JPH1175303A - 電動補助車両における電力供給制御装置 - Google Patents

電動補助車両における電力供給制御装置

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JPH1175303A
JPH1175303A JP9246817A JP24681797A JPH1175303A JP H1175303 A JPH1175303 A JP H1175303A JP 9246817 A JP9246817 A JP 9246817A JP 24681797 A JP24681797 A JP 24681797A JP H1175303 A JPH1175303 A JP H1175303A
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健治 川口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】人力による入力トルクを検出する入力トルク検
出手段と、ランプと、前記入力トルク検出手段の検出値
に応じてアシスト動力を発揮し得る電動モータと、前記
ランプおよび電動モータに電力を供給可能なバッテリと
を備える電動補助車両において、バッテリの過放電を防
止するようにして電動モータへの電力供給制御を行なう
とともに、電動モータによる動力アシストがない状態で
もランプの点灯を可能とする。 【解決手段】バッテリ電圧が第１の設定値以下となるの
に応じて電動モータへの電力供給を停止するとともに第
１の設定値よりも低く設定された第２の設定値以下に前
記バッテリ電圧が低下するのに応じて前記ランプへの電
力供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人力による入力ト
ルクを検出する入力トルク検出手段と、ランプと、前記
入力トルク検出手段の検出値に応じてアシスト動力を発
揮し得る電動モータと、前記ランプおよび電動モータに
電力を供給可能なバッテリとを備える電動補助車両にお
いて、電動モータおよびランプへの電力供給を制御する
ための電力供給制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動補助自転車において電動モー
タおよびランプの供給電力を共通のバッテリから得るよ
うにしたものが、たとえば特開平８−１１３１８６号公
報等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電動補助自
転車において電動モータを作動せしめるためには、バッ
テリの電圧が或る一定値を超えていることが必要であ
り、バッテリ電圧が前記一定値以下となっても電動モー
タへの電力供給を続けていたのでは、電動モータが効果
的に作動しないだけでなく、バッテリの過放電を招いて
しまう。このため、バッテリ電圧が前記一定値以下とな
るのに応じて電動モータへの電力供給を停止し、電動モ
ータによる動力アシストを停止することが従来から行な
われている。
【０００４】一方、電動補助自転車は電動モータからの
動力アシストがない状態で人力のみによる走行も可能で
あり、人力のみによる夜間走行時にランプが点灯されな
いのでは不便である。
【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、バッテリの過放電を防止するようにして電動
モータへの電力供給制御を行なうとともに、電動モータ
による動力アシストがない状態でもランプの点灯を可能
とした電動補助車両における電力供給制御装置を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、人力による入力トルクを検
出する入力トルク検出手段と、ランプと、前記入力トル
ク検出手段の検出値に応じてアシスト動力を発揮し得る
電動モータと、前記ランプおよび電動モータに電力を供
給可能なバッテリとを備える電動補助車両において、バ
ッテリ電圧が第１の設定値以下となるのに応じて前記電
