DE69625630T2

DE69625630T2 - Hilfsvorrichtung zur Anwendung in einem Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE69625630T2
Application number: DE69625630T
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Koike; Minoru Kozaki; Kohichi Tadokoro; Kunihiko Takagi
Original assignee: Seiko Epson Corp; Tokyo R&D Co Ltd
Current assignee: Seiko Epson Corp; Tokyo R&D Co Ltd
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: CN1050331C; DE69629063T2; CN1246618A; KR100352546B1; US5819864A; KR100336258B1; EP1020319B1; CN1216298C; TW384798U; EP1022183A3; EP1020319A2; JP2004007954A; KR100333766B1; EP0728613A3; CN1134894A; EP1022183B1; US5730243A; DE69631979D1; DE69625630D1; JP3450078B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Unterstützungsvorrichtung für die Verwendung in einem Elektrofahrzeug, und insbesondere auf eine Unterstützungsvorrichtung, die einen weiten Bereich von benutzerfreundlichen Gestaltungsverbesserungen im Elektrofahrzeug bietet.
Elektrofahrzeuge, die einen Elektromotor als Antriebsmaschine verwenden, haben seit kurzem die Aufmerksamkeit als Fahrzeuge der nächsten Generation auf sich gezogen, von denen erwartet wird, daß sie benzingetriebene Fahrzeuge, die eine Verbrennungskraftmaschine verwenden, ersetzen. Es wurde eine Vielfalt von technischen Vorschlägen in Verbindung mit dem Elektrofahrzeug gemacht. Das Elektrofahrzeug, das eine für die Umgebung saubere elektrische Energie verwendet, löst Umweltprobleme, die Verbrennungskraftmaschinen zugeordnet sind, wie z. B. Emissionen von giftigen Abgasen und Geräuschen, vollständig. Es wird geschätzt, daß 70% der Luftschadstoffe von Verbrennungskraftmaschinen abgegeben werden. Ferner wird angenommen, daß die umfassende Einführung von Elektrofahrzeugen die aktuelle Verbrauchsrate von fossilen Brennstoffen wie z. B. Mineralöl, effektiv verlangsamt, wodurch die derzeit erwartete restliche Verfügbarkeitsdauer von fossilen Brennstoffen effektiv verdoppelt wird.
Wie im benzinbetriebenen Fahrzeug ist das Elektrofahrzeug mit Rädern versehen, die über Stoßdämpfer an der Fahrzeugkarosserie aufgehängt sind. Die Räder werden von einer Kraftübertragungsvorrichtung angetrieben, deren Kraftquelle ein Elektromotor ist. Der Elektromotor wird von einer elektrischen Leistungsvorrichtung versorgt. Die elektrische Leistungsvorrichtung umfaßt einen Batteriebankabschnitt mit mehreren Speicherbatterien, einen Stromversorgungsschaltungsabschnitt zum Zuführen elektrischen Stroms in einer zuverlässigen Weise, einen Elektromotor für den Antrieb, eine Motoransteuerschaltung und eine Steuerschaltung zum Ausgeben von Geschwindigkeitsbefehlen oder dergleichen an die Motoransteuerschaltung. Die vom Motor erzeugte Antriebskraft wird anschließend über die Kraftübertragungsvorrichtung auf die Fahrräder übertragen, um dem Elektrofahrzeug zu ermöglichen, zu fahren.
Der Batteriebankabschnitt, der elektrischen Strom zum Fahrmotor zuführt, ist aus den mehreren Speicherbatterien aufgebaut, die in Serie verbunden sind, um eine benötigte Spannung zu erhalten. Die Speicherbatterien weisen die folgenden Eigenschaften auf: die Spannung über den Batterieanschlüssen sinkt im Zeitverlauf allmählich ab, wenn die Batterie beansprucht oder entladen wird, wie mit einer Entladungskurve in Fig. 15 gezeigt ist. Sobald die Batteriespannung eine Anschlußspannung am äußersten rechten Ende der Kurve in Fig. 15 erreicht, wird die Entladung beendet, um die Speicherbatterie zu schützen. Wie Fig. 16 zeigt, folgt die Speicherbatterie in Abhängigkeit vom Strom während der Beanspruchung verschiedenen Entladungskurven. Es ist bekannt, daß die Betriebsentladungsezeit der Batterie sich mit variierendem Betriebsstrom verändert. Aus diesem Grund ist das Elektrofahrzeug mit einem Meßgerät versehen, das die verbleibende ungenutzte Energie anzeigt, wobei eine Vielfalt von Techniken verwendet wird, um die restliche unverbrauchte elektrische Energie in der Speicherbatterie richtig zu erfassen. Das Restkapazitätsmeßgerät (Restkapazitätsmesser) schätzt die verbleibende elektrische Energie und zeigt sie einem Fahrer an.
Wie in Fig. 17 gezeigt ist, wird der elektrische Strom von einem Batteriebankabschnitt 91 mittels eines Stromversorgungsschaltungsabschnitts 92 spannungsgeregelt und wird über nicht gezeigte Hauptleitungen zu einer Vielfalt von Vorrichtungen, einschließlich eines Restkapazitätsmeßgerätes 93, verteilt. Der Hauptschalter 94, der von einem Fahrer betätigt wird, ist mit dem Stromversorgungsschaltungsabschnitt 92 verbunden. Durch Betätigen des Hauptschalters 94 wird der Stromversorgungsschaltungsabschnitt 92 ein- oder ausgeschaltet. Wenn das Fahrzeug vollständig zum Stillstand kommt, um es zu parken, wird der Schlüsselschalter 94 ausgeschaltet, wodurch der Batteriestrom für alle Vorrichtungen an Bord, einschließlich des Restkapazitätsmeßgerätes, abgeschaltet wird, um den Betrieb jeder Vorrichtung zu stoppen. Der Hauptschlüssel wird aus seinem Schalter entfernt und verbleibt beim Fahrer, um einen Diebstahl des Fahrzeuges zu verhindern. Der vom Stromversorgungsschaltungsabschnitt 92 geregelte elektrische Strom wird dem Motor über die Motoransteuerschaltung zugeführt. Die Motoransteuerschaltung steuert in ihrem Wechselrichtermodus die Geschwindigkeit des Motors durch Anheben oder Senken der Versorgungsspannung für den Motor. Das Wechselrichtersteuerungs-Tastverhältnis, das die Spannung anhebt oder senkt, wird von der Steuerschaltung gesteuert. Die Steuerschaltung ist mit einem Fahrgriff (Beschleunigergriff) elektrisch verbunden. Die Steuerschaltung setzt ein Tastverhältnis in Reaktion auf die Öffnungseinstellung des Beschleunigers (Fahrgriff) durch den Fahrer. In Reaktion auf den Testverhältnisfaktor hebt oder senkt die Motoransteuerschaltung die dem Motor zugeführte effektive Spannung. Die Drehzahl des Motors wird somit entsprechend der Öffnung des Beschleunigers erhalten.
Da das Elektrofahrzeug keinen Leerlaufzustand aufweist, der für ein gewöhnliches benzinbetriebenes Fahrzeug typisch ist, kann ein Fahrbereitschaftszustand unbeachtet bleiben. Ein unbeabsichtigtes Öffnen des Beschleunigers veranlaßt das Fahrzeug, plötzlich loszufahren, während der Fahrer nicht bereit ist, in seiner Fahrposition zu starten. Unter einem Sitz ist ein Absitzsensor angeordnet, um die Sitzposition des Fahrers zu erfassen. Selbst wenn ein Fahrzeug bereit ist, zu starten, gibt er in bestimmten bekannten Systemen (z. B. japanische Patentanmeldung Nr. Hei-6-115469) einen Alarmton ab, wie z. B. einen Summton. In einem weiteren bekannten System stoppt ein Fahrzeug die Operation des Motors vollständig, unabhängig von der Beschleunigerbetätigung, wenn ein Fahrer absitzt.
In einem elektrischen Zweiradfahrzeug, wie z. B. einem Zweirad-Motorrad oder einem Motorroller, ist in der Nähe des hinteren Laufrades ein Motorradständer mit wenigstens zwei Füßen vorgesehen. Wenn ein solches Fahrzeug geparkt wird, wird der Ständer in seine Parkposition gebracht. Während des Parkens ruht das Fahrzeug auf drei Bodenpunkten: einem an seinem Vorderrad und zwei an den Füßen des Ständers.
Um eine verbrauchte Speicherbatterie aufzuladen, wird sie mit einer Ladespannung geladen, die typischerweise höher ist als ihre Nennspannung. Zum Beispiel werden bei einer 12 V-Speicherbatterie etwa 15 V in die Batterie eingespeist, um diese zu laden. Die Kapazität der Batterie wird genau ermittelt auf der Grundlage der Tatsache, daß die Anschlußspannung der Batterie sich linear mit der Batteriekapazität ändert, wenn eine Offenkreis- Spannung gemessen wird, während die Batterie nach Abschluß einer Ladeoperation in einen lastfreien Zustand versetzt ist.
Wenn die Ladeoperation abgeschlossen ist, steigt jedoch die Anschlußspannung vorübergehend an (dieser Zustand wird im folgenden als "Oberflächenladungszustand" bezeichnet), teilweise, da die Ladespannung höher ist als die Nennspannung, und teilweise, da das Innere der Batterie in diesem Augenblick elektrochemisch ungleichmäßig bleibt. Die Anschlußspannungsmessung bietet daher keine genaue Messung der Batteriekapazität. Zum Beispiel wird eine 12 V-Speicherbatterie mit einer Ladespannung von etwa 15 V geladen. Unmittelbar nach der Ladeoperation verbleibt die Offenkreis- Spannung in der Nähe von 15 V, unabhängig von der wirklichen Kapazität der Batterie. Selbst wenn die Ladeoperation gestoppt wird, bevor vollgeladen worden ist, kann die Batterie irrtümlich als vollgeladen betrachtet werden, da die gemessene Anschlußspannung hoch ist. Es ist bekannt, daß im Zeitverlauf ein solcher Oberflächenladungszustand, der eine hohe Spannung aufweist, beseitigt wird und die Anschlußspannung ihr Gleichgewicht erreicht, das die wirklich geladene Batteriekapazität wiedergibt.
In einem bekannten Verfahren zur Ermittlung der geladenen Batteriekapazität unmittelbar nach dem Laden wird eine Regressionsgleichung ermittelt, die die verstrichene Zeitspanne nach Abschluß des Ladens zur Offenkreis- Spannung in Beziehung setzt, wobei die Regressionsgleichung verwendet wird, um die Offenkreis-Spannung im Gleichgewichtszustand nach Verstreichen einer ausreichenden Zeitspanne zu schätzen und anschließend die geladene Kapazität anhand der geschätzten Offenkreis-Spannung zu berechnen (siehe z. B. japanische Patentanmeldung Hei-4-363679).
Im elektrischen Zweirad-Motorrad, wie z. B. einem elektrischen Motorroller, wird die Benutzerfreundlichkeit als Motorrad durch das schwere Gewicht im Vergleich zu einem Verbrennungsmotorroller deutlich beeinträchtigt. Das heißt, der elektrische Motorroller ist relativ schwer, da er mehrere an Bord montierte Batterien aufweist. Das schwere Gewicht bewirkt eine schwierige Handhabung durch den Benutzer.
Wenn das Zweirad-Motorrad aus seiner Stopposition in seine Parkposition auf einem Parkplatz gebracht wird, oder aus seiner Parkposition in seine Startposition gebracht wird, sitzt ein Fahrer üblicherweise ab und schiebt das Zweirad-Motorrad dorthin. Das Zweirad-Motorrad erfordert somit einen großen menschlichen Kraftaufwand. Wenn das Zweirad-Motorrad auf einer unebenen Straße oder insbesondere einer Steigung geschoben wird, ist diese manuelle Fahroperation für den Fahrer noch schwieriger. Der Fahrmotor kann verwendet werden, um den Fahrer bei seiner manuellen Fahroperation (Schiebeoperation) zu unterstützen, jedoch kann dies sehr riskant sein. Eine irrtümliche Beschleunigerbetätigung kann einen plötzlichen Start auslösen. Im Hinblick auf die Sicherheit wird die Verwendung des Fahrmotors zur Unterstützung nicht bevorzugt.
In dem bereits erwähnten bekannten System, das einen Alarmton zum Alarmieren des Fahrers auslöst, kann der Alarmton in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen unbeachtet bleiben. In diesem Fall ist das vollständige Stoppen des Fahrmotors nicht vollkommen akzeptabel, da dieser nicht mehr verwendet werden kann, um den Fahrer bei seiner manuellen Fahroperation zu unterstützen.
Eine weitere Schwierigkeit, die ein schweres Fahrzeug hervorruft, besteht ferner darin, daß der Fahrer mehr Kraft und Erfahrung benötigt, um den Roller zum Parken auf seinen Ständer zu stellen. Wie in Fig. 18 gezeigt ist, umfaßt ein bekanntes System eine Ständervorrichtung 106 mit einem dedizierten Motor 104 und dessen Getriebe 105, um einen Ständer 103 in seine aufrechte Position zu bringen, neben einem Fahrmotor 101 und einer Kraftübertragungsvorrichtung 102. Der dedizierte Motor 104 liefert eine Antriebskraft, um den Ständer 103 in seine aufrechte Position zu bringen. Diese Ständervorrichtung 106 verwendet den dedizierten Motor, macht jedoch die Gestaltung des Fahrzeugs komplizierter und schwerer.
Der Hauptschalter schaltet die Stromversorgungsschaltung ein oder aus, die bei Bedarf Strom zu allen bordeigenen Vorrichtungen liefert. Wenn der Hauptschalter bei geparktem Fahrzeug ausgeschaltet ist, ist auch das Restkapazitätsmeßgerät ausgeschaltet. Wenn die Speicherbatterie bei einer unzureichenden Restenergie ein Aufladen erfordert und wenn der Hauptschalter ausgeschaltet ist, kann die Notwendigkeit zum Aufladen der Aufmerksamkeit des Fahrers entgehen. Der Fahrer läßt unbeabsichtigt eine Ladeoperation aus, da er nicht von der verbrauchten Speicherbatterie weiß.
Im obenbeschriebenen Verfahren, bei dem die geladene Batteriekapazität unmittelbar nach dem Laden unter Verwendung der Regressionsgleichung anhand der Ladespannung geschätzt wird, sind die Lade- und Entlade- Kennlinien von Batterie zu Batterie hinsichtlich der Kapazität und des Grades der Alterung verschieden. Es sollten daher im voraus Tests durchgeführt werden, um Kennliniendaten zu sammeln. Eine solche zusätzliche Arbeit ist zeitaufwendig.
