JP2001239982A - 電動自転車 - Google Patents

電動自転車

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JP2001239982A
JP2001239982A JP2000055085A JP2000055085A JP2001239982A JP 2001239982 A JP2001239982 A JP 2001239982A JP 2000055085 A JP2000055085 A JP 2000055085A JP 2000055085 A JP2000055085 A JP 2000055085A JP 2001239982 A JP2001239982 A JP 2001239982A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動変速機を備えた電動自転車において、変
速時のシフトフィーリングを向上させる。 【解決手段】 運転者による自走操作に応答して自走動
力を発生する駆動モータM、当該駆動モータMと駆動輪
との間に連結された変速機および車速を検知する手段を
含む電動自転車において、駆動モータMに発生させる自
走動力すなわち駆動モータMに供給する交流励磁電流の
デューティー比を、運転者による自走操作の操作量、変
速機のギア段および車速に基づいて決定する自走時基準
デューティ比マップ201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、運転者による自走
操作の操作量に応答した自走動力を発生する駆動モータ
および自動変速機を備えた電動自転車に係り、特に、自
動変速時に良好な変速フィーリングを得られる電動自転
車に関する。
【0002】
【従来の技術】クランク軸に入力される踏力に応答して
補助動力を発生する電動モータを備え、補助動力と踏力
とを合成して駆動輪へ伝達する電動補助自転車、いわゆ
るアシスト自転車とは別に、運転者の自走操作の操作量
として、例えばスロットルレバーの開度に応答した自走
動力を発生する駆動モータを備えた電動自転車が、例え
ば特開平9−263289号公報において提案されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動スクータ等
に搭載されている無段変速機とは異なる有段の変速機お
よびそのアクチュエータを備えた電動自転車では、変速
前後の各ギア段での出力トルクに差があると、良好なシ
フトフィーリングが得られないという技術課題があっ
た。
【0004】本発明の目的は、上記した従来技術の課題
を解決し、自動変速時に良好な変速フィーリングを得ら
れる電動自転車を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、運転者による自走操作に応答して自
走動力を発生する駆動モータ、当該駆動モータと駆動輪
との間に連結された変速機および車速を検知する手段を
含む電動自転車において、駆動モータに発生させる自走
動力を、前記自走操作の操作量、変速機のギア段および
車速に基づいて決定する自走動力決定手段を具備したこ
とを特徴とする。
【0006】上記した特徴によれば、駆動モータに発生
させる自走動力を、自走操作の操作量、変速機のギア段
および車速に応じた最適値に細かく設定することができ
るので、変速時には変速前後の各ギア段での出力トルク
を一致させることが可能となり、良好なシフトフィーリ
ングが得られる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図1は、本発明を適用した電動自転車の
構成を示した図であり、本発明の説明に不要な構成につ
いては、その図示を省略している。
【0008】ハンドル10には、従来の自転車と同様
に、左端部に後輪用のブレーキレバー11、右端部に前
輪用のブレーキレバー13が設けられ、各ブレーキレバ
ー11、13の支点近傍には、各ブレーキレバー11、
13が操作状態にあることを検知して制動中信号SB を
出力するブレーキスイッチ12、14が設けられてい
る。さらに、ハンドル10の右端部には、後述する駆動
モータMに発生させる自走動力を指示する自走操作入力
