JP2015174539A - 電動アシスト自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動システムの異常が原因で電動モータの補助力が低下している場合に、バッテリ残量が無くなったことが原因で補助力が低下したと乗員が誤認することを抑える。【解決手段】モータコントローラ２１は駆動システム診断部２１ａを有している。ＢＭＣ３２は、モータコントローラ２１から駆動システム２０の異常を示す情報を受信する。バッテリユニット３０のインジケータ４１は、バッテリ３１の残量と、駆動システム２０を表示する。【選択図】図５

Description

本発明はインジケータを有するバッテリユニットが脱着可能な電動アシスト自転車に関する。

従来、利用者がペダルに加える踏力を補助する電動モータと電動モータに電力を供給するバッテリとを備えている電動アシスト自転車が利用されている。下記特許文献１には利用者に貸し出すための電動アシスト自転車が開示されている。電動アシスト自転車は街中に設置されている駐車ステーションで保管されており、利用者は自身が所有しているバッテリを駐車ステーションにある自転車に搭載することにより、その自転車を借りることができる。

下記特許文献２には、ハンドルに対して脱着可能なバッテリを備える電動アシスト自転車が開示されている。バッテリのインジケータにはバッテリの残量や走行速度などの情報が表示される。この自転車によれば車体にインジケータを設ける必要がなくなるので、自転車の製造コストを低減できる。

特開２０１３−３２６９５号公報 特開２００６−１３０９９１号公報

特許文献１のレンタル方式の電動アシスト自転車のバッテリとしては、利用者が自転車を借りるまでの間に持ち運ぶことを考慮すると小型であることが要求される。特許文献２に開示されるインジケータを備えるバッテリを小型化すると、そのインジケータも簡易なのもにせざるを得ない。簡易なインジケータの場合、バッテリ残量の表示も分解能が低いものとなる。例えば、バッテリ残量を３段階や４段階でしか表示できなくなる。このような表示では、車両の駆動システムの異常に起因する補助力の低下を、バッテリ残量の不足に起因する補助力の低下として誤って認識されてしまう可能性がある。例えば、バッテリ残量が少ないことを表す表示がなされているときに、駆動システムの異常が発生しそれが原因で補助力が低下している場合、乗員はバッテリ残量が無くなったことが原因で補助力が低下したと誤認する可能性がある。

また、バッテリを電動アシスト自転車から取り外している状態でバッテリの残量がインジケータに表示されることが望ましい。しかしながら、インジケータでのバッテリの残量を表示により、バッテリの電力が消費されてしまう。

本発明の第１の目的は、バッテリユニットに設けられているインジケータを利用しながら、利用者が補助力の低下の原因を適切に認識できる電動アシスト自転車を提供することにある。

本発明の第２の目的は、バッテリユニットの車体への搭載時とバッテリユニットの非搭載時のいずれにおいても、バッテリの残量など利用者が求める情報をバッテリユニットのインジケータを通して提示でき、且つバッテリユニットの車体への非搭載時にインジケータにおける電力消費を抑えることができる電動アシスト自転車を提供することにある。

本発明に係る電動アシスト自転車は、利用者がペダルに加える踏力を補助するための電動モータと前記電動モータを制御するモータコントローラとを含む駆動システムを備えている。また、前記電動アシスト自転車は、前記電動モータに供給するための電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリを制御するコントローラと、インジケータとを有し、車体に対して脱着可能なバッテリユニットを有している。さらに、前記電動アシスト自転車は、少なくとも前記駆動システムの異常を検知する診断部と、前記駆動システムから前記バッテリユニットに前記駆動システムの異常を示す情報を伝達する情報伝達経路と、を備えている。前記バッテリユニットのインジケータは、前記バッテリの残量と、前記駆動システムの異常とを表示する。

本発明によれば、駆動システムの異常が原因で電動モータの補助力が低下している場合に、バッテリの残量が無くなったことが原因で補助力が低下したと乗員が誤認することを抑えることができる。

本発明の一形態では、前記バッテリユニットのインジケータは、前記バッテリの残量と、前記駆動システムの異常とを切り換えて表示してもよい。この形態によれば、バッテリユニットの小型化に起因して簡素化されたインジケータを利用して、補助力低下の原因（バッテリ残量の減少と異常の発生）を乗員に示すことができる。

本発明の一形態では、前記バッテリユニットのインジケータは、前記駆動システムの異常を、前記バッテリの残量に優先して表示してもよい。これによれば、異常が生じた場合に、乗員は早期に異常を認識できる。

本発明の一形態では、前記診断部は前記バッテリの異常を検知する機能を有し、前記インジケータは、前記駆動システムの異常と前記バッテリの異常とを互いに異なる態様で表示してもよい。これによれば、バッテリユニットに設けられているインジケータを利用しながら、電動アシスト自転車の異常の原因がその自転車の駆動システムにあるのか或いはバッテリユニットにあるのかを利用者が判別できるようになる。

また、本発明の一形態では、前記インジケータは少なくとも一つの発光部を含み、前記インジケータは、前記バッテリの残量を表示する際と、前記駆動システムの異常を表示する際とでは、互いに異なる態様で前記少なくとも１つの発光部を駆動してもよい。バッテリユニットの小型化に起因して簡素化されたインジケータを利用して、補助力低下の原因（バッテリ残量の減少と異常の発生）を乗員に示すことができる。

本発明に係る電動アシスト自転車は、利用者がペダルに加える踏力を補助するための電動モータと前記電動モータを制御するモータコントローラとを含む駆動システムを備える。また、前記電動アシスト自転車は、前記電動モータに供給するための電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリを制御するコントローラと、インジケータとを有し、車体に対して脱着可能なバッテリユニットを備える。さらに、前記電動アシスト自転車は、前記駆動システムと前記バッテリの異常を検知する診断部と、前記駆動システムから前記バッテリユニットに前記駆動システムの異常を示す情報を伝達する情報伝達経路と、を備える。前記バッテリユニットのインジケータは、前記バッテリの残量と、前記駆動システムと前記バッテリの異常とを表示する。

