電動車両の制御装置及びその制御装置を備えた電動車両
【課題】この発明は、いずれか１つ又は複数の車輪に設けられたバッテリー或いは回路に異常が生じても、残りの車輪の回転により安定して走行移動させることができる電動車両の制御装置及びその制御装置を備えた電動車両の提供を目的とする。
【解決手段】３輪型又は４輪型の電動車両１０において、車両本体１１に取り付けられた車輪２０，３０に、電動モータ５０と、バッテリー５１と、制御部５２と、電圧検知センサー５３と、回路異常検知装置５４と、回生回路５５と、昇降圧回路５６を備えた制御装置４０が独立して設けられている。また、車輪２０，３０の制御装置４０は、制御装置４０を統括して制御する主制御装置４１に接続されている。また、車輪２０，３０と電動モータ５０の間に、該車輪２０，３０に対し電動モータ５０の回転力が伝達される連結状態と、該連結が解除される解除状態とに動作する切替え装置５７が独立して設けられたものである。
【解決手段】３輪型又は４輪型の電動車両１０において、車両本体１１に取り付けられた車輪２０，３０に、電動モータ５０と、バッテリー５１と、制御部５２と、電圧検知センサー５３と、回路異常検知装置５４と、回生回路５５と、昇降圧回路５６を備えた制御装置４０が独立して設けられている。また、車輪２０，３０の制御装置４０は、制御装置４０を統括して制御する主制御装置４１に接続されている。また、車輪２０，３０と電動モータ５０の間に、該車輪２０，３０に対し電動モータ５０の回転力が伝達される連結状態と、該連結が解除される解除状態とに動作する切替え装置５７が独立して設けられたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、３輪型車両や４輪型車両等の複数の車輪が取り付けられた電動車両を走行移動させる際に用いられる電動車両の制御装置及びその制御装置を備えた電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記電動車両としては、例えば特許文献１の電気自動車と、特許文献２の電気自動車の駆動装置と、特許文献３の電動車両の駆動システムの制御装置および制御方法等が提案されている。特許文献１，２，３は、車両本体に取り付けられた複数の車輪を、該各車輪に独立して設けられたモータで回転させて走行移動するものである。
【０００３】
しかし、通常は、車両本体に搭載された１つのバッテリーから供給される電力で各車輪のモータを駆動するため、バッテリーに充電された電力が放電或いは消耗する等して、モータを駆動するのに必要な電力が得られない場合、全モータの駆動が不可能となる。また、バッテリーに充電するか、充電済みバッテリーに交換するまで、走行移動させることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２６２８０６号公報
【特許文献２】特開平８−１９１１０号公報
【特許文献３】特開２００９−８１９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、いずれか１つ又は複数の車輪に設けられたバッテリー或いは回路に異常が生じても、残りの車輪の回転により安定して走行移動させることができる電動車両の制御装置及びその制御装置を備えた電動車両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】
【０００６】
この発明は、複数の車輪を備えた電動車両の制御装置であって、前記各車輪のそれぞれに、該車輪を回転するための電動モータと、該電動モータの駆動及び停止を制御するための制御手段と、該電動モータに対し電力を供給するバッテリーとを備え、前記各車輪の制御手段を統括して制御する主制御手段を有する電動車両の制御装置であることを特徴とする。
これにより、各車輪の制御手段を主制御手段で統括して制御し、各車輪の電動モータを独立して回転制御するので、電動車両を、所望する速度で所望する方向へ安定して走行移動させることができる。また、電動車両が右旋回又は左旋回する際に、内輪側車輪の電動モータを、外輪側車輪の電動モータよりも低速となるように独立して回転制御するので、安定したコーナーリングを実現することができる。
【０００７】
この発明の態様として、前記バッテリーを、前記電動モータが駆動する駆動電圧より充電された電力の電圧が低く、並列接続された複数の低電圧バッテリーで構成するとともに、前記低電圧バッテリーから前記電動モータへ供給される電力を、前記電動モータが駆動する駆動電圧に昇圧する昇圧手段を備えることができる。
これにより、バッテリーに漏電が発生しても、印加された電圧が低いため、身体に与える衝撃が小さく、高電圧のバッテリーを搭載するよりも安全である。
【０００８】
また、この発明の態様として、前記低電圧バッテリーを、１２Ｖバッテリーで構成することができる。
これにより、バッテリーに充電された電力が放電或いは消耗する等して、即交換しなければならない場合、例えばガソリンスタンドや自動車修理工場等のバッテリー取扱店で即購入することができる。また、一般的に市販されている１２Ｖバッテリーを使用しているので、安価で経済的である。
【０００９】
また、この発明の態様として、前記車輪の回転力によって前記電動モータが起電する電力を前記バッテリーに供給し、該バッテリーに充電される電力の電圧を前記電動モータの駆動が許容される電圧に回生する回生手段を備えるとともに、前記昇圧手段を、前記電動モータが起電する高電圧の電力を、前記バッテリーへの充電が許容される低電圧に降圧する昇降圧回路で構成することができる。
これにより、バッテリーに充電される電力の電圧を、電動モータの駆動が許容される電圧に回生しながら、電動モータが起電する電力を、バッテリーへの充電が許容される電圧に降圧調整することができる。
【００１０】
また、この発明の態様として、前記バッテリーに充電された電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段から出力される検知信号に基づいて、前記バッテリーの電圧が前記電動モータの駆動が許容される電圧であるか否かを判定する電圧判定手段と、前記電圧判定手段によって前記電動モータの駆動が許容される電圧であると判定された際に、その判定と対応する車輪に対し該電動モータの動力が伝達される連結状態に動作され、前記電圧判定手段によって前記電動モータの駆動が不可能な電圧であると判定された際に、その判定と対応する車輪に対し該電動モータの動力伝達が解除される解除状態とに動作される切替え手段とを備えることができる。
これにより、複数の車輪に設けられたバッテリーの電圧が、電動モータの駆動が許容される電圧であると判定された際には、そのバッテリーと対応する車輪と電動モータを連結して、車輪を電動モータで回転させることができる。また、いずれか１つ又は複数の車輪に設けられたバッテリーの電圧が、電動モータの駆動が不可能な電圧であると判定された際には、そのバッテリーと対応する車輪と電動モータの連結を解除して、車輪を自由回転させることができる。
【００１１】
また、この発明の態様として、前記制御装置の回路異常を検知するための回路異常検知手段と、前記回路異常検知手段から出力される検知信号に基づいて、前記制御装置の回路に回路異常が発生したか否かを判定する回路異常判定手段を備えることができる。
これにより、回路が断線するか故障する等した回路異常ありと判定された制御装置を特定することができる。
【００１２】
また、この発明の態様として、前記構成のうちいずれか一つに記載の制御装置を備えた電動車両を構成することができる。
これにより、電動車両を、所望する速度で所望する方向へ安定して走行移動させることができる。
【００１３】
なお、昇圧手段及び昇降圧手段は、例えば昇圧チョッパー回路、降圧チョッパー回路、昇降圧チュッパー回路等を含むものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、複数の車輪の制御手段を主制御手段で統括して制御し、各車輪の電動モータを独立して回転制御するので、電動車両を、所望する速度で所望する方向へ安定して走行移動させることができる。また、いずれか１つ又は複数の車輪に設けられたバッテリー或いは回路に異常が生じても、残りの車輪を、該車輪の正常なバッテリーから供給される電力で回転させるので、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】前側１輪、後側２輪の３輪型電動車両及び制御装置を示す模式図。
【図２】車輪に設けられた制御装置及び主制御装置を示すブロック図。
【図３】制御装置及び主制御装置による制御動作を示すフローチャート。
【図４】前側２輪、後側１輪の３輪型電動車両及び制御装置を示す模式図。
【図５】前後２輪の４輪型電動車両及び制御装置を示す模式図。
【図６】走行開始時における電動モータの出力曲線を示す説明図。
