JP2023047987A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーの加速意思に基づいて適切にアシストを行うことができる車両を提供する。【解決手段】電動自転車１０は、クランクペダル７９と、後輪７８と、後輪７８を駆動するモータＭと、モータＭを制御する制御部４０と、入力トルクを取得する入力トルク取得部３５と、ケイデンスを取得するケイデンス取得部３９と、加速度を取得する加速度取得部３０と、を備える。制御部４０は、入力トルクが第１閾値以上、及び、ケイデンスが第２閾値以上、又は加速度が第３閾値以上のときに、モータＭに動力の発生を許可する。【選択図】図５

Description

本発明は、乗員の脚部からの入力と電動機からの動力で走行可能な車両に関する。

乗員の脚部からの入力と電動機からの動力で走行可能な車両として、クランクペダルから入力される踏力を電動機の動力でアシスト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）。電動アシスト自転車では、アシスト力の上限値、及び車速に対するアシスト比の上限値が法規で定められている。例えば、日本の法規では、以下のように定められている。

「２４キロメートル毎時未満の速度で自転車を走行させることとなる場合において、人の力に対する原動機を用いて人の力を補う力の比率が、（１）又は（２）に掲げる速度の区分に応じそれぞれ（１）又は（２）に定める数値以下であること。
（１） １０キロメートル毎時未満の速度： ２
（２） １０キロメートル毎時以上２４キロメートル毎時未満の速度： 走行速度をキロメートル毎時で表した数値から１０を減じて得た数値を７で除したものを２から減じた数値」

即ち、日本の法規では、車速に対するアシスト比の上限値として、図８の実線で示すように、車速が１０ｋｍ／ｈまではアシスト比の上限値が２で、車速が１０ｋｍ／ｈから２４ｋｍ／ｈまでの間にアシスト比を２から０まで漸減させることが求められる。

また、特許文献１に記載の電動アシスト自転車では、ケイデンスが所定値以上、且つ、加速度が所定値以上のときに、電動機に駆動信号を供給して動力を発生させることが記載されている。なお、ケイデンスとは、１分間のクランクペダルの回転数である。

特開平０８－２６８３７３号公報

ケイデンスを検出するケイデンスセンサは一般に、クランクの回転に伴って生じるパルスを検知することによって検出する。しかしながら、ケイデンスの検出には、少なくとも２回のパルスを検知する必要があり、そのパルス検知時間の分、電動機の起動に遅延が生じてしまう。これによって、アシストの開始に応答遅れが発生してしまい、ユーザーの意思に沿わない不自然なアシスト開始となる虞がある。

一方、走りだしの直後は大きな駆動加速度が発生するものの、その後の走行中は大きな駆動加速度は発生しないことが多い。したがって、例えばユーザーが巡行駆動している場合、ケイデンスは所定値を超えるものの駆動加速度が所定値を超えないため、ユーザーがアシストを望んでいるにも関わらずアシストされない場合が生じ得る。

本発明は、ユーザーの加速意思に基づいて適切にアシストを行うことができる車両を提供する。

本発明は、
乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された動力が伝達される車輪と、
出力した動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
前記電動機を制御する制御部と、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
前記入力部の運動の速さを示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
車体の加速度を示す第３状態量を取得する第３状態量取得部と、を備える車両であって、
前記制御部は、
前記第１状態量が第１閾値以上、及び、
前記第２状態量が第２閾値以上、又は前記第３状態量が第３閾値以上、
のときに、前記電動機に動力の発生を許可する。

また、本発明は、
乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された動力が伝達される車輪と、
出力した動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
前記電動機を制御する制御部と、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
前記入力部の運動の速さを示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
車体の加速度を示す第３状態量を取得する第３状態量取得部と、を備える車両であって、
前記制御部は、
前記第１状態量が第１閾値以上、
前記第２状態量が第２閾値以上、及び、
前記第３状態量が第３閾値未満、のとき前記電動機に動力の発生を許可し、又は、
前記第１状態量が第１閾値以上、
前記第２状態量が第２閾値未満、及び
前記第３状態量が第３閾値以上、のとき前記電動機に動力の発生を許可する。

本発明によれば、ユーザーの加速意思に基づいて適切にアシストを行うことができる。

電動自転車１０の側面図である。 電動アシストユニット２０を含む動力伝達機構Ｔの模式図である。 バッテリユニット４の側面図である。 電動自転車１０における、電動アシストユニット２０、バッテリ２、及び制御部４０の電気経路と通信経路を説明する図である。 モータ駆動許可判定のフローを示すフロー図である。 電動自転車１０の制御システムの機能ブロック図である。 加速度取得部３０のフィルタ３１を説明するグラフである。 電動アシスト自転車のアシスト比と車速との関係を示すグラフである。

