JP2015071404A - 電動機付自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両に装備された複数の機能の各々に基づいて生じる各状態を報知することができる電動機付自転車を提供する。
【解決手段】電動機付自転車は、自車両において異常が検出されている第１の状態、バッテリ１１０が充電されている第２の状態および各電装品における電力消費が制限されている第３の状態のうちのいずれかの状態が生じたときに、当該生じた状態に対応した表示を行うとともに、第１の状態、第２の状態および第３の状態のうちの少なくとも２つの状態が同時に生じた場合には、当該同時に生じた少なくとも２つの状態のうち優先順位の最も高い状態に対応した表示を行う状態表示部を表示面に有する操作・表示部１８０を有する。
【選択図】図２

Description

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。

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、補助駆動力によって車輪を駆動する電動機付自転車において、自車両の状態を表示するための表示手段を備えたものが知られている。

例えば、特許文献１には、バッテリ電圧の低下を検出したときには、モータの運転状態を変化させアシスト力を変動させるとともに、バッテリ電圧の低下の度合に応じて、表示器の点滅形態を異ならしめるようにした電動機付自転車が記載されている。

また、特許文献２には、電池側表示器および車両側表示器を備えた電動機付自転車において、故障診断モードに切り替えられたときに異常項目により予め設定された表示パターンに基づいて各表示器の表示灯を点灯させることが記載されている。

また、特許文献３には、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、システム異常の有無を自己診断する故障診断手段と、電圧低下信号又は故障信号が入力されたとき電圧低下警告表示又は故障警告表示を行う警告表示制御手段と、上記電圧低下信号及び故障信号が重複して入力されたときは故障警告表示を優先的に表示させる異常警告優先表示手段とを備えた電動機付自転車が記載されている。

特開平０８−０５８６６７号公報 特開２００１−１２２１８０号公報 特開平０８−１４２９６７号公報

近年、電動機付自転車は高機能化が進んでおり、装備された複数の機能が作動することによって様々な状態を呈する。従って、自車両に装備された複数の機能の各々に基づいて生じる各状態をユーザに報知することで利便性が高まるものと考えられる。

そこで、本発明は、自車両に装備された複数の機能の各々に基づいて生じる各状態を報知す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。

本発明の第１の態様によれば、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、前記モータに電力を供給するバッテリと、自車両に生じた異常を検出する異常検出手段と、前記モータの回転によって生じた電力によって前記バッテリを回生充電する回生充電手段と、所定の条件が成立したときに前記バッテリから電力の供給を受ける各電装品における電力消費を制限する電力消費制限手段と、前記異常検出手段によって異常が検出されている第１の状態、前記回生充電手段によって前記バッテリが回生充電されている第２の状態および前記電力消費制限手段によって前記各電装品における電力消費が制限されている第３の状態のうちのいずれか１つの状態が生じたときに、当該生じた状態に対応した表示を行うとともに、前記第１の状態、前記第２の状態および前記第３の状態のうちの少なくとも２つの状態が同時に生じた場合には、当該同時に生じた少なくとも２つの状態のうち優先順位の最も高い状態に対応した表示を行う状態表示手段と、を含む、電動機付自転車が提供される。

本発明の第２の態様によれば、自車両における少なくとも１つの箇所において検出された温度に応じて補助駆動力の大きさを制限する補助駆動力制限手段を更に含み、前記状態表示手段は、前記補助駆動力制限手段によって補助駆動力の大きさが制限されている第４の状態が単独で生じたときに、前記第４の状態に対応した表示を行うとともに、前記第１の状態、前記第２の状態、前記第３の状態および前記第４の状態のうちの少なくとも２つの状態が同時に生じた場合には、当該同時に生じた少なくとも２つの状態のうち優先順位の最も高い状態に対応した表示を行う第１の態様による電動機付自転車が提供される。

本発明の第３の態様によれば、前記状態表示手段が、前記第１乃至第４の状態の各々に対応した互いに異なる態様で発光する発光部を含む第２の態様による電動機付自転車が提供される。

本発明の第４の態様によれば、前記発光部が、発光色または発光色と点滅の有無の組み合わせによって前記第１乃至第４の状態を識別表示する第３の態様による電動機付自転車が提供される。

本発明の第５の態様によれば、前記バッテリの残量を表示する残量表示手段を更に含み、前記残量表示手段は、前記異常検出手段によって異常が検出された場合には、検出された異常の種類を表示する第１乃至第４のいずれかの態様による電動機付自転車が提供される。

本発明の第６の態様によれば、前記残量表示手段は、複数の発光部を含み、前記バッテリの残量を表示する場合には前記バッテリの残量に応じた数の発光部が点灯し、前記異常検出手段によって検出された異常の種類を表示する場合には検出された異常の種類に応じた位置の発光部が発光する第５の態様による電動機付自転車が提供される。

