JP5882401B2 - 電動補助車両およびアシスト比制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動補助車両およびアシスト比制御装置に関し、特に、台車を着脱可能な電動補助車両およびそれに搭載されるアシスト比制御装置に関する。

乗員がペダルに加えた踏力に所定のアシスト比を乗じた補助動力を電動モータに発生させ、それら踏力と補助動力の合力を駆動輪に伝達し、走行を補助するようにした電動補助自転車が知られている（例えば特許文献１参照）。このような電動補助自転車では、モータにより人力を補助することにより、例えば坂道の走行時や荷物を積んでいるときの乗員の負担を減らすことができる。

特開平０９−２２６６６４号公報

上記のような補助機構は、荷物運搬用の台車が接続された自転車に適用することも可能である。しかし、例えば、業務用の荷物運搬用自転車等において、積載される荷物の総重量が大きい場合は、乗員は補助動力による十分なアシストを得られず、運転に負担を強いられることになる。

また、荷物運搬用の自転車においては、台車を着脱可能な自転車がある。この場合、台車を接続しているときと接続していないときとでは走行負荷が異なるが、アシスト比は一定であるため、乗員は適切なアシストを得られない場合がある。例えば、台車が接続されていない構成に基づいてアシスト比を設定すると、台車が接続されたときの補助動力が不足することになる。また、例えば、台車が接続された構成に基づいてアシスト比を設定すると、台車が接続されていないときの補助動力が過剰になってしまう。

本発明は、台車を着脱可能な電動補助車両において、車体と台車が接続されているときと接続されていないときのそれぞれに対して適切な補助動力を提供することを目的とする。 また、車体に接続された台車の種類および／または台数に応じて適切な補助動力を提供することを目的とする。

本発明のある実施形態に係る電動補助車両は、乗員が乗車し、台車を接続可能な車体と、前記乗員の踏力と補助動力の比であるアシスト比を制御する制御部と、前記踏力と前記アシスト比に応じて前記補助動力を発生するモータと、前記車体に接続された前記台車の種類を検出する検出部とを備え、前記制御部は、前記検出した台車の種類に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。

ある実施形態において、前記台車の種類は、前記台車の最大積載量によって区別され、前記検出部は、前記車体に接続された前記台車の最大積載量を検出し、前記制御部は、前記検出した台車の最大積載量に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更してもよい。

ある実施形態において、前記制御部は、前記検出した台車の最大積載量が小さい場合よりも大きい場合における前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を大きく設定してもよい。

ある実施形態において、前記台車は、前記最大積載量に対応した固有情報を有しており、前記検出部は、前記固有情報に基づいて前記最大積載量を検出してもよい。

ある実施形態において、前記固有情報は変更可能であってもよい。

ある実施形態において、前記車体には、複数の台車が接続可能であり、前記制御部は、前記車体に接続された前記複数の台車の最大積載量を合計した値に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更してもよい。

ある実施形態において、前記台車の種類は、前記台車に載せる荷物の種類によって区別され、前記検出部は、前記台車に載せる荷物の種類を検出し、前記制御部は、前記検出した台車に載せる荷物の種類に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更してもよい。

本発明のある実施形態に係るアシスト比制御装置は、電動補助車両に加えられた乗員の踏力と、前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する制御部と、複数種類のアシスト比に関する情報を記憶した記憶部とを備え、前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、前記制御部は、前記車体に接続された前記台車の種類に関する情報を受け取り、前記制御部は、前記車体に接続された前記台車の種類に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。

本発明のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、電動補助車両に加えられた乗員の踏力と前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する動作をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、前記コンピュータプログラムは、前記車体に接続された前記台車の種類に関する情報を受け取るステップと、前記車体に接続された前記台車の種類に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更するステップとを前記コンピュータに実行させる。

本発明のある実施形態に係る電動補助車両は、乗員が乗車し、台車を接続可能な車体と、前記乗員の踏力と補助動力の比であるアシスト比を制御する制御部と、前記踏力と前記アシスト比に応じて前記補助動力を発生するモータと、前記車体に接続された前記台車の台数を検出する検出部とを備え、前記制御部は、前記検出した台車の台数に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。

ある実施形態において、前記制御部は、前記検出した台車の台数がｈ（ｈは１以上の整数）台の場合よりもｈ＋１台の場合における前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を大きく設定してもよい。

