(57)【要約】【課題】回生充電を行うことにより走行中においても効率的にバッテリ電圧を回復させる。【解決手段】制御部１００は、補助駆動力の発生が停止されるとともにバッテリ１１０を充電するためのモータ１６０からバッテリ１１０への電力供給が停止され且つライト１７０が消灯状態に維持される第１の状態においてライトボタン１８６が押下された場合に第２の状態に移行する。制御部１００は、第２の状態において補助駆動力の発生の停止を維持しつつ所定の場合に前記バッテリ１１０を充電するためのモータ１６０からバッテリ１１０への電力供給を行い且つライト１７０を点灯させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペダルに加えられた踏力に応じた大きさの補助駆動力をモータによって発生させ、前記補助駆動力によって車輪を駆動する補助駆動系と、
光を出射するライトと、
前記モータおよび前記ライトに電力を供給するためのバッテリと、
前記ライトを点灯および消灯させるための入力操作を受け付ける第１の操作部と、
前記補助駆動力の発生が停止されるとともに前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給が停止され且つ前記ライトが消灯状態に維持される第１の状態において前記第１の操作部に対する入力操作がなされた場合に第２の状態に移行し、前記第２の状態において前記補助駆動力の発生の停止を維持しつつ所定の場合に前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記ライトを点灯させる制御手段と、
を含む電動機付自転車。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２の状態において前記第１の操作部に対する入力操作がなされた場合に第３の状態に移行し、前記第３の状態おいて前記補助駆動力の発生の停止を維持しつつ所定の場合に前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記ライトを消灯させる請求項１に記載の電動機付自転車。
【請求項３】
周囲の明るさを検出して検出した明るさを示す検知信号を出力する照度センサを更に含み、
前記制御手段は、前記第２の状態において前記検知信号に基づいて前記ライトを点灯させ、前記第２の状態において前記第１の操作部に対する入力操作がなされた場合に第３の状態に移行し、前記第３の状態おいて前記補助駆動力の発生の停止を維持しつつ所定の場合に前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記ライトを点灯または消灯させる請求項１に記載の電動機付自転車。
【請求項４】
前記補助駆動力の大きさを変化させるための入力操作を受け付ける第２の操作部を更に含み、
前記制御手段は、前記第１の状態において停止状態とされ且つ前記第１の状態において前記第１の操作部および前記第２の操作部のいずれかに対する入力操作がなされたときに起動する演算処理装置を含む請求項２または３に記載の電動機付自転車。
【請求項５】
前記補助駆動力の大きさを変化させるための入力操作を受け付ける第２の操作部と、
周囲の明るさを検出して検出した明るさを示す検知信号を出力する照度センサと、を更に含み、
前記制御手段は、前記第１の状態において前記第２の操作部に対する入力操作がなされた場合に第４の状態に移行し、前記第４の状態において前記モータに前記補助駆動力を発生させるとともに所定の場合に前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記検知信号に基づいて前記ライトを点灯させる請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電動機付自転車。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第４の状態において前記第１の操作部に対する入力操作がなされた場合には第５の状態に移行し、前記第５の状態において前記補助駆動力を発生させるとともに前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記ライトを点灯または消灯させる請求項５に記載の電動機付自転車。
【請求項７】
前記第２の操作部は、前記踏力に対する前記補助駆動力の比率の設定が互いに異なる複数のアシストモードのうちのいずれかを選択するための入力操作を受け付け、
前記制御手段は、前記第４の状態および前記第５の状態において前記第２の操作部に対する入力操作がなされた場合には前記アシストモードを切り替える請求項６に記載の電動機付自転車。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第２の状態および前記第３の状態において前記第２の操作部に対する入力操作がなされた場合には前記第５の状態に移行する請求項６または７に記載の電動機付自転車。
【請求項９】
前記第１の操作部および前記第２の操作部は、ボタンスイッチを含んで構成され、
前記制御手段は、前記第１の状態以外の各状態において前記第１の操作部または前記第２の操作部を構成するボタンスイッチが所定期間継続して押下された場合に前記第１の状態に移行する請求項４乃至８のいずれか１項に記載の電動機付自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助駆動力を発生するモータを備えた電動機付自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂電動アシスト自転車等の電動機付自転車は、補助駆動力を発生させるモータと、モータに電力を供給するためのバッテリを備えている。このような電動機付自転車において、車輪の回転力をモータに伝達することによってモータに電力を発生させ、この電力によってバッテリを充電する回生充電機能を備えたものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、以下のようにして回生充電を行うことが記載されている。すなわち、走行中にブレーキが操作されて、ブレーキスイッチがオンになると、回生充電マップから車速に応じた回生制御信号が駆動／回生ドライバに出力される。一方、降坂走行時や平坦路走行時に、踏力が所定の下限値を下回る状態が続くと、回生指示が駆動／回生ドライバに出力される。駆動／回生ドライバは、上記の回生制御信号あるいは回生指示を受信すると、アクチュエータを駆動し、その結果として回生充電が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０４２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動機付自転車においては、モータによるアシスト走行の距離を伸ばすために、回生充電の頻度が異なる複数の走行モードを備えたものが知られている。また、バッテリから供給される電力によって点灯するライトを備えたものにおいては、バッテリ電圧が一定値以下となると、バッテリからライトへの電力供給を許容する一方、バッテリからモータへの電力供給を遮断するものが知られている。
