電動式交通工具及其控制裝置的工作方法

電動式交通工具及其控制裝置的工作方法
【專利摘要】電動式交通工具（1）具備：產生行駛動力的電動馬達（5）；用于向電動馬達（5）供給電力的電池組（60）；與充電用的外部電源連接的充電連接器（49）；控制將電池組（60）與電動馬達（5）連接的第一連接狀態和將電池組（60）與充電連接器（49）連接的第二連接狀態之間的切換的主控制器（100）；和對從低壓電池（43）向主控制器（100）供電的供電通路進行開閉的繼電器（101）；在主控制器（100）從第一連接狀態及第二連接狀態中的一個連接狀態切換至另一個連接狀態時，繼電器（101）斷開供電通路，暫時切斷向主控制器（100）的供電。
【專利說明】電動式交通工具及其控制裝置的工作方法【技術領域】
[0001]本發明涉及將電能作為行駛動力源的交通工具。
【背景技術】
[0002]近年來，以環境保護等為目的正在開發將由儲存在電池內的電能驅動的馬達作為行駛動力源的電動式交通工具。在像這樣的電動式的交通工具上，為了將搭載在交通工具上的電池通過來自于外部電源的電力進行充電而搭載有可裝卸與外部電源連接的外部充電連接器的充電連接器。
[0003]在現有的電動式交通工具中，通過內部系統控制將電池與馬達連接的放電狀態和將電池與充電連接器連接的充電狀態之間的切換(例如參照專利文獻I)。
[0004]現有技術文獻:
專利文獻:
專利文獻1:日本特開2011-193715號公報。

【發明內容】

[0005]發明要解決的問題: 然而，根據這樣的結構，在從放電狀態切換為充電狀態時因軟件缺陷等預想不到的狀況而存在系統不穩定的擔憂。
[0006]因此，本發明的目的是提供能夠穩定地控制充放電模式的切換的電動式交通工具及其控制裝置的工作方法。
[0007]解決問題的手段:
為了解決上述問題，根據本發明的一個形態(aspect)的電動式交通工具具備:產生行駛動力的電動馬達；用于向所述電動馬達供給電力的電池；與充電用的外部電源連接的外部電源連接部；控制將所述電池與所述電動馬達連接的第一連接狀態和將所述電池與所述外部電源連接部連接的第二連接狀態之間的切換的控制裝置；和對向所述控制裝置供電的供電通路進行開閉的開閉器；在所述控制裝置從所述第一連接狀態及所述第二連接狀態中的一個連接狀態切換至另一個連接狀態時，所述開閉器斷開所述供電通路，暫時切斷向所述控制裝置的供電。
[0008]根據上述結構，在執行放電模式和充電模式之間的切換時，控制裝置經過向控制裝置的供電暫時切斷的狀態后復位，因此可以防止在維持控制裝置的供電狀態的狀態下切換控制模式，可以改善控制穩定性。
[0009]上述電動式交通工具也可以具備用于向所述控制裝置指示所述第一連接狀態和所述第二連接狀態之間的切換的用戶可操作的輸入裝置。
[0010]根據上述結構，例如，無論用戶通過輸入裝置在短時間內執行多少次切換操作等，都是從控制裝置被復位的狀態開始執行放電模式或充電模式，因此可以簡單且廉價地提高控制穩定性。[0011]上述電動式交通工具也可以具備檢測交通工具的狀態的狀態檢測裝置；所述控制裝置在供電開始時，基于來自于所述狀態檢測裝置的檢測信息執行啟動處理。
[0012]根據上述結構，存儲在易失性存儲器中的供電開始前的檢測信息被清除后執行新的啟動處理，因此可以排除供電開始前的檢測信息的影響而連接切換至任意一個連接狀態。
[0013]也可以是所述輸入裝置具有使所述第一電池處于第一連接狀態且閉合所述開閉器的第一操作位置、使所述第一電池處于第二連接狀態且閉合所述開閉器的第二操作位置、和斷開所述開閉器的第三操作位置；所述第三操作位置介于從所述第一操作位置及所述第二操作位置中的一個操作位置切換至另一個操作位置的操作過程的途中。
[0014]根據上述結構，在用戶所操作的輸入裝置的操作路徑(route)中，將斷開開閉器的第三操作位置設置在第一操作位置及第二操作位置之間，因此在放電模式和充電模式之間進行切換時，可以使控制裝置在物理性方面也穩定地復位。
[0015]也可以是所述控制裝置具備以在從所述第一連接狀態及所述第二連接狀態中的一個連接狀態切換為另一個連接狀態時斷開所述開閉器的方式進行控制的開閉控制部。
[0016]根據上述結構，在控制裝置執行放電模式和充電模式之間的切換時，以使開閉控制部斷開開閉器的方式進行控制，因此不需要手動地指示開閉器的斷開動作。開閉控制部可以配置在控制裝置內外側中的任意一側上。
[0017]也可以是形成為在所述開閉控制部以斷開所述開閉器的方式進行控制的狀態下，向所述控制裝置的內部的易失性存儲器的供電被切斷且用于所述開閉器的控制的電力處于可利用狀態的結構。
[0018]根據上述結構，在控制裝置執行放電模式和充電模式之間的切換時，控制裝置以自己斷開開閉器的方式進行控制，從而使控制裝置的易失性存儲器處于初始化狀態，且之后可以將開閉器電氣閉合。
[0019]也可以是所述控制裝置具備向所述電動馬達供給用于所述行駛動力的電力且控制所述電動馬達的動作的逆變器、和基于來自于加速器傳感器的輸入向所述逆變器輸出控制信號的主控制器；所述開閉器介設在向所述主控制器供電的供電通路中。
[0020]根據上述結構，在執行放電模式和充電模式之間的切換時，主控制器被復位，因此可以簡單地改善控制穩定性。
[0021]為了解決上述問題，根據本發明的另一形態(aspect)的電動式交通工具的控制裝置的工作方法是分別具有將來自于內置電池的電力供給至行駛用電動馬達而產生行駛動力的放電控制、和在所述內置電池中充入由外部電源供給的電力的充電控制的電動式交通工具的控制裝置的工作方法；在從所述放電控制和所述充電控制中的任意一個控制模式向另一個控制模式進行切換的情況下，在轉換至另一個控制模式時執行所述控制裝置的初始化動作。