以下、本発明の車両の一例として電動自転車を例示する。
電動自転車１０は、図１に示すように、前輪７３と、後輪７８と、自転車フレーム６７と、後輪７８を駆動する電動アシストユニット２０と、電動アシストユニット２０と電気的に接続されるバッテリユニット４と、を備え、電動アシストユニット２０が発生するアシスト力が出力可能に構成された電動アシスト自転車である。

自転車フレーム６７は、前端のヘッドパイプ６８と、ヘッドパイプ６８から後下りに車体前方から後方へ延びるダウンパイプ６９と、ダウンパイプ６９の後端に固着されて左右に延びる支持パイプ６６（図２参照）と、支持パイプ６６から上方に立ち上がるシートポスト７１と、支持パイプ６６から後方側に延出される左右一対のリヤフォーク７０と、を備える。

ヘッドパイプ６８にはフロントフォーク７２が操向可能に支承され、フロントフォーク７２の下端に前輪７３が軸支されている。フロントフォーク７２の上端には操向ハンドル７４が設けられている。操向ハンドル７４には、電動アシストユニット２０の起動スイッチ５と、ユーザーが所有する携帯端末８（図４参照）を保持する携帯端末ホルダ６と、が設けられている。シートポスト７１から後方側に延出される左右一対のリヤフォーク７０の後端間には、駆動輪としての後輪７８が軸支されている。シートポスト７１には、上端にシート７６を備える支持軸７５が、シート７６の上下位置を調整可能として装着されている。

シート７６の下方でシートポスト７１の前部には、電動アシストユニット２０へ電力を供給するバッテリユニット４が固定されている。より詳しく説明すると、バッテリユニット４は、シートポスト７１の前面に台座３が取り付けられ、バッテリ２が台座３に着脱可能に保持される。バッテリユニット４の詳細については後述する。

自転車フレーム６７の支持パイプ６６を同軸に貫通するクランク軸８３の左端及び右端には一対のクランクペダル７９が連結される。クランクペダル７９に加えられた踏力はクランク軸８３へ伝達され、駆動スプロケット８０を介して無端状のチェーン８２へ入力される。チェーン８２は、駆動スプロケット８０と、後輪７８の車軸に設けられた従動スプロケット８１とに巻掛けられている。

図２も参照して、電動アシストユニット２０は、モータＭとクランク軸８３とがユニット化され、自転車フレーム６７の支持パイプ６６周りに後付け可能に構成される。

電動アシストユニット２０は、モータＭの出力軸２１と、クランク軸８３とがケース２４の内部に平行に配置される。クランク軸８３は、筒状のスリーブ２６の内側に第１ワンウェイクラッチ２８を介して回転自在に支持されており、このスリーブ２６の外周側にモータＭの出力軸２１に設けられたモータ出力ギヤ２１ａと噛み合う従動ギヤ２６ａ及び駆動スプロケット８０が固定されている。したがって、モータＭのトルクが、モータ出力ギヤ２１ａ、従動ギヤ２６ａ、及びスリーブ２６を介して駆動スプロケット８０に伝達される。

また、従動スプロケット８１と後輪７８との間には第２ワンウェイクラッチ２９が設けられている。

このように構成された電動自転車１０では、クランクペダル７９を前進方向（正回転方向とも称す）に漕いだ場合には、第１ワンウェイクラッチ２８が係合してクランク軸８３の正回転動力がスリーブ２６を介して駆動スプロケット８０に伝達され、さらにチェーン８２を介して従動スプロケット８１に伝達される。このとき第２ワンウェイクラッチ２９も係合することで、従動スプロケット８１に伝達された正回転動力が、後輪７８に伝達される。

一方、クランクペダル７９を後進方向（逆回転方向とも称す）に漕いだ場合には、第１ワンウェイクラッチ２８が係合せず、クランク軸８３の逆回転動力がスリーブ２６に伝達されずクランク軸８３が空転する。

