WO2017175529A1 - 電動アシスト自転車、及び踏力アシストシステム - Google Patents

電動アシスト自転車、及び踏力アシストシステム Download PDF

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WO2017175529A1
WO2017175529A1 PCT/JP2017/008734 JP2017008734W WO2017175529A1 WO 2017175529 A1 WO2017175529 A1 WO 2017175529A1 JP 2017008734 W JP2017008734 W JP 2017008734W WO 2017175529 A1 WO2017175529 A1 WO 2017175529A1
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WO
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vehicle
acceleration
assist force
control device
assist
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Application number
PCT/JP2017/008734
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English (en)
French (fr)
Inventor
亮介 浅岡
光晴 蓮見
陽一郎 服部
和也 松原
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor

Definitions

  • This disclosure relates to an electrically assisted bicycle and a pedal effort assist system.
  • An electrically assisted bicycle is used that assists the driver's pedaling force (stepping force) with an electric motor.
  • a driver's pedaling force is detected by a torque sensor provided on a crankshaft, and the electric motor outputs an assisting force corresponding to the pedaling force.
  • the device such as an electric motor mounted on the vehicle can be controlled according to the state of the vehicle, convenience, comfort during driving, acceleration, and the like can be improved.
  • One of the purposes of the present disclosure is to improve the convenience, comfort during driving, or acceleration of an electrically assisted bicycle.
  • a pedaling force assist system for an electrically assisted bicycle proposed in the present disclosure includes an electric motor for outputting an assisting force for assisting a pedaling force applied to a pedal, and an assisting force corresponding to the pedaling force applied to the pedal.
  • a control device for controlling the electric motor so as to output and an acceleration sensor.
  • the control device controls the vehicle based on the output of the acceleration sensor. According to this pedal effort assist system, the convenience of the electrically assisted bicycle, the comfort during running, or the acceleration can be improved.
  • the control device detects the acceleration of the vehicle based on the output of the acceleration sensor, and in the acceleration state where the detected acceleration of the vehicle is larger than the threshold value, the acceleration of the vehicle is the threshold value.
  • the assist force output from the electric motor may be reduced as compared with a smaller normal state. According to this pedal effort assist system, even when the driver depresses the pedal strongly, acceleration can be smoothed and comfort during running can be improved.
  • a coefficient determined in association with the acceleration of the vehicle is stored in the memory, and the control device uses the coefficient corresponding to the acceleration of the vehicle from the electric motor.
  • a target value of the assist force to be output may be calculated.
  • the control device detects the acceleration of the vehicle based on the output of the acceleration sensor, and determines whether the rear wheels are slipping using the detected acceleration. In the state where the rear wheel is slipping, the assist force output from the electric motor may be reduced as compared with a normal state where no slip occurs. According to this pedal effort assist system, even when traveling on a road surface such as a gravel road or a muddy road, slippage of the rear wheels can be suppressed, so that the acceleration performance during traveling can be improved.
  • the control device is reduced in a state where the rear wheel is slipping when the vehicle returns from the state where the rear wheel is slipping to the normal state.
  • the assist force may be gradually approached to the assist force in the normal state where the reduction is not performed. By doing so, it is possible to prevent the assist force from changing suddenly when the vehicle returns from the acceleration state to the normal state.
  • the control device detects that the vehicle is traveling on a hill based on the output of the acceleration sensor, and detects that the vehicle is traveling on a downhill. In this case, the output of assist force by the electric motor may be stopped. According to this pedal effort assist system, unnecessary power consumption can be suppressed on a downhill.
  • the control device detects the tilt of the vehicle in the left-right direction based on the output of the acceleration sensor, and causes the vehicle body to fall over based on the tilt of the vehicle body in the left-right direction. It may be detected and the driving of the electric motor may be limited when the vehicle body is detected to fall. According to this pedal effort assist system, if the vehicle is overturned, the drive of the electric motor is limited even if an external force is applied to the pedal, so that unnecessary power consumption can be suppressed. .
  • the control device detects a change in the posture of the vehicle based on the output of the acceleration sensor, determines the theft of the vehicle based on the detected change in posture, When a theft is detected, a warning device may be driven to output a warning. According to this pedal effort assist system, when the vehicle is stolen, the owner of the vehicle can easily be aware of it, so that convenience can be improved.
  • the control device detects a vibration of the vehicle body based on the output of the acceleration sensor, and at least one of the amplitude, direction, and period of the vibration is set to a predetermined condition. If applicable, it may be determined that the vehicle has been stolen. This can improve the accuracy of theft detection.
  • the pedal effort assist system further includes a switch that detects a state of the locking mechanism of the vehicle body, and the control device detects a state of the locking mechanism based on an output signal of the switch, and Theft of the vehicle may be determined based on the state and a change in the posture of the vehicle body detected by the acceleration sensor. This can improve the accuracy of theft detection.
  • the pedal effort assist system of (2) to (11) may further include an operation unit operated by the user.
  • the control device may include a first control mode that is control using the acceleration sensor, and a second control mode that does not use the acceleration sensor in control of the electric motor or control of the warning device. Good.
  • the control device may select one of the first control mode and the second control mode in accordance with an operation of the operation unit. According to this pedal effort assist system, when the user determines that the control based on the acceleration sensor is unnecessary, the second control mode can be selected, so that the intention of the user can be reflected in the control of the electric motor and the control of the warning device. This can improve the convenience of the vehicle.
  • the electrically assisted bicycle according to the present invention has any of the pedal effort assist systems.
  • FIG. 1 is a side view of an electrically assisted bicycle 1A which is an example of an embodiment.
  • FIG. 2A is a block diagram showing a configuration of the electrically assisted bicycle 1A according to the first embodiment.
  • a thick solid line represents power transmission
  • a thin solid line represents a signal or current.
  • the electrically assisted bicycle 1A has a pedal effort assist system for assisting the driver's pedal effort.
  • the pedal effort assist system includes an electric motor 21, which will be described later, a control device 30A, a motor drive device 39, and electrical components such as sensors.
  • the electrically assisted bicycle 1 ⁇ / b> A has a crankshaft 2.
  • Pedals 2 a are attached to both ends of the crankshaft 2.
  • the crankshaft 2 is supported at the lower end of the seat pipe 11.
  • a seat 18 is fixed to the upper end of the seat pipe 11.
  • At the front of the electric assist bicycle 1A there are a handle post 8, a handle 7 fixed to the upper portion of the handle post 8, a front fork 19 fixed to the lower portion of the handle post 8, and a lower end of the front fork 19.
  • a supported front wheel 9 is provided.
  • the handle post 8 is supported by a head pipe 17 a provided at the front end of the frame 17.
  • the electrically assisted bicycle 1A has a drive unit 10 composed of an electric motor 21 (see FIG. 2A), a speed reducer 25, and the like for assisting a driver's force (stepping force) applied to the pedal 2a.
  • the electric motor 21 is driven by electric power supplied from a battery 22 (see FIG. 1).
  • the battery 22 is attached to the rear side of the seat pipe 11, and the drive unit 10 is disposed on the rear side of the crankshaft 2.
  • the layout of the battery 22 and the drive unit 10 is not limited to the example of the electrically assisted bicycle 1A, and may be changed as appropriate.
  • the resultant force transmission mechanism 24 combines the power applied to the crankshaft 2 and the power output from the electric motor 21.
  • the resultant force transmission mechanism 24 includes, for example, a shaft, a rotating member provided on the shaft, and the chain 5 (FIG. 1).
  • the two powers are combined by being input to a common shaft or a common rotating member.
  • both two powers are input to the chain 5 and combined.
  • the power synthesized by the resultant force transmission mechanism 24 is transmitted to the rear wheel 6 through, for example, a speed change mechanism 27 and a one-way clutch 28 as shown in FIG. 2A.
  • the electrically assisted bicycle 1 ⁇ / b> A may not have the speed change mechanism 27.
  • the electric assist bicycle 1A has a sensor for detecting the pedaling force applied to the pedal 2a by the driver. As shown in FIG. 2A, this sensor is a torque sensor 41 that outputs a signal corresponding to the torque of the crankshaft 2, for example.
  • the torque sensor 41 is, for example, a magnetostrictive sensor provided on the crankshaft 2, but the type thereof is not particularly limited.
  • the electric assist bicycle 1A includes a motor rotation sensor (encoder) 42 that outputs a signal corresponding to the rotation speed of the electric motor 21, a front wheel rotation sensor 43 that outputs a signal corresponding to the rotation speed of the front wheel 9, and a crankshaft. 2 and a crank rotation sensor 45 for outputting a signal corresponding to the rotational position of 2. Output signals of these sensors 41, 42, 43, 45 are input to the control device 30 ⁇ / b> A that controls the electric motor 21.
  • the electric assist bicycle 1A has an operation unit 46 that can be operated by the user.
  • the operation unit 46 outputs a signal corresponding to a user operation to the control device 30A.
  • the control device 30A may have two control modes.
  • the first control mode is a mode for reducing the power (assist force) output from the electric motor 21 in an acceleration state where the acceleration of the vehicle is higher than a threshold value.
  • the second control mode is a mode in which the assist force reduction (processing executed in the first control mode) based on the comparison result between the acceleration and the threshold value is not performed.
  • the control device 30A selectively executes the first control mode and the second control mode in accordance with a signal input from the operation unit 46. Thereby, the user can select two control modes.
  • An example of the operation unit 46 includes a display on which options (first control mode / second control mode) provided to the user are displayed, and a button that accepts the user's selection.
  • the operation unit 46 may be a button that can be turned on / off.
  • the first control mode may be selected in the on state, and the second control mode may be executed in the off state.
  • the electrically assisted bicycle 1A has an acceleration sensor 51 for detecting the acceleration of the vehicle.
  • the acceleration sensor 51 is provided so as to output a signal corresponding to the longitudinal acceleration of the vehicle body.
  • the control device 30A has a memory that stores a program and a map related to the control of the electric motor 21, and a microprocessor that executes the program.
  • the control device 30A detects the driver's stepping force based on the output of the torque sensor 41, and controls the electric motor 21 so that the electric motor 21 outputs power (assist force) corresponding to the stepping force.
  • the control device 30 ⁇ / b> A outputs a command value corresponding to the driver's stepping force to the motor drive device 39.
  • the motor drive device 39 receives power from the battery 22 and supplies power corresponding to the command value to the electric motor 21.
  • the motor drive device 39 is composed of, for example, a converter or an inverter.
  • the control device 30 ⁇ / b> A uses the vehicle speed detected based on the output signal of the front wheel rotation sensor 43 and the rotation position and rotation speed of the crankshaft 2 detected based on the output signal of the crank rotation sensor 45. May be.
  • the control device 30A lowers the power (assist force) output from the electric motor 21 in the acceleration state where the acceleration of the vehicle is higher than the threshold than in the normal state where the acceleration of the vehicle is lower than the threshold. By so doing, acceleration unintended by the driver can be suppressed, and comfort during travel can be improved.
  • the control device 30A may execute such control only when the first control mode is selected through the operation unit 46.
  • FIG. 2B is a block diagram showing processing of the control device 30A.
  • the control device 30A has an assist force calculation unit 31A, a motor control unit 32, and an acceleration determination unit 33 as its functions. These functions are realized by the microprocessor executing a program stored in the memory of the control device 30A.
  • the acceleration determination unit 33 determines whether the vehicle has accelerated rapidly. Specifically, the acceleration determination unit 33 determines whether or not the acceleration of the vehicle is higher than a threshold, and determines that the vehicle is in an acceleration state when the acceleration of the vehicle is higher than the threshold (this threshold is “ Referred to as “acceleration determination threshold”). Further, the acceleration determination unit 33 determines that the vehicle is in a normal state when the acceleration of the vehicle is lower than the acceleration determination threshold. The acceleration determination unit 33 detects the acceleration of the vehicle based on the output signal of the acceleration sensor 51, for example. The acceleration determination unit 33 may calculate the acceleration of the vehicle based on the output signal of the front wheel rotation sensor 43 instead of the output signal of the acceleration sensor 51.
  • the acceleration determination unit 33 may include a threshold setting unit 33a that changes the acceleration determination threshold according to the driving state of the vehicle. Then, the acceleration determination unit 33 may determine whether the acceleration of the vehicle is higher than the acceleration determination threshold set by the threshold setting unit 33a.
  • the driving state used by the threshold setting unit 33a for setting the threshold includes the vehicle speed, the pedaling force applied to the pedal 2a, and the like.
  • the threshold setting unit 33a decreases the threshold when the vehicle speed increases.
  • Control device 30 ⁇ / b> A may detect the output voltage of battery 22.
  • the threshold setting unit 33 a may set the threshold based on the output voltage of the battery 22.
  • the threshold setting unit 33a may decrease the threshold when the output voltage of the battery 22 has decreased. By doing so, it is possible to effectively suppress the electric motor 21 from being driven during rapid acceleration with the output voltage of the battery 22 lowered.
  • the threshold value may be a fixed value set in advance, for example.
  • the assist force calculation unit 31A calculates the power (assist force) to be output from the electric motor 21, that is, the target assist force.
  • the assist force calculation unit 31A calculates a target assist force according to the pedaling force applied to the pedal 2a and the vehicle speed.
  • the assist force calculation unit 31A refers to a map or a relational expression representing the relationship between the assist force, the pedal effort, and the vehicle speed, and calculates an assist force according to the pedal effort detected through the sensor and the vehicle speed (hereinafter, this assist force Is called normal assist force).
  • the assist force calculation unit 31A multiplies the pedal effort by the assist rate corresponding to the vehicle speed detected by the sensor, and sets the result of the multiplication as the normal assist force.
  • the control device 30A uses the normal assist force as the target assist force. To do.
  • the assist force calculation unit 31A includes an assist force reduction unit 31a.
  • the assist force reduction unit 31a sets an assist force lower than the normal assist force as the target assist force when the vehicle is in an acceleration state.