手段としてのスロットルレバー16およびその操作角度
θthを操作量として検知するスロットル開度センサ15
が設けられている。
【0009】車体フレームの中央部には、駆動モータM
による「自走走行」および駆動モータMの駆動力により
踏力を補助する「アシスト走行」を選択的に可能にする
パワーユニット2が搭載されている。左右のクランクペ
ダル38L,38Rからクランク軸30に入力された踏
力は、ワンウエイクラッチ26を介してクランク軸30
と同軸状に連結された大径ギア36に伝達され、さら
に、第1アイドル軸35を介して出力軸34に伝達され
る。前記ワンウエイクラッチ26は、クランク軸30か
ら大径ギア36への回転力の伝達を許容し、大径ギア3
6からクランク軸30への回転力の伝達を禁止する。
【0010】一方、駆動モータMが発生する駆動力は、
第2アイドル軸36を介してアイドルギア37に伝達さ
れる。アイドルギア37は第1アイドル軸35に対して
ワンウエイクラッチ29を介して連結されており、前記
アイドルギア37に伝達された駆動力は、第1アイドル
軸35を介して前記出力軸34に伝達される。出力軸3
4の一端はパワーユニット2の外部に露出し、この露出
端部には駆動スプロケット32が連結されている。
【0011】モータ回転センサ25は、駆動モータMの
回転速度NM を検知する。温度センサ24は、駆動モー
タMの温度TM を検知する。踏力センサ23は、クラン
ク軸30に入力された踏力を検知する。クランクペダル
回転センサ22は、前記大径ギア36の回転速度に基づ
いてクランクペダル38(38L,38R)の回転速度
を検知する。電流センサ27は、駆動モータMに供給さ
れる交流励磁電流IMを検知する。各センサの出力信号
はコントローラ20へ入力される。
【0012】駆動輪としての後輪31の車軸には、被動
スプロケット33および4段変速の変速機19が設けら
れている。前記出力軸34の駆動スプロケット32と被
動スプロケット33とはチェーン39により連結されて
いる。自動変速アクチュエータ17は、前記コントロー
ラ20から出力される変速指令SG に応答して、変速段
を代表する変速段信号DG を出力する。変速機19は、
前記変速段信号DG により変速される。後輪31の回転
速度Vは車速センサ18により検知されて前記コントロ
ーラ20に取り込まれる。
【0013】図2は、前記コントローラ20の主要部の
構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同
一または同等部分を表している。
【0014】自走時基準デューティ比マップ201に
は、自走走行時に駆動モータMへ供給する駆動電流IM
の基準デューティ比Dref1が、前記スロットル開度セン
サ15により検知されるスロットル開度θth、車速Vお
よびギア段Gをパラメータとして、マッピングテーブル
形式により登録されている。
【0015】アシスト時基準デューティ比マップ202
には、アシスト走行時に駆動モータMへ供給する駆動電
流IM の基準デューティ比Dref2が、前記踏力センサ2
3により検知される踏力Fおよび前記車速センサ18に
より検知される車速Vをパラメータとして、マッピング
テーブル形式により登録されている。
【0016】なお、車速Vを車速センサ18により求め
るのではなく、図2に破線で示したように、車速検知部
213を別途に設け、自動変速アクチュエータ17から
出力されて変速段Gを代表する変速段信号DG とモータ
回転速度NM とに基づいて車速Vを検知するようにして
も良い。
【0017】加速度検知部203は、車速Vの時間変化
率に基づいて加速度ΔVを検知する。ギア判別部204
は、前記検知された車速Vおよびモータ回転速度NM に
基づいて現在のギア段Gを判別する。急加速抑制制御部
205は、前記検知された加速度ΔVを基準加速度ΔV
ref と比較し、検知された加速度ΔVが基準加速度ΔV
ref を超えていると、急加速を抑制するための制御を、
後述するデューティ比補正部208へ指示する。
【0018】変速制御部206は、前記検知された加速
度ΔVおよび車速V、ならびに前記ギア判別部204に
より判別された現在のギア段Gに基づいて変速車速(V
