JP6127151B2 - 乗物およびそれに用いる電源ユニット - Google Patents

Description

本発明は、電動二輪車等の乗物およびそれに用いる電源ユニットに関する。

バッテリ等の電源に蓄えられた電気エネルギーで駆動される電気モータを走行動力源とした電動式乗物において、乗物の異常を検出し、乗員に対する安全を確保する様々な手段が開発されている。

例えば、特許文献１には、駆動用バッテリからの出力電流が所定電流を下回り、所定車速を下回った場合にリレーを切断状態にして駆動用バッテリと駆動モータとの間の接続を遮断する構成が開示されている。

特開２００５−３４８５８３号公報

しかし、このような構成によれば、誤検知または瞬間的な異常ですぐに正常状態に戻った場合でも、再度走行可能となるまで時間がかかる場合がある。すなわち、このような構成においては、異常の程度に拘わらず、異常が生じた場合には、一旦乗物を停止させ、メインキーをオフした後、再始動を行う必要がある。再始動時のシステムチェックにはすべてのチェックが行われるので時間がかかる（４〜５秒ほど）のが一般的である。このため、ノイズまたは瞬間的な異常の検出により、軽微かつ復帰可能な異常が発生した場合であっても、他の場合と同様に再始動処理が必要となり、利便性が損なわれるおそれがあった。

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、異常検出を適切に行いつつ、使用者の利便性を向上させることができる、乗物およびそれに用いる電源ユニットを提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明のある形態に係る乗物は、正常動作可能か否かを確認するための所定の動作確認を行う動作確認部と、乗物の動作可能状態へ至る移行手順に従って乗物を制御する制御部と、を備えた乗物であって、前記動作確認部は、予め定められた高度異常状態または前記高度異常状態とは異なる低度異常状態であるか否かを判定する動作確認処理を行うように構成され、前記制御部は、前記動作確認部が正常動作可能と判定した場合、前記移行手順を進めて乗物を動作可能状態へ移行する正常時制御を行い、前記動作確認部が前記高度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了して乗物を動作禁止状態へ移行する高度異常時制御を行い、前記動作確認部が前記低度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了せずに、前記正常時制御とは異なる低度異常時制御を行い、前記動作確認部が前記低度異常状態から正常動作可能状態に回復したと判定した場合、前記正常時制御を行うよう構成される。

上記構成によれば、異常発生時に乗物の動作可能状態へ至る移行手順を終了するエラーモード（高度異常状態）とは別に正常時制御に復帰可能なエラーモード（低度異常状態）が設けられる。このため、誤検知やすぐに正常状態に戻るような軽微なエラーにおいては、当該軽微なエラーが回復した場合に、時間を要する移行手順を最初から再度行うことなく、動作可能状態への移行を許可できる。したがって、ノイズまたは瞬間的な異常の検出により、軽微かつ復帰可能な異常が発生した場合には、それを検出しつつも、当該異常が解消された場合には速やかに正常時制御に復帰させることにより、使用者の利便性を向上させることができる。

前記乗物は、電源と、前記電源の電力を用いて前記乗物を駆動する電気モータと、前記電源から前記電気モータへの電力の供給および遮断を切り替えるスイッチング素子と、を備え、前記動作確認部は、前記動作確認処理として前記スイッチング素子が正常動作可能か否かを判定することを含み、前記高度異常状態は、前記スイッチング素子が動作異常であることを含み、前記低度異常状態は、前記スイッチング素子が動作異常であることを含まないこととしてもよい。この構成によれば、低度異常状態と判定され、その後正常状態に復帰した場合には、時間のかかるスイッチング素子の動作確認を行うことなく、正常時制御への復帰が可能となる。

前記正常時制御における前記移行手順と、前記低度異常時制御における前記移行手順とが異なることとしてもよい。

前記制御部は、前記動作確認部により前記低度異常状態と判定された場合、前記低度異常時制御として、前記正常時制御に比べて前記乗物の走行能力を制限した制御を行い、前記動作確認部により前記低度異常状態から回復したと判定された場合、前記乗物の走行能力の制限を解除して制御を行ってもよい。

前記制御部は、前記動作確認部により前記低度異常状態と判定された場合、前記低度異常時制御として、前記低度異常状態から回復したと判定されるまで、前記移行手順の進行を待機してもよい。

前記制御部は、前記低度異常状態と判定された原因に応じて異なる前記低度異常時制御を行ってもよい。この構成によれば、低度異常状態と判定された原因に応じてより適切な制御を行うことができる。これにより、低度異常状態から復帰し易くしたり、高度異常状態への移行を促したりすることが可能となる。

前記動作確認部が前記低度異常状態から回復したと判定したときに、前記乗物が走行中である場合、前記制御部は、前記走行能力の制限を時間経過に伴って徐々に解除する徐変解除制御を行う、または、予め定められた解除時期条件を満たすか否かを判定し、当該解除時期条件を満たした場合に前記走行能力の制限を解除してもよい。この構成によれば、走行中に低度異常時制御から正常時制御に移行する間に徐変解除制御を行う、または、低度異常時制御から正常時制御に移行しても乗物に生じる衝撃が発生し難いタイミングまで待機する。これにより、走行中の乗物が低度異常時制御から正常時制御に回復する際に乗物に生じる衝撃を発生し難くすることができる。解除時期条件は、例えば、走行停止時、低走行時、減速時、変速時、動力非伝達時、回生時、非加速時、アクセル操作の解除時等を含む。

前記動作確認部が前記高度異常状態と判定したときに、前記乗物が走行中である場合、前記制御部は、前記走行能力を制限して前記動作可能状態を維持し、前記乗物が走行停止した後は、前記初期動作確認処理により正常動作可能と判定されるまで、前記動作可能状態への移行を禁止してもよい。この構成によれば、走行中に高度異常状態と判定された場合に、走行能力を制限しつつ動作可能状態を維持することにより、乗物を道路端に寄せる等の乗員の支援を行うことができる。走行停止後は、再度、正常動作可能と判定されるまで、動作可能状態への移行を禁止することにより、システムの信頼性および安定性を確保することができる。

前記乗物は、前記乗物の異常を検出する異常検出器を備え、前記動作確認部は、前記異常検出器が検出した値が所定の第１の範囲外、かつ、当該第１の範囲を含む第２の範囲内である場合に、前記低度異常状態と判定し、前記異常検出器が検出した値が前記第２の範囲外である場合に、前記高度異常状態と判定してもよい。この構成によれば、復帰可能な軽微なエラーの判定対象であっても、異常検出器が検出した値が正常範囲と認められる所定の第１の範囲を大幅に超える場合には、動作確認部は、高度異常状態と判定する。これにより、乗物の動作可能状態への移行手順を終了させるか否かの判定をいったん保留することにより、公差、ばらつきまたはノイズを吸収し、システムの信頼性および安定性を向上させることができる。

前記異常検出器は、前記乗物における所定の第１の特性を検出する第１の検出器と、前記第１の特性とは異なる第２の特性を検出する第２の検出器とを含み、前記動作確認部は、前記低度異常状態か否かを前記第１の特性に基づいて判定し、前記高度異常状態か否かを前記第２の特性に基づいて判定してもよい。この構成によれば、低度異常状態か否かを判定するための特性と、高度異常状態か否かを判定するための特性とが異なる。このように、復帰可能な軽微エラーの指標と復帰不能なエラーの指標とを異なる特性に分けて設定する。これにより、当該特性の乗物への影響の大小に応じて復帰可能なエラーとするか否かを最適に設定することができる。

前記第１の検出器は、前記乗物の状態を表す指標のうちの少なくとも１つの数値を検出するよう構成され、前記動作確認部は、前記数値が所定の範囲外である場合に、前記低度異常状態と判定してもよい。乗物の状態を表す指標は、例えば温度、電流値、冷却媒体流量、傾斜角等が含まれる。

前記第２の検出器は、前記乗物の状態異常、電気回路故障異常、センサ故障異常、および、制御対象の故障異常のうちの少なくとも何れか１つを検出可能に構成され、前記動作確認部は、前記第２検出器が前記異常を検出した場合に、前記高度異常状態と判定してもよい。乗物の状態異常には、例えば転倒または衝突等が含まれ、電気回路故障異常には、例えば漏電、リレー故障、インバータ故障、電源故障等が含まれ、制御対象の故障異常には、例えばＢＭＵ故障、リレー故障、インバータ故障、電源故障、モータ故障等が含まれる。

前記乗物は、前記動作確認部が異常と判定した場合に、当該異常を報知する報知部を備え、前記報知部は、前記低度異常状態と前記高度異常状態とで報知態様が異なってもよい。この構成によれば、異常が生じた際に、乗員が低度異常状態なのか高度異常状態なのかを迅速に把握することができる。

本発明の他の態様に係る電源ユニットは、乗物を駆動する電力を蓄える電源と、前記電源への充電動作について、正常動作可能か否かを確認するための所定の動作確認を行う動作確認部と、充電動作可能状態へ至る移行手順に従って前記電源への充電動作を制御する制御部と、を備えた電源ユニットであって、前記動作確認部は、予め定められた高度異常状態または前記高度異常状態とは異なる低度異常状態であるか否かを判定する動作確認処理を行うように構成され、前記制御部は、前記動作確認部が正常動作可能と判定した場合、前記移行手順を進めて前記電源への充電動作可能状態へ移行する正常時制御を行い、前記動作確認部が前記高度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了して前記電源への充電動作禁止状態へ移行する高度異常時制御を行い、前記動作確認部が前記低度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了せずに、前記正常時制御とは異なる低度異常時制御を行い、前記動作確認部が前記低度異常状態から正常動作可能状態に回復したと判定した場合、前記正常時制御を行うよう構成される。

