(57)【要約】  電動二輪車1は、車輪駆動用の電動機4と、電動機駆動用のメインバッテリ95と、電動機駆動用のサブバッテリ6が着脱自在に取り付けられるケース8と、該ケース8に装着されたサブバッテリ6の端子60が接続される接続端子83と、該接続端子83が該サブバッテリ6の端子に接続されたことを検知する装着検知センサ84と、両バッテリの残量を検知し、電動機4とメインバッテリ95と接続端子83と装着検知センサ84に電気的に繋がったコントローラ3とを備えている。コントローラ3は、装着検知センサ84にてサブバッテリ6の接続を検知すると、サブバッテリ6の残量が所定値以上のときには、サブバッテリ6から電動機に優先的に通電し、該残量が所定値未満のときにはメインバッテリ95から電動機4に通電する。
2013061370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に設けられた車輪駆動用の電動機と、
前記電動機駆動用のメインバッテリと、
前記電動機駆動用のサブバッテリが着脱自在に取り付けられるサブバッテリ装着部と、
該サブバッテリ装着部に装着されたサブバッテリの端子が接続される接続端子と、
該接続端子が該サブバッテリの端子に接続されていることを検知するサブバッテリ検知部と、
両バッテリの残量を検知する残量検知部と、
前記電動機とメインバッテリと接続端子とサブバッテリ検知部と残量検知部に電気的に繋がったコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記サブバッテリ検知部にて接続を検知した場合において、前記残量検知部で検知された前記サブバッテリの残量が所定値以上のときには、車体走行時に前記サブバッテリから電動機に優先的に通電し、前記サブバッテリの残量が所定値未満のときには前記メインバッテリから前記電動機に通電する切換え機能を有する、電動車両。
【請求項２】
複数の前記サブバッテリ装着部と、
前記複数のサブバッテリに夫々対応した複数の前記接続端子と、
アクセルの操作状態を検出し、前記コントローラに繋がった操作状態検出部とを備え、
前記残量検知部は、前記複数のサブバッテリ装着部に装着された複数のサブバッテリの残量を検知可能であり、
前記コントローラは、前記操作状態検出部がアクセルの車体加速操作を検出すると、複数のサブバッテリのうち、残量の多いサブバッテリから電動機に優先的に通電する、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記コントローラは、前記サブバッテリ検知部にて前記接続端子が前記サブバッテリの端子に接続されたことを検知した場合において、前記残量検知部の検知結果に基づいて、車体走行時に前記メインバッテリとサブバッテリのうち、残量の多いバッテリから電動機に優先的に通電する、請求項１又は２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記コントローラは、前記操作状態検出部から前記アクセルの車体加速操作を検知すると、複数のサブバッテリのうち、残量の多い複数のサブバッテリから前記電動機に通電する、請求項２に記載の電動車両。
【請求項５】
前記車体の転倒を検出する転倒センサを備え、前記コントローラは該転倒センサの出力信号により車体の転倒を検知すると、前記サブバッテリ及びメインバッテリから電動機への通電を停止する、請求項１乃至４の何れかに記載の電動車両。
【請求項６】
前記コントローラと接続端子との間に、前記電動機の慣性回転力を電気エネルギーに変換して接続端子に対応したサブバッテリ又はメインバッテリに回収する回生手段を設けた、請求項１乃至５の何れかに記載の電動車両。
【請求項７】
前記のサブバッテリ装着部は、前記車体に着脱可能なケースであり、該ケースには冷却風を取り込む開口が設けられ、該開口は前記ケースに設けられた蓋体によって開閉される、請求項１乃至６の何れかに記載の電動車両。
【請求項８】
前記ケースは、車体の運転者着座用シートに対して後側に設けられた、請求項７に記載の電動車両。
【請求項９】
車体に設けられた車輪駆動用の電動機と、
前記電動機駆動用のメインバッテリと、
前記電動機駆動用のサブバッテリが着脱自在に取り付けられるサブバッテリ装着部と、
該サブバッテリ装着部に装着されたサブバッテリの端子が接続される接続端子と、
該接続端子が該サブバッテリの端子に接続されていることを検知するサブバッテリ検知部と、
両バッテリの残量を検出する残量検知部とを備えた電動車両の駆動方法であって、
前記サブバッテリ検知部によって、前記サブバッテリが前記サブバッテリ装着部に装着されていることを検知する工程と、
前記サブバッテリ検知部にて前記サブバッテリが前記サブバッテリ装着部に装着されたことを検知した場合において、前記残量検知部で検知された前記サブバッテリの残量が所定値以上のときには、車体走行時にサブバッテリから電動機に優先的に通電し、サブバッテリの残量が所定値未満のときにはメインバッテリから前記電動機に通電する工程とを有する、電動車両の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を駆動源とする電動二輪車のような電動車両、及び電動車両の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガソリンエンジンを駆動源とする二輪車に代わって、バッテリで駆動する電動機を駆動源として走行する電動二輪車が提案されている。【０００３】
