JP2001122180A - 電動補助機能付小型電動車両 - Google Patents

電動補助機能付小型電動車両

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JP2001122180A
JP2001122180A JP30169099A JP30169099A JP2001122180A JP 2001122180 A JP2001122180 A JP 2001122180A JP 30169099 A JP30169099 A JP 30169099A JP 30169099 A JP30169099 A JP 30169099A JP 2001122180 A JP2001122180 A JP 2001122180A
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battery
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Toshiyasu Terui
敏泰 照井
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 電池側コントローラと車両側コントローラと
の間で情報通信することにより、車両の走行制御に関し
てきめ細かい制御を行うことができるとともに、故障診
断及び故障箇所の特定等ユーザに対するサービス性の向
上を図る。 【解決手段】 検出した人力に応じた所定の補助比率で
モータを駆動して走行制御を行う車両コントローラ１０
１ａと電池マネージメントコントローラ１００ｃの少な
くとも何れか一方に、通常制御モードと故障診断モード
とを切り換えるモード切換手段１０２と、両コントロー
ラのそれぞれによって故障診断された情報を表示する情
報表示手段１０３とを接続し、電池マネージメントコン
トローラは故障診断モードとされたとき、故障診断情報
を情報表示手段に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動補助機能付小
型電動車両に関し、特に走行制御装置と電池マネージメ
ント制御装置との間で情報通信を行うようにした場合
の、故障診断情報の表示方法の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動補助機能付小型電動車両は、
人力に応じた所定の補助比率の補助力が発生するように
モータへの電力供給を制御する走行制御装置を備えてい
る。このような小型電動車両では、走行制御性を向上す
るためにさまざまな工夫が施されている。例えば、モー
タを効率良く駆動するための通電制御、走行フィーリン
グを向上させるための加減速制御、走行距離を伸ばすた
め制御等である。
【０００３】近年では上記のような走行制御に加えて、
商品性を更に高めるための工夫として、電池の放電状態
を監視して残存容量を表示したり、故障診断及びその表
示により故障箇所の特定等を行ったり、電池保護のため
の最大放電電流を制御したり、さらには過放電防止のた
めの制御等を行う電池マネージメント制御が提案されて
いる。
【０００４】しかし１つのコントローラで上記全ての機
能を満足させようとした場合、回路面積の制限やコスト
的な制限、又は搭載されるマイクロコンピータの処理能
力により実現が難しく、特に電池マネージメントに関す
る制御を車両の走行制御を行っている車両コントローラ
で行おうとした場合、その負担が大きく、高機能化への
対応が困難になってきている。
【０００５】そこでこの電池マネージメント制御を走行
制御用コントローラとは別のコントローラで行うことが
検討されている。この電池マネージメント制御による
と、上述の制御の内、電池残容量を監視してその状態を
表示させたり、電池の放電状態を監視して電池の放電可
能な最大放電電流の設定や放電停止処理等の制御につい
ては電池側に搭載されたコントローラによって行われ
る。これらの電池マネージメント制御により得られた情
報は、通信機能を介して車両側の走行制御装置に送信さ
れ、これにより電池状態に応じたきめのこまかい走行制
御を行うことが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところでサービス性向
上のための機能として故障診断機能があるが、従来この
機能を実現するためにはコントローラ内に故障診断処理
手段，故障記憶手段，故障表示手段，故障診断表示モー
ド切換手段等の各手段が必要となる。これらの機能を上
記の電動補助機能付小型電動車両に適用した場合、車両
側コントローラとバッテリ側コントローラのそれぞれに
上記故障診断のための各処理手段を備えることとなる
が、このようにするとコスト高となるとともに、回路面