【図７】１つの制御装置に主制御装置の制御機能を持たせた例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
図１は、前側１輪、後側２輪の３輪型電動車両１０及び制御装置４０を示す模式図、図２は、車輪２０，３０に設けられた制御装置４０及び主制御装置４１を示すブロック図、図３は、制御装置４０及び主制御装置４１による制御動作を示すフローチャートである。
【００１７】
本実施例の電動車両１０は、車両本体１１の前側左右に２つの車輪２０が操舵自在に取り付けられ、該車両本体１１の後側中央に１つの車輪３０が取り付けられた３輪型車両である。
【００１８】
車輪２０，３０には、該車輪２０，３０を回転するための電動モータ５０と、該電動モータ５０に対し電力を供給するためのバッテリー５１と、該電動モータ５０の回転及び停止を制御するための制御部５２と、バッテリー５１の電圧（電圧や電力）を検知するための電圧検知センサー５３と、後述する制御装置４０の回路異常（断線等）を検知するための回路異常検知装置５４と、電動モータ５０が起電する電力でバッテリー５１を回生するための回生回路５５と、バッテリー５１からの電力を電動モータ５０が駆動する駆動電圧に昇圧及び／又は電動モータ５０からの電力をバッテリー５１への充電が許容される電圧に降圧するための昇降圧回路５６を備えた制御装置４０がそれぞれ独立して設けられている（図１参照）。
また、車輪２０，３０に設けられた制御装置４０は、車輪２０，３０の制御装置４０を統括して制御する主制御装置４１に接続されている。
【００１９】
さらにまた、車輪２０，３０と電動モータ５０の間には、該車輪２０，３０に対し電動モータ５０の回転力が伝達される連結状態と、該連結が解除される解除状態とに切替え動作する切替え装置５７がそれぞれ独立して設けられている。
なお、電動モータ５０は、３６ＶＤＣモータで構成されている。また、バッテリー５１は、電動モータ５０が駆動する駆動電圧より充電された電力の電圧が低く、並列接続された複数の低電圧である１２Ｖバッテリーで構成されている。
【００２０】
主制御装置４１は、車輪２０，３０の制御装置４０を統括して制御する機能を備えている。
つまり、車輪２０，３０に設けられたいずれか一つ又は複数の制御装置４０に故障が発生した場合、その故障した箇所の制御部５２に代わり、電動モータ５０の駆動及び停止と、電圧検知センサー５３の検知動作と、回路異常検知装置５４の検知動作と、回生回路５５の回生動作と、昇降圧回路５６の昇圧動作及び降圧動作と、切替え装置５７の切替え動作とを制御する。
【００２１】
前側車輪２０の車軸２１には、該車輪２０の操舵角を可変するための操舵装置５８が連結されている。また、操舵装置５８には、電動モータ５０の回転数を可変調節するためのアクセル５９が設けられている。なお、車両本体１１の足載せ部１１ａに、図示しない足踏み式のアクセルを設けてもよい。
【００２２】
前記電動車両１０には、前記制御装置４０及び主制御装置４１が備えられ、制御装置４０の制御部５２には、ＣＰＵ６０と、ＲＯＭ６１と、ＲＡＭ６２が内蔵されている（図２参照）。また、ＣＰＵ６０は、ＲＯＭ６１に格納されたプログラムに沿って、電動モータ５０の駆動及び停止と、電圧検知センサー５３の検知動作と、回路異常検知装置５４の検知動作と、回生回路５５の回生動作と、昇降圧回路５６の昇圧動作及び降圧動作と、切替え装置５７の切替え動作とを制御する。
【００２３】
ＣＰＵ６０は、電圧検知センサー５３から出力される検知信号に基づいて電圧を算出するとともに、電圧検知センサー５３で検知された検知電圧と、ＲＡＭ６２に記憶された標準電圧とを比較して、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であるか否かを判定する。
【００２４】
つまり、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であると判定された場合、その判定と対応するバッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路を開成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回生回路５５を閉成する。
【００２５】
また、バッテリー５１から電動モータ５０へ供給される１２Ｖの電力を、昇降圧回路５６により電動モータ５０の駆動が許容される３６Ｖの電圧に昇圧して供給する。
【００２６】
これにより、電動モータ５０が、バッテリー５１から供給される電力によって駆動され、その電動モータ５０に直結された車輪２０，３０が回転される。
また、ＣＰＵ６０は、判定と対応する切替え装置５７に連結信号を出力して、切替え装置５７を連結状態に動作するか、連結状態を維持させる。
【００２７】
一方、バッテリー５１に充電された電力が放電或いは消耗する等して、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が不可能な電圧であると判定された場合、その判定と対応するバッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路を閉成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路を開成する。
また、ＣＰＵ６０は、判定と対応する車輪２０又は３０の切替え装置５７に解除信号を出力して、切替え装置５７を解除状態に切替え動作する。これにより、車輪２０又は３０と電動モータ５０の連結が解除される。
【００２８】
さらにまた、ＣＰＵ６０は、回路異常検知装置５４から出力される検知信号に基づいて、制御装置４０や電動モータ５０の回路に異常が発生したか否かを判定する。
つまり、制御装置４０や電動モータ５０に回路異常ありと判定された場合、その判定と対応する切替え装置５７に解除信号を出力して、切替え装置５７を、車輪２０又は３０と電動モータ５０の連結が解除される解除状態に動作する。
【００２９】
一方、回路異常なしと判定された場合、その判定と対応する切替え装置５７に連結信号を出力して、切替え装置５７を、車輪２０又は３０と電動モータ５０が連結される連結状態に動作するか、連結状態を維持させる。
【００３０】
回生回路５５は、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路上に設けられている。
つまり、ＣＰＵ６０によって、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が不可能な電圧であると判定された際に開成され、該電動モータ５０の駆動が許容される電圧であると判定された際に閉成される。
【００３１】
なお、回生回路５５の開成時は、バッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路が閉成され、該回生回路５５の閉成時は、バッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路が開成される。
【００３２】
昇降圧回路５６は、電動モータ５０とバッテリー５１を接続する回路上に設けられている。
つまり、ＣＰＵ６０による判定に基づいて、バッテリー５１から電動モータ５０へ供給される低電圧（１２Ｖ）の電力を、電動モータ５０の駆動が許容される高電圧（３６Ｖ）の電圧に昇圧する昇圧動作と、電動モータ５０からバッテリー５１へ供給される該電動モータ５０が起電する高電圧の電力を、バッテリー５１への充電が許容される低電圧（１２Ｖ）に降圧する降圧動作とに動作される。
【００３３】
切替え装置５７は、車輪２０，３０と電動モータ５０との間にそれぞれ独立して設けられている。
つまり、ＣＰＵ６０から連結信号が出力された際に、車輪２０，３０と電動モータ５０とを回転力が伝達される連結状態に動作される。
また、ＣＰＵ６０から解除信号が出力された際に、車輪２０，３０と電動モータ５０との連結が解除される解除状態に動作される。これにより、車輪２０，３０の自由回転が許容される。
【００３４】
次に、電動車両１０の制御装置４０及び制御装置４０を備えた電動車両１０の制御法を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３５】
先ず、車両本体１１の操舵装置５８或いは足載せ部１１ａに設けられた図示しない電源スイッチをＯＮ操作すると（ステップ１）、車輪２０，３０のバッテリー５１に充電された電力の電圧が電圧検知センサー５３で検知され、その検知した電圧が制御部５２のＣＰＵ６０に出力される（ステップ２）。
【００３６】
ＣＰＵ６０は、電圧検知センサー５３で検知された検知電圧と、ＲＡＭ６２に記憶された標準電圧とを比較して、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であるか否かを判定する（ステップ３）。
また、制御装置４０や電動モータ５０の回路が回路異常検知装置５４で検知され、その検知した検知信号がＣＰＵ６０に出力される（ステップ４）。
