JP3789576B2

JP3789576B2 - 電動車両のバッテリ残量表示装置

Info

Publication number: JP3789576B2
Application number: JP33581996A
Authority: JP
Inventors: 聡山本
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2016-12-16
Also published as: JPH10174204A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリを電源とするモータにより車輪を駆動するようにした、あるいはペダル踏力に応じたモータ補助力を供給するようにした電動車両のバッテリ残量表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、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。この電動補助自転車では、バッテリ容量の消費に伴って繰り返し充電する必要があることから、運転者にバッテリ残容量を表示灯の点灯，点滅等で知らせるようにしている。
【０００３】
このような表示灯の点灯，点滅を行う際のバッテリ残容量の判断方法として、従来、上記バッテリの電圧値を検出し、該電圧検出値が所定の電圧しきい値を下回ったときにバッテリ残容量の表示を切り替え、所定の段階に達したときに要充電状態になっている旨を表示するのが一般的である。
【０００４】
ところで、バッテリ電圧検出値Ｖは、Ｖ＝Ｅ−ｉｒ（Ｅはバッテリ起電圧，ｒはバッテリ内部抵抗）で表され、モータに流れる電流ｉが大きいほど低くくなる。また、発進時，急加速時等の突発的な大電流が流れる場合にもバッテリ電圧が大幅に低下する。従って、バッテリ電圧検出値Ｖが所定の電圧しきい値を下回った場合に直ちにバッテリ残容量が減少したと判断すると、バッテリ残容量が比較的充分にあるにもかかわらず要充電表示を行ってしまう場合が懸念される。そしてバッテリが充分に放電されないままの充電を繰り返すと、いわゆるメモリ効果により放電の際のバッテリ電圧が異常に低くなるという問題が生じる。
【０００５】
そこで本出願人は、電圧しきい値を、モータ回路に流れる電流値に応じて変化するように設定し、電圧検出値がこの電圧しきい値を下回った場合に放電が進行していると判断する方法を提案している（特願平７−４４１５７号参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記電動補助自転車の使用状態（坂道が多いか平坦路が多いか，気温の高い地域で使用されたか、バッテリが古いか新しいか、充放電回数が多いか少ないか等）の如何によっては、上記バッテリ電流値に応じて設定された電圧しきい値に基づいてバッテリの残容量を判断するだけでは不充分な場合があることが判明した。例えば、充放電回数の少ない新しいバッテリの場合、実際のバッテリ残容量の減少量に比較して検出電圧値の低下割合が小さい傾向があり、上記電圧しきい値だけに基づいてバッテリ残容量を判断すると正確なバッテリ残容量の把握ができないという懸念がある。
【０００７】
一方、充放電回数の多い古いバッテリの場合は、新しいものに比べて検出電圧値がバッテリ残容量の減少に応答性よく低下するので、上記バッテリ電流に対応した電圧しきい値に基づいてバッテリ残容量を判断するのが望ましい。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、バッテリ残容量を正確に判断できる電動車両のバッテリ残量表示装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、バッテリを電源とするモータにより車輪を駆動するようにした電動車両のバッテリ残量表示装置において、上記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリ電流を検出する電流検出手段と、バッテリ電流の積算値を検出する放電電流積算値検出手段と、バッテリの残容量を、上記バッテリ電圧検出値が上記バッテリ電流に基づいて設定された電圧しきい値を下回ったとき，あるいは上記放電電流積算検出値が放電電流積算しきい値を越えたときに減少したと判