专利名称：带电动助力功能的小型车的制作方法
技术领域：
本发明涉及带电动助力功能的小型车，尤其涉及在车辆控制器和电池管理控制装置之间进行信息通信后通信异常发生时的对应技术。
以往的带电动助力功能的小型车设有行驶控制装置，该装置控制马达的电力供给，使之对应人力产生规定的辅助比率的辅助力。在这种小型车上，为提高行驶控制性能采用了各种各样的方法。例如为高效驱动马达实施的通电控制；为提高行驶感觉实施的加减速控制；为延长行驶距离实施的控制等。
近年来，在上述行驶控制的基础上为进一步提高商品性的努力有不少提案，如监视电池的放电状态并显示残存容量；根据故障诊断及其显示确定故障位置等；为保护电池进行的最大放电电流控制；以及为防止过度放电所作的控制等电池管理控制。
然而，若要以一个控制器满足上述所有功能的话，因受电路面积的限制、成本的限制、以及装载的微机处理能力的限制等难以实现。尤其是采用以电池管理的相关控制作为车辆行驶控制的车辆控制器时，其负担大，难以适应高性能化。
于是，便研究以别的控制器来完成行驶控制用控制器进行的电池管理控制。通过此电池管理控制，上述控制中有关监视电池残存容量并显示其状态的处理、监视电池的放电状态并设定电池的可放电的最大放电电流及放电停止处理等项控制就由装于电池侧的控制器来完成。这些由电池管理控制得到的信息经通信功能送至车辆侧的行驶控制装置，由此便能够进行对应电池状态的细微的行驶控制。
而在分担上述各种功能并减轻各个控制装置的负担后，虽能谋求提高车辆整体的性能和功能，但也产生出如下问题。即当装载多个上述功能分担型控制装置以通信装置相互接续并相互传送各种信息、进行行驶控制的方式应用于带电动助力功能的小型车上时，因车辆的震动、干扰等影响出现通信异常，一旦发生如上述电池管理控制器发往车辆控制器的信息中断后的通信异常，就会出现助力不良、电池过度放电等问题。
鉴于上述情况，本发明的课题是提供一种带电动助力功能的小型车，它即使在车辆控制器与电池管理控制器之间发生通信功能障碍时，也不会直接对车辆的行驶造成重大的影响。
第1方案的发明是设有检测人力及以对应其人力检测的规定的辅助比率驱动马达并进行车辆行驶控制的车辆控制器和监视电池状态并进行电池状态的管理及控制的电池管理控制器的带电动助力功能的小型车，其特征是将根据预定的通信协议以双向或单向进行信息的发送、接收的通信控制装置分别设于上述车辆控制器和电池管理控制器上，将判断有无通信异常的通信异常判断部设于上述两通信控制装置上，车辆控制器上设有通电控制装置，在通信正常时，由电池管理控制器侧根据检测到的电池信息对上述马达进行通电控制，在通信异常时，由上述车辆控制器侧根据设定的设定值对上述马达进行通电控制。
第2方案的发明的特征在于，第1方案中的上述通电控制装置在通信异常时，至少在通信异常发生后的规定时间根据来自上述电池管理控制器的通电异常发生前的电池信息对上述马达进行通电控制。
第3方案的发明的特征在于，第1或2方案中上述通电控制装置在持续规定时间后通信中断时识别为通信异常，在至通信异常识别前进行通信正常时的处理。
在第1发明中，在通信正常时根据来自电池管理控制器侧的电池信息对上述马达进行通电控制，而在通信异常时，则根据上述车辆控制器侧设定的设定值对上述马达进行通电控制。因此，能够在通信正常时根据来自电池管理控制器侧的高精度的电池信息进行高精度的通电控制。而在通电异常时，则能根据电池管理控制器侧的电池信息随场合不同进行降低若干精度的必要的最低限度的行驶控制，并能防止电池过度放电的深放电的发生。
第2发明中，在通信异常发生时，至少能在通信异常发生后的规定时间里根据来自上述电池管理控制器的通信异常发生前的电池信息对上述马达进行通电控制。因此，能够以可行驶的程度进行简易的控制，直到行驶至维修站。
