JP4114978B2 - 電動補助車両の残容量表示装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、バッテリからの電力により回転駆動する電動モータによる補助動力等を制御するとともに上記バッテリの残容量の表示制御を行うコントロールユニットを備えた電動補助車両の残容量表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ペダル踏力に応じた電流をバッテリから電動モータに供給し、該電動モータの駆動力と上記ペダル踏力との合力を車輪に伝達するようにした電動補助自転車が実用化されている。
【0003】
上記従来の電動補助自転車の補助動力供給装置は、バッテリと電動モータとの間に、該モータへの供給電流値をペダル踏力に基づいて演算制御するコントロールユニット(MCU)を備えており、また、バッテリ側にバッテリの温度を検出するセンサを設けて、上記バッテリ,モータ間を2本の電源ラインと1本のセンサラインとで接続して構成されている。
【0004】
この従来の補助動力供給装置では、上記バッテリの残容量は、該バッテリの電圧に基づいて本体側に配設されたコントロールユニット(MCU)で検出され、所定の表示装置に表示される。
【0005】
一方、最近では、バッテリの残容量情報,温度情報等を検出するコントロールユニット(BMC)を備えるバッテリが開発されており、バッテリ残容量の計測は上記本体側のMCUに基づくよりBMCの計測信号に基づいた方が正確である等の理由から、この種のバッテリを搭載した場合にはBMCで計測されたバッテリ残容量を表示装置に表示することが要請される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記要請に対応するために、上記本体側のMCUを、バッテリ側のBMCからの検出信号に基づくバッテリ残容量表示だけが可能となるように構成した場合には、ユーザーがバッテリ寿命時に市場で安価に提供されるBMCを備えない従来のバッテリに交換した場合にバッテリ残容量の表示ができなくなるという問題が発生する。
【0007】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、バッテリ側のコントローラの有無に関わらず、バッテリの残容量表示ができるようにした電動補助車両の残容量表示装置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】
本発明は、車体に着脱可能に装着されるバッテリと、該バッテリを電源とする電動モータによる補助動力を制御するとともに、上記車体側に設けられた表示手段に対して、上記バッテリの残容量の表示制御を行う車体側コントロールユニットとを備えた電動補助車両の残容量表示装置において、上記車体側コントロールユニットは、上記バッテリからモータへ電力を供給する電力ラインを介して上記バッテリの残容量を計測する車体側残容量計測手段と、該車体側残容量計測手段により計測された第1バッテリ残容量が入力される残容量表示制御手段とを備え、上記残容量表示制御手段は、さらに信号ラインが接続可能とされており、上記バッテリがバッテリ側残容量計測手段を有する場合には、上記第1バッテリ残容量に加えて、上記バッテリ側残容量計測手段により計測された第2バッテリ残容量も上記信号ラインを介して入力され、上記残容量表示制御手段は、上記第1バッテリ残容量と第2バッテリ残容量の両方が入力された場合には、該第2バッテリ残容量を優先して上記表示手段に表示させ、第1バッテリ残容量のみが入力された場合には、該第1バッテリ残容量を上記表示手段に表示させることを特徴としている。
【0009】
【発明の作用効果】
本発明に係る残容量表示装置によれば、バッテリに接続された電力ラインを介して本体側で計測された第1バッテリ残容量、又はバッテリ側残容量計測手段により計測された第2バッテリ残容量を、該第2バッテリ残容量を優先して表示するようにしたので、バッテリが充放電管理用コントロールユニットを備える場合はより正確な残容量を表示することができ、バッテリが上記コントロールユニットを備えない場合でも支障なくバッテリ残容量の表示を行うことができ、上記充放電管理用コントロールユニットを備えたバッテリあるい備えていないバッテリの何れでも選択でき、バッテリ選択の幅を拡大できる効果がある。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1ないし図5は本発明の一実施形態による電動補助自転車の残容量表示装置を説明するための図であり、図1は上記電動補助自転車の側面図、図2は上記自転車のパワーユニットの側面図、図3,4は上記残容量表示装置のブロック構成図、図5は該残容量表示装置をより具体的に示すブロック構成図である。
【0011】
図1,図2において、1は電動補助自転車であり、これの車体フレーム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とを備えている。
