JP2000142548A - 補助動力付き車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アシスト比率の設定が不要で、適正なアシスト
比率で走行できる補助動力付き車両を提供することを課
題とする。 【解決手段】人力駆動部と、人力トルクに基づいてモー
タ39を駆動する電動駆動部とを備え、人力駆動力に対す
る電動駆動力の比率であるアシスト比率をあらかじめ複
数個設けておき、トルク検出部で検出される人力の大き
さに対応したアシスト比率でモータ39が駆動される補助
動力付き車両。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人力駆動力によっ
て車輪を駆動する人力駆動部と、この人力駆動力の大き
さに応じて動作する電動駆動部とを備え、これらの駆動
力を併せて走行することができる補助動力付き車両に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の補助動力付き車両、例え
ば電動アシスト自転車は、特開昭５８−８９４８３号公
報や特開平６−１０５４１３号公報（Ｂ６２Ｍ２３／０
２）に記載の如く、人力駆動力によって車輪を駆動する
人力駆動部と、この人力駆動力の大きさに応じて動作す
る電動駆動部とを備え、人力駆動力に対する電動駆動力
の比率、即ちアシスト比率を人為的に切り換えて、使用
者の好みに合わせたアシスト比率で、これらの駆動力を
併せて走行することができるようになっている。このよ
うな車両において、アシスト比率の切り換えは、ハンド
ルグリップを回動することで調節したり、手元にあるス
イッチを切り換えることによって行われていた。

【０００３】しかしながら、上記のような補助動力付き
車両の場合、使用者が希望するアシスト比率を自ら設定
するのであるが、慣れない使用者であれば、適正なアシ
スト比率が設定できず、最大のアシスト比率に設定して
しまったばかりにバッテリの消耗が早くなってしまった
り、最小のアシスト比率に設定してしまったばかりに十
分な補助力が得られなかったりし、非常に乗り心地が悪
くなってしまうといった問題があった。

【０００４】また、走行状態に応じて使用者がアシスト
比率を切り換えなければならないため、適正なアシスト
比率にするための設定が非常に面倒であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みなされたもので、アシスト比率の設定が不要で、適
正なアシスト比率で走行できる補助動力付き車両を提供
することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、人力によって
車輪を駆動する人力駆動部と、該人力駆動部の人力トル
クを検出するトルク検出部と、モータによって前記車輪
を駆動する電動駆動部と、前記トルク検出部の検出値を
入力し、その検出値に応じた大きさで前記電動駆動部を
駆動する制御信号を出力する制御回路とを備え、前記制
御回路は、人力駆動力に対する電動駆動力の比率である
アシスト比率をあらかじめ複数個設けておき、前記トル
ク検出部で検出される人力の大きさに対応した前記アシ
スト比率を選択することを特徴とする。

【０００７】本発明の構成によれば、トルク検出部で検
出された人力駆動力を、所定のアシスト比率で電動駆動
力が出力するように動作し、人力駆動力と電動駆動力と
を併用して走行する。このとき、制御回路には、人力駆
動力の大きさに応じたアシスト比率が複数個設定してあ
り、人力駆動力に対応したアシスト比率で電動駆動力が
出力する。即ち、わざわざアシスト比率を人為的に設定
しなくても自動でアシスト比率が設定でき、適正な補助
力で走行することができる。

【０００８】また、前記制御回路は、前記トルク検出部
で検出したトルクが大きくなるに従って前記アシスト比
率が大きくなるように設定してあることを特徴とする。

【０００９】この場合、例えば、平地走行時の人力トル
クが小さいときは小さい補助力でも楽に走行できるた
め、バッテリの消耗を抑えるためにアシスト比率を小さ
くして補助力を抑えている。しかしながら、登り坂のよ
うに、人力トルクが大きくなるときは大きな補助力が必
要であるので、アシスト比率を自動的に大きくし、大き
な補助力が得られるように制御する。このように、適正
な補助力で走行ができるので、走行が楽になるととも
に、平地のようにあまり補助力が必要でない場合には、
補助力を小さくしてバッテリの消耗を抑えることがで
き、長距離走行が可能になるといった効果がある。

