JP2963096B1 - 圧力測定装置及び補助動力付人力走行車 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 圧力センサに作用する圧力を精度良く測定す
ることが可能な圧力測定装置と、その圧力測定装置を用
いて測定された人力に基づいて補助動力装置の駆動力の
制御を適切に行うことが可能な補助動力付人力走行車と
を提供することを目的とする。 【解決手段】 マイコン１３０において、予め設定した
基準値を、踏力が作用していない期間における圧力測定
回路の検出値で更新し、その更新された基準値に対し
て、トルク測定回路の検出値の変化率を演算する。そし
て、この変化率に基づいて、電動モータ２２の出力が制
御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサに作用
する圧力を測定する圧力測定装置と、その圧力測定装置
を用いて測定した人力に基づいて補助動力装置による駆
動力が制御される補助動力付人力走行車に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の補助動力付人力走行車として
は、一般に、踏力による駆動力と補助動力装置による駆
動力との合力によって駆動される補助動力付自転車がよ
く知られている。この補助動力付自転車は、運転者がペ
ダルを踏んで駆動輪である後輪に推進力を与え、例え
ば、上り坂等を走行することによって踏力の負担が大き
くなったとき、補助動力装置による駆動力を増大させて
踏力の負担を軽減するものである。このため、補助動力
付自転車には、ペダルや駆動輪に作用する踏力を測定す
る圧力センサが配設されており、その圧力センサの出力
値に基づいて、補助動力装置による駆動力が制御され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな圧力センサは、本来、その出力にオフセット量（入
力がないときに存在する出力分）を含み、温度変化によ
って、そのオフセット量だけでなく、踏力に対する測定
値の変化量が変動するため、この出力を正しく校正して
真の圧力を得ることが困難であるという問題があった。

【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、圧力センサに作用する圧力を精度良
く測定することが可能な圧力測定装置と、その圧力測定
装置を用いて測定された人力に基づいて補助動力装置の
駆動力の制御を適切に行うことが可能な補助動力付人力
走行車とを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の圧力測定装置
は、圧力を検出する圧力センサと、第１の期間内に圧力
センサにて検出された検出値から最大値及び最小値を抽
出し、その最大値及び最小値の差が第１の値以下である
とき、検出値を新しい基準値として更新する基準値更新
手段と、基準値に対する圧力センサの検出値の変化率を
演算する演算手段とを備えている。

【０００６】このような構成とすることにより、圧力セ
ンサにて検出される検出値が一定期間変動しないか、ま
たは、わずかしか変動しないと、基準値更新手段にてそ
の検出値のいずれかの値が基準値として更新され、以後
その更新された値に対して圧力センサによる検出値の変
化率が演算される。

【０００７】具体的には、圧力センサは、圧力が作用す
ることによって磁化が変化する磁歪材料からなるコア
と、その磁歪素子の近傍に配設された検出用コイルとを
含む。

【０００８】このような構成において、コアに圧力が作
用すると、磁歪材料の特性からそのコアの透磁率が変化
して、コアの近傍に配置された検出用コイルのインダク
タンスが変化する。

【０００９】また、圧力は、コアを圧縮する方向に作用
する。

【００１０】このような構成とすることにより、コアを
構成する磁歪素子は圧縮強度が高いため、踏力のような
強い力を作用させることができる。

【００１１】また、第１の期間より短い第２の期間
（τ）毎に圧力センサの検出値を抽出し、ある時刻ｔに
おいて抽出した検出値Ｄ（ｔ）とその直前の時刻（ｔ−
τ）において抽出した検出値Ｄ（ｔ−τ）との差が第２
の値より大きいとき、検出値Ｄ（ｔ）をノイズと判断
し、時刻ｔにおける圧力センサの検出値をＤ（ｔ−τ）
とするノイズ除去手段を備えているものである。

