合、電圧供給部３０からの電圧の供給が停止される制御が行われることで、イグニッションホールドリレー（自己保持電力供給部）７のリレースイッチＳ２がオフとなり、電力供給ライン２２からマネジメントＥＣＵ（制御部）１への電力供給が停止する。これにより、低速度の持続により回生電力が大きすぎることがない状態を確実に検出してから、マネジメントＥＣＵ（制御部）１に対する電力供給を停止させることができる。

また、メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態であり、車速センサ（車速検知部）９から検出される車速が、所定の速度以下の状態になったと車両状態管理部４０が判断した場合、電圧供給部３０からの電圧の供給が停止される制御としてもよい。この場合、イグニッションホールドリレー（自己保持電力供給部）７を介した電力供給を停止させることで、メインスイッチ（Ｓ１）のオフ時におけるバッテリ（５）の省エネルギー効果を図ることができる。

モータ駆動部２は、リレースイッチＳ３を介してメインバッテリ６に接続されることで、モータ８の駆動を制御する。リレースイッチＳ３は、コイルＬ２に電流が流れることでオンし、コイルＬ２に接続された制御線は、外部スイッチＳ４を介して電力供給ライン２０に接続されている。また、モータ駆動部２は、マネジメントＥＣＵ（制御部）１との間でＣＡＮ通信を行うことでモータ８を駆動制御及び回生制御するとともに、マネジメントＥＣＵ（制御部）１へ信号を出力する。

ＴＢＷ制御部３は、ハンドルに装着されたスロットルグリップの角度を検出し、マネジメントＥＣＵ（制御部）１との間で信号の送受信を行うことで、マネジメントＥＣＵ（制御部）１によりモータ駆動制御やエンジン制御が行われる。

ＦＩ−ＥＣＵ４は、エンジンへの燃料供給の制御を行うもので、マネジメントＥＣＵ（制御部）１からエンジン停止要求信号を受信し、マネジメントＥＣＵ（制御部）１へ燃料制御信号を送信する。

次に、上述した電動二輪車における電力供給システムの動作について説明する。
マネジメントＥＣＵ（制御部）１は、メインスイッチＳ１のスイッチオン信号の読取（Ａ）、車両の車速の算出（Ｂ）、車両状態の管理（Ｃ）、イグニッションホールドリレーの制御（Ｄ）の各処理を一定時間毎に常時実施する。

メインスイッチＳ１のスイッチオン信号の読取（Ａ）は、メインスイッチＳ１のスイッチオン信号を検知することで、メインスイッチＳ１のオン・オフを判定するものである。
車両の車速の算出（Ｂ）は、車速センサ（車速検知部）９がカウンタシャフトの回転数を検出し、この回転数に係数を乗算することで後輪車輪速度を計算し、後輪車輪速度の移動平均から車速を算出する。

車両状態の管理（Ｃ）及びイグニッションホールドリレーの制御（Ｄ）は、メインスイッチＳ１のオン・オフ、車速センサ９に基づく車両停止判定フラグの有無、エンジンへの燃料噴射を行うフェールフラグの有無を判断するマネジメントＥＣＵ（制御部）１で行われる。
マネジメントＥＣＵ（制御部）１の車両状態管理部４０による車両状態の管理（Ｃ）は、（１）モータの駆動を行う通常制御状態、（２）エンジンの駆動を行うフェール状態、（３）モータ駆動・エンジン駆動されないが車速があるイグニッションホールド状態、（４）車両が停止するシャットダウン状態、（５）メインスイッチ「オン」前の初期化状態、のいずれの状態であるかを管理する。

すなわち、車両状態の管理（Ｃ）は、図４に示すように、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１のスイッチオン信号の読み取りから所定時間が経過したかを判断し（ステップ１０１）、所定時間が経過していない場合には初期化状態（ステップ１０２）となる。
所定時間が経過している場合、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）がオフであるかどうかを判断し（ステップ１０３）、オンである場合はフェールフラグの有無を判断し（ステップ１０４）、フェールフラグが無い場合にモータの駆動を行う通常制御が行われる（ステップ１０５）。
ステップ１０４においてフェールフラグが有りの場合は、エンジンの状態はフェール状態であると判断され、エンジンが停止するように制御される（ステップ１０６）。

