JP2019116241A - 自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性が高くなるようにモータを制御可能な自転車を提供する。【解決手段】電動アシスト機能を有する自転車１０であって、電動アシスト機能の駆動源となるハブモータ４０（モータ）と、自転車１０の、直交３軸の各軸方向の加速度及び３軸の軸回りの角速度を測定する６軸センサ７０と、６軸センサ７０の測定結果に基づいて、ハブモータ４０の出力制御をする制御部５３とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、電動アシスト機能を有する自転車に関する。

従来、例えば、操作性を高めるべく、電動アシストの駆動源であるモータを、ハンドル角度に応じて制御する電動アシスト自転車が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１９６８４号公報

ところで、電動アシスト自転車においては、高齢者も使用する場合も多い。高齢者は、一般的に若年者と比べると、ハンドルのブレが大きく、自転車がふらつきやすいのが実状である。このため、高齢者に対しては、より安全性が高くなるようなモータの制御が求められている。

本発明は、安全性が高くなるようにモータを制御可能な自転車を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る自転車の一態様は、電動アシスト機能を有する自転車であって、電動アシスト機能の駆動源となるモータと、自転車の、直交３軸の各軸方向の加速度及び３軸の軸回りの角速度を測定する６軸センサと、６軸センサの測定結果に基づいて、モータの出力制御をする制御部とを備える。

また、本発明に係る自転車の他の態様は、電動アシスト機能を有する自転車であって、電動アシスト機能の駆動源となるモータと、自転車のハンドルの操舵角を測定する操舵角センサと、水平面に対する自転車の前後方向及び左右方向の傾斜角度を測定する傾斜センサと、操舵角センサの測定結果と、傾斜センサの測定結果とに基づいて、モータの出力制御をする制御部とを備える。

本発明によれば、安全性が高くなるようにモータの制御可能な自転車を提供することができる。

図１は、実施の形態１に係る自転車を示す側面図である。 図２は、実施の形態１に係る自転車の制御構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る出力制御方法の流れを示すフローチャートである。 図４は、実施の形態１に係る出力制御方法の流れを示すフローチャートである。 図５は、実施の形態２に係る出力制御方法の流れを示すフローチャートである。 図６は、実施の形態３に係る自転車の制御構成を示すブロック図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。

また、以下の説明及び図面中において、自転車の前後方向をＸ軸方向と定義し、左右方向をＹ軸方向と定義し、上下方向をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。

以降の説明においては、運転者に対する電動アシスト機能付きの自転車として三輪自転車を例示して説明するが、二輪自転車であっても構わない。

（実施の形態１）
［自転車の全体構成］
図１は、実施の形態１に係る自転車１０を示す側面図である。図１に示すように、自転車１０は、フレーム２０と、ハブモータ４０と、トルクセンサユニット５０と、充電池６０とを備えている。

フレーム２０は、前フレーム２１と、後フレーム３１とを備えている。前フレーム２１は、ヘッドチューブ２２、ダウンチューブ２３、シートチューブ２４、後部チューブ２５を備えている。

ヘッドチューブ２２は、前輪１１を支えるフォーク２２１及びハンドル２２２を回転自在に支持している。前輪１１は、ハブモータ４０を備えており、このハブモータ４０の駆動力によって前輪１１が回転するようになっている。また、ハンドル２２２の間には、フロントバスケット２７が取り付けられている。また、ハンドル２２２の回転軸には、当該ハンドル２２２の操舵角を測定する操舵角センサ９３（図２参照）が取り付けられている。

ハンドル２２２の両端部には、グリップ及びブレーキレバー９９が設けられている。一方のブレーキレバー９９は、図示しない前部ブレーキ装置を駆動させることで、前輪１１に対して機械的な制動力を与える。他方のブレーキレバー９９は、図示しない後部ブレーキ装置を駆動させることで、後輪３２に対して機械的な制動力を与える。ブレーキレバー９９には、ブレーキセンサ９４（図２参照）が設けられており、このブレーキセンサ９４がブレーキレバー９９に対する操作を検出するようになっている。

