JP2001080569A - 補助動力付き車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】補助が必要になったときには充分なアシスト
力、いわゆる補助力を得ることができると共に、一充電
当たりの走行距離を伸ばすことの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、パワースイッチ74
が押されたときだけアシスト比率を上げるようにして、
パワースイッチ74が押されたときだけ通常よりも大きな
電動駆動力で走行することができ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、特開平１０−６７３７７号公
報（Ｂ６２Ｍ２３／０２）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。そして、この切り換えられる予め設定さ
れたアシスト比率は、人力駆動力に応じて常に一定であ
るパワーモードと、小さい人力駆動力の時は人力駆動力
に応じてアシスト比率が大きくなるように変化させたエ
コノミーモードとの２つのモードを備えている。

【０００３】そして、このような車両においてのアシス
ト比率の切り換えは、手元にあるスイッチによって走行
モードを切り換えることによって行われていた。

【０００４】しかしながら、上記のような補助動力付き
車両の場合、一旦走行モードを設定するとなかなか使用
者はモードを切り換えることはなく、電動駆動力による
補助力が小さくても良いときにも通常の高いアシスト比
率で走行することがあり、バッテリの消費が早く、一充
電当たりの走行距離が短くなってしまうといった問題が
あった。また、平地走行時にパワーモードで走行してい
ると徐々にその補助力に慣れてしまい、上り坂になった
ときには物足りなく感じるといった問題も生じる。

【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、補助が必要になったときに充分な
アシスト力、いわゆる補助力を得ることができると共
に、一充電当たりの走行距離を伸ばすことのできる補助
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】本発明の請求項１による
と、人力によって車輪を駆動する人力駆動部と、該人力
駆動部の人力駆動力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比率で前
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、前記人力駆動力に対する電動
駆動力の出力比率であるアシスト比率のパターンが複数
個設定してあり、信号出力されている期間だけアシスト
比率が切り換わるスイッチを設けたことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２によると、前記スイッチか
らの信号出力される期間だけ切り換わるアシスト比率の
パターンは、アシスト比率が高い方に切り換わることを
特徴とする。

【０００８】更に、請求項３によると、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駆動力
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比率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、信号出力さ
れる期間だけ電動駆動部が動作するスイッチを設けたこ
とを特徴とする。

【０００９】また、請求項４によると、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駆動力
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比率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、前記人力駆動力に対する電動駆動力の出力比率で
あるアシスト比率のパターンが複数種類設定してあり、
信号出力される回数に応じてアシスト比率が切り換わる
スイッチを設けたことを特徴とする。

【００１０】そして、請求項５によると、前記スイッチ
は信号出力が無くなってから所定時間経過した後に元の
アシスト比率に戻ることを特徴とする。

【００１１】また、請求項６によると、前記スイッチか
らの信号出力される毎にアシスト比率が高い方に切り換
わり、前記スイッチからの信号出力がなくなってから所
定時間経過した後にアシスト比率が高い方から低い方へ
順に元のアシスト比率まで戻ることを特徴とする。

【００１２】更に、請求項７によると、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駆動力
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比率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、前記人力駆動力に対する電動駆動力の出力比率で
あるアシスト比率のパターンが複数個設定してあり、連
続して信号出力される時間の長さによってアシスト比率
が切り換わるスイッチを設けたことを特徴とする。

【００１３】また、請求項８によると、前記スイッチは
信号出力が無くなってから所定時間経過した後に元のア
シスト比率に戻ることを特徴とする。

【００１４】そして、請求項９によると、前記スイッチ
からの連続した出力信号の所定時間毎にアシスト比率が
高い方に切り換わり、前記スイッチからの出力信号が無
くなってから所定時間経過した後にアシスト比率が高い
方から低い方へ順に元のアシスト比率まで戻ることを特
徴とする請求項７記載の補助動力付き車両。

【００１５】上述する構成による動作を説明する。

【００１６】請求項１に係わる補助動力付き車両は、ト
ルク検出部によって検出される人力駆動力の大きさに応
じてモータが駆動し、人力駆動力とモータによる電動駆
動力とによって走行する。この時、予め設定した所定の
アシスト比率で電動駆動力が動作して、人力駆動力と合
わせた駆動力によって走行する。走行中、例えば、上り
坂にさしかかり、使用者がスイッチを押さえた場合、信
号出力されて予め設定したアシスト比率が高い方に切り
換わり、例えばアシスト比率１から２に切り換わり、通
常よりも高い電動駆動力の補助力が働いて走行すること
ができる。このようにスイッチを押さえている間だけア
シスト比率を上げることで、上り坂や発進時などの補助
力が必要なときにはアシスト比率を上げて大きな補助力
で走行することができ、使用者は非常に楽になる。