上記構成によれば、異常発生時に電源への充電可能状態へ至る移行手順を終了するエラーモード（高度異常状態）とは別に正常時制御に復帰可能なエラーモード（低度異常状態）が設けられる。このため、誤検知やすぐに正常状態に戻るような軽微なエラーにおいては、当該軽微なエラーが回復した場合に、時間を要する移行手順を最初から再度行うことなく、充電可能状態への移行を許できる。したがって、ノイズまたは瞬間的な異常の検出により、軽微かつ復帰可能な異常が発生した場合には、それを検出しつつも、当該異常が解消された場合には速やかに正常時制御に復帰させることにより、使用者の利便性を向上させることができる。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、および利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明の乗物およびそれに用いる電源ユニットによれば、異常検出を適切に行いつつ使用者の利便性を向上させることができる。

図１は本発明の一実施形態における電動二輪車を示す左側面図である。 図２は図１に示す電動二輪車の電気システムの構成例を示すブロック図である。 図３は図１に示す電動二輪車の電気システムの制御系を例示するブロック図である。 図４は図１に示す電動二輪車の動作状態の遷移態様を示す状態遷移図である。 図５は図１に示す電動二輪車の動作確認の制御の流れを示すフローチャートである。 図６は図１の電動二輪車におけるシステムチェックの一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下ではすべての図を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、特に言及しない場合にはその重複する説明を省略する。

以下の実施形態においては、本発明が適用される乗物として電気モータを備えた電動二輪車を例示する。ただし、本発明は、電動二輪車に限られない。例えば、その他の鞍乗型の電動車両（電動三輪車など）、多目的車両などの居住空間を有する電動四輪車、小型滑走艇のような車両以外の乗物等にも適用可能である。また、電気モータに加えて内燃機関を併せ持つハイブリッド型の乗物、または内燃機関のみを動力とする乗物にも適用され得る。

図１は本発明の一実施形態における電動二輪車を示す左側面図である。図１に示すように、本実施形態の電動二輪車１は、従動輪である前輪２と、駆動輪である後輪３と、前輪２と前輪３との間に配設される車体フレーム４と、車体フレーム４に支持された電気モータ５と、を備えている。電動二輪車１は、内燃機関を備えておらず、電源の電力により駆動される電気モータ５により発生される走行動力により後輪３を回転駆動するように構成されている。

前輪２は、あるキャスター角で傾斜しながら略上下方向に延設されたフロントフォーク６の下部において回転可能に支持されている。フロントフォーク６の上部にはステアリングシャフト７が接続され、ステアリングシャフト７の上部にはバー型のハンドル８が取り付けられている。ハンドル８の右グリップは、運転者が電気モータ５により発生される走行動力を調整するためのスロットルグリップとして構成されている。ハンドル８の近傍にはシリンダ錠１０が配置されている。

車体フレーム４は、ヘッドパイプ１１と、左右一対かつ上下一対のメインフレーム１２と、左右一対のダウンフレーム１３と、左右一対のピボットフレーム１４と、左右一対のスイングアーム１５と、シートフレーム１６とを有している。なお、ヘッドパイプ１１は、ステアリングシャフト７を回転可能に支持している。また、シートフレーム１６は、運転者および同乗者が前後に並んで着座可能なシート（図示せず）を支持する。

電気モータ５は、ダウンフレーム１３の下方かつピボットフレーム１４の前方の領域に配置されている。電気モータ５により発生された走行動力は、動力伝達機構１７を介して後輪３に伝達される。電気モータ５は、モータケース１８に収容されている。モータケース１８は、動力伝達機構１７を構成する変速機（図示せず）を電気モータ５とともに収容し、ダウンフレーム１３およびピボットフレーム１４に懸架されている。

電動二輪車１は、電気モータ５を収容するモータケース１８の他に、インバータケース１９およびバッテリユニット１００を搭載している。インバータケース１９はインバータ２０をはじめとした電装品を収容しており、バッテリユニット１００は電源であるバッテリパック６０をはじめとした電装品を収容している。インバータケース１９は、メインフレーム１２とピボットフレーム１４とシートフレーム１６とにより囲まれ、側面視において略逆三角形状を有する空間に配置される。インバータケース１９は、バッテリユニット１００の下後端部の直ぐ後ろに配置されている。バッテリユニット１００は、左右一対のメインフレーム１２の間、左右一対のダウンフレーム１３の下端部よりも上、かつピボットフレーム１４よりも前の空間に配置されている。

バッテリユニット１００にはバッテリパック６０を車外の充電用の外部電源９０から充電するための充電コネクタ４９が配設されている。例えば、充電コネクタ４９の嵌合部がバッテリユニット１００の外装面に露出していてもよいし、バッテリユニット１００の開口部（充電口）に配設されて該開口部が所定のカバーで被覆されてもよい。

図２は図１に示す電動二輪車の電気システムの構成例を示すブロック図である。図２は、主に電源（バッテリパック６０）と電気モータ５との間の駆動電力の流れを示している。図２に示すように、バッテリパック６０は、複数のバッテリモジュール６１と、バッテリフレーム６４とを有し、高圧かつ直流の単体の二次電池として機能するユニットである。各バッテリモジュール６１は、複数のバッテリセル６２と、複数のバッテリセル６２を収容する直方体状のモジュール筐体６３とを有する。本実施形態において、各バッテリセル６２は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの、直流電力を蓄える二次電池である。なお、二次電池によるバッテリパック６０の代わりに、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ等を電源として用いてもよい。

複数のバッテリセル６２は、モジュール筐体６３内で整列配置され、かつ電気的に直列に接続されている。複数のバッテリモジュール６１は、バッテリパック６０内で密集配置された状態でバッテリフレーム６４に繋ぎ止められる。複数のバッテリモジュール６１は、電気的に直列に接続されている。

このようにバッテリパック６０は、多数のバッテリセル６２が電気的に直列に接続されたものである。その結果、バッテリパック６０は、高電圧（例えば２００Ｖ〜３００Ｖ）の二次電池として機能する。

複数のバッテリモジュール６１には、それぞれ、各バッテリセル６２の電圧および温度を監視するセル監視装置（ＣＭＵ）６５が設けられる。セル監視装置６５は、各バッテリセル６２の電圧および温度を検出し、検出したデータをバッテリコントローラ７０に送る。バッテリコントローラ７０は、セル監視装置６５からのデータに基づいて各バッテリモジュール６１への充放電制御を行う。

バッテリパック６０は、正極側の充電線５０ｐおよび負極側の充電線５０ｎからなる充電線５０を介して充電コネクタ４９に電気的に接続される。正極側充電線５０ｐ上には充電用正極側リレー５１が配設され、負極側充電線５０ｎ上には充電用負極側リレー５２が配設されている。充電用正極側リレー５１と充電量負極側リレー５２とを以下では充電用リレー５１，５２と総称する場合がある。充電コネクタ４９は、バッテリパック６０を充電する外部電源９０と電気的に接続されるように構成される。

さらに、バッテリパック６０は、正極側電源線３１ｐおよび負極側電源線３１ｎからなる高圧電線３１を介してインバータ２０に電気的に接続されている。インバータ２０は、バッテリパック６０から送られる高圧の直流電力を、メインコントローラ８０からのトルク指令などに従って三相の交流電力に変換する。変換された三相の交流電力は、三相交流配線３２を介して電気モータ５に供給される。電気モータ５は、インバータ２０からの交流電力の給電を受けて駆動し、電流などの電気的特性に応じた走行動力を発生する。

高圧電線３１の正極側電源線３１ｐ上には、インバータ用正極側リレー３６が配設されている。正極電源線３１ｐからの迂回路として、迂回配線３３がインバータ用正極側リレー３６と並列に形成されている。迂回配線３３上には、電流制限抵抗３４と突入電流防止リレー３５とが直列に配設されている。高圧電線３１の負極側電源線３１ｎ上には、インバータ用負極側リレー３７が配設されている。各リレー３５〜３７は、電源であるバッテリパック６０から電気モータ５への電力の供給および遮断を切り替えるスイッチング素子として機能する。各リレー３５〜３７を以下では走行用リレーと総称する場合がある。

正極側電源線３１ｐ、負極側電源線３１ｎおよび／または迂回配線３３上には、電流センサが配設されている。なお、本実施形態においては図２に示すように、迂回配線３３上に電流センサ５３ａが配設され、正極側電源線３１ｐ上の迂回配線３３の経路より内側に電流センサ５３ｂが配設されている場合が例示されている。

隣り合って配設されるバッテリモジュール６１同士を接続する接続配線３９上には、サービスプラグ４０が配設されている。サービスプラグ４０は、接続配線３９の導通および遮断を切り替えるプラグ４１と、過電流が流れたときに接続配線３９を遮断するヒューズ４２とを備えている。メンテナンス業者は、プラグ４１を手動動作することにより、接続配線３９が導通してバッテリパック６０から電気モータ５に電力供給可能な状態と、接続配線３９が遮断してバッテリパック６０から電気モータ５への電力供給を遮断する遮断状態とを切り替えることができる。

