JP2017222245A

JP2017222245A - 電動機付自転車および報知装置

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Publication number: JP2017222245A
Application number: JP2016118174A
Authority: JP
Inventors: 勝田上; Masaru Tagami; 高橋　寛; Hiroshi Takahashi; 寛高橋
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2036-06-14
Also published as: JP6685183B2

Abstract

【課題】ユーザの制動力に対する違和感を緩和する。【解決手段】電動機付自転車は、ペダルに加えられた踏力に応じた大きさの補助駆動力をモータによって発生させ、補助駆動力によって車輪を駆動する補助駆動系と、モータの回転によって生じた電力を回収する回生手段と、回生手段による電力の回収の実行可否を判定する判定手段と、判定手段による判定の結果を報知する回生可否報知手段と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、電動機付自転車および報知装置に関する。

ペダルに加えられた踏力に応じた大きさの補助駆動力をモータによって発生させ、補助駆動力によって車輪を駆動する電動機付自転車において、モータの回転によって生じた電力を回収する回生手段を備えたものが知られている。例えば、特許文献１には、ブレーキレバーが操作されてブレーキスイッチが切換えられたことを表示する表示手段を有し、ブレーキスイッチの切換えにより回生充電機能が働くように構成された電動自転車が記載されている。

また、電動機付自転車において、自車両の各種の状態を表示する表示手段を備えたものが知られている。

特開２０１０−２８９７０号公報

回生手段を備えた電動機付自転車においては、走行時にモータから電力を回収することで、従来の機械式のブレーキによる制動力とは別に回生ブレーキによる制動力が作用する。通常、モータから回収された電力によってバッテリが充電される（以下、回生充電ともいう）。しかしながら、バッテリが略満充電である場合に、更に回生充電が行われると、過充電となりバッテリの寿命が短くなるおそれがある。また、車速が大きい場合に回生充電を行うと、バッテリに過大な電流が流入するおそれがある。そこで、バッテリが満充電状態である場合や車速が大きい場合にモータからの電力回収を不可とすることが好ましい。

ところで、特許文献１に記載のように、回生充電がブレーキ操作に連動して行われる場合には、ユーザは、ブレーキ操作時に従来の機械式のブレーキによる制動力に加え、回生ブレーキによる制動力が作用することを期待する。上記のように、バッテリ電圧や車速に応じてモータからの電力回収が不可とされた場合には、ブレーキ操作時に回生ブレーキによる制動力が作用しなくなるところ、ユーザは、自車両が回生ブレーキによる制動力が作用しない状態にあることを直感的に認識することができない。すなわち、モータからの電力回収が不可とされている場合には、ユーザが期待する制動力と実際に作用する制動力との間に乖離が生じ、ユーザはブレーキ操作時に作用する制動力に対し違和感を覚えるおそれがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ユーザの制動力に対する違和感を緩和することを目的とする。

本発明に係る電動機付自転車は、ペダルに加えられた踏力に応じた大きさの補助駆動力をモータによって発生させ、前記補助駆動力によって車輪を駆動する補助駆動系と、前記モータの回転によって生じた電力を回収する回生手段と、前記回生手段による電力の回収の実行可否を判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果を報知する回生可否報知手段と、を含む。

本発明に係る電動機付自転車は、前記モータに電力を供給するバッテリを更に含み得る。前記判定手段は、前記バッテリの電圧に基づいて前記回生手段による電力の回収の実行可否を判定してもよい。

本発明に係る電動機付自転車は、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を更に含み得る。前記判定手段は、前記走行状態検出手段によって検出された走行状態に基づいて前記回生手段による電力の回収の実行可否を判定してもよい。

前記回生可否報知手段は、前記判定手段による判定の結果を表示する発光部を含んでいてもよい。また、前記回生可否報知手段は、前記判定手段による判定の結果を報知する報知音を出力するスピーカを含んでいてもよい。

前記回生可否報知手段は、自車両が走行状態である場合に、前記判定手段による判定結果を報知してもよい。

前記回生手段は、前記モータの回転によって生じた電力を回収する場合に、前記モータから回収可能な電流の最大値に自車両の状態に応じて変化する係数を乗じて得られる大きさの電流を回収してもよい。

本発明に係る電動機付自転車は、前記モータから回収される回生電流について、所定値を最大値とする制限値を設定する制限値設定手段と、前記制限値の前記最大値に対する割合に応じて表示態様が変化する電流回収率表示手段と、を更に含み得る。前記制限値設定手段は、前記バッテリの状態に基づいて前記制限値を設定してもよい。また、本発明に係る電動機付自転車は、前記回生手段によって前記モータから電力が回収されている場合に、前記モータから回収されている電流の大きさに応じて表示態様が変化する回生状態表示手段を更に含み得る。

前記発光部において、前記判定手段による判定の結果の他、自車両に生じた所定の事象を表示してもよい。この場合、前記発光部は、前記判定手段による判定の結果および自車両に生じた所定の事象のうち、予め定められた優先順位が高いものを表示してもよい。

本発明に係る報知装置は、モータの回転によって生じた電力の回収の実行可否を示す信号の入力を受け付ける入力手段と、前記入力手段で受け付けた前記信号に基づいて、前記モータの回転によって生じた電力の回収の実行可否を報知する報知手段と、を含む。

前記報知手段は、前記モータの回転によって生じた電力の回収の実行可否を表示する発光部を含んでいてもよい。前記報知手段は、前記モータの回転によって生じた電力の回収の実行可否を報知する報知音を出力するスピーカを含んでいてもよい。

本発明によれば、ユーザの制動力に対する違和感を緩和することができる。

本発明の実施形態に係る電動機付自転車の構成を示す側面図である。本発明の実施形態に係る電動機付自転車の電気系統の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係るバッテリ、モータ駆動部およびモータの接続関係を詳細に示す図である。図４（ａ）は本発明の実施形態に係る操作・表示部の構成を示す平面図、図４（ｂ）は本発明の実施形態に係る操作・表示部の電気系統の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係るバッテリ残量と、バッテリ残量表示部における表示態様との対応の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る主制御部が有する各種機能と、バッテリ残量表示部、アシストモード表示部、ライト点灯表示部および状態表示部との対応を示す図である。本発明の実施形態に係る電動機付自転車の状態と、状態表示部における表示態様との対応を示す図である。本発明の実施形態に係る主制御部において検出される異常の種類と、バッテリ残量表示部における表示態様との対応を例示した図である。本発明の実施形態に係る主制御部が回生モードへの移行可否を判定するための判定プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る状態表示部における表示制御を行うための表示制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る操作・表示部の電気系統の構成を示すブロック図である。本発明の他の実施形態に係る主制御部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図１３（ａ）は、本発明の実施形態に係るモータ駆動部のローサイド側のトランジスタのオンデューティと、回生電流との関係の一例を示す図である。図１３（ｂ）は、本発明の実施形態に係るモータの回転数とモータから回収可能な回生電流の最大値Ｉ_ＭＡＸとの関係の一例を示す図である。本発明の実施形態に係るバッテリ残量表示部における回生状態表示の一例を示す図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、本発明の実施形態に係るバッテリ残量表示部における回生状態表示の他の例を示す図である。モータの回転数と、モータから回収可能な回生電流および回生電流の制限値の関係の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与し、重複する説明は適宜省略する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る電動機付自転車１の構成を示す側面図である。電動機付自転車１は、フロントフォーク１１、ヘッドパイプ１２、ダウンチューブ１３、シートチューブ１４、シートステー１５、チェーンステー１６からなるフレームを有している。前輪２１はフロントフォーク１１に回動自在に取り付けられ、後輪２２はシートステー１５とチェーンステー１６との交点に回動自在に取り付けられている。

ヘッドパイプ１２には、ハンドルステム２３が回動自在に挿通され、ハンドルステム２３の上端にはハンドル２４が取り付けられている。一方、シートチューブ１４には、シートポスト２５が嵌合されており、シートポスト２５の上端にはサドル２６が取り付けられている。

ペダル２７は、クランク２８を介してスプロケット（図示せず）に接続されている。ユーザがペダル２７に踏力を加えることによりスプロケットが回転し、スプロケットが回転することによってチェーン２９を介して後輪２２に駆動力が伝達されるようになっている。

