JPH10174204A - 電動車両のバッテリ残量表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリ残容量を正確に判断できる電動車両
のバッテリ残量表示装置を提供する。 【解決手段】 バッテリ２１を電源とするモータにより
車輪を駆動するようにした電動車両のバッテリ残量表示
装置において、上記バッテリ２１の電圧を検出する電圧
検出手段３６と、上記バッテリ電流を検出する電流検出
手段３７と、該バッテリ電流の積算値を検出する放電電
流積算値検出手段と、上記バッテリの放電状態の少なく
とも一部領域において、上記バッテリ電圧検出値が上記
バッテリ電流に基づいて設定された電圧しきい値Ｖｆを
下回ったとき，あるいは上記放電電流積算検出値が放電
電流積算しきい値ａＡｈ，ｂＡｈを越えたときにバッテ
リ残容量が減少したと判断する残容量演算手段とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリを電源と
するモータにより車輪を駆動するようにした、あるいは
ペダル踏力に応じたモータ補助力を供給するようにした
電動車両のバッテリ残量表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、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。この電動補助自転車で
は、バッテリ容量の消費に伴って繰り返し充電する必要
があることから、運転者にバッテリ残容量を表示灯の点
灯，点滅等で知らせるようにしている。

【０００３】このような表示灯の点灯，点滅を行う際の
バッテリ残容量の判断方法として、従来、上記バッテリ
の電圧値を検出し、該電圧検出値が所定の電圧しきい値
を下回ったときにバッテリ残容量の表示を切り替え、所
定の段階に達したときに要充電状態になっている旨を表
示するのが一般的である。

【０００４】ところで、バッテリ電圧検出値Ｖは、Ｖ＝
Ｅ−ｉｒ（Ｅはバッテリ起電圧，ｒはバッテリ内部抵
抗）で表され、モータに流れる電流ｉが大きいほど低く
くなる。また、発進時，急加速時等の突発的な大電流が
流れる場合にもバッテリ電圧が大幅に低下する。従っ
て、バッテリ電圧検出値Ｖが所定の電圧しきい値を下回
った場合に直ちにバッテリ残容量が減少したと判断する
と、バッテリ残容量が比較的充分にあるにもかかわらず
要充電表示を行ってしまう場合が懸念される。そしてバ
ッテリが充分に放電されないままの充電を繰り返すと、
いわゆるメモリ効果により放電の際のバッテリ電圧が異
常に低くなるという問題が生じる。

【０００５】そこで本出願人は、電圧しきい値を、モー
タ回路に流れる電流値に応じて変化するように設定し、
電圧検出値がこの電圧しきい値を下回った場合に放電が
進行していると判断する方法を提案している（特願平７
−４４１５７号参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記電動補助
自転車の使用状態（坂道が多いか平坦路が多いか，気温
の高い地域で使用されたか、バッテリが古いか新しい
か、充放電回数が多いか少ないか等）の如何によって
は、上記バッテリ電流値に応じて設定された電圧しきい
値に基づいてバッテリの残容量を判断するだけでは不充
分な場合があることが判明した。例えば、充放電回数の
少ない新しいバッテリの場合、実際のバッテリ残容量の
減少量に比較して検出電圧値の低下割合が小さい傾向が
あり、上記電圧しきい値だけに基づいてバッテリ残容量
を判断すると正確なバッテリ残容量の把握ができないと
いう懸念がある。