断するとともに、要充電域近傍に達するまでは上記電圧しきい値及び放電電流積算しきい値の両方に基づいて判断し、上記要充電域以降については上記電圧しきい値のみに基づいて判断する残容量演算手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、上記電圧しきい値は連続的に変化し、かつ上記バッテリ電流値がゼロから第１境界値までの間は略一定であり、該第１境界値から増加するに伴って減少し、上記バッテリ電流値が取り得る最大値よりも小さい第２境界値以上のときには略一定であることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図１１は、請求項１，２の発明の一実施形態による電動補助自転車のバッテリ残量表示装置を説明するための図であり、図１は電動補助自転車の側面図、図２はパワーユニットの側面図、図３〜図５はそれぞれメインスイッチの平面図，断面側面図，正面図、図６はパワーユニットのブロック構成図、図７はバッテリ残量の表示仕様を示す図、図８は電流値としきい電圧値との関係及び放電量，点灯状態を示す特性図、図９は放電電流積算値を示す特性図、図１０１０，図１１はバッテリ残量表示動作を説明するためのフローチャート図である。
【００１３】
図１，図２において、１は電動補助自転車であり、これの車体フレーム２はヘッドパイプ３と、該ヘッドパイプ３から車体後方斜め下方に延びるダウンチューブ４と、該ダウンチューブ４の後端から上方に略起立して延びるシートチューブ５と、上記ダウンチューブ４の後端から後方に略水平に延びる左, 右一対のチェーンステー６と、該両チェーンステー６の後端部と上記シートチューブ５の上端部とを結合する左, 右一対のシートステー７とを備えている。
【００１４】
上記ダウンチューブ４とシートチューブ５との結合部には取付けブラケット２ａが溶接されており、該取付けブラケット２ａは左, 右側壁と天壁とからなる大略コ字状のものである。この取付けブラケット２ａに上記左, 右のチェーンステー６が固着されている。
【００１５】
上記ヘッドパイプ３にはフロントフォーク８が左右に回動可能に枢支されている。該フロントフォーク８の下端には前輪９が軸支されており、上端には操向ハンドル１０が固着されている。また上記シートチューブ５にはシートポスト１１が高さ調整可能に挿入されており、該シートポスト１１の上端にはサドル１２が装着されている。さらに上記チェーンステー６の後端には後輪１３が軸支されており、該後輪１３は上記シートステー７に取り付けられたキー式ホイールロック１４により施錠されるようになっている。なお、このホイールロック４は施錠した状態でのみキーを抜き取ることができるようになっている。
【００１６】
上記車体フレーム２には補助駆動装置１５が配設されている。この補助駆動装置１５は、クランク軸１６に入力されたペダル踏力と電動モータ１７からの補助力との合力を出力するパワーユニット２０と、上記電動モータ１７に電源を供給するバッテリ２１と、該電動モータ１７からの補助力を可変制御するコントローラ２２とを備えている。
【００１７】
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。
【００１８】
上記バッテリ２１は、直方体状のケース内に多数の単電池を収納した構成のもので、上記シートチューブ５の後面に沿って、かつ該シートチューブ５，左右のシートステー７，及びリヤフェンダ１３ａで囲まれた空間に配置されている。上記バッテリ２１の上壁には把手２１ａが形成されており、該把手２１ａにより上方向に出し入れ可能となっている。なお、バッテリ２１を出し入れする場合には上記サドル１２を前側に倒すことになる。また上記バッテリ２１には充電プラグ（不図示）が配設されており、該バッテリ２１を車体に装着した状態，取り外した状態の何れでも充電できるようになっている。
【００１９】
上記取付けブラケット２ａの上壁には上記バッテリ２１を支持する支持ボックス２５がボルト締め固定されている。この支持ボックス２５内には上記バッテリ２１を挿入すると自動的に電源側に電気的に接続されるモータ側端子が配設されている。
【００２０】