  • the assist force reduction unit 31a multiplies the normal assist force by a coefficient (for example, coefficient ⁇ 1) and sets the result of the multiplication as the target assist force.
  • the pedal effort is multiplied by an assist rate set according to the vehicle speed and a coefficient (for example, coefficient ⁇ 1) for reducing the assist force, and the result of the multiplication is set as the target assist force. May be.
  • the assist force reduction unit 31a may subtract a fixed value from the normal assist force and use the result of the subtraction as the target assist force.
  • the assist force reduction unit 31a refers to a map or a relational expression that represents a relationship between an assist force lower than the normal assist force, a pedal effort, and a vehicle speed.
  • the assist force obtained from the relational expression may be set as the target assist force.
  • This map and relational expression are also stored in advance in the memory of the control device 30A, for example.
  • the assist force reduction unit 31a may set an assist force lower than the minimum value of the target assist force that can be set in the normal state as the target assist force.
  • the assist force reduction unit 31a may set 0 as the target assist force.
  • the motor control unit 32 outputs a command value corresponding to the target assist force calculated by the process of the assist force calculation unit 31A to the motor drive device 39. Further, the motor control unit 32 calculates the rotational speed of the electric motor 21 based on the output signal of the motor rotation sensor 42 and monitors whether or not the electric motor 21 is appropriately driving according to the command value.
  • the acceleration determination unit 33 and the assist force reduction unit 31a are executed only when the first control mode is selected through the operation unit 46.
  • the acceleration determination unit 33 and the assist force reduction unit 31a are not executed, and the normal assist force calculated by the assist force calculation unit 31A is set as the target assist force. That is, the control device 30A does not use the output of the acceleration sensor 51 for calculating the target assist force in the second control mode.
  • the user may not necessarily be able to select the control mode. That is, the control device 30A may constantly execute the control in the first control mode.
  • FIG. 2C is a flowchart showing an example of processing executed by the control device 30A.
  • the control device 30A repeatedly executes the processing shown in this figure at a predetermined cycle (for example, several tens of milliseconds).
  • a predetermined cycle for example, several tens of milliseconds.
  • the processing in this flowchart is executed when the first control mode is selected.
  • the control device 30A detects the pedaling force applied to the pedal 2a based on the output signal of the torque sensor 41, and detects the vehicle speed based on the output signal of the front wheel rotation sensor 43 (S101). Next, the assist force calculation unit 31A calculates a normal assist force according to the detected pedaling force and vehicle speed (S102).
  • the acceleration determination unit 33 detects the acceleration of the vehicle based on the output signal of the acceleration sensor 51 (or the front wheel rotation sensor 43) (S103), and determines whether or not the detected acceleration is larger than the acceleration determination threshold (S104). ).
  • the acceleration determination threshold value used in the process of S104 is a threshold value set according to the driving state of the vehicle, for example, by the threshold value setting unit 33a described above. When the acceleration is higher than the acceleration determination threshold, that is, when the vehicle is in an acceleration state, an assist force lower than the normal assist force calculated in S102 is set as the target assist force by the process of the assist force reducing unit 31a ( S105).
  • the assist force calculation unit 31A sets the normal assist force calculated in S102 as the target assist force (S106). Thereafter, the motor control unit 32 outputs a command value corresponding to the target assist force calculated in S105 or S106 to the motor drive device 39 (S107).
  • the control device 30A sets the normal assist force calculated in S102 as the target assist force (S106). Thereafter, the motor control unit 32 outputs a command value corresponding to the target assist force calculated in S105 or S106 to the motor drive device 39 (S107).
  • the threshold setting unit 33a may make the acceleration determination threshold used in the acceleration state different from the acceleration determination threshold used in the normal state.
  • the threshold value used in the acceleration state may be lower than the acceleration determination threshold value used in the normal state. By doing so, it is possible to prevent the determination result of S104 from frequently switching when the acceleration of the vehicle is a value close to the threshold value. For example, when it is determined that the vehicle is in the normal state in the process one cycle before, the first value is used as the acceleration determination threshold value, and it is determined that the vehicle is in the acceleration state in the process one cycle before Alternatively, a second threshold value lower than the first value may be used as the acceleration determination threshold value.
  • the assist force calculation unit 31A may gradually bring the target assist force closer to the normal assist force when the vehicle returns from the acceleration state to the normal state. For example, even when the vehicle returns from the acceleration state to the normal state, the assist force calculation unit 31A multiplies the normal assist force and the assist rate by a coefficient, and uses the result of the multiplication as the target assist force. At this time, the coefficient may gradually approach 1 from a value smaller than 1. By doing so, it is possible to prevent the assist force from rapidly increasing when the vehicle returns from the acceleration state to the normal state.
  • the processing when the vehicle returns from the acceleration state to the normal state is not limited to this. For example, the assist force calculation unit 31A may immediately resume the process of setting the normal assist force as the target assist force when the vehicle returns from the acceleration state to the normal state.
  • the control device 30 ⁇ / b> A may not include the acceleration determination unit 33. That is, the assist force calculation unit 31A may multiply the normal assist force and the assist rate by a coefficient set according to the acceleration of the vehicle, instead of the processing of S104, S105, and S106 shown in FIG. 2C.
  • This coefficient is stored in advance in a memory in association with the acceleration of the vehicle, and is continuously defined in correspondence with, for example, the acceleration of the vehicle.
  • the coefficient is defined so that the assist force for a relatively high acceleration is smaller than the assist force for a relatively low acceleration. That is, this coefficient is defined such that the coefficient for relatively high acceleration (coefficient in the acceleration state) is smaller than the coefficient for relatively low acceleration (coefficient in the normal state).
  • the assist force can be reduced in the acceleration state as compared with the normal state without performing the determination in S104. Further, the assist force can be continuously changed according to the change in acceleration. As a result, the ride comfort of the vehicle can be improved.
  • the control device determines whether the rear wheel 6 is slipping using the acceleration of the vehicle.
  • the control device reduces the assist force output from the electric motor 21 in a state where the rear wheel 6 is slipping, compared to a normal state where no slip occurs. By doing so, it is possible to improve acceleration and comfort on a road surface having a low friction coefficient such as a gravel road and a mud road.
  • FIG. 3A is a block diagram showing the configuration of the electric power assist bicycle 1B according to the second embodiment and the pedal effort assist system provided in the electric power assist bicycle 1B.
  • FIG. 3B is a block diagram illustrating processing of the control device 30B provided in the electrically assisted bicycle 1B.
  • the same reference numerals are given to the same devices and functions as those in the first embodiment. Below, the description of the same matters as in the first embodiment is omitted.
  • the electrically assisted bicycle 1B has a rear wheel rotation sensor 44 that outputs a signal corresponding to the rotational speed of the rear wheel 6.
  • the electrically assisted bicycle 1B has the acceleration sensor 51 described above.
  • the acceleration sensor 51 is the same as that described in the first embodiment, and outputs a signal according to the longitudinal acceleration of the vehicle body.
  • control device 30B includes an assist force calculation unit 31B, the above-described motor control unit 32, and a slip determination unit 34 as its functions. These functions are realized by the microprocessor executing a program stored in the memory included in the control device 30B.
  • the slip determination unit 34 uses the rotational acceleration of the rear wheel 6 calculated based on the output signal of the rear wheel rotation sensor 44 and the actual acceleration of the vehicle to determine whether or not the rear wheel 6 is slipping. to decide. For example, the slip determination unit 34 determines that the rear wheel 6 is slipping when the acceleration of the vehicle is smaller than the first threshold and the rotational acceleration of the rear wheel 6 is larger than the second threshold. For example, the slip determination unit 34 detects the actual acceleration of the vehicle based on the output signal of the acceleration sensor 51. Instead, the slip determination unit 34 may detect the actual acceleration of the vehicle based on the output signal of the front wheel rotation sensor 43.
  • the rotational acceleration of the rear wheel 6 corresponding to the actual acceleration of the vehicle may be compared with the rotational acceleration of the rear wheel 6 obtained from the force of the rear wheel rotation sensor 44.
  • the slip determination unit 34 may determine that the rear wheel 6 is slipping.
  • the slip determination unit 34 calculates the vehicle acceleration based on the output of the rear wheel rotation sensor 44 and the diameter of the rear wheel 6, and determines the vehicle acceleration obtained from the output of the rear wheel rotation sensor 44. The accelerations obtained from the output signals of the sensors 51 and 43 may be compared. And when the difference is larger than a threshold value, the slip determination part 34 may determine that the rear wheel 6 is slipping.
  • the threshold used by the slip determination unit 34 may be changed according to the driving state of the vehicle.
  • the driving state includes, for example, the vehicle speed.
  • the slip determination unit 34 decreases the threshold value.
  • the assist force calculation unit 31B calculates the assist force according to the pedaling force applied to the pedal 2a and the vehicle speed, as in the first embodiment. For example, the assist force calculation unit 31B calculates a normal assist force according to the detected pedaling force and the vehicle speed with reference to a map or a relational expression representing the relationship between the assisting force, the pedaling force, and the vehicle speed. In one example, the assist force calculation unit 31B multiplies the pedal force by a coefficient set according to the vehicle speed, and sets the result of the multiplication as the normal assist force. The assist force calculation unit 31B sets the normal assist force as the target assist force when the vehicle is in a normal state (that is, a state in which the rear wheel 6 does not slip).
  • Assist force calculation unit 31B includes an assist force reduction unit 31b.
  • the assist force reducing unit 31b sets an assist force lower than the normal assist force as the target assist force when the rear wheel 6 is slipping.
  • the assist force reduction unit 31b multiplies the normal assist force by a coefficient (for example, coefficient ⁇ 1) and sets the result of the multiplication as the target assist force.
  • the assist force reduction unit 31b multiplies the pedaling force by the above-described assist rate set according to the vehicle speed and a coefficient for assist force reduction (for example, coefficient ⁇ 1), and the result of the multiplication is obtained. It is good also as target assist power.
  • the assist force reduction unit 31b may subtract a fixed value from the normal assist force and use the subtraction result as the target assist force.
  • the assist force reduction unit 31b refers to a map or a relational expression representing a relationship between an assisting force lower than the normal assisting force, a pedaling force applied to the pedal 2a, and the vehicle speed.
  • the obtained assist force may be set as the target assist force.
  • Assist force reduction unit 31b may set 0 as the target assist force. In other words, the assist force reduction unit 31b may stop driving the electric motor 21 when the rear wheel 6 slips.
  • the control device 30B may also have two control modes like the control device 30A. In the first control mode, the control device 30B determines whether or not the rear wheel 6 is slipping, and reduces the assist force output from the electric motor 21 when the rear wheel 6 is slipping. In the second control mode, the control device 30B does not perform assist force reduction (processing executed in the first control mode) based on the slip determination of the rear wheel 6. That is, the control device 30B does not use the output of the acceleration sensor 51 for calculating the target assist force in the second control mode. As illustrated in FIG. 3A, the control device 30B also includes an operation unit 46, like the control device 30A. The control device 30B may selectively execute the first control mode and the second control mode in accordance with a signal input from the operation unit 46. The user may not necessarily be able to select the control mode. That is, the control device 30B may constantly perform control in the first control mode.
  • the slip determination unit 34 and the assist force reduction unit 31b are executed only when the first control mode is selected through the operation unit 46.
  • the slip determination unit 34 and the assist force reduction unit 31b are not executed, and the normal assist force calculated by the assist force calculation unit 31B is set as the target assist force.
  • FIG. 3C is a flowchart showing an example of processing executed by the control device 30B.
  • the control device 30B repeatedly executes a series of processes shown in this figure at a predetermined cycle (for example, several tens of milliseconds).
  • a predetermined cycle for example, several tens of milliseconds.
  • the process of this flowchart is executed when the first control mode is selected.
  • the control device 30B detects the pedal force applied to the pedal 2a based on the output signal of the torque sensor 41, and detects the vehicle speed based on the output signal of the front wheel rotation sensor 43 (S201). Next, the assist force calculation unit 31B calculates a normal assist force according to the pedaling force and the vehicle speed (S202).
  • the slip determination unit 34 detects the acceleration of the vehicle based on the output signal of the acceleration sensor 51 (or the front wheel rotation sensor 43) (S203). Further, the slip determination unit 34 calculates the rotational acceleration of the rear wheel 6 based on the output signal of the rear wheel rotation sensor 44 (S204). The slip determination unit 34 calculates the rotational acceleration of the rear wheel 6 calculated based on the output signal of the rear wheel rotation sensor 44 and the acceleration calculated based on the output signal of the acceleration sensor 51 (or the front wheel rotation sensor 43). Utilizing it, it is determined whether or not the rear wheel 6 is slipping (S205). When the rear wheel 6 is slipping, the assist force reduction unit 31b sets an assist force lower than the normal assist force as the target assist force (S206).
  • the assist force calculation unit 31B sets the normal assist force calculated in S202 as the target assist force (S208). Thereafter, the motor control unit 32 outputs a command value corresponding to the target assist force to the motor drive device 39 (S207).
  • the assist force calculation unit 31B changes the target assist force to the normal assist force when the rear wheel 6 returns from the slipping state to the normal state, similarly to the assist force calculation unit 31A. You may approach gradually. For example, the assist force calculation unit 31B multiplies the normal assist force by a coefficient and sets the result of the multiplication as the target assist force. At this time, the assist force calculation unit 31B may gradually bring the coefficient closer to 1 from a value lower than 1.
  • the processing when the rear wheel 6 returns from the slipping state to the normal state is not limited to this. For example, when the assist force calculation unit 31B returns to the normal state, the process of setting the normal assist force as the target assist force may be resumed immediately.
  • the pedal effort assist system has an inclination sensor for detecting that the vehicle is traveling on a slope as an acceleration sensor.
  • the inclination sensor is a sensor that detects a pitch angle of the vehicle body (an inclination angle of the vehicle body about an axis along the left-right direction of the vehicle body).