電動二輪車１は、電気モータ５の電源となるバッテリパック６０とは別に、低電圧の直流電源（例えば、ＤＣ１２Ｖ）として二次電池である補機バッテリ４３を備えている。補機バッテリ４３は、低圧電線４４を介して電気モータ５以外の電力負荷（補機）に接続されている。補機バッテリ４３を電源とする電力負荷としては、例えば、バッテリパック６０の充電状態を監視するバッテリコントローラ（ＢＭＵ：Battery Management Unitとも称される）７０、インバータ２０、各種センサ、およびメインコントローラ（ＥＶ−ＥＣＵまたはＶＣＵとも称される）１００が含まれる。メインコントローラ８０は、インバータ２０の駆動制御を含む、電動二輪車１の全体の制御を司る制御装置として構成される。

その他、補機バッテリ４３を電源とする電力負荷には、ヘッドライト、テールランプ、方向指示器などの灯火器、速度表示器、異常報知器などの報知器１２０（図３参照）も含まれる。報知器１２０には、表示ランプ、速度計などの計器、各種情報を表示する液晶画面等の表示器および警告音、作動音、異常報知音、ガイド音声等を出力するスピーカが含まれる。図２において、これらの電力負荷は、補機１１０として包括的に示される。

補機バッテリ４３、メインコントローラ８０、補器１１０およびバッテリコントローラ７０を繋ぐ低圧電線４４には、低圧用リレー１０１が介設されている。バッテリコントローラ７０は、バッテリパック６０からインバータ２０に給電しないとき（例えば、充電モードにおいて）、バッテリパック６０とインバータ２０との間の高圧電線３１を遮断するように走行用リレー３５〜３７を作動させる。また、バッテリコントローラ７０は、バッテリパック６０からインバータ２０に給電するとき（例えば、放電モードにおいて）、バッテリパック６０とインバータ２０との間の高圧電線３１を接続するように走行用リレー３５〜３７を作動させる。

補機バッテリ４３は、正極側電源線４６ｐおよび負極側電源線４６ｎからなる低圧側コンバータ配線４６を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４５に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は正極側電源線４７ｐおよび負極側電源線４７ｎからなる高圧側コンバータ配線４７を介して高圧電線３１の正極側電源線３１ｐおよび負極側電源線３１ｎにそれぞれ接続されている。高圧側コンバータ配線４７の正極側電源線４７ｐおよび負極側電源線４７ｎ上には、ＤＣ／ＤＣコンバータ用リレー４８が配設されている。なお、図２では、高圧側電源線４７ｐ上にＤＣ／ＤＣコンバータ用リレー４８が配設されている場合が例示されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ用リレー４８はバッテリコントローラ７０により開閉指令が与えられる。

このように、バッテリコントローラ７０は、各種リレー３５〜３７，４８，５１〜５２に指令を与えることにより、対応する配線の接続または遮断が切り替えられる。

バッテリパック６０と電気モータ５とが接続される放電モードにおいては、バッテリパック６０からの電力で電気モータ５を駆動して電動二輪車１を走行させる。さらに、電動二輪車１の減速時には、電気モータ５を発電機として機能させる。この場合、電気モータ５により発生した交流電力（回生電力）はインバータ２０により直流電力に変換され、バッテリパック６０が直流電力により充電される。

バッテリパック６０と外部電源９０とが充電コネクタ４９を介して接続される充電モードにおいては、外部電源９０からの電力によりバッテリパック６０が充電される。また、外部電源９０から供給される電力により補機バッテリ４３を充電することもできる。また、バッテリパック６０に蓄えられている直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ４５により補機バッテリ４３向けの直流電力に変換して、補機バッテリ４３を充電することもできる。

図３は図１に示す電動二輪車の電気システムの制御系を例示するブロック図である。図３に示すように、本実施形態における電動二輪車１は、主にメインコントローラ８０とバッテリコントローラ７０とにより制御される。メインコントローラ８０およびバッテリコントローラ７０は、それぞれマイクロコントローラ等の制御器８１，７１と、各種情報を記憶するメモリ８２，７２とを備える。メインコントローラ８０の制御器８１およびバッテリコントローラ７０の制御器７１は、後述する動作確認部８３，７３および制御部８４，７４として機能する。

メインコントローラ８０には、シリンダ錠１０、シリンダ錠１０に組み込まれ、補機バッテリ４３のオンオフを切り替えるメインスイッチ１２１、ハンドル８付近に設けられたスタートスイッチ１２２、電動二輪車１の駐車時に電動二輪車１を支えるサイドスタンド（図示せず）が展開状態（駐車時）にあるのか収納状態（走行時）にあるのかを検出するサイドスタンドスイッチ１２３、前輪２の回転速度を検出する前輪車速センサ１２４、後輪３の回転速度を検出する後輪車速センサ１２５、電動二輪車１の車体の傾斜角に基づいて電動二輪車１が転倒状態にあるか否かを検出する転倒センサ１２６が接続されている。

さらに、メインコントローラ８０には、インバータ２の温度を検出するインバータ温度センサ１２７、電気モータ５の温度を検出するモータ温度センサ１２８および電気モータ５の回転数を検出する回転数センサ１２９が接続されている。回転数センサ１２９は例えばレゾルバ等の回転角センサが用いられる。なお、センサは、上記に限られず、例えば、図示しないが、ギヤポジションセンサ、走行モード切換え指令センサ、加速度センサ、アクセルセンサおよびブレーキセンサ、充電コネクタの接続判断センサ、充電コネクタからの電力供給を判断するセンサ等も同様にメインコントローラ８０に接続され得る。

メインコントローラ８０は、これらのスイッチまたはセンサからの情報または指令に応じてバッテリコントローラ７０またはインバータ２０に制御指令を与える。また、メインコントローラ８０は、電動二輪車１の状態を報知器１２０に報知する。

さらに、メインコントローラ８０は、低圧用リレー１０１に接続されている。メインコントローラ８０は、補機バッテリ４３の異常発生時には、これらのリレーを遮断する制御を行う。また、メインコントローラ８０は、低圧用リレー１０１の動作状態を検出し、動作異常の有無を把握することができる。

バッテリコントローラ７０には、バッテリパック６０の複数のバッテリモジュール６１のそれぞれに設けられるセル監視装置６５およびバッテリパック６０に流れる電流を検出する電流センサ５３ａ，５３ｂが接続される。セル監視装置６５は、対応するバッテリモジュール６１の電圧および温度を検出して、バッテリコントローラ７０に検出した情報を送っている。すなわち、セル監視装置６５は、バッテリパック６０の電圧センサまたは温度センサとして機能し得る。バッテリコントローラ７０は、各セル監視装置６５から送られる各バッテリモジュール６１の電圧および温度と、電流センサ５３ａ，５３ｂから送られるバッテリパック６０の電流とに基づいてバッテリパック６０の電圧管理を行う。

さらに、バッテリコントローラ７０は、走行用リレー３５〜３７、ＤＣ／ＤＣコンバータ用リレー４８および充電用リレー５１，５２に接続されている。バッテリコントローラ７０は、電動二輪車１またはバッテリユニット１００の異常発生時には、これらのリレーを遮断する制御を行う。また、バッテリコントローラ７０は、各リレー３５〜３７，４８，５１，５２の動作状態を検出し、動作異常の有無を把握することができる。

転倒センサ１２６、インバータ温度センサ１２７、モータ温度センサ１２８、回転数センサ１２９、セル監視装置６５、電流センサ５３ａ，５３ｂおよび各リレー３５〜３７，４８，５１，５２，１０１は電動二輪車１の異常を検出する異常検出器として機能する。転倒センサ１２６は、電動二輪車１の車体が所定の角度以上傾斜した場合を異常として検出する。インバータ温度センサ１２７およびモータ温度センサ１２８は、それぞれ、検出される温度が所定の温度以上である場合を異常として検出する。回転数センサ１２９は、検出される電気モータ５の回転数とメインコントローラ８０の指令値との差が所定値以上である場合を異常として検出する。セル監視装置６５および電流センサ５３ａ，５３ｂは、バッテリユニット１００における各電圧、温度および電流が所定の値以上である場合を異常として検出する。

シリンダ錠１０は、充電許可と走行許可とを選択的に切り替える入力装置として用いられる。シリンダ錠１０は、メインスイッチ１２１の切り替えに用いられるとともに車体の施錠に用いられる。シリンダ錠１０は、キー穴が予め定める複数の位置に移動可能に設定される。シリンダ錠１０に付設されたセンサは、キー穴の位置を示す信号をメインコントローラ８０に与える。シリンダ錠１０は、キー穴に挿着したメカキーを回動させることにより、キー穴位置を切り替えることができる。メインコントローラ８０は、シリンダ錠１０から与えられるキー穴位置の信号に基づいて、制御モードを切り替える。メインスイッチ１２１は、シリンダ錠１０から与えられるキー穴位置の信号に基づいて、オンオフを切り替える。また、キー穴を抜いた状態では、キー穴の回転が阻止される。キー穴位置には、ロック位置、メインスイッチオフ位置、メインスイッチオン位置、および充電位置が含まれる。シリンダ錠１０のキー穴位置の情報は、メインコントローラ８０に送られる。

