JP3508394B2 - 電動モータ付き車両の制御装置 - Google Patents

電動モータ付き車両の制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータ付き車
両の制御装置に係り、特に、低消費電力モードを有する
電動モータ付き車両の制御装置に関する。
【０００２】電動モータ付き車両としては、電動アシス
ト自転車や電動車椅子等がある。
【０００３】
【従来の技術】従来、省電力を行う電動モータ付き車両
としては、車速「０」で踏力が一定以下の状態が一定時
間継続すると、外部ＳＷ検出機能以外の機能を停止する
ものがあった。例えば、特開平６−２５５５６３号公報
には、この状態が長く続いた場合には、回路全体をオフ
にする手法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、省エネモード（低消費電力モード）の設定処
理と、フェイルの発生やバッテリ残量が規定値以下とな
る異常が発生した場合との関係が考慮されていないた
め、省電力モードの時間をカウント中にフェイルが発生
したり、バッテリ容量が規定値以下となると、異常の表
示が十分になされない、という不都合があった。
【０００５】特に、バッテリ容量が１０％未満となった
場合の表示は、最低でも５分間は行い、運転者に充電不
足であることを伝達する仕様とするため、低消費電力モ
ードの設定処理にかかわらず、この表示時間を確保する
必要がある。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、異常発生時の表示処理時間を確保しつつ
電力消費を低減することのできる電動モータ付き車両の
制御装置を提供することを、その目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、モータ電流が
一定期間検出されない場合に選択する低消費電力モード
の判定中に、フェイル（装置異常）の発生やバッテリ電
圧の規定値未満への低下などの異常発生と判定された場
合、低消費電力モードの判定を一旦停止し、異常表示処
理（表示ランプへのダイアグ出力）の完了後に、判定を
再開するものである。
【０００８】具体的には、第１の手段（請求項１）とし
て、走行状態に応じて間欠的に補助動力を駆動する電動
モータ付き車両の制御装置において、電動モータ付き車
両の故障発生を判定する故障判定手段と、バッテリ残量
を判定するバッテリ残量判定手段と、このバッテリ残量
判定手段によってバッテリ残量が不足していると判定さ
れたとき又は故障判定手段によって故障と判定されたと
きに異常発生と判定すると共に予め定められた一定時間
以上当該異常の異常表示制御をする制御手段とを備えて
いる。しかも、電動モータの駆動が停止するとカウント
を始める低消費電力カウンタのカウント値によって、電
動モータの駆動が一定時間停止しているか否かを判定す
るモータ駆動判定手段と、このモータ駆動判定手段によ
って一定時間連続してモータ駆動が行われていないと判
定されると、マイクロコンピュータをスリープモードと
するとともに補器類への電力供給を停止する低消費電力
モードに設定する低消費電力モード設定手段と備え、低
消費電力モード設定手段が、低消費電力カウンタがカウ
ントしている際に制御手段によって異常発生と判定され
ると予め定められた一定時間の異常表示処理が終了する
まで低消費電力モードへの設定処理を中止する判定中止
機能と、制御手段によって異常表示制御が終了したとき
に当該低消費電力モードへの設定処理を再開する判定再
開機能とを備えた、という構成を採っている。
【０００９】低消費電力モード設定手段が、モータ駆動
が行われていない時間をカウントするカウンタを備える
場合には、判定中止機能により、このカウントを一時停
止し、判定再開機能により中止したカウント値からカウ
ントを再開する。また、異常表示処理は、予め定められ
た一定時間表示ランプ等へ当該発生した異常を表示する
処理をいい、異常表示処理の終了とは、異常表示処理を
行う最低限の一定時間が経過した時をいう。
【００１０】この第１手段では、低消費電力モード設定
手段が、モータ駆動判定手段によって一定時間連続して
