JP2002087369A - 電動補助自転車の補助力制御装置 - Google Patents

電動補助自転車の補助力制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アシスト不要の状態で有効にアシストカット
し、中程度の踏力レベル時にアシストを開始できるよう
にすること。 【解決手段】 踏力がアシストカットレベルで推移して
いることを検出する踏力レベル検出手段として、踏力判
断部４３、低レベルカウンタ４４、および比較部４５を
設ける。踏力判断部４３は踏力基準値に対する現在の踏
力の大小を検出し、この踏力の大小によりカウンタ値CN
TBT を増減させ、カウンタ値CNTBT が基準値TTEDになっ
たときにアシストカットする。予定のアシストレベルの
近傍で踏力が変動していることを検出する踏力変動レベ
ル検出手段として、ピーク値検出部４６、踏力レベル判
断部４７、アシストカウンタ４８を設け、カウンタ４８
のカウンタ値により踏力レベルが連続して予定レベルを
超えたと判断するとアシストを開始する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動補助自転車の
補助力制御装置に関し、特に、低踏力時に補助力の付加
を中断ないし制限してバッテリの消耗を緩和することが
できる電動補助自転車の補助力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ペダルに加えられた踏力を後輪に伝達す
るための人力駆動系と、前記踏力に応じて前記人力駆動
系に補助力を付加させることができるモータ駆動系とを
備えた電動補助自転車が知られている。この電動補助自
転車ではバッテリの消耗を緩和し、１回の充電による走
行距離を延ばすことが望まれる。例えば、特開２０００
−７２０８０号公報には、平坦路走行時等、補助力を必
要としない状態ではモータへの電流供給を中止するか電
流値を低くするかしてバッテリの消耗を抑制する電動補
助自転車の補助力制御方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記公報の制御方法で
は次の問題点がある。この制御方法では踏力が基準の低
踏力値以下の状態が予定時間継続したときに補助力の付
加（アシスト）を中断ないし制限（アシストカット）す
る。したがって、踏力センサへのノイズ混入があった
り、平坦路でのわずかな段差を乗り越えるために瞬間的
な中踏力が入力されたりしたときに、継続時間計測用の
タイマがリセットされてしまい、有効なアシストカット
が実行されない。
【０００４】また、アシストカット状態は基準の高踏力
が入力されたときに中断し、アシスト状態に復帰する。
したがって、例えば、平坦路で徐々に加速する場合等、
前記基準の高踏力に達しないまま加速するときにアシス
ト状態に復帰しないという問題点が生ずる。
【０００５】本発明の目的は、上記従来の問題点を解消
し、アシスト不要の状態で有効に電流供給を中断ないし
制限してアシストカットすることができる電動補助自転
車の補助力制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、ペダルに加えられた踏力の履歴により、
前記踏力が、予定のアシストカットレベルで推移してい
ることを検出する踏力レベル検出手段と、前記踏力レベ
ル検出手段により前記踏力がアシストカットレベルで推
移していると判断されたときに前記補助力の付加を停止
するか踏力に対する補助力の付加割合を低減する補助力
出力手段とを具備した点に第１の特徴がある。
【０００７】また、本発明は、前記踏力レベル検出手段
が、踏力基準値に対する現在の踏力の大小を検出する踏
力判断手段と、前記踏力の大小により増減される低レベ
ルカウンタとからなり、前記低レベルカウンタのカウン
タ値がカウンタ基準値になったときに前記踏力がアシス
トカットレベルで推移していると判断する点に第２の特
徴がある。
【０００８】また、本発明は、前記踏力が予定の踏力上
限値を超えたときは前記低レベルカウンタのカウンタ値
を減少させ、前記踏力が予定の踏力下限値未満のときは
該カウンタ値を増加させるとともに、前記カウント値が
カウンタ基準値以上になったときに前記踏力がアシスト
カットレベルで推移していると判断するよう構成された
点に第３の特徴がある。
【０００９】第１〜第３の特徴によれば、瞬時値ではな
く、履歴により踏力が補助力を要する低レベルで推移し