この電動二輪車は、排気ガスを出さないので、環境破壊を生じない等の利点を有しており、今後の普及が見込まれる。しかし、１つのバッテリで走行できる距離はそれほど長くはないので、長距離を走行するには、多数のバッテリを車体に搭載する必要がある。【０００４】
この多数のバッテリを搭載する電動二輪車として、図９及び図１０に示すものが提案されている(特許文献１参照)。以下の記載では、車体の進行方向を前方、逆方向を後方とする。これは、ハンドル１２の幅方向中央部から下向きに延びたヘッドパイプ１３の前方に、フロントカバー１００を設け、該フロントカバー１００の後面に複数の円筒形のバッテリ９５、９５を上下に配備している。バッテリ９５、９５から給電される電動機４は、後輪９０付近に位置して、該後輪９０を回転駆動する。車体に多数のバッテリ９５、９５を設けていることにより、バッテリ９５全体の容量が大きくなるが、車体の長距離走行が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６―９６１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す電動二輪車では、車体にバッテリを多数設けていることにより、車体の長距離走行が可能となる。しかし、車体にバッテリを多数設けているから、車体全体が重い。特に短距離走行時には、少数のバッテリで走行可能であるにも拘わらず、車体に多数のバッテリが付属しているから、車体の軽快な操縦を楽しむことができない。軽快な操縦を楽しもうとするのであれば、バッテリの個数を少なくすればよいのであるが、それでは長距離走行はできない。【０００７】
本発明の目的は、長距離走行時に十分なバッテリ残量を確保でき、しかも短距離走行時に車体の軽快な操縦を楽しむことができる電動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電動車両は、車体に設けられた車輪駆動用の電動機と、前記電動機駆動用のメインバッテリと、前記電動機駆動用のサブバッテリが着脱自在に取り付けられるサブバッテリ装着部と、該サブバッテリ装着部に装着されたサブバッテリの端子が接続される接続端子と、該接続端子が該サブバッテリの端子に接続されていることを検知するサブバッテリ検知部と、両バッテリの残量を検知する残量検知部と、前記電動機とメインバッテリと接続端子とサブバッテリ検知部と残量検知部に電気的に繋がったコントローラとを備え、前記コントローラは、前記サブバッテリ検知部にて接続を検知した場合において、前記残量検知部で検知された前記サブバッテリの残量が所定値以上のときには、車体走行時に前記サブバッテリから電動機に優先的に通電し、前記サブバッテリの残量が所定値未満のときには前記メインバッテリから前記電動機に通電する切換え機能を有する。【０００９】
車体を長距離走行させるときは、サブバッテリを車体に装着するのが好ましい。前記構成によれば、サブバッテリの残量が所定値以上である場合には、車体走行時にサブバッテリから電動機に優先的に通電される。そして、サブバッテリの残量が所定値未満となると、メインバッテリからの電動機への通電に切り換える。これにより、車体を長距離走行させる際に、バッテリの残量を十分確保できる。また、サブバッテリが優先的に使用されるので、多くの場合、サブバッテリにのみ再充電すればよい。サブバッテリは着脱自在であるので、充電が容易である。【００１０】
車体を短距離走行させるときは、サブバッテリを車体から取り外し、メインバッテリから電動機に通電すればよい。サブバッテリの重量分、車体は軽くなり、車体の軽快な操縦を楽しむことができる。【００１１】
更に、複数の前記サブバッテリ装着部と、前記複数のサブバッテリに夫々対応した複数の前記接続端子と、アクセルの操作状態を検出し、前記コントローラに繋がった操作状態検出部とを備え、前記残量検知部は、前記複数のサブバッテリ装着部に装着された複数のサブバッテリの残量を検知可能であり、前記コントローラは、前記操作状態検出部がアクセルの車体加速操作を検出すると、複数のサブバッテリのうち、残量の多いサブバッテリから電動機に優先的に通電してもよい。【００１２】
車体加速時には、電動機に大電流を流すから、バッテリ残量は多いのが好ましい。前記構成によれば、車体加速時には、残量の多いバッテリから電動機に優先的に通電されるから、車体をスムーズに加速することができる。【００１３】
更に、前記コントローラは、前記サブバッテリ検知部にて前記接続端子が前記サブバッテリの端子に接続されたことを検知した場合において、前記残量検知部の検知結果に基づいて、車体走行時に前記メインバッテリとサブバッテリのうち、残量の多いバッテリから電動機に優先的に通電してもよい。【００１４】
前記構成によれば、車体走行時には、残量の多い方のバッテリから電動機に優先的に通電する。該バッテリの残量が少なくなると、他方のバッテリからの電動機への通電に切り換える。これにより、例えば車体を長距離走行させる際に、バッテリの残量を十分に確保できる。【００１５】
更に、前記コントローラは、前記操作状態検出部から前記アクセルの車体加速操作を検知すると、複数のサブバッテリのうち、残量の多い複数のサブバッテリから前記電動機に通電してもよい。【００１６】