図４は図１に示す電動二輪車の動作状態の遷移態様を示す状態遷移図である。シリンダ錠１０のキー穴位置をメインスイッチオン位置に位置させることにより、補機バッテリ４３からメインコントローラ８０、バッテリコントローラ７０および各補機１１０への給電が開始され、各コントローラ１００，７０における制御が可能となる。初期動作確認処理を行う初期化状態から走行可能状態へ移行するには、少なくとも１つの動作状態を経由するように移行手順が設定されている。

本実施形態においては、図４に示すように、電動二輪車１の正常動作時における動作状態は、シリンダ錠１０のキー穴位置をメインスイッチオン位置に位置したときに初期動作確認処理を行う初期化状態と、初期化状態における初期動作確認処理後の待機状態と、電動二輪車１において電気的に走行可能な状態である駐車状態と、実際に乗員の操作によって走行可能な走行可能状態（第１の動作可能状態）と、シリンダ錠１０のキー穴位置を充電位置にした場合の充電可能状態（第２の動作可能状態）と、を含む。シリンダ錠１０のキー穴位置は、充電位置、メインスイッチオフ位置およびメインスイッチオン位置の順で並んでいる。すなわち、シリンダ錠１０は、メインスイッチオン位置からいったんメインスイッチオフ位置を経由しないと充電位置には位置しない。このため、走行可能状態にある電動二輪車１を充電するためにはいったんメインスイッチ１２１をオフする必要がある。同様に、充電可能状態にある電動二輪車１を走行させるためにはいったんメインスイッチ１２１をオフする必要がある。

正常時制御における移行手順においては、運転者から始動準備意思を示す操作（本実施形態ではシリンダ錠１０にシリンダキーを差し込んでキー穴位置をメインスイッチオン位置に位置させる操作）が行われると、初期化状態に移行し、初期動作確認処理が行われる。初期動作確認処理が完了すると、待機状態に移行する。待機状態において電動二輪車１の走行意思を示す操作（本実施形態では、スタートスイッチ１２２をオンする操作）が行われると、駐車状態に移行する。駐車状態では、走行可能条件（本実施形態では、サイドスタンドが収納状態であること）が満たされると、走行可能状態に移行する。走行可能状態からサイドスタンドが展開状態となると、駐車状態に復帰する。

このように、各動作状態は、次の動作状態へ移行するのに必要な所定の手順（すなわち、電動二輪車１の動作可能状態へ至る移行手順）および低度異常状態における制御態様が設定されている。待機状態から駐車状態へはスタートスイッチ１２２の作動操作が必要な手順として設定され、駐車状態から走行可能状態へはサイドスタンドスイッチ１２３の解除操作（サイドスタンドを収納状態とすることによりサイドスタンドスイッチ１２３は解除状態となる）が必要な手順として設定される。メインコントローラ８０の制御器８１は、このような移行手順に従って電動二輪車１を制御する制御部８４として機能する。

シリンダ錠１０のキー穴位置がメインスイッチオン位置または充電位置からメインスイッチオフ位置に切り替えられると、低圧用リレー１０１が遮断されることにより補機バッテリ４３からメインコントローラ８０、バッテリコントローラ７０および各補機１１０への給電が遮断されて電動二輪車１は、何れの制御も行われないシャットダウン状態となる。また、シリンダ錠１０のキー穴位置がメインスイッチオフ位置からメインスイッチオン位置または充電位置に切り替えられると、低圧用リレー１０１が接続されることにより補機バッテリ４３からメインコントローラ８０、バッテリコントローラ７０および各補機１１０へ電力が供給されて、各機器が電気的に動作可能となる。

図５は図１に示す電動二輪車の動作確認の制御の流れを示すフローチャートである。メインコントローラ８０の制御器８１は、シリンダ錠１０がメインスイッチオン位置に位置したことを検出する（ステップＳ１）と、動作確認部８３として動作する。バッテリコントローラ７０の制御器７１は、バッテリユニット１００に関して検出される値をメインコントローラ７０に出力し、メインコントローラ８０の指令に基づいて各リレーを接続または遮断する。すなわち、メインスイッチ１２１がオンされてから走行可能状態へ至る移行手順の過程および走行可能状態においては、メインコントローラ８０がマスタとなり、バッテリコントローラ７０はスレーブとして動作する。動作確認部８３は、制御状態（後述する正常時制御状態、低度異常時制御状態および高度異常時制御状態）をリセットした上で（ステップＳ２）、所定の初期動作確認処理を行い、電動二輪車１が正常動作可能か否かを確認する（ステップＳ３）。

初期動作確認処理は、例えば各センサから検出される値が所定の範囲内か否かの判定等を含む。さらに、初期動作確認処理は、各リレーを実際に接続および遮断させて動作確認を行うシステムチェック（初期化動作）を含む。バッテリコントローラ７０の制御器７１は、例えば各リレーの動作確認およびセル監視装置６５から検出される電圧や温度等のバッテリユニット１００に関する検出値をメインコントローラ８０の制御器８１に送り、制御器８１は、動作確認部８３として、バッテリユニット１００に関する動作確認処理を行う。さらに、メインコントローラ８０の制御器８１は、例えばインバータ２０および電気モータ５の温度等から検出される値に基づく状態異常確認等のバッテリユニット１００以外の動作確認処理を、動作確認部８３として行う。

図６は図１の電動二輪車におけるシステムチェックの一例を示す模式図である。図６には、走行用リレー３５，３６，３７の動作確認が例示される。図６は、上から順に、バッテリユニット１００とインバータ２０との間におけるリレー３５，３６，３７の配設図、各リレー３５，３６，３７の接続タイミングを示すグラフ、正常時における電流センサ５３ａ，５３ｂの検出値のグラフおよびある異常時における電流センサ５３ａ，５３ｂの検出値のグラフを示す。なお、本実施形態においては、各リレーにおいて当該リレーの前後の配線を接続する状態をオンと称し、リレーの前後の配線を遮断する状態をオフと称する。

まず、バッテリコントローラ７０の制御器７１は、すべての走行用リレー３５〜３７がオフの状態から迂回配線３３上の走行用リレー（突入電流防止リレー）３５をオンする。このとき、インバータ２０への他の走行用リレー３６，３７はオフのままである。この状態では、負極側の走行用リレー３７がオフであるため、インバータ２０へは電流は流れない。したがって、正常であれば、電流センサ５３ａを流れる電流Ｉａと電流センサ５３ｂを流れる電流Ｉｂとは、ともに０のままである。このことから、動作確認部８３として機能するメインコントローラ８０の制御器８１は、バッテリコントローラ７０を介して電流センサ５３ａを流れる電流Ｉａを検出することにより、負極側の走行用リレー３７の遮断状態が適正であることを確認できる。

次に、バッテリコントローラ７０の制御器７１は、再び走行用リレー３５〜３７がオフの状態から負極側の走行用リレー３７をオンする。このとき、インバータ２０への他の走行用リレー３５，３６はオフのままである。この状態でも、正極側の走行用リレー３５，３６がオフであるため、インバータ２０へは電流は流れない。したがって、正常であれば、電流Ｉａ，Ｉｂはともに０のままである。このことから、動作確認部８３として機能するメインコントローラ８０の制御器８１は、バッテリコントローラ７０を介して電流センサ５３ａを流れる電流Ｉａを検出することにより、走行用リレー３５の遮断状態が適正であることを確認でき、電流センサ５３ｂを流れる電流Ｉｂを検出することにより、走行用リレー３６の遮断状態が適正であることを確認できる。

例えば、図６に示すように、負極側の走行用リレー３７のみオンした際に、電流Ｉａが変化した場合、迂回配線３３上の走行用リレー３５の遮断状態が異常であると判断できる。同様に、負極側の走行用リレー３７のみオンした際に、電流Ｉｂが変化した場合、走行用リレー３６の遮断状態が異常であると判断できる。また、正極側の走行用リレー３５，３６の少なくとも何れか一方をオンし、負極側の走行用リレー３７をオフした際に、電流Ｉａ，Ｉｂが変化した場合、走行用リレー３７の遮断状態が異常であると判断できる。

さらに、バッテリコントローラ７０の制御器７１は、走行用リレー３５〜３７がオフの状態から迂回配線３３上の走行用リレー３５と負極側の走行用リレー３７をオンする。この場合、迂回配線３３を通じて電流がインバータ２０に流れる。したがって、正常であれば、電流Ｉａが変化する。なお、迂回配線３３上には、電流制限抵抗３４が配設されているため、電流センサ５３ａで検出される電流Ｉａは、所定値まである程度緩やかに上昇する波形を有する。このことから、動作確認部８３は、電流センサ５３ａを流れる電流Ｉａを検出することにより、走行用リレー３５，３７の接続状態が適正であることを確認できる。