本発明の第７の態様によれば、前記状態表示手段を構成する発光部および前記残量表示手段を構成する複数の発光部を表示面に有する表示部を更に含む第６の態様による電動機付自転車が提供される。

本発明の第８の態様によれば、操作入力を受け付ける操作部を更に含み、前記残量表示手段は、前記異常検出手段によって異常が検出された場合において前記操作部に対する所定の操作がなされたときに、検出された異常の種類を表示する第５乃至第７のいずれかの態様による電動機付自転車が提供される。

本発明の第９の態様によれば、前記状態表示手段を構成する発光部および前記残量表示手段を構成する複数の発光部は、前記表示面において一列に並んで配列されている第７の態様による電動機付自転車が提供される。

本発明の第１０の態様によれば、前記状態表示手段を構成する発光部は、前記残量表示手段を構成する複数の発光部の各々とは異なる形状若しくは大きさを有する第６乃至第９のいずれかの態様による電動機付自転車が提供される。

本発明によれば、自車両に装備された複数の機能の各々に基づいて生じる各状態を報知することができる電動機付自転車が提供される。

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。 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。 本発明の実施形態に係るバッテリ、モータ駆動部およびモータの接続関係を詳細に示す図である。 図４（ａ）は本発明の実施形態に係る操作・表示部の構成を示す平面図、図４（ｂ）は本発明の実施形態に係る操作・表示部の電気系統の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るバッテリ残量と、バッテリ残量表示部における表示態様との対応の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る主制御部が有する各種機能と、バッテリ残量表示部、アシストモード表示部、ライト点灯表示部および状態表示部との対応を示す図である。 本発明の実施形態に係る電動機付自転車の状態と、状態表示部における表示態様との対応を示す図である。 本発明の実施形態に係る主制御部において検出される異常の種類と、バッテリ残量表示部における表示態様との対応を例示した図である。 本発明の実施形態に係る表示制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る表示制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。

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。

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。

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。

モータ１６０は、前輪２１の車軸に装着され、前輪２１を回転させる駆動力を発生させる。モータ１６０の回転は、減速機構（図示せず）によって減速され、前輪２１に伝達されるように構成されている。なお、本実施形態では、車輪にモータを組み込むハブモータ式の電動機付自転車を例示しているが所謂センターマウント方式の電動機付自転車に本発明を適用することも可能である。

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。

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。ライト１７０は、ステー３１の上部をカゴ３０の下面に取り付けるための締結金具（図示せず）に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。

ハンドル２４には、操作・表示部１８０が設けられている。操作・表示部１８０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入力操作を受け付けるモード選択ボタン１８５（図４参照）、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４参照）、電動機付自転車１の状態を表示する各種の表示部１８１〜１８４（図４参照）を有する。

図２は、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。主制御部１００は、後述する各種センサからの出力信号に基づいて検出した自車両の状態およびユーザによるモード選択ボタン１８５（図４参照）およびライトボタン１８６（図４参照）に対する操作入力に応じてモータ１６０およびライト１７０の駆動を統括的に制御するとともに、検出した自車両の状態を操作・表示部１８０に通知する。主制御部１００は、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。

トルクセンサ２００は、ペダル２７に加えられた人力による入力トルクの大きさを検出し、検出した入力トルクの大きさを示すトルク検出信号Ｓ_１を生成する。トルクセンサ２００によって生成されたトルク検出信号Ｓ_１は、主制御部１００に供給される。トルクセンサ２００は、例えば、クランク軸に対して機械的な接触部分を有しない、磁歪効果を利用した公知のトルクセンサを用いることが可能である。

回転数センサ２１０は、モータ１６０の回転数を検出し、検出した回転数を示す回転数検出信号Ｓ_２を生成する。回転数センサ２１０によって生成された回転数検出信号Ｓ_２は、主制御部１００に供給される。回転数センサ２１０は、例えば、モータ１６０を構成するロータの角度位置を検出するホール素子によって構成することが可能である。

温度センサ２２０は、電動機付自転車１の複数の部位に設けられており、当該各部位の温度を検出し、検出した温度を示す温度検出信号Ｓ_３を生成する。温度センサ２２０によって生成された温度検出信号Ｓ_３は、主制御部１００に供給される。温度センサ２２０は、例えば主制御部１００、バッテリ１１０、モータ１６０およびトルクセンサ２００に取り付けられており、これら各部位の温度を検出する。温度センサ２２０は、例えばサーミスタや熱電対等の公知の温度センサを用いることが可能である。なお、温度センサを設ける部位や、温度センサの設置数は適宜変更することが可能である。

ブレーキセンサ２３０は、ハンドル２４の右側グリップおよび左側グリップにそれぞれ取り付けられたブレーキレバー（図示せず）が操作されたことを検出すると、ブレーキ操作検出信号Ｓ_４を生成してこれを主制御部１００に供給する。