ていると判断されたときにアシストカットが実施され
る。特に、第２の特徴によれば、カウンタを増減させる
簡単な処理で、踏力が補助力を要する低レベルで推移し
ていることが検出される。また、第３の特徴によれば、
踏力上限値と踏力下限値とにの間が不感帯となり、カウ
ンタ値の変動範囲を小さくできる。
【００１０】また、本発明は、前記踏力の履歴により、
前記踏力が予定のアシストレベルの近傍で変動している
ことを検出する踏力変動レベル検出手段と、前記踏力変
動レベル検出手段により前記踏力がアシストレベルの近
傍で変動していると判断されたときに前記補助力の付加
を開始する補助力出力手段とを具備した点に第４の特徴
がある。
【００１１】また、本発明は、前記踏力が、その連続し
た変動周期において踏力レベル基準値を超えているとき
に、前記踏力がアシストレベルの近傍で変動していると
判断するよう前記踏力変動レベル検出手段が構成された
点に第５の特徴がある。また、本発明は、前記踏力レベ
ル基準値が、平坦路で徐々に加速する際の踏力に相当す
る値に設定された点に第６の特徴がある。
【００１２】また、本発明は、前記踏力が、前記踏力レ
ベル基準値を連続した周期で超えた回数を検出するアシ
ストカウンタを有し、前記アシストカウンタのカウンタ
値が予定回数を超えたときに前記踏力がアシストレベル
の近傍で変動していると判断するよう構成された点に第
７の特徴がある。また、本発明は、前記踏力レベル基準
値が複数設定され、低いレベルほど前記カウンタ値の予
定回数を多く設定した点に第８の特徴がある。
【００１３】第４〜第８の特徴によれば、踏力がその履
歴によってアシストを要するレベル近傍で変動している
ことが検出されたときにアシストが実施される。第５，
７の特徴によれば、変動周期が連続して踏力基準レベル
を超えたときにアシストを要すると判断されるので瞬間
的な踏力変動による誤判断を防止できる。第６の特徴に
よれば、平坦路でゆっくりと加速する場合の中程度の踏
力レベルを検出してアシストを開始できる。第８の特徴
によれば、高レベルの踏力がかかった場合は、低レベル
の踏力がかかった場合よりも、早い応答でアシストを開
始できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係
る電動補助自転車の側面図である。電動補助自転車の車
体フレーム２は、車体前方に位置するヘッドパイプ２１
と、ヘッドパイプ２１から下後方に延びたダウンパイプ
２２と、ダウンパイプ２２の終端部近傍から上方に立上
がるシートポスト２３とを備える。ダウンパイプ２２と
シートポスト２３との結合部およびその周辺部は、上下
に２分割されて着脱される樹脂カバー３３により覆われ
ている。ヘッドパイプ２１の上部にはハンドルポスト２
７Ａを介して操向ハンドル２７が回動自在に挿通され、
ヘッドパイプ２１の下部にはハンドルポスト２７Ａに連
結されたフロントフォーク２６が支承されている。フロ
ントフォーク２６の下端には前輪ＷＦが回転自在に軸支
されている。
【００１５】車体フレーム２の下部には、踏力補助用の
電動モータ（図示せず）を含む駆動装置としての電動補
助ユニット１が、ダウンパイプ２２の下端の連結部９
２、シートポスト２３に溶接されたバッテリブラケット
４９の前部に設けられた連結部９１、およびブラケット
４９の後部の連結部９０の３か所でボルト締めされて懸
架されている。連結部９０では電動補助ユニット１とと
もにチェーンステー２５が共締めされている。
【００１６】電動補助ユニット１の電源スイッチ部２９
はダウンパイプ２２上のヘッドパイプ２１の近傍に設け
られている。この電源スイッチ２９は電力消費量を抑制
するエコモード（詳細は後述）の選択が可能になってお
り、キーによって電源投入可能にできるが、例えば赤外
線信号を使ったリモートコントロールスイッチによって
その電源を投入するようにしてもよい。その場合、電源
スイッチ部２９には、リモートコントロールスイッチか
ら送出される赤外線信号を受信する受信機を設ける。
【００１７】電動補助ユニット１には駆動スプロケット
１３が設けられていて、クランク軸１０１の回転は駆動
スプロケット１３からチェーン６を通じてリアスプロケ
ット１４に伝達される。ハンドル２７にはブレーキレバ
ー２７Ｂが設けられており、このブレーキレバー２７Ｂ
が操作されたことは、ブレーキワイヤ３９を通じて後輪
ＷＲのブレーキ装置（図示せず）に伝達される。
