JPH1189011A - 電動補助車両の補助動力供給装置 - Google Patents

電動補助車両の補助動力供給装置

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JPH1189011A
JPH1189011A JP9240989A JP24098997A JPH1189011A JP H1189011 A JPH1189011 A JP H1189011A JP 9240989 A JP9240989 A JP 9240989A JP 24098997 A JP24098997 A JP 24098997A JP H1189011 A JPH1189011 A JP H1189011A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリ側，本体側のコントロールユニット
間の信号伝達を１本のラインで行うことができ、バッテ
リ側コントロールユニットを備えたバッテリを採用した
場合のコスト増加を防止できる電動補助車両の補助動力
供給装置を提供する。 【解決手段】 バッテリ２１と、該バッテリ２１からの
電力により回転駆動する電動モータ１７と、該電動モー
タ１７による補助動力等を制御する本体側コントロール
ユニット２２とを備えた電動補助自転車の補助動力供給
装置において、上記バッテリ２１側に該バッテリ２１の
充放電管理等を行うバッテリ側コントロールユニット４
０を設け、該バッテリ側及び本体側コントロールユニッ
ト４０，２２は、該両コントロールユニット間で単数の
通信ライン４２を介してタイムシェアリング方式で信号
を相互に送受信するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリと、該バッテ
リからの電力により回転駆動する電動モータと、該電動
モータによる補助動力等を制御する本体側コントロール
ユニットとを備えた電動補助車両の補助動力供給装置に
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モータ
コントロールユニット（ＭＣＵ以下本体側コントロール
ユニットと記す）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】一方、最近では、バッテリの残量情報，温
度情報等を上記ＭＣＵへ出力するバッテリマネージメン
トコントローラ（ＢＭＣ以下バッテリ側コントロールユ
ニットと記す）をバッテリ側に設けることが考えられて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の本体側コン
トロールユニットを備えた電動補助自転車において、上
記バッテリ側コントロールユニットを備えたバッテリを
搭載するには、本体側コントロールユニットとバッテリ
側コントロールユニットとの間で信号の送受信を行う必
要がある。このために、上記本体側，バッテリ側のコン
トロールユニット同士を送信ライン，受信ラインで接続
した場合は、端子数やワイヤハーネスの増加の分だけコ
ストアップとなる。
【０００６】ここで上記従来の電動補助自転車の場合、
バッテリ，モータ間には３本の配線が既になされてお
り、端子，ケーブルを増設して、コストを増加させるこ
となく、上記従来の電動補助自転車に上記ＢＭＣを備え
たバッテリを用いるためには、電源ラインを除く残り１
本のラインのみで上記バッテリ側，本体側のコントロー
ルユニット間の信号伝達を行えば良いと考えるられる。
【０００７】本発明は、上記要請に鑑みてなされたもの
で、バッテリ側，本体側のコントロールユニット間の信
号伝達を１本のラインで行うことができ、コストの増加
を防止できる電動補助車両の補助動力供給装置を提供す
ることを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、バッ
テリと、該バッテリからの電力により回転駆動する電動
モータと、該電動モータによる補助動力等を制御する本
体側コントロールユニットとを備えた電動補助車両の補
助動力供給装置において、上記バッテリ側に該バッテリ
の充放電管理等を行うバッテリ側コントロールユニット
を設け、該バッテリ側及び本体側コントロールユニット
は、該両コントロールユニットの間で単数の通信ライン
を介してタイムシェアリング方式で信号を相互に送受信
するよう構成されていることを特徴としている。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、上
記本体側コントロールユニットは、所定タイミングでデ
ータ要請信号を送信し、上記バッテリ側コントロールユ
ニットは、上記データ要請信号を受信するとバッテリ残
容量等を示すデータ信号を複数回送信し、上記本体側コ
ントロールユニットは、複数のデータ信号が一致したと
きは該データ信号を採用し、所定タイミングで再度デー
タ要請信号を送信することを特徴としている。
【００１０】
【発明の作用効果】請求項１の発明に係る電動補助車両
の補助動力供給装置によれば、バッテリ側の充放電管理
等を行うバッテリ側コントロールユニットと、電動モー
タによる補助動力等を制御する本体側コントロールユニ
ットとの間で単数の通信ラインを介してタイムシェアリ
ング方式で信号を相互に送受信するよう構成したので、
従来からの電動補助車両の構成を変更することなく、バ
ッテリ側コントロールユニットを備えたバッテリを使用
することができ、端子，ケーブルの増設を不要にでき、
コストの増加を防止することができる。
【００１１】請求項２の発明によれば、本体側コントロ
ールユニットからのデータ要請信号を受信するとバッテ
リ側コントロールユニットからバッテリ残容量等を示す
データ信号を複数回送信し、上記本体側コントロールユ
ニットは、複数のデータ信号が一致したときは該データ
信号を採用し、所定タイミングで再度データ要請信号を
送信するようにしたので、本体側，バッテリ側コントロ
ールユニット間での１本の通信ラインによる送受信を実
現できる。
【００１２】
【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補助動力供給装置を説明
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はパワーユニットの側面図、図３は上記車両の
補助動力供給装置のブロック構成図、図４，５は上記補
助動力供給装置の動作を説明するための模式図，タイミ
ングチャート図である。
【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本体側コント
ロールユニット（ＭＣＵ）２２とを備えている。
【００１７】上記パワーユニット２０及び本体側コント