【００１０】そして、前記制御回路は、前記トルク検出
部で検出される人力トルクが所定時間継続したときに前
記アシスト比率を切り換えることを特徴とし、人力トル
クが所定時間継続することで、平地、登り坂、下り坂な
どの走行路の状態が正確に判断でき、所定時間継続した
ときにアシスト比率を切り換えるので、走行中に人力ト
ルクの変動の度にアシスト比率の変動がなく、アシスト
比率の切り換えが少なくなるので乗り心地がよいという
効果がある。

【００１１】さらに、前記制御回路は、少なくとも前記
トルク検出部で検出した人力トルクが下がったときは、
所定時間後に前記アシスト比率を切り換えるようになっ
ている。即ち、登り坂など、大きな補助力が必要なとき
は、すぐにアシスト比率を大きい方に切り換えて補助す
るので、楽に走行することができる。また、登り坂から
平地などになったときは、すぐにアシスト比率を切り換
えずに、所定時間が経過したときに切り換えるので、登
り坂の途中に一瞬平地になる部分があっても、アシスト
比率が切り替わることが無く、大きなアシスト比率で助
走をすることができる。また、少なくとも人力トルクが
下がったときに、所定時間経過しないとアシスト比率が
切り換わらないので、走行中、アシスト比率がたびたび
変動することが無く、乗り心地がよくなるといった効果
がある。

【００１２】また、前記制御回路は、前記トルク検出部
で検出される所定期間内の人力トルクの平均値によって
前記アシスト比率を選択するので、微妙に変動する人力
トルクによって度々アシスト比率が変動し、乗り心地が
悪くなるということが無い。

【００１３】更に、前記制御回路は、前記トルク検出部
で検出される所定期間内で人力トルクが所定値を超えた
時間によって前記アシスト比率を選択することを特徴と
し、所定の人力トルクを設定しておき、そのトルクが所
定期間内でどれだけの時間越えるかをカウントし、例え
ば登りのきつい場所を走行しているときには、所定トル
クを超える時間が長くなるので、アシスト比率を高い方
に切り替え、また、平地など、所定トルクを超える時間
が短いときは、アシスト比率を小さい方に下げ、バッテ
リの消耗を抑えるようにする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の補助動力付き車両の実施
の形態を、電動アシスト自転車を例に説明する。

【００１５】本発明に関わる補助動力付き車両は、電動
アシスト自転車に限らず、アシスト式の電動車いすな
ど、モータによって補助駆動される車両であれば、それ
ら全てを含むことは言うまでもない。

【００１６】電動アシスト自転車全体の構成について、
図５に基づき説明をする。

【００１７】１は、前部に設けられたヘッドパイプ２、
サドル３から下方に設けられたシートチューブ４と連結
するメインフレームであり、該メインフレーム１と前記
シートチューブ４とが連結する部分に人力によって回転
することが出来るペダル５が取り付けてある。

【００１８】６はハンドル７の動きに連動し、ハンドル
７操作によって走行方向を定める前輪で、該前輪６はス
ポーク８、リム９、タイヤ10から構成されている。

【００１９】11は、駆動輪となる後輪であり、該後輪11
も、タイヤ12、リム13、スポーク14、それと後輪11を駆
動するための駆動部15とから構成されている。前記駆動
部15には、チェーン16を介して伝達される人力トルクを
検出する、後述するトルクセンサ52が内蔵されており、
また、このトルクセンサ52の値を入力して後述するモー
タ39に駆動信号を出力するマイコン58が内蔵されてい
る。

【００２０】17は、前記ペダル５の回転とともに回転す
る前スプロケットで、該前スプロケット17にはチェーン
16がかかっており前スプロケット17の回転を前記駆動部
15の車軸18に設けた後スプロケット19に動力を伝達する
ようになっている。上述するように、前記後輪11は、モ
ータ39を内蔵する前記駆動部15からなる電動駆動部20
と、前記ペダル５、前記チェーン16等からなる人力駆動
部21との２つの駆動部によって駆動され、走行すること
が出来る。

【００２１】22は、後述するモータ39の電源となる電池
で、２４ボルトのニッカド電池が納められている。ま
た、電池22は取り外し可能で充電の際は屋内で充電をす
ることができる。前記電池22は、前記シートチューブ４
を囲むように取り付けられており、サドル３の下方でロ
ックされるようにロック装置23が設けられている。