Hinsichtlich der obigen Probleme wurde die vorliegende Erfindung entwickelt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen weiten Bereich von leicht zu verwendenden Gestaltungsverbesserungen in einem Elektrofahrzeug zu implementieren, indem eine Elektrofahrzeug-Antriebsunterstützungsvorrichtung geschaffen wird, die einem Fahrmotor erlaubt, mit einer äußerst langsamen Geschwindigkeit betrieben zu werden, um ein manuelles Schieben zu erleichtern, das erforderlich ist, wenn ein Fahrer das Elektrofahrzeug manuell schiebt, und die die mögliche Gefahr eines plötzlichen Starts des Fahrzeugs eliminiert, der ausgelöst werden kann, wenn der Fahrer irrtümlich einen Beschleuniger betätigt, während er nicht bereit ist, in seiner Fahrposition zu starten, indem eine leichte Elektrofahrzeug-Antriebsunterstützungsvorrichtung vorgesehen wird, die den Fahrmotor verwendet, um einen Ständer ohne einen dedizierten Ständermotor in eine aufrechte Position zu bringen, indem eine Unzureichende-Restkapazität-Alarmvorrichtung vorgesehen wird, die den Fahrer in einer sicheren Weise darüber informiert, daß die Batteriekapazität derzeit unzureichend ist, auch wenn der Hauptschalter ausgeschaltet ist und die Operation aller bordeigenen Vorrichtungen gestoppt ist, und indem eine Batterieladekapazität-Meßvorrichtung vorgesehen wird, die eine genaue Ladungskapazität ermittelt, indem sie den Oberflächenladungszustand nach einer Ladeoperation eliminiert.
EP 0517224A offenbart ein Schiebefahrrad, das ein elektrisches Hilfsantriebssystem umfaßt. Ein Bedingungserfassungsmittel ist vorgesehen, um eine Schiebefahrbewegung zu erfassen, so daß das elektrische Antriebssystem betätigt wird, um die vorrückende Schiebebewegung zu unterstützen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebsunterstützungsvorrichtung für die Verwendung in einem Elektrofahrzeug geschaffen, das mit einem Fahrmotor, der mit elektrischer Leistung von einer Speicherbatterie betrieben wird, sowie einer Motoransteuerschaltung zum Steuern der Rotation des Motors versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation des Motors in Reaktion auf die Einstellung eines Beschleunigers (Fahrgriff bzw. Gasgriff) gesteuert wird, und daß die Antriebunterstützungsvorrichtung umfaßt:
einen Abstiegssensor zum Erfassen eines Absteigens des Fahrers vom Fahrzeug;
Mittel zum Bestimmen der Einstellung des Fahrgriffes;
Mittel zum ausreichend niedrigen Einstellen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, damit der Fahrer neben dem Fahrzeug gehen kann, in Reaktion auf ein Fahrer-Abstiegs-Signal vom Erfassungsmittel und eines Fahrgriff- Geschlossen-Signals vom Fahrgriffeinstellungs-Bestimmungsmittel; und
Mittel zum Einstellen der Drehzahl des Fahrmotors auf einen Niedrigdrehzahlmodus, in welchem die Drehzahl in Reaktion auf eine Betätigung des Fahrgriffes so eingestellt wird, daß sie um den Faktor 11n kleiner ist als eine entsprechende Drehzahl in einem Normalgeschwindigkeitsmodus.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine Seitenansicht ist, die allgemein das elektrische Motorrad gemäß einer Ausführungsform des Elektrofahrzeugs der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie II-II in Fig. 1 ist;
Fig. 3 ein schematischen Diagramm einer Ausführungsform der Antriebsunterstützungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt des Elektrofahrzeugs der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms einer Ausführungsform der Antriebsunterstützungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt des Elektrofahrzeugs der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 ein Graph ist, der die Operation der Ausführungsform zeigt;
Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Ständervorrichtung gemäß dem dritten Aspekt des Elektrofahrzeugs der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 7 eine Draufsicht der Ständervorrichtung des Elektrofahrzeugs der obigen Ausführungsform ist;
Fig. 8 eine Seitenansicht der Ständervorrichtung des Elektrofahrzeugs der obigen Ausführungsform ist;
Fig. 9 eine Vorderansicht der Ständervorrichtung des Elektrofahrzeugs der obigen Ausführungsform ist;
Fig. 10 ein schematisches Diagramm ist, das allgemein eine erste Ausführungsform des vierten Aspekts des Elektrofahrzeugs der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Unzureichende-Restkapazität-Alarmvorrichtung zeigt;
Fig. 11 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Operation der Zeitgeberschaltung der obigen Ausführungsform zeigt;
Fig. 12 ein schematisches Diagramm ist, das allgemein eine zweite Ausführungsform des vierten Aspekts des Elektrofahrzeugs der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Unzureichende-Restkapazität-Alarmvorrichtung zeigt;
Fig. 13 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms einer Ausführungsform der Batterieladekapazitäts-Meßvorrichtung gemäß dem fünften Aspekt des Elektrofahrzeugs der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 14 ein schematisches Diagramm einer Entladungsschaltung ist, die in der Batterieladekapazitäts-Meßvorrichtung in der obigen Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 15 ein Graph ist, der die Entladekennlinien bei konstantem Strom für eine typische Speicherbatterie zeigt;
Fig. 16 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen dem Batterieentladestrom und der Entladungskapazität zeigt;
Fig. 17 ein Blockschaltbild der Batteriebank und der Stromversorgungsschaltung des Standes der Technik ist; und
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht ist, die die Ständervorrichtung des Elektrofahrzeugs des Standes der Technik zeigt.
Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 12 werden im folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Elektrofahrzeug in jeder Ausführungsform ist unter Verwendung eines Zweirad-Elektromotorrades (einschließlich eines Elektro-Motorrollers) als Beispiel gezeigt. Alle Ausführungsformen verwenden die identische Grundkonstruktion des Elektro-Motorrades.
Wie beim bekannten Motorrad mit Verbrennungsmotorantrieb weist ein elektrischer Motorroller 1 an den vorderen und hinteren Seiten einer Fahrzeugkarosserie 2 Räder 4, 5 auf, die mittels eines Karosseriehauptrahmens 3 aufgehängt sind, sowie einen Fahrersitz 2a etwa in einer mittleren Position der Fahrzeugkarosserie 2. Das Vorderrad 4 wird mit einer Griffstange 6 gelenkt. Das Hinterrad 5 wird durch einen Fahrelektromotor 7 statt durch eine Verbrennungskraftmaschine angetrieben. Eine Anzeigetafel 8, die in der Mitte der Griffstange 6 angeordnet ist, weist eine Anzeigevorrichtung 9 zum Anzeigen einer Fahrgeschwindigkeit, einer Batterierestkapazität und dergleichen sowie mehrere Schalter zum Steuern der bordeigenen Vorrichtungen auf. Unterhalb der Anzeigetafel 8 der Hauptkarosserie 2 ist ein Hauptschalter 10 zum Ein- oder Ausschalten aller bordeigenen Vorrichtungen angeordnet.
Der Hauptrahmen 3 trägt eine elektrische Antriebsvorrichtung 11 zum Liefern elektrischer Leistung, die zum Fahren benötigt wird, einen Motor 7, der die elektrische Leistung von der elektrischen Antriebsvorrichtung 11 in eine mechanische Kraft umsetzt, und eine Kraftübertragungsvorrichtung 12 zum Übertragen der mechanischen Kraft auf das Hinterrad 5. Ein Fahrgriff 6a (Beschleunigergriff), ein Bremshebel, ein Bremsmechanismus, Aufhängungssysteme und bestimmte andere nichtgezeigte Komponenten bleiben gegenüber denjenigen, die in einem Zweirad-Motorracl des Standes der Technik verwendet werden, unverändert. Eine Vielfalt von Schaltern, einschließlich des Fahrgriffes 6a, des Bremshebels, des Hauptschalters 10 und dergleichen, sind elektrisch mit der elektrischen Antriebsvorrichtung 11 verbunden.
Die elektrische Antriebsvorrichtung 11 umfaßt einen Batteriebankabschnitt 14, der etwa in einer mittleren unteren Position des Hauptrahmens 3 der Fahrzeugkarosserie 2 angeordnet ist, ein Restkapazitätsmeßgerät 15, eine Stromversorgungsschaltung 16, eine Steuerschaltung 17, eine Ladevorrichtung 18 und eine Motoransteuerschaltung 19, die neben dem Batteriebankabschnitt 14 angeordnet ist, sowie eine Vielfalt von Sensoren, die in den bordeigenen Vorrichtungen angeordnet sind.
Der Batteriebankabschnitt 14 umfaßt vier Batterien 14a, die mittels Klammern am Hauptrahmen befestigt sind. Diese Batterien 14a sind mittels schwerer Drahtkabel in Serie verbunden, um einen Spannungsabfall zu vermeiden und eine benötigte Spannung zu erhalten. Der elektrische Strom vom Batteriebankabschnitt 14 wird mittels der Stromversorgungsschaltung 16 geregelt, bevor er auf die jeweiligen bordeigenen Vorrichtungen verteilt wird.
Die Motoransteuerschaltung 19 ist eine Schaltung, die hauptsächlich aus großen MOSFETs als Hochleistungsschaltelemente konstruiert ist. Die Schaltoperation der FET-Schaltung in Form einer Wechselrichtersteuerung hebt oder senkt die effektive Spannung, die dem Fahrmotor 7 zugeführt wird, um die Motordrehzahl zu steuern. Die Schaltoperation wird entsprechend dem Geschwindigkeitsbefehl von der Steuerschaltung 17 in Reaktion auf die Beschleunigereinstellung durchgeführt.
Die Steuerschaltung 17 umfaßt einen Mikrocomputer 31, der Signale vom Fahrgriff 6a und den Sensoren empfängt, die in den bordeigenen Vorrichtungen montiert sind, und gibt Signale an die Motoransteuerschaltung 19 und die Anzeigevorrichtung 9 auf der Anzeigetafel 8 aus. Der Mikrocomputer 31 ist mit einem A/D-Umsetzer zum Umsetzen eines Eingangssignals in ein digitales Signal, einem E/A-Anschluß, einer CPU und einem Speicher versehen. Unter der Steuerung des im Speicher gespeicherten Programms verarbeitet der Mikrocomputer 31 die Sensorsignale, einschließlich desjenigen, das sich auf die durch die Betätigung des Fahrgriffes 6a gesetzte Beschleunigereinstellung bezieht, und Signale von anderen Sensoren, und gibt benötigte Befehle, wie z. B. ein Tastverhältniseinstellsignal, an die Motoransteuerschaltung 19 aus.
Die Kraftübertragungsvorrichtung 12 umfaßt den Fährmotor 7 und ein stufenloses Getriebe 20. Die Kraftübertragungsvorrichtung 12 wandelt eine Drehbewegung des Motors 7 mittels des stufenlosen Getriebes 20 in ein geeignetes Drehmoment um und überträgt das Drehmoment auf das Hinterrad 5.
Wenn der Fahrer den Hauptschalter 10 einschaltet, beginnt die Stromversorgungsschaltung 16 zu arbeiten, wobei elektrischer Strom vom Batteriebankabschnitt 14 an die bordeigenen Vorrichtungen verteilt wird und das Fahrzeug in Fahrbereitschaft versetzt wird. Wenn anschließend der Fahrer den Fahrgriff 6a betätigt, gibt die Steuerschaltung 17 in Reaktion hierauf einen Geschwindigkeitsbefehl an die Motoransteuerschaltung 19 aus. In Reaktion auf den Geschwindigkeitsbefehl hebt oder senkt die Motoransteuerschaltung 19 den dem Fahrmotor 7 zugeführten Antriebsstrom, um die Drehzahl des Fahrmotors 7 zu steuern. Die vom Fahrmotor 7 erzeugte Drehbewegung wird in ein geeignetes Drehmoment umgesetzt, welches anschließend auf das Hinterrad 5 übertragen wird. Der Zweirad-Elektromotorroller 1 beginnt somit, mit einer Geschwindigkeit zu fahren, die der Fahrer wünscht.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Ausführungsform in Fig. 3 die Antriebsunterstützungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt des Elektrofahrzeugs der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wenn die Antriebsunterstützungsvorrichtung das Absitzen des Fahrers und den geschlossenen Zustand des vom Fahrer eingestellten Beschleunigers erfaßt, versetzt sie das Fahrzeug in einen Betriebsmodus für sehr langsame Geschwindigkeit, der den Fahrmotor mit einer sehr langsamen Drehzahl steuert. Die Antriebsunterstützungsvorrichtung führt somit eine sichere, antriebsunterstützte Fahrt bei sehr langsamer Drehzahl des Fahrmotors aus. Wenn das Fahrzeug geschoben wird, kann der Fahrer den Beschleuniger in der gleichen Weise betätigen, wie er es beim normalen Fahren macht.