【００１２】このような構成とすることにより、第２の
期間（τ）中に第２の値より大きく変化した圧力センサ
の検出値は、その直前の検出値によって置き換えられ
る。

【００１３】また、第２の値は、第２の期間（τ）内に
人力駆動力によって圧力センサの検出値が変化可能な値
より大きい値に設定されているものである。

【００１４】このような構成とすることにより、ノイズ
等の人力駆動力に無関係なものによって変化した抽出値
が、直前の抽出値と置き換えられる。

【００１５】また、第１の期間より短い第２の期間
（τ）毎に圧力センサの検出値を抽出し、ある時刻ｔに
おいて抽出した検出値Ｄ（ｔ）と当その時刻の直前の時
刻（ｔ−τ）において抽出した検出値Ｄ（ｔ−τ）との
差が第２の値より大きいとき、検出値Ｄ（ｔ）をノイズ
と判断し、時刻ｔにおける圧力センサの検出値をＤ（ｔ
−τ）とするノイズ除去手段を備えている。

【００１６】また、第２の値は、第２の期間（τ）内に
圧力によって圧力センサの検出値が変化可能な値より大
きい値に設定されている。

【００１７】具体的には、基準値更新手段は、第１の期
間内における圧力センサの検出値から抽出された最大値
と最小値との差が第１の値以下であるとき、検出値の最
大値、最小値または中間値のいずれかを新しい基準値と
して更新するものである。

【００１８】そして、このような構成の圧力測定装置
は、補助動力付人力走行車において、人力により作用す
る圧力を測定するために用いられる。この場合、圧力測
定装置にて測定された圧力に基づいて補助動力装置によ
る駆動力が制御されるため、特に、ノイズ除去手段によ
って所定回数連続してノイズが検出されたときには、補
助動力装置の駆動力が停止される。

【００１９】このような構成とすることにより、回路の
故障、断線等の正常な状態への復帰が困難な状況が検出
されると、補助動力装置の駆動力が停止される。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態につき、図
面に沿って具体的に説明する。

【００２１】以下では、人力走行車として、後輪１７を
駆動輪とする２輪の自転車１に実施した場合について説
明する。尚、ペダル４５を漕いだときに自転車１が進む
方向を前方とし、また、自転車１の進行方向の前方に向
かって左右の方向をとるものとする。

【００２２】まず、自転車１の全体構成について、以下
に説明する。

【００２３】自転車１は、図１に示すように、フレーム
１１の前部に前輪１６及びハンドル１４を備え、後部に
駆動輪となる後輪１７を備えている。

【００２４】フレーム１１の略中央には、上端にサドル
１３を備えるシートチューブ１２が配備され、そのシー
トチューブ１２には、電動モータ２２の電源となるバッ
テリ２６が取り付けられている。シートチューブ１２の
下端には、図２に示すように、ペダル機構４を枢支する
ボトムブラケット１５が配備されている。

【００２５】ペダル機構４は、図４及び図５に示すよう
に、ボトムブラケット１５に枢支されたクランク軸４０
と、そのクランク軸４０の両端に固定されたクランクア
ーム４４と、そのクランクアーム４４の先端に枢支され
たペダル４５と、クランク軸４０の右端に相対回転可能
に嵌められたスプロケットよりなる原動ホイール５とを
備えている。

【００２６】即ち、クランク軸４０の両端（右端側のみ
図示）には、クランクアーム４４に嵌まる角軸４１が突
設されており、その角軸４１に、クランクアーム４４の
基端に開設された角孔４６を嵌め、座金４９ａを介して
抜止め用のネジ４９を角軸４１上のネジ孔に螺合させる
ことによって、クランクアーム４４とクランク軸４０と
が固定される。

【００２７】また、クランクアーム４４の基端には、取
付板４７が固定されており、その取付板４７の原動ホイ
ール５側に向かう面の外周近傍には、押し片４８が突設
されている。原動ホイール５のリブ片５２には、押し片
４８と対向する位置に受け片５５が突設されており、こ
の受け片５５と押し片４８との間に磁歪材料からなるコ
ア５６が配置されている。

【００２８】原動ホイール５は、外周に設けられた平歯
部５１と、内周に設けられたハブリング５４と、それら
の間を繋ぐ５つのリブ片５２とから構成されており、こ
の原動ホイール５のボトムブラケット１５側の側面に
は、回転側回路２００（図６参照）が配置されている。