[0022]根據上述方法，在充電模式和放電模式之間的切換之時，執行控制裝置的初始化動作，因此可以在切換途中使控制裝置復位(再啟動)，從而可以改善控制穩定性。
[0023]也可以是所述初始化動作是在切斷向所述控制裝置的供電后再供電以此再啟動所述控制裝置的動作；在所述初始化動作的實施后，使所述控制裝置執行所述另一個控制。
[0024]根據上述方法，在切斷向控制裝置的供電后，通過再供電而執行初始化動作，因此與通過來自于程序的觸發所進行的初始化相比，可以更加確實地進行初始化動作。
[0025]也可以是所述初始化動作由控制裝置自動地進行。即，也可以是通過控制裝置發出指令以此實現對向控制裝置供電的供電通路進行開閉的開閉器的開閉動作。
[0026]所述初始化動作也可以由駕駛員手動地進行。即，也可以是通過駕駛員的操作執行向控制裝置供電的供電通路的暫時切斷來實現。
[0027]發明效果:
根據本發明，可以提供能夠穩定地控制充放電模式的切換的電動式交通工具及其控制裝置的工作方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是作為根據本發明的第一實施形態的電動式交通工具示出電動二輪車的左視圖的一個示例的圖；
圖2是作為圖1的電動二輪車的電氣系統的構成示例示出電池組周圍的電氣配線的框
圖；
圖3是示出圖1的電動二輪車的系統中的主控制器周圍的概略結構的框圖；
圖4是圖1的圓筒鎖的鑰匙孔部分的俯視圖；
圖5是示出主系統啟動時的控制裝置的動作的一個示例的流程圖；
圖6是在放電控制模式和充電控制模式之間進行模式切換時的控制裝置的動作的一個示例的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發明的實施形態。另外，以下在所有附圖中對于相同或相當的要素標以相同的參考符號，并且在沒有特別述及的情況下省略其重復說明。
[0030](第一實施形態)
圖1是作為根據本發明的第一實施形態的電動式交通工具的一個示例示出電動二輪車的左視圖的圖。在圖1中，作為電動式交通工具例舉電動二輪車，但是并不限于電動二輪車，可以是其他的跨乘式電動車輛(電動三輪車等)，也可以是多用途車輛等的具有居住空間的電動四輪車、和像小型滑行艇那樣的車輛以外的交通工具等。又，也可以是同時具備內燃機的混合動力型的交通工具。
[0031]圖1所示的電動二輪車I具備作為從動輪的前輪2、作為驅動輪的后輪3、配設在前輪2和后輪3之間的車身框架4和支持于車身框架4的電動馬達5。電動二輪車I不具備內燃機，并且形成為通過由電動馬達5產生的行駛動力旋轉驅動后輪3的結構。
[0032]前輪2可旋轉地支持于以一定后傾角傾斜且在大致上下方向上延伸設置的前叉6的下部。前叉6的上部與轉向軸7連接，在轉向軸7的上部安裝有桿型的把手8。把手8的右手柄是用于駕駛員調節由電動馬達5產生的行駛動力的節氣門手柄。在把手8的附近配置有圓筒鎖805。
[0033]車身框架4具有頭管11、左右一對且上下一對的主框架12、左右一對的向下框架
13、左右一對的樞接框架14、左右一對的搖臂15和座椅框架16。另外,頭管11可旋轉地支持轉向軸7。又，座椅框架16支持駕駛員及同乘者可前后排列就坐的座椅(未圖示)。[0034]電動馬達5配置在向下框架13的下方且樞接框架14的前方的區域。由電動馬達5產生的行駛動力通過動力傳遞機構17傳遞至后輪3。電動馬達5容納于馬達殼體18內。馬達殼體18將構成動力傳遞機構17的變速器(未圖示)與電動馬達5 —起容納，并且懸吊于向下框架13及樞接框架14上。
[0035]電動二輪車I除了容納電動馬達5的馬達殼體18以外還搭載逆變器殼體19及電池殼體80。逆變器殼體19容納以逆變器(inverter) 20為代表的電裝品，電池殼體80容納以電池組60為代表的電裝品。逆變器殼體19配置在由主框架12、樞接框架14和座椅框架16包圍的側視時大致倒三角形狀的空間內，并且配置在緊鄰電池殼體80的下后端部的后方。電池殼體80配置在左右一對的主框架12之間、比左右一對的向下框架13的下端部靠近上方且比樞接框架14靠近前方的空間內。
[0036]在電池殼體80上配設有用于從車外的充電用的外部電源90對電池組60進行充電的充電連接器49。例如，可以使充電連接器49的嵌合部露出在電池殼體80的外裝面，也可以配設在電池殼體80的開口部(充電口)上而該開口部被規定的蓋覆蓋。
[0037]圖2是作為圖1所示的電動二輪車I的電氣系統的構成示例示出電池組60的周邊的電氣配線的框圖。在圖2的框圖中示出驅動電力的流向。如圖2所示，電池組60具有多個電池模塊61和電池框架64，是發揮作為高壓且直流的一套的二次電池的功能的單元。各電池模塊61具有多個電池單元62、和容納多個電池單元62的長方體狀的模塊框體63。各電池單元62是鋰離子電池和鎳氫電池等的、儲存直流電力的二次電池。多個電池單元62排列配置在模塊框體63內，且電氣性地串聯連接。多個電池模塊61處于被電池框架64束縛的狀態并緊密配置在電池殼體80內，且電氣性地串聯連接。