積の確保等構造上の問題が懸念される。
【０００７】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、電池側コントローラと車両側コントローラとの
間で情報通信することにより、車両の走行制御に関して
きめ細かい制御を行うことができるとともに、故障診断
及び故障箇所の特定等ユーザに対するサービス性の向上
を図ることのできる電動補助機能付小型電動車両を提供
することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、人力
を検出し、該検出した人力に応じた所定の補助比率でも
ってモータを駆動して車両の走行制御を行う車両コント
ローラと、電池状態を監視して電池状態の管理及び制御
を行う電池マネージメントコントローラとを備えた電動
補助機能付小型電動車両において、上記車両コントロー
ラと電池マネージメントコントローラの少なくとも何れ
か一方に、通常制御モードと故障診断モードとを切り換
えるモード切換手段と、上記両コントローラのそれぞれ
によって故障診断された情報を表示する情報表示手段と
を接続し、上記モード切換手段により故障診断モードと
されたとき、上記故障診断情報を上記情報表示手段に表
示させる表示制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、上
記車両コントローラと電池マネージメントコントローラ
の少なくとも何れか一方に接続されたモード切換手段
は、通常制御モードと故障診断モードの何れかに切り替
える切替スイッチであることを特徴としている。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１において、上
記車両コントローラと電池マネージメントコントローラ
の少なくとも何れか一方に接続された上記モード切換手
段と上記情報表示手段は、少なくとも中央演算処理部，
通信制御部，表示制御部，及び入力制御部を有する外部
のコンピュータ制御装置に備えられていることを特徴と
している。
【００１１】請求項４の発明は、請求項１又は２におい
て、上記車両コントローラは、該コントローラに発生し
た何らかの異常情報を記憶するよう構成され、上記切替
スイッチは、上記電池マネージメントコントローラに接
続されており、上記表示制御手段は、上記切替スイッチ
が故障診断モードに切り替えられたとき上記記憶された
異常情報を上記情報表示手段に表示させることを特徴と
している。
【００１２】請求項５の発明は、請求項４において、上
記異常情報は表示灯の点灯組合わせにより表示され、か
つ該点灯組合せを時間経過に伴って変化させることによ
り複数の異常情報が表示可能となっていることを特徴と
している。
【００１３】
【発明の作用効果】請求項１の発明によれば、車両コン
トローラ，電池マネージメントコントローラの少なくと
も何れか一方にモード切替手段と情報表示手段とを接続
し、モード切換手段により故障診断モードとされたと
き、上記故障診断情報を上記情報表示手段に表示させる
ようにしたので、コストの増大，回路面積の拡大といっ
た問題を回避しつつ一つのモード切替手段からの情報に
よって両方のコントローラの故障診断情報を表示でき
る。
【００１４】請求項２の発明によれば、モード切換手段
を、通常制御モードと故障診断モードの何れかに切り替
える切替スイッチで構成したので、簡単な構成により二
つのコントローラのモードを切り替えることができる。
【００１５】請求項３の発明によれば、モード切換手段
及び情報表示手段を、外部のコンピュータ制御装置に備
えたので、車両コントローラ，電池マネージメントコン
トローラの各種情報を外部のコンピータ制御装置により
一括管理でき、サービスの向上を図ることができる。
【００１６】請求項４の発明によれば、走行中の上記車
両コントローラの異常情報を記憶しておき、電池マネー
ジメントコントローラの上記切替スイッチを故障診断モ
ードとしたとき上記異常情報を表示するよにしたので、
車両コントローラ側に切替スイッチを設けることなく車
両コントローラ側の異常情報を表示でき、またアシスト
走行中に発生した異常項目を走行後に確認でき、故障箇
所，故障部品の特定が容易であり、メンテナンス性を向
上できる。
【００１７】請求項５の発明によれば、上記異常情報表
示を、表示灯の点灯組合わせにより、かつ該点灯組合せ
を時間経過により変化させることで行うようにしたの
で、複数の異常情報を表示することができ、複数の故障
箇所，故障部品の特定が可能であり、メンテナンス性が
さらに向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１〜図 は本発明の一実施
