JP2000050418A - 自走式電動自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自走式電動自転車において電力消費量が少な
くなる構成を採りながら、急加速をできるようにする。 【解決手段】 モータ３の動力を制御する制御装置２０
に、運転者の操作によりモータ３の動力をアクセルレバ
ー１９の操作量に対応するモータ動力より増大させる急
加速手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクセル操作子の
操作量に応じてモータの動力が増減し、このモータの動
力によって駆動輪が回転して走行する自走式電動自転車
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動自転車としては、ペダルを踏
込むことによって人力のみで走行する形態と、モータの
動力のみによって走行する形態と、両者を独立かつ同時
に作用させて走行する形態との３態様を採ることができ
る自走式のものがある。

【０００３】この種の自走式電動自転車は、操向ハンド
ルのハンドルグリップ近傍にアクセルレバーを設け、こ
のアクセルレバーを操作することによってモータの動力
を増減させる構造を採っている。なお、電源は車体に搭
載したバッテリーである。

【０００４】この自走式電動自転車は、前記アクセルレ
バーを停止位置から走行位置に操作することによりモー
タ動力のみで発進し、アクセルレバーの位置を変えるこ
とによってモータの動力がアクセルレバーの操作量に対
応して増減し、これに伴って車速が増減する。また、モ
ータの動力で走行しているときにアクセルレバーを停止
位置に戻すことによって、モータの動力が消失する。こ
の状態でブレーキ操作をすることによって、この自走式
電動自転車を停止させることができる。

【０００５】モータの動力は、制御装置からモータに供
給される電流が増大・減少することによって変化する。
なお、この制御装置は、アクセルレバーの操作量をポテ
ンショメータなどによって検出し、この操作量に対応す
るようにモータ電流を増減させる構成を採っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに構成した自走式電動自転車においては、発進時や、
モータの動力で走行している状態で急加速をするとき
に、乗員はアクセルレバーを全開（車速が最大になる位
置）にする傾向があり、このため、急激な加速がなされ
て乗員の意識以上の急発進、急加速となる。この場合、
速度変化が速過ぎるので、乗員の所望の速度へのアクセ
ルレバーの再調整が難しくなるという問題があった。

【０００７】このような方式に対し、別方式として、Ｏ
Ｎ−ＯＦＦタイプのものもあるが、これは、電流値が一
定のため、車速を除々にしか上昇させることができず、
急加速が必要なときにもそれができないという問題があ
った。

【０００８】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、自走式電動自転車において通常使用
時の安全を考慮した緩やかな加速を基本としながら、必
要なときには急加速をできるようにすることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明に係る自走式電動自転車は、モータの動力を制
御する制御装置に、運転者の操作によりモータの動力を
アクセル操作子の操作量に対応するモータ動力より増大
させる急加速手段を設けたものである。

【００１０】本発明によれば、急加速手段を操作するこ
とによってモータの動力が通常走行時の動力より増大
し、アクセル操作子を操作して加速する場合に較べて加
速度が大きくなる。また、急加速手段を操作しないとき
にはモータの動力は相対的に小さいから、電力消費量を
少なく抑えることができる。

【００１１】他の発明に係る自走式電動自転車は、上述
した発明に係る自走式電動自転車において、アクセル操
作子を速度が最大になるように操作した状態で発生する
モータの動力を、車速が法定速度になるように設定した
ものである。この発明によれば、アクセル操作子を速度
が最大になるように操作すると車速は法定速度になるか
ら、通常使用時の安全を考慮した緩やかな加速を基本と
しながら、必要なときは急加速をすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】第１の実施の形態 以下、本発明に係る自走式電動自転車の一実施の形態を
図１ないし図９によって詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明に係る自走式電動自転車の側
面図、図２は動力ユニットの横断面図、図３は後輪ハブ
の横断面図、図４は動力伝達系の構成を示す図、図５は
モータ出力演算手段の構成を示すブロック図である。図
６は本発明に係る自走式電動自転車の運転モードの変化
を説明するための図、図７は制御装置の動作を説明する
ためのフローチャート、図８は車速とモータの駆動力と
の関係を示すグラフ、図９はアクセルレバーと急加速ス
イッチの操作に対応する車速の変化を示すグラフであ
る。