ダウンチューブ２３には、トルクセンサユニット５０と、充電池６０と、６軸センサ７０と、傾斜センサ８０とが設けられている。

トルクセンサユニット５０は、クランクアーム２３２を回転自在に備えており、このクランクアーム２３２のクランク軸２３４に対して、前部スプロケット２３１が取り付けられている。クランクアーム２３２におけるクランク軸２３４とは反対側の端部には、ペダル２３３が取り付けられている。つまり、運転者によってペダル２３３が踏み込まれると、クランクアーム２３２及びクランク軸２３４を介して前部スプロケット２３１が回転する。

トルクセンサユニット５０は、運転者によってペダル２３３に加えられる踏力を検出し、検出した踏力に応じてハブモータ４０のモータ出力を制御する。踏力は、人力によって作用した駆動力であるので、人力駆動力とも言える。また、ハブモータ４０のモータ出力は、アシスト力となる。

充電池６０は、後部チューブ２５におけるシートチューブ２４との連結部分近傍に対して、交換自在に設けられている。充電池６０は、ハブモータ４０に電気的に接続されている。具体的には、充電池６０はハブモータ４０に対して電力を供給するとともに、ハブモータ４０からの回生電力を充電する。

本実施の形態におけるハブモータ４０は、電動アシスト機能の駆動源となるモータである。また、ハブモータ４０は、モータ出力を出さない非駆動時に回生電力を発生させて充電池６０を充電する回生動作を行うことができ、回生ブレーキとして作動することができる。

６軸センサ７０は、ダウンチューブ２３の前部に取り付けられており、自転車１０の、直交３軸の各軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の加速度及び３軸の軸回りの角速度を測定する。具体的には、６軸センサ７０は、直交する３軸の各軸方向の加速度を測定する加速度計と、３軸の軸回りの角速度（ロール、ヨー、ピッチ）を検出する３軸ジャイロを備えている。

傾斜センサ８０は、６軸センサ７０とともに、ダウンチューブ２３の前部に取り付けられている。傾斜センサ８０は、水平面に対する自転車１０のＸ軸方向（前後方向）及びＹ軸方向（左右方向）の傾斜角度をそれぞれ測定する。

なお、６軸センサ７０と傾斜センサ８０とは、自転車１０上であれば如何なる箇所に取り付けられてもよく、これらは別の箇所に取り付けられてもよい。また、６軸センサ７０と傾斜センサ８０とは、外乱の影響が小さい箇所に取り付けられることがよい。外乱の影響が小さい箇所としては、例えば、前述したダウンチューブ２３の前部などが挙げられる。

また、シートチューブ２４は、シートポスト３７をシートチューブ２４の軸心方向に沿って出退可能に保持している。これにより、シートポスト３７の長さ（出退量）を調節できるようになっている。シートポスト３７の上端には、サドル３８が設けられている。

後フレーム３１には、左右一対の後輪３２と、いずれか一方の後輪３２の車軸に連動する後部スプロケット３３と、リアバスケット３４とが取り付けられている。後部スプロケット３３と、前部スプロケット２３１との間には、チェーン３５が架け渡されている。これにより、ペダル２３３が踏み込まれることによって回転した前部スプロケット２３１の回転力が、チェーン３５及び後部スプロケット３３を介して一方の後輪３２に伝達される。すなわち、本実施の形態では、ペダル２３３と前部スプロケット２３１と後部スプロケット３３とチェーン３５とで、人力に依拠する後輪駆動機構が形成されている。

また、本実施の形態では、前フレーム２１と後フレーム３１との間には揺動機構（図示省略）が介在しており、揺動機構において前フレーム２１が後フレーム３１に対して相対的に揺動自在である。揺動機構には、手動または自動で駆動するロック機構が設けられており、揺動動作を規制できるようになっていてもよい。なお、揺動機構は必ずしも必要ではなく、前フレーム２１と後フレーム３１とが一体的に固定されたものでもよい。

次に、本実施の形態に係る自転車１０の制御構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る自転車１０の制御構成を示すブロック図である。図２に示すように、自転車１０は、トルクセンサユニット５０と、ブレーキセンサ９４と、６軸センサ７０と、操舵角センサ９３と、傾斜センサ８０と、ハブモータ４０と、充電池６０と、が電気的に接続されている。