形態による電動補助自転車を説明するための図であり、
図１は電動補助自転車の側面図、図２は車両コントロー
ラ，電池マネージメントコントローラのブロック構成
図、図３は上記両コントローラのデータフロー図、図４
は上記両コントローラの送受信データを示す図である。
【００１９】図１において、１は充電器１１２を非車載
とし、着脱式電池ボックス１００を車載とした電動補助
機能付小型電動車両としての電動補助自転車である。該
電動補助自転車１の車体フレーム２は、ヘッドパイプ３
と、該ヘッドパイプ３から車体後方斜め下方に延びるダ
ウンチューブ４と、該ダウンチューブ４の後端から上方
に略起立して延びるシートチューブ５と、上記ダウンチ
ューブ４の後端から後方に略水平に延びる左，右一対の
チェーンステー６と、該両チェーンステー６の後端部と
上記シートチューブ５の上端部とを結合する左，右一対
のシートステー７と、上記ヘッドパイプ３とシートチュ
ーブ５とを接続するトップチューブ１１とを備えてい
る。
【００２０】上記ヘッドパイプ３にはフロントフォーク
８が左右に回動可能に枢支されている。該フロントフォ
ーク８の下端には前輪９が軸支されており、上端には操
向ハンドル１０が固着されている。また上記シートチュ
ーブ５の上端にはサドル１２が装着されている。さらに
上記チェーンステー６の後端には後輪１３が軸支されて
いる。
【００２１】上記車体フレーム２の下端部には、クラン
ク軸１６の両端突出部に取り付けられたクランクアーム
１６ａを介してペダル１６ｂに入力されたペダル踏力
（人力）と、内蔵する電動モータからの人力の大きさに
比例した補助動力との合力を出力するパワーユニット１
５が搭載されている。このパワーユニット１５からの出
力はチェン３０を介して上記後輪１３に伝達される。
【００２２】また上記電動モータ等の電源となる電池ボ
ックス（電池装置）１００は上記シートチューブ５の背
面に沿うように、かつ左，右のシートステー７，７に挟
まれるように車体に対して着脱自在に配設されている。
また上記電池ボックス１００には充電口１００ａが形成
されており、該充電口１００ａに充電器１１２の充電プ
ラグ１２１が接続自在となっている。
【００２３】図２に示すように、上記電池ボックス１０
０は、充電式の電池１００ｂと、電池マネージメントコ
ントローラ１００ｃと、各種情報データを記憶する記憶
部１００ｇと、入出力用の各種Ｉ／Ｆ１００ｄ〜１００
ｆとを備えており、入力Ｉ／Ｆ１００ｄを介して外部の
オンオフ式の切替スイッチ１０２が接続され、表示Ｉ／
Ｆ１００ｅを介して、該電池ボックス１００の外表面に
配設された電池側表示器１０３が接続されている。
【００２４】上記切替スイッチ１０２は、上記電池ボッ
クス１００の外表面に上記表示器１０３に隣接するよう
に配設されており、上記電池マネージメントコントロー
ラ１００ｃを、通常制御モードか故障診断モードかの何
れかに切り替えるためのモード切替手段として機能す
る。
【００２５】上記電池１００ｂは上記電動モータの電源
となるもので、多数の単電池（Ｎｉ−Ｃｄ，Ｎｉ−ＭＨ
電池等）を直列接続した構成のものである。また上記電
池マネージメントコントローラ１００ｃは、図３に示す
ように、上記電池１００ｂの状態を常時監視し、該電池
１００ｂの種類判別，電池残容量計算処理，電池保護の
ための最大放電電流値計算処理，放電停止判断，放電禁
止判断，及び故障診断のためのダイアグ情報処理，その
他各種の演算処理を行う。
【００２６】また上記電池マネージメントコントローラ
１００ｃは、上記記憶部１００ｇに、上記各種計算処理
結果や故障診断における電池ボックス１００側の故障診
断情報を記憶させ、さらにまた、走行中に発生した車両
走行制御装置１０１側の故障診断情報を通信回線ａを介
して読み込んで記憶させる。
【００２７】そして上記電池マネージメントコントロー
ラ１００ｃは、上記切替スイッチ１０２が故障診断モー
ド側に切り替えられたとき、上記記憶部１００ｇ内に記
憶された電池ボックス１００側の故障診断情報及び車両
走行制御装置１０１側の故障診断情報を上記電池側表示
器１０３に表示させる。なお、この表示器１０３の表示
は電池ボックス１００を車両から分離して取り外した状
態でも可能である。
【００２８】ここで上記電池側表示器１０３は、例えば
７個の表示灯（ＬＥＤ）１０３ａを備えており、該表示
灯１０３ａは異常項目により予め設定された表示パター
ンに基づいて点灯し、また複数の異常項目がある場合に
は最新の異常項目から順に所定時間ずつ点灯する。例え
ば異常が３項目あった場合には１０秒間ずつ異なる表示
パターンの表示が行われる。
【００２９】１０１は上記パワーユニット１５内等に配
設された車両走行制御装置であり、これは各種の演算処