【００１４】これらの図において、符号１で示すもの
は、この実施の形態による自走式電動自転車である。こ
の自走式電動自転車１は、ペダル２を踏込むことによっ
て人力で走行する形態と、図１中に符号３で示すモータ
の動力で走行する形態と、両者を独立かつ同時に作用さ
せて走行する形態との３態様を採ることができるように
構成している。

【００１５】図１において、符号４は車体フレーム、５
は前記車体フレーム４のヘッドパイプ６に操舵自在に支
持させたフロントフォーク、７は前記フロントフォーク
５に回転自在に支持させた前輪、８は前記フロントフォ
ーク５の上端部に取付けた操向ハンドルを示す。

【００１６】前記車体フレーム４は、前記ヘッドパイプ
６から後下がりに延びるメインパイプ９に動力ユニット
１０を介してシートチューブ１１およびチェーンステー
１２を連結することによって形成している。シートチュ
ーブ１１の上端部にサドル１３を取付けるとともに、チ
ェーンステー１２の後端部まで延びるシートステー１４
を溶接している。このシートステー１４とチェーンステ
ー１２とによって後輪１５を回転自在に支持している。

【００１７】また、この後輪１５の上方であってシート
チューブ１１より車体の後方に、この自走式自転車１の
電力源としてのバッテリー１６を搭載している。なお、
前記動力ユニット１０の周囲を覆うように車体フレーム
４に取付けた符号１７で示すものは、後述するスプロケ
ットやチェーンなどの回転する部材と乗員の足との間を
仕切るためのカバーである。

【００１８】また、前記操向ハンドル８には、ブレーキ
レバー１８を左右の把持部８ａの近傍に取付けるととも
に、アクセルレバー１９を一方の把持部８ａに取付けて
いる。前記ブレーキレバー１８は、従来の電動自転車と
同様に、これを操作することによって前輪７または後輪
１５のブレーキ（図示せず）が作動する構造を採ってい
る。

【００１９】前記アクセルレバー１９は、モータ３の動
力で走行するときに車速を設定するためのもので、図１
においてシートチューブ１１とシートステー１４の間に
配設した制御装置２０にポテンショメータ（図示せず）
を介して接続している。すなわち、アクセルレバー１９
の操作量をポテンショメータによって電気信号に変換
し、この電気信号を制御装置２０に送出する構造を採っ
ている。このアクセルレバー１９が本発明に係るアクセ
ル操作子を構成している。

【００２０】前記動力ユニット１０は、図２に示すよう
に、モータ３を収容するハウジング２１を有し、このハ
ウジング２１を前記車体フレーム４に溶接することによ
って車体フレーム４に搭載している。前記モータ３は、
軸線方向が車幅方向を指向するようにハウジング２１に
固定し、出力軸３ａをハウジング２１の車体右側の側壁
から側方に突出させている。また、前記ハウジング２１
は、モータ３より車体の後側にペダルクランク軸２２を
軸受２３によって回転自在に支持させている。なお、モ
ータ３は、前記制御装置２０に接続し、この制御装置２
０から給電されて回転する構造を採っている。

【００２１】前記ペダルクランク軸２２は、前記ハウジ
ング２１を車幅方向に貫通しており、両端部にクランク
２４を介してペダル２を取付けている。また、ペダルク
ランク軸２２における前記ハウジング２１より車体右側
に突出する部分には、このペダルクランク軸２２の回転
を後輪１５に伝達するための人力駆動用フロントスプロ
ケット２５を固着するとともに、モータ３の動力を後輪
１５に伝達するためのモータ駆動用フロントスプロケッ
ト２６を軸受２７によって回転自在に支持させている。

【００２２】これらのフロントスプロケット２５，２６
のうち車体右側に位置する人力駆動用フロントスプロケ
ット２５は、図１および図２中に符号２８で示すチェー
ンを介して後輪１５の人力駆動用リヤスプロケット２９
に接続している。

【００２３】また、モータ駆動用フロントスプロケット
２６は、前記人力駆動用フロントスプロケット２５より
径が小さくなるように形成し、図１および図２中に符号
３０，３１で示す歯車によって前記モータ３の出力軸３
ａに歯車結合させるとともに、チェーン３２を介して後
輪１５のモータ駆動用リヤスプロケット３３に接続して
いる。

