WO2023033061A1 - 車両 - Google Patents

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WO2023033061A1
WO2023033061A1 PCT/JP2022/032822 JP2022032822W WO2023033061A1 WO 2023033061 A1 WO2023033061 A1 WO 2023033061A1 JP 2022032822 W JP2022032822 W JP 2022032822W WO 2023033061 A1 WO2023033061 A1 WO 2023033061A1
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WO
WIPO (PCT)
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vehicle
space
communication
power
electric motor
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/032822
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
博崇 大貫
真成 野村
真 服部
雅幸 砂本
Original Assignee
本田技研工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 本田技研工業株式会社 filed Critical 本田技研工業株式会社
Priority to JP2023545651A priority Critical patent/JPWO2023033061A1/ja
Publication of WO2023033061A1 publication Critical patent/WO2023033061A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62JCYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45Control or actuating devices therefor

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle equipped with an electric motor and a power storage device.
  • a power-assisted bicycle that uses the power of the electric motor to assist the depression force of the crank pedal (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 a power-assisted bicycle
  • regulations stipulate the upper limit of the assist force and the upper limit of the assist ratio to the vehicle speed.
  • Japanese laws and regulations stipulate as follows.
  • the upper limit of the assist ratio with respect to vehicle speed is 2 up to a vehicle speed of 10 km/h, and the upper limit of the assist ratio with respect to vehicle speed is 2, as indicated by the solid line in FIG. It is required to gradually decrease the assist ratio from 2 to 0 during the period.
  • Patent Literature 2 describes an electric assist unit that can be retrofitted to an existing bicycle frame without making any major design changes.
  • the computing device that computes the torque generated by the electric motor was placed in the case housing the electric motor.
  • the electric motor and the arithmetic device there is a demand to order the electric motor and the arithmetic device from separate manufacturers and mount them on the bicycle.
  • an arithmetic unit is arranged in the same case in addition to a large electric motor, it may not be possible to install it depending on the type of vehicle.
  • the present invention provides a vehicle that can handle the electric motor and the arithmetic device separately.
  • the present invention wheels and an electric motor that drives the wheel; a power storage device electrically connected to the electric motor; a computing device that computes a command value or a demand value that correlates with the power generated by the electric motor, the electric motor and the power storage device are arranged apart from each other, The computing device is arranged inside the power storage device or adjacent to the power storage device, separated from the electric motor.
  • the electric motor and the arithmetic device can be handled separately, and electric motors can be supplied from a plurality of manufacturers.
  • FIG. 4 is a diagram showing the correlation of parties involved in manufacturing the electric bicycle according to one embodiment of the present invention; 4 is a graph showing the relationship between the assist ratio of an electrically assisted bicycle and vehicle speed.
  • 2 is a side view of the electric bicycle 10;
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a power transmission mechanism T including a power unit 20;
  • FIG. 2 is a diagram illustrating electrical paths and communication paths of a power unit 20, a battery 2, and a control circuit 40 in the electric bicycle 10.
  • FIG. 4 is a side view of the battery unit 4;
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the base 3 of the first embodiment of the battery unit 4; It is a perspective view of 1st space SP1 of the base 3 of 1st Embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the plane P of FIG. 8;
  • FIG. 10 is a bottom view of the pedestal body viewed from the direction of arrow Q in FIG. 9;
  • 4 is a plan view of an upper case 36 of the base 3;
  • FIG. It is a perspective view of 1st space SP1 of the base 3 of 2nd Embodiment. It is sectional drawing of the base 3 of 2nd Embodiment. It is a bottom view of the pedestal main body seen from the second space SP2 side.
  • FIG. 1 assumes that a user who purchased a non-electric bicycle retrofits an electric assist unit.
  • the parties involved in the manufacture of electric bicycles include a plurality of manufacturers S, A, C, D, and B that manufacture parts for the electric assist unit, and a manufacturer that manufactures the body of the non-electric bicycle to which the electric assist unit is attached.
  • a manufacturer F a store A that sells the body of this non-electric bicycle, a user (hereinafter also referred to as a user) who purchases this non-electric bicycle from the store A, and a non-electric bicycle at the request of the user.
  • Dealer B who installs the electric assist unit on the electric bicycle, and the product planner who plans the product of the electric assist unit and coordinates the manufacturers S, A, C, D, and B, and judges whether the electric assist unit conforms to the standards.
  • Manufacturers, users, and product planners may be natural persons, legal entities, or non-juristic associations, foundations, voluntary organizations, and the like.
  • Manufacturer F delivers the body of the non-electric bicycle to Dealer A and receives payment.
  • Dealer A sells the body of the non-electric bicycle to the user and receives payment.
  • the user is a person who purchased and possessed a non-electric bicycle (a non-electric bicycle body) from dealer A, and who wishes to electrify the non-electric bicycle.
  • the user brings the body of the non-electric bicycle to the store B and requests that the brought-in non-electric bicycle be electrified.
  • the user pays the price to the store B.
  • the product planner asks manufacturers S, A, C, D, and B to manufacture and develop various devices, and pays development and production costs.
  • the server collects information about the electric bicycle, stores it, and performs necessary processing.
  • the server communicates with the control circuit of the electric bicycle or the mobile terminal of the user via the user application to exchange driving data, etc., and communicates with the computer of the dealer B via the store application to transmit the driving data etc.
  • the server may be a distributed server composed of a plurality of server devices or a distributed virtual server (cloud server) created in a cloud environment.
  • Manufacturer A develops an application (application software) to facilitate the management of electric bicycles, provides user applications to users, and provides store applications to dealer B.
  • application software application software
  • Manufacturer C develops and manufactures a control circuit with a built-in control program, and delivers it to dealer B.
  • Manufacturer D develops and manufactures a power unit (power UNIT in FIG. 1) and delivers it to dealer B.
  • Manufacturer B develops and manufactures batteries, and delivers them to dealer B.
  • the manufacturer B may develop and manufacture the battery and a pedestal on which the battery is mounted (hereinafter, the battery and the pedestal are collectively referred to as a battery unit) and deliver them to the store B.
  • Dealer B displays and sells the electric assist unit, control circuit, and battery at the store, and performs installation work by appropriately combining the electric assist unit, control circuit, battery, etc., with the brought in non-electric bicycle. Dealer B sells the electric bicycles to users after attaching an electric assist unit or the like to the non-electric bicycles.
  • the product planner requests each manufacturer S, A, C, D, and B to manufacture and develop various devices, and also applies to the authorization body for permission to assist devices.
  • the accreditation body judges the standard conformance of the assisting device applied for, and issues a sticker or the like to prove it to the product that has been accredited and registered. Licensing agencies share licensing information with regulatory agencies.
  • the enforcement agency is, for example, the police, which enforces illegal vehicles based on the authorization information provided by the authorization agency and the condition of the electric bicycle.
  • ⁇ Control program> Unlike a complete bicycle in which an assist device is installed in advance, when the assist device is retrofitted, there are many kinds of bicycle bodies to which the assist device is attached. Since the body resistance (transmission loss) of bicycles differs depending on the type, it is necessary for the program incorporated in the control circuit to set an appropriate margin. If the allowance width (margin) is not appropriate, there is a risk that a city cycle with high vehicle body resistance will comply with regulations, while a sports cycle with low vehicle body resistance will not comply with regulations. Therefore, the program of the control circuit is preferably initialized based on a bicycle with a small body resistance value, and may be initialized assuming a bicycle with a minimum loss.
  • dealer B performs fitting by adding an optimization coefficient (correction value) to the program after considering the safety factor for each type of vehicle.
  • dealer B may perform detailed fitting for each vehicle type without using the optimization coefficient (correction value).
  • the electric bicycle 10 includes a front wheel 73, a rear wheel 78, a bicycle frame 67, a power unit 20 that drives the rear wheel 78, and a battery unit 4 electrically connected to the power unit 20. , and is configured to be able to output the assist force generated by the power unit 20 .
  • the bicycle frame 67 includes a head pipe 68 at the front end, a down pipe 69 extending rearward from the front of the vehicle body downward from the head pipe 68, and support pipes 66 (see FIG. 4) that are fixed to the rear ends of the down pipe 69 and extend to the left and right. ), a seat post 71 rising upward from the support pipe 66 , and a pair of left and right rear forks 70 extending rearward from the support pipe 66 .
  • a front fork 72 is steerably supported on the head pipe 68 , and a front wheel 73 is pivotally supported on the lower end of the front fork 72 .
  • a steering handle 74 is provided at the upper end of the front fork 72 .
  • the steering handle 74 is provided with a mobile terminal holder 6 for holding a mobile terminal 8 owned by the user (see FIG. 5). Note that the mobile terminal holder 6 is not necessarily required, and the user's mobile terminal 8 may be mounted (stored) in the user himself or in the user's wear (clothes, bag).
  • a rear wheel 78 as a drive wheel is pivotally supported between rear ends of a pair of left and right rear forks 70 extending rearward from the seat post 71 .
  • a support shaft 75 having a seat 76 at its upper end is attached to the seat post 71 so that the vertical position of the seat 76 can be adjusted.
  • a battery unit 4 that supplies power to the power unit 20 is detachably fixed to the down pipe 69 . More specifically, the battery unit 4 has a pedestal 3 attached to the upper surface of the down pipe 69 , and the battery 2 is detachably held on the pedestal 3 . Details of the battery unit 4 will be described later.
  • a pair of crank pedals 79 are connected to the left and right ends of a crankshaft 83 coaxially passing through the support pipe 66 of the bicycle frame 67 .
  • the pedaling force applied to the crank pedal 79 is transmitted to the crankshaft 83 and input to the endless chain 82 via the drive sprocket 80 (see FIG. 4).
  • a chain 82 is wound around a driving sprocket 80 and a driven sprocket 81 provided on the axle of the rear wheel 78 .
  • the power unit 20 is configured such that the motor M and the crankshaft 83 are unitized and can be retrofitted around the support pipe 66 of the bicycle frame 67 . That is, the power unit 20 and the battery unit 4 are physically (spatially) separated from each other.
  • the output shaft 21 of the motor M and the crankshaft 83 are arranged inside the case 24 in parallel.
  • the crankshaft 83 is rotatably supported inside a cylindrical sleeve 26 via a first one-way clutch 28.
  • a motor output gear 21a is provided on the output shaft 21 of the motor M on the outer peripheral side of the sleeve 26.
  • a driven gear 26a and a drive sprocket 80 that mesh with are fixed. Therefore, the torque of motor M is transmitted to drive sprocket 80 via motor output gear 21 a , driven gear 26 a and sleeve 26 . That is, the motor M is provided in parallel with the crank pedal 79 .
  • a second one-way clutch 29 is provided between the driven sprocket 81 and the rear wheel 78.
  • the crank pedal 79 when the crank pedal 79 is pedaled in the forward direction (also referred to as the forward rotation direction), the first one-way clutch 28 is engaged and the forward rotation power of the crankshaft 83 is transferred to the sleeve. 26 to the driving sprocket 80 and then to the driven sprocket 81 via the chain 82 .
  • the positive rotational power transmitted to the driven sprocket 81 is transmitted to the rear wheel 78 by also engaging the second one-way clutch 29 .
  • crank pedal 79 when the crank pedal 79 is pedaled in the reverse direction (also referred to as the reverse rotation direction), the first one-way clutch 28 is not engaged, and the reverse rotation power of the crankshaft 83 is not transmitted to the sleeve 26, and the crankshaft 83 is rotated. idle.