【００２９】後輪１７は、フレーム１１の後端に回転自
由に取り付けられており、また、その回転軸付近には、
ワンウェイクラッチ（図示省略）を介して従動スプロケ
ット７６が取り付けられている。

【００３０】そして、原動ホイール５と従動ホイール７
６との間に、無端状のチェーン７５を張設して人力伝達
機構を構成し、これにより、原動ホイール５に作用する
踏力が、チェーン７５、従動ホイール７６を介して後輪
１７に伝達される。

【００３１】一方、シートチューブ１２と後輪１７との
間には、電動モータ２２が配設されており、その駆動力
は、動力伝達機構３を介して駆動輪である後輪１７に伝
達される。

【００３２】即ち、フレーム１１には、図２及び図３に
示すように、ベースプレート２４が固定部材２１により
固定されており、このベースプレート２４の上面には、
固定側回路１００（図６参照）が配置されている。

【００３３】電動モータ２２は、ベースプレート２４の
側壁の右側に配置され、ベースプレート２４の側壁の左
側には、電動モータ２２の出力軸２３に固定された原動
プーリ３１が配置されるとともに、第１従動プーリ３３
が支持されている。そして、原動プーリ３１と第１従動
プーリ３３との間には、ベルト３２が張設されている。

【００３４】第１従動プーリ３３の側方には、その第１
従動プーリ３３と同軸に位置し、且つ、その第１従動プ
ーリ３３より小径の第２従動プーリ３５が固定されてい
る。第３従動プーリ３７は、後輪１７のリム７４の左側
に一体成形されている。そして、第２従動プーリ３５と
第３従動プーリ３７との間には、ベルト３６が張設され
いる。

【００３５】このように、プーリ３１、３３、３５、３
７と、それらに張設されたベルト３２、３６により動力
伝達機構が構成される。そして、電動モータ２２の回転
は、電動モータ２２の出力軸と一体に回転する原動プー
リ３１からベルト３２を経て第１従動プーリ３３に伝達
され、第２従動プーリ３５からベルト３６を経て第３従
動プーリ３７に伝達される。これにより、電動モータ２
２は、動力伝達機構３を介して後輪１７を減速駆動する
ことができる。

【００３６】次に、人力により作用する圧力に基づいて
トルクを検出するトルク検出機構５０について、以下に
説明する。

【００３７】図４及び図５に示すように、原動ホイール
５は、ハブリング５４のボトムブラケット１５側に、ボ
トムブラケット１５に向かって開口を有する断面Ｕ字状
のリングコア４３を備え、そのリングコア４３内に原動
ホイール５の回転方向に沿って巻回された回転コイル２
０１が配置されている。

【００３８】また、ボトムブラケット１５の回転コイル
２０１と対向する位置には、回転コイル２０１に向かっ
て開口を有する断面Ｕ字状のリングコア４２が設けら
れ、そのリングコア４２内に原動ホイール５の回転方向
に沿って巻回された固定コイル１０１が回転コイル２０
１と平行な面内において近接配置される。このように断
面Ｕ字状のリングコア４２、４３を、夫々の開口が対向
するように配置し、それらの間に閉磁路を形成する。

【００３９】また、原動ホイール５のリブ片５２には、
押し片４８と対向するように受け片５５が突設されてい
る。この受け片５５が突設されたリブ片５２とそれに隣
接するリブ片５２に、回転側回路２００（図６参照）が
架設されている。

【００４０】押し片４８と受け片５５とは、磁歪材料か
らなる円柱状のコア５６を介して連結されており、これ
により、クランク軸４０と原動ホイール５は、一体回転
可能となっている。コア５６の外周には、コイル５７が
巻回されてインダクタを形成している。