前記構成によれば、複数のサブバッテリから電動機に通電することにより、サブバッテリに掛かる負担を分散し、各サブバッテリの負担を軽減することができる。【００１７】
更に、前記車体の転倒を検出する転倒センサを備え、前記コントローラは該転倒センサの出力信号により車体の転倒を検知すると、前記サブバッテリ及びメインバッテリから電動機への通電を停止してもよい。【００１８】
前記構成によれば、車体が転倒すると、サブバッテリ及びメインバッテリからの通電が停止されるので、転倒した場合、電動機の駆動を停止させることができる。【００１９】
更に、前記コントローラと接続端子との間に、前記電動機の慣性回転力を電気エネルギーに変換して接続端子に対応したサブバッテリ又はメインバッテリに回収する回生手段を設けてもよい。【００２０】
前記構成によれば、電動機が慣性で回転しているときは、該回転力から得られた電気エネルギーがサブバッテリ又はメインバッテリに回収される。つまり、サブバッテリ又はメインバッテリの消耗を抑えることができる。【００２１】
更に、前記のサブバッテリ装着部は、前記車体に着脱可能なケースであり、該ケースには冷却風を取り込む開口が設けられ、該開口は前記ケースに設けられた蓋体によって開閉されてもよい。【００２２】
前記構成によれば、例えば、サブバッテリを車体に装着して走行する際には、ケースの開口を蓋体にて閉じる。バッテリに塵芥等が付着せず、スムーズな通電が確保される。例えば、サブバッテリの使用を終了したときは、蓋体を開き、冷却風をケース内に取り入れれば、サブバッテリを効率よく冷却できる。【００２３】
更に、前記ケースは、車体の運転者着座用シートに対して後側に設けられてもよい。
前記構成によれば、ケースは車体の運転者が着座する際に、邪魔とならない。【００２４】
本発明に係る電動車両の駆動方法は、車体に設けられた車輪駆動用の電動機と、
前記電動機駆動用のメインバッテリと、前記電動機駆動用のサブバッテリが着脱自在に取り付けられるサブバッテリ装着部と、該サブバッテリ装着部に装着されたサブバッテリの端子が接続される接続端子と、該接続端子が該サブバッテリの端子に接続されていることを検知するサブバッテリ検知部と、両バッテリの残量を検出する残量検知部とを備えた電動車両の駆動方法であって、前記サブバッテリ検知部によって、前記サブバッテリが前記サブバッテリ装着部に装着されていることを検知する工程と、前記サブバッテリ検知部にて前記サブバッテリが前記サブバッテリ装着部に装着されたことを検知した場合において、前記残量検知部で検知された前記サブバッテリの残量が所定値以上のときには、車体走行時にサブバッテリから電動機に優先的に通電し、サブバッテリの残量が所定値未満のときにはメインバッテリから前記電動機に通電する工程とを有する。【００２５】
車体を長距離走行させるときは、サブバッテリを車体に装着するのが好ましい。前記の工程を有する方法によれば、サブバッテリの残量が所定値以上である場合には、車体走行時にサブバッテリから電動機に優先的に通電され、サブバッテリの残量が所定値未満となると、メインバッテリからの電動機への通電に切り換える。これにより、車体を長距離走行させる際に、バッテリの残量を十分確保できる。また、サブバッテリが優先的に使用されるので、多くの場合、サブバッテリのみに再充電すればよい。サブバッテリは着脱自在であるので、充電が容易である。【００２６】
車体を短距離走行させるときは、サブバッテリを車体から取り外し、メインバッテリから電動機に通電すればよい。サブバッテリの重量分、車体は軽くなり、車体の軽快な操縦を楽しむことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る電動車両にあっては、車体を長距離走行させるときは、サブバッテリを車体に装着すると、バッテリの残量を十分確保できる。そして、走行後のサブバッテリの再充電も容易にできる。【００２８】
車体を短距離走行させるときは、サブバッテリを車体から取り外し、メインバッテリから電動機に通電すると、サブバッテリの重量分、車体は軽くなり、車体の軽快な操縦を楽しむことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る電動二輪車の側面図である。
【図２】図１の電動二輪車を矢印Ｂ１方向から見た背面図である。
【図３】トップケースの斜視図である。
【図４】図１に示すパワープラントをＡ―Ａ線を含む面にて破断し、矢視した断面図である。
【図５】給電制御ユニットのブロック図である。
【図６】本実施形態の電動二輪車のバッテリ切換え動作を説明するフローチャートである。
【図７】本実施形態の電動二輪車のバッテリ切換え動作を説明するフローチャートである。
【図８】本実施形態の電動二輪車のバッテリ切換え動作を説明するフローチャートである。
【図９】従来の電動二輪車の側面図である。