  • Reverse rotation power of 78 is transmitted to driven sprocket 81 and further transmitted to drive sprocket 80 via chain 82 .
  • the reverse rotation power transmitted to the drive sprocket 80 is transmitted to the crankshaft 83 and the crank pedal 79, causing the crankshaft 83 and the crank pedal 79 to rotate in the reverse direction. .
  • the power unit 20 is provided with a motor rotation speed sensor SE1 that detects the rotation speed of the motor M. Further, the sleeve 26 is provided with a torque sensor SE2 for detecting a torque value generated by the driver's stepping force on the crank pedal 79 (hereinafter referred to as "pedal stepping force").
  • the motor rotation speed sensor SE1 is composed of a magnet provided on the outer circumference of the output shaft 21 of the motor M and a Hall IC.
  • the torque sensor SE2 is composed of a magnetostrictive torque sensor arranged on the outer peripheral portion of the sleeve 26 .
  • the rear fork 70 is provided with a rear wheel rotation speed sensor SE3 that acquires the rotation speed of the rear wheel 78 .
  • the power unit 20 is provided with a current sensor and a voltage sensor (not shown).
  • the control circuit 40 that controls the power unit 20 is activated when the user operates the application on the mobile terminal 8.
  • the control circuit 40 calculates the force with which the driver steps on the crank pedal 79 (hereinafter referred to as "pedal force") from the torque value, which is the output value of the torque sensor SE2, and calculates an assist ratio corresponding to this pedal force and the vehicle speed of the electric bicycle 10.
  • the motor M is PWM-controlled so that an assist force determined by is generated.
  • the control circuit 40 is physically (spatially) separated from the power unit 20 and is arranged inside the battery unit 4, more specifically inside the pedestal 3. built in.
  • the pedestal 3 has a first space SP1 inside and is arranged at a position opposite to the battery 2 with respect to the first space SP1. and a second space SP2.
  • Liquid-tightness means the property that liquid does not enter the inside of the closed space from the outside.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining electrical paths and communication paths of the power unit 20, the battery 2, and the control circuit 40 in the electric bicycle 10.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining electrical paths and communication paths of the power unit 20, the battery 2, and the control circuit 40 in the electric bicycle 10.
  • a control circuit 40 PROCESSOR in the figure
  • a converter DC/DC an inertial measurement unit IMU (Inertial Measurement Unit)
  • an atmospheric pressure sensor 41 a GNSS (global navigation satellite system) unit 43
  • a memory 42 and a BLE (Bluetooth Low Energy) unit 44 are arranged.
  • These electronic components are mounted (fixed) on a circuit board 19 (see FIGS. 7 and 9).
  • the control circuit 40 calculates the torque generated by the motor M of the power unit 20 so as to generate the assist force determined by the pedaling force and the assist ratio according to the vehicle speed of the electric bicycle 10 as described above. Thereby, the motor M operates according to the calculation result (driving request) from the control circuit 40 .
  • the converter DC/DC steps down the supplied DC voltage as it is, and powers the control circuit 40, the inertial measurement unit IMU (Inertial Measurement Unit), the atmospheric pressure sensor 41, the GNSS unit 43, the memory 42, and the BLE unit 44. generate voltage.
  • a power supply line connected from the converter DC/DC to the inertial measurement unit IMU, the atmospheric pressure sensor 41, the GNSS unit 43, the memory 42, and the BLE unit 44 is omitted.
  • the inertial measurement unit IMU is, for example, a 9-axis sensor having the functions of a 3-axis acceleration sensor, a 3-axis angular velocity sensor, and a 3-axis azimuth sensor, and detects the mounting attitude of the control circuit 40 .
  • the atmospheric pressure sensor 41 detects atmospheric pressure.
  • the GNSS unit 43 acquires position information of the electric bicycle 10 .
  • the memory is, for example, an SD card, and temporarily or permanently holds information about the electric bicycle 10, travel data, and the like.
  • the BLE unit 44 is a communication device for communicating with the mobile terminal 8 of the user.
  • a male terminal 36a (plug) electrically connected to a female terminal (receptacle) 11 provided on the battery 2 and a power line 51 are connected to the male terminal 36a.
  • an electrical connector pair 13 electrically connected to the control circuit 40 via a power line 52 and a converter DC/DC; and a communication electrically connected to the control circuit 40 via a communication line 53.
  • a connector pair 14 and a communication connector pair 15 communicably connected to the control circuit 40 via a communication line 54 are arranged.
  • the connector pair 12 is detachable from each other, is connected to the battery 2 via the power line 51 and the male terminal 36 a, and is connected to the power unit 20 via the power line 55 .
  • Electrical connector pair 13 is connected to converter DC/DC via power line 52 and to power unit 20 via power line 56 .
  • the power line 56 is configured to be supplied with power from the battery 2 by branching from the power line 55 or the like.
  • Communication connector pair 14 is connected to control circuit 40 via communication line 53 and to power unit 20 via communication line 57 .
  • the communication connector pair 15 is connected to the control circuit 40 via a communication line 54 and to the power unit 20 via a communication line 58 .
  • the communication method via the communication lines 54 and 58 is not particularly limited, but is, for example, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) communication.
  • the electrical connector pair 13, the communication connector pair 14, and the communication connector pair 15 constitute the same connector pair 16.
  • the power line 52 , the communication line 53 , and the communication line 54 constitute a first harness 59
  • the power line 56 , the communication line 57 , and the communication line 58 constitute a second harness 60 . Since the connector pairs are integrated by the connector pairs 16 and the power lines and the communication lines are bundled and routed integrally, the assembly work can be facilitated.
  • control circuit 40 In the electric system and communication system configured in this manner, electric power from the battery 2 is supplied to the motor M of the power unit 20, and electric power stepped down from the power unit 20 via the converter DC/DC is supplied to the control circuit 40. , inertial measurement unit IMU, atmospheric pressure sensor 41 , GNSS unit 43 , memory, and BLE unit 44 . Control circuit 40 also receives power before being stepped down by converter DC/DC via power branch line 52 a and outputs power switch signals to power unit 20 via communication lines 53 and 57 . When power is supplied to the control circuit 40 and the user issues an activation request for the power unit 20 via the application of the mobile terminal 8, a power switch signal is sent to the power unit 20 via the communication lines 53 and 57.
  • a signal is sent and the power unit 20 is activated.
  • the power unit 20 When the power unit 20 is activated, information is exchanged between the power unit 20 and the control circuit 40 via the communication lines 54 and 58, and information can be exchanged with the user's portable terminal via the BLE unit 44.
  • FIG. 6 is a side view of the battery unit 4
  • FIG. 7 is a sectional view of the pedestal 3 of the first embodiment of the battery unit 4
  • FIG. 8 is a perspective view of the first space SP1 of the pedestal 3 of the first embodiment.
  • 9 is a cross-sectional view taken along plane P in FIG. 8
  • FIG. 10 is a bottom view of the base body 35 viewed from the direction of arrow Q in FIG.
  • the battery unit 4 includes a pedestal 3 attached to the seat post 71, and a battery 2 detachably provided on the pedestal 3 and having a plurality of cells therein.
  • the battery 2 has a charging port (receptacle) 46 covered with an openable/closable cover 45 on the outer peripheral surface. By connecting a charging terminal (not shown) to the charging port 46, power can be supplied to an external device (for example, the mobile terminal 8).
  • the pedestal 3 includes a pedestal base 31 that contacts the bottom surface of the battery 2 , a plate-like pedestal plate 32 that extends along the down pipe 69 , a lock mechanism 33 that can lock the pedestal 3 and the battery 2 , and a lock mechanism 33 .
  • a pedestal top 34 received and provided on top of the pedestal plate 32 .
  • the pedestal base 31 is located between a base body 35 having a partition wall 35w that partitions the first space SP1 and the second space SP2, and the base body 35 located above the base body 35.
  • An upper case 36 defining a first space SP1 and a bottom case 37 positioned below the base body 35 defining a second space SP2 between the base body 35 and the base body 35 are provided.
  • the base body 35 is provided to form a space on the side of the second space SP2 of the first space SP1
  • the upper case 36 is provided to form a space on the side opposite to the second space SP2 of the first space SP1. be done.
  • the opposite side of the second space SP2 means the opposite side of the second space SP2.
  • the base body 35 and the upper case 36 are provided to form the first space SP1 side of the second space SP2, and the bottom case 37 is provided to form the opposite side of the second space SP2 to the first space SP1.
  • the opposite side of the first space SP1 means the opposite side of the first space SP1.
  • the base body 35 includes an annular main body portion 35a, a substantially rectangular extending portion 35c provided in a part of the annular main body portion 35a in the circumferential direction, and an extension portion 35c on the opposite side of the extending portion 35c. and a pair of ears 35d provided on the .
  • the extending portion 35c is provided with a drain hole 35e penetrating vertically, and communicates with a drain hole 39 of the bottom case 37, which will be described later.
  • a total of four first fixing portions 35f are provided on the pair of ear portions 35d and the extending portion 35c.
  • a bottom case 37 is detachably fixed to the base body 35 .
  • the partition wall 35w of the main body portion 35a is provided with three columnar second fixing portions 35g at approximately 120° intervals on the upper surface 35u.
  • the upper case 36 is detachably fixed to the base body 35 by fastening a bolt 47 penetrating the upper case 36 to the second fixing portion 35g.
  • the bolt 47 is provided at a position hidden by the battery 2 attached to the pedestal 3 . Therefore, removal of the upper case 36 is prohibited while the battery 2 is attached to the pedestal 3 .
  • the bolt 47 may be fastened from the first space SP1 side.
  • FIG. 10 four columnar third fixing portions 35h are provided at approximately 90° intervals on the rear surface 35b of the partition wall 35w of the main body portion 35a.
  • the circuit board 19 on which the control circuit 40 and the like are mounted is fixed to the third fixing portion 35h by fastening members (tapping, bolts) so that the circuit board 19 is suspended from the base body 35.
  • a GNSS unit 43 (not shown) is arranged on the circuit board 19 so as to be positioned above the circuit board 19 in the vertical direction.
  • the second space SP2 is maintained in a liquid-tight state by an annular sealing member 17 provided on the outer periphery of the back surface 35b of the base body 35.
  • the first space SP1 communicates with the outside through a drain hole 35e and a drain hole 39 provided in the bottom case 37, as shown in FIG.
  • the drain hole 39 is arranged on the fixed surface 38 of the pedestal 3 fixed to the upper surface of the down pipe 69 .
  • the down pipe 69 is provided with an annular protrusion around the fixing hole for mounting the pedestal 3 .
  • the diameter of the drain hole 39 is 4 mm or more.
  • the upper case 36 is provided with male terminals 36a electrically connected to the female terminals 11 provided on the lower surface of the battery 2 on the upper surface 36u.
  • the male terminal 36a penetrates the upper surface 36u, extends into the first space SP1, and is connected via a power line 51 to the connector pair 12 provided in the first space SP1.
  • the power line 51 may pass through the upper surface 36u and be connected to the male terminal 36a instead of penetrating the upper surface 36u of the male terminal 36a.
  • the positive-side connector pair 12, the negative-side connector pair 12, and the connector pair 16 are arranged in parallel in the first space SP1.