【0012】
上記ダウンチューブ4とシートチューブ5との結合部には取付けブラケット2aが溶接されており、該取付けブラケット2aは左, 右側壁と天壁とからなる大略コ字状のものである。この取付けブラケット2aに上記左, 右のチェーンステー6が固着されている。
【0013】
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にはシートポスト11が高さ調整可能に挿入されており、該シートポスト11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が軸支されており、該後輪13は上記シートステー7に取り付けられたキー式ホイールロック14により施錠されるようになっている。なお、このホイールロック4は施錠した状態でのみキーを抜き取ることができるようになっている。
【0014】
上記車体フレーム2には補助駆動装置15が配設されている。この補助駆動装置15は、クランク軸16に入力されたペダル踏力と電動モータ17からの補助力との合力を出力するパワーユニット20と、上記電動モータ17に電源を供給するバッテリ21と、該電動モータ17からの補助力を可変制御するメインコントローラ(本体側コントロールユニット,MCU)22とを備えている。
【0015】
上記パワーユニット20及びコントローラ22は上記取付けブラケット2a内に配置されており、上カバー23,左,右カバー23a,下カバー24により覆われている。上記パワーユニット20は取付けブラケット2aにボルト25a,25aを介して懸架支持されており、上記コントローラ22はパワーユニット20の後面に取り付けられている。
【0016】
上記バッテリ21は、直方体状のケース内に多数の単電池21aを収納した構成のもので、上記シートチューブ5の後面に沿って、かつ該シートチューブ5,左右のシートステー7,及びリヤフェンダ13aで囲まれた空間に配置されている。上記バッテリ21の上壁には把手21aが形成されており、該把手21aにより上方向に出し入れ可能となっている。なお、バッテリ21を出し入れする場合には上記サドル12を前側に倒すことになる。また上記バッテリ21には充電プラグ(不図示)が配設されており、該バッテリ21を車体に装着した状態,取り外した状態の何れでも充電できるようになっている。
【0017】
上記取付けブラケット2aの上壁には上記バッテリ21を支持する支持ボックス25がボルト締め固定されている。この支持ボックス25内には上記バッテリ21を挿入すると自動的に電源側に電気的に接続されるモータ側端子が配設されている。
【0018】
また上記支持ボックス25にはキー式ロック機構21bが配設されている。このロック機構21bのキー挿入部21cは上カバー23に設けられた開口から外方に露出している。予めこのロック機構21bを施錠位置にセットしておけば、バッテリ21を装着すると同時にキー側の係止凸部21dがバッテリ側の係止凹部21eに係止して自動的にロックされ、キー操作により上記係止凸部21dが後退して解錠されるようになっている。そしてこのキーは、上記施錠位置にある場合のみ抜き取り可能の構造になっている。またこのキーは上記ホイールロック14のキーが共用されており、該ホイールロック14が施錠された場合のみキーを抜き取れる構造になっている。従って後輪13がロック状態にあるときのみロック機構21bを解錠でき、バッテリ21の取り外しが可能となっている。その結果、バッテリ21を取り外して充電している場合は上記ホイールロック14が施錠されていることとなり、バッテリ充電中に自転車が盗まれるのを防止できる。
【0019】
上記パワーユニット20は、ユニットケース27内に不図示の人力系遊星歯車機構,電動系遊星ローラ機構及びそれらの合力機構を収納するとともに、該ケース27の上壁に踏力センサ28,車速センサ29を配設した構成を有し、このユニットケース27の前壁に上記電動モータ17が締結されている。
【0020】
上記ユニットケース27には上記クランク軸16が車幅方向に挿通されており、該クランク軸16の両端突出部にはクランクアーム16aを介してペダル16bが取り付けられている。このペダル16bに加えられた踏力は遊星歯車機構により増速され、スプロケット(不図示),チェーン30を介して上記後輪13に伝達される。
【0021】
上記メインチューブ4のヘッドパイプ3との接続部にはメインスイッチ31が配設されている。このメインスイッチ31は、バッテリの残量を表示するバッテリ残量表示部(表示手段)34と一体に組み付けて構成されており、このスイッチ31は、上記コントローラ22を起動するオン位置と、停止するオフ位置との間で回動可能となっている。
【0022】
上記コントローラ(MCU)22は、踏力センサ28からのペダル踏力検出値,車速センサ29からの車速検出値が入力され、内蔵する補助動力マップに基づいて補助力を演算し、該補助力に応じた電流がバッテリ21から電動モータ17に供給されるようにモータドライバ66を制御する。
【0023】
