特開 2022-118600 電動補助自転車用システム、及び電動補助自転車用電気デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022118600

(43)【公開日】2022-08-15

(54)【発明の名称】電動補助自転車用システム、及び電動補助自転車用電気デバイス

(51)【国際特許分類】

   B62M 6/45 20100101AFI20220805BHJP

   B62J 43/30 20200101ALI20220805BHJP

【ＦＩ】

B62M6/45

B62J43/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021015239

(22)【出願日】2021-02-02

(71)【出願人】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104444

【弁理士】

【氏名又は名称】上羽 秀敏

(74)【代理人】

【識別番号】100132506

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 哲文

(72)【発明者】

【氏名】猿渡 裕

(57)【要約】

【課題】電動補助自転車において、駆動ユニット及び電気デバイスの電力供給能力を効率よく利用して、電気デバイスから外部へ電力を供給する。
【解決手段】電動補助自転車用システム１００は、バッテリ３５の電力により駆動され、補助力を発生させるモータを有する駆動ユニット４０と、駆動ユニット４０に接続され、駆動ユニット４０から電力の供給を受けて動作する電気デバイス１と、を備える。電気デバイス１は、駆動ユニット４０から出力された電力を入力する電力入力部１６と、電力入力部１６から入力された電力の一部を外部へ供給する外部電力出力端子１９と、外部電力出力端子１９から外部に供給する電力の上限を、駆動ユニット４０の供給可能電力に基づいて制御する外部供給電力制御部と、を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動補助自転車用システムであって、
バッテリの電力により駆動され、補助力を発生させるモータを有する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットに接続され、前記駆動ユニットから電力の供給を受けて動作する電気デバイスと、を備え、
前記電気デバイスは、
前記駆動ユニットから出力された電力を入力する電力入力部と、
前記電力入力部から入力された電力の一部を外部へ供給する外部電力出力端子と、
前記外部電力出力端子から外部に供給する電力の上限を、前記駆動ユニットの供給可能電力に基づいて制御する外部供給電力制御部と、を有する、電動補助自転車用システム。

【請求項2】

請求項１に記載の電動補助自転車用システムであって、
前記外部供給電力制御部は、さらに前記電気デバイスの消費電力に基づいて、前記外部に供給する電力の上限を制御する、電動補助自転車用システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電動補助自転車用システムであって、
前記外部供給電力制御部は、さらに予め決められた前記電気デバイスの供給可能電力に基づいて、前記外部に供給する電力の上限を制御する、電動補助自転車用システム。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の電動補助自転車用システムであって、
前記電気デバイスは、前記駆動ユニットと通信する駆動ユニット通信部を備え、
前記外部供給電力制御部は、前記駆動ユニット通信部を介して取得した前記駆動ユニットの供給可能電力に基づいて、前記外部に供給可能な電力の上限を制御する、電動補助自転車用システム。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の電動補助自転車用システムであって、
前記外部供給電力制御部は、前記駆動ユニットの供給可能電力に基づいて前記外部電力出力端子から外部へ供給される電力の上限を決定する上限決定部と、前記電力入力部から入力された電力の電圧を変換する変換器と、前記変換器の出力電圧に基づく電圧で前記外部電力出力端子から外部へ電力を供給する電力供給部であって、前記上限決定部で決定された上限を超えない範囲で、外部へ電力を供給する電力供給部とを有する、電動補助自転車用システム。

【請求項6】

電動補助自転車用電気デバイスであって、
バッテリの電力により駆動され、補助力を発生させるモータを有する駆動ユニットから出力された電力を入力する電力入力部と、
前記電力入力部から入力された電力の一部を外部へ供給する外部電力出力端子と、
前記外部電力出力端子から外部に供給する電力の上限を、前記駆動ユニットの供給可能電力に基づいて制御する外部供給電力制御部と、を有する、電動補助自転車用電気デバイス。

【請求項7】

請求項１～５のいずれか１項に記載の電動補助自転車用システムを備えた電動補助自転車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動補助自転車用のシステム及び電気デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自転車のハンドルに、サイクルコンピュータ等の電子機器が取り付けられるケースが増えている。例えば、特開２００５－１３８８２７号公報には、自転車のハンドルバーに様々な電子制御部品を取り付けられることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１３８８２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明者は、電動補助自転車に搭載されるバッテリから、サイクルコンピュータ等の外部の電子機器へ電力を供給可能とする構成を検討した。電力供給をするための配線をバッテリに新たに追加すると、配線の取り回しが煩雑になる。そこで、既に存在する電力経路を利用することが好ましい。発明者は、バッテリから電力の供給を受けている電気デバイスから外部に給電する構成を検討した。具体的には、電動補助自転車のバッテリの電力は、モータを有する駆動ユニットに供給される。駆動ユニットから電気デバイス（例えば、補助の状態を示す表示装置又は補助に関する操作装置等）に電力が供給される。この構成において、駆動ユニットから、電力を供給される電気デバイスを経由し、外部の電子機器に電力が供給される。