主制御部１００は、バッテリ１１０から電力を取り出してこれをモータ１６０に供給してモータ１６０を駆動することにより補助駆動力を得る力行モードと、モータ１６０の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回生電流として回収する回生モードとの切り替えを制御する。主制御部１００は、例えば、ブレーキセンサ２３０からブレーキ操作検出信号Ｓ_４が出力された場合、すなわち、ブレーキレバーの少なくとも一方が操作された場合に回生モードに移行する。電動機付自転車１は、回生モード時において、モータ１６０から回生電流を回収することでモータ１６０を減速させて制動力を発生させる。モータ１６０から回収された回生電流は、バッテリ１１０に供給され、これによってバッテリ１１０の充電が行われるようになっている（回生充電）。

主制御部１００は、トルクセンサ２００、回転数センサ２１０、温度センサ２２０およびブレーキセンサ２３０から供給される各種の検出信号に基づいて、力行モード時にはモータ駆動指令値Ｃ_１を生成し、回生モード時には回生電流指令値Ｃ_２を生成し、これらをモータ駆動部３００に供給することによってモータ１６０の動作を制御する。

モータ駆動部３００は、力行モード時においては、主制御部１００から供給されるモータ駆動指令値Ｃ_１によって示されるアシスト量（トルク目標値）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。一方、モータ駆動部３００は、回生モード時においては、主制御部１００から供給される回生電流指令値Ｃ_２によって示される値の回生電流をモータ１６０から回収し、回収した回生電流によってバッテリ１１０を充電する。

ライト駆動部４００は、主制御部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。

バッテリ１１０は、主制御部１００と通信可能に接続されており、主制御部１００は常時バッテリ残量を監視している。

操作・表示部１８０は、主制御部１００と通信可能に接続されており、操作・表示部１８０におけるモード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６（図４参照）に対する入力操作がなされたことが主制御部１００に通知される一方、電動機付自転車１の状態を示す情報が主制御部１００から操作・表示部１８０に通知される。

図３は、バッテリ１１０、モータ駆動部３００およびモータ１６０の接続関係を詳細に示す図である。モータ駆動部３００は、トランジスタＴ１〜Ｔ６を含むインバータ回路３０１と、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３０２と、インバータ回路３０１に接続されたトランジスタＴ７と、を含んでいる。トランジスタＴ７もインバータ制御回路３０２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。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ダイオードを有するｐチャネルＭＯＳＦＥＴによって構成されている。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。

本実施形態において、モータ１６０は、アウタ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Ｌ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。なお、本実施形態において、ホール素子Ｈはモータ１６０の回転数を検出する回転数センサ２１０を兼ねている。

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、モータ１６０を構成する３つのモータ巻線Ｌにそれぞれ接続されている。

インバータ制御回路３０２は、力行モード時には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、検出したロータの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Ｌ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。インバータ制御回路３０２は、力行モード時においては、主制御部１００から供給されるモータ駆動指令値Ｃ_１によって示されるアシスト量（トルク目標値）が得られるようにトランジスタＴ１〜Ｔ６のオンデューティを調整する。また、インバータ制御回路３０２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に向かう方向の電流を遮断する。バッテリ１１０からモータ１６０に向かう方向の電流はトランジスタＴ７に付随するダイオードを介して流れる。

一方、インバータ制御回路３０２は、回生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。上記ＰＷＭ制御において、ロー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Ｌに短絡電流が流れてモータ巻線Ｌにエネルギーが蓄えられ、これによってモータ１６０が減速して回生制動による制動力が発生する。その後、ローサイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６がオフ状態とされるとモータ巻線Ｌに電圧が誘起される。かかる誘起電圧がバッテリ電圧を超えると、各トランジスタに付随する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、モータ巻線Ｌに蓄えられたエネルギーが放出されるとともにバッテリ１１０が充電される。インバータ制御回路３０２は、回生モード時においては、主制御部１００から供給される回生電流指令値Ｃ_２によって示される電流値の回生電流が得られるようにローサイド側のトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６のオンデューティを調整する。

図４（ａ）は、操作・表示部１８０の構成を示す平面図、図４（ｂ）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。

操作・表示部１８０の操作・表示面には、自車両の状態を表示するための複数の表示部１８１〜１８４が設けられている。また、操作・表示部１８０の操作・表示面には、アシスト比率の設定を選択するための入力操作を受け付けるモード選択ボタン１８５と、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とが設けられている。モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６が押下されると、表示制御部１８７を介してこれらのボタンが押下されたことが主制御部１００に通知される。

モード選択ボタン１８５が押下された場合には、主制御部１００は、モータ１６０によるアシスト比率を切り替える。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おり、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のいずれかが順次選択されるようになっている。主制御部１００は、選択されたアシストモードに応じたアシスト比率にてモータ１６０を駆動するべくモータ駆動部３００に駆動指令値Ｃ_１を供給する。

一方、ライトボタン１８６が押下された場合には、主制御部１００は、ライト１７０の点灯および消灯を切り替える。すなわち、主制御部１００は、ライトボタン１８６が押下される毎にライトの点灯および消灯を切り替えるべくライト駆動部４００を制御する。