  • a power line 51 connected to the male terminal 36a extends from one end side of the positive-side connector pair 12 and the negative-side connector pair 12 .
  • a first harness 59 extends from one end side of the connector pair 16 toward the second space SP2. That is, the power line 51 and the first harness 59 are also arranged in the first space SP1.
  • the first harness 59 (power line 52, communication lines 53, 54) and the connector pair 16 (electrical connector pair 13, communication connector pair 14, 15) do not necessarily pass through the first space SP1.
  • the liquid-tightness of the second space SP2 can be maintained by using the wiring route via SP1.
  • Two power lines 55 and a second harness 60 extend toward the power unit 20 from the other ends of the positive connector pair 12, the negative connector pair 12, and the connector pair 16.
  • the two power lines 55 extend toward the power unit 20 through the communication hole 30a that communicates the inside and the outside of the first space SP1.
  • the connector 16 on the side of the motor M after the connector pair 16 is arranged in the communication hole 30 b
  • the second harness 60 extends toward the power unit 20 .
  • the communication holes 30 a and 30 b are defined by the base body 35 and the upper case 36 . Note that the connector 12 on the side of the motor M in the connector pair 12 may be arranged in the communication hole 30a, the power line 55 may extend toward the power unit 20, and the second harness 60 may pass through the communication hole 30b to the power unit. 20 may be extended.
  • the first harness 59 extends into the second space SP2 through an insertion hole 35p (see FIG. 10) provided in the partition wall 35w of the base body 35.
  • a grommet 18 is interposed between the first harness 59 and the insertion hole 35p to maintain the second space SP2 in a liquid-tight state with respect to the first space SP1.
  • 7 and 9 show only the control circuit 40 among the electronic components mounted on the circuit board 19, the converter DC/DC, the inertial measurement unit IMU, the atmospheric pressure sensor 41, the GNSS unit 43, the memory, and the BLE unit 44 is omitted.
  • the control circuit 40 is arranged apart from the power unit 20, so that power units 20 can be supplied from a plurality of manufacturers.
  • the control circuit 40 is arranged inside the battery unit 4, the internal space of the battery unit 4 can be effectively utilized. Note that the control circuit 40 does not need to be arranged inside the battery unit 4 , and may be arranged adjacent to the battery unit 4 outside the battery unit 4 .
  • control circuit 40 is arranged inside the pedestal 3 that constitutes the battery unit 4, so the internal space of the pedestal 3 on which the battery 2 is mounted can be effectively utilized. Note that the control circuit 40 does not have to be arranged inside the base 3 that constitutes the battery unit 4 , and may be arranged outside the base 3 adjacent to the base 3 .
  • part of the male terminal 36a electrically connected to the female terminal 11 provided on the battery 2 is arranged in the first space SP1, and the control circuit 40 is arranged in the second space SP2. be.
  • control circuit 40 is arranged inside the pedestal 3 on the opposite side of the battery 2 with respect to the male terminal 36a, so the distance between the female terminal 11 and the male terminal 36a is can be shortened.
  • the female terminal 11 and the male terminal 36a may be connected wirelessly. That is, the power may be supplied from the female terminal 11 provided in the battery 2 to the male terminal 36a by non-contact discharge. Even in this case, the short distance between the female terminal 11 and the male terminal 36a improves the transmission efficiency.
  • the connector pair 12, the electrical connector pair 13, the communication connector pair 14, and the communication connector pair 15 are also arranged in the first space SP1.
  • the wiring connection work becomes easier.
  • the electrical connector pair 13, the communication connector pair 14, and the communication connector pair 15 are accommodated in the same connector pair 16, so that the wiring connection work becomes easier.
  • the first space SP1 communicates with the drain hole 39 that opens to the outside, so that water or the like that has entered the first space SP1 can be drained. Therefore, it is possible to prevent the plug pair 12 and the like from being exposed to water.
  • control circuit 40 is arranged inside the pedestal 3 that constitutes the battery unit 4, and at least part of the control circuit 40 is arranged at a position overlapping the down pipe 69 when viewed from below.
  • the down pipe 69 can protect the control circuit 40 from impacts from below caused by flying stones or the like.
  • the control circuit 40 is arranged at a position higher than the upper end of the power unit 20 in the vertical direction. This can also protect the control circuit 40 .
  • the base main body 35 is not provided with the ear portion 35d, and a total of four first fixing portions 35f are provided on the main body portion 35a and the extension portion 35c.
  • the bolt 48 fixed to the first fixing portion 35f is arranged in the first space SP1. That is, the bolt 48 is configured so that the bottom case 37 can be attached from the first space SP1 through the first fixing portion 35f, and the bolt 48 cannot be attached or removed from the outside.
  • reference numeral 49 denotes a receiving portion erected on the bottom case 37 and formed with a female screw portion into which a bolt 48 is screwed.
  • the bolt 48 arranged in the first space SP1 in this way it is necessary to remove the upper case 36 from the base body 35 in order to remove the bottom case 37 from the base body 35 .
  • the bolts 47 that fix the upper case 36 and the base body 35 are arranged at positions hidden behind the battery 2 mounted on the base 3 .
  • the base 3 and the battery 2 are configured to be lockable by the lock mechanism 33 . Therefore, since a third party cannot easily access the first space SP1 and the second space SP2, mischief and unauthorized modification are prevented.
  • a bolt hole into which the bolt 48 is screwed may be provided in the first space SP1.
  • the two connector pairs 12 and connector pairs 16 are arranged in a state of being inclined with respect to the fixing surface 38 of the base 3 .
  • the space in the first space SP1 can be effectively utilized.
  • the two power lines 55 extending from the connector 16 and the two connector pairs 12 on the motor M side pass through one communication hole 30c, and the second harness 60 and the two power lines 55 extend toward the power unit 20. do.
  • the communication hole 30c is defined by the base body 35 and the upper case 36, which is the same as in the first embodiment. 38 is arranged at a different position. Specifically, it is provided in one side constricted portion between the annular body portion 35a and the substantially rectangular extension portion 35c, and the connector 16 on the motor M side and the two power lines 55 are arranged vertically. be.
  • the bottom case 37 is provided with two drain holes 39 .
  • the drainage holes 39 By arranging the drainage holes 39 on both the left and right sides of the fixing surface 38, drainage performance is improved. If only one drainage hole 39 is provided, it is preferably provided at a position on the left side of the electric bicycle 10 . Even when the electric bicycle 10 is supported by the side stand when the electric bicycle 10 is not in use, water can be drained from the first space SP1.
  • the electric bicycle 10 may be a road bike, a mountain bike, a cross bike, a city cycle, a folding bicycle, etc., and the type is not limited.
  • the pedestal 3 of the battery unit 4 can be fixed not only to the upper surface of the down pipe 69 but also to any position such as the lower surface of the down pipe 69, the front surface of the seat post 71, the rear surface of the seat post 71, or the like.
  • it may be fixed to the upper surface of the top pipe that connects the head pipe and the seat post above the down pipe, or to the lower surface of the top pipe.
  • the pedestal 3 of the battery unit 4 may be fixed to the body.
  • the electric power assist unit is retrofitted to the non-electric bicycle after sale, but it is not necessarily limited to the non-electric bicycle after sale. It can also be applied to a complete vehicle equipped with an electric assist unit.
  • the power unit 20 drives the rear wheels 78, but it may also drive the front wheels 73.
  • the power unit 20 is not limited to the above-described embodiment, and may have a simple configuration in which the motor M is housed in the case 24, for example.
  • the electrical paths and communication paths of the power unit 20, the battery 2, and the control circuit 40 shown in FIG. 5 are not limited to these.
  • the power from the battery 2 supplied to the converter DC/DC is supplied via the power line 56, the electrical connector pair 13, and the power line 52 via the power unit 20, but the power unit It may be supplied from the battery 2 to the converter DC/DC without passing through 20 .
  • the power unit 20 also has a processor (microcomputer, motor ECU) as an electric motor control section, and communicates with the control circuit 40 via communication lines 54 and 58 to issue requests/commands calculated by the control circuit 40.
  • the motor M may be controlled by receiving it.
  • the protection of the motor M may be independently controlled by the processor without receiving the request/command from the control circuit 40.
  • control circuit 40 the converter DC/DC, the inertial measurement unit IMU, the atmospheric pressure sensor 41, the GNSS unit 43, the memory 42, and the BLE unit 44 provided on the pedestal 3, the control circuit 40, the GNSS unit 43, and Components other than the BLE unit 44 may be provided in the power unit 20 .
  • wheels (rear wheels 78); an electric motor (power unit 20) that drives the wheels; a power storage device (battery unit 4) electrically connected to the electric motor;
  • a vehicle (electric bicycle 10) comprising an arithmetic device (control circuit 40) that calculates a command value or a request value that correlates with the power generated from the electric motor, the electric motor and the power storage device are arranged apart from each other, The vehicle, wherein the computing device is arranged inside the power storage device or adjacent to the power storage device, separated from the electric motor.
  • the arithmetic device can be arranged by effectively utilizing the internal space or adjacent space of the power storage device.
  • the "power” may be torque or output, or may be current command or current request.
  • power includes power action power that is positive in the forward rotation direction, regenerative power that is negative in the rotation direction, and reverse power that is positive in the reverse rotation direction. It is a concept that also includes power action force (vehicle backward movement).
  • the computing device may compute at least "a command value or a demand value correlated with the power generated from the electric motor", and may also compute the output limit value of the motor and the output limit value of the battery, A calculation may be performed for control based on the output limit value.
  • the power storage device A mounting portion (pedestal 3) fixed to the vehicle body (body) or frame portion (down pipe 69) of the vehicle; a power storage unit (battery 2) provided detachably with respect to the mounting part and having a power storage element therein, The vehicle, wherein the computing device is arranged inside the mounting part or adjacent to the mounting part.
  • the arithmetic device can be arranged by effectively utilizing the internal space or adjacent space of the non-mounted portion of the power storage device to which the power storage unit is mounted.
  • the computing device is arranged inside the wearing part,
  • the mounted portion has a second electrical connector (male terminal 36a) electrically connected to a first electrical connector (female terminal 11) provided in the power storage portion,
  • the vehicle, wherein the computing device is arranged inside the mounted portion at a position opposite to the power storage portion with respect to the second electrical connector.
  • the distance between the first electrical connector and the second electrical connector can be shortened, for example, when the first electrical connector and the second electrical connector are wirelessly connected, improves transmission efficiency.
  • the mounted part is a first space (first space SP1) in which the second electrical connector or a power line (power line 51) connected to the second electrical connector is arranged; a second space (second space SP2) defined so as to be liquid-tight with respect to the first space; The vehicle, wherein the computing device is arranged in the second space.
  • the space in which the second electrical connector and the arithmetic unit are arranged is separated, so that the influence of noise on the arithmetic unit can be suppressed.
  • the mounted part is a first portion (base main body 35, upper case 36) provided to form a space on the first space side of the second space; and a second part (bottom case 37) that is detachably fixed to the first part and that forms a space opposite to the first space of the second space.
  • the impact on the arithmetic device can be reduced.
  • the mounted part is a third part (base main body 35) provided to form a space on the second space side of the first space; and a fourth part (upper case 36) detachably fixed to the third part and provided to form a space opposite to the second space of the first space.