Die Antriebsunterstützungsvorrichtung des Elektrofahrzeugs dieser Ausführungsform umfaßt eine in Fig. 3 gezeigte Antriebsunterstützungsschaltung 21. Die Antriebsunterstützungsschaltung 21 umfaßt einen Beschleunigerblock 24, der in Reaktion auf den Widerstand eines Potentiometers 22, der sich entsprechend der Betätigung des Fahrgriffes 6a durch den Fahrer verändert, eine Geschwindigkeitsbefehlsspannung in Reaktion auf die Beschleunigereinstellung in ein Impulssignals mittels eines Komparators 32 umsetzt, um das Impulssignals der nichtgezeigten Motoransteuerschaltung 19 zuzuführen, einen Komparator 23 zum Ermitteln des geschlossenen Zustands des Beschleunigers auf der Grundlage des Geschwindigkeitsbefehlsspannungssignals, einen Sitzsensorblock 25 zum Erfassen des Absteigens des Fahrers vom Fahrzeug, ein Flip-Flop 26 zum Lesen eines Sensorsignals vom Sitzsensorblock 25 in dem Moment, in dem der Beschleuniger von seinem geschlossenen Zustand in seinen geöffneten Zustand übergeht, und einen vom Flip-Flop 26 angesteuerten Photo-Relais-Schalter 27. Wenn der Fahrer in dem Moment, in dem der Beschleuniger sich von seinem geschlossenen Zustand in seinen offenen Zustand bewegt, nicht auf dem Sitz 2a aufsitzt, veranlaßt das Flip-Flop 26 den Photo-Relais-Schalter 27, zu leiten, wodurch ein Widerstand 28 im Beschleunigerblock 24 kurzgeschlossen wird. Das Geschwindigkeitsbefehlsspannungssignal wird somit auf das 1/n-fache seiner Standardspannung reduziert, wobei der Fahrmotor 7 im Modus für sehr langsame Geschwindigkeit rotiert, wobei seine Maximalgeschwindigkeit unterhalb einer Schwelle begrenzt ist.
Der Sitzsensor 29 ist als Absteigeerfassungssensor im Sitzsensorblock 25 im Sitz 2a montiert und umfaßt einen Druckschalter oder einen Drucksensor.
Wenn der Druck auf den Sitzsensor 29 verringert wird, d. h. wenn der Fahrer vom Sitz 2a absteigt, liefert der Sensor 29 ein Hochpegelsensorsignal. Der Ausgangsanschluß des Sitzsensors 29 ist mit dem Dateneingangsanschluß (im folgenden als D-Anschluß bezeichnet) des Flip-Flops 26 verbunden.
In dieser Ausführungsform ist als Absteigeerfassungssensor zum Erfassen des Absteigens des Fahrers der Sitzsensor 29 in Form des Druckschalters oder Drucksensors im Sitz 2a montiert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Alternativ kann das Absteigen des Fahrers ermittelt werden, indem eine Veränderung der Belastung des Fahrzeugs erfaßt wird. Zum Beispiel kann ein Sensor verwendet werden, der eine Änderung der auf das Aufhängungssystem ausgeübten Belastung erfaßt. Es ist ferner gut möglich, eine Kombination aus dem Sitzsensor 29 und dem Belastungsveränderungssensor zu verwenden.
Der Beschleunigerblock 24 weist das Potentiometer 22 auf, dessen Widerstand in Reaktion auf die Betätigung des Fahrgriffes 6a verändert wird. Wenn die Beschleunigereinstellung ansteigt, erhöht das Potentiometer 22 seinen Widerstand und die resultierende Geschwindigkeitsbefehlsspannung steigt an. Wenn der Fahrgriff geschlossen wird, fällt die Geschwindigkeitsbefehlsspannung auf eine negative Spannung unterhalb von 0. Das Geschwindigkeitsbefehlsspannungssignal, dessen Spannung mit dem Öffnen des Fahrgriffes 6a ansteigt, wird somit ausgegeben. Das Geschwindigkeitsbefehlsspannungssignal wird dem Komparator 32 der Motorrotationssteuerung und dem Komparator 23 zum Ermitteln des geschlossenen Zustands des Beschleunigers zugeführt.
Die Geschwindigkeitsbefehlsspannung vom Beschleunigerblock 24 wird dem positiven Anschluß des Motorsteuerungskomparators 32 zugeführt. Der Komparator 32 empfängt an seinem negativen Anschluß ein Dreieckimpulssignal mit einer vorgegebener Periode von der Dreieckimpulsgeneratorschaltung 33. Der Ausgangsanschluß des Komparators 32 ist mit der nichtgezeigten Motoransteuerschaltung 19 verbunden. In Reaktion auf die Impulsausgabe vom Komparator 32 steuert die Motoransteuerschaltung 19 die Drehzahl des Fahrmotors 7. Somit wird das Tastverhältnis des Ausgangsimpulses entsprechend der Beschleunigereinstellung verändert. Die Drehzahl des Fahrmotors wird gemäß dem Tastverhältnis gesteuert, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit in Reaktion auf die Betätigung des Beschleunigers durch den Fahrer gesteuert wird.
Die Ausgangsleitung des Beschleunigerblocks 24 ist mit dem positiven Anschluß des Komparators 23 verbunden, der den geschlossenen Zustand des Beschleunigers erfaßt. Der negative Anschluß des Komparators 23 ist mit einer 0-Spannung-Masseleitung verbunden. Wenn der Beschleuniger geschlossen ist, wodurch das Potentiometer 22 veranlaßt wird, eine negative Spannung auszugeben, ermittelt der Komparator 23, daß sich der Beschleuniger in einem geschlossenen Zustand befindet, und gibt ein Niedrigpegelsignal aus. Der Ausgangsanschluß des Komparators 23 ist mit dem Takteingangsanschluß (im folgenden mit CK-Anschluß bezeichnet) des Flip-Flops 26 verbunden. Somit wird ein Signal, das den geschlossenen Zustand des Beschleunigers anzeigt, in das Flip-Flop 26 eingegeben.
Der Ausgangsanschluß (im folgenden mit Q-Anschluß bezeichnet) des Flip- Flops 26 ist über einen Widerstand 30 mit dem Photo-Relais-Schalter 27 verbunden. Wenn der Ausgang am Q-Anschluß des Flip-Flops 26 auf Hochpegel liegt, ist der Photo-Relais-Schalter 27 so konfiguriert, daß er leitend ist. Die Schaltanschlüsse des Photo-Relais-Schalters 27 sind parallel mit dem Widerstand 28 verbunden, der vor dem Potentiometer 22 angeordnet ist. Wenn der Photo-Relais-Schalter 27 leitend ist oder geschlossen ist, ist der Widerstand 28 kurzgeschlossen. Die vom Beschleunigerblock 24 ausgegebene Geschwindigkeitsbefehlsspannung ist um den Faktor 1/n kleiner als der normale Wert. Der Fahrmotor 7 rotiert unterhalb einer Begrenzung, so daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine Gehgeschwindigkeit des Menschen begrenzt ist.
Der D-Anschluß des Flip-Flops 26 ist mit dem Ausgangsanschluß des Sitzsensorblocks 25 verbunden, während der CK-Anschluß des Flip-Flops 26 mit dem Ausgangsanschluß des Beschleunigerblocks 24 über den Komparator 23 verbunden ist. Wenn der Fahrer den Beschleuniger öffnet, was das Ausgangssignal vom Komparator 23 veranlaßt, vom Niedrigpegel auf Hochpegel zu wechseln, und wenn der Fahrer absteigt, was den Sitzsensorblock 25 veranlaßt, ein Hochpegelsignal auszugeben, wird der mit dem Q- Anschluß des Flip-Flops 26 verbundene Photo-Relais-Schalter 27 leitend, wodurch der Widerstand 28 kurzgeschlossen wird.
Im folgenden wird die Operation der Antriebsunterstützungsvorrichtung des so konstruierten Elektrofahrzeugs beschrieben.
Der Fahrer schließt den Beschleuniger, bevor er vom Fahrzeug absteigt. Der Fahrer schiebt anschließend möglicherweise das Fahrzeug aus der Stopposition in die Parkposition. Der Sitzsensor 29 im Sitzsensorblock 25 erfaßt das Absteigen des Fahrers, woraufhin der Sitzsensorblock 25 ein Hochpegelsignal an den D-Anschluß des Flip-Flops 26 ausgibt. Wenn der Fahrer den Fahrgriff 6a betätigt, um den Beschleuniger in seinen geöffneten Zustand zu versetzen, wird der Ausgang des Komparators 23 von Niedrigpegel auf Hochpegel gesteuert, wobei der entsprechende Impuls in den CK-Anschluß des Flip-Flops 26 eingegeben wird. Da das Flip-Flop 26 das Hochpegelsignal vom Sitzsensorblock 25 empfangen hat, gibt das Flip-Flop 26 an seinen Q- Anschluß ein Hochpegelsignal aus, das den Photo-Relais-Schalter 27 veranlaßt, leitend zu werden. Das Fahrzeug geht anschließend in den Modus mit äußerst langsamer Geschwindigkeit über. Das heißt, der Photo-Relais- Schalter 27 schließt den Widerstand 28 kurz. Die Geschwindigkeitsbefehlsspannung vom Beschleunigerblock 24 ist um den Faktor 1/n kleiner als der normale Wert eingestellt, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit somit auf eine vorgegebene Geschwindigkeit begrenzt ist, die so langsam ist wie die Gehgeschwindigkeit eines Menschen.
Der Betrieb im Modus für sehr langsame Geschwindigkeit wird somit gestartet. Um das Fahrzeug von der Stopposition in die Parkposition zu schieben, betätigt der Fahrer den Beschleuniger in der gleichen Weise wie beim normalen Fahren, um eine Antriebsunterstützung vom Fahrmotor 7 zu erhalten. Durch Ändern der Beschleunigereinstellung wird die Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Da eine Geschwindigkeitsgrenze eingerichtet ist, die der Gehgeschwindigkeit entspricht, wird das Fahrzeug daran gehindert, bei irgendeiner Einstellung des Beschleunigers plötzlich zu starten.
Um das Fahrzeug zu starten, schiebt der Fahrer das Fahrzeug mittels - Antriebsunterstützung aus seiner Parkposition in die Startposition und besteigt anschließend den Sitz 2a, wenn sich das Fahrzeug in der Startposition befindet, wobei der Modus für sehr langsame Geschwindigkeit beendet wird. Das heißt, der Sitzsensorblock 25 gibt ein Niedrigpegelsignal an den D- Anschluß des Flip-Flops 26 aus. Wenn der Fahrer den Fahrgriff 6a betätigt, um den Beschleuniger zu öffnen, wird der Ausgang des Komparators 23 von Niedrigpegel auf Hochpegel gesteuert, wobei der entsprechende Impuls in den CK-Anschluß des Flip-Flops 26 eingegeben wird. Da das Flip-Flop 26 bereits das Niedrigpegelsignal vom Sitzsensorblock 25 empfangen hat, gibt das Flip-Flop 26 ein Niedrigpegelsignal an seinem Q-Anschluß aus. Der Photo-Relais-Schalter 27 wird somit geöffnet, wodurch die Kurzschließung des Widerstands 28 beendet wird. Das Fahrzeug wird in den normalen Fahrmodus versetzt, um normal zu fahren.
Es wird angenommen, daß das Fahrzeug dafür ausgelegt ist, mit sehr langsamer Geschwindigkeit rückwärts zu fahren, indem ein Richtungsänderungsschalter eingebaut ist, der den Fahrmotor veranlaßt, im Modus für sehr langsame Geschwindigkeit in Rückwärtsrichtung zu rotieren.
Wie oben beschrieben worden ist, umfaßt die Antriebsunterstützungsvorrichtung für die Verwendung in einem Elektrofahrzeug den Absteigesensor zum Erfassen des Absteigens des Fahrers vom Fahrzeug, das Beschleunigereinstellung-Ermittlungsmittel zum Ermitteln des geschlossenen Zustands des Beschleunigers, das Einstellmittel für den Modus für sehr langsame Geschwindigkeit, um das Fahrzeug in einen Modus für sehr langsame Geschwindigkeit zu versetzen, wenn der Fahrer absteigt und die Beschleunigereinstellung sich in einem geschlossenen Zustand befindet, und das Geschwindigkeitsbegrenzungsmittel zum Einstellen der Drehzahl des Fahrmotors, so daß diese um den Faktor 1/n kleiner ist, entsprechend dem Modus für sehr langsame Geschwindigkeit. Wenn somit der Fahrer das Fahrzeug zum Parken schiebt oder es startet, geht der Fahrmotor in den. Modus für sehr langsame Geschwindigkeit über. Der Fahrer, der absteigt und das Fahrzeug schiebt, betätigt bei Bedarf den Fahrgriff 6a. In diesem Fall wird das Fahrzeug mit sehr langsamer Geschwindigkeit bewegt, indem der Beschleuniger in der gleichen Weise wie im Normalbetrieb betätigt wird. Die Benutzerfreundlichkeit im manuellen Fahrbetrieb wird wesentlich verbessert. Da ferner die Maximalgeschwindigkeit auf Geschwindigkeiten begrenzt ist, die so niedrig sind wie die Gehgeschwindigkeit eines Menschen, leitet eine irrtümliche Betätigung des Beschleunigers keinen plötzlichen Start des Fahrzeugs ein. Somit wird ein sicheres Fahren sichergestellt.
Der Betriebsmodus des Fahrzeugs geht in den Modus für sehr langsame Geschwindigkeit über, wobei die durch die Betätigung des Beschleunigers durch den Fahrer gesetzte Fahrzeuggeschwindigkeit um den Faktor 1/n kleiner gesetzt wird als die entsprechende Geschwindigkeit im normalen Modus. Dies bedeutet, daß dann, wenn der Fahrer den Fahrgriff 6a um den gleichen Winkel dreht, die Wirkung dieser Drehung im Modus für sehr langsame Geschwindigkeit um den Faktor 1/n kleiner ist. Die Funktionsweise des Beschleunigers bleibt unverändert. Somit wird ein manuelles Fahren des Fahrzeugs mit Antriebsunterstützung unter Verwendung des Fahrmotors in der gleichen Weise wie im normalen Fahrbetrieb durchgeführt.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Ausführungsform in Fig. 4 der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zusätzlich zum Vorteil des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung verhindert die Antriebsunterstützungsvorrichtung des Elektrofahrzeugs in dieser Ausführungsform, daß das Fahrzeug einen plötzlichen Start einleitet, unabhängig davon, ob der Fahrer absteigt oder aufsteigt, indem der Motor im Stillstand gehalten wird, bis der Beschleuniger einmal in einen geschlossenen Zustand versetzt worden ist, wenn der Hauptschalter mit irrtümlich geöffneten Beschleuniger eingeschaltet wird.
Die Antriebsunterstützungsvorrichtung dieser Ausführungsform umfaßt einen Sitzsensor als Absteigeerfassungssensor, der aus einem Kontaktschalter, der an einem Scharnierabschnitt des Sitzes angeordnet ist, einer mit dem Sitzsensor verbundenen Steuerschaltung und einem in der Steuerschaltung gespeicherten Steuerprogramm konstruiert ist.
In dieser Ausführungsform wird der Sitzsensor als Absteigeerfassungssensor verwendet. Alternativ kann die vorliegende Erfindung einen Infrarotsensor oder einen Ultraschallsensor verwenden, die direkt das Vorhandensein des Fahrers erfassen.
Um eine fehlerhafte Erfassung zu vermeiden, kann der Sensor so eingestellt sein, daß er nur dann aktiv ist, wenn das Fahrzeug stoppt, oder der Sensor kann so eingestellt sein, daß er nur dann ein Sensorsignal ausgibt, wenn das Fahrzeug kontinuierlich für drei Sekunden unbesetzt bleibt. Der Fahrer kann auf einer unebenen Straße angehoben werden und gezwungen werden, sich unmittelbar vom Sitz abzuheben. In einem solchen Fall verhindert die obige Anordnung, daß der Sensor irrtümlich feststellt, daß der Fahrer absteigt.