本発明によれば、駆動システムの異常或いはバッテリの異常が原因で電動モータの補助力が低下している場合に、バッテリの残量が無くなったことが原因で補助力が低下したと乗員が誤認することを抑えることができる。

本発明に係る別の電動アシスト自転車は、利用者がペダルに加える踏力を補助するための電動モータと前記電動モータを制御するモータコントローラとを含む駆動システムとを含む。また、電動アシスト自転車は、前記電動モータに供給するための電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリの残量を表すことができ且つ利用者が座るサドルより前方に配置されるインジケータと、前記バッテリと前記インジケータとを制御するコントローラとを有し、車体に対して脱着可能なバッテリユニットを有している。前記バッテリユニットのコントローラは、前記バッテリユニットが車体から取り外されているときには前記インジケータの表示に関して所定の制限を行い、前記バッテリユニットが車体に搭載されているときには前記所定の制限を緩和する。一例では、バッテリユニットが車体に搭載された状態で、所定の操作を伴うことによってモータコントローラが起動したときに、所定の制限が緩和される。他の例では、バッテリユニットが車体に搭載されたことを検知するスイッチやセンサがバッテリユニットに設けられている場合には、バッテリユニットが車体に搭載されたことをそのスイッチやセンサを通して検知したときに、所定の制限が緩和されてもよい。

本発明によれば、バッテリユニットの車体への搭載時とバッテリユニットの非搭載時のいずれにおいても、バッテリの残量など利用者が求める情報をバッテリユニットのインジケータを通して提示でき、且つバッテリユニットの車体への非搭載時にインジケータにおける電力消費を抑えることができる。

本発明の一形態では、前記インジケータの表示に関する所定の制限は前記インジケータで情報を表している時間についての制限であってもよい。

本発明の一形態では、前記バッテリユニットのコントローラは、利用者の操作を受け付けるための操作部を有し、前記バッテリが車体から取り外されている状態で前記操作部が操作を受けたときに前記所定の制限を解除してもよい。

本発明の一形態では、前記バッテリユニットのコントローラはユーザによる車両の利用に関する情報である車両利用情報を前記インジケータに表示してもよい。これによれば、電動アシスト自転車の利便性が向上できる。

本発明の一形態では、前記バッテリユニットは、前記車両利用情報が格納され且つ前記バッテリユニットが車体から取り外された後においても前記車両利用情報を保持するメモリを有してもよい。これによれば、バッテリユニットでユーザの利用履歴を管理できる。

本発明の一形態では、前記バッテリのコントローラは、前記バッテリユニットが車体から取り外された後において前記メモリで保持されている車両利用情報と、前記バッテリが再び車体に搭載されたときに新たに得られる車両利用情報とに基づいて新たな車両利用情報を算出してもよい。これによれば、利用者が車両を替えても、バッテリユニットを利用した利用履歴の管理が可能となる。

本発明の一実施形態に係る電動アシスト自転車の管理システムを示す図である。 駐車ステーションに配置されている電動アシスト自転車を示す図である。図２（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。 図３は電動アシスト自転車が備える駆動システムとバッテリユニットとを示すブロック図である。 インジケータと操作部とを含む表示・操作ユニットの例を示す図である。 モータコントローラが行う処理とバッテリマネージメントコントローラ（ＢＭＣ）が行う処理を示すブロック図である。 バッテリユニットが車体に搭載されているときにＢＭＣが実行する処理の例を示すフローチャートである。 バッテリユニットの変形例を示すブロック図である。この図では複数のセルからなるバッテリは省略されている。 表示・操作ユニットの変形例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る電動アシスト自転車１の管理システム１００を示す図である。

管理システム１００は予め登録された利用者に貸し出すための複数の電動アシスト自転車１を管理するためのシステムである。管理システム１００は電動アシスト自転車１の駐車ステーションＡ１、Ａ２、Ａ３に設置される駐車ステーションシステム１０１を有している。好ましくは、図１に示されるように、管理システム１００は複数のステーションシステム１０１を有し、これらは街中に設けられた複数の駐車ステーションＡ１、Ａ２、Ａ３にそれぞれ設置される。利用者は自転車を借りたステーションと同じステーションに自転車を返却することもできるし、別のステーションに自転車を返却することもできる。駐車ステーションの数はこれに限られない。すなわち、管理システム１００は１つのステーションシステム１０１だけを有していてもよい。管理システム１００はホスト装置１０２を有している。ホスト装置１０２は複数の利用者についてのデータベースを有し、利用者による自転車の利用状況を管理する。ステーションシステム１０１はインターネットや専用線などの通信ネットワークを介してホスト装置１０２と通信可能となっている。

図２は駐車ステーションに配置されている電動アシスト自転車１を示す図である。図２（ａ）は側面図であり、図２（ｂ）は平面図である。

図２（ａ）に示すように、電動アシスト自転車１はペダル２と、運転者がペダル２を踏むことにより回転するペダルクランク３とを有している。また、電動アシスト自転車１は利用者がペダル２に加える踏力をアシストするための電動モータ２２を有している。ペダル２からペダルクランク３に加えられるトルクと電動モータ２２のトルクの合力が後輪５に伝えられる。電動アシスト自転車の一例では、ペダルクランク３はチェーン６などの後輪５への動力伝達部材に連結され、電動モータ２２は減速機構を介して動力伝達部材に連結される。この場合、ペダルクランク３に加えられるトルクと電動モータ２２のトルクとが動力伝達部材において組み合わされる。動力伝達部材に伝えられた力は変速機構を介して後輪５に加えられる。ペダルクランク３から後輪５に至る動力伝達経路おける電動モータ２２の位置は、種々の変更が可能である。例えば、電動モータ２２は動力伝達経路において上述のチェーン６や変速機構よりも下流に配置されてもよい。この場合、電動モータ２２は例えば後輪５のハブ５ａに設けられてもよいし、前輪４のハブに設けられてもよい。