【００３７】
ＣＰＵ６０は、回路異常検知装置５４から出力される検知信号に基づいて、制御装置４０や電動モータ５０の回路に異常が発生したか否かを判定する（ステップ５）。
【００３８】
つまり、制御装置４０や電動モータ５０に回路異常なしと判定された場合、バッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路を開成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路を閉成する。かつ、回生回路５５を開成する（ステップ６）。
【００３９】
また、バッテリー５１から供給される１２Ｖの電圧に印加された電力を、電動モータ５０が駆動する３６Ｖの電圧に昇降圧回路５６で昇圧するとともに（ステップ７）、その昇圧された電力を電動モータ５０へ供給して、電動モータ５０を駆動する。
【００４０】
さらに、車輪２０，３０の切替え装置５７を、車輪２０，３０と電動モータ５０が連結される連結状態に動作するか、連結状態を維持させる（ステップ８）。
【００４１】
次に、操舵装置５８のアクセル５９を開操作すれば（ステップ９）、その開操作に応じてバッテリー５１から電動モータ５０へ供給される電力が徐々に増加するので、電動モータ５０の回転数が上昇し、車輪２０，３０の回転速度が徐々に速くなる。
【００４２】
つまり、前側車輪２０，２０と後側車輪３０が、該車輪２０，３０のバッテリー５１から供給される電力で独立して回転される（ステップ１０）。
これにより、電動車両１０を、操舵装置５８の操舵に応じて所望する速度で所望する方向へ走行移動（前進又は後進）させることができる。
【００４３】
走行開始時において、主制御装置４１は、車輪２０，３０の制御装置４０を統括して制御するとともに、バッテリー５１から電動モータ５０へ供給される電圧（及び電流）を調整して、図６に示すように、電動モータ５０の出力が曲線Ａを描くようにフィードバック制御する。しかし、フィードバック制御しなければ、同図に示すように、電動モータ５０の出力が曲線Ｂを描くことになり、消費電力が大きくなる。
【００４４】
これにより、走行開始時の突入電流が下がり、消費電力を可能な限り少なくすることができる。また、バッテリー５１の過放電がなくなるため、バッテリー５１の寿命を２倍以上に延ばすことができる。
【００４５】
また、主制御装置４１は、電動車両１０が右旋回又は左旋回する際に、操舵装置５８の操舵角度に応じて、内輪側車輪３０の電動モータ５０を、外輪側車輪３０の電動モータ５０よりも低速となるように、車輪２０，３０の制御装置４０を統括して制御する。
つまり、車輪２０，３０の制御装置４０は、主制御装置４１から出力される指令信号に基づいて、左右の電動モータ５０を独立して回転制御するので、安定したコーナーリングを実現することができる。
【００４６】
また、例えば断線や故障等が原因で、いずれか１つ又は２つの電動モータ５０が駆動不能になった場合、その駆動不能と判定された箇所の切替え装置５７に解除信号を出力して解除状態に動作させる。
【００４７】
これにより、車輪２０又は３０と電動モータ５０の連結が解除され、車輪２０又は３０の自由回転が可能となる。
【００４８】
残りの駆動可能な電動モータ５０をバッテリー５１から供給される電力で駆動して、該電動モータ５０が連結された残りの車輪２０又は３０を回転させるので、電動車両１０を、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【００４９】
次に、アクセル５９を閉操作すれば（ステップ１１）、その閉操作に応じてバッテリー５１から電動モータ５０へ供給される電力が徐々に減少するので、電動モータ５０の回転数が下降し、車輪２０，３０の回転速度が徐々に遅くなる。
【００５０】
さらに、アクセル５９を停止位置まで戻し操作すると、バッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路が閉成され、最終的に回転が停止される（ステップ１２）。
これにより、電動車両１０を、所望する場所に停止させることができる。この後、電源スイッチをＯＦＦ操作すると（ステップ１３）、車両全体への通電が解除される。
【００５１】
一方、バッテリー５１に充電された電力が放電或いは消耗する等して、右側車輪２０の電圧検知センサー５３で検知された検知電圧が、ＲＡＭ６２に記憶された標準電圧より低いと判定された場合、及び／又は、制御装置４０や電動モータ５０に回路異常ありと判定された場合、ＣＰＵ６０は、その判定と対応する切替え装置５７に解除信号を出力して、右側車輪２０と電動モータ５０との連結が解除される解除状態に動作させる（ステップ１４）。
【００５２】
また、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であると判定された場合、その判定と対応する左側車輪２０及び後側車輪３０の切替え装置５７に連結信号を出力して連結状態を維持させる。
【００５３】
例えば右側車輪２０の電動モータ５０や制御装置４０が故障するか、電動モータ５０の駆動が不可能な電圧までバッテリー５１の電圧が低下した場合、右側車輪２０と電動モータ５０の連結を解除する。
【００５４】
残りの左側車輪２０及び後側車輪３０の電動モータ５０をバッテリー５１から供給される電力で駆動して、該電動モータ５０が連結された左側車輪２０及び後側車輪３０を回転させて走行移動させる。
【００５５】
ＣＰＵ６０は、電動モータ５０の駆動が不可能な電圧であると判定されたバッテリー５１から該電動モータ５０へ電力を供給する回路を閉成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路を開成する。かつ、回生回路５５を開成する（ステップ１５）。
左側車輪２０及び後側車輪３０の電動モータ５０を、該車輪２０，３０のバッテリー５１から供給される昇降圧回路５６で昇圧された電力によって回転させるので、電動車両１０を、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【００５６】
また、右側車輪２０と電動モータ５０の連結が解除されているので、走行時において、右側車輪２０に対し電動モータ５０の回動抵抗が付加されることがなく、電動車両１０の走行移動がスムースに行える。
【００５７】
さらに、電動車両１０の走行力を利用して、電動モータ５０との連結が解除された右側車輪２０を回転させることにより、電動モータ５０の軸中心に挿入された右側車輪２０の車軸２１が、電動モータ５０の回転方向（出力方向）とは逆の方向へ回転することになる。
これにより、電動モータ５０の内部コイルに誘導電流が発生し、バッテリー５１に充電される電力の電圧より高電圧の電力が起電される。
【００５８】
電動モータ５０によって起電された電力を、バッテリー５１への充電が許容される電圧に昇降圧回路５６で降圧するとともに（ステップ１６）、その降圧された電力を回生回路５５で回生しながら、右側車輪２０のバッテリー５１へ供給して、バッテリー５１の回生を開始する（ステップ１７）。
【００５９】
また、右側車輪２０の電動モータ５０が起電する電力をバッテリー５１に供給しながら、該バッテリー５１の電圧を電圧検知センサー５３で検知し、その検知した検知信号をＣＰＵ６０に出力する（ステップ１８）。
【００６０】
ＣＰＵ６０は、電圧検知センサー５３で検知された検知電圧と、ＲＡＭ６２に記憶された標準電圧とを比較して、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であるか否かを随時判定する。これにより、バッテリー５１に充電された電力の電圧を、電動モータ５０の駆動が許容される電圧に回生する（ステップ１９）。
【００６１】
電動モータ５０の駆動が許容される電圧であると判定された場合、回生されたバッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路を開成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路を閉成する（ステップ２０）。また、右側車輪２０の切替え装置５７に連結信号を出力して連結状態に動作させる。
【００６２】
これにより、前側車輪２０，２０と後側車輪３０が、該車輪２０，３０，３０のバッテリー５１から供給される電力で独立して回転されることになり、電動車両１０を、操舵装置５８の操舵に応じて所望する速度で所望する方向へ走行移動させることができる（ステップ８〜ステップ１３）。
【００６３】
さらに、前側車輪２０，２０のバッテリー５１に充電された電力が放電或いは消耗する等して、前側車輪２０，２０の電動モータ５０を駆動することが不可能な電圧であると判定された場合、前記と同様に、前側車輪２０，２０の切替え装置５７を解除状態に動作させ、該前側車輪２０，２０と電動モータ５０の連結を解除する。
