JP4989263B2

JP4989263B2 - 電動車両

Info

Publication number: JP4989263B2
Application number: JP2007066246A
Authority: JP
Inventors: 智明上西; 好彦前田; 太郎岡松; 喬誌内野; 祐司菅; 健史長尾; 征史山口; 弘明相良; 哲司植田; 雅明中村; 英明青木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-03-15
Also published as: JP2008228507A

Description

本発明は、バッテリを動力源として走行する電動車両に関するものであり、より具体的には、複数のバッテリを収容することのできる電動車両に関するものである。

使用者を乗せて走行する２輪や３輪の車両の駆動源としてバッテリを用いた電動車両が知られている。
バッテリは、使用者の腰掛けるシートの下部に設けられた収容部に配備されており、シートは、収容部に対して開閉可能に枢支されており、バッテリを交換する場合には、シートを開放し、バッテリを取り出したり、装着することができる(例えば、特許文献１参照)。
また、収容部に、モータに給電を行なうバッテリ(以下、適宜「メインバッテリ」という)の他、予備バッテリを収容し、メインバッテリが容量低下した際に、メインバッテリと予備バッテリを一旦取り出して、それらを差し替えて使用するようにした電動車両も提案されている。

特開２００６−２１９０８１号公報

メインバッテリと予備バッテリを一旦取り出し、差し替える作業は時間及び手間が掛かるため、メインバッテリから予備バッテリへの電源の切換えをスイッチ操作で行なうことも考えられる。
しかしながら、切換スイッチの操作を通電中に行なうと、バッテリ切換前後の電位差によって、電動車両の各種制御を行なう制御手段や、モータの駆動回路にあるコンデンサへの突入電流が発生し、切換スイッチや回路素子が破損したり、制御不能となってしまうことがある。

また、バッテリの配線接続部や、制御手段等は、通電中に使用者、作業者等が触れると感電等の虞れがある。このため、これらのメンテナンス等は、非通電状態で行なうことが望まれる。

本発明の目的は、バッテリの切換スイッチの操作や、バッテリの配線接続部、制御手段のメンテナンス等を、非通電状態でのみ行なうことができる電動車両を提供することである。

上記課題を解決するために本発明の電動車両は、
車輪を回転させるモータに電力を供給する複数のバッテリを具えた電動車両において、
何れのバッテリから通電を許容するかを切り換える切換スイッチを具え、
切換スイッチの操作は、バッテリからモータへの電力の供給が停止している状態でのみ行なうことができるようにしたものである。

例えば、使用者が腰掛けるシートの下部に収容部を有し、該収容部にシートを開閉可能に枢支すると共に複数のバッテリ及び前記切換スイッチを配備し、切換スイッチをシートが開放した状態でのみ操作可能とすることができる。

シートの開閉をロック手段によって規制し、該ロック手段の開錠をモータを作動させるイグニッションを操作するキーにより行なうことができるようにすることが望ましい。

切換スイッチは、車両の制御を行なう制御手段に電気的に接続され、制御手段は、切換スイッチが操作されたことを検知して、バッテリからモータへの電力の供給を停止するようにしてもよい。

また、収容部には、バッテリを取り外した状態でのみ人が触れることが可能であり、バッテリを収容した状態では触れることができない位置に、車両の制御を行なう制御手段、及び／又は、バッテリとモータ等を接続するバッテリ側の配線接続部を設けた。

本発明の電動車両によれば、バッテリの切換スイッチの操作を、バッテリからモータへの給電を停止している状態で行なわれるため、バッテリ切換前後の電位差によって、制御手段やモータの駆動回路にあるコンデンサへの突入電流が発生することはなく、また、切換スイッチや回路素子が破損したり、制御不能となってしまうこともない。

バッテリの切換スイッチをシート下の収容部に配置したことで、使用者は、バッテリの切換スイッチを操作を走行中に行なうことはできず、安全性を向上することができる。
特に、シートの開閉を規制するロック手段を、イグニッションを操作するキーにより開錠できるようにすることで、バッテリの切換スイッチを操作するためには、イグニッションからキーを抜き、該キーによりロック手段を開錠してシートを開放する必要がある。従って、切換スイッチの操作は、非通電状態で行なわれ、バッテリ切換前後の電位差によって、制御手段やモータの駆動回路にあるコンデンサへの突入電流が発生することはなく、また、切換スイッチや回路素子が破損したり、制御不能となってしまうこともない。

また、制御手段が切換スイッチの操作を検知して、バッテリからモータへの通電を停止することで、バッテリ切換前後の電位差によって、制御手段やモータの駆動回路にあるコンデンサへの突入電流が発生することはなく、また、切換スイッチや回路素子が破損したり、制御不能となってしまうこともない。

