(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換可能なバッテリからの電力により駆動される電動モータを、少なくとも動力源の一部とする電動車両であって、
前記バッテリからの電力で充電可能にした、該バッテリとは別個の補機電源により作動される電動補機を具え、前記バッテリの失陥時はこのバッテリ失陥に伴う前記補機電源の容量低下につれ、該補機電源の容量ごとに定めたバッテリ失陥時出力制限値を前記動力源の出力が超えることのないよう該動力源の出力を制限するバッテリ失陥時動力源出力制限手段を具えた電動車両において、
前記交換を行った後のバッテリが、車両にとって適切なバッテリか、不適切なバッテリかを判定するバッテリ適否判定手段と、
該手段により前記交換後のバッテリが不適切なバッテリであると判定されたとき、前記動力源の駆動を許可したまま該動力源の出力を制限する交換バッテリ不適切時動力源出力制限手段とを具備し、
該交換バッテリ不適切時動力源出力制限手段は、前記バッテリ失陥時動力源出力制限手段を作動させることにより、前記動力源の駆動を許可したまま該動力源の出力が、前記補機電源の容量ごとに定めたバッテリ失陥時出力制限値のうち、或る補機電源容量に対応したバッテリ失陥時出力制限値を超えることのないようにして、前記動力源の交換バッテリ不適切時出力制限を行うものであることを特徴とする電動車両の不適切バッテリ交換時対策装置。
【請求項２】
請求項1に記載された電動車両の不適切バッテリ交換時対策装置において、
前記バッテリ適否判定手段は、バッテリごとに付した識別符号と、予定の識別符号との照合により、前記交換後のバッテリが、車両にとって適切なバッテリであるのか、不適切なバッテリであるのかを判定するものであることを特徴とする電動車両の不適切バッテリ交換時対策装置。
【請求項３】
前記バッテリ失陥時動力源出力制限手段が、前記バッテリの失陥時は該バッテリ失陥に伴う前記補機電源の容量低下につれ、該補機電源の容量ごとに定めたバッテリ失陥時対地速度制限値を電動車両の対地速度が超えることのないよう前記動力源の出力を制限するものである、請求項1または2に記載された電動車両の不適切バッテリ交換時対策装置において、
前記交換バッテリ不適切時動力源出力制限手段は、前記バッテリ適否判定手段により前記交換後のバッテリが不適切なバッテリであると判定されたとき、前記バッテリ失陥時動力源出力制限手段を作動させることにより、前記動力源の駆動を許可したまま電動車両の対地速度が、前記補機電源の容量ごとに定めたバッテリ失陥時対地速度制限値のうち、或る補機電源容量に対応したバッテリ失陥時対地速度制限値を超えることのないようにして、前記動力源の交換バッテリ不適切時出力制限を行うものであることを特徴とする電動車両の不適切バッテリ交換時対策装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータのみを動力源とする電気自動車や、エンジンおよび電動モータからのエネルギーを用いて走行するハイブリッド車両など、少なくとも電動モータを動力源の一部とする電動車両のバッテリ交換時に、このバッテリが不適切なものであった場合の対策技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車両のような電動車両は、電動モータを走行用動力源の一部とするため、
例えば特許文献1に記載のごとく、電動モータの電源であるバッテリとして大容量のバッテリを用いる必要がある。
【０００３】
しかし、かかる大容量のバッテリは、バッテリ蓄電率(SOC)の低下時に行うべき充電に長時間を要し、バッテリを充電済のものと交換可能にして、速やかに再走行できるようにした方が便利な場合がある。
【０００４】
このようなバッテリ交換式の電動車両でなくても、バッテリが繰り返し充電下での長期間の使用により劣化すると、バッテリは新しいものと交換する必要が発生し、
何れにしても特許文献1にも記載されている通り、バッテリの交換が可能なように構成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３７４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、交換後のバッテリが正規品でなく、非正規のバッテリであった場合、これが電動車両にとって性能上や物性上の観点から不適切なものであることが多く、