また、例えば電動自転車１０を前進方向に押し進める場合のように、後輪７８から前進方向（正回転方向）の正回転動力が入力される場合、第２ワンウェイクラッチ２９が係合せず、後輪７８の正回転動力が従動スプロケット８１に伝達されない。そのため、後輪７８は、従動スプロケット８１に対し相対回転する。一方、電動自転車１０を後進方向に押し進める場合のように、後輪７８から後進方向（逆回転方向）の逆回転動力が入力される場合には、第２ワンウェイクラッチ２９が係合して後輪７８の逆回転動力が従動スプロケット８１に伝達され、さらにチェーン８２を介して駆動スプロケット８０に伝達される。また、このとき第１ワンウェイクラッチ２８も係合することから、駆動スプロケット８０に伝達された逆回転動力が、クランク軸８３及びクランクペダル７９に伝達されてクランク軸８３及びクランクペダル７９が逆回転する。

電動アシストユニット２０には、モータＭの回転速度を検知するモータ回転数センサＳＥ１が設けられている。モータ回転数センサＳＥ１は、モータＭの出力軸２１の外周部に設けられた磁石及びホールＩＣから構成される。また、スリーブ２６には、トルクセンサＳＥ２が設けられている。トルクセンサＳＥ２は、入力トルクを取得する入力トルク取得部３５（図６参照）を構成する。入力トルクは、運転者がクランクペダル７９を踏む力（以下、ペダル踏力）の大きさを示す。トルクセンサＳＥ２は、スリーブ２６の外周部に配設された磁気変位検出式のトルクセンサから構成される。磁気変位検出式のトルクセンサは、トルクによってカンチレバーが変位し、それにより先端の磁石位置がずれたのをカンチレバーに対向するホールセンサが磁気の変化として検出する。

後輪７８には、後輪回転数センサＳＥ３が設けられている。後輪回転数センサＳＥ３は、電動自転車１０の速さ（以下、車速と称する）を取得する車速取得部３７（図６参照）を構成する。後輪回転数センサＳＥ３は、例えば磁気検知センサであり、後輪７８のスポークに取り付けられた磁石がセンサを通過するときの磁気パルスを車速パルスとして後述する制御部４０に送信し、制御部４０はそのパルス間隔から車速を計算する。一般に、後輪７８に取り付けられる磁石は１個なので、磁気パルスは後輪７８の１回転につき１回検出される。このため、車速Ｎｏ［ｋｍ／ｈ］、後輪７８の周長Ｃｔ［ｍ］とすると、車速Ｎｏ［ｋｍ／ｈ］は以下の（１）式で表される。

Ｎｏ［ｋｍ／ｈ］＝｛Ｃｔ［ｍ］／磁気パルス間隔（ｓ）｝×３６００／１０００
（１）

駆動スプロケット８０の周辺には、ケイデンスセンサＳＥ４（図２参照）が取り付けられている。駆動スプロケット８０は、第１ワンウェイクラッチ２８の係合時にクランクペダル７９と一体に回転するため、駆動スプロケット８０の回転は、クランクペダル７９の回転と見なすことができる。したがって、ケイデンスセンサＳＥ４は、クランクペダル７９の回転（運動）の速さを示すケイデンスを取得するケイデンス取得部３９（図６参照）を構成する。ケイデンスセンサＳＥ４は、例えば磁気検知センサである。駆動スプロケット８０には、周方向に均等に８個の磁石が設けられており、ケイデンスセンサＳＥ４は、磁石がセンサを通過するときの磁気パルスをケイデンスパルス（ケイデンス関連情報）として後述する制御部４０に送信し、制御部４０はそのパルス間隔からケイデンスを計算する。ケイデンスパルスはクランクペダル７９の１回転につき８回検出される。このため、ケイデンスＣ［ｒｐｍ］は以下の（２）式で表される。

Ｃ［ｒｐｍ］＝｛１／（８×磁気パルス間隔（ｓ））｝×６０ （２）

電動アシストユニット２０を制御する制御部４０は、図６に示すように、トルクセンサＳＥ２の出力値である入力トルクから運転者がクランクペダル７９を踏む力（以下、ペダル踏力）を算出し、このペダル踏力と電動自転車１０の車速に応じたアシスト比とによって定められるアシスト力が発生するように、モータＭをＰＷＭ制御する。なお、モータＭの駆動許可条件については後述する。

制御部４０は、電動アシストユニット２０に組み込まれてもよく、バッテリユニット４の内部に組み込まれてもよい。本実施形態では、制御部４０がバッテリユニット４に組み込まれた場合を例に説明する。

バッテリユニット４は、図３に示すように、シートポスト７１に取り付けられる台座３と、台座３に対し着脱可能に設けられ、内部に複数のセルを有するバッテリ２と、を備える。台座３は、内部に第１空間ＳＰ１と、第１空間ＳＰ１に対して液密に区画形成された第２空間ＳＰ２と、を有する。