動モータへの電力供給を停止するとともに第１の設定値
よりも低く設定された第２の設定値以下に前記バッテリ
電圧が低下するのに応じて前記ランプへの電力供給を停
止する制御手段を備えることを特徴とする。
【０００７】このような構成によれば、バッテリ電圧が
第１の設定値以下となるのに応じて電動モータへの電力
供給を停止するようにして、負荷が比較的高い電動モー
タへの電力供給によるバッテリの過放電を防止すること
ができ、しかも第１の設定値以下である第２の設定値以
下にバッテリ電圧が低下するまでは、負荷が比較的小さ
なランプの点灯を可能とすることにより、電動モータに
よる動力アシストが得られない状態で人力のみにより電
動補助車両を走行させるときに、ランプの点灯を可能と
することができる。
【０００８】また請求項２記載の発明によれば、上記請
求項１記載の発明の構成に加えて、前記制御手段は、前
記入力トルク検出手段が最後に入力トルクを検出してか
ら設定時間が経過するのに応じて前記ランプへのバッテ
リからの電力供給を強制的に遮断すべく構成されること
により、メインスイッチを切り忘れたり、ランプスイッ
チがいたずらされたりしたときでも、電動補助車両が停
止している状態が設定時間以上継続するとランプへの電
力供給を強制的に遮断し、バッテリの電力が無駄に消費
されることを極力防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】図１および図２は本発明の第１実施例を示
すものであり、図１は電動モータおよびランプ用電気回
路図、図２は制御手段で設定されている制御手順を示す
フローチャートである。
【００１１】先ず図１において、電動補助車両たとえば
電動補助自転車に搭載されたバッテリ１の電力は、アシ
スト力を発揮するための電動モータ２ならびにヘッドラ
イト等のランプ３に供給可能であり、電動モータ２およ
びランプ３のバッテリ１からの電力供給は、電力供給制
御装置４1 により制御される。
【００１２】バッテリ１は、その定格電圧がたとえば２
４Ｖのものであり、このバッテリ１のプラス側端子は、
たとえば３０Ａの第１ヒューズ５、たとえば１Ａの第２
ヒューズ６およびメインスイッチ７がこの順に直列に接
続されて成る直列回路を介して電力供給制御装置４1 に
接続され、またバッテリ１のマイナス側端子は抵抗８を
介して電力供給制御装置４1 に接続される。
【００１３】さらに電力供給制御装置４1 には、ランプ
スイッチ９が接続されるとともに、人力による入力トル
クを検出する入力トルク検出手段１０が接続される。
【００１４】電力供給制御装置４1 は、制御手段１１1
と、電源回路１２と、パルストランス１３と、トランジ
スタ１４と、リレースイッチ１５と、該リレースイッチ
１５を導通・遮断せしめるためのリレーコイル１６と、
ダイオード１７と、駆動回路１８と、ＦＥＴ１９とを備
える。
【００１５】制御手段１１1 は、マイクロコンピュータ
から成るものであり、入力トルク検出手段１０によるト
ルク検出信号が入力される第１入力端子２１と、ランプ
スイッチ９のオン・オフ信号が入力される第２入力端子
２２と、バッテリ１の電圧が入力される第３入力端子２
３と、電源回路１２に制御信号を与える第１制御端子２
４と、トランジスタ１４の導通・遮断を制御するための
第２制御端子２５と、リレーコイル１６の消磁・励磁を
制御する第３制御端子２６と、駆動回路１８を制御する
ための第４制御端子２７とを備える。
【００１６】電源回路１２は、メインスイッチ７および
前記一次コイル１７間の電圧を、たとえば２４Ｖから５
Ｖ一定に変圧して制御手段１１1 に供給するものであ
り、制御手段１１1 の第１制御端子２４から出力される
制御信号により電源回路１２から制御手段１１1 への電
力供給を遮断することが可能である。
【００１７】パルストランス１３は、一次コイル１３ａ
と、ランプ３に接続される二次コイル１３ｂとを備える
ものであり、一次コイル１３ａの一端はメインスイッチ
７に接続され、該一次コイル１３ａの他端および接地間