【０００６】
バッテリ電圧が低下した場合には、走行中に回生充電を行って効率的にバッテリ電圧の回復を図りたい場合があるが、上記したもののいずれにおいても、バッテリは、充電と放電を繰り返すこととなり、効率的にバッテリ電圧を回復させることは困難であった。
【０００７】
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、回生充電を行うことにより走行中においても効率的にバッテリ電圧を回復させることができる電動機付自転車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る電動機付自転車は、ペダルに加えられた踏力に応じた大きさの補助駆動力をモータによって発生させ、前記補助駆動力によって車輪を駆動する補助駆動系と、光を出射するライトと、前記モータおよび前記ライトに電力を供給するためのバッテリと、前記ライトを点灯および消灯させるための入力操作を受け付ける第１の操作部と、前記補助駆動力の発生が停止されるとともに前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給が停止され且つ前記ライトが消灯状態に維持される第１の状態において前記第１の操作部に対する入力操作がなされた場合に第２の状態に移行し、前記第２の状態において前記補助駆動力の発生の停止を維持しつつ所定の場合に前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記ライトを点灯させる制御手段と、を含む。
【０００９】
前記制御手段は、前記第２の状態において前記第１の操作部に対する入力操作がなされた場合に第３の状態に移行し、前記第３の状態おいて前記補助駆動力の発生の停止を維持しつつ所定の場合に前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記ライトを消灯させてもよい。
【００１０】
また、電動機付自転車は、周囲の明るさを検出して検出した明るさを示す検知信号を出力する照度センサを更に含み得る。この場合、前記制御手段は、前記第２の状態において前記検知信号に基づいて前記ライトを点灯させ、前記第２の状態において前記第１の操作部に対する入力操作がなされた場合に第３の状態に移行し、前記第３の状態おいて前記補助駆動力の発生の停止を維持しつつ所定の場合に前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記ライトを点灯または消灯させてもよい。
【００１１】
また、電動機付自転車は、前記補助駆動力の大きさを変化させるための入力操作を受け付ける第２の操作部を更に含み得る。この場合、前記制御手段は、前記第１の状態において停止状態とされ且つ前記第１の状態において前記第１の操作部および前記第２の操作部のいずれかに対する入力操作がなされたときに起動する演算処理装置を含んでいてもよい。
【００１２】
また、電動機付自転車は、前記補助駆動力の大きさを変化させるための入力操作を受け付ける第２の操作部と、周囲の明るさを検出して検出した明るさを示す検知信号を出力する照度センサと、を更に含み得る。この場合において、前記制御手段は、前記第１の状態において前記第２の操作部に対する入力操作がなされた場合に第４の状態に移行し、前記第４の状態において前記モータに前記補助駆動力を発生させるとともに所定の場合に前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記検知信号に基づいて前記ライトを点灯させてもよい。
【００１３】
また。前記制御手段は、前記第４の状態において前記第１の操作部に対する入力操作がなされた場合には第５の状態に移行し、前記第５の状態において前記補助駆動力を発生させるとともに前記バッテリを充電するための前記モータから前記バッテリへの電力供給を行い且つ前記ライトを点灯または消灯させてもよい。
【００１４】
また、前記第２の操作部は、前記踏力に対する前記補助駆動力の比率の設定が互いに異なる複数のアシストモードのうちのいずれかを選択するための入力操作を受け付け、前記制御手段は、前記第４の状態および前記第５の状態において前記第２の操作部に対する入力操作がなされた場合には前記アシストモードを切り替えてもよい。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記第２の状態および前記第３の状態において前記第２の操作部に対する入力操作がなされた場合には前記第５の状態に移行してもよい。
【００１６】
また、前記第１の操作部および前記第２の操作部は、ボタンスイッチを含んで構成されていてもよく、前記制御手段は、前記第１の状態以外の各状態において前記第１の操作部または前記第２の操作部を構成するボタンスイッチが所定期間継続して押下された場合に前記第１の状態に移行してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、走行中においても効率的にバッテリ電圧を回復させることができる電動機付自転車を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る電動機付自転車の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電動機付自転車の電気系統の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るバッテリ、モータ駆動回路およびモータの接続関係を詳細に示す図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る操作・表示部の表示面の構成を示す平面図、図４（ｂ）は、操作・表示部の操作面の構成を示す平面図である。