ステップ１０３においてメインスイッチ（イグニッションスイッチ）がオフである場合は、車両停止フラグの有無（車速の有無）を判断し（ステップ１０７）、車両停止フラグが有り（車速がない）の場合、シャットダウン状態（ステップ１０８）となる。
ステップ１０７において車両停止フラグが無い（車速がある）場合、更にフェールフラグの有無を判断し（ステップ１０９）、フェールフラグが有りの場合は、エンジンの駆動を行うフェール状態となる（ステップ１０６）。
ステップ１０９においてフェールフラグが無い場合は、モータ駆動やエンジン駆動が行われていない状態であるが車速があるのでマネジメントＥＣＵ（制御部）１による制御が必要であると判断し、イグニッションホールド状態となる（ステップ１１０）。

イグニッションホールド状態では、マネジメントＥＣＵ（制御部）１による各制御が必要となるので、電圧供給部３０からの供給電圧により、イグニッションホールドリレー回路７のリレースイッチＳ２がオンである必要がある。
すなわち、マネジメントＥＣＵ（制御部）１の車両状態管理部４０においては、図５に示すようなイグニッションホールドリレーの制御（Ｄ）が行われる。

車両起動後において、図５におけるシャットダウン状態であるかどうかを判断し（ステップ２０１）、シャットダウン状態でない場合（通常制御状態、フェール状態、イグニッションホールド状態のいずれかの場合）、電圧供給部３０から電圧供給がされてホールドライン２３に電流が流れることで、リレースイッチＳ２がオンするイグニッションホールドリレー７のリレー駆動を行う（ステップ２０２）。
ステップ２０１において、シャットダウン状態であると判断された場合は、電圧供給部３０からホールドライン２３への電圧供給を遮断することで、リレースイッチＳ２がオフするイグニッションホールドリレー７のリレー駆動を行う（ステップ２０３）。

車両停止の判定は一定時間毎に行い、判定を行うための車両停止判定フラグの設定は、図６で示した手順により行われる。
先ず、車速センサ９で検出された車速が予め設定された車両停止判定車速度以下であるかどうかを判断する（ステップ３０１）。車両停止判定車速度以下でない場合、車両は走行中であると判断し、車両停止判定フラグの有無の設定を確認し（ステップ３０２）、フラグがない場合（ＯＦＦの場合）は車両停止カウント値を「０」にする（ステップ３０３）。

ステップ３０２において車両停止判定フラグが既にある場合（ＯＮの場合）は、車両停止判定カウント値をインクリメントする（ステップ３０４）。
次に、車両停止判定カウント値が規定時間以上継続しているかを判断する（ステップ３０５）。
車両停止判定カウント値が規定時間継続していない場合は、車両停止判定フラグ有りを維持する。ステップ３０５において規定時間以上になった場合には、車両は走行状態にあると判断し車両停止判定フラグを無し「０」にし（ステップ３０６）、車両停止カウント値を「０」にする（ステップ３０３）。

ステップ３０１において車速が車両停止判定車速度以下の場合、車両停止判定フラグの有無の設定を確認し（ステップ３０７）、車両停止判定フラグが有りの場合（ＯＮの場合）は車両停止カウント値を「０」にする（ステップ３０８）。つまり、ここでは、車両の停止状態にあるか否かの判断を行う。

ステップ３０７において車両停止判定フラグが無しの場合（ＯＦＦの場合）は、車両停止判定カウント値をインクリメントする（ステップ３０９）。
次に、車両停止判定カウント値が規定時間以上継続しているかを判断する（ステップ３１０）。
車両停止判定カウント値が規定時間継続していない場合は、車両停止判定フラグ無しを維持する。ステップ３１０において規定時間以上になっている場合は、車両は停止状態にあると判断し車両停止判定フラグを有り「１」にし（ステップ３１１）、車両停止カウント値を「０」にする（ステップ３０８）。

前記したフェール状態においてエンジン駆動を行うに際して、モータ駆動からエンジン駆動への切替制御は、図７に示すように、予め設定された車速とグリップ角度のマップを参照して行われる。車速は、上述した車速センサ（車速検知部）９で検出される。また、グリップ角度は、上述したＴＢＷ制御部３で検出し、グリップ全開時を１００％、全閉時を０％としている。そして、図７に示すように、車速とグリップ角度（％）の関係が斜線部分の領域にある場合には、モータ駆動による走行が行われ、車速とグリップ角度（％）の関係が斜線部分より右側に位置する場合には、エンジン単独の駆動による走行が行われる。