図４は、電動自転車１０における、電動アシストユニット２０、バッテリ２、及び制御部４０の電気経路と通信経路を説明する図である。

台座３の第２空間ＳＰ２には、制御部４０（図中のPROCESSOR）、コンバータＤＣ／ＤＣ、慣性計測装置ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）、大気圧センサ４１、ＧＰＳ（Global Positioning system）、メモリ４２（図中のメモリカード）、及びＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）が配置される。

制御部４０は、前述したようにペダル踏力と電動自転車１０の車速に応じたアシスト比とによって定められるアシスト力が発生するように、電動アシストユニット２０のモータＭから発生させるトルクを演算する。これにより、モータＭは、制御部４０からの演算結果（駆動要求）に従って動作する。コンバータＤＣ／ＤＣは、供給される直流電圧を直流のまま降圧して制御部４０、慣性計測装置ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）、大気圧センサ４１、ＧＰＳ（Global Positioning system）、メモリ４２、及びＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）の電源電圧を生成する。なお、図４においては、コンバータＤＣ／ＤＣから、慣性計測装置ＩＭＵ、大気圧センサ４１、ＧＰＳ、メモリ４２、及びＢＬＥへ繋がる電源ラインを省略している。

慣性計測装置ＩＭＵは、例えば、３軸加速度センサ、３軸角速度センサ、及び３軸方位センサの機能をあわせもつ９軸センサである。慣性計測装置ＩＭＵは、電動自転車１０の加速度を取得する加速度取得部３０（図６参照）を構成する。制御部４０は、慣性計測装置ＩＭＵにより、電動自転車１０の前進方向の加速度である駆動加速度に加えて、電動自転車１０の姿勢（傾斜状態）を把握することができる。

大気圧センサ４１は、大気圧を検出する。ＧＰＳは、電動自転車１０の位置情報を取得する。メモリは、例えばＳＤカードであり、電動自転車１０の情報、走行データ等を一時的又は永続的に保持する。ＢＬＥは、ユーザーの携帯端末８と通信するための通信装置である。これら制御部４０等は、液密に区画形成された第２空間ＳＰ２に配置され、荒天時であっても水の浸入が回避される。

台座３の第１空間ＳＰ１には、バッテリ２に設けられる第１電気接続子１１と電力線５１を介して電気的に接続される第２電気接続子１２と、制御部４０と電力線５２及びコンバータＤＣ／ＤＣを介して電気的に接続される第３電気接続子１３と、制御部４０と信号線５３を介して電気的に接続される第４電気接続子１４と、制御部４０と通信線５４を介して通信可能に接続される通信接続子１５と、が配置される。

第２電気接続子１２は、電力線５１を介してバッテリ２に接続されるとともに、電力線５５を介して電動アシストユニット２０に接続される。第３電気接続子１３は、電力線５２を介してコンバータＤＣ／ＤＣに接続されるとともに、電力線５６を介して電動アシストユニット２０に接続される。電力線５６は、電力線５５からの分岐等により、バッテリ２からの電力が供給されるように構成される。第４電気接続子１４は、信号線５３を介して制御部４０に接続されるとともに、信号線５７を介して電動アシストユニット２０に接続される。通信接続子１５は、通信線５４を介して制御部４０に接続されるとともに、通信線５８を介して電動アシストユニット２０に接続される。通信線５４、５８を介する通信方式は、特に限定されるものではないが、例えば、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）通信である。

第２電気接続子１２は、例えばギボシである。第３電気接続子１３、第４電気接続子１４、及び通信接続子１５は、同一のコネクタ１６を構成する。電力線５２、信号線５３、及び通信線５４は、第１ハーネス５９を構成し、電力線５６、信号線５７、及び通信線５８は、第２ハーネス６０を構成する。

このように構成された電気系統及び通信系統では、バッテリ２からの電力が電動アシストユニット２０のモータＭに供給されるとともに、電動アシストユニット２０からコンバータＤＣ／ＤＣを介して降圧された電力が制御部４０、慣性計測装置ＩＭＵ、大気圧センサ４１、ＧＰＳ、メモリ、及びＢＬＥに供給される。そして、制御部４０に電力が供給された状態で、ユーザーから起動スイッチ５を介して電動アシストユニット２０の起動要求があると、信号線５３、５７を介して電動アシストユニット２０にパワーオン信号が発信され、電動アシストユニット２０が起動する。電動アシストユニット２０が起動すると、通信線５４、５８を介して電動アシストユニット２０と制御部４０とで情報交換が行われるとともに、ＢＬＥを介してユーザーの携帯端末とで情報交換が可能となる。