【図５】図５は、操作・表示部の電気系統の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係るライトボタンおよびモード選択ボタンの操作によって切り替えられる状態の遷移を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る制御部が各第１〜第５の状態に遷移する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る電動機付自転車１の構成を示す側面図である。電動機付自転車１は、フロントフォーク１１、ヘッドパイプ１２、ダウンチューブ１３、シートチューブ１４、シートステー１５、チェーンステー１６からなるフレームを有している。前輪２１はフロントフォーク１１に回動自在に取り付けられ、後輪２２はシートステー１５とチェーンステー１６との交点に回動自在に取り付けられている。
【００２１】
ヘッドパイプ１２には、ハンドルステム２３が回動自在に挿通され、ハンドルステム２３の上端にはハンドル２４が取り付けられている。一方、シートチューブ１４には、シートポスト２５が嵌合されており、シートポスト２５の上端にはサドル２６が取り付けられている。
【００２２】
ペダル２７は、クランク２８を介してスプロケット（図示せず）に接続されている。ユーザがペダル２７に踏力を加えることによりスプロケットが回転し、スプロケットが回転することによってチェーン２９を介して後輪２２に駆動力が伝達されるようになっている。
【００２３】
ドライブユニット４０は、車体の略中央部においてダウンチューブ１３、シートチューブ１４およびチェーンステー１６に支持されている。ドライブユニット４０は、ペダル２７に加えられる踏力を検知するトルクセンサ２００（図２参照）と、走行スピードを検知する車速センサ２１０（図２参照）と、これらのセンサからの検知信号に基づいて走行状況に適したアシスト量を演算によって導出する制御部１００（図２参照）と、導出されたアシスト量に応じた電力をバッテリ１１０から取り出してモータ１６０を駆動するモータ駆動回路１２０（図２参照）と、モータ駆動回路１２０から供給された電力によって駆動されるモータ１６０と、モータ１６０の駆動に伴って発生した補助駆動力をチェーン２９に伝達するための動力伝達機構（図示せず）と、を含んでいる。なお、本実施形態では、モータ１６０をボトムブラケット付近に搭載してモータ１６０による補助駆動力をチェーン２９に伝達する所謂センターマウント方式の電動機付自転車を例示しているが、駆動方式は、特に限定されるものではなく、前輪２１または後輪２２にハブモータを組み込む方式のものに本発明を適用することも可能である。
【００２４】
モータ１６０を駆動するための電力は、シートチューブ１４に沿って着脱可能に設けられたバッテリ１１０から供給される。バッテリ１１０は、例えばリチウムイオン二次電池により構成され、充電を行うことによって繰り返し使用することが可能となっている。
【００２５】
フロントフォーク１１の先端部には、カゴ３０を支持するためのステー３１が接続されている。このステー３１には、ライト１７０が取り付けられている。ライト１７０は、自車両の前方に向けて光を出射する灯具である。ライト１７０は、バッテリ１１０から電力の供給を受けて発光するＬＥＤや白熱電球等の光源を含んで構成されている。なお、ライト１７０は、投光方向が自車両の前方に向くようにハンドル２４やフロントフォーク１１の適当な位置に設けられていてもよい。
【００２６】
ハンドル２４には、踏力に対する補助駆動力の比率（以下、アシスト比率ともいう）の設定を選択するための操作入力を受け付けるモード選択ボタン１８５（図４（ｂ）、図５参照）、ライト１７０を点灯および消灯させるための入力操作を受け付けるライトボタン１８６（図４（ｂ）、図５参照）や自車両の状態を表示する各種表示部１８１〜１８４（図４（ａ）、図５参照）を有する操作・表示部１８０が設けられている。なお、操作・表示部１８０の設置位置は、ハンドル２４に限定されるものではないが、乗車時において操作面１８０Ｂおよび表示面１８０Ａをユーザが操作および視認しやすい位置に設けられていることが好ましい。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態に係る電動機付自転車１の電気系統の構成を示すブロック図である。制御部１００は、ユーザによる操作・表示部１８０に対する操作入力に基づいてライト１７０およびモータ１６０の駆動を統括的に制御するものであり、例えば単一の半導体チップにＣＰＵ（演算処理装置）、メモリ、入出力回路、タイマー回路などを含むコンピュータシステムを集積したＬＳＩ（Large Scale Integration）を含んで構成されている。なお、制御部１００は、バッテリ１１０から供給される電力によって動作する。
【００２８】
制御部１００は、トルクセンサ２００および車速センサ２１０から供給される検知信号に基づいて走行状況に適したアシスト量を演算によって導出する。例えば、車速が低く且つ入力トルク（踏力）が大きい場合には、発進直後の状態または上り坂を走行している状態等であると推測されるので、このような場合、制御部１００は、より大きなアシスト量を導出する。なお、制御部１００は、操作・表示部１８０のモード選択ボタン１８５（図４（ｂ）、図５参照）に対する入力操作によって選択されたアシストモードに応じてアシスト比率を変化させる。本実施形態に係る電動機付自転車１においては、アシスト比率の大きさが互いに異なる３つのアシストモード（エコ、標準、パワー）が予め定められており、これらのいずれかをモード選択ボタン１８５を押下することによって選択することが可能となっている。制御部１００は、導出したアシスト量を示す制御信号（トルク指令値）をモータ駆動回路１２０に供給する。
【００２９】