当該バッテリからの電力を直接的または間接的に給電される電装部品や、これらに関連する周辺部品などに異常な負荷がかかるなどのため、故障の発生が懸念される。
【０００７】
この懸念を払拭するためには、不適切なバッテリに交換された場合、それを検知して電動車両を走行不能に制御することが考えられる。
しかし、この対策では電動車両が全く自走不能となるため、特に駐車中の盗難により知らないうちに車載中の高価な純正バッテリが、不適切な非正規バッテリと交換された場合、電動車両を修理工場やバッテリスタンドに持ち込んで正規の適切なバッテリと再交換するなどの対処を早期にとり得なくなるし、電動車両をレッカー移動させなければならないことから、手間がかかると共に、費用が嵩むという問題も生ずる。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑み、不適切なバッテリに交換された場合、電動車両を自走可能なままとし、その一方で動力源の出力を制限することにより運転者に異常を認知させるようにすることで、上記の問題を解消し得るようにした電動車両の不適切バッテリ交換時対策装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的のため、本発明による電動車両の不適切バッテリ交換時対策装置は、以下のようにこれを構成する。
先ず、本発明の前提となる電動車両を説明するに、これは、
交換可能なバッテリからの電力により駆動される電動モータを、少なくとも動力源の一部とする電動車両であって、更に、
上記バッテリからの電力で充電可能にした、該バッテリとは別個の補機電源により作動される電動補機を具え、上記バッテリの失陥時はこのバッテリ失陥に伴う上記補機電源の容量低下につれ、該補機電源の容量ごとに定めたバッテリ失陥時出力制限値を上記動力源の出力が超えることのないよう該動力源の出力を制限するバッテリ失陥時動力源出力制限手段を具えたものである。
本発明の不適切バッテリ交換時対策装置は、かかる電動車両に対し、
上記交換を行った後のバッテリが、車両にとって適切なバッテリか、不適切なバッテリかを判定するバッテリ適否判定手段と、
該手段により上記交換後のバッテリが不適切なバッテリであると判定されたとき、上記動力源の駆動を許可したまま該動力源の出力を制限する交換バッテリ不適切時動力源出力制限手段とを設け、この交換バッテリ不適切時動力源出力制限手段を特に以下のごときものとした構成に特徴づけられる。
つまり該交換バッテリ不適切時動力源出力制限手段は、上記バッテリ失陥時動力源出力制限手段を作動させることにより、上記動力源の駆動を許可したまま該動力源の出力が、上記補機電源の容量ごとに定めたバッテリ失陥時出力制限値のうち、或る補機電源容量に対応したバッテリ失陥時出力制限値を超えることのないようにして、上記動力源の交換バッテリ不適切時出力制限を行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
かかる本発明による電動車両の不適切バッテリ交換時対策装置によれば、
交換後のバッテリが電動車両にとって不適切なものである場合、交換バッテリ不適切時動力源出力制限手段によって、動力源の駆動を許可したままその出力が、出力制限値を超えないよう制限するため、
かかる動力源の出力制限によって運転者は、交換後のバッテリが不適切なものであるのを走行開始直後に認知することができる。
【００１１】
しかし、動力源を出力制限すると雖も、動力源の駆動はこれを許可したままであるため、電動車両は上記の出力制限下で自走可能である。
従って、電動車両を修理工場やバッテリスタンドに持ち込んで正規の適切なバッテリと再交換するなどの対処を早期にとり得て、不適切なバッテリが長時間使われることによる故障の発生を未然に防止することができる。