また上記支持ボックス２５にはキー式ロック機構２１ｂが配設されている。このロック機構２１ｂのキー挿入部２１ｃは上カバー２３に設けられた開口から外方に露出している。予めこのロック機構２１ｂを施錠位置にセットしておけば、バッテリ２１を装着すると同時にキー側の係止凸部２１ｄがバッテリ側の係止凹部２１ｅに係止して自動的にロックされ、キー操作により上記係止凸部２１ｄが後退して解錠されるようになっている。そしてこのキーは、上記施錠位置にある場合のみ抜き取り可能の構造になっている。またこのキーは上記ホイールロック１４のキーが共用されており、該ホイールロック１４が施錠された場合のみキーを抜き取れる構造になっている。従って後輪１３がロック状態にあるときのみロック機構２１ｂを解錠でき、バッテリ２１の取り外しが可能となっている。その結果、バッテリ２１を取り外して充電している場合は上記ホイールロック１４が施錠されていることとなり、バッテリ充電中に自転車が盗まれるのを防止できる。
【００２１】
上記パワーユニット２０は、ユニットケース２７内に不図示の人力系遊星歯車機構，電動系遊星ローラ機構及びそれらの合力機構を収納するとともに、該ケース２７の上壁に踏力センサ２８，車速センサ２９を配設した構成を有し、このユニットケース２７の前壁に上記電動モータ１７が締結されている。
【００２２】
上記ユニットケース２７には上記クランク軸１６が車幅方向に挿通されており、該クランク軸１６の両端突出部にはクランクアーム１６ａを介してペダル１６ｂが取り付けられている。このペダル１６ｂに加えられた踏力は遊星歯車機構により増速され、スプロケット（不図示），チェーン３０を介して上記後輪１３に伝達される。
【００２３】
上記メインチューブ４のヘッドパイプ３との接続部にはメインスイッチ３１が配設されている。このメインスイッチ３１は、図３〜図５に示すように、メインチューブ４に固定されたスイッチボックス３２にキーレススイッチレバー３３とバッテリ残量表示部３４とを一体に組み付けて構成されている。このスイッチボックス３２の側壁にはゴム製チューブ３５が接続されており、該チューブ３５はこれの環状溝３５ａを上記メインチューブ４に形成された穴４ａ内に係合することにより固定されている。またスイッチボックス３２内には回路基板３６が配設されており、該回路基板３６に接続されたリード線３７は上記チューブ３５からメインチューブ４内を通ってコントローラ２２に接続されている。
【００２４】
上記スイッチレバー３３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。ここでスイッチレバー３３をオン位置に操作した後、例えば５分間経過してもペダル踏力が入力されないときにはコントローラ２２は自己停止するようになっており、これにより悪戯等によるバッテリ消耗を回避している。なおこの自己停止状態から再起動させるには、上記スイッチレバー３３を一旦オフ位置に回動し、再度オン操作する。
【００２５】
上記回路基板３６にはＬＥＤ（発光ダイオード）からなる３個の第１〜第３表示ランプ４０〜４２が並列接続されている。該各表示ランプ４０〜４２は上記バッテリ残量表示部３４に形成された窓３４ａから外方に臨んでおり、この窓３４ａは透明板４３により覆われている。
【００２６】
上記コントローラ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スイッチ回路２２ａを制御する。そしてこの電動モータ１７からの補助駆動力は上記クランク軸１６からのペダル踏力と合力されて後輪１３に伝達される。なお、上記補助力によるアシスト比は車速が１５Ｋｍ／ｈ以下では、乗員のペダル踏力１に対して１未満に設定されており、車速が例えば１５Ｋｍ／ｈを越えた時点からアシスト比が次第に小さくなり、２４Ｋｍ／ｈに達した時点でゼロになるように設定されている。
【００２７】
また上記コントローラ２２は、上記バッテリ２１から上記モータ１７に流れる電流を検出する電流センサ３７の検出値、及び上記バッテリ２１の両端電圧を検出する電圧センサ３６の検出値が入力され、該検出値に基づいてバッテリ残容量を演算し、該残容量に基づいて上記第１〜第３表示ランプ４０〜４２の点灯，点滅，消灯を制御する。
【００２８】
まず図７に基づいて、上記表示ランプ４０〜４２の点灯制御の概略を説明する。なお、図７において、●印は点灯状態，◎印は点滅状態，○印は消灯状態を示す。
【００２９】