【図１０】図９に示す従来の電動二輪車をＣ１方向から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態に係る電動車両、具体的には電動二輪車を、図を参照しながら説明する。なお、以下では、全ての図を通じて同一又は相当する要素には、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。以下の記載で、左右方向は、電動二輪車に騎乗した運転者から見た方向を基準とする。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係る電動二輪車１の側面図である。図１は、車体フレーム、後記するパワープラント、車輪等の主要部を示す。本実施形態に係る電動二輪車１は、後記の如く、車体に固定されたメインバッテリと、車体に着脱可能に装着されるサブバッテリの両方から給電され得る。
【００３２】
図１に示すように、電動二輪車１の車体フレームは、前方から後方に向かって下方に傾斜して延びる１つのメインフレーム１５、該メインフレーム１５の前端部から前方に向かって斜め下向きに延びる左右一対のフロントフォーク１０、１０、両フロントフォーク１０、１０の上端部間に配置されたヘッドパイプ１３、該ヘッドパイプ１３から後方に向かって斜め下向きに延びる左右一対のダウンフレーム１６を備える。
【００３３】
メインフレーム１５の後端部には、枠体であるピボットフレーム１７の上枠部分が取り付けられている。該ピボットフレーム１７の上枠部分はメインフレーム１５の長手方向と略直交して左右に延びている。ピボットフレーム１７の下端部と、前記ダウンフレーム１６の下端部には、後記するパワープラント２の前後端部が夫々取り付けられている。
【００３４】
フロントフォーク１０、１０の上端部は、上下一対のブラケット１１、１１を介して、左右に延びたバー型のハンドル１２に連結される。ハンドル１２の右端部には、運転者の右手に把持されて、手首のひねりによって回転されるアクセルグリップ１４が設けられており、ハンドル１２には、該アクセルグリップ１４の回転角度を検出するグリップセンサ１８が取り付けられている。
【００３５】
フロントフォーク１０、１０の下端部は、操舵輪である前輪９を回転自在に支持する。ハンドル１２の近傍には、電動二輪車１への給電量が残り少なくなっていることを示す警告ランプ(図示せず)、及び後記のサブバッテリの未装着を示す未装着ランプ(図示せず)が設けられている。
【００３６】
前記ピボットフレーム１７の左枠部分と右枠部分との間には、スイングアーム９１の前端部が上下に揺動可能に支持されており、該スイングアーム９１の後端部は、駆動輪である後輪９０を回転自在に支持する。また、スイングアーム９１は、長手方向中央部がサスペンションユニット９３の下端部を支持している。
【００３７】
スイングアーム９１の上方には、運転者が騎乗するシート９４が配置され、該シート９４はメインフレーム１５に支持されたリアフレーム(図示せず)によって支持されている。
シート９４は後方に向かって延び、シート９４の後端部上面には、取付けブラケット９７が設けられている。該取付けブラケット９７上には、内部に収納空間を形成したトップケース８が着脱自在に取り付けられている。シート９４の後端部の両側には、夫々内部に収納空間を形成したサイドケース８０、８０が着脱自在に取り付けられている。シート９４の後側にトップケース８とサイドケース８０、８０を設けているので、車体の運転者がシート９４に着座する際に邪魔にならない。
【００３８】
前輪９と後輪９０の間の空間には、前記パワープラント２の他に、該パワープラント２に給電するメインバッテリ９５及び後記のコントローラが収納された給電制御ユニット９６が設けられている。該メインバッテリ９５はダウンフレーム１６に例えばネジ等で固定されており、運転者は修理・交換時以外は原則としてメインバッテリ９５を取り外さない。なお、これに代えて、メインバッテリ９５は、着脱容易な交換式でもよい。
【００３９】
尚、車体フレームの任意の箇所に、車体の転倒時に、該転倒を検知する転倒センサが設けられている。該転倒センサの役割は後記する。
(トップケースとサイドケース)
図２は、図１の電動二輪車１を矢印Ｂ１方向から見た背面図であり、トップケース８とサイドケース８０、８０を示す。トップケース８及びサイドケース８０、８０は何れも中空であって、内部の収納空間にはサブバッテリ６、６、６が収納される。該サブバッテリ６、６、６は該ケース８、８０、８０に着脱可能に装着される。各サブバッテリ６は大容量の電池であって、給電用の一対の端子６０、６０を設けている。トップケース８の底面及びサイドケース８０、８０の内側面には、夫々前記端子６０、６０に接する接続端子８３、８３が設けられ、残量が無くなったサブバッテリ６はトップケース８及びサイドケース８０、８０から取り外されて、充電される。即ち、トップケース８及びサイドケース８０、８０は、本発明の「サブバッテリ装着部」を構成する。
【００４０】
前記接続端子８３、８３は給電路(図２では図示せず)を経て、給電制御ユニット９６に繋がり、サブバッテリ６、６は前記接続端子８３、８３を介して給電制御ユニット９６に給電する。トップケース８及びサイドケース８０内にはまた、前記接続端子８３、８３がサブバッテリ６、６の端子６０、６０に接続されたことを検知する装着検知センサ８４が配備される。即ち、装着検知センサ８４は、本発明の「サブバッテリ検知部」を構成する。
【００４１】