モータ１６０は、前輪２１の車軸に装着され、前輪２１を回転させる駆動力を発生させる。モータ１６０の回転は、減速機構（図示せず）によって減速され、前輪２１に伝達されるように構成されている。なお、本実施形態では、車輪にモータを組み込むハブモータ式の電動機付自転車を例示しているが所謂センターマウント方式の電動機付自転車に本発明を適用することも可能である。

モータ１６０を駆動するための電力は、シートチューブ１４に沿って着脱可能に設けられたバッテリ１１０から供給される。バッテリ１１０は、例えばリチウムイオン二次電池により構成され、充電を行うことによって繰り返し使用することが可能となっている。

フロントフォーク１１の先端部には、カゴ３０を支持するためのステー３１が接続されている。ライト１７０は、ステー３１の上部をカゴ３０の下面に取り付けるための締結金具（図示せず）に取り付けられている。ライト１７０は、自車両の前方に向けて光を出射する灯具である。ライト１７０は、バッテリ１１０から電力の供給を受けて発光するＬＥＤや白熱電球等の光源を含んで構成されている。なお、ライト１７０は、投光方向が自車両の前方に向くようにハンドル２４やフロントフォーク１１の適当な位置に設けられていてもよい。

ハンドル２４には、操作・表示部１８０が設けられている。操作・表示部１８０は、踏力に対する補助駆動力の比率（以下、アシスト比率ともいう）の設定を選択するための入力操作を受け付けるモード選択ボタン１８５（図４参照）、ライト１７０を点灯および消灯させるための入力操作を受け付けるライトボタン１８６（図４参照）、電動機付自転車１の状態を表示する各種の表示部１８１〜１８４（図４参照）を有する。

図２は、電動機付自転車１の電気系統の構成を示すブロック図である。主制御部１００は、後述する各種センサからの出力信号に基づいて検出した自車両の状態およびユーザによるモード選択ボタン１８５（図４参照）およびライトボタン１８６（図４参照）に対する操作入力に応じてモータ１６０およびライト１７０の駆動を統括的に制御するとともに、検出した自車両の状態を操作・表示部１８０に通知する。主制御部１００は、例えば単一の半導体チップにＣＰＵ（主制御部）、メモリ、入出力回路、タイマー回路などを含むコンピュータシステムを集積したＬＳＩ（Large Scale Integration）を含んで構成されている。

トルクセンサ２００は、ペダル２７に加えられた人力による入力トルクの大きさを検出し、検出した入力トルクの大きさを示すトルク検出信号Ｓ_１を生成する。トルクセンサ２００によって生成されたトルク検出信号Ｓ_１は、主制御部１００に供給される。トルクセンサ２００は、例えば、クランク軸に対して機械的な接触部分を有しない、磁歪効果を利用した公知のトルクセンサを用いることが可能である。

回転数センサ２１０は、モータ１６０の回転数を検出し、検出した回転数を示す回転数検出信号Ｓ_２を生成する。回転数センサ２１０によって生成された回転数検出信号Ｓ_２は、主制御部１００に供給される。回転数センサ２１０は、例えば、モータ１６０を構成するロータの角度位置を検出するホール素子によって構成することが可能である。なお、回転数検出信号Ｓ_２から、電動機付自転車１の車速を検出することも可能である。

温度センサ２２０は、電動機付自転車１の複数の部位に設けられており、当該各部位の温度を検出し、検出した温度を示す温度検出信号Ｓ_３を生成する。温度センサ２２０によって生成された温度検出信号Ｓ_３は、主制御部１００に供給される。温度センサ２２０は、例えば主制御部１００、バッテリ１１０、モータ１６０およびトルクセンサ２００に取り付けられており、これら各部位の温度を検出する。温度センサ２２０は、例えばサーミスタや熱電対等の公知の温度センサを用いることが可能である。なお、温度センサを設ける部位や、温度センサの設置数は適宜変更することが可能である。

ブレーキセンサ２３０は、ハンドル２４の右側グリップおよび左側グリップにそれぞれ取り付けられたブレーキレバー（図示せず）が操作されたことを検出すると、ブレーキ操作検出信号Ｓ_４を生成してこれを主制御部１００に供給する。

主制御部１００は、バッテリ１１０から電力を取り出してこれをモータ１６０に供給してモータ１６０を駆動することにより補助駆動力を得る力行モードと、モータ１６０の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回生電流として回収する回生モードとの切り替えを制御する。また、主制御部１００は、自車両の状態に基づいて回生モードへの移行可否を判定する。主制御部１００は、自車両の状態が回生モードへの移行が可能な状態にあると判定した場合において、例えば、ブレーキレバーの少なくとも一方が操作され、ブレーキセンサ２３０からブレーキ操作検出信号Ｓ_４が出力された場合に回生モードに移行する。一方、主制御部１００は、自車両の状態が回生モードへの移行が可能ではない状態にあると判定した場合には、ブレーキセンサ２３０からブレーキ操作検出信号Ｓ_４が出力された場合であっても回生モードに移行しない。なお、主制御部１００による回生モードへの移行可否の判定の詳細については後述する。

電動機付自転車１は、回生モード時において、モータ１６０から回生電流を回収することでモータ１６０を減速させて制動力を発生させる。すなわち、電動機付自転車１は、回生モードへの移行が可能な状態において、ブレーキレバーが操作されると回生モードに移行し、ブレーキレバーの操作に連動して作動する機械式の前輪ブレーキおよび／または後輪ブレーキによる制動力に加えて、回生ブレーキによる制動力によって減速する。モータ１６０から回収された回生電流は、バッテリ１１０に供給され、これによってバッテリ１１０の充電が行われるようになっている（回生充電）。

主制御部１００は、トルクセンサ２００、回転数センサ２１０、温度センサ２２０およびブレーキセンサ２３０から供給される各種の検出信号並びにバッテリ１１０の状態に基づいて、力行モード時にはモータ駆動指令値Ｃ_１を生成し、回生モード時には回生電流指令値Ｃ_２を生成し、これらをモータ駆動部３００に供給することによってモータ１６０の動作を制御する。

モータ駆動部３００は、力行モード時においては、主制御部１００から供給されるモータ駆動指令値Ｃ_１によって示されるアシスト量（トルク目標値）に対応した駆動電力をバッテリ１１０から取り出してモータ１６０に供給する。一方、モータ駆動部３００は、回生モード時においては、主制御部１００から供給される回生電流指令値Ｃ_２によって示される値の回生電流をモータ１６０から回収し、回収した回生電流によってバッテリ１１０を充電する。

ライト駆動部４００は、主制御部１００から供給される制御信号に基づいて駆動電力をバッテリ１１０から取り出してライト１７０に供給することによってライト１７０を点灯させる。

バッテリ１１０は、主制御部１００と通信可能に接続されており、主制御部１００は常時バッテリ残量を監視している。

操作・表示部１８０は、主制御部１００と通信可能に接続されており、操作・表示部１８０におけるモード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６（図４参照）に対する入力操作がなされたことが主制御部１００に通知される一方、電動機付自転車１の状態を示す情報が主制御部１００から操作・表示部１８０に通知される。

図３は、バッテリ１１０、モータ駆動部３００およびモータ１６０の接続関係を詳細に示す図である。モータ駆動部３００は、トランジスタＴ１〜Ｔ６を含むインバータ回路３０１と、トランジスタＴ１〜Ｔ６を個別にオンオフするためのゲート信号を生成するインバータ制御回路３０２と、インバータ回路３０１に接続されたトランジスタＴ７と、を含んでいる。トランジスタＴ７もインバータ制御回路３０２から供給されるゲート信号に応じてオンオフする。

各トランジスタＴ１〜Ｔ６は、ドレイン側にカソードが接続され、ソース側にアノードが接続されたダイオードを有するｎチャネルＭＯＳＦＥＴによって構成されている。トランジスタＴ１〜Ｔ６は、オフ状態においてもダイオードを介して逆方向に電流を流すことが可能となっている。一方、トランジスタＴ７は、ドレイン側にアノードが接続され、ソース側にカソードが接続されたダイオードを有するｐチャネルＭＯＳＦＥＴによって構成されている。トランジスタＴ７は、オフ状態においても、ダイオードを介して逆方向に電流を流すことが可能となっている。