更に、交換バッテリ不適切時動力源出力制限手段が動力源出力の上記制限を行うに際し、既存の上記バッテリ失陥時動力源出力制限手段を作動させることにより、動力源の駆動を許可したまま該動力源の出力が、上記補機電源の容量ごとに定めたバッテリ失陥時出力制限値のうち、或る補機電源容量に対応したバッテリ失陥時出力制限値を超えることのないようにして、上記動力源の交換バッテリ不適切時出力制限を行うものであることから、特別な専用の制御態様を構築する必要がなく、既存のバッテリ失陥時動力源出力制限手段による制御態様をそのまま用いるだけの簡単な制御により、上記の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例になる不適切バッテリ交換時対策装置を具えた電動車両を、強電バッテリが取り外された状態で示す側面図である。
【図２】図1における電動車両の駆動系およびその制御系を、電動式パークロック装置と共に示す概略系統図である。
【図３】図2におけるモータコントローラが実行する不適切バッテリ交換時対策制御の制御プログラムを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
＜実施例の構成＞
図１は、本発明の一実施例になる不適切バッテリ交換時対策装置を具えた電動車両1を示し、
図2は、図1における電動車両1の駆動系およびその制御系を示し、これら駆動系および制御系で車両の走行駆動システムが構成される。
【００１４】
図1の電動車両1は、左右前輪2および左右後輪3を懸架して具え、車体床下に高電圧電源である強電バッテリ4を矢印で示すごとく交換可能に搭載する。
そして電動車両1は、強電バッテリ4からの電力で駆動される図2の電動モータ5のみを動力源とし、この電動モータ5により左右前輪2を駆動されて走行可能な電気自動車とする。
【００１５】
電動モータ5の駆動制御に際しては図2に示すように、モータコントローラ6が、強電バッテリ4からの電力をバッテリコントローラ7内のインバータにより直流−交流変換して、またこの交流電力をバッテリコントローラ（インバータを含む）7による制御下で電動モータ5へ供給することにより、電動モータ5のトルクをモータコントローラ6での演算結果（停車時の0を含む目標モータトルクや、前後進用のモータ回転方向）に一致させるよう、当該電動モータ5の制御を行うものとする。
【００１６】
ここで強電バッテリ4は蓄電状態の低下時に、満充電した別の強電バッテリと図1に矢印で示すごとく交換するものであるが、
強電バッテリ4は車載状態のまま蓄電状態の低下時に外部電源からの電力で充電し、長期間の繰り返し充電による劣化時に新品の強電バッテリと図1に矢印で示すごとく交換するものであってもよい。
【００１７】
なお、モータコントローラ6での演算結果（目標モータトルク）が、電動モータ5に回生制動作用を要求する負極性のものである場合、モータコントローラ6はバッテリコントローラ（インバータ）7を介し電動モータ5に発電負荷を与え、
このとき電動モータ5が回生制動作用により発電した電力を、バッテリコントローラ（インバータ）7により交流−直流変換して強電バッテリ4に充電するものとする。
この時バッテリコントローラ（インバータ）7は、強電バッテリ4への充電電圧を制御すると共に、強電バッテリ4の過充電を防止する機能も果たす。
【００１８】
本実施例では更に同じく図2に示すごとく、上記の走行駆動システムに対し以下のような電動式パークロック装置8を付加する。
この電動式パークロック装置8は、本発明における電動補機に対応するもので、前輪駆動系を回転ロックするパークロック機構（図示せず）を具え、このパークロック機構を自動変速機に用いられているものと同様なものとする。
【００１９】
ただし本実施例におけるパークロック機構は、電動式のパークロックアクチュエータ（図示せず）によりこれを行うこととし、またパークロックアクチュエータは、パークロックコントローラ（図示せず）からのパークロックON・OFF指令に応動するものとして、
図2のパークロック装置8を、自動変速機に用いられている機械式のものとは異なる、電動式（バイ・ワイヤ制御式）のものとする。
【００２０】
次に、上記したパークロック機構、パークロックアクチュエータおよびパークロックコントローラで構成される電動式パークロック装置8の電力系を説明する。