図３は、トップケース８の斜視図である。例えばトップケース８の背面には、開口８１が形成され、該開口８１はトップケース８上にスライド可能に設けられた蓋体８２にて、露出と閉塞が切り換えられる。例えば、サブバッテリ６をトップケース８内に装着して走行する際には、蓋体８２で開口８１を閉塞して、サブバッテリ６に塵芥等が付着することを防ぐ。例えば、サブバッテリ６の使用を終了した際には、開口８１を露出させた状態で、トップケース８の外部の空気をトップケース８内に取り入れれば、サブバッテリ６を効率よく空冷することができる。また、トップケース８の収納空間の容積はサブバッテリ６の容積よりも大きく設けられており、トップケース８には、サブバッテリ６の他に、運搬物を収納する余裕がある。従って、該運搬物を開口８１を通して該余裕部分に収納することもできる。運搬物として高速充電器をトップケース８内に収納すれば、サブバッテリ６の残量が少なくなった際に急速に充電できて便利である。尚、各サイドケース８０にも開口８１と蓋体８２が設けられていてもよく、サイドケース８０内の収納空間にもサブバッテリ６の他に運搬物を収納する余裕が設けられている。
【００４２】
(パワープラント)
図４は、図１に示すパワープラント２をＡ―Ａ線を含む面にて破断し、矢視した断面図である。パワープラント２は金属製のハウジング２０を備え、該ハウジング２０内に、車両走行(後輪駆動)用のモータである電動機４が収納される。該電動機４の後側に変速機５が配置されている。電動機４は、ハウジング２０の内面に固定されたステータ４０と、該ステータ４０の内側に配置されて回転軸４２を中心に回転するロータ４１を備えている。
ステータ４０には、前記給電制御ユニット９６からハウジング２０に向けて延びた電線４４、４４が接続され、該電線４４、４４を介して前記給電制御ユニット９６から電動機４に給電される。
【００４３】
電動機４から突出した回転軸４２の先端部には、出力ギア４３が取り付けられている。前記変速機５は、ハウジング２０の右端部に位置する多板クラッチ５２と、該多板クラッチ５２から左向きに突出するクラッチシャフト５２と、該クラッチシャフト５２に嵌められて前記出力ギア４３に噛合するクラッチギア５１を備えている。前記多板クラッチ５２によって電動機４からの回転出力が入力又は遮断の何れかに切り換えられる。クラッチシャフト５０は、クラッチギア５１の配置箇所から先端部に向けて、複数枚の歯車５３、５３を設けている。
【００４４】
変速機５は、クラッチシャフト５０と略平行に、出力シャフト７を備え、該出力シャフト７には複数枚の歯車を左右に配置して構成される歯車列７０が設けられている。クラッチシャフト５０を左右移動させ、この歯車列７０の歯車と、クラッチシャフト５０の歯車５３、５３の噛み合わせが変わることによって、入出力回転の減速比、即ち変速機５の変速段が変更される。
【００４５】
この減速比の変更は、運転者がシフトペダル(図示せず)を操作して行う。電動機４から変速された回転を出力する出力シャフト７の左端部にはスプロケット７１が設けられており、後輪９０のスプロケット(図示せず)との間に、図４に仮想線で示すチェーン７２が巻き掛けられている。なお、パワープラント２はクラッチ及び変速機５がないものでも良い。
【００４６】
(給電制御ユニット)
図５は、給電制御ユニット９６のブロック図である。該給電制御ユニット９６内にはコントローラ３が配備され、電動機４から延びた前記電線４４は該コントローラ３に繋がる。前記コントローラ３は、メインバッテリ９５及び３つのサブバッテリ６、６、６に給電路３０、３０、３０、３０を介して繋がり、合計４つのバッテリ６、６、６、９５から給電され得る。コントローラ３は、該４つのバッテリ６、６、６、９５からの電力を電動機４に送るとともに、各バッテリ６、６、６、９５からの電圧を測定してバッテリ残量を検知することができる。即ち、コントローラ３は、本発明の「残量検知部」を構成する。
また、コントローラ３には装着検知センサ８４からの信号、前記グリップセンサ６２、及び転倒センサから信号が入力される。グリップセンサ６２は運転者のアクセルグリップ１４の操作状態を検出するから、本発明の「操作状態検出部」を構成する。
【００４７】
コントローラ３には、予めメインバッテリ９５及びサブバッテリ６、６の残量の下限値が所定値として設定されており、バッテリ６、９５の残量が該所定値を下回ると、これ以上の走行が不能になる虞があるとして運転者に警告を出す。具体的には、警告ランプを点灯させる。
【００４８】
各給電路３０上には、トランジスタからなるスイッチング素子３１と、バッテリからコントローラ３への通電のみを許すダイオード３２が設けられている。コントローラ３は各スイッチング素子３１に繋がり、各４つのスイッチング素子３１のオンとオフを切り換えることにより、バッテリからコントローラ３への通電と遮断を切り換える。尚、各ダイオード３２とコントローラ３の間にはコンデンサ３３が設けられているが、これはノイズ除去用である。なお、給電路３０からダイオード３２をなくしても良い。
【００４９】
前記コントローラ３と各バッテリ６、９５との間には、スイッチング素子３１とダイオード３２を設けた回生機能用給電路３４が配備される。尚、図５ではコントローラ３と１つのサブバッテリ６との間にしか、回生機能用給電路３４が記載されていないが、これは図示の便宜上であって、コントローラ３と各バッテリ６、９５との間に、回生機能用給電路３４が配備される。回生機能とは、駆動輪から電動機の出力軸に伝達される走行慣性力により、電動機を発電機として作動させロータの回転エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに回収する機能である。即ち、回生機能用給電路３４は、電動機４からバッテリへの通電だけを許すようにダイオード３２を設けている。前記コントローラ３はインバータ機能を有し、該回収された電気エネルギーは前記コントローラ３のインバータ機能によって直流に変換された後に、バッテリに供給されて該バッテリを充電する。これにより、バッテリの消耗を抑えている。