【００２４】モータ駆動用フロントスプロケット２６と
モータ３の出力軸３ａとを歯車結合する歯車３０，３１
は、出力軸３ａの回転が減速されてフロントスプロケッ
ト２６に伝達されるように外径を設定している。これら
の歯車３０，３１のうちモータ３側の歯車３０は前記出
力軸３ａに固着し、他方の歯車３１はフロントスプロケ
ット２６に一体に形成している。

【００２５】前記人力駆動用リヤスプロケット２９およ
びモータ駆動用リヤスプロケット３３は、図３に示すよ
うに、後輪１５のハブ３４に一方向クラッチ３５，３６
を介してそれぞれ支持させている。これらの一方向クラ
ッチ３５，３６は、リヤスプロケット２９，３３の回転
のみがハブ３４に伝達される構造を採っている。また、
このハブ３４は、車体フレーム４のチェーンステー１２
に固定した車軸３７に軸受３８を介して回転自在に支持
させており、スポーク３９を取付けるフランジ４０を有
する大径部３４ａから車体右側に突出する円筒３４ｂに
前記二つの一方向クラッチ３５，３６を軸装している。

【００２６】このように構成した動力ユニット１０と後
輪１５の間の動力伝達系の構成を図４に示す。この自走
式電動自転車１においては、ペダル２を踏込むときの踏
力、すなわち人力は、図４に示すように、ペダル２→ク
ランク２４→ペダルクランク軸２２→人力駆動用フロン
トスプロケット２５→チェーン２８→人力駆動用リヤス
プロケット２９→一方向クラッチ３５からなる動力伝達
系によって後輪１５のハブ３４に伝達される。

【００２７】一方、モータ３が制御装置２０から給電さ
れて回転すると、モータ３の動力は、出力軸３ａから減
速歯車３０，３１→モータ駆動用フロントスプロケット
２６→チェーン３２→モータ駆動用リヤスプロケット３
３→一方向クラッチ３６からなる動力伝達系によって後
輪１５のハブ３４に伝達される。このように人力駆動系
とモータ駆動系とをそれぞれ設けることによって、モー
タ駆動系の減速比を設定する上での自由度が高くなる。

【００２８】前記モータ３を制御する制御装置２０は、
図４に示すように、モータ出力演算手段４１とメモリ４
２とを備え、後述する各種の信号に応じて制御モードを
切換え、この制御モード毎にモータ３の動力を制御する
構成を採っている。なお、モータ３の動力を制御するた
めには、この実施の形態ではモータ３に供給する電流を
変化させることによって行う。

【００２９】前記モータ出力演算手段４１は、図５に示
すように、自走制御手段４３と、車速計算手段４４と、
加速方法選択手段４５と、ブレーキ連動停止手段４６と
から構成している。本発明に係る急加速手段は、前記自
走制御手段４３および加速方法選択手段４５と、後述す
る急加速スイッチなどによって構成している。

【００３０】前記各種の信号とは、図４に示すように、
指示速度信号と、ブレーキ信号と、車速検出信号と、急
加速信号のことである。指示速度信号は、前記アクセル
レバー１９を操作することによりポテンショメータから
モータ出力演算手段４１に送出される信号である。な
お、以下において、指示速度信号がポテンショメータか
らモータ出力演算手段４１に送出される状態をアクセル
レバーＯＮ状態といい、指示速度信号が絶たれる状態を
アクセルレバーＯＦＦ状態という。

【００３１】ブレーキ信号は、この自走式電動自転車１
のブレーキに設けたブレーキセンサ４７（図５参照）か
らモータ出力演算手段４１に送出される信号である。前
記ブレーキセンサ４７は、ブレーキの制動状態・解除状
態を判別してこれらの状態に応じたブレーキ信号をモー
タ出力演算手段４１に送出する構造を採っている。な
お、以下において、ブレーキが制動状態でブレーキ信号
がブレーキセンサ４７から送出される状態をブレーキＯ
Ｎ状態といい、ブレーキが解除状態でブレーキ信号が絶
たれる状態をブレーキＯＦＦ状態という。