さらに、制御手段及びバッテリ側の配線接続部を収容部内のバッテリを取り外した状態でのみ人が触れることが可能な位置に設けたことで、メンテナンス等の際に制御手段や配線接続部に触れるときに、バッテリを取り外さなければ作業を行なうことができず、非通電状態が確保されるため、感電等の虞れがなく、作業性を向上させることができる。

図１は、本発明の電動車両(10)の一実施例を示す斜視図である。また、図２は、シート(20)及びバッテリ押え(23)を開放した状態を示す電動車両(10)の斜視図である。
図示の電動車両(10)は、前輪(11)が一輪、後輪(12)(12)が二輪の三輪電動車両である。

電動車両(10)は、フロントフレーム(14)及びリアフレーム(17)を内骨組みとして構成され、リアフレーム(17)は、フロントフレーム(14)の下部から後方に向けて延びており、フロントフレーム(14)に対して上下及び左右に揺動可能となっている。
フロントフレーム(14)及びリアフレーム(17)の外周は、適宜、樹脂製又は金属製のカウル(19)により包囲されている。

フロントフレーム(14)は、前端が上方に向けて屈曲しており、前輪(11)及びハンドル(30)が操舵可能に支持されている。ハンドル(30)には、スロットルユニット(31)、ブレーキスイッチ(図示せず)、メータ等の表示装置(33)などが配備されている。

フロントフレーム(14)の前端屈曲部の後面側には、モータ(40)を始動させるイグニッション(35)と、パーキングブレーキ及びスイングロック操作用のレバー(36)が配備されている。レバー(36)は、駐輪時に後輪(12)(12)の回転を規制するパーキングブレーキ(図示せず)と、駐輪時にリアフレーム(17)とフロントフレーム(14)との左右の揺動を規制するスイングロック(図示せず)を操作する。

フロントフレーム(14)の略中央には、図２乃至図６に示すように、複数のバッテリ(60)(61)(図示では２個)を収容可能な空間を有する収容部(50)が形成されている。なお、図４乃至図６では、シート(20)及びバッテリ押え(23)は図示していない。
収容部(50)の前端には、収容部(50)に対して開閉方向に揺動可能にバッテリ押え(23)と使用者の腰掛けるシート(20)が枢支されている。シート(20)は、収容部(50)を閉じる蓋体の役割を担う。
使用者の荷重が加わるシート(20)の下に重量物であるバッテリ(60)(61)を収容できるようにしたことで、電動車両(10)の重量バランスを良好にすることができ、走行安定性を高めることができる。

収容部(50)の上面周縁には、バッテリ(60)(61)の切換スイッチ(62)が配備されている。切換スイッチ(62)は、制御手段(70)に接続されており、切換スイッチ(62)を操作することにより、一方のバッテリから他方のバッテリに給電源を切り換えることができる。
切換スイッチ(62)をシート(20)を閉じたときに、シート(20)によって隠れる位置に設けることで、シート(20)を開放した状態でのみ、切換スイッチ(62)を操作することができる。

収容部(50)の上面後端には、コ字状の係合受部(51)が形成されている。係合受部(51)には、上面中央にシート(20)のロック用片(21)が貫通する貫通孔(52)が開設されており、前側には、バッテリ押え(23)の係合片(24)(24)が嵌まる係合孔(53)(53)が所定の間隔を存して形成されている。

収容部(50)の側面の後方側には、シート(20)の開閉を規制するロック手段(57)が配備される。ロック手段(57)は、カウル(19)から鍵穴が臨出しており、イグニッション(35)を操作するキーと同じキーによって開錠を行なうことができる。

シート(20)は、前端側が収容部(50)に枢支されており、自由端側には、ロック用片(21)が突設されている。ロック用片(21)は、シート(20)を閉じたときに、前記係合受部(51)の貫通孔(52)を通過し、ロック手段(57)と係合して施錠される。
また、ロック手段(57)にイグニッション(35)を操作するキーを差し込むことで、ロック手段(57)とロック用片(21)の係合が解かれて開錠され、シート(20)を閉じることで施錠が行なわれる。

ロック手段(57)を開錠するキーをイグニッションを操作するキーとしたことで、後述するバッテリ(60)(61)の切換えのためにシート(20)の開放するには、イグニッション(35)からキーを抜く必要がある。従って、バッテリ(60)(61)の切換え操作は、非通電状態で行なわれる。