理を行う車両コントローラ１０１ａと、各種情報データ
を記憶する記憶部１０１ｂと、入出力用各種のＩ／Ｆ１
０１ｃ〜１０１ｇとを備えており、センサＩ／Ｆ１０１
ｃを介して各種のセンサ１０４が、入力Ｉ／Ｆ１０１ｄ
を介してメインスイッチ１０５が、出力Ｉ／Ｆ１０１ｅ
を介して電動モータ１０６が、表示Ｉ／Ｆ１０１ｆを介
して車両側表示器１０７がそれぞれ接続されている。な
お、車両側表示器１０７は上記操向ハンドル１０に設け
られている。
【００３０】上記車両コントローラ１０１ａは、図３に
示すように、上記電池マネージメントコントローラ１０
０ｃからの各種情報に基づいて、電池マップ判別処理，
電流指令演算処理，電池電流制御処理，放電停止処理，
電池容量演算処理，ダイアグ情報処理，その他各種の演
算処理を行う。
【００３１】また上記車両コントローラ１０１ａは、上
記記憶部１０１ｂに、上記各種計算処理結果や故障診断
における該車両走行制御装置１０１側の故障診断情報を
記憶させ、さらに、上記電池ボックス１００側の故障診
断情報を通信回線ａを介して読み込んで記憶させ、さら
にまた上記切替スイッチ１０２が故障診断モード側に切
り替えられたとき、上記記憶部１０１ｂに記憶された故
障診断情報を上記車両側表示器１０７に表示させる。
【００３２】ここで上記車両側表示器１０７は、例えば
３個の表示灯（ＬＥＤ）１０７ａを備えており、該表示
灯火１０７ａは異常項目により予め設定された表示パタ
ーンに基づいて点灯し、また複数の異常項目がある場合
には最新の異常項目から所定時間ずつ点灯する。例えば
異常が３項目あった場合には１０秒間ずつ順に異なる表
示パターンの表示が行われる。なお、上記メインスイッ
チ１０５をエコモード位置に切り替えると上記記憶され
た故障診断情報が消去されるようになっている。
【００３３】そして上記車両コントローラ１０１ａと電
池マネージメントコントローラ１００ｃとは通信Ｉ／Ｆ
１０１ｇ，１００ｆ及び通信回線ａにより相互に情報通
信可能に接続されている。これにより図４に示すよう
に、電池ボックス１００側から電池マネージメント情
報、例えば電池残存容量，最高放電電流値，電池種類，
放電停止信号，放電禁止信号，ダイアグ情報送信指示信
号等が車両コントローラ１０１ａ側に送信され、また車
両コントローラ側から情報要求信号，車両コントローラ
ダイアグ情報等が電池マネージメントコントローラ側に
送信される。
【００３４】このようにして、電池ボックス１００側の
表示器１０３において該電池ボックス１００側の異常項
目だけでなく車両走行制御装置１０１側の異常項目も表
示可能となり、かつ車両走行制御装置１０１側の表示器
１０７において該車両走行制御装置１０１側の異常項目
だけでなく電池ボックス１００側の異常項目も表示可能
となっている。
【００３５】このように本実施形態では、電池マネージ
メントコントローラ１００ｃ，車両コントローラ１０１
ｃに表示器１０３，１０７を接続し、それぞれのコント
ローラ１００ｃ，１０１ａの記憶部１００ｇ，１０１ｂ
に相手コントローラ側の異常診断情報をも記憶するよう
にしたので、電池マネージメントコントローラ１００ｃ
のみにモード切替スイッチ１０２を接続しながら、両方
の表示器１０３，１０７において相手コントローラ側の
異常項目をも含めて表示できる。
【００３６】またモード切換手段を、通常制御モードと
故障診断モードの何れかに切り替える切替スイッチで構
成したので、簡単な構成により二つのコントローラ１０
０ｃ，１０１ａのモードを切り替えることができる。
【００３７】また車両コントローラ１０１ａ側の異常情
報を該コントローラ１０１ａ側の記憶部１０１ｂに記憶
しておき、電池マネージメントコントローラ１００ｃ側
の切替スイッチ１０２を故障診断モードとしたとき上記
車両コントローラ１０１ａ側の異常情報を電池マネージ
メントコントローラ１００ｃ側の表示器１０３に表示す
るようにしたので、車両コントローラ１０１ａ側に切替
スイッチを設けることなく該車両コントローラ１０１側
の異常情報を表示でき、またアシスト走行中に車両コン
トローラ１０１ａ側に発生した異常項目を走行後に確認
でき、故障箇所，故障部品の特定が容易であり、メンテ
ナンス性を向上できる。
【００３８】さらにまた、上記異常情報表示を、表示灯
の点灯組合わせにより、かつ該点灯組合せを時間経過に
より変化させることで行うようにしたので、複数の異常
情報を表示することができ、複数の故障箇所，故障部品
の特定が可能であり、メンテナンス性がさらに向上す
る。
【００３９】なお、上記切替スイッチ，及び表示器は両
方のコントローラに接続する必要は必ずしもなく、何れ
か一方のコントローラに接続すれば良い。そしてこの場
合、表示器が接続された一方のコントローラの記憶部に