【００２２】24は、前カゴ、25は駐輪時に自転車を支え
るスタンドである。

【００２３】26は、夜間走行時に前方を明るく照射する
照明装置である。該照明装置26は、発電ダイナモとラン
プによって構成されている。

【００２４】27は、後輪11を制動するためのブレーキレ
バーである。

【００２５】次に、この電動アシスト自転車の駆動部15
について、図１及び図２に基づき説明する。

【００２６】28は、前記車軸18の長手方向の一部に設け
られた内装式の変速機で、該変速機28は前記後スプロケ
ット19に一方向クラッチ（図示せず）を介して連結され
ており、前記ペダル５の一方向でしか動力伝達せず、前
記ペダル５を逆回転させたときに変速機28と動力伝達が
遮断されるようになっている。

【００２７】29は、前記車軸18を中心に後輪11のハブを
構成する回転ケーシングで、該回転ケーシング29は、２
部品からなっており、一方は、前記スポーク14を取り付
けるためのＵ字状のリング30を外周に設けた回転ケーシ
ング29Ａで、もう一方は、前記車軸18にベアリング31を
介して取り付けられ、前記回転ケーシング29Ａの開口部
を塞ぐように複数箇所で前記リング30にネジ止めによっ
て固定された回転ケーシング29Ｂである。

【００２８】32は、前記回転ケーシング29Ｂに溶接によ
って固着され、車軸18と同心円状に回転ケーシング29Ｂ
外側に向かって円盤状の立壁を形成した回転片で、該回
転片32の内周には前記ブレーキレバー27の操作によって
外方向、即ち前記回転片32の内周に摺接して回転ケーシ
ング29の回転を制動するためのブレーキ装置33が設けら
れている。34は、該ブレーキ装置33の外を覆うブレーキ
カバーである。

【００２９】35は、前記バッテリ22より後述する制御基
板40に給電するためのコードで、該コード35はブレーキ
カバー34を貫通し、車軸18の一部の切り欠いた部分に挿
通させ、後述する固定ケーシング36外側壁に沿わせ、一
部、固定ケーシング36内側壁に沿わせて制御基板40に結
線されている。

【００３０】36は、前記回転ケーシング29内に設けられ
前記車軸18に固定された一面を開口した椀状の固定ケー
シングで、該固定ケーシング36は後述するＤＣブレシレ
スモータ39と遊星歯車減速機構を内蔵している。そし
て、この固定ケーシング36は、前記車軸18の長手方向の
変速機28が設けられていない部分の車軸18に固定されて
いる。

【００３１】38は、前記固定ケーシング36の内側面に設
けられたモータ39を構成するステータで、該ステータ38
は前記固定ケーシング36の外側面に設けられた制御基板
40を介して電力供給される。また、前記ステータ38は、
１８スロットを形成する鉄心に捲線を巻いて構成し、１
２極のマグネットを持つ。 41は、前記固定ケーシング
36の内側壁に設けられた２個のベアリング42を介し、前
記ステータ38の内周で回転自在に設けられたロータで、
該ロータ41は、一部ギヤを形成した小径部分を形成する
ギヤ部43に取り付けられている。該ギヤ部43は、後述す
る遊星歯車減速機構43、44、45のサンギヤに当たる部分
である。また、前記ロータ41は、マグネット41aを有す
る。

【００３２】前記ロータ41と前記ステータ38とを合わせ
てモータ39を構成している。本実施例では、ＤＣブラシ
レスモータを使用したが、他の種類のモータを使用して
も構わず、ステッピングモータなどを使用することで、
構成を更にコンパクトにできるのは言うまでもない。