  • the control device increases or decreases the assist force output from the electric motor 21 when the vehicle is traveling on a hill compared to when the vehicle is traveling on a flat road. In this way, for example, when the vehicle travels uphill, a large assist force can be automatically obtained, and comfortable driving can be realized. Also, when the vehicle travels downhill, unnecessary power consumption is achieved. Can be suppressed.
  • FIG. 4A is a block diagram showing a configuration of the electric assist bicycle 1C according to the third embodiment and the pedal effort assist system provided in the electric assist bicycle 1C.
  • FIG. 4B is a block diagram illustrating processing of the control device 30C included in the electrically assisted bicycle 1C.
  • the same reference numerals are given to the same devices and functions as those in the first embodiment. Below, the description about the matter similar to 1st Embodiment is abbreviate
  • the electrically assisted bicycle 1C has a tilt sensor 52.
  • a uniaxial, biaxial or triaxial acceleration sensor can be used as the tilt sensor 52.
  • the direction of acceleration detected by the tilt sensor 52 is set so that the output signal of the tilt sensor 52 changes according to the pitch angle of the vehicle body.
  • the direction of acceleration detected by the tilt sensor 52 is the longitudinal direction of the vehicle body.
  • the detection direction is set to this direction, for example, when the vehicle is on an uphill, the acceleration (gravity) to the rear of the vehicle body detected by the inclination sensor 52 increases.
  • the direction of acceleration detected by the tilt sensor 52 may be the longitudinal direction of the vehicle body and the lateral direction of the vehicle body. Further, the acceleration detection direction by the tilt sensor 52 may be the left-right direction and the vertical direction of the vehicle body.
  • control device 30C includes an assist force calculation unit 31C, the above-described motor control unit 32, and a slope determination unit 35 as functions thereof. These functions are realized by the microprocessor executing a program stored in the memory of the control device 30C.
  • the slope judgment unit 35 calculates the pitch angle of the vehicle body based on the output signal of the tilt sensor 52. That is, the slope determination unit 35 calculates the pitch angle of the vehicle body based on the acceleration (gravity) of the vehicle body detected by the inclination sensor 52. Then, the hill determination unit 35 determines whether or not the vehicle is traveling on the hill based on the calculated pitch angle. More specifically, the slope determination unit 35 determines whether or not the vehicle is traveling uphill based on the pitch angle. For example, when the sign of the pitch angle when the vehicle body is tilted so that the front part of the vehicle body is high is positive, the hill determination unit 35 determines that the vehicle has a pitch angle larger than a threshold value (threshold value> 0).
  • this threshold value is referred to as an uphill determination threshold value.
  • the slope determination unit 35 may determine whether or not the vehicle is traveling downhill based on the pitch angle. For example, when the sign of the pitch angle when the vehicle body is tilted so that the rear part of the vehicle body is high is negative, the slope determination unit 35 is when the calculated pitch angle is smaller than a threshold value (threshold value ⁇ 0), It may be determined that the vehicle is traveling on a downhill (hereinafter, this threshold is referred to as a downhill determination threshold).
  • the assist force calculation unit 31C calculates the assist force according to the pedaling force applied to the pedal 2a and the vehicle speed, like the assist force calculation unit 31A of the first embodiment. For example, the assist force calculation unit 31C calculates a normal assist force according to the detected pedaling force and the vehicle speed with reference to a map or a relational expression representing the relationship between the assisting force, the pedaling force, and the vehicle speed. In one example, the assist force calculation unit 31C multiplies the pedal effort by the assist rate set according to the vehicle speed, and sets the result of the multiplication as the normal assist force. The assist force calculation unit 31C sets the normal assist force as the target assist force when the vehicle is not traveling uphill or downhill, in other words, when the vehicle is traveling on a flat road.
  • the assist force calculating unit 31C includes an assist force increasing unit 31c that increases the assist force when the vehicle is traveling uphill.
  • the assist force increasing unit 31c controls the electric motor 21 so that the electric motor 21 outputs an assist force larger than the normal assist force when the vehicle is traveling uphill.
  • the assist force increasing unit 31c multiplies the normal assist force by a coefficient (for example, coefficient> 1), and uses the result of the multiplication as the target assist force.
  • the assist force calculation unit 31C may multiply the pedal effort by the assist rate set according to the vehicle speed and a coefficient (for example, coefficient> 1), and use the result of the multiplication as the target assist force.
  • the assist force increasing unit 31c may add a fixed value to the normal assist force and use the result of the addition as the target assist force.
  • a climbing map or relational expression may be stored in the memory in advance.
  • this map or relational expression the relationship between the assist force higher than the normal assist force, the pedal effort, and the vehicle speed is shown, and the assist force increasing unit 31c refers to those maps and relational expressions to determine the target assist force. It may be calculated.
  • the target assist force calculated by the assist force increasing unit 31c may be increased according to the inclination of the uphill, that is, according to the pitch angle of the vehicle body.
  • the above-described coefficient used by the assist force increasing unit 31c increases according to the pitch angle of the vehicle body. By doing so, even when traveling on a steep hill, it is possible to travel smoothly and improve comfort during traveling.
  • the coefficient is not limited to this, and may be a fixed value.
  • the assist force calculation unit 31C includes an assist force reduction unit 31d that reduces the assist force when the vehicle is traveling downhill.
  • the assist force reduction unit 31d controls the electric motor 21 so that the assist force output by the electric motor 21 is smaller than the normal assist force when the vehicle is traveling downhill.
  • the assist force reduction unit 31d may stop driving the electric motor 21.
  • the assist force reduction unit 31d may stop power supply from the motor drive device 39 to the electric motor 21.
  • Assist force reduction unit 31d may set an assist force lower than the normal assist force as the target assist force.
  • the assist force reduction unit 31d may multiply the normal assist force by a coefficient (for example, coefficient ⁇ 1) and use the result of the multiplication as the target assist force.
  • the assist force reduction unit 31d may multiply the pedal effort by an assist rate and a coefficient (for example, coefficient ⁇ 1) set according to the vehicle speed, and use the result of the multiplication as the target assist force.
  • the assist force reduction unit 31d may subtract a fixed value from the normal assist force and use the result of the subtraction as the target assist force.
  • a downhill map or a relational expression may be stored in the memory in advance.
  • this map or relational expression the relationship between the assisting force lower than the normal assisting force, the pedaling force, and the vehicle speed is shown, and the assisting force reducing unit 31d refers to those maps and relational expressions to determine the target assisting force. It may be calculated.
  • the assist force reduction unit 31d may set 0 as the target assist force.
  • the target assist force calculated by the assist force reduction unit 31d may be reduced according to the downhill inclination, that is, according to the pitch angle of the vehicle body.
  • the coefficient used by the assist force reduction unit 31d becomes smaller according to the pitch angle (that is, the coefficient approaches 0).
  • the coefficient is not limited to this, and may be a fixed value.
  • the control device 30C may also have two control modes like the control device 30A.
  • the control device 30C determines whether or not the vehicle is traveling on a slope and increases or decreases the assist force output from the electric motor 21 when the vehicle is traveling on a slope. To do.
  • the control device 30C does not increase / decrease the assist force (processing executed in the first control mode) based on the road inclination. That is, the control device 30C does not use the output of the tilt sensor 52 for calculating the target assist force in the second control mode.
  • the control device 30C also has an operation unit 46 as shown in FIG. 4A.
  • the control device 30C may selectively execute the first control mode and the second control mode in accordance with a signal input from the operation unit 46. The user may not necessarily be able to select the control mode. That is, the control device 30C may constantly execute the control in the first control mode.
  • the slope determination unit 35, the assist force increasing unit 31c, and the assist force reducing unit 31d are only when the first control mode is selected through the operation unit 46. Executed.
  • the processing of the slope determination unit 35, the assist force increasing unit 31c, and the assist force reducing unit 31d are not executed, and the normal assist force calculated by the assist force calculating unit 31C is the target. Set as assist force.
  • FIG. 4C is a flowchart showing an example of processing executed by the control device 30C.
  • the control device 30C repeatedly executes a series of processes shown in this figure at a predetermined cycle (for example, several tens of milliseconds).
  • a predetermined cycle for example, several tens of milliseconds.
  • the processing in this flowchart is executed when the first control mode is selected.
  • the control device 30C detects the pedal force applied to the pedal 2a based on the output signal of the torque sensor 41, and detects the vehicle speed based on the output signal of the front wheel rotation sensor 43 (S301). Next, the assist force calculation unit 31C calculates a normal assist force according to the pedaling force and the vehicle speed (S302).
  • the slope determination unit 35 detects the pitch angle based on the output signal of the tilt sensor 52 (S303). Then, the slope determination unit 35 determines whether or not the pitch angle is larger than the climbing determination threshold (S304).
  • the assist force increasing unit 31c increases the assist force.
  • the assist force increasing unit 31c sets an assist force higher than the normal assist force as the target assist force (S305). For example, the pedaling force is multiplied by the assist rate and coefficient (for example, coefficient> 1) set according to the vehicle speed, and the result of the multiplication is set as the target assist force.
  • the hill determination unit 35 determines whether the pitch angle is smaller than the downhill determination threshold (S307).
  • the assist force reduction unit 31d stops driving the electric motor 21 (S308).
  • the assist force calculation unit 31C sets the normal assist force as the target assist force (S309).
  • the motor control unit 32 outputs a command value corresponding to the set target assist force to the motor drive device 39 (S306).
  • control device 30C does not necessarily have the slope determination unit 35.
  • a relational expression and a map representing the relationship between the pitch angle and the coefficient are stored in the memory in advance, and the assist force calculation unit 31C increases the normal assist force using the coefficient corresponding to the detected pitch angle, The normal assist force may be reduced.
  • the pedal effort assist system includes a sensor for detecting the inclination of the vehicle body in the left-right direction. Then, the control device detects the fall of the vehicle body based on the inclination of the vehicle body, and restricts the drive of the electric motor 21 when the vehicle body is detected to fall. By doing so, it is possible to suppress unnecessary power consumption while the vehicle is falling.
  • FIG. 5A is a block diagram showing a configuration of an electric assist bicycle 1D according to the fourth embodiment and a pedal effort assist system provided in the electric assist bicycle 1D.
  • FIG. 5B is a block diagram illustrating processing of the control device 30D included in the electrically assisted bicycle 1D.
  • the same reference numerals are given to the same devices and functions as those in the first embodiment. Below, the description about the matter similar to 1st Embodiment is abbreviate
  • the electrically assisted bicycle 1 ⁇ / b> D has a tilt sensor 53.
  • a tilt sensor 53 a uniaxial, biaxial or triaxial acceleration sensor can be used.
  • the direction of acceleration detected by the tilt sensor 53 is set such that the output signal of the tilt sensor 53 changes according to the tilt of the vehicle body in the left-right direction (that is, the roll angle).
  • the direction of acceleration detected by the tilt sensor 52 is the left-right direction of the vehicle body.
  • the direction of acceleration detected by the tilt sensor 52 may include the front-rear direction or the vertical direction in addition to the left-right direction of the vehicle body.
  • control device 30D includes an assist force calculation unit 31D, the above-described motor control unit 32, and a fall determination unit 36 as its functions. These functions are also realized by the microprocessor executing a program stored in the memory of the control device 30D.
  • the fall determination unit 36 detects the tilt angle (roll angle) of the vehicle body in the left-right direction based on the output signal of the tilt sensor 53.
  • the fall determination unit 36 determines whether or not the vehicle is falling based on the inclination angle. For example, the fall determination unit 36 determines that the vehicle has fallen when the inclination angle is larger than the threshold (this threshold is hereinafter referred to as a fall determination threshold).
  • the fall determination unit 36 may determine whether or not the vehicle is falling based on the inclination angle of the vehicle body and the vehicle speed. For example, the overturn determination unit 36 may determine that the vehicle is overturned when the vehicle speed is lower than the threshold and the inclination angle is larger than the overturn determination threshold.
  • the control device 30D limits the drive of the electric motor 21 when the vehicle body is detected to fall. Specifically, the control device 30D stops driving the electric motor 21 when the vehicle body is detected to fall. Specifically, the motor control unit 32 stops the output of the command value to the motor driving device 39 or stops the power supply from the motor driving device 39 to the electric motor 21.
  • the assist force calculation unit 31D calculates the assist force according to the pedaling force applied to the pedal 2a and the vehicle speed, similarly to the assist force calculation unit 31A of the first embodiment. For example, the assist force calculation unit 31D calculates a target assist force according to the detected pedal force and the vehicle speed with reference to a map or a relational expression that represents the relationship between the assist force, the pedal force, and the vehicle speed. In one example, the assist force calculation unit 31D multiplies the pedal effort by the assist rate set according to the vehicle speed, and sets the result of the multiplication as the target assist force. As a result of the processing of the overturn determination unit 36, when the vehicle body is detected to fall, the assist force calculation unit 31D may set the target assist force to 0 regardless of the value of the pedaling force.
  • the control device 30D may also have two control modes, similar to the control device 30A.
  • control device 30D determines whether or not the vehicle has fallen, and restricts driving of electric motor 21 when the vehicle has fallen.
  • the control device 30D does not limit the drive of the electric motor 21 (processing executed in the first control mode) that relies on the inclination of the vehicle body in the left-right direction. That is, in the second control mode, the control device 30 ⁇ / b> D does not use the output of the inclination sensor 53 for controlling the electric motor 21.
  • the control device 30D also has an operation unit 46 as shown in FIG. 5A.
  • the control device 30D may selectively execute the first control mode and the second control mode in accordance with a signal input from the operation unit 46.
  • the user may not necessarily be able to select the control mode. That is, the control device 30D may constantly execute the control in the first control mode.
  • the fall determination unit 36 is executed only when the first control mode is selected through the operation unit 46.
  • the fall determination unit 36 is not executed, and the normal assist force calculated by the assist force calculation unit 31D is set as the target assist force.