電動アシスト自転車１は、電動モータ２２にその駆動電力を供給するためのバッテリユニット３０と、バッテリユニット３０が脱着可能なバッテリ収容部７とを有している。後において説明するように、バッテリユニット３０はインジケータ４１（図４参照）を有している。バッテリユニット３０がバッテリ収容部７に設置されているとき、インジケータ４１は利用者が座るサドル９よりも前方に位置する。これにより、利用者は電動アシスト自転車１の利用時にバッテリユニット３０のインジケータを視認することができる。また、電動アシスト自転車１の車体自体にはインジケータを設ける必要がなくなり、電動アシスト自転車１の製造コストの低減を図ることができる。電動アシスト自転車１の一例では、図２（ｂ）に示すように、バッテリ収容部７はハンドルステムを支持するヘッドパイプ８ａに固定される。利用者が電動アシスト自転車１の利用時にインジケータを視認することができれば、バッテリ収容部７の固定位置は必ずしもヘッドパイプ８ａに限られない。

図２（ｂ）に示されるように、複数の電動アシスト自転車１が街中に設置された駐車ステーションにおいて保管されている。一例では、バッテリユニット３０は個々の利用者によって所有され、利用者は自身が所有するバッテリユニット３０をバッテリ収容部７に設置することにより、電動アシスト自転車１を利用できる。

図２（ｂ）に示すように、駐車ステーションには複数のロック装置９０が設置されている。電動アシスト自転車１はロック装置９０に連結するための被ロック部８ｄを有している。ロック装置９０と被ロック部８ｄは、好ましくは、電動アシスト自転車１の位置及び姿勢が固定されるように構成される。被ロック部８ｄの一例は、図２（ｂ）に示すように、車体フレーム８（より具体的には、図２（ｂ）においてはヘッドパイプ８ａから後方かつ下方に斜めに伸びているチューブ８ｃ）から側方に伸びている。被ロック部８ｄはロック装置９０に形成されているロック部（受け部）９０ａに嵌められる。そして、被ロック部８ｄは、ロック部９０ａがその内部に有するロック機構によってロック（保持）される。電動アシスト自転車１のロック構造はこれに限られない。例えば、ロック装置９０はチェーンを有し、このチェーンを介して電動アシスト自転車１の前輪４や後輪５がロック装置９０に連結されてもよい。すなわち、前輪４や後輪５が被ロック部として利用されてもよい。

図３は電動アシスト自転車１が備える駆動システム２０とバッテリユニット３０とを示すブロック図である。

バッテリユニット３０は電動モータ２２に加える電力を蓄える複数のセルを含むバッテリ３１を有している。バッテリユニット３０はバッテリマネージメントコントローラ（ＢＭＣ）３２を有している。ＢＭＣ３２はマイクロプロセッサや、マイクロプロセッサで実行されるプログラムが記録されているメモリ３５を有している。ＢＭＣ３２はバッテリ３１の状態（例えば、バッテリセルの電圧や、電流、温度）を監視したり、バッテリ３１の残量を算出したりする。ＢＭＣ３２が実行する処理については、後において詳説する。

バッテリユニット３０はインジケータ４１と操作部４２とを有している。インジケータ４１はバッテリ３１の残量や電動モータ２２の制御モードなどを表す。操作部４２はユーザの操作を受け付ける部分であり、例えば、利用者による制御モードの切り替え用のボタンなどを含んでいる。上述したように、本実施形態のインジケータ４１は利用者が電動アシスト自転車１に乗車しているときに視認できる位置に設置される。また、操作部４２も、利用者が電動アシスト自転車１に乗車しているときに操作できる位置に設置される。例えば、インジケータ４１と操作部４２はバッテリユニット３０の上面に設けられる。

駆動システム２０は、モータコントローラ２１と、モータ駆動回路２３とを有している。モータコントローラ２１はマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサが実行するプログラムが格納されているメモリ２５とを有している。モータコントローラ２１は運転者がペダル２に加える踏力に基づいて電動モータ２２を制御する。

駆動システム２０の一例は、図２に示すように、ペダルクランク３に加えられるトルクを検知するためのトルクセンサ２４Ａと、車速を検知するための車速センサ２４Ｂとを有している。駆動システム２０は、さらに電動モータ２２の回転速度を検知するためのモータ回転センサ２４Ｃと、ペダルクランク３の回転速度を検知するためのクランク回転センサ２４Ｄとを有している。モータコントローラ２１は、これらのセンサから入力される信号に基づいて電動モータ２２を制御する。例えば、モータコントローラ２１は、車速センサ２４Ｂの出力信号とモータ回転センサ２４Ｃの出力信号とに基づいて、変速段（変速機構における変速比）を算出する。また、モータコントローラ２１は、トルクセンサ２４Ａの出力信号に基づいて運転者の踏力を検知し、クランク回転センサ２４Ｄの出力信号に基づいてペダルクランク３の回転速度を算出する。そして、モータコントローラ２１は、運転者の踏力と変速段とペダルクランク３の回転速度とに基づいて電動モータ２２に加える電流の指令値を算出し、その指令値に応じた信号をモータ駆動回路２３に入力する。モータ駆動回路２３はバッテリユニット３０から電力を受け、モータコントローラ２１から受ける指令値に応じた電流を電動モータ２２に供給する。

バッテリユニット３０と駆動システム２０のそれぞれは、バッテリ３１の電力をモータ駆動回路２３に供給するためのコネクタ（不図示）を有している。さらに、ＢＭＣ３２とモータコントローラ２１は通信インターフェース（不図示）と、２つの通信インターフェースを互いに接続する情報伝達経路（通信配線）Ｌ１、Ｌ２を介して通信可能となっている。なお、情報伝達経路Ｌ１、Ｌ２は必ずしも２本の通信配線によって構成されなくてもよい。すなわち、１本の通信配線によってモータコントローラ２１とＢＭＣ３２とが種々の情報を送受信してもよい。