【０００７】一方、充放電回数の多い古いバッテリの場
合は、新しいものに比べて検出電圧値がバッテリ残容量
の減少に応答性よく低下するので、上記バッテリ電流に
対応した電圧しきい値に基づいてバッテリ残容量を判断
するのが望ましい。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、バッテリ残容量を正確に判断できる電動車両
のバッテリ残量表示装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、バッ
テリを電源とするモータにより車輪を駆動するようにし
た電動車両のバッテリ残量表示装置において、上記バッ
テリの電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリ電流を
検出する電流検出手段と、該バッテリ電流の積算値を検
出する放電電流積算値検出手段と、上記バッテリの放電
状態の少なくとも一部領域において、上記バッテリ電圧
検出値が上記バッテリ電流に基づいて設定された電圧し
きい値を下回ったとき，あるいは上記放電電流積算検出
値が放電電流積算しきい値を越えたときにバッテリ残容
量が減少したと判断する残容量演算手段とを備えたこと
を特徴としている。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１において、上
記電圧しきい値は連続的に変化し、かつ上記バッテリ電
流値がゼロから第１境界値までの間は略一定であり、該
第１境界値から増加するに伴って減少し、上記バッテリ
電流値が取り得る最大値よりも小さい第２境界値以上の
ときには略一定であることを特徴としている。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、上記残容量演算手段は、バッテリの残容量を、要充
電域近傍に達するまでは上記電圧しきい値及び放電電流
積算しきい値の両方に基づいて判断し、上記要充電域以
降については上記電圧しきい値のみに基づいて判断する
ことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１ないし図１１は、請求項
１，２，７の発明の一実施形態による電動補助自転車の
バッテリ残量表示装置を説明するための図であり、図１
は電動補助自転車の側面図、図２はパワーユニットの側
面図、図３〜図５はそれぞれメインスイッチの平面図，
断面側面図，正面図、図６はパワーユニットのブロック
構成図、図７はバッテリ残量の表示仕様を示す図、図８
は電流値としきい電圧値との関係及び放電量，点灯状態
を示す特性図、図９は放電電流積算値を示す特性図、図
１０，図１１はバッテリ残量表示動作を説明するための
フローチャート図である。

【００１３】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。

【００１４】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２
ａに上記左, 右のチェーンステー６が固着されている。

【００１５】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。

【００１６】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コントローラ
２２とを備えている。

【００１７】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。

【００１８】上記バッテリ２１は、直方体状のケース内
に多数の単電池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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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、図３〜図５に示すように、メ
インチューブ４に固定されたスイッチボックス３２にキ
ーレススイッチレバー３３とバッテリ残量表示部３４と
を一体に組み付けて構成されている。このスイッチボッ
クス３２の側壁にはゴム製チューブ３５が接続されてお
り、該チューブ３５はこれの環状溝３５ａを上記メイン
チューブ４に形成された穴４ａ内に係合することにより
固定されている。またスイッチボックス３２内には回路
基板３６が配設されており、該回路基板３６に接続され
たリード線３７は上記チューブ３５からメインチューブ
４内を通ってコントローラ２２に接続されている。

【００２４】上記スイッチレバー３３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。ここでスイッチレバー３３を
オン位置に操作した後、例えば５分間経過してもペダル
踏力が入力されないときにはコントローラ２２は自己停
止するようになっており、これにより悪戯等によるバッ
テリ消耗を回避している。なおこの自己停止状態から再
起動させるには、上記スイッチレバー３３を一旦オフ位
置に回動し、再度オン操作する。

【００２５】上記回路基板３６にはＬＥＤ（発光ダイオ
ード）からなる３個の第１〜第３表示ランプ４０〜４２
が並列接続されている。該各表示ランプ４０〜４２は上
記バッテリ残量表示部３４に形成された窓３４ａから外
方に臨んでおり、この窓３４ａは透明板４３により覆わ
れている。

【００２６】上記コントローラ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スイッチ回路２２
ａを制御する。そしてこの電動モータ１７からの補助駆
動力は上記クランク軸１６からのペダル踏力と合力され
て後輪１３に伝達される。なお、上記補助力によるアシ
スト比は車速が１５Ｋｍ／ｈ以下では、乗員のペダル踏
力１に対して１未満に設定されており、車速が例えば１
５Ｋｍ／ｈを越えた時点からアシスト比が次第に小さく
なり、２４Ｋｍ／ｈに達した時点でゼロになるように設
定されている。

【００２７】また上記コントローラ２２は、上記バッテ
リ２１から上記モータ１７に流れる電流を検出する電流
センサ３７の検出値、及び上記バッテリ２１の両端電圧
を検出する電圧センサ３６の検出値が入力され、該検出
値に基づいてバッテリ残容量を演算し、該残容量に基づ
いて上記第１〜第３表示ランプ４０〜４２の点灯，点
滅，消灯を制御する。