本実施形態において、モータ１６０は、アウターロータ型のブラシレスモータであり、永久磁石を含むロータと、モータ巻線Ｌを有するステータと、ロータの回転位置を検出するための３つのホール素子Ｈと、を含んでいる。なお、本実施形態において、ホール素子Ｈはモータ１６０の回転数を検出する回転数センサ２１０を兼ねている。

バッテリ１１０の正極側（ハイサイド側）に接続されたトランジスタＴ１、Ｔ３、Ｔ５と、バッテリ１１０の負極側（ローサイド側）に接続されたトランジスタＴ２、Ｔ４、Ｔ６との各接続点ｕ、ｖ、ｗは、モータ１６０を構成する３つのモータ巻線Ｌにそれぞれ接続されている。

インバータ制御回路３０２は、力行モード時には３つのホール素子Ｈからそれぞれ出力される検知信号によってロータの角度位置を検出し、検出したロータの角度位置に応じてトランジスタＴ１〜Ｔ６を一定の順序でオンさせる。これにより、モータ巻線Ｌに流れる電流の向きが順次切り替わりロータが回転する。インバータ制御回路３０２は、力行モード時においては、主制御部１００から供給されるモータ駆動指令値Ｃ_１によって示されるアシスト量（トルク目標値）が得られるようにトランジスタＴ１〜Ｔ６のオンデューティを調整する。

一方、インバータ制御回路３０２は、回生モード時にはハイサイド側のトランジスタＴ１、Ｔ３およびＴ５を全てオフ状態に維持しつつローサイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６を互いに同一のタイミングでオンオフするようにＰＷＭ制御し、且つトランジスタＴ７をオンさせる。上記ＰＷＭ制御において、ローサイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６がオン状態とされている期間においてはモータ巻線Ｌに短絡電流が流れてモータ巻線Ｌにエネルギーが蓄えられ、これによってモータ１６０が減速して回生ブレーキによる制動力が発生する。その後、ローサイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６がオフ状態とされるとモータ巻線Ｌに電圧が誘起される。かかる誘起電圧がバッテリ電圧を超えると、各トランジスタに付随するダイオードおよびトランジスタＴ７を介してバッテリ１１０に向けて回生電流が流れ、モータ巻線Ｌに蓄えられたエネルギーが放出されるとともにバッテリ１１０が充電される。インバータ制御回路３０２は、回生モード時においては、主制御部１００から供給される回生電流指令値Ｃ_２によって示される電流値の回生電流が得られるようにローサイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６のオンデューティを調整する。

図４（ａ）は、本発明の報知装置の一例である操作・表示部１８０の構成の一例を示す平面図、図４（ｂ）は操作・表示部１８０の電気系統の構成を示すブロック図である。

操作・表示部１８０の操作・表示面には、自車両の状態を表示するための複数の表示部１８１〜１８４が設けられている。また、操作・表示部１８０の操作・表示面には、アシスト比率の設定を選択するための入力操作を受け付けるモード選択ボタン１８５と、ライト１７０を点灯および消灯させるための入力操作を受け付けるライトボタン１８６とが設けられている。

操作・表示部１８０は、主制御部１００から通知される各種の情報（信号）の入力を受け付ける入出力インターフェース部１８８を有し、入力された情報（信号）に基づいて、表示部１８１〜１８４において各種の表示を行う。また、操作・表示部１８０は、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６の操作がなされたことを入出力インターフェース部１８８を介して主制御部１００に向けて出力する。操作・表示部１８０における主制御部１００との間の信号の送受信は、入出力インターフェース部１８８を介して行われる。主制御部１００から通知される各種の情報（信号）には、後述する、回生モードへの移行可否を示す情報（信号）も含まれる。なお、入出力インターフェース部１８８は、本発明における入力手段の一例である。

モード選択ボタン１８５が押下された場合には、主制御部１００は、モータ１６０によるアシスト比率を切り替える。本実施形態においては、アシスト比率の大きさが互いに異なる３つのアシストモード（エコ、標準、パワー）のいずれかをモード選択ボタン１８５を押下することによって選択することが可能となっており、モード選択ボタン１８５を押下する毎に上記３つのアシストモードのいずれかが順次選択されるようになっている。主制御部１００は、選択されたアシストモードに応じたアシスト比率にてモータ１６０を駆動するべくモータ駆動部３００にモータ駆動指令値Ｃ_１を供給する。

一方、ライトボタン１８６が押下された場合には、主制御部１００は、ライト１７０の点灯および消灯を切り替える。すなわち、主制御部１００は、ライトボタン１８６が押下される毎にライトの点灯および消灯を切り替えるべくライト駆動部４００を制御する。

バッテリ残量表示部１８１は、バッテリ１１０に蓄積された電荷の残量（以下、バッテリ残量と称する）を表示する表示部である。バッテリ残量表示部１８１は、一列に並んで配置された５つの発光部を含んでいる。表示制御部１８７は、バッテリ残量を示す情報を主制御部１００から受信すると、当該情報によって示されるバッテリ残量に応じた数だけ発光部を点灯もしくは点滅させる。

図５は、バッテリ残量と、バッテリ残量表示部１８１における表示態様との対応の一例を示す図である。バッテリ残量が８０〜１００％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の全てが点灯する。バッテリ残量が、６０〜７９％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から４つの発光部の各々が点灯する。バッテリ残量が、４０〜５９％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から３つの発光部の各々が点灯する。バッテリ残量が、２０〜３９％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から２つの発光部の各々が点灯する。バッテリ残量が、１０〜１９％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左端の発光部のみが点灯する。バッテリ残量が１０％未満の場合には左端の発光部が点滅する。バッテリ残量が略０％となった場合には、左端の発光部がより短い周期で点滅する。本実施形態において、バッテリ残量表示部１８１がバッテリ残量表示を行う場合の各発光部の発光色は青色である。なお、バッテリ残量とバッテリ残量表示部１８１における表示態様との関係や各発光部における発光色は上記したものに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

アシストモード表示部１８２は、モード選択ボタン１８５の操作によって選択されたアシストモードを表示する表示部である。アシストモード表示部１８２は、上記３つのアシストモード（エコ、標準、パワー）に対応する３つの発光部を有する。表示制御部１８７は、現在選択されているアシストモードを示す情報を主制御部１００から受信すると、当該選択されているアシストモードに対応する発光部を点灯させる。

ライト点灯表示部１８３は、ライト１７０の駆動状態を表示する発光部を含んでいる。表示制御部１８７は、ライト１７０が点灯していることを示す情報を主制御部１００から受信すると、ライト点灯表示部１８３における発光部を点灯させ、ライト１７０が点灯していることを示す情報を受信しない場合には、ライト点灯表示部１８３における発光部を消灯させる。

状態表示部１８４は、電動機付自転車１の状態を表示する単一の発光部を含んでいる。表示制御部１８７は、電動機付自転車１の状態を示す情報を主制御部１００から受信すると、当該情報によって示される状態に対応した態様で状態表示部１８４を構成する発光部を点灯させる。本実施形態において、状態表示部１８４を構成する発光部は、赤、緑、青の３つのＬＥＤチップが１つのパッケージ内に収容された所謂３色ＬＥＤによって構成されており、電動機付自転車１における後述する４つの状態を、発光色よって識別表示する。状態表示部１８４において表示される電動機付自転車１の状態については後述する。

状態表示部１８４を構成する発光部は、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の配列に沿うように、これらに隣接して設けられている。また、状態表示部１８４を構成する発光部は、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の各々とは異なる形状および大きさを有している。これにより、状態表示部１８４における表示とバッテリ残量表示部１８１における表示との混同を防止することができる。なお、状態表示部１８４を構成する発光部は、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の各々に対して形状および大きさのいずれか一方が異なっていてもよい。

図６は、主制御部１００によって実現される各種機能と、操作・表示部１８０に設けられたバッテリ残量表示部１８１、アシストモード表示部１８２、ライト点灯表示部１８３および状態表示部１８４との関連を示す図である。図７は、電動機付自転車１の状態と、状態表示部１８４における表示態様との対応を示す図である。