【００１８】電動補助ユニット１にはクランク軸１０１
が回転自在に支承され、クランク軸１０１の左右両端に
はクランク１１を介してペダル１２が軸支されている。
電動補助ユニット１から後方側に延出される左右一対の
チェーンステー２５の終端間には、駆動輪としての後輪
ＷＲが軸支されている。シートポスト２３の上部および
両チェーンステー２５の終端間には、左右一対のシート
ステー２４が設けられている。シートポスト２３には、
シート３０の高さを調整するため上端にシート３０を備
えるシートパイプ３１がシートポスト２３内で摺動可能
に装着されている。
【００１９】シート３０の下方でシートポスト２３の後
部には、バッテリ４が装着されている。バッテリ４は収
納ケースに収容されてバッテリブラケット４９に取り付
けられる。バッテリ４は複数のバッテリセルを含み、長
手方向が略上下方向となるようシートポスト２３に沿っ
て設置される。
【００２０】図３は電動補助ユニット１の断面図、図４
は図３のＡ−Ａ矢視図である。電動補助ユニット１のケ
ースは本体７０、ならびにその両側面にそれぞれ取付け
られる左カバー７０Ｌおよび右カバー７０Ｒからなる。
ケース７０ならびに左カバー７０Ｌおよび右カバー７０
Ｒは軽量化のため樹脂成型品によって製作される。ケー
ス本体７０の周囲には前記ダウンパイプ２２やバッテリ
ブラケット４９の連結部９０，９１，９２にそれぞれ適
合するハンガー９０ａ，９１ａ，９２ａが形成されてい
る。本体７０には軸受７１が設けられ、右カバー７０Ｒ
には軸受７２が設けられている。軸受７１の内輪にはク
ランク軸１０１が内接し、軸受７２の内輪にはクランク
軸１０１と同軸でクランク軸１０１に対してその外周方
向に摺動自在に設けられたスリーブ７３が内接してい
る。すなわち、クランク軸１０１は軸受７１と軸受７２
によって支持されている。
【００２１】スリーブ７３にはボス７４が固定されてい
て、このボス７４の外周には、例えばラチェット機構か
らなるワンウェイクラッチ７５を介してアシストギヤ７
６が設けられている。アシストギヤ７６は軽量化の観点
から樹脂製であるのが好ましく、また、静粛性等の観点
からヘリカルギヤとするのがよい。
【００２２】スリーブ７３の端部にはギヤ７３ａが形成
されていて、このギヤ７３ａを太陽ギヤとしてその外周
に３つの遊星ギヤ７７が配置されている。遊星ギヤ７７
は支持プレート１０２に立設した軸７７ａで支持されて
おり、さらに支持プレート１０２はワンウェイクラッチ
７８を介してクランク軸１０１に支持されている。遊星
ギヤ７７は踏力検知用リング７９に対して、その内周に
形成されたインナギヤに噛み合っている。スリーブ７３
の端部（ギヤが形成されていない側）にはチェーン６に
よって前記リヤスプロケット１４に結合されている駆動
スプロケット１３が固定されている。
【００２３】踏力検知用リング７９はその外周に張出し
たアーム７９ａ，７９ｂを有しており、アーム７９ａ，
７９ｂは、アーム７９ａと本体７０との間に設けられた
引張りばね８０、およびアーム７９ｂと本体７０との間
に設けられた圧縮ばね８１によってクランク軸１０１
の、走行時回転方向と反対の方向（図中時計方向）に付
勢されている。圧縮ばね８１はリング７９のがたつき防
止のために設けられる。アーム７９ｂにはリング７９の
回転方向の変位を検出するためのポテンショメータ８２
が設けられている。
【００２４】アシストギヤ７６にはスプリングワッシャ
８５を介して回生発電用のクラッチプレート８６が隣接
配置されており、さらにクラッチプレート８６には、ス
プリングワッシャに抗してプレート８６をアシストギヤ
７６側に押圧するためのプレッシャプレート８７が隣接
配置されている。クラッチプレート８６およびプレッシ
ャプレート８７はいずれもスリーブ７３に対してその軸
方向に摺動自在に設けられている。
【００２５】プレッシャプレート８７はそのハブ部分に
形成された傾斜面に当接させたカム８８によってクラッ
チプレート８６寄りに偏倚される。カム８８はシャフト
８９によって右カバー７０Ｒに回動自在に支持されてお
り、このシャフト８９の端部つまり右カバー７０Ｒから
外部に突出した部分にはレバー７が固着されている。レ
バー７はブレーキワイヤ３９に結合されていて、ブレー
キがかけられたときにブレーキワイヤ３９によってレバ
ー７が回動し、カム８８はシャフト８９を中心に回動す
る。
【００２６】前記アシストギヤ７６にはモータＭの軸に
固定されたピニオン８３が噛み合っている。モータＭは