  • FIG. 5C is a flowchart showing an example of processing executed by the control device 30D.
  • the control device 30D repeatedly executes the process shown in this figure at a predetermined cycle (for example, several tens of milliseconds).
  • a predetermined cycle for example, several tens of milliseconds.
  • the processing in this flowchart is executed when the first control mode is selected.
  • Control device 30D detects the pedaling force applied to pedal 2a based on the output signal of torque sensor 41, and detects the vehicle speed based on the output signal of front wheel rotation sensor 43 (S401). Next, the assist force calculation unit 31D calculates a target assist force according to the pedaling force and the vehicle speed (S402).
  • the fall determination unit 36 detects the tilt angle of the vehicle body in the left-right direction based on the output signal of the tilt sensor 53 (S403). Then, the fall determination unit 36 determines whether or not the vehicle speed is smaller than the threshold, and determines whether or not the inclination angle is larger than the fall determination threshold (S404, S405). When the vehicle speed is smaller than the threshold value and the inclination angle is larger than the overturn determination threshold value, the control device 30D determines that the vehicle is overturned and stops driving the electric motor 21 (S406).
  • the command value corresponding to the target assist force calculated in S402 is set to the motor control unit. 32 outputs to the motor drive 39.
  • control device 30D may calculate the target assist force after first performing the fall determination.
  • control device 30D may calculate the target assist force after performing the processes of S403, S404, and S405.
  • the pedal effort assist system includes a sensor for detecting a change in the posture of the vehicle body.
  • the control device determines whether the vehicle is stolen based on the change in the posture of the vehicle body, and drives a warning device that outputs a warning when the vehicle theft is detected. This makes it easier for the user to notice that the theft of the parked vehicle has been stolen.
  • the posture change of the vehicle body includes vibrations of the vehicle body.
  • FIG. 6A is a block diagram showing the configuration of the electric power assisting bicycle 1E according to the fifth embodiment and the pedal effort assist system provided in the electric assisting bicycle 1E.
  • FIG. 6B is a block diagram illustrating processing of the control device 30E included in the electrically assisted bicycle 1E.
  • the same reference numerals are given to the same devices and functions as those in the first embodiment. Below, the description about the matter similar to 1st Embodiment is abbreviate
  • the electrically assisted bicycle 1E has an acceleration sensor 54 as a sensor for detecting a change in posture of the vehicle body.
  • the acceleration sensor 54 is a uniaxial, biaxial, or triaxial acceleration sensor.
  • the acceleration detection direction by the acceleration sensor 54 is, for example, one or more of the vertical direction, the front-rear direction, and the left-right direction of the vehicle body.
  • the acceleration detection direction by the acceleration sensor 54 is, for example, the front-rear direction or the vertical direction of the vehicle body.
  • the locking mechanism provided on the vehicle body may be destroyed during theft. In such a case, the vehicle body may vibrate greatly in the left-right direction or the front-rear direction. Therefore, the acceleration sensor 54 may be configured to detect the lateral acceleration and the longitudinal acceleration of the vehicle body.
  • the electrically assisted bicycle 1E has a warning device 38.
  • the warning device 38 is, for example, a horn, a display, or an indicator.
  • the warning device 38 emits a warning sound, displays a warning message, or turns on the light emitting unit in a predetermined form according to a signal input from the control device 30E.
  • the control device 30E has a theft determination unit 37 as its function, in addition to the assist force calculation unit 31E and the motor control unit 32 described above.
  • the theft determination unit 37 determines whether the vehicle has been stolen based on the change in the posture of the vehicle body (that is, based on the acceleration detected by the acceleration sensor 54) when the vehicle is not running. For example, the theft determination unit 37 determines that the vehicle has been stolen when acceleration greater than a threshold value is detected. In addition, the theft determination unit 37 may determine that the vehicle has been stolen when acceleration greater than the threshold value continues for longer than a predetermined time.
  • the theft determination unit 37 may determine that the vehicle has been stolen. In other words, the theft determination unit 37 may determine that the vehicle has been stolen when the amplitude, direction, period, etc. of the vibration detected by the acceleration sensor 54 are unique during theft. For example, the theft determination unit 37 may determine that the vehicle has been stolen when vibration having an amplitude larger than the threshold value continues for longer than a predetermined time.
  • the electrically assisted bicycle 1E may include a locking mechanism provided on the rear wheel 6 or the front wheel 9 and a switch for detecting the state of the locking mechanism (locked state / unlocked state).
  • the theft determination unit 37 may detect the state of the locking mechanism based on the output signal of the switch. For example, the theft determination unit 37 may determine that the vehicle has been stolen when the locking mechanism is in the locked state and the above-described change in posture or vibration of the vehicle body is detected.
  • the control device 30E drives the warning device 38 and outputs a warning when the theft determination unit 37 detects the theft of the vehicle. Specifically, the control device 30E sounds a warning sound, displays a warning, or turns on the light emitting unit in a predetermined form.
  • the warning device 38 is not necessarily a device mounted on the electrically assisted bicycle 1E.
  • the warning device 38 may be a mobile terminal owned by the user.
  • the electrically assisted bicycle 1E may include a wireless communication device, and the control device 30E may transmit a warning to the mobile terminal owned by the user through the communication device.
  • the control device 30E is not connected to the battery 22. Or the process of the theft determination part 37 mentioned above is performed with the electric power received from the battery which the control apparatus 30E contains.
  • the processing of the assist force calculation unit 31E is the same as the processing that the assist force calculation units 31A to 31D described so far perform at normal times. That is, the assist force calculation unit 31E calculates a target assist force according to the detected pedal force and the vehicle speed with reference to a map or a relational expression representing the relationship between the assist force, the pedal force and the vehicle speed.
  • the control device 30E may also have two control modes like the control device 30A.
  • the control device 30E determines the theft of the vehicle based on the change in the posture of the vehicle body, and drives a warning device that outputs a warning when the vehicle theft is detected.