【００６４】
つまり、後側車輪３０の電動モータ５０を、該電動モータ５０を駆動することが可能な電圧を有するバッテリー５１から供給される電力で回転させて、電動車両１０を走行移動させる。
【００６５】
また、電動車両１０の走行力を利用して、前側車輪２０，２０を走行方向に自由回転させながら、該車輪２０，２０に直結された電動モータ５０が起電する電力を昇降圧回路５６で降圧し、回生回路５５を介して、前側車輪２０，２０のバッテリー５１に供給する。これにより、電動車両１０を、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【００６６】
以上のように、複数の車輪２０，３０の制御装置４０を１つの主制御装置４１で統括して制御し、車輪２０，３０の電動モータ５０を独立して回転するので、電動車両１０を、所望する速度で所望する方向へ安定して走行移動させることができる。また、いずれか１つ又は複数の車輪２０，３０に設けられたバッテリー５１或いは回路に異常が生じても、残りの車輪２０，３０を、該車輪２０，３０の正常なバッテリー５１から供給される電力で回転させるので、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【００６７】
また、一つの電動モータ５０の出力及びバッテリー５１の容量が小さくて済むとともに、バッテリー５１から供給される電圧を昇圧して使用するので、バッテリー５１の容量が小さくて済み、小さい電力で走行することができる。
【００６８】
これにより、電動モータ５０やバッテリー５１の小型化、車両全体の軽量化が図れる。また、小型の電動モータ５０や容量が小さいバッテリー５１は安価であるため、車両全体の製造コストを低減することができる。
【００６９】
さらに、バッテリー５１の寿命が長くなり、走行距離の延長を図ることができるとともに、一つの電動モータ５０やバッテリー５１に付加される負担が軽減されるため、耐久性が向上する。
【００７０】
さらにまた、バッテリー５１から供給される１２Ｖの電圧に印加された電力を、電動モータ５０が駆動する３６Ｖの電圧に昇降圧回路５６で昇圧して使用することにより、バッテリー５１に漏電が発生しても、印加された電圧が低いため、身体に与える衝撃が小さく、高電圧のバッテリーを搭載するよりも安全である。
【００７１】
図４は、前側２輪、後側１輪の３輪型電動車両１０及び制御装置４０を示す模式図である。なお、本例に於いて、前記実施例と同一構成の部分は同一の符号を記してその詳細な説明を省略する。
【００７２】
本例の電動車両１０は、車両本体１１の前側中央に１つの車輪２０が操舵自在に取り付けられ、該車両本体１１の後側左右に２つの車輪３０が取り付けられた前側２輪の３輪型車両である。
【００７３】
つまり、前記実施例と同様に、車輪２０，３０の制御装置４０を主制御装置４１で統括して制御し、車輪２０，３０を電動モータ５０により独立して回転させる。
【００７４】
これにより、電動車両１０を、所望する速度で所望する方向へ走行移動させることができる。また、バッテリー５１の電力が放電或いは消耗するか、回路が断線するか故障する等しても、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができ、前記実施例と略同等の作用及び効果を奏することができる。
【００７５】
図５は、前後２輪の４輪型電動車両７０及び制御装置４０を示す模式図である。なお、本例に於いて、前記実施例と同一構成の部分は同一の符号を記してその詳細な説明を省略する。
【００７６】
本例の電動車両７０は、車両本体７１の前側左右に車輪２０が操舵自在に取り付けられ、該車両本体７１の後側左右に車輪３０が取り付けられた４輪型車両である。
【００７７】
つまり、前記実施例と同様に、前側左右の車輪２０及び後側左右の車輪３０の制御装置４０を主制御装置４１で統括して制御し、前側左右の車輪２０及び後側左右の車輪３０を電動モータ５０により独立して回転させる。
【００７８】
これにより、電動車両１０を、所望する速度で所望する方向へ走行移動させることができる。また、バッテリー５１の電力が放電或いは消耗するか、回路が断線するか故障する等しても、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができ、前記実施例と略同等の作用及び効果を奏することができる。
【００７９】
なお、前側車輪２０の車軸２１には、左右車輪２０の操舵角を可変するための操舵装置５８が連結されている。また、図示しない運転席の足元には、足踏み式のアクセルが設けられている。
【００８０】
この発明の構成と、前記実施形態との対応において、
この発明の制御手段、電圧判定手段、回路異常判定手段は、制御部５２に対応し、
以下同様に、
主制御手段は、主制御装置４１に対応し、
低電圧バッテリーは、バッテリー５１に対応し、
電圧検知手段は、電圧検知センサー５３に対応し、
昇圧手段及び昇降圧手段は、昇降圧回路５６に対応し、
回路異常検知手段は、回路異常検知装置５４に対応し、
回生手段は、回生回路５５に対応し、
切替え手段は、切替え装置５７に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
【００８１】
前記実施例では、車輪２０，３０の制御装置４０を、独立して設けられた１つの制御装置４０で統括して制御するが、例えば図７に示すように、主制御装置４１の制御機能を、いずれか１つの制御装置４０に持たせてもよい。この場合、残りの制御装置４０は、主制御装置４１の制御機能を有する１つの制御装置４０により統括して制御されるので、前記実施例と略同等の作用及び効果を奏することができる。
【００８２】
また、実施例では、１つの昇降圧回路５６にて電力を昇圧或いは降圧するが、例えば車輪２０，３０に、バッテリー５１から供給される低電圧の電力を、電動モータ５０が駆動する駆動電圧に昇圧する昇圧回路と、電動モータ５０が起電する高電圧の電力を、バッテリー５１への充電が許容される電圧に降圧する降圧回路とを設けてもよい。
【００８３】
さらにまた、切替え装置５７の切替え動作を制御装置４０又は主制御装置４１で自動制御する代わりに、例えばレバーやボタン等で構成される手動式の切替え機構を設けてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０…電動車両
１１…車両本体
２０，３０…車輪
４０…制御装置
４１…主制御装置
５０…電動モータ
５１…バッテリー
５２…制御部
５３…電圧検知センサー
５４…回路異常検知装置
５５…回生回路
５６…昇降圧回路
５７…切替え装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、３輪型車両や４輪型車両等の複数の車輪が取り付けられた電動車両を走行移動させる際に用いられる電動車両の制御装置及びその制御装置を備えた電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記電動車両としては、例えば特許文献１の電気自動車と、特許文献２の電気自動車の駆動装置と、特許文献３の電動車両の駆動システムの制御装置および制御方法等が提案されている。特許文献１，２，３は、車両本体に取り付けられた複数の車輪を、該各車輪に独立して設けられたモータで回転させて走行移動するものである。
【０００３】
しかし、通常は、車両本体に搭載された１つのバッテリーから供給される電力で各車輪のモータを駆動するため、バッテリーに充電された電力が放電或いは消耗する等して、モータを駆動するのに必要な電力が得られない場合、全モータの駆動が不可能となる。また、バッテリーに充電するか、充電済みバッテリーに交換するまで、走行移動させることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２６２８０６号公報
【特許文献２】特開平８−１９１１０号公報
【特許文献３】特開２００９−８１９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、いずれか１つ又は複数の車輪に設けられたバッテリー或いは回路に異常が生じても、残りの車輪の回転により安定して走行移動させることができる電動車両の制御装置及びその制御装置を備えた電動車両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】
【０００６】
この発明は、複数の車輪を備えた電動車両の制御装置であって、前記各車輪のそれぞれに、該車輪を回転するための電動モータと、該電動モータの駆動及び停止を制御するための制御手段と、該電動モータに対し電力を供給するバッテリーとを備え、前記各車輪の制御手段を統括して制御する主制御手段を有する電動車両の制御装置であることを特徴とする。