３相のブラシレスモータであり、ネオジウム（Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系）磁石の磁極１１０を有するロータ１１１と、
その外周に設けられたステータコイル１１２と、ロータ
１１１の側面に設けられた磁極センサ用のゴム磁石リン
グ（Ｎ極とＳ極とが交互に配置されてリングを形成した
もの）１１３と、ゴム磁石リング１１３に対向して配置
され、基板１１４に取付けられたホールＩＣ１１５と、
ロータ１１１の軸１１６とからなる。軸１１６は左カバ
ー７０Ｌに設けられた軸受９８とケース本体７０に設け
られた軸受９９で支持されている。
【００２７】ケース本体７０の、車体前方寄りにはモー
タＭを制御するためのドライバ用のＦＥＴやコンデンサ
を含むコントローラ１００が設けられており、このＦＥ
Ｔを通じてステータコイル１１２に給電される。コント
ローラ１００は、踏力検出器としてのポテンショメータ
８２で検出された踏力に応じてモータＭを動作させ、補
助力を発生する。
【００２８】ケース本体７０やカバー７０Ｌ，７０Ｒは
軽量化の観点から樹脂成型品で構成するのが好ましい
が、その一方で、軸受の周囲等は強度を高める必要があ
る。本実施形態の電動補助ユニット１では、軸受の周囲
に鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、銅合金等、金
属の補強部材１０５，１０６，１０７を配している。特
に、ケース本体７０に配置される補強部材は、クランク
軸１０１の軸受７１およびモータ軸１１６の軸受９９、
ならびに車体への取付部材となるハンガー９０ａ，９１
ａ，９２ａ等、大きい荷重が予想される部位を補強する
ものであるため、各部分の補強部材を互いに連結して一
体的な補強プレート１０５を形成した。この補強プレー
ト１０５によれば、各軸受やハンガーの周囲に配置され
たそれぞれの補強部材が互いに他と連絡して補強効果を
一層高められる。
【００２９】補強プレート１０５は、軸受７１および軸
受９９、ならびにハンガー９０ａ，９１ａ，９２ａの周
囲の補強部材をすべて連結するものに限らず、これらの
補強部材のうち互いに近接するもの同士、例えばハンガ
９０ａの周囲の補強部材と軸受９９の周囲の補強部材と
を連結したり、軸受７１の周囲の補強部材と軸受９９の
周囲の補強部材またはハンガ９０ａ，９１ａ，９２ａの
１つとを連結したりするものでもよい。なお、これら補
強部材１０５，１０６，１０７は樹脂成型時にケース７
０やカバー７０Ｌ，７０Ｒと一体で形成するのがよい。
【００３０】上記構成の電動補助ユニット１では、クラ
ンク１１を介してクランク軸１０１に踏力が加わると、
クランク軸１０１は回転する。クランク軸１０１の回転
はワンウェイクラッチ７８を介して支持プレート１０２
に伝達され、遊星ギヤ７７の軸７７ａを太陽ギヤ７３ａ
の回りに回転させ、遊星ギヤ７７を介して太陽ギヤ７３
ａは回転させられる。この太陽ギヤ７３ａが回転するこ
とによってスリーブ７３に固着されている駆動スプロケ
ット１３が回転する。
【００３１】後輪ＷＲに負荷が加わると、その大きさに
応じて前記踏力検知用リング７９が回動し、その回動量
はポテンショメータ８２で検出される。ポテンショメー
タ８２の出力つまり負荷に対応した出力が予定値より大
きいときはその負荷の大きさに応じてモータＭが付勢さ
れ補助力が発生される。補助力は、クランク軸１０１で
発生された人力による駆動トルクと合成されて駆動スプ
ロケット１３へ伝達される。
【００３２】走行時、車両を減速させるためブレーキを
かけると、ブレーキワイヤ３９によりカム８８がシャフ
ト８９を中心に回動し、プレッシャプレート８７がクラ
ッチプレート８６を押圧する。そうすると、クラッチプ
レート８６がアシストギヤ７６側に偏倚してボス７４と
アシストギヤ７６とが結合し、ボス７４の回転はアシス
トギヤ７６に伝達される。したがって、制動中の駆動ス
プロケット１３の回転はスリーブ７３、ボス７４および
アシストギヤ７６を通じてピニオン８３に伝達される。
ピニオン８３が回転することによりステータコイル１１
２には起電力が生じ、回生発電が行われる。発電により
生じた電流はコントローラ１００を通じてバッテリ４に
供給され、バッテリ４が充電される。
【００３３】本実施形態では、平坦路の走行時等、予定
の制御基準が満足されたときにアシストカットさせる一
方、他の予定の制御基準が満足されたときにアシストを