  • the control device 30E does not perform the vehicle theft determination based on the posture change of the vehicle body. That is, in the second control mode, the control device 30E does not use the output of the acceleration sensor 54 for driving the warning device 38.
  • the control device 30E also has an operation unit 46 as shown in FIG. 6A.
  • the control device 30E may selectively execute the first control mode and the second control mode in accordance with a signal input from the operation unit 46. The user may not necessarily be able to select the control mode. That is, the control device 30E may constantly execute the control in the first control mode.
  • the theft determination unit 37 is executed only when the first control mode is selected through the operation unit 46.
  • the theft determination unit 37 is not executed when the second control mode is selected.
  • FIG. 6C is a flowchart showing an example of processing executed by the theft determination unit 37.
  • the theft determination unit 37 repeatedly executes a series of processes shown in FIG. In the form in which the control device 30E has two control modes, the processing in this flowchart is executed when the first control mode is selected.
  • the theft determination unit 37 detects the vehicle speed based on the output signal of the front wheel rotation sensor 43, for example (S501). Further, the theft determination unit 37 detects the acceleration of the vehicle body (change in posture of the vehicle body) based on the output signal of the acceleration sensor 54 (S502). Then, the theft determination unit 37 determines whether or not the vehicle speed is lower than the threshold value, that is, whether or not the vehicle is traveling (S503). Further, the theft determination unit 37 determines whether or not the posture change of the vehicle body obtained from the acceleration detected in S502 meets a predetermined condition, that is, whether or not the posture change is unique at the time of theft (S504).
  • the control device 30E determines that the vehicle has been stolen and drives the warning device 38 (S505).
  • the vehicle speed is higher than the threshold value, or when the change in the posture of the vehicle body obtained from the acceleration sensor 54 does not meet the predetermined condition, the current process ends.
  • control device may have a plurality of functions among the functions of the control devices 30A to 30E described above.
  • control device may have the function of smoothing the acceleration described as the first embodiment and the function of detecting the fall described as the fourth embodiment.
  • a common acceleration sensor may be used for a plurality of functions.

Landscapes

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Abstract

電動アシスト自転車は、ペダルに加えられる踏力を補助するアシスト力を出力するための電動モータ（２１）と、電動モータ（２１）を制御する制御装置（３０Ａ）と、加速度センサ（５１）とを備える。制御装置（３０Ａ）は加速度センサ（５１）の出力に基づいて車両を制御する。この電動アシスト自転車によると、その利便性、走行時の快適性、又は走行時の加速性を向上できる。

Description

電動アシスト自転車、及び踏力アシストシステム
　本開示は電動アシスト自転車、及び踏力アシストシステムに関する。
　運転者がペダルを踏む力（踏力）を電動モータで補助する電動アシスト自転車が利用されている。電動アシスト自転車では、クランク軸に設けられているトルクセンサで運転者の踏力が検知され、電動モータは踏力に応じたアシスト力を出力する。
特開２０１４－１３９０６８号公報
　車両が搭載している電動モータなどの装置を車両の状態に応じて制御できれば、利便性や、走行時の快適性、加速性など向上できる。
　本開示の目的の一つは、電動アシスト自転車の利便性、走行時の快適性、又は加速性を向上することにある。
　（１）本開示で提案する電動アシスト自転車の踏力アシストシステムは、ペダルに加えられる踏力を補助するアシスト力を出力するための電動モータと、ペダルに加えられる踏力に応じたアシスト力を前記電動モータが出力するように前記電動モータを制御する制御装置と、加速度センサとを備えている。前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両を制御する。この踏力アシストシステムによれば、電動アシスト自転車の利便性、走行時の快適性、又は加速性を向上できる。
　（２）踏力アシストシステムの一例では、前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両の加速度を検知し、検知された車両の加速度が閾値よりも大きい加速状態では、車両の加速度が前記閾値よりも小さい通常状態よりも、前記電動モータから出力されるアシスト力を低減してもよい。この踏力アシストシステムによれば、運転者が強くペダルを踏み込んだ場合であっても、加速を滑らかにでき、走行時の快適性を向上できる。
　（３）（２）の踏力アシストシステムにおいて、前記制御装置は、車両の運転状態が前記加速状態から前記通常状態に戻るときに、前記加速状態において低減されていたアシスト力から、低減がなされていない前記通常状態でのアシスト力に徐々に近づけてもよい。こうすることによって、車両が加速状態から通常状態に戻ったときに、アシスト力が急に変化することを抑えることができる。
　（４）（２）の踏力アシストシステムにおいて、車両の加速度に対応づけて定められた係数がメモリに格納されており、前記制御装置は車両の加速度に対応した係数を利用して前記電動モータから出力されるアシスト力の目標値を算出してもよい。
　（５）踏力アシストシステムの他の例では、前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両の加速度を検知し、検知された加速度を利用して後輪がスリップしているか否かを判断し、前記後輪がスリップしている状態では、スリップが生じていない通常状態に比べて前記電動モータから出力されるアシスト力を低減してもよい。この踏力アシストシステムによれば、砂利道や泥道などの路面を走行する場合でも、後輪のスリップが抑えられるので、走行時の加速性を向上できる。
　（６）（５）の踏力アシストシステムにおいて、前記制御装置は、後輪がスリップしている状態から前記通常状態に車両が戻るときに、前記後輪がスリップしている状態において低減されていたアシスト力から、低減がなされていない前記通常状態でのアシスト力に徐々に近づけてもよい。こうすることによって、車両が加速状態から通常状態に戻ったときに、アシスト力が急に変化することを抑えることができる。
　（７）踏力アシストシステムのさらに他の例では、前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両が坂道を走行していることを検知し、車両が下り坂を走行していることが検知された場合に、前記電動モータによるアシスト力の出力を停止してもよい。この踏力アシストシステムによれば、下り坂で不要な電力消費を抑えることができる。
　（８）踏力アシストシステムのさらに他の例では、前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両の左右方向への傾斜を検知し、車体の左右方向への傾斜に基づいて車体の転倒を検知し、車体の転倒が検知されたときに前記電動モータの駆動を制限してもよい。この踏力アシストシステムによれば、車両が転倒していると、ペダルに外力が作用していたとしても電動モータの駆動は制限されるので、不必要な電力が消費されることを抑えることができる。
　（９）踏力アシストシステムのさらに他の例では、前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両の姿勢変化を検知し、検知された姿勢変化に基づいて車両の盗難を判断し、車両の盗難が検知された場合に警告装置を駆動して警告を出力してもよい。この踏力アシストシステムによれば、車両が盗難されたときに、車両の所有者がそのことに気が付きやすくなるので、利便性を向上できる。
　（１０）（９）の踏力アシストシステムにおいて、前記制御装置は、前記加速度センサの出力に基づいて車体の振動を検知し、振動の振幅、方向、及び周期のうち少なくとも一つが予め定めた条件に該当する場合に、車両が盗難されたと判断してもよい。これによると盗難検知の正確性を向上できる。
　（１１）（９）の踏力アシストシステムにおいて、車体の施錠機構の状態を検知するスイッチをさらに備え、前記制御装置はスイッチの出力信号に基づいて前記施錠機構の状態を検知し、前記施錠機構の状態と前記加速度センサで検知される車体の姿勢変化とに基づいて車両の盗難を判断してもよい。これによると盗難検知の正確性を向上できる。
　（１２）（２）乃至（１１）の踏力アシストシステムは、ユーザによって操作される操作部をさらに有してもよい。前記制御装置は、前記加速度センサを利用する制御である第１の制御モードと、前記電動モータの制御又は前記警告装置の制御において前記加速度センサを利用しない第２の制御モードとを有してもよい。そして、前記制御装置は、前記操作部の操作に応じて、前記第１の制御モードと前記第２の制御モードのうち一方を選択してもよい。この踏力アシストシステムによると、ユーザが加速度センサに基づいた制御を不要と判断したときには、第２の制御モードを選択できるので、ユーザの意思を電動モータの制御や警告装置の制御に反映させることができ、車両の利便性を向上できる。
　本発明に係る電動アシスト自転車は上記踏力アシストシステムのいずれかを有している。
本開示で提案する電動アシスト自転車の一例を示す側面図である。 第１の実施形態による電動アシスト自転車の構成を示すブロック図である。 図２Ａに示す電動アシスト自転車が備えている制御装置の機能を示すブロック図である。 図２Ａに示す制御装置が実行する処理の一例を示すフロー図である。 第２の実施形態による電動アシスト自転車の構成を示すブロック図である。 図３Ａに示す電動アシスト自転車が備えている制御装置の機能を示すブロック図である。 図３Ａに示す制御装置が実行する処理の一例を示すフロー図である。 第３の実施形態による電動アシスト自転車の構成を示すブロック図である。 図４Ａに示す電動アシスト自転車が備えている制御装置の機能を示すブロック図である。 図４Ａに示す制御装置が実行する処理の一例を示すフロー図である。 第４の実施形態による電動アシスト自転車の構成を示すブロック図である。 図５Ａに示す電動アシスト自転車が備えている制御装置の機能を示すブロック図である。 図５Ａに示す制御装置が実行する処理の一例を示すフロー図である。 第５の実施形態による電動アシスト自転車の構成を示すブロック図である。 図６Ａに示す電動アシスト自転車が備えている制御装置の機能を示すブロック図である。 図６Ａに示す制御装置が実行する処理の一例を示すフロー図である。
　以下、本開示で提案する踏力アシストシステムの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は実施形態の一例である電動アシスト自転車１Ａの側面図である。図２Ａは第１の実施形態に係る電動アシスト自転車１Ａの構成を示すブロック図である。図２Ａにおいて太い実線は動力の伝達を表し、細い実線は信号や電流を表している。電動アシスト自転車１Ａは運転者の踏力を補助するための踏力アシストシステムを有している。踏力アシストシステムは、後述する電動モータ２１や、制御装置３０Ａ、モータ駆動装置３９、及びセンサなどの電装品で構成される。
　［第１の実施形態］
　図１に示すように、電動アシスト自転車１Ａはクランク軸２を有している。クランク軸２の両端にはペダル２ａが取り付けられている。クランク軸２はシートパイプ１１の下端で支持されている。シートパイプ１１の上端にはシート１８が固定されている。電動アシスト自転車１Ａの前部には、ハンドルポスト８と、ハンドルポスト８の上部に固定されているハンドル７と、ハンドルポスト８の下部に固定されているフロントフォーク１９と、フロントフォーク１９の下端で支持されている前輪９とが設けられている。ハンドルポスト８はフレーム１７の前端に設けられているヘッドパイプ１７ａで支持されている。
　電動アシスト自転車１Ａは、運転者がペダル２ａに加えた力（踏力）を補助するための電動モータ２１（図２Ａ参照）や減速機２５等で構成されるドライブユニット１０を有している。電動モータ２１はバッテリ２２（図１参照）から供給される電力で駆動する。電動アシスト自転車１Ａの例では、バッテリ２２はシートパイプ１１の後側に取り付けられ、ドライブユニット１０はクランク軸２の後側に配置されている。バッテリ２２とドライブユニット１０のレイアウトは電動アシスト自転車１Ａの例に限られず、適宜変更されてよい。
　図２Ａに示すように、ペダル２ａを通してクランク軸２に加えられた動力（トルク）は、一方向クラッチ２３を通して合力伝達機構２４に伝えられる。また、電動アシスト自転車１Ａの例では、電動モータ２１から出力される動力（アシスト力）は減速機２５と一方向クラッチ２６とを通して合力伝達機構２４に伝えられる。合力伝達機構２４はクランク軸２に加えられた動力と電動モータ２１から出力される動力とを合成する。合力伝達機構２４は、例えば軸や、軸上に設けられている回転部材、チェーン５（図１）などによって構成される。合力伝達機構２４の一例では、２つの動力は共通の軸や共通の回転部材に入力されることによって合成される。他の例として、２つの動力の双方がチェーン５に入力されて、合成される。合力伝達機構２４で合成された動力は、図２Ａに示すように、例えば変速機構２７と一方向クラッチ２８とを通して後輪６に伝えられる。電動アシスト自転車１Ａは変速機構２７を有していなくてもよい。