にトランジスタ１４が接続される。トランジスタ１４の
導通・遮断は制御手段１１1 における第２制御端子２５
の出力で制御されるものであり、メインスイッチ７の導
通時に第２制御端子２５からハイ・ローを繰返す信号が
出力されることに応じてトランジスタ１４の導通・遮断
が繰返されて前記一次コイル１３ａにパルス電圧が印加
されると、二次コイル１３ｂ側に低電圧に変圧されたパ
ルス電圧が誘起されることになり、ランプ３に比較的低
圧のパルス電圧が印加されることになる。これは、電動
モータ２を作動せしめるためにバッテリ１の定格電圧が
比較的高く設定されるのに対し、ランプ３の定格電圧が
比較的低いことに対処したものである。
【００１８】ランプスイッチ９は、前記パルストランス
１３の一次コイル１３ａおよびメインスイッチ７間と、
制御手段１１1 の第２入力端子２２との間に接続される
ものであり、メインスイッチ７の導通時にランプスイッ
チ９が導通すると、制御手段１１1 の第２入力端子２２
に、ランプスイッチ９の導通を示すハイレベルの信号が
入力されることになる。
【００１９】制御手段１１1 の第３入力端子２３は、前
記パルストランス１３の一次コイル１３ａおよびメイン
スイッチ７間に接続されるものであり、制御手段１１1
は、メインスイッチ７の導通時に第３入力端子２３に入
力されるバッテリ電圧を検出可能である。
【００２０】リレースイッチ１５は、第１および第２ヒ
ューズ５，６間と電動モータ２の一端との間に接続さ
れ、ＦＥＴ１９は、電動モータ２の他端と抵抗８との間
に接続される。またダイオード１７は、第１および第２
ヒューズ５，６間と電動モータ２の他端との間に接続さ
れ、リレースイッチ１７を導通・遮断せしめるリレーコ
イル１６は、前記パルストランス１３の一次コイル１３
ａおよびメインスイッチ７間と制御手段１１1 の第３制
御端子２６との間に接続される。
【００２１】駆動回路１８は、制御手段１１1 の第４制
御端子２７から出力される制御信号に応じてＦＥＴ１９
のゲート電圧を変化せしめて、電動モータ２の出力を制
御するものであり、制御手段１１1 の第４制御端子２７
から出力される制御信号を入力トルク検出手段１０の検
出値に応じて変化させることにより、電動モータ２の出
力すなわち電動アシスト力が制御されることになる。
【００２２】制御手段１１1 には、電動モータ２および
ランプ３への電力供給を制御するための手順が、図２で
示すように設定されており、この図２において、ステッ
プＳ１ではメインスイッチ７がオン状態（導通状態）と
なっているか否かを判定し、メインスチッチ７のオン状
態では、ステップＳ２で入力トルク検出手段１０による
入力トルク検出値を読込み、ステップＳ３で電動モータ
２の出力すなわち入力トルクに応じたアシスト出力を算
出する。
【００２３】ステップＳ４では、第３入力端子２３に入
力されるバッテリ電圧ＶB を読込み、さらにステップＳ
５でバッテリ電圧ＶB の所定時間での平均値ＶBAを算出
することになる。
【００２４】ステップＳ６では、バッテリ電圧の平均値
ＶBAが第１の設定値ＶB1よりも大きいかどうかを判定
し、ＶBA＞ＶB1であるときにはステップＳ７に進み、こ
のステップＳ７ではステップＳ３で求められたアシスト
力を出力するように電動モータ２を駆動する。またＶBA
≦ＶB1であったときにはステップＳ８で電動モータ２の
作動が停止するようにリレースイッチ１５を遮断せしめ
るべく第３制御端子２６の制御信号がハイレベルとな
る。ここで、第１の設定値ＶB1は、電動モータ２を効果
的に作動せしめるのに必要な最低限の電圧として設定さ
れるものであり、たとえば１８Ｖである。
【００２５】ステップＳ８で電動モータ２の作動を停止
させたときには、ステップＳ９に進んでバッテリ電圧の
平均値ＶBAが第１の設定値ＶB1よりも小さく設定された
第２の設定値ＶB2（たとえば１４Ｖ）よりも大きいかど
うかを判定する。而してバッテリ電圧の平均値ＶBAが第
２の設定値ＶB2よりも大きいと判定したとき、すなわち
ＶB1＜ＶBA≦ＶB1であると判定したときにはステップＳ