上述したように、バッテリユニット３０はインジケータ４１と操作部４２とを有している。図４はインジケータ４１と操作部４２とを含む表示・操作ユニット４０の例を示す図である。モータコントローラ２１の一例は、電動モータ２２の制御モードとして、電動モータ２２のアシスト力のレベルが異なる複数の制御モードを有している。操作部４２はその制御モードを切り換えるためのモード選択操作部（図４においてアップボタン４２ａとダウンボタン４２ｂ）とを有している。また、インジケータ４１は、現在の制御モードを示すモードインジケータ部４１Ａを有している。モードインジケータ部４１Ａは、例えば図４に示されるように、ＬＥＤなどで構成される複数の発光部４１ａを含んでいる。また、インジケータ４１はバッテリ３１の残量を示すことができる残量インジケータ部４１Ｂとを有している。一例では、残量インジケータ部４１Ｂも、図４に示されるように、ＬＥＤなどで構成される複数の発光部４１ｂを含んでいる。

表示・操作ユニット４０の形態は図４に示されるものに限られず、種々の変更がなされてもよい。例えば、表示・操作ユニット４０は、残量インジケータ部４１Ｂとして、文字や記号の表示が可能な表示画面を含んでもよい。この場合、残量インジケータ部４１Ｂには、バッテリ３１の残量だけでなく、電動モータ２２のアシストを利用した走行が可能な残りの距離や、時間などが表示されてもよい。インジケータ４１のこのような例については、後において説明する。

ＢＭＣ３２は、バッテリユニット３０が車体から取り外されているときにはインジケータ４１の表示に関して所定の制限を行い、バッテリユニット３０が車体に搭載されているときには上述の制限を緩和する。

所定の制限の一例はインジケータ４１の表示時間の制限である。ＢＭＣ３２は、バッテリユニット３０の車体への非搭載時には、操作部４２に設けられている操作ボタン４２ｃ（図４参照）がオンされてから所定時間（例えば、数十秒）だけ残量インジケータ部４１Ｂを駆動し、バッテリ３１の残量を表示する。そして、ＢＭＣ３２は、所定時間が経過した時に、バッテリ３１の残量表示を停止する（すなわち、残量インジケータ部４１Ｂを消灯する、以下ではこの時間を表示許可時間とする）。一方、バッテリユニット３０が車体に搭載されているときは、ＢＭＣ３２は表示許可時間が経過した後も利用者が求める情報をインジケータ４１を通して表示する。例えば、ＢＭＣ３２はバッテリ３１の残量を常時表示する。また、ＢＭＣ３２は上述の表示許可時間より長く設定された時間が経過した時にバッテリ３１の残量表示を停止してもよい。こうすることにより、バッテリユニット３０が車体に搭載されているときに、利用者が求める情報をインジケータ４１を通して提供できる。また、バッテリユニット３０が車体に搭載されていない場合には、バッテリユニット３０の消費電力を抑えることができる。

所定の制限の他の例はインジケータ４１の輝度についての制限である。具体的には、ＢＭＣ３２は、バッテリユニット３０の車体への非搭載時には、バッテリユニット３０の車体への搭載時に比べて、残量インジケータ部４１Ｂの輝度を下げる。

モータコントローラ２１は駆動システム２０の異常を検知する機能を有している。また、ＢＭＣ３２はバッテリ３１の異常を検知する機能を有している。駆動システム２０の異常が検知され、且つバッテリユニット３０が車体に搭載されたときに、ＢＭＣ３２はその異常の検知を示す情報をモータコントローラ２１から受信し、インジケータ４１はこの異常の発生を表示する。また、バッテリユニット３０が車体に搭載されているときにバッテリ３１の異常が検知された場合、インジケータ４１はこの異常を表示する。こうすることにより、電動モータ２２の補助力が低下している場合に、その補助力低下の原因がバッテリ３１の残量不足に起因するのか、或いは、その補助力低下の原因が駆動システム２０とバッテリ３１のいずれかの異常によるものであるのかを、乗員は適切に認識できる。

一例では、ＢＭＣ３２は、インジケータ４１における共通の部分を利用して、バッテリ３１の残量と異常とを切り換えて表示する。すなわち、ＢＭＣ３２はバッテリ３１の異常が検知された場合に、通常時（異常が検知されていない時）とは異なる態様でインジケータ４１における共通の部分を駆動し、利用者にその異常を知らせる。例えば、ＢＭＣ３２は、通常時には残量インジケータ部４１Ｂでバッテリ３１の残量を表示し、異常が検知された場合には残量インジケータ部４１Ｂを通常時とは異なる態様で駆動して、その異常の発生を乗員に通知する。例えば、通常時と異常が発生している場合とでは、ＢＭＣ３２は残量インジケータ部４１Ｂの発光部４１ｂの点滅頻度や輝度、発光色などを異ならせる。こうすることにより、バッテリユニット３０の小型化に起因して簡素化されたインジケータ４１を利用して、補助力低下の原因を乗員に示すことができる。

また、本実施形態では、バッテリ３１の異常が検知された場合にＢＭＣ３２がインジケータ４１を駆動する態様と、駆動システム２０の異常が検知された場合にＢＭＣ３２がインジケータ４１を駆動する態様とが異なる。例えば、発光部４１ｂの発光色や点滅速度が異なる。こうすることにより、乗員はバッテリ３１に異常があるのか、駆動システム２０に異常があるのかを判断できる。

以下、モータコントローラ２１とＢＭＣ３２が行う処理について説明する。図５はモータコントローラ２１が行う処理とＢＭＣ３２が行う処理を示すブロック図である。まず、モータコントローラ２１の処理について説明する。図５に示すように、モータコントローラ２１は、駆動システム診断部２１ａと、モータ制御部２１ｂと、通信制御部２１ｃとを有している。これらは、モータコントローラ２１が備えるマイクロプロセッサによって実現される。

駆動システム診断部２１ａは駆動システム２０の異常の有無を判断する。駆動システム診断部２１ａが検知する異常は、例えば、電動モータ２２の制御に利用される上述のセンサの異常である。駆動システム診断部２１ａは、これらのセンサから得られる値に基づいて、それらに異常が発生しているか否かを判断する。駆動システム診断部２１ａは駆動システム２０の異常を検知したときに、その異常を示す情報をメモリ２５に格納する。駆動システム診断部２１ａの診断処理はモータコントローラ２１が起動された時や電動アシスト自転車１の走行中に実行される。