バッテリ押え(23)は、一端が収容部(50)の前端に枢支されており、自由端側には、バネ(図示せず)付勢されたレバー(25)の操作によって出没可能な係合片(24)(24)が左右に間隔を存して後方に向けて突設されている。係合片(24)(24)は、収容部(50)の係合受部(51)に開設された係合孔(53)(53)と係合可能となっている。
バッテリ押え(23)の下面側には、バッテリ(60)(61)を収容部(50)内で安定して保持し、振動等を防止する押え片(26)(26)が突設されている。押え片(26)(26)は、バッテリ(60)(61)の押え方向にバネ付勢されている。押え片(26)(26)は、バッテリ押え(23)の収容部(50)への枢支部分と、前記係合片(24)(24)とを結ぶ線上に夫々設けることが望ましい。これにより、収容部(50)に２つのバッテリ(60)(61)が収容されているときだけでなく、収容部(50)に何れか一方のバッテリ(60)又は(61)のみが収容されているときでも、バッテリ押え(23)を閉じたときに、バッテリ押え(23)に捻り方向の力が作用することはない。従って、一方のバッテリを充電等の理由により取り出した状態でも、他方のバッテリに対する押え片(26)の押え力は低下しない。

図５は、収容部(50)からバッテリ(60)(61)を取り外した状態を示す斜視図である。収容部(50)の内面には、バッテリ(60)(61)を取り外した状態で取り外すことのできる位置にカバー(54)が配備されており、ネジ等により固定されている。
図６は、前記カバー(54)を取り外した状態を示す斜視図である。図に示すように、カバー(54)を取り外すと、内側に、配線接続部(55)と制御手段(70)が収容されている。

配線接続部(55)は、バッテリ(60)(61)からモータ(40)やライト等への給電を行なうための配線(図示せず)が接続可能となっている。
制御手段(70)は、種々の制御を行なう基板等を具え、通常の運転操作に必要なモータ(40)等の制御や、電動車両(10)の状態の表示装置(33)への表示等を行なう。また、制御手段(70)は、バッテリの温度を監視することで、出力電流を制限したり、バッテリの電流、電圧に基づいて、バッテリの残量演算等を行ない、バッテリ残量を表示装置(33)に表示する。

配線接続部(55)及び制御手段(70)は、カバー(54)で覆われており、バッテリ(60)(61)を収容部(50)に挿入している状態では、カバー(54)を外したり、配線接続部(55)や制御手段(70)に人が触れることはできない。つまり、配線接続部(55)及び制御手段(70)のメンテナンス等を行なうためには、バッテリ(60)(61)を収容部(50)から抜き出す必要がある。
従って、これらのメンテナンス等は、非通電状態でしか行なうことができないので、感電等の虞れはない。

フロントフレーム(14)の後端は、上向きに屈曲しており、シート(20)の後方に荷物台(15)が形成されている。

リアフレーム(17)は、前端がフロントフレーム(14)の下部に上下及び左右に揺動可能に支持されている。リアフレーム(17)には、左右の後輪(12)(12)と該後輪(12)(12)間に後輪(12)(12)を駆動するモータ(40)が配備されている。なお、モータ(40)は、カバー(18)により覆われており、図示されていない。
モータ(40)には、バッテリ(60)(61)及び制御手段(70)からの配線(図示せず)が接続されている。

図７に示すように、電動車両(10)の制御手段(70)は、本体メインマイコン(71)を主体として構成される。制御手段(70)にはイグニッション(35)が接続されており、イグニッション(35)をキー操作すると、切換スイッチ(62)により選択されたバッテリ(60)又は(61)から、制御電源供給部(72)及び制御電源回路部(73)を通じて本体メインマイコン(71)に通電が行なわれ、本体メインマイコン(71)が起動する。本体メインマイコン(71)が起動すると、モータ駆動電源供給部(74)内のバッテリ制御ＦＥＴをオンにして、モータ制御電源部(75)内のバッテリコンデンサを充電する。なお、バッテリ制御ＦＥＴの突入電流を抑制するために、一定電圧まで抵抗を通してコンデンサへの充電を行なう予備充電回路(図示せず)を配備することもできる。
モータ(40)には、ホールＩＣ(41)が配備され、ロータの位置を検出して、信号を本体メインマイコン(71)に送信し、モータ制御回路部(76)を通じて回転制御を行なう。