この際、道路形状等から生じる走行負荷に応じて、図７における切替ポイント（切替条件境界線）が可変するようにしている。通常の走行負荷である場合は、切替ポイント（切替条件境界線）が細線の位置となり、車速がＶ4以上ではエンジン単独走行、車速がＶ2以下ではモータエンジン単独走行、車速がＶ2〜Ｖ4の間ではグリップ操作によるグリップ開度に応じて切り替わる。
走行負荷が大きい場合は、切替ポイント（切替条件境界線）が切替車速補正量の範囲で検出される走行負荷の大きさに応じて段階的に左側に移動し、最大の走行負荷の場合に、切替ポイント（切替条件境界線）が太線の位置となり、車速がＶ3以上ではエンジン単独走行、車速がＶ1以下ではモータエンジン単独走行、車速がＶ1〜Ｖ3の間ではグリップ操作によるグリップ開度に応じて切り替わる。

走行負荷の大きさは、図８（ａ）（ｂ）に示すように、予め決められた走行抵抗判定時間に対する車速の増加量に対応する積分値（斜線で示される三角形部分の面積）で求める。積分値が小さいほど走行負荷が大きいと判定する。例えば、図８（ｂ）で求められる積分値は、図８（ａ）で求められる積分値より小さいので、走行負荷が大きい。走行負荷に対応する算出された積分値は、例えば、「走行抵抗標準値」「走行抵抗やや高い」「走行抵抗高い」「走行抵抗非常に高い」の四段階に分類し、各段階に応じて切替車速補正量の範囲で補正されるマップによる切替ポイント（切替条件境界線）で切替制御が行われる。

また、モータエンジン単独走行からエンジン単独走行に切り替える場合に、切替時の車速を一定にするため、発進（ワンウェイ）クラッチの摩耗状態を検知し、その状態に応じてエンジンの回転制御が行われる。
すなわち、図９に示すように、モータ駆動による車両走行開始からの時間に対して、車速に対応したエンジン回転数を示すグラフ図において、エンジンが始動し、その後はアイドリング回転を維持するエンジンスタートポイント、ワンウェイクラッチの理想的な切替ポイント、ワンウェイクラッチが摩耗しているときの切替ポイントが示される。
ワンウェイクラッチが摩耗していない通常状態においては、図９における太線で表示されるように、例えば走行開始から一定時間経過したt0においてエンジン回転が上昇し、エンジン回転数がＯ／Ｗ（ワンウェイ）クラッチの基準締結Ｎｅに達した時間t1においてエンジン駆動に切り替わる。

その一方、ワンウェイクラッチが摩耗している場合は、図９における細線で表示されるように、エンジン回転数が基準締結Ｎｅより高い摩耗時締結Ｎｅに達した時間t2においてエンジン駆動に切り替わるので、エンジン始動からクラッチ締結までの時間差（t2−t1）が生じることになる。

本例のエンジンの回転制御によれば、ワンウェイクラッチの摩耗が検知された場合は、ＴＢＷ制御部３においてグリップ開度を大きくする（回転を上昇させる）制御を行うことで、図９の細線で示した摩耗時のエンジン回転の上昇を、通常時の太線の傾きに近づけるようにすることで、基準締結Ｎｅに達した時点でモータ駆動からエンジン駆動に切り替わるようにする。なお、ワンウェイクラッチの摩耗の検知は、ワンウェイクラッチにおける入力側と出力側との回転による差動を検出することで判断する。

上述した電動二輪車におけるモータ駆動（ＥＶモード）、エンジン駆動に対してモータを駆動するアシスト走行（ハイブリッドモード）、エンジン駆動（ＥＮＧモード）の各モードは、図１０に示すように、車両メータ９０１の前方におけるハンドルカバー６１にそれぞれ配置されたＥＶモード・インジケータ９０２，ハイブリッドモード・インジケータ９０３，ＥＮＧモード・インジケータ９０４により、いずれかが点灯することでどの駆動状態であるかを表示できるように構成されている。
また、各モードの選択は、ハンドルカバー６１に設置されたモードスイッチ９１０により、ユーザが切替可能なように構成されている。モードスイッチ９１０は、押圧する毎に状態が変化するロータリースイッチで構成され、ＥＶモード，ハイブリッドモード，ＥＮＧモードの各モードを選択可能としている。また、この切替は、メインバッテリ６の充電状態が常時検知されることで、ＳＯＣが少ない時など、車両状態や走行状態によっては、ＥＶモードの選択が禁止されるようになっている。
なお、図１０において、９１１はキルスイッチ、９１２はハザードランプスイッチ、９１３はヘッドライト光軸切替スイッチ、９１４はウインカスイッチ、９１５はホーンスイッチである。

