移動体のシステム制御装置及びこれを搭載した移動体
【課題】制御に大きな負荷がかかるのを抑制しながらバッテリの残容量を監視して、電動車両といった移動体の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な電動車両を含む移動体のシステム制御装置を提供する。
【解決手段】移動体である電動車両のシステム制御装置３０は、バッテリ２２の残容量を推定する残容量推定部２１ａと、バッテリ２２の電圧、電流、温度のうち少なくともいずれか１つに基づいて残容量推定部２１ａが推定したバッテリ２２の推定残容量を補正する残容量補正部２１ｂと、残容量補正部２１ｂが補正したバッテリ２２の残容量が第１所定残容量である３％以下になることを条件としてモータ１５の駆動をＯＦＦにさせるシステム制御部３１と、を備える。これにより、バッテリ２２の推定残容量が３％の段階で比較的正確な残容量に補正され、モータ１５の駆動がＯＦＦにされる。
【解決手段】移動体である電動車両のシステム制御装置３０は、バッテリ２２の残容量を推定する残容量推定部２１ａと、バッテリ２２の電圧、電流、温度のうち少なくともいずれか１つに基づいて残容量推定部２１ａが推定したバッテリ２２の推定残容量を補正する残容量補正部２１ｂと、残容量補正部２１ｂが補正したバッテリ２２の残容量が第１所定残容量である３％以下になることを条件としてモータ１５の駆動をＯＦＦにさせるシステム制御部３１と、を備える。これにより、バッテリ２２の推定残容量が３％の段階で比較的正確な残容量に補正され、モータ１５の駆動がＯＦＦにされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを搭載した電動車両を含む移動体のモータ及びシステム全体を制御するシステム制御装置に関する。また、このシステム制御装置を搭載した電動車両を含む移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や自動二輪車は、ガソリンや軽油を燃料として駆動力を得るエンジンを駆動源とするのが一般的であった。しかしながら昨今、環境保護の対策として、電力をエネルギーとして駆動力を得るモータを駆動源とする電動車両の開発に注目が集まっている。
【０００３】
電動車両はパーソナルコンピュータなどと同様に二次電池であるバッテリを搭載し、このバッテリからモータや制御部等に対して電力を供給しているものがある。電動車両やパーソナルコンピュータといったアプリケーションに搭載されたバッテリは一般家庭やオフィス等の商用電源で充電が可能であり、それらアプリケーションの使用により充電と放電とのサイクルが繰り返されている。
【０００４】
上述のバッテリに関して、その残容量の推定についてはバッテリの電流を積算して残容量を推定する方法が従来広く知られている。また、バッテリの充放電時における電圧、電流に対応させてバッテリの残容量を割り付けたマップや相関を予め調べておき、このマップや相関に基づいてバッテリの残容量を確認する方法も知られている。これらのバッテリ残容量の推定方法、確認方法は特許文献１及び２において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９１６０４号公報
【特許文献２】特開２００１−３７００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電流積算によるバッテリの残容量の推定は比較的容易に実行できるもののその精度が低いことが知られている。また、電圧、電流に対応させてバッテリの残容量を割り付けたマップや相関に基づくバッテリの残容量の確認はバッテリ残容量の低下とともに逐次実行すると制御に大きな負荷がかかる可能性が高い。一方、ユーザフレンドリーなアプリケーションの提供を心掛けると、バッテリの残容量を逐次表示することが求められる場合もある。
【０００７】
特に電動車両ではモータにおける電力消費が大きいこともあり、できるだけ正確なバッテリ残容量の確認が必要である。そして、バッテリの残容量に応じたモータの駆動ＯＦＦとシステム全体の電源ＯＦＦとのタイミングが重要である。
【０００８】
例えば、モータの駆動ＯＦＦが所望のタイミングより早い場合、実際のバッテリ残容量に対して走行距離が短くなる虞がある。逆にモータの駆動ＯＦＦが所望のタイミングより遅い場合、モータの駆動ＯＦＦより先にシステム全体の電源がＯＦＦになる可能性がある。システム全体の電源ＯＦＦが所望のタイミングより早い場合も同様の懸念がある。また、システム全体の電源ＯＦＦが所望のタイミングより遅い場合、バッテリが過放電の状態となり、劣化して低寿命化する可能性がある。
【０００９】
このようにして、電動車両の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになると不便であり、また危険を伴う場合もあるので、バッテリの残容量の低下に伴って注意深く残容量を監視することが要求される。そして、バッテリの残容量が残り僅かになってきたとき、モータの駆動ＯＦＦ、システム全体の電源ＯＦＦの順で電動車両が制御されることが望ましい。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、制御に大きな負荷がかかるのを抑制しながらバッテリの残容量を監視して、電動車両といった移動体の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な電動車両を含む移動体のシステム制御装置を提供することを目的とする。また、そのシステム制御装置を搭載した信頼性の高い電動車両を含む移動体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】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明は、バッテリの残容量を監視しながら電動車両といった移動体のモータ及びシステム全体を制御する移動体のシステム制御装置において、前記バッテリの残容量を推定する残容量推定部と、前記バッテリの電圧、電流、温度のうち少なくとも１つに基づいて前記残容量推定部が推定した前記バッテリの推定残容量を補正する残容量補正部と、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が第１所定残容量以下になることを条件として前記モータの駆動をＯＦＦにさせるシステム制御部と、を備えることとした。
【００１２】
この構成によれば、移動体のバッテリの残容量を残容量推定部によって推定しながら、その推定残容量が残容量補正部によって第１所定残容量の段階で比較的正確な残容量に補正される。そして、バッテリの残容量が第１所定残容量になるとき、モータの駆動をＯＦＦにさせる。
【００１３】
なお、上記「第１所定残容量」の「所定」とは予め設定したということを意味する。したがって、「第１所定残容量」は予め設定したバッテリの任意の残容量であり、バッテリ全体の容量に対して例えば３％、５％などといった容量として構わない。後述する実施形態では「第１所定残容量」を「３％」と設定しているが、このような容量に限定されるわけではない。
【００１４】
また、ここで述べた「モータの駆動をＯＦＦにする」ということは、モータの駆動を停止させることを意味する。なおこのとき、移動体のシステム全体の電源はＯＮのままであり、例えばモータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対しては電力が供給される。したがって、モータの駆動を停止した後も、残った電力により例えばライトの点灯が可能であるので、移動体、特に人が運転する移動体では夜間における安全性を確保できる。
【００１５】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記システム制御部は、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が前記第１所定残容量より少ない第２所定残容量以下になることを条件として前記システム全体の電源をＯＦＦにすることとした。
【００１６】
この構成によれば、確実にモータの駆動ＯＦＦ、システム全体の電源ＯＦＦの順で移動体が制御される。
【００１７】
なお、上記「第２所定残容量」の「所定」とは前述の第１所定残容量同様、予め設定したということを意味する。したがって、「第２所定残容量」は予め設定したバッテリの任意の残容量であり、第１所定残容量より少なければバッテリ全体の容量に対して例えば０％、１％などといった容量として構わない。後述する実施形態では「第２所定残容量」を「０％」と設定しているが、このような容量に限定されるわけではない。
【００１８】
また、ここで述べた「システム全体の電源をＯＦＦにする」ということは、例えば移動体のメインスイッチを切ることと同等の状態にすることを意味する。例えば移動体が電動車両である場合、例えばヘッドライト、メータ、ウインカーのいずれか１つでも動作しない状態にすることを「システム全体の電源をＯＦＦにする」という。すなわち、システム全体の電源がＯＦＦの状態においてヘッドライト、ウインカーは消灯され、メータは非表示の状態となる。システム全体の電源をＯＦＦにすることにより動作が制限される要素としては上記のほかに、例えばモータ駆動以外の制御系やワイパー、オーディオ関係、エアコンなどが該当する。
【００１９】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記残容量推定部は、前記バッテリの電流を積算することにより前記バッテリの残容量を推定することとした。
【００２０】
この構成によれば、移動体のシステム全体の制御に対する負荷をできるだけ低く抑制しながら比較的容易にバッテリの残容量が推定される。
【００２１】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記残容量補正部は、前記バッテリの電流と温度との関係から前記バッテリの残容量に対応する補正実施電圧が得られるマップを有し、前記バッテリの電圧が前記マップを用いて得た前記第１所定残容量または前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量各々に対応する前記補正実施電圧以下になることを条件として前記残容量推定部が推定した前記バッテリの推定残容量を補正することとした。
【００２２】
この構成によれば、残容量補正部が有するマップを用いることにより、移動体のバッテリの推定残容量が第１所定残容量または第２所定残容量各々の段階で比較的正確な残容量に補正される。
【００２３】
なお、ここで述べた「マップ」とは、バッテリの電流と温度との関係からバッテリの残容量に対応する補正実施電圧を得ることができるものであって、残容量推定部が推定したバッテリの推定残容量の補正のために用いられる。残容量補正部はバッテリの電圧、電流、温度に基づいて残容量推定部が推定したバッテリの推定残容量を補正するので、バッテリの電圧、電流、温度各々を変数として上記「マップ」を構成することができる。このとき、変数としてはバッテリの電圧、電流、温度のうち少なくとも１つを用いれば良い。すなわち、変数としてバッテリの電圧、電流、温度のいずれか１つを用いても良いし、いずれか２つを組み合わせて用いても良い。
【００２４】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量に対応する電圧を基準とする前記バッテリの電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することとした。
【００２５】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量に対応する電圧以下になることを条件として前記バッテリの電圧が前記第２所定残容量に対応する電圧を超えるように前記モータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することとした。
【００２６】
バッテリの電圧が移動体のシステム全体を停止させるための第２所定残容量に対応する電圧以下になるとバッテリが劣化して低寿命化する可能性があるが、これらの構成によれば、バッテリの電圧が第２所定残容量に対応する電圧以下にならないように放電が制限される。
【００２７】
なお、例えばバッテリの残容量が第１所定残容量であることを確定させる処理のための一定の処理時間（例えば数秒〜数分）を要する場合がある。この場合、モータを駆動している状態でバッテリの電圧が第２所定残容量に対応する電圧に達することがあり得る。このため、上記のようにバッテリの電圧が第２所定残容量に対応する電圧以下になることを条件としてバッテリの電圧が第２所定残容量に対応する電圧を超えるようにモータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行する。
【００２８】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記第１所定残容量に対応する電圧を基準とする前記バッテリの電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することとした。
【００２９】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量に対応する電圧に達したことを条件として前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量に対応する電圧より低下しないように前記モータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することとした。
【００３０】
これらの構成によれば、モータの駆動がＯＦＦになってからシステム全体の電源がＯＦＦになるまで、バッテリの電力が確保される。したがって、例えばモータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対して電力が供給され得る。
【００３１】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記モータ駆動制限を実行する前記バッテリの電圧を、前記バッテリに設けられ、前記バッテリの動作を制御するバッテリ制御部が導出することとした。
【００３２】
この構成によれば、システム制御部の負荷が軽減される。
【００３３】
また本発明では、上記システム制御装置を電動車両を含む移動体に搭載することとした。
【００３４】
この構成によれば、電動車両といった移動体において、バッテリの残容量を残容量推定部によって推定しながら、その推定残容量が残容量補正部によって第１所定残容量の段階で比較的正確な残容量に補正される。そして、バッテリの残容量が第１所定残容量になるとき、移動体のモータの駆動が停止する。
【００３５】
なお、ここで述べた「移動体」とは電動自転車や自動二輪車、自動三輪車、自動四輪車などといった電動車両を含むことはもちろんであるが、モータボート等の船舶や水上遊具といった乗り物、さらにモータを駆動源とし、人が搭乗せず無人で移動する移動体を含んでいる。
【００３６】
また、上記構成のシステム制御装置を搭載した移動体において、移動体の前方に向かって光を照射するヘッドライトを備え、前記システム制御部は、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が前記第１所定残容量より少ない第２所定残容量以下になった場合に、前記ヘッドライトを消灯することとした。
【００３７】