＜モータ駆動許可条件＞
制御部４０は、図６に示すように、トルクセンサＳＥ２によって検出される入力トルクを取得する。制御部４０は、後輪回転数センサＳＥ３から車速関連情報として車速パルスを受けて上記（１）式から電動自転車１０の車速を取得する。制御部４０は、ケイデンスセンサＳＥ４からケイデンス関連情報としてケイデンスパルスを受けて（２）式からケイデンスを取得する。制御部４０は、慣性計測装置ＩＭＵから電動自転車１０の加速度（駆動加速度）を取得する。そして、制御部４０は、これらの入力トルク、車速、ケイデンス、加速度に基づいてモータトルク発生の許可、不許可を判定する。

制御部４０は、入力トルクが第１閾値以上、及び、ケイデンスが第２閾値以上又は電動自転車１０の加速度が第３閾値以上のときにモータトルクの発生を許可する。より具体的に説明すると、制御部４０は、以下の（Ａ）～（Ｃ）の条件のとき、モータＭにトルクの発生を許可する。

（Ａ）入力トルクが第１閾値以上、ケイデンスが第２閾値以上、且つ、電動自転車１０の加速度が第３閾値以上

（Ｂ）入力トルクが第１閾値以上、ケイデンスが第２閾値以上、且つ、電動自転車１０の加速度が第３閾値未満

（Ｃ）入力トルクが第１閾値以上、ケイデンスが第２閾値未満、且つ、電動自転車１０の加速度が第３閾値以上

（Ａ）～（Ｃ）において、所定の入力トルクの存在を条件とするのは、図８を用いて説明したように法規がクランクペダル７９に加えられた踏力の存在を前提にしてアシスト比を規定するものであるからである。

（Ａ）の条件は従来と同様である。しかしながら、（Ａ）の条件では、前述したように、アシストの開始に応答遅れが発生したり、ユーザーがアシストを望んでいるにも関わらずアシストされない場合が生じたり、ユーザーの意思通りにアシストできない状況が発生し得る。

そこで、制御部４０は、（Ｂ）及び（Ｃ）の条件でもモータトルクの発生を許可する。
（Ｂ）の条件によれば、入力トルクが存在し且つ所定のケイデンスが発生していればよいので、ユーザーが巡行駆動している場合のような電動自転車１０の加速度が所定値に満たない場合であっても、ユーザーがアシストを望んでいる場合には、適切にアシストを行うことができる。

（Ｃ）の条件によれば、入力トルクが存在し且つ電動自転車１０に所定の加速度が発生していればよいので、クランクペダル７９（駆動スプロケット８０）の回転によって２回のパルスを検知する前からモータトルクを発生させることができる。即ち、従来は、モータトルクを発生させるのにケイデンスの発生を必須の条件としていたため、２回のパルスを検知するパルス検知時間の分待機する必要があり、そのためアシストの開始に応答遅れが発生し、ユーザーの意思に沿わない不自然なアシスト開始となる虞があった。しかしながら、ケイデンスの発生を必須の条件としないことで、ユーザーの加速意思に基づいて適切にアシストを行うことが可能となる。なお、制御部４０は、モータ駆動許可条件として、（Ｂ）の条件及び（Ｃ）の条件の両方を採用する必要はなく、どちらか一方のみを採用してもよい。

また、制御部４０は、以下の（Ｄ）及び（Ｅ）の条件では、モータトルクの発生を許可しないのは従来と同様である。

（Ｄ）入力トルクが第１閾値未満

（Ｅ）入力トルクが第１閾値以上、ケイデンスが第２閾値未満、且つ、電動自転車１０の加速度が第３閾値未満

また、制御部４０は、以下の条件（Ｆ）のとき、モータトルクの発生を禁止する。

（Ｆ）電動自転車１０の車速が第４閾値以上

日本の法規では、第４閾値は２４ｋｍ／ｈである。車速が早いときにモータトルクの発生を禁止することで、不要なアシストを防止できる。また、法規不適合となるのを回避することができる。