【００４１】次に、固定側回路１００と回転側回路２０
０とからなるトルク測定回路の構成について、以下に説
明する。

【００４２】図６に示すように、トルク測定回路は、Ｌ
Ｃ発振回路１１３を固定側回路１００に設け、固定コイ
ル１０１側からみたインダクタンスを原動ホイール５に
加わるトルクに応じて変化させて、このときのＬＣ発振
回路１１３の発振波形をＦ−Ｖ変換回路１２０にて直流
電圧に変換して、原動ホイール５に加わるトルクを検出
するものである。

【００４３】回転側回路２００は、磁歪材料からなる円
柱状のコア５６と、そのコア５６に巻回されたコイル５
７と、そのコイル５７に接続された固定コイル２０１と
から構成されている。

【００４４】また、固定側回路１００は、回転コイル２
０１に近接して配置された固定コイル１０１と、固定コ
イル１０１のインダクタンスに応じて発振周波数を変化
させるＬＣ発振回路１１３と、そのＬＣ発振回路１１３
から発振された信号の発振周波数を直流電圧に変換する
Ｆ−Ｖ変換回路１２０と、そのＦ−Ｖ変換回路１２０の
出力に応じて電動モータ２２の駆動力を制御するマイコ
ン１３０と、直流電源１０３とから構成されている。

【００４５】ＬＣ発振回路１１３は、固定コイル１０１
からみたインダクタンスに応じて発振周波数が変化す
る。この固定コイル１０１からみたインダクタンスは、
固定コイル１０１の自己インダクタンスと、回転コイル
２０１の自己インダクタンスと、固定コイル１０１及び
回転コイル２０１の相互インダクタンスと、コイル５７
の自己インダクタンスとによって決まるものである。

【００４６】そして、自転車１の始動時、加速時、登坂
時等に、原動ホイール５に大きな負荷が加わると、この
負荷により、クランク軸４０にクランクアーム４４を介
して固定された押し片４８と原動ホイール５に固定され
た受け件５５との間に配置されたコア５６に圧縮力が加
わり、コア５６の透磁率が変化し、コイル５７のインダ
クタンスが変化する。その結果、固定コイル１０１から
みたインダクタンスが変化するため、ＬＣ発振回路１１
３の発振周波数が変化する。この周波数は、Ｆ−Ｖ変換
回路１２０にて直流電圧に変換され、その直流電圧がマ
イコン１３０に入力される。

【００４７】尚、ペダル４５を漕いでいる間、Ｆ−Ｖ変
換回路１２０から出力される直流電圧は、図１０の区間
Ｂに示すように、ペダル４５の回転周期に応じた正弦波
状の変化を示す。

【００４８】マイコン１３０では、Ｆ−Ｖ変換回路１２
０から出力された直流電圧に基づいて、電動モータ２２
の出力を制御する。

【００４９】次に、マイコン１３０の動作について、図
７に示すフローチャートに沿って、説明する。

【００５０】図７に示すように、Ｆ−Ｖ変換回路１２０
から出力された直流電圧Ｖは、マイコン１３０にて、所
定のサンプリング周期τ＝４ｍｓｅｃで抽出され、抽出
された電圧は、その大きさに応じたデジタル値に変換さ
れる（ステップＳ１）。尚、以下の説明においては、時
刻ｔ＝ｎτにおける電圧値をＤｎと表す。

【００５１】デジタル値に変換された時刻ｔ＝ｎτにお
ける電圧値Ｄｎは、１周期前に抽出された電圧値Ｄｎ−
１との差ΔＤｎが演算される。その結果、算出された値
ΔＤｎが所定値β（１サンプル期間で通常の人力駆動力
によって変化可能な電圧値の変化量よりも大きい値）よ
り大きい場合、時刻ｔ＝ｎτにおける電圧値Ｄｎはノイ
ズ成分と判断されて、１周期前の電圧値Ｄｎ−１にて置
き換えられる。また、差ΔＤｎが所定値β以下の場合、
時刻ｔ＝ｎτにおける電圧値は、Ｄｎのままである。