＜バッテリ監視機能＞
主制御部１００におけるバッテリ監視機能１０５は、主制御部１００がバッテリ１１０と通信することによってバッテリ残量（バッテリ電圧またはバッテリの充電率等）を示す情報をバッテリ１１０から取得する機能である。主制御部１００は、バッテリ１１０から取得したバッテリ残量を示す情報を表示制御部１８７に通知する。表示制御部１８７は、バッテリ残量を示す情報を受信すると、バッテリ残量表示部１８１を構成する発光部をバッテリ残量に応じた数だけ点灯または点滅させる。これにより、ユーザは、現在のバッテリ残量を認識することができる。

＜アシストモード選択機能＞
主制御部１００におけるアシストモード選択機能１０６は、モード選択ボタン１８５に対する操作入力に応じてアシストモードを選択する機能である。主制御部１００は、選択されたアシストモードに応じたアシスト比率にてモータ１６０を駆動するべくモータ駆動指令値Ｃ_１を生成するとともに、現在選択されているアシストモードを示す情報を表示制御部１８７に通知する。表示制御部１８７は、アシストモードを示す情報を受信するとアシストモード表示部１８２を構成する３つの発光部のうち、対応する発光部を点灯させる。これにより、ユーザは、現在選択されているアシストモードを認識することができる。

＜ライト駆動制御機能＞
主制御部１００におけるライト駆動制御機能１０７は、ライトボタン１８６に対する操作入力に応じてライト１７０を点灯および消灯させる機能である。表示制御部１８７は、ライト１７０が点灯していることを示す情報を主制御部１００から受信すると、ライト点灯表示部１８３を点灯させる。これにより、ユーザは、現在ライト１７０が点灯しているのか否かを認識することができる。

＜異常検出機能＞
主制御部１００における異常検出機能１０１は、電動機付自転車１において生じた異常を検出する機能である。主制御部１００は、自車両に異常が生じていることを検出すると、異常が生じている旨および異常の種類（異常の内容）を示す情報を操作・表示部１８０を構成する表示制御部１８７に通知する。表示制御部１８７は、かかる情報を受信すると状態表示部１８４を構成する発光部を例えば赤色で点灯させるとともに、バッテリ残量表示部１８１を構成する発光部を、主制御部１００から通知された異常の種類（異常の内容）に応じた態様で点灯させる。すなわち、異常が検出された場合には、バッテリ残量表示部１８１は、バッテリ残量を表示するバッテリ残量表示モードから異常内容を表示する異常内容表示モードに自動的に切り替わる。

図８は、主制御部１００において検出される異常の種類（異常の内容）と、バッテリ残量表示部１８１における表示態様との対応を例示した図である。表示制御部１８７は、モータ駆動部３００の異常を示す情報が主制御部１００から通知された場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち一番左側の発光部を点灯させる。なお、主制御部１００は、例えば、モータ駆動部３００からモータ１６０に供給される駆動電流が、モータ駆動指令値Ｃ_１に応じた大きさになっていない場合等にモータ駆動部３００に異常が生じているものと判定してもよい。

また、表示制御部１８７は、回転数センサ２１０を構成するホール素子Ｈに異常があることを示す情報が主制御部１００から通知された場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から２番目の発光部を点灯させる。主制御部１００は、例えば、モータ１６０の停止時に回転数センサ２１０から回転数ゼロを示す回転数検出信号Ｓ_２を適正に受信できない場合等に回転数センサ２１０に異常があるものと判定してもよい。

また、表示制御部１８７は、トルクセンサ２００に異常があることを示す情報が主制御部１００から通知された場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から３番目の発光部を点灯させる。主制御部１００は、例えば、トルクセンサ２００のキャリブレーション時にトルクセンサ２００からトルク検出信号Ｓ_１を適正に受信できない場合等にトルクセンサ２００に異常があるものと判定してもよい。

また、表示制御部１８７は、主制御部１００とバッテリ１１０との間の通信に異常があることを示す情報が主制御部１００から通知された場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から４番目の発光部を点灯させる。主制御部１００は、例えば、バッテリ１１０からバッテリ残量を示す情報を取得できない場合等にバッテリ１１０との間の通信に異常があるものと判定してもよい。

また、表示制御部１８７は、主制御部１００にエラーが生じていることを検出した場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち一番右の発光部を点灯させる。表示制御部１８７は、例えば、主制御部１００から適正な信号を受信しない場合に主制御部１００にエラーが生じているものと判定してもよい。

このように、電動機付自転車１に何らかの異常が生じた場合には、状態表示部１８４を構成する発光部が赤色で点灯するとともにバッテリ残量表示部１８１において異常の種類（異常の内容）に対応した箇所の発光部が点灯するので、ユーザは電動機付自転車１に異常が生じていることを認識することができるだけでなく、異常が生じている箇所を特定することができる。

なお、バッテリ残量表示部１８１において表示される異常の種類や、バッテリ残量表示部１８１における表示態様は適宜変更することが可能である。また、本実施形態では、バッテリ残量表示部１８１における５つの発光部を用いて５種類の異常を識別表示することとしているが、バッテリ残量表示部１８１における２以上の発光部を同時に点灯または点滅させることにより、５種類以上の異常を識別表示させることも可能である。

また、本実施形態においては、電動機付自転車１に異常が生じた場合には、バッテリ残量表示部１８１は、バッテリ残量表示モードから異常内容表示モードに自動的に切り替わることとしているが、電動機付自転車１に対する特定の入力操作がなされた場合に異常内容表示モードに切り替わるようにしてもよい。すなわち、この場合、上記特定の入力操作が行われるまでは、バッテリ残量表示部１８１においてバッテリ残量の表示が維持される。上記特定の入力操作としては、例えば、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６の双方を所定期間（例えば３秒）に亘り継続して押下する操作や、ブレーキレバーを操作しながらモード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６の双方を押下する操作等が挙げられる。

＜補助駆動力制限機能（パワーセーブ機能）＞
主制御部１００における補助駆動力制限機能（パワーセーブ機能）１０２は、温度センサ２２０から供給される温度検出信号Ｓ_３によって示される各部位の温度が所定範囲内にない場合に、モータ１６０による補助駆動力（アシスト力）の大きさが一定以上とならないように制限する機能である。本実施形態において、温度センサ２２０は、主制御部１００、バッテリ１１０、モータ１６０およびトルクセンサ２００に取り付けられており、これら各部位の温度が所定範囲内にない場合にモータ１６０による補助駆動力の大きさが制限される。これにより、発熱源であるモータ１６０およびバッテリ１１０における過剰な発熱を防止することができる。また、主制御部１００およびトルクセンサ２００が動作保証温度範囲から外れた温度環境で使用された場合には、適切にモータ１６０を制御することができなくなるおそれがあるので、主制御部１００およびトルクセンサ２００の温度が所定範囲から外れた場合に補助駆動力を制限することで走行安全性を確保することができる。

主制御部１００は、補助駆動力を制限している間、補助駆動力が制限されている状態にあることを示す情報を表示制御部１８７に通知する。表示制御部１８７は、補助駆動力が制限されている状態にあることを示す情報を受信すると、状態表示部１８４を構成する発光部を例えば黄色で点灯させる。これにより、ユーザは、補助駆動力が制限されている状態にあることを認識することができる。補助駆動力が制限された場合にはペダルが急に重くなることが想定され、ユーザはモータ１６０等に異常が生じたものとの疑念を抱くおそれがある。そこで、補助駆動力制限機能（パワーセーブ機能）に基づいて補助駆動力が制限されていることを状態表示部１８４において表示することにより、ユーザはモータ等に異常はないものと認識することができる。