【0005】

検討において、発明者は、駆動ユニットと電気デバイスの組み合わせとして、様々な組み合わせを想定した。この場合、駆動ユニット及び電気デバイスの供給可能な電力量は、駆動ユニットと電気デバイスの組み合わせによって変化する。この場合に、組み合わせによっては、駆動ユニット及び電気デバイスの供給可能な電力量を最大に活用できない場合があることがわかった。

【0006】

そこで、本願は、電動補助自転車において、駆動ユニット及び電気デバイスの電力供給能力を効率よく利用して、電気デバイスから外部へ電力を供給できる、電動補助自転車用システム及び電気デバイスを開示する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態における電動補助自転車用システムは、バッテリの電力により駆動され、補助力を発生させるモータを有する駆動ユニットと、前記駆動ユニットに接続され、前記駆動ユニットから電力の供給を受けて動作する電気デバイスと、を備える。前記電気デバイスは、前記駆動ユニットから出力された電力を入力する電力入力部と、前記電力入力部から入力された電力の一部を外部へ供給する外部電力出力端子と、前記外部電力出力端子から外部に供給する電力の上限を、前記駆動ユニットの供給可能電力に基づいて制御する外部供給電力制御部と、を有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、電動補助自転車において、駆動ユニット及び電気デバイスの電力供給能力を効率よく利用して、電気デバイスから外部へ電力を供給できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本実施形態における電動補助自転車を示す左側面図である。

【図2】図２は、本実施形態における電動補助自転車用システムの概要を示す図である。

【図3】図３は、電動補助自転車用システムの構成例を示す機能ブロック図である。

【図4】図４は、図３に示す電気デバイスの構成例を示す機能ブロック図である。

【図5】図５は、制御装置の情報通知処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、電気デバイスの処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

発明者は、バッテリ、駆動ユニット、及び電気デバイスを有する電動補助自転車用システムにおいて、電気デバイスから外部へ電力を供給する構成を検討した。外部への電力供給は、駆動ユニット及び電気デバイスの主たる機能ではない。駆動ユニット及び電気デバイスは、外部への電力供給の他にも要求される機能がある。駆動ユニット及び電気デバイスは、様々な要求に応じて、多様な形態が想定される。すなわち、駆動ユニット及び電気デバイスは、使用目的に応じて、複数の種類（機種）が想定される。駆動ユニット及び電気デバイスは、その種類により、電力供給能力が異なる。例えば、省スペースを要求される駆動ユニットは、電力供給能力が小さい。

【0011】

発明者は、電気デバイスの機能と、駆動ユニットの特性を自由に組み合わせることができるシステムが好ましいと考えた。電気デバイスと駆動ユニットの機種の自由な組み合わせを可能にすることで、車両のバリエーションを増やすことができる。電気デバイスと駆動ユニットの機種の様々な組み合わせを可能にした場合、電気デバイスと駆動ユニットの電力供給能力は、常に整合するとは限らない。組み合わせによっては、駆動ユニット及び電気デバイスのいずれかの電力供給能力の上限を超えた電力を、外部へ供給してしまうことが予想される。これを回避するために、最も電力供給能力が低い組み合わせに合わせて、外部供給電力を設定すると、電力供給能力を十分に活用できない場合がある。

【0012】

そこで、発明者は、駆動ユニットから電力の供給を受けて動作する電気デバイスにおいて、外部へ供給する電力を、駆動ユニットの供給可能電力に基づいて制御する構成に想到した。これにより、電力供給能力の異なる様々な駆動ユニット及び電気デバイスの組み合わせの場合に、電力供給能力を効率よく利用して、電気デバイスから外部へ電力を供給できる。下記実施形態は、この知見に基づくものである。

【0013】

本発明の実施形態における電動補助自転車用システムは、バッテリの電力により駆動され、補助力を発生させるモータを有する駆動ユニットと、前記駆動ユニットに接続され、前記駆動ユニットから電力の供給を受けて動作する電気デバイスと、を備える。前記電気デバイスは、前記駆動ユニットから出力された電力を入力する電力入力部と、前記電力入力部から入力された電力の一部を外部へ供給する外部電力出力端子と、前記外部電力出力端子から外部に供給する電力の上限を、前記駆動ユニットの供給可能電力に基づいて制御する外部供給電力制御部と、を有する。

【0014】

上記構成によれば、電気デバイスにおいて、電力の供給元である駆動ユニットの供給可能電力に基づいて、外部に供給する電力の上限が制御される。これにより、電力供給能力の異なる駆動ユニットのいずれが電気デバイスに接続された場合でも、駆動ユニットの供給可能電力に応じて、外部に供給する電力の上限を変えることができる。その結果、駆動ユニット及び電気デバイスの電力供給能力を効率よく利用して、電気デバイスから外部へ電力を供給できる。

【0015】

前記外部供給電力制御部は、さらに前記電気デバイスの消費電力に基づいて、前記外部に供給する電力の上限を制御するよう構成されてもよい。これにより、駆動ユニットの供給可能電力及び電気デバイスの消費電力の双方に応じて、外部供給電力の上限を適切に制御することができる。