第3发明中，在持续规定时间后中断通信时识别通信异常，在至通信异常识别前进行通信正常时的处理。因此，可防止误将瞬间的断线判断为通信断线，如瞬间显示消失或因切换控制造成的不连续感、助力瞬间中断等、以及误将通信断续判断为通信断线，如因助力的断续形成的不连贯感、显示的忽隐忽现等。
附图的简单说明
图1为本发明的一个实施形态的电动助力自行车的侧面图。
图2为上述实施形态中车辆控制器及电池管理控制器的结构框图。
图3为上述两个控制器的数据流程图。
图4所示为上述两个控制器中的数据内容。
图5为说明上述控制器动作的工作流程图。
图6为说明上述控制器动作的工作流程图。
图7为说明上述控制器动作的工作流程图。
图8为说明上述控制器动作的电流-电压特性图。
以下参照附图就本发明的实施形态加以说明。
图1～图7是为说明本发明的一个实施形态的电动助力自行车的附图，图1为电动助力自行车的侧面图；图2为行驶控制装置及电池盒的结构框图；图3为数据流程图；图4所示为收发数据图；图5～图7为动作说明用程序框图。
图1中，1为带电动助力功能的小型车的电动助力自行车，其中充电器112为非车载式、装卸式电池盒100为车载式。该电动助力自行车1的车身架2上设有头管3、从该头管3向车体后部斜下方延伸的下管4、从该下管4的后端向上方略竖直延伸的座管5、从上述下管4的后端向后方略水平延伸的左右一对的链拉条6、将该两个链拉条6的后端部与上述座管5的上端部结合的左右一对的座拉条7、将上述头管3与座管5连接的上管11。
上述头管3上可左右转动地支承着前叉8。该前叉8的下端轴支承着前轮9、上端固定着车把10。上述座管5的上端安装着车座12。上述链拉条6的后端轴支承着后轮13。
上述车身架2的下端部装载着动力部件15，该部件15将经安装于曲柄轴16的两端凸出部的曲轴臂16a向脚踏板16b输入的脚踏力(人力)和从内藏式电动马达产生的与人力的大小成比例的辅助动力二者的合力进行输出。从此动力部件15的输出经链条30传至上述后轮13。
又，作为上述电动马达等的电源的电池盒(电池装置)100以沿上述座管5的背面且挟于左右座拉条7、7之间的形式装配着、相对车体可自由装卸。上述电池盒100上设有充电口100a，该充电口100a上自由接续着充电器112的充电插头121。
如图2所示，上述电池盒100设有充电式电池100b、电池管理控制器100c、存储各种信息数据的存储部100g、输入／出用的各种I／F100d-100f。经输入I／F100d接续着外部的通断式切换开关102、经显示I／F100e接续着外部的电池侧显示装置103。
上述切换开关102作为将电池管理控制器100c切换为通常控制模式或故障诊断模式的模式切换装置设于电池盒100的外表面。又，上述电池侧显示器103具有7个指示灯(LED)103a，它根据各指示灯的显示图形显示各种信息，设置于与电池盒100的外表面的上述切换开关102相邻接处。
上述电池100b为上述电动马达的电源，由多个单电池(Ni-Cd，Ni-MH电池等)串联接续而成。又，上述电池管理控制器100c如图3所示常时监视上述电池100b的状态，并进行该电池100b的种类判断、电池残容量计算处理、为保护电池进行的最大放电电流值计算处理、放电停止判断、放电禁止判断、以及用于故障诊断的诊断信息处理和其他各种运算处理。
101为装载于上述动力部件15附近的车辆行驶控制装置，该装置15设有进行各种运算处理的车辆控制器101a、存储各种信息数据的存储部101b、输入／出用各种I／F101c～101g，分别经传感器I／F101c接续着电流传感器、扭矩传感器等各种传感器104、经输入I／F101d接续着总开关105、经输出I／F101e接续着电动马达106、经显示I／F101f接续着车辆侧显示器107。