これにより、各車輪の制御手段を主制御手段で統括して制御し、各車輪の電動モータを独立して回転制御するので、電動車両を、所望する速度で所望する方向へ安定して走行移動させることができる。また、電動車両が右旋回又は左旋回する際に、内輪側車輪の電動モータを、外輪側車輪の電動モータよりも低速となるように独立して回転制御するので、安定したコーナーリングを実現することができる。
【０００７】
この発明の態様として、前記バッテリーを、前記電動モータが駆動する駆動電圧より充電された電力の電圧が低く、並列接続された複数の低電圧バッテリーで構成するとともに、前記低電圧バッテリーから前記電動モータへ供給される電力を、前記電動モータが駆動する駆動電圧に昇圧する昇圧手段を備えることができる。
これにより、バッテリーに漏電が発生しても、印加された電圧が低いため、身体に与える衝撃が小さく、高電圧のバッテリーを搭載するよりも安全である。
【０００８】
また、この発明の態様として、前記低電圧バッテリーを、１２Ｖバッテリーで構成することができる。
これにより、バッテリーに充電された電力が放電或いは消耗する等して、即交換しなければならない場合、例えばガソリンスタンドや自動車修理工場等のバッテリー取扱店で即購入することができる。また、一般的に市販されている１２Ｖバッテリーを使用しているので、安価で経済的である。
【０００９】
また、この発明の態様として、前記車輪の回転力によって前記電動モータが起電する電力を前記バッテリーに供給し、該バッテリーに充電される電力の電圧を前記電動モータの駆動が許容される電圧に回生する回生手段を備えるとともに、前記昇圧手段を、前記電動モータが起電する高電圧の電力を、前記バッテリーへの充電が許容される低電圧に降圧する昇降圧回路で構成することができる。
これにより、バッテリーに充電される電力の電圧を、電動モータの駆動が許容される電圧に回生しながら、電動モータが起電する電力を、バッテリーへの充電が許容される電圧に降圧調整することができる。
【００１０】
また、この発明の態様として、前記バッテリーに充電された電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段から出力される検知信号に基づいて、前記バッテリーの電圧が前記電動モータの駆動が許容される電圧であるか否かを判定する電圧判定手段と、前記電圧判定手段によって前記電動モータの駆動が許容される電圧であると判定された際に、その判定と対応する車輪に対し該電動モータの動力が伝達される連結状態に動作され、前記電圧判定手段によって前記電動モータの駆動が不可能な電圧であると判定された際に、その判定と対応する車輪に対し該電動モータの動力伝達が解除される解除状態とに動作される切替え手段とを備えることができる。
これにより、複数の車輪に設けられたバッテリーの電圧が、電動モータの駆動が許容される電圧であると判定された際には、そのバッテリーと対応する車輪と電動モータを連結して、車輪を電動モータで回転させることができる。また、いずれか１つ又は複数の車輪に設けられたバッテリーの電圧が、電動モータの駆動が不可能な電圧であると判定された際には、そのバッテリーと対応する車輪と電動モータの連結を解除して、車輪を自由回転させることができる。
【００１１】
また、この発明の態様として、前記制御装置の回路異常を検知するための回路異常検知手段と、前記回路異常検知手段から出力される検知信号に基づいて、前記制御装置の回路に回路異常が発生したか否かを判定する回路異常判定手段を備えることができる。
これにより、回路が断線するか故障する等した回路異常ありと判定された制御装置を特定することができる。
【００１２】
また、この発明の態様として、前記構成のうちいずれか一つに記載の制御装置を備えた電動車両を構成することができる。
これにより、電動車両を、所望する速度で所望する方向へ安定して走行移動させることができる。
【００１３】
なお、昇圧手段及び昇降圧手段は、例えば昇圧チョッパー回路、降圧チョッパー回路、昇降圧チュッパー回路等を含むものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、複数の車輪の制御手段を主制御手段で統括して制御し、各車輪の電動モータを独立して回転制御するので、電動車両を、所望する速度で所望する方向へ安定して走行移動させることができる。また、いずれか１つ又は複数の車輪に設けられたバッテリー或いは回路に異常が生じても、残りの車輪を、該車輪の正常なバッテリーから供給される電力で回転させるので、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】前側１輪、後側２輪の３輪型電動車両及び制御装置を示す模式図。
【図２】車輪に設けられた制御装置及び主制御装置を示すブロック図。
【図３】制御装置及び主制御装置による制御動作を示すフローチャート。
【図４】前側２輪、後側１輪の３輪型電動車両及び制御装置を示す模式図。
【図５】前後２輪の４輪型電動車両及び制御装置を示す模式図。
【図６】走行開始時における電動モータの出力曲線を示す説明図。
【図７】１つの制御装置に主制御装置の制御機能を持たせた例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
図１は、前側１輪、後側２輪の３輪型電動車両１０及び制御装置４０を示す模式図、図２は、車輪２０，３０に設けられた制御装置４０及び主制御装置４１を示すブロック図、図３は、制御装置４０及び主制御装置４１による制御動作を示すフローチャートである。
【００１７】
本実施例の電動車両１０は、車両本体１１の前側左右に２つの車輪２０が操舵自在に取り付けられ、該車両本体１１の後側中央に１つの車輪３０が取り付けられた３輪型車両である。
【００１８】
車輪２０，３０には、該車輪２０，３０を回転するための電動モータ５０と、該電動モータ５０に対し電力を供給するためのバッテリー５１と、該電動モータ５０の回転及び停止を制御するための制御部５２と、バッテリー５１の電圧（電圧や電力）を検知するための電圧検知センサー５３と、後述する制御装置４０の回路異常（断線等）を検知するための回路異常検知装置５４と、電動モータ５０が起電する電力でバッテリー５１を回生するための回生回路５５と、バッテリー５１からの電力を電動モータ５０が駆動する駆動電圧に昇圧及び／又は電動モータ５０からの電力をバッテリー５１への充電が許容される電圧に降圧するための昇降圧回路５６を備えた制御装置４０がそれぞれ独立して設けられている（図１参照）。
また、車輪２０，３０に設けられた制御装置４０は、車輪２０，３０の制御装置４０を統括して制御する主制御装置４１に接続されている。
【００１９】
さらにまた、車輪２０，３０と電動モータ５０の間には、該車輪２０，３０に対し電動モータ５０の回転力が伝達される連結状態と、該連結が解除される解除状態とに切替え動作する切替え装置５７がそれぞれ独立して設けられている。
なお、電動モータ５０は、３６ＶＤＣモータで構成されている。また、バッテリー５１は、電動モータ５０が駆動する駆動電圧より充電された電力の電圧が低く、並列接続された複数の低電圧である１２Ｖバッテリーで構成されている。
【００２０】
主制御装置４１は、車輪２０，３０の制御装置４０を統括して制御する機能を備えている。
つまり、車輪２０，３０に設けられたいずれか一つ又は複数の制御装置４０に故障が発生した場合、その故障した箇所の制御部５２に代わり、電動モータ５０の駆動及び停止と、電圧検知センサー５３の検知動作と、回路異常検知装置５４の検知動作と、回生回路５５の回生動作と、昇降圧回路５６の昇圧動作及び降圧動作と、切替え装置５７の切替え動作とを制御する。
【００２１】
前側車輪２０の車軸２１には、該車輪２０の操舵角を可変するための操舵装置５８が連結されている。また、操舵装置５８には、電動モータ５０の回転数を可変調節するためのアクセル５９が設けられている。なお、車両本体１１の足載せ部１１ａに、図示しない足踏み式のアクセルを設けてもよい。
【００２２】
前記電動車両１０には、前記制御装置４０及び主制御装置４１が備えられ、制御装置４０の制御部５２には、ＣＰＵ６０と、ＲＯＭ６１と、ＲＡＭ６２が内蔵されている（図２参照）。また、ＣＰＵ６０は、ＲＯＭ６１に格納されたプログラムに沿って、電動モータ５０の駆動及び停止と、電圧検知センサー５３の検知動作と、回路異常検知装置５４の検知動作と、回生回路５５の回生動作と、昇降圧回路５６の昇圧動作及び降圧動作と、切替え装置５７の切替え動作とを制御する。
【００２３】
ＣＰＵ６０は、電圧検知センサー５３から出力される検知信号に基づいて電圧を算出するとともに、電圧検知センサー５３で検知された検知電圧と、ＲＡＭ６２に記憶された標準電圧とを比較して、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であるか否かを判定する。
【００２４】