【００３２】車速検出信号は、図５中に符号４８で示す
車速センサからモータ出力演算手段４１に送出される信
号である。前記車速センサ４８は、近接センサからな
り、前輪７または後輪１５のハブ３４とともに回転する
歯車（図示せず）の歯を検出してパルス状の車速検出信
号をモータ出力演算手段４１に送出する構造を採ってい
る。なお、車速センサ４８を使用することなく、モータ
３に供給する電流から車速を求める構成を採ることもで
きる。

【００３３】急加速信号は、図５中に符号４９で示す急
加速スイッチからモータ出力演算手段４１に送出される
信号である。前記急加速スイッチ４９は、この実施の形
態では近接センサ５０（図１および図２参照）と、この
近接センサ５０が出力するパルスの数を積算するカウン
タ（図示せず）とから構成している。近接センサ５０
は、動力ユニット１０のスイッチ用ブラケット１０ａに
固定し、近接センサ５０の前面近傍を前記人力駆動用ス
プロケット２５の歯が通過する度にパルスを出力する構
造を採っている。また、前記カウンタは、所定時間内に
予め定めた数だけパルスが入力されたときにモータ出力
演算手段４１に急加速信号を送出する構成を採ってい
る。この実施の形態では、ペダルクランク軸２２が前記
所定時間内に１／４回転することによって急加速スイッ
チ４９がＯＮ状態になるように構成している。

【００３４】前記制御モードは、図６に示すように、停
車モードと、定速モードと、通常増速モードと、減速モ
ードと、急加速モードと、制御停止モードとがある。

【００３５】前記停車モードは、メインスイッチ（図示
せず）がＯＮ操作された後であってアクセルレバー１９
がＯＮ状態になる以前の制御モードである。前記メイン
スイッチは、操向ハンドル８の近傍に配設し、制御装置
２０にバッテリー１６から給電する回路を開閉する構造
を採っている。このメインスイッチがＯＮ操作されて制
御装置２０に給電されることによって、制御装置２０は
モータ出力演算手段４１を初期化し、待機状態になる。

【００３６】前記停車モード（待機状態）にあるとき
に、ブレーキがＯＦＦ、アクセルレバー１９がＯＮとい
う条件を満たす場合には、後述する通常増速モードに移
行する。また、前記条件に加えて急加速スイッチ４９が
ＯＮ状態になった場合には、急加速モードに移行する。
なお、停車モードとは異なる制御モードにあるときにブ
レーキがＯＮまたはアクセルレバー１９がＯＦＦという
条件を満たす場合には、停車モードに移行する。

【００３７】通常増速モードは、アクセルレバー１９に
よる指示速度が現在の車速より高いときに移行し、減速
モードは、前記指示速度が現在の車速より低いときに移
行する。また、前記指示速度と現在の車速とが一致する
ときには、モータ３の動力を維持する定速モードにな
る。

【００３８】急加速モードは、走行中のいかなる状態
（モード）からでも急加速スイッチ４９がＯＮ状態にな
ったときに移行する。また、制御停止モードは、各種セ
ンサからの信号が絶たれたときなどのように異常が発生
した場合や、バッテリー１６の電圧が予め定めた電圧よ
り低下した場合などに移行する。制御停止モードでは、
図５中に符号ＳＷ１で示すスイッチが開放される。

【００３９】これらの制御モードのうち急加速モードを
除く他の制御モードの選択と、各制御モードでのモータ
３の制御は、前記自走制御手段４３が実施する。なお、
急加速モードに移行するか否かの判定は、前記加速方法
選択手段４５が急加速スイッチ４９のＯＮ，ＯＦＦ状態
を検出して実施する。

【００４０】また、制御モードの移行に必要な因子であ
る車速は、前記車速計算手段４４が車速検出信号から検
出する。さらに、停車モードへ戻る制御は、前記ブレー
キ連動停止手段４６が実施する。

【００４１】ここで、前記各制御モードで自走制御手段
４３が実施するモータ３の制御について説明する。自走
制御手段４３は、上述した制御モードが停車モードおよ
び制御停止モードのときにはモータ３への給電を絶つよ
うに構成している。また、この自走制御手段４３は、通
常増速モードのときには、アクセルレバー１９の新指示
速度の大きさに応じた電流を供給し、また、たとえアク
セルレバー１９を全開としてもこの自走式電動自転車１
が一般道を法定最大速度で走行するために必要十分なモ
ータ動力が生じる電流しかモータ３に供給しない構成を
採っている（図８参照）。