上述车辆侧显示器107设有3个指示灯(LED)107a，通过该指示灯107a的显示图形显示各种信息，设于上述车把10上。
上述车辆控制器101a如图3所示，根据上述电池管理控制器100c发出的电池状态信息、最大放电电流值等各种信息进行电池图像判别处理、助力电流指令值运算处理、电池电流控制处理、放电停止处理、电池容量运算处理、诊断信息处理及其他各种运算处理。
又，上述车辆控制器101a将上述各种运算处理结果及故障诊断中的该车辆行驶控制装置101侧的故障诊断信息存储在上述存储部101b，并将上述电池盒100侧的故障诊断信息经通信线路进行读入存储。而在上述切换开关102切换至故障诊断模式侧时，将上述存储部101b中存储的故障诊断信息在上述车辆侧显示器107上进行显示。
上述车辆控制器101a与电池管理控制器100c通过通信I／F101g、101f及通信线路a呈可以相互进行信息通信的方式接续着。如图4所示，由电池管理控制器101c侧发出的电池管理信息如电池残存容量、最大放电电流值、电池种类、放电停止信号、放电禁止信号、诊断信息发送指示信号等送至车辆控制器101a侧，而由车辆控制器侧发出的信息要求信号、车辆控制诊断信息等则送至电池管理控制器100c侧。
下面，将上述车辆控制器101a及电池管理控制器100c的动作随图5～图7的程序框图加以说明。
在图5所示的车辆控制器101a的主程序图中，先进行各种输入处理，如通过设于车辆控制器101a侧的扭矩传感器、车速传感器、电压传感器等各种传感器104检测到的人力扭矩、车速、电池电压等各种输入处理(步骤S1)，接着进行与上述电池管理控制器100c之间的通信处理(步骤S2)(后述)、助力电流值的运算处理(步骤S3)、电池残存容量的运算显示处理(步骤S4)、以及故障诊断处理(步骤S5)。
如图6所示，上述通信处理首先进行发送接收处理(步骤A0)，然后根据接收后奇偶检验误差、检验和误差等各种误差的有无判断通信状态是否正常(步骤A1)，正常时，通信断线时间计数器用时钟便复位(步骤A2)，再对最大放电电流值、电池残存容量值、放电停止信息、放电禁止信息等更新为来自电池管理控制器100c侧的接收数据(步骤A3～A6)。
当在上述步骤A1中通信状态判断为非正常时，若该非正常判断是初次，便开启通信断线时间计数器用时钟(步骤A7、A8)。此通信异常自发生起到经过规定时间为止的期间，即步骤A9判断为No期间，电池管理控制器100c发出的信息保持为通信异常发生前的数据。而当通信断线时间经过了规定时间后，则判断为通信异常并进行以下的处理(步骤A10)。
首先根据车辆控制器101a检测到的电池电压等进行简易电池状态检测。接着根据简易电池状态检测测出的电池状态算出最大放电电流，然后设定助力结束条件及电池残存容量显示数据。
上述简易电池状态检测如图2所示，将经电池100b引出的配线电缆b输入到车辆控制器101a的电池电压进行检测，再根据马达的实际电流等推测出电池的放电电流并简易地算出电池的残存容量。
上述最大放电电流的算出，可以取根据电池残存容量变化设定逐渐变小的值，也可以取预先确定的固定值。又，还可以取通信异常前的最终值。
上述助力结束条件设定的具体方式如下。当通信正常时，将来自电池管理控制器100c的放电停止或放电禁止信号的接收作为助力结束条件，相反，当通信异常时，检测到的电池状态----具体说是从电池的电流-电压特性在图8所示的阈值曲线Z1以下时起开始进行辅助比率渐减处理，随着辅助比率逐渐减少下去设定助力停止条件。