バッテリ残量表示部１８１は、バッテリ１１０に蓄積された電荷の残量（以下、バッテリ残量と称する）を表示する表示部である。バッテリ残量表示部１８１は、一列に並んで配置された５つの発光部を含んでいる。表示制御部１８７は、バッテリ残量を示す情報を主制御部１００から受信すると、当該情報によって示されるバッテリ残量に応じた数だけ発光部を点灯もしくは点滅させる。

図５は、バッテリ残量と、バッテリ残量表示部１８１における表示態様との対応の一例を示す図である。バッテリ残量が８０〜１００％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の全てが点灯する。バッテリ残量が、６０〜７９％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から４つの発光部の各々が点灯する。バッテリ残量が、４０〜５９％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から３つの発光部の各々が点灯する。バッテリ残量が、２０〜３９％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から２つの発光部の各々が点灯する。バッテリ残量が、１０〜１９％の範囲にある場合にはバッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左端の発光部のみが点灯する。バッテリ残量が１０％未満の場合には左端の発光部が点滅する。バッテリ残量が略０％となった場合には、左端の発光部がより短い周期で点滅する。本実施形態において、バッテリ残量表示部１８１を構成する各発光部の発光色は青色である。なお、バッテリ残量とバッテリ残量表示部１８１における表示態様との関係や各発光部における発光色は上記したものに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

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。アシストモード表示部１８２は、上記３つのアシストモード（エコ、標準、パワー）に対応する３つの発光部を有する。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主制御部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。

ライト点灯表示部１８３は、ライト１７０の駆動状態を表示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主制御部１００から受信すると、ライト点灯表示部１８３における発光部を点灯させ、ライト１７０が点灯していることを示す情報を受信しない場合には、ライト点灯表示部１８３における発光部を消灯させる。

状態表示部１８４は、電動機付自転車１の状態を表示する単一の発光部を含んでいる。表示制御部１８７は、電動機付自転車１の状態を示す情報を主制御部１００から受信すると、当該情報によって示される状態に対応した態様で状態表示部１８４における発光部を点灯させる。本実施形態において、状態表示部１８４を構成する発光部は、赤、緑、青の３つのＬＥＤチップが１つのパッケージ内に収容された所謂３色ＬＥＤによって構成されており、電動機付自転車１における後述する４つの状態を、発光色と点滅の有無の組み合わせによって識別表示する。状態表示部１８４において表示される電動機付自転車１の状態については後述する。

状態表示部１８４を構成する発光部は、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の配列に沿うように、これらに隣接して設けられている。また、状態表示部１８４を構成する発光部は、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の各々とは異なる形状および大きさを有している。これにより、状態表示部１８４における表示とバッテリ残量表示部１８１における表示との混同を防止することができる。なお、状態表示部１８４を構成する発光部は、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部の各々に対して形状および大きさのいずれか一方が異なっていてもよい。

図６は、主制御部１００が有する各種機能と、操作・表示部１８０に設けられたバッテリ残量表示部１８１、アシストモード表示部１８２、ライト点灯表示部１８３および状態表示部１８４との対応を示す図である。図７は、電動機付自転車１の状態と、状態表示部１８４における表示態様との対応を示す図である。

主制御部１００における異常検出機能１０１は、電動機付自転車１において生じた異常を検出する機能である。主制御部１００は、自車両に異常が生じていることを検出すると、異常が生じている旨および当該異常の種類（異常の内容）を示す情報を操作・表示部１８０を構成する表示制御部１８７に通知する。表示制御部１８７は、かかる情報を受信すると状態表示部１８４を構成する発光部を例えば赤色で点灯させるとともに、バッテリ残量表示部１８１を構成する発光部を主制御部１００から通知された異常の種類（異常の内容）に応じた態様で点灯させる。本実施形態においては、異常が検出された場合には、バッテリ残量表示部１８１は、バッテリ残量を表示するバッテリ残量表示モードから異常内容を表示する異常内容表示モードに自動的に切り替わる。

図８は、主制御部１００において検出される異常の種類（異常の内容）と、バッテリ残量表示部１８１における表示態様との対応を例示した図である。表示制御部１８７は、モータ駆動部３００の異常を示す情報が主制御部１００から通知された場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち一番左側の発光部を点灯させる。なお、主制御部１００は、例えば、モータ駆動部３００からモータ１６０に供給される駆動電流が、駆動指令値Ｃ_１に応じた大きさになっていない場合等にモータ駆動部３００に異常が生じているものと判定してもよい。

また、表示制御部１８７は、回転数センサ２１０を構成するホール素子Ｈに異常があることを示す情報が主制御部１００から通知された場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から２番目の発光部を点灯させる。主制御部１００は、例えば、モータ１６０の停止時に回転数センサ２１０から回転数ゼロを示す回転数検出信号Ｓ_２を適正に受信できない場合等に回転数センサ２１０に異常があるものと判定してもよい。