【００５２】尚、ノイズ成分が連続して２５０回検出さ
れた場合には、回路の故障、断線と判断して、電動モー
タ２２のモータドライバ（図示省略）に、電動モータ２
２の駆動停止を指示する信号を出力する。（ステップＳ
２） このとき、磁歪材料からなるコア５６に作用する踏力Ｆ
と電圧値Ｄとの関係は、図８に示すように、温度Ｔによ
り大きく変動する。例えば、磁歪素子に作用する踏力Ｆ
が２５０Ｋｇｆのところを見ると、図中実線（測定値は
菱形で示す）で示す温度Ｔが２０度のとき電圧値Ｄが
２．０５になるのに対して、図中破線（測定値は四角形
で示す）で示す温度Ｔが４０度のときには電圧値Ｄが
２．４５になり、また、図中一点鎖線（測定値は三角形
で示す）で示す温度Ｔが０度のときには電圧値Ｄが１．
７５になる。

【００５３】また、同図から分かるように、温度Ｔが上
昇するにつれて、踏力Ｆと電圧値Ｄとの関係を表す特性
曲線は、上方（電圧値Ｄが大きくなる方向）へシフトす
ると共に、傾きが大きくなっている。

【００５４】次に、４ｓｅｃ間毎にその期間内における
電圧値Ｄｋ（ｋ＝ｋ１〜ｋｍ）の中から最大値Ｄｍａｘ
と最小値Ｄｍｉｎを抽出し、その差ΔＤｋを演算する。
その結果、算出された差ΔＤｋが所定値α（通常のノイ
ズ成分によって変化する電圧値の変化量よりも大きい
値）より小さい場合、時刻ｔ＝ｋτにおける基準値Ｂｋ
は、予め設定された基準値Ｂ０から、当該期間中におけ
る電圧値の中間値であるＤｍｉｄに更新される。また、
差ΔＤｋが所定値α以上の場合、図１０の区間Ｂに示す
ように、踏力が作用していると判断され、時刻ｔ＝ｋτ
における基準値は、Ｂ０のままである。（ステップＳ
３） 次に、基準値Ｂｋに対する時刻ｔ＝ｋτにおける電圧値
Ｄｋの変化率Ｐｋを、下記数１に従って演算する。（ス
テップＳ４）

【００５５】

【数１】 このとき、磁歪材料からなるコア５４に作用する踏力Ｆ
と変化率Ｐとの関係は、図９に示すように、温度Ｔによ
る影響が低減されて、実線で示す温度Ｔが２０度のとき
の特性と、破線で示す温度Ｔが４０度のときの特性と、
一点鎖線で示す温度Ｔが０度のときの特性とが、略一致
するようになる。この踏力Ｆと変化率Ｐとの関係は、マ
イコン１３０内のメモリ（図示省略）に記憶されてい
る。

【００５６】次に、数１に基づいて演算されたＰｋか
ら、メモリに記憶された踏力Ｆと変化率Ｐの関係に基づ
いて、踏力Ｆｋが演算され、更に、その踏力Ｆｋに応じ
た電動モータ２２の駆動目標電流値が演算される。（ス
テップＳ５） この駆動目標電流値は、電動モータ２２のモータドライ
バ（図示省略）に与えられ、これを受けたモータドライ
バは、その駆動目標電流値に基づく電流を電動モータ２
２に供給するとともに、実際に電動モータ２２に供給さ
れている電流値を検出して、検出された電流値が駆動目
標電流値と一致するようにフィードバック制御を行って
いる。

【００５７】そして、モータドライバから供給される電
流に基づいて、電動モータ２２が駆動力を発生し、これ
により、踏力に応じた補助が行われる。

【００５８】本実施の形態によれば、予め設定された基
準値がマイコン１３０にて更新され、その更新された基
準値に対してトルク測定回路からの検出値の変化率が演
算されるため、周囲の温度に左右されることなく、精度
よく人力駆動力を検出することができ、これにより、補
助動力装置の出力を適切に制御することができる。しか
も、温度センサや複雑な温度補償回路を用いる必要がな
いため、簡単な構成で実施することができる。