ch)データテーブル206aを参照し、現在の走行状態
が変速タイミングであるか否かを判別する。この判別結
果は、前記デューティ比補正部208へ提供されると共
に変速アクチュエータ17へ出力される。
【0019】非乗車自走判別部207は、現在のギア段
Gおよびモータ回転速度NM に基づいて、現在の自走操
作が運転者の非乗車状態でのものであるか否かを判別す
る。押し歩き制御部211は、自走操作が運転者の非乗
車状態でのものであると判別されると、歩行速度に対応
した自走動力を発生させるための制御をデューティ比補
正部208へ指示する。
【0020】制動時制御部210は、制動操作の有無お
よび車速Vに応じた自走動力の制御をデューティ比補正
部208へ指示する。さらに具体的に言えば、前記制動
時制御部210は、走行中にブレーキスイッチ12、1
4のオン状態が検知されると、駆動モータMに、当該駆
動モータMが外部から見て実質的に無負荷となる駆動力
を発生させるための制御を指示する。また、ブレーキス
イッチ12、14がオン状態の停車状態において自走操
作がなされると、当該自走操作の操作量に応答した駆動
力を、そのまま駆動モータMに発生させる。
【0021】モータ出力制限部209は、前記電流セン
サ27により検知された駆動モータMの駆動電流IM 、
および前記温度センサ24により検知された駆動モータ
Mの温度TM に基づいて当該駆動モータMの使用状況を
監視し、駆動モータMが過酷な使用状況下にあると、自
走動力を制限するための制御をデューティ比補正部20
8へ指示する。
【0022】前記デューティ比補正部208は、前記各
デューティ比マップ201,202で求められた基準デ
ューティ比Dref1,Dref2を、後に詳述するように、急
加速抑制制御部205、変速制御部206、押し歩き制
御部211、制動時制御部210およびモータ出力制限
部209からの指示に基づいて補正し、目標デューティ
比DM として出力する。
【0023】次いで、図3のフローチャートを参照しな
がら、上記したコントローラ20による自走走行時の駆
動モータMの制御方法について説明する。
【0024】ステップS11では、前記スロットル開度
センサ15により、スロットルレバー16の開度θthが
自走操作の操作量として検知され、車速センサ18によ
り車速Vが検知され、さらに、モータ回転センサ25に
より駆動モータMの回転速度NM が検知される。ステッ
プS12では、前記ステップS11で検知された車速V
に基づいて、前記加速度検知部203により加速度ΔV
が演算される。ステップS13では、前記車速Vとモー
タ回転速度NM との相関関係に基づいて、前記ギア判別
部204により現在のギア段Gが判別される。なお、ギ
ア段Gは前記自動変速アクチュエータ17から出力され
る変速段信号DG に基づいて判別しても良い。
【0025】ステップS14では、前記電流センサ27
により駆動モータMの駆動電流IMが検知され、温度セ
ンサ24により駆動モータMの温度TM が検知される。
ステップS15では、前記自走時デューティ比マップ2
01が参照され、前記ステップS11で検知されたスロ
ットル開度θthおよび車速V、ならびに前記ステップS
13で判別されたギア段Gに基づいて、自走時基準デュ
ーティ比Dref1が検索される。
【0026】ステップS16では、前記ブレーキスイッ
チ12、14の状態に基づいて、前記制動時制御部21
0により、ブレーキ操作がなされているか否かが判定さ
れる。ブレーキ操作がなされていなければ、ステップS
17では、モータ回転速度NMの上昇率ΔNM に基づい
て、前記非乗車自走判別部207により、運転者が非乗
車状態でスロットルレバー16を操作したか否かが判別
される。ここで、モータ回転速度NM の上昇率ΔNM が
基準上昇率ΔNref 以上であると、運転者が非乗車状態
でスロットルレバー16を操作したと判別されてステッ
プS24へ進み、それ以外は、乗車状態でスロットルレ
バー16が操作されたものと判別されてステップS18
へ進む。
【0027】なお、スロットルレバー16が運転者の非
乗車状態で操作されたか否かを判別するためのパラメー
タは、上記したようなモータ回転速度の上昇率ΔNM に
限定されず、例えば加速度ΔVを判別パラメータとして