通信制御部２１ｃは、後述するＢＭＣ３２の通信制御部３２ｄとの間で種々の情報を送受信する。一例では、駆動システム診断部２１ａが駆動システム２０の異常を検知したときに、通信制御部２１ｃはその旨を示す情報を情報伝達経路Ｌ１を介してＢＭＣ３２に送信する。ＢＭＣ３２はその情報を受信したときに、インジケータ４１を駆動して、利用者に異常を知らせる。反対に、ＢＭＣ３２がバッテリ３１の異常を検知した場合には、通信制御部２１ｃはそれを示す情報を情報伝達経路Ｌ２を介してＢＭＣ３２から受信する。

モータ制御部２１ｂは、利用者の踏み力や変速段などに基づく上述した電動モータ２２の制御を行う。本実施形態では、電動モータ２２の制御モードを切り換えるためのモード選択操作部（具体的には、ボタン４２ａ，４２ｂ）がバッテリユニット３０の表示・操作ユニット４０に設けられている（図４参照）。モータ制御部２１ｂは、これらのボタン４２ａ、４２ｂが操作されたときに、その操作により選択された制御モードを示す情報を通信制御部２１ｃを介して取得し、そのモードに対応したモータ制御を実行する。また、モータ制御部２１ｂは、バッテリ３１の異常を示す情報を通信制御部２１ｃを介して取得したとき、必要に応じて、電動モータ３２の駆動を停止する。

次に、ＢＭＣ３２の処理について説明する。図５に示すように、ＢＭＣ３２は、バッテリ監視部３２ａと、バッテリ診断部３２ｂと、表示制御部３２ｃと、通信制御部３２ｄと、システム状態判定部３２ｅとを有している。これらは、ＢＭＣ３２が備えるマイクロプロセッサによって実現される。

バッテリ監視部３２ａはバッテリ３１を監視する。例えば、バッテリ監視部３２ａは、バッテリ３１の温度や、電圧値、電流値、充放電回数などを監視する。また、バッテリ監視部３２ａは電流値と充放電時間とに基づいてバッテリ３１の残量を算出する。

バッテリ診断部３２ｂはバッテリ監視部３２ａが取得する情報に基づいて、バッテリ３１の異常の有無を判断する。バッテリ診断部３２ｂは、例えばバッテリ監視部３２ａが取得した値（例えば温度）が基準値を超えた場合に、バッテリ３１に異常が生じていると判断する。バッテリ診断部３２ｂは、バッテリ３１の異常を検知したときに、それを示す情報をＢＭＣ３２が備えるメモリ３５に記録する。なお、バッテリ診断部３２ｂが検知する異常は以上説明したものに限られない。

上述したように、通信制御部３２ｄはモータコントローラ２１の通信制御部２１ｃとの間で種々の情報を送受信する。一例では、バッテリ診断部３２ｂがバッテリ３１の異常を検知した場合に、それを示す情報を情報伝達経路Ｌ２を介してモータコントローラ２１に送信する。反対に、通信制御部３２ｄは駆動システム２０の異常を示す情報を情報伝達経路Ｌ１を介してモータコントローラ２１から受信する。また、通信制御部３２ｄはバッテリユニット３０の操作部４２により選択された制御モードを示す情報をモータコントローラ２１に送信する。

システム状態判定部３２ｅはモータコントローラ２１が正常に作動しているか否かを判断する。例えば、システム状態判定部３２ｅは、モータコントローラ２１が正常に作動していることを示す予め定めた信号をモータコントローラ２１から受信しているか否かに基づいて、モータコントローラ２１が正常に作動しているか否かを判断する。システム状態判定部３２ｅは、利用者がバッテリユニット３０をバッテリ収容部７に搭載した時点では（電動アシスト自転車１の利用開始時）、モータコントローラ２１が正常に起動したか否かを判断する。

表示制御部３２ｃは、上述した、バッテリ３１の残量の表示と、バッテリ３１の異常と、駆動システム２０の異常の表示とをインジケータ４１を通して行う。これらの表示には、例えば、残量インジケータ部４１Ｂが利用される。以下では、バッテリ３１に異常が生じている場合の表示態様を「バッテリ異常態様」と称し、駆動システム２０の異常が生じている場合の表示態様を「駆動システム異常態様」と称する。また、バッテリ３１の残量などを示す通常時の表示態様を「正常態様」と称する。

バッテリユニット３０の車体への搭載時にバッテリ３１の異常又は駆動システム２０の異常が検知された場合、表示制御部３２ｃはバッテリ３１の残量の表示に優先して、利用者に異常を知らせるための表示を行う。すなわち、表示制御部３２ｃは正常態様に優先して、バッテリ異常態様又は駆動システム異常態様でインジケータ４１を駆動する。例えば、表示制御部３２ｃは、正常態様でインジケータ４１を駆動している最中にバッテリ３１の異常が検知された場合、正常態様での駆動を停止し、バッテリ異常態様でインジケータ４１を駆動する。

インジケータ４１を利用した異常通知は、電動アシスト自転車１の利用開始時、すなわちバッテリユニット３０の車体への搭載が検知された時点で実行される。電動アシスト自転車１の利用開始時に異常を通知する場合、表示制御部３２ｃは、駆動システム診断部２１ａがメモリ２５に過去に記録した情報とバッテリ診断部３２ｂがメモリ３５に過去に記録した情報とを利用してインジケータ４１を駆動してもよい。こうすることにより、利用者が電動アシスト自転車１の利用を開始しようとしたときに、その自転車の駆動システム２０の異常を直ちに利用者に知らせることができる。また、インジケータ４１を利用した異常通知は、電動アシスト自転車１の走行中に実行されてもよい。

図６は、バッテリユニット３０が電動アシスト自転車１に搭載されているときに実行されるＢＭＣ３２の処理の例を示すフローチャートである。図６の処理はバッテリユニット３０が電動アシスト自転車１に搭載されているときには繰り返し実行される。