[0038]像這樣，電池組60在電氣方面是多個電池單元62串聯連接而成的，其結果是發揮作為高壓電流的二次電池(例如200?300V)的功能。電池組60通過由正極側的充電線49Ip及負極側的充電線491η構成的充電線491與充電連接器49電氣連接，并且通過由正極側電源線31ρ及負極側電源線31η構成的高壓電線31與逆變器20電氣且機械地連接。逆變器20將從電池組60輸送的高壓的直流電力根據來自于主控制器100的轉矩指令等變換為三相的交流電力，并且將該三相的交流電力通過三相交流配線32供給至電動馬達5。電動馬達5接收來自于逆變器20的交流電力的供電而被驅動，并且產生與電流等的電氣特性相對應的行駛動力。
[0039]在高壓電線31的正極側電源線31ρ上配設有逆變器用正極側繼電器36，并且形成有與逆變器用正極側繼電器36并聯地從正極側電源線31ρ旁通的旁通配線33。在旁通配線33上串聯地配設有電流限制電阻34和浪涌電流防止繼電器35。在高壓電線31的負極側電源線31η上配設有逆變器用負極側繼電器37。
[0040]逆變器殼體19容納有平滑電容器38，其兩個電極分別與正極側電源線31ρ和負極側電源線31η連接。在電動二輪車I的系統啟動時主控制器100適當選擇各繼電器(35?37)的開閉狀態，則即使在平滑電容器38內沒有蓄積電荷，也可以防止逆變器20中流入過大的浪涌電流。以下將繼電器35?37稱為行駛用繼電器35?37。另外，在正極側電源線31ρ、負極側電源線31η和/或旁通配線33上配設有電流計53。另外，在圖2中示出在正極側電源線3 Ip上配設有電流計53的情況。
[0041]在將相鄰配設的電池模塊61相互連接的連接配線39上配設有服務插頭40，服務插頭40具備對連接配線39的導通及切斷進行切換的插頭41、和在流入過電流時切斷連接配線39的保險絲42。維修人員通過手動操作插頭41，以此可以在導通連接配線39而從電池組60向電動馬達5可供給電力的狀態、和切斷連接配線39而切斷從電池組60向電動馬達5的電力供給的切斷狀態之間進行切換。
[0042]電動二輪車I除了作為電動馬達5的電源的電池組60以外還具備作為低壓直流(例如DC12V)的二次電池的低壓電池43。低壓電池43通過低壓電線44與電動馬達5以外的電力負荷連接。將低壓電池43作為電源的電力負荷例如包括監控電池組60的充電狀態的電池控制器70、逆變器20、各種傳感器以及作為執行包含逆變器20的驅動控制的電動二輪車I的整體控制的控制裝置的主控制器100。除此以外，將低壓電池43作為電源的電力負荷還包括前照燈、尾燈及方向指示器等的燈設備和速度顯示器等的儀表及顯示器等(在圖中為輔助設備110)。而且，在從低壓電池43向主控制器100、輔助設備110及電池控制器70的低壓電線44上介設有低壓用繼電器101。在不從電池組60向逆變器20供電時(例如充電模式)，主控制器100可以使行駛用繼電器35?37以切斷電池組60和逆變器20之間的高壓電線31的方式工作。又,在從電池組60向逆變器20供電時(例如放電模式)，可以使行駛用繼電器35?37以連接電池組60和逆變器20之間的高壓電線31的方式工作。
[0043]低壓電池43通過由正極側電源線46p及負極側電源線46η構成的低壓側變流器配線46與DC/DC變流器45連接，DC/DC變流器45通過由正極側電源線47ρ及負極側電源線47η構成的高壓側變流器配線47分別與高壓電線31的正極側電源線31ρ及負極側電源線31η連接。在高壓側變流器配線47的正極側電源線47ρ及負極側電源線47η上配設有DC/DC變流器用繼電器48。另外，在圖2中示出在高壓側電源線47ρ上配設有DC/DC變流器用繼電器48的情況。變流器用繼電器48接收來自于主控制器100的開閉指令。
[0044]高壓電線31通過由正極側充電線491ρ及負極側充電線491η構成的充電線491與充電連接器49連接。在正極側充電線491ρ上配設有充電用正極側繼電器51，在充電用充電線491η上配設有充電用負極側繼電器52。充電連接器49與將電池組60充電的外部電源90電氣連接。
[0045]主控制器100向行駛用繼電器35?37及充電用繼電器51?52發送指令，以此控制作為放電模式將電池組60與電動馬達5連接的第一連接狀態、和作為充電模式將電池組60與充電連接器49連接的第二連接狀態之間的切換。
[0046]在第一連接狀態下，可以通過來自于電池組60的電力驅動電動馬達5而使電動二輪車2行駛。此外，在電動二輪車I減速時，也可以使電動馬達5發揮作為發電機的功能，在該情況下，由電動馬達5產生的交流電力(再生電力)被逆變器20變換為直流電力，可以通過該直流電力將電池組60充電。
[0047]在第二連接狀態下，當外部電源90與充電連接器49電氣連接時，來自于外部電源90的電力通過充電線491及高壓電線31供給至電池組60中，借助于此可以將電池組60充電。又，也可以通過從外部電源90供給的電力對低壓電池43進行充電。又，也可以將儲存在電池組60中的直流電力通過DC/DC變流器45變換為適用于低壓電池43的直流電力，通過該直流電力對低壓電池43充電。
[0048]圖3是示出電動二輪車I的系統中的主控制器100周圍的概略結構的框圖。圖3的框圖的箭頭示出控制信號的流向。如圖3所示，電動二輪車I主要具備逆變器20、主控制器100、總開關102、電池控制器70、對向主控制器100供電的供電通路進行開閉的低壓用繼電器101、作為輸入裝置的圓筒鎖805、顯示部、監控器及揚聲器等的輸出裝置900、和檢測車輛的狀態的狀態傳感器104。狀態傳感器104檢測行駛所需的車輛狀態。例如，也可以包含車速傳感器、馬達轉速傳感器、電池溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、腳架開關傳感器、齒輪位置傳感器、行駛模式切換指令傳感器、加速器傳感器及制動器傳感器、充電連接器的連接判斷傳感器、判斷來自于充電連接器的電力供給的傳感器中的一個或多個而構成。