【００１７】また、上述する切り換えとは異なり、予め
設定するアシスト比率の方をスイッチを押さえたときの
アシスト比率よりも高く設定し、スイッチを押さえたと
きの方が補助力が低くなるように設定しても構わない。
このようにすることで、補助が余り必要でないときには
このスイッチを押さえることでバッテリの消耗を抑える
ことができる。

【００１８】また、請求項３に係わる補助動力付き車両
は、トルク検出部によって検出される人力駆動力の大き
さに応じて予め定められたアシスト比率でモータが駆動
し、人力駆動力とモータによる電動駆動力とによって走
行する。このように動作するときは、スイッチを押さえ
たときの信号出力されているときだけであり、スイッチ
を押さえていない信号出力されないときは、通常の車両
と同じ、人力駆動力によってのみ走行する。このように
スイッチを押さえている間だけ設定したアシスト比率で
電動駆動力が動作するので、上り坂や発進時などの補助
力が必要なときには補助力が加わり、使用者は楽に走行
することができる。

【００１９】更に、請求項４、及び請求項７に係わる補
助動力付き車両は、トルク検出部によって検出される人
力駆動力の大きさに応じてモータが駆動し、人力駆動力
とモータによる電動駆動力とによって走行する。この
時、予め設定した所定のアシスト比率で電動駆動力が動
作して、人力駆動力と合わせた駆動力によって走行す
る。走行中、例えば、上り坂にさしかかり、使用者がス
イッチを押さえた場合、スイッチからの信号出力がされ
て、予め設定したアシスト比率が高い方に切り換わり、
例えばアシスト比率１から２に切り換わり、通常よりも
高い電動駆動力の補助力が働いて走行することができ
る。更に、連続して２回、３回とスイッチを押さえた場
合や、連続してスイッチを押さえ続けた場合、一段階ず
つアシスト比率を上げていくことによって、上り坂や発
進時などの補助力が必要なときにはアシスト比率を上げ
て大きな補助力で走行することができ、使用者は非常に
楽になる。

【００２０】また、請求項５、請求項６及び請求項８、
請求項９のように、スイッチを押さえることを止めた場
合、アシスト比率は自動的に元に戻るので、補助力が必
要なときだけ電動駆動力が動作し、バッテリの消耗を抑
えるという効果があるほか、複数あるアシスト比率が段
階的に下がっていくので、急激に電動駆動力が下がって
使用者が補助力の不足を感じることなく乗り心地が向上
するという効果がある。

【００２１】

【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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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駆動力を
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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】27は、後輪11を制動するためのブレーキレ
バーである。

【００３２】また、図示しないアシスト比率を切り換え
るためのスイッチ、即ちパワースイッチがハンドル７の
グリップ近傍に設けてある。このスイッチは常開スイッ
チで、押さえたときだけ接点が閉じるような構成になっ
ている。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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、人力駆動力の大き
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。

【００４４】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。

【００４５】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
駆動力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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】このように、バネ61の収縮、即ち人力駆動
力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、人力駆動力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、人力駆動力の大きさを電
気信号で出力することができる。

【００５０】次に動作について、図３の動力系統図に基
づき説明する。

【００５１】まず始めに、人力駆動力の動力の伝達につ
いて説明する。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】次に、電動駆動力の動力の伝達について説
明する。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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４に基づき説明をする。

【００５８】まず、上記トルクセンサ52の動作について
説明する。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】74は、前述するハンドル７のグリップ近傍
に設けられ、押さえた時だけ予め設定されたアシスト比
率のパターンを切り換えるためのパワースイッチであ
る。このパワースイッチ74は、常開スイッチになってお
り、接点が閉じたときだけスイッチから信号が出力され
て異なるアシスト比率に切り換わるようになっている。