また、制御部１００は、例えば、車速センサ２１０によって検出される自車両の車速が所定値以上であり、且つトルクセンサ２００によって検出されるトルク（踏力）が所定値よりも小さい場合には、モータ１６０の回転に伴って生ずる電力によってバッテリ１１０を充電する回生充電モードに移行する。制御部１００は、モータ駆動回路１２０に制御信号を供給することによって、バッテリ１１０からモータ１６０に電力を供給してモータ１６０によって補助駆動力を得る力行モードと、モータ１６０によって発電された電力を用いてバッテリ１１０を充電する回生充電モードとの切り替えを行う。なお、回生充電モードに移行するための条件は、上記したものに限定されるものではなく、例えば、制御部１００は、ブレーキ操作を検知した場合に回生充電モードに移行してもよい。この場合、ブレーキ操作を検知するためのブレーキセンサが設けられ、制御部１００は、ブレーキセンサからの検知信号に基づいて回生充電モードに移行する。また、制御部１００は、踏力が印加されていない惰性走行を検知した場合に回生充電モードに移行してもよい。
【００３０】
モータ駆動回路１２０は、電源ラインＬ１を介してバッテリ１１０に接続されている。モータ駆動回路１２０は、力行モード時には、制御部１００によって導出されたアシスト量（トルク指令値）に対応した駆動電力をバッテリ１１０から取り出してモータ１６０に供給するとともに、回生充電モード時には、モータ１６０で発電した電力をバッテリ１１０に供給することによってバッテリ１１０を充電する。
【００３１】
図３は、バッテリ１１０、モータ駆動回路１２０およびモータ１６０の接続関係を詳細に示す図である。モータ駆動回路１２０は、トランジスタＴ１〜Ｔ６を含むインバータ回路１２１と、インバータ回路１２１を構成するトランジスタＴ１〜Ｔ６を個別にオンオフするためのゲート信号を生成するインバータ制御回路１２２と、を含んでいる。また、モータ駆動回路１２０は、インバータ回路１２１に接続されたトランジスタＴ７を含んでいる。トランジスタＴ７も、インバータ制御回路１２２から供給されるゲート信号に応じてオンオフする。各トランジスタＴ１〜Ｔ６は、ドレイン側にカソードが接続され、ソース側にアノードが接続されたダイオードを有するｎチャネルＭＯＳＦＥＴによって構成されている。すなわち、トランジスタＴ１〜Ｔ６は、オフ状態においても、ダイオードを介して逆方向に電流を流すことが可能となっている。一方、トランジスタＴ７は、ドレイン側にアノードが接続され、ソース側にカソードが接続されたｐチャネルＭＯＳＦＥＴによって構成されている。すなわち、トランジスタＴ７は、オフ状態においても、ダイオードを介して逆方向に電流を流すことが可能となっている。
【００３２】
本実施形態において、モータ１６０は、インナーロータ型のブラシレスモータであり、永久磁石を含むロータと、モータ巻線Ｃを有するステータと、ロータの回転位置を検出するための３つのホール素子Ｈと、を含んでいる。
【００３３】
バッテリ１１０の正極側（ハイサイド側）に接続されたトランジスタＴ１、Ｔ３、Ｔ５と、バッテリ１１０の負極側（ローサイド側）に接続されたトランジスタＴ２、Ｔ４、Ｔ６との各接続点ｕ、ｖ、ｗは、３つのモータ巻線Ｃにそれぞれ接続されている。インバータ制御回路１２２は、３つのホール素子Ｈからそれぞれ出力される検知信号によってロータの角度位置を検出し、検出した角度位置に応じてトランジスタＴ１〜Ｔ６を一定の順序でオンさせる。これにより、モータ巻線Ｃに流れる電流の向きが順次切り替わり、ロータが回転する。
【００３４】
インバータ制御回路１２２は、制御部１００から供給されるアシスト量（トルク目標値）を示す制御信号に応じてトランジスタＴ１〜Ｔ６のオンデューティを調整するＰＷＭ制御を行うことによりモータ１６０のトルク制御を行う。また、インバータ制御回路１２２は、力行モード時にはトランジスタＴ７をオフさせることにより、モータ１６０からバッテリ１１０への電力供給を遮断する。なお、バッテリ１１０からの電流は、トランジスタＴ７のダイオードを介してモータ１６０に供給される。
【００３５】
一方、インバータ制御回路１２２は、回生充電モード時には、ハイサイド側のトランジスタＴ１、Ｔ３およびＴ５を全てオフ状態に維持しつつローササイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６を互いに同一のタイミングでオンオフするようにＰＷＭ制御し、且つトランジスタＴ７をオンさせる。ローササイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６がオン状態とされている期間においては、モータ巻線Ｃに短絡電流が流れてモータ巻線Ｃにエネルギーが蓄えられ、これによってモータ１６０に制動力が発生する。この状態からローサイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６がオフされるとモータ巻線Ｃに誘起電圧が発生し、トランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６のダイオードおよびトランジスタＴ７を介してバッテリ１１０に向けて回生電流が流れ、これによってバッテリ１１０が充電される。
【００３６】
ライト駆動回路１３０は、電源ラインＬ２を介してバッテリ１１０に接続されている。ライト駆動回路１３０は、制御部１００から供給される制御信号に基づいて、駆動電力をバッテリ１１０から取り出してライト１７０に供給することによってライト１７０を点灯させる。制御部１００は、操作・表示部１８０に対する操作入力に基づいてライト駆動回路１３０を制御することによってライト１７０の点灯および消灯を制御する。また、制御部１００は、操作・表示部１８０に対する入力操作に基づいて、自動点灯モードが選択された場合には、照度センサ２２０から供給される照度検知信号に基づいてライト１７０の点灯および消灯を制御する。なお、自動点灯モードとは、ライト１７０の点灯および消灯を周囲の明るさに応じて自動で行うモードをいう。
【００３７】
照度センサ２２０は、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の光電変換素子及びＣｄｓセル等の光導電素子を含んで構成されており、周囲の明るさを検出して検出した明るさに応じた信号レベルを有する照度検知信号を出力する。照度センサ２２０は、自車両周辺の光が光検出面に照射されるように配置されている。
【００３８】
制御部１００は、信号線を介して操作・表示部１８０と接続されており、ユーザによる操作・表示部１８０に対する操作入力に応じて、モータ駆動回路１２０およびライト駆動回路１３０の制御を行う。また制御部１００は、バッテリ１１０の電圧レベルを検出する電圧センサ２３０からの電圧検知信号に基づいて、操作・表示部１８０の表示面１８０Ａ（図４（ａ）参照）にバッテリ残量を表示させる。