図５は、モータ駆動許可判定のフローを示すフロー図である。
制御部４０は、先ず、入力トルクが第１閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１）。その結果、入力トルクが第１閾値未満であれば（Ｓ１のＮＯ）、モータトルク発生を許可しない（Ｓ５）。一方、入力トルクが第１閾値以上であれば（Ｓ１のＹＥＳ）、続いて、車速が２４ｋｍ／ｈ未満であるか否かを判定する（Ｓ２）。その結果、車速が２４ｋｍ／ｈ以上であれば（Ｓ２のＮＯ）、モータトルク発生を許可しない（Ｓ５）。一方、車速が２４ｋｍ／ｈ未満であれば（Ｓ２のＹＥＳ）、続いて、ケイデンスが第２閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。その結果、ケイデンスが第２閾値以上であれば（Ｓ３のＹＥＳ）、モータトルク発生を許可する（Ｓ６）。一方、ケイデンスが第２閾値未満であれば（Ｓ３のＮＯ）、続いて、加速度が第３閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ４）。その結果、加速度が第３閾値以上であれば（Ｓ４のＹＥＳ）、モータトルク発生を許可する（Ｓ６）。一方、加速度が第３閾値未満であれば（Ｓ４のＮＯ）、モータトルク発生を許可しない（Ｓ５）。なお、Ｓ３及びＳ４は、順番を変更してもよい。また、法規によって車速の制約がない場合にはＳ２の処理を省略することができる。

＜キャリブレーション＞
制御部４０は、慣性計測装置ＩＭＵの検出した電動自転車１０の姿勢（傾斜状態）基づいて慣性計測装置ＩＭＵをキャリブレーション（較正）する。キャリブレーションは、電動自転車１０が水平に載置されており、かつ静止しているときに行われる。これにより、慣性計測装置ＩＭＵの検出精度が向上する。

キャリブレーションの前には、予め制御部４０の搭載姿勢が入力され、搭載姿勢に応じて適切に座標変換処理が行われるよう初期設定が行われる。初期設定は、例えば、電動自転車１０を完成品として販売する場合、製造工場や販売店等で行われ、電動自転車１０が既存の非電動自転車を電動化する場合、非電動自転車への電動アシストユニット２０の組みつけが行われる改修工場、販売店等で行われ得る。

キャリブレーションは、電動アシストユニット２０の起動スイッチ５が押されたタイミングで自動で行われることが好ましい。より具体的に説明すると、ユーザーが乗車時に電動アシストユニット２０の起動スイッチ５を押すと、制御部４０は、重力加速度方向を基準として搭載角度補正値を検出する。制御部４０は、慣性計測装置ＩＭＵから得られる加速度に搭載角度補正値を用いて、補正後の加速度を取得する。

なお、キャリブレーションは、自動で行われる必要はなく、製造工場、改修工場、販売店等において手動で行われてもよい。この場合、制御部４０に接続されているＵＡＲＴ通信経由、無線通信等を介してキャリブレーション指令信号を送信する。

加速度取得部３０は、図６に示すように、慣性計測装置ＩＭＵに加えて、慣性計測装置ＩＭＵが検出した信号を補正するフィルタ３１を備える。フィルタ３１は、慣性計測装置ＩＭＵが検出した信号の第５閾値以上の周波数を逓減させる第１フィルタ３２を含むことが好ましい。第１フィルタ３２は、いわゆるローパスフィルタ（ハイカットフィルタ）である。第５閾値は、例えば時定数が１．０秒のときの周波数である。これにより、加速度信号の直流成分、又は低周波成分を除去することで検出誤差を抑制できる。

また、フィルタ３１は、慣性計測装置ＩＭＵが検出した信号の第６閾値以下の周波数を逓減させる第２フィルタ３３を含むことが好ましい。第２フィルタ３３は、いわゆるハイパスフィルタ（ローカットフィルタ）である。第６閾値は、例えば時定数が０．５秒のときの周波数である。これにより、慣性計測装置ＩＭＵのノイズや突発エラー値を除去することができ、検出誤差を抑制できる。フィルタ３１によれば、図７に示すように、時定数が０．５秒から１．０秒の周波数成分を検出することができ、慣性計測装置ＩＭＵの検出精度がより一層向上する。

なお、電動自転車１０は、ロードバイク、マウンテンバイク、クロスバイク、シティサイクル、折り畳み自転車等であってもよく、その種類は限定されない。バッテリユニット４は、シートポスト７１の前面に限らず、シートポスト７１の後面、ダウンパイプ６９の上面、ダウンパイプ６９の下面等任意に位置に配置され得る。例えば、ロードバイク、マウンテンバイク、クロスバイク等であれば、ダウンパイプの上方においてヘッドパイプとシートポストとを繋ぐトップパイプの上面、又はトップパイプの下面に配置されてもよい。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