マネジメントＥＣＵ（制御部）１の電圧供給部３０及び車両状態管理部４０が上述したように動作するので、車両状態が（１）の通常制御状態である場合、マネジメントＥＣＵ（制御部）１においては、グリップの角度、車速、運転状況等に基づく通常のモータ８の駆動制御や回生制御が行われる。
この場合、回生電力発生時において、モータ８の発電量が所定値よりも大きい場合に、その発電量を低減させるようにモータ駆動部２を駆動する。
例えば、下り坂で回生電力を得るような場合、モータ８の発電量が所定値以下であれば、メインバッテリ６への充電を行うが、発電量が所定値よりも大きい場合には、過剰な回生電力の発生からモータ駆動部２の回路を保護するために、発電量を低減させるモータ８の駆動を行うようにモータ駆動部２をマネジメントＥＣＵ（制御部）１が制御する。

車両状態が（２）のフェール状態である場合、グリップ開度を閉じたり、燃料噴射量を低減させたり、点火時期を遅角等させ、また、モータの駆動を低減させるようにして、車両の停止を図るようにする。

また、車両の走行中にメインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１が切断された場合は、車両管理部４０においてイグニッションホールド状態（モータ駆動及びエンジン駆動なしで車速がある状態）と判断されるので、電圧供給部３０からの電圧供給でイグニッションホールドリレー７のリレースイッチＳ２がオン状態を維持し、電力供給ライン２２を介してマネジメントＥＣＵ（制御部）１に電力供給が行われるので、モータ８において（１）の通常制御状態と同様の回生制御が行われる。その結果、モータ８の回生時の発電量が所定値よりも大きい場合には、モータ駆動部２により発電量を低減させるようにモータ８を制御することが可能となる。
また、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１が切断された後、その後の一定期間に車速の検知がない場合（図４における車両停止判定フラグない場合）は、車両管理部４０においてシャットダウン状態（メインスイッチＳ１「オフ」で車速がない状態）と判断されるので、電圧供給部３０からの電圧供給が遮断され、イグニッションホールドリレー７のリレースイッチＳ２がオフとなる。

上述の構成によれば、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１が切断された場合において、車両の車速を検知してマネジメントＥＣＵ（制御部）１への電力供給が行われてモータ駆動部２の制御が行われるので、走行中にメインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１がオフされた場合であっても、過剰な回生電力を放電抵抗等で消費させる構成を必要することなく、過剰な回生電力の発生からモータ駆動部２の回路を保護することができる。
また、電圧供給部３０からの電圧供給で動作するイグニッションホールドリレー７を設けるだけで、特別な回路を必要としないため、過剰な回生電力の発生の防止について、簡易な構成で実現することができる。

また、図３の電力供給システムにおいて、マネジメントＥＣＵ（制御部）１の電圧供給部３０に対して、常時微量の電力を供給する緊急用バッテリ１２を備えるようにしてもよい。この緊急用バッテリ１２を設けることで、車両状態管理部４０でメインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１がオフ状態で車速が所定の速度よりも大きい状態であることを検知した場合に、電圧供給部３０によりホールドライン２３に電流を流してイグニッションホールドリレー７をオンさせるように制御を行うことが可能となる。
この構成により、一旦車両が停止する等して、イグニッションホールドリレー７が切断された後に、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１がオフされたまま車両が下り坂を走行するような場合にも、緊急用バッテリ１２による電力供給でマネジメントＥＣＵ（制御部）１において再度イグニッションホールドリレー７のリレースイッチＳ２をオンさせることで、マネジメントＥＣＵ（制御部）１への電力供給を行うことができる。

次に、電動二輪車における電力供給システムの他の例について、図１１を参照して説明する。図１１において、図３の電力供給システムと同様の構成をとる部分については同一符号を付している。
図１１の電力供給システムでは、モータ駆動部２の出力側に昇圧／降圧コンバータ１５を接続し、昇圧／降圧コンバータ１５の出力側をイグニッションホールドリレー（自己保持電力供給部）７とマネジメントＥＣＵ（制御部）１との間に接続することで、昇圧／降圧コンバータ１５の出力が電圧供給ライン２２を介してマネジメントＥＣＵ（制御部）１に入力されるよう接続されている。

昇圧／降圧コンバータ１５は、モータ駆動部２に生じるモータ８の回生電力について、昇圧若しくは降圧を行うことでサブバッテリ５と同じ１２Ｖを出力するものである。すなわち、モータ駆動部２に生じるモータ８の回生電力が１２Ｖ以下である場合は昇圧することで１２Ｖを出力し、１２Ｖを超える場合は降圧することで１２Ｖを出力する。昇圧／降圧コンバータ１５からの出力は、マネジメントＥＣＵ（制御部）１に直接入力されることで、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１が切断された場合においても、走行による回生電力が生じた場合は、イグニッションホールドリレー７の作動にかかわらずモータ駆動部２を動作させ、過剰な回生電力の発生からモータ駆動部２の回路を保護することができる。