モータ駆動が行われていない場合には低消費電力モード
に設定する。この低消費電力モードへの設定中に、制御
手段によって異常発生と判定された場合には、低消費電
力モード設定手段は、判定中止機能により、低消費電力
モードへの設定処理を中止する。そして、制御手段は、
当該判定された異常の異常表示処理を行い、この異常表
示処理が終了したときに、低消費電力モード設定手段
は、判定再開機能により、当該低消費電力モードへの設
定処理を再開する。
【００１１】このため、予め定められた一定時間の異常
表示処理を確実に行うことができ、さらに、この場合で
あっても、低消費電力モードへの設定処理は再開される
ため、中止した状態の条件から継続して低消費電力モー
ドの設定処理が行われ、このため、低消費電力モードの
設定処理を最初からやり直すことなく、素早く低消費電
力モードに移行する。
【００１２】第２の手段（請求項２）として、走行状態
に応じて間欠的に補助動力を駆動する電動モータ付き車
両の制御装置において、電動モータ付き車両の故障発生
を判定する故障判定手段と、バッテリ残量を判定するバ
ッテリ残量判定手段と、このバッテリ残量判定手段によ
ってバッテリ残量が不足していると判定されたとき又は
故障判定手段によって故障と判定されたときに異常発生
と判定すると共に予め定められた一定時間以上当該異常
の異常表示制御をする制御手段とを備えている。さら
に、制御装置は、電動モータの駆動が一定時間停止して
いるか否かを判定するモータ駆動判定手段と、このモー
タ駆動判定手段によって一定時間連続してモータ駆動が
行われていないと判定されると、マイクロコンピュータ
をスリープモードとするとともに補器類への電力供給を
停止する低消費電力モードに設定する低消費電力モード
設定手段とを備え、低消費電力モード設定手段は、低消
費電力カウンタがカウントしている際に制御手段によっ
て異常発生と判定されると予め定められた一定時間の異
常表示処理が終了するまで低消費電力モードへの設定処
理を中止する機能と、制御手段によって異常表示制御が
終了したときに低消費電力モードに設定する機能とを備
えた、という構成を採っている。
【００１３】第２の手段では、低消費電力モードへの設
定中に、予め定められた一定時間の異常表示処理が終了
すると、直ちに低消費電力モードに設定する。
【００１４】本発明は、これらの各手段により、前述し
た目的を達成しようとするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【００１６】図１は、本実施形態による電動モータ付き
車両の制御装置の構成を示すブロック図である。電動モ
ータ付き車両は、走行状態に応じて間欠的に補助動力を
駆動するものであり、電動アシスト自転車や電動車椅子
等がある。
【００１７】この制御装置は、電動モータ付き車両の故
障発生（フェイル発生）を判定する故障判定手段１０
と、バッテリ残量を判定するバッテリ残量判定手段１２
と、このバッテリ残量判定手段１２によってバッテリ残
量が不足していると判定されたとき又は故障判定手段１
０によって故障と判定されたときに異常発生と判定する
と共に予め定められた一定時間以上当該異常の異常表示
制御をする制御手段１８とを備えている。
【００１８】さらに、制御装置は、電動モータの駆動が
一定時間停止しているか否かを判定するモータ駆動判定
手段１４と、このモータ駆動判定手段１４によって一定
時間連続してモータ駆動が行われていない場合には低消
費電力モードに設定する低消費電力モード設定手段１６
と備えている。
【００１９】しかも、低消費電力モード設定手段１６
が、制御手段１８によって異常発生と判定された場合に
は予め定められた一定時間の異常表示処理が終了するま
で低消費電力モードへの設定処理を中止する判定中止機
能と、制御手段１８によって異常表示制御が終了したと
きに当該低消費電力モードへの設定処理を再開する判定
再開機能とを備えている。
【００２０】これを詳細に説明する。
【００２１】図２は、電動モータ付き自転車の制御系の
構成を示すブロック図である。電動モータ付き自転車
は、自転車の駆動輪に回転力を付勢するモータ１と、こ
