(57)【要約】【課題】利便性と防犯性の双方に優れた電動アシスト自転車を提供する。【解決手段】キースイッチ３２がオフされると、待機モードの選択肢を表示部４１に表示し、通常待機モード（スリープモード）が選択されるか、あるいはモード選択操作がないまま所定時間が経過した場合には、通常待機モードに移行する。また、盗難防止モードが選択された場合には、予め設定されている盗難防止モードに移行し、振動センサ３１３による振動の検出と電源キーによるキースイッチ３２のオン操作を監視し、振動が検出された場合には、所定の盗難防止動作を行う。例えば自転車に搭載されている各種のランプの一斉点滅や、警報ブザーによる警報音出力を行う。また、アシスト用のモータを用いてブレーキトルクを発生させ、自力走行を妨げるようにする。この後、キースイッチ３２のオンが検出された場合には、盗難防止待機モードを解除し、駆動状態に復帰する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪駆動軸にアシストトルクを付与することによってペダル踏力を軽減するアシスト駆動手段と、
電源キーの施錠・解錠操作に応じて前記アシスト駆動手段に対する電源をオン・オフするキースイッチと、
自転車に生じる振動を検出する振動検出手段と、
少なくとも文字列の表示を行う表示手段と、
キー入力を行うキー入力手段と、
前記キースイッチによって施錠操作が行われた場合に、前記表示手段に少なくとも通常待機モードと盗難防止待機モードの選択を促す文字列を表示し、当該表示に応じたユーザのキー入力手段による選択入力に基づいて待機モードを決定する待機モード選択決定手段と、
前記待機モード選択決定手段によって通常待機モードが選択された場合には節電状態で待機する通常待機モードに移行し、前記待機モード選択決定手段によって盗難防止待機モードが選択された場合には前記振動検出手段によって自転車に生じる振動を監視し、振動が検出された場合に所定の盗難防止動作を行う盗難防止待機モードに移行する待機制御手段と、
を有することを特徴とする電動アシスト自転車。
【請求項２】
前記待機制御手段は、前記通常待機モードに移行した場合に、電源キーの解錠操作に応じて通常待機モードを解除し、通常の駆動状態に復帰することを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項３】
前記待機制御手段は、前記盗難防止待機モードに移行した場合に、電源キーの解錠操作に応じて前記盗難防止待機モードを解除し、通常の駆動状態に復帰することを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項４】
前記盗難防止待機モードを複数有し、前記待機モード選択決定手段によって通常待機モードと複数の盗難防止待機モードの選択を促す文字列を表示し、当該表示に応じたユーザのキー入力手段による選択入力に基づいて待機モードを決定することを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項５】
前記所定の盗難防止動作は、前記振動検出手段によって振動が検出された場合に、警報音発生手段によって警報音を出力させる動作であることを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項６】
前記所定の盗難防止動作は、前記振動検出手段によって振動が検出された場合に、表示灯によって警報用の表示を行う動作であることを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項７】
前記所定の盗難防止動作は、前記振動検出手段によって振動が検出された場合に、前記アシスト駆動手段によって車輪駆動軸にブレーキトルクを付与する動作であることを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項８】
予め設定された通信装置に移動体通信によって警報を通知する移動体通信手段を備え、前記所定の盗難防止動作は、前記振動検出手段によって振動が検出された場合に、前記移動体通信手段によって警報を通知する動作であることを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項９】
前記振動検出手段は、自転車に生じる加速度を検出する加速度検出器と、前記加速度検出器によって出力される検出信号を演算処理することにより振動を検出する演算回路とを含むことを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータによって助力走行を行う電動アシスト自転車に関し、特にその盗難防止機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の電動アシスト自転車の盗難防止方法としては、電源のオン・オフに連動したキースイッチを施錠した状態で、自転車を自力走行しようとした際に、アシストモータによってペダルにブレーキトルクがかかるような構造としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、キースイッチによって電源がオフされた際に、振動センサによって自転車にかかる振動を監視し、振動が生じた場合には、盗難と判定して警報ブザーの出力や警報ランプの点滅等によって盗難を排除するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３２１６７３号公報