【００４２】さらに、この自走制御手段４３は、定速モ
ードのときには、モータ３に供給する電流を一定に保
ち、減速モードのときには、予め定めた電流値だけモー
タ３に供給する電流を小さくする構成を採っている。急
加速モードのときには、この自走制御手段４３は、モー
タ３が性能限界に近い回転領域で回転してモータ動力が
最高になるような急加速電流をモータ３に供給するよう
に構成している。急加速モードでモータ３に供給する電
流は、通常増速モードでの最大電流の約２倍に設定して
いる（図８参照）。

【００４３】次に、制御装置２０の動作を図７に示すフ
ローチャートによって詳細に説明する。ステップＳ１で
メインスイッチがＯＮ操作されると、初期化が実施され
た後に制御モードが停車モードに移行し、ステップＳ２
で示すようにスタート待機状態になる。そして、自走制
御手段４３がステップＳ３でバッテリー電圧を検出し、
ステップＳ４でバッテリー電圧が正常か否かを判定す
る。バッテリ電圧が異常である場合には、ステップＳ５
に進んでこの制御装置２０の制御を停止する。

【００４４】次に、ブレーキ連動停止手段４６がステッ
プＳ６でブレーキ信号を検出し、ステップＳ７でブレー
キがＯＦＦ状態か否かを判定する。このとき、ブレーキ
がＯＮ状態である場合にはステップＳ２に戻る。ブレー
キがＯＦＦ状態である場合には、自走制御手段４３がス
テップＳ８で指示速度信号を検出し、ステップＳ９でア
クセルレバー１９がＯＮ状態か否かを判定する。

【００４５】この判定結果がＮＯ、すなわちアクセルレ
バー１９がＯＦＦ状態である場合には、ステップＳ１０
に進んで自走制御手段４３が時間計測を開始し、ステッ
プＳ１１で計測時間（計測開始からの経過時間）から予
め定めた設定時間を差引いてステップＳ１２で前記計測
時間が前記設定時間に達しているか否か（時間内か否
か）を判定する。最初の制御ルーチンの場合には計測時
間が設定時間に達することはないため、ステップＳ１３
に進んで自走制御手段４３が減速モードを選択し、上述
した制御を繰返す。

【００４６】この制御は、２回目以降の制御ルーチンも
初回と状態が同じである場合には、前記計測時間が設定
時間を上回ってステップＳ１２でＮＯと判定されるまで
継続される。すなわち、ブレーキとアクセルレバー１９
の両方がＯＦＦの場合には、前記設定時間の間だけ減速
モードになった後に時間がオーバーするとスタート待機
となる。

【００４７】前記ステップＳ９でアクセルレバー１９が
ＯＮ状態にあると判定された場合には、加速方法選択手
段４５がステップＳ１４で急加速信号を検出し、ステッ
プＳ１５で急加速スイッチ４９がＯＦＦ状態か否かを判
定する。このとき、急加速スイッチ４９がＯＮ状態であ
る場合には、ステップＳ１６で示すように急加速モード
に移行し、自走制御手段４３がモータ３に急加速用の電
流値をもって電流を供給する。そして、ステップＳ３に
戻って上述した制御を繰返す。すなわち、この実施の形
態による自走式電動自転車１は、急加速スイッチ４９を
ＯＮ操作することによって、車速（アクセルレバー１９
による指示速度）とは無関係に急加速をすることができ
る構成を採っている。

【００４８】前記ステップＳ１５で急加速スイッチ４９
がＯＦＦ状態であると判定された場合には、ステップＳ
１７で車速計算手段４４が車速を検出し、ステップＳ１
８で自走制御手段４３がアクセルレバー１９による指示
速度から車速を差引いて現在の状態をステップＳ１９で
判定する。