[0049]圓筒鎖805作為對允許充電和允許行駛進行選擇性的切換的輸入裝置使用。圓筒鎖805用于總開關102的打開及關閉之間的切換且用于車身的上鎖。圓筒鎖805被設定為鑰匙孔可移動至預先設定的多個位置的結構。附設在圓筒鎖805上的傳感器將表示鑰匙孔的位置的信號提供給主控制器100。對于圓筒鎖805，通過轉動插入于鑰匙孔內的機械鑰匙，以此可以切換鑰匙孔位置。主控制器100基于由圓筒鎖805提供的鑰匙孔位置的信號，切換控制模式。總開關102基于由圓筒鎖805提供的鑰匙孔位置的信號切換開閉。又，在從鑰匙孔拔出的狀態下，阻止鑰匙孔的旋轉。鑰匙孔位置分別設定有行駛位置、移動阻止位置、供電停止位置、充電位置。形成為可輸出表示各個位置的信號的結構。
[0050]主控制器100基于由圓筒鎖805提供的信號判斷出允許行駛和允許充電中的任意一個。主控制器100在判斷出允許行駛時，切斷充電用繼電器51、52，控制行駛用繼電器35~37，從而開始向馬達5供給驅動電流。主控制器100在判斷出允許充電時，控制行駛用繼電器35~37，停止向馬達5供給驅動電流，并且連接充電用繼電器51、52而實現來自于充電連接器49的充 電。主控制器100除此以外，在判斷為低壓用電池43處于充滿電狀態時，發出切斷變流器用繼電器48的指令，從而防止過電流。主控制器100在判斷為低壓用電池43的剩余電量為規定以下時，連接變流器用繼電器48而防止過放電。
[0051]總開關102在從圓筒鎖805接收到供電停止信號(供電停止位置信號)時，切斷低壓用繼電器101。總開關102在從圓筒鎖805接收到供電信號(供電停止以外的位置信號)時，連接低壓用繼電器101。在這里與鑰匙孔操作聯動的總開關102的動作可以是物理和電氣中的任何一種。
[0052]在從第一連接狀態及第二連接狀態中的一個連接狀態切換為另一個連接狀態時，低壓用繼電器101斷開供電通路，暫時地切斷向主控制器100的供電。借助于此，在進行第一連接狀態和第二連接狀態之間的切換時，經過暫時切斷向主控制器100的供電的狀態而主控制器100被復位，因此防止在維持主控制器100的供電狀態的狀態下切換連接狀態，可以改善控制穩定性。
[0053]在連接狀態被切換時，除了連接狀態以外，用于執行各個模式的程序被切換。在以前的控制模式中存儲在RAM中的信息被清除的基礎上切換為新的控制模式，以此可以防止存儲在以前的RAM中的信息對新的控制模式帶來壞影響。
[0054]電池控制器70根據主控制器100的指令判定是允許充電還是允許行駛。借助于此，可以執行在充電允許狀態下的電池控制、和在行駛允許狀態下的電池控制的不同的控制。例如，允許充電時在時間比較充裕的狀態下僅執行充電，但是允許行駛時重復進行再生充電?放電，因此通過切換電池控制的程序，以此可以更高效地進行充放電。電池控制器也在模式切換時被復位，因此可以改善控制穩定性。[0055]主控制器100在從圓筒鎖805收到行駛允許信號(行駛位置信號)時，禁止從外部的充電的動作，執行行駛準備程序，在行駛準備程序結束時，轉換至行駛待機狀態。在這里，行駛準備程序包括動作確認、繼電器動作、向電池控制器70的指令等。在行駛待機狀態下接收來自于駕駛員的行駛開始信號時，根據行駛程序運算轉矩指令并提供給逆變器。根據行駛程序使電池控制器70工作。
[0056]另一方面，主控制器100在從圓筒鎖805接收充電允許信號(充電位置信號)時，禁止行駛動作，而執行充電準備程序，在行駛準備程序結束時，轉換至充電待機狀態。在這里，充電準備程序包括動作確認、繼電器動作、向電池控制器70的指令等。在充電待機狀態下充電連接器被連接而供給電力時，根據充電程序使電池控制器70工作。
[0057]作為輸入裝置的圓筒鎖805具有用于向主控制器100指示第一連接狀態和第二連接狀態之間的切換的用戶可操作結構。在本實施形態中，通過駕駛員操作圓筒鎖805，以此總開關102的開閉被切換，通過與該操作聯動的總開關102執行低壓用繼電器101的開閉。根據該結構，例如，無論用戶通過輸入裝置在短時間內執行多少次切換操作等，都是從主控制器100被復位的狀態開始執行放電模式或充電模式，因此可以簡單且廉價地提高控制穩定性。
[0058]輸出裝置900基于由主控制器100提供的信息，以使駕駛員能夠確認的形式告知車身狀態。例如，顯示行駛速度、馬達轉速。除此以外，顯示行駛模式、齒輪比、距離、時間、電池剩余電量等。輸出裝置900以儀表盤的形式實現，并且配置在車寬方向中心的把手桿前方。前述圓筒鎖805配置在儀表盤的附近，在這里配置在把手桿附近，但是也可以例如配置在儀表盤內。通過確認鑰匙孔及插入于鑰匙孔內的機械鑰匙的位置，以此可以確認允許狀態，因此圓筒鎖成為顯示允許狀態的顯示部之一。又，也可以將鑰匙孔的位置顯示在另一儀表盤中。例如，如果鑰匙孔位于行駛位置，則監控器顯示“D”，如果鑰匙孔位于充電位置，則監控器顯示“CHG”。像這樣，鑰匙孔以外另顯示行駛.充電允許狀態，以此駕駛員可以容易確認狀態。接著，利用圖4具體說明作為輸入裝置的圓筒鎖805。作為輸入裝置的圓筒鎖805配置在電動二輪車I的把手8的附近。圖4是圓筒鎖805的鑰匙孔部分的俯視圖。如圖4所示，圓筒鎖805形成為通過轉動插入于鑰匙孔內的機械鑰匙，以此駕駛員可以切換設定于鑰匙孔上的操作位置的結構。又，電動二輪車I具備阻止車輛的移動的移動阻止裝置。在這里，作為移動阻止裝置，內部具備用于與圓筒鎖805的動作聯動地鎖定把手8的鎖定桿(未圖示)。鎖定桿能夠以機械鑰匙自身的動力鎖定把手，也可以使用執行器鎖定把手。