【特許文献２】
特開平１０−２０３４４１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例は、いずれも電源用のキースイッチに連動させて盗難防止機能を作動させるものであり、その使用形態（使用場所や用途）に応じたセキュリティを実現することは困難であった。例えば、自転車を店頭に止めて買い物をする場合には、強力なセキュリティは必要なく、節電だけで十分である一方、仮に通行人が自転車に接触して振動センサが作動し、警報ブザー等が鳴った場合には、無用な不快感を与えてしまうことになる。
また、人気のない場所や深夜等においては、ブザー警報等にかかわらず、悪質な盗難に合うといった場合があり、より強力な防犯機能が必要となる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、自転車の使用形態（時と場合）に応じて最適な待機状態を選択でき、利便性と防犯性の双方に優れた電動アシスト自転車を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、車輪駆動軸にアシストトルクを付与することによってペダル踏力を軽減するアシスト駆動手段と、電源キーの施錠・解錠操作に応じて前記アシスト駆動手段に対する電源をオン・オフするキースイッチと、自転車に生じる振動を検出する振動検出手段と、少なくとも文字列の表示を行う表示手段と、キー入力を行うキー入力手段と、前記キースイッチによって施錠操作が行われた場合に、前記表示手段に少なくとも通常待機モードと盗難防止待機モードの選択を促す文字列を表示し、当該表示に応じたユーザのキー入力手段による選択入力に基づいて待機モードを決定する待機モード選択決定手段と、前記待機モード選択決定手段によって通常待機モードが選択された場合には節電状態で待機する通常待機モードに移行し、前記待機モード選択決定手段によって盗難防止待機モードが選択された場合には前記振動検出手段によって自転車に生じる振動を監視し、振動が検出された場合に所定の盗難防止動作を行う盗難防止待機モードに移行する待機制御手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の電動アシスト自転車では、電源のオン・オフを制御するキースイッチによって施錠操作が行われた場合に、表示手段に少なくとも通常待機モードと盗難防止待機モードの選択を促す文字列を表示し、当該表示に応じたユーザのキー入力手段による選択入力に基づいて待機モードを決定し、通常待機モードが選択された場合には節電状態で待機する通常待機モードに移行し、盗難防止待機モードが選択された場合には振動検出手段によって自転車に生じる振動を監視し、振動が検出された場合に所定の盗難防止動作を行う盗難防止待機モードに移行することから、必要に応じて盗難防止待機モードを選択できるとともに、盗難防止が不要な時には通常の待機モードを選択して節電を図ることができる。
したがって、盗難防止が不要な場合に無駄な警報を発したりすることがなく、容易に駆動状態への復帰が可能となるとともに、必要な場合には振動検出による各種の警報や自力走行をも妨げるような強力な盗難防止対策を行うことができるので、自転車の使用形態（時と場合）に応じて最適な待機状態を選択でき、利便性と防犯性の双方に優れた電動アシスト自転車を提供できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電動アシスト自転車の実施の形態例について説明する。
図１は本発明の実施の形態例による電動アシスト自転車の外観を示す側面図である。
本例の電動アシスト自転車は、折り畳み構造のものであり、メインパイプ１と、前輪部２を支持したフロントフォーク８と、後輪部３を支持したリヤフォーク９と、シート５を支持したシートポスト１０と、ハンドル６を支持したスピンドル１１と、スピンドル１１を挿通支持したヘッドパイプ１２と、ペダル部１３と、電池ユニット１４等を有している。
【０００９】
そして、図１では図示を省略しているが、本例の電動アシスト自転車の各部には本例の制御を行うための以下のような各種部材が設けられている。
まず、メインパイプ１には、本例の電動アシスト自転車の状態を管理し、各種の制御を行うためのビークルコントローラが設けられている。また、メインパイプ１の折り畳み構造部には、折り畳みスイッチが設けられており、車体が折り畳まれたことを検出することにおって折り畳み時にはモータ等の駆動を禁止し、安全を確保するようになっている。
また、ペダル部１３には、ペダルクランク１３Ａの周辺にトルクセンサ、クランク周波数発生器（ＦＧ）が設けられ、ペダルクランク１３Ａに発生するトルクの検出や回転数の検出を行うようになっている。
【００１０】
また、ハンドル６には、ＬＣＤ等による表示部、キー入力用の操作部、及びそれらを制御する表示部コントローラが設けられ、ユーザに各種表示を提供するとともに、キー入力による各種モード設定や選択等を行えるようになっている。