また、前述の実施形態では、電動アシストユニット２０は後輪７８を駆動するものであったが、前輪７３を駆動するものでもよい。

また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 乗員の脚部からの入力を受ける入力部（クランクペダル７９）と、
前記入力部に入力された動力が伝達される車輪（後輪７８）と、
出力した動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪（前輪７３）に伝達される電動機（モータＭ）と、
前記電動機を制御する制御部（制御部４０）と、
前記入力の大きさを示す第１状態量（入力トルク関連情報）を取得する第１状態量取得部（入力トルク取得部３５）と、
前記入力部の運動の速さを示す第２状態量（ケイデンス関連情報）を取得する第２状態量取得部（ケイデンス取得部３９）と、
車体の加速度を示す第３状態量（加速度関連情報）を取得する第３状態量取得部（加速度取得部３０）と、を備える車両（電動自転車１０）であって、
前記制御部は、
前記第１状態量が第１閾値以上、及び、
前記第２状態量が第２閾値以上、又は前記第３状態量が第３閾値以上、
のときに、前記電動機に動力の発生を許可する、車両。

（１）によれば、第１状態量が第１閾値以上であって、第２状態量が第２閾値以上、又は第３状態量が第３閾値以上のときに制御部は電動機に動力の発生を許可するので、ユーザーの加速意思に基づいて適切にアシストを行うことができる。

（２） （１）に記載の車両であって、
前記車両の速さを示す第４状態量（車速関連情報）を取得する第４状態量取得部（車速取得部３７）をさらに備え、
前記制御部は、
前記第４状態量が第４閾値以上のときに、前記電動機に動力の発生を禁止する、車両。

（２）によれば、車両の速さが早いときに電動機に動力の発生を禁止することで、不要なアシストを防止できる。

（３） （１）又は（２）に記載の車両であって、
前記第３状態量取得部は、前記車体に固定される加速度検出器（慣性計測装置ＩＭＵ）を含む、車両。

（３）によれば、車体に固定される加速度検出器によって前進方向の加速度に加えて、車両の姿勢を把握することが可能となる。

（４） （３）に記載の車両であって、
前記加速度検出器は、前記車両が水平に載置されており、かつ静止しているときに較正される、車両。

（４）によれば、加速度検出器の検出精度が向上する。

（５） （３）又は（４）に記載の車両であって、
前記第３状態量取得部は、前記加速度検出器が検出した信号を補正する補正部（フィルタ３１）をさらに含む、車両。

（５）によれば、加速度検出器の検出精度がより一層向上する。

（６） （５）に記載の車両であって、
前記補正部は、
前記信号の第５閾値以上の周波数を逓減させる第１濾波部（第１フィルタ３２）を含む、車両。

一般的に加速度検出器ではドリフトと呼ばれる検出誤差が発生することがあるが、（６）によれば、加速度信号の直流成分、又は低周波成分を除去することで検出誤差を抑制できる。

（７） （６）に記載の車両であって、
前記第５閾値は、時定数が１．０秒のときの周波数である、車両。

（７）によれば、加速度信号の直流成分、又は低周波成分を除去することで検出誤差を抑制できる。

（８） （５）から（７）のいずれかに記載の車両であって、
前記補正部は、
前記信号の第６閾値以下の周波数を逓減させる第２濾波部（第２フィルタ３３）を含む、車両。

（８）によれば、加速度検出器のノイズや突発エラー値を除去することで検出誤差を抑制できる。

（９） （８）に記載の車両であって、
前記第６閾値は、時定数が０．５秒のときの周波数である、車両。

（９）によれば、加速度検出器のノイズや突発エラー値を除去することで検出誤差を抑制できる。

（１０） 乗員の脚部からの入力を受ける入力部（クランクペダル７９）と、
前記入力部に入力された動力が伝達される車輪（後輪７８）と、
出力した動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪（前輪７３）に伝達される電動機（モータＭ）と、
前記電動機を制御する制御部（制御部４０）と、
前記入力の大きさを示す第１状態量（入力トルク関連情報）を取得する第１状態量取得部（入力トルク取得部３５）と、
前記入力部の運動の速さを示す第２状態量（ケイデンス関連情報）を取得する第２状態量取得部（ケイデンス取得部３９）と、
車体の加速度を示す第３状態量（加速度関連情報）を取得する第３状態量取得部（加速度取得部３０）と、を備える車両（電動自転車１０）であって、
前記制御部は、
前記第１状態量が第１閾値以上、
前記第２状態量が第２閾値以上、及び、
前記第３状態量が第３閾値未満、のとき前記電動機に動力の発生を許可し、又は、
前記第１状態量が第１閾値以上、
前記第２状態量が第２閾値未満、及び
前記第３状態量が第３閾値以上、のとき前記電動機に動力の発生を許可する、車両。