【００３９】
図４（ａ）は、操作・表示部１８０の表示面１８０Ａの構成の一例を示す平面図、図４（ｂ）は、操作・表示部１８０の操作面１８０Ｂの構成の一例を示す平面図、図５は、操作・表示部１８０の電気系統の構成を示すブロック図である。
【００４０】
本実施形態において、操作・表示部１８０は、略直方体の形状を有しており、表示面１８０Ａおよび操作面１８０Ｂは、上記直方体の互いに隣接する２つの面を構成している。また、本実施形態において、表示面１８０Ａが上方を向き、操作面１８０Ｂが乗車しているユーザ側に向くように操作・表示部１８０がハンドル２４に設置されている。
【００４１】
操作・表示部１８０の表示面１８０Ａには、自車両の状態を表示するための各種表示部１８１〜１８４が設けられている。また、操作・表示部１８０の操作面１８０Ｂには、ユーザがモータ１６０によるアシスト比率の設定を選択するためのモード選択ボタン１８５と、ユーザがライト１７０の点灯および消灯を選択するためのライトボタン１８６と、が設けられている。
【００４２】
バッテリ残量表示部１８１は、バッテリ１１０の現在の電圧レベルを表示する表示部である。バッテリ残量表示部１８１は、図４（ａ）に例示すように、現在のバッテリ電圧のレベルを５段階で表示するための５つの発光部を含んでいる。表示制御部１８７は、バッテリ１１０の電圧レベルを示す情報を制御部１００から受信すると、当該電圧レベルに応じた数だけ上記発光部を点灯させる。
【００４３】
アシストモード表示部１８２は、モード選択ボタン１８５の操作によって選択されたアシストモードを表示する表示部である。本実施形態においては、アシスト比率の大きさが互いに異なる３つのアシストモード（エコ、標準、パワー）のいずれかをモード選択ボタン１８５を押下することによって選択することが可能となっている。なお、モード選択ボタン１８５を押下する毎に上記３つのアシストモードが順次選択されるようになっている。表示制御部１８７は、現在選択されているアシストモードを示す情報を制御部１００から受信すると、当該選択されているアシストモードに対応する発光部を点灯させる。
【００４４】
ライト点灯表示部１８３は、ライト１７０が点灯していることを示す表示部である。ライト点灯部１８３は、ライト１７０の点灯時に点灯し、ライト１７０の消灯時に消灯する発光部を含んでいる。表示制御部１８７は、ライト１７０が点灯していることを示す情報を制御部１００から受信すると、上記発光部を点灯させる。
【００４５】
節電モード表示部１８４は、自車両が現在節電モードにあることを示す表示部である。節電モード表示部１８４は、節電モード時において点灯する発光部を含んでいる。制御部１００は、例えば、トルクセンサ２００および車速センサ２１０から供給される検知信号に基づいて自車両が所定期間（例えば３分間）継続して停止しているものと判定した場合に節電モードに移行する。表示制御部１８７は、節電モードに移行したことを示す情報を制御部１００から受信すると、節電モード表示部１８４の発光部を点灯させるとともに、バッテリ残量表示部１８１、アシストモード表示部１８２およびライト点灯表示部１８３の発光部を消灯させる。
【００４６】
また、制御部１００は、節電モードに移行すると、ライト１７０が消灯状態を維持するようにライト駆動回路１３０を制御する。制御部１００は、節電モードから復帰した場合には、ライト１７０を節電モード移行前の状態で駆動するようにライト駆動回路１３０を制御する。なお、節電モードに移行するための条件は、上記した場合に限定されるものではなく、例えば上記の場合に加えて更にライトボタン１８６およびモード選択ボタン１８５に対する操作入力が所定期間なされない場合、ブレーキ操作が所定期間なされない場合に節電モードに移行することとしてもよい。なお、操作・表示部１８０の電気系統はバッテリ１１０から供給される電力によって動作する。上記した節電モードに移行することにより、発光部の点灯数が減少するので、バッテリ１１０の消費を低減することができる。
【００４７】
表示制御部１８７は、ライトボタン１８６およびモード選択ボタン１８５が押下されると、制御部１００にこれらのボタンが押下されたことを示す制御信号を供給する。かかる制御信号を受信した制御部１００は、以下のような制御を行う。
【００４８】
図６は、ライトボタン１８６およびモード選択ボタン１８５の操作によって切り替えられる電動機付自転車１の状態の遷移を示す図である。
【００４９】
（第１の状態）
第１の状態は、所謂電源オフ状態に相当し、第１の状態において制御部１００は、機能停止している。すなわち、制御部１００を構成するＣＰＵ（演算処理装置）への電力供給がなされておらず、ＣＰＵの機能が停止している状態である。また、第１の状態において、モータ駆動回路１２０およびライト駆動回路１３０はオフ状態とされており、バッテリ１１０からモータ１６０およびライト１７０への電力供給がなされないようになっている。すなわち、第１の状態において、モータ１６０によるアシスト（補助駆動力の発生）および回生充電は停止状態となり、ライト１７０は消灯状態とされる。
【００５０】
（第２の状態）
第１の状態において、ライトボタン１８６が押下されると、制御部１００を構成するＣＰＵが起動され第２の状態に移行する。第２の状態において制御部１００は、ライト１７０を強制的に点灯させるべくライト駆動回路１３０に制御信号を供給する。これにより、ライト１７０は、周囲の明るさにかかわらず点灯する。
【００５１】
また、第２の状態においてモータ１６０によるアシスト（補助駆動力の発生）の停止が維持される一方、モータ１６０による回生充電が有効とされる。すなわち、第２の状態において制御部１００は、バッテリ１１０からモータ１６０への電力供給を停止するべく制御信号をモータ駆動回路１２０に供給する。一方、第２の状態において、制御部１００は、回生充電モードに移行するための所定の条件が成立した場合には、回生充電を行うべく制御信号をモータ駆動回路１２０に供給する。これにより、モータ駆動回路１２０を構成するハイサイド側のトランジスタＴ１、Ｔ３およびＴ５が全てオフ状態に維持され、ローササイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６が互いに同一のタイミングでオンオフするようにＰＷＭ制御され、且つトランジスタＴ７がオンされる。これにより、モータ１６０の回転によって生成された電力によってバッテリ１１０が充電される。