[0059]圓筒鎖805具備允許鑰匙孔移動的行駛位置(圖中“0N”)、供電停止位置(圖中“OFF”)、移動阻止位置(圖中“LOCK”)及充電位置(圖中“CHG”)的四個操作位置。供電停止位置介于從行駛位置及充電位置中的一個位置向另一個位置切換的過程的途中。駕駛員通過轉動操作鑰匙以此選擇四個操作位置。根據上述結構，對于駕駛員所操作的輸入裝置的操作路徑，也同樣是將斷開低壓用繼電器101的供電停止位置設置在行駛位置及充電位置之間，因此在第一連接狀態和第二連接狀態之間進行切換時，在物理性方面也能穩定地使主控制器100復位。
[0060]機械鑰匙形成為在供電停止位置、移動阻止位置及充電位置上相對于鑰匙孔可拔插的結構，在行駛位置上插入于鑰匙孔內的機械鑰匙被阻止從鑰匙孔向拔出方向的移動。在移動阻止位置、充電位置上鎖定桿工作，把手被鎖定。又，也可以設置為如果不將把手轉動至把手被鎖定的位置，則機械鑰匙就不能移動至移動阻止位置、充電位置的結構。同樣地供電停止位置以外另配置充電位置，因此在供電停止狀態下可以執行充電控制。借助于此，無需認為在供電停止位置.移動阻止位置上存在充電的可能性而待機，可以不需要待機或判斷程序、和用于待機或判斷的傳感器等。又，在儀表附近且乘車狀態的駕駛員可看見的位置上配置鎖芯(key cylinder),以此即使不將行駛允許?充電允許狀態顯示在監控器上，也可以使駕駛員掌握狀態。駕駛員為了切換模式而需要操作鑰匙，因此容易識別模式切換。
[0061]在供電停止位置(OFF)、移動阻止位置(LOCK)、充電位置(CHG)上，行駛繼電器35~37維持斷開的狀態，因此防止頻繁的繼電器驅動。同樣地在供電停止位置(OFF)、移動阻止位置(LOCK)上維持繼電器101斷開的狀態，因此防止頻繁的繼電器驅動。同樣地，在行駛位置(0N)、供電停止位置(OFF)、移動阻止位置(LOCK)上，維持充電繼電器51、52斷開的狀態。像這樣形成為使各繼電器的狀態持續的結構，以此可以抑制因繼電器的頻繁的切換所導致的繼電器的劣化。又，LOCK位置、CHG位置均維持把手鎖定狀態，因此在從LOCK位置向CHG位置轉動機械鑰匙時，省去轉動把手的勞力及時間，并且在LOCK位置上插入鑰匙后容易向CHG位置轉動鑰匙。又，通過操作件、具體而言鑰匙孔形成部分的轉動，以此指示模式切換，從而即使存在三個以上的操作位置，也可以防止模式切換操作單元大型化。通過鎖芯實現模式切換操作件，因此與新配置部件的情況相比降低生產成本。
[0062]在供電停止位置上從圓筒鎖805的鑰匙孔中可裝卸機械鑰匙。在移動阻止位置上鎖定桿與圓筒鎖805的動作聯動地工作而阻止車輛的移動，并且從圓筒鎖805的鑰匙孔中可裝卸機械鑰匙。在這里，圓筒鎖805形成為在拔出機械鑰匙的狀態下，鑰匙孔的旋轉被阻止的結構。
[0063]在充電位置上鎖定桿與在移動阻止位置上相同地工作且車輛的移動被阻止，并且從圓筒鎖805的鑰匙 孔中可裝卸機械鑰匙。借助于此，用戶在充電模式中可以鎖定電動二輪車I的把手8且攜帶機械鑰匙，因此可以防止充電作業時交通工具被盜。
[0064]接著，參照圖3及圖4說明圓筒鎖805的各操作位置上的電路狀態。在行駛位置(ON)上，通過總開關102使繼電器101閉合。借助于此，執行從低壓電池43向主控制器100的供電，主系統被啟動。在主系統中執行放電控制模式，主控制器100控制為將電池組60與電動馬達5連接的第一連接狀態。借助于此，電動二輪車I被控制為可行駛的狀態。此時充電用繼電器51、52被切斷，電動二輪車I被控制為不能進行外部充電的狀態。
[0065]在供電停止位置(OFF)上，通過總開關102斷開繼電器101。借助于此，停止向主控制器100的供電，主系統停止運轉。借助于此，電動二輪車I被控制為不能執行行駛及充電的兩者的狀態。
[0066]在移動阻止位置(LOCK)上，通過總開關102使繼電器101處于斷開的狀態。停止向主控制器100的供電，主系統停止運轉。借助于此，行駛用繼電器35~37被切斷，電動二輪車I被控制為不能執行行駛及充電的兩者的狀態。
[0067]在充電位置(P)上，通過總開關102使繼電器101閉合。借助于此，執行從低壓電池43向主控制器100的供電，主系統被啟動。在主系統中執行充電控制模式，主控制器100控制為將電池組60與充電連接器49連接的第二連接狀態。借助于此，電動二輪車I被控制為可充電的狀態。此時電動二輪車I被控制為不能行駛的狀態。
[0068]根據這樣的結構，在操作鑰匙位于行駛位置(ON)時只能允許行駛而不能充電，在位于充電位置(P)時只能允許充電而不能行駛。因此，如果駕駛員不主動移動操作鑰匙，就不能在行駛動作和充電動作之間切換模式。借助于此，可以使駕駛員識別當前的允許模式。又，可以防止無駕駛員的操作下從充電狀態變為行駛、從行駛狀態變為執行充電。
[0069]接著使用圖5的流程圖說明通過主控制器100的主系統啟動時的動作。首先，在初始狀態下，主系統處于停止運轉的狀態。接著，通過由駕駛員進行的操作鑰匙的輸入使鑰匙孔轉動至ON位置或CHG位置而使系統電源開啟(SI)。然后主系統啟動(S2)。在這里，主系統判斷操作鑰匙位于哪一個操作位置(S3)。在判斷為鑰匙孔位于ON位置、操作鑰匙位于行駛位置時，從主控制器100內的存儲器讀取放電控制程序而轉換至放電控制模式。