【００５９】また、本実施の形態によれば、磁歪材料か
らなるコア５６を圧縮する方向に力を作用させているた
め、踏力のような強い力をコア５６のみで受けることが
でき、トルク検出機構５０を簡単な構成にすることがで
きる。

【００６０】また、本実施の形態によれば、１サンプル
期間中に通常の人力駆動力によって変化可能な電圧値の
変化量よりも大きく変化した検出値が、その直前の検出
値によって置き換えられるため、踏力とは無関係なノイ
ズ成分を除去することができ、踏力に対応したトルクを
より正確に検出することができるようになる。更に、ノ
イズ成分による電動モータ２２の急激な出力変化が生じ
ないため、安全性の向上を図ることができる。

【００６１】また、本実施の形態によれば、所定回数連
続してノイズ成分が検出されたとき、補助動力装置の駆
動力を停止させるように制御しているため、回路の故
障、断線等による不所望な状態が長時間継続されること
がない。これにより、電動モータ２２の過負荷状態が長
時間継続して、焼け付きを起こしたりすることがなく、
安全性が向上する。

【００６２】尚、本実施の形態においては、基準値を更
新する際、その対象期間中の中間値で置き換えたが、そ
れに限定されることなく、例えば、最大値、最小値等で
置き換えてもよい。

【００６３】また、本実施の形態においては、ＬＣ発振
回路１１３の発振波形をＦ−Ｖ変換回路１２０にてアナ
ログ電圧に変換して検出する場合について説明したが、
ＬＣ発振回路１１３の発振周波数を周波数カウンタで計
測してデジタル値として検出してもよい。

【００６４】また、本実施の形態においては、回転側回
路２００に設けられたコイル５７のインダクタンス変化
を、回転コイル２０１及び固定コイル１０１間の磁気的
結合によって、非接触で固定側回路１０１へ伝達する場
合について説明したが、回転側回路２００と固定側回路
１００とを電気的に接続してもよい。

【００６５】例えば、回転コイル４３の代わりに一対の
導体ブラシ１４３を用いるとともに、固定コイル４２の
代わりに一対の導体リング１４２を用いて、導体ブラシ
１４３及び導体リング１４２が接触するように配置する
ことによって、回転側回路２０１と固定側側回路１０１
とを電気的に接続する場合について説明する。

【００６６】図１１に示すように、ボトムブラケット１
５の右端には、ドーナツ状の蓋体１４８が固定され、そ
の蓋体１４８の右側面には、図１２に示す一対の導体リ
ング１４２がクランク軸４０と同軸に配置されている。

【００６７】また、原動ホイール５の左側面には、ドー
ナツ状のケース１４４が固定され、そのケース１４４の
左側面には、図１３に示す導体ブラシ１４３が導体リン
グ１４２と対向する位置に配置されている。この導体ブ
ラシ１４３は、一端がケース１４４に固定され、他端が
導電ブラシ１４３の弾性によって蓋体１４８の導体リン
グ１４２に押し付けられている。このため、原動ホイー
ル５が回転しても、導体リング１４２に当接しながら摺
動する。

【００６８】これにより、原動ホイール５の回転中であ
っても、導体リング１４２及び導体ブラシ１４３の接点
において回転側回路１００と固定側回路２００とが電気
的に接続されて、回転側回路２００に設けられたコイル
９１のインダクタンス変化が固定側回路１００に伝達さ
れる。

【００６９】固定側回路１００は、図１４に示すよう
に、直流電源１０３と、その直流電源１０３から出力さ
れた直流電圧を所定の周期でスイッチングして矩形波電
圧を出力する励振回路１２１と、回転側回路２００から
固定側回路１００に流れる電流の変化を電圧の変化とし
て出力する電流検出回路１２２と、その電流検出回路１
２２の出力に応じて電動モータ２２の駆動力を制御する
マイコン１３０とから構成されている。