また、ヘッドパイプ１２には図示しない電源キーの操作によって電池ユニット１４の電源オン、オフを切り替えるキースイッチが設けられている。
また、前輪部２には、アシスト駆動用のモータと、このモータの駆動を制御するモータドライバと、このモータドライバを制御するモータコントローラが設けられている。
また、後輪部３には、自動変速ユニットが設けられている。
さらに、図１では省略しているが、車体の前方部にはフロントライト等が設けられており、後方部にはテールランプやウインカーランプ等が設けられているものとする。
【００１１】
図２は図１に示す電動アシスト自転車の制御系を示すブロック図である。
図示のように、本例の電動アシスト自転車は、ビークルコントローラユニット（待機モード選択決定手段及び待機制御手段）３０、表示部ユニット４０、モータユニット（アシスト駆動手段）５０、電池ユニット１４の主要な４つのユニットを有している。
ビークルコントローラユニット３０は、後述する各種制御を行うビークルコントローラ３１と、ユーザが電源キーによって電源のオン・オフを行うキースイッチ３２と、自転車が折り畳まれたことを検出する折り畳みスイッチ３３と、自動変速を行う自動変速ユニット３４と、ペダル部１３で生じるトルクを検出するトルクセンサ３５と、ペダル部１３の回転数を検出するクランクＦＧ３６とを有する。
【００１２】
また、表示部ユニット４０は、ＬＣＤ等の表示部４１と、各種操作キーよりなる操作スイッチ４２と、これらの制御を行う表示部コントローラ４３とを有する。
また、モータユニット５０は、前輪部２のアシスト駆動を行うモータ５１と、このモータ５１の駆動を制御するモータドライバ５２と、このモータドライバ５２を制御するモータコントローラ５３とを有する。
また、電池ユニット１４は、２次電池や大容量コンデンサ等による充電池部と、この充電池部の充放電を制御する電源コントローラとを有する。
【００１３】
ビークルコントローラ３１では、トルクセンサ３５によりペダル部１３からの踏力を検出して、それに応じたアシスト力をモータユニット５０にシリアル通信ラインによって送出する。また、表示部ユニット４０の操作スイッチ４２からの入力によって、自転車のモードをさまざまに変えることが可能である。また、自転車の速度や電池の残量などのさまざまな情報を表示部４１に表示することができる。
【００１４】
図３は図２に示すビークルコントローラの構成例を示すブロック図である。
図示のように、このビークルコントローラ３１は、マイコン３１１、ＲＳ２３２Ｃドライバ３１２、振動センサ（振動検出手段）３１３、ＸＹ２軸加速度センサ３１４、アンプ３１５、モータドライバ３１６、２相カウンタ３１７、発振器３１８、ＲＳ４２２ドライバ３１９、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２０、ＥＥＰＲＯＭ３２１、リセット回路３２２等を有している。
マイコン３１１は、例えば１６ビットのＭＰＵであり、全体の制御を行うものである。特に本例では傾斜角度やトルク量等の算出や振動の検出等を行う演算手段として機能する。
ＲＳ２３２Ｃドライバ３１２は、ＲＳ２３２Ｃインタフェースを介して表示コントローラ４０とマイコン３１１との間での各種データやコマンドのやりとりを制御するものである。
【００１５】
振動センサ３１３は、本例の自転車に加わる振動を検出するものであり、検出信号をマイコン３１１に出力する。
ＸＹ２軸加速度センサ３１４は、自転車のＸ軸方向（前後方向）とＹ軸方向（左右方向）の加速度を検出するものであり、本例では、このＸＹ２軸加速度センサ３１４によって検出した加速度に基づいて、自転車の前後方向と左右方向の傾斜を算出するものである。
このＸＹ２軸加速度センサ３１４としては、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向に弾性的に変位可能に支持された可動体の変位を静電容量の変化によって検出する静電検出型のものを用いることができるが、これに限定されるものではなく、種々の方式を用いることができ、基本的には市販されているものでよい。
また、振動センサ３１３についても、上述した加速度センサと同様の方式のものを用いることが可能であるが、その他にも種々の方式を用いることができ、例えば可動体の変位を光学的に検出するような方式のものなどであってもよい。
【００１６】
アンプ３１５には、自動変速ユニット３４に設けられた位置検出用のポテンショメータからの検出信号が入力され、この検出信号を増幅してマイコン３１１に出力する。この信号は、マイコン３１１内のＡ／Ｄコンバータによって読み取られ、自動変速ユニット３４の位置が判定され、その判定結果に応じて変速制御信号が生成される。モータドライバ３１６は、このマイコン３１１からの変速制御信号に基づいて自動変速ユニット３４のアクチュエータを駆動制御し、変速動作を行う。
２相カウンタ３１７は、トルクセンサ３５からの検出信号をカウントし、そのカウント値をマイコン３１１に供給するものである。これにより、ペダルの踏力が検出される。また、マイコン３１１からトルクセンサ３５へは、温度補償動作等の命令を送ることもできる。