また、表示制御部１８７は、トルクセンサ２００に異常があることを示す情報が主制御部１００から通知された場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から３番目の発光部を点灯させる。主制御部１００は、例えば、トルクセンサ２００のキャリブレーション時にトルクセンサ２００からトルク検出信号Ｓ_１を適正に受信できない場合等にトルクセンサ２００に異常があるものと判定してもよい。

また、表示制御部１８７は、主制御部１００とバッテリ１１０との間の通信に異常があることを示す情報が主制御部１００から通知された場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち左から４番目の発光部を点灯させる。主制御部１００は、例えば、バッテリ１１０からバッテリ残量を示す情報を取得できない場合等にバッテリ１１０との間の通信に異常があるものと判定してもよい。

また、表示制御部１８７は、主制御部１００と操作・表示部１８０との間の通信に異常があることを示す情報が主制御部１００から通知された場合には、バッテリ残量表示部１８１を構成する５つの発光部のうち一番右の発光部を点灯させる。主制御部１００は、例えば、操作・表示部１８０との間で各種情報の送受信を適切に行うことができない場合等に操作・表示部１８０との間の通信に異常があるものと判定してもよい。

このように、電動機付自転車１に何らかの異常が生じた場合には、状態表示部１８４を構成する発光部が赤色で点灯するとともにバッテリ残量表示部１８１において当該異常の種類（異常の内容）に対応した箇所の発光部が点灯するので、ユーザは電動機付自転車１に異常が生じていることを認識することができるだけでなく、異常が生じている箇所を特定することができる。

なお、バッテリ残量表示部１８１において表示される異常の種類や、バッテリ残量表示部１８１における表示態様は適宜変更することが可能である。また、本実施形態では、バッテリ残量表示部１８１における５つの発光部を用いて５種類の異常を識別表示することとしているが、２以上の発光部を同時に点灯または点滅させることにより、５種類以上の異常を識別表示させることも可能である。

また、本実施形態においては、電動機付自転車１に異常が生じた場合には、バッテリ残量表示部１８１は、バッテリ残量表示モードから異常内容表示モードに自動的に切り替わることとしているが、電動機付自転車１に対する特定の入力操作がなされた場合に異常内容表示モードに切り替わるようにしてもよい。すなわち、この場合、上記特定の入力操作が行われるまでは、バッテリ残量表示部１８１においてバッテリ残量の表示が維持される。上記特定の入力操作としては、例えば、モード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６の双方を所定期間（例えば３秒）に亘り継続して押下する操作や、ブレーキレバーを操作しながらモード選択ボタン１８５およびライトボタン１８６の双方を押下する操作等が挙げられる。

主制御部１００における補助駆動力制限機能１０２は、温度センサ２２０から供給される温度検出信号Ｓ_３によって示される各部位の温度が所定範囲内にない場合に、モータ１６０による補助駆動力（アシスト力）の大きさが一定以上とならないように制限する機能（パワーセーブ機能）である。本実施形態において、温度センサ２２０は、主制御部１００、バッテリ１１０、モータ１６０およびトルクセンサ２００に取り付けられており、これら各部位の温度が所定範囲内にない場合にモータ１６０による補助駆動力の大きさが制限される。これにより、発熱源であるモータ１６０およびバッテリ１１０における過剰な発熱を防止することができる。また、主制御部１００およびトルクセンサ２００が動作保証温度範囲から外れた温度環境で使用された場合には、適切にモータ１６０を制御することができなくなるおそれがあるので、主制御部１００およびトルクセンサ２００の温度が所定範囲から外れた場合に補助駆動力を制御することで走行安全性を確保することができる。

主制御部１００は、補助駆動力を制限している間、補助駆動力が制限されている状態にあることを示す情報を表示制御部１８７に通知する。表示制御部１８７は、かかる情報を受信すると状態表示部１８４を構成する発光部を例えば緑色で点滅させる。これにより、ユーザは、補助駆動力が制限されている状態にあることを認識することができる。補助駆動力が制限された場合にはペダルが急に重くなることが想定され、ユーザはモータ１６０等に異常が生じたものとの疑念を抱くおそれがある。そこで、補助駆動力制限機能に基づいて補助駆動力が制限されていることを状態表示部１８４において表示することにより、ユーザはモータ等に異常はないものと認識することができる。

主制御部１００における回生充電制御機能１０３は、走行時におけるブレーキ操作に基づいて力行モードから回生モードに移行して回生充電を開始させる機能である。主制御部１００は、回生充電が行われている間、回生充電が行われていることを示す情報を表示制御部１８７に通知する。表示制御部１８７は、かかる情報を受信すると状態表示部１８４を構成する発光部を例えば緑色で点灯させる。これにより、ユーザは、回生充電が行われていることを認識することができる。状態表示部１８４において回生充電が行われていることを表示することにより、例えば、回生充電を意図的に行いたい場合に効率的に回生充電を行うことができるといった効果が期待できる。