上記メインスイッチ３１がオンされると、約１．５秒間全表示ランプ４０〜４２を同時に点灯することによりＬＥＤのチェックが行われ（表示レベル１）、その間に制御回路の異常の有無が自己診断機能によりチェックされ、何らかの異常があった場合には全表示ランプ４０〜４２を同時に点滅するダイアグ表示（表示レベル９）が行われる。なお、ＬＥＤのチェックにおいて、全ての表示ランプ４０〜４２を同時に点灯するのに代えて、１個ずつ順に点灯又は点滅させるようにしても良い。このようにすれば後述するバッテリ残容量が満充電〜２／３の場合の表示と区別することができる。
【００３０】
上記制御回路が正常の場合にはバッテリ残容量に応じた点灯表示が行われる（表示レベル２〜８参照）。この点灯表示では、バッテリ残容量が、満充電〜２／３の時は第１〜第３表示ランプ４０〜４２の全てが点灯し（表示レベル２）、２／３〜１／３の時は第１表示ランプ４０が消灯するとともに第２，第３表示ランプ４１，４２が点灯する（表示レベル４）。またバッテリ残容量が１／３〜要充電レベルの時は第３表示ランプ４２のみが点灯する（表示レベル６）。
【００３１】
そして上記第３表示ランプ４２のみの点灯状態からバッテリ残容量が要充電レベルを下回ると上記第３表示ランプ４２が０．５秒間隔で点滅し（表示レベル７）、これによりバッテリ２１が要充電状態になっていることを報知する。さらにバッテリ残容量が減少して限界値に達すると上記第３表示ランプ４２の点滅間隔が０．２秒に速まるとともに、電動モータ１７への給電が停止される（表示レベル８）。これにより過放電によるバッテリ劣化を防止している。
【００３２】
そして本実施形態では、第１〜第３表示ランプ４０〜４２の３個点灯状態から２個点灯状態に切り替わるときには、第２，第３表示ランプ４１，４２は点灯を継続し第１表示ランプ４０が点滅する点滅状態が１分間行われる（表示レベル３）。同様に第２，第３表示ランプ４１，４２の２個点灯状態から１個点灯状態に切り替わるときには、第３表示ランプ４３は点灯を継続し第２表示ランプ４１が点滅する点滅状態が１分間継続する（表示レベル５）。
【００３３】
上記表示レベルの切替えは、図８に示すように、上記バッテリ２１から流れるバッテリ電流値ｉに基づいて設定された第１〜第５電圧しきい値Ｖｆａ，Ｖｆｂ，Ｖｆ０，Ｖｆ１，Ｖｆ２と、放電電流積算しきい値ａＡｈ，ｂＡｈに基づいて行われる。
【００３４】
この場合、バッテリ残容量が要充電レベル近傍に達するまでは上記電圧しきい値及び放電電流積算しきい値の両方に基づいて判断され、上記要充電レベル近傍に達すると上記電圧しきい値のみに基づいて判断されるように構成されている。
【００３５】
ここで上記第１〜第５電圧しきい値Ｖｆａ，Ｖｆｂ，Ｖｆ０，Ｖｆ１，Ｖｆ２は、バッテリの機種ごとに実験により求められたもので、電流値がゼロから第１境界値Ｉ１までは一定であり、該第１境界値Ｉ１から電流値が増加するに伴って減少し、第２境界値Ｉ２以上では一定に設定されている。
【００３６】
上記放電電流積算値は、電流検出値の時間積分値であり、図９に示すように、例えば登坂路での走行が多い場合には平坦路での走行が多い場合に比較して短時間で上記放電電流積算しきい値に達する。
【００３７】
上記点灯状態の切り替え動作を図１０，図１１のフローチャートに沿って説明する。
自転車の停止状態でメインスイッチ３１がオンされると該オン時のバッテリ電圧（オープン電圧）Ｖｏが読み込まれ（ステップＳ１，Ｓ２）、該オープン電圧Ｖｏが予め設定されたオープン電圧しきい値Ｖｏｐ１〜Ｖｏｐ４（図８参照）と比較され、検出オープン電圧Ｖｏが、しきい値Ｖｏｐ１以上のときは第１〜第３表示ランプ４０〜４２が３個とも点灯され（ステップＳ３，Ｓ４）、Ｖｏｐ１より小でＶｏｐ２以上のときは第２，第３表示ランプ４１，４２の２個が点灯され（ステップＳ５，Ｓ６）、Ｖｏｐ２より小でＶｏｐ３以上のときは第３表示ランプ４２の１個が点灯され（ステップＳ７，Ｓ８）、Ｖｏｐ３より小でＶｏｐ４以上のときは第３表示ランプ４２の１個が遅い間隔で点滅され（ステップＳ９，Ｓ１０）、Ｖｏｐ４を下回っているときは第３表示ランプ４２の１個が早い間隔で点滅されるとともに、アシスト動作が停止される（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
【００３８】