[0070]在放電控制模式中，開始自我診斷程序(sequence)等的初始動作且控制為第一連接狀態(S5)。具體而言，通過主控制器100使電池組60與電動馬達5處于電氣連接狀態。SP，將行駛用繼電器35~37控制為閉合的狀態。另一方面，使電池組60和充電連接器處于電氣非連接狀態。即，將充電用繼電器51~52控制為斷開的狀態。
[0071]另一方面，在判斷為鑰匙孔位于CHG位置且操作鑰匙位于充電位置時，從主控制器100內的存儲器讀取充電控制程序 而轉換至充電控制模式(S6)。在充電控制模式中，執行存儲于主控制器100的存儲器中的程序而實施初始化動作且控制為第二連接狀態。即，通過主控制器100使電池組60和電動馬達5處于電氣非連接狀態。具體而言，將行駛用繼電器35~37控制為斷開的狀態。另一方面，使電池組60和充電連接器處于電氣連接狀態。具體而言，將充電用繼電器51~52控制為閉合的狀態。借助于此，在通過駕駛員使充電連接器49與外部電源90電氣連接時，來自于外部電源90的電力通過充電連接器49供給至電池組60中。可以對電池組60充電。
[0072]在充電控制模式中判定是否完成了由用戶進行的規定的充電開始操作。具體而言，在判斷為充電的開始操作失敗時，發出警告。優選的是，通過使用于車輛的行駛的輸出裝置(前照燈、方向指示燈、制動燈、儀表顯示、喇叭等)發出警告，以此防止部件數量增加。優選的是通過使用儀表顯示以外的方式，以此即使在遠離車身的位置上也可判斷充電錯誤。作為充電的失敗事例，在以下的、盡管接入充電連接器但沒有從外部供給電力的情況、盡管接入充電連接器但鑰匙位于行駛位置的情況、盡管將鑰匙轉動至充電位置但沒有配置充電連接器的情況等的、盡管駕駛員具有充電的意圖但忘記了某種操作的情況等下發出警告。優選的是警告在經過一定時間后停止。此外，也可以通過將操作錯誤內容顯示在監控器中，以此使駕駛員容易解除操作錯誤。相反地，也可以通知并輸出正常執行了充電開始的情況。
[0073]駕駛員在充電開始后大多會離開車身，在發生操作錯誤時難以發現，如果未發現操作錯誤，則因充電失敗所導致的時間損失較大。如上述結構那樣，通過通知并輸出是否充電開始，以此在充電開始時可以識別到底是充電錯誤?正常操作中的哪一種，可以防止在發生充電錯誤的狀態下駕駛員離開車身。
[0074]接著，利用圖6的流程圖說明從放電控制模式切換為充電控制模式時的主控制器100的動作。該情況下的駕駛員的鑰匙操作是從行駛位置經由供電停止位置后切換至充電位置。
[0075]在操作鑰匙處于行駛位置時，主系統處于上述放電控制模式(S5)，連接至主控制器100的繼電器101處于閉合的狀態。執行從低壓電池43向主控制器100的供電。主系統處于工作狀態。
[0076]在操作鑰匙被操作至供電停止位置時，總開關102被關閉。連接至主控制器100的繼電器101處于斷開的狀態。停止從低壓電池43向主控制器100的供電。主系統停止運轉。
[0077]在操作鑰匙被操作至充電位置時，總開關102被開啟。連接至主控制器100的繼電器101處于閉合的狀態。開始從低壓電池43向主控制器100供電。系統再啟動。之后，轉換至上述的控制模式(S6)。
[0078]接著，使用圖6的流程圖說明從充電控制模式切換為放電控制模式時的主控制器100的動作。該情況下的駕駛員的鑰匙操作是從充電位置經由供電停止位置后切換至行駛位置。
[0079]在操作鑰匙位于充電位置時，主系統處于上述放電控制模式(S6)，并且連接至主控制器100的繼電器101處于閉合的狀態。從低壓電池43向主控制器100進行供電。主系統工作。
[0080]在操作鑰匙被操作至供電停止位置時，總開關102處于關閉。連接至主控制器100的繼電器101處于斷開的狀態。停止從低壓電池43向主控制器100的供電。主系統停止運轉。
[0081]在操作鑰匙被操作至行駛位置時，總開關102被開啟。連接至主控制器100的繼電器101處于閉合的狀態。開始從低壓電池43向主控制器100的供電。系統再啟動。之后，轉換至上述放電控制模式(S5 )。
[0082]像這樣，在放電控制模式和充電控制模式中，從任意一個控制模式向另一個控制模式切換時，在轉換至另一個控制模式之前進行主控制器100的初始化動作。借助于此，可以在控制模式的切換途中使主控制器100復位(再啟動)，可以改善控制穩定性。
[0083]又，通過在切斷向主控制器100的供電后進行再供電，以此使主控制器100再啟動而實現初始化動作，在實施初始化動作后，使主控制器100執行另一個控制，因此與在主系統上進行軟件初始化相比，可以更加確實地進行初始化動作；
(第二實施形態)
在本發明的第一實施形態中，形成為在切斷向主控制器100的供電后通過再供電而進行的初始化動作是由駕駛員的手動操作所執行的結構。相對于此，在本發明的第二實施形態中，通過主控制器100自動地執行上述初始化動作。以下，以與第一實施形態的差別點為中心進行說明。
[0084]本實施形態的基本的結構與圖3的第一實施形態的結構相同。如圖3所示，主控制器100在內部具備以如下方式進行控制的控制部:在從第一連接狀態及第二連接狀態中的一個連接狀態切換為另一個連接狀態時，斷開對向主控制器100供電的供電通路進行開閉的繼電器101。借助于此，不需要手動指示繼電器101的斷開動作。在這里，狀態傳感器104例如具備檢測充電連接器49的嵌合及脫卸的功能，主控制器100基于來自于狀態傳感器104的檢測信息執行關于任意一個連接狀態的啟動處理。具體而言，主控制器100在判斷出充電連接器49的嵌合時，判斷出向第二連接狀態的轉換，從而在供電復位后執行充電控制。又，主控制器100在判斷出充電連接器49脫卸時，判斷出向第一連接狀態的轉換，從而在供電復位后執行充電控制。在本實施形態中，控制部配置在主控制器100的內部，但是也可以配置在外部。