Das Steuerprogramm der Antriebsunterstützungsvorrichtung wird im folgenden mit Bezug auf das Flußdiagramm in Fig. 4 beschrieben. In diesem Flußdiagramm ist das Steuerprogramm in drei Grundblöcken organisiert: einem ersten Block (Sehritte S1 bis S4) zum Verhindern eines plötzlichen Starts des Fahrzeugs aufgrund einer irrtümlichen Beschleunigereinstellung, wenn der Hauptschalter eingeschaltet wird, einem zweiten Block (Schritte S5 bis S6) zum Halten des Fahrzeugs im Stillstand, bis der Beschleuniger korrekt geöffnet wird, und einem dritten Block (Schritt S7 und S8) zum Einstellen des Motorbetriebsmodus entsprechend dem Signal vom Sitzsensor, das den Absteige/Aufsteige-Zustand des Fahrers anzeigt.
Wenn der Hauptschalter eingeschaltet wird, beginnt die Antriebsunterstützungsvorrichtung zu arbeiten. Das Programm oder der Prozeß geht zu Schritt 1 über, wo die aktuelle Beschleunigereinstellung oder Öffnung α eingelesen wird. Anschließend geht der Prozeß zum Schritt S2 über, wo ermittelt wird, ob die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist. Wenn sie ungleich 0 ist, geht der Prozeß zu Schritt S3 und S4 über. Wenn sie gleich 0 ist, geht der Prozeß zu Schritt S5 über.
Im Schritt S3 wird erneut die Beschleunigereinstellung α eingelesen, wobei der Prozeß zu Schritt S4 übergeht. Im Schritt S4 wird ermittelt, ob die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist. Wenn sie ungleich 0 ist, kehrt der Prozeß zu Schritt S3 zurück. Wenn sie gleich 0 ist, geht der Prozeß zu Schritt S5 über. Die Schritte S3 und S4 werden wiederholt, solange der Beschleuniger nicht für eine 0-Beschleunigereinstellung geschlossen wird. Wenn der Hauptschalter mit bereits geöffnetem Beschleuniger eingeschaltet wird, durchläuft der Prozeß wiederholt die Schritte S3 und S4, bis der Beschleuniger geschlossen wird. Dies verhindert einen plötzlichen Start des Fahrzeugs aufgrund einer irrtümlichen Beschleunigereinstellung. Das heißt, der Prozeß kann den Schritt S9 oder S12 nicht erreichen, der ein Tastverhältnis setzen. Der Fahrmotor wird nicht in Betrieb gesetzt und das Fahrzeug steht still.
Im Schritt S5 wird die Beschleunigereinstellung α eingelesen. Im Schritt S6 wird ermittelt, ob die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist. Wenn die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist, kehrt der Prozeß zum Schritt S5 zurück. Wenn die Beschleunigereinstellung α größer als 0 ist, geht der Prozeß zu Schritt S7 über. Wenn der Beschleuniger geschlossen ist, durchläuft der Prozeß wiederholt S5 und S6, um das Fahrzeug im Stillstand zu halten, bis der Beschleuniger geöffnet wird.
Im Schritt S7 wird das Sensorsignal vom Sitzsensor eingelesen. Im Schritt S8 wird mit Bezug auf das Sensorsignal ermittelt, ob der Fahrer auf den Sitz aufsteigt. Wenn das Sensorsignal anzeigt, daß der Fahrer auf den Sitz aufsteigt, geht der Prozeß zu den Schritten S9 bis S11 über. Die Schritte S9 bis S11 steuern den Motor im normalen Fahrmodus. Wenn das Sensorsignal anzeigt, daß der Fahrer absteigt, geht der Prozeß zu den Schritten S12 bis S14 über. Die Schritte S12 bis S14 steuern den Motor im Modus für sehr langsame Geschwindigkeit.
Wenn der Fahrer auf den Sitz aufsteigt, geht der Prozeß zu Schritt S9 über. In S9 wird das Tastverhältnis D entsprechend der Beschleunigereinstellung α eingegeben. Somit wird die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend dem Tastverhältnis D verändert, das seinerseits entsprechend der vom Fahrer gesetzten Beschleunigereinstellung eingestellt wird.
Im Schritt S10 wird die Beschleunigereinstellung α eingelesen. Im Schritt S11 wird ermittelt, ob die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist. Wenn sie ungleich 0 ist, kehrt der Prozeß zum Schritt S9 zurück. Wenn sie gleich 0 ist, kehrt der Prozeß zu S5 zurück. Die Schritte S9 bis S11 werden wiederholt, bis die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist. Inzwischen wird der Motor kontinuierlich im normalen Fahrmodus gesteuert. Wenn die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist, d. h. wenn der Beschleuniger geschlossen ist, beginnt der Prozeß wieder mit Schritt S5.
Wenn der Fahrer absteigt, geht der Prozeß zu Schritt S12 über. Im Schritt S12 wird das der Beschleunigereinstellung α entsprechende Tastverhältnis D mit dem Faktor 0,4 kleiner eingestellt. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird das Tastverhältnis (doppelt gestrichelte Linie) im Modus für sehr langsame Geschwindigkeit auf 40% des Tastverhältnisses (durchgezogene Line) im normalen Fahrmodus eingestellt. Der Fahrer wird somit vor einer kritischen Betätigung des Beschleunigers bewahrt, um eine langsame Geschwindigkeit im normalen Fahrmodus zum Schieben des Fahrzeuges zu erreichen. Im Modus für sehr langsame Geschwindigkeit erlaubt der Fahrer dem Fahrzeug, sich mit Antriebsunterstützung zu bewegen, indem er den Beschleuniger wie im normalen Fahrmodus betätigt.
Im Schritt S13 wird die Beschleunigereinstellung α eingelesen. Im Schritt S14 wird ermittelt, ob die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist. Wenn sie ungleich 0 ist, kehrt der Prozeß zum Schritt S12 zurück. Wenn sie gleich 0 ist, kehrt der Prozeß zu S5 zurück. Die Schritte S12 bis S14 werden wiederholt, bis die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist. Inzwischen wird der Motor im Modus für sehr langsame Geschwindigkeit gesteuert. Wie in vorangehenden Schritten S9 bis S11 beginnt der Prozeß erneut bei S5, wenn die Beschleunigereinstellung α gleich 0 ist, d. h. wenn der Beschleuniger geschlossen ist.
Wie oben beschrieben worden ist, umfaßt die Antriebsunterstützungsvorrichtung für die Verwendung in einem Elektrofahrzeug das Sprungstart- Verhinderungsmittel zum Verhindern der Motoransteuerung, bis der Beschleuniger geschlossen ist, wenn der Hauptschalter bei geöffnetem Beschleuniger eingeschaltet wird, den Absteigesensor zum Erfassen des Absteigens des Fahrers vom Fahrzeug, das Beschleunigereinstellung- Ermittlungsmittel zum Ermitteln des geschlossenen Zustands des Beschleunigers, das Einstellmittel für den Modus für sehr langsame Geschwindigkeit, um das Fahrzeug in einen Modus für sehr langsame Geschwindigkeit zu versetzen, wenn der Fahrer absteigt und wenn sich die Beschleunigereinstellung in einem geschlossenen Zustand befindet, und das Geschwindigkeitsbegrenzungsmittel zum Setzen der Drehzahl des Fahrmotors um den Faktor 1/n kleiner entsprechend dem Modus für sehr langsame Geschwindigkeit. Selbst wenn der Fahrer irrtümlich den Hauptschalter bei geöffnetem Beschleuniger einschaltet, wird der Motor gesperrt, wodurch das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird, bis der Beschleuniger geschlossen wird. Ein sprunghafter Start des Fahrzeugs wird somit verhindert. Wenn der Fahrer das Fahrzeug beim manuellen Fahren schiebt, wird er durch den Fahrmotor unterstützt.
Wenn der Betriebsmodus des Motors in den Modus für sehr langsame Geschwindigkeit übergeht, wird die Fahrgeschwindigkeit gemäß der Betätigung des Beschleunigers mit einem Faktor 0,4 reduziert, so daß sich 40% der Fahrgeschwindigkeit des normalen Fahrmodus ergeben. Wenn der Beschleuniger in der gleichen Weise wie im normalen Fahrmodus betätigt wird, werden 40% der Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht. Der Fahrer kann somit den Beschleuniger betätigen, um eine Motorunterstützung vom Fahrmotor wie im normalen Fahrmodus zu erhalten.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Ausführungsform in den Fig. 6 bis 9 der dritte Aspekt des Elektrofahrzeugs in Verbindung mit der Ständervorrichtung beschrieben.
In dieser Ausführungsform des Elektrofahrzeugs in Verbindung mit der Ständervorrichtung wird die Schwenkwelle des Hauptständers mit der Abtriebswelle des Fahrmotors über eine Freilaufkupplung und eine Serie von Zahnrädern in Eingriff gebracht. Durch Ausnützen der Rückwärtsdrehbewegung des Fahrmotors kann ein dedizierter Motor für die Ständervorrichtung weggelassen werden.
Wie in den Fig. 6 bis 9 gezeigt ist, umfaßt die Ständervorrichtung 41 in der Ausführungsform des Elektrofahrzeugs ein Getriebe 42, das integral an der Kraftübertragungsvorrichtung 12 angebracht ist, die aus dem Fahrmotor 7 und dem stufenlosen Getriebe 20 konstruiert ist, eine Freilaufkupplung 43, die im Getriebe 42 aufgenommen ist, eine Serie von Zahnrädern 44 und ein Hauptständer 45, dessen Welle mit der Welle des Abtriebszahnrads der Serie von Zahnrädern 44 verbunden ist.
Das stufenlose Getriebe (CVT-Einheit) 20 umfaßt eine Antriebsscheibe 47, die durch die Abtriebswelle 7a des Motors 7 unterstützt wird, eine Abtriebsscheibe 48, die starr durch die Hinterradwelle 5a unterstützt ist, und einen Keilriemen 49. Durch Ändern des Rotationsradius der Antriebsscheibe 47 wird das Übersetzungsverhältnis verändert, um die Grehbewegung des Motors 7 in ein geeignetes Drehmoment umzusetzen, welches dann auf das Hinterrad 5 übertragen wird.
Die Freilaufkupplung 43 in der Ständervorrichtung 41 wird durch die Abtriebswelle 7a des Fahrmotors 7 unterstützt. An der Freilaufkupplung 43 ist ein erstes Zahnrad 51 angebracht, das das Antriebszahnrad der Serie von Zahnrädern 44 ist. Wenn der Fahrmotor 7 in Vorwärtsrichtung rotiert (wie durch die durchgezogenen Pfeile in Fig. 8 gezeigt ist), d. h. wenn der Fahrmotor 7 rotiert um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen, ist die Freilaufkupplung 43 im Leerlauf und überträgt die Motordrehbewegung nicht auf die Serie von Zahnrädern 44. Wenn andererseits der Fahrmotor 7 in Rückwärtsrichtung rotiert (gestrichelte Pfeile in Fig. 8), d. h. wenn der Fahrmotor 7 rotiert, um das Fahrzeug rückwärts zu bewegen, dreht die Freilaufkupplung 43 sich integral mit der Motorabtriebswelle 7a, um die Rückwärtsdrehbewegung des Motors auf die Serie von Zahnrädern 44 zu übertragen. Gleichzeitig entkoppelt die Freilaufkupplung 43 die Antriebsscheibe 47 von der Motorabtriebswelle 7a, so daß die Rückwärtsdrehbewegung nicht auf das Hinterrad 5 übertragen wird.
Die Serie von Zahnrädern 44 umfaßt das erste Zahnrad 51, das starr auf der Freilaufkupplung 43 befestigt ist, ein zweites Zahnrad 52, das mit dem ersten Zahnrad 51 kämmt, und ein drittes Zahnrad 53, das mit dem zweiten Zahnrad 52 kämmt. Die kämmenden Zahnräder weisen ihre eigenen vorgegebenen Untersetzungsverhältnisse auf. Die Schwenkwelle 45a des Hauptständers 45 ist starr an der Welle 53a des dritten Zahnrads 53 befestigt.
Der Ständer 45 umfaßt die Schwenkwelle 45a, die starr an der Welle 53a des dritten Zahnrades befestigt ist, ein Paar Füße 45b, die sich von beiden Enden der Schwenkwelle 45a im wesentlichen im rechten Winkel erstrecken und allmählich an ihren Fußenden voneinander entfernen, sowie Grundplatten 45c, die an den Enden der Füße 45b befestigt sind. Der Ständer 45 ist aus mechanisch festem Material konstruiert, wobei sein Rohrabschnitt einen großen Durchmesser aufweist, so daß er mit ausreichender Reserve dem Gewicht des Fahrzeugs standhält.
Der Ständer 45 ist mit Rückzugskompressionsfedern 55 versehen. Jede der Rückzugsfedern 55 ist an einem Ende mit der Mitte des jeweiligen Fußes 45b verbunden und am anderen Ende mit dem Getriebe 42 verbunden. Die Rückzugsfedern 55 belasten den Ständer 45 konstant in Richtung seiner zurückgezogenen Position. Wenn die Rückwärtsdrehbewegung des Fahrmotors 47 nicht übertragen wird, bleibt der Ständer 45 zurückgezogen.
Die Anzeigetafel 8 ist mit einem Ständeraufrichtschalter versehen, der mit der Steuerschaltung verbunden ist. Wenn der Ständeraufrichtschalter eingeschaltet wird, gibt die Steuerschaltung einen Befehl aus, der den Motor veranlaßt, sich rückwärts zu drehen, woraufhin der Ständer 45 beginnt, sich in seine aufrechte Position zu bewegen.
Der Ständer 45 hat an seiner aufrechten Position einen Grenzschalter 57, der ebenfalls mit der Steuerschaltung verbunden ist. Der Grenzschalter 57 erfaßt den in seine aufrechte Position versetzten Ständer 45. Die Steuerschaltung stoppt die Rückwärtsdrehung des Fahrmotors 7 und verriegelt den Ständer.