  • the vehicle according to any one of (4) to (10),
  • the power line is electrically connected to the electric motor and has an electrical connector pair (connector pair 12) that is detachable from each other, The vehicle, wherein the electrical connector pair is arranged in the first space.
  • the electrical connector pair can be protected.
  • a communication line (communication line 54) that communicatively connects the arithmetic unit and the electric motor, or a motor control unit (motor ECU, inverter) that controls the electric motor, The vehicle, wherein the communication line is arranged in the first space.
  • the communication line that connects the arithmetic unit and the electric motor does not necessarily pass through the first space, but by using a wiring route that passes through the first space, the fluid in the second space is reduced. Able to maintain tightness.
  • the communication line has a communication connector pair (communication connector pair 15) detachable from each other, The vehicle, wherein the communication connector pair is arranged in the first space.
  • the communication connector pair does not necessarily pass through the first space. can be done.
  • the mounted part has a partition wall (partition wall 35w) that partitions the first space and the second space, The vehicle, wherein the partition wall has an insertion hole (insertion hole 35p) through which the communication line is inserted, and a sealing portion (grommet 18) interposed between the insertion hole and the communication line.
  • the communication line has a communication connector pair (communication connector pair 15) detachable from each other,
  • the other power line has another power connector pair (electrical connector pair 13) that is detachable from each other, The vehicle, wherein the communication connector pair and the other power connector pair are provided to be integrated when mounted.
  • the mounting part has communication holes (communication holes 30a, 30b, 30c) that communicate the inside and the outside of the first space, An electric connector on the electric motor side of the electric connector pair (the connector 12 on the electric motor side), or a power line portion on the electric motor side of the electric connector pair of the electric power line (power line 55) as well as, A communication connector (connector 16 on the motor M side) of the communication connector pair on the electric motor side or the motor control unit side, or a communication connector on the electric motor side or the above communication connector pair of the communication line.
  • Communication line section (second harness 60) on the motor control section side at least one of which is arranged in the communication hole.
  • the first space communicates with the outside through the communication hole.
  • the mounted part has another communication hole (drainage hole 39) that communicates the inside and the outside of the first space, The vehicle, wherein the other communication hole is arranged on a fixing surface (fixing surface 38) fixed to the vehicle body or the frame portion of the mounting portion.
  • the computing device is fixed to a board (circuit board 19),
  • the arithmetic device can be protected.
  • a communication unit (BLE unit 44) capable of wireless communication with a terminal attached to the vehicle or a terminal carried by an occupant of the vehicle, The vehicle, wherein the communication unit is fixed to the board.
  • the communication unit can be protected.
  • the vehicle according to any one of (1) to (22),
  • the electric motor is accommodated in a housing (case 24) together with a power transmission portion (motor output gear 21a, driven gear 26a) mechanically connected to the electric motor,
  • the vehicle wherein the computing device is spaced apart from the housing and arranged inside the power storage device or adjacent to the power storage device.
  • the frame portion of the vehicle can protect the computing device from impacts from below caused by flying stones or the like.
  • the arithmetic device can be protected by the electric motor.

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Abstract

電動自転車(10)は、後輪(78)と、後輪(78)を駆動する動力ユニット(20)と、動力ユニット(20)と電気的に接続されるバッテリユニット(4)と、動力ユニット(20)から発生させる動力に相関する指令値又は要求値を演算する制御回路(40)と、を備える。動力ユニット(20)とバッテリユニット(4)とは、互いに離間して配置され、制御回路(40)は、動力ユニット(20)と離間して、バッテリユニット(4)の内部に又はバッテリユニット(4)に隣接して配置される。

Description

車両
 本発明は、電動機及び蓄電装置を備える車両に関する。
 電動機及び蓄電装置を備える車両として、クランクペダルの踏力を電動機の動力でアシストする電動アシスト自転車が知られている(例えば、特許文献1)。電動アシスト自転車では、アシスト力の上限値、及び車速に対するアシスト比の上限値が法規で定められている。例えば、日本の法規では、以下のように定められている。
「24キロメートル毎時未満の速度で自転車を走行させることとなる場合において、人の力に対する原動機を用いて人の力を補う力の比率が、(1)又は(2)に掲げる速度の区分に応じそれぞれ(1)又は(2)に定める数値以下であること。
 (1) 10キロメートル毎時未満の速度: 2
 (2) 10キロメートル毎時以上24キロメートル毎時未満の速度: 走行速度をキロメートル毎時で表した数値から10を減じて得た数値を7で除したものを2から減じた数値」
 即ち、日本の法規では、車速に対するアシスト比の上限値として、図2の実線で示すように、車速が10km/hまではアシスト比の上限値が2で、車速が10km/hから24km/hまでの間にアシスト比を2から0まで漸減させることが求められる。
 一般的に電動アシスト自転車は完成車として販売することが前提となっている一方で、既存の自転車フレームに後付け可能な電動アシストユニットも存在する。例えば、特許文献2には、既存の自転車フレームに大きな設計変更を加えることなく後付け可能な電動アシストユニットが記載されている。
日本国特開平11-005583号公報 日本国特開2001-039377号公報
 これまでの電動アシスト自転車は、電動機から発生させるトルクを演算する演算装置が電動機を収容するケースに配置されていた。しかしながら、電動機と演算装置とを別々の製造者等から取り寄せて自転車に搭載したいという要望がある。また、体格の大きい電動機に加えてさらに演算装置が同一のケースに配置されると、車種によっては取り付けることができない場合もあり得る。
 本発明は、電動機と演算装置とを別々に扱うことが可能な車両を提供する。
 本発明は、
 車輪と、
 該車輪を駆動する電動機と、
 前記電動機と電気的に接続される蓄電装置と、
 前記電動機から発生させる動力に相関する指令値又は要求値を演算する演算装置と、を備える、車両であって、
 前記電動機と前記蓄電装置とは、互いに離間して配置され、
 前記演算装置は、前記電動機と離間して、前記蓄電装置の内部に又は前記蓄電装置に隣接して配置される。
 本発明によれば、電動機と演算装置とを別々に扱うことができ、複数の製造者等から電動機の供給を受けることができる。