まず、システム状態判定部３２ｅはモータコントローラ２１が正常に作動しているか否かを判断する（Ｓ１０１）。上述したように、利用者がバッテリユニット３０をバッテリ収容部７に搭載した時点では（電動アシスト自転車１の利用開始時には）、システム状態判定部３２ｅはモータコントローラ２１が正常に起動したか否かを判断する。ここでモータコントローラ２１が正常に作動していない場合には、表示制御部３２ｃによるインジケータ４１の駆動がなされることなく（インジケータ４１の点灯がなされることなく）、ＢＭＣ３２の処理が終了する。これにより、利用者は、バッテリユニット３０をバッテリ収容部７に搭載したことにより、モータコントローラ２１が作動したか否かを判断できる。

モータコントローラ２１が正常に作動している場合には、バッテリ診断部３２ｂがバッテリ３１に異常があるか否かを判断する（Ｓ１０２）。車両の走行中においては、バッテリ診断部３２ｂは現在バッテリ３１に異常が生じているか否かを判断する。また、バッテリ診断部３２ｂはメモリ２５に記録されている過去の情報に基づいてバッテリ３１に異常が生じているか否かを判断してもよい。ここで、バッテリ３１に異常が生じている場合には、表示制御部３２ｃが上述のバッテリ異常態様でインジケータ４１を駆動し、利用者にバッテリ３１の異常を知らせる。バッテリ３１の異常が生じている場合、その旨を示す情報がモータコントローラ２１に送信される。そして、モータ制御部２１ｂにより電動モータ２２の駆動が制限される。また、ＢＭＣ３２はバッテリ３１からモータ駆動回路２３への電力供給を禁止してもよい。

バッテリ３１に異常が生じていない場合には、ＢＭＣ３２はモータコントローラ２１からの情報に基づいて駆動システム２０に異常が生じているか否かを判断する（Ｓ１０４）。駆動システム２０に異常が生じている場合、表示制御部３２ｃは上述の駆動システム異常態様でインジケータ４１を駆動し、利用者に駆動システム２０の異常を知らせる（Ｓ１０５）。このときも、モータ制御部２１ｂにより電動モータ２２の駆動が制限される。また、ＢＭＣ３２はバッテリ３１からモータ駆動回路２３への電力供給を禁止してもよい。

駆動システム２０に異常が生じていない場合、表示制御部３２ｃはバッテリ監視部３２ａが算出しているバッテリ３１の残量を取得し、この残量を示す態様（正常態様）でインジケータ４１を駆動する（Ｓ１０６）。

ＢＭＣ３２はこのような処理を繰り返し実行する。このような処理によれば、モータコントローラ２１が正常に作動し、且つ車両の走行中にバッテリ３１の異常又は駆動システム２０の異常が検知されない場合には、インジケータ４１においてバッテリ３１の残量が常時表示されることとなる。

なお、車両の走行中に、診断部３２ｂ、２１ａによって検知される異常以外の理由（例えば、バッテリ３１の残量が所定値を下回った場合や０になった場合）でモータ制御部２１ｂが電動モータ２２の駆動を停止する場合（アシストを停止する場合）には、表示制御部３２ｃは正常態様でのインジケータ４１の駆動を停止してもよい。この場合、表示制御部３２ｃは、インジケータ４１を消灯してもよいし、バッテリ３１の残量が所定値を下回ったことを示す、正常態様とは別の表示態様でインジケータ４１を駆動してもよい。これによれば、利用者は電動モータ２２によるアシストが停止していること知ることができる。

バッテリユニット３０が車体から取り外されているとき、表示制御部３２ｃは正常態様又はバッテリ異常態様でインジケータ４１を駆動するものの、その駆動について上述した制限を有している。一例では、表示制御部３２ｃはインジケータ４１の表示時間を制限している。具体的には、操作ボタン４２ｃが操作されたときに、所定時間だけ正常態様又はバッテリ異常態様でインジケータ４１を駆動する。表示制御部３２ｃは、バッテリ診断部３２ｂによってバッテリ３１の異常が検知されている場合には、バッテリ異常態様でインジケータ４１を駆動し、バッテリ３１の異常が検知されていない場合には、正常態様でインジケータ４１を駆動する。表示制御部３２ｃは、操作ボタン４２ｃが操作されてから所定時間が経過したときに、インジケータ４１の駆動を停止し、インジケータ４１を消灯する。なお、表示制御部３２ｃによる表示の制限は、これに限られない。例えば、操作ボタン４２ｃの操作から所定時間が経過したときには、表示制御部３２ｃはインジケータ４１の輝度を低下させてもよい。

図７はバッテリユニット３０の変形例を示すブロック図である。図７においては、これまで説明した箇所と同一箇所には同一符合を付している。また、図７ではバッテリユニット３０を構成するバッテリ３１は省略されている。

電動アシスト自転車１は利用者に貸し出すための自転車である。街中には複数の駐車ステーションが設置され、各駐車ステーションにおいて電動アシスト自転車１は保管されている。また、バッテリユニット３０は電動アシスト自転車１の車体に対して脱着可能であり、且つ利用者によって所有される。図７に示すバッテリ１３０は利用者による電動アシスト自転車１の利用履歴を管理するための機能を有している。

具体的には、バッテリ１３０は通信部１３６を有している。通信部１３６は駐車ステーションに設置されている通信装置との間で、利用者による電動アシスト自転車１の利用に関する情報を送受信する。例えば、街中に設置されている複数の駐車ステーションのそれぞれに固有のコードが付与される（以下ではステーションコードと称する）。通信部１３６は駐車ステーションの通信装置からこのステーションコードを受信する。通信部１３６がこのステーションコードを受信することにより、バッテリ１３０は、そのバッテリ１３０を所有する利用者が電動アシスト自転車１を借りた駐車ステーションと電動アシスト自転車１を返却したステーションとを把握できる。通信部１３６は例えば近距離無線通信用のモジュールやＩＣチップで構成される。駐車ステーションの通信装置は電動アシスト自転車１をロックするための複数のロック装置９０のそれぞれに設けられてもよいし、１つの駐車ステーションに１つの通信装置が設けられてもよい。