再開させるモード（以下、「エコモード」という）を運
転者の操作により選択できるようにした。図５は、電源
スイッチ部２９の一例を示す平面図である。
【００３４】同図において、キー穴３２に図示しないキ
ーを差込んでこのキーを回動することによりモードを選
択できる。キーが「ＯＦＦ」の位置にあれば、電動補助
ユニット１の電源は切れていて、バッテリ４から電動補
助ユニット１には給電されない。キーを回動して「Ｏ
Ｎ」の位置に合わせれば、電動補助ユニット１に電力が
供給可能であり、踏力が予定値を超過している場合に、
予め設定されたマップから読み出される補助力と踏力と
の比（アシスト比）に従って補助力が与えられるようモ
ータＭが制御される。また、キーを「ＥＣＯ」の位置に
合わせれば「エコモード」が選択され、後で詳述するよ
うに、予定の制御基準に従ってアシストが開始された
り、アシストカットされたりする制御が可能になる。な
お、電源スイッチ部２９は、「ＯＮ」位置が車体の進行
方向に指向するよう車体に取り付けられるのがよい。
【００３５】次に、エコモードにおけるアシストおよび
アシストカットの制御を説明する。踏力履歴を検出し
て、踏力が予定値よりも低いアシスト不要レベル（以
下、「アシストカットレベル」という）で推移している
と判断されたときにアシストカットが実施される。図６
はアシストカットの条件を説明するための踏力履歴を示
す図であり、踏力の大小により更新されるカウンタのカ
ウンタ値CNTBTを併せて示す。なお、踏力はクランクの
回転周期に対応して周期的に変動する。同図において、
踏力上限値TRQUP と、踏力下限値TRQBT とが設定され
る。踏力上限値TRQUPは例えば１５〜２０ｋｇｆの範囲
で設定され、踏力下限値TRQBT は例えば１３〜１５ｋｇ
ｆの範囲で設定される。踏力は、例えば１０ミリ秒毎の
割込処理で検出される。
【００３６】踏力TRQAが踏力下限値TRQBT 以下のときは
低レベルカウンタのカウンタ値CNTBT をインクリメント
（＋１）し、踏力TRQAが踏力上限値TRQUP 以上のときは
カウンタ値CNTBT をデクリメント（−１）する。踏力TR
QAが踏力下限値TRQBT 以上、かつ踏力上限値TRQUP 未満
のとき、カウンタ値CNTBT は変化させない。そして、前
記カウンタ値CNTBT が基準値（カウンタ基準値）TTEDを
超えたときに、踏力TRQAがアシストカットレベルで推移
しているとしてアシストカットが実施される。
【００３７】なお、カウンタ値CNTBT は、踏力TRQAが、
踏力上限値TRQUP より上方に設定されたリセットレベル
RESET を超えとき、または後述のアシスト開始条件が成
立したときにリセットすることができる。
【００３８】次に、アシスト開始のための制御を説明す
る。アシストは、踏力履歴を検出して、踏力レベルが補
助力を必要とするレベル（以下、「アシストレベル」と
いう）であると判断したときにその予定レベルに応じた
アシスト比に基づくアシストを実施する。図７はアシス
ト開始の条件を説明するための踏力履歴を示す図であ
り、踏力が基準値を超えるごとに更新されるカウンタ値
CNTASLを併せて示す。同図において、アシスト開始の判
断要素である踏力レベルの基準値TRQASLが設定され、変
動する踏力TRQAのピーク値がこの基準値TRQASLを超えた
回数を、アシスト開始カウンタのカウンタ値CNTASLとし
てセットする。ここでは、カウンタ値CNTASLは踏力TRQA
のピーク値がこの基準値TRQASLを超える毎にデクリメン
ト（−１）するよう構成され、カウンタ値CNTASLが
「０」になり、かつ踏力TRQAが基準値TRQASLを超えたと
きに、踏力がアシスト要求レベルにあると判断され、ア
シスト開始条件が成立する。
【００３９】具体的には、図７において、カウンタ値CN
TASLの初期値が「３」の例を示す。同図において、タイ
ミングｔ１，ｔ２で踏力TRQAのピーク値が基準値TRQASL
を超えてカウンタ値CNTASLが２回デクリメントされる
が、次の変動周期におけるピーク値は基準値TRQASLを超
えなかったので、タイミングｔ３でカウンタ値CNTASLは
初期値にリセットされる。その後、カウンタ値CNTASLは
タイミングｔ４，ｔ５，ｔ６でデクリメントされて
「０」になり、さらに、タイミングｔ７で踏力TRQAが基
準値TRQASLを超えたときにアシスト開始条件が成立して
アシストが開始される。
【００４０】前記基準値TRQASLは複数レベル設定するこ