ロールユニット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２
０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、上記本体側コントロールユニ
ット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、バッテリ残量表示部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。
【００２４】上記本体側コントロールユニット２２は、
踏力センサ２８からのペダル踏力検出値，車速センサ２
９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制
御する。
【００２５】一方、図３に示すように、上記バッテリ２
１には、該バッテリ２１の充放電管理等を行うバッテリ
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と上記本体側コントロールユニッ
ト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。
【００２６】次に、上記本体側コントロールユニット
（ＭＣＵ）２２とバッテリ側コントロールユニット（Ｂ
ＭＣ）４０との間の信号の伝達方法を図４，５に基づい
て説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は上記ＭＣＵ２２のメ
インスイッチ３１がオンされた後の、図５（ｄ）〜
（ｆ）は該スイッチ３１が途中でオフされた時の動作を
示している。
【００２７】上記ＭＣＵ２２とＢＭＣ４０との間の信号
の伝達は、いわゆるタイムシェアリング方式で行なわれ
る。具体的には、まず、上記メインスイッチ３１がオン
されると（図５（ａ））、上記ＭＣＵ２２からＢＭＣ４
０に、バッテリ情報データ信号の出力を指示する起動信
号（データ要請信号）が出力される（図４，図５
（ｂ））。このデータ要請信号が上記ＢＭＣ４０にて受
信されると（図４）、該ＢＭＣ４０からＭＣＵ２２
に、その時点でのバッテリ情報を示す例えば８ビットの
信号データが２０ｍｓの時間間隔で３回出力される（図
４，図５（ｃ））。
【００２８】なお、上記８ビットの信号データは、例え
ばバッテリの残容量を示す３ビットデータと、バッテリ
の温度等の異常の有無を示す２ビットデータと、放電許
容電流値の上限値を示す３ビットのデータとで構成され
ている。
【００２９】上記出力されたバッテリ情報データが上記
ＭＣＵ２２で受信され（図４）、該受信データが検証
されて、３回の受信データが略同一のものである時は正
常にデータが受信されたとして、このデータに基づいて
上記ＭＣＵ２２においてモータ１７への供給電流の制
御，バッテリ残量の表示等が行われる。
【００３０】上記信号の送受信では、図５の（ａ）〜
（ｃ）に示すように、上記データ要請信号の発信周期は
５００ｍｓに、その信号長は１８０ｍｓにそれぞれ設定
されており、このことから、上記１本の信号ライン４２
を、１８０ｍｓだけ上記ＭＣＵ２２からＢＭＣ４０方向
に占有し、３２０ｍｓだけ上記ＢＭＣ４０からＭＣＵ２
２方向に占有するタイムシェアリング方式の信号伝達が
行なわれていることとなる。
【００３１】また、上記メインスイッチ３１が途中でオ
フ操作されると（図５（ｄ））、上記ＭＣＵ２２からＢ
ＭＣ４０への起動信号（データ要請信号）が停止され
（図５（ｅ））、ＢＭＣ４０からＭＣＵ２２へのバッテ
リ情報データの送信が停止される（図５（ｆ））。
【００３２】このように、本実施形態の電動補助自転車
の補助動力供給装置では、バッテリ側に該バッテリの充
放電管理等を行うＢＭＣ４０を設け、該ＢＭＣ４０と本
体側コントロールユニット（ＭＣＵ）２２との間を、単
数の信号ライン４２を介してタイムシェアリング方式で
信号を相互に送受信するようにしたので、従来からの電
動補助自転車の構成を変更することなく、つまり端子，
ケーブルを増設することなく、ＢＭＣ４０を備えるバッ
テリを使用することができ、コストの増加を防止しつ
つ、バッテリの充放電管理等をきめ細かく行うことが可
能となる。
【００３３】また上記信号の送受信において、上記デー
タ要請信号の発信周期５００ｍｓのうち１８０ｍｓをＭ
ＣＵ２２からＢＭＣ４０方向への信号伝達に使用し、残
りの３２０ｍｓをＢＭＣ４０からＭＣＵ２２方向への信
号伝達に使用するようにしたので、上記１本の信号ライ
ン４２を用いたタイムシェアリング方式の信号送受信を
行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による補助動力供給装置が
適用された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】上記車両の補助動力供給装置のブロック構成図
である。
【図４】上記補助動力供給装置の動作を説明するための
模式図である。
【図５】上記補助動力供給装置の動作を説明するための
タイミングチャート図である。
【符号の説明】
１７ 電動モータ ２１ バッテリ ２２ ＭＣＵ（本体側コントロールユニット） ４０ ＢＭＣ（バッテリ側コントロールユニット） ４２ 通信ライン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バッテリと、該バッテリからの電力によ
    り回転駆動する電動モータと、該電動モータによる補助
    動力等を制御する本体側コントロールユニットとを備え
    た電動補助車両の補助動力供給装置において、上記バッ
    テリ側に該バッテリの充放電管理等を行うバッテリ側コ
    ントロールユニットを設け、該バッテリ側及び本体側コ
    ントロールユニットは、該両コントロールユニットの間
    で単数の通信ラインを介してタイムシェアリング方式で
    信号を相互に送受信するよう構成されていることを特徴
    とする電動補助車両の補助動力供給装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記本体側コントロ
    ールユニットは、所定タイミングでデータ要請信号を送
    信し、上記バッテリ側コントロールユニットは、上記デ
    ータ要請信号を受信するとバッテリ残容量等を示すデー
    タ信号を複数回送信し、上記本体側コントロールユニッ
    トは、複数のデータ信号が一致したときは該データ信号
    を採用し、所定タイミングで再度データ要請信号を送信
    することを特徴とする電動補助車両の補助動力供給装
    置。
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