【００７０】そして、直流電源１０３から出力された直
流電圧は、励振回路１２１にて所定の周期でスイッチン
グされて矩形波となる。この矩形波は、導体ブラシ１４
３及び導体リング１４２を介して回転側回路のコイル５
７に印可される。このとき、コア５６に圧縮力が加わる
と、この圧縮力の大きさに応じてコア５６の透磁率が変
化し、コイル５７のインダクタンスが変化する。その結
果、回転側回路２００から固定側回路１００に流れる電
流の大きさが変化し、その変化が電流検出回路１２２に
て検出される。電流検出回路１２２は、検出した電流の
大きさに応じた電圧を出力するよう構成されており、そ
の電圧はローパスフィルタ１２３を介してマイコン１３
０に入力される。マイコン１３０では、先に図７を用い
て説明したのと同様の処理が行われ、これにより電動モ
ータ２２の出力が制御される。

【００７１】また、本実施の形態においては、駆動輪で
ある後輪１７が、踏力による人力駆動力と電動モータ２
２からの動力駆動力とによって駆動される場合について
説明したが、その駆動輪を、人力によって駆動される人
力駆動輪と、補助動力装置によって駆動される動力駆動
輪とに分けて構成することもできる。例えば、２輪の自
転車の場合、後輪を人力駆動輪とし、前輪を動力駆動輪
とすればよい。

【００７２】また、本実施の形態においては、人力走行
車として、後輪１７を駆動輪とする２輪の自転車を用い
たが、前輪駆動の自転車や、その他の人力走行車にも適
用することができる。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、予め設定された基準値
が基準値更新手段にて更新され、その更新された基準値
に対してトルク検出手段による検出値の変化率が演算さ
れるため、周囲の温度に左右されることなく、精度よく
人力駆動力を検出することができ、これにより、補助動
力装置の出力を適切に制御することができる。しかも、
温度センサや複雑な温度補償回路を用いる必要がないた
め、簡単な構成で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態における補助動力付自
転車を表す側面図である。

【図２】 図１の補助動力付自転車における駆動機構を
左斜め後方から見た斜視図である。

【図３】 図１の補助動力付自転車における駆動機構を
上側から見た平面図である。

【図４】 図１の補助動力付自転車におけるペダル機
構を表す分解斜視図である。

【図５】 図４のペダル機構のＡ−Ａ断面図である。

【図６】 図１の補助動力付自転車に搭載されている
トルク測定回路の構成を表すブロック図である。

【図７】 図６のトルク測定回路におけるマイコンの
動作を表すフローチャートである。

【図８】 踏力Ｆと電圧値Ｄとの関係を表すグラフで
ある。

【図９】 踏力Ｆと変化率Ｐとの関係を表すグラフで
ある。

【図１０】 Ｆ−Ｖ変換回路から出力される直流電圧Ｖ
の時間的変位を表すグラフである。

【図１１】 本発明の他の実施の形態におけるペダル機
構の構成を表す断面図である。

【図１２】 図１１のペダル機構における蓋体の平面図
である。

【図１３】 図１１のペダル機構におけるケースの平面
図である。

【図１４】 図１１のペダル機構に対して用いられるト
ルク測定回路の構成を表すブロック図である。

【符号の説明】

１１ ：フレーム １６ ：前輪 １７ ：後輪 ２２ ：電動モータ ２４ ：バッテリ ３ ：動力伝達機構 ５ ：原動ホイール ５０ ：トルク検出機構 ７６ ：従動ホイール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−99985（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−293071（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−181673（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−317492（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−307965（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−288787（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43220（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−37213（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01L 3/14 B62M 23/02 G01D 3/028