本発明のある実施形態に係るアシスト比制御装置は、電動補助車両に加えられた乗員の踏力と、前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する制御部と、複数種類のアシスト比に関する情報を記憶した記憶部とを備え、前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、前記制御部は、前記車体に接続された前記台車の台数に関する情報を受け取り、前記制御部は、前記車体に接続された前記台車の台数に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。

本発明のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、電動補助車両に加えられた乗員の踏力と前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する動作をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、前記コンピュータプログラムは、前記車体に接続された前記台車の台数に関する情報を受け取るステップと、前記車体に接続された前記台車の台数に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更するステップとを前記コンピュータに実行させる。

本発明のある実施形態に係る電動補助車両は、乗員が乗車し、台車を接続可能な車体と、前記乗員の踏力と補助動力の比であるアシスト比を制御する制御部と、前記踏力と前記アシスト比に応じて前記補助動力を発生するモータと、前記車体と前記台車の接続の有無を検出する検出部とを備え、前記制御部は、前記車体と前記台車の接続の有無の検出結果に少なくとも基づいて、前記アシスト比を変動させる範囲を変更する。

ある実施形態において、前記制御部は、前記車体と前記台車の接続の有無の検出結果に基づいて、前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更してもよい。

ある実施形態において、前記制御部は、前記接続が検出されていない場合における前記アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２以下に設定し、前記接続が検出された場合における前記アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２より大きく設定してもよい。

ある実施形態において、前記制御部は、前記接続が検出された場合において、前記電動補助車両の走行速度が時速１０ｋｍ／ｈ未満のときは、前記アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２より大きく設定してもよい。

ある実施形態において、前記制御部は、前記接続が検出された場合における前記アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２より大きく且つ１：３以下に設定してもよい。

ある実施形態において、前記制御部は、前記接続が検出された場合において、前記電動補助車両の走行速度が時速１０ｋｍ／ｈ未満のときは、前記アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２より大きく且つ１：３以下に設定し、前記走行速度が時速１０ｋｍ／ｈ以上のときは、前記アシスト比を変動させる範囲の上限を漸減させ、前記走行速度が時速２４ｋｍ／ｈ以上のときは、前記アシスト比を１：０にしてもよい。

ある実施形態において、前記検出結果が接続無しから有りに変化したとき、または、前記検出結果が接続有りから無しに変化したとき、前記制御部は、前記接続の有無の変化後に設定する前記アシスト比を変動させる範囲内で、自動的に前記アシスト比を変更してもよい。

ある実施形態において、前記乗員から前記アシスト比を変更する指示を受けたとき、前記制御部は、前記アシスト比を変動させる範囲内で任意に前記アシスト比を変更してもよい。

ある実施形態において、前記制御部は、前記接続が検出されていない場合よりも、前記接続が検出された場合における前記アシスト比を大きくしてもよい。

ある実施形態において、前記検出した接続の有無の状態および前記アシスト比を変動させる範囲に関する情報のうちの少なくとも一方を報知する報知部をさらに備えてもよい。

ある実施形態において、前記接続の有無の検出結果の変化および前記アシスト比を変動させる範囲の変化のうちの少なくとも一方を報知する報知部をさらに備えてもよい。

本発明のある実施形態に係るアシスト比制御装置は、電動補助車両に加えられた乗員の踏力と、前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する制御部と、複数種類のアシスト比に関する情報を記憶した記憶部とを備え、前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、前記制御部は、前記車体と前記台車の接続の有無に関する情報を受け取り、前記制御部は、前記車体と前記台車の接続の有無に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比を変動させる範囲を変更する。

本発明のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、電動補助車両に加えられた乗員の踏力と前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する動作をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、前記コンピュータプログラムは、前記車体と前記台車の接続の有無に関する情報を受け取るステップと、前記車体と前記台車の接続の有無に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比を変動させる範囲を変更するステップとを前記コンピュータに実行させる。

本発明のある実施形態によれば、車体に接続された台車の種類に少なくとも基づいて、アシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。これにより、車体に接続された台車の種類に応じた適切な補助動力を提供することができ、接続される台車が変化しても乗員は快適に電動補助車両を運転することができる。

例えば、車体に接続された台車の最大積載量に少なくとも基づいて、アシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を変更してもよい。例えば、台車は、最大積載量に対応した固有情報を有していてもよい。例えば、台車の最大積載量が小さい場合よりも大きい場合におけるアシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を大きく設定してもよい。これにより、車体に接続された台車の最大積載量に応じた適切な補助動力を提供することができる。