＜電力供給制限機能（節電機能）＞
主制御部１００における電力供給制限機能（節電機能）１０３は、トルクセンサ２００からのトルク検出信号Ｓ_１に基づいて、ペダル２７に対する踏力の印加が所定期間（例えば３分間）継続して行われてないと判定した場合に、ライト１７０を強制的に消灯させるとともにバッテリ残量表示部１８１、アシストモード表示部１８２およびライト点灯表示部１８３を構成する各発光部を強制的に消灯させることにより、バッテリ１１０から電力供給を受けて動作するライト１７０および操作・表示部１８０等の電装品に対する電力供給を抑制する機能である。主制御部１００は、ライト１７０および操作・表示部１８０に対する電力供給を制限している間、バッテリ１１０からの電力供給が制限されていることを示す情報を表示制御部１８７に供給する。表示制御部１８７は、バッテリ１１０からの電力供給が制限されていることを示す情報を受信すると状態表示部１８４を構成する発光部を例えば青色で点灯させる。これにより、ユーザはバッテリ１１０からの電力供給が制限されていることを認識することができる。電力供給制限機能（節電機能）１０３が作動すると、ライト１７０、バッテリ残量表示部１８１、アシストモード表示部１８２およびライト点灯表示部１８３が消灯状態となるので、ユーザはバッテリ１１０、ライト１７０および操作・表示部１８０に異常が生じたものとの疑念を抱くおそれがある。そこで、電力供給制限機能（節電機能）１０３に基づいてバッテリ１１０からの電力供給が制限されている状態にあることを状態表示部１８４において表示することにより、ユーザは、バッテリ１１０、ライト１７０および操作・表示部１８０において異常はないものと認識することができる。

＜回生充電制御機能＞
主制御部１００における回生充電制御機能１０４は、回生モードへの移行を制御する機能である。主制御部１００は、自車両の状態に基づいて、回生モードへの移行の可否を判定し、回生モードへの移行が可能であると判定した場合において、例えば、ブレーキレバーの少なくとも一方が操作され、ブレーキセンサ２３０からブレーキ操作検出信号Ｓ_４が出力された場合に、回生モードに移行する。

図９は、主制御部１００が回生モードへの移行可否を判定する判定プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。

主制御部１００は、ステップＡ１１において、バッテリ電圧が所定値以下であるか否かを判定する。主制御部１００は、バッテリ電圧が所定値以下であると判定した場合には、処理をステップＡ１２に移行し、バッテリ電圧が所定値以下ではないと判定した場合には、処理をステップＡ１４に移行する。

主制御部１００は、ステップＡ１２において、回転数センサ２１０から出力される回転数検出信号Ｓ_２によって示される自車両の車速が所定値以下であるか否かを判定する。主制御部１００は、自車両の車速が所定値以下であると判定した場合には、処理をステップＡ１３に移行し、自車両の車速が所定値以下ではないと判定した場合には、処理をステップＡ１４に移行する。

主制御部１００は、ステップＡ１３において、回生モードへの移行が可能であると判定する。一方、主制御部１００は、ステップＡ１４において、回生モードへの移行が不可であると判定する。

主制御部１００は、ステップＡ１５において、回生モードへの移行可否についての判定結果を表示制御部１８７に通知する。

表示制御部１８７は、主制御部１００から回生モードへの移行が可能であることが通知された場合に、状態表示部１８４を構成する発光部を例えば緑色で点灯させる。一方、表示制御部１８７は、主制御部１００から回生モードへの移行が不可であることが通知された場合に状態表示部１８４を構成する発光部を消灯させる。

主制御部１００は、回生モードへの移行が可能であると判定している場合において、ブレーキセンサ２３０からブレーキ操作検出信号Ｓ_４が出力された場合に、回生モードに移行する。この場合、ユーザによるブレーキ操作に応じて従来の機械式ブレーキによる制動力に加え、回生ブレーキによる制動力が作用する。一方、主制御部１００は、回生モードへの移行が不可であると判定している場合には、ブレーキセンサ２３０からブレーキ操作検出信号Ｓ_４が出力された場合でも回生モードに移行しない。この場合、ユーザによるブレーキ操作に応じて従来の機械式ブレーキによる制動力は作用するが、回生ブレーキによる制動力は作用しない。

本実施形態に係る電動機付自転車１によれば、バッテリ電圧が所定値以下であり、且つ回転数センサ２１０から出力される回転数検出信号Ｓ_２によって示される自車両の車速が所定値以下である場合に、回生モードへの移行が可能となる。換言すれば、バッテリ電圧が所定値よりも大きい場合および車速が所定値よりも大きい場合には、回生モードへの移行が不可とされる。バッテリ電圧が所定値よりも大きい場合に回生モードへの移行を不可とすることで、バッテリの過充電を防止することができる。また、車速が大きい程、モータ１６０による発電電力が大きくなり、モータ１６０から回収可能な回生電流が増大するところ、車速が所定値よりも大きい場合に回生モードへの移行を不可とすることで、回生充電時においてバッテリに過電流が流入することを防止することができる。

また、本実施形態に係る電動機付自転車１によれば、回生モードへの移行が可能である場合には、状態表示部１８４を構成する発光部が緑色で点灯し、回生モードへの移行が不可である場合には状態表示部１８４を構成する発光部が消灯する。すなわち、回生モードへの移行可否が状態表示部１８４によってユーザに報知される。従って、ユーザは、ブレーキ操作を行う前に、回生ブレーキによる制動力が作用する状態にあるのか否かを認識することができ、ブレーキ操作に応じて作用する制動力の大きさを予測することができる。

仮に、回生モードへの移行可否が報知されない場合には、ユーザは、ブレーキ操作時において回生ブレーキによる制動力が常に作用することを期待する。しかしながら、回生モードへの移行が不可とされている場合には、ブレーキ操作が行われても回生ブレーキによる制動力が作用しないので、ユーザが期待する大きさの制動力が得られない。これにより、ユーザは、ブレーキ操作時に作用する制動力に対して違和感を覚えるおそれがある。本実施形態に係る電動機付自転車によれば、回生モードへの移行可否が状態表示部１８４において報知されるので、このような違和感を緩和することができる。なお、本実施形態では、回生モードへの移行が不可である場合に状態表示部１８４を構成する発光部を消灯させる場合を例示したが、他の色で点灯させてもよいし、点滅させてもよい。

上記のように、本実施形態に係る電動機付自転車１によれば、状態表示部１８４は、主制御部１００によって実現される上記の各種機能に基づいてもたらされる自車両の状態（異常が検出された状態、補助駆動力が制限されている状態、回生充電への移行が可能とされている状態およびバッテリからの電力供給が制限されている状態）を発光色によって識別表示される。なお、上記の各状態と発光色との組み合わせは適宜変更することが可能である。

ところで、状態表示部１８４において表示される自車両の状態（異常が検出された状態、補助駆動力が制限されている状態、回生充電への移行が可能とされている状態およびバッテリからの電力供給が制限されている状態）のうち２つ以上の状態が同時に生じる場合が考えられる。このような場合には、同時に生じた状態のうち、予め定められた優先順位の最も高い状態が状態表示部１８４において表示される。本実施形態において優先順位が最も高い状態は、バッテリからの電力供給が制限されている状態であり、２番目は異常が検出された状態であり、３番目は補助駆動力が制限されている状態であり、４番目は回生充電への移行が可能とされている状態である。なお、優先順位は、上記したものに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

図１０は、状態表示部１８４における表示制御を行うための表示制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。主制御部１００は、この表示制御プログラムを所定期間毎に繰り返し実行することによって状態表示部１８４における表示制御を行う。

ステップＢ２１において、主制御部１００は、バッテリからの電力供給が制限されている状態にあるか否かを判定し、バッテリからの電力供給が制限されている状態にあると判定した場合には処理をステップＢ２２に移行し、バッテリからの電力供給が制限されている状態にないと判定した場合には処理をステップＢ２３に移行する。

ステップＢ２２において、主制御部１００は、バッテリからの電力供給が制限されている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することによって状態表示部１８４を青色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＢ２３において、主制御部１００は、自車両に異常が検出されている状態にあるか否かを判定し、異常が検出されている状態にあると判定した場合には処理をステップＢ２４に移行し、異常が検出されている状態にないと判定した場合には、処理をステップＢ２５に移行する。

ステップＢ２４において、主制御部１００は、自車両に異常が検出されている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給ことにより状態表示部１８４を構成する発光部を赤色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＢ２５において、主制御部１００は、補助駆動力が制限されている状態にあるか否かを判定し、補助駆動力が制限されている状態にあると判定した場合には処理をステップＢ２６に移行し、補助駆動力が制限されている状態にないと判定した場合には処理をステップＢ２７に移行する。