本発明の一実施形態の電動自転車の製造等に関係する関係者の相関関係を示す図である。 電動アシスト自転車のアシスト比と車速との関係を示すグラフである。 電動自転車10の側面図である。 動力ユニット20を含む動力伝達機構Tの模式図である。 電動自転車10における、動力ユニット20、バッテリ2、及び制御回路40の電気経路と通信経路を説明する図である。 バッテリユニット4の側面図である。 バッテリユニット4の第1実施形態の台座3の断面図である。 第1実施形態の台座3の第1空間SP1の斜視図である。 図8のP面における断面図である。 図9の矢印Q方向から見た台座本体の底面図である。 台座3のアッパーケース36の平面図である。 第2実施形態の台座3の第1空間SP1の斜視図である。 第2実施形態の台座3の断面図である。 第2空間SP2側から見た台座本体の底面図である。
 以下、本発明の車両の一例として電動自転車を例示する。先ず、図1を参照しながら電動自転車の製造等に関係する関係者の相間関係について説明する。なお、図1は、非電動自転車を購入した使用者が電動アシストユニットを後付けすることを想定したものである。
<関係者の相関関係>
 電動自転車の製造等に関係する関係者は、電動アシストユニットの部品などを製造する複数の製造者S、A、C、D、Bと、電動アシストユニットが取り付けられる非電動自転車の車体を製造する製造者Fと、この非電動自転車の車体を販売する販売店Aと、販売店Aからこの非電動自転車を購入する使用者(以下、ユーザーとも称する)と、使用者からの要求に応じて非電動自転車に電動アシストユニットを取付ける販売店Bと、電動アシストユニットの製品企画を行い各製造者S、A、C、D、Bを取りまとめる製品企画者と、電動アシストユニットの規格適合性を判断する認可機関と、違法車両を取り締まる取締り機関と、から構成される。なお、この関係者の相関関係は、一例であり、他の関係者がいてもよく、複数の製造者S、A、C、D、B(以下の説明では、製造者等と称する場合がある)の少なくとも一部が一体であってもよい。製造者、使用者、及び製品企画者は、自然人であってもよく法人であってもよく、法人格のない社団、財団、任意団体等であってもよい。
 製造者Fは、販売店Aに対し非電動自転車の車体を納入し、代金を受け取る。販売店Aは、使用者に非電動自転車の車体を販売し、代金を受け取る。
 使用者は、非電動自転車(電動でない自転車車体)を販売店Aから購入し所持していた者であるとともに、非電動自転車の電動化を希望する者である。使用者は、販売店Bに非電動自転車の車体を持ち込み、この持ち込んだ非電動自転車の電動化を依頼する。使用者は、販売店Bに対し代金を支払う。
 製品企画者は、各製造者S、A、C、D、Bに、各種装置の製造・開発を依頼し、開発・生産費用を支払う。
 製造者Sは、サーバーを開発・製造・所持する。サーバーは、電動自転車の情報を収集し、記憶し、必要な処理等を行う。また、サーバーは、電動自転車の制御回路又は使用者の携帯端末とユーザーアプリを経由して通信し走行データ等の授受を行うとともに、店舗アプリを経由して販売店Bのコンピュータと通信し走行データ等の授受を行う。サーバーは、複数のサーバー装置により構成される分散サーバーやクラウド環境に作られた分散型の仮想サーバー(クラウドサーバー)であってもよい。
 製造者Aは、電動自転車の管理を容易に行うためのアプリ(アプリケーションソフトウェア)を開発し、使用者にユーザーアプリを提供し、販売店Bには店舗アプリを提供する。
 製造者Cは、制御プログラムが内蔵された制御回路を開発・製造し、販売店Bに納入する。製造者Dは、動力ユニット(図1中、動力UNIT)を開発・製造し、販売店Bに納入する。
 製造者Bは、バッテリを開発・製造し、販売店Bに納入する。製造者Bは、バッテリとともにバッテリを取り付ける台座(以下、バッテリと台座をあわせてバッテリユニットと称する)を開発・製造し、販売店Bに納入してもよい。
 販売店Bは、電動アシストユニット、制御回路、バッテリを店頭で展示・販売を行い、持ち込まれた非電動自転車に、電動アシストユニット、制御回路、バッテリ等を適切に組み合わせて取付作業を行う。販売店Bは、非電動自転車に電動アシストユニット等を取り付けた後、電動自転車を使用者に販売する。
 製品企画者は、各製造者S、A、C、D、Bに、各種装置の製造・開発を依頼するとともに、認可機関に対しアシスト装置の許可申請を行う。認可機関は、申請されたアシスト装置の規格適合性を判断し、認可登録された製品に対しその証明となるステッカー等を発行する。認可機関は、取締り機関と認可情報を共有する。
 取締り機関は、例えば警察であり、認可機関から提供された認可情報、電動自転車の状態を基に違法車両を取り締まる。
<法規>
 ここで、日本における電動自転車に課される法規について説明する。
 日本の法規では、図2の実線で示されるように、車速が10[km/h]まではアシスト比の上限値が2で、車速が10[km/h]から24[km/h]までの間にアシスト比を2から0まで漸減させる必要がある。そのため、製造者Cが製造する制御回路は、例えば、図2に示すように、日本の法規制(実線)に対し、これを超えないように一点鎖線で示すアシスト比となるようにプログラムされている。なお、図2の一点鎖線で示す例では、10[km/h]未満の領域及び10[km/h]から24[km/h]の領域でアシスト比の上限に対して所定の余裕幅(マージン)が確保されるよう設定されている。
<制御プログラム>
 アシスト装置が予め組み込まれた完成車と違い、アシスト装置が後付けされる場合、アシスト装置が取り付けられる自転車の車体が多種に及ぶ。自転車は、種類によって車体抵抗(伝達損失)が異なるため、制御回路に組み込まれるプログラムは、余裕幅(マージン)を適切に設定する必要がある。余裕幅(マージン)が適切ではないと、車体抵抗の大きいシティサイクルでは法規適合状態であるのに対し、車体抵抗の少ないスポーツサイクルでは法規不適合状態となる虞がある。そのため、制御回路のプログラムは、車体抵抗値の小さい自転車を基準に初期設定されていることが好ましく、最小損失の自転車を仮定して初期設定されていてもよい。一方で、余裕幅(マージン)が大き過ぎると、実際のアシスト比が小さくなってしまう。そのため、販売店Bは、車両の種類毎に安全率を考慮した上でプログラムに最適化係数(補正値)を加算してフィッティングすることが好ましい。また、販売店Bは、最適化係数(補正値)を用いずに車種毎に細かくフィッティングしてもよい。
<車両構造>
 次に、動力ユニットを取り付けた電動自転車の一例について説明する。
 電動自転車10は、図3に示すように、前輪73と、後輪78と、自転車フレーム67と、後輪78を駆動する動力ユニット20と、動力ユニット20と電気的に接続されるバッテリユニット4と、を備え、動力ユニット20が発生するアシスト力が出力可能に構成された電動アシスト自転車である。
 自転車フレーム67は、前端のヘッドパイプ68と、ヘッドパイプ68から後下りに車体前方から後方へ延びるダウンパイプ69と、ダウンパイプ69の後端に固着されて左右に延びる支持パイプ66(図4参照)と、支持パイプ66から上方に立ち上がるシートポスト71と、支持パイプ66から後方側に延出される左右一対のリヤフォーク70と、を備える。
 ヘッドパイプ68にはフロントフォーク72が操向可能に支承され、フロントフォーク72の下端に前輪73が軸支されている。フロントフォーク72の上端には操向ハンドル74が設けられている。操向ハンドル74には、ユーザーが所有する携帯端末8(図5参照)を保持する携帯端末ホルダ6が設けられている。なお、携帯端末ホルダ6は必ずしも必要ではなく、ユーザーの携帯端末8は、ユーザー自体、ユーザーの装着物(衣服、バッグ)に装着(収納)されていてもよい。シートポスト71から後方側に延出される左右一対のリヤフォーク70の後端間には、駆動輪としての後輪78が軸支されている。シートポスト71には、上端にシート76を備える支持軸75が、シート76の上下位置を調整可能として装着されている。
 ダウンパイプ69には、動力ユニット20へ電力を供給するバッテリユニット4が着脱可能に固定されている。より詳しく説明すると、バッテリユニット4は、ダウンパイプ69の上面に台座3が取り付けられ、バッテリ2が台座3に着脱可能に保持される。バッテリユニット4の詳細については後述する。
 自転車フレーム67の支持パイプ66を同軸に貫通するクランク軸83の左端及び右端には一対のクランクペダル79が連結される。クランクペダル79に加えられた踏力はクランク軸83へ伝達され、駆動スプロケット80(図4参照)を介して無端状のチェーン82へ入力される。チェーン82は、駆動スプロケット80と、後輪78の車軸に設けられた従動スプロケット81とに巻掛けられている。
 図4も参照して、動力ユニット20は、モータMとクランク軸83とがユニット化され、自転車フレーム67の支持パイプ66周りに後付け可能に構成される。即ち、動力ユニット20とバッテリユニット4とは、互いに物理的に(空間的に)離間して配置される。
 動力ユニット20は、モータMの出力軸21と、クランク軸83とがケース24の内部に平行に配置される。クランク軸83は、筒状のスリーブ26の内側に第1ワンウェイクラッチ28を介して回転自在に支持されており、このスリーブ26の外周側にモータMの出力軸21に設けられたモータ出力ギヤ21aと噛み合う従動ギヤ26a及び駆動スプロケット80が固定されている。したがって、モータMのトルクが、モータ出力ギヤ21a、従動ギヤ26a、及びスリーブ26を介して駆動スプロケット80に伝達される。即ち、モータMは、クランクペダル79と並列に設けられている。
 また、従動スプロケット81と後輪78との間には第2ワンウェイクラッチ29が設けられている。
 このように構成された電動自転車10では、クランクペダル79を前進方向(正回転方向とも称す)に漕いだ場合には、第1ワンウェイクラッチ28が係合してクランク軸83の正回転動力がスリーブ26を介して駆動スプロケット80に伝達され、さらにチェーン82を介して従動スプロケット81に伝達される。このとき第2ワンウェイクラッチ29も係合することで、従動スプロケット81に伝達された正回転動力が、後輪78に伝達される。
 一方、クランクペダル79を後進方向(逆回転方向とも称す)に漕いだ場合には、第1ワンウェイクラッチ28が係合せず、クランク軸83の逆回転動力がスリーブ26に伝達されずクランク軸83が空転する。
 また、例えば電動自転車10を前進方向に押し進める場合のように、後輪78から前進方向(正回転方向)の正回転動力が入力される場合、第2ワンウェイクラッチ29が係合せず、後輪78の正回転動力が従動スプロケット81に伝達されない。そのため、後輪78は、従動スプロケット81に対し相対回転する。一方、電動自転車10を後進方向に押し進める場合のように、後輪78から後進方向(逆回転方向)の逆回転動力が入力される場合には、第2ワンウェイクラッチ29が係合して後輪78の逆回転動力が従動スプロケット81に伝達され、さらにチェーン82を介して駆動スプロケット80に伝達される。また、このとき第1ワンウェイクラッチ28も係合することから、駆動スプロケット80に伝達された逆回転動力が、クランク軸83及びクランクペダル79に伝達されてクランク軸83及びクランクペダル79が逆回転する。
 動力ユニット20には、モータMの回転速度を検知するモータ回転数センサSE1が設けられている。また、スリーブ26には運転者がクランクペダル79を踏む力(以下、ペダル踏力)によって発生するトルク値を検知するトルクセンサSE2が設けられている。モータ回転数センサSE1は、モータMの出力軸21の外周部に設けられた磁石及びホールICから構成される。トルクセンサSE2は、スリーブ26の外周部に配設された磁歪式のトルクセンサから構成される。リヤフォーク70には、後輪78の回転数を取得する後輪回転数センサSE3が設けられている。なお、動力ユニット20には、不図示の電流センサ、電圧センサが設けられている。
 動力ユニット20を制御する制御回路40は、ユーザーが携帯端末8のアプリを操作することで起動する。制御回路40は、トルクセンサSE2の出力値であるトルク値から運転者がクランクペダル79を踏む力(以下、ペダル踏力)を算出し、このペダル踏力と電動自転車10の車速に応じたアシスト比とによって定められるアシスト力が発生するように、モータMをPWM制御する。
 これまでの電動自転車では、制御回路が電動アシストユニットに組み込まれるのが一般的であった。しかしながら、本実施形態の電動自転車10において、制御回路40は、動力ユニット20とは物理的に(空間的に)離間して配置され、バッテリユニット4の内部、より具体的には台座3の内部に組み込まれている。詳しくは後述するが、台座3は、内部に第1空間SP1と、第1空間SP1に対しバッテリ2の反対側の位置に配置され、第1空間SP1に対して液密性を有するよう区画形成される第2空間SP2と、を有する。液密性とは、密閉した空間の内部に外部から液体が浸入しない性質をいう。
 図5は、電動自転車10における、動力ユニット20、バッテリ2、及び制御回路40の電気経路と通信経路を説明する図である。
 台座3の第2空間SP2には、制御回路40(図中のPROCESSOR)、コンバータDC/DC、慣性計測装置IMU(Inertial Measurement Unit)、大気圧センサ41、GNSS(global navigation satellite system)ユニット43、メモリ42、及びBLE(Bluetooth Low Energy)ユニット44が配置される。これらの電子部品は、回路基板19(図7及び図9参照)に搭載(固定)される。