【００６４】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。

【００６５】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走行速度に
対する変化を示したものである。このアシスト比率は、
使用者によって設定されるモードに合わせた２種類のア
シスト比率のテーブルデータがマイコン内にメモリされ
ており、人力駆動力の大きさに応じたアシスト比率をそ
の走行モードに応じて設定するように、グラフに示され
ている。このグラフについて説明すると、Ａで示すグラ
フが常に設定されるアシスト比率のテーブルデータで、
速度が１５km／ｈまでは比率Ａ一定で、１５km／ｈから
２４km／ｈまで、徐々に下がるように設定されている。
これは日本国内における法律を守るために規制してい
る。

【００６６】また、前記パワースイッチ74が押されてい
るときは、スイッチからの信号が出力されて、アシスト
比率Ａよりも大きいアシスト比率Ｂが設定され、この比
率の変化も、速度が１５km／ｈまでは比率Ｂ一定で、１
５km／ｈから２４km／ｈまで、徐々に下がるように設定
されている。

【００６７】このようにパワースイッチ74を押さえない
期間は信号出力されず、アシスト比率をＡに設定して走
行し、上り坂や発進時など、使用者が補助力を必要とし
てパワースイッチ74を押さえている期間はアシスト比率
をＢにあげて通常の補助力よりも大きな補助力で走行す
ることができる。

【００６８】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。

【００６９】まず、トルクセンサ52で検出した人力駆動
力をマイコン58に入力し（Ｓ１）、パワースイッチ74が
オン状態であるかどうかを信号出力によって確認する
（Ｓ２）。入っていなければ、予め設定されているアシ
スト比率Ａのモードが選択され（Ｓ３）、比率Ａで人力
駆動力に対する電動駆動力が出力される（Ｓ４）。ま
た、Ｓ２において、パワースイッチ74が押されている
と、信号出力が検出され、アシスト比率Ｂが選択され
（Ｓ５）、アシスト比率Ａよりも高い比率で電動駆動力
が動作する（Ｓ６）。そして、Ｓ２の部分は常にルーチ
ンとして通過するので、パワースイッチ74が押される期
間が終わるとアシスト比率はＡに戻り、Ｂよりも低いア
シスト比率で走行することになる。

【００７０】即ち、走行開始時や上り坂を走行するとき
など、使用者が補助力を必要としてパワースイッチ74を
押さえている期間だけアシスト比率が高くなるので、補
助力が必要なときだけ高い補助力を得ることができ、そ
の他の走行中は低いアシスト比率で補助されるのでバッ
テリの消費が少なく、一充電当たりの走行距離を伸ばす
ことができる。

【００７１】次に、本発明の第２実施例として、図８及
び図９に基づいて説明する。

【００７２】本実施例では、人力駆動力に対するアシス
ト比率の設定のみを変えたもので、全体構成等について
は、第１実施例と同様とする。

【００７３】図９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走行速度に
対する変化を示したものである。このアシスト比率は、
使用者によって設定されるモードに合わせた２種類のア
シスト比率のテーブルデータがマイコン内にメモリされ
ており、人力駆動力の大きさに応じたアシスト比率をそ
の走行モードに応じて設定するように、グラフに示され
ている。このグラフについて説明すると、Ａで示すグラ
フがパワースイッチ74が押されているとき、即ちスイッ
チからの信号出力がされているときのアシスト比率のテ
ーブルデータで、速度が１５km／ｈまでは比率Ａ一定
で、１５km／ｈから２４km／ｈまで、徐々に下がるよう
に設定されている。これは日本国内における法律を守る
ために設定してある。

【００７４】また、前記パワースイッチ74が押されてい
ないとき、即ち通常の走行状態では、アシスト比率０が
設定されており、この状態は電動駆動力が動作しない電
源を切った状態と同じ状態に設定されている。

【００７５】このようにパワースイッチ74を押さえない
ときは補助力は動作せず、人力駆動力のみによって走行
し、上り坂や発進時など、使用者が補助力を必要として
パワースイッチ74を押さえている期間はアシスト比率を
Ａに上げて、人力駆動力に電動駆動力を加えて走行する
ことができる。

【００７６】上述する図９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８のフローチャートに
基づき説明をする。