【００５２】
（第３の状態）
第２の状態において、ライトボタン１８６が押下されると第３の状態に移行する。第３の状態において制御部１００は、ライト１７０を強制的に消灯させるべくライト駆動回路１３０に制御信号を供給する。これにより、ライト１７０は、周囲の明るさにかかわらず消灯する。第３の状態においてモータ１６０によるアシスト（補助駆動力の供給）の停止が維持される一方、モータ１６０による回生充電が有効とされる点は、第２の状態と同様である。このように、第３の状態においては、ライト１７０およびモータ１６０による電力消費がなされず、回生充電のみが有効となる。すなわち、バッテリ１１０の残量が少なくなった場合に第３の状態に移行することにより、バッテリ消費を最大限抑制しつつ充電を行うことができるので、乗車時にバッテリ電圧の回復を行いたい場合に有効である。
【００５３】
第３の状態においてライトボタンが押下されると第２の状態に移行する。すなわち、第２の状態に移行された後は、ライトボタン１８６が押下される毎に第３の状態および第２の状態に順次切り替わり、これによって、アシスト停止および回生充電有効の状態を維持しつつライト１７０の点灯および消灯が切り替えられる。一方、第２の状態および第３の状態においてモード選択ボタン１８５が押下されると、後述する第５の状態に移行する。
【００５４】
（第４の状態）
第１の状態において、モード選択ボタン１８５が押下されると、制御部１００を構成するＣＰＵが起動され第４の状態に移行する。第４の状態において制御部１００は、ライト１７０を自動点灯モードで駆動する。すなわち、制御部１００は、照度センサ２２０から供給される照度検知信号の信号レベルが所定の閾値以下である場合（すなわち、周囲の明るさが所定の明るさよりも暗い場合）には、ライト１７０を点灯するべく制御信号をライト駆動回路１３０に供給し、照度センサ２２０から供給される照度検知信号の信号レベルが所定の閾値よりも大きい場合（すなわち、周囲の明るさが所定の明るさよりも明るい場合）には、ライト１７０を消灯するべく制御信号をライト駆動回路１３０に供給する。このように、第４の状態において、ライト１７０は、周囲の明るさに応じて点灯または消灯する。なお、ライト１７０の点灯時には、操作・表示部１８０のライト点灯表示部１８３の発光部が点灯状態となるので、ユーザは、ライト１７０が点灯または消灯していることを認識することができる。
【００５５】
また、第４の状態において、モータ１６０によるアシスト（補助駆動力の発生）が有効とされる。すなわち、第４の状態において制御部１００は、トルクセンサ２００および車速センサ２１０から供給される検知信号に基づいて走行状況に適したアシスト量を演算によって算出し、算出したアシスト量に対応した制御信号（トルク指令値）をモータ駆動回路１２０に供給する。なお、制御部１００は、ユーザによって選択された直前のアシストモードを記憶しており、第１の状態から第４の状態に移行した際には、当該記憶したアシストモードに応じたアシスト比率となるように制御信号（トルク指令値）を生成し、これをモータ駆動回路１２０に供給する。例えば、標準モードが選択された後、第１の状態に移行し（すなわち、電源オフ状態とされ）、その後第４の状態に移行した場合には、当該第４の状態においてモータ１６０は、標準モードで駆動される。
【００５６】
また、第４の状態において、モード選択ボタン１８５が押下されると、アシストモードの切り替えを行うことが可能である。すなわち、制御部１００は、第４の状態においてモード切替ボタン１８６が押下される毎に、アシストモードを順次「パワー」、「標準」、「エコ」、「パワー」、・・・に切り替える。なお、モード選択ボタン１８５の押下によるアシストモードの切り替えの順序は適宜変更することが可能である。選択されたアシストモードは、操作・表示部１８０のアシストモード表示部１８２において表示されるので、ユーザは、現在選択されているアシストモードがいずれであるかを認識することが可能である。
【００５７】
また、第４の状態において、モータ１６０による回生充電が有効とされる。すなわち、第４の状態において、制御部１００は、回生充電モードに移行するための所定の条件が成立した場合には、回生充電を行うべく制御信号をモータ駆動回路１２０に供給する。これにより、モータ駆動回路１２０を構成するトランジスタＴ１〜Ｔ６がオフ状態となる一方、トランジスタＴ７がオン状態となり、モータ１６０の回転によって生成された電力によってバッテリ１１０が充電される。
【００５８】
（第５の状態）
第４の状態において、ライトボタン１８６が押下されると第５の状態に移行する。第５の状態において、制御部１００は、ライト１７０を強制的に点灯または消灯させる。すなわち、制御部１００は、照度センサ２２０によって検知される周囲の明るさに関わらず、ユーザによるライトボタン１８６の操作に応じてライト１７０の点灯および消灯を切り替える。例えば、第４の状態においてライト１７０が自動点灯している場合において、ライトボタン１８６が押下されると、第５の状態に移行し、制御部１００は、ライト１７０が消灯状態となるようにライト駆動回路１３０を制御する。その後、ライトボタン１８６が押下される毎にライト１７０の点灯および消灯が切り替えられる。
【００５９】
なお、第５の状態において、アシスト（補助駆動力の発生）および回生充電が有効とされる点は、第４の状態と同様である。第５の状態において、モード選択ボタン１８５が押下されると、アシストモードの切り替えを行うことが可能である。すなわち、制御部１００は、モード選択ボタン１８５が押下される毎に、アシストモードを順次「パワー」、「標準」、「エコ」、「パワー」、・・・に切り替える。
【００６０】
なお、本実施形態においては、第２〜第５の状態において、ライトボタン１８６またはモード選択ボタン１８５が所定期間（例えば２秒）継続して押下されることにより、第１の状態（すなわち電源オフ状態）に移行する。また、ライト１７０が周囲の明るさに応じて自動点灯する第４の状態からライト１７０が強制的に点灯または消灯する第５の状態に移行した後は、上記の操作によって第１のモード（電源オフ状態）に移行した後に、第４の状態に移行することが可能である。また、アシストが有効となる第４の状態または第５の状態に移行した後は、上記の操作によって第１のモード（電源オフ状態）に移行した後に、アシストが停止される第２の状態または第３の状態に移行することが可能である。