のモータ１の回転トルクとクランクペダルに加えられる
踏力との差に基づくトルクを検出するトルクセンサ２
と、モータ１の回転力を駆動輪に伝達する駆動機構３
と、トルクセンサ２の出力に基づいてモータ１の回転を
制御する制御部４とを備えている。
【００２２】このため、電動モータ付き自転車は、ペダ
ル踏力に応じて補助動力であるモータを駆動する。この
制御部４は、図１に示した各手段１０〜１８を備えてい
る。そして、制御部４は、予め定められたプログラムに
従って動作するマイクロコンピュータにより構成する。
【００２３】さらに、制御部４には、メインスイッチ５
を介して動作用の電池（バッテリ）６が接続されてい
る。また、制御部４には、フェイル（装置異常）の発生
を知らせる表示ランプ７と、電池６からの入力電圧を監
視する電圧センサ８と、モータ１への入力電流を監視す
る電流センサ９とがそれぞれ併設されている。制御部４
は、フェイルの種類に応じて表示ランプ７を点灯又は点
滅させ、また、バッテリ残量を表示する。ここで、符号
１０は、ペダル（図示略）の回転を検出するペダル回転
センサを示す。
【００２４】図２に示す構成では、故障判定手段１０
は、電流センサ９によって検出されるモータ電流値や電
圧センサ８によって検出されるバッテリ電圧値等に基づ
いて、フェイルの発生を監視する。このフェイル発生の
判定は各フェイルの種類毎に判定時間が定められている
ため、故障判定手段１０は、フェイル発生をカウントす
るフェイルカウンタを備えている。
【００２５】バッテリ残量判定手段１２は、予め定めら
れたバッテリ残量判定マップに基づいて、モータ電流値
とバッテリ電圧とからバッテリ残容量を算出する。例え
ば、モータ電流値が１５［Ａ］のときに２６．１［Ｖ］
未満であるとすると、バッテリ温度が１０［度］相当の
ときには、バッテリ残量は３２．５％未満と算出され
る。
【００２６】モータ駆動判定手段１４は、トルクセンサ
２の出力に基づいて、モータ駆動の有無を検出する。制
御部４は、トルクセンサ２の出力に応じてモータへ出力
する電流値を計算するため、この電流計算値が「０」で
あれば、モータ駆動判定手段１４は、モータ駆動がされ
ないと判定する。このとき、トルクセンサ２の出力があ
っても、故障判定手段１０によってフェイル発生が測定
された場合には、モータの駆動を行わないため、モータ
駆動はされないと判定する。
【００２７】低消費電力モード設定手段１６は、一定時
間モータ駆動がなされないと、電動モータ付き自転車を
低消費電力モードに設定する。制御部４はトルクセンサ
出力等の種々の条件に応じてモータの駆動を行うため、
モータ駆動のための電流計算値が「０」であれば、トル
クセンサ出力の有無にかかわらず低消費電力モードに設
定する。低消費電力モード設定手段１６は、モータ駆動
が行われない一定時間を計時するため、低消費電力カウ
ンタを備えている。
【００２８】低消費電力モードが設定されると、制御部
４は、マイクロコンピュータをスリープモードとする。
さらに、マイクロコンピュータの制御停止により、補器
類への電力供給が停止される。マイクロコンピュータ
は、再度メインスイッチがオンとなるまでスリープモー
ドを継続する。
【００２９】次に、動作を説明する。
【００３０】図３に示すように、本制御はメインスイッ
チ「オン」で開始され（ステップＳ１）、メインスイッ
チがオフのときには、モータをオフにして（ステップＳ
２）、さらに表示ランプ７もオフにする（ステップＳ
３）。
【００３１】メインスイッチがオンのときには、モータ
電流、車速、踏力、バッテリ電圧の測定を行い（ステッ
プＳ４〜Ｓ７）、その入力値が正常かどうかのフェイル
判定を行う（ステップＳ８）。
【００３２】その後、入力値に従い、モータへ出力する
電流値を計算し（ステップＳ９）、モータをオンするか
否かを確認する（ステップＳ１０）。モータ出力電流値
が「０」でなく、フェイル判定で正常とされた時はモー
タをオンするため、モータに電流を出力する設定を行う
（ステップＳ１１）。この場合、低消費電力カウンタは
クリアする（ステップＳ１２）。さらに、バッテリ残量
等を表示ランプに表示する（ステップＳ１３）。
【００３３】電流計算値が「０」又はフェイル判定によ