この構成によれば、確実にモータの駆動ＯＦＦ、ヘッドライトの消灯（システム全体の電源ＯＦＦ）の順で移動体が制御される。すなわち、モータの駆動を停止した後も、残った電力によりヘッドライトの点灯が可能であるので、特に人が運転する移動体では昼夜を問わず視認性が向上して安全性が確保される。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の構成によれば、電動車両といった移動体のバッテリの残容量を残容量推定部によって推定するので、制御に大きな負荷がかかるのを抑制しながらバッテリの残容量を監視することができる。さらに、残容量補正部が補正したバッテリの残容量が第１所定残容量以下になることを条件としてモータの駆動を停止させるので、電動車両といった移動体の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な電動車両を含む移動体のシステム制御装置を提供することができる。
【００３９】
また、このようなシステム制御装置を電動車両を含む移動体に搭載することにより、走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な信頼性が高い電動車両を含む移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係るシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両の一例を示す側面図である。
【図２】図１の電動車両の構成を示すブロック図である。
【図３】バッテリの残容量計算に係る動作を示すフローチャートである。
【図４】モータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦの判定に係る動作を示すフローチャートである。
【図５】モータ駆動制限の判定に係る動作を示すフローチャートである。
【図６】バッテリ残容量の推移と電動車両の動作との関係を示すグラフにして、推定残容量が実残容量より低い場合のものである。
【図７】バッテリ残容量の推移と電動車両の動作との関係を示すグラフにして、推定残容量が実残容量より高い場合のものである。
【図８】バッテリ電圧とバッテリ放電制限との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るシステム制御装置におけるモータ駆動制限の判定に係る動作を示すフローチャートである。
【図１０】図９の動作フローに関するバッテリ電圧とバッテリ放電制限との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両の一例を示す側面図である。
【図１２】図１１の電動車両の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１２に基づき説明する。ここでは、本発明のシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両の例として、第１及び第２の実施形態で電動自転車を掲げ、第３の実施形態で自動二輪車を掲げて説明するものとする。
【００４２】
最初に、本発明の第１の実施形態に係るシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両について、図１及び図２を用いてその構造を説明する。図１はシステム制御装置を搭載した電動車両の一例を示す側面図、図２は電動車両の構成を示すブロック図である。
【００４３】
電動車両１は、図１に示すようにフレーム２が主たる骨組みとして構成され、その前後に前輪３及び後輪４を備えた電動式の自転車である。
【００４４】
フレーム２は前端部が上方に向かって屈曲しており、その前端部で前輪３及びハンドル５を操舵可能に支持している。前輪３はフレーム２の前端部から下方に向かって延びるフロントフォーク６に支持されている。ハンドル５にはブレーキレバー７と、メータ部８とが設けられている。ブレーキレバー７は走行中の電動車両１に制動をかけたり、停止状態を維持したりするときに用いられる。メータ部８はバッテリパック２０との間で接続された信号線８ａを介してバッテリ残容量に関する情報を受け取り、表示する。
【００４５】
電動車両１の前後方向の略中央部には運転者が腰を掛けるサドル９と、バッテリパック２０とが備えられている。バッテリパック２０はサドル９のすぐ下方に設けられている。サドル９の後方であって、後輪４の上方の箇所にはリアキャリア１０が備えられている。
【００４６】
電動車両１の前後方向の略中央部であって、サドル９の下方にはペダル１１及びペダルクランク１２が設けられている。ペダルクランク１２に連結された駆動スプロケット（図示せず）と後輪４に連結された従動スプロケット（図示せず）との間にはチェーン１３が介在し、各々のスプロケットに巻き掛けられている。これにより、ペダル１１を踏むことでペダルクランク１２を介して駆動スプロケットを回転させ、さらにチェーン１３及び従動スプロケットを介して回転動力が後輪４に伝達される。
【００４７】
一方、電動車両１である電動自転車はトルクセンサ１４とモータ１５とを備えている。トルクセンサ１４はペダルクランク１２の近傍の箇所に設けられ、ペダル１１の踏力が後輪４を駆動するトルクを検出する。モータ１５は前輪３のフロントハブ１６に内蔵されている。モータ１５はトルクセンサ１４の信号に基づいてバッテリパック２０から電力が供給され、前輪３を回転させる。
【００４８】
また、電動車両１は車両全体の動作制御のため、図２に示すようにその内部にシステム制御装置３０を備えている。システム制御装置３０はシステム制御部３１と、モータ駆動部３２と、前述のバッテリパック２０とを備えている。
【００４９】
システム制御部３１は一般的なマイコンによって構成され、このマイコン内部に記憶、入力されたプログラム、データに基づいて電動車両１の走行に係る一連の動作を制御するプロセッサとして機能するものである。また、システム制御部３１はモータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部３３と、モータ駆動制限判定部３４とを備えている。モータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部３３はバッテリパック２０のバッテリ残容量に基づいてモータ駆動をＯＦＦにする（モータ駆動を停止する）タイミング、またシステム電源をＯＦＦにするタイミングを判定する。モータ駆動制限判定部３４はバッテリの電圧に基づいてモータ１５の駆動に制限をかける判定を実行する。
【００５０】
なお、電動式の自転車である電動車両１においてシステム電源をＯＦＦにするということは、例えばメータ部８、その他モータ駆動以外の制御系のうちいずれか１つでも動作しない状態にすることを意味する。すなわち、システム電源がＯＦＦの状態においてメータ部８は非表示の状態となる。
【００５１】
モータ駆動部３２はバッテリパック２０から供給される電力を制御してモータ１５を駆動するものであって、例えばインバータ装置がこれに該当する。電動車両１を走行させるとき、システム制御部３１はトルクセンサ１４から得られるペダル１１の踏力に応じた目標トルクをモータ駆動部３２に送信する。そして、モータ駆動部３２はシステム制御部３１からの制御指令に基づき電流や電圧などを調整し、モータ１５を駆動させる。
【００５２】
バッテリパック２０はバッテリ制御部２１、バッテリ２２、温度センサ２３、電流センサ２４、及び電圧センサ２５を備えている。
【００５３】
バッテリ制御部２１はバッテリ２２のセル電圧や電流、温度、残容量などを監視し、安全に充放電を制御している。また、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の残容量推定部２１ａと、残容量補正部２１ｂとを備えている。
【００５４】
残容量推定部２１ａは電流センサ２４から得られるバッテリ２２の電流を積算することによりバッテリ２２の残容量を推定する。これにより、比較的容易なバッテリ２２の残容量の推定方法を用いて、電動車両１のシステム全体の制御に対する負荷をできるだけ低く抑制することが可能である。
【００５５】
ここで、モータ１５の駆動ＯＦＦやシステム全体の電源ＯＦＦなどの重大なタイミングでない限り、メータ部８へのバッテリ残容量表示は精度が比較的低くても構わない。したがって、バッテリ制御部２１は主として、残容量推定部２１ａによってシステム全体の制御に対する負荷を低く抑制して導出される推定残容量をメータ部８へのバッテリ残容量表示に用いる。
【００５６】
残容量補正部２１ｂはバッテリ２２の電流と温度との関係からバッテリ２２の残容量に対応する補正実施電圧が得られるマップ２１ｃを備えている。マップ２１ｃは、例えば第１所定残容量である３％と、第１所定残容量より少ない第２所定残容量である０％とに対応するものが記憶されている。残容量補正部２１ｂはバッテリ２２の電圧がマップ２１ｃを用いて得た残容量３％、０％各々に対応する補正実施電圧以下になることを条件として残容量推定部２１ａが推定したバッテリ２２の推定残容量を補正する。したがって、バッテリ２２の推定残容量を３％、０％各々の段階で比較的正確な残容量に補正することが可能である。
【００５７】
なお、マップ２１ｃはバッテリ２２の電流と温度との関係からバッテリ２２の残容量に対応する補正実施電圧を得ることができるものであって、残容量推定部２１ａが推定したバッテリ２２の推定残容量の補正のために用いられる。残容量補正部２１ｂはバッテリ２２の電圧、電流、温度に基づいて残容量推定部２１ａが推定したバッテリ２２の推定残容量を補正するので、バッテリ２２の電圧、電流、温度各々を変数としてマップ２１ｃを構成することができる。
【００５８】
このとき、変数としてはバッテリ２２の電圧、電流、温度のうち少なくとも１つを用いれば良い。すなわち、変数としてバッテリ２２の電圧、電流、温度のいずれか１つを用いても良いし、いずれか２つを組み合わせて用いても良い。例えば、バッテリ２２の電流、温度に関係なく、電圧に応じて補正実施電圧を決定しても良い。また例えば、バッテリ２２の電流に基づいて、或いは温度に基づいて補正実施電圧を決定しても良い。また例えば、バッテリ２２の電流と温度に基づいて補正実施電圧を決定しても良い。
【００５９】
また、バッテリ２２は直列、並列に接続された複数のバッテリセルで構成されている。温度センサ２３はバッテリ２２の温度を検出するセンサであって、例えば所定数のバッテリセルごとに対応付けて複数設けることもできる。電流センサ２４はバッテリ２２が充放電するときの電流を測定する。電圧センサ２５はバッテリ２２の電圧、またはバッテリ２２の各バッテリセルの電圧を測定する。
【００６０】
なお、バッテリ２２は電動車両１における電力を要するすべての構成要素の電力供給源である。
【００６１】
続いて、電動車両１のシステム制御装置３０によるバッテリ２２の残容量と電圧とに関係する動作について、図３〜図５に示すフローに沿って、図６〜図８を用いて説明する。図３はバッテリの残容量計算に係る動作を示すフローチャート、図４はモータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦの判定に係る動作を示すフローチャート、図５はモータ駆動制限の判定に係る動作を示すフローチャート、図６はバッテリ残容量の推移と電動車両の動作との関係を示すグラフにして、推定残容量が実残容量より低い場合のもの、図７はバッテリ残容量の推移と電動車両の動作との関係を示すグラフにして、推定残容量が実残容量より高い場合のもの、図８はバッテリ電圧とバッテリ放電制限との関係を示すグラフである。
【００６２】
なお、図６及び図７は横軸にバッテリ２２の使用電流量を、縦軸に残容量を設定して、バッテリ２２の推定残容量の推移（実線）と実残容量の推移（破線）との関係を描画している。図８は横軸にバッテリ２２の電流を、縦軸に電圧を設定して、３％残容量補正実施電圧及び０％残容量補正実施電圧（ともに実線）と実際のバッテリ２２の電圧（破線）との関係を描画している。
【００６３】
まず、バッテリ２２の残容量計算に係る動作フローについて図３、図６及び図７を用いて説明する。
【００６４】
電動車両１がシステム電源ＯＮの状態（図３のスタート）において、システム制御装置３０のシステム制御部３１はバッテリパック２０のバッテリ制御部２１に対してバッテリ２２の残容量の推定を実行させる（図３のステップ＃１０１、図６及び図７の＃１０１）。バッテリ制御部２１はバッテリ２２の電流を積算することにより残容量を推定する。例えば図６に示すように、バッテリ２２の推定残容量（実線）は実残容量（破線）より低めに推移する。また例えば図７に示すように、バッテリ２２の推定残容量（実線）は実残容量（破線）より高めに推移する。なお、推定残容量と実残容量とがほぼ同じ残容量で推移することもある。
【００６５】
そして、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の推定残容量が第１所定残容量である３％に近い４％以下まで低下したか否かを判定する（ステップ＃１０２）。推定残容量がまだ４％以下まで低下していない場合（ステップ＃１０２のＮｏ）、そのままステップ＃１０７に進む。
【００６６】
ステップ＃１０２においてバッテリ２２の推定残容量が４％以下である場合（ステップ＃１０２のＹｅｓ）、次にバッテリ制御部２１は推定残容量が３％以下まで低下したか否かを判定する（ステップ＃１０３）。推定残容量がまだ３％以下まで低下していない場合（ステップ＃１０３のＮｏ）、バッテリ制御部２１は推定残容量を４％に保持する（図３のステップ＃１０４、図６の＃１０４）。
【００６７】
ステップ＃１０３においてバッテリ２２の推定残容量が３％以下である場合（ステップ＃１０３のＹｅｓ）、次にバッテリ制御部２１は推定残容量が第２所定残容量である０％に近い１％以下まで低下したか否かを判定する（ステップ＃１０５）。推定残容量がまだ１％以下まで低下していない場合（ステップ＃１０５のＮｏ）、そのままステップ＃１０７に進む。推定残容量が１％以下に低下した場合（ステップ＃１０５のＹｅｓ）、バッテリ制御部２１は推定残容量を１％に保持する（図３のステップ＃１０６、図６の＃１０６）。
【００６８】
そして、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の推定残容量を補正してより正確な残容量を確認するために３％補正実施電圧を計算する（ステップ＃１０７）。このとき、バッテリ制御部２１はマップ２１ｃを用いて、バッテリ２２の電流と温度との関係からバッテリ２２の残容量に対応する３％補正実施電圧を得る。続いて、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の電圧がステップ＃１０７で得た３％補正実施電圧以下であるか否かを判定する（ステップ＃１０８）。
【００６９】
バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧以下である場合（ステップ＃１０８のＹｅｓ）、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の残容量を３％に補正する（図３のステップ＃１０９、図６及び図７の＃１０９）。このとき、図６に示すように推定残容量が実残容量より低めに推移する場合、図３のステップ＃１０４で保持した残容量４％を３％に補正する。また、図７に示すように推定残容量が実残容量より高めに推移する場合、図３のステップ＃１０２のＮｏで手を加えなかった残容量を３％に補正する。
【００７０】
バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧を超えている場合（ステップ＃１０８のＮｏ）、残容量を補正することなくそのままステップ＃１１０に進む。
【００７１】
なお、バッテリ２２の残容量の３％の補正を確定させる処理のため、バッテリ２２の電圧の判定に一定の処理時間を設けている。この一定の処理時間としては、例えば２〜３秒ごとに２、３回の判定を実行するという時間が設定されている。
【００７２】
そして、ステップ＃１１０において、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の補正後の残容量が３％以下であるか否かを判定する。バッテリ２２の残容量が３％以下まで低下していない場合（ステップ＃１１０のＮｏ）、ステップ＃１０１のバッテリ２２の残容量推定に戻る。
【００７３】
バッテリ２２の補正後の残容量が３％以下まで低下した場合（ステップ＃１１０のＹｅｓ）、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の第２所定残容量である０％の状態をより正確に確認するために０％補正実施電圧を計算する（ステップ＃１１１）。このとき、バッテリ制御部２１はマップ２１ｃを用いて、バッテリ２２の電流と温度との関係からバッテリ２２の残容量に対応する０％補正実施電圧を得る。続いて、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の電圧がステップ＃１１１で得た０％補正実施電圧以下であるか否かを判定する（ステップ＃１１２）。
【００７４】
バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下である場合（ステップ＃１１２のＹｅｓ）、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の残容量を０％に補正して（図３のステップ＃１１３、図６及び図７の＃１１３）、バッテリ２２の残容量計算に係る動作フローを終了する（図３のエンド）。バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧を超えている場合（ステップ＃１１２のＮｏ）、残容量を補正することなくそのままステップ＃１０１に戻る。
【００７５】
次に、モータ１５の駆動ＯＦＦ、及び電動車両１のシステム全体の電源ＯＦＦの判定に係る動作フローについて図４、図６及び図７を用いて説明する。
【００７６】
電動車両１がシステム電源ＯＮの状態（図４のスタート）において、システム制御装置３０のシステム制御部３１はバッテリパック２０のバッテリ制御部２１に対してバッテリ２２の残容量を逐次確認する（図４のステップ＃２０１）。そして、システム制御部３１はバッテリ２２の残容量が図３のステップ＃１０９において補正された残容量３％以下に低下したか否かを判定する（ステップ＃２０２）。残容量がまだ３％を超えている場合（ステップ＃２０２のＮｏ）、ステップ＃２０１のバッテリ２２の残容量確認に戻る。
【００７７】
バッテリ２２の補正後の残容量が３％以下まで低下した場合（図４のステップ＃２０２のＹｅｓ、図６及び図７の＃２０２）、システム制御部３１はモータ駆動部３２に対してモータ１５の駆動ＯＦＦの制御指令を送信して、モータ１５の駆動をＯＦＦにする（図４のステップ＃２０３、図６及び図７の＃２０３）。
【００７８】
なお、電動車両１のシステム全体の電源はＯＮのままであり、モータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対しては電力が供給される。したがって、モータ１５の駆動を停止した後も、残った電力により例えばライトの点灯が可能であるので、移動体、特に人が運転する電動車両１では昼夜を問わず視認性が向上して安全性を確保できる。
【００７９】
続いて、システム制御部３１はバッテリ２２の残容量が図３のステップ＃１１１において補正された残容量０％以下に低下したか否かを判定する（ステップ＃２０４）。残容量がまだ０％を超えている場合（ステップ＃２０４のＮｏ）、ステップ＃２０１のバッテリ２２の残容量確認に戻る。
【００８０】
バッテリ２２の補正後の残容量が０％以下まで低下した場合（図４のステップ＃２０４のＹｅｓ、図６及び図７の＃２０４）、システム制御部３１は電動車両１のシステム全体の電源をＯＦＦにして（図４のステップ＃２０５、図６及び図７の＃２０５）、モータ１５の駆動ＯＦＦ、及び電動車両１のシステム全体の電源ＯＦＦの判定に係る動作フローを終了する（図４のエンド）。これにより、確実にモータ１５の駆動ＯＦＦ、システム全体の電源ＯＦＦの順で電動車両１が制御されるので、電動車両１の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避する効果を高めることができる。
【００８１】
なお、電動車両１のシステム全体の電源がＯＦＦになることにより、モータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対しても電力の供給が停止される。
【００８２】
次に、モータ１５の駆動制限の判定に係る動作フローについて図５及び図８を用いて説明する。
【００８３】
電動車両１がシステム電源ＯＮの状態（図５のスタート）において、システム制御装置３０のシステム制御部３１はバッテリパック２０のバッテリ制御部２１に対して図３のステップ＃１１１において得た０％補正実施電圧を確認する（ステップ＃３０１）。そして、システム制御部３１はバッテリ２２の電圧がステップ＃３０１で得た０％補正実施電圧以下であるか否かを判定する（ステップ＃３０２）。
【００８４】
バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下である場合（ステップ＃３０２のＹｅｓ）、システム制御部３１はモータ１５の駆動制限をＯＮにするようモータ駆動部３２に対して制御指令を送信する（図５のステップ＃３０３）。これにより、モータ駆動部３２はバッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧を超える状態を保持するようにモータ１５の出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行する（図５の＃３０３）。
【００８５】
すなわち、図８においてバッテリ２２の実際の電圧（破線）と０％補正実施電圧（下側の実線）との交点より左側の領域の状態をバッテリ２２の電圧が維持するよう、放電電流を制限する。したがって、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下になることに起因するバッテリ２２の劣化、低寿命化を防止することが可能である。
【００８６】
なお、図８について、実際には温度により各補正実施電圧は変動することがある。また、図３を用いて説明したバッテリ２２の残容量計算に係る動作フローのステップ＃１０８及び＃１０９において通常バッテリ２２の残容量の３％の補正を確定させる処理のため判定に一定の処理時間を設けるので、その間にバッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧以下になる期間があり得る。
【００８７】
すなわち、モータ１５を駆動している状態でバッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧に達することがあり得る。このため、上記のようにモータ駆動部３２はバッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下になることを条件としてバッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧を超えるようにモータ１５の出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行している。これにより、少しでも多くのバッテリ２２の電力をモータ１５の駆動のために使用することが可能である。
【００８８】
なお、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧より低下しないようにするモータ駆動制限としては、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下になることを条件とするほか、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧に接近するに従って、０％補正実施電圧を基準とするバッテリ２２の電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限も適用できる。例えば、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧に接近するほど放電電流の制限を大きくするといった処理を採用することができる。この場合、例えばバッテリ２２の電圧から０％補正実施電圧を引いた電圧差が例えば１Ｖ以下のとき、バッテリ２２として許容する放電電流値を（１Ｖ−電圧差）に比例した電流分だけ低減させるなどの処理を採用することができる。
【００８９】
そして、モータ駆動制限を実行すると、モータ１５の駆動制限の判定に係る動作フローを終了する（図５のエンド）。
【００９０】
一方、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧を超えている場合（ステップ＃３０２のＮｏ）、モータ駆動制限をＯＦＦにして（ステップ＃３０４）、モータ１５の駆動制限を実行することなくそのままステップ＃３０１に戻る。このようにして、モータ駆動制限を実行するバッテリ２２の０％補正実施電圧をバッテリ制御部２１が導出するので、システム制御部３１の負荷が軽減され、電動車両１のシステム全体の制御が一層円滑になる。
【００９１】
上記実施形態によれば、電動車両１のバッテリ２２の残容量を残容量推定部２１ａ（バッテリ制御部２１）によって推定するので、制御に大きな負荷がかかるのを抑制しながらバッテリ２２の残容量を監視することができる。さらに、残容量補正部２１ｂ（バッテリ制御部２１）が補正したバッテリ２２の残容量が３％以下になることを条件としてモータ１５の駆動を停止させるので、その後も残った電力により例えばライトの点灯が可能であって昼夜を問わず視認性が向上して安全性を確保できる。したがって、電動車両１の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な電動車両１のシステム制御装置３０を提供することができる。
【００９２】
そして、このようなシステム制御装置３０を電動車両１に搭載することにより、走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な信頼性が高い電動車両１を提供することができる。
【００９３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る移動体のシステム制御装置によるバッテリの残容量と電圧とに関係する動作について、図９に示すフローに沿って図１０を用いて説明する。図９はモータ駆動制限の判定に係る動作を示すフローチャート、図１０はバッテリ電圧とバッテリ放電制限との関係を示すグラフである。なお、この実施形態の基本的な構成は、図１〜図８を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成について図面の記載及びその説明を省略するものとする。
【００９４】
第２の実施形態に係る移動体である電動車両１はモータ駆動制限を実行するタイミングが、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に達したときである。以下、その動作について説明する。
【００９５】
電動車両１がシステム電源ＯＮの状態（図９のスタート）において、システム制御装置３０のシステム制御部３１はバッテリパック２０のバッテリ制御部２１に対して図３のステップ＃１０７において得た３％補正実施電圧を確認する（ステップ＃４０１）。そして、システム制御部３１はバッテリ２２の電圧がステップ＃４０１で得た３％補正実施電圧に達したか否かを判定する（ステップ＃４０２）。
【００９６】
バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に達したとき（ステップ＃４０２のＹｅｓ）、システム制御部３１はモータ１５の駆動制限をＯＮにするようモータ駆動部３２に対して制御指令を送信する（図９のステップ＃４０３）。これにより、モータ駆動部３２はバッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧より低下しない状態を保持するようにモータ１５の出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行する（図１０の＃４０３）。
【００９７】
すなわち、図１０においてバッテリ２２の実際の電圧（破線）が３％補正実施電圧（上側の実線）との交点より下側まで低下せず、３％補正実施電圧に沿う状態を維持するよう、モータ駆動部３２は放電電流を制限する。そして、モータ駆動制限を実行すると、モータ１５の駆動制限の判定に係る動作フローを終了する（図９のエンド）。
【００９８】
一方、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧を超えている場合（ステップ＃４０２のＮｏ）、モータ駆動制限をＯＦＦにして（ステップ＃４０４）、モータ１５の駆動制限を実行することなくそのままステップ＃４０１に戻る。
【００９９】
なお、モータ駆動制限を実行した後、バッテリ２２が３％補正実施電圧を維持することが困難になり、３％以下の残容量に相当する電圧まで低下したとき（図３のステップ＃１１０のＹｅｓ、図４のステップ＃２０２のＹｅｓ）、システム制御部３１はモータ１５の駆動をＯＦＦにする（図４のステップ＃２０３）。これにより、モータ１５の駆動がＯＦＦになってからシステム全体の電源がＯＦＦになるまで、バッテリ２２の電力を確保することができる。したがって、モータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対して電力を供給することが可能である。
【０１００】
また、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧より低下しないようにするモータ駆動制限としては、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に達したことを条件とするほか、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に接近するに従って、３％補正実施電圧を基準とするバッテリ２２の電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限も適用できる。例えば、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に接近するほど放電電流の制限を大きくするといった処理を採用することができる。この場合、例えばバッテリ２２の電圧から３％補正実施電圧を引いた電圧差が例えば５Ｖ以下のとき、バッテリ２２として許容する放電電流値を（５Ｖ−電圧差）に比例した電流分だけ低減させるなどの処理を採用することができる。
【０１０１】