【００２８】まず図７に基づいて、上記表示ランプ４０
〜４２の点灯制御の概略を説明する。なお、図７におい
て、●印は点灯状態，◎印は点滅状態，○印は消灯状態
を示す。

【００２９】上記メインスイッチ３１がオンされると、
約１．５秒間全表示ランプ４０〜４２を同時に点灯する
ことによりＬＥＤのチェックが行われ（表示レベル
１）、その間に制御回路の異常の有無が自己診断機能に
よりチェックされ、何らかの異常があった場合には全表
示ランプ４０〜４２を同時に点滅するダイアグ表示（表
示レベル９）が行われる。なお、ＬＥＤのチェックにお
いて、全ての表示ランプ４０〜４２を同時に点灯するの
に代えて、１個ずつ順に点灯又は点滅させるようにして
も良い。このようにすれば後述するバッテリ残容量が満
充電〜２／３の場合の表示と区別することができる。

【００３０】上記制御回路が正常の場合にはバッテリ残
容量に応じた点灯表示が行われる（表示レベル２〜８参
照）。この点灯表示では、バッテリ残容量が、満充電〜
２／３の時は第１〜第３表示ランプ４０〜４２の全てが
点灯し（表示レベル２）、２／３〜１／３の時は第１表
示ランプ４０が消灯するとともに第２，第３表示ランプ
４１，４２が点灯する（表示レベル４）。またバッテリ
残容量が１／３〜要充電レベルの時は第３表示ランプ４
２のみが点灯する（表示レベル６）。

【００３１】そして上記第３表示ランプ４２のみの点灯
状態からバッテリ残容量が要充電レベルを下回ると上記
第３表示ランプ４２が０．５秒間隔で点滅し（表示レベ
ル７）、これによりバッテリ２１が要充電状態になって
いることを報知する。さらにバッテリ残容量が減少して
限界値に達すると上記第３表示ランプ４２の点滅間隔が
０．２秒に速まるとともに、電動モータ１７への給電が
停止される（表示レベル８）。これにより過放電による
バッテリ劣化を防止している。

【００３２】そして本実施形態では、第１〜第３表示ラ
ンプ４０〜４２の３個点灯状態から２個点灯状態に切り
替わるときには、第２，第３表示ランプ４１，４２は点
灯を継続し第１表示ランプ４０が点滅する点滅状態が１
分間行われる（表示レベル３）。同様に第２，第３表示
ランプ４１，４２の２個点灯状態から１個点灯状態に切
り替わるときには、第３表示ランプ４３は点灯を継続し
第２表示ランプ４１が点滅する点滅状態が１分間継続す
る（表示レベル５）。

【００３３】上記表示レベルの切替えは、図８に示すよ
うに、上記バッテリ２１から流れるバッテリ電流値ｉに
基づいて設定された第１〜第５電圧しきい値Ｖｆａ，Ｖ
ｆｂ，Ｖｆ０，Ｖｆ１，Ｖｆ２と、放電電流積算しきい
値ａＡｈ，ｂＡｈに基づいて行われる。

【００３４】この場合、バッテリ残容量が要充電レベル
近傍に達するまでは上記電圧しきい値及び放電電流積算
しきい値の両方に基づいて判断され、上記要充電レベル
近傍に達すると上記電圧しきい値のみに基づいて判断さ
れるように構成されている。

【００３５】ここで上記第１〜第５電圧しきい値Ｖｆ
ａ，Ｖｆｂ，Ｖｆ０，Ｖｆ１，Ｖｆ２は、バッテリの機
種ごとに実験により求められたもので、電流値がゼロか
ら第１境界値Ｉ１までは一定であり、該第１境界値Ｉ１
から電流値が増加するに伴って減少し、第２境界値Ｉ２
以上では一定に設定されている。