発振器３１８は、マイコン３１１にクロックを供給するものである。
ＲＳ４２２ドライバ３１９は、マイコン３１１とモータコントローラ５３との間のＲＳ４２２インタフェースを制御するものである。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３２０は、電池ユニット１４からの電源電圧をＤＣ／ＤＣ変換して所定の電圧に変換し、マイコン３１１に供給するものである。
ＥＥＰＲＯＭ３２１は、例えば走行距離等のデータや各種の設定データを記憶する不揮発性メモリであり、リセット回路３２２は、電源投入時のマイコン３１１の初期化を行うものである。
【００１７】
このような構成において、まず、電池ユニット１４からの電源が投入されることで、ＤＣ／  ＤＣコンバータ３２０を経由して適切な電源電圧が供給され、マイコン３１１内の各種プログラムが起動する。なお、本例のアシスト自転車では、電源のオフ時においても、マイコン３１１の待機動作に必要な最低限の電源は供給されているものとし、マイコン３１１は節電状態での駆動を継続しているものとする（例えば補助的な電池によって実現する）。そして、本例では、この状態をスリープモードと呼び、これがキースイッチ３２のオフ（施錠）に伴って選択される２つの待機モードのうちの通常待機モードに相当する。
また、マイコン３１１にはＥＥＰＲＯＭ３２１が接続されており、電源を切っても必要な情報は保存しておくことができる。また、マイコン３１１と表示コントローラ４３及びモータコントローラ５３はそれぞれＲＳ４２２、ＲＳ２３２Ｃのシリアル通信ラインで接続されており、定期的にコマンドやデータなどのやり取りを行っている。
【００１８】
また、マイコン３１１は、キースイッチ３２がオフ（施錠）されると、本例の特徴的な機能となる待機モードに移行するための待機モード選択決定処理と待機制御処理を実行する。これはユーザに待機モードの選択を促し、この選択によって待機モードを決定し、その決定に応じた待機動作を行うものである。
このような機能により、盗難防止が必要な場合と不要な場合とをユーザが選択する機会を提供し、簡単な操作によって、盗難防止が不要な状況では通常の待機モードとして利便性等を確保し、盗難防止が必要な場合には十分強力な盗難防止待機モードとし、防犯効果を得るものである。
【００１９】
図４は本実施の形態例による電動アシスト自転車の動作例を示すフローチャートであり、ユーザが自転車を止めて電源キーの操作でキースイッチ３２によって電源をオフし、待機モードを選択した際の動作について示している。
まず、駆動状態において、マイコン３１１はキースイッチ３２のオフ操作を監視しており（ステップＳ１）、キースイッチ３２がオフされると、待機モード選択決定処理に移行し、待機モードの選択肢を表示部４１に表示する（ステップＳ２）。この表示には、例えば、「通常待機モードなら「＃」「１」を、盗難防止モードなら「＃」「２」を押して下さい」というようなメッセージ表示を用いることが可能である。ただし、表示形態は種々採用可能である。
そして、操作部４２からのキー入力によるモード選択操作を所定時間待ち（ステップＳ３）、待機モード（通常待機モードまたは盗難防止モード）が選択された場合、その待機モードに応じた待機制御処理を行う。
【００２０】
ここで、通常待機モード（スリープモード）が選択されるか、あるいはモード選択操作がないまま所定時間が経過した場合には、通常待機モードに移行する（ステップＳ４）。この通常待機モードは、マイコン３１１に必要最小限の電力を供給する節電状態で待機するものであり、電源キーによるキースイッチ３２のオン操作を監視し（ステップＳ５）、キースイッチ３２がオンされた場合には、待機モードを解除し（ステップＳ６）、駆動状態に復帰する。
【００２１】
また、盗難防止モードが選択された場合には、予め設定されている盗難防止モードに移行する（ステップＳ７）。この盗難防止モードでは、振動センサ３１３による振動の検出と電源キーによるキースイッチ３２のオン操作を監視し（ステップＳ８、Ｓ１０）、振動センサ３１３によって振動が検出される前に、キースイッチ３２のオンが検出された場合には、盗難防止待機モードを解除し（ステップＳ１１）、駆動状態に復帰する。
また、振動センサ３１３によって振動が検出された場合には、所定の盗難防止動作を行う。この盗難防止動作としては、例えば自転車に搭載されている各種のランプを一斉に点滅させるとともに、図示しない警報ブザーを用いて警報音を出力することで、周囲に盗難の発生を報知する。あるいは、アシスト用のモータを用いてブレーキトルクを発生させ、自力走行を妨げるようにする。
この後、キースイッチ３２のオンが検出された場合には、盗難防止待機モードを解除し（ステップＳ１１）、駆動状態に復帰する。
以上のようにして、ユーザの必要性に応じて通常待機モードと盗難防止モードとを選択的に用いることができ、防犯性と利便性の双方に優れた自転車を提供できる。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明は以上の例に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば上述した例では、１つの盗難防止待機モードを利用できる構成としたが、複数の盗難防止待機モードを選択して利用できる構成としてもよい。例えば、１つの盗難防止待機モードでは振動検知によってブザーやランプで警報を行うものとし、もう１つの盗難防止待機モードでは振動検知によってブザーやランプでの警報とブレーキトルクの付与による盗難防止を行うような構成とすることが可能である。