【００４９】このとき、前記指示速度が車速より低い場
合には、減速モードに移行し、ステップＳ１３で自走制
御手段４３がモータ３に供給する電流を低減させてから
ステップＳ３に戻る。指示速度と車速が一致する場合に
は、ステップＳ２０に示すように定速モードに移行し、
自走制御手段４３は現在の状態を維持するようにモータ
３に電流を供給する。そして、ステップＳ３に戻る。

【００５０】指示速度が現在の車速より高い場合には、
ステップ２１に示すように通常増速モードに移行し、自
走制御手段４３はアクセルレバー１９により指示された
通常増速用の電流値の電流をモータ３に供給する。そし
て、このように電流値を増大させてからステップＳ３に
戻る。

【００５１】ここで、上述した制御装置２０の具体的な
動作の例を図８および図９によって説明する。図９にお
いては、アクセルレバー１９による指示速度を細線で示
し、実車速を太線で示す。また、急加速モードに移行せ
ずに増速をする場合の車速の変化、すなわち従来の自走
式電動自転車での車速の変化を破線で示す。

【００５２】先ず、この自走式電動自転車１がモータ３
の動力のみで走行しているときにアクセルレバー１９を
車速上昇側に車速が最大になるように操作し、その後に
急加速スイッチ４９をＯＮ操作した場合のモータ動力お
よび車速の変化を図８および図９（ａ）によって説明す
る。

【００５３】図８中に符号Ａで示す車速（現在速度）で
走行しているときには、モータ３の動力は、この車速で
走行するために必要な動力Ｂになる。この状態でアクセ
ルレバー１９を全開位置まで操作し、アクセルレバー１
９による指示速度を新指示速度Ｃに設定すると、モータ
３にアクセル開度に応じた通常増速用の電流値をもって
電流が供給され、モータ３の動力は動力Ｄまで上昇す
る。このようにモータ動力が上昇することによって車速
が上昇する。

【００５４】このときに車速が上昇する割合（加速度）
は、図９（ａ）に太線で示すように従来の自走式電動自
転車と同じである。この加速度の大きさは、同図におい
ては傾斜角度で現れる。すなわち、加速度が大きいとき
には傾斜角度が大きくなる。

【００５５】そして、車速が前記指示速度Ｃに達する以
前に急加速スイッチ４９をＯＮ操作すると、モータ３に
急加速用の電流値をもって電流が供給され、モータ３の
動力は動力Ｅまで上昇する。この結果、図９（ａ）に太
線で示すように、加速度が大きくなる。

【００５６】車速が新指示速度Ｃに達したときに急加速
スイッチ４９をＯＦＦ状態にすることによって、モータ
３の動力は図８に示すように動力Ｄまで低下する。この
動力Ｄは、新指示速度Ｃで走行するために必要十分な動
力である。

【００５７】また、発進後に指示速度に達する以前に急
加速スイッチ４９をＯＮ操作する場合には、図９（ｂ）
に示すように速度が変化する。すなわち、急加速スイッ
チ４９がＯＮになっている間は加速度が高く、急加速ス
イッチ４９がＯＦＦのときには従来と同様の加速度にな
る。

【００５８】発進と同時に急加速スイッチ４９をＯＮ操
作する場合には、図９（ｃ）に示すように、急加速をし
ながら発進し、急加速スイッチ４９がＯＦＦになった後
は指示速度まで従来と同様の加速度で除々に増速する。

【００５９】一定速度で走行しているときに急加速スイ
ッチ４９がＯＮになってからＯＦＦになると、図９
（ｄ）に示すように、急加速スイッチ４９がＯＮになる
とともに急加速し、ＯＦＦになった後に急加速前の車速
まで速度が低下する。このときに車速が低下するのは、
走行抵抗があるからである。

【００６０】一定速度で走行しているときにアクセルレ
バー１９で指示速度を高くするとともに急加速スイッチ
４９をＯＮ操作する場合には、図９（ｅ）に示すよう
に、走行中に急加速して車速が上昇し、この車速を維持
するようになる。

【００６１】したがって、急加速スイッチ４９をＯＮ操
作することによってモータ３の動力が通常走行時の動力
より増大し、アクセルレバー１９を操作して加速する場
合に較べて加速度が大きくなる。また、急加速スイッチ
４９がＯＦＦ状態になるときにはモータ３の動力は相対
的に小さくなるから、電力消費量を少なく抑えることが
できる。