トルクセンサユニット５０は、トルクセンサ５１と、制御部５３とを備えている。トルクセンサ５１は、ペダル２３３に加えられる踏力により生じる人力駆動力を測定する踏力センサである 制御部５３は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えており、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することで、ハブモータ４０の出力制御を行う。具体的には、制御部５３は、トルクセンサ５１の測定結果に基づいて、ハブモータ４０の出力制御を行う。例えば、制御部５３は、トルクセンサ５１の測定結果が所定の閾値（第一閾値）を超えた場合に、ハブモータ４０をＯＮとして、当該ハブモータ４０の駆動力を前輪１１に付与する。また、制御部５３は、ハブモータ４０の回転数から自転車１０の速度を求め、当該速度が所定の速度を超えた場合には、ハブモータ４０をＯＦＦとする。

また、制御部５３は、ハブモータ４０のＯＮ時においては、６軸センサ７０、操舵角センサ９３及び傾斜センサ８０のそれぞれの測定結果を複合的に用いることで、ハブモータ４０の駆動力を制御する。

６軸センサ７０の測定結果には、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度と、これら３軸の軸回りの角速度とが含まれているために、自転車の姿勢または、姿勢の変動速度等を検出することができる。自転車の姿勢または、姿勢の変動速度等がわかれば、例えば、「自転車１０の左右のふらつき」、「走行軌道のふらつき」、「ハンドル操作の安定性」などを求めることができる。

操舵角センサ９３の測定結果には、ハンドル２２２の操舵角が含まれているために、この測定結果においても、「自転車１０の左右のふらつき」、「走行軌道のふらつき」などを求めることができる。ただし、６軸センサ７０の測定結果の方が精度は高い。６軸センサ７０の測定結果と操舵角センサ９３の測定結果との両者を考慮すれば、より精度を高くすることができる。

傾斜センサ８０の測定結果には、水平面に対する自転車１０の前後方向及び左右方向の傾斜角度が含まれているので、現在、自転車１０が上り坂に位置しているのか、下り坂に位置しているかを検出したり、自転車１０の左右の傾きを検出することができる。

制御部５３には、ハブモータ４０の駆動力を制御するための閾値（第二閾値）が記憶されている。第二閾値は、自転車１０のふらつきが大きくなったことを判断するための値でもあり、測定結果が第二閾値を超えた場合には、自転車１０のふらつきが大きく、自転車１０が転倒する可能性が高いと判断することができる。例えば、上り坂を走行する際に、測定結果が第二閾値を超えた場合には、ハブモータ４０の駆動力を高めることで、運転者に対するアシスト力が高まって、自転車１０の安定性を高めることができる。一方、例えば、下り坂を走行する際に、測定結果が第二閾値を超えた場合には、ハブモータ４０の駆動力を弱くし、車速を低下させることで、自転車１０の安定性を高めることができる。

第二閾値は、各センサの測定結果毎に一つずつ設けられていてもよいし、段階的に複数設けられていてもよい。また、複数の測定結果を個別に重み付けを代えて、一つの指標に集計することも可能である。この場合においては、集計後の指標に関して、少なくとも一つの第二閾値が設けられていればよい。第二閾値は、種々の実験、シミュレーション、経験則等によって求めることができる。本実施の形態では、各センサの測定結果を一つの指標に集計し、当該指標と一つの第二閾値とで、ハブモータ４０の駆動力を制御する場合について例示する。

［出力制御方法］
次に、自転車１０におけるハブモータ４０の出力制御方法について説明する。図３及び図４は、実施の形態１に係る出力制御方法の流れを示すフローチャートである。この出力制御方法は、コンピュータで実行可能なプログラムとして実現されている。

自転車１０の走行時において、制御部５３は、傾斜センサ８０の検出結果に基づいて現在走行中の場所が上り坂か下り坂かを判断する（ステップＳ１）。制御部５３は、上り坂と判断した場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）にはステップＳ２に移行し、下り坂と判断した場合（ステップＳ１；ＮＯ）にはステップＳ１１に移行する。

