JPH10162866A - バッテリー判別システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メーカーや仕様あるいは特性の異なるバッテ
リーの種類を判別し、バッテリー性能に応じて制御方法
を変えることができるバッテリー判別システムを提供す
る。 【解決手段】 本体側に対し着脱可能なバッテリー２９
の種類を判別するシステムであって、予めバッテリー２
９にそのバッテリーの種類に対応した所定電位の判別端
子３２を設け、本体側にこのバッテリーの判別端子の電
位検出手段１０を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動車両等の動力
源として搭載されるバッテリーの種類を判別するための
バッテリー判別システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動補助自転車等の電動車両は、モータ
駆動用のニッケルカドミウム蓄電池等の二次電池からな
るバッテリーを車両本体に対し着脱可能なバッテリーボ
ックス内に収容して備えている。このバッテリーボック
スを車両本体のバッテリー収納部に挿入することによ
り、車両本体内の電源回路および制御回路等を含むコン
トローラの端子にバッテリー端子が自動的に接続され、
メインスイッチをオンにすることにより電源が供給され
走行可能状態となる。

【０００３】このような充電式のバッテリーを電源とし
て、コントローラ内に予め備えた制御プログラムに従っ
て、各種検出データに対応する制御出力を算出するため
のマップを用いて、モータの駆動制御およびバッテリー
の残量判別やその表示等の運転制御を行なっている。こ
のような運転制御を行なう場合、バッテリー容量や放電
特性その他バッテリー性能の違いにより、制御状態の判
断基準や出力レベル等を変えてバッテリーの種類に応じ
て最適な制御を行なうことが望ましい。

【０００４】例えば、バッテリー残量を検出確認して表
示する場合、そのバッテリーのメーカーや仕様等のバッ
テリーの種類の相違により放電特性や性能が異なり、検
出した電圧が同じであっても、残りの容量が異なる場合
がある。従って、バッテリーの種類に応じてマップを変
えて検出電圧に対する容量の判断基準を変えることが望
ましい。同様に、バッテリーの種類により、充放電を終
了させる終止電圧や負荷に応じてモータに印加すること
ができる最大電流が異なるため、バッテリーの種類ごと
にそのバッテリーに最適のマップを用いて制御方法を変
えることが望ましい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電動車両においては、バッテリーの種類にかかわらず、
一定のデータ算出用マップを用いて一定の制御方法で運
転制御を行なっていたため、例えば特性の優れた高性能
なバッテリーを用いても、通常のバッテリーと同様に制
御され、容量が充分残っていても残量不足と判断されて
交換したり、モータの負荷に応じた電流を供給可能であ
るにもかかわらず出力されない等、高性能な特性が充分
発揮できない場合があった。

【０００６】また、バッテリーを車両本体に装着するバ
ッテリーボックスは一定形状で外観や取付け構造が同一
であるため、内部に収容したバッテリーの種類が異なっ
ていてもこれを判別することができず、すべて同じバッ
テリーとして扱い同じ制御方法を適用していた。

【０００７】本発明は上記の点を考慮してなされたもの
であって、メーカーや仕様あるいは特性の異なるバッテ
リーの種類を判別し、バッテリー性能に応じて制御方法
を変えることができるバッテリー判別システムの提供を
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、本体側に対し着脱可能なバッテリーの
種類を判別するシステムであって、予めバッテリーにそ
のバッテリーの種類に対応した所定電位の判別端子を設
け、本体側にこのバッテリーの判別端子の電位検出手段
を備えたことを特徴とするバッテリー判別システムを提
供する。

【０００９】この構成によれば、バッテリーに予め設け
られた判別端子の電位を接地電位からの電位差である電
圧として検出することにより、このバッテリーの種類を
判別することができ、これに基づいてそのバッテリーの
特性に合った最適な制御方法を適用することができ、バ
ッテリー性能を充分発揮させることが可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記判別端子は、バッテリーの種類に対応して、バッテ
リーの正極又は負極若しくは該バッテリーに並列に設け
た中間電位形成手段から引き出したことを特徴としてい
る。