つまり、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であると判定された場合、その判定と対応するバッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路を開成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回生回路５５を閉成する。
【００２５】
また、バッテリー５１から電動モータ５０へ供給される１２Ｖの電力を、昇降圧回路５６により電動モータ５０の駆動が許容される３６Ｖの電圧に昇圧して供給する。
【００２６】
これにより、電動モータ５０が、バッテリー５１から供給される電力によって駆動され、その電動モータ５０に直結された車輪２０，３０が回転される。
また、ＣＰＵ６０は、判定と対応する切替え装置５７に連結信号を出力して、切替え装置５７を連結状態に動作するか、連結状態を維持させる。
【００２７】
一方、バッテリー５１に充電された電力が放電或いは消耗する等して、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が不可能な電圧であると判定された場合、その判定と対応するバッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路を閉成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路を開成する。
また、ＣＰＵ６０は、判定と対応する車輪２０又は３０の切替え装置５７に解除信号を出力して、切替え装置５７を解除状態に切替え動作する。これにより、車輪２０又は３０と電動モータ５０の連結が解除される。
【００２８】
さらにまた、ＣＰＵ６０は、回路異常検知装置５４から出力される検知信号に基づいて、制御装置４０や電動モータ５０の回路に異常が発生したか否かを判定する。
つまり、制御装置４０や電動モータ５０に回路異常ありと判定された場合、その判定と対応する切替え装置５７に解除信号を出力して、切替え装置５７を、車輪２０又は３０と電動モータ５０の連結が解除される解除状態に動作する。
【００２９】
一方、回路異常なしと判定された場合、その判定と対応する切替え装置５７に連結信号を出力して、切替え装置５７を、車輪２０又は３０と電動モータ５０が連結される連結状態に動作するか、連結状態を維持させる。
【００３０】
回生回路５５は、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路上に設けられている。
つまり、ＣＰＵ６０によって、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が不可能な電圧であると判定された際に開成され、該電動モータ５０の駆動が許容される電圧であると判定された際に閉成される。
【００３１】
なお、回生回路５５の開成時は、バッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路が閉成され、該回生回路５５の閉成時は、バッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路が開成される。
【００３２】
昇降圧回路５６は、電動モータ５０とバッテリー５１を接続する回路上に設けられている。
つまり、ＣＰＵ６０による判定に基づいて、バッテリー５１から電動モータ５０へ供給される低電圧（１２Ｖ）の電力を、電動モータ５０の駆動が許容される高電圧（３６Ｖ）の電圧に昇圧する昇圧動作と、電動モータ５０からバッテリー５１へ供給される該電動モータ５０が起電する高電圧の電力を、バッテリー５１への充電が許容される低電圧（１２Ｖ）に降圧する降圧動作とに動作される。
【００３３】
切替え装置５７は、車輪２０，３０と電動モータ５０との間にそれぞれ独立して設けられている。
つまり、ＣＰＵ６０から連結信号が出力された際に、車輪２０，３０と電動モータ５０とを回転力が伝達される連結状態に動作される。
また、ＣＰＵ６０から解除信号が出力された際に、車輪２０，３０と電動モータ５０との連結が解除される解除状態に動作される。これにより、車輪２０，３０の自由回転が許容される。
【００３４】
次に、電動車両１０の制御装置４０及び制御装置４０を備えた電動車両１０の制御法を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３５】
先ず、車両本体１１の操舵装置５８或いは足載せ部１１ａに設けられた図示しない電源スイッチをＯＮ操作すると（ステップ１）、車輪２０，３０のバッテリー５１に充電された電力の電圧が電圧検知センサー５３で検知され、その検知した電圧が制御部５２のＣＰＵ６０に出力される（ステップ２）。
【００３６】
ＣＰＵ６０は、電圧検知センサー５３で検知された検知電圧と、ＲＡＭ６２に記憶された標準電圧とを比較して、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であるか否かを判定する（ステップ３）。
また、制御装置４０や電動モータ５０の回路が回路異常検知装置５４で検知され、その検知した検知信号がＣＰＵ６０に出力される（ステップ４）。
【００３７】
ＣＰＵ６０は、回路異常検知装置５４から出力される検知信号に基づいて、制御装置４０や電動モータ５０の回路に異常が発生したか否かを判定する（ステップ５）。
【００３８】
つまり、制御装置４０や電動モータ５０に回路異常なしと判定された場合、バッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路を開成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路を閉成する。かつ、回生回路５５を開成する（ステップ６）。
【００３９】
また、バッテリー５１から供給される１２Ｖの電圧に印加された電力を、電動モータ５０が駆動する３６Ｖの電圧に昇降圧回路５６で昇圧するとともに（ステップ７）、その昇圧された電力を電動モータ５０へ供給して、電動モータ５０を駆動する。
【００４０】
さらに、車輪２０，３０の切替え装置５７を、車輪２０，３０と電動モータ５０が連結される連結状態に動作するか、連結状態を維持させる（ステップ８）。
【００４１】
次に、操舵装置５８のアクセル５９を開操作すれば（ステップ９）、その開操作に応じてバッテリー５１から電動モータ５０へ供給される電力が徐々に増加するので、電動モータ５０の回転数が上昇し、車輪２０，３０の回転速度が徐々に速くなる。
【００４２】
つまり、前側車輪２０，２０と後側車輪３０が、該車輪２０，３０のバッテリー５１から供給される電力で独立して回転される（ステップ１０）。
これにより、電動車両１０を、操舵装置５８の操舵に応じて所望する速度で所望する方向へ走行移動（前進又は後進）させることができる。
【００４３】
走行開始時において、主制御装置４１は、車輪２０，３０の制御装置４０を統括して制御するとともに、バッテリー５１から電動モータ５０へ供給される電圧（及び電流）を調整して、図６に示すように、電動モータ５０の出力が曲線Ａを描くようにフィードバック制御する。しかし、フィードバック制御しなければ、同図に示すように、電動モータ５０の出力が曲線Ｂを描くことになり、消費電力が大きくなる。
【００４４】
これにより、走行開始時の突入電流が下がり、消費電力を可能な限り少なくすることができる。また、バッテリー５１の過放電がなくなるため、バッテリー５１の寿命を２倍以上に延ばすことができる。
【００４５】
また、主制御装置４１は、電動車両１０が右旋回又は左旋回する際に、操舵装置５８の操舵角度に応じて、内輪側車輪３０の電動モータ５０を、外輪側車輪３０の電動モータ５０よりも低速となるように、車輪２０，３０の制御装置４０を統括して制御する。
つまり、車輪２０，３０の制御装置４０は、主制御装置４１から出力される指令信号に基づいて、左右の電動モータ５０を独立して回転制御するので、安定したコーナーリングを実現することができる。
【００４６】
また、例えば断線や故障等が原因で、いずれか１つ又は２つの電動モータ５０が駆動不能になった場合、その駆動不能と判定された箇所の切替え装置５７に解除信号を出力して解除状態に動作させる。
【００４７】
これにより、車輪２０又は３０と電動モータ５０の連結が解除され、車輪２０又は３０の自由回転が可能となる。
【００４８】
残りの駆動可能な電動モータ５０をバッテリー５１から供給される電力で駆動して、該電動モータ５０が連結された残りの車輪２０又は３０を回転させるので、電動車両１０を、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【００４９】
次に、アクセル５９を閉操作すれば（ステップ１１）、その閉操作に応じてバッテリー５１から電動モータ５０へ供給される電力が徐々に減少するので、電動モータ５０の回転数が下降し、車輪２０，３０の回転速度が徐々に遅くなる。
【００５０】