ステップＳ２では、制御部５３は、トルクセンサ５１の測定結果が第一閾値を超えたか否かを判断する。制御部５３は、トルクセンサ５１の測定結果が第一閾値を超えない場合（ステップＳ２；ＮＯ）にはステップＳ１に移行し、超えた場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）にはステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、制御部５３は、ハブモータ４０をＯＮとすることでアシスト機能を実行する。ステップＳ４では、制御部５３は、各センサ（６軸センサ７０、操舵角センサ９３、傾斜センサ８０）の測定結果を一つの指標に集計し、当該指標が第二閾値を超えたか否かを判断する。制御部５３は、指標が第二閾値を超えなかった場合（ステップＳ４；ＮＯ）にはステップＳ６に移行し、超えた場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）にはステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、制御部５３は、ハブモータ４０を制御して、ハブモータ４０の駆動力を従前よりも高める。このように、自転車１０が転倒する可能性が高くなった場合には、ハブモータ４０の駆動力が高められることで、運転者に対するアシスト力も高まり、自転車１０の安定性を高めることができる。つまり、転倒の可能性が抑えられる。

ステップＳ６では、制御部５３は、ハブモータ４０の回転数から自転車１０の速度を求め、当該速度が所定の速度を超えたか否かを判断する。制御部５３は、自転車１０の速度が所定の速度を超えなかった場合（ステップＳ６；ＮＯ）にはステップＳ４に移行し、超えた場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）にはステップＳ７に移行する。

ステップＳ７では、制御部５３は、ハブモータ４０をＯＦＦとすることで、アシスト機能を停止する。

一方、ステップＳ１において下り坂と判断してステップＳ１１に移行した場合には、制御部５３は、トルクセンサ５１の測定結果が第一閾値を超えたか否かを判断する。制御部５３は、トルクセンサ５１の測定結果が第一閾値を超えない場合（ステップＳ１１；ＮＯ）にはステップＳ１に移行し、超えた場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）にはステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、制御部５３は、ハブモータ４０をＯＮとすることでアシスト機能を実行する。ステップＳ１３では、制御部５３は、各センサ（６軸センサ７０、操舵角センサ９３、傾斜センサ８０）の測定結果を一つの指標に集計し、当該指標が第二閾値を超えたか否かを判断する。制御部５３は、指標が第二閾値を超えなかった場合（ステップＳ１３；ＮＯ）にはステップＳ１５に移行し、超えた場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）にはステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、制御部５３は、ハブモータ４０を制御して、ハブモータ４０の駆動力を従前よりも弱める。このように、下り坂で勢いがついて自転車１０が転倒する可能性が高くなった場合には、ハブモータ４０の駆動力が弱められることで、運転者に対するアシスト力も低下し、自転車１０の安定性を高めることができる。つまり、転倒の可能性が抑えられる。

ステップＳ１５では、制御部５３は、ハブモータ４０の回転数から自転車１０の速度を求め、当該速度が所定の速度を超えたか否かを判断する。制御部５３は、自転車１０の速度が所定の速度を超えなかった場合（ステップＳ１５；ＮＯ）にはステップＳ１３に移行し、超えた場合（ステップＳ１５；ＹＥＳ）にはステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、制御部５３は、ハブモータ４０をＯＦＦとすることで、アシスト機能を停止する。

［作用効果］
次に、本実施の形態における自転車１０の作用効果について説明する。

上述したように、本実施の形態に係る自転車は、電動アシスト機能を有する自転車１０であって、電動アシスト機能の駆動源となるハブモータ４０（モータ）と、自転車１０の、直交３軸の各軸方向の加速度及び３軸の軸回りの角速度を測定する６軸センサ７０と、６軸センサ７０の測定結果に基づいて、ハブモータ４０の出力制御をする制御部５３とを備えている。

これによれば、制御部５３が、６軸センサ７０の測定結果に基づいて、ハブモータ４０の出力制御をするので、６軸センサ７０の測定結果により、自転車１０の姿勢及び姿勢の変動速度を検出することができ、これらを安定化させるように、ハブモータ４０の出力制御をすることができる。したがって、自転車１０の安全性が高くなるようにハブモータ４０を制御することができる。

また、自転車１０は、さらに、自転車１０のハンドル２２２の操舵角を測定する操舵角センサ９３を備え、制御部５３は、６軸センサ７０の測定結果と、操舵角センサ９３の測定結果とに基づいて、ハブモータ４０の出力制御をする。