なお、本実施形態においては、ブレーキ操作に応じて回生モードに移行して回生充電を行うこととしているが、これに限定されるものではない。例えば、車速が一定以上であり且つ入力トルクが印加されていない状態（すなわち、下り坂を走行しているときまたは惰性走行時）となったときに回生充電を行うこととしてもよい。かかる状態は、トルクセンサ２００および回転数センサ２１０からの出力信号に基づいて検出することが可能である。

主制御部１００における電力消費制限機能１０４は、トルクセンサ２００からのトルク検出信号Ｓ_１に基づいて、ペダル２７に対する踏力の印加が所定期間（例えば３分間）継続して行われてないと判定した場合に、ライト１７０を強制的に消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を構成する各発光部を強制的に消灯させることにより、バッテリ１１０から電力供給を受けて動作するライト１７０および操作・表示部１８０等の電装品における電力消費を制限する機能（節電機能）である。主制御部１００は、ライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費を制限している間、電力消費が制限されていることを示す情報を表示制御部１８７に供給する。表示制御部１８７は、かかる情報を受信すると状態表示部１８４を構成する発光部を例えば青色で点灯させる。これにより、ユーザはライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費が制限されていることを認識することができる。電力消費制限機能１０４が作動すると、ライト１７０、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が消灯状態となるので、ユーザはバッテリ１１０、ライト１７０および操作・表示部１８０のいずれかに異常が生じたものとの疑念を抱くおそれがある。そこで、電力消費制限機能１０４に基づいて電力消費が制限されている状態にあることを状態表示部１８４において表示することにより、ユーザは、バッテリ１１０、ライト１７０および操作・表示部１８０において異常はないものと認識することができる。

このように、状態表示部１８４は、主制御部１００が有する各種機能に基づいてもたらされる自車両の状態（異常が検出された状態、補助駆動力が制限されている状態、回生充電が行われている状態およびライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費が制限されている状態）を発光色および点滅の有無の組み合わせによって識別表示する。なお、本実施形態において、状態表示部１８４を構成する発光部は３色ＬＥＤによって構成されており、４色以上の色を表現することも可能であり、上記４つの状態を４色で識別表示してもよい。

主制御部１００におけるバッテリ監視機能１０５は、主制御部１００がバッテリ１１０と通信することによってバッテリ残量を示す情報（バッテリ電圧等）をバッテリ１１０から取得する機能である。主制御部１００は、バッテリ１１０から取得したバッテリ残量を示す情報を表示制御部１８７に通知する。表示制御部１８７は、かかる情報を受信すると、バッテリ残量表示部１８１を構成する発光部をバッテリ残量に応じた数だけ点灯および点滅させる。これにより、ユーザは、現在のバッテリ残量を認識することができる。

主制御部１００におけるアシストモード選択機能１０６は、アシストモード選択ボタン１８５に対する操作入力に応じてアシストモードを選択する機能である。主制御部１００は、選択されたアシストモードに応じたアシスト比率にてモータ１６０を駆動するべくモータ駆動指令値Ｃ_１を生成するとともに、現在選択されているアシストモードを示す情報を表示制御部１８７に通知する。表示制御部１８７は、かかる情報を受信するとアシストモード表示部１８２を構成する３つの発光部のうち、対応する発光部を点灯させる。これにより、ユーザは、現在選択されているアシストモードを認識することができる。

主制御部１００におけるライト駆動制御機能１０７は、ライトボタン１８６に対する操作入力に応じてライト１７０を点灯および消灯させる機能である。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主制御部１００から受信すると、ライト点灯表示部１８３を点灯させる。これにより、ユーザは、現在ライト１７０が点灯しているのか否かを認識することができる。

ところで、状態表示部１８４において表示される自車両の状態（異常が検出された状態、補助駆動力が制限されている状態、回生充電が行われている状態およびライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費が制限されている状態）のうち２つ以上の状態が同時に生じる場合が考えられる。このような場合には、同時に生じた状態のうち、予め定められた優先順位の最も高い状態が状態表示部１８４において表示される。本実施形態において優先順位が最も高い状態は、異常が検出された状態であり、２番目は補助駆動力が制限されている状態であり、３番目は回生充電が行われている状態であり、４番目はライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費が制限されている状態である。例えば、異常検出機能１０１によって異常が検出されている状態と、補助駆動力制限機能１０２によって補助駆動力が制限されている状態とが同時に生じた場合には、状態表示部１８４において異常が検出されている状態であることが優先的に表示される。従って、この場合には、状態表示部１８４を構成する発光部は、異常が検出されている状態であることを示す赤色で点灯する。なお、優先順位は、上記したものに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

図９は、状態表示部１８４における表示制御を行うための表示制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。主制御部１００は、この表示制御プログラムを所定期間毎に繰り返し実行することによって状態表示部１８４における表示制御を行う。