例えば、台車が有する最大積載量に対応した固有情報は変更可能であってもよい。実際に積載される荷物の量に応じて固有情報を変更することにより、荷物の量に応じた適切な補助動力を提供することができる。

例えば、車体に接続された複数の台車の最大積載量を合計した値に少なくとも基づいて、アシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を変更してもよい。これにより、車体に複数の台車が接続された場合でも、それらの最大積載量を合計した値に応じた適切な補助動力を提供することができる。

例えば、台車に載せる荷物の種類に少なくとも基づいて、アシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を変更してもよい。これにより、台車に載せる荷物の種類に応じた適切な補助動力を提供することができる。

本発明のある実施形態によれば、車体に接続された台車の台数に少なくとも基づいて、アシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。これにより、車体に接続された台車の台数に応じた適切な補助動力を提供することができ、接続される台車の台数が変化しても乗員は快適に電動補助車両を運転することができる。

例えば、車体に接続される台車の台数がｈ（ｈは１以上の整数）台の場合よりもｈ＋１台の場合におけるアシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を大きく設定してもよい。車体に接続される台車の台数が多くなるにつれてアシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を大きく設定することにより、台車の台数に応じた適切な補助動力を提供することができる。

本発明のある実施形態によれば、車体と台車の接続の有無の検出結果に少なくとも基づいて、アシスト比を変動させる範囲を変更する。これにより、車体と台車が接続されているときと接続されていないときのそれぞれに対して適切な補助動力を提供することができ、いずれの状態においても乗員は快適に電動補助車両を運転することができる。

例えば、制御部は、車体と台車の接続の有無の検出結果に基づいて、アシスト比を変動させる範囲の上限を変更してもよい。また、制御部は、接続が検出されていない場合よりも、接続が検出された場合におけるアシスト比を大きくしてもよい。また、制御部は、接続が検出されていない場合におけるアシスト比を変動させる範囲の上限を１：２以下に設定し、接続が検出された場合におけるアシスト比を変動させる範囲の上限を１：２より大きく設定してもよい。台車が接続されている場合、台車が接続されていない状態に基づいて設定されたアシスト比のままでは補助動力が不足する。そのため、台車が接続されていないときよりも接続されているときのアシスト比を変動させる範囲の上限を大きくすることにより、乗員は大きなアシストを得ることができ、快適に運転することができる。

例えば、制御部は、接続が検出された場合において、電動補助車両の走行速度が時速１０ｋｍ／ｈ未満のときは、アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２より大きく設定してもよい。また、制御部は、接続が検出された場合におけるアシスト比を変動させる範囲の上限を１：２より大きく且つ１：３以下に設定してもよい。また、制御部は、接続が検出された場合において、電動補助車両の走行速度が時速１０ｋｍ／ｈ未満のときは、アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２より大きく且つ１：３以下に設定し、走行速度が時速１０ｋｍ／ｈ以上のときは、アシスト比を変動させる範囲の上限を漸減させ、走行速度が時速２４ｋｍ／ｈ以上のときは、アシスト比を１：０にしてもよい。これにより、各速度域において適切な補助動力を提供することができる。

例えば、制御部は、検出結果が接続無しから有りに変化したとき、または、検出結果が接続有りから無しに変化したとき、接続の有無の変化後に設定するアシスト比を変動させる範囲内で、自動的にアシスト比を変更してもよい。自動的にアシスト比を変更することで、乗員が手動で切り替える手間を省くことができる。

例えば、乗員からアシスト比を変更する指示を受けたとき、制御部は、アシスト比を変動させる範囲内で任意にアシスト比を変更してもよい。これにより、その時々の乗員の希望に沿ったアシスト比を提供することができる。

例えば、検出した接続の有無の状態およびアシスト比を変動させる範囲に関する情報のうちの少なくとも一方を報知する報知部をさらに備えてもよい。また、接続の有無の検出結果の変化およびアシスト比を変動させる範囲の変化のうちの少なくとも一方を報知する報知部をさらに備えてもよい。それらの情報を乗員に報知することにより、乗員は現在の電動補助車両の状態を認識することができ、乗員は必要に応じて設定変更を行うことができる。