[0085]除此以外，主控制器100也可以在判斷出基于鎖芯的行駛位置和充電位置之間的切換時，與總開關動作無關地進行供電復位。在該情況下，即使沒有將CHG位置和ON位置相對于OFF位置配置在兩側，也可以執行供電復位動作。在從行駛位置和充電位置中的一個位置切換為另一個位置并經過了規定時間時，暫時停止使用繼電器的供電。像這樣判斷出經過了規定時間后暫時停止供電，以此可以防止因錯誤操作所導致的繼電器的頻繁的驅動。
[0086]又,關于復位動作，不僅對于主控制器100而且例如對于馬達E⑶(ElectronicControl Unit，電子控制單元)、電池E⑶也可以形成為供電停止的結構。借助于此，可以使對它們的ECU的動作也變得穩定。
[0087]又，也可以在乘車狀態的駕駛員可操作的位置、例如把手位置上設置有操作對控制器的供電復位的復位開關(相當于汽油車輛中的熄火開關(kill switch))。借助于此，也可以在系統異常時操作熄火開關，以此使動作復位。又，駕駛員在行駛模式?充電模式之間手動切換的期間，進行供電復位的操作，也可以得到同樣的效果。另外，復位開關也可以是在行駛時使供電復位操作無效，并且使行駛停止時的供電復位操作有效。
[0088]指示允許行駛的開關配置在乘坐在駕駛位置上的駕駛員可操作的位置上，以此可以在駕駛位置上向允許行駛轉換。又，允許充電的開關設置于從駕駛位置到達不了的位置上，以此可以在從交通工具上下來的狀態下向允許充電轉換。也可以像這樣使執行允許行駛的開關和執行允許充電的開關相背離。
[0089]又，在本實施形態中，在控制部以斷開繼電器101的方式進行控制的狀態下，向主控制器100的內部的易失性存儲器的供電被切斷，但是用于繼電器101的控制的電力可利用地儲存在主控制器100內的電容器內。借助于此，在主控制器100執行放電控制模式和充電控制模式之間的切換時，主控制器100以自己斷開繼電器101的方式進行控制，從而可以達到主控制器100的易失性存儲器被初始化的狀態，而且，之后(例如，微小時間后(更具體而言是50毫秒后))將繼電器101電氣閉合。
[0090]又，在上述實施形態中作為控制裝置的主控制器100形成為執行充電控制及放電控制的兩者的結構，但是不限于此。主控制器100也可以由相互協同并分散控制的多個控制裝置構成。
[0091]另外，在上述實施形態中，對于從放電模式到充電模式和從充電模式到放電模式中的任意一種切換均形成為進行供電復位的結構，但是不限于此。也可以僅對于從放電模式到充電模式、從充電模式到放電模式中的任意一種切換執行復位。通過形成為僅對于任意一種進行復位的結構，以此可以在放電時和充電時共用共同的存儲區域而減少系統的RAM的存儲容量。
[0092]在上述實施形態的形態中，繼電器101形成為由駕駛員手動地斷開或者由控制裝置自動地斷開的結構，但是不限于此。例如，開閉器也可以形成為其向閉合的方向受到機械施力，并且通過來自于控制裝置的電力斷開的結構。借助于此，控制裝置在放電模式和充電模式之間進行切換時，能夠以控制裝置自己斷開向控制裝置供電的供電通路的開閉器的方式進行控制后，通過機械施力閉合電力供給被切斷的開閉器。
[0093]在上述實施形態中，主控制器100在由用戶完成規定的操作時判定為充電開始操作正常結束，并且通過輸出裝置900根據判定內容輸出規定的通知或顯示，但是也可以在多個操作中一部分操作未完成的狀態持續規定時間以上時判定為充電開始操作沒有正常地結束。根據上述結構，可以準確掌握并通知或顯示用戶本應完成充電開始操作但充電開始操作卻失敗的狀態。
[0094]在上述實施形態中，作為輸入裝置，通過圓筒鎖輸入對向主控制器供電的供電通路進行開閉的開閉器的斷開操作，但是不限于此。例如也可以形成為通過切換按鈕、撥動開關(toggle switch)在放電模式和充電模式之間進行切換，并且在系統內部關閉系統電源的結構。
[0095]鑰匙孔的操作位置不限于圖4的結構，只要在與行駛位置不同的位置上設定充電位置即可。優選的是通過與允許行駛相同的操作片發出允許充電指令，以此使駕駛員容易識別模式切換。
[0096]又，也可以使LOCK位置和CHG位置共用。借助于此，可以簡化結構。也可以使LOCK位置和CHG位置為相反的結構。在LOCK位置和CHG位置中將頻繁地執行的位置配置在轉動方向端部，以此可以在頻繁地執行的模式中在轉動至轉動停止位置的狀態下拔插鑰匙，從而可以改善方便性。
[0097]也可以夾著ON位置在兩側上配置有CHG位置和LOCK位置。通過使LOCK位置和CHG位置分離，以此可以使向LOCK位置的移動和向CHG的移動的動作有差別，從而使駕駛員容易識別。同樣地也可以夾著OFF位置在兩側配置有CHG位置和LOCK位置。也可以是在CHG位置上不阻止移動。在該狀態下，可以使車身容易靠近至充電區域。也可以設定有ACC(附件電源)、緊急停車閃示燈等的其他的鑰匙孔配置形式。又，也可以使上述ACC和CHG共用化。借助于此，可以 減少鑰匙孔位置。又，阻止車輛的移動可以通過把手鎖定以外的方式實現，也可以通過阻止車輪的旋轉而實現。
[0098]顯示部通過圖像顯示，顯示出允許行駛、允許充電中的任意一種，但是不限于此。例如，由于通過機械鑰匙(操作片)的移動判斷究竟是允許行駛、允許充電中的哪一個，因此也可以使機械鑰匙本身作為顯示部。