【0016】

前記外部供給電力制御部は、さらに予め決められた前記電気デバイスの供給可能電力に基づいて、前記外部に供給する電力の上限を制御するよう構成されてもよい。これにより、駆動ユニットの供給可能電力及び予め設定された電気デバイスの供給可能電力の双方に応じて、外部供給電力の上限を適切に制御することができる。

【0017】

外部供給電力制御部は、駆動ユニットの供給可能電力に基づく電力と、予め設定された電気デバイスの供給可能電力のうち、低い方の電力を、外部電力出力端子から外部に供給する電力の上限としてもよい。

【0018】

外部供給電力制御部は、駆動ユニットの供給可能電力から電気デバイスの消費電力を差し引いた電力を、外部電力出力端子から外部に供給する電力の上限としてもよい。ここで、上記電力の上限の決定に用いられる消費電力の値は、例えば、電気デバイスの動作状態に応じて決定されてもよい。例えば、電気デバイスにおいて検出された電流及び／又は電圧に基づき消費電力の値が決定されてもよい。或いは、電気デバイスの動作に応じて、消費電力の値が切り替わってもよい。なお、消費電力の値は、伝送経路で発生する電力の損失を考慮した値であってもよい。損失の値は、例えば、電気デバイスに予め記録されていてもよいし、駆動ユニットから通信で取得してもよいし、又は、電気デバイスの動作に応じて決定されてもよい。

【0019】

前記外部供給電力制御部は、少なくとも、駆動ユニットの供給可能電力、電気デバイスに予め設定された供給可能電力、及び、電気デバイスの消費電力の３つの要素に基づいて、前記外部に供給する電力の上限を制御してもよい。

【0020】

一例として、前記外部供給電力制御部は、駆動ユニットの供給可能電力から電気デバイスの消費電力を差し引いた電力と、予め決められた電気デバイスの供給可能電力のうち、低い方の電力を、外部電力出力端子から外部に供給する電力の上限としてもよい。

【0021】

外部供給電力制御部は、例えば、少なくとも駆動ユニットの供給可能電力に応じて、外部電力出力端子から外部に供給する電力の上限を決定する上限決定部と、上限決定部で決定された上限を超えない範囲で、外部電力出力端子から外部に電力を供給する電力供給部とを含んでもよい。

【0022】

前記電気デバイスは、前記駆動ユニットと通信する駆動ユニット通信部を備えてもよい。前記外部供給電力制御部は、前記駆動ユニット通信部を介して取得した前記駆動ユニットの供給可能電力に基づいて、前記外部に供給可能な電力の上限を制御することができる。通信により、駆動ユニットの供給可能な電力に関する新しい情報を取得しやすくなる。そのため、駆動ユニットの供給可能電力に応じて、外部供給電力の上限を、より適切に設定することができる。
なお、駆動ユニットの供給可能電力の情報の取得は通信に限られない。例えば、駆動ユニットの供給可能電力は、電気デバイスを駆動ユニットに接続した時の初期設定等により、駆動ユニットの供給可能電力を示す情報を電気デバイスに記録されてもよい。

【0023】

前記外部供給電力制御部は、前記駆動ユニットの供給可能電力に基づいて前記外部電力出力端子から外部へ供給される電力の上限を決定する上限決定部と、前記電力入力部から入力された電力の電圧を変換する変換器と、前記変換器の出力電圧に基づく電圧で前記外部電力出力端子から外部へ電力を供給する電力供給部であって、前記上限決定部で決定された上限を超えない範囲で、外部へ電力を供給する電力供給部とを有してもよい。これにより、簡単な構成で、駆動ユニット及び電気デバイスの電力供給能力を効率よく利用して、電気デバイスから外部へ電力を供給できる。

【0024】

本発明の実施形態における電動補助自転車用電気デバイスは、バッテリの電力により駆動され、補助力を発生させるモータを有する駆動ユニットから出力された電力を入力する電力入力部と、前記電力入力部から入力された電力の一部を外部へ供給する外部電力出力端子と、前記外部電力出力端子から外部に供給する電力の上限を、前記駆動ユニットの供給可能電力に基づいて制御する外部供給電力制御部と、を有する。

【0025】

電気デバイスは、電動補助自転車に取り付けられ、電動補助自転車の機能の一部となる。電気デバイスは、例えば、表示装置、操作装置、無線通信装置、又は、ライト（灯火器）等であってもよい。表示装置は、例えば、電動補助自転車の状態を表示し、且つ、電動補助自転車の電動補助に関する操作入力を受け付ける装置であってもよい。

【0026】

上記の電動補助自転車用システムを備えた電動補助自転車も、本発明の実施形態に含まれる。この電動補助自転車は、ペダルの踏力を検出するトルクセンサと、踏力を補助する補助力を発生させるモータと、踏力に応じてモータの補助力を制御する制御装置と、モータに電力を供給するバッテリを備えてもよい。駆動ユニットは、少なくともモータ及び制御装置を含む。制御装置は、バッテリから供給された電力の一部を電気デバイスへ供給する。また、制御装置は、駆動ユニットとの通信を行う通信部を有してもよい。制御装置の通信部は、駆動ユニットの供給可能電力に関する情報を電気デバイスへ通知する。