使用者が操舵するハンドル(30)側には、手元回路(80)が配備される。手元回路(80)は、手元ＣＰＵ(81)を主体として構成され、手元ＣＰＵ(81)は、本体メインマイコン(71)に電気的に接続されている。
手元回路(80)には、ウィンカ制御回路(82)、ヘッドランプ制御回路(85)及び手元回路電源部(87)を具え、手元ＣＰＵ(81)には、さらに、表示装置(33)、ブレーキスイッチ(32)、ウィンカスイッチ(83)が電気的に接続されている。
ウィンカ制御回路(82)は、ウィンカスイッチ(83)の操作によってウィンカ(84)を点滅させ、ヘッドランプ制御回路(85)は、ヘッドランプ(86)の点灯、光量を制御する。

モータ(40)の駆動は、ハンドル(30)のスロットルユニット(31)を操作することで、本体メインマイコン(71)は、モータ(40)への通電電圧を調整し、モータ(40)の回転を制御する。

上記電動車両(10)において、制御手段(70)にてバッテリ(60)の残量が既定値よりも低減していることが検知されると、制御手段(70)は、表示装置(33)にバッテリ交換が必要である旨を表示する。
バッテリ(60)からバッテリ(61)への切換えは、まず、イグニッション(35)からキーを抜き取り、該キーをシート(20)の下部のロック手段(57)に差し込んで、切換スイッチ(62)を操作することで行なうことができる。イグニッション(35)からキーを抜く必要があるから、切換スイッチ(62)の操作は、バッテリ(60)からモータ(40)への給電は停止した状態のみ行なわれることとなり、残量の少ないバッテリ(60)から、残量の多いバッテリ(61)へ切り換える際に生ずる突入電流の発生は防止され、制御手段(70)に負荷が加わることはない。また、バッテリ切換スイッチ(62)は、シート(20)下の収容部(50)に配置されるから、使用者は、切換スイッチ(62)の操作の際に、一旦電動車両(10)から降りなければならないから、切換スイッチ(62)を走行中に操作してしまう虞れもない。

バッテリ(60)(61)の切換えが完了すると、シート(20)を閉じて、ロック手段(57)からキーを抜き取り、イグニッション(35)にキーを差し込んで操作する。これにより、モータ駆動電源供給部(74)のバッテリ(61)側のＦＥＴがオンとなって、バッテリ(61)から給電が行なわれる。

上記実施例では、切換スイッチ(62)の操作の際に、使用者がイグニッション(35)からキーを抜くことで、非通電状態としているが、例えば、図８に示すように、制御によって、切換スイッチ(62)の操作時に突入電流を抑制することもできる。
図８では、バッテリ切換スイッチ(62)をバッテリ(60)(61)に直接接続せず、本体メインマイコン(71)に接続し、切換スイッチ(62)を操作したときに、モータ(40)への通電を一旦停止して、切換スイッチ(62)により選択されたバッテリ(60)又は(61)側のＦＥＴをオンにしてバッテリコンデンサを充電するモータ駆動電源切換部(78)と制御電源切換部(79)をバッテリ(60)(61)に接続している。

このように、モータ(40)への通電中に切換スイッチ(62)が操作されたときに、回路的に通電を停止し、バッテリ(60)(61)を切り換えることで突入電流の発生を抑えることができる。
なお、この場合も、走行中に一旦通電が停止することを防止するために、切換スイッチ(62)は、シート(20)の下部に設けることが望ましい。

本発明は、バッテリの切換スイッチの操作を非通電状態でのみ行なうことができる電動車両として有用である。

本発明の電動車両を斜め後方から見た斜視図である。電動車両のシート及びバッテリ押えを開放した状態を示す斜視図である。シートを開放した状態を示す収容部の平面図である。バッテリを収容した状態の収容部の斜視図である。バッテリを取り外した状態の収容部の斜視図である。収容部のカバーを外した状態の斜視図である。本発明の電動車両のブロック図である。電動車両の異なる実施例を示すブロック図である。

符号の説明

(10) 電動車両
(20) シート
(50) 収容部
(57) ロック手段
(60) バッテリ
(61) バッテリ
(62) 切換スイッチ

Claims

車輪を回転させるモータに給電するバッテリを、使用者が腰掛けるシートの下部に形成された収容部に配備し、シートを収容部に対して開閉可能に枢支した電動車両において、
前記収容部には、前記バッテリを取り外した状態で人が触れることが可能であり、前記バッテリを収容した状態で人が触れることができない位置に、車両の制御を行なう制御手段を配備したことを特徴とする電動車両。
前記収納部には、複数の前記バッテリと、何れの前記バッテリから通電を許容するかを切り換える切換スイッチとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
前記シートの開閉は、ロック手段により規制されており、該ロック手段は、前記モータを作動させるイグニッションを操作するキーにより開錠可能である請求項１または２に記載の電動車両。