ステップＢ２６において、主制御部１００は、補助駆動力が制限されている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することにより、状態表示部１８４を構成する発光部を黄色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＢ２７において、主制御部１００は、回生モードへの移行が可能な状態であるか否かを判定し、回生モードへの移行が可能な状態にあると判定した場合には、処理をステップＢ２８に移行し、回生モードへの移行が可能な状態にないと判定した場合には、処理をステップＢ２９に移行する。

ステップＢ２８において、主制御部１００は、回生モードへの移行が可能な状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することにより、状態表示部１８４を構成する発光部を緑色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＢ２９において、主制御部１００は、回生モードへの移行が不可の状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することにより、状態表示部１８４を構成する発光部を消灯させた後、本ルーチンを終了させる。

なお、状態表示部１８４において表示される自車両の状態（異常が検出された状態、補助駆動力が制限されている状態、回生充電への移行が可能とされている状態およびバッテリからの電力供給が制限されている状態）のうち２つの状態の優先順位を同じ順位で表示してもよい。例えば、補助駆動力が制限され且つ回生モードへの移行が可能である場合には、状態表示部１８４を構成する発光部を緑色で点滅させ、補助駆動力が制限され且つ回生モードへの移行が不可である場合には、状態表示部１８４を構成する発光部を黄色で点灯させ、補助駆動力が制限されておらず且つ回生モードへの移行が可能である場合には、状態表示部１８４を構成する発光部を緑色で点灯させ、補助駆動力が制限されておらず且つ回生モードへの移行が不可である場合には、状態表示部１８４を構成する発光部を消灯させてもよい。

以上のように、本実施形態に係る電動機付自転車１によれば、回生モードへの移行可否がユーザに報知される。従って、ユーザは、ブレーキ操作に先立って回生ブレーキによる制動力が作用する状態にあるのか否かを認識することができる。すなわち、ユーザは、ブレーキ操作を行った場合に作用する制動力を予測することができるので、ブレーキ操作時に作用する制動力に対するユーザの違和感を緩和することができる。

なお、本実施形態においては、ブレーキ操作に応じて回生モードに移行する場合を例示したが、この態様に限定されるものではない。回生モードへの移行が可能とされている場合において、例えば、車速が所定値以上であり且つ入力トルクが印加されていない状態（すなわち、下り坂を走行しているときまたは惰性走行時）となった場合に回生モードに移行してもよい。かかる状態は、トルクセンサ２００および回転数センサ２１０からの出力信号に基づいて検出することが可能である。

また、本実施形態では、回生モードへの移行可否の判定をバッテリ電圧および車速に基づいて判定する場合を例示したが、この態様に限定されるものではない。例えば、バッテリ電圧および車速のいずれか一方に基づいて回生モードへの移行可否を判定してもよい。また、温度センサ２２０から出力される温度検出信号Ｓ_３によって示される各部の温度が、所定範囲内にない場合に回生モードへの移行を不可としてもよい。例えば、バッテリ１１０やモータ１６０の温度が所定の上下限の範囲内にない場合に回生モードへの移行を不可としてもよい。また、回生モードへの移行可否の判定をバッテリ電圧、車速および温度の全てに基づいて行ってもよい。また、回生モードへの移行可否の判定をバッテリ電圧以外のバッテリの状態に基づいて行ってもよく、例えば、バッテリ１１０の充電率に基づいて回生モードへの移行可否の判定を行ってもよい。この場合、例えば、バッテリ１１０の充電率が所定値よりも大きい場合に回生モードへの移行を不可としてもよい。また、回生モードへの移行可否の判定を、車速以外の走行状態に基づいて行ってもよく、例えば、モータ１６０の回転数に基づいて回生モードへの移行可否の判定を行ってもよい。この場合、例えば、モータ１６０の回転数が所定値よりも大きい場合に回生モードへの移行を不可としてもよい。

また、回生モードへの移行可否を、自車両が走行状態である場合、すなわち、車速が０よりも大きい場合に報知するようにしてもよい。すなわち、自車両が停止状態にある場合には、回生モードへの移行可否の判定結果を報知しないようにしてもよい。また、本実施形態では、回生モードへの移行可否を状態表示部１８４において報知する場合を例示したが、回生モードへの移行可否をバッテリ残量表示部１８１において報知するようにしてもよい。

［第２の実施形態］
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る操作・表示部１８０Ａの電気系統の構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る操作・表示部１８０Ａは、スピーカ１８８を更に含む点において、第１の実施形態に係る操作・表示部１８０と異なる。

表示制御部１８７は、主制御部１００から通知される回生モードへの移行可否の判定結果が、不可から可に切り替った場合に第１の報知音をスピーカ１８８から出力させる。一方、表示制御部１８７は、主制御部１００から通知される回生モードへの移行可否の判定結果が、可から不可に切り替った場合に、第１の報知音とは異なる第２の報知音をスピーカ１８８から出力させる。

本実施形態に係る電動機付自転車によれば、第１の実施形態に係る電動機付自転車と同様、回生モードへの移行可否がスピーカ１８８から発せられる報知音によってユーザに報知される。従って、ユーザは、回生ブレーキによる制動力が作用する状態にあるのか否かをブレーキ操作前に認識することができ、ブレーキ操作を行った場合に作用する制動力を予測することができるので、ブレーキ操作時における違和感を緩和することができる。本実施形態に係る電動機付自転車によれば、ユーザに状態表示部１８４の目視を行わせることなく回生モードへの移行可否を報知することができるので、ユーザの利便性を更に向上させることができる。

なお、本実施形態では、操作・表示部１８０Ａにスピーカ１８８を設ける場合を例示したが、スピーカ１８８の配置は、適宜変更することが可能である。例えば、主制御部１００の近傍やバッテリ１１０にスピーカ１８８を設けてもよい。

また、回生モードへの移行可否をスピーカ１８８からの報知音によって報知するとともに、上記の第１の実施形態のように、状態表示部１８４を構成する発光部の発光によって報知してもよい。

また、報知音によって回生モードへの移行可否を報知する他の態様として、回生モードへの移行が不可とされている場合において、ブレーキ操作がなされた場合に、スピーカ１８８から報知音を出力してもよい。この態様によれば、ユーザは、ブレーキ操作を行った直後に回生モードへの移行が不可であることを認識することができるので、制動力に対する違和感を一定程度緩和する効果が期待できる。

［第３の実施形態］
図１２は、主制御部１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。主制御部１００は、記憶部１２１、駆動指令値導出部１２２、最大値導出部１２３、係数導出部１２４、回生電流指令値導出部１２５および選択部１２６を含んで構成されている。

駆動指令値導出部１２２は、力行モード時において、トルクセンサ２００から供給されるトルク検出信号Ｓ_１および回転数センサ２１０から供給される回転数検出信号Ｓ_２に基づいて、走行状況に適したアシスト量（トルク目標値）を導出し、導出したアシスト量（トルク目標値）をモータ駆動指令値Ｃ_１として選択部１２６に供給する。例えば、モータ１６０の回転数が低く且つ入力トルク（踏力）が大きい場合には発進直後の状態または上り坂を走行している状態等であると推測されるので、このような場合、駆動指令値導出部１２２は、比較的大きなアシスト量（トルク目標値）をモータ駆動指令値Ｃ_１として導出する。

なお、駆動指令値導出部１２２は、操作・表示部１８０のモード選択ボタン（図示せず）に対する入力操作によって選択されたアシストモードに応じたアシスト量（トルク目標値）を導出する。本実施形態においては、アシスト比率の大きさが互いに異なる３つのアシストモード（エコ、標準、パワー）が予め定められており、これらのいずれかを操作・表示部１８０のモード選択ボタンを押下することによって選択することが可能となっている。記憶部１２１には、アシストモード毎に入力トルクおよびモータ１６０の回転数と、アシスト量との関係を示すマップが記憶されている。駆動指令値導出部１２２は、記憶部１２１に記憶された上記のマップを参照することにより入力トルクおよびモータ１６０の回転数に応じた最適なアシスト量（トルク目標値）を導出する。

最大値導出部１２３は、回生モードに移行した場合に、モータ１６０から回収可能な回生電流の最大値Ｉ_ＭＡＸをモータ１６０の回転数に追従して導出する。

ここで、図１３（ａ）は、回生モード時にモータ駆動部３００において行われるＰＷＭ制御におけるローサイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６のオンデューティと、回生電流との関係の一例を示す図である。図１３（ａ）において、モータ１６０の回転数（車速）が比較的高い場合が実線で示され、モータ１６０の回転数（車速）が比較的低い場合が破線で示され、モータ１６０の回転数（車速）が中程度の場合が一点鎖線で示されている。