また、バッテリコントローラ７０の制御器７１は、走行用リレー３５，３７がオンの状態から走行用リレー３６をオンする。この場合、電流制限抵抗３４が迂回配線３３上に配設されていることから、迂回配線３３に電流が流れなくなり、より抵抗の少ない走行用リレー３６に電流が流れる。したがって、正常であれば、電流Ｉａが０になり、電流Ｉｂに電流が流れる。走行用リレー３６側には抵抗がないため、これを流れる電流は急峻に立ち上がる。このことから、動作確認部８３として機能するメインコントローラ８０の制御器８１は、バッテリコントローラ７０を介して電流センサ５３ｂを流れる電流Ｉｂを検出することにより、走行用リレー３６，３７の接続状態が適正であることを確認できる。

また、走行用リレー３５，３７をオンした場合の電流Ｉａの変化と、走行用リレー３６，３７をオンした場合の電流Ｉｂの変化とを組み合わせることにより走行用リレー３５，３６，３７の個々の接続状態が適正であるかどうかを確認できる。例えば、走行用リレー３５，３７をオンした場合の電流Ｉａの変化および走行用リレー３６，３７をオンした場合の電流Ｉｂの変化の何れか一方が適正でない場合は、負極側の走行用リレー３７の接続状態は正常かつ正極側の走行用リレー３５，３６の一方の接続状態が異常と判断でき、走行用リレー３５，３７をオンした場合の電流Ｉａの変化および走行用リレー３６，３７を接続した場合の電流Ｉｂの変化の両方が適正でない場合は、少なくとも負極側の走行用リレー３７の接続状態が異常と判断できる。

このように、初期動作確認処理においては、システムチェックとして各リレーの動作確認（通電および遮断確認）を実際に各リレーを動作させて行うため、ある程度の時間（例えば４秒〜５秒程度）を要する。

なお、バッテリコントローラ７０の制御器７１は、シリンダ錠１０が充電位置に位置したことを検出すると、動作確認部７３として動作し、バッテリユニット１００に対する初期動作確認処理を行う。この際、メインコントローラ８０は、電動二輪車１が充電中に動いていないかを判定するための車速センサ１２４，１２５からの検出出力をバッテリコントローラ７０に送るのみである。すなわち、充電時においては、バッテリコントローラ７０がマスタとなり、メインコントローラ８０はスレーブとして動作する。バッテリユニット１００に対する初期動作確認処理においても、上記のようなシステムチェックおよびバッテリパック６０の電流、電圧、温度の確認が行われる。ただし、以下では主として充電時以外の制御フローを説明する。すなわち、メインコントローラ８０の制御器８１が動作確認部８３および制御部８４として動作する。

上記のような初期動作確認処理の結果、動作確認部８３は、エラーが生じているか否かを判定する（ステップＳ４）。動作確認部８３が、エラーが生じていないと判定した場合（ステップＳ４でＮｏ）、制御部８４は、各リレーを接続した後、電動二輪車１の各部に対し正常時制御を行う（ステップＳ５）。正常時制御においては、前述したように、各動作状態において設定された移行手順が行われることにより、動作状態が遷移し、最終的には走行可能状態となって、通常の走行制御が行われる。

一方、エラーが生じていると判定された場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、さらに、動作確認部８３は、電動二輪車１が低度異常状態であるか高度異常状態であるかを判定する（ステップＳ６）。例えば、メインコントローラ８０またはバッテリコントローラ７０に接続される異常検出器を、第１の特性を検出する第１の検出器と、第１の特性とは異なる第２の特性を検出する第２の検出器とに予め区別しておき、第１の検出器が検出した第１の特性に基づくエラーであれば、動作確認部８３は、低度異常状態と判定し、第２の検出器が検出した第２の特性に基づくエラーであれば、動作確認部８３は、高度異常状態と判定してもよい。

具体的には、第１の検出器は、電動二輪車１の状態を表す指標のうちの少なくとも１つの数値を検出する。例えば、第１の特性には、インバータ２０、電気モータ５、バッテリセル６１またはバッテリパック６０等の温度、電源線３１を流れる電流値、電動二輪車１の傾斜角、電気モータ５を冷却するための冷却媒体の流量等が含まれる。すなわち、セル監視装置６５、電流センサ５３ａ，５３ｂ、温度センサ１２７，１２８等は、第１の検出器として機能する。これらの第１の検出器に接続されるメインコントローラ８０またはバッテリコントローラ７０のメモリ８２，７２には、予め正常値の範囲および高度異常状態の範囲が設定され、動作確認部８３は、検出された各値のうち少なくとも何れか１つが対応する正常値の範囲を超え、高度異常状態の範囲未満となると、電動二輪車１が低度異常状態であると判定する。

特に、温度が所定値より高温になるような異常状態は、自然に下がる可能性があり、また、電動二輪車１が走行することにより温度が低下する場合も多い。このため、制御部８４が復帰可能なエラーと判定することにより、高度異常状態が頻発する事態を低減させることができる。

また、第２の検出器が検出する第２の特性には、例えば電動二輪車１の転倒、電動二輪車１のその他の状態異常、リレー等の電気回路故障異常、センサ異常、制御対象の故障異常などが含まれる。例えば、第２の検出器は、制御対象に対して制御指令を出力する制御器８１，７１と、それに対応する応答を検出する所定のセンサとを含んでもよい。また、リレー等の電気回路故障異常を検出する第２の検出器は、走行用リレー３５〜３７に対応する電流センサ５３ａ，５３ｂのように、リレーを含む配線上に設けられた電流センサにより構成されてもよい。これに加えて、または、これに代えて、リレー自体に異常検出機能を有するリレーをメインコントローラ８０またはバッテリコントローラ７０に接続することにより、当該リレー自体を第２の検出器として構成してもよい。転倒を検出する第２の検出器は、転倒センサ１２６により構成されてもよい。これらの第２の検出器は、故障状態が生じた際に、電気信号を対応する制御器８１，７１に送ることとしてもよい。このような構成においては、メインコントローラ８０またはバッテリコントローラ７０が第２の検出器から当該電気信号を受信した場合に、動作確認部８３は、電動二輪車１が高度異常状態であると判定する。これに代えて、制御器８１，７１が第２の検出器から送られる検出値に基づいて故障状態、すなわち、高度異常状態であると判定してもよい。

動作確認部８３，７３が低度異常状態または高度異常状態と判定した場合、対応するコントローラ８０，７０は、当該異常状態の種類（高度または低度）を異常の原因（異常を検出した異常検出器等）とともにメモリ８２，７２に異常履歴として記憶する。すなわち、例えば、バッテリコントローラ７０のメモリ７２には、バッテリユニット１００に関連する異常履歴が記憶され、メインコントローラ８０のメモリ８２には、インバータ２０等その他に関する異常履歴が記憶される。一方のメモリ８２，７２に記憶された異常履歴は、他方のメモリ８２，７２に共有化されてもよい。

動作確認部８３が低度異常状態と判定した場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、制御部８４は、移行手順を終了せずに、電動二輪車１に対して正常時制御とは異なる所定の制御（低度異常時制御）を行う（ステップＳ７）。なお、後述するように、移行手順を終了しないことは、正常時制御における移行手順と同じ移行手順を維持することだけでなく、正常時制御における移行手順とは異なる移行手順を行うことも含まれる。

動作確認部８３が高度異常状態と判定した場合（ステップＳ６でＮｏ）、制御部８４は、移行手順を終了して電動二輪車１を動作禁止状態（走行禁止状態）へ移行する高度異常時制御を行う（ステップＳ８，Ｓ９）。制御部８４は、高度異常状態であるとの判定後、初期動作確認処理において正常動作可能と判定されるまで、高度異常時制御を継続する。すなわち、高度異常状態であると判定された場合には、高度異常時制御（ステップＳ８）への移行後、メインスイッチ１２１がオフされ（ステップＳ９でＹｅｓ）、乗員が再びメインスイッチ１２１をオン操作しないと、制御状態がリセット（ステップＳ２）されず、制御部８４が正常時制御に復帰しない。

正常時制御中または低度異常時制御中、メインスイッチ１２１がオンの状態が継続されていれば（ステップＳ１０でＮｏ）、動作確認部８３は、正常動作可能か否かを確認する継続動作確認処理を行う（ステップＳ１１）。継続動作確認処理においても、動作確認部８３として機能するのは、充電時を除いてメインコントローラ８０の制御器８１である。バッテリコントローラ７０の制御器７１は、バッテリユニット１００に関する異常検出器からの検出を行い、メインコントローラ８０に送るとともに、メインコントローラ８０からの指令に基づいてバッテリユニット１００の動作を制御する。

継続動作確認処理は、例えば、初期動作確認処理後、継続して異常検出器から検出される値を連続的に監視することにより行われてもよい。これに代えて、継続動作確認処理は、所定の時間経過ごとに行われてもよいし、走行停止時等の所定の状態移行時ごとに行われてもよいし、これらを組み合わせてもよい。

継続動作確認処理においては、走行時においても検出可能な異常検出器からの検出のみを行い、図６に示されるようなシステムチェックは行わない。ただし、動作確認部８３は、各リレーが遮断していないかを監視し、リレーが遮断されていることを検出するとエラーとして判定する。継続動作確認処理後における制御部８４の処理は、初期動作確認処理と同様である（ステップＳ４〜Ｓ８）。