り異常と判定された場合には、モータをオフにし（ステ
ップＳ１４）、低消費電力モードの判定を行う（ステッ
プＳ１５）。さらに、バッテリ残量等を表示ランプに表
示する。
【００３４】ステップＳ１５における低消費電力モード
の判定は、図４に示すように、フェイル中であり（ステ
ップＳ２１）、バッテリ電圧が規定値未満である場合は
（ステップＳ２２）、フェイルカウンタの値を確認し
（ステップＳ２４）、このフェイルカウンタの値が規定
時間Ｔ１未満のときには低消費電力のカウントを実行せ
ず、フェイルカウンタの値を増加して（ステップＳ２
５）、メインルーチンへ戻る。
【００３５】この場合は、図２に示される「表示ランプ
出力ステップＳ１３」において、フェイルの状態に応じ
たランプ出力を行う。
【００３６】フェイルカウンタが規定時間Ｔ１以上又は
フェイルが発生していない場合や、バッテリ電圧が規定
値以上の場合には、低消費電力カウンタの値を確認する
（ステップＳ２６）。この低消費電力カウンタの値が規
定時間Ｔ２未満であれば、低消費電力カウンタの値を増
加し（ステップＳ２７）、メインルーチンに戻る。Ｔ２
以上であれば、低消費電力モードに移行し（ステップＳ
２８）、全ての制御を停止する。
【００３７】図４に示す例では、低消費電力カウンタの
値は、フェイルが発生したことによってはクリアしな
い。このため、図４に示すフローチャートに従って制御
することで、判定中止機能及び判定再開機能が実現され
る。また、図４に示す例では、低消費電力の判定を停止
する条件として、フェイル中かつバッテリ電圧の低下と
したが、これに限定するものではなく、条件をフェイル
中のみ、又はバッテリ電圧の低下のみ、又はそのどちら
かのようにしても良い。
【００３８】また、本実施形態では、Ｔ１の通過後、低
消費電力カウンタのカウントを再開しているが、Ｔ１経
過後すぐに低消費電力モードに移行しても良い。
【００３９】図５及び図６はタイミングチャートであ
る。図４は請求項１に対応する処理を示し、図５は請求
項２に対応する処理を示す。
【００４０】図５に示すように、モータのオフが確認さ
れると、低消費電力カウンタが計時を開始する。図５に
示す例では、低消費電力カウンタがＡの期間カウントす
ると、異常が発生し、異常表示制御をＴ１の期間継続し
て行う。この予め定められた一定時間Ｔ１の異常表示制
御が終了すると、低消費電力カウンタはカウントを再開
する。低消費電力カウンタがＴ２の期間カウントしたと
きに低消費電力モードに設定する場合、カウント再開後
にＴ２−Ａの期間であるＢの期間が経過したときに、低
消費電力モードに移行する。このため、異常表示処理が
終了してからカウントを再開することによる電力の消費
を低減することができる。
【００４１】また、図６に示すように、異常表示処理の
期間Ｔ１が終了したときに、即座に低消費電力モードに
移行するようにしてもよい。
【００４２】上述したように本実施形態によると、フェ
イルの発生やバッテリ電圧の低下などの異常時に、その
情報を確実に表示することができる。さらに、表示後、
低消費電力モードに入れるため、電力の節約となる。
【００４３】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、低消費電力モードへの設定中に、
異常判定手段によって異常発生と判定された場合には、
低消費電力モード設定手段は、低消費電力モードへの設
定処理を中止し、制御手段は、当該判定された異常の異
常表示処理を行い、さらに、低消費電力モード設定手段
は、この異常表示処理が終了したときに、当該低消費電
力モードへの設定処理を再開し、又は直ちに低消費電力
モードに設定するため、予め定められた一定時間の異常
表示処理を確実に行うことができ、さらに、この場合で
あっても、低消費電力モードの設定処理を最初からやり
直すことなく、素早く低消費電力モードに移行すること
ができ、従って、異常発生時の表示処理時間を確保しつ
つ電力消費を低減することすることができる従来にない
優れた電動モータ付き車両の制御装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。