ステップＳ１１において、主制御部１００は、自車両に異常が検出されている状態にあるか否かを判定し、異常が検出されている状態にあると判定した場合には処理をステップＳ１２に移行し、異常が検出されている状態にないと判定した場合には、処理をステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１２において、主制御部１００は、自車両に異常が検出されている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給ことにより状態表示部１８４を構成する発光部を赤色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１３において、主制御部１００は、補助駆動力が制限されている状態にあるか否かを判定し、補助駆動力が制限されている状態にあると判定した場合には処理をステップＳ１４に移行し、補助駆動力が制限されている状態にないと判定した場合には処理をステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１４において、主制御部１００は、補助駆動力が制限されている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することにより、状態表示部１８４を構成する発光部を緑色で点滅させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１５において、主制御部１００は、回生充電が行われている状態にあるか否かを判定し、回生充電が行われている状態にあると判定した場合には処理をステップＳ１６に移行し、回生充電が行われている状態にないと判定した場合には処理をステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１６において、主制御部１００は、回生充電が行われている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することによって状態表示部１８４を構成する発光部を緑色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１７において、主制御部１００は、ライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費が制限されている状態にあるか否かを判定し、電力消費が制限されている状態にあると判定した場合には処理をステップＳ１８に移行し、電力消費が制限されている状態にないと判定した場合には本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１８において、主制御部１００は、電力消費が制限されている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することによって状態表示部１８４を青色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

他の実施形態において、優先順位が最も高い状態は、ライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費が制限されている状態であり、２番目は異常が検出された状態であり、３番目は回生充電が行われている状態であり、４番目は補助駆動力が制限されている状態である。例えば、補助駆動力制限機能１０２によって補助駆動力が制限されている状態と、回生充電制御機能１０３によって回生充電が行われている状態とが同時に生じた場合には、状態表示部１８４において回生充電が行われている状態であることが優先的に表示される。従って、この場合には、状態表示部１８４を構成する発光部は、回生充電が行われている状態であることを示す緑色で点灯する。

図９は、上記他の実施形態に対応する表示制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。主制御部１００は、この表示制御プログラムを所定期間毎に繰り返し実行することによって状態表示部１８４における表示制御を行う。

ステップＳ２１において、主制御部１００は、ライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費が制限されている状態にあるか否かを判定し、電力消費が制限されている状態にあると判定した場合には処理をステップＳ２２に移行し、電力消費が制限されている状態にないと判定した場合には処理をステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２２において、主制御部１００は、電力消費が制限されている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することによって状態表示部１８４を青色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＳ２３において、主制御部１００は、自車両に異常が検出されている状態にあるか否かを判定し、異常が検出されている状態にあると判定した場合には処理をステップＳ２４に移行し、異常が検出されている状態にないと判定した場合には、処理をステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２４において、主制御部１００は、自車両に異常が検出されている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給ことにより状態表示部１８４を構成する発光部を赤色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＳ２５において、主制御部１００は、回生充電が行われている状態にあるか否かを判定し、回生充電が行われている状態にあると判定した場合には処理をステップＳ２６に移行し、回生充電が行われている状態にないと判定した場合には処理をステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２６において、主制御部１００は、回生充電が行われている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することによって状態表示部１８４を構成する発光部を緑色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

ステップＳ２７において、主制御部１００は、補助駆動力が制限されている状態にあるか否かを判定し、補助駆動力が制限されている状態にあると判定した場合には処理をステップＳ２８に移行し、補助駆動力が制限されている状態にないと判定した場合には本ルーチンを終了させる。

ステップＳ２８において、主制御部１００は、補助駆動力が制限されている状態にあることを示す情報を操作・表示部１８０に供給することにより、状態表示部１８４を構成する発光部を黄色で点灯させた後、本ルーチンを終了させる。

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によれば、自車両が、各種機能（異常検出機能、補助駆動力制限機能、回生充電制御機能、電力消費制限機能）に基づくいずれかの状態（異常が検出されている状態、補助駆動力が制限されている状態、回生充電が行われている状態、ライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費が制限されている状態）にあることが、状態表示部１８４において識別表示される。従って、ユーザは、自車両の状態および対応する機能が作動中であることを認識することができる。

また、２以上の状態が同時に生じた場合には、状態表示部１８４は、予め定められた優先順位の最も高い状態に対応した態様で表示を行うので、より重要な情報を優先的にユーザに報知することができる。

なお、本実施形態では、４つの状態（異常が検出されている状態、補助駆動力が制限されている状態、回生充電が行われている状態およびライト１７０および操作・表示部１８０における電力消費が制限されている状態）の全てを状態表示部１８４において表示可能としているが、これに限定されるものではない。例えば、上記４つの状態のうち、いずれか２つまたは３つを状態表示部１８４において表示可能としてもよい。また、本実施形態では、電動機付自転車１が、異常検出機能、補助駆動力制限機能、回生充電制御機能および電力消費制限機能を備えている場合を例示したが、これらの機能のうち２つまたは３つを備え、当該２つまたは３つの機能に基づいて生じる各状態を状態表示部１８４において表示してもよい。