Die Operation der Ständervorrichtung 51 für das Elektrofahrzeug wird im folgenden beschrieben. Wenn der Ständer-Aufrecht-Schalter eingeschaltet wird, veranlaßt die Steuerschaltung den Fahrmotor 7, rückwärts zu rotieren. Die Freilaufkupplung 43 entkoppelt den Fahrmotor 7 von der Antriebsscheibe 47, so daß die Rückwärtsdrehbewegung des Fahrmotors 7 auf das erste Zahnrad 51 der Serie von Zahnrädern 44 übertragen wird. Das dritte Zahnrad 53 als Abtriebszahnrad der Zahnradserie 44 dreht sich mit einer vorgegebenen reduzierten Drehzahl. Der Ständer 45 wird um seine eigene Schwenkwelle 45a, die an der dritten Zahnradwelle 53a angebracht ist, in Richtung seiner aufrechten Position geschwenkt. Wenn sich der Ständer 45 in seiner aufrechten. Position befindet, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 8 gezeigt ist, schaltet er den Grenzschalter 57 ein, wobei die Steuerschaltung die Rückwärtsrotation des Fahrmotors 7 stoppt. Der Ständer 45 wird verriegelt, wobei die Fahrzeugkarosserie 2 in stabiler Weise geparkt wird.
Um das Zweiradfahrzeug aus seiner aufrechten Ständerposition zu bewegen, wird das Fahrzeug leicht nach vorne geschoben. Anschließend wird der Ständer 45 durch die Elastizität der Rückzugsfedern 55 in seine Rückzugsposition zurückgebracht. Das Zweiradfahrzeug ist nun bereit, zu starten.
Diese Ausführungsform verwendet die Ständeraufricht-Vorrichtung, in der die Schwenkwelle des Ständers gedreht wird, um den Ständer in seine aufrechte Position zu zwingen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Typ von Ständervorrichtung beschränkt. Eine Hebe/Senk-Typ-Ständervorrichtung, deren Ständer sich auf und ab bewegen kann, ist denkbar. Die Hebe/Senk- Ständervorrichtung kann einen Rotations/Hub-Bewegungsumsetzungsmechanismus verwenden, der aus einer Kombination einer Zahnstange und Ritzel- und Schneckenrädern konstruiert ist. In der Aufrichtungstyp-Ständer- Vorrichtung wird das Fahrzeug im Verlauf des Aufstellens des Ständers leicht vor und zurück bewegt, wobei das Fahrzeug irgendein Objekt in der Nähe berühren kann und möglicherweise das Rücklicht oder etwas anderes beschädigt. Die Hebe/Senk-Typ-Ständervorrichtung ist frei von einer solchen Beschädigung, da sie im Verlauf des Aufstellens stillsteht. Durch Konstruktion des Ständers als planare Platte statt als Rohrsystem kann die Ständervorrichtung als Unterschutz verwendet werden.
Wie oben beschrieben worden ist, ist gemäß dieser Ausführungsform des Elektrofahrzeugs in Verbindung mit der Ständervorrichtung die Schwenkwelle der Ständervorrichtung im Leerlauf, während der Fahrmotor in Vorwärtsrichtung rotiert, und ist mit der Abtriebswelle des Fahrmotors über die Freilaufkupplung und die Zahnradserie in Eingriff, während der Fahrmotor in Rückwärtsrichtung rotiert. Die Rückwärtsdrehbewegung des Fahrmotors wird verwendet, um die Ständervorrichtung in ihre aufrechte Position zu zwingen. Es ist kein dedizierter Motor erforderlich. Die Gestaltung des Fahrzeugs ist daher einfach, leicht und kostengünstig.
Im folgenden wird mit Bezug auf die erste Ausführungsform in den Fig. 10 und 11 der vierte Aspekt des Elektrofahrzeuges in Verbindung mit der Unzureichende-Restkapazität-Alarmvorrichtung beschrieben.
Die Alarmvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung hält das Restkapazitätsmeßgerät und das Alarmmittel für eine vorgegebene Zeitspanne nach der Abschaltoperation des Hauptschalters in Betrieb, wenn die von dem Restkapazitätsmeßgerät gemessene Batteriekapazität eine unzureichende Kapazität anzeigt. Das Alarmmittel alarmiert den Fahrer über die unzureichende Kapazität, so daß der Fahrer das Laden der Batterie nicht vergißt.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, umfaßt die Alarmvorrichtung die Stromversorgungsschaltung 16, die mit den Anschlüssen des Batteriebankabschnitts 14 verbunden ist, der mehrere Speicherbatterien 14a aufweist, den Drei-Wege- Hauptschalter mit SW1, SW2 und SW3 zum Ein- oder Ausschalten der Stromversorgungsschaltung 16, das Restkapazitätsmeßgerät 15, das mit der Stromversorgungsschaltung 16 über eine Hauptleitung 62 verbunden ist, eine Zeitgeberschaltung 63, die mit der Hauptleitung 62 über Schaltkontakte SW2 des Hauptschalters verbunden ist, eine Summerschaltung 64, die mit der Hauptleitung 62 über Schaltkontakte SW3 des Hauptschalters verbunden ist, eine UND-Gatter-Schaltung 65, die mit den Ausgängen des Restkapazitätsmeßgerätes 15 und der Zeitgeberschaltung 63 verbunden ist, sowie einen Photo-Relais-Schalter 66, der mit dem Ausgang der UND-Gatter- Schaltung 65 verbunden ist, um die Stromversorgungsschaltung 16 ein- oder auszuschalten.
Der Hauptschalter 10 ist unterhalb der Anzeigetafel 8 angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn der Fahrer den Hauptschalter 10 einschaltet, führt die Stromversorgungsschaltung 16 bei Bedarf Strom vom Batteriebankabschnitt 14 allen bordeigenen Vorrichtungen zu, so daß das Fahrzeug 1 bereit ist, zu starten.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist die Stromversorgungsschaltung 16 über die Hauptleitung 62 mit einer Vielfalt von bordeigenen Vorrichtungen elektrisch verbunden. Die Stromversorgungsschaltung 16 liefert somit elektrischen Strom über die Hauptleitung 62 zu bordeigenen Vorrichtungen, um diesen zu ermöglichen, zu arbeiten.
Die Hauptleitung 62 der Stromversorgungsschaltung 16 ist ferner mit dem Restkapazitätsmeßgerät 15 verbunden. Wenn die Strornversorgungsschaltung 16 ein- oder ausgeschaltet wird, wird auch das Restkapazitätsmeßgerät 15 ein- oder ausgeschaltet. Das Restkapazitätsmeßgerät 15 ermittelt die Restkapazität der Batterien durch Messen der Anschlußspannung der Batterien und dergleichen, und präsentiert die gemessene Restkapazität auf der Anzeigevorrichtung 9 auf der Anzeigetafel 8. Das Restkapazitätsmeßgerät 15 dieser Ausführungsform gibt an seinem Ausgangsanschluß ein Hochpegelsignal aus, wenn die Restkapazität der Batterien 14a unter eine Schwelle sinkt, die ein Aufladen erfordert. Das Setzen der Schwelle kann der Benutzeroption überlassen werden. In diesem Fall können die Batterien effizient verwendet werden, wobei eine Vielfalt von Betriebsbedingungen berücksichtigt wird.
Um eine unzureichende Kapazität in den Batterien zu erfassen, kann das bekannte Restkapazitätsmeßgerät das Restkapazitätsmeßgerät 15 dieser Ausführungsform ersetzen, das ein Hochpegelsignal ausgibt, um eine unzureichende Kapazität anzuzeigen. Das heißt, ein Signal, das eine unzureichende Kapazität anzeigt, wird von den Signalleitungen für die Kapazitätsdarstellung vom bekannten Restkapazitätsmeßgerät entnommen. Das Signal kann in die Schaltung der vorliegenden Erfindung eingegeben werden. Zum Beispiel kann durch Verbinden einer Komparator/Inverter- Schaltung mit einem Komparator und einem Inverter mit der obigen Signalleitung ein Niedrigpegelsignal, das eine unzureichende Kapazität anzeigt, aufgenommen werden und in ein Hochpegelsignal umgesetzt werden, das als Alarmsignal verwendet werden kann.
Die Summerschaltung 64 ist über Schaltkontakte SW3 mit der Hauptleitung 62 verbunden, die von der Stromversorgungsschaltung 16 zum Restkapazitätsmeßgerät 15 führt. Die Zeitgeberschaltung 63 ist direkt und über Schaltkontakte SW2 mit der Hauptleitung 62 verbunden.
Der Ausgang der Zeitgeberschaltung 63 ist mit einem der Eingänge der UND-Gatter-Schaltung 65 verbunden. Wie in Fig. 11(a) gezeigt ist, ist die Zeitgeberschaltung 63 dafür ausgelegt, ein Hochpegelsignal zu erzeugen, wenn die Zeitgeberschaltung 63 Strom von der Hauptleitung 62 an ihrem Eingang empfängt. Wenn die Hauptleitung 62 ausgeschaltet ist, gibt die Zeitgeberschaltung 63 kontinuierlich für eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Abschalten der Hauptleitung 62 das Hochpegelsignal aus. Wenn die vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist, stoppt die Zeitgeberschaltung 63 die Ausgabe des Hochpegelsignals. Wenn das Hochpegelsignal ab dem Moment des Abschaltens der Hauptleitung 62 beginnt, wie in Fig. 11(b) gezeigt ist, kann eine leichte Verzögerung zwischen dem Abschalten det Hauptleitung 62 und der steigernden Flanke des Hochpegelsignals auftreten. Eine solche Verzögerung beeinflußt die Operation der Alarmvorrichtung nachteilig. In dieser Ausführungsform wird das Hochpegelsignal, wie in Fig. 11(a) gezeigt ist, der UND-Gatter-Schaltung 65 zugeführt, um sicherzustellen, daß die Alarmvorrichtung dieser Ausführungsform zuverlässig arbeitet. Das Bezugszeichen 63a bezeichnet einen Pull-down-Widerstand, der die der Zeitgeberschaltung 63 zugeführte Versorgungsspannung regelt.
Die Eingänge der UND-Gatter-Schaltung 65 sind mit den Ausgangsanschlüssen des Restkapazitätsmeßgerätes 15 und der Zeitgeberschaltung 63 verbunden. Der Ausgang der UND-Gatter-Schaltung 65 ist mit dem Photo- Relais-Schalter 66 über einen Eingangsstromeinstellwiderstand 66a verbunden. Der Photo-Relais-Schalter 66 ist parallel mit den Schaltkontakten SW1 des Hauptschalters verbunden, der die Stromversorgungsschaltung 16 ein- oder ausschaltet.
Die Schaltkontakte SW2 und SW3, die mit der Hauptleitung 62 verbunden sind, werden in Reaktion auf den geöffneten oder geschlossenen Zustand der Schaltkontakte SW1 geöffnet oder geschlossen. Wenn die Schaltkontakte SW1 geschlossen werden, werden die Schaltkontakte SW2 geschlossen und die Schaltkontakte SW3 geöffnet. Wenn die Schaltkontakte SW1 geöffnet werden, werden die Schaltkontakte SW2 geöffnet und die Schaltkontakte SW3 geschlossen.
Im folgenden wird die Operation der Alarmvorrichtung dieser Ausführungsform beschrieben.
Wenn der Fahrer den Hauptschalter in Fig. 10 einschaltet, werden die Schaltkontakte SW1 und SW2 geschlossen, wobei die Schaltkontakte SW3 geöffnet werden. Ferner gibt die Zeitgeberschaltung 63 das Hochpegelsignal aus.
Die Batterien werden beansprucht, wenn das Zweirad-Elektrofahrzeug 1 fährt Wenn die Restkapazität der Batterien 14a unter eine Schwelle sinkt, die anzeigt, daß eine Ladeoperation erforderlich ist, gibt das Restkapazitätsmeßgerät 15 ein Hochpegelsignal aus, das den Fahrer über eine unzureichende Restkapazität in den Batterien alarmiert. Das Hochpegelsignal von der Zeitgeberschaltung 63 und das Hochpegelsignal vom Restkapazitätsmeßgerät 15, das eine unzureichende Kapazität anzeigt, werden in die UND- Gatter-Schaltung 65 eingegeben. die UND-Gatter-Schaltung 65 gibt ein Hochpegelsignal aus, wodurch der Photo-Relais-Schalter 66 eingeschaltet wird.
Wenn das Zweirad-Elektrofahrzeug 1 anhält und der Fahrer den Hauptschalter ausschaltet, werden die Schaltkontakte SW1 und SW3 geöffnet und die Schaltkontakte SW3 geschlossen. In Reaktion auf die geöffneten Schaltkontakte SW2 arbeitet die Zeitgeberschaltung 3 und gibt kontinuierlich das Hochpegelsignal für eine vorgegebene Zeitdauer aus. Wenn die vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, wird das Hochpegelsignal beendet. Für die vorgegebene Zeitdauer, die in der Zeitgeberschaltung 63 gesetzt ist, wird der Photo-Relais-Schalter 66 leitend gehalten, was der Stromversorgungsschaltung 66 erlaubt, kontinuierlich zu arbeiten. Die mit der Stromversorgungsschaltung 16 verbundenen Vorrichtungen werden somit kontinuierlich versorgt.
Die Schaltkontakte SW3 werden geschlossen, was der Summerschaltung 64 erlaubt, einen Alarmsummton auszugeben. In diesem Fall bleibt das Restkapazitätsmeßgerät 15 kontinuierlich in Betrieb, wobei der Fahrer die Restkapazität überwachen kann und schätzen kann, wie lang er benötigt, um das Laden abzuschließen.
Während der vorgegebenen Zeitspanne, die von der Zeitgeberschaltung 63 gesetzt wird, wird der Alarmsummton kontinuierlich ausgegeben. Am Ende der vorgegebenen Zeitspanne werden sowohl der Alarmsummton als auch die Restkapazitätsanzeige beendet. Das heißt, nach der vorgegebenen Zeitspanne wird das Hochpegelsignal von der Zeitgeberschaltung 63 beendet. Das Ausgangssignal vom UND-Gatter 65 wird auf Niedrigpegel gesteuert, wodurch der Photo-Relais-Schalter 66 ausgeschaltet wird. Der Photo- Relais-Schalter 66 schaltet seinerseits die Stromversorgungsschaltung 16 aus, woraufhin das Restkapazitätsmeßgerät 15 und die Summerschaltung 64 deaktiviert werden.
Wenn die Restkapazität in den Batterien ausreicht, gibt das Restkapazitätsmeßgerät 15 kein Hochpegelsignal aus, so daß der Alarmsummton nicht erzeugt wird. Das heißt, wenn die Batterien eine ausreichende Kapazität aufweisen, gibt das Restkapazitätsmeßgerät 15 ein Niedrigpegelsignal aus, was die UND-Gatter-Schaltung 65 veranlaßt, ihr Ausgangssignal auf Niedrigpegel zu halten, unabhängig vom Ausgangssignal der Zeitgeberschaltung 63. Somit wird der Photo-Relais-Schalter 66 ausgeschaltet. Wenn der Fahrer den Hauptschalter ausschaltet, werden die Schaltkontakte SW1 geöffnet, wobei der Photo-Relais-Schälter 66 ausgeschaltet bleibt. Die Stromversorgungsschaltung 16 wird somit ausgeschaltet, was bewirkt, daß das Restkapazitätsmeßgerät 15 und die Summerschaltung 64 ausgeschaltet werden.