ＢＭＣ３２は上述のバッテリ診断部３２ｂ等に加えて、利用情報管理部１３２ｆを有している。利用情報管理部１３２ｆは、利用者による電動アシスト自転車１の利用に関する情報を取得し、それらの情報をメモリ３５に記録する（以下では、この情報を車両利用情報と称する）。ここで、車両利用情報は例えば利用時間や走行距離などである。メモリ３５は、好ましくは、利用者による電動アシスト自転車１の１回の利用が終了した後も、過去の或いは前回の車両利用情報を保持する。

利用情報管理部１３２ｆは、次の利用時に得られる車両利用情報と過去の車両利用情報とに基づいて新たな車両利用情報を算出してもよい。例えば、車両利用情報が利用時間や走行距離である場合には、利用情報管理部１３２ｆはそれらの情報を車両の利用の度に加算してもよい。こうすることにより、利用情報管理部１３２ｆはある期間の利用時間や走行距離を合算して総利用時間を算出したり、総走行距離を算出できる。また、車両利用情報は利用者による自転車の利用回数であってもよい。

利用時間は、例えば、システム状態判定部３２ｅがモータコントローラ２１が起動したと判断した時点からモータコントローラ２１の作動が終了した時点までを計時することにより得られる。利用回数も、システム状態判定部３２ｅがモータコントローラ２１が起動したと判断した回数を計数することにより得られる。走行距離は、駆動システム２０に設けられた車速センサ２４Ｂの出力に関する情報を通信制御部３２ｄを通して受信し、その情報に基づいて算出することができる。なお、走行距離はモータコントローラ２１が算出し、その算出した情報を利用情報管理部１３２ｆが受信してもよい。

利用情報管理部１３２ｆは利用者に対して課されるレンタル料を算出し、その料金をメモリ３５に記録してもよい。レンタル料が総利用時間に応じて決まるシステムにおいては、利用情報管理部１３２ｆは総利用時間に基づいてレンタル料を算出してもよい。

利用情報管理部１３２ｆは通信部１３６を通して受信したステーションコードを利用して、利用者が電動アシスト自転車１を利用した経路をメモリ３５に記録してもよい。経路としては、例えば、利用者が電動アシスト自転車１の利用を開始した駐車ステーション（以下、利用開始ステーション）と、利用者が電動アシスト自転車１の利用を終了した駐車ステーション（以下、利用終了ステーション）とが利用できる。

ＢＭＣ１３２は車両利用情報が記録されるテーブルを保持していてもよい。すなわち、１回の利用について、利用時間や経路、走行距離など上述した情報が互いに対応づけられてテーブルに記録されてもよい。

また、利用情報管理部１３２ｆは、上述の利用時間や、利用回数、走行距離、経路（利用開始ステーション、利用終了ステーション）などの複数の情報に基づいて演算を行ってもよい。例えば、利用情報管理部１３２ｆは、利用開始ステーション毎の利用回数を算出し、その値をメモリ３５に記録してもよい。

図８は表示・操作ユニット４０の変形例である。図８に示す表示・操作ユニット１４０は利用情報管理部１３２ｆが取得した車両利用情報を表示できるように構成されている。

具体的には、表示・操作ユニット１４０のインジケータ１４１は上述の残量インジケータ部４１Ｂ等に加えて、文字や記号の表示が可能な表示画面１４１Ｃを有している。また、表示・操作ユニット１４０は、表示画面１４１Ｃにおける表示内容を切り換えるための操作ボタン１４２ｄを有している。表示画面１４１Ｃの表示内容の制御は上述した表示制御部３２ｃによって実行される。

表示制御部３２ｃは上述の車両利用情報を表示画面１４１Ｃに表示する。すなわち、表示制御部３２ｃは利用時間（利用開始時からの経過時間）や利用開始ステーションなどを表示する。また、表示制御部３２ｃは複数の車両利用情報に基づいて得られた車両利用情報を表示画面１４１Ｃに表示してもよい。例えば、総利用時間や総走行距離、レンタル料などを表示してもよい。

バッテリ１３０には、ＧＰＳ受信機や、加速度センサなどが取り付けられてもよい。また、バッテリ１３０は地図情報を受信または予め保持していてもよい。この場合、表示制御部３２ｃは、バッテリ１３０の現在位置を取得し、地図情報に基づいて最寄りの駐車ステーションの位置や方角、距離を算出し、それらを表示画面１４１Ｃに表示してもよい。

以上説明したように、電動アシスト自転車１は、駆動システム２０の異常を検知する診断部２１ａと、駆動システム２０からバッテリユニット３０に駆動システム２０の異常を示す情報を伝達する情報伝達経路Ｌ１と、を備えている。バッテリユニット３０のインジケータ４１は、バッテリ３１の残量と、駆動システム２０の異常とを表示する。これによれば、駆動システム２０の異常が原因で電動モータ２２の補助力が低下している場合に、バッテリ３１の残量が無くなったことが原因で補助力が低下したと乗員が誤認することを抑えることができる。

また、電動アシスト自転車１では、ＢＭＣ３２はバッテリユニット３０が車体から取り外されているときにはインジケータ４１の表示時間に関して制限を行い、バッテリユニット３０が車体に搭載されているときには制限を緩和する。これによれば、バッテリユニット３０の車体への搭載時とバッテリユニット３０の非搭載時のいずれにおいても、バッテリ３１の残量など利用者が求める情報をバッテリユニット３０のインジケータ４１を通して提示できる。また、バッテリユニット３０の車体への非搭載時にインジケータ４１における電力消費を抑えることができる。

なお、本発明は以上説明した電動アシスト自転車１に限られず、種々の変更がなされてもよい。

また、以上の説明では、操作部４２のモード選択操作部としてアップボタン４２ａとダウンボタン４２ｂとが設けられていた。しかしながら、これらのボタンは必ずしも設けられていなくてもよい。この場合、モータコントローラ２１は電動モータ２２の制御について複数の制御モードを有していなくてもよい。

