CN1039684C - 电动自动车的行驶装置、再生制动装置及保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明的电动自行车是采用通过变换器控制来控制电动机驱动的方法，该方法通过对应蓄电池的消耗状态补偿占空百分比而获得相同行驶感，从而使行驶舒适，第二发明通过利用电动机驱动电路消耗再生电功率，因此不管蓄电池的消耗状态如何，都能使再生制动装置的操作稳定、性能提高，第三发明是在把握机器运行状况并发出异常停止警告的保护装置中，使停止运行分为两个阶段，通过设置抑制该初次停止运行的取消开关，根据情况抑制保护装置的强制动作。

Description

电动自动车的行驶装置、再生制动装置及保护装置

本发明涉及电动自动车用行驶装置的辅助装置，特别是涉及为提高总体行驶性能的自动车用行驶装置的辅助装置。具体地说是涉及一种使电动自动车可获得稳定的行驶感的行驶装置，可获得稳定的制动力的再生制动装置，以及防止机器在发生异常的情况下停止下来的保护装置。

欧洲专利申请EP-0508376 A2及美国专利US 5,227,730分别公开了使用变换器的电动车，再生制动装置及保护装置。

近年来将采用行驶用电动机的电动自动车作为下一世纪代替采用内燃机的汽油发动机自动车的车辆正在受到人们的重视，一般认为：通过利用清洁的电能行驶的电动自动车从根本上解决了占构成污染大气原因70％左右的所谓排放的有害气体和噪音等环境问题，并且还可以成倍地延长石油资源的寿命。

这样的电动自动车与已往的电动自动车相同，配备有通过缓冲装置悬挂在车体上的行驶轮，其电气动力***包括由多个蓄电池组成的电源单元、行驶用电动机，控制电动机转动的电动机驱动电路和向该电动机驱动电路发出控制指令的控制电路。与已往的电动自动车相同，通过动力传递装置传递该电动机的驱动力，利用驱动旋转行驶轮，使车辆行驶。

为了获得所要求的电压，供给行驶用电动机电能的电池电源单元是由多个蓄电池串联构成。另外，这种蓄电池具有以下的特性，即随着使用蓄电池的时间推移，该蓄电池的端电压逐渐降低，在图11所描绘的放电特性曲线中，该端电压达到了这个曲线端点的终端电压。在达到这个终端电压的情况下，为了保护蓄电池，不允许有电流流过蓄电池，此外大家都知道，如图12所示，这个放电特性曲线随着电流的不同而不同，该使用电流变化时，可能放电时间也发生变化。因此，为了正确掌握在行驶中蓄电也电内剩余的电能量，在电动自动车中备有利用各种方法测量剩余电能量的测量仪器。

电源的电能通过电动机驱动电路供给电动机，通过对电动机驱动电路上变换器的控制，可增减供给电动机的有效电压，并控制电动机的转运速度。控制该有效电压的变换器占空比并由控制电路发出指令，该控制电路在电气上同操纵装置的加速器、手把等相连接。即，该控制电路响应由运行者操作操纵装置而设定的加速器开度来设定变换器控制的占空比，并将其输出给电动机驱动电路，因此，响应运行者操纵的开度增减而由控制电路设定变换器的占空比，根据这个占空比使驱动电路供给电动机的有效电压增减，以便获得响应变换器开度的电动机转数。

另外，电动自动车作为以往的内燃机发动机制动的替代车辆一般是采用把行驶用电动机作为发电机使用的再生制动。这是在把行驶用电动机暂时作为发电机使用时通过把电动自动车减速时或下坡时节省的动能转换成电能而完成的辅助自动分配。一般都是利用这样产生的电能对蓄电池进行充电，进行能量回收。

此外，在这样的电动自动车上一般都装有保护机器的各种保护装置。即，这些保护装置包括：配置在机器内并测量温度和电压的检测器，和把这些检测值同警告/停止电平的评价基准电平相比较，然后判定机器操作状状的判定单元。在第一警告电平下，认为机器已接近使用极限值，并通过显示面板进行警告显示，以通知驾驶者。而在第二停止电平下，机器已经达到使用极限值，停止机器的运行。

可是，如果按照以往的电动自动车的电动机控制，则由于设定了同加速器开度成比例的变换器占空比，所以车辆的加速性能随着蓄电池消耗状态的不同而不同，从而产生行驶感觉不稳定的不合适情况。这是由于当随着电池消耗、电压下降时，不管该电池的消耗状态如何，都要设定对应加速器开度的占空比，使供给电动机的有效电压下降，从而在加速性能等方面引起级差。

另外，如果采用电动自行车的再生制动装置，则由于能充电的电能随着蓄电池的消耗状态而变化，使产生的电能不能被蓄电池回收，并使再生制动作用降低引起损害电动自动车行驶时的安全问题。因此，需将不能被蓄电池回收的剩余电能导到放置在车外的大型电阻器中发热，并将热量排放到大气中。虽然有人提出通过使用消耗剩余电方法和用再生电能驱动电动机中惯性轮转动的方案，但是不论哪种方法都是既增加了重量又必然需要多余的装载空间，因此，它们均因使结构复杂而不可取。