次に、本発明の第３の実施形態に係るシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両について、図１１及び図１２を用いてその構造を説明する。図１１はシステム制御装置を搭載した電動車両の一例を示す側面図、図１２は電動車両の構成を示すブロック図である。
【０１０２】
第３の実施形態に係る移動体である電動車両１０１は、図１１に示すように前輪１０２及び後輪１０３を備えた電動式の二輪車であり、具体的には電動式の自動二輪車である。電動車両１０１はメインフレーム１０４及びスイングアーム１０５が主たる骨組みとして構成されている。
【０１０３】
メインフレーム１０４は前端部が上方に向かって屈曲しており、その前端部で前輪１０２及びハンドル１０６を操舵可能に支持している。ハンドル１０６には電動車両１０１の加減速時に用いるスロットル１０７と、制動時に用いるブレーキレバー１０８とが設けられている。ハンドル１０６の前側には電動車両１０１の前方に向かって光を照射するヘッドライト１０９が設けられている。
【０１０４】
左右のハンドル６の中央にはメータ部１１０が設けられている。メータ部１１０は電源のＯＮ／ＯＦＦや走行速度など運転情報を表示するほか、バッテリパック１２０との間で接続された図示しない信号線を介してバッテリ残容量に関する情報を受け取り、表示する。また、メータ部１１０は電動車両１０１に障害が発生したときにその異常情報をエラーコード等によって運転者に報知する報知部として機能する。
【０１０５】
メインフレーム１０４の後端側であって、電動車両１の前後方向の略中央部には運転者が腰を掛けるシート１１１と、収容部１１２とが備えられている。収容部１１２はシート１１１の下方に設けられ、内部にバッテリパック１２０とシステム制御装置１３０とを収容している。シート１１１は収容部１１２の蓋の役目も果たし、収容部１１２に対して開閉可能に取り付けられている。メインフレーム１０４のシート１１１の後方であって、後輪１０３の上方の箇所には荷物台１１３が備えられている。
【０１０６】
スイングアーム１０５はメインフレーム１０４後部の、シート１１１及び収容部１１２の箇所の下方から後方に向かって延びている。後輪１０３はスイングアーム１０５の後端に支持されている。また、後輪１０３は駆動輪であり、スイングアーム１０５との間に後輪１０３を駆動させるモータ１１４を備えている。すなわち、スイングアーム１０５はモータ１１４及び後輪１０３の回転軸を水平にして支持している。また、スイングアーム１０５のモータ１１４の箇所の上部から上方の荷物台１１３に向かって、モータ１１４及び後輪１０３を吊り下げるサスペンションユニット１１５が設けられている。
【０１０７】
また、電動車両１０１は車両全体の動作制御のため、図１２に示すシステム制御装置１３０を備えている。システム制御装置１３０はシステム制御部１３１と、モータ駆動部１３２と、前述のバッテリパック１２０とを備えている。
【０１０８】
システム制御部１３１は一般的なマイコンによって構成され、このマイコン内部に記憶、入力されたプログラム、データに基づいて電動車両１０１の走行に係る一連の動作を制御するプロセッサとして機能するものである。また、システム制御部１３１はモータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部１３３と、モータ駆動制限判定部１３４とを備えている。モータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部１３３はバッテリパック１２０のバッテリ残容量に基づいてモータ駆動をＯＦＦにするタイミング、またシステム電源をＯＦＦにするタイミングを判定する。モータ駆動制限判定部１３４はバッテリの電圧に基づいてモータ１１４の駆動に制限をかける判定を実行する。
【０１０９】
なお、電動式の二輪車である電動車両１０１においてシステム電源をＯＦＦにするということは、例えばヘッドライト１０９、メータ部１１０、ウインカー（図示せず）、その他モータ駆動以外の制御系のいずれか１つでも動作しない状態にすることを意味する。例えば四輪車の場合、システム全体の電源をＯＦＦにすることにより動作が制限される要素としては上記のほかに、例えばワイパー、オーディオ関係、エアコンなどが該当する。
【０１１０】
モータ駆動部１３２はバッテリパック１２０から供給される電力を制御してモータ１１４を駆動するものであって、例えばインバータ装置がこれに該当する。電動車両１０１を走行させるとき、システム制御部１３１は運転者が操作するスロットル１０７から得られるスロットル１０７の開き具合に応じたモータ１１４に対する目標トルクを設定し、モータ駆動部１３２に送信する。モータ駆動部１３２はシステム制御部１３１からの制御指令に基づきバッテリパック１２０から供給される電力に対して電流や電圧などを調整し、モータ１１４を駆動させる。
【０１１１】
バッテリパック１２０はバッテリ制御部１２１、バッテリ１２２、温度センサ１２３、電流センサ１２４、及び電圧センサ１２５を備えている。
【０１１２】
バッテリ制御部１２１はバッテリ１２２のセル電圧や電流、温度、残容量などを監視し、安全に充放電を制御している。また、バッテリ制御部１２１はバッテリ１２２の残容量推定部１２１ａと、残容量補正部１２１ｂとを備えている。
【０１１３】
残容量推定部１２１ａは電流センサ１２４から得られるバッテリ１２２の電流を積算することによりバッテリ１２２の残容量を推定する。これにより、比較的容易なバッテリ１２２の残容量の推定方法を用いて、電動車両１０１のシステム全体の制御に対する負荷をできるだけ低く抑制することが可能である。
【０１１４】
ここで、モータ１１４の駆動ＯＦＦやシステム全体の電源ＯＦＦなどの重大なタイミングでない限り、メータ部１１０へのバッテリ残容量表示は精度が比較的低くても構わない。したがって、バッテリ制御部１２１は主として、残容量推定部１２１ａによってシステム全体の制御に対する負荷を低く抑制して導出される推定残容量をメータ部１１０へのバッテリ残容量表示に用いる。
【０１１５】
残容量補正部１２１ｂはバッテリ１２２の電流と温度との関係からバッテリ１２２の残容量に対応する補正実施電圧が得られるマップ１２１ｃを備えている。マップ１２１ｃは、例えば第１所定残容量である３％と、第２所定残容量である０％とに対応するものが記憶されている。残容量補正部１２１ｂはバッテリ１２２の電圧がマップ１２１ｃを用いて得た残容量３％、０％各々に対応する補正実施電圧以下になることを条件として残容量推定部１２１ａが推定したバッテリ１２２の推定残容量を補正する。したがって、バッテリ１２２の推定残容量を３％、０％各々の段階で比較的正確な残容量に補正することが可能である。
【０１１６】
なお、マップ１２１ｃはバッテリ１２２の電流と温度との関係からバッテリ１２２の残容量に対応する補正実施電圧を得ることができるものであって、残容量推定部１２１ａが推定したバッテリ１２２の推定残容量の補正のために用いられる。残容量補正部１２１ｂはバッテリ１２２の電圧、電流、温度に基づいて残容量推定部１２１ａが推定したバッテリ１２２の推定残容量を補正するので、バッテリ１２２の電圧、電流、温度各々を変数としてマップ１２１ｃを構成することができる。
【０１１７】
このとき、変数としてはバッテリ１２２の電圧、電流、温度のうち少なくとも１つを用いれば良い。すなわち、変数としてバッテリ１２２の電圧、電流、温度のいずれか１つを用いても良いし、いずれか２つを組み合わせて用いても良い。例えば、バッテリ１２２の電流、温度に関係なく、電圧に応じて補正実施電圧を決定しても良い。また例えば、バッテリ１２２の電流に基づいて、或いは温度に基づいて補正実施電圧を決定しても良い。また例えば、バッテリ１２２の電流と温度に基づいて補正実施電圧を決定しても良い。
【０１１８】
また、バッテリ１２２は直列、並列に接続された複数のバッテリセルで構成されている。温度センサ１２３はバッテリ１２２の温度を検出するセンサであって、例えば所定数のバッテリセルごとに対応付けて複数設けることもできる。電流センサ１２４はバッテリ１２２が充放電するときの電流を測定する。電圧センサ１２５はバッテリ１２２の電圧、またはバッテリ１２２の各バッテリセルの電圧を測定する。なお、バッテリ１２２は電動車両１０１における電力を要するすべての構成要素の電力供給源である。
【０１１９】
このような構成の電動車両１０１において、システム制御装置１３０はその基本的な構成が第１の実施形態と同様であるので、図３〜図８を用いて説明した動作と同様の動作を遂行する。すなわち、システム制御部１３１は、残容量推定部１２１ａが推定して残容量補正部１２１ｂがバッテリ１２２の電圧、電流、温度に基づいて補正したバッテリ１２２の残容量が第１所定残容量である３％以下になることを条件としてモータ１１４の駆動をＯＦＦにさせる。また、システム制御部１３１は補正したバッテリ１２２の残容量が第２所定残容量である０％以下になることを条件として電動車両１０１のシステム全体の電源をＯＦＦにさせる。このとき、システム制御部１３１は、例えばヘッドライト１０９を消灯させる。
【０１２０】
さらに詳細には第１の実施形態における図３〜図８に係る説明を参照するものとし、ここではその説明を省略する。また、システム制御装置１３０は第２の実施形態のように、バッテリ１２２の電圧が３％補正実施電圧に達したことを条件としてモータ駆動制限を実行しても良い。
【０１２１】
上記構成によれば、本発明のシステム制御装置１３０を移動体である電動車両１０１、すなわち電動式の自動二輪車に搭載することにより、走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な信頼性が高い電動式自動二輪車を提供することができる。
【０１２２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【０１２３】
例えば、本発明の実施形態では、システム制御装置３０を搭載した移動体である電動車両１に、図１に示す電動自転車を一例として掲げて説明したが、搭載対象となる電動車両は電動自転車に限定されるわけではなく、第３の実施形態として図１１に示した電動式の自動二輪車や自動四輪車であっても構わない。
【０１２４】
そして、本発明のシステム制御装置の搭載対象となる移動体はモータボート等の船舶や水上遊具といった乗り物、さらにモータを駆動源とし、人が搭乗せず無人で移動する移動体であっても構わない。
【０１２５】
また、上記実施形態ではモータ１５の駆動ＯＦＦを判定するバッテリ２２の第１所定残容量として３％を、システム全体の電源ＯＦＦを判定するバッテリ２２の第２所定残容量として０％を設定したが、これら所定残容量は各々３％、０％に限定されるわけではなく、他の残容量、例えば５％、１％などに設定しても構わない。また、これら所定残容量は３％、０％のような相対量に限定されるわけではなく、３００ｍＡｈ、０ｍＡｈのような絶対量などで設定しても構わない。
【０１２６】
また、バッテリ２２の推定残容量が実残容量より低めに推移する場合（図６参照）、図３のステップ＃１０４及び図６において推定残容量が３％に低下する前の４％で、さらに図３のステップ＃１０６及び図６において推定残容量が０％に低下する前の１％で各々推定残容量を保持するようにしているが、これら推定残容量は各々４％、１％に限定されるわけではなく、他の推定残容量、例えば３．５％、０．５％などに設定しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、バッテリを搭載した電動車両のシステム制御装置において利用可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１、１０１ 電動車両（移動体）
２、１０４ フレーム
３、１０２ 前輪
４、１０３ 後輪
１０９ ヘッドライト
８、１１０ メータ部
１５、１１４ モータ
２０、１２０ バッテリパック
２１、１２１ バッテリ制御部
２１ａ、１２１ａ 残容量推定部
２１ｂ、１２１ｂ 残容量補正部
２１ｃ、１２１ｃ マップ
２２、１２２ バッテリ
３０、１３０ システム制御装置
３１、１３１ システム制御部
３２、１３２ モータ駆動部
３３、１３３ モータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部
３４、１３４ モータ駆動制限判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを搭載した電動車両を含む移動体のモータ及びシステム全体を制御するシステム制御装置に関する。また、このシステム制御装置を搭載した電動車両を含む移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や自動二輪車は、ガソリンや軽油を燃料として駆動力を得るエンジンを駆動源とするのが一般的であった。しかしながら昨今、環境保護の対策として、電力をエネルギーとして駆動力を得るモータを駆動源とする電動車両の開発に注目が集まっている。
【０００３】
電動車両はパーソナルコンピュータなどと同様に二次電池であるバッテリを搭載し、このバッテリからモータや制御部等に対して電力を供給しているものがある。電動車両やパーソナルコンピュータといったアプリケーションに搭載されたバッテリは一般家庭やオフィス等の商用電源で充電が可能であり、それらアプリケーションの使用により充電と放電とのサイクルが繰り返されている。
【０００４】
上述のバッテリに関して、その残容量の推定についてはバッテリの電流を積算して残容量を推定する方法が従来広く知られている。また、バッテリの充放電時における電圧、電流に対応させてバッテリの残容量を割り付けたマップや相関を予め調べておき、このマップや相関に基づいてバッテリの残容量を確認する方法も知られている。これらのバッテリ残容量の推定方法、確認方法は特許文献１及び２において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９１６０４号公報
【特許文献２】特開２００１−３７００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電流積算によるバッテリの残容量の推定は比較的容易に実行できるもののその精度が低いことが知られている。また、電圧、電流に対応させてバッテリの残容量を割り付けたマップや相関に基づくバッテリの残容量の確認はバッテリ残容量の低下とともに逐次実行すると制御に大きな負荷がかかる可能性が高い。一方、ユーザフレンドリーなアプリケーションの提供を心掛けると、バッテリの残容量を逐次表示することが求められる場合もある。
【０００７】
特に電動車両ではモータにおける電力消費が大きいこともあり、できるだけ正確なバッテリ残容量の確認が必要である。そして、バッテリの残容量に応じたモータの駆動ＯＦＦとシステム全体の電源ＯＦＦとのタイミングが重要である。
【０００８】
例えば、モータの駆動ＯＦＦが所望のタイミングより早い場合、実際のバッテリ残容量に対して走行距離が短くなる虞がある。逆にモータの駆動ＯＦＦが所望のタイミングより遅い場合、モータの駆動ＯＦＦより先にシステム全体の電源がＯＦＦになる可能性がある。システム全体の電源ＯＦＦが所望のタイミングより早い場合も同様の懸念がある。また、システム全体の電源ＯＦＦが所望のタイミングより遅い場合、バッテリが過放電の状態となり、劣化して低寿命化する可能性がある。
【０００９】