さらに、アクセル５９を停止位置まで戻し操作すると、バッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路が閉成され、最終的に回転が停止される（ステップ１２）。
これにより、電動車両１０を、所望する場所に停止させることができる。この後、電源スイッチをＯＦＦ操作すると（ステップ１３）、車両全体への通電が解除される。
【００５１】
一方、バッテリー５１に充電された電力が放電或いは消耗する等して、右側車輪２０の電圧検知センサー５３で検知された検知電圧が、ＲＡＭ６２に記憶された標準電圧より低いと判定された場合、及び／又は、制御装置４０や電動モータ５０に回路異常ありと判定された場合、ＣＰＵ６０は、その判定と対応する切替え装置５７に解除信号を出力して、右側車輪２０と電動モータ５０との連結が解除される解除状態に動作させる（ステップ１４）。
【００５２】
また、バッテリー５１に充電された電力の電圧が、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であると判定された場合、その判定と対応する左側車輪２０及び後側車輪３０の切替え装置５７に連結信号を出力して連結状態を維持させる。
【００５３】
例えば右側車輪２０の電動モータ５０や制御装置４０が故障するか、電動モータ５０の駆動が不可能な電圧までバッテリー５１の電圧が低下した場合、右側車輪２０と電動モータ５０の連結を解除する。
【００５４】
残りの左側車輪２０及び後側車輪３０の電動モータ５０をバッテリー５１から供給される電力で駆動して、該電動モータ５０が連結された左側車輪２０及び後側車輪３０を回転させて走行移動させる。
【００５５】
ＣＰＵ６０は、電動モータ５０の駆動が不可能な電圧であると判定されたバッテリー５１から該電動モータ５０へ電力を供給する回路を閉成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路を開成する。かつ、回生回路５５を開成する（ステップ１５）。
左側車輪２０及び後側車輪３０の電動モータ５０を、該車輪２０，３０のバッテリー５１から供給される昇降圧回路５６で昇圧された電力によって回転させるので、電動車両１０を、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【００５６】
また、右側車輪２０と電動モータ５０の連結が解除されているので、走行時において、右側車輪２０に対し電動モータ５０の回動抵抗が付加されることがなく、電動車両１０の走行移動がスムースに行える。
【００５７】
さらに、電動車両１０の走行力を利用して、電動モータ５０との連結が解除された右側車輪２０を回転させることにより、電動モータ５０の軸中心に挿入された右側車輪２０の車軸２１が、電動モータ５０の回転方向（出力方向）とは逆の方向へ回転することになる。
これにより、電動モータ５０の内部コイルに誘導電流が発生し、バッテリー５１に充電される電力の電圧より高電圧の電力が起電される。
【００５８】
電動モータ５０によって起電された電力を、バッテリー５１への充電が許容される電圧に昇降圧回路５６で降圧するとともに（ステップ１６）、その降圧された電力を回生回路５５で回生しながら、右側車輪２０のバッテリー５１へ供給して、バッテリー５１の回生を開始する（ステップ１７）。
【００５９】
また、右側車輪２０の電動モータ５０が起電する電力をバッテリー５１に供給しながら、該バッテリー５１の電圧を電圧検知センサー５３で検知し、その検知した検知信号をＣＰＵ６０に出力する（ステップ１８）。
【００６０】
ＣＰＵ６０は、電圧検知センサー５３で検知された検知電圧と、ＲＡＭ６２に記憶された標準電圧とを比較して、電動モータ５０の駆動が許容される電圧であるか否かを随時判定する。これにより、バッテリー５１に充電された電力の電圧を、電動モータ５０の駆動が許容される電圧に回生する（ステップ１９）。
【００６１】
電動モータ５０の駆動が許容される電圧であると判定された場合、回生されたバッテリー５１から電動モータ５０へ電力を供給する回路を開成し、電動モータ５０からバッテリー５１へ電力を供給する回路を閉成する（ステップ２０）。また、右側車輪２０の切替え装置５７に連結信号を出力して連結状態に動作させる。
【００６２】
これにより、前側車輪２０，２０と後側車輪３０が、該車輪２０，３０，３０のバッテリー５１から供給される電力で独立して回転されることになり、電動車両１０を、操舵装置５８の操舵に応じて所望する速度で所望する方向へ走行移動させることができる（ステップ８〜ステップ１３）。
【００６３】
さらに、前側車輪２０，２０のバッテリー５１に充電された電力が放電或いは消耗する等して、前側車輪２０，２０の電動モータ５０を駆動することが不可能な電圧であると判定された場合、前記と同様に、前側車輪２０，２０の切替え装置５７を解除状態に動作させ、該前側車輪２０，２０と電動モータ５０の連結を解除する。
【００６４】
つまり、後側車輪３０の電動モータ５０を、該電動モータ５０を駆動することが可能な電圧を有するバッテリー５１から供給される電力で回転させて、電動車両１０を走行移動させる。
【００６５】
また、電動車両１０の走行力を利用して、前側車輪２０，２０を走行方向に自由回転させながら、該車輪２０，２０に直結された電動モータ５０が起電する電力を昇降圧回路５６で降圧し、回生回路５５を介して、前側車輪２０，２０のバッテリー５１に供給する。これにより、電動車両１０を、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【００６６】
以上のように、複数の車輪２０，３０の制御装置４０を１つの主制御装置４１で統括して制御し、車輪２０，３０の電動モータ５０を独立して回転するので、電動車両１０を、所望する速度で所望する方向へ安定して走行移動させることができる。また、いずれか１つ又は複数の車輪２０，３０に設けられたバッテリー５１或いは回路に異常が生じても、残りの車輪２０，３０を、該車輪２０，３０の正常なバッテリー５１から供給される電力で回転させるので、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができる。
【００６７】
また、一つの電動モータ５０の出力及びバッテリー５１の容量が小さくて済むとともに、バッテリー５１から供給される電圧を昇圧して使用するので、バッテリー５１の容量が小さくて済み、小さい電力で走行することができる。
【００６８】
これにより、電動モータ５０やバッテリー５１の小型化、車両全体の軽量化が図れる。また、小型の電動モータ５０や容量が小さいバッテリー５１は安価であるため、車両全体の製造コストを低減することができる。
【００６９】
さらに、バッテリー５１の寿命が長くなり、走行距離の延長を図ることができるとともに、一つの電動モータ５０やバッテリー５１に付加される負担が軽減されるため、耐久性が向上する。
【００７０】
さらにまた、バッテリー５１から供給される１２Ｖの電圧に印加された電力を、電動モータ５０が駆動する３６Ｖの電圧に昇降圧回路５６で昇圧して使用することにより、バッテリー５１に漏電が発生しても、印加された電圧が低いため、身体に与える衝撃が小さく、高電圧のバッテリーを搭載するよりも安全である。
【００７１】
図４は、前側２輪、後側１輪の３輪型電動車両１０及び制御装置４０を示す模式図である。なお、本例に於いて、前記実施例と同一構成の部分は同一の符号を記してその詳細な説明を省略する。
【００７２】
本例の電動車両１０は、車両本体１１の前側中央に１つの車輪２０が操舵自在に取り付けられ、該車両本体１１の後側左右に２つの車輪３０が取り付けられた前側２輪の３輪型車両である。
【００７３】
つまり、前記実施例と同様に、車輪２０，３０の制御装置４０を主制御装置４１で統括して制御し、車輪２０，３０を電動モータ５０により独立して回転させる。
【００７４】
これにより、電動車両１０を、所望する速度で所望する方向へ走行移動させることができる。また、バッテリー５１の電力が放電或いは消耗するか、回路が断線するか故障する等しても、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができ、前記実施例と略同等の作用及び効果を奏することができる。
【００７５】
図５は、前後２輪の４輪型電動車両７０及び制御装置４０を示す模式図である。なお、本例に於いて、前記実施例と同一構成の部分は同一の符号を記してその詳細な説明を省略する。
【００７６】
本例の電動車両７０は、車両本体７１の前側左右に車輪２０が操舵自在に取り付けられ、該車両本体７１の後側左右に車輪３０が取り付けられた４輪型車両である。
【００７７】
つまり、前記実施例と同様に、前側左右の車輪２０及び後側左右の車輪３０の制御装置４０を主制御装置４１で統括して制御し、前側左右の車輪２０及び後側左右の車輪３０を電動モータ５０により独立して回転させる。
【００７８】