 制御回路40は、前述したようにペダル踏力と電動自転車10の車速に応じたアシスト比とによって定められるアシスト力が発生するように、動力ユニット20のモータMから発生させるトルクを演算する。これにより、モータMは、制御回路40からの演算結果(駆動要求)に従って動作する。コンバータDC/DCは、供給される直流電圧を直流のまま降圧して制御回路40、慣性計測装置IMU(Inertial Measurement Unit)、大気圧センサ41、GNSSユニット43、メモリ42、及びBLEユニット44の電源電圧を生成する。なお、図5においては、コンバータDC/DCから、慣性計測装置IMU、大気圧センサ41、GNSSユニット43、メモリ42、及びBLEユニット44へ繋がる電源ラインを省略している。
 慣性計測装置IMUは、例えば、3軸加速度センサ、3軸角速度センサ、及び3軸方位センサの機能をあわせもつ9軸センサであり、制御回路40の搭載姿勢を検出する。大気圧センサ41は、大気圧を検出する。GNSSユニット43は、電動自転車10の位置情報を取得する。メモリは、例えばSDカードであり、電動自転車10の情報、走行データ等を一時的又は永続的に保持する。BLEユニット44は、ユーザーの携帯端末8と通信するための通信装置である。これら制御回路40等は、液密に区画形成された第2空間SP2に配置され、荒天時であっても水の浸入が回避される。
 台座3の第1空間SP1には、バッテリ2に設けられる雌型端子(レセプタクル)11と電気的に接続される雄型端子36a(プラグ)と、雄型端子36aと電力線51を介して接続されるギボシ対12と、制御回路40と電力線52及びコンバータDC/DCを介して電気的に接続される電気接続子対13と、制御回路40と通信線53を介して電気的に接続される通信接続子対14と、制御回路40と通信線54を介して通信可能に接続される通信接続子対15と、が配置される。
 ギボシ対12は、互いに着脱可能であって、電力線51及び雄型端子36aを介してバッテリ2に接続されるとともに、電力線55を介して動力ユニット20に接続される。電気接続子対13は、電力線52を介してコンバータDC/DCに接続されるとともに、電力線56を介して動力ユニット20に接続される。電力線56は、電力線55からの分岐等により、バッテリ2からの電力が供給されるように構成される。通信接続子対14は、通信線53を介して制御回路40に接続されるとともに、通信線57を介して動力ユニット20に接続される。通信接続子対15は、通信線54を介して制御回路40に接続されるとともに、通信線58を介して動力ユニット20に接続される。通信線54、58を介する通信方式は、特に限定されるものではないが、例えば、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)通信である。
 電気接続子対13、通信接続子対14、及び通信接続子対15は、同一のコネクタ対16を構成する。電力線52、通信線53、及び通信線54は、第1ハーネス59を構成し、電力線56、通信線57、及び通信線58は、第2ハーネス60を構成する。このように接続子対がコネクタ対16により一体となること、及び、電力線及び通信線が束ねられて一体的に配索されることで、組付け作業を容易にできる。
 このように構成された電気系統及び通信系統では、バッテリ2からの電力が動力ユニット20のモータMに供給されるとともに、動力ユニット20からコンバータDC/DCを介して降圧された電力が制御回路40、慣性計測装置IMU、大気圧センサ41、GNSSユニット43、メモリ、及びBLEユニット44に供給される。また、制御回路40は、電力分岐線52aを介してコンバータDC/DCによって降圧される前の電力を受けて、通信線53、57を介して動力ユニット20にパワースイッチ信号を出力する。そして、制御回路40に電力が供給された状態で、ユーザーから携帯端末8のアプリを介して動力ユニット20の起動要求があると、通信線53、57を介して動力ユニット20にパワースイッチ信号が発信され、動力ユニット20が起動する。動力ユニット20が起動すると、通信線54、58を介して動力ユニット20と制御回路40とで情報交換が行われるとともに、BLEユニット44を介してユーザーの携帯端末とで情報交換が可能となる。
[バッテリユニット]
 続いてバッテリユニット4の構成について詳細に説明する。図6はバッテリユニット4の側面図であり、図7はバッテリユニット4の第1実施形態の台座3の断面図であり、図8は第1実施形態の台座3の第1空間SP1の斜視図であり、図9は図8のP面における断面図であり、図10は図9の矢印Q方向から見たベース本体35の底面図である。
 バッテリユニット4は、図6に示すように、シートポスト71に取り付けられる台座3と、台座3に対し着脱可能に設けられ、内部に複数のセルを有するバッテリ2と、を備える。バッテリ2は、外周面に開閉可能なカバー45に覆われた充電口(レセプタクル)46を備える。充電口46に不図示の充電端子を接続することで、外部装置(例えば、携帯端末8)に給電可能である。
[台座]
(第1実施形態)
 台座3は、バッテリ2の底面と当接する台座ベース31と、ダウンパイプ69に沿って延びる板状の台座プレート32と、台座3とバッテリ2とを施錠可能なロック機構33と、ロック機構33を収容し台座プレート32の上部に設けられた台座上部34と、を備える。
 台座ベース31は、図7に示すように、第1空間SP1と第2空間SP2とを区画する区画壁35wを有するベース本体35と、ベース本体35の上方に位置しベース本体35との間に第1空間SP1を区画形成するアッパーケース36と、ベース本体35の下方に位置しベース本体35との間に第2空間SP2を区画形成するボトムケース37と、を備える。言い換えると、ベース本体35は、第1空間SP1の第2空間SP2側の空間を構成するよう設けられ、アッパーケース36は、第1空間SP1の反第2空間SP2側の空間を構成するよう設けられる。反第2空間SP2側とは、第2空間SP2の反対側を意味する。また、ベース本体35及びアッパーケース36は、第2空間SP2の第1空間SP1側を構成するよう設けられ、ボトムケース37は、第2空間SP2の反第1空間SP1側を構成するよう設けられる。反第1空間SP1側とは、第1空間SP1の反対側を意味する。
 ベース本体35は、図10に示すように、環状の本体部35aと、環状の本体部35aの周方向一部に設けられた略長方形状の延出部35cと、延出部35cと反対側に設けられた1対の耳部35dと、を備える。延出部35cには、上下に貫通する水抜き穴35eが設けられ、後述するボトムケース37の排水孔39と連通する。1対の耳部35d及び延出部35cには、合計で4つの第1固定部35fが設けられ、下方から第1固定部35fに固定される不図示の締結部材(タッピング、ボルト)により、ボトムケース37がベース本体35に着脱可能に固定される。
 また、図8に示すように、本体部35aの区画壁35wには、上面35uに、略120°間隔で3つの柱状の第2固定部35gが設けられる。図11も参照して、第2固定部35gには、アッパーケース36を貫通するボルト47が締結されることで、ベース本体35にアッパーケース36が着脱可能に固定される。ボルト47は、台座3に装着されたバッテリ2に隠される位置に設けられる。したがって、バッテリ2が台座3に装着された状態でアッパーケース36の取り外しが禁止される。なお、ボルト47は、第1空間SP1側から締結されてもよく、その場合、アッパーケース36に設けられるボルト孔が台座3に装着されたバッテリ2に隠される位置に設けられる。
 また、図10に示すように、本体部35aの区画壁35wには、裏面35bに、略90°間隔で4つの柱状の第3固定部35hが設けられる。図7も参照して、第3固定部35hには、制御回路40等を搭載する回路基板19がベース本体35に吊り下げられるように不図示の締結部材(タッピング、ボルト)により固定される。回路基板19には、不図示のGNSSユニット43が回路基板19より鉛直方向上方側に位置するよう配置される。
 第2空間SP2は、図7及び図9に示すように、ベース本体35の裏面35bの外周部に設けられた環状のシール部材17によって液密状態が維持される。一方、第1空間SP1は、図8に示すように、水抜き穴35eと、ボトムケース37に設けられた排水孔39とを介して外部と連通する。排水孔39は、ダウンパイプ69の上面に固定される台座3の固定面38に配置される。これにより、排水孔39から第1空間SP1への粉塵や水の浸入を抑制できる。なお、ダウンパイプ69には、台座3を取り付ける固定孔の周囲に環状突起が設けられ入ることが好ましい。なお、環状突起がない場合、カラーを挟むことで、排水孔39からの排水が促進される。排水孔39の直径は4mm以上であることが好ましい。
 図7に示すように、アッパーケース36は、上面36uにバッテリ2の下面に設けられた雌型端子11と電気的に接続される雄型端子36aが設けられる。雄型端子36aは、上面36uを貫通して第1空間SP1に延出し、第1空間SP1に設けられたギボシ対12に電力線51を介して接続される。なお、雄型端子36aは上面36uを貫通せずに、電力線51が上面36uを貫通して雄型端子36aに接続されてもよい。
 図7及び図8に示すように、第1空間SP1には、正極側のギボシ対12、負極側のギボシ対12、及びコネクタ対16が平行に並んで配置される。正極側のギボシ対12及び負極側のギボシ対12の一端側からは雄型端子36aに接続される電力線51が延出する。コネクタ対16の一端側からは第2空間SP2へ向かう第1ハーネス59が延出する。即ち、電力線51及び第1ハーネス59も、第1空間SP1に配置される。第1ハーネス59(電力線52、通信線53、54)及びコネクタ対16(電気接続子対13、通信接続子対14、15)は、第1空間SP1を経由する必然性は無いが、第1空間SP1を経由する配索ルートとすることによってより第2空間SP2の液密性を維持することができる。
 正極側のギボシ対12、負極側のギボシ対12、及びコネクタ対16の他端側からは動力ユニット20へ向かう2本の電力線55及び第2ハーネス60が延出する。2本の電力線55は、第1空間SP1の内部と外部とを連通する連通穴30aを通り、動力ユニット20に向かって延出する。コネクタ対16のちモータM側のコネクタ16は、連通穴30bに配置され、第2ハーネス60が動力ユニット20に向かって延出する。連通穴30a、30bは、ベース本体35とアッパーケース36とにより区画形成される。なお、ギボシ対12のうちモータM側のギボシ12が連通穴30aに配置され、電力線55が動力ユニット20に向かって延出してもよく、第2ハーネス60が連通穴30bを通って、動力ユニット20に向かって延出してもよい。
 第1ハーネス59は、ベース本体35の区画壁35wに設けられた挿通孔35p(図10参照)を介して第2空間SP2に延出する。第1ハーネス59と挿通孔35pとの間にはグロメット18が介在し、第1空間SP1に対し第2空間SP2が液密状態に維持される。なお、図7及び図9では、回路基板19に搭載された電子部品のうち制御回路40のみを記載し、コンバータDC/DC、慣性計測装置IMU、大気圧センサ41、GNSSユニット43、メモリ、及びBLEユニット44が省略されている。
 以上説明したように、本実施形態によれば、制御回路40は、動力ユニット20と離間して配置されるので、複数の製造者等から動力ユニット20の供給を受けることができる。また、制御回路40は、バッテリユニット4の内部に配置されるので、バッテリユニット4の内部空間を有効に活用することができる。なお、制御回路40は、バッテリユニット4の内部に配置されている必要はなく、バッテリユニット4の外部でバッテリユニット4に隣接して配置されてもよい。
 また、本実施形態では、制御回路40がバッテリユニット4を構成する台座3の内部に配置されるので、バッテリ2が装着される台座3の内部空間を有効に活用することができる。なお、制御回路40は、バッテリユニット4を構成する台座3の内部に配置されている必要はなく、台座3の外部で台座3に隣接して配置されてもよい。
 また、本実施形態では、バッテリ2に設けられる雌型端子11と電気的に接続される雄型端子36aの一部が第1空間SP1に配置され、制御回路40が第2空間SP2に配置される。このように雄型端子36aと制御回路40とが配置される空間を分けることにより、制御回路40へのノイズの影響等を抑制できる。
 また、本実施形態では、制御回路40は、台座3の内部において、雄型端子36aに対しバッテリ2の反対側の位置に配置されるので、雌型端子11と雄型端子36aの間の距離を短くできる。なお、雌型端子11と雄型端子36aとは、無線で接続されていてもよい。即ち、バッテリ2に設けられる雌型端子11から非接触放電により雄型端子36aに電力が供給されるように構成されていてもよい。この場合であっても、雌型端子11と雄型端子36aの間の距離が短いことで、伝送効率が向上する。