【００７７】まず、トルクセンサ52で検出した人力駆動
力をマイコン58に入力し（Ｓ１）、パワースイッチ74が
オン状態であるかどうかを確認する（Ｓ２）。オン状態
でなければ、アシスト比率を０、即ち電動駆動力が動作
しない状態が選択され（Ｓ３）、人力駆動力のみによっ
て走行する。また、Ｓ２において、パワースイッチ74が
押されていると、スイッチからの信号出力がされ、アシ
スト比率Ａが選択され（Ｓ４）、アシスト比率Ａによっ
て電動駆動力を動作する（Ｓ５）。そして、Ｓ２の部分
は常にルーチンとして通過するので、パワースイッチ74
が押されるのが終わるとアシスト比率は０に戻り、人力
駆動力だけで走行することになる。

【００７８】即ち、走行開始時や上り坂を走行するとき
など、使用者が補助力を必要としてパワースイッチ74を
押さえている期間だけ電動駆動力による補助を行うの
で、補助力が必要なときだけ補助力を得ることができ、
その他の走行中は人力駆動力だけで走行するので、バッ
テリの消費が少なく、一充電当たりの走行距離を伸ばす
ことができる。

【００７９】尚、本実施例では、パワースイッチ74が押
されていない期間のアシスト比率を０に設定したが、モ
ータへの給電回路を遮断するように設定しても構わな
い。

【００８０】次に、この制御回路の動作についての第３
実施例について、図１０、及び図１１に基づき説明をす
る。

【００８１】図１１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走行速度
に対する変化を示したものである。このアシスト比率
は、使用者によって設定されるモードに合わせた４種類
のアシスト比率のテーブルデータがマイコン内にメモリ
されており、走行速度の大きさに応じたアシスト比率を
そのモードに応じて設定するように、グラフに示されて
いる。このグラフについて説明すると、Ａで示すグラフ
が常に設定されるアシスト比率のテーブルデータで、速
度が１５km／ｈまでは比率Ａ一定で、１５km／ｈから２
４km／ｈまで、徐々に下がるように設定されている。

【００８２】また、前記パワースイッチ74が押されてい
る間、スイッチからの信号が出力され、アシスト比率Ａ
よりも大きいアシスト比率Ｂ、更に大きいＣ、Ｄが設定
されており、この比率の変化も、速度が１５km／ｈまで
は比率Ｂ一定で、１５km／ｈから２４km／ｈまで、徐々
に下がるように設定されている。

【００８３】このようにパワースイッチ74を押さえない
期間はアシスト比率をＡに設定して走行し、上り坂や発
進時など、使用者が補助力を必要としてパワースイッチ
74を押さえているときはアシスト比率をＢ、Ｃ、Ｄに上
げて通常の補助力よりも大きな補助力で走行することが
できる。

【００８４】上述する図１１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１０のフローチャー
トに基づき説明をする。このフローチャートにあって
は、アシスト比率の設定のみについて説明する。

【００８５】まず、パワースイッチ74が押された回数、
即ち信号出力された回数をカウントするスイッチカウン
タの値を０に設定する（Ｓ１）。この時、アシスト比率
の初期値はＡであるため、モードＡを設定する（Ｓ
２）。次に、パワースイッチ74が押されているかを確認
し（Ｓ３）、押さえられているときはスイッチカウンタ
Ｋの値を一つ増やす（Ｓ４）。即ち、パワースイッチ74
が押されるのが１回目であるときは、Ｋの値は１とな
る。また、２回目が押された場合はＫの値は２となる。

【００８６】また、Ｓ３において、パワースイッチ74が
押されない場合には、押されない状態が１０秒経過した
かどうかを判断し（Ｓ５）、押されない期間の１０秒間
はそのとき設定されているアシスト比率で走行し続け
る。そして、スイッチが押されずに１０秒経過すると、
Ｋの値を一つ減じ（Ｓ６）、Ｋの値が３以上であるかど
うか、即ち３回以上押されたかどうかを確認し（Ｓ
７）、そうであれば最大のアシスト比率Ｄを設定する
（Ｓ８）。また、Ｋの値が３回以上でなく２であれば
（Ｓ９）、アシスト比率Ｃを設定する（Ｓ１０）。次
に、Ｋの値が２でなく１の場合は（Ｓ１１）、アシスト
比率Ｂを設定して（Ｓ１２）走行し、もし、Ｋの値が０
であれば元に戻って標準のアシスト比率Ａで走行する。