図１３（ａ）に示すように、回生電流は、あるオンデューティでピークを持つ。これは、回生モード時において、ローサイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６のオンデューティが小さすぎるとモータ１６０のインダクタ（モータ巻線Ｌ）に蓄えられるエネルギーが小さくなる一方、オンデューティが大きすぎるとモータ１６０のインダクタ（モータ巻線）に蓄えられたエネルギーを放出する時間が不足するためである。また、回生電流の最大値はモータ１６０の回転数が高い程（車速が高い程）大きくなる。図１３（ａ）においてラインＡは、各回転数における回生電流のピークを結んだ線である。最大値導出部１２３は、回生モード時において、刻々と変化するモータ１６０の回転数を回転数センサ２１０から逐次取得し、取得したモータ１６０の回転数においてモータ１６０から回収可能な回生電流の最大値Ｉ_ＭＡＸを導出する。

図１３（ｂ）は、モータ１６０の回転数とモータ１６０から回収可能な回生電流の最大値Ｉ_ＭＡＸとの関係の一例を示す図である。図１３（ｂ）に示す特性カーブは、実測またはシミュレーション等に基づいて取得され、上記特性カーブを示す情報が記憶部１２１に記憶されている。最大値導出部１２３は、回転数センサ２１０から取得したモータ１６０の回転数に対応する回生電流の最大値Ｉ_ＭＡＸを、記憶部１２１に記憶された上記の特性カーブから抽出する。なお、モータ１６０の回転数とモータ１６０から回収可能な回生電流の最大値Ｉ_ＭＡＸとの関係を示す関係式を記憶部１２１に記憶しておき、最大値導出部１２３は、上記関係式に回転数センサ２１０から取得したモータ１６０の回転数を代入することによって回生電流の最大値Ｉ_ＭＡＸを導出してもよい。

係数導出部１２４は、回転数センサ２１０から出力される回転数検出信号Ｓ_２によって示される自車両の車速に基づいて、係数αを所定期間毎（例えば０．１ｍｓｅｃ）に導出する。係数αの値は０≦α≦１の範囲内に設定され、車速が大きい程、小さい値が導出される。なお、車速と係数αとの関係を示すデータが記憶部１２１に記憶されている。係数導出部１２４は、自車両の車速に対応する係数αを、記憶部１２１に記憶されたデータから抽出する。なお、車速と係数αとの関係を示す関係式を記憶部１２１に記憶しておき、係数導出部１２４は、上記関係式に車速を代入することによって係数αを導出してもよい。係数αは、車速に対して連続的に変化するものであってもよいし、段階的に変化するものであってもよい。

回生電流指令値導出部１２５は、最大値導出部１２３によって導出された回生電流の最大値Ｉ_ＭＡＸと係数導出部１２４によって導出された係数αとを乗算することによって得られる回生電流の電流値Ｉ（Ｉ＝α×Ｉ_ＭＡＸ）を回生電流指令値Ｃ_２として導出し、これを選択部１２６に供給する。

選択部１２６は、回生モードへの移行が可能であると判定されている場合において、ブレーキセンサ２３０からブレーキ操作検出信号Ｓ_４が出力されているものと判定した場合に、回生モードに移行し、回生電流指令値導出部１２５から供給される回生電流指令値Ｃ_２を選択してこれをモータ駆動部３００に供給する。一方、選択部１２６は、回生モードへの移行が不可であると判定されている場合およびブレーキセンサ２３０からブレーキ操作検出信号Ｓ_４が出力されていないものと判定した場合に、力行モードに移行し、駆動指令値導出部１２２から供給されるモータ駆動指令値Ｃ_１を選択してこれをモータ駆動部３００に供給する。

モータ駆動部３００は、選択部１２６からモータ駆動指令値Ｃ_１が供給された場合には、当該モータ駆動指令値Ｃ_１によって示されるアシスト量の補助駆動力が得られるようにモータ１６０を駆動する。一方、モータ駆動部３００は、選択部１２６から回生電流指令値Ｃ_２が供給された場合には、当該回生電流指令値Ｃ_２によって示される電流値の回生電流をモータ１６０から回収する。

本実施形態に係る電動機付自転車において、係数αは、モータ１６０から回収される回生電流の回収率に相当する。車速が大きくなる程、回生電流の最大値Ｉ_ＭＡＸが大きくなるところ、車速が大きくなる程、係数αの値を小さくしてモータ１６０から回収される回生電流の回収率を小さくすることで、バッテリ１１０に過大な回生電流が流入することを防止できる。なお、車速が所定値よりも大となった場合には、回生モードへの移行が不可とされる。係数導出部１２４によって導出された係数αは、操作・表示部１８０を構成する表示制御部１８７に通知される。

表示制御部１８７は、回生モードへの移行が可能である場合には、係数導出部１２４から通知された係数αの値に応じた周期で状態表示部１８４を構成する発光部を点滅させる。例えば、表示制御部１８７は、係数導出部１２４から通知された係数αの値が大きい程（すなわち、モータ１６０から回収される回生電流の回収率が高い程）、短い周期で状態表示部１８４を点滅させてもよい。なお、表示制御部１８７は、回生モードへの移行が不可である場合には、状態表示部１８４を構成する発光部を消灯させる。

このように、係数αの大きさに応じて状態表示部１８４における表示態様を変化させることで、ユーザは、回生モード移行時に、モータ１６０からどの程度の電力が回収可能なのかを予め把握することができ、回生ブレーキによる制動力の大きさを予測することができる。これにより、ユーザが期待する制動力と実際に作用する制動力との間の乖離をなくし、ブレーキ操作時における違和感を緩和する効果を更に促進することができる。

また、表示制御部１８７は、回生モード時において、バッテリ残量表示部１８１における表示を、バッテリ残量表示モードから回生状態表示モードに切り替え、例えば、モータ１６０から実際に回収されている回生電流の大きさに応じた回生状態表示をバッテリ残量表示部１８１において行う。

図１４は、バッテリ残量表示部１８１における回生状態表示の一例を示す図であり、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の発光状態の推移を示した図である。表示制御部１８７は、回生モードに移行するとバッテリ残量表示部１８１における表示モードをバッテリ残量表示モードから回生状態表示モードに切り替える。これに伴ってバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部における発光色を切り替えてもよい。バッテリ残量表示部１８１における表示モードが、回生状態表示モードに切り替わると、表示制御部１８７は、はじめに、バッテリ残量表示部１８１を構成する１番左の発光部のみを点灯させる。その後、左から２番目、３番目、４番目の発光部を順次点灯させていき、最後に一番右の発光部を点灯させる。表示制御部１８７は、かかる一連の表示を繰り返すことにより、モータ１６０から回生電流が回収されていることをバッテリ残量表示部１８１に表示させる。表示制御部１８７は、モータ１６０から回収される回生電流の大きさが大きい程、上記一連の表示の繰り返し周期を短くする。これにより、ユーザは、モータ１６０から回生電流が回収されていることおよび回生電流の大まかな大きさを把握することができる。なお、モータ１６０から回収される回生電流の大きさは、例えば、回生電流が流れる電流経路上に設けられた抵抗素子の電圧降下によって検出することが可能であり、検出された回生電流の大きさは、主制御部１００を介して表示制御部１８７に通知される。

このように、回生モード時にバッテリ残量表示部１８１において回生状態表示を行うことで、ユーザは、実際にモータ１６０から電力が回収されていることを、視覚を通じて認識することが可能となる。

回生電流の大きさに応じた回生状態表示の他の例として、回生電流の大きさに応じて点灯させる発光部の数を変化させてもよい。図１５（ａ）は、回生電流の大きさが比較的小さい場合の回生状態表示の例であり、図１５（ｂ）は、回生電流の大きさが比較的大きい場合の回生状態表示の例である。