【0027】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態による電動補助自転車について説明する。図中、同一又は相当部分には、同一符号を付して、その部材についての説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。なお、以下の説明において、電動補助自転車の前後、左右、上下は、乗員が、サドル（シート２８）に着座し且つハンドル２３を握った状態を基準とした前後、左右、及び上下を意味する。電動補助自転車の前後、左右、及び上下の各方向は、電動補助自転車の車体すなわち車体フレームの前後、左右及び上下の各方向と同じである。また、電動補助自転車の進行方向は、電動補助自転車の前後方向と同じである。以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

【0028】

＜電動補助自転車の全体構成例＞
図１は、本実施形態における電動補助自転車１０を示す左側面図である。図１における符号Ｆ、Ｂ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、上、下を表す。

【0029】

図１に示すように、電動補助自転車１０は、車体フレーム５１を有する。車体フレーム５１は、前後方向に延びている。車体フレーム５１の前部にヘッドパイプ５１ａが設けられる。ヘッドパイプ５１ａは、操舵軸２４を回転可能に支持する。操舵軸２４の上部にはステム２５を介してハンドル２３が取り付けられる。操舵軸２４の下部は、前輪２１を回転可能に支持するフロントフォーク２６が取り付けられる。

【0030】

ハンドル２３の周辺に、電気デバイス１が取り付けられる。電気デバイス１は、電動補助自転車１０の状態の表示、及び、電動補助自転車１０に対する操作入力をするデバイスである。電気デバイス１は、ハンドル２３、ステム２５、操舵軸２４、又は、車体フレーム５１に取り付けられる。これにより、電気デバイス１は、乗員から視認可能であり、且つ、操作可能な位置に取り付けられる。

【0031】

ハンドル２３の周辺には、外部機器８０が、着脱可能に取り付けられる。外部機器８０は、ハンドル２３、ステム２５、操舵軸２４又は車体フレーム５１に取り付け可能である。外部機器８０は、電気機器である。外部機器８０は、特に限定されないが、例えば、サイクルコンピュータ等のコンピュータを有する機器であってもよい。

【0032】

電動補助自転車１０は、前照灯２７を有する。図１の例では、前照灯２７は、ハンドル２３に取り付けられるが、フロントフォーク２６等、ハンドル２３以外の場所に取り付けられてもよい。

【0033】

フロントフォーク２６には、前輪２１の回転を検出する車速センサ（スピードセンサ）６１が設けられている。車速センサ６１は、例えば、前輪２１とともに回転する被検出素子と、車体フレーム５１に対して固定され、被検出素子の回転を検出する検出素子を有する。検出素子は、機械的、磁気的又は光学的に被検出素子を検出する。なお、車速センサ６１は、前輪２１に限らず、例えば、後輪２２、モータ４１、クランク軸３２、伝達ギヤ、チェーン等、電動補助自転車１０の進行に伴って回転する回転体の回転を検出するものであってもよい。また、電動補助自転車１０は、車速センサの他に、車両の状態を検出するセンサを備えてもよい。電動補助自転車１０は、例えば、角速度センサ（ジャイロセンサ）、又は、加速度センサ等を備えてもよい。

【0034】

車体フレーム５１には、シート２８が取り付けられる。シート２８の後方において、後輪２２が、車体フレーム５１の後部に回転可能に支持される。車体フレーム５１には、クランク軸３２が回転可能に支持される。クランク軸３２には、クランクアーム３１及びペダル３３が取り付けられる。電動補助自転車１０は、クランク軸３２の回転を後輪２２へ伝達する伝達機構を備える。

【0035】

クランク軸３２の周りには、乗員の踏力を検出するトルクセンサ６２が設けられる。トルクセンサ６２は、クランク軸３２を軸周りに回転させるトルクを検出する。トルクセンサ６２は、例えば、磁歪式のような非接触式、又は、弾性体変量検出式のような接触式のトルクセンサを用いることができる。磁歪式トルクセンサは、磁歪効果を有し、クランク軸の回転力を受ける磁歪材と、磁歪材の力による透磁率の変化を検出する検出コイルを有する。

【0036】

車体フレーム５１には、バッテリ３５及び駆動ユニット４０が取り付けられる。バッテリ３５は、駆動ユニット４０に電力を供給する。バッテリ３５は、車体フレーム５１に対して着脱可能に構成される。バッテリ３５と駆動ユニット４０は、ケーブルによって電気的に接続される。

【0037】

駆動ユニット４０は、ハウジング４３及び、ハウジング４３内に収納されたモータ４１及び制御装置（図１では図示略）を有する。モータ４１は、乗員の踏力を補助する補助力を発生させる。制御装置は、トルクセンサ６２で検出される踏力に応じてモータ４１の補助力を制御する。制御装置は、例えば、モータ４１を制御するインバータ、モータ４１への指令値を計算するＭＣＵ（micro controller unit）又はＭＰＵ（micro-processing unit）等の演算部を有する。