如果采用以往的保护装置，则由于在保护装置发出警告动作期间，驾驶者继续使机器运行，所以存在不合适的状况下使机器停止的可能性，例如在使用监视行驶用电动机温度状态的保护装置的情况下，使车辆停止在交叉点或道口等不适合停车的场所。另外，在警告阶段，如果保护装置处在使电动机运行性能降低的情况下，则由于行驶速度降低，使离开这些场所的时间延长而引起危险。

再有，当显示面板将保护装置的警告通知给驾驶者时，由于周围的交通状况和运行情况使驾驶者可能看不到这个警告，所以存在不能获知警告的危险。特别是在小型摩托车等电动二轮车的情况下，由于显示面板设置的位置同运行车的视野范围的关系，这种倾向更为显著。

因此，本发明通过设定考虑了蓄电池消耗状态的占空比而提供了一种能获得稳定行驶感的行驶装置，并且还提供不管蓄电池消耗状态如何都可获得稳定制动的再生制动装置，另外，本发明的目的在于通过设置多个运行停止电平向保护装置提供阻止初次停止运行的准确通报，以便改善电动自动车的综合行驶性能。

本申请的第一发明是关于配备有利用电池电能驱动的行驶用电动机和通过变换器的占空比的增减控制电动机转动的电动机驱动电路和指示相应于由驾驶者根据该电动机驱动电路的加速器开度设定的占空比的电动自动车行驶装置。

电动自动车是配置有根据上述蓄电池的端电压和加速器的开度响应端电压的减少而增加所设定的占空比、以便使供给电动机的有效电压与充电状态下加速器开度相同的占空比设定单元的电动自动车。

本申请的第二发明是关于电动自动车的再生制动装置，在其中包括配备在电动自动车行驶装置中的由蓄电池电能驱动的行驶用电动机、利用变换器控制该电动机制动的电动机驱动电路、在车辆减速时把上述电动机暂时作为发电机使用并且利用产生的电功率对蓄电池充电的再生制动单元；

根据由上述再生制动产生的电量和在再生制动操作时刻的蓄电池的容许充电量判断能否利用所产生的电功率对蓄电池充电的可能性进行判定的判定单元；以及

根据上述判定单元作出的不能再生的判定、把多余的发电量分配给电动机驱动电路、通过该电动机驱动电路的消耗运行消耗多余电功率的消耗单元。

本申请的第三发明是关于电动自动车的保护装置，在该电动自动车的保护装置中配备有检测由于装载机器的运行引起的物理变化的传感器，保持警告电平和停止电平并将上述传感器的输出与该基准电平值相比较对机器运行电平进行判定的比较判定单元，根据该判定单元对警告运行电平的判定向驾驶者通告机器异常的警告单元，根据对停止运行电平的判定停止机器运行的停止单元；

在上述比较判定单元的停止判定电平中设置第三停止判定电平；

还设有在判定该第二和第三电平且停止机器运行的同时，对在控制初次停止电平判定时阻止机器停止动作的取消开关。

因此，按照本申请第一发明的电动自动车装置，根据蓄电池的端电压和加速器的开度，响应端电压的降低增加占空比，而且不管蓄电池的消耗状态如何，均向电动机供给同样有效的电压，这样就维持了电动机的输出从而可以获得保持长久的相同的舒适行驶感。

另外，采用本申请第二发明的电动自动车再生制动装置，由于是控制预先准备的电动机驱动电路来利用该电动机驱动电路消耗的电功率，所以即使在不使电功率返回到蓄电池的场合下，由于是通过该电动机驱动电路进行电功率消耗处理的，所以不论蓄电池的消耗状态如何，都可以维持再生制动，使再生制动装置的可靠性提高。即，只是为了消耗多余的电功率，没有必要设置专用电路，由于通过控制通常配置的电动机驱动电路就可以消耗电功率，所以可省去该专用电路的重量和空间，并且可以防止结构的复杂化从而可以达到降低成本的目的。此外，由于为了驱动电动机而采用的是预先配置的大型电路，并且采用了充分散热措施，所以把该电路兼用作多余功率消耗电路是完全切实可行的。

按照本申请第三发明的电动自动车保护装置，在已往使用的保护装置的警告/停止运行中增加了新的预备停止运行的同时，还设置了抑制该预备停止运行的取消开关，利用该取消开关可以抑制保护装置的初次停止运行。由此，可以无视该保护装置发出的警告而继续使机器运行，在通过保护装置使机器执行初次运行停止的情况下，可以通过抑制由该保护装置发出的停止运行，由驾驶者使机器继续运行，从而可以防止机器在不适合的情况下停下来。例如，在保护装置监测行驶电动机温度状态的情况下，在交叉路和路口等车辆不适合停止的地点，可以事先防止车辆陷入不能行驶的状态。另外，在这种情况下，在警告/停止阶段中，由于没有使电动机的运行性能降低，所以可在保持行驶速度下从这些地点迅速离开，从而提高了安全性能。