また、上述のようにアシスト用のモータによってブレーキトルクを付与するのではなく、振動の検出によって車輪の回転を完全にロックするような機構を別途設け、この機構を起動させて、より強力な盗難防止を図るような構成とすることも可能である。
【００２３】
また、自転車に移動体通信機能を設けるとともに、この通信先を設定登録する手段を設け、ユーザが異常通知を希望する携帯電話機等の端末のアドレスを登録できるようにする。そして、盗難防止待機モードで振動を検知した場合に、自動的に移動体通信機能を起動し、異常通知をユーザの携帯電話機等に行うようにして盗難対策を図るようにしてもよい。
また、このような移動体通信機能に加えて、ＧＰＳ等による位置検出機能を設け、自転車が盗難にあった場合に、ユーザの携帯電話機等から自転車の移動体通信機能にアクセスし、位置検出を行わせて返信させるようにすることも可能である。このようにすることで、盗難自転車の探索を容易化できる。
【００２４】
また、機能モードの選択に用いる表示手段とキー操作手段としては、画像表示パネルとキーボードとの組み合わせに限らず、例えばタッチパネル式のものを用いることが可能である。
また、上述した例では、待機モードの選択操作がない場合に通常待機モードに移行する構成としたが、例えば通常待機モードに移行する場合には、待機モードの選択操作を行わず、盗難防止待機モードに移行する場合にだけ、待機モードの選択操作を行うような構成としてもよい。この場合、１つまたは複数の盗難防止待機モードの選択を促す表示を行い、ユーザに選択操作を行わせるようにし、操作がなければ、通常待機モードに移行する。これにより、待機モード選択決定のための表示や操作を簡素化でき、ユーザの操作も容易化できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電動アシスト自転車では、電源のオン・オフを制御するキースイッチによって施錠操作が行われた場合に、表示手段に少なくとも通常待機モードと盗難防止待機モードの選択を促す文字列を表示し、当該表示に応じたユーザのキー入力手段による選択入力に基づいて待機モードを決定し、通常待機モードが選択された場合には節電状態で待機する通常待機モードに移行し、盗難防止待機モードが選択された場合には振動検出手段によって自転車に生じる振動を監視し、振動が検出された場合に所定の盗難防止動作を行う盗難防止待機モードに移行することから、必要に応じて盗難防止待機モードを選択できるとともに、盗難防止が不要な時には通常の待機モードを選択して節電を図ることができる。
したがって、盗難防止が不要な場合に無駄な警報を発したりすることがなく、容易に駆動状態への復帰が可能となるとともに、必要な場合には振動検出による各種の警報や自力走行をも妨げるような強力な盗難防止対策を行うことができるので、自転車の使用形態（時と場合）に応じて最適な待機状態を選択でき、利便性と防犯性の双方に優れた電動アシスト自転車を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例における電動アシスト自転車の外観を示す側面図である。
【図２】図１に示す電動アシスト自転車の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す制御系に設けられるビークルコントローラの構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す電動アシスト自転車の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……メインパイプ、２……前輪部、３……後輪部、５……シート、６……ハンドル、８……フロントフォーク、９……リヤフォーク、１０……シートポスト、１１……スピンドル、１２……ヘッドパイプ、１３……ペダル部、１４……電池ユニット、３０……ビークルコントローラユニット、３１……ビークルコントローラ、３２……キースイッチ、３３……折り畳みスイッチ、３４……自動変速ユニット、３５……トルクセンサ、３６……クランクＦＧ、４０……表示部ユニット、４１……表示部、４２……操作スイッチ、４３……表示部コントローラ、５０……モータユニット、５１……モータ、５２……モータドライバ、５３……モータコントローラ、３１１……マイコン、３１２……ＲＳ２３２Ｃドライバ、３１３……振動センサ、３１４……ＸＹ２軸加速度センサ、３１５……アンプ、３１６……モータドライバ、３１７……２相カウンタ、３１８……発振器、３１９……ＲＳ４２２ドライバ、３２０……ＤＣ／ＤＣコンバータ、３２１……ＥＥＰＲＯＭ、３２２……リセット回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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