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力を検出する圧力センサと、第１の期
   間内に前記圧力センサにて検出された検出値から最大値
   及び最小値を抽出し、該最大値及び最小値の差が第１の
   値以下であるとき、前記検出値を新しい基準値として更
   新する基準値更新手段と、前記基準値に対する前記圧力
   センサの検出値の変化率を演算する演算手段とを備えて
   いることを特徴とする圧力測定装置。
2. 【請求項２】 前記圧力センサは、圧力が作用すること
   によって磁化が変化する磁歪材料からなるコアと、該磁
   歪素子の近傍に配設された検出用コイルとを含むことを
   特徴とする請求項１記載の圧力測定装置。
3. 【請求項３】 圧力は、前記コアを圧縮する方向に作用
   することを特徴とする請求項２記載の圧力測定装置。
4. 【請求項４】 前記第１の期間より短い第２の期間
   （τ）毎に前記圧力センサの検出値を抽出し、ある時刻
   ｔにおいて抽出した検出値Ｄ（ｔ）と当該時刻の直前の
   時刻（ｔ−τ）において抽出した検出値Ｄ（ｔ−τ）と
   の差が前記第２の値より大きいとき、前記検出値Ｄ
   （ｔ）をノイズと判断し、前記時刻ｔにおける前記圧力
   センサの検出値をＤ（ｔ−τ）とするノイズ除去手段を
   備えていることを特徴とする請求項１記載の圧力測定装
   置。
5. 【請求項５】 前記第２の値は、前記第２の期間（τ）
   内に圧力によって前記圧力センサの検出値が変化可能な
   値より大きい値に設定されていることを特徴とする請求
   項４記載の圧力測定装置。
6. 【請求項６】 前記基準値更新手段は、前記第１の期間
   内における前記圧力センサの検出値から抽出された最大
   値と最小値との差が前記第１の値以下であるとき、前記
   検出値の最大値、最小値または中間値のいずれかを新し
   い基準値として更新することを特徴とする請求項１記載
   の圧力測定装置。
7. 【請求項７】 人力により作用する圧力を測定する圧力
   測定手段と、該圧力測定手段にて測定された圧力に基づ
   いて補助動力装置による駆動力を制御する制御手段とを
   備え、前記人力と前記駆動力とによって駆動される補助
   動力付人力走行車であって、 前記圧力測定手段が、圧力を検出する圧力センサと、第
   １の期間内に前記圧力センサにて検出された検出値から
   最大値及び最小値を抽出し、該最大値及び最小値の差が
   第１の値以下であるとき、前記検出値を新しい基準値と
   して更新する基準値更新手段と、前記基準値に対する前
   記圧力センサの検出値の変化率を演算する演算手段とを
   備えていることを特徴とする補助動力付人力走行車。
8. 【請求項８】 前記圧力センサは、圧力が作用すること
   によって磁化が変化する磁歪材料からなるコアと、該磁
   歪素子の近傍に配設された検出用コイルとを含むことを
   特徴とする請求項６記載の補助動力付人力走行車。
9. 【請求項９】 人力により作用する圧力は、前記コアを
   圧縮する方向に作用することを特徴とする請求項８記載
   の補助動力付人力走行車。
10. 【請求項１０】 前記第１の期間より短い第２の期間
    （τ）毎に前記圧力センサの検出値を抽出し、ある時刻
    ｔにおいて抽出した検出値Ｄ（ｔ）と当該時刻の直前の
    時刻（ｔ−τ）において抽出した検出値Ｄ（ｔ−τ）と
    の差が前記第２の値より大きいとき、前記検出値Ｄ
    （ｔ）をノイズと判断し、前記時刻ｔにおける前記圧力
    センサの検出値をＤ（ｔ−τ）とするノイズ除去手段を
    備えていることを特徴とする請求項７記載の補助動力付
    人力走行車。
11. 【請求項１１】 前記第２の値は、前記第２の期間
    （τ）内に圧力によって前記圧力センサの検出値が変化
    可能な値より大きい値に設定されていることを特徴とす
    る請求項１０記載の人力走行車。
12. 【請求項１２】 前記制御手段は、前記ノイズ除去手段
    によって所定回数連続してノイズが検出されたとき、前
    記補助動力装置の駆動力を停止させることを特徴とする
    請求項１０記載の補助動力付人力走行車。
13. 【請求項１３】 前記基準値更新手段は、前記第１の期
    間内における前記圧力センサの検出値から抽出された最
    大値と最小値との差が前記第１の値以下であるとき、前
    記検出値の最大値、最小値または中間値のいずれかを新
    しい基準値として更新することを特徴とする請求項７記
    載の補助動力付人力走行車。