この結果、動作確認部８３が、低度異常状態であると判定した後、継続動作確認処理において低度異常状態から回復したと判定した場合（ステップＳ７の後、ステップＳ１１を経てステップＳ４でＮｏ）、制御部８４は、正常時制御を行う（ステップＳ５）。すなわち、制御部８４は、低度異常状態からの回復後、初期動作確認処理を経ることなく、電動二輪車１の動作可能状態（走行可能状態または充電可能状態）への移行を許可できる。

メインスイッチ１２１がオフになった場合（ステップＳ９またはＳ１０でＹｅｓ）、低圧用リレー１０１を遮断する。

なお、本実施形態においては、継続動作確認処理を正常時制御および低度異常時制御において行うとしたが、低度異常時制御においてのみ行うこととしてもよい。また、低度異常時制御における継続動作確認処理を正常時制御における継続動作確認処理とは異なる処理としてもよい。例えば、低度異常時制御における継続動作確認処理においては、動作確認部８３は、低度異常状態と判定された項目に関して当該項目が正常の範囲内に回復したかどうかおよび／または当該項目が高度異常状態の範囲に含まれるようになったかどうかを判定してもよい。

上記構成によれば、異常発生時に電動二輪車１の動作可能状態へ至る移行手順を終了するエラーモード（高度異常状態）とは別に正常時制御に復帰可能なエラーモード（低度異常状態）が設けられる。このため、誤検知またはすぐに正常状態に戻るような軽微なエラーにおいては、当該軽微なエラーが回復した場合に、時間を要する移行手順を最初から再度行うことなく、動作可能状態への移行を許可できる。すなわち、電動二輪車１が低度異常状態と判定され、その後正常状態に復帰した場合には、時間のかかるスイッチング素子の動作確認を行う初期動作確認処理を経ることなく、正常時制御への復帰が可能となる。したがって、ノイズまたは瞬間的な異常の検出により、軽微かつ復帰可能な異常が発生した場合には、それを検出しつつも、当該異常が解消された場合には速やかに正常時制御に復帰させることにより、使用者の利便性を向上させることができる。また、検出される異常のうち、電動二輪車１の動作可能状態への移行または維持を禁止させるべきか否かすぐには判断し難いセンシティブな状態を検出した場合に、正常時制御に復帰可能な低度異常状態として判定することもできる。これにより、電動二輪車１の動作可能状態への移行を終了させるか否かの判定をいったん保留することにより、公差、ばらつきまたはノイズを吸収し、システムの信頼性および安定性を向上させることができる。特に、本実施形態の電動二輪車１のような自動二輪車において上記構成を採用することにより、構造上、四輪の自動車等より不安定な走行中に異常が発生した場合に、動力をシャットダウンするような突発的な制御を行う機会を減らすことができる。

低度異常時制御において行われる、正常時制御とは異なる制御態様には、正常時制御と同じ移行手順で制御内容を変更する（出力制限などを行う）こと、制御内容を変更せずに、移行手順を変更する（移行のための条件を増やしたり、所定期間待機させたりする）こと、および移行手順を変更しかつ制御内容を変更することの何れもが含まれる。

以下、低度異常時制御および高度異常時制御の具体例について説明する。

例えば、図４に示すように、動作確認部８３が、待機状態等の正常時の各動作状態において、低度異常状態と判定した場合、制御部８４は、低度異常状態と判定された動作状態から当該動作状態に対応して設けられた低度異常時制御状態に移行する。図４においては、初期化状態において低度異常状態と判定された場合を低度異常時制御状態１とし、待機状態、駐車状態、走行可能状態および充電可能状態の順に対応する低度異常時制御状態２〜５と称している。

低度異常時制御状態１〜５において、対応する動作状態から次の動作状態へ移行するための手順が実行された際、制御部８４は、当該次の動作状態に対応して設けられた低度異常時制御状態に移行する。例えば、待機状態において、低度異常状態と判定された場合、電動二輪車１の動作状態は、待機状態から低度異常時制御状態２に移行する。この状態において待機状態における次の動作状態（駐車状態）への移行手順であるスタートスイッチ１２２が操作されてオンすると、電動二輪車１の動作状態は、継続動作確認を経ることなく、駐車状態に対応する低度異常時制御状態３に移行する。

なお、正常時におけるある動作状態から次の動作状態への移行手順と、対応する低度異常時制御状態から次の低度異常時制御状態への移行手順とが異なっていてもよい。例えば、初期化状態から待機状態への移行手順は、初期動作確認処理の終了であるところ、低度異常時制御状態１から低度異常状態制御２への移行手順は、初期動作確認処理を複数回繰り返すこと、または、初期動作確認処理の終了後、乗員が所定の操作入力を行うことであってもよい。

このような構成によれば、低度異常状態と判定された後、電動二輪車１の動作状態が遷移しても、動作確認部８３が低度異常状態からの回復を判定しない限り、低度異常状態の判定が継続される。したがって、電動二輪車１の動作状態に応じて低度異常状態における制御態様が異なる場合であっても、再度動作確認部８３による動作確認を行うことなく、移動状態の遷移に応じた低度異常状態における制御を迅速に実行することができる。

なお、低度異常時制御の移行手順として、所定の低度異常時制御状態に位置した場合には、次の低度異常時制御状態には移行しないこととしてもよい。例えば、初期化状態において、低度異常状態と判定され、低度異常時制御状態１に移行した場合、制御部８４は、正常時制御に復帰するまで、待機状態に対応する低度異常制御状態２へは移行せず、低度異常時制御状態１を維持してもよい。

また、図４においては、正常時における動作状態から高度異常状態へ移行する際には、何れかの低度異常時制御状態を経由するように示されている。しかし、図４は動作状態の移行関係を分かり易くするために便宜的に示されたものである。したがって、正常時の動作状態から低度異常時制御状態を経由することなく高度異常状態に移行することが可能である。例えば、転倒センサ１２６により検出された転倒時、加速度センサ（図示せず）により検出された衝突時、バッテリセル監視装置６５により検出された漏電時、電流センサ５３ａ，５３ｂにより検出されたバッテリ異常時、メインコントローラ８０からインバータ２０に送られるトルク指令値と電気モータ５の回転数センサ１２９の検出値に基づくモータ出力値との差が大きいインバータ異常時、各コントローラ１００，７０と通信可能な各補機との間で通信不良が生じた通信異常時、または、各リレーの動作異常時（遮断時）等の場合には、正常時の動作状態から直接高度異常状態に移行し得る。

もちろん、正常時の動作状態から低度異常時制御状態を経由した後、高度異常状態に移行してもよい。例えば、動作確認部８３は、異常検出器が検出した値が所定の第１の範囲外、かつ、当該第１の範囲を含む第２の範囲内である場合に、低度異常状態と判定し、異常検出器が検出した値が第２の範囲外である場合に、高度異常状態と判定する。例えば、インバータ温度センサ１２７が検出したインバータ２０の温度が、第１の範囲の上限値Ｔ１以上かつ第２の範囲の上限値Ｔ２未満である場合、動作確認部８３は、低度異常状態と判定し、第２の範囲の上限値Ｔ２以上である場合、動作確認部８３は、高度異常状態と判定してもよい。

この構成によれば、復帰可能なエラーの判定対象であっても、異常検出器が検出した値が正常範囲と認められる所定の第１の範囲を大幅に超える場合には、動作確認部８３は、高度異常状態と判定する。これにより、電動二輪車１の動作可能状態への移行または維持を禁止させるか否かの判定をいったん保留することにより、公差、ばらつきまたはノイズを吸収し、システムの信頼性および安定性を向上させることができる。

また、例えば、動作確認部８３は、異常検出器が検出した値が所定の範囲外になった場合に低度異常状態と判定し、異常検出器が低度異常状態と判定した回数が所定の回数以上となった場合に、高度異常状態と判定してもよい。また、動作確認部８３は、低度異常状態と判定してから低度異常状態が継続している期間が所定の期間以上となった場合に、高度異常状態と判定してもよい。また、例えば、動作確認部８３は、低度異常状態と判定してから、所定の期間内に再び低度異常状態と判定する事象が生じた場合、高度異常状態と判定してもよい。

なお、動作確認部８３が異常と判定した場合に、メインコントローラ８０は、報知器１２０により当該異常を報知する。報知器１２０は、低度異常状態と高度異常状態とで異なる報知態様により異常を報知する。報知態様は、低度異常状態と高度異常状態とで異なるランプを点灯させてもよい。また、低度異常状態と高度異常状態とで同じランプの点灯態様を異ならせることとしてもよい。例えば、ランプの点滅速度を変えたり、一方の異常状態においてはランプを点滅させ、他方の異常状態においてはランプを点灯させることとしてもよい。また、液晶表示部等の表示部において、低度異常状態においては「ＳＬＯＷ」と表示し、高度異常状態においては「ＥＭＥＲＧＥＮＣＹ」と表示してもよい。また、低度異常状態と高度異常状態とで異なるブザー音、異なるメロディまたは異なる音声により報知してもよい。このような構成によれば、異常が生じた際に、乗員が低度異常状態なのか高度異常状態なのかを迅速に把握することができる。

なお、低度異常状態の原因によってはエラーが発生したことを対応するメモリ８２，７２に異常履歴として記憶するのみで乗員に報知しないこととしてもよい。例えばバッテリパック６０の温度に基づくような軽微なエラーは乗員に通知しないことにより、乗員によるチェックなどの煩雑さを防止することができる。しかも、対応するコントローラ１００，７０においては、異常履歴を管理できるため、継続して同じエラーが生じた場合またはそれに関連するエラーが生じた場合に、高度異常状態と判定する等の判断を早期かつ適切に行うことができる。