９からステップＳ１０に進み、またステップＳ７で電動
モータ２によりアシスト力を出力したときにはステップ
Ｓ９を迂回してステップＳ１０に進む。
【００２６】ステップＳ１０では、ランプスイッチ９が
オン状態（導通状態）となっているかどうかを判定し、
ランプスイッチ９がオン状態であるときにはステップＳ
１１でランプ３を点灯せしめ、ランプスイッチ９がオフ
状態（遮断状態）となっていたときにはステップＳ１２
でランプ３を消灯する。
【００２７】その後、ステップＳ１３において、入力ト
ルク検出手段１０によより入力トルクが最後に検出され
てからの時間、すなわち電動補助自転車が停車状態とな
ってから設定時間たとえば３０分が経過したかどうかを
判定し、設定時間が経過したときには、ステップＳ１４
で電源回路１２から制御手段１１1 への電力供給を遮断
するように制御手段１１1 による制御をシャットダウン
する。これにより、制御手段１１1 の各制御端子２４〜
２７からの制御信号が得られず、電動モータ２が強制的
に停止せしめられるとともにランプ３が強制的に消灯せ
しめられる。
【００２８】またステップＳ９で、バッテリ電圧の平均
値ＶBAが第２の設定値ＶB2以下であると判定したときに
は、ステップＳ９からステップＳ１４に進む。
【００２９】次にこの第１実施例の作用について説明す
ると、バッテリ電圧の平均値ＶBAが第１の設定値ＶB1以
下となるのに応じて電動モータ２への電力供給が停止さ
れるので、負荷が比較的高い電動モータ２への電力供給
によるバッテリ１の過放電を防止することができる。し
かも第１の設定値ＶB1以下である第２の設定値ＶB2以下
にバッテリ電圧の平均値ＶBAが低下するまでは、ランプ
スイッチ９が導通状態となっている限り、負荷が比較的
小さなランプ３を点灯することができるので、電動モー
タ２による動力アシストが得られない状態で人力のみに
より電動補助自転車を走行させるときに、ランプ３を点
灯することができ、夜間での人力のみによる走行が可能
となる。
【００３０】また入力トルク検出手段１０が最後に入力
トルクを検出してから設定時間が経過したとき、すなわ
ち電動補助自転車の停車状態が設定時間以上継続したと
きには、電動モータ２およびランプ３へのバッテリ１か
らの電力供給が強制的に遮断されるので、メインスイッ
チ７を切り忘れたり、ランプスイッチ９がいたずらされ
たりしたときでも、バッテリ１の電力が無駄に消費され
ることを極力防止することができ、これによってもバッ
テリ１の過放電を防止することができる。
【００３１】本発明の第２実施例として、図３で示すよ
うに、ランプスイッチ９がパルストランス１３の二次コ
イル１３ｂおよびランプ３間に設けられていてもよい。
この場合、電力供給制御装置４2 の制御手段１１2 は、
ランプスイッチ９のオン・オフ信号を入力せしめる入力
端子を持たず、メインスイッチ７の導通に応じて第２制
御端子２５からトランジスタ１４をオン・オフさせるた
めの制御信号を出力すればよく、ランプスイッチ９の導
通に応じてランプ３が点灯し、第２制御端子２５からの
制御信号でトランジスタ１４を遮断することにより、ラ
ンプスイッチ９の導通・遮断にかかわらずランプ３を消
灯することができる。
【００３２】この第２実施例によれば、電力供給制御装
置４2 の接続端子数を減少させることが可能である。
【００３３】図４は本発明の第３実施例を示すものであ
り、電力供給制御装置４3 では、上記第１および第２実
施例のパルストランス１３が省略され、メインスイッチ
７にランプ３およびトランジスタ１４が直列に接続され
る。而して制御手段１１1 の第２制御端子２５からの出
力によりトランジスタ１４の導通・遮断が繰返され、ラ
ンプ３のチョッピング制御が行なわれる。
【００３４】この第３実施例によっても上記各実施例と
同様の効果を得ることができる。
【００３５】ところで、上記各実施例では、メインスイ
ッチ７およびランプスイッチ９が相互に独立して導通・
遮断する構成とされており、メインスイッチ７の遮断に
よりランプ３も消灯するので、ランプスイッチ９を導通