採用し、加速度ΔVが基準加速度よりも大きいときに、
非乗車状態での操作と判別するようにしても良い。ある
いは、駆動モータMの駆動電流の変化率を判別パラメー
タとして採用し、電流変化率が基準変化率よりも大きい
ときに、非乗車状態での操作と判別するようにしても良
い。
【0028】このように、本実施形態では自走操作が運
転者の非乗車状態でなされたものであるか否かを、車両
の加速度、駆動モータの回転速度の変化率、あるいは駆
動モータの駆動電流の変化率に基づいて判別するように
したので、運転者が非着座状態にあることを検知するた
めのセンサやスイッチを別途に設ける必要がない。
【0029】次のステップS18では、急加速を抑制し
ながら十分な加速性能を得るための『急加速抑制制御』
が実行される。
【0030】図4は、『急加速抑制制御』の制御内容を
示したフローチャートであり、スロットルレバー16の
操作量と加速度との対応関係に基づいて駆動モータMの
自走動力を制御することにより、路面状況や積載重量等
にかかわらず、スロットルレバー16の操作量に応じた
加速度が得られるようにしている。
【0031】ステップS181では、前記急加速抑制制
御部205において、現在の加速度ΔVが基準加速度Δ
Vref と比較される。ここで、加速度ΔVが基準加速度
ΔVref を上回っていると、急加速状態と判別されてス
テップS182へ進む。ステップS182では、デュー
ティ比補正部208により、前記自走時デューティ比マ
ップ201から検索された基準デューティ比Dref1に対
して“1”よりも小さい補正係数が乗じられ、演算結果
が目標デューティ比DM とされる。
【0032】本実施形態では、前記補正係数が“0.
9”のk1 乗の値として定義され、指数k1 の初期値は
“1”に設定されている。したがって、最初は前記マッ
プ201から判定された基準デューティ比Dref1の0.
9倍の値が、目標デューティ比DM として登録される。
ステップS183では、前記指数k1 の値が“1”だけ
インクリメントされる。ステップS184では、急加速
抑制中フラグF1 がセットされる。
【0033】その後は、前記ステップS181において
加速度ΔVが基準加速度ΔVref を下回ったと判定され
るまでは、上記した各処理が繰り返されて指数k1 の値
が大きくなるので、当該指数k1の値に応じて目標デュ
ーティ比DM が徐々に減ぜられることになる。
【0034】また、以上のようにして目標デューティ比
DM が漸減された結果、前記ステップS181におい
て、加速度ΔVが基準加速度ΔVref を下回ったと判定
されると、ステップS185では、前記急加速抑制中フ
ラグF1が参照される。ここで、フラグF1がセットさ
れていれば、前記ステップS182で漸減されたデュー
ティ比を漸増させるべくステップS186へ進む。
【0035】ステップS186では、現在の目標デュー
ティ比DM に“1”よりも小さい補正係数が乗じられ、
演算結果が新たな目標デューティ比DM とされる。本実
施形態では、前記補正係数が“0.9”のk2 乗値とし
て定義されており、指数k2の初期値は“5”に設定さ
れている。したがって、最初は目標デューティ比DMの
0.59(=0.95 )倍の値が目標デューティ比DM
となる。
【0036】ステップS187では、前記指数k2 が
“0”まで減ぜられたか否かが判定され、最初は“5”
なのでステップS188へ進み、ここで指数k2 の値が
“1”づつ減ぜられる。また、前記ステップS187に
おいて、前記指数k2 が“0”と判定されれば、ステッ
プS189において、前記急加速抑制中フラグF1がリ
セットされて一連の『急加速抑制制御』が終了する。
【0037】このように、本実施形態では加速度ΔVが
基準加速度ΔVref を上回っていると、ステップS18
2において補正係数が徐々に減ぜられて目標デューティ
比DM が漸減され、その後、加速度ΔVが基準加速度Δ
Vref を下回ると、ステップS186において補正係数
が徐々に増やされて目標デューティ比DM が漸増され、
前記漸減分が補われるので、急加速を抑制しながら十分
な加速性能を得ることができる。
【0038】図3に戻り、ステップS19では、自動変