 また、雄型端子36aに加えて、ギボシ対12、電気接続子対13、通信接続子対14、通信接続子対15も、第1空間SP1に配置される。このように接続子対12~15を第1空間SP1に集約することで、配線の接続作業が容易になる。
 また、本実施形態では、電気接続子対13、通信接続子対14、及び通信接続子対15が同一のコネクタ対16に収容されるので、配線の接続作業がより一層容易になる。
 また、本実施形態では、第1空間SP1が、外部に開口する排水孔39と連通するので、第1空間SP1に浸入した水等を排水できる。したがって、ギボシ対12等が被水するのを抑制できる。
 また、本実施形態では、制御回路40がバッテリユニット4を構成する台座3の内部に配置され、制御回路40の少なくとも一部が、下方から見てダウンパイプ69と重なる位置に配置されている。これにより、飛び石等による制御回路40への下方からの衝撃をダウンパイプ69によって保護することができる。また、制御回路40は、鉛直方向において動力ユニット20の上端よりも高い位置に配置されることが好ましい。これによっても、制御回路40を保護することができる。
(第2実施形態)
 続いて第2実施形態の台座3について図12~図14を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、第1実施形態と異なる点について主に説明し、同一の構成部分については説明を簡略化若しくは省略する。
 第2実施形態の台座3では、ベース本体35に耳部35dが設けられておらず、合計で4つの第1固定部35fが本体部35a及び延出部35cに設けられている。また、第1固定部35fに固定されるボルト48は、第1空間SP1に配置される。即ち、ボルト48は、第1空間SP1から第1固定部35fを介してボトムケース37を取り付けることができ、外部からボルト48の取り付け及び取り外し作業を行うことができないように構成される。図13において、符号49は、ボトムケース37に立設され、ボルト48が螺合する雌ねじ部が形成された受け部である。
 このようにボルト48が第1空間SP1に配置されることで、ベース本体35に対しボトムケース37を取り外すためには、ベース本体35に対しアッパーケース36を取り外す必要がある。しかしながら、第1実施形態で説明したように、アッパーケース36とベース本体35とを固定するボルト47は、台座3に装着されたバッテリ2に隠される位置に配置される。また、ロック機構33により台座3とバッテリ2とが施錠可能に構成される。したがって、第三者が簡単に第1空間SP1及び第2空間SP2にアクセスできないので、いたずらや不正改造が防止される。なお、第1空間SP1には、ボルト48が螺合するボルト孔が設けられてもよい。
 また、本実施形態では、図12に示すように、2つのギボシ対12とコネクタ対16が、台座3の固定面38に対し傾斜した状態で配置される。これにより、第1空間SP1内のスペースを有効に活用することができる。さらに、モータM側のコネクタ16及び2つのギボシ対12から延びる2本の電力線55は、1つの連通穴30cを通り、第2ハーネス60及び2本の電力線55が動力ユニット20に向かって延出する。
 連通穴30cが、ベース本体35とアッパーケース36とにより区画形成される点は、第1実施形態と同様であるが、本実施形態では、ダウンパイプ69の上面に固定される台座3の固定面38とは異なる位置に配置される。具体的には、環状の本体部35aと、略長方形状の延出部35cとの間の一方側のくびれ部に設けられ、モータM側のコネクタ16及び2本の電力線55が上下に配置される。このように、連通穴30cが固定面38を避けた位置に配置されることで、連通穴を通る配線等がダウンパイプ69に干渉するのを回避できる。
 さらに、本実施形態では、ボトムケース37に、排水孔39が2つ設けられている。排水孔39を固定面38の左右両側に配置することで、排水性が向上する。なお、排水孔39を1つのみ設ける場合には、電動自転車10の左側となる位置に設けることが好ましい。電動自転車10を使用しないときにサイドスタンドで電動自転車10を支持させた場合にも、第1空間SP1から排水させることができる。
 以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
 なお、電動自転車10は、ロードバイク、マウンテンバイク、クロスバイク、シティサイクル、折り畳み自転車等であってもよく、その種類は限定されない。バッテリユニット4の台座3は、ダウンパイプ69の上面に限らず、ダウンパイプ69の下面、シートポスト71の前面、シートポスト71の後面、等任意の位置に固定され得る。例えば、ロードバイク、マウンテンバイク、クロスバイク等であれば、ダウンパイプの上方においてヘッドパイプとシートポストとを繋ぐトップパイプの上面、又はトップパイプの下面に固定されてもよい。
 さらに、フレームに対しボディ(カバー、カウル)が取り付けられる電動自転車10にあっては、バッテリユニット4の台座3は、ボディに固定されてもよい。
 また、前述の実施形態では、販売後の非電動自転車に電動アシストユニットを後付けする場合について説明したが、必ずしも販売後の非電動自転車に限らず、新車の非電動自転車に工場又は販売店等で電動アシストユニットを取り付けた完成車にも適用することができる。
 また、前述の実施形態では、動力ユニット20は後輪78を駆動するものであったが、前輪73を駆動するものでもよい。
 また、動力ユニット20は、前述した実施形態に限定されず、例えば、ケース24にモータMが収容されたシンプルな構成であってもよい。
 また、図5に示した動力ユニット20、バッテリ2、及び制御回路40の電気経路と通信経路はこれに限定されるものではない。前述の実施形態では、コンバータDC/DCへ供給されるバッテリ2からの電力は、動力ユニット20を経由して電力線56、電気接続子対13、及び電力線52を介して供給されるが、動力ユニット20を経由せずに、バッテリ2からコンバータDC/DCへ供給されてもよい。
 また、動力ユニット20にも電動機制御部としてのプロセッサ(マイクロコンピュータ、モータECU)が存在し、制御回路40と通信線54、58を介して通信して制御回路40が演算した要求・指令等を受けてモータMを制御してもよい。さらに、モータMの保護等については、制御回路40の要求・指令等を受けずにそのプロセッサが独自に制御してもよい。
 さらに、台座3に設けられた制御回路40、コンバータDC/DC、慣性計測装置IMU、大気圧センサ41、GNSSユニット43、メモリ42、及びBLEユニット44のうち、制御回路40、GNSSユニット43、及びBLEユニット44以外は、動力ユニット20に設けられてもよい。
 また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
 (1) 車輪(後輪78)と、
 該車輪を駆動する電動機(動力ユニット20)と、
 前記電動機と電気的に接続される蓄電装置(バッテリユニット4)と、
 前記電動機から発生させる動力に相関する指令値又は要求値を演算する演算装置(制御回路40)と、を備える、車両(電動自転車10)であって、
 前記電動機と前記蓄電装置とは、互いに離間して配置され、
 前記演算装置は、前記電動機と離間して、前記蓄電装置の内部に又は前記蓄電装置に隣接して配置される、車両。
 (1)によれば、電動機を、演算装置から伝送される演算結果に従って動作するよう構成するのみでよいので、複数の製造者等から電動機の供給を受けること等が容易となる。また、蓄電装置の内部空間又は隣接空間を有効に活用して、演算装置を配置することができる。
 なお、「動力」は、トルク、出力でもよく、電流指令、電流要求でもよい。また、「動力」は、正回転方向に対してプラスの動力である力行動力の他に、回転方向に対してマイナスの動力となる回生動力、逆回転方向に対してプラスの動力である逆力行動力(車両後退)も含む概念である。
 また、演算装置は、少なくとも「電動機から発生させる動力に相関する指令値又は要求値」を演算するものであればよく、他に、モータの出力制限値やバッテリの出力制限値を演算したり、出力制限値に基づいて制御するための演算をするものであってもよい。
 (2) (1)に記載の車両であって、
 前記蓄電装置は、
 前記車両の車体(ボディ)又は骨組み部(ダウンパイプ69)に固定される被装着部(台座3)と、
 該被装着部に対し着脱可能に設けられ、内部に蓄電素子を有する蓄電部(バッテリ2)と、を有し、
 前記演算装置は、前記被装着部の内部に、又は前記被装着部に隣接して配置される、車両。
 (2)によれば、蓄電装置のうち、蓄電部が装着される非装着部の内部空間又は隣接空間を有効に活用して、演算装置を配置することができる。
 (3) (2)に記載の車両であって、
 前記演算装置は、前記被装着部の内部に配置され、
 前記被装着部は、前記蓄電部に設けられる第1電気接続子(雌型端子11)と電気的に接続される第2電気接続子(雄型端子36a)を有し、
 前記演算装置は、前記被装着部の内部において、前記第2電気接続子に対し、前記蓄電部の反対側の位置に配置される、車両。
 (3)によれば、第1電気接続子と第2電気接続子の間の距離を短くできるので、例えば、第1電気接続子と第2電気接続子とが無線で接続されている場合には伝送効率が向上する。
 (4) (3)に記載の車両であって、
 前記被装着部は、
 前記第2電気接続子、又は前記第2電気接続子と接続される電力線(電力線51)が配置される第1空間(第1空間SP1)と、
 該第1空間に対して、液密性を有するよう区画形成される第2空間(第2空間SP2)と、を有し、
 前記演算装置は、前記第2空間に配置される、車両。
 (4)によれば、第2電気接続子と演算装置とが配置される空間が分かれているので、演算装置へのノイズの影響等を抑制できる。
 (5) (4)に記載の車両であって、
 前記被装着部は、
 前記第2空間の前記第1空間側の空間を構成するよう設けられる第1部(ベース本体35、アッパーケース36)と、
 前記第1部に対して着脱可能に固定され、前記第2空間の反第1空間側の空間を構成するよう設けられる第2部(ボトムケース37)と、を有する、車両。
 (5)によれば、第2空間へのアクセスが容易になる。
 (6) (5)に記載の車両であって、
 前記演算装置は、前記第1部に対して固定されて配置される、車両。
 (6)によれば、演算装置への衝撃を低減できる。
 (7) (5)又は(6)に記載の車両であって、
 前記第1部と前記第2部とを固定する固定具(ボルト48)、又は、該固定具が挿入される挿入孔(ボルト孔)は、前記第1空間に配置される、車両。
 (7)によれば、外部から固定具を取り外すことができないので、いたずらや不正改造が防止される。
 (8) (4)から(7)のいずれかに記載の車両であって、
 前記被装着部は、
 前記第1空間の前記第2空間側の空間を構成するよう設けられる第3部(ベース本体35)と、
 前記第3部に対して着脱可能に固定され、前記第1空間の反第2空間側の空間を構成するよう設けられる第4部(アッパーケース36)と、を有する、車両。
 (8)によれば、第1空間へのアクセスが容易になる。
 (9) (8)に記載の車両であって、
 前記第3部と前記第4部とを固定する他の固定具(ボルト47)、又は、該他の固定具が挿入される他の挿入孔(ボルト孔)は、前記被装着部に装着された前記蓄電部に隠される位置に配置される、車両。
 (9)によれば、蓄電部が非装着部に装着された状態で、第4部の取り外しが禁止される。
 (10) (9)に記載の車両であって、
 前記蓄電装置は、前記被装着部と前記蓄電部とを施錠可能な錠部(ロック機構33)を有する、車両。
 (10)によれば、蓄電部が非装着部から外されることを防ぐことができる。
 (11) (4)から(10)のいずれかに記載の車両であって、
 前記電力線は、前記電動機に電気的に接続され、互いに着脱可能な電気接続子対(ギボシ対12)を有し、
 前記電気接続子対は、前記第1空間に配置される、車両。
 (11)によれば、電気接続子対を保護することができる。
 (12) (4)から(11)のいずれかに記載の車両であって、
 前記演算装置と、前記電動機とを、又は前記電動機を制御する電動機制御部(モータECU、インバータ)とを通信可能に接続する通信線(通信線54)を備え、
 前記通信線は、前記第1空間に配置される、車両。
 (12)によれば、演算装置と電動機とを接続する通信線としては、第1空間を経由する必然性は無いが、第1空間を経由する配索ルートとすることによってより第2空間の液密性を維持することができる。
 (13) (12)に記載の車両であって、
 前記通信線は、互いに着脱可能な通信接続子対(通信接続子対15)を有し、
 前記通信接続子対は、前記第1空間に配置される、車両。
 (13)によれば、通信接続子対としては、第1空間を経由する必然性は無いが、第1空間を経由する配索ルートとすることによってより第2空間の液密性を維持することができる。
 (14) (12)又は(13)に記載の車両であって、