【００３６】上記放電電流積算値は、電流検出値の時間
積分値であり、図９に示すように、例えば登坂路での走
行が多い場合には平坦路での走行が多い場合に比較して
短時間で上記放電電流積算しきい値に達する。

【００３７】上記点灯状態の切り替え動作を図１０，図
１１のフローチャートに沿って説明する。自転車の停止
状態でメインスイッチ３１がオンされると該オン時のバ
ッテリ電圧（オープン電圧）Ｖｏが読み込まれ（ステッ
プＳ１，Ｓ２）、該オープン電圧Ｖｏが予め設定された
オープン電圧しきい値Ｖｏｐ１〜Ｖｏｐ４（図８参照）
と比較され、検出オープン電圧Ｖｏが、しきい値Ｖｏｐ
１以上のときは第１〜第３表示ランプ４０〜４２が３個
とも点灯され（ステップＳ３，Ｓ４）、Ｖｏｐ１より小
でＶｏｐ２以上のときは第２，第３表示ランプ４１，４
２の２個が点灯され（ステップＳ５，Ｓ６）、Ｖｏｐ２
より小でＶｏｐ３以上のときは第３表示ランプ４２の１
個が点灯され（ステップＳ７，Ｓ８）、Ｖｏｐ３より小
でＶｏｐ４以上のときは第３表示ランプ４２の１個が遅
い間隔で点滅され（ステップＳ９，Ｓ１０）、Ｖｏｐ４
を下回っているときは第３表示ランプ４２の１個が早い
間隔で点滅されるとともに、アシスト動作が停止される
（ステップＳ１１，Ｓ１２）。

【００３８】そしてステップＳ４において上記表示ラン
プが３個点灯している状態で、バッテリ電圧Ｖ，バッテ
リ電流ｉ，及び放電電流積算値Ｑが読み込まれ（ステッ
プＳ１３）、バッテリ電圧検出値Ｖが第１電圧しきい値
Ｖｆａ≧の検出電流値ｉに対応した値と比較され、また
放電電流積算検出値Ｑが第１積算しきい値ａＡｈと比較
される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。この場合にＶ〉Ｖ
ｆａでかつＱ〈ａＡｈである期間は上記３個点灯状態が
継続される（ステップＳ４）。

【００３９】一方、バッテリ電圧検出値Ｖが第１電圧し
きい値Ｖｆａ以下か、もしくは放電電流積算検出値Ｑが
第１積算しきい値ａＡｈ以上のときは、第２，第３表示
ランプ４１，４２の２個が点灯を継続し、第１表示ラン
プ４０の１個が点滅する点滅状態が１分間継続された後
（ステップＳ１６，Ｓ１７）、ステップＳ６に移行して
第２，第３表示ランプ４１，４２の２個が点灯される。

【００４０】そしてステップＳ６において上記表示ラン
プが２個点灯している状態で、上記同様にバッテリ電圧
Ｖ，バッテリ電流ｉ，及び放電電流積算値Ｑが読み込ま
れ（ステップＳ１８）、バッテリ電圧検出値Ｖが第２電
圧しきい値Ｖｆｂの検出電流値ｉに対応した値と比較さ
れ、また放電電流積算検出値Ｑが第２積算しきい値ｂＡ
ｈと比較される（ステップＳ１９，Ｓ２０）。この場合
にＶ〉ＶｆｂでかつＱ〈ｂＡｈである期間は上記２個点
灯状態が継続される（ステップＳ６）。

【００４１】一方、バッテリ電圧検出値Ｖが第２電圧し
きい値Ｖｆｂ以下か、もしくは放電電流積算検出値Ｑが
第２積算しきい値ｂＡｈ以上のときは、第３表示ランプ
４２の１個が点灯を継続し、第２表示ランプ４１の１個
が点滅する点滅状態が１分間継続された後（ステップＳ
２１，Ｓ２２）、ステップＳ８に移行して第３表示ラン
プ４２の１個が点灯される。これにより運転者にバッテ
リ２１の充電時期が迫っていることを知らせる。