【００６１】
また、制御部１００は、上記したように、例えば、トルクセンサ２００および車速センサ２１０から供給される検知信号に基づいて自車両が所定期間（例えば３分間）継続して停止しているものと判定した場合に節電モードに移行する。制御部１００は、節電モードに移行すると、制御信号を操作・表示部１８０の表示制御部に１８７に供給する。表示制御部１８７は、かかる制御信号を制御部１００から受信すると、節電モード表示部１８４の発光部を点灯させるとともに、バッテリ残量表示部１８１、アシストモード表示部１８２およびライト点灯表示部１８３の発光部を消灯させる。また、制御部１００は、節電モードに移行すると、ライト１７０が消灯状態を維持するようにライト駆動回路１３０を制御する。
【００６２】
制御部１００は、節電モード移行後に自車両が停止している状態がさらに所定期間（例えば２分間）継続したものと判定した場合には、第１の状態（すなわち、電源オフ状態）に移行する。これにより、制御部１００、モータ駆動回路１２０、ライト駆動回路１３０はオフ状態とされ、操作・表示部１８０における各表示部１８１〜１８４を構成する全ての発光部が消灯状態となる。
【００６３】
図７は、制御部１００が操作・表示部１８０に対する入力操作に基づいて、上記した第１〜第５の状態に遷移する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【００６４】
制御部１００は、電源オフ状態に相当する第１の状態（ステップＳ１）において、モード選択ボタン１８５またはライトボタン１８６のいずれかが押下されると起動する。制御部１００は、ステップＳ２において押下されたのがモード選択ボタン１８５であるか否かを判断し、モード選択ボタン１８５が押下されたものと判断した場合には、処理をステップＳ３に移行し、モード選択ボタン１８５が押下されていないものと判断した場合には、処理をステップＳ８に移行する。
【００６５】
制御部１００は、ステップＳ３において、第４の状態に移行し、ステップＳ４においてライトボタン１８６が押下されたか否かを判断する。制御部１００は、ステップＳ４において、ライトボタン１８６が押下されたものと判断した場合には、処理をステップＳ５に移行し、ライトボタン１８６が押下されていないものと判断した場合には処理をステップＳ６に移行する。
【００６６】
制御部１００は、ステップＳ５において第５の状態に移行する。一方、制御部１００は、ステップＳ６においてモード選択ボタン１８５またはライトボタン１８６が所定期間（例えば２秒以上）継続して押下される所謂長押しがなされたか否かを判断し、長押しがなされたものと判断した場合には、処理をステップＳ１に移行し（すなわち第１の状態に移行し）、長押しがなされていないものと判断した場合には、処理をステップＳ４に戻す。
【００６７】
制御部１００は、ステップＳ５において第５の状態に移行した後、ステップＳ７においてモード選択ボタン１８５またはライトボタン１８６の長押しがなされたか否かを判断し、長押しがなされたものと判断した場合には処理をステップＳ１に戻し（すなわち、第１の状態に移行し）、長押しがなされていないものと判断した場合には処理をステップＳ５に戻し、第５の状態を維持する。
【００６８】
制御部１００は、ステップＳ８において、ライトボタン１８６が押下されたものと判断すると、処理をステップＳ９に移行し、ライトボタン１８６が押下されていないものと判断した場合には、処理をステップＳ２に戻す。制御部１００は、ステップＳ９において、第２の状態に移行し、ステップＳ１０においてモード選択ボタン１８５が押下されたか否かを判断する。制御部１００は、ステップＳ１０において、モード選択ボタン１８５が押下されたものと判断した場合には処理をステップＳ５に移行し（すなわち、第５の状態に移行し）、モード選択ボタン１８５が押下されていないものと判断した場合には処理をステップＳ１１に移行する。
【００６９】
制御部１００は、ステップＳ１１において、ライトボタン１８６が押下されたか否かを判断し、ライトボタン１８６が押下されたものと判断した場合には、処理をステップＳ１２に移行し、ライトボタン１８６が押下されていないものと判断した場合には処理をステップＳ１４に移行する。制御部１００は、ステップＳ１２において、第３の状態に移行し、ステップＳ１４において、モード選択ボタン１８５またはライトボタン１８６の長押しがなされたか否かを判断する。制御部１００は、ステップＳ１４において、モード選択ボタン１８５またはライトボタン１８６の長押しがなされたものと判断した場合には処理をステップＳ１に戻し（すなわち、第１の状態に移行し）、長押しがなされていないものと判断した場合には処理をステップＳ１０に戻す。
【００７０】
制御部１００は、ステップＳ１２において、第３の状態に移行した後、ステップＳ１３においてモード選択ボタン１８５が押下されたか否かを判断する。制御部１００は、ステップＳ１３において、モード選択ボタン１８５が押下されたものと判断した場合には処理をステップＳ５に移行し（すなわち、第５の状態に移行し）、モード選択ボタン１８５が押下されていないものと判断した場合には処理をステップＳ１５に移行する。制御部１００は、ステップＳ１５において、モード選択ボタン１８５またはライトボタン１８６の長押しがなされたものと判断した場合には処理をステップＳ１に戻し（すなわち、第１の状態に移行し）、長押しがなされていないものと判断した場合には処理をステップＳ１３に戻す。
【００７１】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態に係る電動機付自転車１においては、電源オフ状態に相当する第１の状態において、制御部１００、モータ駆動回路１２０、ライト駆動回路１３０、モータ１６０およびライト１７０への電力供給が遮断される。第１の状態において、操作・表示部１８０に設けられたモード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６のいずれかが押下されることにより、制御部１００が起動され、第４の状態または第２の状態に移行する。すなわち、本実施形態に係る電動機付自転車１によれば、第４の状態および第２の状態のいずれかの状態で電気系統が起動される。
【００７２】