速タイミングであるか否かが前記変速制御部206によ
り判別され、前記変速車速データテーブル206aに予
めギア段ごとに記憶されている変速車速Vchと現在の車
速Vとの差分の絶対値が基準速度VA を下回っている
と、自動変速を実行すべくステップS20の『変速制
御』が実行される。前記変速車速Vchとしては、1速/
2速間の変速タイミングを示す変速車速Vch12,2速/
3速間の変速タイミングを示す変速車速Vch23、および
3速/4速間の変速タイミングを示す変速車速Vch34が
それぞれ登録されており、いずれかの変速車速Vchが、
現在のギア段Gに基づいて選択される。
【0039】図5は、前記『変速制御』の内容を示した
フローチャートであり、主に前記変速制御部206の動
作を示している。
【0040】ステップS201では、シフトチェンジに
より生じるトルク変動が、上昇あるいは降下のいずれで
あるかが判定される。ここで、例えば2速から3速への
シフトアップ時は、図7に示したように、変速車速Vch
23における3速のトルクが2速のトルクよりも大きいの
で、シフトチェンジ後にトルクが上昇すると判定されて
ステップS202へ進む。同様に、2速から1速へのシ
フトダウン時も、図8に示したように、変速車速Vch12
における1速のトルクが2速のトルクよりも大きいの
で、シフトチェンジ後にトルクが上昇すると判定されて
ステップS202へ進む。
【0041】ステップS202では、前記変速制御部2
06の変速車速データテーブル206aが参照され、現
在の車速Vが、現在のギア段に対応した予定の変速車速
Vchに達したか否かが判定される。ここで、図7に示し
たように、2速での走行中に車速Vが変速車速Vch23に
達して3速へのシフトアップタイミングと判定される
と、ステップS203では変速アクチュエータ17が駆
動されてシフトチェンジ(シフトアップ)が行われる。
ステップS204では、現在の目標デューティ比DM に
“1”よりも小さい補正係数が乗じられ、演算結果が新
たな目標デューティ比DM とされる。
【0042】本実施形態では、前記補正係数が“0.
9”のk3 乗値として定義され、指数k3 の初期値は
“5”に設定されている。したがって、最初は現在の目
標デューティ比DM の0.59(=0.95 )倍の値が
目標デューティ比DM となる。この結果、図7に示した
ように、3速へのシフトアップ直後のトルクは、ギア段
が3速であるにもかかわらず2速でのトルクと同等のレ
ベルまで低下することになるので、良好なシフトフィー
リングが得られる。
【0043】ステップS205では、前記指数k3 が
“0”か否かが判定され、最初は“5”なのでステップ
S207へ進む。ステップS207では、指数k3 が
“1”だけ減ぜられる。
【0044】その後は、上記した各処理が繰り返されて
指数k3 の値が徐々に減少し、これに応じて目標デュー
ティ比DM が漸増される。したがって、図7に示したよ
うに、駆動モータMの自走動力も、変速車速Vch23にお
いて一気に減ぜられた後は漸増し、やがては本来の目標
デューティ比DM へ戻るので、ギア段に応じた本来のト
ルクを得られるようになる。
【0045】同様に、図8に示したように、2速での走
行中に車速Vが変速車速Vch12まで低下して1速へシフ
トダウンされる場合も、シフトダウン直後は、ギア段が
1速であるにもかかわらず2速でのトルクと同等のレベ
ルまで目標デューティ比DMが減ぜられ、その後、目標
デューティ比DM が徐々に増加されて本来の目標デュー
ティ比へ戻るので、良好なシフトフィーリングが得られ
る。
【0046】一方、例えば1速から2速へのシフトアッ
プ時は、図9に示したように、変速車速Vch12における
2速のトルクが1速のトルクよりも小さいので、シフト
チェンジ後にトルクが減少すると判定されてステップS
208へ進む。ステップS208では、現在の車速Vが
予定の変速車速Vch12に達したか否かが判定される。車
速Vが未だ変速車速Vch12に達していないと判定される
と、ステップS209では、現在の目標デューティ比D
M に“1”よりも小さい補正係数が乗じられ、計算結果
が新たな目標デューティ比DM とされる。
【0047】本実施形態では、前記補正係数が“0.