In dieser Ausführungsform wird der Alarmsummton als Alarmmittel zum Alarmieren des Fahrers verwendet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Typ von Alarmmittel beschränkt. Alternativ kann eine Sprachsynthetisierungsschaltung für die Sprachausgabe einer Alarmnachricht verwendet werden. Diese Nachricht kann deutlich mitteilen, daß die Batteriekapazität derzeit unzureichend ist, und fordert den Fahrer auf, die Batterien aufzuladen. Alternativ kann die Summerschaltung weggelassen werden, wobei die Anzeigetafel des Standes der Technik als Anzeigeschaltung für die Restkapazitätsdarstellung modifiziert sein kann. In diesem Fall kann die Restkapazitätsanzeige blinken oder in einer anderen Farbe dargestellt werden, oder beides in Kombination, um den Fahrer zu alarmieren.
In der obigen Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf die Alarmvorrichtung angewendet, die den Fahrer über die Batterierestkapazität informiert. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt, sondern kann auf bestimmte andere Schutzvorrichtungen angewendet werden, die möglicherweise eine Überhitzung, eine Überspannung, einen Spannungsabfall und dergleichen im Elektrofahrzeug erfassen. Schutzvorrichtungen zum Erfassen dieser Anomalien alarmieren den Fahrer und tragen zur Sicherstellung eines sicheren Fahrens des Elektrofahrzeuges bei.
Wie oben beschrieben worden ist, umfaßt die Unzureichende-Restkapazität- Alarmvorrichtung ein Zeitgebermittel zum Zählen der Zeit in Reaktion auf die Ausschaltoperation des Hauptschalters, und ein Verhinderungsmittel, um wenigstens zu verhindern, daß das Restkapazitätsmeßgerät und das Alarmmittel für die Zeitzähldauer den Betrieb einstellen. Wenn die vom Restkapazitätsmeßgerät gemessene Batteriekapazität eine unzureichende Kapazität anzeigt, werden das Restkapazitätsmeßgerät und das Alarmmittel für eine vorgegebene Zeitspanne nach der Ausschaltoperation des Hauptschalters in Betrieb gehalten. Das Alarmmittel alarmiert kontinuierlich den Fahrer über eine unzureichende Kapazität. Somit verhindert die Alarmvorrichtung, daß die Tatsache der unzureichenden Kapazität der Aufmerksamkeit des Fahrers entgeht, und verhindert somit, daß das Fahrzeug aufgrund eines Energiemangels in den Batterien während einer Fahrt stehen bleibt.
Das Restkapazitätsmeßgerät stellt somit die Restkapazitätsinformation dar, die ihrerseits dem Fahrer erlaubt, eine benötigte Ladezeit genau vorherzusagen. Dies verbessert die Benutzerfreundlichkeit des Elektrofahrzeuges.
Die Alarmvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf Fig. 12 beschrieben.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, ist die Alarmvorrichtung in der zweiten Ausführungsform des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung in der Struktur grundsätzlich mit der ersten Ausführungsform identisch. In der zweiten Ausführungsform sind die Schaltkontakte SW3 weggelassen, wobei die Schaltungskonfiguration der Summerschaltung 64 modifiziert ist. Eine UND- Gatter-Schaltung 67 ist am Eingang der Summerschaltung 64 angeordnet, um diese ein- oder auszuschalten. Die Eingänge der UND-Gatter-Schaltung 67 sind mit den Schaltkontakten SW2 des Hauptschalters und dem Ausgang der UND-Gatter-Schaltung 65 verbunden.
Ein Eingang der UND-Gatter 67 ist über einen Inverter 68 mit dem Übergang der Schaltkontakte SW2 des Hauptschalters und der Zeitgeberschaltung 63 verbunden. Wenn der Übergang auf Niedrigpegel gesteuert wird, gibt der Inverter 68 ein Hochpegelsignal in die UND-Gatter-Schaltung 67 ein. Der andere Eingang der UND-Gatter-Schaltung 67 ist mit dem Übergang des Ausgangs der UND-Gatter-Schaltung 65 und des Widerstands 66a verbunden. Das Ausgangssignal von der UND-Gatter-Schaltung 65 wird in die UND- Gatter-Schaltung 67 eingegeben. Der Ausgang der UND-Gatter-Schaltung 67 ist mit der Summerschaltung 64 verbunden, die den Alarmsummton in Reaktion auf das Hochpegelsignal von der UND-Gatter-Schaltung 67 auslöst.
Im folgenden wird die Operation der Alarmvorrichtung dieser Ausführungsform beschrieben.
Wenn der Fahrer den Hauptschalter in Fig. 12 einschaltet, werden sowohl die Schaltkontakte SW1 als auch die Kontakte SW2 geschlossen, was die Zeitgeberschaltung 63 veranlaßt, ein Hochpegelsignal auszugeben.
Die Batterien werden beansprucht, wenn das Zweirad-Elektrofahrzeug 1 fährt. Wenn die Restkapazität der Batterien 14a unter eine Schwelle sinkt, die anzeigt, daß eine Ladeoperation erforderlich ist, gibt das Restkapazitätsmeßgerät 15 ein Hochpegelsignal aus, das den Fahrer über eine unzureichende Restkapazität in den Batterien alarmiert. Das Hochpegelsignal von der Zeitgeberschaltung 63 und das Hochpegelsignal vom Restkapazitätsmeßgerät 15, das eine unzureichende Kapazität anzeigt, werden in die UND- Gatter-Schaltung 65 eingegeben. Die UND-Gatter-Schaltung 65 gibt ein Hochpegelsignal aus, wodurch der Photo-Relais-Schalter 66 eingeschaltet wird.
Wenn das Zweirad-Elektrofahrzeug 1 anhält und der Fahrer den Hauptschalter ausschaltet, werden die Schaltkontakte SW1 und SW2 geöffnet. In Reaktion auf die geöffneten Schaltkontakte SW2 wird ein Niedrigpegelsignal in die Zeitgeberschaltung 63 eingegeben. Für eine vorgegebene Zeitspanne ab dem Moment der Ausgabe des Niedrigpegelsignals gibt die Zeitgeberschaltung 63 kontinuierlich ein Hochpegelsignal aus. Am Ende dieser Zeitspanne wird die Ausgabe des Hochpegelsignals beendet. Für die vorgegebene Zeitspanne, die im voraus in der Zeitgeberschaltung 63 eingestellt worden ist, erlaubt der Photo-Relais-Schalter 66 der Stromversorgungsschaltung 16, zu arbeiten, wobei die mit der Stromversorgungsschaltung 16 verbundenen Vorrichtungen somit kontinuierlich versorgt werden.
Das in die Zeitgeberschaltung 63 eingegebene Niedrigpegelsignal wird vom Inverter 68 in ein Hochpegelsignal invertiert, welches anschließend der UND- Gatter-Schaltung 67 zugeführt wird. Der Hochpegel vom Inverter 68 und ein weiteres Hochpegelsignal von der UND-Gatter-Schaltung 65 veranlassen die UND-Gatter-Schaltung 67, ein Hochpegelsignal auszugeben, welches anschließend der Summerschaltung 64 zugeführt wird. Die Summerschaltung 64 gibt einen Alarmsummton aus. In diesem Fall arbeitet das Restkapazitätsmeßgerät 15 kontinuierlich. Der Fahrer kann somit die Restkapazität der Batterien überwachen und die benötigte Ladezeit schätzen.
Während der vorgegebenen Zeitspanne, die von der Zeitgeberschaltung 63 gesetzt wird, wird der Alarmsummton kontinuierlich ausgegeben. Am Ende der vorgegebenen Zeitspanne werden sowohl der Alarmsummton als auch die Restkapazitätsanzeige beendet. Das heißt, nach der vorgegebenen Zeitspanne wird das Hochpegelsignal von der Zeitgeberschaltung 63 beendet. Das Ausgangssignal vom UND-Gatter 65 wird auf Niedrigpegel gesteuert, wodurch der Photo-Relais-Schalter 66 ausgeschaltet wird. Der Photo- Relais-Schalter 66 schaltet seinerseits die Stromversorgungsschaltung 16 aus, woraufhin das Restkapazitätsmeßgerät 15 und die Summerschaltung 64 deaktiviert werden.
Wenn die Restkapazität in den Batterien ausreicht, gibt das Restkapazitätsmeßgerät 15 kein Hochpegelsignal aus, so daß der Alarmsummton nicht erzeugt wird. Das heißt, wenn die Batterien eine ausreichende Kapazität aufweisen, gibt das Restkapazitätsmeßgerät 15 ein Niedrigpegelsignal aus, was die UND-Gatter-Schaltung 65 veranlaßt, ihr Ausgangssignal auf Niedrigpegel zu halten, unabhängig vom Ausgangssignal der Zeitgeberschaltung 63. Somit wird der Photo-Relais-Schalter 66 ausgeschaltet. Wenn der Fahrer den Hauptschalter ausschaltet, werden die Schaltkontakte SW1 geöffnet, wobei der Photo-Relais-Schalter 66 ausgeschaltet bleibt. Die Stromversorgungsschaltung 16 wird somit ausgeschaltet, was bewirkt, daß das Restkapazitätsmeßgerät 15 und die Summerschaltung 64 ausgeschaltet werden.
Wie oben beschrieben worden ist, bietet die zweite Ausführungsform des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung den gleichen Vorteil wie die erste Ausführungsform. Ferner verwendet die zweite Ausführungsform den Hauptschalter mit einer kleineren Anzahl mechanischer Schaltkontakte. Fehler, die diesen Kontakten zugeordnet sind, werden somit eliminiert, wodurch die Zuverlässigkeit des Systems erhöht wird.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 13 und 14 die Batterieladekapazität- Meßvorrichtung des Elektrofahrzeugs gemäß des fünften Aspekts der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Ladekapazitäts-Meßvorrichtung eliminiert die Oberflächenladung, die eine von der normalen Anschlußspannung verschiedene Ladung anzeigt, für eine vorgegebene Zeitspanne nach Abschluß der Ladeoperation, und erlaubt, die richtige Kapazität der Batterien zu messen. Das heißt, die Batterien werden mit einer Ladespannung geladen, die höher ist als die Anschlußspannung, wobei die Anschlußspannung in vorgegebenen Intervallen gemessen wird, nachdem die Ladeoperation abgeschlossen ist, und wobei dann, wenn irgendeine Veränderung zwischen den gemessenen Spannungen erfaßt wird, eine Entladung mit geringer Last durchgeführt wird, unter der Annahme, daß sich die Batterien in einem Oberflächenladungszustand befinden. Dieser Zyklus wird wiederholt, bis eine stabile Spannung frei vom Oberflächenladungszustand gemessen wird. Wenn der Oberflächenladungszustand eliminiert ist, wird die Ladekapazität auf der Grundlage der gemessenen Spannung ermittelt.
Die Ladekapazitäts-Meßvorrichtung umfaßt den Batteriebankabschnitt mit mehreren Speicherbatterien, das Restkapazitätsmeßgerät zum Ermitteln der Kapazität anhand der Offenkreis-Spannung des Batteriebankabschnitts, und die Steuerschaltung, die mit dem Restkapazitätsmeßgerät verbunden ist. Die Ladekapazitäts-Meßvorrichtung umfaßt ferner eine Entladeschaltung 71, die in Fig. 14 gezeigt ist, und ein Ladekapazitäts-Meßprogramm, das die Operation der Entladeschaltung 71 und des Restkapazitätsmeßgerätes steuert. Das Ladekapazitäts-Meßprogramm verwendet das Restkapazitätsmeßgerät, um zu ermitteln, ob sich die Batterien in einem Oberflächenladungszustand befinden. Das Programm verwendet die Entladeschaltung 71, um den Oberflächenladungszustand zu eliminieren, und verwendet das Restkapazitätsmeßgerät, um den Oberflächenladungszustand zu ermitteln.
Das Betriebsprogramm der Ladekapazitäts-Meßvorrichtung wird im folgenden mit Bezug auf Fig. 13 beschrieben. Im Flußdiagramm der Fig. 13 ist das Programm zum Messen der Ladekapazität in drei Hauptblöcken organisiert: einem ersten Block (Schritte S1 bis S4) zum Ermitteln, ob die Batterien sich in einem Zustand der Oberflächenladung befinden, einem dem ersten Block folgenden zweiten Block (Schritte S5 bis S7) zum Eliminieren der Oberflächenladung durch Entladen der Batterien mit einer kleinen Last, wenn festgestellt wird, daß sich die Batterien in einem Oberflächenladungszustand befinden, und einem dritten Block (Schritt S8) zum Ermitteln der Ladekapazität auf der Grundlage einer stabilen Anschlußspannung nach Beseitigung der Oberflächenladung.
Im Schritt S1 wird die Anschlußspannung gemessen, wobei der Batteriebankabschnitt sich in einem lastfreien Offenkreis-Zustand befindet. Der gemessene Wert E1 wird im Speichermittel gespeichert. Im Schritt S2 wird eine vorgegebene Zeitspanne Δt1 gezählt. Wenn die vorgegebene Zeitspanne Δt1 verstrichen ist, geht der Prozeß zu Schritt S3 über. Im Schritt S3 wird die Anschlußspannung ohne Last an den Batterien gemessen. Der gemessene Wert E2 wird im Speichermittel gespeichert.
Im Schritt S4 wird ermittelt, ob sich die Batterien in einem Oberflächenladungszustand befinden, indem E1 und E2 verglichen werden. Genauer wird der gemessene Wert E2 vom gemessenen Wert E1 subtrahiert, wobei die Differenz zwischen beiden anschließend mit ΔE verglichen wird, das fehlerkompensiert ist. Wenn die Differenz größer ist als ΔE, d. h. wenn die Anschlußspannung eine größere Änderung erfährt als eine vorgegebene Reduktionsrate, selbst nachdem die vorgegebene Zeitspanne Δt1 verstrichen ist, wird festgestellt, daß sich die Batterien immer noch in einem Oberflächenladungszustand befinden und nicht im Gleichgewicht sind. Wenn andererseits die Differenz kleiner ist, d. h. wenn die Anschlußspannung eine geringe Veränderung nach der vorgegebenen Zeitspanne Δt1 aufweist, wird angenommen, daß sich die Batterien im Gleichgewicht befinden und der Oberflächenladungszustand eliminiert ist.
Wenn im Schritt S4 festgestellt wird, daß der Oberlächenladungszustand vorhanden ist, beginnt der Prozeß mit Schritt S1 von Neuem, nach einer Folge von Schritten (Schritte S5 bis S7) zum Eliminieren der Oberflächenladung. Ein Zyklus von S1 bis S7 wird wiederholt, bis die Oberflächenladung eliminiert ist. Wenn die Oberflächenladung eliminiert ist, geht der Prozeß zum Schritt S8 über, wo die Ladekapazität der Batterien ermittelt wird.