このようにして、電動車両の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになると不便であり、また危険を伴う場合もあるので、バッテリの残容量の低下に伴って注意深く残容量を監視することが要求される。そして、バッテリの残容量が残り僅かになってきたとき、モータの駆動ＯＦＦ、システム全体の電源ＯＦＦの順で電動車両が制御されることが望ましい。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、制御に大きな負荷がかかるのを抑制しながらバッテリの残容量を監視して、電動車両といった移動体の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な電動車両を含む移動体のシステム制御装置を提供することを目的とする。また、そのシステム制御装置を搭載した信頼性の高い電動車両を含む移動体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】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明は、バッテリの残容量を監視しながら電動車両といった移動体のモータ及びシステム全体を制御する移動体のシステム制御装置において、前記バッテリの残容量を推定する残容量推定部と、前記バッテリの電圧、電流、温度のうち少なくとも１つに基づいて前記残容量推定部が推定した前記バッテリの推定残容量を補正する残容量補正部と、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が第１所定残容量以下になることを条件として前記モータの駆動をＯＦＦにさせるシステム制御部と、を備えることとした。
【００１２】
この構成によれば、移動体のバッテリの残容量を残容量推定部によって推定しながら、その推定残容量が残容量補正部によって第１所定残容量の段階で比較的正確な残容量に補正される。そして、バッテリの残容量が第１所定残容量になるとき、モータの駆動をＯＦＦにさせる。
【００１３】
なお、上記「第１所定残容量」の「所定」とは予め設定したということを意味する。したがって、「第１所定残容量」は予め設定したバッテリの任意の残容量であり、バッテリ全体の容量に対して例えば３％、５％などといった容量として構わない。後述する実施形態では「第１所定残容量」を「３％」と設定しているが、このような容量に限定されるわけではない。
【００１４】
また、ここで述べた「モータの駆動をＯＦＦにする」ということは、モータの駆動を停止させることを意味する。なおこのとき、移動体のシステム全体の電源はＯＮのままであり、例えばモータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対しては電力が供給される。したがって、モータの駆動を停止した後も、残った電力により例えばライトの点灯が可能であるので、移動体、特に人が運転する移動体では夜間における安全性を確保できる。
【００１５】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記システム制御部は、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が前記第１所定残容量より少ない第２所定残容量以下になることを条件として前記システム全体の電源をＯＦＦにすることとした。
【００１６】
この構成によれば、確実にモータの駆動ＯＦＦ、システム全体の電源ＯＦＦの順で移動体が制御される。
【００１７】
なお、上記「第２所定残容量」の「所定」とは前述の第１所定残容量同様、予め設定したということを意味する。したがって、「第２所定残容量」は予め設定したバッテリの任意の残容量であり、第１所定残容量より少なければバッテリ全体の容量に対して例えば０％、１％などといった容量として構わない。後述する実施形態では「第２所定残容量」を「０％」と設定しているが、このような容量に限定されるわけではない。
【００１８】
また、ここで述べた「システム全体の電源をＯＦＦにする」ということは、例えば移動体のメインスイッチを切ることと同等の状態にすることを意味する。例えば移動体が電動車両である場合、例えばヘッドライト、メータ、ウインカーのいずれか１つでも動作しない状態にすることを「システム全体の電源をＯＦＦにする」という。すなわち、システム全体の電源がＯＦＦの状態においてヘッドライト、ウインカーは消灯され、メータは非表示の状態となる。システム全体の電源をＯＦＦにすることにより動作が制限される要素としては上記のほかに、例えばモータ駆動以外の制御系やワイパー、オーディオ関係、エアコンなどが該当する。
【００１９】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記残容量推定部は、前記バッテリの電流を積算することにより前記バッテリの残容量を推定することとした。
【００２０】
この構成によれば、移動体のシステム全体の制御に対する負荷をできるだけ低く抑制しながら比較的容易にバッテリの残容量が推定される。
【００２１】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記残容量補正部は、前記バッテリの電流と温度との関係から前記バッテリの残容量に対応する補正実施電圧が得られるマップを有し、前記バッテリの電圧が前記マップを用いて得た前記第１所定残容量または前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量各々に対応する前記補正実施電圧以下になることを条件として前記残容量推定部が推定した前記バッテリの推定残容量を補正することとした。
【００２２】
この構成によれば、残容量補正部が有するマップを用いることにより、移動体のバッテリの推定残容量が第１所定残容量または第２所定残容量各々の段階で比較的正確な残容量に補正される。
【００２３】
なお、ここで述べた「マップ」とは、バッテリの電流と温度との関係からバッテリの残容量に対応する補正実施電圧を得ることができるものであって、残容量推定部が推定したバッテリの推定残容量の補正のために用いられる。残容量補正部はバッテリの電圧、電流、温度に基づいて残容量推定部が推定したバッテリの推定残容量を補正するので、バッテリの電圧、電流、温度各々を変数として上記「マップ」を構成することができる。このとき、変数としてはバッテリの電圧、電流、温度のうち少なくとも１つを用いれば良い。すなわち、変数としてバッテリの電圧、電流、温度のいずれか１つを用いても良いし、いずれか２つを組み合わせて用いても良い。
【００２４】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量に対応する電圧を基準とする前記バッテリの電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することとした。
【００２５】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量に対応する電圧以下になることを条件として前記バッテリの電圧が前記第２所定残容量に対応する電圧を超えるように前記モータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することとした。
【００２６】
バッテリの電圧が移動体のシステム全体を停止させるための第２所定残容量に対応する電圧以下になるとバッテリが劣化して低寿命化する可能性があるが、これらの構成によれば、バッテリの電圧が第２所定残容量に対応する電圧以下にならないように放電が制限される。
【００２７】
なお、例えばバッテリの残容量が第１所定残容量であることを確定させる処理のための一定の処理時間（例えば数秒〜数分）を要する場合がある。この場合、モータを駆動している状態でバッテリの電圧が第２所定残容量に対応する電圧に達することがあり得る。このため、上記のようにバッテリの電圧が第２所定残容量に対応する電圧以下になることを条件としてバッテリの電圧が第２所定残容量に対応する電圧を超えるようにモータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行する。
【００２８】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記第１所定残容量に対応する電圧を基準とする前記バッテリの電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することとした。
【００２９】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量に対応する電圧に達したことを条件として前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量に対応する電圧より低下しないように前記モータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することとした。
【００３０】
これらの構成によれば、モータの駆動がＯＦＦになってからシステム全体の電源がＯＦＦになるまで、バッテリの電力が確保される。したがって、例えばモータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対して電力が供給され得る。
【００３１】
また、上記構成の移動体のシステム制御装置において、前記モータ駆動制限を実行する前記バッテリの電圧を、前記バッテリに設けられ、前記バッテリの動作を制御するバッテリ制御部が導出することとした。
【００３２】
この構成によれば、システム制御部の負荷が軽減される。
【００３３】
また本発明では、上記システム制御装置を電動車両を含む移動体に搭載することとした。
【００３４】
この構成によれば、電動車両といった移動体において、バッテリの残容量を残容量推定部によって推定しながら、その推定残容量が残容量補正部によって第１所定残容量の段階で比較的正確な残容量に補正される。そして、バッテリの残容量が第１所定残容量になるとき、移動体のモータの駆動が停止する。
【００３５】
なお、ここで述べた「移動体」とは電動自転車や自動二輪車、自動三輪車、自動四輪車などといった電動車両を含むことはもちろんであるが、モータボート等の船舶や水上遊具といった乗り物、さらにモータを駆動源とし、人が搭乗せず無人で移動する移動体を含んでいる。
【００３６】
また、上記構成のシステム制御装置を搭載した移動体において、移動体の前方に向かって光を照射するヘッドライトを備え、前記システム制御部は、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が前記第１所定残容量より少ない第２所定残容量以下になった場合に、前記ヘッドライトを消灯することとした。
【００３７】
この構成によれば、確実にモータの駆動ＯＦＦ、ヘッドライトの消灯（システム全体の電源ＯＦＦ）の順で移動体が制御される。すなわち、モータの駆動を停止した後も、残った電力によりヘッドライトの点灯が可能であるので、特に人が運転する移動体では昼夜を問わず視認性が向上して安全性が確保される。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の構成によれば、電動車両といった移動体のバッテリの残容量を残容量推定部によって推定するので、制御に大きな負荷がかかるのを抑制しながらバッテリの残容量を監視することができる。さらに、残容量補正部が補正したバッテリの残容量が第１所定残容量以下になることを条件としてモータの駆動を停止させるので、電動車両といった移動体の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な電動車両を含む移動体のシステム制御装置を提供することができる。
【００３９】
また、このようなシステム制御装置を電動車両を含む移動体に搭載することにより、走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な信頼性が高い電動車両を含む移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係るシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両の一例を示す側面図である。
【図２】図１の電動車両の構成を示すブロック図である。
【図３】バッテリの残容量計算に係る動作を示すフローチャートである。
【図４】モータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦの判定に係る動作を示すフローチャートである。
【図５】モータ駆動制限の判定に係る動作を示すフローチャートである。
【図６】バッテリ残容量の推移と電動車両の動作との関係を示すグラフにして、推定残容量が実残容量より低い場合のものである。
【図７】バッテリ残容量の推移と電動車両の動作との関係を示すグラフにして、推定残容量が実残容量より高い場合のものである。
【図８】バッテリ電圧とバッテリ放電制限との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るシステム制御装置におけるモータ駆動制限の判定に係る動作を示すフローチャートである。
【図１０】図９の動作フローに関するバッテリ電圧とバッテリ放電制限との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両の一例を示す側面図である。
【図１２】図１１の電動車両の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１２に基づき説明する。ここでは、本発明のシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両の例として、第１及び第２の実施形態で電動自転車を掲げ、第３の実施形態で自動二輪車を掲げて説明するものとする。
【００４２】
最初に、本発明の第１の実施形態に係るシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両について、図１及び図２を用いてその構造を説明する。図１はシステム制御装置を搭載した電動車両の一例を示す側面図、図２は電動車両の構成を示すブロック図である。
【００４３】
電動車両１は、図１に示すようにフレーム２が主たる骨組みとして構成され、その前後に前輪３及び後輪４を備えた電動式の自転車である。
【００４４】
フレーム２は前端部が上方に向かって屈曲しており、その前端部で前輪３及びハンドル５を操舵可能に支持している。前輪３はフレーム２の前端部から下方に向かって延びるフロントフォーク６に支持されている。ハンドル５にはブレーキレバー７と、メータ部８とが設けられている。ブレーキレバー７は走行中の電動車両１に制動をかけたり、停止状態を維持したりするときに用いられる。メータ部８はバッテリパック２０との間で接続された信号線８ａを介してバッテリ残容量に関する情報を受け取り、表示する。
【００４５】
電動車両１の前後方向の略中央部には運転者が腰を掛けるサドル９と、バッテリパック２０とが備えられている。バッテリパック２０はサドル９のすぐ下方に設けられている。サドル９の後方であって、後輪４の上方の箇所にはリアキャリア１０が備えられている。
【００４６】
電動車両１の前後方向の略中央部であって、サドル９の下方にはペダル１１及びペダルクランク１２が設けられている。ペダルクランク１２に連結された駆動スプロケット（図示せず）と後輪４に連結された従動スプロケット（図示せず）との間にはチェーン１３が介在し、各々のスプロケットに巻き掛けられている。これにより、ペダル１１を踏むことでペダルクランク１２を介して駆動スプロケットを回転させ、さらにチェーン１３及び従動スプロケットを介して回転動力が後輪４に伝達される。