另外，由于保护装置的警告是通过振动警告装置的振动通知驾驶者的，所以可以不管周围的交通状况和运行状态如何，即使在小型摩托车等电动两轮车上，也能把警告确实传达给运行者，从而提高了安全性能。

图1是作为本发明电动自动车一个实施例主要构成的电动二轮车的侧面图。

图2是说明本发明电动两轮车的电动机动力装置的主要构成方框图。

图3是与本发明中第一发明的电动自动车行驶装置有关的根据蓄电池的端电压设定占空比的基本特性曲线图。

图4是与第一发明的电动自动车行驶装置有关的根据蓄电池端电压和加速器开度设定占空比范围的特性曲线。

图5是与第一发明的电动自动车行驶装置有关的根据蓄电池端电压和加速器开度设定占空比的特性曲线。

图6是表示第二发明的电动自动车再生制动装置一个实施例的主要构成图。

图7是第二发明实施例的等效电路图。

图8是表示本发明中第三发明的保护装置实施例中电动机温度同比较基准值关系的特性曲线。

图9是表示该实施例的电动自动车保护装置主要构成的整体电路图。

图10是概略显示与该实施例保护装置有关的振动警告装置的纵剖面图。

图11是表示一般的蓄电池额定电流的放电特性曲线。

图12是表示蓄电池放电电流值同可放电容量间的关系曲线。

图中：

1电动两轮车

2车体

3主架

4前轮

5后轮

6操纵把

7行驶用电动机

8电动力传递装置

9动力传递装置

11蓄电池电源单元

12充电器

13电动机驱动电路

14控制电路

15蓄电池

17检测电路

19变换器信号发生电路

20输出特性模式选择电路

21变换器电路

22驱动信号形成电路

25转动位置检测传感器

26转动位置检测电路

28操纵装置

29显示装置

31微型计算机

33定子

34转子

36分压电阻

41保护装置

42温度检测电路

43比较判定电路

44振动警告装置

46取消开关

48温度传感器

49缓冲电路

51逻辑或电路

53晶体管

54驱动电动机

55振动机构

56曲轴

57活塞

58曲柄杆

59汽缸

下面说明图1至10所示的第一发明至第三发明的各实施例。如图1所示，本实施例的电动自动车表示的是作为电动自动车的一种的电动二轮车。在下面的说明书中以电动两轮车(含小型摩托车)为例进行说明。首先说明各发明实施例共同的基本结构，然后再说明各实施例。

也就是说，该电动两轮车1与以往用发动机驱动的两轮车相同，在车体2的前后配备有悬挂在车体主架3上的车轮4和5，前轮4由操纵把6操纵，而后轮5没有发动机，它由行驶用电动机7驱动转动。

也就是说，在该主架3上安装有供给行驶用电功率的电动力装置8和把该电气动力装置8供给的电能通过行驶用电动机7转换成机械运动后传递给后轮的动力传递装置9。另外，虽然在图中省略，主要的还有配置在操纵把6上的加速器手柄、制动杆、制动机构、吊架等，在以往的两轮车上也采用这些部件。该加速器操纵把和制动杆同电动力装置保持电连接。

该电动力装置8包括基本上安装在车体2的主架3中央位置上的蓄电池电源单元11，配置在车体2内各位置上的充电器12、电动机驱动电路13和控制电路14以及分别配置在各装载机器上的各种传感器。这些电动力装置8的控制/驱动电路根据架驶者的操作要求把驱动电功率供给行驶用电动机，以便使车辆以所要求的速度向前行驶。

该蓄电池电源单元11由通过支架固定在主架上的若干个蓄电池15构成，即在本实施例的电动两轮车1上，该蓄电池电源单元11由四个蓄电池15、15构成，这些蓄电池15采用防止大电流传递损耗的粗电缆串联起来，以便获得确定的电压。

电动机驱动电路13主要由作为大功率高速开关元件使用的MOS-FET电路构成，通过对该FET电路的开关操作进行变换器控制，增减供给电动机的有效电压，可以控制电动机的转数。另外，在该电动机驱动电路13正下方的车体2一侧，配置有大型散热板16，利用该散热板16，把电动机驱动电路13在开关操作时产生的大量热量放到大气中去，以便进行充分的放热处理。

如图2所示，控制该行驶用电动机7的电动力装置8包括：检测行驶用电动机7的转动状态并利用转动控制收集电动机7的转动位置数据的检测电路17，把电功率供给该电机7的蓄电池电源单元11，根据来自电力供给控制电路14的设定信号对变换器进行控制，以便在合适的时间将合适的电量供给电动机的电动机驱动电路13，将操纵装置驾驶者的操作信号和来自检测电路17的检测信号输入并根据这些输入信号指令控制电动机驱动电路13的控制电路14。

