(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に着脱可能に装着されるバッテリと、該バッテリを電源とする電動モータによる補助動力を制御するとともに、上記車体側に設けられた表示手段に対して、上記バッテリの残容量の表示制御を行う車体側コントロールユニットとを備えた電動補助車両の残容量表示装置において、上記車体側コントロールユニットは、上記バッテリからモータへ電力を供給する電力ラインを介して上記バッテリの残容量を計測する車体側残容量計測手段と、該車体側残容量計測手段により計測された第１バッテリ残容量が入力される残容量表示制御手段とを備え、上記残容量表示制御手段は、さらに信号ラインが接続可能とされており、上記バッテリがバッテリ側残容量計測手段を有する場合には、上記第１バッテリ残容量に加えて、上記バッテリ側残容量計測手段により計測された第２バッテリ残容量も上記信号ラインを介して入力され、上記残容量表示制御手段は、上記第１バッテリ残容量と第２バッテリ残容量の両方が入力された場合には、該第２バッテリ残容量を優先して上記表示手段に表示させ、第１バッテリ残容量のみが入力された場合には、該第１バッテリ残容量を上記表示手段に表示させることを特徴とする電動補助車両の残容量表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、バッテリからの電力により回転駆動する電動モータによる補助動力等を制御するとともに上記バッテリの残容量の表示制御を行うコントロールユニットを備えた電動補助車両の残容量表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ペダル踏力に応じた電流をバッテリから電動モータに供給し、該電動モータの駆動力と上記ペダル踏力との合力を車輪に伝達するようにした電動補助自転車が実用化されている。
【０００３】
上記従来の電動補助自転車の補助動力供給装置は、バッテリと電動モータとの間に、該モータへの供給電流値をペダル踏力に基づいて演算制御するコントロールユニット（ＭＣＵ）を備えており、また、バッテリ側にバッテリの温度を検出するセンサを設けて、上記バッテリ，モータ間を２本の電源ラインと１本のセンサラインとで接続して構成されている。
【０００４】
この従来の補助動力供給装置では、上記バッテリの残容量は、該バッテリの電圧に基づいて本体側に配設されたコントロールユニット（ＭＣＵ）で検出され、所定の表示装置に表示される。
【０００５】
一方、最近では、バッテリの残容量情報，温度情報等を検出するコントロールユニット（ＢＭＣ）を備えるバッテリが開発されており、バッテリ残容量の計測は上記本体側のＭＣＵに基づくよりＢＭＣの計測信号に基づいた方が正確である等の理由から、この種のバッテリを搭載した場合にはＢＭＣで計測されたバッテリ残容量を表示装置に表示することが要請される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記要請に対応するために、上記本体側のＭＣＵを、バッテリ側のＢＭＣからの検出信号に基づくバッテリ残容量表示だけが可能となるように構成した場合には、ユーザーがバッテリ寿命時に市場で安価に提供されるＢＭＣを備えない従来のバッテリに交換した場合にバッテリ残容量の表示ができなくなるという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、バッテリ側のコントローラの有無に関わらず、バッテリの残容量表示ができるようにした電動補助車両の残容量表示装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車体に着脱可能に装着されるバッテリと、該バッテリを電源とする電動モータによる補助動力を制御するとともに、上記車体側に設けられた表示手段に対して、上記バッテリの残容量の表示制御を行う車体側コントロールユニットとを備えた電動補助車両の残容量表示装置において、上記車体側コントロールユニットは、上記バッテリからモータへ電力を供給する電力ラインを介して上記バッテリの残容量を計測する車体側残容量計測手段と、該車体側残容量計測手段により計測された第１バッテリ残容量が入力される残容量表示制御手段とを備え、上記残容量表示制御手段は、さらに信号ラインが接続可能とされており、上記バッテリがバッテリ側残容量計測手段を有する場合には、上記第１バッテリ残容量に加えて、上記バッテリ側残容量計測手段により計測された第２バッテリ残容量も上記信号ラインを介して入力され、上記残容量表示制御手段は、上記第１バッテリ残容量と第２バッテリ残容量の両方が入力された場合には、該第２バッテリ残容量を優先して上記表示手段に表示させ、第１バッテリ残容量のみが入力された場合には、該第１バッテリ残容量を上記表示手段に表示させることを特徴としている。
【０００９】
【発明の作用効果】