9”のk4 乗値として定義され、指数k4 の初期値は
“1”に設定されている。したがって、最初は現在の目
標デューティ比DM の0.9倍の値が目標デューティ比
DM となる。ステップS210では、前記指数k4 が
“1”づつ増やされる。
【0048】その後は、前記ステップS208において
車速Vが変速車速Vch12に達したと判定されるまで上記
した各処理が繰り返されるので、前記指数k4 の値に応
じて目標デューティ比DM が漸減されることになる。し
たがって、図9に示したように、トルクは徐々に減少す
る。
【0049】その後、ステップS208において、車速
Vが変速車速Vch12に達したと判定されると、ステップ
S211では、変速アクチュエータが駆動されてシフト
チェンジが行われる。このとき、本実施形態によれば、
図9に示したようにトルクが2速でのトルクと同等レベ
ルまで低下しており、変速の前後で出力トルク差がない
ので、良好なシフトフィーリングが得られる。ステップ
S212では、前記指数k4 に“1”がセットされて一
連の変速制御が終了する。
【0050】なお、以上の説明では、変速時のシフトフ
ィーリングを向上させるために、変速前後の各ギア段の
トルクが略一致するように、駆動モータMへ供給する電
流のデューティ比を補正するものとして説明したが、こ
れとは別に、図10、11に示したように、変速車速V
ch12、Vch23等そのものを、前記各ギア段のトルクカー
ブが交差する速度またはその近傍に設定することによっ
ても、上記と同様に、変速時のシフトフィーリングを向
上させることができる。
【0051】図3に戻り、ステップS23では、モータ
の酷使を防止するための『モータ出力制限制御』が実行
される。以下、図6のフローチャートを参照して前記
『モータ出力制限制御』について説明する。
【0052】ステップS231では、前記電流センサ2
7により検知されたモータ駆動電流IM と現在の目標デ
ューティ比DM とに基づいて、駆動モータMの現在の出
力Pout が算出される。ステップS232では、駆動モ
ータMの現在の出力Pout と所定の最大出力Pmax とが
比較される。前記最大出力Pmax は駆動モータMの最大
定格の2倍程度に設定することが望ましく、本実施形態
では最大定格の1.5倍に設定されている。
【0053】ここで、現在の出力Pout が最大出力Pma
x を上回っていると判定されると、ステップS233で
は、目標デューティ比DM に所定の最大値Dmax がセッ
トされる。ステップS234では、前記温度センサ24
により検知された駆動モータMの温度TM と基準温度T
ref とが比較される。本実施形態では、基準温度Tref
が90℃に設定されている。
【0054】ここで、温度TM が基準温度Tref 以上で
あると、ステップS235において、現在の目標デュー
ティ比DM に“1”よりも小さい補正係数が乗じられ、
計算結果が新たな目標デューティ比DM とされる。本実
施形態では、前記補正係数が“0.5”のk5 乗値とし
て定義され、指数k5 の初期値は“1”に設定されてい
る。したがって、最初は現在の目標デューティ比DM の
0.5倍の値が目標デューティ比DM となる。ステップ
S236では、前記指数k5 が“1”だけ増やされる。
【0055】一方、前記ステップS234において、温
度TM が基準温度Tref を下回っていると判定される
と、ステップS236では、前記指数k5 に初期値の
“1”がセットされる。
【0056】このように、本実施形態では駆動モータM
の出力を制限すると共に、温度が上昇すると目標デュー
ティ比DM を漸減させるので、駆動モータMの酷使を未
然に防止することができる。また、駆動モータMの出力
上限を当該駆動モータMの定格の2倍以内に制限するよ
うにしたので、駆動モータMを酷使することなく大きな
自走動力を得ることができる。
【0057】再び図3に戻り、ステップS25では、以
上のようにして求められた目標デューティ比DM に基づ
く駆動モータMの電流制御が実行される。
【0058】なお、ステップS16において、いずれか
のブレーキスイッチ12、14がオン状態にある、すな
わちブレーキ操作中と判定されると、ステップS21で
は、車速Vに基づいて走行中であるか否かが判別され
る。
【0059】ここで、車速Vが“0”よりも大きいと、