これによれば、制御部５３が、６軸センサ７０の測定結果と、操舵角センサ９３の測定結果とに基づいてハブモータ４０の出力制御をしているので、より正確に自転車１０の姿勢及び姿勢の変動を検出することができ、ハブモータ４０の出力制御を、より安全性高く行うことができる。

また、自転車１０は、さらに、水平面に対する自転車１０の前後方向及び左右方向の傾斜角度を測定する傾斜センサ８０を備え、制御部５３は、６軸センサ７０の測定結果と、傾斜センサ８０の測定結果とに基づいて、ハブモータ４０の出力制御をする。

これによれば、制御部５３が、６軸センサ７０の測定結果と、傾斜センサ８０の測定結果とに基づいて、ハブモータ４０の出力制御をしているので、水平面に対する自転車１０の前後方向及び左右方向の傾斜角度を考慮して、ハブモータ４０の出力制御をすることができる。これにより、ハブモータ４０の出力制御を、より安全性高く行うことができる。

また、制御部５３は、６軸センサ７０の測定結果と、操舵角センサ９３の測定結果と、傾斜センサ８０の測定結果に基づいて、ハブモータ４０の出力制御をする。

これによれば、制御部５３が、６軸センサ７０の測定結果と、操舵角センサ９３の測定結果と、傾斜センサ８０の測定結果とに基づいて、ハブモータ４０の出力制御をするので、ハブモータ４０の出力制御を、より一層、安全性高く行うことができる。

また、ハブモータ４０の出力制御は、ハブモータ４０の駆動力を制御することである。

これによれば、ハブモータ４０の出力制御がハブモータ４０の駆動力を制御することであるので、自転車１０の姿勢及び姿勢の変動速度に応じて、運転者に対するアシスト力を制御することができる。これにより、ハブモータ４０のＯＮ時における自転車１０の安定性を高めることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、制御部５３が、ハブモータ４０の出力制御としてハブモータ４０の駆動力を制御する場合について説明した。この実施の形態２では、制御部５３が、ハブモータ４０の出力制御として、ハブモータ４０の回生ブレーキのブレーキ力を制御する場合について説明する。以下の説明において、実施の形態１と同一の部分においては、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

実施の形態２では、制御部５３は、ブレーキセンサ９４がブレーキレバー９９に対する操作を検出すると、ハブモータ４０を制御して、当該ハブモータ４０に回生動作を行わせる。この回生動作時においても、制御部５３は、各センサ（６軸センサ７０、操舵角センサ９３、傾斜センサ８０）の測定結果を取得する。ここで、制御部５３は、ハブモータ４０の回生ブレーキのブレーキ力を制御するための閾値（第三閾値）を記憶している。第三閾値は、回生動作時の自転車１０のふらつきが大きくなったことを判断するための値でもあり、測定結果が第三閾値を超えた場合には、自転車１０のふらつきが大きく、自転車１０が転倒する可能性が高いと判断することができる。つまり、測定結果が第三閾値を超えた場合には、ハブモータ４０の回生ブレーキのブレーキ力を高めることで、転倒前に自転車１０を安全な速度に落とすことができる。第三閾値は、種々の実験、シミュレーション、経験則等によって求めることができる。本実施の形態では、各センサの測定結果を一つの指標に集計し、当該指標と一つの第三閾値とで、ハブモータ４０の回生ブレーキのブレーキ力を制御する場合について例示する。

図５は、実施の形態２に係る出力制御方法の流れを示すフローチャートである。この出力制御方法は、コンピュータで実行可能なプログラムとして実現されている。

自転車１０の走行時において、制御部５３は、ブレーキレバー９９に対する操作をブレーキセンサ９４が検出したか否かを判断する（ステップＳ２１）。制御部５３は、ブレーキセンサ９４がブレーキレバー９９に対する操作を検出していない場合（ステップＳ２１；ＮＯ）にはその状態を維持し、検出した場合（ステップＳ２１；ＹＥＳ）にはステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、制御部５３は、ハブモータ４０の回生ブレーキをＯＮとして、回生動作を実行する。ステップＳ２３では、制御部５３は、各センサ（６軸センサ７０、操舵角センサ９３、傾斜センサ８０）の測定結果を一つの指標に集計し、当該指標が第三閾値を超えたか否かを判断する。制御部５３は、指標が第三閾値を超えなかった場合（ステップＳ２３；ＮＯ）にはステップＳ２５に移行し、超えた場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）にはステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４では、制御部５３は、ハブモータ４０を制御して、ハブモータ４０の回生ブレーキのブレーキ力を従前よりも高める。このように、自転車１０が転倒する可能性が高くなった場合には、ハブモータ４０のブレーキ力が高められることで、転倒前に自転車１０を安全な速度に落とすことができる。