相手コントローラ側の異常診断情報を収集して記憶して
おき、異常診断モードとされた時に相手コントローラ側
の異常診断情報及び該一方のコントローラ側の異常診断
情報を表示するように構成すればよい。このようにすれ
ば、両方に表示器，切替スイッチ，表示制御回路等を設
ける場合に比較してコストの増大，回路面積の拡大等と
いった問題を回避できる。
【００４０】また上記モード切替手段及び情報表示手段
を必ずしも上記車両走行制御装置１０１又は電池ボック
ス１００に設けなくてもよく、例えば外部のパーソナル
コンピュータや専用設計のダイアグツールボックス等を
接続し、これらのコンピータ装置の入力制御部からの入
力により、ソフトウエア上で上記モード切替手段を実現
し、また表示制御部としてのＬＣＤやＣＲＴ等を表示器
とすることも可能であり、このようにしたのが請求項３
の発明である。
【００４１】上記外部コンピュータ等により切替手段，
情報表示手段を構成した場合、車両走行制御装置１０１
及び電池ボックス１００のそれぞれのコントローラの情
報を外部コンピュータ等により一括管理でき、サービス
の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電動補助自転車の側
面図である。
【図２】上記実施形態における車両コントローラ及び電
池マネージメントコントローラのブロック構成図であ
る。
【図３】上記両コントローラのデータフロー図である。
【図４】上記両コントローラの送受信データを示す図で
ある。
【符号の説明】
１ 電動補助自転車（小型電動車両） １００ｃ 電池マネージメントコントローラ １００ｃ，１０１ａ 車両，電池マネージメントコント
ローラ（表示制御手段） １００ｂ 電池 １０１ａ 車両コントローラ １０２ 切替スイッチ（モード切換手段） １０３，１０７ 電池側，車両側表示器（情報表示手
段） １０３ａ，１０７ａは表示灯 １０６ モータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人力を検出し、該検出した人力に応じた
    所定の補助比率でもってモータを駆動して車両の走行制
    御を行う車両コントローラと、電池状態を監視して電池
    状態の管理及び制御を行う電池マネージメントコントロ
    ーラとを備えた電動補助機能付小型電動車両において、
    上記車両コントローラと電池マネージメントコントロー
    ラの少なくとも何れか一方に、通常制御モードと故障診
    断モードとを切り換えるモード切換手段と、上記両コン
    トローラのそれぞれによって故障診断された情報を表示
    する情報表示手段とを接続し、上記モード切換手段によ
    り故障診断モードとされたとき、上記故障診断情報を上
    記情報表示手段に表示させる表示制御手段を備えたこと
    を特徴とする電動補助機能付小型電動車両。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記車両コントロー
    ラと電池マネージメントコントローラの少なくとも何れ
    か一方に接続されたモード切換手段は、通常制御モード
    と故障診断モードの何れかに切り替える切替スイッチで
    あることを特徴とする電動補助機能付小型電動車両。
  3. 【請求項３】 請求項１において、上記車両コントロー
    ラと電池マネージメントコントローラの少なくとも何れ
    か一方に接続された上記モード切換手段と上記情報表示
    手段は、少なくとも中央演算処理部，通信制御部，表示
    制御部，及び入力制御部を有する外部のコンピュータ制
    御装置に備えられていることを特徴とする電動補助機能
    付小型電動車両。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２において、上記車両コン
    トローラは、該コントローラに発生した何らかの異常情
    報を記憶するよう構成され、上記切替スイッチは、上記
    電池マネージメントコントローラに接続されており、上
    記表示制御手段は、上記切替スイッチが故障診断モード
    に切り替えられたとき上記記憶された異常情報を上記情
    報表示手段に表示させることを特徴とする電動補助機能
    付小型電動車両。
  5. 【請求項５】 請求項４において、上記異常情報は表示
    灯の点灯組合わせにより表示され、かつ該点灯組合せを
    時間経過に伴って変化させることにより複数の異常情報
    が表示可能となっていることを特徴とする電動補助機能
    付小型電動車両。
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