そしてステップＳ４において上記表示ランプが３個点灯している状態で、バッテリ電圧Ｖ，バッテリ電流ｉ，及び放電電流積算値Ｑが読み込まれ（ステップＳ１３）、バッテリ電圧検出値Ｖが第１電圧しきい値Ｖｆａ（検出電流値ｉに対応した値）と比較され、また放電電流積算検出値Ｑが第１積算しきい値ａＡｈと比較される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。この場合にＶ〉ＶｆａでかつＱ〈ａＡｈである期間は上記３個点灯状態が継続される（ステップＳ４）。
【００３９】
一方、バッテリ電圧検出値Ｖが第１電圧しきい値Ｖｆａ以下か、もしくは放電電流積算検出値Ｑが第１積算しきい値ａＡｈ以上のときは、第２，第３表示ランプ４１，４２の２個が点灯を継続し、第１表示ランプ４０の１個が点滅する点滅状態が１分間継続された後（ステップＳ１６，Ｓ１７）、ステップＳ６に移行して第２，第３表示ランプ４１，４２の２個が点灯される。
【００４０】
そしてステップＳ６において上記表示ランプが２個点灯している状態で、上記同様にバッテリ電圧Ｖ，バッテリ電流ｉ，及び放電電流積算値Ｑが読み込まれ（ステップＳ１８）、バッテリ電圧検出値Ｖが第２電圧しきい値Ｖｆｂの検出電流値ｉに対応した値と比較され、また放電電流積算検出値Ｑが第２積算しきい値ｂＡｈと比較される（ステップＳ１９，Ｓ２０）。この場合にＶ〉ＶｆｂでかつＱ〈ｂＡｈである期間は上記２個点灯状態が継続される（ステップＳ６）。
【００４１】
一方、バッテリ電圧検出値Ｖが第２電圧しきい値Ｖｆｂ以下か、もしくは放電電流積算検出値Ｑが第２積算しきい値ｂＡｈ以上のときは、第３表示ランプ４２の１個が点灯を継続し、第２表示ランプ４１の１個が点滅する点滅状態が１分間継続された後（ステップＳ２１，Ｓ２２）、ステップＳ８に移行して第３表示ランプ４２の１個が点灯される。これにより運転者にバッテリ２１の充電時期が迫っていることを知らせる。
【００４２】
上記第３表示ランプ４２のみの点灯状態以降については、第３，第４電圧しきい値Ｖｆ０，Ｖｆ１のみに基づいて点灯状態が制御される。即ち、ステップＳ２３においてバッテリ電圧Ｖ，バッテリ電流ｉが読み込まれ、バッテリ電圧検出値Ｖが第３電圧しきい値Ｖｆ０の検出電流値ｉに対応した値を上回っている期間は上記１個点灯状態が継続され、ＶがＶｆ０以下となるとステップＳ１０に移行し、第３表示ランプ４２が遅い間隔（例えば０．５秒）で点滅され、バッテリ電圧検出値Ｖが第３電圧しきい値Ｖｆ１の検出電流ｉに対応した値を上回っている期間は上記遅い間隔での点滅状態が継続される（ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ１０）。これにより運転者にバッテリ２１が要充電状態になっていることを知らせる。
【００４３】
そして上記バッテリ電圧検出値Ｖが第４電圧しきい値Ｖｆ１の検出電流ｉに対応した値以下になるとステップＳ１１に移行し、早い間隔（例えば０．２秒）での点滅状態にされるとともにアシスト動作が停止される。
【００４４】
このように本実施形態では、第１〜第３表示ランプ４０〜４２の３個全てを点灯する状態から、２個点灯状態に切り替える際に第１表示ランプ４０を１分間点滅させ、また第２，第３表示ランプ４１，４２の２個点灯状態から１個点灯状態に切り替える際に第２表示ランプ４１を１分間点滅させる点滅状態を介在させたので、バッテリ残容量の減少に伴う点灯数の切り替わり時期を運転者に確実に知らせることができ、充電時期の見過ごしや走行中のアシスト不能状態の発生を回避できる。
【００４５】
また上記３個の表示ランプ４０〜４２を点灯，点滅させることによりバッテリ残量を表示したので、少ない個数でバッテリ残容量を多段階に報知することができ、また表示部を小型化できるとともに、部品点数の増大を回避してコストを低減できる。
【００４６】
また、第３表示ランプ４２の点灯状態と、バッテリ残量の減少に伴って第３表示ランプ４２を０．５秒の遅い間隔で点滅する第１点滅状態と、これに続いて０．２秒の早い間隔で点滅する第２点滅状態とを設けたので、この点からも少ないランプで多段階の表示が可能となり、バッテリ残量の最終段階をきめ細かに表示することができ、アシスト走行の限界を知らせることができる。
【００４７】
また、１つのコントローラ２２によりアシスト制御，システム制御，表示制御の全てを行うようにしたので、バッテリ残量とアシスト状態とが一体となった表示が可能となり、制御ユニットの小型化，及び低価格を図ることができる。