【００３３】44は、前記ギヤ部43と前記固定ケーシング
36との間に設けられた４個のプラネットギヤで、該プラ
ネットギヤ44は、前記固定ケーシング36内周に固定され
た固定ギヤ45と前記ギヤ部43に噛み合ってロータ41の回
転によって車軸18回りを回転する。そして、46は、それ
ぞれの前記プラネットギヤ44の中心に回転自在に設けら
れ、車軸18に設けたベアリング47を介して回転自在に設
けられた出力盤で、該出力盤46は、前記回転ケーシング
29の回転ケーシング29Ｂにラチェット機構を有する一方
向クラッチ48を介して設けられている。この一方向クラ
ッチ48は、人力によって回転ケーシング29を回転するよ
りも後輪11の回転速度が速くなったときに人力駆動力と
モータ39との動力を遮断するようになっている。

【００３４】49は、前記変速機28の外周に固定された押
片で、該押片49は前記変速機28に固定され、変速機28と
回転ケーシング29との間に形成される開口を塞ぐ大きさ
に形成される開口を塞ぐ大きさに設けられた円盤状の鍔
50と、該鍔50の相対する位置の２カ所に形成された押板
51とから構成されており、前記押板51、即ち回転体の入
力部と前記回転ケーシング29、即ち回転体の出力部との
間には弾性体であるバネ61が設けられている。そして、
変速機28から人力駆動力が伝わると、人力トルクの大き
さに応じた収縮量でバネ61を収縮させて回転ケーシング
29を回転させる。

【００３５】62は、前記押板51側に長穴71を形成して移
動可能に一端72を取り付け、他端73を回転ケーシング29
回動可能に取り付けた可変部材、即ち円弧状のリングで
あり、該リング62は前記バネ61の設けてある部分付近に
それぞれ一端72がくるように、合計２個設けてある。ま
た、リング62の材質は、導電材料、あるいは磁性材料を
使用している。本実施例ではアルミ製のリング62を使用
している。

【００３６】53は、バネ61の収縮によって変位する前記
リング62の内周に設けられた検出部材、即ちコイルで、
該コイル53は、制御回路を備えた制御基板40から給電さ
れ、リング62の変位によるインダクタンスの変化を人力
トルクの大きさとして電気信号を制御基板40に入力し、
この信号値に基づいてモータ39が制御されるようになっ
ている。上述する、前記バネ61、リング62、コイル53な
どを合わせてトルク検出部、即ちトルクセンサ52とい
う。

【００３７】68は、モータ39を駆動制御するために必要
なロータ41の回転位置を検出する位置検出センサであ
り、該位置検出センサ68の信号がマイコン58に入力され
てモータ制御信号を作っている。

【００３８】前記リング62の動作について、図２に基づ
き具体的に説明する。

【００３９】大きな人力が加わると、バネ61が大きく収
縮し、それによってリング62の押板51側の一端72に円周
方向に引っ張られる力が働くが、長穴71が設けてあるた
め、リング62は内側に移動する。この時、リング62の押
板51付近の一端72はバネ61の収縮によって移動するた
め、内側に向かって移動するが、他端73は回転ケーシン
グ29に軸支して取り付けてあるため変位せず、結局リン
グ62はこの他端73を軸に内側に変位する。即ち、リング
62は実線位置から２点鎖線の状態に変位する。また、こ
の加えられた大きな人力が無くなると、前記バネ61の復
元力によって押板51は元の位置に戻され、その動作によ
って、リング62の押板51付近の一端72がリング62の他端
73を軸に元に戻される。即ち、人力がなくなると、実線
で示す如く、リング62が外に広がる方向に変位する。

【００４０】このように、バネ61の収縮、即ち人力トル
クの大きさによって変位量が変わるリング62を用いたの
で、人力トルクの大きさによってコイル53のインダクタ
ンスを変化させることができ、人力トルクの大きさを電
気信号で出力することができる。

【００４１】次に動作について、図３の動力系統図に基
づき説明する。

【００４２】まず始めに、人力駆動力の動力の伝達につ
いて説明する。

【００４３】ペダル５から人力駆動力が入力されると、
ペダル５に固定された前スプロケット17が回転し、チェ
ーン16を介して後スプロケット19が回転する。後スプロ
ケット19が回転すると、一方向クラッチ（図示せず）に
よって一方向のみ、動力が伝達される。

【００４４】進行方向の動力が伝達されると、使用者の
指示するギヤ比に設定された変速機28で変速された後、
トルクセンサ52を構成するバネ61を収縮させながら回転
ケーシング29を回転させ、後輪11を回転させることがで
きる。