该电动机驱动电路13包括：根据来自控制电路14的占空比设定信号进行变换器切换和设定的占空比切换的变换器信号发生电路1 9、根据来自该控制电路单元14的换向信号选择换向输出状态模式的输出状态模式选择电路20，根据该模式输出使变换器电路21的各晶体管导通/截止切换操作信号的驱动信号产生电路22，在同蓄电池电源单元11相连的同时通过该操作信号使晶体管开关动作把激磁电流切换供给电动机各线圈的变换电路4。也就是说，根据上述控制电路单元13适时输出的换向信号从输出状态模式选择选择电路20输出下一个励磁状态模式，接着，根据这个状态模式，由驱动信号产生电路22输出使变换电路21的各个晶体管进行转换动作的信号。接着，变换器电路21把伴随该模式的激磁电流换向供给电动机的各线圈使电动机7转动起来。另外，变换器信号发生电路19根据由控制电路14输出的变换器切换指令和电动机转动速度指定的占空比设定信号产生变换器信号并将该信号输入给驱动信号发生电路22。

上述检测电路17配置在电动机中，它包括：采用霍尔元件等检测电动机7转动位置的转动位置传感器25，和根据该传感器信号判别电动机转子转动位置并向控制装置输出信号的转动位置检测电路25。

上述控制电路14由操纵装置28、显示装置29和与配置在装载机器等中的传感器相连接的微型计算机31构成。微型计算机31配备有把各输入信号转换成数字信号的A/D转换器、I/O接口，CPU、存储器等，微型计算机31根据来自操纵装置的要求值和来自各传感器的检测信号向电动机驱动电路13输出占空比设定信号等合适的操作控制指令。因此通过存储在该控制电路14内微型计算机31中的程序可实现不管蓄电池剩余容量状态如何，都能使电动机进行一定运行操作和再生制动操作的第一和第二发明。

也就是说，本申请的第一发明防止了伴随例如行驶过程中蓄电池的消耗使蓄电池放电电压降低而导致电动机驱动力减小和使车辆的行驶性能变差的问题。根据蓄电池端电压和加速器的开度、随看端电压的降低增加占空比，以便不管电池消耗的状态如何总是向电动机供给相同的有效电压，从而维持电动机的输出，并获得与平常相同的舒适运行感觉。

下面根据图3说明第一发明的电动自动车行驶装置的实施例。该实施例的行驶装置预先设定每个加速器开度和端电压，并利用由测量出的蓄电池的电压选择出的计算公式不断计算占空比。也就是说，这些计算公式是图3所示曲线上各电压斜率的一次式，选择最靠近实际测量出的端电压的电压值，利用这个选择式，便可以计算出朱第比。另外，这些电压线是以40V和为基准规定其它的电压线的。也就是说，这个40V的电压线把加速器开度(％)同占空比(％)设定为成正比的关系，而将其它电压线也设定为保持这个关系。也就是说，在其它电压线的情况下，通常把这个电压线的电压值(V)同加速器开度的乘积设定为与相同的加速器开度和40V的乘积具有同样的值。

因此，例如当加速器以开度为100％的全速行驶时，在蓄电池端电压从45V降低到40V的情况下，需设定占空比使之从89％增加到100％。通过这样增加占空比可以不管蓄电池的电压如何下降都能维持供给电动机的有效电压，从而能保持相同的行驶性能。此外，在蓄电池的端压为40V以上的情况下，在加速器开度的整个范围内，根据加速器开度的变化连续线性地改变占空比，借此可以不管蓄电池的消耗状态如何均能获得与通常相同的行驶感觉。

如上所述，在本实施例中，根据蓄电池端电压和加速器开度使朱第比随着端电压的降低而增加，从而不管蓄电池消耗状态如何都能向电动机提供同样的有效电压，由于能一直维持电动机的输出，所以可以获得与通常一样具有舒适感的行驶。另外，由于不必使用存储各值的表，而采用对应各电压的计算公式，所以可以节省所需要的存储器。另外，占空比本身也可以通过计算公式，相应于加速器开度连续改变，借此，也可以提高行驶作乱感。

下面根据图4和图5说明本申请第一发明的其它实施例。对本实施例的电动自行车行驶装置而言，制作上述图3所示的基本特性曲线，和图4所示的将每个朱第比变为分段曲线，根据这个曲线制作出图5所示的表。再将这个表存储在控制电路中的存储器里，参照这个表确定控制电动机转数的占空比。即与上述实施例相同，根据蓄电池的端电压和驾驶者操纵的加速器开度，参照该表设定占空比。