走行中と判定されてステップS22へ進む。ステップS
22では、駆動モータMが外部から見て実質的に無負荷
となる駆動力を当該駆動モータMに発生させるための目
標デューティ比DM として、例えば、現在の目標デュー
ティ比の20%相当、あるいは目標デューティ比の最大
値Dmax の20%相当の値(あるいは、“0”%であっ
ても良い)が設定される。
【0060】また、前記ステップS21において停車中
と判別されると、前記図4に関して説明した『急加速抑
制制御』のステップS186へ進む。この結果、目標デ
ューティ比DM が一気に減ぜられ、その後徐々に増加さ
れることになる。
【0061】すなわち、本実施形態では制動操作がなさ
れている停車状態で自走操作がなされると、駆動モータ
に発生させる自走動力が自走操作の操作量に応答した値
まで漸増されるので、坂道発進時における車両の“ずり
下がり”を防止することができる。
【0062】さらに、前記ステップS17において、ド
ライバーが非乗車状態と判定されると、ステップS24
では、手押し走行に最適な自走動力を発生させるべく、
現在の目標デューティ比DM の20%相当、あるいは目
標デューティ比の最大値Dmax の20%相当の値が新た
な目標デューティ比DM として設定される。
【0063】このように、本実施形態によれば、歩行速
度に対応した自走動力を、通常の自走動力を発生させる
ための自走操作入力手段(スロットルレバー16)を用
いて発生させることができるので、複数の自走操作入力
手段を設けることなく、歩行速度での自走機能を有する
電動自転車を構成することができる。
【0064】また、本実施形態では、自走操作が運転者
の非乗車状態でのものであるか否かを判別し、自走操作
が非乗車状態でのものと判別された場合のみ、歩行速度
に対応した自走動力を発生させるようにしたので、運転
者が乗車しているにもかかわらず歩行速度に対応した自
走動力が出力されてしまうことがない。
【0065】なお、上記した実施形態では、駆動輪31
の回転速度を車速センサ18により直接検知し、これに
基づいて車速Vを求めるものとして説明したが、本発明
はこれのみに限定されるものではなく、前記モータ回転
センサ25により検知された駆動モータMの回転速度N
M およびギア段Gに基づいて、演算により求めても良
い。あるいは、前記クランクペダル回転センサ22によ
り検知されたクランクペダル38の回転速度およびギア
段Gに基づいて、演算により求めても良い。
【0066】さらに、上記した実施形態では、自走時基
準デューティ比マップ201には自走走行時に駆動モー
タMへ供給する駆動電流IM の基準デューティ比Dref1
が、スロットル開度θth、車速Vおよびギア段Gの関数
として登録されているものとして説明した。しかしなが
ら、本発明はこれのみに限定されるものではなく、図1
2に示したように、自走時基準デューティ比マップ20
1には基準デューティ比Dref1とスロットル開度θthと
の関係のみをマップとして登録しておき、スロットル開
度θthに基づいて検索された基準デューティ比Dref1
を、車速Vおよびギア段Gに基づいて、補正部213に
より適宜補正するようにしても良い。
【0067】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が達
成される。
【0068】(1) 駆動モータに発生させる自走動力を、
自走操作の操作量、変速機のギア段および車速をパラメ
ータとして最適値に設定することができるので、変速時
には変速前後の各ギア段での出力トルクを一致させるこ
とが可能となり、良好なシフトフィーリングが得られ
る。
【0069】(2) クランクペダルの回転速度を検知する
ために設けられたセンサの検知信号に基づいて車速を求
めるので、車速センサを別途に設ける必要がない。
【0070】(3) 車速を駆動モータの回転速度と変速機
のギア段とに基づいて検知するようにしたので、車速セ
ンサを別途に設ける必要がない。
【0071】(4) 変速機のギア段を駆動モータの回転速
度と車速とに基づいて検知するようにしたので、ギア段
を判別するためのセンサを別途に設ける必要がない。
【0072】(5) 自走操作の操作量に基づいて決定され
る駆動モータの自走出力の目標値をマッピングテーブル
から求めるようにしたので、その設定や変更等を容易に