（１０）によれば、制御部は、第１状態量、第２状態量、第３状態量の全てが閾値を満たさない場合であっても所定の条件で電動機に動力の発生を許可するので、ユーザーの加速意思に基づいて適切にアシストを行うことができる。

（１１） （１０）に記載の車両であって、
前記制御部は、
前記第１状態量が前記第１閾値以上、
前記第２状態量が前記第２閾値以上、及び、
前記第３状態量が前記第３閾値未満、のとき前記電動機に動力の発生を許可し、並びに、
前記第１状態量が前記第１閾値以上、
前記第２状態量が前記第２閾値未満、及び
前記第３状態量が前記第３閾値以上、のとき前記電動機に動力の発生を許可する、車両。

（１１）によればユーザーの加速意思に基づいてより適切にアシストを行うことができる。

１０ 電動自転車（車両）
３０ 加速度取得部（第３状態量取得部）
３１ フィルタ（補正部）
３２ 第１フィルタ（第１濾波部）
３３ 第２フィルタ（第２濾波部）
３５ 入力トルク取得部（第１状態量取得部）
３７ 車速取得部（第４状態量取得部）
３９ ケイデンス取得部（第２状態量取得部）
４０ 制御部
７３ 前輪（他の車輪）
７８ 後輪（車輪）
７９ クランクペダル（入力部）
Ｍ モータ（電動機）
ＩＭＵ 慣性計測装置（加速度検出器）

Claims (11)

1. 乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
   前記入力部に入力された動力が伝達される車輪と、
   出力した動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
   前記電動機を制御する制御部と、
   前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
   前記入力部の運動の速さを示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
   車体の加速度を示す第３状態量を取得する第３状態量取得部と、を備える車両であって、
   前記制御部は、
   前記第１状態量が第１閾値以上、及び、
   前記第２状態量が第２閾値以上、又は前記第３状態量が第３閾値以上、
   のときに、前記電動機に動力の発生を許可する、車両。
2. 請求項１に記載の車両であって、
   前記車両の速さを示す第４状態量を取得する第４状態量取得部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第４状態量が第４閾値以上のときに、前記電動機に動力の発生を禁止する、車両。
3. 請求項１又は２に記載の車両であって、
   前記第３状態量取得部は、前記車体に固定される加速度検出器を含む、車両。
4. 請求項３に記載の車両であって、
   前記加速度検出器は、前記車両が水平に載置されており、かつ静止しているときに較正される、車両。
5. 請求項３又は４に記載の車両であって、
   前記第３状態量取得部は、前記加速度検出器が検出した信号を補正する補正部をさらに含む、車両。
6. 請求項５に記載の車両であって、
   前記補正部は、
   前記信号の第５閾値以上の周波数を逓減させる第１濾波部を含む、車両。
7. 請求項６に記載の車両であって、
   前記第５閾値は、時定数が１．０秒のときの周波数である、車両。
8. 請求項５から７のいずれか一項に記載の車両であって、
   前記補正部は、
   前記信号の第６閾値以下の周波数を逓減させる第２濾波部を含む、車両。
9. 請求項８に記載の車両であって、
   前記第６閾値は、時定数が０．５秒のときの周波数である、車両。
10. 乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
    前記入力部に入力された動力が伝達される車輪と、
    出力した動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
    前記電動機を制御する制御部と、
    前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
    前記入力部の運動の速さを示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
    車体の加速度を示す第３状態量を取得する第３状態量取得部と、を備える車両であって、
    前記制御部は、
    前記第１状態量が第１閾値以上、
    前記第２状態量が第２閾値以上、及び、
    前記第３状態量が第３閾値未満、のとき前記電動機に動力の発生を許可し、又は、
    前記第１状態量が第１閾値以上、
    前記第２状態量が第２閾値未満、及び
    前記第３状態量が第３閾値以上、のとき前記電動機に動力の発生を許可する、車両。
11. 請求項１０に記載の車両であって、
    前記制御部は、
    前記第１状態量が前記第１閾値以上、
    前記第２状態量が前記第２閾値以上、及び、
    前記第３状態量が前記第３閾値未満、のとき前記電動機に動力の発生を許可し、並びに、
    前記第１状態量が前記第１閾値以上、
    前記第２状態量が前記第２閾値未満、及び
    前記第３状態量が前記第３閾値以上、のとき前記電動機に動力の発生を許可する、車両。

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