【００８７】このフローチャートにおいて、走行動作を
合わせて説明すると、まず、電源を投入したときは、ス
イッチカウンタが０に設定され、最初はモードＡが設定
される。そして、走行中、発進時や上り坂になり、使用
者がパワースイッチ74を１回押さえると、Ｋの値は１と
なり、アシスト比率Ａよりも大きいＢに切り換わる。そ
して続いて２回目、３回目が押されると、Ｋの値は順に
大きくなり、アシスト比率はＣ、Ｄと上がっていく。こ
の時、Ｋの値は最大３、即ちスイッチの回数は３回以上
は最大の状態を維持するので、アシスト比率はＤの状態
を維持する。

【００８８】次に、パワースイッチ74を押さえるときの
状態を詳細に説明する。パワースイッチ74を押さえる
と、次に２回目を押そうとするまでに信号出力に僅かに
オフの時間が生じる。この時は、図１０のフローチャー
トのＳ３により、１０秒以内にスイッチが押されると連
続スイッチであると認識される。しかし、１０秒以上経
過すると、連続スイッチとは認識されず、Ｋの値が一つ
少なくなる。即ち、アシスト比率は一つ低い値に設定さ
れることになる。

【００８９】また、図１０のフローチャートのＳ５につ
いて説明すると、走行中、パワースイッチ74が連続で押
されないときは、１０秒間は設定されたアシスト比率で
走行するが、１０秒経過すると一段下がるようになって
いる。しかし、その１０秒間をカウントする間にパワー
スイッチ74が押されると、押される毎にＫの値は増える
ように更新され、即ちアシスト比率は一段ずつ上がるよ
うになっている。即ち、アシスト比率を上げようと、複
数回連続で押されたときには素早くアシスト比率が上が
るように設定され、パワースイッチ74を押さない状態を
続けるときは、１０秒ごとに一段ずつアシスト比率が下
がるようになっている。

【００９０】次に、この制御回路の動作についての第４
実施例について、図１１、及び図１２に基づき説明をす
る。

【００９１】図１１は、前述する第３実施例と同様、標
準のアシスト比率をＡとし、順にＢ、Ｃ、Ｄと大きくな
るように設定してある。また、本実施例も、第３実施例
と同様、パワースイッチ74を押さえないときはアシスト
比率をＡに設定して走行し、上り坂や発進時など、使用
者が補助力を必要としてパワースイッチ74を押さえてい
る期間はアシスト比率をＢ、Ｃ、Ｄに上げて通常の補助
力よりも大きな補助力で走行することができる。

【００９２】上述する図１１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１２のフローチャー
トに基づき説明をする。このフローチャートにあって
は、アシスト比率の設定のみについて説明する。

【００９３】まず、パワースイッチ74が連続して押され
た時間、即ちスイッチからの出力信号の時間をカウント
するスイッチカウンタの値を０に設定する（Ｓ１）。こ
の時、アシスト比率の初期値はＡであるため、モードＡ
を設定する（Ｓ２）。次に、パワースイッチ74が押され
ている回数が１回目であるか連続して押されているのか
を確認し（Ｓ３）、押されている時間が３秒以上経過し
たかどうかを判断し（Ｓ４）、３秒以上押されていると
きはスイッチカウンタＫの値を一つ増やす（Ｓ５）。即
ち、パワースイッチ74が押されるのが１回目であるとき
は、Ｋの値は１となる。また、Ｋの値が１で、更に３秒
経過した場合はＫの値は２となる。

【００９４】また、Ｓ３において、パワースイッチ74が
押されない場合、Ｋの値は一つ減ることになる（Ｓ
６）。具体的には、Ｋの値が１である場合にはＫの値は
０になり、Ｋの値が０に設定してある場合は、Ｋの値は
それ以上は下がらないので、初期設定値の０の状態を維
持する。

【００９５】次に、Ｋの値が３以上であるかどうか、即
ち１２秒間連続で押されたかどうかを確認し（Ｓ７）、
そうであれば最大のアシスト比率Ｄを設定する（Ｓ
８）。また、Ｋの値が１２秒以上でなく２であれば（Ｓ
９）、アシスト比率Ｃを設定する（Ｓ１０）。次に、Ｋ
の値が２でなく１の場合は（Ｓ１１）、アシスト比率Ｂ
を設定して（Ｓ１２）走行し、もし、Ｋの値が０であれ
ば元に戻って標準のアシスト比率Ａで走行する。