【００４８】
また本実施形態では、バッテリ２１の放電状態を電圧しきい値Ｖｆａ，Ｖｆｂ，Ｖｆ０，Ｖｆ１，Ｖｆ２と放電電流積算しきい値ａＡｈ，ｂＡｈとの両方に基づいて判断したので、バッテリ残容量をより正確に表示できる。即ち、例えば充放電回数の多い比較的古いバッテリの場合は、残容量の減少に伴ってバッテリ電圧値が応答性よく低下するのでバッテリ電圧値のみに基づいて放電状態を判断しても問題が生じることはあまりない。しかし充放電回数の少ない比較的新しいバッテリの場合は、残容量が少なくなってもバッテリ電圧値の落ち込みが小さい傾向があり、電圧値のみに基づいて放電状態を判断すると過剰放電となる場合があるが、放電電流積算値を監視することによりこの過放電を防止できる。
【００４９】
また上記電圧しきい値Ｖｆａ，Ｖｆｂ，Ｖｆ０，Ｖｆ１，Ｖｆ２を電流値のゼロから第１境界値Ｉ１までの間は一定としたので、放電開始時におけるバッテリ電圧検出値の急な落ち込みによる誤表示を回避でき、バッテリ残容量を有効に使用でき、バッテリ残容量が多い状態での充電やアシトス停止処理を回避できる。即ち、図８に示すように、例えば電圧しきい値Ｖｆａを、二点鎖線Ａで示すように設定した場合は、特に古いバッテリの場合は放電開始時にはバッテリ電流値が少し増加しただけでバッテリ電圧検出値が急落する傾向があり（曲線Ｖ参照）、そのためバッテリ残容量が充分あるにもかかわらず残容量が減少したと判断され、充分に放電されないまま充電されてメモリ効果により放電の際のバッテリ電圧が異常低下したり、アシスト停止処理が行われたりするおそれがある。
【００５０】
また上記電圧しきい値を電流値が高い領域での第２境界値Ｉ２以上のときには一定としたので、電圧検出値がこの電圧しきい値を下回ったときにアシスト制御を停止することにより、過放電によるバッテリ劣化を防止でき、寿命の延長を図ることができる。
【００５１】
さらにまた本実施形態では、メインスイッチ３１をキーレススイッチ方式としたので、キー式スイッチ方式の場合のキーシリンダを不要にでき、メインスイッチ３１全体を小型化できるとともに、部品コストを低減できる。このようにキーシリンダ等を不要にできたので、上記メインスイッチ３１にバッテリ残量表示部４４を一体にコンパクトに組み付けることが可能となる。またメインスイッチ全体を小型化できたので、メインチューブ４の最も目視し易い位置に取付けることができ、バッテリ残量を走行中も容易に監視することができる。
【００５２】
ここで、上記実施形態では、点灯個数の切替え時に点滅状態を介在させることにより点灯個数の減少を明確に運転者に報知するようにした場合を説明したが、上記滅状態の用途はこれに限られるものではない。例えば、図１２に示すように、３個の表示ランプの点灯状態と点滅状態とを組み合わせることによりバッテリ残容量をより一層多段階に表示することができる。
【００５３】
図１２の例では、満充電から４／５までの間は３個点灯し、４／５〜３／５までの間は１個点滅，２個点灯し、３／５〜２／５までの間は２個点灯し、２／５〜１／５までの間は１個点滅，１個点灯し、これ以下では残容量減少に伴って１個点灯から遅い点滅，早い点滅に順次切り替えるようにしている。このようにした場合には、表示ランプを増やすことなくバッテリ残容量をより一層細かく表示できる。
【００５４】
また、上記実施形態では、バッテリ残量の減少に伴って表示ランプの点灯数を減らすようにしたが、これとは逆にバッテリ残量の減少に伴って表示ランプの点灯個数を増加するように構成してもよい。そしてこの場合にも、点灯数の切替え時に上記点滅状態を介在させる。
【００５５】
なお、上記実施形態では、点灯個数の切り替え時に、点灯中の表示ランプの内１個のみを点滅させ残りは点灯を継続するようにしたが、点灯中の表示ランプの全てを同時に点滅させてもよい。このようにした場合には切り替えのタイミングをより確実に報知できる。また上記実施形態では、３個の表示ランプによりバッテリ残量を表示したが、本発明は２個，４個，あるいは５個以上の表示ランプを用いる場合にも勿論適用できる。
【００５６】
【発明の作用効果】