【0038】

モータ４１の回転は、伝達機構によって、後輪２２へ伝達される。例えば、モータ４１の回転と、クランク軸３２の回転を合成する合力機構、及び、合力を後輪へ伝達する合力伝達機構が、伝達機構に含まれる。

【0039】

制御装置は、駆動ユニット４０の電力の入出力を制御する。制御装置は、バッテリ３５から供給された電力の一部を電気デバイス１へ供給する。電気デバイス１と駆動ユニット４０は、ケーブルによって、電気的に接続される。なお、制御装置は、バッテリ３５から供給された電力の一部を、他の機器、例えば、前照灯２７に供給してもよい。なお、電気デバイス１は、本実施形態のように情報を表示するデバイスに限られない。例えば、前照灯２７又はその他の機器が、電気デバイス１として、外部へ電力を提供可能に構成されてもよい。

【0040】

なお、電気デバイス１は、例えば、車速センサ６１等の電動補助自転車１０が備えるセンサに電気的に接続されてもよい。電気デバイス１とセンサは、ケーブルで接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。なお、電気デバイス１に接続されるケーブルの少なくとも一部は、車体フレーム５１の内部を通ってもよい。

【0041】

＜システム概要＞
図２は、本実施形態における電動補助自転車用システム１００の概要を示す図である。図２に示すように、電動補助自転車用システム１００は、駆動ユニット４０と電気デバイス１を備える。駆動ユニット４０は、バッテリ３５から電力の供給を受け、その電力の一部を電気デバイス１へ供給する。電気デバイス１は、駆動ユニット４０から電力の供給を受け、その電力の一部を、外部機器８０へ供給する。電動補助自転車用システム１００は、電動補助自転車における外部給電システムである。

【0042】

このような構成により、乗員が、外部機器８０を、視認及び操作をしやすい位置で使う間に、電気デバイス１から外部機器８０に電力を供給することができる。また、外部機器８０へ電力を供給するための配線の増設は不要である。設備の増設を少なくし、簡単な構成で、外部機器８０への電力供給が可能になる。

【0043】

図２に示すようなシステムを構築する場合、駆動ユニット４０は、複数の機種Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・のうち１つを採用でき、電気デバイス１は、複数の機種Ｄ，Ｅ、Ｆ、・・・のうち１つを採用できる。すなわち、駆動ユニット４０及び電気デバイス１の組み合わせとして、様々な機種の組み合わせが可能である。駆動ユニット４０及び電気デバイス１は、外部供給できる最大電力が仕様で決まっており、機種によって、この最大電力は、異なる。そのため、組み合わせによっては、システムの供給可能量の上限を超えて、電力を外部へ供給しようとしてしまう事態が起こり得る。例えば、最大電力が５Ｗの機種Ａの駆動ユニットと、最大電力が７．５Ｗの機種Ｄの電気デバイスとを組み合わせると、この事態が起こり得る。すなわち、機種Ｄの電気デバイスが外部へ７．５Ｗの電力を供給しようとした場合、機種Ａの駆動ユニットからの供給電力（５Ｗ）では足りなくなり、システムダウンする可能性がある。

【0044】

このような事態を回避するため、電気デバイス１の外部へ供給可能な最大電力の仕様を、最大電力が最も低い駆動ユニット４０に合わせて設定することが考えられる。例えば、図２の場合、電気デバイス１の全ての機種Ｄ、Ｅ、Ｆの外部へ供給可能な最大電力を、最大電力が最も低い機種Ｂの駆動ユニットに合わせて、いずれも「５Ｗ」とする仕様が考えれる。この場合、システム全体の電力供給能力を最大限に生かせない場合が生じる。例えば、機種Ｃと機種Ｆの組み合わせであっても、本来、電気デバイス１は、駆動ユニットから７．５Ｗの電量の供給を受けて、外部へ７．５Ｗの電力を供給できる能力を有するにも関わらず、仕様により５Ｗしか供給できないことになる。

【0045】

本実施形態の電動補助自転車用システム１００は、電気デバイスと駆動ユニットの機種の自由な組み合わせが可能である。また、本実施形態の電動補助自転車用システム１００は、供給できる最大電力が異なる複数の機種の組み合わせに応じて、外部へ電力供給能力を効率良く生かしながらも、能力を超えた電力の供給は避けることができる電力供給システムである。これを可能にするため、電動補助自転車用システム１００は、電気デバイス１において、駆動ユニット４０の供給可能な最大電力を基に、電気デバイス１から外部に供給する電力の上限（すなわち、供給可能な最大電力）を制御する構成を有する。

【0046】

＜システム構成例＞
図３は、電動補助自転車用システム１００の構成例を示す機能ブロック図である。図３に示す例では、駆動ユニット４０は、モータ４１及び制御装置４２を含む。制御装置４２は、バッテリ３５から供給される電力の一部をモータ４１に供給し、他の一部を電気デバイス１に供給するよう構成される。