上述助力电流值的运算处理如图7所示，首先通过人力扭矩是否在规定的助力开始电压以上来判断是否为助力状态(步骤B1)，当为助力状态时，根据从人力扭矩、车速及电池管理控制器100c接收到的电池电压等进行规定的助力电流值的运算(步骤B2)，再进行将运算后的助力电流值限制在由上述电池管理控制器100c接收到的最大放电电流值以下的助力电流限制处理(步骤B3)，接着判断是否符合助力结束条件(步骤B4)，当符合条件时进行助力停止处理(步骤B5)。
这里，在图6的通信处理中，当判断为通信断线状态(通信异常)时，上述助力电流值的运算处理便以上述主程序中的输入处理根据从车辆控制器101a侧的各种传感器读入的电池电压、电池电流值进行由图6的步骤A10处求出的最大放电电流值的助力电流限制处理，并按照图6步骤A10设定的助力结束条件进行助力结束条件符合判断。
这样，由于本实施形态在车辆控制器101a与电池管理控制器100c之间进行信息通信，由车辆控制器101a读入由电池管理控制器100c求得的高精度的电池电压、最大放电电流值等的电池状态数据并求出助力电流指令值、进行助力电流限制处理，因此能够大幅度提高对马达的通电控制精度。
当通信异常(通信断线)发生时，由于根据车辆控制器101a侧的传感器104检测到的电池电压进行助力电流指令值的运算的同时根椐通信异常发生前的最后的最大放电电流值进行助力电流限制处理，因此能够根据电池盒100侧接收到的电池状态数据进行比正常时降低若干精度的最低限度的行驶控制，并能防止出现电池过度放电造成的深放电。
又，当处于通信异常发生的判断时，由于从最初通信错误的发生起该错误持续规定时间后才判断为通信异常发生，所以能够防止将瞬间的断线误判为通信异常，如瞬间显示消失、或因切换控制形成的不连续感、助力瞬间中断等以及将通信断续误判为通信断线，如因助力的断续产生的不连贯感、显示的忽隐忽现等。
权利要求
1．一种设有检测人力并以对应其检测到的人力的规定的辅助比率驱动马达进行车辆行驶控制的车辆控制器和监视电池状态进行电池状态管理及控制的电池管理控制器的带电动助力功能的小型车，其特征在于将通过预定的通信协议以双向或单向进行信息的发送、接收的通信装置分别设于上述车辆控制器和电池管理控制器上；将判断有无通信异常的通信异常判断部设于上述两个通信控制装置上；上述车辆控制器设有通电控制装置在通信正常时，根据电池管理控制器侧检测到的电池信息对上述马达进行通电控制；在通信异常时，则根据上述车辆控制器侧设定的设定值对上述马达进行通电控制。
2．权利要求1中所述的带电动助力功能的小型车，其特征在于上述通电控制装置在通信异常时，至少在通信异常发生后的规定时间，根据来自上述电池管理控制器的通信异常发生前的电池信息对上述马达进行通电控制。
3．权利要求1或2中所述的带电动助力功能的小型车，其特征在于上述通电控制装置在持续规定时间后通信中断时识别为通信异常，在通信异常识别前进行通信正常时的处理。
全文摘要
一种带电动助力功能的小型车。设有车辆控制器101a和电池管理控制器100c,将通信装置分别设于上述车辆控制器101a和电池管理控制器100c;将通信异常判断部设于上述两个通信控制装置101a;将通电控制装置101a设于上述车辆控制器101中,在通信正常时,根据电池信息,对上述马达106进行通电控制;在通信异常时,则根据设定值对上述马达106进行通电控制。
文档编号B60L11/18GK1294074SQ0013149
公开日2001年5月9日 申请日期2000年10月23日 优先权日1999年10月22日
发明者照井敏泰 申请人:雅马哈发动机株式会社