【００５０】
本実施形態にあっては、車体走行時にサブバッテリの残量が所定値以上であることを条件として、メインバッテリよりもサブバッテリから優先して電動機に通電することを１つの特徴とする。
(通常運転時のバッテリ切換え)
図６及び図７は、本実施形態の電動二輪車１におけるバッテリ切換え動作を説明するフローチャートであり、通常運転の場合について説明する。先ず、電動二輪車１の走行開始時には、コントローラ３は装着検知センサ８４からの出力により、サブバッテリ６が、トップケース８又はサイドケース８０、８０に収納されているか否かを検知する(ステップＳ１)。サブバッテリ６が少なくとも１つのケース８、８０に収納されていれば、コントローラ３は該サブバッテリ６の残量を検知すると共に(ステップＳ２)、該残量が所定値以上か否かを検知する(ステップＳ３)。ステップＳ１で、コントローラ３が何れのケース８、８０、８０にもサブバッテリ６が収納されていないと判断したときは、未装着ランプを点灯させて、サブバッテリ６が何れのケース８、８０、８０にも装着されていないことを運転者に報知する(ステップＳ９)。運転者がサブバッテリ６の未装着を了解し(ステップＳ１０)、例えば未装着ランプを消灯させたときはコントローラ３はメインバッテリ９５の残量を検知する(ステップＳ１１)。運転者がサブバッテリ６の未装着を了解しなかったときは、ステップＳ１に戻り、運転者がサブバッテリ６をケース８、８０に装着すればステップＳ２に進む。運転者がなおもサブバッテリ６をケース８、８０に装着しなければ、運転者がサブバッテリ６の未装着を了解するまで運転者に報知し続ける。
【００５１】
ステップＳ３で、コントローラ３がサブバッテリ６の残量が所定値以上であることを検知すると、該コントローラ３はサブバッテリ６に繋がる給電路３０上のスイッチング素子３１をオンにし、サブバッテリ６から電動機４に通電して(ステップＳ４)、車体を走行させる(ステップＳ５)。このとき、１つのサブバッテリ６から通電しても、２つ又は３つのサブバッテリ６、６から同時に通電してもよい。複数のサブバッテリ６、６が装着されている場合に、１つのサブバッテリ６から通電する場合は、残量が最大のサブバッテリ６から通電してもよい。
【００５２】
一方、何れのサブバッテリ６の残量も所定値未満であるにも拘わらず、サブバッテリ６から電動機４に通電していると、車体が走行不能になる虞がある。よって、ステップＳ３で、コントローラ３が何れのサブバッテリ６の残量も所定値未満であることを検知すると、コントローラ３は、メインバッテリ９５から電動機４への通電に切り換えるべく、メインバッテリ９５の残量を検知する(ステップＳ１１)。メインバッテリ９５の残量が所定値未満であることを検知すると(ステップＳ１２)、車体が走行不能になる虞があるとして、警告ランプを点灯させ、運転者に警告する(ステップＳ１３)。メインバッテリ９５の残量が所定値以上であることを検知すると(ステップＳ１２)、メインバッテリ９５から電動機４に通電して(ステップＳ１４)、車体を走行させる(ステップＳ５)。
【００５３】
車体走行中にも、コントローラ３はバッテリ６、９５の残量を連続的又は定期的に検知し、電動機４に通電しているバッテリ６、９５の残量が所定値以上であれば車体の走行を続ける(ステップＳ６)。ステップＳ６で通電しているバッテリ６、９５の残量が所定値未満であれば、通電しているバッテリがサブバッテリ６か否かを確認する(ステップＳ１５)。この確認は何れのスイッチング素子３１をオンにしているかを検知することにより行われる。通電しているバッテリがサブバッテリ６であれば、コントローラ３はメインバッテリ９５の残量が所定値以上か否かを検知し(ステップＳ１６)、該残量が所定値未満ならば警告ランプを点灯させ、運転者に警告する(ステップＳ１８)。メインバッテリ９５の残量が所定値以上であれば、電動機４への通電をサブバッテリ６からメインバッテリ９５に切り換えて(ステップＳ１７)、車体の走行を続ける。ステップＳ１５で、通電しているバッテリがメインバッテリ９５であることを検出すると、警告ランプを点灯させ、運転者に警告する(ステップＳ１８)。
【００５４】
運転者が車体の走行を停止すると、コントローラ３は上記の一連の工程を停止する(ステップＳ８)。この車体の走行停止は、信号等で運転者が一時的に停止する場合と、運転者が騎乗した車体が目的地に到達し、運転者が車体を目的地に留め置く場合の両方を含む。運転者が再び車体を走行させると、ステップＳ１からの制御を開始する。
【００５５】
尚、車体走行中に、転倒センサが車体の転倒を検知すると、コントローラ３はサブバッテリ６及びメインバッテリ９５から電動機４への通電を遮断して、電動機４を停止させる。
【００５６】