【００１１】好ましい実施の形態においては、前記中間
電位形成手段は、分割抵抗からなることを特徴としてい
る。

【００１２】別の好ましい実施の形態においては、前記
中間電位形成手段は、ツェナーダイオードからなること
を特徴としている。

【００１３】さらに好ましい実施の形態においては、前
記バッテリーは、電動補助自転車の車両本体に対し着脱
可能なバッテリーボックス内に収容されたバッテリーで
あることを特徴としている。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明が適用される電動補助自転車
の側面図である。この電動補助自転車１は、ハンドル２
のステアリング軸３を保持するヘッドパイプ４と、この
ヘッドパイプ４に対し後方下向きに接合するメインパイ
プ（図示しない）を備え、このメインパイプはフレーム
カバー５で覆われている。車両中央部のメインパイプの
後端部には合力ユニット６が備る。この合力ユニット６
は、ペダル７からの踏力とモータ８の補助動力を融合し
てチェーン１３を介して後輪１４を駆動するものであ
る。サドル１１の下側にはバッテリー収納空間９が形成
され、ここに着脱可能なバッテリーボックス２８が収納
される。このバッテリーボックス２８は、サドル１１を
矢印Ａのように引上げて着脱操作される。このバッテリ
ーボックス２８をバッテリー収納空間９内に挿入するこ
とにより、バッテリーボックス２８の底部の端子が車体
側の端子に自動的に接続され、バッテリーボックス２８
内に収容されたバッテリー（図示しない）が、後述のよ
うに、車両の駆動制御プログラムを内蔵したコントロー
ラ１０に接続される。このコントローラ１０は、この例
では、合力ユニット６の後面に取付けられる。コントロ
ーラ１０は、後述のように、予め備えたマップをバッテ
リーの種類に応じて選択的に用いて、ペダルクランク軸
周辺に設けた車速センサーおよび踏力センサー（いずれ
も図示しない）の検出信号に基づき、モータ８を駆動制
御する。

【００１５】ヘッドパイプ４とメインパイプとの接合部
のメインパイプ上には、走行中に運転者から見やすい位
置に、スイッチボックス１７が備る。このスイッチボッ
クスは、モータ８の駆動制御回路をオンオフするメイン
スイッチ（図示しない）を含み、さらに、バッテリー残
量表示用の複数（例えば３個）のＬＥＤを備えている。
このスイッチボックスは、コントローラ１０に接続され
る。コントローラ１０は、後述のように、予め備えたマ
ップをバッテリーの種類に応じて選択的に用いて、メイ
ンスイッチの操作およびコントローラ内の電圧検出回路
等に基づいてバッテリー残量を算出し、これをＬＥＤに
より表示する。

【００１６】図２は、図１の電動補助自転車に適用され
る本発明のバッテリー判別システムのブロック図であ
る。スイッチボックス１７内にメインスイッチ２２が装
着され、３個のバッテリー残量表示用ＬＥＤ２３が備
る。このスイッチボックス１７は、ＬＥＤに接続する３
本のラインと、例えば（＋）側をＬＥＤと共通にした２
本のメインスイッチ用ラインの合計５本のラインを介し
てコントローラ１０に接続される。コントローラ１０に
はさらに、モータ８、車速センサー２５、踏力センサー
２６およびバッテリーボックス２８内に収容されたバッ
テリー２９が接続される。

【００１７】バッテリーボックス２８には、バッテリー
２９に接続する正極端子３０および負極端子３１ととも
にバッテリーの種類を判別するための判別端子３２が備
る。この判別端子３２は、バッテリー２９のメーカーや
仕様および放電特性、終止電圧、最大電流等のバッテリ
ー性能に応じたバッテリーの種類に対応して、所定の電
位を有するように、バッテリー自体を構成する回路から
取り出される。すなわち、バッテリーボックス内に収容
するバッテリーの種類に応じて、予め所定電位の判別端
子３２が設けられる。したがって、この判別端子３２の
電位を検出することにより、このバッテリーボックス内
のバッテリーの種類が判別でき、これに応じて、後述の
ように、車両の運転制御方法を変えることができる。こ
の例では、判別端子３２はバッテリー２９の負極側から
取り出されている。したがって、このバッテリー２９の
判別端子３２の電位レベルはゼロ（接地レベル）であ
り、後述のように、この判別端子の測定電圧ＶはＶ＝０
となる。