Der Block zum Eliminieren der Oberflächenladung enthält die Entladung der Batterien mit einer geringen Last für eine Zeitspanne, um die Ladung in der Umgebung der Anschlüsse der Batterien zu entfernen, um somit den Oberflächenladungszustand zu eliminieren.
Ein Entladungsprozeß wird unter Verwendung der Entladeschaltung 71 in Fig. 14 durchgeführt. Die Entladeschaltung 71 umfaßt eine Halbleiterschaltvorrichtung 72 und einen Widerstand 73 mit einem vorgegebenen hohen Widerstandswert, die in Serie verbunden sind. Diese Serienverbindung ist parallel mit den Ausgangsanschlüssen des Batteriebankabschnitts 14, der mehrere Batterien 14a aufweist, verbunden. Die Schaltoperation der Schaltvorrichtung 72 erlaubt dem Widerstand 73, die Batterien für eine vorgegebene Zeitspanne Δt2 zu entladen.
Im Schritt S5 wird die Schaltvorrichtung 72 eingeschaltet, wobei der Batteriebankabschnitt 14 beginnt, sich über den hohen Widerstand 73 mit einem kleinen Strom I zu entladen. Im Schritt S6 wird die vorgegebene Zeitspanne Δt2 gezählt. Wenn die vorgegebene Zeitspanne Δt2 verstrichen ist, wird die Schaltvorrichtung 72 im Schritt S7 abgeschaltet. Die Entladung der Speicherbatterien 14a wird beendet. Der Prozeß beginnt erneut bei Schritt S1. Eine Folge von Schritten für die Ermittlung der Oberflächenladung und die Eliminierung der Oberflächenladung (Schritte S1 bis S7) wird wiederholt, bis der Oberflächenladungszustand eliminiert ist.
Wenn der Oberflächenladungszustand durch den Prozeß der Ermittlung und der anschließenden Eliminierung der Oberflächenladung eliminiert worden ist, wird schließlich im Schritt S8 die Ladekapazität der Batterien ermittelt. Die gemessene Offenkreis-Spannung E2 wird als stabile Spannung mit im Gleichgewicht befindlichen Batterien angenommen. Das Restkapazitätsmeßgerät ermittelt somit die Ladekapazität der Batterien anhand des gemessenen Wertes E2.
Wie oben beschrieben worden ist, wird gemäß der Batterieladekapazitäts- Meßvorrichtung dieser Ausführungsform die Anschlußspannung nach dem Laden, die von der normalen Anschlußspannung verschieden ist, in vorgegebenen Intervallen für eine vorgegebene Zeitdauer nach Abschluß der Ladeoperation gemessen, wobei das Vorhandensein eines Oberflächenladungszustands anhand der Veränderung der gemessenen Anschlußspannungen ermittelt wird, und wobei der Oberflächenladungszustand eliminiert wird, indem der Batterie erlaubt wird, sich über eine geringe Last zu entladen, wobei dieser Ermittlungs/Eliminierungsprozeß wiederholt wird, bis der Oberflächenladungszustand vollständig eliminiert ist und zuverlässige gemessene Werte erhalten werden. Somit wird der Oberflächenladungszustand in kurzer Zeitspanne in zuverlässiger Weise eliminiert. Ferner wird die Ladekapazität genau ermittelt.
Die Anschlußspannung wird mit eliminierten Oberflächenladungszustand gemessen, woraufhin die Ladekapazität der Batterien ermittelt wird. Somit ist keine Regressionsgleichung erforderlich, die eine grobe Schätzung der Kennlinien der Batterien ausdrückt. Das Prinzip dieses Aspekts der Erfindung kann auf eine Vielfalt von Speicherbatterien angewendet werden, die eine Oberflächenladung zulassen. Das Prinzip dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung erlaubt eine einfache Messung und findet einen breiten Anwendungsbereich. Selbst wenn die Kennlinien der Batterien aufgrund der Betriebs- und Umgebungsbedingungen verändert werden, wird eine genaue Messung der Ladekapazität durchgeführt, so daß die Kapazität der Batterien nach Eliminierung der Oberflächenladung ermittelt wird.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Antriebsunterstützungsvorrichtung für die Verwendung in einem Elektrofahrzeug den Absteigesensor zum Erfassen des Absteigens des Fahrers vom Fahrzeug, das Beschleunigereinstellung-Ermittlungsmittel zum Ermitteln des geschlossenen Zustands des Beschleunigers, das Einstellmittel für den Modus für sehr langsame Geschwindigkeit, um das Fahrzeug in einen Modus für sehr langsame Geschwindigkeit zu versetzen, wenn der Fahrer absteigt und die Beschleunigereinstellung sich in einem geschlossenen Zustand befindet, und das Geschwindigkeitsbegrenzungsmittel zum Einstellen der Drehzahl des Fahrmotors, so daß diese um den Faktor 1/n kleiner ist, entsprechend dem Modus für sehr langsame Geschwindigkeit. Wenn somit der Fahrer das Fahrzeug zum Parken schiebt oder es startet, geht der Fahrmotor in den Modus für sehr langsame Geschwindigkeit über. Der Fahrer, der absteigt und das Fahrzeug schiebt, betätigt bei Bedarf den Fahrgriff. In diesem Fall wird das Fahrzeug mit sehr langsamer Geschwindigkeit bewegt, indem der Beschleuniger in der gleichen Weise wie im Normalbetrieb betätigt wird. Die Benutzerfreundlichkeit im manuellen Fahrbetrieb wird wesentlich verbessert. Da ferner die Maximalgeschwindigkeit auf Geschwindigkeiten begrenzt ist, die so niedrig sind wie die Gehgeschwindigkeit eines Menschen, leitet eine irrtümliche Betätigung des Beschleunigers keinen plötzlichen Start des Fahrzeugs ein. Somit wird ein sicheres Fahren sichergestellt.
Der Betriebsmodus des Fahrzeugs geht in den Modus für sehr langsame Geschwindigkeit über, wobei die durch die Betätigung des Beschleunigers durch den Fahrer gesetzte Fahrzeuggeschwindigkeit um den Faktor 1/n kleiner gesetzt wird als die entsprechende Geschwindigkeit im normalen Modus. Dies bedeutet, daß dann, wenn der Fahrer den Fahrgriff um den gleichen Winkel dreht, die Wirkung dieser Drehung im Modus für sehr langsame Geschwindigkeit um den Faktor 1/n kleiner ist. Die Funktionsweise des Beschleunigers bleibt unverändert. Somit wird ein manuelles Fahren des Fahrzeugs mit Antriebsunterstützung unter Verwendung des Fahrmotors in der gleichen Weise wie im normalen Fahrbetrieb durchgeführt.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Antriebsunterstützungsvorrichtung für die Verwendung in einem Elektrofahrzeug das Sprungstart-Verhinderungsmittel zum Verhindern der Motoransteuerung, bis der Beschleuniger geschlossen ist, wenn der Hauptschalter bei geöffnetem Beschleuniger eingeschaltet wird, den Absteigesensor zum Erfassen des Absteigens des Fahrers vom Fahrzeug, das Beschleunigereinstellung- Ermittlungsmittel zum Ermitteln des geschlossenen Zustands des Beschleunigers, das Einstellmittel für den Modus für sehr langsame Geschwindigkeit, um das Fahrzeug in einen Modus für sehr langsame Geschwindigkeit zu versetzen, wenn der Fahrer absteigt und wenn sich die Beschleunigereinstellung in einem geschlossenen Zustand befindet, und das Geschwindigkeitsbegrenzungsmittel zum Setzen der Drehzahl des Fahrmotors um den Faktor 1/n kleiner entsprechend dem Modus für sehr langsame Geschwindigkeit. Selbst wenn der Fahrer irrtümlich den Hauptschalter bei geöffnetem Beschleuniger einschaltet, wird der Motor gesperrt, wodurch das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird, bis der Beschleuniger geschlossen wird. Ein sprunghafter Start des Fahrzeugs wird somit verhindert. Wenn der Fahrer das Fahrzeug beim manuellen Fahren schiebt, wird er durch den Fahrmotor unterstützt.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Ständervorrichtung zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug ist die Schwenkwelle der Ständervorrichtung im Leerlauf, während der Fahrmotor in Vorwärtsrichtung rotiert, und ist mit der Abtriebswelle des Fahrmotors über die Freilaufkupplung und die Zahnradserie in Eingriff, während der Fahrmotor in Rückwärtsrichtung rotiert. Die Rückwärtsdrehbewegung des Fahrmotors wird verwendet, um die Ständervorrichtung in ihre aufrechte Position zu zwingen. Es ist kein dedizierter Motor erforderlich. Die Gestaltung des Fahrzeugs ist daher einfach, leicht und kostengünstig.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Unzureichende-Restkapazität-Alarmvorrichtung zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug das Zeitgebermittel zum Zählen der Zeit in Reaktion auf die Ausschaltoperation des Hauptschalters, und ein Verhinderungsmittel, um wenigstens zu verhindern, daß das Restkapazitätsmeßgerät und das Alarmmittel für die Zeitzähldauer den Betrieb einstellen. Wenn die vom Restkapazitätsmeßgerät gemessene Batteriekapazität eine unzureichende Kapazität anzeigt, werden das Restkapazitätsmeßgerät und das Alarmmittel für eine vorgegebene Zeitspanne nach der Ausschaltoperation des Hauptschalters in Betrieb gehalten. Das Alarmmittel alarmiert kontinuierlich den Fahrer über eine unzureichende Kapazität. Somit verhindert die Alarmvorrichtung, daß die Tatsache der unzureichenden Kapazität der Aufmerksamkeit des Fahrers entgeht, und verhindert somit, daß das Fahrzeug aufgrund eines Energiemangels in den Batterien während einer Fahrt stehen bleibt.
Das Restkapazitätsmeßgerät stellt somit die Restkapazitätsinformation dar, die ihrerseits dem Fahrer erlaubt, eine benötigte Ladezeit genau vorherzusagen. Dies verbessert die Benutzerfreundlichkeit des Elektrofahrzeuges.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Batterieladekapazitäts-Meßvorrichtung für die Verwendung in einem Elektrofahrzeug wird die Anschlußspannung nach dem Laden, die von der normalen Anschlußspannung verschieden ist, in vorgegebenen Intervallen für eine vorgegebene Zeitdauer nach Abschluß der Ladeoperation gemessen, wobei das Vorhandensein eines Oberflächenladungszustands anhand der Veränderung der gemessenen Anschlußspannungen ermittelt wird, und wobei der Oberflächenladungszustand eliminiert wird, indem der Batterie erlaubt wird, sich über eine geringe Last zu entladen, wobei dieser Ermittlungs/Eliminierungsprozeß wiederholt wird, bis der Oberflächenladungszustand vollständig eliminiert ist und zuverlässige gemessene Werte erhalten werden. Somit wird der Oberflächenladungszustand in kurzer Zeitspanne in zuverlässiger Weise eliminiert. Ferner wird die Ladekapazität genau ermittelt.
Die Anschlußspannung wird mit eliminierten Oberflächenladungszustand gemessen, woraufhin die Ladekapazität der Batterien ermittelt wird. Somit ist keine Regressionsgleichung erforderlich, die eine grobe Schätzung der Kennlinien der Batterien ausdrückt. Das Prinzip dieses Aspekts der Erfindung kann auf eine Vielfalt von Speicherbatterien angewendet werden, die eine Oberflächenladung zulassen. Das Prinzip dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung erlaubt eine einfache Messung und findet einen breiten Anwendungsbereich. Selbst wenn die Kennlinien der Batterien aufgrund der Betriebs- und Umgebungsbedingungen verändert werden, wird eine genaue Messung der Ladekapazität durchgeführt, so daß die Kapazität der Batterien nach Eliminierung der Oberflächenladung ermittelt wird.
Gemäß dem Elektrofahrzeug der vorliegenden Erfindung wird eine Elektrofahrzeug-Antriebsunterstützungsvorrichtung geschaffen, die einem Fahrmotor erlaubt, mit einer äußerst langsamen Geschwindigkeit betrieben zu werden, um das manuelle Schieben zu erleichtern, das erforderlich ist, wenn ein Fahrer das Elektrofahrzeug schiebt. Ferner wird eine Elektrofahrzeug- Antriebsunterstützungsvorrichtung geschaffen, die die mögliche Gefahr eines sprunghaften Starts des Fahrzeugs eliminiert, der ausgelöst werden kann, wenn der Fahrer irrtümlich einen Beschleuniger betätigt, während er nicht bereit ist, in seiner Fahrposition zu starten. Ferner wird eine leichte Elektrofahrzeug-Antriebsunterstützungsvorrichtung geschaffen, die den Fahrmotor verwendet, um einen Ständer in seine aufrechte Position zu bringen, ohne daß ein dedizierter Ständermotor verwendet wird. Ferner wird eine Unzureichende-Restkapazität-Alarmvorrichtung geschaffen, die den Fahrer in einer sicheren Weise alarmiert, wenn die Batteriekapazität momentan unzureichend ist, auch wenn der Hauptschalter ausgeschaltet wird, um die Operation aller bordeigenen Vorrichtungen zu stoppen. Ferner wird eine Batterieladekapazitäts-Meßvorrichtung geschaffen, die die Ladekapazität genau ermittelt, indem sie den Oberflächenladungszustand nach einer Ladeoperation eliminiert. Wie oben beschrieben worden ist, schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes benutzerfreundliches Merkmal in einem weiten Betriebsbereich eines Elektrofahrzeuges.
Die vorangehende Beschreibung ist lediglich beispielhaft, wobei Fachleuten klar ist, daß Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Antriebunterstützungsvorrichtung (21) für die Verwendung in einem Elektrofahrzeug (1), das mit einem Fahrmotor (7), der mit elektrischer Leistung von einer Speicherbatterie (14a) betrieben wird, sowie einer Motoransteuerschaltung (19) zum Steuern der Rotation des Motors (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation des Motors in Reaktion auf die Einstellung eines Fahrgriffes bzw. Gasgriffes (6a) gesteuert wird, und daß die Antriebunterstützungsvorrichtung (21) umfaßt:

einen Abstiegssensor (25) zum Erfassen eines Absteigens des Fahrers vom Fahrzeug (1);

Mittel (24) zum Bestimmen der Einstellung des Fahrgriffes (6a);

Mittel (26, 27) zum ausreichend niedrigen Einstellen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, damit der Fahrer neben dem Fahrzeug (1) gehen kann, in Reaktion auf ein Fahrer-Abstiegs-Signal vom Erfassungsmittel (25) und eines Fahrgriff-Geschlossen-Signals vom Fahrgriffeinstellungs- Bestimmungsmittel (24); und

Mittel (32) zum Einstellen der Drehzahl des Fahrmotors (7) auf einen Niedrigdrehzahlmodus, in welchem die Drehzahl in Reaktion auf eine Betätigung des Fahrgriffes so eingestellt wird, daß sie um das 1/n-fache kleiner ist als eine entsprechende Drehzahl in einem Normalgeschwindigkeitsmodus.

2. Antriebunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der:

das Mittel zum Bestimmen der Einstellung des Fahrgriffes (6a) ein Fahrgriffeinstellungs-Bestimmungsmittel (24) zum Bestimmen eines geschlossenen Zustands des Fahrgriffes ist;

das Mittel zum Einstellen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges ein Niedriggeschwindigkeitsmodus-Einstellmittel (26, 27) ist, um das Fahrzeug (1) in einen Niedriggeschwindigkeitsmodus zu versetzen, wenn der Fahrer vom Fahrzeug absteigt und wenn die Fahrgriffeinstellung sich in einem geschlossenen Zustand befindet, in Reaktion auf ein Abstiegssensorsignal vom Abstiegsensor und ein Fahrgriffes-Geschlossen-Signal; und

das Mittel zum Einstellen der Drehzahl des Fahrmotors (7) ein Geschwindigkeitsbegrenzungsmittel (32) ist, um die Drehzahl des Fahrmotors entsprechend dem Niedriggeschwindigkeitsmodus so einzustellen, daß sie um das 1/n-Fache kleiner ist.

3. Antriebunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend:

ein Sprungstart-Verhinderungsmittel, um eine Motoransteuerung zu verhindern, bis der Fahrgriff geschlossen ist, wenn ein Hauptschalter (10) mit geöffnetem Fahrgriff (6a) eingeschaltet wird.

4. Antriebunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend:

ein Mittel zum Verhindern, daß das Fahrzeug (1) einen sprungartigen Start einleitet, wenn ein Hauptschalter (10) mit bereits geöffnetem Fahrgriff (6a) eingeschaltet wird; und

Mittel zum Betreiben der Motoransteuerschaltung (19), sobald ein geschlossener Zustand des Fahrgriffes ermittelt worden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Motoransteuerschaltungs- Betriebsmittel das Mittel (26, 27) zum Einstellen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und das Mittel (32) zum Einstellen der Drehzahl des Fahrmotors (7) umfaßt.

6. Elektrofahrzeug (1), das eine oder mehrere der Vorrichtungen umfaßt, die in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche beansprucht sind.