【0047】

制御装置４２は、例えば、ＭＣＵと変換器を含む構成とすることができる。ＭＣＵは、各種制御のための演算を実行する。変換器は、バッテリ３５の電圧を、モータ４１に供給する電圧、及び、外部へ供給する電圧等に変換する。

【0048】

制御装置４２は、モータ４１に供給する電力及び外部へ供給する電力を制御する。制御装置４２は、駆動ユニット４０が外部すなわち電気デバイス１へ供給可能な電力の上限（最大電力）を決定する。この外部へ供給可能な最大電力は、例えば、予め決められた値であってもよいし、電動補助自転車１０の状態に応じて決定されてもよい。

【0049】

制御装置４２は、駆動ユニット４０におけるバッテリ３５から供給された電力の使用状況に基づいて、電気デバイス１へ供給可能な最大電力を決定してもよい。制御装置４２のＭＣＵは、モータ４１及び外部供給分に対して、電流の割り振りをすることができる。例えば、ＭＣＵは、モータ４１に割り振る電流を、バッテリ３５が出せる最大電流から、モータ４１以外が消費する電流を差し引いた範囲で決めることができる。

【0050】

制御装置４２は、電気デバイス１と情報の送受信を行う通信部を有してもよい。制御装置４２は、通信部を介して、電気デバイス１に対して、駆動ユニット４０が供給可能な電力の上限（最大電力）を通知する。制御装置４２は、所定周期又は最大電力が更新されたタイミングで、電気デバイス１へ、駆動ユニット４０が供給可能な最大電力を通知してもよい。或いは、制御装置４２は、電気デバイス１から要求を受けた場合に、供給可能な最大電力を通知してもよい。

【0051】

電気デバイス１は、制御装置４２との通信により、駆動ユニット４０が供給可能な最大電力を示す情報を取得する。電気デバイス１は、制御装置４２から取得した、駆動ユニット４０が供給可能な最大電力に基づいて、電気デバイス１から外部へ供給可能な電力の上限（最大電力）を制御する。

【0052】

図３に示す例では、制御装置４２は、前照灯２７を制御する。例えば、制御装置４２は、電気デバイス１から前照灯２７をオン／オフの操作の情報を受信し、この情報にしたがって、前照灯２７のオン／オフを制御することができる。

【0053】

なお、制御装置４２は、通信部を介して、電気デバイス１に、表示させる情報を送信してもよい。また、制御装置４２は、通信部を介して、電気デバイス１から、乗員が入力した操作に関する情報を受信してもよい。通信部は、例えば、ＭＣＵ、その他の回路で構成することができる。また、制御装置４２は、電気デバイス１以外に、バッテリ３５、センサ、その他の車載機器と通信可能であってもよい。

【0054】

図４は、図３に示す電気デバイス１の構成例を示す機能ブロック図である。図４に示す例では、電気デバイス１は、ＭＣＵ１１（通信部１２、上限決定部１３含む）、操作部１４、表示部１５、電力入力部１６、変換器１７、電力供給部１８、及び外部電力出力端子１９を有する。上限決定部１３、変換器１７及び電力供給部１８は、外部供給電力制御部の一例である。図４において破線の矢印は電力の流れを示す。

【0055】

通信部１２は、駆動ユニット４０と通信を行う。通信部１２は、駆動ユニット４０の制御装置４２とデータの送受信を行う。上限決定部１３は、通信部１２を介して受信した、駆動ユニット４０の供給可能な最大電力の情報を基に、電気デバイス１が外部へ供給可能な電力の上限（最大電力）を決定する。

【0056】

電力入力部１６は、駆動ユニット４０から出力された電力を入力する部分である。電力入力部１６は、駆動ユニット４０からの電力を受け付けるインタフェースである。電力入力部１６は、例えば、電力の入力端子である。

【0057】

外部電力出力端子１９は、外部機器８０が接続可能な電源ポートを有する。外部電力出力端子１９は、これに限られないが、例えば、ＵＳＢポートとすることができる。

【0058】

変換器１７は、電力入力部１６から入力された電力の電圧を変換し、ＭＣＵ１１、操作部１４、表示部１５、及び電力供給部１８に分配する。変換器１７は、ＭＣＵ１１向けの電圧と、電力供給部１８向けの電圧を異ならせることができる。電力供給部１８向けの電圧は、外部へ供給する電圧の基となる電圧である。

【0059】

電力供給部１８は、変換器１７の出力電圧に基づく電圧で、外部電力出力端子１９から外部へ電力を供給する。電力供給部１８は、上限決定部１３で決定された上限を超えない範囲で、外部へ電力を供給する。すなわち、電力供給部１８は、ＭＣＵ１１から指示された最大電力量の範囲で外部機器に給電する。電力供給部１８は、例えば、外部電力出力端子１９から出力する電圧を一定とし、電流が増加して、電力が上限に達すると電圧を下げるよう動作してもよい。電力供給部１８は、例えば、電力供給ＩＣで構成することができる。電力供給ＩＣは、例えば、抵抗値等により、電力の上限を設定することができる。