 前記被装着部は、前記第1空間と前記第2空間とを区画する区画壁(区画壁35w)を有し、
 前記区画壁は前記通信線が挿通する挿通穴(挿通孔35p)と、該挿通穴と前記通信線との間に介装される封止部(グロメット18)と、を有する、車両。
 (14)によれば、第2空間の液密性を担保できる。
 (15) (12)から(14)のいずれかに記載の車両であって、
 前記演算装置と、前記電動機とを電気的に接続する他の電力線(電力線52)を備え、
 前記他の電力線と前記通信線とは、束ねられて一体的に配索される、車両。
 (15)によれば、組付け作業を容易にできる。
 (16) (15)に記載の車両であって、
 前記通信線は、互いに着脱可能な通信接続子対(通信接続子対15)を有し、
 前記他の電力線は、互いに着脱可能な他の電力接続子対(電気接続子対13)を有し、
 前記通信接続子対と、前記他の電力接続子対とは、装着されたときに一体となるよう設けられる、車両。
 (16)によれば、組付け作業を容易にできる。
 (17) (11)に従属する(16)に記載の車両であって、
 前記被装着部は、前記第1空間の内部と外部とを連通する連通穴(連通穴30a、30b、30c)を有し、
 前記電気接続子対のうちの前記電動機側の電気接続子(電動機側のギボシ12)、又は、前記電力線のうちの前記電気接続子対よりも前記電動機側の電力線部(電力線55)
及び、
 前記通信接続子対のうちの前記電動機側若しくは前記電動機制御部側の通信接続子(モータM側のコネクタ16)、又は、前記通信線のうちの前記通信接続子対よりも前記電動機側若しくは前記電動機制御部側の通信線部(第2ハーネス60)
のうちの少なくとも何れか一つは、前記連通穴に配置される、車両。
 (17)によれば、連通穴を介して第1空間と外部とが連通する。
 (18) (17)に記載の車両であって、
 前記連通穴は、前記被装着部の前記車体又は前記骨組み部に固定される固定面を避けた位置に配置される、車両。
 (18)によれば、連通穴を通る配線等が車体又は骨組み部に干渉するのを回避できる。
 (19) (4)から(18)のいずれかに記載の車両であって、
 前記被装着部は、前記第1空間の内部と外部とを連通する他の連通穴(排水孔39)を有し、
 前記他の連通穴は、前記被装着部の前記車体又は前記骨組み部に固定される固定面(固定面38)に配置される、車両。
 (19)によれば、他の連通穴から第1空間への粉塵や水の浸入を抑制できる。
 (20) (2)から(19)のいずれかに記載の車両であって、
 前記演算装置は、基板(回路基板19)に固定され、
 前記基板は、前記被装着部に固定される、車両。
 (20)によれば、演算装置を保護することができる。
 (21) (20)に記載の車両であって、
 衛星測位システムの受信部(GNSSユニット43)を備え、
 前記受信部は前記基板に固定され、
 前記基板は、前記受信部が該基板よりも鉛直方向上方側に位置するよう配置される、車両。
 (21)によれば、衛星測位システムの受信部を保護しつつ、受信能力の低下を抑制できる。
 (22) (20)又は(21)に記載の車両であって、
 該車両に取り付けられる端末、又は該車両の乗員が携帯する端末と無線通信可能な通信部(BLEユニット44)を備え、
 前記通信部は前記基板に固定される、車両。
 (22)によれば、通信部を保護することができる。
 (23) (1)から(22)のいずれかに記載の車両であって、
 前記電動機は、該電動機と機械的に接続される動力伝達部(モータ出力ギヤ21a、従動ギヤ26a)とともに筐体(ケース24)に収容され、
 前記演算装置は、前記筐体と離間して、前記蓄電装置の内部に又は前記蓄電装置に隣接して配置される、車両。
 (23)によれば、複数の製造者等から電動機と動力伝達部がユニット化された動力ユニットの供給を受けること等が容易となる。
 (24) (1)から(23)のいずれかに記載の車両であって、
 前記演算装置の少なくとも一部は、鉛直方向下方側から見て前記車両の骨組み部(ダウンパイプ69)と重なる位置に配置される、車両。
 (24)によれば、飛び石等による演算装置への下方からの衝撃を車両の骨組み部によって保護することができる。
 (25) (1)から(24)のいずれかに記載の車両であって、
 前記演算装置は、鉛直方向において前記電動機の上端よりも高い位置に配置される、車両。
 (25)によれば、演算装置を電動機により保護することができる。
 なお、本出願は、2021年9月1日出願の日本特許出願(特願2021-142751)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
2 バッテリ(蓄電部)
3 台座(被装着部)
4 バッテリユニット(蓄電装置)
10 電動自転車(車両)
11 雌型端子(第1電気接続子)
12 ギボシ、ギボシ対(電気接続子、電気接続子対)
13 電気接続子、電気接続子対(他の電気接続子、他の電力接続子対)
15 通信接続子、通信接続子対
16 コネクタ(接続部材)
18 グロメット(封止部)
19 回路基板(基板)
20 動力ユニット(電動機)
21a モータ出力ギヤ(動力伝達部)
24 ケース(筐体)
26a 従動ギヤ(動力伝達部)
30a 連通穴
30b 連通穴
30c 連通穴
33 ロック機構(錠部)
35 ベース本体(第3部)
35p 挿通孔(挿通穴)
35w 区画壁
36 アッパーケース(第4部)
36a 雄型端子(第2電気接続子)
37 ボトムケース(第2部)
38 固定面
39 排水孔(連通穴)
40 制御回路(演算装置)
43 GNSSユニット(受信部)
44 BLEユニット(通信部)
47 ボルト(固定具)
48 ボルト(固定具)
51 電力線
52 電力線(他の電力線)
54 通信線
55 電力線(電力線部)
60 第2ハーネス(通信線部)
69 ダウンパイプ(骨組み部)
78 後輪(車輪)
SP1 第1空間
SP2 第2空間

Claims (25)

  1.  車輪と、
     該車輪を駆動する電動機と、
     前記電動機と電気的に接続される蓄電装置と、
     前記電動機から発生させる動力に相関する指令値又は要求値を演算する演算装置と、を備える、車両であって、
     前記電動機と前記蓄電装置とは、互いに離間して配置され、
     前記演算装置は、前記電動機と離間して、前記蓄電装置の内部に又は前記蓄電装置に隣接して配置される、車両。
  2.  請求項1に記載の車両であって、
     前記蓄電装置は、
     前記車両の車体又は骨組み部に固定される被装着部と、
     該被装着部に対し着脱可能に設けられ、内部に蓄電素子を有する蓄電部と、を有し、
     前記演算装置は、前記被装着部の内部に、又は前記被装着部に隣接して配置される、車両。
  3.  請求項2に記載の車両であって、
     前記演算装置は、前記被装着部の内部に配置され、
     前記被装着部は、前記蓄電部に設けられる第1電気接続子と電気的に接続される第2電気接続子を有し、
     前記演算装置は、前記被装着部の内部において、前記第2電気接続子に対し、前記蓄電部の反対側の位置に配置される、車両。
  4.  請求項3に記載の車両であって、
     前記被装着部は、
     前記第2電気接続子、又は前記第2電気接続子と接続される電力線が配置される第1空間と、
     該第1空間に対して、液密性を有するよう区画形成される第2空間と、を有し、
     前記演算装置は、前記第2空間に配置される、車両。
  5.  請求項4に記載の車両であって、
     前記被装着部は、
     前記第2空間の前記第1空間側の空間を構成するよう設けられる第1部と、
     前記第1部に対して着脱可能に固定され、前記第2空間の反第1空間側の空間を構成するよう設けられる第2部と、を有する、車両。
  6.  請求項5に記載の車両であって、
     前記演算装置は、前記第1部に対して固定されて配置される、車両。
  7.  請求項5又は6に記載の車両であって、
     前記第1部と前記第2部とを固定する固定具、又は、該固定具が挿入される挿入孔は、前記第1空間に配置される
     車両。
  8.  請求項4から7のいずれか1項に記載の車両であって、
     前記被装着部は、
     前記第1空間の前記第2空間側の空間を構成するよう設けられる第3部と、
     前記第3部に対して着脱可能に固定され、前記第1空間の反第2空間側の空間を構成するよう設けられる第4部と、を有する、車両。
  9.  請求項8に記載の車両であって、
     前記第3部と前記第4部とを固定する他の固定具、又は、該他の固定具が挿入される他の挿入孔は、前記被装着部に装着された前記蓄電部に隠される位置に配置される
     車両。
  10.  請求項9に記載の車両であって、
     前記蓄電装置は、前記被装着部と前記蓄電部とを施錠可能な錠部を有する、車両。
  11.  請求項4から10のいずれか1項に記載の車両であって、
     前記電力線は、前記電動機に電気的に接続され、互いに着脱可能な電気接続子対を有し、
     前記電気接続子対は、前記第1空間に配置される、車両。
  12.  請求項4から11のいずれか1項に記載の車両であって、
     前記演算装置と、前記電動機とを、又は前記電動機を制御する電動機制御部とを通信可能に接続する通信線を備え、
     前記通信線は、前記第1空間に配置される、車両。
  13.  請求項12に記載の車両であって、
     前記通信線は、互いに着脱可能な通信接続子対を有し、
     前記通信接続子対は、前記第1空間に配置される、車両。
  14.  請求項12又は13に記載の車両であって、
     前記被装着部は、前記第1空間と前記第2空間とを区画する区画壁を有し、
     前記区画壁は前記通信線が挿通する挿通穴と、該挿通穴と前記通信線との間に介装される封止部と、を有する、車両。
  15.  請求項12から14のいずれか1項に記載の車両であって、
     前記演算装置と、前記電動機とを電気的に接続する他の電力線を備え、
     前記他の電力線と前記通信線とは、束ねられて一体的に配索される、車両。
  16.  請求項15に記載の車両であって、
     前記通信線は、互いに着脱可能な通信接続子対を有し、
     前記他の電力線は、互いに着脱可能な他の電力接続子対を有し、
     前記通信接続子対と、前記他の電力接続子対とは、装着されたときに一体となるよう設けられる、車両。
  17.  請求項11に従属する請求項16に記載の車両であって、
     前記被装着部は、前記第1空間の内部と外部とを連通する連通穴を有し、
     前記電気接続子対のうちの前記電動機側の電気接続子、又は、前記電力線のうちの前記電気接続子対よりも前記電動機側の電力線部
    及び、
     前記通信接続子対のうちの前記電動機側若しくは前記電動機制御部側の通信接続子、又は、前記通信線のうちの前記通信接続子対よりも前記電動機側若しくは前記電動機制御部側の通信線部
    のうちの少なくとも何れか一つは、前記連通穴に配置される、車両。
  18.  請求項17に記載の車両であって、
     前記連通穴は、前記被装着部の前記車体又は前記骨組み部に固定される固定面を避けた位置に配置される、車両。
  19.  請求項4から18のいずれか1項に記載の車両であって、
     前記被装着部は、前記第1空間の内部と外部とを連通する他の連通穴を有し、
     前記他の連通穴は、前記被装着部の前記車体又は前記骨組み部に固定される固定面に配置される、車両。
  20.  請求項2から19のいずれか1項に記載の車両であって、
     前記演算装置は、基板に固定され、
     前記基板は、前記被装着部に固定される、車両。
  21.  請求項20に記載の車両であって、
     衛星測位システムの受信部を備え、
     前記受信部は前記基板に固定され、
     前記基板は、前記受信部が該基板よりも鉛直方向上方側に位置するよう配置される、車両。
  22.  請求項20又は21に記載の車両であって、
     該車両に取り付けられる端末、又は該車両の乗員が携帯する端末と無線通信可能な通信部を備え、
     前記通信部は前記基板に固定される、車両。
  23.  請求項1から22のいずれか1項に記載の車両であって、
     前記電動機は、該電動機と機械的に接続される動力伝達部とともに筐体に収容され、
     前記演算装置は、前記筐体と離間して、前記蓄電装置の内部に又は前記蓄電装置に隣接して配置される、車両。
  24.  請求項1から23のいずれか1項に記載の車両であって、
     前記演算装置の少なくとも一部は、鉛直方向下方側から見て前記車両の骨組み部と重なる位置に配置される、車両。
  25.  請求項1から24のいずれか1項に記載の車両であって、
     前記演算装置は、鉛直方向において前記電動機の上端よりも高い位置に配置される、車両。
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