上記の動作にあっては、サブバッテリ６の残量が所定値以上の場合は車体走行時にサブバッテリから電動機４に優先的に通電される。該残量が所定値未満となると、メインバッテリ９５から電動機４への通電に切り換える。これにより、車体を長距離走行させるときに、バッテリの残量を十分に確保できる。走行後に再充電しようとするとき、走行中に使用されていたバッテリがサブバッテリ６のみであったことが判れば、サブバッテリ６にのみ再充電すればよい。サブバッテリ６は着脱可能であるため、再充電を容易に行うことができる。車体を短距離走行させるときは、運転者はサブバッテリ６をトップケース８又はサイドケース８０から取り外せばよい。コントローラ３は、ステップＳ９からステップＳ１４までの動作によって、メインバッテリ９５から電動機４への通電に切り換える。サブバッテリ６の重量分、車体は軽くなり、車体の軽快な走行を楽しむことができる。
【００５７】
上記では、サブバッテリ６から優先的に電動機４に給電するとしたが、これに代えて、メインバッテリ９５とサブバッテリ６のうち、残量の多いバッテリから電動機４に優先的に通電してもよい。これにより、例えば車体を長距離走行させる際に、バッテリの残量を十分に確保できる。また、何れのバッテリ６、６、９５から優先して給電するかを、運転者がコントローラ３に手入力できるようにしてもよい。
【００５８】
また、車体の慣性走行時に、コントローラ３は回生機能用給電路３４のスイッチング素子３１をオンにし、バッテリ６、６、６、９５を充電する。この際に、残量が少ないバッテリ６、６、６、９５から優先して充電してもよい。
(加速時のバッテリ切換え)
車体走行中に車体を加速させるには、運転者はアクセルグリップ１４を回転させ、バッテリからの給電電流を上げる。この場合、コントローラ３は図８のフローチャートに示すバッテリ切換え動作を行う。
【００５９】
コントローラ３はグリップセンサ１８の信号から、運転者が車体を加速操作したことを検知すると(ステップＳ２０)、残量の多いサブバッテリ６を選択する(ステップＳ２１)。この場合、最も残量の多いサブバッテリ６を選択するのが好ましい。尚、加速操作していなければ、車体の通常運転時と同じ工程を実行する(ステップＳ２７)。
【００６０】
コントローラ３は、選択したサブバッテリ６から電動機４に給電し(ステップＳ２２)、走行中に該サブバッテリ６の残量が所定値未満となると(ステップＳ２３)、他の２つのサブバッテリ６、６の残量が所定値未満か否かを検知する(ステップＳ２４)か、若しくは予め検知しておいて、他のサブバッテリ６の残量が所定値以上であれば、ステップＳ２１に戻り、全てのサブバッテリ６、６の残量が所定値未満であれば、コントローラ３はメインバッテリ９５から電動機４に通電するように切り換える(ステップＳ２５)。
【００６１】
コントローラ３はグリップセンサ１８の信号から、車体の加速が継続していることを検知すれば(ステップＳ２６)、ステップＳ２５に戻り、車体が加速していないときは、車体の通常運転時と同じ工程を実行する(ステップＳ２７)。
【００６２】
車体加速時には電動機４に大電流を流すから、バッテリ残量は多いのが好ましい。上記の動作にあっては、車体加速時には、残量の多いバッテリから電動機４に優先して通電されるから、車体をスムーズに加速することができる。
【００６３】
尚、車体加速時にあっても、サブバッテリ６から優先的に電動機４に給電するとしたが、これに代えて、メインバッテリ９５とサブバッテリ６、６、６のうち、最も残量の多いバッテリから電動機４に優先的に通電してもよい。また、最も残量の多いサブバッテリ６から電動機４に通電するのが好ましいとしたが、これに代えて、複数のサブバッテリ６、６、６から電動機４に同時に通電してもよい。複数のサブバッテリ６、６、６から電動機４に同時に通電することにより、サブバッテリ６に掛かる負担を分散し、各サブバッテリ６の負担を軽減することができる。また、１つのサブバッテリ６だけを使用すると、該サブバッテリ６が発熱し過ぎる虞もあるから、該サブバッテリ６の過熱を防ぐためにも、複数のサブバッテリ６、６、６から電動機４に通電することは有効である。
【００６４】
トップケース８及びサイドケース８０の収納空間の容積は、適宜自由に選択でき、メインバッテリより大きい容量のサブバッテリを配置することもできる。
【００６５】
上記では、装着検知センサ８４にてサブバッテリ６の端子６０が接続端子８３に接続されたことを検知すると記載した。しかし、これに代えて、例えばコントローラ３がサブバッテリ６の容量がゼロと判断したときは、サブバッテリ６がトップケース８又はサイドケース８０の何れにも装着されていないと判断してもよい。即ち、コントローラ３が本発明の「サブバッテリ検知部」であってもよい。また、装着検知センサ８４に代えて、装着検知スイッチであってもよい。
【００６６】
また、トップケース８の開口８１の位置は図３に示す位置に限定されず、サブバッテリ６が収納可能な任意の位置であればよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、電動二輪車を例示して本発明の特徴を説明したが、本発明の技術的思想は、例えば四輪車やＡＴＶ(All Terrain Vehicle：全地形型車両）にも適用可能である。
【００６８】
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１つの態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神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。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、複数のバッテリが装着される自動二輪車等の車両全般に適用すると有益である。