根据上述实施例中使用的图3的基本设定曲线，该区域曲线表示端电压同加速器开度的关系以及变化的占空比边界范围。

根据这个区域曲线制作的表由横轴示出的在使用电池时测量出的各端电压值的区段和纵轴示出的指示电动机驱动电路中各占空百分比区段组成，于是各栏的电压值和百分比区段由上述图4的区域曲线变成满足向电动机提供各电压值的同一有效电压的占空百分比条件的加速器范围。因此，在使用蓄电池使车辆行驶时，在该时刻的电池端电压值下根据驾驶者操纵的加速器开度，参照该表设定占空比。也就是说，根据测定出的端电压确定表中合适的电池电压列。接着，根据收集到的参照列中各栏所示的范围通过加速器开度确定适合的栏。最后，确定对应该栏占空第百分比行，设定占空比。因此，例如在加速器开度为90％的高速行驶时，如果蓄电池端电压从50V降低到45V，则将占空比设定为从80％增至90％，这样不管蓄电池电压如何降低，通过这个增加的占空比就能维持向电动机供给的有效电压，从而获得相同的行驶性能。

虽然，本实施例的表中各栏是由满足条件的加速器开度范围构成的，但是不限于此，通过改变比较判定条件可以只形成各栏的上限值或下限值的结构，由于在这种情况下可以减少数据总量，从而能够节省必要的存储器。

如上所述，在本实施例中不仅产生与上述第一实施例相同的效果，而且由于采用设定占空比的表格并使这个表格保持所要求的特性，从而可以使车辆的行驶性能提高。

下面根据图6和图7所示的实施例说明本申请第二发明的电动自行车再生制动装置。本实施例的再生制动装置通过利用上述的基本结构控制电动机驱动电路的操作；使之变成能利用该电动机驱动电路消耗再生电功率的结构，从而不管蓄电池的消耗状态如何都能确保再生制动稳定。

即，如图6所示，本实施例的再生制动装置，与以往的装置相同，是由电动机7、电池电源单元11，电动机驱动电路13和控制电路14构成；与上述的实施例相同，通过存储在控制电路14的微型计算机31中的程序完成第二实施例的方案。

也就是说，该行驶用电动机7是利用无刷直流电动机，它由固定在车辆主体一侧的定子33和可转动地配置在该定子33内的转子34构成。在该定子33中装有三相线圈U、V、W，其中每相线圈包括四个绕组，在转子34上形成有永磁铁的四个磁极。

该定子33的每个线圈U、V、W分别同电动机驱动电路13的变换电路21相连接，以便选择性地提供激磁电流。即该变换器电路21由同各回流二极管Da⁺、Db⁺、Dc⁺反向连接的P(正极)侧晶体管Ta⁺、Tb⁺、Tc⁺和同各回流二极管Da^-、Db^-、Dc^-反方向相连的N(负极侧晶体管Ta^-、Tb^-、Tc^-构成。这些晶体管由于采用同电池电源侧相连的MOS场效应晶体管，而可以对大电流高速开关操作进行控制，以便通过该漏极-源极电流向电动机供给电流，于是使P侧的晶体管和N侧的晶体管组合成一对，通过控制这两组晶体管的开关操作对改变占空比的变换器进行控制，增加或减少供给电动机线圈的有效电压，可控制电动机的转动速度。与此同时，通过在三相线圈中选择两个线圈使三相直流电流顺次切换通电而形成旋转磁场，从而驱动转子34继续旋转。

该电动机转子34的转动位置由利用霍尔元件等的转动位置检测传感器检测出，在与该位置相应的合适时间下进行电动机线圈的通电切换。即，根据该传感器的信号使判定电动机转子转动位置的转动位置检测电路25同控制电路14连接，根据来自该转动位置检测电路25的电动机位置检测信号，控制电路14按照选择的合适时间使上述的变换器电路21的各个晶体管Ta、Tb和Tc进行导通或截止操作。

此外，36是测定电池电源单元11充放电电流的分压电阻，控制电路14根据该测定电流，对电池电源单元11的剩余容量进行判定。

该电动机驱动电路25的变换器电路21在通常的再生时作为产生反向起动电压的升压电路使用。即，在某个再生时刻W相的线圈产生反向起动电压，如图中的虚线所示，在电流流过时，在通电后经过确定时间之后，通过使晶体管Tb^-截止，而使电流经过回流二极管Db⁺回到电池电源侧对电池进行再生充电。

而且，按照对应于产生反电压线圈的合适定时通过栅极控制该变换器电路21的每个晶体管Ta、Tb、Tc，通过这些晶体管Ta、Tb和Tc消耗由电动机7产生的电功率。即在再生运行时，该电流通过晶体管Tb，经过回流二极管Dc^-回到电动机7一侧。  在这时通过控制晶体管Tb^-的栅极，可以消耗电流。

即，通过调节加在晶体管Tb^-上的栅电压，使该晶体管Tb^-的导通电阻增加，使流过该晶体管漏极-源极间的电流转换成热消耗掉。如图7的等效电路所示，通过把该晶体管Tb^-作为电阻使用来消耗产生的电功率。另外，该电动机驱动电路在进行通常的驱动电动机开关的操作时，同样会发热，所以要采取充分的放热措施，以便使即使在进行这样的功率消耗时，也不会损坏电路的功能。

下面说明该再生制动装置的操作。即通过车辆的制动操作，电动机产生电功率，此时，控制电路比较判定产生的电力和蓄电池的可能充电量，并确定通常的充电操作或由电动机驱动电路进行消耗操作。