【００６２】また、この電動自転車１は、アクセルレバ
ー１９を速度が最大になるように操作すると車速は法定
速度になるから、通常使用時の安全を考慮した緩やかな
加速を基本としながら、必要なときは急加速をすること
ができる。

【００６３】第２の実施の形態 本発明に係る制御装置は、アクセルレバー１９を車速上
昇側に操作していなければ急加速をすることができない
ように構成することができる。この形態を採る場合の制
御装置の構成を図１０に示すフローチャートによって説
明する。

【００６４】図１０は制御装置の他の実施の形態を説明
するためのフローチャートで、同図において、図１〜図
９で説明したものと同一もしくは同等の部材について
は、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００６５】この実施の形態による制御装置２０は、ス
テップＳ９でアクセルレバーがＯＮ状態になっていると
判定された後に、先ず、車速を検出し（ステップＳ１
７）、次いで、アクセルレバー１９による指示速度から
車速を差引いて（ステップＳ１８）指示速度と車速の大
小を比較する（ステップＳ１９）。指示速度が車速より
低い場合と、指示速度が車速と一致する場合は、前記図
７に示すフローチャートと同じ制御を行う。

【００６６】すなわち、指示速度が車速より高い場合に
は、加速方法選択手段４５が急加速信号を検出し（ステ
ップＳ１４）、急加速スイッチ４９がＯＮ状態にあるか
否かを判定する（ステップＳ１５）。急加速スイッチ４
９がＯＮの場合には、ステップＳ１６に進んで急加速モ
ードに移行し、急加速スイッチ４９がＯＦＦの場合に
は、ステップＳ２１に進んで通常増速モードに移行す
る。このように制御装置２０を構成しても第１の実施の
形態を採るときと同等の作用効果を奏する。

【００６７】第３の実施の形態 本発明に係る自走式電動自転車の動力ユニットは、図１
１に示すように構成することができる。図１１は動力ユ
ニットの他の実施の形態を示す断面図である。同図にお
いて、図１〜図９で説明したものと同一もしくは同等の
部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略す
る。

【００６８】図１１に示す動力ユニット５１は、後輪の
ハブ（図示せず）との間の動力伝達系が一つになるよう
に形成している。すなわち、ペダルクランク軸２２に軸
受５２を介して回転自在に支持させた合力軸５３に人力
とモータ３の動力とが加えられる構造を採り、この合力
軸５３に固着したフロントスプロケット５４をチェーン
（図示せず）によって前記ハブに接続している。

【００６９】この動力ユニット５１において合力軸５３
への人力の伝達は、ペダルクランク軸２２から遊星歯車
機構５５を介して行われ、合力軸５３へのモータ３の動
力の伝達は、出力軸３ａから遊星ローラ機構５６および
歯車式減速機５７を介して行われる。

【００７０】前記遊星歯車機構５５は、ペダルクランク
軸２２に一方向クラッチ５８を介して遊星歯車支持用キ
ャリア５９を軸装し、外周歯車６０を前記合力軸５３に
接続するとともに、太陽歯車６１をペダルクランク軸２
２に回転自在に支持させている。この太陽歯車６１は、
動力ユニット５１のハウジング５１ａに固定用レバー６
２を介して接続し、ハウジング５１ａに対して回転する
ことがないように固定している。遊星歯車を符号６３で
示す。

【００７１】前記遊星ローラ機構５６は、モータ３の出
力軸３ａに遊星ローラ６４を添接させるとともに、外周
円筒６５をモータ３の端壁に固定し、遊星ローラ支持用
キャリア６６を歯車式減速機５７の入力歯車６７に一方
向クラッチ６８を介して接続している。この一方向クラ
ッチ６８および前記人力駆動系の一方向クラッチ５８
は、何れも合力軸５３側から動力が伝達されることを絶
つ構造を採っている。前記入力歯車６７に噛合する出力
歯車６９は、合力軸５３に一体に形成している。

【００７２】また、この動力ユニット５１においては、
急加速スイッチ４９の近接センサ５０をフロントスプロ
ケット５４とは車幅方向の反対側に配設している。この
近接センサ５０は、前記ハウジング５１ａに支持させ、
ペダルクランク軸２２に固定した急加速検出用スプロケ
ット６９の歯を検出する構造を採っている。