とができ、各レベルに対応して互いに他のレベルと異な
るカウンタ値CNTASLを設定することができる。図８は基
準値TRQASLを複数設定したときの各基準値でのアシスト
開始成立条件を説明するための踏力履歴を示す図であ
る。同図において、基準値TRQASL１は平坦路巡航中徐々
に加速したときの踏力に相当し、例えば２０ｋｇｆに設
定され、基準値TRQASL２は緩斜面の登りにさしかかった
ときの踏力に相当し、例えば３０ｋｇｆに設定される。
さらに、基準値TRQASL３は発進時、急登坂時、または巡
航中急加速時の踏力に相当し、例えば３５ｋｇｆに設定
される。また、基準値TRQASL１に対応するカウンタ値CN
TASL１は「５」に、基準値TRQASL２に対応するカウンタ
値CNTASL２は「３」に、基準値TRQASL３に対応するカウ
ンタ値CNTASL３は「２」にそれぞれ設定される。これら
の設定は、車両の性格やユーザに合わせて任意に設定さ
れても良いことは言うまでもない。
【００４１】このような設定において、図８を参照する
と、平坦路巡航中徐々に加速したときはタイミングｔ１
０でカウンタ値CNTASL１が「０」になっていて、かつ踏
力TRQAが基準値TRQASL１を超えるので、基準値TRQASL１
に対応した踏力の比（アシスト比）でアシストが開始さ
れる。また、緩斜面の登りにさしかかったときはタイミ
ングｔ１１でカウンタ値CNTASL２は「０」になってい
て、かつ踏力TRQAが基準値TRQASL２を超えるので、基準
値TRQASL２に対応したアシスト比のアシストに切り替え
られる。さらに、発進時は、発進開始時ｔ１２から短時
間後のタイミングｔ１３でカウンタ値CNTASL３は「０」
になっていて、かつ踏力TRQAが基準値TRQASL３を超える
ので、基準値TRQASL３に対応したアシスト比でアシスト
が開始される。
【００４２】なお、カウンタ値CNTASL１〜CNTASL３は、
アシスト停止時、およびＣＰＵのリセット時に初期化さ
れる。
【００４３】図９は、図６，図７に関して説明したアシ
ストおよびアシストカットを含むエコモードの処理の要
部をフローチャートである。ステップＳ１では踏力TRQA
を検出する。ステップＳ２では踏力TRQAのピーク値を検
出し、そのピーク値が基準値TRQASLを超えたときはカウ
ンタ値CNTASLをデクリメントし、ピーク値が基準値TRQA
SLを超えないときはカウンタ値CNTASLをリセットする。
ステップＳ３ではカウンタ値CNTASLが「０」か否かによ
って踏力レベルが基準値TRQASLに対応するアシストレベ
ルになっているか否かを判断する。ステップＳ４では、
踏力TRQA（現在値）が基準値TRQASLを超えているか否か
を判断する。
【００４４】ステップＳ４が肯定の場合、つまり踏力が
予定レベルになっていて、現在の踏力TRQAが基準値TRQA
SLを超えたならば、ステップＳ５に進んでアシストを許
可する。このアシストにおいては、踏力の基準値TRQASL
と車速とによって求められるアシスト比に基づいて補助
力を算出し、この補助力が得られるようモータＭの出力
を制御する。
【００４５】ステップＳ６では踏力上限値TRQUP および
踏力下限値TRQBT と踏力TRQAとの大小関係により踏力レ
ベルがアシストカットレベルであるか否か判断する。ス
テップＳ７では、ステップＳ６の判断結果に従い、アシ
ストカットレベル＋１のときにカウンタ値CNTBT をイン
クリメントし（ステップＳ７）、アシストカットレベル
−１のときにカウンタ値CNTBT をデクリメントする（ス
テップＳ８）。アシストカットレベル「０」のときは、
そのままステップＳ９へ進む。これとは逆に、アシスト
カットレベルのときにカウンタ値CNTBT をデクリメント
し、そうでないときにカウンタ値CNTBT をインクリメン
トするよう構成してもよい。
【００４６】ステップＳ９では、カウンタ値CNTBT が基
準値TTEDになったか否かによって、踏力TRQAが予定の低
レベルつまりアシストカットレベルで推移しているかど
うかを判断する。アシストカットレベルのときにカウン
タ値CNTBT をデクリメントする構成では初期値を基準値
TTEDとし、カウンタ値CNTBT が「０」になったか否かに
よってアシストカットレベルで推移しているかどうかを
判断する。踏力がアシストカットレベルで推移している
と判断されたならば、ステップＳ１０に進み、アシスト
カットを実施する。