一方、上記バッテリ21には、図3,図5に示すように、該バッテリ21の充放電管理を行うとともに、バッテリ残容量を計測する容量計測手段として機能するバッテリ側コントロールユニット(BMC)40が設けられており、上記バッテリ21と上記コントローラ(MCU)22とは、2本のバッテリライン41と1本の信号ライン42とで接続されている。なお、64は、上記バッテリライン41側に設けられたヒューズである。
【0024】
上記バッテリ側コントロールユニット(BMC)40には、図5に示すように、充電器60が外部電源に接続されていることを示す充電器接続信号aと、電流計(CT)62により検出されたバッテリ電流値bと、サーミスタ63により検出されたバッテリ温度cと、バッテリ電圧値dが入力され、該バッテリ側コントロールユニット40は、バッテリ残容量を計測する残容量計測手段として機能する。
【0025】
上記コントローラ22は、図3〜図5に示すように、上記バッテリ21の残容量を上記電力ライン41を介して計測する残容量計測手段50として機能する。該残容量計測手段50は、電流計65により計測された電流値eと、バッテリ電圧値fとに基づいてバッテリ残容量を計測し、第1残容量gを出力する。
【0026】
また、上記コントローラ22は、上記計測手段50にて計測された第1残容量gや、上記バッテリ側コントロールユニット40にて計測され、上記信号ライン42を介して入力された第2残容量hをバッテリ残量表示装置34に表示させる残容量表示制御手段51としても機能する。
【0027】
ここで上記残容量表示制御手段51は、上記バッテリ側コントロールユニット40から入力された第2残容量hを上記残容量計測手段50から入力された第1残容量gより優先するよう構成されている。従って図3,5に示すように上記コントロールユニット40を備えるバッテリ21を用いた場合、上記信号ライン42を介して入力された第2残容量hがバッテリ残量表示装置34に表示される。
【0028】
一方、上記残容量表示制御手段51は、図4に示すように上記コントロールユニット40を備えないバッテリ21′を用いた時は、上記本体側の残容量計測手段50から入力された第1残容量gをバッテリ残量表示装置34に表示させるようになっている。
【0029】
このように、本実施形態の残容量表示装置では、上記本体側の残容量計測手段50で計測された第1残容量g,バッテリ側コントロールユニット40で計測された第2残容量hの両方が入力された場合には、上記表示制御手段51によりバッテリ側コントロールユニット40からの計測値を優先してバッテリ残量表示装置34に表示させ、また上記残容量計測手段50で計測された第1残容量gのみが入力された場合にはこの計測値gを表示させるようにしたので、バッテリがコントロールユニット40を備える場合はより正確なコントロールユニット40からの残容量データを表示することができ、バッテリがコントロールユニット40を備えない場合でも支障なくバッテリ残容量の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による残容量表示装置が適用された電動補助車両の側面図である。
【図2】上記車両のパワーユニットの側面図である。
【図3】上記残容量表示装置の構成を示す模式図である。
【図4】上記残容量表示装置の構成を示す模式図である。
【図5】上記残容量表示装置の構成をより具体的に示す模式図である。
【符号の説明】
21 バッテリ
22 コントロールユニット
34 バッテリ残量表示装置(表示手段)
40 バッテリ側コントロールユニット(バッテリ側残容量計測手段)
41 電力ライン
50 本体側残容量計測手段
51 残容量表示制御手段

Claims (1)

  1. 車体に着脱可能に装着されるバッテリと、該バッテリを電源とする電動モータによる補助動力を制御するとともに、上記車体側に設けられた表示手段に対して、上記バッテリの残容量の表示制御を行う車体側コントロールユニットとを備えた電動補助車両の残容量表示装置において、上記車体側コントロールユニットは、上記バッテリからモータへ電力を供給する電力ラインを介して上記バッテリの残容量を計測する車体側残容量計測手段と、該車体側残容量計測手段により計測された第1バッテリ残容量が入力される残容量表示制御手段とを備え、上記残容量表示制御手段は、さらに信号ラインが接続可能とされており、上記バッテリがバッテリ側残容量計測手段を有する場合には、上記第1バッテリ残容量に加えて、上記バッテリ側残容量計測手段により計測された第2バッテリ残容量も上記信号ラインを介して入力され、上記残容量表示制御手段は、上記第1バッテリ残容量と第2バッテリ残容量の両方が入力された場合には、該第2バッテリ残容量を優先して上記表示手段に表示させ、第1バッテリ残容量のみが入力された場合には、該第1バッテリ残容量を上記表示手段に表示させることを特徴とする電動補助車両の残容量表示装置。
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