【００４７】
一方、電動車両１である電動自転車はトルクセンサ１４とモータ１５とを備えている。トルクセンサ１４はペダルクランク１２の近傍の箇所に設けられ、ペダル１１の踏力が後輪４を駆動するトルクを検出する。モータ１５は前輪３のフロントハブ１６に内蔵されている。モータ１５はトルクセンサ１４の信号に基づいてバッテリパック２０から電力が供給され、前輪３を回転させる。
【００４８】
また、電動車両１は車両全体の動作制御のため、図２に示すようにその内部にシステム制御装置３０を備えている。システム制御装置３０はシステム制御部３１と、モータ駆動部３２と、前述のバッテリパック２０とを備えている。
【００４９】
システム制御部３１は一般的なマイコンによって構成され、このマイコン内部に記憶、入力されたプログラム、データに基づいて電動車両１の走行に係る一連の動作を制御するプロセッサとして機能するものである。また、システム制御部３１はモータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部３３と、モータ駆動制限判定部３４とを備えている。モータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部３３はバッテリパック２０のバッテリ残容量に基づいてモータ駆動をＯＦＦにする（モータ駆動を停止する）タイミング、またシステム電源をＯＦＦにするタイミングを判定する。モータ駆動制限判定部３４はバッテリの電圧に基づいてモータ１５の駆動に制限をかける判定を実行する。
【００５０】
なお、電動式の自転車である電動車両１においてシステム電源をＯＦＦにするということは、例えばメータ部８、その他モータ駆動以外の制御系のうちいずれか１つでも動作しない状態にすることを意味する。すなわち、システム電源がＯＦＦの状態においてメータ部８は非表示の状態となる。
【００５１】
モータ駆動部３２はバッテリパック２０から供給される電力を制御してモータ１５を駆動するものであって、例えばインバータ装置がこれに該当する。電動車両１を走行させるとき、システム制御部３１はトルクセンサ１４から得られるペダル１１の踏力に応じた目標トルクをモータ駆動部３２に送信する。そして、モータ駆動部３２はシステム制御部３１からの制御指令に基づき電流や電圧などを調整し、モータ１５を駆動させる。
【００５２】
バッテリパック２０はバッテリ制御部２１、バッテリ２２、温度センサ２３、電流センサ２４、及び電圧センサ２５を備えている。
【００５３】
バッテリ制御部２１はバッテリ２２のセル電圧や電流、温度、残容量などを監視し、安全に充放電を制御している。また、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の残容量推定部２１ａと、残容量補正部２１ｂとを備えている。
【００５４】
残容量推定部２１ａは電流センサ２４から得られるバッテリ２２の電流を積算することによりバッテリ２２の残容量を推定する。これにより、比較的容易なバッテリ２２の残容量の推定方法を用いて、電動車両１のシステム全体の制御に対する負荷をできるだけ低く抑制することが可能である。
【００５５】
ここで、モータ１５の駆動ＯＦＦやシステム全体の電源ＯＦＦなどの重大なタイミングでない限り、メータ部８へのバッテリ残容量表示は精度が比較的低くても構わない。したがって、バッテリ制御部２１は主として、残容量推定部２１ａによってシステム全体の制御に対する負荷を低く抑制して導出される推定残容量をメータ部８へのバッテリ残容量表示に用いる。
【００５６】
残容量補正部２１ｂはバッテリ２２の電流と温度との関係からバッテリ２２の残容量に対応する補正実施電圧が得られるマップ２１ｃを備えている。マップ２１ｃは、例えば第１所定残容量である３％と、第１所定残容量より少ない第２所定残容量である０％とに対応するものが記憶されている。残容量補正部２１ｂはバッテリ２２の電圧がマップ２１ｃを用いて得た残容量３％、０％各々に対応する補正実施電圧以下になることを条件として残容量推定部２１ａが推定したバッテリ２２の推定残容量を補正する。したがって、バッテリ２２の推定残容量を３％、０％各々の段階で比較的正確な残容量に補正することが可能である。
【００５７】
なお、マップ２１ｃはバッテリ２２の電流と温度との関係からバッテリ２２の残容量に対応する補正実施電圧を得ることができるものであって、残容量推定部２１ａが推定したバッテリ２２の推定残容量の補正のために用いられる。残容量補正部２１ｂはバッテリ２２の電圧、電流、温度に基づいて残容量推定部２１ａが推定したバッテリ２２の推定残容量を補正するので、バッテリ２２の電圧、電流、温度各々を変数としてマップ２１ｃを構成することができる。
【００５８】
このとき、変数としてはバッテリ２２の電圧、電流、温度のうち少なくとも１つを用いれば良い。すなわち、変数としてバッテリ２２の電圧、電流、温度のいずれか１つを用いても良いし、いずれか２つを組み合わせて用いても良い。例えば、バッテリ２２の電流、温度に関係なく、電圧に応じて補正実施電圧を決定しても良い。また例えば、バッテリ２２の電流に基づいて、或いは温度に基づいて補正実施電圧を決定しても良い。また例えば、バッテリ２２の電流と温度に基づいて補正実施電圧を決定しても良い。
【００５９】
また、バッテリ２２は直列、並列に接続された複数のバッテリセルで構成されている。温度センサ２３はバッテリ２２の温度を検出するセンサであって、例えば所定数のバッテリセルごとに対応付けて複数設けることもできる。電流センサ２４はバッテリ２２が充放電するときの電流を測定する。電圧センサ２５はバッテリ２２の電圧、またはバッテリ２２の各バッテリセルの電圧を測定する。
【００６０】
なお、バッテリ２２は電動車両１における電力を要するすべての構成要素の電力供給源である。
【００６１】
続いて、電動車両１のシステム制御装置３０によるバッテリ２２の残容量と電圧とに関係する動作について、図３〜図５に示すフローに沿って、図６〜図８を用いて説明する。図３はバッテリの残容量計算に係る動作を示すフローチャート、図４はモータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦの判定に係る動作を示すフローチャート、図５はモータ駆動制限の判定に係る動作を示すフローチャート、図６はバッテリ残容量の推移と電動車両の動作との関係を示すグラフにして、推定残容量が実残容量より低い場合のもの、図７はバッテリ残容量の推移と電動車両の動作との関係を示すグラフにして、推定残容量が実残容量より高い場合のもの、図８はバッテリ電圧とバッテリ放電制限との関係を示すグラフである。
【００６２】
なお、図６及び図７は横軸にバッテリ２２の使用電流量を、縦軸に残容量を設定して、バッテリ２２の推定残容量の推移（実線）と実残容量の推移（破線）との関係を描画している。図８は横軸にバッテリ２２の電流を、縦軸に電圧を設定して、３％残容量補正実施電圧及び０％残容量補正実施電圧（ともに実線）と実際のバッテリ２２の電圧（破線）との関係を描画している。
【００６３】
まず、バッテリ２２の残容量計算に係る動作フローについて図３、図６及び図７を用いて説明する。
【００６４】
電動車両１がシステム電源ＯＮの状態（図３のスタート）において、システム制御装置３０のシステム制御部３１はバッテリパック２０のバッテリ制御部２１に対してバッテリ２２の残容量の推定を実行させる（図３のステップ＃１０１、図６及び図７の＃１０１）。バッテリ制御部２１はバッテリ２２の電流を積算することにより残容量を推定する。例えば図６に示すように、バッテリ２２の推定残容量（実線）は実残容量（破線）より低めに推移する。また例えば図７に示すように、バッテリ２２の推定残容量（実線）は実残容量（破線）より高めに推移する。なお、推定残容量と実残容量とがほぼ同じ残容量で推移することもある。
【００６５】
そして、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の推定残容量が第１所定残容量である３％に近い４％以下まで低下したか否かを判定する（ステップ＃１０２）。推定残容量がまだ４％以下まで低下していない場合（ステップ＃１０２のＮｏ）、そのままステップ＃１０７に進む。
【００６６】
ステップ＃１０２においてバッテリ２２の推定残容量が４％以下である場合（ステップ＃１０２のＹｅｓ）、次にバッテリ制御部２１は推定残容量が３％以下まで低下したか否かを判定する（ステップ＃１０３）。推定残容量がまだ３％以下まで低下していない場合（ステップ＃１０３のＮｏ）、バッテリ制御部２１は推定残容量を４％に保持する（図３のステップ＃１０４、図６の＃１０４）。
【００６７】
ステップ＃１０３においてバッテリ２２の推定残容量が３％以下である場合（ステップ＃１０３のＹｅｓ）、次にバッテリ制御部２１は推定残容量が第２所定残容量である０％に近い１％以下まで低下したか否かを判定する（ステップ＃１０５）。推定残容量がまだ１％以下まで低下していない場合（ステップ＃１０５のＮｏ）、そのままステップ＃１０７に進む。推定残容量が１％以下に低下した場合（ステップ＃１０５のＹｅｓ）、バッテリ制御部２１は推定残容量を１％に保持する（図３のステップ＃１０６、図６の＃１０６）。
【００６８】
そして、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の推定残容量を補正してより正確な残容量を確認するために３％補正実施電圧を計算する（ステップ＃１０７）。このとき、バッテリ制御部２１はマップ２１ｃを用いて、バッテリ２２の電流と温度との関係からバッテリ２２の残容量に対応する３％補正実施電圧を得る。続いて、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の電圧がステップ＃１０７で得た３％補正実施電圧以下であるか否かを判定する（ステップ＃１０８）。
【００６９】
バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧以下である場合（ステップ＃１０８のＹｅｓ）、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の残容量を３％に補正する（図３のステップ＃１０９、図６及び図７の＃１０９）。このとき、図６に示すように推定残容量が実残容量より低めに推移する場合、図３のステップ＃１０４で保持した残容量４％を３％に補正する。また、図７に示すように推定残容量が実残容量より高めに推移する場合、図３のステップ＃１０２のＮｏで手を加えなかった残容量を３％に補正する。
【００７０】
バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧を超えている場合（ステップ＃１０８のＮｏ）、残容量を補正することなくそのままステップ＃１１０に進む。
【００７１】
なお、バッテリ２２の残容量の３％の補正を確定させる処理のため、バッテリ２２の電圧の判定に一定の処理時間を設けている。この一定の処理時間としては、例えば２〜３秒ごとに２、３回の判定を実行するという時間が設定されている。
【００７２】
そして、ステップ＃１１０において、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の補正後の残容量が３％以下であるか否かを判定する。バッテリ２２の残容量が３％以下まで低下していない場合（ステップ＃１１０のＮｏ）、ステップ＃１０１のバッテリ２２の残容量推定に戻る。
【００７３】
バッテリ２２の補正後の残容量が３％以下まで低下した場合（ステップ＃１１０のＹｅｓ）、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の第２所定残容量である０％の状態をより正確に確認するために０％補正実施電圧を計算する（ステップ＃１１１）。このとき、バッテリ制御部２１はマップ２１ｃを用いて、バッテリ２２の電流と温度との関係からバッテリ２２の残容量に対応する０％補正実施電圧を得る。続いて、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の電圧がステップ＃１１１で得た０％補正実施電圧以下であるか否かを判定する（ステップ＃１１２）。
【００７４】
バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下である場合（ステップ＃１１２のＹｅｓ）、バッテリ制御部２１はバッテリ２２の残容量を０％に補正して（図３のステップ＃１１３、図６及び図７の＃１１３）、バッテリ２２の残容量計算に係る動作フローを終了する（図３のエンド）。バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧を超えている場合（ステップ＃１１２のＮｏ）、残容量を補正することなくそのままステップ＃１０１に戻る。
【００７５】
次に、モータ１５の駆動ＯＦＦ、及び電動車両１のシステム全体の電源ＯＦＦの判定に係る動作フローについて図４、図６及び図７を用いて説明する。
【００７６】
電動車両１がシステム電源ＯＮの状態（図４のスタート）において、システム制御装置３０のシステム制御部３１はバッテリパック２０のバッテリ制御部２１に対してバッテリ２２の残容量を逐次確認する（図４のステップ＃２０１）。そして、システム制御部３１はバッテリ２２の残容量が図３のステップ＃１０９において補正された残容量３％以下に低下したか否かを判定する（ステップ＃２０２）。残容量がまだ３％を超えている場合（ステップ＃２０２のＮｏ）、ステップ＃２０１のバッテリ２２の残容量確認に戻る。
【００７７】
バッテリ２２の補正後の残容量が３％以下まで低下した場合（図４のステップ＃２０２のＹｅｓ、図６及び図７の＃２０２）、システム制御部３１はモータ駆動部３２に対してモータ１５の駆動ＯＦＦの制御指令を送信して、モータ１５の駆動をＯＦＦにする（図４のステップ＃２０３、図６及び図７の＃２０３）。
【００７８】
なお、電動車両１のシステム全体の電源はＯＮのままであり、モータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対しては電力が供給される。したがって、モータ１５の駆動を停止した後も、残った電力により例えばライトの点灯が可能であるので、移動体、特に人が運転する電動車両１では昼夜を問わず視認性が向上して安全性を確保できる。
【００７９】
続いて、システム制御部３１はバッテリ２２の残容量が図３のステップ＃１１１において補正された残容量０％以下に低下したか否かを判定する（ステップ＃２０４）。残容量がまだ０％を超えている場合（ステップ＃２０４のＮｏ）、ステップ＃２０１のバッテリ２２の残容量確認に戻る。
【００８０】
バッテリ２２の補正後の残容量が０％以下まで低下した場合（図４のステップ＃２０４のＹｅｓ、図６及び図７の＃２０４）、システム制御部３１は電動車両１のシステム全体の電源をＯＦＦにして（図４のステップ＃２０５、図６及び図７の＃２０５）、モータ１５の駆動ＯＦＦ、及び電動車両１のシステム全体の電源ＯＦＦの判定に係る動作フローを終了する（図４のエンド）。これにより、確実にモータ１５の駆動ＯＦＦ、システム全体の電源ＯＦＦの順で電動車両１が制御されるので、電動車両１の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避する効果を高めることができる。
【００８１】
なお、電動車両１のシステム全体の電源がＯＦＦになることにより、モータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対しても電力の供給が停止される。