この電動式パークロック装置8の電力系は、例えば12Vの低電圧電源である弱電バッテリ9を補機電源として具え、
この弱電バッテリ9から電力供給を受けて電動式パークロック装置8のパークロックコントローラおよびパークロックアクチュエータが作動することで、パークロック機構を介し、駆動輪である左右前輪2（図1参照）を適宜パークロックするものとする。
【００２１】
弱電バッテリ9は、強電バッテリ4および電動モータ5間の強電回路にDC/DCコンバータ10を介して接続し、
モータコントローラ6がDC/DCコンバータ10を動作制御することにより、強電バッテリ4からの電力で弱電バッテリ9を適切な蓄電状態に保つよう充電するものとする。
【００２２】
図2に示すごとくモータコントローラ6には、バッテリコントローラ（インバータ）7への前記目標モータトルクを演算するために、
イグニッションスイッチ11からのON,OFF信号と、
アクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ12からの信号と、
車速VSPを検出する車速センサ13からの信号と、
ブレーキ操作時にONするブレーキスイッチ14からの信号と、
運転者が後退(R)レンジ、中立(N)レンジ、および前進(D)レンジのような走行形態を指令するときに操作するシフタ15からの信号と、
弱電バッテリ9の電圧Vを検出する電圧センサ16からの信号とを入力するほか、
強電バッテリ4に個々に付されている固有の識別符号（ID）を、バッテリコントローラ（インバータ）7との交信により受信するものとする。
【００２３】
イグニッションスイッチ11のONにより走行駆動システムの起動要求が発せられると、モータコントローラ6は、シフタ15により指令された後退(R)レンジ、中立(N)レンジ、および前進(D)レンジのような走行形態ごとに、アクセル開度APO、車速VSP、およびブレーキスイッチ信号から、電動モータ5の目標トルク（停車用の0を含む大きさ、および方向）を演算し、これをバッテリコントローラ（インバータ）7へ指令して、電動車両1の前記した走行制御に資する。
【００２４】
一方で電動式パークロック装置8は、発進意志のない停車状態で、弱電バッテリ9からの電力により前輪2を自動的にパークロック状態にする。
【００２５】
しかし、強電バッテリ4の失陥で弱電バッテリ9が充電不能に陥ったとき、弱電バッテリ9の蓄電状態を表す容量（電圧V）が低下して、ついには電動式パークロック装置8を作動させることができなくなる。
この場合、電動車両1がパークロック不能になって、駆動車輪（前輪2）を回転ロックした駐車状態を得ることができなくなる。
【００２６】
なお電動車両1は、図示しなかったが、駐車ブレーキも弱電バッテリ9からの電力で作動される電動式にするため、上記した弱電バッテリ9の容量（電圧V）低下時に駐車状態も得られなくなることから、上記のパークロック不能は車両にとって看過し得ない。
【００２７】
かかるパークロック不能の事態が発生するのを防止するためモータコントローラ6は、強電バッテリ4の失陥で弱電バッテリ9が充電不能に陥ったとき、弱電バッテリ9の容量（電圧V）低下に応じて電動モータ5の出力を、車速VSPが電圧Vの低下に応じた上限車速に抑制されるよう制限することで、運転者に停車（自動パークロック）を促し、パークロック不能（駐車不能）になることのないようにする。
この機能は、本発明におけるバッテリ失陥時動力源出力制限手段の機能に相当する。
【００２８】
例えば、弱電バッテリ9の電圧Vが正規の12Vから11.5Vへ低下したときは、車速VSPが50km/hに抑制されるよう電動モータ5の出力を制限し、
弱電バッテリ9の電圧Vが10Vへ低下したときは、車速VSPが20km/hに抑制されるよう電動モータ5の出力を制限し、
弱電バッテリ9の電圧が9V未満に低下したときは、電動モータ5の出力を0に制限して強制的に停車させるようになす。
【００２９】
かかる弱電バッテリ9の電圧低下に応じた電動モータ5の出力制限により、運転者が異常に気づいて停車させたり、或いは運転者が異常に気づかないため、電動モータ5の出力カットにより強制的に停車されたとき、