以上の説明では、ＢＭＣ３２は、インジケータ４１における共通の部分（具体的には残量インジケータ部）を利用して、バッテリ３１の残量と異常とを切り換えて表示していた。しかしながら、ＢＭＣ３２は、インジケータ４１においてバッテリの残量を表示する部分とは異なる部分（発光部）で駆動システム２０の異常とバッテリ３１の異常とを表示してもよい。例えば、図８に示す表示・操作ユニット１４０においては、表示画面１４１に駆動システム２０の異常とバッテリ３１の異常が表示されてもよい。

以上の説明では、残量インジケータ部４１Ｂには複数の発光部４１ｂが設けられていた。しかしながら、残量インジケータ部４１Ｂには１つの発光部４１ｂだけが設けられていてもよい。この場合でも、正常態様と、バッテリ異常態様と、駆動システム異常態様とを実現できる。例えば、正常態様ではバッテリ３１の残量に応じた発光色で発光部４１ｂを発光させ、バッテリ異常態様と駆動システム異常態様では、発光部４１ｂの点滅頻度によってバッテリ３１の異常と駆動システム２０の異常とを表示してもよい。

バッテリ３１の異常を検知するバッテリ診断部３２ｂは必ずしもＢＭＣ３２に設けられていなくてもよい。すなわち、バッテリ３１の異常を検知する機能はモータコントローラ２１に設けられていてもよい。

１ 電動アシスト自転車、２０ 駆動システム、２１ モータコントローラ、２２ 電動モータ、３２ｂ バッテリ診断部、３２ｅ システム状態判定部、４０ 表示・操作ユニット、４１ インジケータ。

Claims (12)

1. 利用者がペダルに加える踏力を補助するための電動モータと前記電動モータを制御するモータコントローラとを含む駆動システムと、
   前記電動モータに供給するための電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリを制御するコントローラと、インジケータとを有し、車体に対して脱着可能なバッテリユニットと、
   少なくとも前記駆動システムの異常を検知する診断部と、
   前記駆動システムから前記バッテリユニットに前記駆動システムの異常を示す情報を伝達する情報伝達経路と、を備え、
   前記バッテリユニットのインジケータは、前記バッテリの残量と、前記駆動システムの異常とを表示する、
   ことを特徴とする電動アシスト自転車。
2. 請求項１に記載の電動アシスト自転車において、
   前記バッテリユニットのインジケータは、前記バッテリの残量と、前記駆動システムの異常とを切り換えて表示する、
   ことを特徴とする電動アシスト自転車。
3. 請求項２に記載の電動アシスト自転車において、
   前記バッテリユニットのインジケータは、前記駆動システムの異常を、前記バッテリの残量に優先して表示する、
   ことを特徴とする電動アシスト自転車。
4. 請求項２に記載の電動アシスト自転車において、
   前記診断部は前記バッテリの異常を検知する機能をさらに有し、
   前記インジケータは、前記駆動システムの異常と前記バッテリの異常とを互いに異なる態様で表示する、
   ことを特徴とする電動アシスト自転車。
5. 請求項２に記載の電動アシスト自転車において、
   前記インジケータは少なくとも一つの発光部を含み、
   前記インジケータは、前記バッテリの残量を表示する際と、前記駆動システムの異常を表示する際とでは、互いに異なる態様で前記少なくとも１つの発光部を駆動する、
   ことを特徴とする電動アシスト自転車。
6. 利用者がペダルに加える踏力を補助するための電動モータと前記電動モータを制御するモータコントローラとを含む駆動システムと、
   前記電動モータに供給するための電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリを制御するコントローラと、インジケータとを有し、車体に対して脱着可能なバッテリユニットと、
   前記駆動システムと前記バッテリの異常を検知する診断部と、
   前記駆動システムから前記バッテリユニットに前記駆動システムの異常を示す情報を伝達する情報伝達経路と、を備え、
   前記バッテリユニットのインジケータは、前記バッテリの残量と、前記駆動システムと前記バッテリの異常とを表示する、
   ことを特徴とする電動アシスト自転車。
7. 利用者がペダルに加える踏力を補助するための電動モータと前記電動モータを制御するモータコントローラとを含む駆動システムと、
   前記電動モータに供給するための電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリの残量を表すことができ且つ利用者が座るサドルより前方に配置されるインジケータと、前記バッテリと前記インジケータとを制御するコントローラとを有し、車体に対して脱着可能なバッテリユニットと、を有し
   前記バッテリユニットのコントローラは、前記バッテリユニットが車体から取り外されているときには前記インジケータの表示に関して所定の制限を行い、前記バッテリユニットが車体に搭載されているときには前記所定の制限を緩和する、
   ことを特徴とする電動アシスト自転車。
8. 請求項７に記載の電動アシスト自転車において、
   前記インジケータの表示に関する所定の制限は前記インジケータで情報を表している時間についての制限である、
   ことを特徴とする電動アシスト自転車。
9. 請求項７又は８に記載の電動アシスト自転車において、
   前記バッテリユニットのコントローラは、利用者の操作を受け付けるための操作部を有し、前記バッテリが車体から取り外されている状態で前記操作部が操作を受けたときに前記所定の制限を解除する、
   ことを特徴とする電動アシスト自転車。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の電動アシスト自転車において、
    前記バッテリユニットのコントローラはユーザによる車両の利用に関する情報である車両利用情報を前記インジケータに表示する、
    ことを特徴とする電動アシスト自転車。
11. 請求項１０に記載の電動アシスト自転車において、
    前記バッテリユニットは、前記車両利用情報が格納され且つ前記バッテリユニットが車体から取り外された後においても前記車両利用情報を保持するメモリを有する、
    ことを特徴とする電動アシスト自転車。
12. 請求項１１に記載の電動アシスト自転車において、
    前記バッテリのコントローラは、前記バッテリユニットが車体から取り外された後において前記メモリで保持されている車両利用情報と、前記バッテリが再び車体に搭載されたときに新たに得られる車両利用情報とに基づいて新たな車両利用情報を算出する、
    ことを特徴とする電動アシスト自転車。

Images