低度異常時制御状態において、制御部８４は種々の制御態様を適用することができる。例えば、制御部８４は、低度異常時制御において、走行可能状態への移行を許可しつつ、走行可能状態においては電動二輪車１の走行能力を制限した制御を行ってもよい。この場合、制御部８４は、動作確認部８３により低度異常状態から回復したと判定された場合、電動二輪車１の走行能力の制限を解除して制御を行う。

これに代えて、制御部８４は、動作確認部８３により低度異常状態と判定された場合、低度異常状態から回復したと判定されるまで、動作可能状態への移行を待機してもよい。例えば、電動二輪車１の動作状態が走行可能状態以外である場合には走行可能状態への移行を待機する。

例えば、初期化状態に対応する低度異常時制御状態１において初期動作確認処理を複数回繰り返しても低度異常状態と判定される場合には、動作確認部８３は、高度異常状態と判定してもよい。また、例えば、待機状態に対応する低度異常時制御状態２においてはメインコントローラ８０がスタートスイッチ１２２の操作を受け付けないことにより、駐車状態または駐車状態に対応する低度異常時制御状態３への移行を禁止してもよい。また、例えば、低度異常時制御状態３である場合には、メインコントローラ８０がアクセル操作等の操作を受け付けないことにより、電動二輪車１の走行を禁止してもよい。

このように、動作可能状態への移行を禁止するために、制御部８４は、次の低度異常時制御状態への移行を待機してもよい。

これに代えて、走行可能状態に対応する低度異常時制御状態４への移行は許可するが、制御部８４は、低度異常時制御状態４における低度異常時制御として電動二輪車１の動作を制限する制御を行ってもよい。例えば、電動二輪車１の動作状態が低度異常時制御状態４であるが、電動二輪車１が停止している場合には、その後、継続動作確認処理により正常動作可能と判定されるまで、電動二輪車１を走行させないように制御してもよい。これに代えて、制御部８４は電動二輪車１を所定の走行（例えば徐行、前進のみまたは後進のみ）に限って電動二輪車１の動作状態を制限する制御を行ってもよい。

電動二輪車１が走行可能状態かつ走行中に低度異常状態と判定された場合には、制御部８４は、電動二輪車１の走行能力を制限して走行可能状態を維持し、電動二輪車１が走行停止した後は、継続動作確認処理により正常動作可能と判定されるまで、走行可能状態への移行を待機してもよい。例えば、電動二輪車１の走行能力を制限する態様には、電気モータ５の最大出力を制限したり、速度制限を行ったり、バッテリパック６０から供給される電圧を制限したりすることが含まれる。

また、例えば、制御部８４は、走行禁止状態へ移行する際または走行可能状態への移行を待機する際、バッテリパック６０から電気モータ５への電力を遮断するように走行用リレー３５〜３７を切り替えてもよい。この構成によれば、高度異常状態または低度異常状態と判定された場合に、電動二輪車１を停止させるために、走行用リレー３５〜３７が遮断されることによりバッテリパック６０から電気モータ５への電力の供給が遮断される。これにより、走行可能状態への移行を確実に禁止することができる。これに代えて、制御部８４がアクセル操作等のメインコントローラ８０への入力を受け付けない（無視する）こととしてもよい。

また、動作確認部８３が低度異常状態から回復したと判定したときに、電動二輪車１が低度異常時制御として走行能力を制限しての走行中である場合、制御部８４は、走行能力の制限を時間経過に伴って徐々に解除する徐変解除制御を行ってもよい。徐変解除制御を行う代わりに、制御部８４は、予め定められた解除時期条件を満たすか否かを判定し、当該解除時期条件を満たした場合に走行能力の制限を解除してもよい。

この構成によれば、走行中に低度異常時制御から正常時制御に移行する間に徐変解除制御を行う、または、低度異常時制御から正常時制御に移行しても電動二輪車１に生じる衝撃が発生し難いタイミングまで待機する。これにより、走行中の電動二輪車１が低度異常時制御から正常時制御に回復する際に電動二輪車１に生じる衝撃を発生し難くすることができる。解除時期条件は、例えば、走行停止時、低走行時、減速時、変速時、動力非伝達時、回生時、非加速時、アクセル操作の解除時等を含む。

また、制御部８４は、低度異常状態と判定された原因に応じて異なる低度異常時制御を行ってもよい。例えば、バッテリパック６０の温度が高いことにより低度異常状態と判定された場合には、制御部８４は、走行可能状態への移行を許可し、インバータ２０の温度が高いことにより低度異常状態と判定された場合には、制御部８４は、走行可能状態への移行を待機することとしてもよい。バッテリパック６０の温度が高い場合には、電動二輪車１を走行させて、バッテリパック６０に走行風を当てることによりバッテリパック６０の冷却を促すことができる。一方で、インバータ２０の温度が高い場合には、電動二輪車１の走行可能状態への移行を待機して、インバータ２０におけるスイッチング制御を停止することによりインバータ２０の冷却を促すことができる。このように、低度異常状態と判定された原因に応じてより適切な制御を行うことができる。これにより、低度異常状態から復帰し易くしたり、高度異常状態への移行を促したりすることが可能となる。

本実施形態において、動作確認部８３が高度異常状態と判定した場合、制御部８４として機能するメインコントローラ８０の制御器８１は、バッテリコントローラ７０の制御器７１に対して、バッテリパック６０から電気モータ５への電力を遮断する指令を出力する。バッテリコントローラ７０の制御器７１は、この指令を受けて、走行用リレー３５〜３７を遮断する。

動作確認部８３が高度異常状態と判定したときに、電動二輪車１が走行中である場合、制御部８４は、走行能力を制限して走行可能状態を維持し、電動二輪車１が走行停止した後は、メインスイッチ１２１をオフの後、再びオンして、初期動作確認処理により正常動作可能と判定されるまで、動作可能状態への移行を待機してもよい。

この構成によれば、走行中に高度異常状態と判定された場合に、走行能力を制限しつつ走行可能状態を維持することにより、電動二輪車１を道路端に寄せる等の乗員の支援を行うことができる。走行停止後は、再度、初期動作確認により正常動作可能と判定されるまで、動作可能状態への移行を待機することにより、システムの信頼性および安定性を確保することができる。

また、動作確認部８３が高度異常状態と判定した後、メインスイッチ１２１がオフされて、再びメインスイッチ１２１がオンされた場合、動作確認部８３は、初期動作確認処理を通常より多く行ってもよい。例えば、動作確認部８３は、初期動作確認処理の回数を通常１回のところ複数回行ってもよいし、１回の初期動作確認処理を行う時間を長くしてもよい。また、各メモリ８２，７２に記憶された異常履歴に基づいて初期動作確認処理の内容（回数または項目等）を変更してもよい。例えば、転倒による高度異常状態に移行した異常履歴がある場合、走行用リレー３５〜３７の動作確認（システムチェック）を複数回行うことにより、転倒による走行用リレー３５〜３７へのダメージがないかについてより入念に確認してもよい。

上記実施形態においては、シリンダ錠１０をメインスイッチオン位置に位置させた場合の電動二輪車１の走行時における動作確認制御の態様について主に説明したが、シリンダ錠１０を充電位置に位置させた場合の電動二輪車１の充電時における動作確認制御の態様についても、略同様に適用される。

すなわち、動作確認部７３として機能するバッテリコントローラ７０の制御器７１が正常動作可能と判定した場合には、制御部７４として機能するバッテリコントローラ７０の制御器７１が移行手順を進めて電動二輪車１の電源であるバッテリパック６０の充電可能状態への移行を許可し、通常充電動作制御を行う。通常充電動作制御において、制御部７４は、充電コネクタ４９と外部電源９０との接続を確認し、外部電源９０に対して充電指令を与える。バッテリパック６０の充電状態は、セル監視装置６５によりバッテリセル６１ごとに監視される。

また、動作確認部７３が、初期動作確認処理または継続動作確認処理において、予め定められた高度異常状態であると判定した場合、制御部４は、移行手順を終了してバッテリパック６０への充電動作禁止状態へ移行する。一方、動作確認部７３が、高度異常状態とは異なる低度異常状態であると判定した場合、電動二輪車１の動作状態は、低度異常時制御状態５に移行し、制御部７４は、移行手順を終了せずに、バッテリパック６０への充電について正常時とは異なる所定の低度異常時制御を行う。例えば充電可能状態に対応する低度異常時制御状態５においては、充電を開始しないこととしてもよい。動作確認部７３が、低度異常状態であると判定した後、継続動作確認処理において低度異常状態から回復したと判定した場合、制御部７４は、移行手順を進めてバッテリパック６０の充電可能状態への移行を許可し、通常充電動作制御を行う。

本実施形態において、バッテリユニット１００は、バッテリパック６０および各リレー３５〜３７，４８，５１〜５２を一体として電動二輪車１から着脱可能に構成される。したがって、バッテリユニット１００単体で各リレーを遮断して高度異常状態における制御を容易に実行することができる。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する好適な態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の趣旨を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明は、乗物およびそれに用いる電源ユニットにおいて、異常検出を適切に行いつつ、使用者の利便性を向上させるために有用である。