本実施形態では、回生状態表示を回生電流の大きさに基づいて行う場合を例示したが、例えば、回生ブレーキによる制動トルクを算出し、算出した制動トルクの大きさ応じた回生状態表示を行ってもよい。また、係数導出部１２４から通知された係数αの大きさに応じた回生状態表示を行ってもよい。例えば、係数αの大きさが大きい程、図１４に示す一連の表示の繰り返し周期を短くしてもよい。この場合、状態表示部１８４において係数αに応じた表示は行わないこととしてもよい。

また、本実施形態では、車速に基づいて係数αを導出する場合を例示したが、この態様に限定されるものではない。例えば、バッテリ電圧やバッテリの充電率等のバッテリの状態に基づいて係数αを導出してもよい。この場合、バッテリ電圧またはバッテリの充電率が高い程、小さい値の係数αが導出されるように構成することが好ましい。これにより、バッテリ電圧またはバッテリの充電率が高い程、回生電流の回収率が小さくなるので、バッテリの過充電を防止することができる。また、温度センサ２２０から出力される温度検出信号Ｓ_３によって示される各部の温度に基づいて係数αを導出してもよい。また、本実施形態では、係数αの表示を状態表示部１８４において行う場合を例示したが、係数αの表示をバッテリ残量表示部１８１において行うこととしてもよい。

［第４の実施形態］
第４の実施形態に係る電動機付自転車において、主制御部１００は、回生電流について可変の制限値を設定する。より具体的には、主制御部１００は、モータ１６０から回収する回生電流の大きさを、バッテリ１１０の電圧、充電率、温度およびモータ１６０の回転数のうちの少なくとも１つに基づいて制限する。この場合において、主制御部１００は、モータ１６０から回収する回生電流の最大値を電流値Ｉ_Ａに制限する。すなわち、本実施形態において、モータ１６０から回収される回生電流の大きさは、いかなる場合でも電流値Ｉ_Ａを超えないように制御される。

ここで、図１６は、モータ１６０の回転数と、モータ１６０から回収可能な回生電流および回生電流の制限値の関係の一例を示す図である。例えば、モータ回転数がｒ２を超える領域では、理論上、電流値Ｉ_Ａよりも大きい電流をモータ１６０から回収することが可能である。しかしながら、図１６に示す例によれば、主制御部１００が回生電流の制限値を最大値である電流値Ｉ_Ａに設定している場合には、モータ回転数がｒ２を超える領域において、回生電流を電流値Ｉ_Ａに制限する。

主制御部１００は、例えば、バッテリ１１０の電圧若しくは充電率が高くなるほど、回生電流の制限値を最大値Ｉ_Ａから低下させる方向に変化させる。また、主制御部１００は、例えば、バッテリ１１０の温度が高くなる程、回生電流の制限値を低下させる方向に変化させてもよい。また、主制御部１００は、例えば、モータ１６０の回転数が低くなる程、回生電流の制限値を低下させる方向に変化させてもよい。

例えば、モータ回転数がｒ１を超える領域では、理論上、電流値Ｉ_Ｂよりも大きい電流をモータ１６０から回収することが可能である。しかしながら、主制御部１００が回生電流の制限値を電流値Ｉ_Ａよりも小さいＩ_Ｂに設定している場合には、モータ回転数がｒ１を超える領域において、回生電流を電流値Ｉ_Ｂに制限する。

主制御部１００は、電流値Ｉ_ＢをＩ_Ａで除算した値（Ｉ_Ｂ／Ｉ_Ａ）を、モータ１６０からの電流回収率Ｒとして導出する。なお、電流回収率Ｒのとり得る範囲は、０＜Ｒ≦１である。主制御部１００によって導出された電流回収率Ｒは、操作・表示部１８０を構成する表示制御部１８７に通知される。

表示制御部１８７は、回生モードへの移行が可能である場合には、主制御部１００から通知された電流回収率Ｒの値に応じた周期で状態表示部１８４を構成する発光部を点滅させる。例えば、表示制御部１８７は、主制御部１００から通知された電流回収率Ｒの値が大きい程、長い周期で状態表示部１８４を点滅させてもよい。例えば、０＜Ｒ＜０．３の場合に状態表示部１８４を比較的短い周期で点滅させ、０．３≦Ｒ＜０．７の場合に状態表示部１８４を比較的長い周期で点滅させ、０．７≦Ｒ≦１の場合に状態表示部１８４を点灯させてもよい。なお、電流回収率Ｒの値に応じてバッテリ残量表示部１８１における表示態様を変化させてもよい。例えば、０＜Ｒ＜０．３の場合にバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち一番左の発光部を発光させ、０．３≦Ｒ＜０．７の場合にバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち一番左、左から２番目および左から３番目の発光部を発光させ、０．７≦Ｒ≦１の場合にバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の全てを発光させてもよい。このように、電流回収率Ｒの表示は、状態表示部１８４において行ってもよいし、バッテリ残量表示部１８１において行ってもよい。また、状態表示部１８４およびバッテリ残量表示部１８１の双方を用いて電流回収率Ｒの表示を行ってもよい。

このように、電流回収率Ｒの大きさに応じて状態表示部１８４における表示態様を変化させることで、ユーザは、回生モード移行時に、モータ１６０からどの程度の電力が回収可能なのかを予め把握することができ、回生ブレーキによる制動力の大きさを予測することができる。これにより、ユーザが期待する制動力と実際に作用する制動力との間の乖離をなくし、ブレーキ操作時における違和感を緩和する効果を更に促進することができる。

１電動機付自転車
１００主制御部
１１０バッテリ
１６０モータ
１８０操作・表示部
１８１バッテリ残量表示部
１８４状態表示部
１８７表示制御部
２００トルクセンサ
２１０回転数センサ
２２０温度センサ
２３０ブレーキセンサ

Claims

ペダルに加えられた踏力に応じた大きさの補助駆動力をモータによって発生させ、前記補助駆動力によって車輪を駆動する補助駆動系と、
前記モータの回転によって生じた電力を回収する回生手段と、
前記回生手段による電力の回収の実行可否を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果を報知する回生可否報知手段と、
を含む電動機付自転車。
前記モータに電力を供給するバッテリを更に含み、
前記判定手段は、前記バッテリの状態に基づいて前記回生手段による電力の回収の実行可否を判定する
請求項１に記載の電動機付自転車。
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を更に含み、
前記判定手段は、前記走行状態検出手段によって検出された走行状態に基づいて前記回生手段による電力の回収の実行可否を判定する
請求項１または請求項２に記載の電動機付自転車。
前記回生可否報知手段は、前記判定手段による判定の結果を表示する発光部を含む
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動機付自転車。
前記回生可否報知手段は、前記判定手段による判定の結果を報知する報知音を出力するスピーカを含む
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動機付自転車。
前記回生可否報知手段は、自車両が走行状態である場合に、前記判定手段による判定結果を報知する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動機付自転車。
前記回生手段は、前記モータの回転によって生じた電力を回収する場合に、前記モータから回収可能な回生電流の最大値に自車両の状態に応じて変化する係数を乗じて得られる大きさの電流を前記モータから回収する
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動機付自転車。
前記モータから回収される回生電流について、所定値を最大値とする制限値を設定する制限値設定手段と、
前記制限値の前記最大値に対する割合に応じて表示態様が変化する電流回収率表示手段と、
を更に含む
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電動機付自転車。
前記モータに電力を供給するバッテリの状態に基づいて前記制限値を設定する
請求項８に記載の電動機付自転車。
前記回生手段によって前記モータから電力が回収されている場合に、前記モータから回収されている電流の大きさに応じて表示態様が変化する回生状態表示手段を更に含む
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電動機付自転車。
前記発光部は、前記判定手段による判定の結果および自車両に生じた所定の事象のうち、予め定められた優先順位が高いものを表示する
請求項４に記載の電動機付自転車。
モータの回転によって生じた電力の回収の実行可否を示す信号の入力を受け付ける入力手段と、
前記入力手段で受け付けた前記信号に基づいて、前記モータの回転によって生じた電力の回収の実行可否を報知する報知手段と、
を含む報知装置。
前記報知手段は、前記モータの回転によって生じた電力の回収の実行可否を表示する発光部を含む
請求項１２に記載の報知装置。
前記報知手段は、前記モータの回転によって生じた電力の回収の実行可否を報知する報知音を出力するスピーカを含む
請求項１２または請求項１３に記載の報知装置。