【符号の説明】
【００７０】
１  電動二輪車
２  パワープラント
３  コントローラ
４  電動機
６  サブバッテリ
８  トップケース
３０  給電路
４０ ステータ
４１ ロータ
４２ 回転軸
８０ サイドケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年2月28日(2014.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に設けられた車輪駆動用の電動機と、
前記電動機駆動用のメインバッテリと、
前記電動機駆動用のサブバッテリが着脱自在に取り付けられるサブバッテリ装着部と、
該サブバッテリ装着部に装着されたサブバッテリの端子が接続される接続端子と、
該接続端子が該サブバッテリの端子に接続されていることを検知するサブバッテリ検知部と、
両バッテリの残量を検知する残量検知部と、
前記電動機とメインバッテリと接続端子とサブバッテリ検知部と残量検知部に電気的に繋がったコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記サブバッテリ検知部にて接続を検知した場合において、前記残量検知部で検知された前記サブバッテリの残量が所定値以上のときには、車体走行時に前記サブバッテリから電動機に優先的に通電し、前記サブバッテリの残量が所定値未満のときには前記メインバッテリから前記電動機に通電する切換え機能を有する、電動車両。
【請求項２】
複数の前記サブバッテリ装着部と、
前記複数のサブバッテリに夫々対応した複数の前記接続端子と、
アクセルの操作状態を検出し、前記コントローラに繋がった操作状態検出部とを備え、
前記残量検知部は、前記複数のサブバッテリ装着部に装着された複数のサブバッテリの残量を検知可能であり、
前記コントローラは、前記操作状態検出部がアクセルの車体加速操作を検出すると、複数のサブバッテリのうち、残量の多いサブバッテリから電動機に優先的に通電する、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記コントローラは、前記サブバッテリ検知部にて前記接続端子が前記サブバッテリの端子に接続されたことを検知した場合において、前記残量検知部の検知結果に基づいて、車体走行時に前記メインバッテリとサブバッテリのうち、残量の多いバッテリから電動機に優先的に通電する、請求項１又は２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記コントローラは、前記操作状態検出部から前記アクセルの車体加速操作を検知すると、複数のサブバッテリのうち、残量の多い複数のサブバッテリから前記電動機に通電する、請求項２に記載の電動車両。
【請求項５】
前記車体の転倒を検出する転倒センサを備え、前記コントローラは該転倒センサの出力信号により車体の転倒を検知すると、前記サブバッテリ及びメインバッテリから電動機への通電を停止する、請求項１乃至４の何れかに記載の電動車両。
【請求項６】
前記コントローラと接続端子との間に、前記電動機の慣性回転力を電気エネルギーに変換して接続端子に対応したサブバッテリ又はメインバッテリに回収する回生手段を設けた、請求項１乃至５の何れかに記載の電動車両。
【請求項７】
前記のサブバッテリ装着部は、前記車体に着脱可能なケースであり、該ケースには冷却風を取り込む開口が設けられ、該開口は前記ケースに設けられた蓋体によって開閉される、請求項１乃至６の何れかに記載の電動車両。
【請求項８】
前記ケースは、車体の運転者着座用シートに対して後側に設けられた、請求項７に記載の電動車両。
【請求項９】
前記ケースは、トップケースとサイドケースを含み、前記サブバッテリは前記トップケース又はサイドケースに収納されている、請求項７又は８に記載の電動車両。
【請求項１０】
車体に設けられた車輪駆動用の電動機と、
前記電動機駆動用のメインバッテリと、
前記電動機駆動用のサブバッテリが着脱自在に取り付けられるサブバッテリ装着部と、
該サブバッテリ装着部に装着されたサブバッテリの端子が接続される接続端子と、
該接続端子が該サブバッテリの端子に接続されていることを検知するサブバッテリ検知部と、
両バッテリの残量を検出する残量検知部とを備えた電動車両の駆動方法であって、
前記サブバッテリ検知部によって、前記サブバッテリが前記サブバッテリ装着部に装着されていることを検知する工程と、
前記サブバッテリ検知部にて前記サブバッテリが前記サブバッテリ装着部に装着されたことを検知した場合において、前記残量検知部で検知された前記サブバッテリの残量が所定値以上のときには、車体走行時にサブバッテリから電動機に優先的に通電し、サブバッテリの残量が所定値未満のときにはメインバッテリから前記電動機に通電する工程とを有する、電動車両の駆動方法。
【国際調査報告】
2013061370.tif 000013
2013061370.tif 000014
2013061370.tif 000015
2013061370.tif 000016