行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した電動自転車の構成を示した図
である。
【図2】図1のコントローラのブロック図である。
【図3】コントローラの動作を示したフローチャートで
ある。
【図4】急加速抑制制御のフローチャートである。
【図5】変速制御のフローチャートである。
【図6】モータ出力制限制御のフローチャートである。
【図7】2速から3速へのシフトアップ時の変速制御方
法を示した図である。
【図8】2速から1速へのシフトダウン時の変速制御方
法を示した図である。
【図9】1速から2速へのシフトアップ時の変速制御方
法を示した図である。
【図10】2速/3速間の変速車速Vch23の設定方法を
示した図である。
【図11】1速/2速間の変速車速Vch12の設定方法を
示した図である。
【図12】図1のコントローラの他の実施形態のブロッ
ク図である。
【符号の説明】
2…パワーユニット、10…ハンドル、11,13…ブ
レーキレバー、12,14…ブレーキスイッチ、15…
スロットル開度センサ、16…スロットルレバー、17
…自動変速アクチュエータ、18…車速センサ、19…
変速機、20…コントローラ、22…クランク回転セン
サ、23…踏力センサ、24…温度センサ、25…モー
タ回転センサ、26…ワンウエイクラッチ、27…電流
センサ、30…クランク軸、32…駆動スプロケット、
34…出力軸、35…第1アイドル軸、36…第2アイ
ドル軸、37…アイドルギア

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運転者による自走操作に応答して自走動
    力を発生する駆動モータ、当該駆動モータと駆動輪との
    間に連結された変速機および車速を検知する手段を含む
    電動自転車において、 前記駆動モータに発生させる自走動力を、前記自走操作
    の操作量、変速機のギア段および車速に基づいて決定す
    る自走動力決定手段を具備したことを特徴とする電動自
    転車。
  2. 【請求項2】 クランクペダルと、 前記駆動モータが発生する駆動力を伝達される出力軸
    と、 前記クランクペダルと出力軸との間に連結され、クラン
    クペダルから入力された踏力および出力軸に入力された
    駆動力を伝達されて回転し、自身の回転によっては前記
    クランクペダルを回転させない回転体と、 前記回転体の回転速度を検知するクランクセンサとを具
    備し、 前記車速は、前記クランクセンサにより検知された回転
    体の回転速度に基づいて求められることを特徴とする請
    求項1に記載の電動自転車。
  3. 【請求項3】 前記駆動モータの回転速度を検知する回
    転センサを具備し、前記車速は、前記駆動モータの回転
    速度および変速機のギア段に基づいて検知されることを
    特徴とする請求項1に記載の電動自転車。
  4. 【請求項4】 前記駆動モータの回転速度を検知する回
    転センサを具備し、前記変速機のギア段は、前記駆動モ
    ータの回転速度および車速に基づいて判別されることを
    特徴とする請求項1に記載の電動自転車。
  5. 【請求項5】 前記自走動力決定手段は、前記駆動モー
    タに発生させる自走動力を、前記自走操作の操作量およ
    び車速をパラメータとして、前記変速機の各ギア段ごと
    に与えるマッピングテーブルを有することを特徴とする
    請求項1に記載の電動自転車。
  6. 【請求項6】 前記自走動力決定手段は、 前記駆動モータに発生させる自走動力を、前記自走操作
    の操作量をパラメータとして与えるマッピングテーブル
    と、 前記マッピングテーブルにより与えられた自走動力を、
    車速および変速機のギア段に基づいて補正する補正手段
    とを含むことを特徴とする電動自転車。
  7. 【請求項7】 前記駆動モータの自走動力は、当該駆動
    モータに供給される交流励磁電流のデューティ比を可変
    することにより制御され、前記マッピングテーブルに
    は、所定の自走動力に対応した交流励磁電流のデューテ
    ィ比が登録されていることを特徴とする請求項5または
    6に記載の電動自転車。
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