本発明のある実施形態によれば、車体と台車の接続の有無の検出結果に少なくとも基づいて、アシスト比を変動させる範囲を変更する。これにより、車体と台車が接続されているときと接続されていないときのそれぞれに対して適切な補助動力を提供することができ、いずれの状態においても乗員は快適に電動補助車両を運転することができる。

また、本発明のある実施形態によれば、車体に接続された台車の種類および／または台数に少なくとも基づいてアシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。これにより、車体に接続された台車の種類および／または台数に応じた適切な補助動力を提供することができ、いずれの状態においても乗員は快適に電動補助車両を運転することができる。

本発明の実施形態に係る電動補助自転車を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る自転車本体と台車とが接続されていない状態での自転車本体の後部を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る台車を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る台車を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る電動補助自転車の構成要素を示すブロック図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る自転車本体と台車とが接続されていない状態を示す図であり、（ｂ）は本発明の実施形態に係る自転車本体と台車とが接続されている状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る電動補助自転車の車速とアシスト比との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る電動補助自転車の車速とアシスト比との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る表示装置を示す図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る自転車本体と台車とがロックされていない状態を示す図であり、（ｂ）は本発明の実施形態に係る自転車本体と台車とがロックされている状態を示す図である。 （ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係る抵抗器を備えた台車が自転車本体に接続された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る抵抗器の抵抗値と検出電圧との関係を示す図である。 （ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係る可変抵抗器を備えた台車が自転車本体に接続された状態を示す図である。 （ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るコンデンサを備えた台車が自転車本体に接続された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係るコンデンサの静電容量と検出電圧との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る台車を示す図である。 本発明の実施形態に係る台車を示す図である。 本発明の実施形態に係る台車を示す図である。 本発明の実施形態に係る台車同士を連結した状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る連結器を示す図である。 本発明の実施形態に係る抵抗器を備えた複数の台車が自転車本体に連結された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る最大積載量の合計値に対応する抵抗値と検出電圧との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る可変抵抗器を備えた複数の台車が自転車本体に連結された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係るコンデンサを備えた複数の台車が自転車本体に連結された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る最大積載量の合計値に対応する静電容量と検出電圧との関係を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、以下においては、本発明の電動補助車両の一例として３輪の電動補助自転車について説明する。本発明の実施形態における左右、前後、上下とは、電動補助自転車１０のシート９２に乗員がそのハンドル８２に向かって着座した状態を基準とした左右、前後、上下を意味する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る電動補助自転車１０を示す側面図である。電動補助自転車１０は、自転車本体（車両）１２および荷物運搬用台車１４（以下、台車１４と略記する）を含む。図１は、自転車本体１２と台車１４とが接続されている状態を示している。

自転車本体１２は、前後方向に延びるフレーム１６を有する。フレーム１６は、ヘッドチューブ１８、ダウンチューブ２０、シートチューブ２２、ブラケット部２４、チェーンステイ２６、シートステイ２８、および後輪支持ユニット３０を含む。

ヘッドチューブ１８は、フレーム１６の前端部に設けられている。ダウンチューブ２０は、ヘッドチューブ１８から後方斜め下方に向かって延びるように設けられている。シートチューブ２２は、ダウンチューブ２０の後端部から上方斜め後方に向かって延びるように設けられている。ブラケット部２４は、ダウンチューブ２０の後端部およびシートチューブ２２の下端部から後方に向かって延びるように設けられている。

シートステイ２８は、シートチューブ２２の上端部から後方斜め下方に向かって延びるように設けられている。シートステイ２８の下端部は、チェーンステイ２６に接続されている。

ヘッドチューブ１８には、ハンドルステム８０が回転自在に挿通されている。ハンドルステム８０の上端部には、ハンドル８２が固定されている。ハンドル８２には、図示しないブレーキレバーが設けられており、乗員は、ブレーキレバーを操作することによって電動補助自転車１０にブレーキをかけることができる。ハンドルステム８０の下端部には、フロントフォーク８４が固定されている。フロントフォーク８４の下端部には、前輪８６が車軸を介して回転可能に支持されている。電動補助自転車１０においては、ハンドル８２を左右に切ることによって、前輪８６が左右に向きを変える。それによって、電動補助自転車１０の向きを変えることができる。

シートチューブ２２には、シートパイプ９０が挿入されている。シートパイプ９０の上端部には、シート９２が設けられている。ブラケット部２４には、駆動ユニット９４が設けられている。駆動ユニット９４は、ペダルクランク９６、ペダル９８ａ、９８ｂ、ドライブスプロケット１００および電動モータ１０２を含む。乗員がペダル９８ａ、９８ｂを踏み込むことによって、ペダルクランク９６が回転する。