図３の電力供給システムの構成では、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１が切断された後に車両が一旦停止し、イグニッションホールドリレー７が切断された場合は、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１がオンしない限りマネジメントＥＣＵ（制御部）１に対して電力供給が行われない。
これに対して図１１の構成によれば、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１が切断された後に車両が一旦停止し、イグニッションホールドリレー７が切断された後に、メインスイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓ１がオフされたまま車両が下り坂を走行するような場合においても、走行による回生電力が生じ、イグニッションホールドリレー７の作動にかかわらずモータ駆動部２を動作させるので、過剰な回生電力の発生からモータ駆動部２の回路を保護することができる。

上述した各例の電力供給システムでは、マネジメントＥＣＵ（制御部）１に対して、サブバッテリ５から電力が供給されるように構成したが、メインバッテリ６から降圧手段を介して降圧された電圧が電力供給ライン２０を介してマネジメントＥＣＵ（制御部）１に供給される構成でもよい。この場合には、サブバッテリ５は不要になる。

１…マネジメントＥＣＵ（制御部）、 ２…モータ駆動部、 ３…ＴＢＷ制御部、
４…ＦＩ−ＥＣＵ、 ５…サブバッテリ、 ６…メインバッテリ、
７…イグニッションホールドリレー（自己保持電力供給部）、
８…モータ、 ９…車速センサ（車速検知部）、 １２…緊急用バッテリ、
１５…昇圧／降圧コンバータ、
２０…電力供給ライン、 ２１…スイッチ制御ライン、
２２…電力供給ライン、 ２３…ホールドライン、
３０…電圧供給部、 ４０…車両状態管理部、
Ｓ１…メインスイッチ（イグニッションスイッチ）、 Ｓ２…リレースイッチ。

Claims (5)

1. バッテリ（５）と、前記バッテリ（５）に接続された電力供給ライン（２０）と、モータ（８）と、前記モータ（８）の出力制御及び発電制御を行うモータ駆動部（２）と、メインスイッチ（Ｓ１）がオン状態の時に前記電力供給ライン（２０）を介して電力供給されて前記モータ駆動部（２）の制御を行う制御部（１）とを備えた電動二輪車における電力供給システムにおいて、
   前記電力供給ライン（２０）に対して分岐し前記メインスイッチ（Ｓ１）を介して前記制御部（１）に接続されたスイッチ制御ライン（２１）と、
   前記メインスイッチ（Ｓ１）が一旦オン状態となった時に前記制御部（１）からの指示によりオン状態が維持されるリレースイッチ（Ｓ２）を備えて前記電力供給ライン（２０）から前記制御部（１）に電力供給を行う自己保持電力供給部（７）と、を設け、
   前記制御部（１）は、前記メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態で前記モータ（８）が発電機として機能する場合の発電量が所定値よりも大きい場合に、その発電量を低減させるように前記モータ駆動部（２）を駆動する
   ことを特徴とする電動二輪車における電力供給システム。
2. 前記電動二輪車の速度である車速を検知する車速検知部（９）を備え、
   前記制御部（１）は、前記メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態で前記車速が所定の速度以下の状態になった場合に、前記リレースイッチ（Ｓ２）をオフ状態にして前記自己保持電力供給部（７）による電力供給を停止させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動二輪車における電力供給システム。
3. 前記制御部（１）は、前記車速が一定時間以上継続して所定の速度以下の場合に、前記自己保持電力供給部（７）による電力供給を停止させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の電動二輪車における電力供給システム。
4. 緊急用バッテリ（１２）を備え、
   前記制御部（１）は、常時微量の電力を前記緊急用バッテリ（１２）から供給され前記メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態で車速が所定の速度よりも大きい状態であることを検知した場合に、前記自己保持電力供給部（７）からの電力供給を許可する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動二輪車における電力供給システム。
5. 前記モータ駆動部（２）に生じる回生電力を昇圧又は降圧する昇圧／降圧コンバータ（１５）を備え、
   前記制御部（１）は、前記メインスイッチ（Ｓ１）がオフ状態となり車両が停止した後の走行時において、前記昇圧／降圧コンバータ（１５）からの電力供給が行われる
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動二輪車における電力供給システム。

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