【００４５】次に、電動駆動力の動力の伝達について説
明する。

【００４６】前記トルクセンサ52のリング62の変位によ
るコイル53で検出されるインダクタンスの変化は、制御
基板40のマイコン58に入力される。そして、その信号値
に基づき、インバータ回路59に信号が出力され、インバ
ータ回路59内のＦＥＴのオンオフによってステータ38の
極性を変化させ、ロータ41に設けたマグネットによって
ロータ41が回転し、モータ39が駆動する。モータ39の駆
動は、遊星歯車減速機構、即ちギヤ部43、プラネットギ
ヤ44、固定ギヤ45によって減速され、前記プラネットギ
ヤ44に連結された出力盤46によって出力が取り出され、
ラチェット48を介して回転ケーシング29を回転させる。
そして後輪11が回転するようになる。

【００４７】以上のように、人力駆動力と電動駆動力は
回転ケーシング29で合力されて後輪11を駆動するように
なる。

【００４８】次に、本実施例の電動アシスト自転車の制
御回路について、図３に基づき説明をする。

【００４９】まず、上記トルクセンサ52の動作について
説明する。

【００５０】自転車の始動時、加速時、登坂時等、ペダ
ル５に大きな力がかかったとき、鍔部50と回転ケーシン
グ29との間のバネ61を挟み込んで動力が伝達されるた
め、人力の大きさに応じた分の収縮が生じる。この時、
リング62の変位によってコイル55のインダクタンスが変
化することになる。

【００５１】そして、このインダクタンスの変化は、電
気信号としてマイコン58に入力される。そしてこの信号
に基づいてモータ39を駆動する駆動信号が出力される。

【００５２】次に、制御回路のトルクセンサ52以外の部
分について説明をする。

【００５３】58は、トルクセンサ52からの信号を入力
し、その人力駆動力の信号の大きさに応じてインバータ
回路59に駆動信号を出力するマイコンで、該マイコン58
は前記電池22の電圧を降圧する定電圧回路60に接続され
てこれを電源として動作している。そして、マイコン58
から出力された駆動信号は、インバータ回路59内の複数
のＦＥＴをスイッチングして、モータ39のステータ38に
Ｕ、Ｖ、Ｗ信号を出力してロータ41を回転させる。ま
た、ロータ41の位置を検出するためにロータ41の位置検
出のための信号線がマイコン58の入力ポートに接続され
ている。

【００５４】この制御回路の動作についての第１実施例
について、図６、及び図７に基づき説明をする。

【００５５】図７に示すグラフは、人力駆動力に対する
電動駆動力の比率、いわゆるアシスト比率の人力駆動力
に対する変化を示したものである。このアシスト比率
は、検出される人力トルクの大きさに応じて複数個のア
シスト比率がマイコン内にメモリされており、人力トル
クの大きさに応じたアシスト比率をその状態に応じて設
定するように、グラフに示すように複数段階に設定され
ている。このグラフについて説明すると、人力トルクの
大きさに応じて４個のアシスト比率が設定されており、
人力トルクが０から１００までの間は０．４、即ち、人
力駆動力を１とすると電動駆動力の出力が０．４となる
ように設定される。また、人力トルクが１００から２０
０の間においては、アシスト比率が０．５、即ち人力駆
動力が１に対して電動駆動力が０．５の割合で出力する
ようになり、人力トルクが２００から３００の時はアシ
スト比率が０．７、３００以上の時は、人力駆動力に対
して電動駆動力が１対１の割合で出力するようになって
いる。上記人力トルクの単位は、すべてＫｇ・ｃｍであ
る。