状態としたまま切り忘れてしまうことがあり、電動補助
自転車の運転を停止した後、たとえば翌日の昼間にメイ
ンスイッチ７を入れると、ランプスイッチ９が導通状態
のままであるのでランプ３が点灯してもその点灯に気づ
かず、無駄に電力が消費されることがある。
【００３６】そこで、本発明の第４実施例では、図５で
示すキースイッチ３０が用いられるとともに、図６で示
す電気回路が用いられる。
【００３７】キースイッチ３０は、キー孔３１を有する
ロータ３２と、該ロータ３２を回動可能に嵌合せしめる
ハウジング３３とを備えるものであり、キー孔３１に差
し込まれたキー（図示せず）を回動操作することによ
り、ロータ３２は、第１ポジションＰ1 と、図５の時計
方向に第１ポジションＰ1 から間隔をあけた位置に設定
される第２ポジションＰ2 と、図５の時計方向に第２ポ
ジションＰ2 から間隔をあけた位置に設定される第３ポ
ジションＰ3 との間で回動可能である。
【００３８】このキースイッチ３０は、メインスイッチ
７およびランプスイッチ９の導通・遮断を切換え可能な
ものであり、第１ポジションＰ1 では、メインスイッチ
７およびランプスイッチ９がともに遮断し、第２ポジシ
ョンＰ2 ではメインスイッチ７が導通するとともにラン
プスイッチ９が遮断し、さらに第３ポジションＰ3 では
メインスイッチ７およびランプスイッチ９がともに導通
することになる。
【００３９】電力供給制御装置４4 における制御手段１
１2 の入力端子２３は、メインスイッチ７を介して第２
ヒューズ６に接続され、電力供給制御装置４4 の電源回
路１２には、前記入力端子２３およびメインスイッチ７
間がダイオード２８を介して接続され、該ダイオード２
８および電源回路１２間がダイオード２９を介してリレ
ーコイル１６に接続される。
【００４０】また前記入力端子２３およびメインスイッ
チ７間はランプスイッチ９を介してランプ３の一端に接
続されており、ランプ３の他端は、制御手段１１2 の制
御端子２５によりオン・オフ制御されるトランジスタ１
４に接続される。
【００４１】この第４実施例によれば、上記メインスイ
ッチ７を遮断する操作すなわちキー孔３１に差し込まれ
たキーによりロータ３２を第１ポジションＰ1 まで回動
せしめる操作を行なえば、ランプスイッチ９も必然的に
遮断することになり、ランプ３の消し忘れが生じること
はない。しかもメインスイッチ７およびランプスイッチ
９における一方の接点を共用することができるので、接
点数を減らすことができる。
【００４２】本発明の第５実施例として、図７で示すよ
うに、メインスイッチ７および第２ヒューズ６間がラン
プスイッチ９を介してランプ３に接続されるようにして
もよく、この第５実施例によっても、上記第４実施例と
同様に、ランプ３の消し忘れが生じることがないように
することができるとともに、メインスイッチ７およびラ
ンプスイッチ９の接点数を減らすことができる。
【００４３】本発明の第６実施例として、図８で示すよ
うに、キースイッチ３０におけるメインスイッチ７が、
ランプ３の一端および第２ヒューズ６間に接続され、ラ
ンプスイッチ９が、ランプ３の他端およびトランジスタ
１４間に接続されるようにしてもよい。
【００４４】この場合、ランプスイッチ９側は、アース
ラインを接離するスイッチとなるので、接点スパークが
小さく、接点容量を小さくすることができる。
【００４５】図９は本発明の第７実施例を示すものであ
り、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を
付す。
【００４６】ランプ３の一端はキースイッチ３０におけ
るメインスイッチ７を介して第２ヒューズ６に接続さ
れ、ランプ３の他端は電力供給制御装置４5 におけるト
ランジスタ１４を介して接地される。また電力供給制御
装置４5 における制御手段１１ 2 の制御端子２５は、キ
ースイッチ３０におけるランプスイッチ９を介して前記
トランジスタ１４のベースに接続される。
【００４７】この第７実施例によっても、トランジスタ
１４をオン・オフすべく制御手段１１2 の制御端子２５