【００４２】上記第３表示ランプ４２のみの点灯状態以
降については、第３，第４電圧しきい値Ｖｆ０，Ｖｆ１
のみに基づいて点灯状態が制御される。即ち、ステップ
Ｓ２３においてバッテリ電圧Ｖ，バッテリ電流ｉが読み
込まれ、バッテリ電圧検出値Ｖが第３電圧しきい値Ｖｆ
０の検出電流値ｉに対応した値を上回っている期間は上
記１個点灯状態が継続され、ＶがＶｆ０以下となるとス
テップＳ１０に移行し、第３表示ランプ４２が遅い間隔
（例えば０．５秒）で点滅され、バッテリ電圧検出値Ｖ
が第３電圧しきい値Ｖｆ１の検出電流ｉに対応した値を
上回っている期間は上記遅い間隔での点滅状態が継続さ
れる（ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ１０）。これにより
運転者にバッテリ２１が要充電状態になっていることを
知らせる。

【００４３】そして上記バッテリ電圧検出値Ｖが第４電
圧しきい値Ｖｆ１の検出電流ｉに対応した値以下になる
とステップＳ１１に移行し、早い間隔（例えば０．２
秒）での点滅状態にされるとともにアシスト動作が停止
される。

【００４４】このように本実施形態では、第１〜第３表
示ランプ４０〜４２の３個全てを点灯する状態から、２
個点灯状態に切り替える際に第１表示ランプ４０を１分
間点滅させ、また第２，第３表示ランプ４１，４２の２
個点灯状態から１個点灯状態に切り替える際に第２表示
ランプ４１を１分間点滅させる点滅状態を介在させたの
で、バッテリ残容量の減少に伴う点灯数の切り替わり時
期を運転者に確実に知らせることができ、充電時期の見
過ごしや走行中のアシスト不能状態の発生を回避でき
る。

【００４５】また上記３個の表示ランプ４０〜４２を点
灯，点滅させることによりバッテリ残量を表示したの
で、少ない個数でバッテリ残容量を多段階に報知するこ
とができ、また表示部を小型化できるとともに、部品点
数の増大を回避してコストを低減できる。

【００４６】また、第３表示ランプ４２の点灯状態と、
バッテリ残量の減少に伴って第３表示ランプ４２を０．
５秒の遅い間隔で点滅する第１点滅状態と、これに続い
て０．２秒の早い間隔で点滅する第２点滅状態とを設け
たので、この点からも少ないランプで多段階の表示が可
能となり、バッテリ残量の最終段階をきめ細かに表示す
ることができ、アシスト走行の限界を知らせることがで
きる。

【００４７】また、１つのコントローラ２２によりアシ
スト制御，システム制御，表示制御の全てを行うように
したので、バッテリ残量とアシスト状態とが一体となっ
た表示が可能となり、制御ユニットの小型化，及び低価
格を図ることができる。

【００４８】また本実施形態では、バッテリ２１の放電
状態を電圧しきい値Ｖｆａ，Ｖｆｂ，Ｖｆ０，Ｖｆ１，
Ｖｆ２と放電電流積算しきい値ａＡｈ，ｂＡｈとの両方
に基づいて判断したので、バッテリ残容量をより正確に
表示できる。即ち、例えば充放電回数の多い比較的古い
バッテリの場合は、残容量の減少に伴ってバッテリ電圧
値が応答性よく低下するのでバッテリ電圧値のみに基づ
いて放電状態を判断しても問題が生じることはあまりな
い。しかし充放電回数の少ない比較的新しいバッテリの
場合は、残容量が少なくなってもバッテリ電圧値の落ち
込みが小さい傾向があり、電圧値のみに基づいて放電状
態を判断すると過剰放電となる場合あるが、放電電流積
算値を監視することによりこの過放電を防止できる。