１ 電動二輪車（乗物）
５ 電気モータ
３５，３６，３７ 走行用リレー
４８ ＤＣ／ＤＣコンバータ用リレー
４９ 充電コネクタ
５０ 充電線
５１，５２ 充電用リレー
５３ａ，５３ｂ 電流センサ
６０ バッテリパック
６５ セル監視装置
７０ バッテリコントローラ
７１，８１ 制御器
７２，８２ メモリ
７３，８３ 動作確認部
７４，８４ 制御部
８０ メインコントローラ
９０ 外部電源
１０１ 低圧用リレー
１２０ 報知器

Claims (16)

1. 走行開始前に正常動作可能か否かを確認するための所定の動作確認を行う動作確認部と、乗物の動作可能状態へ至る移行手順に従って乗物を制御する制御部と、を備えた乗物であって、
   前記動作確認部は、走行開始前に予め定められた高度異常状態または前記高度異常状態とは異なる低度異常状態であるか否かを判定する動作確認処理を行うように構成され、
   前記制御部は、
   前記動作確認部が正常動作可能と判定した場合、前記移行手順を進めて乗物を動作可能状態へ移行する正常時制御を行い、
   前記動作確認部が前記高度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了して乗物を動作禁止状態へ移行し、走行不可とする高度異常時制御を行い、
   前記動作確認部が前記低度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了せずに進めて、前記正常時制御とは異なる低度異常時制御を行い、前記動作確認部が前記低度異常状態から正常動作可能状態に回復したと判定した場合、前記正常時制御を行う、乗物。
2. 走行開始前に正常動作可能か否かを確認するための所定の動作確認を行う動作確認部と、乗物の動作可能状態へ至る移行手順に従って乗物を制御する制御部と、を備えた乗物であって、
   前記動作確認部は、走行開始前に予め定められた高度異常状態または前記高度異常状態とは異なる低度異常状態であるか否かを判定する動作確認処理を行うように構成され、
   前記制御部は、
   前記動作確認部が正常動作可能と判定した場合、前記移行手順を進めて乗物を動作可能状態へ移行する正常時制御を行い、
   前記動作確認部が前記高度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了して乗物を動作禁止状態へ移行する高度異常時制御を行い、
   前記動作確認部が前記低度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了せずに進めて、前記正常時制御とは異なる低度異常時制御を行い、前記動作確認部が前記低度異常状態から正常動作可能状態に回復したと判定した場合、前記正常時制御を行うよう構成され、
   前記乗物は、
   電源と、
   前記電源の電力を用いて前記乗物を駆動する電気モータと、
   前記電源から前記電気モータへの電力の供給および遮断を切り替えるスイッチング素子と、を備え、
   前記動作確認部は、前記動作確認処理として前記スイッチング素子が正常動作可能か否かを判定することを含み、
   前記高度異常状態は、前記スイッチング素子が動作異常であることを含み、
   前記低度異常状態は、前記スイッチング素子が動作異常であることを含まず、
   前記制御部は、前記動作確認部が前記高度異常状態であると判定した場合、前記スイッチング素子に対する前記動作確認処理を再度行い、前記動作確認部が前記低度異常状態であると判定した場合、前記スイッチング素子に対する前記動作確認処理を再度行うことなく、前記移行手順を進める、乗物。
3. 前記正常時制御における前記移行手順と、前記低度異常時制御における前記移行手順とが異なる、請求項１または２に記載の乗物。
4. 前記制御部は、前記動作確認部により前記低度異常状態と判定された場合、前記低度異常時制御として、前記正常時制御に比べて前記乗物の走行能力を制限した制御を行い、前記動作確認部により前記低度異常状態から回復したと判定された場合、前記乗物の走行能力の制限を解除して制御を行う、請求項１〜３の何れかに記載の乗物。
5. 前記制御部は、前記動作確認部により前記低度異常状態と判定された場合、前記低度異常時制御として、前記低度異常状態から回復したと判定されるまで、前記移行手順の進行を待機する、請求項１〜３の何れかに記載の乗物。
6. 前記制御部は、前記低度異常状態と判定された原因に応じて異なる前記低度異常時制御を行う、請求項１〜５の何れかに記載の乗物。
7. 前記動作確認部が前記低度異常状態から回復したと判定したときに、前記乗物が走行中である場合、前記制御部は、前記走行能力の制限を時間経過に伴って徐々に解除する徐変解除制御を行う、または、予め定められた解除時期条件を満たすか否かを判定し、当該解除時期条件を満たした場合に前記走行能力の制限を解除する、請求項４に記載の乗物。
8. 前記動作確認部が前記高度異常状態と判定したときに、前記乗物が走行中である場合、前記制御部は、前記走行能力を制限して前記動作可能状態を維持し、前記乗物が走行停止した後は、前記動作可能状態への移行を禁止する、請求項４または７に記載の乗物。
9. 前記乗物の異常を検出する異常検出器を備え、
   前記動作確認部は、前記異常検出器が検出した値が所定の第１の範囲外、かつ、当該第１の範囲を含む第２の範囲内である場合に、前記低度異常状態と判定し、前記異常検出器が検出した値が前記第２の範囲外である場合に、前記高度異常状態と判定する、請求項１〜８の何れかに記載の乗物。
10. 前記乗物の異常を検出する異常検出器を備え、
    前記異常検出器は、前記乗物における所定の第１の特性を検出する第１の検出器と、前記第１の特性とは異なる第２の特性を検出する第２の検出器とを含み、
    前記動作確認部は、前記低度異常状態か否かを前記第１の特性に基づいて判定し、前記高度異常状態か否かを前記第２の特性に基づいて判定する、請求項１〜８の何れかに記載の乗物。
11. 前記第１の検出器は、前記乗物の状態を表す指標のうちの少なくとも１つの数値を検出するよう構成され、
    前記動作確認部は、前記数値が所定の範囲外である場合に、前記低度異常状態と判定する、請求項１０に記載の乗物。
12. 前記第２の検出器は、前記乗物の状態異常、電気回路故障異常、センサ故障異常、および、制御対象の故障異常のうちの少なくとも何れか１つを検出可能に構成され、
    前記動作確認部は、前記第２の検出器が前記異常を検出した場合に、前記高度異常状態と判定する、請求項１０または１１に記載の乗物。
13. 前記動作確認部が異常と判定した場合に、当該異常を報知する報知部を備え、
    前記報知部は、前記低度異常状態と前記高度異常状態とで報知態様が異なる、請求項１〜１２の何れかに記載の乗物。
14. 乗物を駆動する電力を蓄える電源と、
    前記電源への充電動作について、充電開始前に正常動作可能か否かを確認するための所定の動作確認を行う動作確認部と、
    充電動作可能状態へ至る移行手順に従って前記電源への充電動作を制御する制御部と、を備えた電源ユニットであって、
    前記動作確認部は、充電開始前に予め定められた高度異常状態または前記高度異常状態とは異なる低度異常状態であるか否かを判定する動作確認処理を行うように構成され、
    前記制御部は、
    前記動作確認部が正常動作可能と判定した場合、前記移行手順を進めて前記電源への充電動作可能状態へ移行する正常時制御を行い、
    前記動作確認部が前記高度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了して前記電源への充電動作禁止状態へ移行する高度異常時制御を行い、
    前記動作確認部が前記低度異常状態であると判定した場合、前記移行手順を終了せずに進めて、前記正常時制御とは異なる低度異常時制御を行い、前記動作確認部が前記低度異常状態から正常動作可能状態に回復したと判定した場合、前記正常時制御を行うよう構成され、
    前記電源ユニットは、
    前記電源から前記乗物を駆動する電気モータへの電力の供給および遮断を切り替えるスイッチング素子を備え、
    前記動作確認部は、前記動作確認処理として前記スイッチング素子が正常動作可能か否かを判定することを含み、
    前記高度異常状態は、前記スイッチング素子が動作異常であることを含み、
    前記低度異常状態は、前記スイッチング素子が動作異常であることを含まず、
    前記制御部は、前記動作確認部が前記高度異常状態であると判定した場合、前記スイッチング素子に対する前記動作確認処理を再度行い、前記動作確認部が前記低度異常状態であると判定した場合、前記スイッチング素子に対する前記動作確認処理を再度行うことなく、前記移行手順を進める、電源ユニット。
15. 前記移行手順は、初期化状態、待機状態、駐車状態、および走行可能状態を含み、
    前記制御部は、運転者から始動準備意思を示す操作が行われると前記初期化状態に移行し、前記初期化状態において初期動作確認処理が完了すると前記待機状態に移行し、前記待機状態において運転者から走行意思を示す操作が行われると前記駐車状態に移行し、前記駐車状態において走行可能条件が満たされると前記走行可能状態に移行して、各状態における制御を行う、請求項１または２に記載の乗物。
16. 前記乗物の駐車時に、当該乗物を支えるサイドスタンドと、
    前記サイドスタンドが展開状態にあるのか収納状態にあるのかを検出するサイドスタンドスイッチと、を備え、
    前記走行可能条件は、前記サイドスタンドスイッチが前記サイドスタンドの収納状態を検出したことを含む、請求項１５に記載の乗物。

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