【００５６】上述する図７のグラフを元に、実際の動作
に伴うアシスト比率の設定を、図６のフローチャートに
基づき説明をする。

【００５７】まず、タイマーのカウント値Ｔをリセット
し（Ｓ１）、トルクセンサ52からの信号をマイコンに入
力する（Ｓ２）。入力された人力トルクの値に基づい
て、図７を参照にしてアシスト比率Ａを算出する（Ｓ
３）。この時求められたアシスト比率Ａが現在のアシス
ト比率Ａ´よりも大きいかどうかを判断し（Ｓ４）、大
きいか同じであればＳ３で算出したアシスト比率Ａにす
ぐに切り換える。 次に、アシスト比率Ａを算出した結
果、現在のアシスト比率よりも大きくない場合（Ｓ
４）、タイマー値Ｔを１ずつ加えていき（Ｓ６）、タイ
マー値Ｔが５０になったかどうかを判断し（Ｓ７）、５
０以上であればアシスト比率Ａに切り換える（Ｓ８）。
即ち、アシスト比率を下げる場合には、所定時間、本実
施例ではタイマー値Ｔが５０をカウントするまでの間、
遅延させてアシスト比率Ａを設定するようになってい
る。この時、タイマー値Ｔが５０に達していない場合、
再度人力トルクを入力し（Ｓ２）、図７のグラフに基づ
いて新たなアシスト比率Ａを算出し（Ｓ３）、連続して
現在のアシスト比率Ａ´よりも小さい場合には、所定時
間後にアシスト比率Ａに切り換わるようになっている。
しかし、所定時間をカウントしている間に、アシスト比
率が大きくなった場合、即ち、Ｓ４でＹＥＳの判断にな
った場合はアシスト比率をＡに切り換えるように動作す
る。

【００５８】以上の動作を実際の動作と関連させて説明
すると、走行中、平地から上り坂になり、人力トルクが
１００から２００になった場合、アシスト比率は、人力
トルクが変化するとともに０．５から０．７に切り換わ
る。また、さらに勾配の大きな登り坂になり、人力トル
クが３００になった場合、アシスト比率は１に切り換わ
る。

【００５９】また、走行中、アシスト比率が変化しない
場合、例えば平地を連続して走行している場合や、一定
の登り坂を走行している場合、図７に基づいて設定され
るアシスト比率は変化がないので、アシスト比率を変え
ないでその状態を維持する。

【００６０】また、登り坂から平地になり、人力トルク
が３００から１００になった場合、アシスト比率を１か
ら０．５に切り換えるのであるが、このように大きいア
シスト比率を下げる場合には所定時間経過した後に切り
換えるようになる。即ち、大きなトルクが必要な場合に
比べ、小さなトルクの場合には、アシスト比率が大きく
ても走行には問題がないため、アシスト比率が走行中に
頻繁に切り替わって乗り心地が悪くならないように、所
定時間後にアシスト比率が切り換わるようになってい
る。そして、この所定時間中に、また登り坂などが現れ
て大きなトルクが必要になった場合には、そのままの大
きなアシスト比率で上ることができる。また、登り坂の
途中に一瞬平地があって人力トルクが一瞬下がっても、
平地では大きなアシスト比率を維持するため、平地で十
分な助走をすることができる。

【００６１】上記実施例において、Ｓ２での人力トルク
の検出は、ペダル５の１サイクルの平均値を算出するよ
うにして検出しており、１サイクルにおけるペダル５の
下死点、上死点の影響を受けないようになっている。

【００６２】また、本実施例では、アシスト比率が小さ
い方から大きい方へ切り換わる場合のみ、所定時間経過
してから切り換わるようにしたが、他の実施例として、
アシスト比率が切り換わる場合は、アシスト比率が大き
くなる時、変化がない時、そして小さくなる時のすべて
の場合において、図７に基づいて算出されるアシスト比
率が所定時間連続したときにアシスト比率を新しいもの
に切り換え更新するように制御し、人力トルクが走行に
よって頻繁に変化してもその都度アシスト比率が変化す
ることが無く、走行中に頻繁にアシスト比率が変化して
乗り心地が悪くなるということがない。

【００６３】次に、この制御回路の第２実施例につい
て、図７及び図８について説明をする。

【００６４】まず、タイマーのカウント値Ｔをリセット
し（Ｓ１）、トルクセンサ52からの信号をマイコンに入
力する（Ｓ２）。次に、タイマーに１を加算し（Ｓ
３）、タイマーのカウント値Ｔが１００になっているか
どうかを判断する（Ｓ４）。この時、１００までであれ
ば、これまで入力した人力トルクＰの平均Ｐ_Hを演算し
（Ｓ５）、この値に基づいて図７を参照してアシスト比
率Ａを算出する（Ｓ７）。そして、そのアシスト比率Ａ
で運転されるように切り換える（Ｓ８）。