電動式パークロック装置8は、残っている弱電バッテリ9の電力により作動して、駆動輪（前輪2）を自動的にパークロック状態にし、電動車両1がパークロック不能（駐車不能）になることのないようにする。
【００３０】
＜不適切バッテリ交換時対策＞
強電バッテリ4を、蓄電状態の低下時に修理工場やバッテリスタンドで、満充電済の別の強電バッテリと図1に矢印で示すごとく交換した場合や、駐車中の盗難により知らない間に強電バッテリ4が別の強電バッテリと交換された場合において、
交換後の強電バッテリが正規品でなく、非正規の強電バッテリであると、これが電動車両1にとって性能上や物性上の観点から不適切なものであることが多い。
【００３１】
かかる不適切な強電バッテリは、当該強電バッテリからの電力を直接的または間接的に給電される電装部品や、これらに関連する周辺電装部品などに異常な負荷をかけて、故障の原因になる。
【００３２】
かように不適切な強電バッテリに交換された場合は、その事実をいち早く運転者が認知して、早期に対処し得るようにする必要があり、併せて今後は、当該不適切な強電バッテリが使用されることのないようにして、かかる不適切な強電バッテリが製造されるのを防止する必要がある。
【００３３】
そのため本実施例では、モータコントローラ6が図3の制御プログラムを実行して、不適切な強電バッテリに交換された場合の対策を施すようになす。
図3の制御プログラムは、イグニッションスイッチ11のONによる走行駆動システムの作動中、繰り返し実行されるもので、
先ずステップＳ11において、イグニッションスイッチ11がONにされた直後か否かをチェックする。
【００３４】
イグニッションスイッチ11がONにされた直後であれば、制御をステップＳ12〜ステップＳ15に進めて、強電バッテリ4が電動車両1にとって適切な正規品であるか否かをチェックする。
強電バッテリ4を交換した直後であれば、当該チェックの対象が交換後の強電バッテリ4であって、かかる交換後の強電バッテリ4が電動車両1にとって適切な正規品であるか否かをチェックすることになる。
このチェックに際しては、先ずステップＳ12において交換後の強電バッテリ4に固有な識別符号（ID）を読み込み、この識別符号（ID）を正規の強電バッテリに係わる識別符号（ID）と照合する。
【００３５】
次のステップＳ13においては、正規の強電バッテリに係わる識別符号（ID）の中に、交換後の強電バッテリ4に固有な識別符号（ID）と一致するものがあるか否かにより、交換後の強電バッテリ4が電動車両1にとって適切な正規品であるか否かを判定する。
【００３６】
ステップＳ13で、正規の強電バッテリに係わる識別符号（ID）の中に、交換後の強電バッテリ4に固有な識別符号（ID）と一致するものがあると判定した場合は、交換後の強電バッテリ4が電動車両1にとって適切な正規品であることから、
ステップＳ14において、交換後の強電バッテリ4が適切であることを示すようにバッテリフラグBFLAGに1をセットする。
【００３７】
しかしステップＳ13で、正規の強電バッテリに係わる識別符号（ID）の中に、交換後の強電バッテリ4に固有な識別符号（ID）と一致するものがないと判定した場合や、交換後の強電バッテリ4が識別符号（ID）すら持たない場合は、交換後の強電バッテリ4が電動車両1にとって不適切な非正規品であることから、
ステップＳ15において、交換後の強電バッテリ4が不適切であることを示すようにバッテリフラグBFLAGに0をセットする。
従ってステップＳ13〜ステップＳ15は、本発明におけるバッテリ適否判定手段に相当する。
【００３８】
ステップＳ11で、イグニッションスイッチ11がONにされた直後でなく、2回目以降であると判定する場合は、
制御をステップＳ16〜ステップＳ18に進めて、強電バッテリ4の上記適否判定結果（バッテリフラグBFLAG）に応じ、電動モータ5の出力制御を以下のごとくに遂行する。
【００３９】
ステップＳ16においては、上記したバッテリフラグBFLAGが1か否かを、つまり交換後の強電バッテリ4が電動車両1にとって適切な正規品であるか、不適切な非正規品であるかをチェックする。
【００４０】
バッテリフラグBFLAGが1であれば（交換後の強電バッテリ4が適切な正規品であれば）、制御をステップＳ17に進めて、電動モータ5を前記した通常通りに出力制御する。