から出力される信号をランプスイッチ９でオン・オフす
ることになるので、ランプスイッチ９を流れる電流が比
較的小さく、したがってランプスイッチ９での接点スパ
ークがなく、ランプスイッチ９の接点容量を小さくする
ことができる。
【００４８】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【００４９】たとえば上記実施例では電動補助自転車に
適用した場合について説明したが、本発明は、電動補助
車椅子にも適用可能であり、人力をアシストするための
アシスト力を出力する電動モータと、ランプとに共通の
バッテリから電力を供給するようにした電動補助車両に
広く適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、バッテリ電圧が第１の設定値以下となるのに応じて
電動モータへの電力供給を停止するようにして、負荷が
比較的高い電動モータへの電力供給によるバッテリの過
放電を防止し、第１の設定値以下である第２の設定値以
下にバッテリ電圧が低下するまでは負荷が比較的小さな
ランプの点灯を可能とすることにより、電動モータによ
る動力アシストが得られない状態で人力のみにより電動
補助車両を走行させるときにランプを点灯することが可
能となる。
【００５１】また請求項２記載の発明によれば、メイン
スイッチを切り忘れたり、ランプスイッチがいたずらさ
れたりしたときでも、電動補助車両が停止している状態
が設定時間以上継続すると、バッテリの電力が無駄に消
費されることを極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の電動モータおよびランプ用電気回
路図である。
【図２】制御手段で設定されている制御手順を示すフロ
ーチャートである。
【図３】第２実施例の電動モータおよびランプ用電気回
路図である。
【図４】第３実施例の電動モータおよびランプ用電気回
路図である。
【図５】第４実施例のキースイッチの正面図である。
【図６】第４実施例の電動モータおよびランプ用電気回
路図である。
【図７】第５実施例の電動モータおよびランプ用電気回
路図である。
【図８】第６実施例の電動モータおよびランプ用電気回
路図である。
【図９】第７実施例の電動モータおよびランプ用電気回
路図である。
【符号の説明】 １・・・バッテリ ２・・・電動モータ ３・・・ランプ ４1 ，４2 ，４3 ，４4 ，４5 ・・・電力供給制御装置 １０・・・入力トルク検出手段 １１1 ，１１2 ・・・制御手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人力による入力トルクを検出する入力ト
    ルク検出手段（１０）と、ランプ（３）と、前記入力ト
    ルク検出手段（１０）の検出値に応じてアシスト動力を
    発揮し得る電動モータ（２）と、前記ランプ（３）およ
    び電動モータ（２）に電力を供給可能なバッテリ（１）
    とを備える電動補助車両において、バッテリ電圧が第１
    の設定値以下となるのに応じて前記電動モータ（２）へ
    の電力供給を停止するとともに第１の設定値よりも低く
    設定された第２の設定値以下に前記バッテリ電圧が低下
    するのに応じて前記ランプ（３）への電力供給を停止す
    る制御手段（１１1 ，１１2 ）を備えることを特徴とす
    る電動補助車両における電力供給制御装置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段（１１1 ，１１2 ）は、前
    記入力トルク検出手段（１０）が最後に入力トルクを検
    出してから設定時間が経過するのに応じて前記ランプ
    （３）へのバッテリ（１）からの電力供給を強制的に遮
    断すべく構成されることを特徴とする請求項１記載の電
    動補助車両における電力供給制御装置。
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