【００６５】また、タイマーのカウント値Ｔが１００に
なっていない場合、最近１００個の人力トルクの平均値
を求め（Ｓ６）、その値に基づいて図７を参照してアシ
スト比率Ａを算出する（Ｓ７）。そして、そのアシスト
比率Ａで運転されるように切り換える（Ｓ８）。

【００６６】この時、カウンターの値は１００に設定し
てあるが、具体的には、１分や２分など、比較的長い間
隔での人力トルクの平均値が演算されるようになってい
る。

【００６７】以上の動作を実際の動作と関連させて説明
すると、走行している路面の状態が、概ね平地を走行し
ている場合、例えば平均の人力トルクが１００である場
合、アシスト比率は０．５で走行する。 また、走行中
の路面の状態が、概ね登り坂の場合、例えば平均の人力
トルクが２５０である場合、アシスト比率は０．７で設
定されて走行する。

【００６８】このように、人力トルクの平均値でアシス
ト比率が算出されているので、微妙に変動する人力トル
クによって度々アシスト比率が変動することがなく、乗
り心地が向上するという効果がある。

【００６９】次に、この制御回路の第３実施例につい
て、図９について説明をする。

【００７０】図９において、縦軸を検出される人力トル
ク、横軸を時間にして、時間と共に変化する平均した人
力トルクの変化が記載されている。そして、人力トルク
に所定の値、本実施例では２００を設定し、所定時間Ｔ
内にこの値をどれだけの時間越えるかをカウントする。
そして、所定のトルクを超えた時間に応じてアシスト比
率を設定して運転するものである。

【００７１】図９に於いて、例えば、所定時間Ｔ内でＴ
１の期間だけ所定値を越えたとすると、そのときのアシ
スト比率は、０．５に設定し、また、所定期間Ｔ内でＴ
２の期間だけ、この場合は所定期間Ｔ全てにわたって所
定トルクを越えた場合は１．０に設定する。この図９に
は、２カ所での期間でのみ記載しているが、常に一定の
時間内に所定トルクを越える時間をカウントし、その都
度アシスト比率を切り換えるようにしている。

【００７２】また、本実施例は、この他に、人力トルク
の設定値を複数個設けておき、どの設定値をどれだけ越
えるかによって、もっと細かなアシスト比率の切換を行
っても構わない。

【００７３】

【発明の効果】本発明は、人力によって車輪を駆動する
人力駆動部と、該人力駆動部の人力トルクを検出するト
ルク検出部と、モータによって前記車輪を駆動する電動
駆動部と、前記トルク検出部の検出値を入力し、その検
出値に応じた大きさで前記電動駆動部を駆動する制御信
号を出力する制御回路とを備え、前記制御回路は、人力
駆動力に対する電動駆動力の比率であるアシスト比率を
あらかじめ複数個設けておき、前記トルク検出部で検出
される人力の大きさに対応した前記アシスト比率を選択
するので、わざわざアシスト比率を人為的に設定しなく
ても自動でアシスト比率が設定でき、適正な補助力で走
行することができる等の効果を奏する。

【００７４】また、前記制御回路は、前記トルク検出部
で検出したトルクが大きくなるに従って前記アシスト比
率が大きくなるように設定してあることを特徴とするの
で、例えば、平地走行時の人力トルクが小さいときは小
さい補助力でも楽に走行できるため、バッテリの消耗を
抑えることができ、また、登り坂のように、人力トルク
が大きくなるときは大きな補助力で走行ができるので、
非常に楽になる等の効果を奏する。

【００７５】そして、前記制御回路は、前記トルク検出
部で検出される人力トルクが所定時間継続したときに前
記アシスト比率を切り換えることを特徴とするので、人
力トルクが所定時間継続することで、平地、登り坂、下
り坂などの走行路の状態が正確に判断でき、所定時間継
続したときにアシスト比率を切り換えるので、走行中に
人力トルクの変動の度にアシスト比率の変動がなく、ア
シスト比率の切り換えが少なくなるので乗り心地がよい
等の効果を奏する。