首先，当产生的电功率在可充电的能量以下时，上述的电动机驱动电路作为升压电路使用，进行通常的再生操作，利用该电功率对蓄电池充电。

其次，在超过可能的充电能量的情况下，由该控制电路向电动机驱动电路输出确定的动作信号，开始由电动机驱动电路进行电功率消耗操作。即当与产生反向电压的线圈相应的晶体管有电流流过时，通过调节该晶体管的栅极电压；增加导通电阻，使电流变为热消耗掉。

在本实施例中，虽然是通过直接测定蓄电池的端电压来判断再生制动时蓄电池的可充电量的，但是也可以根据一般配备的电池剩余电量测量仪获得可能的充电量。即例如如果利用借助累积式剩余电量测量仪掌握再生电功率的充电情况的结构，则在沿着长的下坡行驶等连续地使用再生的情况下，在再生开始时可以对蓄电池充电，即使由于再生蓄电池充满电时，由于是自动地切换到电动机的驱动电路的消耗模式，而可以防止产生损害再生制动装置的功能。

如上所述，如果采用本实施例的电动自动车的再生装置，控制预先准备的电动机驱动电路，由于是利用该电动机驱动电路来消耗电功率，所以即使在不使电功率回到蓄电池的场合下，也可以通过该电动机驱动电路进行电功率消耗处理，因此，不论电池的消耗状态如何，都可以维持再生制动，使再生制动装置的可靠性提高。即，只是为了消耗多余的电功率，没有必要设置专用的电路，而且由于通过控制通常配置的电动机驱动电路就能消耗电功率，所以可省去专用电路的重量和空间，并且可以防止结构复杂化，从而达到降低成本的目的。另外，由于预先配置了用于电动机驱动的大型电路，并且采用了充分的散热措施，所以把该电动机驱动电路的转换元件本身兼用作剩余电量的消耗电路是切实可行的。

下面，根据图8至图10所示的实施例说明本申请的第三发明。本实施例的保护装置除了在以往使用的保护装置进行警告/停止操作时增加了新设置的停止操作外，还通过设置阻止预定停止操作的取消开关，来取消保护装置产生的初次停止操作。在本实施例中，对监测行驶用电动机的工作温度、向驾驶者发出警告和使电动机停止运行的电动机保护装置作了说明。另外在本装置中不采用视觉的显示警告，而是通过振动进行警告，从而使警告可靠地传达给驾驶者。

即，如图8所示，行驶用电动机7的温度随着车辆行驶的连续进行而逐渐上升，以往的保护装置首先在电动机温度达到L1的时刻向驾驶者显示警告，接着在L2时刻使电动机立即停止。与此相反，本实施例的保护装置虽然在L2时刻同样立即停止电动机，但是可以通过取消开关抑制该保护装置产生的停止动作，以便可以一直继续行驶到后续的L3时刻。于是在该L3时刻，电动机不可取消地被完全停止下来。

本实施例的电动自行车保护装置41如衅9所示那样，包括：配置在行驶用电动机7内的温度检测电路42，根据该检测出的温度数据把该温度数据和所设定的三个电平与基准电平相比较进行判定，对电动机状态进行判定的比较判定电路43，通过各判定信号分别动作的振动警告装置44和图中省略的后级电动机停止电路，以及取消初次停止信号的取消开关46。

该温度检测电路42由配置在行驶用电动机7上的温度传感器48和存储该温度传感器48的输出信号的缓冲电路49构成，并同此较判定电路43相连接。温度传感器48采用的是把温度变换为电阻值的热敏电阻，通过由设有尽可能大的负反馈运算放大器构成的缓冲电路49将与该热敏电阻串联的电阻上的电压值的变化作为正确的电压值取出。因此，温度检测电路42通过温度传感器测量因行驶用电动机7运行而使车辆行驶时电动机的温升，把该电动机的温度作为电压值输出给后级的比较判定电路43。

上述比较判定电路43由在正输入端上与温度检测电路42的输出线并联的三个比较器CP1、CP2和CP3以及其输入端与CP2和CP3的输出端相连的逻辑或电路51构成。振动警告装置44同比较器CP1的后级相连，CP2和CP3的后级通过或电路51连接在电动机停止电路上。53是比较器CP1的输出导通操作晶体管，通过它的导通操作将驱动电流供给下述的振动警告装置44的驱动电动机54，从而使振动警告装置44动作。

在这些比较器CP1、CP2和CP3上预先设定好确定的比较基准值，通过把基准值同温度电压值进行比较来判定行驰用电动机7的工作温度情况，在向操作者发出警告的同时，使电动机7停止下来。也就是说，就这些比较器CP而言，通过为每个比较器CP提供的单设电源的供给电压V1、V2和V3，预先设定对应于图9中各个温度电平L1、L2和L3的电压比较值VC1、。VC2和VC3。因此，当各个比较器CP的比较成立时，这些比较器输出端输出″高″状态的信号，并使连接在后级向驾驶者发出警告的振动装置44动作或使能使行驶用电动机动作停止的电动机停止电路激励。