本発明に係る残容量表示装置によれば、バッテリに接続された電力ラインを介して本体側で計測された第１バッテリ残容量、又はバッテリ側残容量計測手段により計測された第２バッテリ残容量を、該第２バッテリ残容量を優先して表示するようにしたので、バッテリが充放電管理用コントロールユニットを備える場合はより正確な残容量を表示することができ、バッテリが上記コントロールユニットを備えない場合でも支障なくバッテリ残容量の表示を行うことができ、上記充放電管理用コントロールユニットを備えたバッテリあるい備えていないバッテリの何れでも選択でき、バッテリ選択の幅を拡大できる効果がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図５は本発明の一実施形態による電動補助自転車の残容量表示装置を説明するための図であり、図１は上記電動補助自転車の側面図、図２は上記自転車のパワーユニットの側面図、図３，４は上記残容量表示装置のブロック構成図、図５は該残容量表示装置をより具体的に示すブロック構成図である。
【００１１】
図１，図２において、１は電動補助自転車であり、これの車体フレーム２はヘッドパイプ３と、該ヘッドパイプ３から車体後方斜め下方に延びるダウンチューブ４と、該ダウンチューブ４の後端から上方に略起立して延びるシートチューブ５と、上記ダウンチューブ４の後端から後方に略水平に延びる左, 右一対のチェーンステー６と、該両チェーンステー６の後端部と上記シートチューブ５の上端部とを結合する左, 右一対のシートステー７とを備えている。
【００１２】
上記ダウンチューブ４とシートチューブ５との結合部には取付けブラケット２ａが溶接されており、該取付けブラケット２ａは左, 右側壁と天壁とからなる大略コ字状のものである。この取付けブラケット２ａに上記左, 右のチェーンステー６が固着されている。
【００１３】
上記ヘッドパイプ３にはフロントフォーク８が左右に回動可能に枢支されている。該フロントフォーク８の下端には前輪９が軸支されており、上端には操向ハンドル１０が固着されている。また上記シートチューブ５にはシートポスト１１が高さ調整可能に挿入されており、該シートポスト１１の上端にはサドル１２が装着されている。さらに上記チェーンステー６の後端には後輪１３が軸支されており、該後輪１３は上記シートステー７に取り付けられたキー式ホイールロック１４により施錠されるようになっている。なお、このホイールロック４は施錠した状態でのみキーを抜き取ることができるようになっている。
【００１４】
上記車体フレーム２には補助駆動装置１５が配設されている。この補助駆動装置１５は、クランク軸１６に入力されたペダル踏力と電動モータ１７からの補助力との合力を出力するパワーユニット２０と、上記電動モータ１７に電源を供給するバッテリ２１と、該電動モータ１７からの補助力を可変制御するメインコントローラ（本体側コントロールユニット，ＭＣＵ）２２とを備えている。
【００１５】
上記パワーユニット２０及びコントローラ２２は上記取付けブラケット２ａ内に配置されており、上カバー２３，左，右カバー２３ａ，下カバー２４により覆われている。上記パワーユニット２０は取付けブラケット２ａにボルト２５ａ，２５ａを介して懸架支持されており、上記コントローラ２２はパワーユニット２０の後面に取り付けられている。
【００１６】
上記バッテリ２１は、直方体状のケース内に多数の単電池２１ａを収納した構成のもので、上記シートチューブ５の後面に沿って、かつ該シートチューブ５，左右のシートステー７，及びリヤフェンダ１３ａで囲まれた空間に配置されている。上記バッテリ２１の上壁には把手２１ａが形成されており、該把手２１ａにより上方向に出し入れ可能となっている。なお、バッテリ２１を出し入れする場合には上記サドル１２を前側に倒すことになる。また上記バッテリ２１には充電プラグ（不図示）が配設されており、該バッテリ２１を車体に装着した状態，取り外した状態の何れでも充電できるようになっている。
【００１７】
上記取付けブラケット２ａの上壁には上記バッテリ２１を支持する支持ボックス２５がボルト締め固定されている。この支持ボックス２５内には上記バッテリ２１を挿入すると自動的に電源側に電気的に接続されるモータ側端子が配設されている。
【００１８】
また上記支持ボックス２５にはキー式ロック機構２１ｂが配設されている。このロック機構２１ｂのキー挿入部２１ｃは上カバー２３に設けられた開口から外方に露出している。予めこのロック機構２１ｂを施錠位置にセットしておけば、バッテリ２１を装着すると同時にキー側の係止凸部２１ｄがバッテリ側の係止凹部２１ｅに係止して自動的にロックされ、キー操作により上記係止凸部２１ｄが後退して解錠されるようになっている。そしてこのキーは、上記施錠位置にある場合のみ抜き取り可能の構造になっている。またこのキーは上記ホイールロック１４のキーが共用されており、該ホイールロック１４が施錠された場合のみキーを抜き取れる構造になっている。従って後輪１３がロック状態にあるときのみロック機構２１ｂを解錠でき、バッテリ２１の取り外しが可能となっている。その結果、バッテリ２１を取り外して充電している場合は上記ホイールロック１４が施錠されていることとなり、バッテリ充電中に自転車が盗まれるのを防止できる。
【００１９】
上記パワーユニット２０は、ユニットケース２７内に不図示の人力系遊星歯車機構，電動系遊星ローラ機構及びそれらの合力機構を収納するとともに、該ケース２７の上壁に踏力センサ２８，車速センサ２９を配設した構成を有し、このユニットケース２７の前壁に上記電動モータ１７が締結されている。