【００１８】これらの端子３０、３１、３２は、バッテ
リボックス２８を車体側に装着することにより、自動的
にコントローラ１０に接続される。コントローラ１０
は、この判別端子３２の電位を、例えば判別端子と接地
電位との間の電位差による電圧を測定することにより検
出する。この例では、判別端子３２は負極から取り出さ
れているため、電圧はゼロである。この電圧値により、
バッテリーの種類が判別される。

【００１９】図３は、バッテリーの種類に応じて判別端
子３２の電位を変えた場合の回路構成を示す。（Ａ）
は、判別端子３２を正極から取り出した回路であり、そ
の電位は正極と同じ例えば２４Ｖである。

【００２０】（Ｂ）は、バッテリー２９と並列に、分割
抵抗Ｒ１およびＲ２からなる中間電圧形成用の分圧回路
３３を設け、この分圧回路３３を介して判別端子３２を
取り出した回路構成である。この構成では、バッテリー
の種類に応じて、分割抵抗Ｒ１、Ｒ２の値に応じた中間
電位、例えば８Ｖの電位の判別端子３２が形成される。

【００２１】（Ｃ）は、中間電位形成回路の別の例を示
す。この例は、バッテリー２９と並列に抵抗Ｒ３および
ツェナーダイオード３４を設けた構成であり、ツェナー
ダイオード３４の電圧特性に応じた一定電圧の判別端子
３２が形成される。前記（Ｂ）図の中間電圧は、バッテ
リー自体の内部抵抗により、バッテリー容量の低下に伴
って判別端子３２の電位も変化するが、ツエナーダイオ
ードを用いたこの（Ｃ）図の構成によれば、判別端子３
２からは常に一定の電圧が検出され、バッテリーの判別
精度が高まるとともに、検出した電圧の判別マージン
（範囲）を小さくすることができるため、多くの種類の
バッテリーを正確に判別することができる。

【００２２】図４は、本発明に係るバッテリー判別シス
テムのフローチャートである。この例は４種類のバッテ
リーを判別するシステムであり、第１〜第４の４種類の
バッテリーの各判別端子の電位レベルはそれぞれ、例え
ば０Ｖ、３Ｖ、８Ｖ、１２Ｖに設定されているものとす
る。

【００２３】まず、バッテリーボックスが車体側に装着
される（ステップＳ１）。これにより、バッテリーがコ
ントローラに接続される。続いてメインスイッチがオン
にされコントローラ内の各回路に電源が供給され制御動
作が開始される（ステップＳ２）。ここでコントローラ
は、前述のように、判別端子３２（図２、図３）と接地
レベルとの間の電位差による電圧Ｖを測定する（ステッ
プＳ３）。この判別端子の測定電圧Ｖに基づいて、以下
のように第１〜第４のバッテリーの種類が判別され、そ
の種類に応じて処理が行なわれる。

【００２４】まず最初の判別ステップＳ４で、このバッ
テリーが判別端子を０Ｖに設定した第１の種類のバッテ
リーかどうかが判別される。この判別は、測定電圧の誤
差やマージンを見込んでＶ≦１かどうかにより判別され
る。この電圧Ｖが、例えば図２の構成のようにＶ＝０で
あれば、この第１の種類のバッテリーに応じた処理を行
なう（ステップＳ５）。この処理とは、例えば、バッテ
リーの種類に対応して予め備えた複数のアシスト制御マ
ップおよび電池容量マップから、この第１の種類のバッ
テリーに応じて予め定めた最適なアシスト制御マップＡ
１および電池容量マップＢ１を選択することである。こ
のアシスト制御マップＡ１を選択することにより、どの
程度の踏力まで補助動力が１：１となるようにモータに
駆動電流を出力できるか、すなわち、このバッテリーに
適合した最大電流の設定値が定められる。