【００９６】このフローチャートにおいて、走行動作を
合わせて説明すると、まず、電源を投入したときは、ス
イッチカウンタが０に設定され、最初はモードＡが設定
される。そして、走行中、発進時や上り坂になり、使用
者がパワースイッチ74を３秒以上押さえると、Ｋの値は
１となり、アシスト比率Ａよりも大きいＢに切り換わ
る。そして更に連続して３秒経過すると、Ｋの値は順に
大きくなり、アシスト比率はＣ、Ｄと上がっていく。こ
の時、Ｋの値は最大３、即ちスイッチの連続で押さえる
時間は１２秒以上は最大の状態を維持するので、アシス
ト比率はＤの状態を維持する。また、図１２のフローチ
ャートのＳ３について説明すると、走行中、連続して押
さえていたパワースイッチ74を押さえることを止めたと
き、Ｋの値が一段下がり、アシスト比率が一段下がるよ
うになる。即ち、アシスト比率が上がるときには、パワ
ースイッチ74を連続して押さえると３秒ごとに上がるよ
うになり、下がるときはフローチャートのＳ６のルーチ
ンを通る度毎に下がるようになる。よって、上がるとき
は段階を踏んでアシスト比率が上昇し、下がるときは急
速に下がるようになる。

【００９７】以上のように、パワースイッチ74を押さえ
たときだけ、予め設定した所定のアシスト比率よりも高
いアシスト比率で電動駆動力が動作するので、走行中、
例えば、上り坂にさしかかり、使用者がスイッチを押さ
えた場合、予め設定したアシスト比率が高い方に切り換
わり、例えばアシスト比率１から２に切り換わり、通常
よりも高い電動駆動力の補助力が働いて走行することが
できる。このようにスイッチを押さえている間だけアシ
スト比率を上げることで、上り坂や発進時などの補助力
が必要なときにはアシスト比率を上げて大きな補助力で
走行することができ、使用者は非常に楽になる。

【００９８】また、上述する切り換えとは異なり、予め
設定するアシスト比率の方をスイッチを押さえたときの
アシスト比率よりも高く設定し、スイッチを押さえたと
きの方が補助力が低くなるように設定することで、補助
が余り必要でないときにはこのスイッチを押さえること
でバッテリの消耗を抑えることができる。

【００９９】また、スイッチを押さえたときだけ電動駆
動力による補助がなされ、スイッチを押さえていないと
きは、通常の車両と同じ、人力駆動力によってのみ走行
するので、上り坂や発進時などの補助力が必要なときに
は補助力が加わり、使用者は楽に走行することができ、
バッテリの消耗を抑えることができる。

【０１００】更に、パワースイッチを連続して押した回
数、又は連続して押している時間に応じて予め設定した
アシスト比率が高い方に切り換わる、例えばアシスト比
率１から２に切り換わるので、連続して２回、３回とス
イッチを押さえた場合や、連続してスイッチを押さえ続
けた場合、一段階ずつアシスト比率を上げていくことに
よって、上り坂や発進時などの補助力が必要なときには
アシスト比率を上げて大きな補助力で走行することがで
き、使用者は非常に楽になる。

【０１０１】また、パワースイッチ74を押さえることを
止めた場合、アシスト比率は自動的に元に戻るので、補
助力が必要なときだけ電動駆動力が動作し、バッテリの
消耗を抑えるという効果があるほか、複数あるアシスト
比率が段階的に下がっていくので、急激に電動駆動力が
下がって使用者が補助力の不足を感じることなく乗り心
地が向上するという効果がある。

【０１０２】

【発明の効果】本発明の請求項１、及び請求項２は、ス
イッチからの信号出力があったときだけ、予め設定した
所定のアシスト比率よりも高いアシスト比率で電動駆動
力が動作するので、走行中、例えば、上り坂にさしかか
り、使用者がスイッチを操作した場合、予め設定したア
シスト比率が高い方に切り換わり、通常よりも高い電動
駆動力の補助力が働いて走行することができ、上り坂や
発進時などの補助力が必要なときにはアシスト比率を上
げて大きな補助力で走行することができ、使用者は非常
に楽になる等の効果を奏する。

【０１０３】また、請求項１は、上述する切り換えとは
異なり、予め設定するアシスト比率の方をスイッチから
の信号出力があったときのアシスト比率よりも高く設定
し、スイッチからの信号出力があったときの方が補助力
が低くなるように設定することで、補助が余り必要でな
いときにはこのスイッチの操作を止めることでバッテリ
の消耗を抑えることができる等の効果を奏する。