　電動アシスト自転車１Ａは運転者がペダル２ａに加える踏力を検知するためのセンサを有している。このセンサは、図２Ａに示すように、例えばクランク軸２のトルクに応じた信号を出力するトルクセンサ４１である。トルクセンサ４１は、例えばクランク軸２に設けられている磁歪式のセンサであるが、その種類は特に限定されない。また、電動アシスト自転車１Ａは、電動モータ２１の回転速度に応じた信号を出力するモータ回転センサ（エンコーダ）４２と、前輪９の回転速度に応じた信号を出力する前輪回転センサ４３と、クランク軸２の回転位置に応じた信号を出力するクランク回転センサ４５とを有している。これらのセンサ４１、４２、４３、４５の出力信号は、電動モータ２１を制御する制御装置３０Ａに入力される。
　また、電動アシスト自転車１Ａはユーザが操作可能な操作部４６を有している。操作部４６はユーザの操作に応じた信号を制御装置３０Ａに出力する。後述するように、制御装置３０Ａは２つの制御モードを有してもよい。第１の制御モードは、車両の加速度が閾値よりも高い加速状態で電動モータ２１から出力される動力（アシスト力）を下げるモードである。第２の制御モードは、加速度と閾値との比較結果に依拠したアシスト力の低減（第１の制御モードで実行される処理）を行わないモードである。制御装置３０Ａは、操作部４６から入力される信号に従って、第１の制御モードと第２の制御モードとを選択的に実行する。これによって、ユーザは２つの制御モードを選択できる。操作部４６の一例は、ユーザに提供される選択肢（第１の制御モード／第２の制御モード）が表示されるディスプレイと、ユーザの選択を受け付けるボタンである。他の例として、操作部４６はオン操作／オフ操作が可能なボタンでもよい。例えば、オン状態で第１の制御モードが選択され、オフ状態で第２の制御モードが実行されてもよい。
　さらに、電動アシスト自転車１Ａは車両の加速度を検知するための加速度センサ５１を有している。加速度センサ５１は車体の前後方向の加速度に応じた信号を出力するように設けられている。
　制御装置３０Ａは、電動モータ２１の制御に係るプログラムやマップを保持しているメモリと、そのプログラムを実行するマイクロプロセッサとを有している。制御装置３０Ａはトルクセンサ４１の出力に基づいて運転者の踏力を検知し、踏力に応じた動力（アシスト力）を電動モータ２１が出力するように電動モータ２１を制御する。制御装置３０Ａは運転者の踏力に応じた指令値をモータ駆動装置３９に出力する。モータ駆動装置３９はバッテリ２２の電力を受けて指令値に応じた電力を電動モータ２１に供給する。モータ駆動装置３９は、例えばコンバータやインバーターなどで構成される。制御装置３０Ａは電動モータ２１の制御において、前輪回転センサ４３の出力信号に基づいて検知する車速や、クランク回転センサ４５の出力信号に基づいて検知するクランク軸２の回転位置や回転速度を利用してもよい。
　第１の実施形態による制御装置３０Ａは車両の加速度が閾値よりも高い加速状態では、車両の加速度が閾値よりも小さい通常状態よりも電動モータ２１から出力される動力（アシスト力）を下げる。こうすることによって、運転者が意図しない加速を抑えることができ、走行時の快適性を向上できる。制御装置３０Ａは、操作部４６を通して第１の制御モードが選択されているときにだけ、このような制御を実行してもよい。
　図２Ｂは制御装置３０Ａの処理を示すブロック図である。この図に示すように、制御装置３０Ａは、その機能として、アシスト力算出部３１Ａとモータ制御部３２と加速判定部３３とを有している。これらの機能は、制御装置３０Ａが有しているメモリに格納されているプログラムを、マイクロプロセッサが実行することによって実現される。
　加速判定部３３は車両が急加速したか否かを判断する。具体的には、加速判定部３３は、車両の加速度が閾値よりも高いか否かを判断し、車両の加速度が閾値よりも高い場合に車両は加速状態にあると判断する（この閾値を「加速判定閾値」と称する）。また、加速判定部３３は車両の加速度が加速判定閾値よりも低い場合に車両は通常状態にあると判断する。加速判定部３３は、例えば加速度センサ５１の出力信号に基づいて車両の加速度を検知する。加速判定部３３は、加速度センサ５１の出力信号に替えて、前輪回転センサ４３の出力信号に基づいて車両の加速度を算出してもよい。
　加速判定部３３は、図２Ｂに示すように、車両の運転状態に応じて加速判定閾値を変更する閾値設定部３３ａを有してもよい。そして、加速判定部３３は閾値設定部３３ａで設定された加速判定閾値よりも車両の加速度が高いか否かを判断してもよい。閾値設定部３３ａが閾値の設定のために利用する運転状態は車速や、ペダル２ａに加えられた踏力などを含む。例えば、閾値設定部３３ａは車速が高くなると、閾値を下げる。制御装置３０Ａはバッテリ２２の出力電圧を検知してもよい。この場合、閾値設定部３３ａはバッテリ２２の出力電圧に基づいて閾値を設定してもよい。例えば、閾値設定部３３ａはバッテリ２２の出力電圧が下がってきた場合には、閾値を下げてもよい。こうすることによって、バッテリ２２の出力電圧が下がった状態での急加速時に電動モータ２１が駆動するのを、効果的に抑えることができる。なお、他の例として、閾値は、例えば予め設定された固定値でもよい。
　アシスト力算出部３１Ａは電動モータ２１が出力すべき動力（アシスト力）、すなわち目標アシスト力を算出する。アシスト力算出部３１Ａはペダル２ａに加えられた踏力と車速とに応じた目標アシスト力を算出する。例えば、アシスト力算出部３１Ａはアシスト力と踏力と車速との関係を表すマップや関係式を参照し、センサを通して検知された踏力と車速とに応じたアシスト力を算出する（以下、このアシスト力を通常アシスト力と称する）。電動アシスト自転車の一例では、アシスト率（アシスト率＝アシスト力／踏力）が車速に対応させてメモリに予め格納されている。アシスト力算出部３１Ａはセンサで検知した車速に対応するアシスト率を踏力に乗じ、その乗算の結果を通常アシスト力とする。第１の実施形態では、加速判定部３３の処理の結果、車両が加速状態にはないと判断されたとき、すなわち車両が通常状態にあるとき、制御装置３０Ａは通常アシスト力を目標アシスト力とする。
　アシスト力算出部３１Ａは、図２Ｂに示すように、アシスト力低減部３１ａを含んでいる。アシスト力低減部３１ａは車両が加速状態にあるときに、通常アシスト力よりも低いアシスト力を目標アシスト力として設定する。例えば、アシスト力低減部３１ａは、通常アシスト力に係数（例えば、係数＜１）を乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力とする。他の例としては、車速に応じて設定されているアシスト率と、アシスト力を低減するための係数（例えば、係数＜１）とが踏力に乗じられ、その乗算の結果が目標アシスト力とされてもよい。
　さらに他の例では、アシスト力低減部３１ａは通常アシスト力から固定値を減算し、その減算の結果を目標アシスト力としてもよい。
　さらに他の例として、アシスト力低減部３１ａは車両が加速状態にあるときに、通常アシスト力よりも低いアシスト力と踏力と車速との関係を表すマップや関係式を参照し、これらのマップや関係式から得られたアシスト力を目標アシスト力として設定してもよい。このマップや関係式も、例えば制御装置３０Ａのメモリに予め格納される。
　さらに他の例として、アシスト力低減部３１ａは、通常状態で設定され得る目標アシスト力の最小値よりも低いアシスト力を目標アシスト力として設定してもよい。例えば、アシスト力低減部３１ａは目標アシスト力として０を設定してもよい。
　モータ制御部３２はアシスト力算出部３１Ａの処理で算出された目標アシスト力に応じた指令値をモータ駆動装置３９に出力する。また、モータ制御部３２はモータ回転センサ４２の出力信号に基づいて電動モータ２１の回転速度を算出し、指令値に応じた適切な駆動を電動モータ２１が行っているか否かを監視する。
　なお、制御装置３０Ａが２つの制御モードを有している形態では、加速判定部３３とアシスト力低減部３１ａは、操作部４６を通して第１の制御モードが選択されているときだけ実行される。第２の制御モードが選択されているときは、加速判定部３３とアシスト力低減部３１ａは実行されず、アシスト力算出部３１Ａによって算出された通常アシスト力が目標アシスト力として設定される。つまり、制御装置３０Ａは、第２の制御モードにおいては、加速度センサ５１の出力を目標アシスト力の算出に利用しない。ユーザによる制御モードの選択は必ずしも可能となっていなくてもよい。つまり、制御装置３０Ａは第１の制御モードでの制御を恒常的に実行してもよい。
　図２Ｃは制御装置３０Ａが実行する処理の一例を示すフロー図である。制御装置３０Ａはこの図に示す処理を所定の周期（例えば、数十ｍｓｅｃ）で繰り返し実行する。制御装置３０Ａが２つの制御モードを有している形態では、このフロー図の処理は第１の制御モードが選択されている場合に実行される。
　制御装置３０Ａは、トルクセンサ４１の出力信号に基づいてペダル２ａに加えられる踏力を検知し、車速を前輪回転センサ４３の出力信号に基づいて車速を検知する（Ｓ１０１）。次に、アシスト力算出部３１Ａは検知した踏力と車速とに応じた通常アシスト力を算出する（Ｓ１０２）。
　また、加速判定部３３は加速度センサ５１（又は前輪回転センサ４３）の出力信号に基づいて車両の加速度を検知し（Ｓ１０３）、検知した加速度が加速判定閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４の処理で用いられる加速判定閾値は、例えば上述した閾値設定部３３ａによって、車両の運転状態に応じて設定される閾値である。加速度が加速判定閾値よりも高い場合、すなわち車両が加速状態にあるときには、アシスト力低減部３１ａの処理によって、Ｓ１０２で算出された通常アシスト力よりも低いアシスト力が目標アシスト力として設定される（Ｓ１０５）。
　一方、加速度が加速判定閾値よりも高くない場合には、すなわち車両が通常状態にあるときには、アシスト力算出部３１ＡはＳ１０２で算出された通常アシスト力を目標アシスト力とする（Ｓ１０６）。その後、モータ制御部３２はＳ１０５又はＳ１０６で算出された目標アシスト力に応じた指令値を、モータ駆動装置３９に出力する（Ｓ１０７）。以上が、制御装置３０Ａが実行する処理の例である。
　なお、閾値設定部３３ａは加速状態利用される加速判定閾値と、通常状態で利用される加速判定閾値とを異ならせてもよい。例えば、加速状態で利用される閾値は通常状態で利用される加速判定閾値よりも低くてもよい。こうすることによって、車両の加速度が閾値の近くの値である場合にＳ１０４の判定結果が頻繁に切り替わることを、抑えることができる。例えば、１サイクル前の処理で車両が通常状態にあると判断された場合には加速判定閾値として第１の値が利用され、１サイクル前の処理で車両が加速状態にあると判断された場合には、第１の値よりも低い第２の閾値が加速判定閾値として利用されてもよい。
　図２Ｃで示す例に替えて、アシスト力算出部３１Ａは車両が加速状態から通常状態に戻ったとき、目標アシスト力を通常アシスト力に徐々に近づけてもよい。例えば、アシスト力算出部３１Ａは車両が加速状態から通常状態に戻ったときにも、通常アシスト力やアシスト率に係数を乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力とする。このとき、係数を１より小さい値から徐々に１に近づけてもよい。こうすることによって、車両が加速状態から通常状態に戻ったときに、アシスト力が急に上昇することを抑えることができる。車両が加速状態から通常状態に戻ったときの処理はこれに限られない。例えば、アシスト力算出部３１Ａは車両が加速状態から通常状態に戻ったとき、目標アシスト力として通常アシスト力を設定する処理を直ちに再開してもよい。
　制御装置３０Ａは加速判定部３３を有していなくてもよい。すなわち、アシスト力算出部３１Ａは、図２Ｃで示すＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６の処理に替えて、車両の加速度に応じて設定される係数を通常アシスト力やアシスト率に乗じてもよい。この係数は車両の加速度と対応づけてメモリに予め格納され、例えば車両の加速度に対応させて連続的に規定されている。また、この係数は、相対的に高い加速度についてのアシスト力が相対的に低い加速度についてのアシスト力よりも小さくなるように規定されている。すなわち、この係数は、相対的に高い加速度についての係数（加速状態での係数）が、相対的に低い加速度についての係数（通常状態での係数）よりも小さくなるように規定される。このような係数を利用すれば、Ｓ１０４の判定を行うことなく、加速状態では通常状態よりもアシスト力を低減できる。また、加速度の変化に応じてアシスト力を連続的に変化させることができる。これによって、車両の乗り心地を向上できる。
　［第２の実施形態］
　第２の実施形態による制御装置は車両の加速度を利用して後輪６がスリップしているか否かを判断する。そして、制御装置は後輪６がスリップしている状態では、スリップが生じていない通常状態に比べて電動モータ２１から出力されるアシスト力を低減する。こうすることによって、砂利道や泥道などの摩擦係数の低い路面での加速性や快適性を向上できる。
　図３Ａは第２の実施形態に係る電動アシスト自転車１Ｂ、及び電動アシスト自転車１Ｂが備えている踏力アシストシステムの構成を示すブロック図である。図３Ｂは電動アシスト自転車１Ｂが備えている制御装置３０Ｂの処理を示すブロック図である。これらの図において、第１の実施形態と同様の装置及び機能には、同一符合を付している。以下では、第１の実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。
　図３Ａに示すように、電動アシスト自転車１Ｂは、後輪６の回転速度に応じた信号を出力する後輪回転センサ４４を有している。また、電動アシスト自転車１Ｂは上述した加速度センサ５１を有している。加速度センサ５１は、第１の実施形態で説明したものと同様であり、車体の前後方向の加速度に応じた信号を出力する。
　図３Ｂに示すように、制御装置３０Ｂは、その機能として、アシスト力算出部３１Ｂと、上述したモータ制御部３２と、スリップ判定部３４とを有している。これらの機能は、制御装置３０Ｂが有しているメモリに格納されているプログラムを、マイクロプロセッサが実行することによって実現される。
　後輪６がスリップしているときには、後輪６の回転加速度は車両の加速度に比して大きい。そこで、スリップ判定部３４は後輪回転センサ４４の出力信号に基づいて算出した後輪６の回転加速度と、車両の実際の加速度とを利用して、後輪６がスリップしているか否かを判断する。例えば、スリップ判定部３４は車両の加速度が第１の閾値よりも小さい一方で、後輪６の回転加速度が第２の閾値よりも大きい場合に、後輪６がスリップしていると判断する。スリップ判定部３４は、例えば加速度センサ５１の出力信号に基づいて車両の実際の加速度を検知する。これに替えて、スリップ判定部３４は、前輪回転センサ４３の出力信号に基づいて、車両の実際の加速度を検知してもよい。
　他の例として、スリップ判定部３４は、センサ５１、４３の出力に基づいて検知した車両の加速度の次元と、後輪回転センサ４４の出力に基づいて検知した後輪６の回転加速度の次元とを、後輪６の直径を利用して統一し、次元が統一された２つの加速度を比較してもよい。すなわち、スリップ判定部３４はセンサ５１、４３の出力信号から得られた車両の実際の加速度（ｄｖ／ｄｔ）に対応した後輪６の回転加速度（ｄω／ｄｔ）を、後輪６の直径（ｒ）を利用して算出する（ｄω／ｄｔ＝（ｄｖ／ｄｔ）／ｒ）。そして、車両の実際の加速度に対応した後輪６の回転加速度と、後輪回転センサ４４の力から得られた後輪６の回転加速度とを比較してもよい。そして、２つの回転加速度の差が閾値よりも大きい場合に、スリップ判定部３４は後輪６がスリップしていると判断してもよい。さらに別の例として、スリップ判定部３４は後輪回転センサ４４の出力と後輪６の直径とに基づいて車両の加速度を算出し、後輪回転センサ４４の出力から得られた車両の加速度と、センサ５１、４３の出力信号から得られた加速度とを比較してもよい。そして、その差が閾値よりも大きい場合に、スリップ判定部３４は後輪６がスリップしていると判断してもよい。
　第１実施形態と同様、スリップ判定部３４が利用する閾値も、車両の運転状態に応じて変更されてもよい。ここで運転状態は例えば車速を含む。例えば車速が高くなると、スリップ判定部３４は閾値を下げる。
　アシスト力算出部３１Ｂは、第１実施形態と同様に、ペダル２ａに加えられた踏力と車速とに応じたアシスト力を算出する。例えば、アシスト力算出部３１Ｂはアシスト力と踏力と車速との関係を表すマップや関係式を参照して、検知された踏力と車速とに応じた通常アシスト力を算出する。一例では、アシスト力算出部３１Ｂは車速に応じて設定されている係数を踏力に乗じ、その乗算の結果を通常アシスト力とする。アシスト力算出部３１Ｂは車両が通常状態（すなわち後輪６のスリップが生じていない状態）にあるときには、通常アシスト力を目標アシスト力とする。
　アシスト力算出部３１Ｂはアシスト力低減部３１ｂを含んでいる。アシスト力低減部３１ｂは後輪６がスリップしているときに、通常アシスト力よりも低いアシスト力を目標アシスト力として設定する。例えば、アシスト力低減部３１ｂは通常アシスト力に係数（例えば、係数＜１）を乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力とする。他の例として、アシスト力低減部３１ｂは、車速に応じて設定されている上述したアシスト率と、アシスト力低減用の係数（例えば、係数＜１）とを踏力に乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力としてもよい。