しかして、バッテリフラグBFLAGが0であれば（交換後の強電バッテリ4が不適切な非正規品であれば）、制御をステップＳ18に進めて、電動モータ5を前記した通常の出力制御とは異なるよう出力制限する。
【００４１】
ステップＳ18でのモータ出力制限は、運転者に、交換後の強電バッテリ4が不適切な非正規品である異常を知らせて、早期の再交換を促すためのもので、前記したバッテリ失陥時動力源出力制限手段を作動させることにより、
例えば、強電バッテリ4の失陥で弱電バッテリ9の電圧が10Vへ低下した時の前記したモータ出力制限態様を流用し、電動モータ5の駆動は許可したまま、車速VSPが20km/hに抑制されるよう電動モータ5の出力を制限するものとする。
従ってステップＳ18は、本発明における交換バッテリ不適切時動力源出力制限手段に相当する。
【００４２】
＜実施例の効果＞
上記した本実施例の不適切バッテリ交換時対策制御によれば、
交換後の強電バッテリ4が電動車両1にとって不適切なものである場合、電動モータ5の駆動を許可したままその出力を、車速VSPが20km/hに抑制されるよう制限するため、
かかるモータ出力制限によって運転者は、交換後の強電バッテリが不適切なものである異常を走行開始直後に認知することができる。
【００４３】
しかし、電動モータ5を出力制限すると雖も、電動モータ5の駆動はこれを許可したままであるため、電動車両1は上記のモータ出力制限下で車速VSP≦20km/hでの自走が可能である。
従って、電動車両1を修理工場やバッテリスタンドに持ち込んで正規の適切な強電バッテリと交換するなどの対処を早期にとり得て、不適切な強電バッテリが長時間使われることによる故障の発生を未然に防止することができると共に、
電動車両1を修理工場やバッテリスタンドまでレッカー移動させる手間がかかったり、費用が嵩むという問題も回避することができる。
【００４４】
更に、交換後の強電バッテリが不適切なものであるのを運転者が認知し得て、直ちに適切な強電バッテリと再交換することから、
不適切な強電バッテリが使用されることのないように促すことができ、かかる不適切な強電バッテリが製造されるのを防止することができる。
【００４５】
また本実施例においては、強電バッテリ4の適否判定に際し、強電バッテリごとに付した識別符号（ID）と、予定の識別符号（ID）との照合により、交換後の強電バッテリが、電動車両1にとって適切な強電バッテリか、不適切な強電バッテリかを判定するため、
強電バッテリ4の適否判定を、識別符号（ID）の照合のみにより簡単、且つ瞬時に行うことができて有利である。
【００４６】
加えて、不適切な強電バッテリへの交換時における電動モータ5の出力制限に際し、強電バッテリ4の失陥で弱電バッテリ（パークロック電源）9の電圧が10Vへ低下した時のモータ出力制限態様をそのまま流用し、車速VSPが20km/hに抑制されるよう電動モータ5の出力を制限するようにしたため、
特別な専用の制御態様を構築する必要がなく、既存のモータ出力制限態様をそのまま流用するだけの簡単な制御により、上記した所期の目的を達成することができる。
【００４７】
また電動モータ5の出力制限に際し、車速VSPが20km/hに抑制されるように当該モータ出力制限を行うようにしたため、
運転者が異常を最も敏感に感ずる車速の制限により不適切な強電バッテリの交換を一層確実に警報することとなり、この事態を一層確実に運転者に認知させ得て、上記の効果を更に顕著なものにすることができる。
【符号の説明】
【００４８】
1  電動車両
2  前輪(駆動輪)
3  後輪
4  強電バッテリ（交換式バッテリ）
5  電動モータ（動力源）
6  モータコントローラ
7  バッテリコントローラ（インバータ）
8  電動式パークロック装置（電動補機）
9  弱電バッテリ（補機電源）
10  DC/DCコンバータ
11  イグニッションスイッチ
12  アクセル開度センサ
13  車速センサ
14  ブレーキスイッチ
15  シフタ
16  電圧センサ
【図１】
0005644322.tif 000002
【図２】
0005644322.tif 000003
【図３】
0005644322.tif 000004