【００２０】
上記ユニットケース２７には上記クランク軸１６が車幅方向に挿通されており、該クランク軸１６の両端突出部にはクランクアーム１６ａを介してペダル１６ｂが取り付けられている。このペダル１６ｂに加えられた踏力は遊星歯車機構により増速され、スプロケット（不図示），チェーン３０を介して上記後輪１３に伝達される。
【００２１】
上記メインチューブ４のヘッドパイプ３との接続部にはメインスイッチ３１が配設されている。このメインスイッチ３１は、バッテリの残量を表示するバッテリ残量表示部（表示手段）３４と一体に組み付けて構成されており、このスイッチ３１は、上記コントローラ２２を起動するオン位置と、停止するオフ位置との間で回動可能となっている。
【００２２】
上記コントローラ（ＭＣＵ）２２は、踏力センサ２８からのペダル踏力検出値，車速センサ２９からの車速検出値が入力され、内蔵する補助動力マップに基づいて補助力を演算し、該補助力に応じた電流がバッテリ２１から電動モータ１７に供給されるようにモータドライバ６６を制御する。
【００２３】
一方、上記バッテリ２１には、図３，図５に示すように、該バッテリ２１の充放電管理を行うとともに、バッテリ残容量を計測する容量計測手段として機能するバッテリ側コントロールユニット（ＢＭＣ）４０が設けられており、上記バッテリ２１と上記コントローラ（ＭＣＵ）２２とは、２本のバッテリライン４１と１本の信号ライン４２とで接続されている。なお、６４は、上記バッテリライン４１側に設けられたヒューズである。
【００２４】
上記バッテリ側コントロールユニット（ＢＭＣ）４０には、図５に示すように、充電器６０が外部電源に接続されていることを示す充電器接続信号ａと、電流計（ＣＴ）６２により検出されたバッテリ電流値ｂと、サーミスタ６３により検出されたバッテリ温度ｃと、バッテリ電圧値ｄが入力され、該バッテリ側コントロールユニット４０は、バッテリ残容量を計測する残容量計測手段として機能する。
【００２５】
上記コントローラ２２は、図３〜図５に示すように、上記バッテリ２１の残容量を上記電力ライン４１を介して計測する残容量計測手段５０として機能する。該残容量計測手段５０は、電流計６５により計測された電流値ｅと、バッテリ電圧値ｆとに基づいてバッテリ残容量を計測し、第１残容量ｇを出力する。
【００２６】
また、上記コントローラ２２は、上記計測手段５０にて計測された第１残容量ｇや、上記バッテリ側コントロールユニット４０にて計測され、上記信号ライン４２を介して入力された第２残容量ｈをバッテリ残量表示装置３４に表示させる残容量表示制御手段５１としても機能する。
【００２７】
ここで上記残容量表示制御手段５１は、上記バッテリ側コントロールユニット４０から入力された第２残容量ｈを上記残容量計測手段５０から入力された第１残容量ｇより優先するよう構成されている。従って図３，５に示すように上記コントロールユニット４０を備えるバッテリ２１を用いた場合、上記信号ライン４２を介して入力された第２残容量ｈがバッテリ残量表示装置３４に表示される。
【００２８】
一方、上記残容量表示制御手段５１は、図４に示すように上記コントロールユニット４０を備えないバッテリ２１′を用いた時は、上記本体側の残容量計測手段５０から入力された第１残容量ｇをバッテリ残量表示装置３４に表示させるようになっている。
【００２９】
このように、本実施形態の残容量表示装置では、上記本体側の残容量計測手段５０で計測された第１残容量ｇ，バッテリ側コントロールユニット４０で計測された第２残容量ｈの両方が入力された場合には、上記表示制御手段５１によりバッテリ側コントロールユニット４０からの計測値を優先してバッテリ残量表示装置３４に表示させ、また上記残容量計測手段５０で計測された第１残容量ｇのみが入力された場合にはこの計測値ｇを表示させるようにしたので、バッテリがコントロールユニット４０を備える場合はより正確なコントロールユニット４０からの残容量データを表示することができ、バッテリがコントロールユニット４０を備えない場合でも支障なくバッテリ残容量の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による残容量表示装置が適用された電動補助車両の側面図である。
【図２】上記車両のパワーユニットの側面図である。
【図３】上記残容量表示装置の構成を示す模式図である。
【図４】上記残容量表示装置の構成を示す模式図である。
【図５】上記残容量表示装置の構成をより具体的に示す模式図である。
【符号の説明】
２１  バッテリ
２２  コントロールユニット
３４  バッテリ残量表示装置（表示手段）
４０  バッテリ側コントロールユニット（バッテリ側残容量計測手段）
４１  電力ライン
５０  本体側残容量計測手段
５１  残容量表示制御手段
【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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