　さらに別の例として、アシスト力低減部３１ｂは、通常アシスト力から固定値を減算し、その減算の結果を目標アシスト力としてもよい。
　さらに別の例として、アシスト力低減部３１ｂは、通常アシスト力よりも低いアシスト力と、ペダル２ａに加えられる踏力と、車速との関係を表すマップや関係式を参照し、マップや関係式から得られたアシスト力を目標アシスト力として設定してもよい。
　アシスト力低減部３１ｂは目標アシスト力として０を設定してもよい。言い換えれば、アシスト力低減部３１ｂは後輪６のスリップが生じている場合に、電動モータ２１の駆動を停止してもよい。
　制御装置３０Ｂも、制御装置３０Ａと同様に、２つの制御モードを有してもよい。第１の制御モードにおいて、制御装置３０Ｂは後輪６がスリップしているか否かを判断し、後輪６がスリップしている状態では電動モータ２１から出力されるアシスト力を低減する。第２の制御モードにおいて、制御装置３０Ｂは、後輪６のスリップ判定に依拠したアシスト力の低減（第１の制御モードで実行される処理）を行わない。つまり、制御装置３０Ｂは、第２の制御モードにおいては、加速度センサ５１の出力を目標アシスト力の算出に利用しない。図３Ａに示すように、制御装置３０Ｂも、制御装置３０Ａと同様に、操作部４６を有している。制御装置３０Ｂは、操作部４６から入力される信号に従って第１の制御モードと第２の制御モードとを選択的に実行してもよい。ユーザによる制御モードの選択は必ずしも可能となっていなくてもよい。つまり、制御装置３０Ｂは第１の制御モードでの制御を恒常的に実行してもよい。
　制御装置３０Ｂが２つの制御モードを有している形態では、スリップ判定部３４とアシスト力低減部３１ｂは、操作部４６を通して第１の制御モードが選択されているときだけ実行される。第２の制御モードが選択されているときは、スリップ判定部３４とアシスト力低減部３１ｂは実行されず、アシスト力算出部３１Ｂによって算出された通常アシスト力が目標アシスト力として設定される。
　図３Ｃは制御装置３０Ｂが実行する処理の一例を示すフロー図である。制御装置３０Ｂはこの図に示す一連の処理を所定の周期（例えば、数十ｍｓｅｃ）で繰り返し実行する。制御装置３０Ｂが２つの制御モードを有している形態では、このフロー図の処理は第１の制御モードが選択されている場合に実行される。
　制御装置３０Ｂはペダル２ａに加えられる踏力をトルクセンサ４１の出力信号に基づいて検知し、前輪回転センサ４３の出力信号に基づいて車速を検知する（Ｓ２０１）。次に、アシスト力算出部３１Ｂは踏力と車速とに応じた通常アシスト力を算出する（Ｓ２０２）。
　また、スリップ判定部３４は加速度センサ５１（又は前輪回転センサ４３）の出力信号に基づいて車両の加速度を検知する（Ｓ２０３）。また、スリップ判定部３４は後輪回転センサ４４の出力信号に基づいて後輪６の回転加速度を算出する（Ｓ２０４）。そして、スリップ判定部３４は後輪回転センサ４４の出力信号に基づいて算出した後輪６の回転加速度と、加速度センサ５１（又は前輪回転センサ４３）の出力信号に基づいて算出される加速度とを利用して、後輪６がスリップしているか否かを判断する（Ｓ２０５）。後輪６がスリップしている場合には、アシスト力低減部３１ｂは通常アシスト力よりも低いアシスト力を目標アシスト力として設定する（Ｓ２０６）。
　一方、後輪６のスリップが生じていない場合には、アシスト力算出部３１ＢはＳ２０２で算出された通常アシスト力を目標アシスト力とする（Ｓ２０８）。その後、モータ制御部３２は目標アシスト力に応じた指令値をモータ駆動装置３９に出力する（Ｓ２０７）。
　制御装置３０Ｂの処理の一例では、アシスト力算出部３１Ｂは、アシスト力算出部３１Ａと同様に、後輪６がスリップしている状態から通常状態に戻ったとき、目標アシスト力を通常アシスト力に徐々に近づけてもよい。例えば、アシスト力算出部３１Ｂは通常アシスト力に係数を乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力とする。このとき、アシスト力算出部３１Ｂは係数を１より低い値から徐々に１に近づけてもよい。後輪６がスリップしている状態から通常状態に戻ったときの処理はこれに限られない。例えば、アシスト力算出部３１Ｂは通常状態に戻ったとき、通常アシスト力を目標アシスト力として設定する処理を直ちに再開してもよい。
　［第３の実施形態］
　第３の実施形態では、踏力アシストシステムは加速度センサとして、車両が坂道を走行していることを検知するための傾斜センサを有している。傾斜センサは、具体的には車体のピッチ角（車体の左右方向に沿った軸を中心とする車体の傾斜角）を検知するセンサである。制御装置は、車両が坂道を走行している場合には、車両が平坦路を走行している場合に比べて、電動モータ２１から出力されるアシスト力を割り増したり、低減する。こうすることによって、車両が例えば登坂を走行する場合、自動的に大きなアシスト力を得ることでき、快適な走行を実現できる、また、車両が降坂を走行する場合には、不必要な電力消費を抑えることができる。
　図４Ａは第３実施形態に係る電動アシスト自転車１Ｃ、及び電動アシスト自転車１Ｃが備えている踏力アシストシステムの構成を示すブロック図である。図４Ｂは電動アシスト自転車１Ｃが有している制御装置３０Ｃの処理を示すブロック図である。これらの図において、第１実施形態と同様の装置及び機能には、同一符合を付している。以下では、第１実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。
　図４Ａに示すように、電動アシスト自転車１Ｃは傾斜センサ５２を有している。傾斜センサ５２としては、１軸、２軸、或いは３軸の加速度センサを利用することができる。傾斜センサ５２による加速度の検出方向は、傾斜センサ５２の出力信号が車体のピッチ角に応じて変化するように設定される。例えば、傾斜センサ５２による加速度の検出方向は車体の前後方向である。検出方向がこの方向に設定された場合、例えば車両が登坂にあるとき、傾斜センサ５２で検知される車体の後方への加速度（重力）は増大する。傾斜センサ５２による加速度の検出方向は、車体の前後方向と車体の左右方向でもよい。さらに、傾斜センサ５２による加速度の検出方向は、車体の左右方向と上下方向でもよい。
　図４Ｂに示すように、制御装置３０Ｃは、その機能として、アシスト力算出部３１Ｃと上述したモータ制御部３２と、坂道判定部３５とを有している。これらの機能は、制御装置３０Ｃのメモリに格納されているプログラムをマイクロプロセッサが実行することによって実現される。
　坂道判定部３５は傾斜センサ５２の出力信号に基づいて車体のピッチ角を算出する。すなわち、坂道判定部３５は傾斜センサ５２で検知される車体の加速度（重力）に基づいて車体のピッチ角を算出する。そして、坂道判定部３５は算出したピッチ角に基づいて車両が坂道を走行しているか否かを判断する。より具体的には、坂道判定部３５はピッチ角に基づいて車両が登坂を走行しているか否かを判断する。例えば、車体の前部が高くなるように車体が傾斜している場合のピッチ角の符号を正とした場合、坂道判定部３５はピッチ角が閾値（閾値＞０）よりも大きい場合に、車両が坂道を走行していると判断する（以下ではこの閾値を登坂判定閾値と称する）。また、坂道判定部３５はピッチ角に基づいて車両が降坂を走行しているか否かを判断してもよい。例えば、車体の後部が高くなるように車体が傾斜している場合のピッチ角の符号を負とした場合、坂道判定部３５は算出したピッチ角が閾値（閾値＜０）よりも小さい場合に、車両が降坂を走行していると判断してもよい（以下ではこの閾値を降坂判定閾値と称する）。
　アシスト力算出部３１Ｃは、第１実施形態のアシスト力算出部３１Ａと同様、ペダル２ａに加えられた踏力と車速とに応じたアシスト力を算出する。例えば、アシスト力算出部３１Ｃはアシスト力と踏力と車速との関係を表すマップや関係式を参照して、検知された踏力と車速とに応じた通常アシスト力を算出する。一例では、アシスト力算出部３１Ｃは車速に応じて設定されているアシスト率を踏力に乗じ、その乗算の結果を通常アシスト力とする。アシスト力算出部３１Ｃは車両が登坂や降坂を走行していないとき、言い換えれば車両が平坦路を走行しているときには、通常アシスト力を目標アシスト力とする。
　アシスト力算出部３１Ｃは、車両が登坂を走行している場合にアシスト力を割り増すアシスト力増大部３１ｃを含んでいる。アシスト力増大部３１ｃは、車両が登坂を走行している場合に、通常アシスト力よりも大きなアシスト力を電動モータ２１が出力するように電動モータ２１を制御する。例えば、アシスト力増大部３１ｃは、通常アシスト力に係数（例えば、係数＞１）を乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力とする。他の例として、アシスト力算出部３１Ｃは車速に応じて設定されているアシスト率と、係数（例えば、係数＞１）とを踏力に乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力としてもよい。
　さらに他の例として、アシスト力増大部３１ｃは、通常アシスト力に固定値を加算し、その加算の結果を目標アシスト力としてもよい。
　さらに他の例として、登坂用のマップや関係式がメモリに予め格納されていてもよい。このマップや関係式では、通常アシスト力よりも高いアシスト力と、踏力と、車速との関係が示されており、アシスト力増大部３１ｃはそれらのマップや関係式を参照して目標アシスト力を算出してもよい。
　アシスト力増大部３１ｃが算出する目標アシスト力は、登坂の傾斜に応じて、すなわち車体のピッチ角に応じて大きくなってもよい。例えば、アシスト力増大部３１ｃが利用する上述した係数が、車体のピッチ角に応じて大きくなる。こうすることによって、急な登坂を走行する場合でも、スムーズに走行でき、走行時の快適性を向上できる。係数はこれに限られず、固定値でもよい。
　アシスト力算出部３１Ｃは、車両が降坂を走行している場合にアシスト力を低減するアシスト力低減部３１ｄを含んでいる。アシスト力低減部３１ｄは車両が降坂を走行している場合に、電動モータ２１が出力するアシスト力が通常アシスト力よりも小さくなるように電動モータ２１を制御する。一例では、アシスト力低減部３１ｄは電動モータ２１の駆動を停止してもよい。例えば、アシスト力低減部３１ｄはモータ駆動装置３９から電動モータ２１への電力供給を停止させてもよい。
　アシスト力低減部３１ｄは通常アシスト力よりも低いアシスト力を目標アシスト力として設定してもよい。例えば、アシスト力低減部３１ｄは、通常アシスト力に係数（例えば、係数＜１）を乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力としてもよい。他の例として、アシスト力低減部３１ｄは車速に応じて設定されているアシスト率と係数（例えば、係数＜１）とを踏力に乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力としてもよい。
　さらに他の例として、アシスト力低減部３１ｄは、通常アシスト力から固定値を減算し、その減算の結果を目標アシスト力としてもよい。
　さらに他の例として、降坂用のマップや関係式がメモリに予め格納されていてもよい。このマップや関係式では、通常アシスト力よりも低いアシスト力と、踏力と、車速との関係が示されており、アシスト力低減部３１ｄはそれらのマップや関係式を参照して目標アシスト力を算出してもよい。アシスト力低減部３１ｄは、目標アシスト力として０を設定してもよい。
　アシスト力低減部３１ｄが算出する目標アシスト力は、降坂の傾斜に応じて、すなわち、車体のピッチ角に応じて小さくなってもよい。例えば、アシスト力低減部３１ｄが利用する係数がピッチ角に応じて小さくなる（すなわち、係数は０に近づく）。係数はこれに限られず、固定値でもよい。
　制御装置３０Ｃも、制御装置３０Ａと同様に、２つの制御モードを有してもよい。第１の制御モードにおいて、制御装置３０Ｃは車両が坂道を走行しているか否かを判断し、車両が坂道を走行している場合に、電動モータ２１から出力されるアシスト力を割り増したり、低減する。第２の制御モードにおいて、制御装置３０Ｃは、道の傾斜に依拠したアシスト力の増減（第１の制御モードで実行される処理）を行わない。つまり、制御装置３０Ｃは、第２の制御モードにおいては、傾斜センサ５２の出力を目標アシスト力の算出に利用しない。制御装置３０Ｃも、図４Ａに示すように、操作部４６を有している。制御装置３０Ｃは、操作部４６から入力される信号に従って第１の制御モードと第２の制御モードとを選択的に実行してもよい。ユーザによる制御モードの選択は必ずしも可能となっていなくてもよい。つまり、制御装置３０Ｃは第１の制御モードでの制御を恒常的に実行してもよい。
　制御装置３０Ｃが２つの制御モードを有している形態では、坂道判定部３５とアシスト力増大部３１ｃとアシスト力低減部３１ｄは、操作部４６を通して第１の制御モードが選択されているときだけ実行される。第２の制御モードが選択されているときは、坂道判定部３５の処理とアシスト力増大部３１ｃとアシスト力低減部３１ｄは実行されず、アシスト力算出部３１Ｃによって算出された通常アシスト力が目標アシスト力として設定される。
　図４Ｃは制御装置３０Ｃが実行する処理の一例を示すフロー図である。制御装置３０Ｃはこの図に示す一連の処理を所定の周期（例えば、数十ｍｓｅｃ）で繰り返し実行する。制御装置３０Ｃが２つの制御モードを有している形態では、このフロー図の処理は第１の制御モードが選択されている場合に実行される。
　制御装置３０Ｃはペダル２ａに加えられる踏力をトルクセンサ４１の出力信号に基づいて検知し、車速を前輪回転センサ４３の出力信号に基づいて検知する（Ｓ３０１）。次に、アシスト力算出部３１Ｃは踏力と車速とに応じた通常アシスト力を算出する（Ｓ３０２）。
　また、坂道判定部３５は傾斜センサ５２の出力信号に基づいてピッチ角を検知する（Ｓ３０３）。そして、坂道判定部３５はピッチ角が登坂判定閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３０４）。ここで、ピッチ角が登坂判定閾値よりも大きい場合、すなわち車両が登坂を走行している場合、アシスト力増大部３１ｃはアシスト力を増す。具体的には、アシスト力増大部３１ｃは通常アシスト力よりも高いアシスト力を目標アシスト力として設定する（Ｓ３０５）。例えば、車速に応じて設定されているアシスト率と係数（例えば、係数＞１）とを踏力に乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力とする。
　ピッチ角が登坂判定閾値よりも大きくない場合、坂道判定部３５はピッチ角が降坂判定閾値よりも小さいかどうかを判定する（Ｓ３０７）。ピッチ角が降坂判定閾値よりも小さい場合、すなわち車両が降坂を走行している場合、アシスト力低減部３１ｄは電動モータ２１の駆動を停止する（Ｓ３０８）。ピッチ角が降坂判定閾値よりも小さくない場合、アシスト力算出部３１Ｃは通常アシスト力を目標アシスト力として設定する（Ｓ３０９）。モータ制御部３２は設定された目標アシスト力に応じた指令値をモータ駆動装置３９に出力する（Ｓ３０６）。
　なお、制御装置３０Ｃは必ずしも坂道判定部３５を有していなくてもよい。この場合、ピッチ角と係数との関係を表す関係式やマップがメモリに予め格納され、アシスト力算出部３１Ｃは検知されたピッチ角に対応する係数を利用して、通常アシスト力を割り増したり、通常アシスト力を低減してもよい。
　［第４の実施形態］
　第４の実施形態では、踏力アシストシステムは左右方向への車体の傾斜を検知するためのセンサを備えている。そして、制御装置は車体の傾斜に基づいて車体の転倒を検知し、車体の転倒が検知されたときに電動モータ２１の駆動を制限する。こうすることによって、車両が転倒している状態で、不必要に電力が消費されることを抑えることができる。
　図５Ａは第４実施形態に係る電動アシスト自転車１Ｄ、及び電動アシスト自転車１Ｄが備えている踏力アシストシステムの構成を示すブロック図である。図５Ｂは電動アシスト自転車１Ｄが有している制御装置３０Ｄの処理を示すブロック図である。これらの図において、第１実施形態と同様の装置及び機能には、同一符合を付している。以下では、第１実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。
　図５Ａに示すように、電動アシスト自転車１Ｄは傾斜センサ５３を有している。傾斜センサ５３としては、１軸、２軸、或いは３軸の加速度センサを利用できる。傾斜センサ５３による加速度の検出方向は、傾斜センサ５３の出力信号が車体の左右方向への傾斜（すなわちロール角）に応じて変化するように設定される。例えば、傾斜センサ５２による加速度の検出方向は車体の左右方向である。傾斜センサ５２による加速度の検出方向は、車体の左右方向の他に、前後方向或いは上下方向を含んでもよい。
　図５Ｂに示すように、制御装置３０Ｄは、その機能として、アシスト力算出部３１Ｄと上述したモータ制御部３２と、転倒判定部３６とを有している。これらの機能も、制御装置３０Ｄのメモリに格納されているプログラムをマイクロプロセッサが実行することによって実現される。
　転倒判定部３６は傾斜センサ５３の出力信号に基づいて車体の左右方向への傾斜角（ロール角）を検知する。転倒判定部３６は傾斜角に基づいて車両が転倒しているか否かを判断する。例えば、転倒判定部３６は傾斜角が閾値よりも大きい場合に、車両が転倒していると判断する（この閾値を以下では転倒判定閾値と称する）。転倒判定部３６は車体の傾斜角と車速とに基づいて、車両が転倒しているか否かを判断してもよい。例えば、転倒判定部３６は車速が閾値よりも低く且つ傾斜角が転倒判定閾値よりも大きい場合に、車両が転倒していると判断してもよい。