【００４９】また上記電圧しきい値Ｖｆａ，Ｖｆｂ，Ｖ
ｆ０，Ｖｆ１，Ｖｆ２を電流値のゼロから第１境界値Ｉ
１までの間は一定としたので、放電開始時におけるバッ
テリ電圧検出値の急な落ち込みによる誤表示をを回避で
き、バッテリ残容量を有効に使用でき、バッテリ残容量
が多い状態での充電やアシトス停止処理を回避できる。
即ち、図８に示すように、例えば電圧しきい値Ｖｆａ
を、二点鎖線Ａで示すように設定した場合は、特に古い
バッテリの場合は放電開始時にはバッテリ電流値が少し
増加しただけでバッテリ電圧検出値が急落する傾向があ
り（曲線Ｖ参照）、そのためバッテリ残容量が充分ある
にもかかわらず残容量が減少したと判断され、充分に放
電されないまま充電されてメモリ効果により放電の際の
バッテリ電圧が異常低下したり、アシスト停止処理が行
われたりするおそれがある。

【００５０】また上記電圧しきい値を電流値が高い領域
での第２境界値Ｉ２以上のときには一定としたので、電
圧検出値がこの電圧しきい値を下回ったときにアシスト
制御を停止することにより、過放電によるバッテリ劣化
を防止でき、寿命の延長を図ることができる。

【００５１】さらにまた本実施形態では、メインスイッ
チ３１をキーレススイッチ方式としたので、キー式スイ
ッチ方式の場合のキーシリンダを不要にでき、メインス
イッチ３１全体を小型化できるとともに、部品コストを
低減できる。このようにキーシリンダ等を不要にできた
ので、上記メインスイッチ３１にバッテリ残量表示部４
４を一体にコンパクトに組み付けることが可能となる。
またメインスイッチ全体を小型化できたので、メインチ
ューブ４の最も目視し易い位置に取付けることができ、
バッテリ残量を走行中も容易に監視することができる。

【００５２】ここで、上記実施形態では、点灯個数の切
替え時に点滅状態を介在させることにより点灯個数の減
少を明確に運転者に報知するようにした場合を説明した
が、上記滅状態の用途はこれに限られるものではない。
例えば、図１２に示すように、３個の表示ランプの点灯
状態と点滅状態とを組み合わせることによりバッテリ残
容量をより一層多段階に表示することができる。

【００５３】図１２の例では、満充電から４／５までの
間は３個点灯し、４／５〜３／５までの間は１個点滅，
２個点灯し、３／５〜２／５までの間は２個点灯し、２
／５〜１／５までの間は１個点滅，１個点灯し、これ以
下では残容量減少に伴って１個点灯から遅い点滅，早い
点滅に順次切り替えるようにしている。このようにした
場合には、表示ランプを増やすことなくバッテリ残容量
をより一層細かく表示できる。

【００５４】また、上記実施形態では、バッテリ残量の
減少に伴って表示ランプの点灯数を減らすようにした
が、これとは逆にバッテリ残量の減少に伴って表示ラン
プの点灯個数を増加するように構成してもよい。そして
この場合にも、点灯数の切替え時に上記点滅状態を介在
させる。

【００５５】なお、上記実施形態では、点灯個数の切り
替え時に、点灯中の表示ランプの内１個のみを点滅させ
残りは点灯を継続するようにしたが、点灯中の表示ラン
プの全てを同時に点滅させてもよい。このようにした場
合には切り替えのタイミングをより確実に報知できる。
また上記実施形態では、３個の表示ランプによりバッテ
リ残量を表示したが、本発明は２個，４個，あるいは５
個以上の表示ランプを用いる場合にも勿論適用できる。

【００５６】

【発明の作用効果】以上のように請求項１の発明に係る
電動車両のバッテリ残量表示装置によれば、上記バッテ
リの放電状態の少なくとも一部領域において、バッテリ
電圧検出値が上記バッテリ電流に基づいて設定された電
圧しきい値を下回ったとき，あるいは放電電流積算値が
放電電流積算しきい値を上回ったときにバッテリ残容量
が減少したと判断するようにしたので、例えば比較的新
しいバッテリであってバッテリ電圧検出値がバッテリ残
容量の減少に応答性良く低下しない場合には、放電電流
積算値が所定の積算しきい値を越えることによりバッテ
リ残容量が減少したと判断され、バッテリ残容量を正確
に表示でき、バッテリが過剰放電するのを回避でき、バ
ッテリ寿命を確保できる効果がある。