【００８２】
次に、モータ１５の駆動制限の判定に係る動作フローについて図５及び図８を用いて説明する。
【００８３】
電動車両１がシステム電源ＯＮの状態（図５のスタート）において、システム制御装置３０のシステム制御部３１はバッテリパック２０のバッテリ制御部２１に対して図３のステップ＃１１１において得た０％補正実施電圧を確認する（ステップ＃３０１）。そして、システム制御部３１はバッテリ２２の電圧がステップ＃３０１で得た０％補正実施電圧以下であるか否かを判定する（ステップ＃３０２）。
【００８４】
バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下である場合（ステップ＃３０２のＹｅｓ）、システム制御部３１はモータ１５の駆動制限をＯＮにするようモータ駆動部３２に対して制御指令を送信する（図５のステップ＃３０３）。これにより、モータ駆動部３２はバッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧を超える状態を保持するようにモータ１５の出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行する（図５の＃３０３）。
【００８５】
すなわち、図８においてバッテリ２２の実際の電圧（破線）と０％補正実施電圧（下側の実線）との交点より左側の領域の状態をバッテリ２２の電圧が維持するよう、放電電流を制限する。したがって、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下になることに起因するバッテリ２２の劣化、低寿命化を防止することが可能である。
【００８６】
なお、図８について、実際には温度により各補正実施電圧は変動することがある。また、図３を用いて説明したバッテリ２２の残容量計算に係る動作フローのステップ＃１０８及び＃１０９において通常バッテリ２２の残容量の３％の補正を確定させる処理のため判定に一定の処理時間を設けるので、その間にバッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧以下になる期間があり得る。
【００８７】
すなわち、モータ１５を駆動している状態でバッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧に達することがあり得る。このため、上記のようにモータ駆動部３２はバッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下になることを条件としてバッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧を超えるようにモータ１５の出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行している。これにより、少しでも多くのバッテリ２２の電力をモータ１５の駆動のために使用することが可能である。
【００８８】
なお、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧より低下しないようにするモータ駆動制限としては、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧以下になることを条件とするほか、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧に接近するに従って、０％補正実施電圧を基準とするバッテリ２２の電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限も適用できる。例えば、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧に接近するほど放電電流の制限を大きくするといった処理を採用することができる。この場合、例えばバッテリ２２の電圧から０％補正実施電圧を引いた電圧差が例えば１Ｖ以下のとき、バッテリ２２として許容する放電電流値を（１Ｖ−電圧差）に比例した電流分だけ低減させるなどの処理を採用することができる。
【００８９】
そして、モータ駆動制限を実行すると、モータ１５の駆動制限の判定に係る動作フローを終了する（図５のエンド）。
【００９０】
一方、バッテリ２２の電圧が０％補正実施電圧を超えている場合（ステップ＃３０２のＮｏ）、モータ駆動制限をＯＦＦにして（ステップ＃３０４）、モータ１５の駆動制限を実行することなくそのままステップ＃３０１に戻る。このようにして、モータ駆動制限を実行するバッテリ２２の０％補正実施電圧をバッテリ制御部２１が導出するので、システム制御部３１の負荷が軽減され、電動車両１のシステム全体の制御が一層円滑になる。
【００９１】
上記実施形態によれば、電動車両１のバッテリ２２の残容量を残容量推定部２１ａ（バッテリ制御部２１）によって推定するので、制御に大きな負荷がかかるのを抑制しながらバッテリ２２の残容量を監視することができる。さらに、残容量補正部２１ｂ（バッテリ制御部２１）が補正したバッテリ２２の残容量が３％以下になることを条件としてモータ１５の駆動を停止させるので、その後も残った電力により例えばライトの点灯が可能であって昼夜を問わず視認性が向上して安全性を確保できる。したがって、電動車両１の走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な電動車両１のシステム制御装置３０を提供することができる。
【００９２】
そして、このようなシステム制御装置３０を電動車両１に搭載することにより、走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な信頼性が高い電動車両１を提供することができる。
【００９３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る移動体のシステム制御装置によるバッテリの残容量と電圧とに関係する動作について、図９に示すフローに沿って図１０を用いて説明する。図９はモータ駆動制限の判定に係る動作を示すフローチャート、図１０はバッテリ電圧とバッテリ放電制限との関係を示すグラフである。なお、この実施形態の基本的な構成は、図１〜図８を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成について図面の記載及びその説明を省略するものとする。
【００９４】
第２の実施形態に係る移動体である電動車両１はモータ駆動制限を実行するタイミングが、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に達したときである。以下、その動作について説明する。
【００９５】
電動車両１がシステム電源ＯＮの状態（図９のスタート）において、システム制御装置３０のシステム制御部３１はバッテリパック２０のバッテリ制御部２１に対して図３のステップ＃１０７において得た３％補正実施電圧を確認する（ステップ＃４０１）。そして、システム制御部３１はバッテリ２２の電圧がステップ＃４０１で得た３％補正実施電圧に達したか否かを判定する（ステップ＃４０２）。
【００９６】
バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に達したとき（ステップ＃４０２のＹｅｓ）、システム制御部３１はモータ１５の駆動制限をＯＮにするようモータ駆動部３２に対して制御指令を送信する（図９のステップ＃４０３）。これにより、モータ駆動部３２はバッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧より低下しない状態を保持するようにモータ１５の出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行する（図１０の＃４０３）。
【００９７】
すなわち、図１０においてバッテリ２２の実際の電圧（破線）が３％補正実施電圧（上側の実線）との交点より下側まで低下せず、３％補正実施電圧に沿う状態を維持するよう、モータ駆動部３２は放電電流を制限する。そして、モータ駆動制限を実行すると、モータ１５の駆動制限の判定に係る動作フローを終了する（図９のエンド）。
【００９８】
一方、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧を超えている場合（ステップ＃４０２のＮｏ）、モータ駆動制限をＯＦＦにして（ステップ＃４０４）、モータ１５の駆動制限を実行することなくそのままステップ＃４０１に戻る。
【００９９】
なお、モータ駆動制限を実行した後、バッテリ２２が３％補正実施電圧を維持することが困難になり、３％以下の残容量に相当する電圧まで低下したとき（図３のステップ＃１１０のＹｅｓ、図４のステップ＃２０２のＹｅｓ）、システム制御部３１はモータ１５の駆動をＯＦＦにする（図４のステップ＃２０３）。これにより、モータ１５の駆動がＯＦＦになってからシステム全体の電源がＯＦＦになるまで、バッテリ２２の電力を確保することができる。したがって、モータ駆動以外の制御系やライト点灯などに対して電力を供給することが可能である。
【０１００】
また、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧より低下しないようにするモータ駆動制限としては、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に達したことを条件とするほか、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に接近するに従って、３％補正実施電圧を基準とするバッテリ２２の電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限も適用できる。例えば、バッテリ２２の電圧が３％補正実施電圧に接近するほど放電電流の制限を大きくするといった処理を採用することができる。この場合、例えばバッテリ２２の電圧から３％補正実施電圧を引いた電圧差が例えば５Ｖ以下のとき、バッテリ２２として許容する放電電流値を（５Ｖ−電圧差）に比例した電流分だけ低減させるなどの処理を採用することができる。
【０１０１】
次に、本発明の第３の実施形態に係るシステム制御装置を搭載した移動体である電動車両について、図１１及び図１２を用いてその構造を説明する。図１１はシステム制御装置を搭載した電動車両の一例を示す側面図、図１２は電動車両の構成を示すブロック図である。
【０１０２】
第３の実施形態に係る移動体である電動車両１０１は、図１１に示すように前輪１０２及び後輪１０３を備えた電動式の二輪車であり、具体的には電動式の自動二輪車である。電動車両１０１はメインフレーム１０４及びスイングアーム１０５が主たる骨組みとして構成されている。
【０１０３】
メインフレーム１０４は前端部が上方に向かって屈曲しており、その前端部で前輪１０２及びハンドル１０６を操舵可能に支持している。ハンドル１０６には電動車両１０１の加減速時に用いるスロットル１０７と、制動時に用いるブレーキレバー１０８とが設けられている。ハンドル１０６の前側には電動車両１０１の前方に向かって光を照射するヘッドライト１０９が設けられている。
【０１０４】
左右のハンドル６の中央にはメータ部１１０が設けられている。メータ部１１０は電源のＯＮ／ＯＦＦや走行速度など運転情報を表示するほか、バッテリパック１２０との間で接続された図示しない信号線を介してバッテリ残容量に関する情報を受け取り、表示する。また、メータ部１１０は電動車両１０１に障害が発生したときにその異常情報をエラーコード等によって運転者に報知する報知部として機能する。
【０１０５】
メインフレーム１０４の後端側であって、電動車両１の前後方向の略中央部には運転者が腰を掛けるシート１１１と、収容部１１２とが備えられている。収容部１１２はシート１１１の下方に設けられ、内部にバッテリパック１２０とシステム制御装置１３０とを収容している。シート１１１は収容部１１２の蓋の役目も果たし、収容部１１２に対して開閉可能に取り付けられている。メインフレーム１０４のシート１１１の後方であって、後輪１０３の上方の箇所には荷物台１１３が備えられている。
【０１０６】
スイングアーム１０５はメインフレーム１０４後部の、シート１１１及び収容部１１２の箇所の下方から後方に向かって延びている。後輪１０３はスイングアーム１０５の後端に支持されている。また、後輪１０３は駆動輪であり、スイングアーム１０５との間に後輪１０３を駆動させるモータ１１４を備えている。すなわち、スイングアーム１０５はモータ１１４及び後輪１０３の回転軸を水平にして支持している。また、スイングアーム１０５のモータ１１４の箇所の上部から上方の荷物台１１３に向かって、モータ１１４及び後輪１０３を吊り下げるサスペンションユニット１１５が設けられている。
【０１０７】
また、電動車両１０１は車両全体の動作制御のため、図１２に示すシステム制御装置１３０を備えている。システム制御装置１３０はシステム制御部１３１と、モータ駆動部１３２と、前述のバッテリパック１２０とを備えている。
【０１０８】
システム制御部１３１は一般的なマイコンによって構成され、このマイコン内部に記憶、入力されたプログラム、データに基づいて電動車両１０１の走行に係る一連の動作を制御するプロセッサとして機能するものである。また、システム制御部１３１はモータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部１３３と、モータ駆動制限判定部１３４とを備えている。モータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部１３３はバッテリパック１２０のバッテリ残容量に基づいてモータ駆動をＯＦＦにするタイミング、またシステム電源をＯＦＦにするタイミングを判定する。モータ駆動制限判定部１３４はバッテリの電圧に基づいてモータ１１４の駆動に制限をかける判定を実行する。
【０１０９】
なお、電動式の二輪車である電動車両１０１においてシステム電源をＯＦＦにするということは、例えばヘッドライト１０９、メータ部１１０、ウインカー（図示せず）、その他モータ駆動以外の制御系のいずれか１つでも動作しない状態にすることを意味する。例えば四輪車の場合、システム全体の電源をＯＦＦにすることにより動作が制限される要素としては上記のほかに、例えばワイパー、オーディオ関係、エアコンなどが該当する。
【０１１０】
モータ駆動部１３２はバッテリパック１２０から供給される電力を制御してモータ１１４を駆動するものであって、例えばインバータ装置がこれに該当する。電動車両１０１を走行させるとき、システム制御部１３１は運転者が操作するスロットル１０７から得られるスロットル１０７の開き具合に応じたモータ１１４に対する目標トルクを設定し、モータ駆動部１３２に送信する。モータ駆動部１３２はシステム制御部１３１からの制御指令に基づきバッテリパック１２０から供給される電力に対して電流や電圧などを調整し、モータ１１４を駆動させる。
【０１１１】
バッテリパック１２０はバッテリ制御部１２１、バッテリ１２２、温度センサ１２３、電流センサ１２４、及び電圧センサ１２５を備えている。
【０１１２】
バッテリ制御部１２１はバッテリ１２２のセル電圧や電流、温度、残容量などを監視し、安全に充放電を制御している。また、バッテリ制御部１２１はバッテリ１２２の残容量推定部１２１ａと、残容量補正部１２１ｂとを備えている。
【０１１３】