本発明の実施形態に係る電動機付自転車１によれば、第２の状態において、モータ１６０によるアシスト（補助駆動力の発生）の停止が維持される一方、モータ１６０による回生充電が有効とされ、且つライト１７０がオン状態とされる。このように第２の状態においては、消費電力の大きいモータ１６０の駆動を停止し、回生充電を有効としたので、走行中に回生充電を行って効率的にバッテリ電圧の回復を図ることが可能となる。更に、第２の状態においてライトボタン１８６を押下することにより、ライト１７０が消灯となる第３の状態に移行する。このように第３の状態においては、更にライト１７０での電力消費もなくなるので、バッテリ電圧の回復を更に効率的に行うことが可能となる。
【００７３】
また、本発明の実施形態に係る電動機付自転車１によれば、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６のいずれかを１回押下するのみで、ライト１７０の点灯およびアシスト走行が可能となるので、ユーザによる操作の煩雑性を解消することができる。
【００７４】
また、本発明の実施形態に係る電動機付自転車１によれば、ライト１７０が自動点灯モードで駆動される第４の状態においてライトボタン１８６を押下することにより、第５の状態に移行してライト１７０を強制的に点灯または消灯させることが可能である。すなわち、第５の状態に移行することにより、ユーザの操作によってライト１７０を点灯および消灯させることが可能である。
【００７５】
また、本発明の実施形態に係る電動機付自転車においては、ユーザの入力操作を受け付ける操作部として、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６の２つのみが設けられている。一般的な電動機付自転車おいては、これらのボタン以外に電気系統を起動させるための電源ボタンを更に有する。本発明の実施形態に係る電動機付自転車においては、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６のいずれかを押下することで、電気系統が起動されるとともに、これらのボタンのいずれかを長押しすることで電源オフ状態となる。つまり、本発明の実施形態に係る電動機付自転車１によれば、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６が従来の電源ボタンの機能を兼ね備える。本発明の実施形態に係る電動機付自転車においては、従来の電源ボタンを廃止することで、操作・表示部１８０をコンパクトに構成し、また、ユーザによる操作の煩雑性を解消している。
【００７６】
また、本発明の実施形態に係る電動機付自転車によれば、第２の状態に移行することにより、モータ１６０によるアシスト走行を行わない場合においても、ライト１７０を点灯させることが可能である。すなわち、バッテリ残量が少ない場合に、電力消費の大きいアシスト走行を中止した場合でも、ライト１７０を点灯させることが可能であり、夜間等の周囲が暗い状況において、電力消費を抑制しつつ走行安全性を確保すること可能となる。
【００７７】
なお、上記した実施形態においては、操作・表示部１８０において、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６を一体的に設ける場合を例示したが、これらのボタンを別体として構成してもよい。この場合、例えば、右ハンドルにモード選択ボタンを設け、左ハンドルにライトボタンを設けることとしてもよい。
【００７８】
また、上記した実施形態では、第２の状態においてライト１７０を強制的に点灯させる場合を示したが、第２の状態においてライト１７０を自動点灯モードで駆動することとしてもよい。このように、第２の状態においてライト１７０を自動点灯モードで駆動する場合には、第３の状態において、ライトボタン１８６の押下によってライト１７０の点灯および消灯の切り替えを行うようにしてもよい。すなわち、第３の状態においてライト１７０は強制的に点灯または消灯される。また、上記した実施形態では、第２の状態および第３の状態においてモード選択ボタン１８５が押下された場合に第５の状態に移行することとしたが、上記のように第２の状態においてライト１７０を自動点灯モードで駆動し、第３の状態においてライトボタン１８６の押下によってライト１７０の点灯および消灯を切り替える場合には、第２の状態においてモード選択ボタン１８５が押下された場合に第４の状態に移行し、第３の状態においてモード選択ボタン１８５が押下された場合に第５の状態に移行してもよい。また、第３の状態においてモード選択ボタン１８５が押下された場合に第４の状態に移行してもよい。
【００７９】
また、上記した実施形態では、ユーザによる入力操作を受け付ける操作部として、ボタンスイッチであるモード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６を設ける場合を例示したが、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６の機能をボタンスイッチ以外の形態、例えば、トグルスイッチ、ロータリスイッチ等の形態で実現してもよい。
【００８０】
また、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６に加えて従来の電源ボタンを更に設けることとしてもよい。この場合、電源オフ状態である第１の状態から、電源ボタンを押下することにより第４の状態に移行してもよい。また、第２の状態および第３の状態から第５の状態への移行を電源ボタンの押下によって行うこととしてもよい。また、上記したように第２の状態においてライト１７０を自動点灯モードで駆動し、第３の状態においてライトボタン１８６の押下によってライト１７０の点灯および消灯を切り替える場合には、第２の状態から第４の状態への移行および第３の状態から第５の状態への移行を電源ボタンの押下によって行うこととしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  電動機付自転車
１００  制御部
１１０  バッテリ
１２０  モータ駆動回路
１３０  ライト駆動回路
１６０  モータ
１７０  ライト
１８０  操作・表示部
１８５  モード選択ボタン
１８６  ライトボタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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