【００７３】このように構成した動力ユニット５１にお
いては、人力はペダルクランク軸２２から遊星歯車機構
５５を介して合力軸５３に伝達され、この合力軸５３に
固着したフロントスプロケット５４から後輪側へ伝達さ
れる。また、モータ３の動力は、遊星ローラ機構５６か
ら歯車式減速機５７を介して合力軸５３に伝達され、フ
ロントスプロケット５４から後輪側へ伝達される。な
お、モータ３の動力のみによって走行する場合には、ペ
ダルクランク軸２２と遊星歯車機構５５との間に介装し
た一方向クラッチ５８によって合力軸５３の回転がペダ
ルクランク軸２２に伝達されることが阻止されるから、
乗員の足を止めた状態にすることができる。

【００７４】このように動力ユニット５１と後輪との間
の動力伝達系が一つになるように構成することにより、
第１の実施の形態を採る場合に較べてスプロケットおよ
びチェーンなどの部材を削減することができ、コストダ
ウンおよび小型化、軽量化を図ることができる。

【００７５】なお、上述した各実施の形態では、ペダル
クランク軸２２が回転することによって急加速スイッチ
４９がＯＮ状態になる例を示したが、急加速スイッチ４
９は、例えば操向ハンドル８の把持部８ａの近傍に配設
することもできる。この構成を採る場合には、急加速ス
イッチ４９を運転者の指で操作できるように形成する。
例えば押釦式スイッチや、レバーを回動させることによ
ってＯＮ状態になるようなスイッチによって急加速スイ
ッチを形成する。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、急
加速手段を操作することによってモータの動力が通常走
行時の動力より増大し、アクセル操作子を操作して加速
する場合に較べて加速度が大きくなる。また、急加速手
段を操作しないときにはモータの動力は相対的に小さい
から、電力消費量を少なく抑えることができる。

【００７７】したがって、電力消費量が少なくなる構成
を採りながら、例えば他車との干渉を避けるために急加
速をすることができる自走式電動自転車を提供すること
ができる。

【００７８】他の発明によれば、アクセル操作子を速度
が最大になるように操作すると車速は法定速度になるか
ら、通常使用時の安全を考慮した緩やかな加速を基本と
しながら、必要なときは急加速をすることができる自走
式電動自転車を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る自走式電動自転車の側面図であ
る。

【図２】 動力ユニットの横断面図である。

【図３】 後輪ハブの横断面図である。

【図４】 動力伝達系の構成を示す図である。

【図５】 モータ出力演算手段の構成を示すブロック図
である。

【図６】 本発明に係る自走式電動自転車の運転モード
の変化を説明するための図である。

【図７】 制御装置の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図８】 車速とモータの駆動力との関係を示すグラフ
である。

【図９】 アクセルレバーと急加速スイッチの操作に対
応する車速の変化を示すグラフである。

【図１０】 制御装置の他の実施の形態を説明するため
のフローチャートである。

【図１１】 動力ユニットの他の実施の形態を示す断面
図である。

【符号の説明】

１…自走式電動自転車、３…モータ、１０，５１…動力
ユニット、１９…アクセルレバー、２０…制御装置、４
９…モータ出力演算手段、４３…自走制御手段、４４…
車速計算手段、４５…加速方法選択手段、４６…ブレー
キ連動停止手段、４９…急加速スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 良輔 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 (72)発明者 榊原 俊吉 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 Ｆターム(参考） 5H115 BA06 BB10 BC06 CA02 DD03 FA03 FA06 FA09 FA12 JA01 JC12 JC24 JC30

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセル操作子の操作量に応じてモータ
   の動力が増減し、このモータの動力によって駆動輪が回
   転して走行する自走式電動自転車において、前記モータ
   の動力を制御する制御装置に、運転者の操作によりモー
   タの動力を前記アクセル操作子の操作量に対応するモー
   タ動力より増大させる急加速手段を設けたことを特徴と
   する自走式電動自転車。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自走式電動自転車におい
   て、アクセル操作子を速度が最大になるように操作した
   状態で発生するモータの動力を、車速が法定速度になる
   ように設定したことを特徴とする自走式電動自転車。