また、本実施形態に係る電動機付自転車１によれば、異常検出機能に基づいて自車両に異常が生じていることが検出された場合には、状態表示部１８４においてその旨が表示されるとともに、バッテリ残量表示部１８１において当該異常の内容が表示されるので、異常が生じている箇所（異常の原因）を速やかに特定することができる。また、バッテリ残量表示部１８１を構成する複数の発光部の各々と、状態表示部１８４を構成する発光部は、一列に並ぶように配列され、且つ隣接して設けられているので、異常が生じた場合に、バッテリ残量表示部１８１と状態表示部１８４との双方を同時に視認することが容易となる。また、状態表示部１８４を構成する発光部は、バッテリ残量表示部１８１を構成する発光部の各々とは異なる形状および大きさを有し、更に、状態表示部１８４を構成する発光部とバッテリ残量表示部１８１を構成する各発光部が同時に点灯する状況においては、互いに異なる発光色で点灯するので、状態表示部１８４における表示とバッテリ残量表示部１８１における表示との混同を防止することができる。

１ 電動機付自転車
１００ 主制御部
１１０ バッテリ
１６０ モータ
１８０ 操作・表示部
１８１ バッテリ残量表示部
１８４ 状態表示部
１８５ モード選択ボタン
１８６ ライトボタン
２００ トルクセンサ
２１０ 回転数センサ
２２０ 温度センサ
２３０ ブレーキセンサ

Claims (10)

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、
   前記モータに電力を供給するバッテリと、
   自車両に生じた異常を検出する異常検出手段と、
   前記モータの回転によって生じた電力によって前記バッテリを回生充電する回生充電手段と、
   所定の条件が成立したときに前記バッテリから電力の供給を受ける各電装品における電力の消費を制限する電力消費制限手段と、
   前記異常検出手段によって異常が検出されている第１の状態、前記回生充電手段によって前記バッテリが回生充電されている第２の状態および前記電力消費制限手段によって前記各電装品における電力の消費が制限されている第３の状態のうちのいずれか１つの状態が生じたときに、当該生じた状態に対応した表示を行うとともに、前記第１の状態、前記第２の状態および前記第３の状態のうちの少なくとも２つの状態が同時に生じた場合には、当該同時に生じた少なくとも２つの状態のうち優先順位の最も高い状態に対応した表示を行う状態表示手段と、
   を含む、電動機付自転車。
2. 自車両における少なくとも１つの箇所において検出された温度に応じて補助駆動力の大きさを制限する補助駆動力制限手段を更に含み、
   前記状態表示手段は、前記補助駆動力制限手段によって補助駆動力の大きさが制限されている第４の状態が単独で生じたときに、前記第４の状態に対応した表示を行うとともに、前記第１の状態、前記第２の状態、前記第３の状態および前記第４の状態のうちの少なくとも２つの状態が同時に生じた場合には、当該同時に生じた少なくとも２つの状態のうち優先順位の最も高い状態に対応した表示を行う請求項１に記載の電動機付自転車。
3. 前記状態表示手段は、前記第１乃至第４の状態の各々に対応した互いに異なる態様で発光する発光部を含む請求項２に記載の電動機付自転車。
4. 前記発光部は、発光色または発光色と点滅の有無の組み合わせによって前記第１乃至第４の状態を識別表示する請求項３に記載の電動機付自転車。
5. 前記バッテリの残量を表示する残量表示手段を更に含み、前記残量表示手段は前記異常検出手段によって異常が検出された場合には、検出された異常の種類を表示する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動機付自転車。
6. 前記残量表示手段は、複数の発光部を含み、前記バッテリの残量を表示する場合には前記バッテリの残量に応じた数の発光部が点灯し、前記異常検出手段によって検出された異常の種類を表示する場合には検出された異常の種類に応じた位置の発光部が発光する請求項５に記載の電動機付自転車。
7. 前記状態表示手段を構成する発光部および前記残量表示手段を構成する複数の発光部を表示面に有する表示部を更に含む請求項６に記載の電動機付自転車。
8. 操作入力を受け付ける操作部を更に含み、
   前記残量表示手段は、前記異常検出手段によって異常が検出された場合において前記操作部に対する所定の操作がなされたときに、検出された異常の種類を表示する請求項５乃至７のいずれか１つに記載の電動機付自転車。
9. 前記状態表示手段を構成する発光部および前記残量表示手段を構成する複数の発光部は、前記表示面において一列に並んで配列されている請求項７に記載の電動機付自転車。
10. 前記状態表示手段を構成する発光部は、前記残量表示手段を構成する複数の発光部の各々とは異なる形状若しくは大きさを有する請求項６乃至９のいずれか１項に記載の電動機付自転車。