ステップＳ２５では、制御部５３は、ブレーキレバー９９に対する操作の解除をブレーキセンサ９４が検出したか否かを判断する。制御部５３は、ブレーキセンサ９４がブレーキレバー９９に対する操作の解除を検出していない場合（ステップＳ２５；ＮＯ）にはステップＳ２２に移行し、検出した場合（ステップＳ２５；ＹＥＳ）にはステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６では、制御部５３は、ハブモータ４０の回生ブレーキをＯＦＦとする。

これによれば、ハブモータ４０の出力制御がハブモータ４０の回生ブレーキのブレーキ力を制御することであるので、自転車１０の姿勢及び姿勢の変動速度に応じて、ハブモータ４０のブレーキ力を制御することができる。これにより、回生ブレーキのＯＮ時における自転車１０の安定性を高めることができる。

なお、実施の形態１で例示したハブモータ４０の出力制御と、実施の形態２で例示したハブモータ４０の出力制御とを組み合わせることも可能である。これにより、ハブモータ４０のＯＮ時と、回生ブレーキのＯＮ時とのそれぞれにおいて、自転車１０の安定性を高めることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、６軸センサ７０の測定結果を用いない場合の、ハブモータ４０の出力制御を行う自転車１０Ａを例示して説明する。以下の説明において、実施の形態１と同一の部分においては、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図６は、実施の形態３に係る自転車１０Ａの制御構成を示すブロック図である。図６に示すように、自転車１０Ａは、実施の形態１に係る自転車１０から６軸センサ７０を除いた点で異なっている。制御部５３は、ハブモータ４０のＯＮ時においては、操舵角センサ９３及び傾斜センサ８０のそれぞれの測定結果を複合的に用いることで、ハブモータ４０の駆動力を制御する。制御部５３には、ハブモータ４０の駆動力を制御するための閾値（第四閾値）が記憶されている。第四閾値は、自転車１０のふらつきが大きくなったことを判断するための値でもあり、測定結果が第四閾値を超えた場合には、自転車１０のふらつきが大きく、自転車１０が転倒する可能性が高いと判断することができる。例えば上り坂を走行する際に、測定結果が第四閾値を超えた場合には、ハブモータ４０の駆動力を高めることで、運転者に対するアシスト力が高まって、自転車１０の安定性を高めることができる。一方、例えば下り坂を走行する際に、測定結果が第四閾値を超えた場合には、ハブモータ４０の駆動力を弱めることで、運転者に対するアシスト力を弱めて、自転車１０の安定性を高めることができる。

このように、実施の形態３に係る自転車は、電動アシスト機能を有する自転車１０であって、電動アシスト機能の駆動源となるハブモータ４０（モータ）と、自転車１０のハンドル２２２の操舵角を測定する操舵角センサ９３と、水平面に対する自転車１０の前後方向及び左右方向の傾斜角度を測定する傾斜センサ８０と、操舵角センサ９３の測定結果と、傾斜センサ８０の測定結果とに基づいて、ハブモータ４０の出力制御をする制御部５３とを備えている。

これによれば、制御部５３は、操舵角センサ９３と、傾斜センサ８０との測定結果により、自転車１０の姿勢及び姿勢の変動速度を検出することができ、これらを安定化させるように、ハブモータ４０の出力制御をすることができる。したがって、自転車１０の安全性が高くなるようにハブモータ４０を制御することができる。