上述逻辑或电路51的输入侧同比较器CP2和CP3的输出端相连，输出侧同电动机停止电路相连接。因此，根据该逻辑或电路51的逻辑或条件，如果同或电路51的前级连接的比较器CP2和CP3中有一个输出为″高″信号，则后级的电动机停止电路便被激励。

取消开关46的一端在逻辑或电路51的连接线上同比较器CP2相连接，该开关46的另一端接地。因此，该取消开关一旦接通，就使比较器CP2的″高″输出接地，或使电路51和电动机停止电路侧变成没有输出，从而可以抑制由于比较器CP2的比较成立引起的初次电动机停止运行。因此，通过开关46的接通操作可以取消初次的停止运行，从而可以进行与以往的装置相同的运行。

同上述比较器CP1相连的振动警告装置44如图10所示那样，由在操纵把6的加速器内固定配置的驱动电动机54和由该电动机54驱动的机械式振动机构55构成。

即该驱动电动机54响应上述比较器CP1的″高″输出信号提供驱动电流，开始进行驱动远行。该振动机构55包括：一端与该驱动电动机54的输出轴同轴耦合而另一端由把手前端的轴支承且配置在把手长边方向的曲轴56，底端连接在该曲轴56的中间曲拐部分上，而上端同活塞57相连接的曲柄杆58，固定在使该活塞57可以往复移动的把手一侧上的汽缸59。因此伴随着由驱动电动机54驱动的曲轴56的转动，该活塞57在汽缸59内沿图中的上下方向往复运动，使整个把手振动，通过该振动对操作发出警告。

下面说明具有上述结构的本实施例保护装置41的操作。

首先，在行驶用电动机7的温度较低时，与此相对应由温度检测电路42输出的温度检测电压值V较低的情况下，比较判定电路43的所有比较器CP的比较均不成立，因此各个比较器CP的输出均维持在低电平状态，从而使同这些比较器相连接的振动警告装置44/停止电路处在截止状态下。

接着，由于长时间的连续行驶等原因使电动机温度升高，当温度电压值V达到警告电平V1时，比较器CP1的比较成立，由该比较器CP1向后级的振动警告装置44输出显示操作开始的″高″信号。于是，该振动警告装置44使整个把手振动，由此，根据电动机7的操作温度上升，将劝告车辆停止行驶的警告可靠地通知驾驶者。

如果在该状态下继续行驶，与该电动机的运行相对应使电动机温度电压值进一步上升，当超过第一停止电平V2时，第二比较器CP2的比较成立。于是，从该比较器CP2经过逻辑或电路51，向电动机停止电路输出动作开始的″高″信号，停止电动机7的动作，使车辆的行驶停止。

在这种场合下，通过使取消开关46接通操作，使比较器CP2的高输出接地可以抑制电动机停止电路的操作。因此，通过该取消开关46抑制由于保护装置引起的车辆行驶停止，可以使其继续行驶。在达到第三停止电平之前，驾驶者通过使取消开关46地方便截止，可以停止电动机转动，从而停止车辆行驶。

如果在状态下继续行驶下去，电动机温度进一步上升，当电动机温度电压值超过第二停止电平V3时，第三比较器CP3的比较成立。

接着该比较器CP3通过逻辑或电路51向电动机停止电路输出操作开始的″高″信号，停止电动机7的转动，使车辆的行驶无条件地停止。

另外，虽然在本实施例的保护装置中采用了专用的电路对电动机运行时的温度状况进行比较判定，但是也可以与上述实施例相同，将传感器和开关信号输入给控制电路，利用专用的程序比较判定并进行警告和电动机停止/停止抑制操作的指示。

此外，虽然本实施例对把电动机的温度作为检测对象的保护装置进行了说明，但是并不限于此，本发明也适用于把机器的过热，过电压、电压降低等作为测定对象的保护装置。即，可以将这些检测对象同基准值进行比较判定，并将检测出的机器异常进行警告和停止机器操作的保护装置用在各种保护装置上。

如上所述，按照本实施例的电动自动车的保护装置，由于在以往使用的保护装置的警告/停止动作中增加了新设置的停止运动功能的同时，还通过设置抑制所设停止运行的取消开关来抑制由保护装置初次产生的停止运行，在需要无视该保护装置的警告而需要使机器继续运行时利用保护装置使机器变为停止执行初次停止运行的情况下，由于可以抑制该保护装置产生的停止运行，使驾驶者能继续操纵机器的运行，从而可以防止机器在不合适的状况下停车。例如，在使用保护装置监测行驶用电动机温度状态的情况下，在叉路口和道口等不适合停车的地点，则可以事先防止车辆陷入不能行驶的状态。另外，在这种情况下，由于在警告/停止阶段中，电动机的操作性能没有降低，所以仍能保持行驶速度，使车辆从这样一些场合迅速离开，从而提高了安全性能。

