JP2001251707A - 電動自転車 - Google Patents

電動自転車

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JP2001251707A JP2000055084A JP2000055084A JP2001251707A JP 2001251707 A JP2001251707 A JP 2001251707A JP 2000055084 A JP2000055084 A JP 2000055084A JP 2000055084 A JP2000055084 A JP 2000055084A JP 2001251707 A JP2001251707 A JP 2001251707A
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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】 ２速から３速へのシフトアップ時は、変
速車速Ｖch23における３速の出力トルクが２速の出力ト
ルクよりも大きいので、シフトチェンジ後に出力トルク
が上昇する。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、変速アクチュエータを駆動してシフトチェンジを行
う。さらに、駆動モータへの駆動電流を減じ、３速での
出力トルクを２速での出力トルクまで低下させて両者を
略一致させる。その後は、駆動モータへの駆動電流を漸
増し、３速本来の出力トルクを発生させる。

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、および当該駆動
モータと駆動輪との間に連結された変速機を含む電動自
転車において、以下のような手段を講じた点に特徴があ
る。
【０００６】(1) 変速機の相互に隣接するギア段を予定
の変速車速で切り換える変速機アクチュエータを具備
し、前記変速車速は、各ギア段での出力トルクカーブが
交差する速度またはその近傍に設定されたことを特徴と
する。
【０００７】(2) 変速機の相互に隣接するギア段を予定
の変速車速で切り換える変速機アクチュエータと、前記
変速車速において、変速前後の各ギア段での出力トルク
カーブが略一致するように、前記駆動モータの駆動力を
補正する補正手段とを具備したことを特徴とする。
【０００８】上記した特徴(1) によれば、変速車速にお
いて変速前後の各ギア段での出力トルクが略一致するの
で、変速ショックのない良好なシフトフィーリングが得
られる。
【０００９】上記した特徴(2) によれば、変速前後の各
ギア段での出力トルクが略一致するように変速車速を設
定しなくても、変速前後の各ギア段での出力トルクを略
一致させることができるので、変速ショックのない良好
なシフトフィーリングが得られる。
【００１０】
【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。
【００１１】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。
【００１２】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３
０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。
【００１３】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。
【００１４】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。クランク回転セ
ンサ２２は、クランク軸３０の回転速度ＮC を検知す
る。電流センサ２７は、駆動モータＭの駆動電流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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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の関数として予め登録されている。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２３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の関数として予め登録されている。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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Ｓ
１３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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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。
【００３０】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。
【００３１】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。
【００３２】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。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】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。
【００３９】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。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】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。
【００４３】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。
【００４４】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。
【００４５】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。
【００４６】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。
【００４７】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。
【００４８】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。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】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。
【００５４】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。
【００５５】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。
【００５６】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。
【００５７】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。
【００５８】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。
【００５９】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。
【００６０】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。
【００６１】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。
【００６２】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。
【００６３】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。
【００６４】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。
【００６５】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。
【００６６】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。
【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) 変速車速を、隣接する各ギア段の出力
トルクカーブが交差する速度またはその近傍に設定した
ので、変速前後の各ギア段での出力トルクを一致させる
ことができ、変速ショックのない良好なシフトフィーリ
ングが得られる。
【００６９】(2) 変速車速において変速前後の各ギア段
での出力トルクカーブが略一致するように駆動モータの
出力を補正するようにしたので、変速ショックのない良
好なシフトフィーリングが得られる。
【００７０】(3) 変速後のギア段における出力トルク
が、変速車速において変速前のギア段における出力トル
クまで低下するように駆動モータの駆動力を減じるの
で、変速により出力トルクが増加してしまうような場合
でも、変速ショックのない良好なシフトフィーリングが
得られる。
【００７１】(4) 変速前のギア段における出力トルク
が、変速車速までに、変速後のギア段における出力トル
クまで低下するように駆動モータの駆動力を漸減させる
ので、変速により出力トルクが低下してしまうような場
合でも、変速ショックのない良好なシフトフィーリング
が得られる。
【００７２】(5) 駆動モータに供給する駆動電流のデュ
ーティ比を自走操作の操作量と対応付けたデューティ比
マップを設け、駆動モータの駆動力を制御する際は、前
記デューティ比マップから求められたデューティ比を制
御するので、トルク制御用のマップを別途に用意する必
要がない。
【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。
【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
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ１６Ｈ 59:42 Ｆ１６Ｈ 59:42 Ｆターム(参考） 3J552 MA04 MA29 NA08 NB07 PA02 QB07 QC07 RA02 SA30 SB09 SB10 SB33 TB01 TB07 TB09 UA08 VA39W VA39Y VA47Z VA74W VA74Z VB01W VB04Z VC01Z VC03Z VD10Z VD11Z VD19Z 5H115 PA01 PC06 PG10 PU02 QN03 RB19 TB03 TB10 TO02 TO05 TO12 TO21 TO23 TO30 TR04 TU01 TU11 TZ09 TZ10 UI15 UI24

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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、および当該駆動モー
    タと駆動輪との間に連結された変速機を含む電動自転車
    において、 前記変速機の相互に隣接するギア段を予定の変速車速で
    切り換える変速機アクチュエータを具備し、 前記変速車速は、前記各ギア段での出力トルクカーブが
    交差する速度またはその近傍に設定されたことを特徴と
    する電動自転車。
  2. 【請求項２】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、および当該駆動モータ
    と駆動輪との間に連結された変速機を含む電動自転車に
    おいて、 前記変速機の相互に隣接するギア段を予定の変速車速で
    切り換える変速機アクチュエータと、 前記変速車速において、変速前後の各ギア段での出力ト
    ルクが略一致するように、前記駆動モータの出力を補正
    する補正手段とを具備したことを特徴とする電動自転
    車。
  3. 【請求項３】 前記補正手段は、変速後のギア段におけ
    る出力トルクが、前記変速車速において変速前のギア段
    における出力トルクまで低下するように、変速後のギア
    段において前記駆動モータの駆動力を減じることを特徴
    とする請求項２に記載の電動自転車。
  4. 【請求項４】 前記補正手段は、変速前のギア段におけ
    る出力トルクが、前記変速車速までに変速後のギア段に
    おける出力トルクまで低下するように、変速前のギア段
    において前記駆動モータの駆動力を漸減することを特徴
    とする請求項２または３に記載の電動自転車。
  5. 【請求項５】 前記駆動モータに供給する駆動電流のデ
    ューティ比を前記自走操作の操作量と対応付けて定めた
    デューティ比マップを具備し、 前記補正手段は、前記デューティ比マップから求められ
    たデューティ比を補正することを特徴とする電動自転
    車。
  6. 【請求項６】 前記補正手段は、前記駆動モータの駆動
    力を車速に応答して補正することを特徴とする請求項２
    に記載の電動自転車。
  7. 【請求項７】 前記変速機アクチュエータは、ギア段を
    車速に応答して切り換えることを特徴とする請求項１に
    記載の電動自転車。
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