【００５７】請求項２の発明では、上記電圧しきい値
を、バッテリ電流値の増加に伴って減少させる場合に、
上記バッテリ電流値がゼロから第１境界値までの間は該
電圧しきい値を略一定としたので、放電開始時にバッテ
リ電流値のわずかな増加によりバッテリ電圧検出値が急
に落ち込んだ場合でも、該電圧検出値が上記しきい電圧
値を下回りにくくなり、バッテリ残容量が実際以上に減
少した旨の表示を回避でき、放電が充分にされないまま
での充電や早期のアシスト停止等を回避できる効果があ
る。

【００５８】また上記電圧しきい値を、バッテリ電流値
が取り得る最大値よりも小さい第２境界値以上のときに
は略一定としたので、バッテリ電圧がこの電圧しきい値
を下回ったときにアシスト制御を停止する等の適切な処
理を行うことにより、過放電によるバッテリ寿命の低下
を回避できる効果がある。

【００５９】請求項３の発明によれば、要充電域近傍に
達するまでは上記電圧しきい値及び放電電流積算しきい
値の両方に基づいて判断し、上記要充電域以降について
は上記電圧しきい値のみに基づいて判断するようにした
ので、バッテリ残容量が充分にある場合の早期の充電や
アシスト停止を回避でき、また過放電によるバッテリ寿
命の低下を回避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による電動補助自転車の側
面図である。

【図２】上記電動補助自転車のパワーユニットの側面図
である。

【図３】上記電動補助自転車のメインスイッチの平面図
である。

【図４】上記メインスイッチの断面側面図である。

【図５】上記メインスイッチの正面図である。

【図６】上記パワーユニットのブロック構成図である。

【図７】上記パワーユニットのバッテリ残量表示仕様を
示す図である。

【図８】モータ電流値と電圧しきい値との関係，及び放
電電流積算しきい値を示す特性図である。

【図９】放電電流積算値を説明するための特性図であ
る。

【図１０】バッテリ残容量表示動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図１１】バッテリ残容量表示動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図１２】バッテリ残容量表示仕様の変形例を示す構成
図である。

【符号の説明】

１ 電動補助自転車 １３ 後輪 １７ 電動モータ ２１ バッテリ ２２ コントローラ（放電電流積算手
段，残容量演算手段） ３６ 電圧センサ（電圧検出手段） ３７ 電流センサ（電流検出手段） ａＡｈｒ，ｂＡｈｒ 放電電流積算しきい値 ｉ バッテリ電流 Ｉ１ 第１境界値 Ｉ２ 第２境界値 Ｖｒ 電圧しきい値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｙ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリを電源とするモータにより車輪
   を駆動するようにした電動車両のバッテリ残量表示装置
   において、上記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段
   と、バッテリ電流を検出する電流検出手段と、該バッテ
   リ電流の積算値を検出する放電電流積算値検出手段と、
   上記バッテリの放電状態の少なくとも一部領域におい
   て、上記バッテリ電圧検出値が上記バッテリ電流に基づ
   いて設定された電圧しきい値を下回ったとき，あるいは
   上記放電電流積算検出値が放電電流積算しきい値を越え
   たときにバッテリ残容量が減少したと判断する残容量演
   算手段とを備えたことを特徴とする電動車両のバッテリ
   残量表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記電圧しきい値は
   連続的に変化し、かつ上記バッテリ電流値がゼロから第
   １境界値までの間は略一定であり、該第１境界値から増
   加するに伴って減少し、上記バッテリ電流値が取り得る
   最大値よりも小さい第２境界値以上のときには略一定で
   あることを特徴とする電動車両のバッテリ残量表示装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、上記残容量演
   算手段は、バッテリの残容量を、要充電域近傍に達する
   までは上記電圧しきい値及び放電電流積算しきい値の両
   方に基づいて判断し、上記要充電域以降については上記
   電圧しきい値のみに基づいて判断することを特徴とする
   電動車両のバッテリ残量表示装置。