另外，由于是利用振动警告装置的振动将保护装置发出的警告通知给驾驶者的，所以可以不管周围的交通状况和运行状态如何，即使在小型摩托车等电动两轮车上也能把警告可靠地传达给驾驶者，从而提高了安全性。

如上所述，按照本申请第一发明的电动自动车的行驶装置，根据电池端电压和加速器的开度，通过使朱第比相应于端电压的降低而增加，从而可与蓄电池的消耗状态无关地向电动机提供同样的有效电压并一直保持电动机的输出，这样就可以获得与平时同样的舒适行驶感觉。

按照本申请第二发明的电动自动车的再生制动装置，控制预先准备的电动机驱动电路，利用该电动机驱动电路消耗电功率，所以即使在不使电功率回到蓄电池的场合下，由于是通过该电动机驱动电路进行电功率消耗处理的，所以不论蓄电池的消耗状态如何，都能维持再生制动，使再生制动装置的可靠性提高。即，只是为了消耗多余的电功率，没有必要设置专用的电路。由于利用控制通常备有的电动机驱动电路就可以消耗电功率，所以可以省去该专用电路所需的重量/空间，并且可以防止构造复杂化，从而可以达到降低成本的目的。此外，由于为了驱动电动机而用的是预先备有的大型电路，并且采用了充分的散热措施，所以把该电动机驱动电路的转换元件兼用作多余功率消化电路是完全切实可行的。

如上所述，按照本申请第三发明的电动自行车的保护装置，在以往使用的保护装置的警告/停止运行中增加了新设置的停止运行的同时，还设置有抑制所设停止运行的取消开关，利用该取消开关抑制由保持装置产生的初次停止运行，由此，可以无视该保护装置发出的警告而使机器继续运行，在通过保护装置使机器变为初次运行停止的态时，可以通过抑制由该保护装置引起的停止运行动作使驾驶者继续操纵机器运行，从而可以防止机器在不合适的情况下停下来。例如，在用保护装置监测行驶用电动机温度状态的情况下，在交叉路和路口等不适合车辆停止的地点，可以事先防止车辆陷入不能行驶的状态。另外，在这种情况下，在警告/停止阶段中，由于没有使电动机的运行性能降低，所以可以在保持行驶速度的情况下，从这些场所迅速离开，从而提高了安全性能。

由于保护装置发出的警告是通过振动警告装置的振动通知给驾驶者的，所以不论周围的交通状况和运行状况等如何，即使在小型摩托车等两轮车上也能可靠地把警告传达给驾驶者，从而提高了安全性。

如上所述，按照本发明可获得通过考虑蓄电池的消耗状态而设定的朱第比获得稳定行驶感的行驶装置，和与消耗状态无关地进行稳定制动的再生制动装置以及设定多个动作停止电平来抑制初次停止动作以便提出警告的保护装置；利用上述这些装置可改善电动自行车的综合行驶性能。

Claims (4)

1.一种电动自动车的行驶装置，包括：利用蓄电池的电功率驱动的行驶用电动机；通过增减变换器的占空比对该电动机进行控制的电动机驱动电路；指示与由驾驶者在该电动机驱动电路中设定的加速器开度相应的占空比，

其特征在于，还配备有：根据上述蓄电池的端电压和加速器开度，相应于端电压的减少以设定需增加的占空比，使供给电动机的有效电压同满充电状态的加速器开度相同的占空比设定单元。

2.一种电动自动车的再生制动装置，包括：利用蓄电池的电功率驱动行驶用的电动机；通过控制变换器对电动机进行旋转控制的电动机驱动电路和在车辆减速时把上述电动机暂时作为发电机使用并利产生的电功率对蓄电池充电的再生制动单元，

其特征在于，该电动自动车的再生制动装置还包括：根据由上述再生制动产生的电功率和再生制动动作时蓄电池的容许电量以判断产生的电量能否对蓄电池进行充电的再生判定单元；以及

根据上述再生判定单元产生的不能再生判定把多余的发电量分配给电动机驱动电路并利用该电动机驱动电路的消耗操作消耗发电量的电功率消耗单元。

3.一种电动自动车的保护装置包括：检测由运行的负载机器引起的物理量变化的传感器；把具有警告电平和停止电平判定基准值的上述传感器的输出同该基准电平值进行比较以判定机器运行电平的比较判定单元；根据该判定单元对警告动作电平的判定向驾驶者通知机器异常的警告单元；根据对停止动作电平的判定以停止该机器运行的停止单元；

其特征在于，在上述电动自行车的保护装置中还设置有：在上述比较判定单元的停止判定电平中设定第三停止判定电平，在通过对第二和第三电平进行判定使机器停止的同时抑制由于初次停止电平判定引起的机器停止运动的取消开关。

4.如权利要求3所述的电动自动车的保护装置，其特征在于，上述警告单元是使驾驶者操作的操纵手把振动以完成警报的振动警告装置。

Images