【００７６】さらに、前記制御回路は、少なくとも前記
トルク検出部で検出した人力トルクが下がったときは、
所定時間後に前記アシスト比率を切り換えるようになっ
ているので、登り坂など、大きな補助力が必要なとき
は、すぐにアシスト比率を大きい方に切り換えて補助す
るので、楽に走行することができ、登り坂から平地など
になったときは、すぐにアシスト比率を切り換えずに、
所定時間が経過したときに切り換えるので、登り坂の途
中に一瞬平地になる部分があっても、アシスト比率が切
り替わることが無く、大きなアシスト比率で助走をする
ことができる。また、少なくとも人力トルクが下がった
ときに、所定時間経過しないとアシスト比率が切り換わ
らないので、走行中、アシスト比率がたびたび変動する
ことが無く、乗り心地がよくなる等の効果を奏する。

【００７７】また、前記制御回路は、前記トルク検出部
で検出される所定期間内の人力トルクの平均値によって
前記アシスト比率を選択するので、微妙に変動する人力
トルクによって度々アシスト比率が変動し、乗り心地が
悪くなるということが無い等の効果を奏する。

【００７８】更に、前記制御回路は、前記トルク検出部
で検出される所定期間内で人力トルクが所定値を超えた
時間によって前記アシスト比率を選択するので、例えば
登りのきつい場所を走行しているときには、所定トルク
を超える時間が長くなるので、アシスト比率を高い方に
切り替え、また、平地など、所定トルクを超える時間が
短いときは、アシスト比率を小さい方に下げることにな
り、自動的にアシスト比率が変わるので、バッテリの消
耗が抑えられると共に適正な補助力で走行できる等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である駆動部の側面断面図
である。

【図２】同駆動部のトルクセンサ付近を側方からみた平
面図である。

【図３】同動力系統図である。

【図４】同制御回路のブロック図である。

【図５】同全体の構成を示す側面図である。

【図６】同制御回路の第１実施例の動作を示すフローチ
ャートである。

【図７】同人力トルクに対するアシスト比率の設定値を
示すグラフである。

【図８】同制御回路の第２実施例の動作を示すフローチ
ャートである。

【図９】同制御回路の第３実施例の動作を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

11 車輪（後輪） 52 トルク検出部（トルクセンサ） 39 モータ 40 制御回路（制御基板） Ａ 算出したアシスト比率 Ａ´ 現在のアシスト比率

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人力によって車輪を駆動する人力駆動部
   と、該人力駆動部の人力トルクを検出するトルク検出部
   と、モータによって前記車輪を駆動する電動駆動部と、
   前記トルク検出部の検出値を入力し、その検出値に応じ
   た大きさで前記電動駆動部を駆動する制御信号を出力す
   る制御回路とを備え、前記制御回路は、人力駆動力に対
   する電動駆動力の比率であるアシスト比率をあらかじめ
   複数個設けておき、前記トルク検出部で検出される人力
   の大きさに対応した前記アシスト比率を選択することを
   特徴とする補助動力付き車両。
2. 【請求項２】 前記制御回路は、前記トルク検出部で検
   出したトルクが大きくなるに従って前記アシスト比率が
   大きくなるように設定してあることを特徴とする請求項
   １記載の補助動力付き車両。
3. 【請求項３】 前記制御回路は、前記トルク検出部で検
   出される人力トルクが所定時間継続したときに前記アシ
   スト比率を切り換えることを特徴とする請求項１記載の
   補助動力付き車両。
4. 【請求項４】 前記制御回路は、少なくとも前記トルク
   検出部で検出した人力トルクが下がったときは、所定時
   間後に前記アシスト比率を切り換えることを特徴とする
   請求項１記載の補助動力付き車両。
5. 【請求項５】 前記制御回路は、前記トルク検出部で検
   出される所定期間内の人力トルクの平均値によって前記
   アシスト比率を選択することを特徴とする請求項１記載
   の補助動力付き車両。
6. 【請求項６】 前記制御回路は、前記トルク検出部で検
   出される所定期間内で人力トルクが所定値を超えた時間
   によって前記アシスト比率を選択することを特徴とする
   請求項１記載の補助動力付き車両。