これにより、電動車両１０を、所望する速度で所望する方向へ走行移動させることができる。また、バッテリー５１の電力が放電或いは消耗するか、回路が断線するか故障する等しても、修理工場或いは充電装置が設置された場所まで走行移動させることができ、前記実施例と略同等の作用及び効果を奏することができる。
【００７９】
なお、前側車輪２０の車軸２１には、左右車輪２０の操舵角を可変するための操舵装置５８が連結されている。また、図示しない運転席の足元には、足踏み式のアクセルが設けられている。
【００８０】
この発明の構成と、前記実施形態との対応において、
この発明の制御手段、電圧判定手段、回路異常判定手段は、制御部５２に対応し、
以下同様に、
主制御手段は、主制御装置４１に対応し、
低電圧バッテリーは、バッテリー５１に対応し、
電圧検知手段は、電圧検知センサー５３に対応し、
昇圧手段及び昇降圧手段は、昇降圧回路５６に対応し、
回路異常検知手段は、回路異常検知装置５４に対応し、
回生手段は、回生回路５５に対応し、
切替え手段は、切替え装置５７に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
【００８１】
前記実施例では、車輪２０，３０の制御装置４０を、独立して設けられた１つの制御装置４０で統括して制御するが、例えば図７に示すように、主制御装置４１の制御機能を、いずれか１つの制御装置４０に持たせてもよい。この場合、残りの制御装置４０は、主制御装置４１の制御機能を有する１つの制御装置４０により統括して制御されるので、前記実施例と略同等の作用及び効果を奏することができる。
【００８２】
また、実施例では、１つの昇降圧回路５６にて電力を昇圧或いは降圧するが、例えば車輪２０，３０に、バッテリー５１から供給される低電圧の電力を、電動モータ５０が駆動する駆動電圧に昇圧する昇圧回路と、電動モータ５０が起電する高電圧の電力を、バッテリー５１への充電が許容される電圧に降圧する降圧回路とを設けてもよい。
【００８３】
さらにまた、切替え装置５７の切替え動作を制御装置４０又は主制御装置４１で自動制御する代わりに、例えばレバーやボタン等で構成される手動式の切替え機構を設けてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０…電動車両
１１…車両本体
２０，３０…車輪
４０…制御装置
４１…主制御装置
５０…電動モータ
５１…バッテリー
５２…制御部
５３…電圧検知センサー
５４…回路異常検知装置
５５…回生回路
５６…昇降圧回路
５７…切替え装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪を備えた電動車両の制御装置であって、
前記各車輪のそれぞれに、該車輪を回転するための電動モータと、該電動モータの駆動及び停止を制御するための制御手段と、該電動モータに対し電力を供給するバッテリーとを備え、
前記各車輪の制御手段を統括して制御する主制御手段を有する
電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリーを、
前記電動モータが駆動する駆動電圧より充電された電力の電圧が低く、並列接続された複数の低電圧バッテリーで構成するとともに、
前記低電圧バッテリーから前記電動モータへ供給される電力を、前記電動モータが駆動する駆動電圧に昇圧する昇圧手段を備えた
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項３】
前記低電圧バッテリーを、１２Ｖバッテリーで構成した
請求項２に記載の電動車両の制御装置。
【請求項４】
前記車輪の回転力によって前記電動モータが起電する電力を前記バッテリーに供給し、該バッテリーに充電される電力の電圧を前記電動モータの駆動が許容される電圧に回生する回生手段を備えるとともに、
前記昇圧手段を、
前記電動モータが起電する高電圧の電力を、前記バッテリーへの充電が許容される低電圧に降圧する昇降圧回路で構成した
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項５】
前記バッテリーに充電された電圧を検知する電圧検知手段と、
前記電圧検知手段から出力される検知信号に基づいて、前記バッテリーの電圧が前記電動モータの駆動が許容される電圧であるか否かを判定する電圧判定手段と、
前記電圧判定手段によって前記電動モータの駆動が許容される電圧であると判定された際に、その判定と対応する車輪に対し該電動モータの動力が伝達される連結状態に動作され、
前記電圧判定手段によって前記電動モータの駆動が不可能な電圧であると判定された際に、その判定と対応する車輪に対し該電動モータの動力伝達が解除される解除状態とに動作される切替え手段とを備えた
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置の回路異常を検知するための回路異常検知手段と、
前記回路異常検知手段から出力される検知信号に基づいて、前記制御装置の回路に回路異常が発生したか否かを判定する回路異常判定手段を備えた
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項７】
前記請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の制御装置を備えた電動車両。
【請求項１】
複数の車輪を備えた電動車両の制御装置であって、
前記各車輪のそれぞれに、該車輪を回転するための電動モータと、該電動モータの駆動及び停止を制御するための制御手段と、該電動モータに対し電力を供給するバッテリーとを備え、
前記各車輪の制御手段を統括して制御する主制御手段を有する
電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリーを、
前記電動モータが駆動する駆動電圧より充電された電力の電圧が低く、並列接続された複数の低電圧バッテリーで構成するとともに、
前記低電圧バッテリーから前記電動モータへ供給される電力を、前記電動モータが駆動する駆動電圧に昇圧する昇圧手段を備えた
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項３】
前記低電圧バッテリーを、１２Ｖバッテリーで構成した
請求項２に記載の電動車両の制御装置。
【請求項４】
前記車輪の回転力によって前記電動モータが起電する電力を前記バッテリーに供給し、該バッテリーに充電される電力の電圧を前記電動モータの駆動が許容される電圧に回生する回生手段を備えるとともに、
前記昇圧手段を、
前記電動モータが起電する高電圧の電力を、前記バッテリーへの充電が許容される低電圧に降圧する昇降圧回路で構成した
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項５】
前記バッテリーに充電された電圧を検知する電圧検知手段と、
前記電圧検知手段から出力される検知信号に基づいて、前記バッテリーの電圧が前記電動モータの駆動が許容される電圧であるか否かを判定する電圧判定手段と、
前記電圧判定手段によって前記電動モータの駆動が許容される電圧であると判定された際に、その判定と対応する車輪に対し該電動モータの動力が伝達される連結状態に動作され、
前記電圧判定手段によって前記電動モータの駆動が不可能な電圧であると判定された際に、その判定と対応する車輪に対し該電動モータの動力伝達が解除される解除状態とに動作される切替え手段とを備えた
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置の回路異常を検知するための回路異常検知手段と、
前記回路異常検知手段から出力される検知信号に基づいて、前記制御装置の回路に回路異常が発生したか否かを判定する回路異常判定手段を備えた
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項７】
前記請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の制御装置を備えた電動車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２０３９０（Ｐ２０１１−１２０３９０Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７５９９９（Ｐ２００９−２７５９９９）
【出願日】平成２１年１２月４日（２００９．１２．４）
【出願人】（３０１０４８５６３）株式会社ＳＡＫ (3)
【出願人】（５０６０４３２９５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月４日（２００９．１２．４）
【出願人】（３０１０４８５６３）株式会社ＳＡＫ (3)
【出願人】（５０６０４３２９５）
【Ｆターム（参考）】
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