【0060】

図４に示す例では、駆動ユニット４０から供給される電力は、電気デバイス１において、ＭＣＵ１１、操作部１４、及び表示部１５向けとは別系統で、外部供給用（外部機器８０向け）の電源ラインが用意される。その電源ラインには、電力供給部１８がある。電力供給部１８は、外部機器８０への電力供給を制御する。この構成により、外部へ供給する電力の上限の制御を、効率よく実現できる。

【0061】

操作部１４は、乗員からの電動補助自転車１０の電力を使う機能に関する操作を受け付ける。操作部１４は、例えば、電動補助自転車１０の駆動ユニット４０の電源のオン／オフ、前照灯２７のオン／オフ、モータ４１によるアシストのレベルの指定、又は、走行モードの指定等の操作を受け付けることができる。操作部１４は、例えば、ボタン、スイッチ、タッチパネル等の入力手段を有してもよい。又は、操作部１４は、電気デバイス１に接続されたスイッチユニットを介して、操作を受け付けてもよい。ＭＣＵ１１は、操作部１４で行われた操作内容を、通信部１２を介して、制御装置４２に伝える。

【0062】

表示部１５は、乗員に対して、電動補助自転車１０の状態に関する情報を表示する。ＭＣＵ１１は、制御装置４２から通信で取得したデータに基づき、表示部１５に、表示指示をする。表示部１５は、例えば、ディスプレイ、又はランプ等の表示手段を有してもよい。

【0063】

ＭＣＵ１１の上限決定部１３は、制御装置４２から通信で取得した駆動ユニット４０の供給可能な電力の上限（最大電力）を少なくとも用いて、電気デバイス１の外部供給可能な電力の上限（最大電力）を決定する。これにより、電気デバイス１の供給電力の上限が、駆動ユニットの供給電力の上限を超えないよう制御される。

【0064】

また、上限決定部１３は、駆動ユニット４０の供給可能な電力の上限に加えて、予め決められた電気デバイス１で供給可能な電力の上限（最大電力）の値を用いて、電気デバイス１の外部供給可能な電力の上限（最大電力）を決定することができる。予め決められた電気デバイス１の供給可能電力は、例えば、仕様で決められた値等であり、予めＭＣＵに記録される。これにより、電気デバイス１の供給電力の上限が、予め決められた上限を超えないように制御される。

【0065】

また、上限決定部１３は、駆動ユニット４０の供給可能な電力の上限に加えて、電気デバイス１で消費する電力の値をさらに用いて、電気デバイス１の外部供給可能な電力の上限（最大電力）を決定することができる。ＭＣＵ１１は、電気デバイス１の消費電力を監視することができる。例えば、ＭＣＵ１１は、電気デバイス１の負荷で検出される電流及び／又は電圧に基づき消費電力を取得することができる。これにより、電気デバイス１の供給電力の上限が、駆動ユニットの供給電力の上限から消費電力を差し引いた値を超えないように制御される。なお、電気デバイス１の供給電力の上限は、駆動ユニットの供給電力の上限から消費電力及び経路で発生する損失を差し引いた値を超えない値であってもよい。損失は、例えば、電気デバイス１に予め記録された値であってもよい。或いは、ＭＣＵ１１は、電気デバイス１の負荷で検出される電流及び／又は電圧に基づき損失を決定してもよい。

【0066】

このように、上限決定部１３は、駆動ユニット４０の供給可能な電力の上限に加えて、予め決められた電気デバイス１で供給可能な電力、及び電気デバイス１の消費電力の少なくとも１つを用いて、上限を決定してもよい。これらを全て用いることで、上限決定部１３は、駆動ユニット４０が電気デバイス１へ供給可能な最大電力、及び、電気デバイス１で許容される外部へ供給可能な最大電力のうち、低い方の電力値を、電気デバイス１から外部機器８０へ供給する電力の上限として決定することができる。

【0067】

なお、電気デバイス１の構成は、図４に示す例に限られない。電気デバイス１は、駆動ユニット４０から入力された電力を外部へ供給する機能以外に、本来の機能を有する。図４の例では、操作部１４及び表示部１５が、電気デバイス１の本来の機能を実現する機能部の一例である。電気デバイス１の本来の機能の機能部として、この他に、例えば、外部との無線通信を行う無線通信装置、ライト、又は、サイクルコンピュータ等が挙げられる。

【0068】

また、電気デバイス１の本来の機能部と、外部電力供給機能とが、常に両方とも機能していなくてもよい。例えば、電気デバイス１の本来の機能が停止し、外部電力供給が機能することを許容するように、電気デバイス１が構成されてもよい。