【００４７】図１は、エコモードの処理に関するコント
ローラ１００の要部機能を示すブロック図である。な
お、この機能はＣＰＵを含むマイクロコンピュータによ
って実現できる。同図において、踏力センサとしてのポ
テンショメータ８２の出力データ（踏力TRQA）および車
速センサ４０の出力データ（車速Ｖ）は、所定の割込み
タイミングで補助力マップ４１に取り込まれる。補助力
マップ４１には車速Ｖと踏力TRQAとに基づき、予定のア
シスト比が得られるような補助力データが設定されてい
る。そして、車速Ｖと踏力TRQAとが入力されると、それ
に応答して補助力データを出力する。例えば、同一の踏
力TRQAであっても、車速Ｖが大きい程、補助力が小さく
なるよう、つまりアシスト比が小さくなるように補助力
マップは設定される。補助力データは補助力出力部４２
に入力され、補助力出力部４２はこの補助力データに従
ってモータＭの出力を制御する。なお、車速センサ４０
としては、例えば、電動補助ユニット１内の支持プレー
ト１０２の外周に設けた規則的な凹凸を磁気的に検知し
てその検知数または検知間隔に基づいて車速Ｖを出力す
る手段によって構成することができる。
【００４８】踏力判断部４３は踏力基準値（例えば、前
記踏力上限値TRQUP および踏力下限値TRQBT)に対する現
在の踏力TRQAの大小を判断し、その判断結果によって低
レベルカウンタ４４のカウンタ値CNTBT を増減する。比
較部４５は低レベルカウンタ４４のカウンタ値CNTBT を
基準値TTEDと比較し、カウンタ値CNTBT が基準値TTEDに
達したときにアシストカット指示ＡＣＩを補助力出力部
４２に出力する。ここで、踏力判断部４３、低レベルカ
ウンタ４４、および比較部４５が踏力レベル検出手段を
構成する。
【００４９】ピーク値検出部４６は踏力センサ８２から
踏力TRQAを供給され、周期的に変動する踏力TRQAのピー
ク値を検出する。ピーク値は踏力レベル判断部４７に入
力され、踏力レベル判断部４７はピーク値が予定の踏力
レベルTRQASLを超えたと判断したときにアシストカウン
タ４８のカウンタ値CNTASLを更新する。アシストカウン
タ４８はカウンタ値CNTASLが予定値になったときにアシ
スト許可指示ＡＩを出力する。アシスト許可指示はゲー
トＧを通じて前記補助力出力部４２に入力される。第２
踏力判断部５０は現在の踏力TRQAが踏力レベルTRQASLを
超えたときに検出信号を出力する。ゲートＧは第２踏力
判断部５０の検出信号が供給されたときに開かれ、アシ
スト許可指示が補助出力部４２に入力される。ここで、
ピーク値検出部４６、踏力レベル判断部４７、およびア
シストカウンタ４８が踏力変動レベル検出手段を構成す
る。
【００５０】補助力出力部４２はアシスト許可指示ＡＩ
またはアシストカット指示指示ＡＣＩに従って、アシス
トまたはアシストカットするようモータＭを付勢する。
つまり、前記補助力データに従ってモータＭのドライバ
回路を構成するＦＥＴの導通角が決定され、補助力の大
きさが制御される。なお、踏力レベル判断部４７はピー
ク値が踏力レベルTRQASLを超えていないときにリセット
信号を出力してアシストカウンタ４８のカウンタ値を初
期値にリセットする。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなとおり、請求項
１〜請求項３の発明によれば、瞬間的に検出された踏力
ではなく、踏力の推移をみてアシスト不要もしくは大き
い補助力の付加を要しないと判断されるので、ノイズ
や、わずかな段差を乗り越えた場合などであっても、全
体的に踏力が低レベルで推移していれば有効にアシスト
カットできる。
【００５２】また、請求項４〜請求項８の発明によれ
ば、瞬間的に検出された踏力レベルではなく、踏力レベ
ルの推移をみて、アシストを要すると判断されるので、
必ずしも高い踏力が検出されないとき、例えば、平坦路
をゆっくりと加速するような中踏力の連続においてもア
シストを開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一形態に係る補助力制御装置の要部
機能を示すブロック図である。
【図２】 電動補助自転車の側面図である。
【図３】 電動補助ユニットの要部断面図である。
【図４】 図３のＡ−Ａ位置での断面図である。
【図５】 電源スイッチ部の一例を示す平面図である。
【図６】 アシストカットの条件を説明するための踏力
履歴を示す図である。