【００２５】また、電池容量マップＢ１を選択すること
により、バッテリー残量を確認して表示する場合に、検
出した電圧からこのバッテリーに対応したデータベース
に基づくマップを用いて容量を判断するため、的確な残
量表示や容量不足の警報表示ができる。このように、ス
テップＳ５でこのバッテリーに最適なマップを選択し、
これに基づいて通常の運転制御が行なわれる（ステップ
Ｓ１１）。

【００２６】一方、別の種類のバッテリーを収容したバ
ッテリーボックスが装着された場合には、ステップＳ４
からステップＳ６の判別ステップに移り、ここで判別端
子の電圧Ｖが１＜Ｖ≦５かどうかにより、判別端子を３
Ｖに設定した第２の種類のバッテリーかどうかが判別さ
れる。ここで第２の種類のバッテリーと判別されれば、
ステップＳ７に進み、前記第１の種類のバッテリーの場
合と同様に、この第２のバッテリーに最適なアシスト制
御マップＡ２および電池容量マップＢ２を選択し、これ
に基づいて通常の運転制御が行なわれる（ステップＳ１
１）。

【００２７】前記ステップＳ６で第２の種類のバッテリ
ーではないと判別された場合には、ステップＳ８に移
り、ここで判別端子の電圧が５＜Ｖ≦１０かどうかによ
り、設定電圧Ｖ＝８Ｖの第３の種類のバッテリーか或い
はＶ＝１２Ｖの第４の種類のバッテリーかが判別され
る。第３の種類のバッテリーであればステップＳ９でこ
のバッテリーに最適なアシスト制御マップＡ３および電
池容量マップＢ３が選択され、また第４の種類のバッテ
リーであればステップＳ１０でアシスト制御マップＡ４
および電池容量マップＢ４が選択され、それぞれに基づ
いて通常の運転制御が行なわれる（ステップＳ１１）。

【００２８】なお、上記実施例では４種類のバッテリー
を判別したが、判別端子の設定電圧をさらに細かく分割
すればさらに多くの種類のバッテリーを判別することが
できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、バッ
テリーに予め設けられた判別端子の電位を接地電位から
の電位差である電圧として検出することにより、このバ
ッテリーの種類を判別することができ、これに基づいて
そのバッテリーの特性に合った最適な制御方法を適用す
ることができ、バッテリー性能を充分発揮させることが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される電動補助自転車の側面
図。

【図２】 本発明に係るバッテリー判別システムのブロ
ック回路図。

【図３】 バッテリー判別端子の構成例を説明するため
の回路図。

【図４】 本発明に係るバッテリー判別システムのフロ
ーチャート。

【符号の説明】

８：モータ、１０：コントローラ、２８：バッテリーボ
ックス、２９：バッテリー、３０：正極端子、３１：負
極端子、３２：判別端子。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体側に対し着脱可能なバッテリーの種類
   を判別するシステムであって、予めバッテリーにそのバ
   ッテリーの種類に対応した所定電位の判別端子を設け、
   本体側にこのバッテリーの判別端子の電位検出手段を備
   えたことを特徴とするバッテリー判別システム。
2. 【請求項２】前記判別端子は、バッテリーの種類に対応
   して、バッテリーの正極又は負極若しくは該バッテリー
   に並列に設けた中間電位形成手段から引き出したことを
   特徴とする請求項１に記載のバッテリー判別システム。
3. 【請求項３】前記中間電位形成手段は、分割抵抗からな
   ることを特徴とする請求項２に記載のバッテリー判別シ
   ステム。
4. 【請求項４】前記中間電位形成手段は、ツェナーダイオ
   ードからなることを特徴とする請求項２に記載のバッテ
   リー判別システム。
5. 【請求項５】前記バッテリーは、電動補助自転車の車両
   本体に対し着脱可能なバッテリーボックス内に収容され
   たバッテリーであることを特徴とする請求項１から４の
   いずれかに記載のバッテリー判別システム。