【図２】図１に示す制御装置を採用した電動モータ付き
自転車の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】図３に示す構成の動作を示すフローチャートで
ある。
【図４】図３に示すステップＳ１５での低消費電力モー
ド設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４に示すフローチャートに対応した処理例を
示すタイミングチャートである。
【図６】一定時間の異常表示処理が終了したときに低消
費電力モードに移行する場合を示すタイミングチャート
である。
【符号の説明】
１０ 故障判定手段 １２ バッテリ残量判定手段 １４ モータ駆動判定手段 １６ 低消費電力モード設定手段 １８ 制御手段

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走行状態に応じて間欠的に補助動力を駆
    動する電動モータ付き車両の制御装置において、 前記電動モータ付き車両の故障発生を判定する故障判定
    手段と、 バッテリ残量を判定するバッテリ残量判定手段と、 このバッテリ残量判定手段によってバッテリ残量が不足
    していると判定されたとき又は前記故障判定手段によっ
    て故障と判定されたときに異常発生と判定すると共に予
    め定められた一定時間以上当該異常の異常表示制御をす
    る制御手段と、 前記電動モータの駆動が停止するとカウントを始める低
    消費電力カウンタのカウント値によって、 前記電動モー
    タの駆動が一定時間停止しているか否かを判定するモー
    タ駆動判定手段と、 このモータ駆動判定手段によって一定時間連続してモー
    タ駆動が行われていないと判定されると、マイクロコン
    ピュータをスリープモードとするとともに補器類への電
    力供給を停止する低消費電力モードに設定する低消費電
    力モード設定手段とを備え、この 低消費電力モード設定手段は、前記低消費電力カウ
    ンタがカウントしている際に前記制御手段によって異常
    発生と判定されると前記予め定められた一定時間の異常
    表示処理が終了するまで前記低消費電力モードへの設定
    処理を中止する判定中止機能と、前記制御手段によって
    異常表示制御が終了したときに当該低消費電力モードへ
    の設定処理を再開する判定再開機能とを備えた、 ことを特徴とする電動モータ付き車両の制御装置。
  2. 【請求項２】 走行状態に応じて間欠的に補助動力を駆
    動する電動モータ付き車両の制御装置において、 前記電動モータ付き車両の故障発生を判定する故障判定
    手段と、 バッテリ残量を判定するバッテリ残量判定手段と、 このバッテリ残量判定手段によってバッテリ残量が不足
    していると判定されたとき又は前記故障判定手段によっ
    て故障と判定されたときに異常発生と判定すると共に予
    め定められた一定時間以上当該異常の異常表示制御をす
    る制御手段と、 前記電動モータの駆動が停止するとカウントを始める低
    消費電力カウンタのカウント値によって、 前記電動モー
    タの駆動が一定時間停止しているか否かを判定するモー
    タ駆動判定手段と、 このモータ駆動判定手段によって一定時間連続してモー
    タ駆動が行われていないと判定されると、マイクロコン
    ピュータをスリープモードとするとともに補器類への電
    力供給を停止する低消費電力モードに設定する低消費電
    力モード設定手段とを備え、この低消費電力モード設定手段は、前記低消費電力カウ
    ンタがカウントしている際に前記制御手段によって異常
    発生と判定されると前記予め定められた一定時間の異常
    表示処理が終了するまで前記低消費電力モードへの設定
    処理を中止する機能と、前記制御手段によって異常表示
    制御が終了したときに低消費電力モードに設定する機能
    とを備えた、 ことを特徴とする電動モータ付き車両の制御装置。
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