[0099]又，也可以通過不同于圓筒鎖的另一操作片發出切換指令。在該情況下，也同樣地在允許行駛和允許充電之間切換時需要另外操作。可以通過翹板(seesaw)型的開關實現，也可以是使手柄直線移動的開關，又可以是將手柄在軸線方向上拔插的開關。像這樣，作為切換允許行駛.允許充電的操作部，也可以設置有允許充電而禁止行駛的充電允許開關和允許行駛而禁止充電的行駛允許開關的兩個開關。
[0100]又，切換開關本身也可以是一個。在通過一個開關實現時，也可以以在每當操作開關時交替地切換充電允許模式和行駛允許模式的方式實現。此時，優選的是開關以外另設置表示允許行駛?允許充電中的任意一個被選擇的顯示。借助于此使駕駛員容易掌握當前的模式。
[0101]另外，在上述模式的切換時，以行駛位置和充電位置不相同的輸入裝置為特征的情況下，也可以不進行模式切換時的通過繼電器101的供電復位。又，在以模式切換時的通過繼電器101的供電復位為特征的情況下，也可以使用行駛位置和充電位置位于相同操作位置上的輸入裝置。
[0102]由上述說明，本領域技術人員明了本發明的較多的改良和其他實施形態等。因此，上述說明僅作為例示解釋，是以向本領域技術人員教導實施本發明的最優選的形態為目的提供。在不脫離本發明的精神的范圍內，可以實質上變更其結構和/或功能的具體內容。
[0103]工業應用性:
本發明在穩定地控制電動式交通工具的充放電模式的切換方面有用。
[0104]符號說明:
1電動二輪車；
2前輪；
3后輪；
4車身框架；
5電動馬達；
6前叉；
7轉向軸；
8把手；
11頭管；
12主框架；
13向下框架；
14樞接框架；
15搖臂；
16座椅框架；
17動力傳遞機構；
18馬達殼體；
19逆變器殼體；
20逆變器；
43低壓電池；
44低壓電線；
45DC/DC變流器；
48DC/DC變流器用繼電器；
49充電連接器；
491充電線；
492通信線；
51充電用正極側繼電器；
52充電用負極側繼電器；
60電池組；
61電池模塊；
62電池單元；
63模塊框體；
64電池框架；
70電池控制器；
80電池殼體；90外部電源；
100主控制器；
101低壓用繼電器(供電通路開閉)；
102總開關；
103節氣門手柄；
110輔助設備；
800輸入裝置；
801儀表盤；
802速度儀；
803轉速計；
804機械鑰匙；
805圓筒鎖；
900輸出裝置；
901顯示燈；
902監控器；
903揚聲器。
【權利要求】
1.一種電動式交通工具,具備: 產生行駛動力的電動馬達； 用于向所述電動馬達供給電力的電池； 與充電用的外部電源連接的外部電源連接部； 控制將所述電池與所述電動馬達連接的第一連接狀態和將所述電池與所述外部電源連接部連接的第二連接狀態之間的切換的控制裝置；和 對向所述控制裝置供電的供電通路進行開閉的開閉器； 在所述控制裝置從所述第一連接狀態及所述第二連接狀態中的一個連接狀態切換至另一個連接狀態時，所述開閉器斷開所述供電通路，暫時切斷向所述控制裝置的供電。
2.根據權利要求1所述的電動式交通工具，其特征在于，具備用于向所述控制裝置指示所述第一連接狀態和所述第二連接狀態之間的切換的用戶可操作的輸入裝置。
3.根據權利要求1或2所述的電動式交通工具，其特征在于， 具備檢測交通工具的狀態的狀態檢測裝置； 所述控制裝置在供電開 始時，基于來自于所述狀態檢測裝置的檢測信息執行啟動處理。
4.根據權利要求2所述的電動式交通工具，其特征在于， 所述輸入裝置具有使所述電池處于第一連接狀態且閉合所述開閉器的第一操作位置、使所述電池處于第二連接狀態且閉合所述開閉器的第二操作位置、和斷開所述開閉器的第三操作位置； 所述第三操作位置介于從所述第一操作位置及所述第二操作位置中的一個操作位置切換至另一個操作位置的操作過程的途中。
5.根據權利要求1至3中任意一項所述的電動式交通工具，其特征在于，所述控制裝置具備以在從所述第一連接狀態及所述第二連接狀態中的一個連接狀態切換為另一個連接狀態時斷開所述開閉器的方式進行控制的開閉控制部。
6.根據權利要求5所述的電動式交通工具，其特征在于，形成為在所述開閉控制部以斷開所述開閉器的方式進行控制的狀態下，向所述控制裝置的內部的易失性存儲器的供電被切斷且用于所述開閉器的控制的電力處于可利用狀態的結構。
7.根據權利要求1至5中任意一項所述的電動式交通工具，其特征在于， 所述控制裝置具備向所述電動馬達供給用于所述行駛動力的電力且控制所述電動馬達的動作的逆變器、和基于來自于加速器傳感器的輸入向所述逆變器輸出控制信號的主控制器； 所述開閉器介設在向所述主控制器供電的供電通路中。
8.一種電動式交通工具的控制裝置的工作方法， 是分別具有將來自于內置電池的電力供給至行駛用電動馬達而產生行駛動力的放電控制、和在所述內置電池中充入由外部電源供給的電力的充電控制的電動式交通工具的控制裝置的工作方法； 在從所述放電控制和所述充電控制中的任意一個控制模式向另一個控制模式進行切換的情況下，在轉換至另一個控制模式時執行所述控制裝置的初始化動作。
9.根據權利要求8所述的電動式交通工具的控制裝置的工作方法，其特征在于，所述初始化動作是在切斷向所述控制裝置的供電后再供電以此再啟動所述控制裝置的動作； 在所述初始化動作的實施后，使所述控制裝置執行所述另一個控制。
【文檔編號】B62M7/02GK103998282SQ201180075905
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2011年12月28日 優先權日:2011年12月28日
【發明者】松田義基 申請人:川崎重工業株式會社