（その他）
以上、本発明について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、各センサの測定結果の全てを用いて、ハブモータ４０の出力制御を行う場合を例示した。しかしながら、少なくとも一つのセンサが自転車１０に搭載されていれば、その測定結果を用いて、ハブモータ４０の出力制御を行うことが可能である。特に、６軸センサ７０の測定結果のみであっても、ある程度、安全性の高いハブモータ４０の出力制御を行うことが可能である。つまり、６軸センサ７０の測定結果と、その他のセンサの測定結果とを組み合わせることで、よりハブモータ４０の出力制御の安全性を高めることができる。６軸センサ７０の測定結果と、その他のセンサの測定結果との組み合わせは如何様でもよい。つまり、６軸センサ７０の測定結果と、その他のセンサ（操舵角センサ９３及び傾斜センサ８０）の測定結果の少なくとも１つとを組み合わせればよい。

また、上記実施の形態では、操舵角センサ９３によってハンドル２２２の操舵角を測定する場合を例示した。しかし、６軸センサ７０をハンドル２２２の近傍に設置することにより、６軸センサ７０でハンドル２２２の操舵角を測定することも可能である。つまり、この場合においては、６軸センサ７０が操舵角センサとして機能する。

また、自転車１０が転倒した場合には、６軸センサ７０の測定結果または傾斜センサ８０の測定結果が急峻に大きく変化することになるので、これらの測定結果の履歴を記憶しておくことで、自転車１０の転倒を検出することも可能である。制御部５３は、測定結果の履歴から、過去に自転車１０が転倒したときの測定結果を取得し、この取得した転倒時の測定結果に基づいて閾値（第二閾値、第三閾値、第四閾値等）を更新してもよい。つまり、運転者の特性を制御部５３が学習して、新たな閾値を設定することができる。また、制御部５３は、運転者の体格または体重に応じた複数種類の閾値を予め有していてもよい。例えば、運転前に、運転者の体格または体重が制御部５３に入力されると、制御部５３は、その体格または体重に対応した閾値を選択し、以降の出力制御に用いる。これにより、運転者の体格または体重に対応したハブモータ４０の出力制御を行うことが可能である。

その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１０、１０Ａ 自転車
１１ 前輪
４０ ハブモータ（モータ）
５３ 制御部
６０ 充電池
７０ ６軸センサ
８０ 傾斜センサ
９３ 操舵角センサ
２２２ ハンドル

Claims (7)

1. 電動アシスト機能を有する自転車であって、
   前記電動アシスト機能の駆動源となるモータと、
   前記自転車の、直交３軸の各軸方向の加速度及び前記３軸の軸回りの角速度を測定する６軸センサと、
   前記６軸センサの測定結果に基づいて、前記モータの出力制御をする制御部とを備える
   自転車。
2. さらに、前記自転車のハンドルの操舵角を測定する操舵角センサを備え、
   前記制御部は、前記６軸センサの測定結果と、前記操舵角センサの測定結果とに基づいて、前記モータの出力制御をする
   請求項１に記載の自転車。
3. さらに、水平面に対する前記自転車の前後方向及び左右方向の傾斜角度を測定する傾斜センサを備え、
   前記制御部は、前記６軸センサの測定結果と、前記傾斜センサの測定結果とに基づいて、前記モータの出力制御をする
   請求項１に記載の自転車。
4. さらに、
   前記自転車のハンドルの操舵角を測定する操舵角センサと、
   水平面に対する前記自転車の前後方向及び左右方向の傾斜角度を測定する傾斜センサと、を備え、
   前記制御部は、前記６軸センサの測定結果と、前記操舵角センサの測定結果と、前記傾斜センサの測定結果とに基づいて、前記モータの出力制御をする
   請求項１に記載の自転車。
5. 電動アシスト機能を有する自転車であって、
   前記電動アシスト機能の駆動源となるモータと、
   前記自転車のハンドルの操舵角を測定する操舵角センサと、
   水平面に対する前記自転車の前後方向及び左右方向の傾斜角度を測定する傾斜センサと、
   前記操舵角センサの測定結果と、前記傾斜センサの測定結果とに基づいて、前記モータの出力制御をする制御部とを備える
   自転車。
6. 前記モータの出力制御は、前記モータの駆動力を制御することである
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の自転車。
7. 前記モータの出力制御は、前記モータの回生ブレーキのブレーキ力を制御することである
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の自転車。

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