　制御装置３０Ｄは車体の転倒が検知されたときに電動モータ２１の駆動を制限する。具体的には、制御装置３０Ｄは車体の転倒が検知されたときに電動モータ２１の駆動を停止する。具体的には、モータ制御部３２がモータ駆動装置３９への指令値の出力を停止したり、モータ駆動装置３９から電動モータ２１への電力供給の停止させる。
　アシスト力算出部３１Ｄは、第１の実施形態のアシスト力算出部３１Ａと同様、ペダル２ａに加えられた踏力と車速とに応じたアシスト力を算出する。例えば、アシスト力算出部３１Ｄはアシスト力と踏力と車速との関係を表すマップや関係式を参照して、検知された踏力と車速とに応じた目標アシスト力を算出する。一例では、アシスト力算出部３１Ｄは車速に応じて設定されているアシスト率を踏力に乗じ、その乗算の結果を目標アシスト力とする。転倒判定部３６の処理の結果、車体の転倒が検知されたときに、アシスト力算出部３１Ｄは踏力の値に関わらず、目標アシスト力を０に設定してもよい。
　制御装置３０Ｄも、制御装置３０Ａと同様に、２つの制御モードを有してもよい。第１の制御モードにおいて、制御装置３０Ｄは車両が転倒したか否かを判断し、車両が転倒した場合に、電動モータ２１の駆動を制限する。第２の制御モードにおいて、制御装置３０Ｄは、車体の左右方向の傾斜に依拠した電動モータ２１の駆動の制限（第１の制御モードで実行される処理）を行わない。つまり、第２の制御モードにおいて、制御装置３０Ｄは、傾斜センサ５３の出力を電動モータ２１の制御に利用しない。制御装置３０Ｄも、図５Ａに示すように、操作部４６を有している。制御装置３０Ｄは、操作部４６から入力される信号に従って第１の制御モードと第２の制御モードとを選択的に実行してもよい。ユーザによる制御モードの選択は必ずしも可能となっていなくてもよい。つまり、制御装置３０Ｄは第１の制御モードでの制御を恒常的に実行してもよい。
　制御装置３０Ｄが２つの制御モードを有している形態では、転倒判定部３６は、操作部４６を通して第１の制御モードが選択されているときだけ実行される。第２の制御モードが選択されているときは、転倒判定部３６は実行されず、アシスト力算出部３１Ｄによって算出された通常アシスト力が目標アシスト力として設定される。
　図５Ｃは制御装置３０Ｄが実行する処理の一例を示すフロー図である。制御装置３０Ｄはこの図に示す処理を所定の周期（例えば、数十ｍｓｅｃ）で繰り返し実行する。制御装置３０Ｄが２つの制御モードを有している形態では、このフロー図の処理は第１の制御モードが選択されている場合に実行される。
　制御装置３０Ｄはペダル２ａに加えられる踏力をトルクセンサ４１の出力信号に基づいて検知し、車速を前輪回転センサ４３の出力信号に基づいて検知する（Ｓ４０１）。次に、アシスト力算出部３１Ｄは踏力と車速とに応じた目標アシスト力を算出する（Ｓ４０２）。
　また、転倒判定部３６は傾斜センサ５３の出力信号に基づいて車体の左右方向への傾斜角を検知する（Ｓ４０３）。そして、転倒判定部３６は車速が閾値よりも小さいか否かを判断するとともに、傾斜角が転倒判定閾値よりも大きいか否かを判断する（Ｓ４０４、Ｓ４０５）。車速が閾値よりも小さく、且つ傾斜角が転倒判定閾値よりも大きい場合、制御装置３０Ｄは車両が転倒していると判断し、電動モータ２１の駆動を停止する（Ｓ４０６）。Ｓ４０４において車速が車速閾値よりも大きい場合、或いはＳ４０５において車体の左右方向への傾斜角が転倒判定閾値よりも小さい場合には、Ｓ４０２で算出された目標アシスト力に応じた指令値をモータ制御部３２がモータ駆動装置３９に出力する。
　制御装置３０Ｄが実行する処理の流れは図５Ｃに示す例に限られない。例えば、制御装置３０Ｄは最初に転倒判定を行ってから、目標アシスト力を算出してもよい。言い換えれば制御装置３０ＤはＳ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０５の処理を行った後に、目標アシスト力を算出してもよい。
　［第５の実施形態］
　第５の実施形態では、踏力アシストシステムは車体の姿勢変化を検知するためのセンサを備えている。制御装置は車体の姿勢変化に基づいて車両の盗難を判断し、車両の盗難が検知された場合に警告を出力する警告装置を駆動する。これによって、駐輪している車体に盗難行為がなされた場合、ユーザがそのことに気が付きやすくなる。ここで、車体の姿勢変化は車体の振動も含む。
　図６Ａは第５の実施形態に係る電動アシスト自転車１Ｅ、及び電動アシスト自転車１Ｅが備えている踏力アシストシステムの構成を示すブロック図である。図６Ｂは電動アシスト自転車１Ｅが有している制御装置３０Ｅの処理を示すブロック図である。これらの図において、第１実施形態と同様の装置及び機能には、同一符合を付している。以下では、第１実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。
　図６Ａに示すように、電動アシスト自転車１Ｅは車体の姿勢変化を検知するためのセンサとして、加速度センサ５４を有している。加速度センサ５４は、１軸、２軸、或いは３軸の加速度センサである。加速度センサ５４による加速度の検出方向は、例えば車体の上下方向、前後方向、及び左右方向のうちのいずれか１つ又は複数である。例えば後輪６が施錠される車両においては、後輪６が路面から浮いた状態で盗難される場合がある。そこで、このような車両の場合には、加速度センサ５４による加速度の検出方向は例えば車体の前後方向や上下方向である。また、盗難時には車体に設けられている施錠機構が破壊される場合がある。このような場合、車体が左右方向や前後方向に大きく振動する可能性がある。そこで、加速度センサ５４は車体の左右方向の加速度と前後方向の加速度とを検知するように構成されてもよい。
　図６Ａに示すように、電動アシスト自転車１Ｅは警告装置３８を有している。警告装置３８は例えばホーンや表示器、インジケータなどである。警告装置３８は、制御装置３０Ｅから入力される信号に従って、警告音を発したり、警告用メッセージを表示したり、予め定めた形態で発光部を点灯させる。
　図６Ｂに示すように、制御装置３０Ｅは、その機能として、アシスト力算出部３１Ｅと上述したモータ制御部３２とに加えて、盗難判定部３７を有している。盗難判定部３７は車両が走行中ではないときに、車体の姿勢変化に基づいて（すなわち加速度センサ５４で検知する加速度に基づいて）車両が盗難されたか否かを判断する。例えば、盗難判定部３７は閾値より大きな加速度が検知された場合に車両が盗難されたと判断する。また、閾値よりも大きな加速度が予め定めた時間よりも長く継続した場合に、盗難判定部３７は車両が盗難されたと判断してもよい。
　さらに他の例として、加速度センサ５４によって検知した車体の振動が予め定めた条件に該当する場合に、盗難判定部３７は車両が盗難されたと判断してもよい。言い換えれば、加速度センサ５４によって検知した振動の振幅や方向、周期などが盗難時に特有のものである場合に、盗難判定部３７は車両が盗難されたと判断してもよい。例えば、閾値よりも大きな振幅を有する振動が予め定めた時間より長く継続した場合に、盗難判定部３７は車両が盗難されと判断してもよい。
　さらに他の例として、電動アシスト自転車１Ｅは、後輪６又は前輪９に設けられている施錠機構と、その施錠機構の状態（施錠状態／解錠状態）を検知するスイッチとを有してもよい。この場合、盗難判定部３７はスイッチの出力信号に基づいて施錠機構の状態を検知してもよい。そして、例えば施錠機構が施錠状態にあり、且つ上述した車体の姿勢変化や振動が検知されたときに、盗難判定部３７は車両が盗難されと判断してもよい。
　制御装置３０Ｅは、盗難判定部３７によって車両の盗難が検知されたときに、警告装置３８を駆動して警告を出力する。具体的には、制御装置３０Ｅは警告音を鳴らしたり、警告の表示をしたり、予め定められた形態で発光部を点灯させる。
　なお、警告装置３８は必ずしも電動アシスト自転車１Ｅに搭載される装置でなくてもよい。例えば、警告装置３８はユーザが所有する携帯端末でもよい。この場合、電動アシスト自転車１Ｅは無線通信装置を含み、制御装置３０Ｅは通信装置を通して、ユーザが所有する携帯端末に警告を送信してもよい。
　第５の実施形態では、車両のメインスイッチ（不図示）がオフ状態にあるためにバッテリ２２から電動モータ２１への電力供給が許容されていない状態である場合においても、制御装置３０Ｅはバッテリ２２又は制御装置３０Ｅが内蔵するバッテリから受ける電力によって上述した盗難判定部３７の処理を実行する。
　アシスト力算出部３１Ｅの処理は、これまで説明したアシスト力算出部３１Ａ～３１Ｄが通常時に行う処理と同様である。すなわち、アシスト力算出部３１Ｅはアシスト力と踏力と車速との関係を表すマップや関係式を参照し、検知された踏力と車速とに応じた目標アシスト力を算出する。
　制御装置３０Ｅも、制御装置３０Ａと同様に、２つの制御モードを有してもよい。第１の制御モードにおいて、制御装置３０Ｅは車体の姿勢変化に基づいて車両の盗難を判断し、車両の盗難が検知された場合に警告を出力する警告装置を駆動する。第２の制御モードにおいて、制御装置３０Ｅは、車体の姿勢変化に基づく車両の盗難判定を行わない。つまり、第２の制御モードにおいて、制御装置３０Ｅは、加速度センサ５４の出力を警告装置３８の駆動に利用しない。制御装置３０Ｅも、図６Ａに示すように、操作部４６を有している。制御装置３０Ｅは、操作部４６から入力される信号に従って第１の制御モードと第２の制御モードとを選択的に実行してもよい。ユーザによる制御モードの選択は必ずしも可能となっていなくてもよい。つまり、制御装置３０Ｅは第１の制御モードでの制御を恒常的に実行してもよい。
　制御装置３０Ｅが２つの制御モードを有している形態では、盗難判定部３７は、操作部４６を通して第１の制御モードが選択されているときだけ実行される。第２の制御モードが選択されているときは、盗難判定部３７は実行されない。
　図６Ｃは盗難判定部３７が実行する処理の一例を示すフロー図である。盗難判定部３７はこの図に示す一連の処理を所定の周期で繰り返し実行する。制御装置３０Ｅが２つの制御モードを有している形態では、このフロー図の処理は第１の制御モードが選択されている場合に実行される。
　盗難判定部３７は、例えば前輪回転センサ４３の出力信号に基づいて、車速を検知する（Ｓ５０１）。また、盗難判定部３７は加速度センサ５４の出力信号に基づいて、車体の加速度（車体の姿勢変化）を検知する（Ｓ５０２）。そして、盗難判定部３７は車速が閾値より低いか否か、すなわち車両が走行中ではないかどうかを判断する（Ｓ５０３）。また、盗難判定部３７はＳ５０２で検知した加速度から得られる車体の姿勢変化が予め定めた条件に該当するか否か、すなわち姿勢変化が盗難時に特有のものか否かを判断する（Ｓ５０４）。具体的には、例えば車体の姿勢変化（加速度）が閾値よりも大きいか否かや、車体の振動の振幅等が予め定めた条件に該当するか否かを判断する。車速が閾値よりも低く、且つ加速度から得られる車体の姿勢変化が予め定めた条件に該当する場合、制御装置３０Ｅは車両が盗難されたと判断し、警告装置３８を駆動する（Ｓ５０５）。一方、車速が閾値よりも高い場合や、加速度センサ５４から得られる車体の姿勢変化が予め定めた条件に該当しない場合には、今回の処理は終了する。
　本発明は以上説明した実施形態に限られず、種々の変更がなされてよい。
　例えば、制御装置は、上述した制御装置３０Ａ～３０Ｅの機能のうち複数の機能を有してもよい。例えば、制御装置は、第１の実施形態として説明した加速を滑らかにする機能と、第４の実施形態として説明した転倒を検知する機能とを有してもよい。この場合、複数の機能で共通の加速度センサが利用されてもよい。

 

Claims (13)

  1. 　ペダルに加えられる踏力を補助するアシスト力を出力するための電動モータと、
    　ペダルに加えられる踏力に応じたアシスト力を前記電動モータが出力するように前記電動モータを制御する制御装置と、
    　加速度センサと、を備え、
    　前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両を制御する
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための踏力アシストシステム。
  2. 　前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両の加速度を検知し、検知された車両の加速度が閾値よりも大きい加速状態では、車両の加速度が前記閾値よりも小さい通常状態よりも、前記電動モータから出力されるアシスト力を低減する
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項１に記載の踏力アシストシステム。
  3. 　前記制御装置は、車両の運転状態が前記加速状態から前記通常状態に戻るときに、前記加速状態において低減されていたアシスト力から、低減がなされていない前記通常状態でのアシスト力に徐々に近づける
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項２に記載の踏力アシストシステム。
  4. 　車両の加速度に対応づけて定められた係数がメモリに格納されており、
    　前記制御装置は車両の加速度に対応した係数を利用して前記電動モータから出力されるアシスト力の目標値を算出する
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項２に記載の踏力アシストシステム。
  5. 　前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両の加速度を検知し、検知された加速度を利用して後輪がスリップしているか否かを判断し、後輪がスリップしている状態では、スリップが生じていない通常状態に比べて前記電動モータから出力されるアシスト力を低減する
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項１に記載の踏力アシストシステム。
  6. 　前記制御装置は、後輪がスリップしている状態から前記通常状態に車両が戻るときに、前記後輪がスリップしている状態において低減されていたアシスト力から、低減がなされていない前記通常状態でのアシスト力に徐々に近づける
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項５に記載の踏力アシストシステム。
  7. 　前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車両が坂道を走行しているか否かを検知し、車両が下り坂を走行していることが検知された場合に、前記電動モータによるアシスト力の出力を停止する
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項１に記載の踏力アシストシステム。
  8. 　前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車体の左右方向への傾斜を検知し、車体の左右方向への傾斜に基づいて車体の転倒を検知し、車体の転倒が検知されたときに前記電動モータの駆動を制限する
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項１に記載の踏力アシストシステム。
  9. 　前記制御装置は前記加速度センサの出力に基づいて車体の姿勢変化を検知し、検知された姿勢変化に基づいて車両の盗難を判断し、車両の盗難が検知された場合に、警告装置を駆動して警告を出力する
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項１に記載の踏力アシストシステム。
  10. 　前記制御装置は、前記加速度センサの出力に基づいて車体の振動を検知し、振動の振幅、方向、及び周期のうち少なくとも一つが予め定めた条件に該当する場合に、車両が盗難されたと判断する
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項９に記載の踏力アシストシステム。
  11. 　車体の施錠機構の状態を検知するスイッチをさらに備え、
    　前記制御装置はスイッチの出力信号に基づいて前記施錠機構の状態を検知し、前記施錠機構の状態と前記加速度センサで検知される車体の姿勢変化とに基づいて車両の盗難を判断する
    　ことを特徴とする電動アシスト自転車に搭載するための請求項９に記載の踏力アシストシステム。
  12. 　ユーザによって操作される操作部をさらに有し、
    　前記制御装置は、前記加速度センサを利用する制御である第１の制御モードと、前記電動モータの制御又は前記警告装置の制御において前記加速度センサを利用しない第２の制御モードとを有し、
    　前記制御装置は、前記操作部の操作に応じて、前記第１の制御モードと前記第２の制御モードのうち一方を選択する
    　ことを特徴とする請求項２乃至１１のいずれかに記載される、電動アシスト自転車に搭載するための踏力アシストシステム。
  13. 　請求項１乃至１２のいずれかに記載される踏力アシストシステムを備えている電動アシスト自転車。

     
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