残容量推定部１２１ａは電流センサ１２４から得られるバッテリ１２２の電流を積算することによりバッテリ１２２の残容量を推定する。これにより、比較的容易なバッテリ１２２の残容量の推定方法を用いて、電動車両１０１のシステム全体の制御に対する負荷をできるだけ低く抑制することが可能である。
【０１１４】
ここで、モータ１１４の駆動ＯＦＦやシステム全体の電源ＯＦＦなどの重大なタイミングでない限り、メータ部１１０へのバッテリ残容量表示は精度が比較的低くても構わない。したがって、バッテリ制御部１２１は主として、残容量推定部１２１ａによってシステム全体の制御に対する負荷を低く抑制して導出される推定残容量をメータ部１１０へのバッテリ残容量表示に用いる。
【０１１５】
残容量補正部１２１ｂはバッテリ１２２の電流と温度との関係からバッテリ１２２の残容量に対応する補正実施電圧が得られるマップ１２１ｃを備えている。マップ１２１ｃは、例えば第１所定残容量である３％と、第２所定残容量である０％とに対応するものが記憶されている。残容量補正部１２１ｂはバッテリ１２２の電圧がマップ１２１ｃを用いて得た残容量３％、０％各々に対応する補正実施電圧以下になることを条件として残容量推定部１２１ａが推定したバッテリ１２２の推定残容量を補正する。したがって、バッテリ１２２の推定残容量を３％、０％各々の段階で比較的正確な残容量に補正することが可能である。
【０１１６】
なお、マップ１２１ｃはバッテリ１２２の電流と温度との関係からバッテリ１２２の残容量に対応する補正実施電圧を得ることができるものであって、残容量推定部１２１ａが推定したバッテリ１２２の推定残容量の補正のために用いられる。残容量補正部１２１ｂはバッテリ１２２の電圧、電流、温度に基づいて残容量推定部１２１ａが推定したバッテリ１２２の推定残容量を補正するので、バッテリ１２２の電圧、電流、温度各々を変数としてマップ１２１ｃを構成することができる。
【０１１７】
このとき、変数としてはバッテリ１２２の電圧、電流、温度のうち少なくとも１つを用いれば良い。すなわち、変数としてバッテリ１２２の電圧、電流、温度のいずれか１つを用いても良いし、いずれか２つを組み合わせて用いても良い。例えば、バッテリ１２２の電流、温度に関係なく、電圧に応じて補正実施電圧を決定しても良い。また例えば、バッテリ１２２の電流に基づいて、或いは温度に基づいて補正実施電圧を決定しても良い。また例えば、バッテリ１２２の電流と温度に基づいて補正実施電圧を決定しても良い。
【０１１８】
また、バッテリ１２２は直列、並列に接続された複数のバッテリセルで構成されている。温度センサ１２３はバッテリ１２２の温度を検出するセンサであって、例えば所定数のバッテリセルごとに対応付けて複数設けることもできる。電流センサ１２４はバッテリ１２２が充放電するときの電流を測定する。電圧センサ１２５はバッテリ１２２の電圧、またはバッテリ１２２の各バッテリセルの電圧を測定する。なお、バッテリ１２２は電動車両１０１における電力を要するすべての構成要素の電力供給源である。
【０１１９】
このような構成の電動車両１０１において、システム制御装置１３０はその基本的な構成が第１の実施形態と同様であるので、図３〜図８を用いて説明した動作と同様の動作を遂行する。すなわち、システム制御部１３１は、残容量推定部１２１ａが推定して残容量補正部１２１ｂがバッテリ１２２の電圧、電流、温度に基づいて補正したバッテリ１２２の残容量が第１所定残容量である３％以下になることを条件としてモータ１１４の駆動をＯＦＦにさせる。また、システム制御部１３１は補正したバッテリ１２２の残容量が第２所定残容量である０％以下になることを条件として電動車両１０１のシステム全体の電源をＯＦＦにさせる。このとき、システム制御部１３１は、例えばヘッドライト１０９を消灯させる。
【０１２０】
さらに詳細には第１の実施形態における図３〜図８に係る説明を参照するものとし、ここではその説明を省略する。また、システム制御装置１３０は第２の実施形態のように、バッテリ１２２の電圧が３％補正実施電圧に達したことを条件としてモータ駆動制限を実行しても良い。
【０１２１】
上記構成によれば、本発明のシステム制御装置１３０を移動体である電動車両１０１、すなわち電動式の自動二輪車に搭載することにより、走行中にシステム全体の電源が突然ＯＦＦになるという危険性を回避することが可能な信頼性が高い電動式自動二輪車を提供することができる。
【０１２２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【０１２３】
例えば、本発明の実施形態では、システム制御装置３０を搭載した移動体である電動車両１に、図１に示す電動自転車を一例として掲げて説明したが、搭載対象となる電動車両は電動自転車に限定されるわけではなく、第３の実施形態として図１１に示した電動式の自動二輪車や自動四輪車であっても構わない。
【０１２４】
そして、本発明のシステム制御装置の搭載対象となる移動体はモータボート等の船舶や水上遊具といった乗り物、さらにモータを駆動源とし、人が搭乗せず無人で移動する移動体であっても構わない。
【０１２５】
また、上記実施形態ではモータ１５の駆動ＯＦＦを判定するバッテリ２２の第１所定残容量として３％を、システム全体の電源ＯＦＦを判定するバッテリ２２の第２所定残容量として０％を設定したが、これら所定残容量は各々３％、０％に限定されるわけではなく、他の残容量、例えば５％、１％などに設定しても構わない。また、これら所定残容量は３％、０％のような相対量に限定されるわけではなく、３００ｍＡｈ、０ｍＡｈのような絶対量などで設定しても構わない。
【０１２６】
また、バッテリ２２の推定残容量が実残容量より低めに推移する場合（図６参照）、図３のステップ＃１０４及び図６において推定残容量が３％に低下する前の４％で、さらに図３のステップ＃１０６及び図６において推定残容量が０％に低下する前の１％で各々推定残容量を保持するようにしているが、これら推定残容量は各々４％、１％に限定されるわけではなく、他の推定残容量、例えば３．５％、０．５％などに設定しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、バッテリを搭載した電動車両のシステム制御装置において利用可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１、１０１ 電動車両（移動体）
２、１０４ フレーム
３、１０２ 前輪
４、１０３ 後輪
１０９ ヘッドライト
８、１１０ メータ部
１５、１１４ モータ
２０、１２０ バッテリパック
２１、１２１ バッテリ制御部
２１ａ、１２１ａ 残容量推定部
２１ｂ、１２１ｂ 残容量補正部
２１ｃ、１２１ｃ マップ
２２、１２２ バッテリ
３０、１３０ システム制御装置
３１、１３１ システム制御部
３２、１３２ モータ駆動部
３３、１３３ モータ駆動ＯＦＦ及びシステム電源ＯＦＦ判定部
３４、１３４ モータ駆動制限判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの残容量を監視しながら移動体のモータ及びシステム全体を制御する移動体のシステム制御装置において、
前記バッテリの残容量を推定する残容量推定部と、
前記バッテリの電圧、電流、温度のうち少なくとも１つに基づいて前記残容量推定部が推定した前記バッテリの推定残容量を補正する残容量補正部と、
前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が第１所定残容量以下になることを条件として前記モータの駆動をＯＦＦにさせるシステム制御部と、
を備えることを特徴とする移動体のシステム制御装置。
【請求項２】
前記システム制御部は、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が前記第１所定残容量より少ない第２所定残容量以下になることを条件として前記システム全体の電源をＯＦＦにすることを特徴とする請求項１に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項３】
前記残容量推定部は、前記バッテリの電流を積算することにより前記バッテリの残容量を推定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項４】
前記残容量補正部は、前記バッテリの電流と温度との関係から前記バッテリの残容量に対応する補正実施電圧が得られるマップを有し、前記バッテリの電圧が前記マップを用いて得た前記第１所定残容量または前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量各々に対応する前記補正実施電圧以下になることを条件として前記残容量推定部が推定した前記バッテリの推定残容量を補正することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項５】
前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量に対応する電圧を基準とする前記バッテリの電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項６】
前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量に対応する電圧以下になることを条件として前記バッテリの電圧が前記第２所定残容量に対応する電圧を超えるように前記モータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項７】
前記第１所定残容量に対応する電圧を基準とする前記バッテリの電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項８】
前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量に対応する電圧に達したことを条件として前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量に対応する電圧より低下しないように前記モータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項９】
前記モータ駆動制限を実行する前記バッテリの電圧を、前記バッテリに設けられ、前記バッテリの動作を制御するバッテリ制御部が導出することを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のシステム制御装置を搭載したことを特徴とする移動体。
【請求項１１】
移動体の前方に向かって光を照射するヘッドライトを備え、
前記システム制御部は、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が前記第１所定残容量より少ない第２所定残容量以下になった場合に、前記ヘッドライトを消灯することを特徴とする請求項１０に記載の移動体。
【請求項１】
バッテリの残容量を監視しながら移動体のモータ及びシステム全体を制御する移動体のシステム制御装置において、
前記バッテリの残容量を推定する残容量推定部と、
前記バッテリの電圧、電流、温度のうち少なくとも１つに基づいて前記残容量推定部が推定した前記バッテリの推定残容量を補正する残容量補正部と、
前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が第１所定残容量以下になることを条件として前記モータの駆動をＯＦＦにさせるシステム制御部と、
を備えることを特徴とする移動体のシステム制御装置。
【請求項２】
前記システム制御部は、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が前記第１所定残容量より少ない第２所定残容量以下になることを条件として前記システム全体の電源をＯＦＦにすることを特徴とする請求項１に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項３】
前記残容量推定部は、前記バッテリの電流を積算することにより前記バッテリの残容量を推定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項４】
前記残容量補正部は、前記バッテリの電流と温度との関係から前記バッテリの残容量に対応する補正実施電圧が得られるマップを有し、前記バッテリの電圧が前記マップを用いて得た前記第１所定残容量または前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量各々に対応する前記補正実施電圧以下になることを条件として前記残容量推定部が推定した前記バッテリの推定残容量を補正することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項５】
前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量に対応する電圧を基準とする前記バッテリの電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項６】
前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量より少ない前記第２所定残容量に対応する電圧以下になることを条件として前記バッテリの電圧が前記第２所定残容量に対応する電圧を超えるように前記モータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項７】
前記第１所定残容量に対応する電圧を基準とする前記バッテリの電圧に対応して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項８】
前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量に対応する電圧に達したことを条件として前記バッテリの電圧が前記第１所定残容量に対応する電圧より低下しないように前記モータの出力を調整して放電電流を制限するモータ駆動制限を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項９】
前記モータ駆動制限を実行する前記バッテリの電圧を、前記バッテリに設けられ、前記バッテリの動作を制御するバッテリ制御部が導出することを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の移動体のシステム制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のシステム制御装置を搭載したことを特徴とする移動体。
【請求項１１】
移動体の前方に向かって光を照射するヘッドライトを備え、
前記システム制御部は、前記残容量補正部が補正した前記バッテリの残容量が前記第１所定残容量より少ない第２所定残容量以下になった場合に、前記ヘッドライトを消灯することを特徴とする請求項１０に記載の移動体。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２２３８６２（Ｐ２０１１−２２３８６２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１９５８（Ｐ２０１１−４１９５８）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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