【０１０４】また、請求項３は、スイッチからの信号出
力がある時だけ電動駆動力による補助がなされ、スイッ
チからの信号出力がないときは、通常の車両と同じ、人
力駆動力によってのみ走行するので、上り坂や発進時な
どの補助力が必要なときには補助力が加わり、使用者は
楽に走行することができ、バッテリの消耗を抑えること
ができる等の効果を奏する。

【０１０５】更に、請求項４、及び請求項７は、スイッ
チからの連続した信号出力の回数、又は連続した信号出
力の時間に応じて予め設定したアシスト比率が高い方に
切り換わるので、連続して２回、３回とスイッチからの
信号出力があった場合や、連続してスイッチからの信号
出力があった場合、一段階ずつアシスト比率を上げてい
くことによって、上り坂や発進時などの補助力が必要な
ときにはアシスト比率を上げて大きな補助力で走行する
ことができ、使用者は非常に楽になる等の効果を奏す
る。

【０１０６】また、請求項５、請求項６及び請求項８、
請求項９は、スイッチからの信号出力がなくなった場
合、アシスト比率は自動的に元に戻るので、補助力が必
要なときだけ電動駆動力が動作し、バッテリの消耗を抑
えるという効果があるほか、複数あるアシスト比率が段
階的に下がっていくので、急激に電動駆動力が下がって
使用者が補助力の不足を感じることなく乗り心地が向上
する等の効果がある。

【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】同速度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】本発明の第２実施例である制御回路の動作を示
すフローチャートである。

【図９】同速度に対するアシスト比率の設定値を示すグ
ラフである。

【図１０】本発明の第３実施例である制御回路の動作を
示すフローチャートである。

【図１１】同速度に対するアシスト比率の設定値を示す
グラフである。

【図１２】本発明の第４実施例である制御回路の動作を
示すフローチャートである。

【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） 74 スイッチ（パワースイッチ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀井 正則 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 相良 弘明 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松本 敏宏 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 乾 誠貴 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (9)

【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駆動力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
   た比率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、前記人力駆動力に
   対する電動駆動力の出力比率であるアシスト比率のパタ
   ーンが複数個設定してあり、信号出力されている期間だ
   けアシスト比率が切り換わるスイッチを設けたことを特
   徴とする補助動力付き車両。
2. 【請求項２】 前記スイッチからの信号出力される期間
   だけ切り換わるアシスト比率のパターンは、アシスト比
   率が高い方に切り換わ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】 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駆動力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
   た比率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、信号出力される期間だけ電動駆動部
   が動作するスイッチを設けたことを特徴とする補助動力
   付き車両。
4. 【請求項４】 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駆動力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
   た比率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、前記人力駆動力に
   対する電動駆動力の出力比率であるアシスト比率のパタ
   ーンが複数種類設定してあり、信号出力される回数に応
   じてアシスト比率が切り換わるスイッチを設けたことを
   特徴とする補助動力付き車両。
5. 【請求項５】 前記スイッチは信号出力が無くなってか
   ら所定時間経過した後に元のアシスト比率に戻ることを
   特徴とする請求項４記載の補助動力付き車両。
6. 【請求項６】 前記スイッチからの信号出力される毎に
   アシスト比率が高い方に切り換わり、前記スイッチから
   の信号出力がなくなってから所定時間経過した後にアシ
   スト比率が高い方から低い方へ順に元のアシスト比率ま
   で戻ることを特徴とする請求項４記載の補助動力付き車
   両。
7. 【請求項７】 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駆動力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
   た比率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、前記人力駆動力に
   対する電動駆動力の出力比率であるアシスト比率のパタ
   ーンが複数個設定してあり、連続して信号出力される時
   間の長さによってアシスト比率が切り換わるスイッチを
   設けたことを特徴とする補助動力付き車両。
8. 【請求項８】 前記スイッチは信号出力が無くなってか
   ら所定時間経過した後に元のアシスト比率に戻ることを
   特徴とする請求項７記載の補助動力付き車両。
9. 【請求項９】 前記スイッチからの連続した出力信号の
   所定時間毎にアシスト比率が高い方に切り換わり、前記
   スイッチからの出力信号が無くなってから所定時間経過
   した後にアシスト比率が高い方から低い方へ順に元のア
   シスト比率まで戻ることを特徴とする請求項７記載の補
   助動力付き車両。