以上のように請求項１の発明に係る電動車両のバッテリ残量表示装置によれば、バッテリ電圧検出値が上記バッテリ電流に基づいて設定された電圧しきい値を下回ったとき，あるいは放電電流積算値が放電電流積算しきい値を上回ったときにバッテリ残容量が減少したと判断するようにしたので、例えば比較的新しいバッテリであってバッテリ電圧検出値がバッテリ残容量の減少に応答性良く低下しない場合には、放電電流積算値が所定の積算しきい値を越えることによりバッテリ残容量が減少したと判断され、バッテリ残容量を正確に表示でき、バッテリが過剰放電するのを回避でき、バッテリ寿命を確保できる効果がある。また、要充電域近傍に達するまでは上記電圧しきい値及び放電電流積算しきい値の両方に基づいて判断し、上記要充電域以降については上記電圧しきい値のみに基づいて判断するようにしたので、バッテリ残容量が充分にある場合の早期の充電やアシスト停止を回避でき、また過放電によるバッテリ寿命の低下を回避できる効果がある。
【００５７】
請求項２の発明では、上記電圧しきい値を、バッテリ電流値の増加に伴って減少させる場合に、上記バッテリ電流値がゼロから第１境界値までの間は該電圧しきい値を略一定としたので、放電開始時にバッテリ電流値のわずかな増加によりバッテリ電圧検出値が急に落ち込んだ場合でも、該電圧検出値が上記しきい電圧値を下回りにくくなり、バッテリ残容量が実際以上に減少した旨の表示を回避でき、放電が充分にされないままでの充電や早期のアシスト停止等を回避できる効果がある。
【００５８】
また上記電圧しきい値を、バッテリ電流値が取り得る最大値よりも小さい第２境界値以上のときには略一定としたので、バッテリ電圧がこの電圧しきい値を下回ったときにアシスト制御を停止する等の適切な処理を行うことにより、過放電によるバッテリ寿命の低下を回避できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電動補助自転車の側面図である。
【図２】上記電動補助自転車のパワーユニットの側面図である。
【図３】上記電動補助自転車のメインスイッチの平面図である。
【図４】上記メインスイッチの断面側面図である。
【図５】上記メインスイッチの正面図である。
【図６】上記パワーユニットのブロック構成図である。
【図７】上記パワーユニットのバッテリ残量表示仕様を示す図である。
【図８】モータ電流値と電圧しきい値との関係，及び放電電流積算しきい値を示す特性図である。
【図９】放電電流積算値を説明するための特性図である。
【図１０】バッテリ残容量表示動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１１】バッテリ残容量表示動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１２】バッテリ残容量表示仕様の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
１電動補助自転車
１３後輪
１７電動モータ
２１バッテリ
２２コントローラ（放電電流積算手段，残容量演算手段）
３６電圧センサ（電圧検出手段）
３７電流センサ（電流検出手段）
ａＡｈｒ，ｂＡｈｒ放電電流積算しきい値
ｉバッテリ電流
Ｉ１第１境界値
Ｉ２第２境界値
Ｖｒ電圧しきい値

Claims

バッテリを電源とするモータにより車輪を駆動するようにした電動車両のバッテリ残量表示装置において、上記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリ電流を検出する電流検出手段と、バッテリ電流の積算値を検出する放電電流積算値検出手段と、バッテリの残容量を、上記バッテリ電圧検出値が上記バッテリ電流に基づいて設定された電圧しきい値を下回ったとき，あるいは上記放電電流積算検出値が放電電流積算しきい値を越えたときに減少したと判断するとともに、要充電域近傍に達するまでは上記電圧しきい値及び放電電流積算しきい値の両方に基づいて判断し、上記要充電域以降については上記電圧しきい値のみに基づいて判断する残容量演算手段とを備えたことを特徴とする電動車両のバッテリ残量表示装置。
請求項１において、上記電圧しきい値は連続的に変化し、かつ上記バッテリ電流値がゼロから第１境界値までの間は略一定であり、該第１境界値から増加するに伴って減少し、上記バッテリ電流値が取り得る最大値よりも小さい第２境界値以上のときには略一定であることを特徴とする電動車両のバッテリ残量表示装置。