【図７】 アシスト開始の条件を説明するための踏力履
歴を示す図である。
【図８】 複数の踏力レベルでのアシスト開始成立条件
を説明するための踏力履歴を示す図である。
【図９】 アシストおよびアシストカットを含むエコモ
ードの処理の要部をフローチャートである。
【符号の説明】
１…電動補助ユニット、 ２９…電源スイッチ部、 ４
０…車速センサ、 ４１…補助力マップ、 ４２…補助
力出力部、 ４３…踏力判断部、 ４４…低レベルカウ
ンタ、 ４６…ピーク値検出部、 ４７…踏力レベル判
断部、 ４８…アシストカウンタ、 ５０…第２踏力判
断部、 １００…コントローラ、 １０１…ペダルクラ
ンク軸、 １１６…モータの軸

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ペダルに加えられた踏力を伝達する人力
    駆動系と、前記踏力に応じて前記人力駆動系に補助力を
    付加させるモータ駆動系とを備えた電動補助自転車にお
    いて、 前記踏力の履歴により、前記踏力が、予定のアシストカ
    ットレベルで推移していることを検出する踏力レベル検
    出手段と、 前記踏力レベル検出手段により前記踏力がアシストカッ
    トレベルで推移していると判断されたときに前記補助力
    の付加を停止するか踏力に対する補助力の付加割合を低
    減する補助力出力手段とを具備したことを特徴とする電
    動補助自転車の補助力制御装置。
  2. 【請求項２】 前記踏力レベル検出手段が、 踏力基準値に対する現在の踏力の大小を検出する踏力判
    断手段と、 前記踏力の大小により増減される低レベルカウンタとか
    らなり、 前記低レベルカウンタのカウンタ値がカウンタ基準値に
    なったときに前記踏力がアシストカットレベルで推移し
    ていると判断するよう構成されたことを特徴とする請求
    項１記載の電動補助自転車の補助力制御装置。
  3. 【請求項３】 前記踏力基準値が、踏力上限値と踏力下
    限値とからなり、前記踏力が、踏力上限値を超えたとき
    は前記低レベルカウンタのカウンタ値を減少させ、踏力
    下限値未満のときは該カウンタ値を増加させるととも
    に、 前記カウント値がカウンタ基準値以上になったときに前
    記踏力がアシストカットレベルで推移していると判断す
    るよう構成されたことを特徴とする請求項２記載の電動
    補助自転車の補助力制御装置。
  4. 【請求項４】 ペダルに加えられた踏力を伝達する人力
    駆動系と、前記踏力に応じて前記人力駆動系に補助力を
    付加させるモータ駆動系とを備えた電動補助自転車にお
    いて、 前記踏力の履歴により、前記踏力が、予定のアシストレ
    ベルの近傍で変動していることを検出する踏力変動レベ
    ル検出手段と、 前記踏力変動レベル検出手段により前記踏力がアシスト
    レベルの近傍で変動していると判断されたときに前記補
    助力の付加を開始する補助力出力手段とを具備したこと
    を特徴とする電動補助自転車の補助力制御装置。
  5. 【請求項５】 前記踏力変動レベル検出手段が、 前記踏力が、その連続した変動周期において踏力レベル
    基準値を超えているときに、前記踏力がアシストレベル
    の近傍で変動していると判断するよう構成されたことを
    特徴とする請求項４記載の電動補助自転車の補助力制御
    装置。
  6. 【請求項６】 前記踏力レベル基準値は、平坦路で徐々
    に加速する際の踏力に相当する値に設定されたことを特
    徴とする請求項５記載の電動補助自転車の補助力制御装
    置。
  7. 【請求項７】 前記踏力変動レベル検出手段が、 前記踏力が、前記踏力レベル基準値を連続した周期で超
    えた回数を検出するアシストカウンタを有し、 前記アシストカウンタのカウンタ値が予定回数を超えた
    ときに前記踏力がアシストレベルの近傍で変動している
    と判断するよう構成されたことを特徴とする請求項６記
    載の電動補助自転車の補助力制御装置。
  8. 【請求項８】 前記踏力レベル基準値が複数設定され、
    低いレベルほど前記カウンタ値の予定回数を多く設定し
    たことを特徴とする請求項７記載の電動補助自転車の補
    助力制御装置。
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