【0069】

また、図４の例では、外部供給電力制御部が、上限決定部１３、変換器１７及び電力供給部１８により構成される。外部供給電力制御部は、この構成に限られない。例えば、変換器は、電力分配器で構成されてもよい。また、電気デバイス１が駆動ユニット４０の供給可能な電力の上限を示す情報を取得する構成は、必ずしも駆動ユニット４０との通信に限られない。例えば、電気デバイス１は、乗員からの入力、又は駆動ユニット４０の他の端末との通信により、駆動ユニット４０の供給可能な電力の上限を示す情報を取得してもよい。

【0070】

＜動作例＞
図５は、制御装置４２の電気デバイス１への情報通知処理の一例を示すフローチャートである。図５では、Ｓ１において、駆動ユニット４０の制御装置４２は、バッテリ３５の状態を確認する。制御装置４２は、例えば、バッテリ３５との通信により、バッテリ３５の状態を示す情報を取得する。

【0071】

Ｓ２において、制御装置４２は、バッテリ３５が正常か否かを判断する。正常の場合は、制御装置４２は、駆動ユニット４０において予め決められた供給可能な最大電力（最大出力可能電力）を、電気デバイス１へ通知する値として決定する（Ｓ３）。予め決められた供給可能な最大電力は、例えば、仕様等で定められた値であり、制御装置４２に予め記録される。

【0072】

バッテリ３５が異常と判断した場合（Ｓ２でＮＯ）、制御装置４２は、通知する供給可能な最大電力の値を０に決定する（Ｓ４）。制御装置４２は、Ｓ３又はＳ４で決定した値を、電気デバイス１へ供給可能な最大電力の値として、電気デバイス１へ送信する（Ｓ５）。

【0073】

図５に示す処理は、周期的に実行される。これにより、制御装置４２から、駆動ユニット４０が供給可能な電力の上限（最大電力）を、周期的に電気デバイス１へ通知することができる。これにより、通知される供給可能な最大電力は、バッテリ３５の状態（正常又は異常）によって、動的に変化する。電気デバイス１は、バッテリ３５の状態に応じた適切な最大電力の情報を得ることができる。

【0074】

なお、バッテリ３５に対する確認結果は、Ｓ２の正常／異常に限られず、他の状態が確認されてもよい。また、通知する供給可能な最大電力の値は、図５に示す例に限られず、他の値がとられても良い。また、Ｓ１のバッテリ状態確認に加えて、又は代えて、他の電力に関する状態の確認が実行されてもよい。また、一定周期でなく、バッテリその他電力に関連する状態が変化した時に、図５に示す通知処理が実行されてもよい。

【0075】

図６は、電気デバイス１における外部へ供給可能な電力の上限を決定する処理の一例を示すフローチャートである。図６では、Ｓ１１において、電気デバイス１のＭＣＵ１１は、制御装置４２からデータを受信したか否かを判断する。データ未受信の場合、外部へ供給可能な電力の上限（最大電力）を０と決定する。すなわち、外部への電力の供給を禁止とする。

【0076】

Ｓ１１で受信済みの場合、ＭＣＵ１１は、Ａ－Ｃ＞Ｂか否かを判断する（Ｓ１２）。ここで、Ａは、駆動ユニット４０の供給可能な最大電力である。Ｂは、予め決められた電気デバイス１が供給可能な最大電力の値である。Ｃは、電気デバイス１の消費電力である。Ｓ１２でＮＯの場合、外部へ供給可能な電力の上限を、Ａ－Ｃの値に決定する（Ｓ１４）。Ｓ１２でＹＥＳの場合、外部へ供給可能な電力の上限を、Ｂの値に決定する（Ｓ１５）。これにより、駆動ユニット４０が電気デバイス１へ供給可能な最大電力、及び、電気デバイス１で許容される外部へ供給可能な最大電力のうち、低い方の電力値が、電気デバイス１から外部へ供給する電力の上限として決定される。

【0077】

ＭＣＵ１１は、Ｓ１３～Ｓ１５のいずれかで決定された供給可能な最大電力の値を、電力供給部１８に設定する（Ｓ１６）。電力供給部１８は、設定された値を上限として、電力を外部に供給する。以上の処理により、電気デバイス１では、駆動ユニット４０が供給可能な電力、電気デバイス１が供給可能な電力、及び電気デバイス１が消費する電力に応じて、外部へ供給する電力の上限を適切に切り替えることができる。これにより、駆動ユニット４０及び電気デバイス１の機種の組み合わせに応じて、外部への電力供給能力を最大限に生かしながらも、能力を超えた電力の供給は避けることができる。

【0078】

電気デバイス１は、図６に示すような外部へ供給可能な電力の上限を決定する処理を、例えば、所定周期で実行してもよい。或いは、駆動ユニット４０と接続された時、駆動ユニット４０の供給可能な電力の上限が更新された時、又は、電気デバイス１の消費電力の変化が検出された時、等に、上記上限を決定するが実行されてもよい。

【0079】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0080】

１：電気デバイス、１０：電動補助自転車、１３：上限決定部、１６：電力入力部、１７：変換器、１８：電力供給部、１９：外部電力出力端子、駆動ユニット４０、８０：外部機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】