ドライブスプロケット１００は、ペダルクランク９６の一方向の回転に従って回転するように、一方向クラッチ９３（図５）を介してペダルクランク９６に取り付けられている。ドライブスプロケット１００は、無端状のチェーン１０４を介して後輪支持ユニット３０の下部に設けられる回転シャフト３５６（図２）に連結されている。電動モータ１０２は、ドライブスプロケット１００の後方斜め下方に設けられ、ペダルクランク９６の回転を補助するためのトルクを発生する。シートチューブ２２よりも後方において、駆動ユニット９４には、電動モータ１０２の駆動等に用いられる電力を蓄えるためのバッテリ１０６が設けられている。また、駆動ユニット９４には、電動補助自転車１０の動作を制御するコントローラ１２０（図５）が設けられている。

図１に示す電動補助自転車１０では、後輪支持ユニット３０は、チェーンステイ２６に対してローリング可能である。また、台車１４の積載部３７４の前端３７４ａは、左後輪１０８および右後輪１１４（図２）の前端よりも前方に位置している。

図２は、自転車本体１２と台車１４とが接続されていない状態での自転車本体１２の後部を示す平面図である。チェーン１０４は左後輪１０８と伝達機構Ｔを介して連結されている。なお、チェーンステイ２６およびシートステイ２８としては、公知の種々の３輪自転車に用いられているチェーンステイおよびシートステイを利用できるので、チェーンステイ２６およびシートステイ２８の詳細な説明は省略する。

伝達機構Ｔは、回転シャフト３５６およびチェーン３５８を含む。チェーン１０４は、回転シャフト３５６の右端部に連結される。チェーン３５８は、回転シャフト３５６の左端部と左後輪１０８とを連結する。このような構成によって、伝達機構Ｔを介してチェーン１０４から左後輪１０８に回転が伝達される。なお、伝達機構Ｔは、左後輪１０８および右後輪１１４の両方に回転を伝達してもよい。伝達機構Ｔとしては、公知の種々の３輪自転車に用いられている伝達機構を利用できるので、伝達機構Ｔの詳細な説明は省略する。

後輪支持ユニット３０は、車軸１１０を介して左後輪１０８を回転可能に支持するためのブラケット３６０、３６２と、車軸１１６を介して右後輪１１４を回転可能に支持するためのブラケット３６４、３６６と、ブラケット３６０とブラケット３６４とを連結する支持チューブ３６８と、支持チューブ３６８に取り付けられる一対の連結ユニット３７０、３７２とを含む。後輪支持ユニット３０は、チェーンステイ２６を中心としてローリングできるように、チェーンステイ２６に接続されている。なお、ブラケット３６０、３６２、３６４、３６６、支持チューブ３６８、および連結ユニット３７０、３７２以外の後輪支持ユニット３０の構成としては、公知のローリングタイプの後輪支持ユニットの構成を利用できるので、後輪支持ユニット３０の詳細な説明は省略する。

連結ユニット３７０は、平面視略Ｕ字形状のブラケット３７０ａおよび左右方向に延びる円筒状のカラー３７０ｂを有する。ブラケット３７０ａの両端部は、左右方向に拡がるように斜め後方に向かって延びている。カラー３７０ｂは、ボルト３７０ｃおよびナット３７０ｄを介してブラケット３７０ａに支持されている。連結ユニット３７２は、連結ユニット３７０の左右対称となる構成を有し、ブラケット３７０ａおよびカラー３７０ｂと同様のブラケット３７２ａおよびカラー３７２ｂを有する。カラー３７２ｂは、ボルト３７２ｃおよびナット３７２ｄを介してブラケット３７２ａに支持されている。

図３および図４は、台車１４を示す側面図である。図３は、スタンド部材３８２が接地状態に設定されている状態の台車１４を示す図である。図４は、スタンド部材３８２が非接地状態に設定されている状態の台車１４を示す図である。スタンド部材３８２は、台車１４の左側および右側にそれぞれ配置される一対の補助輪４２８を含む。本実施形態において、スタンド部材３８２の接地状態とは、スタンド部材３８２の一対の補助輪４２８が地面に接触している状態をいい、スタンド部材３８２の非接地状態とは、一対の補助輪４２８が地面に接触していない状態をいう。

台車１４は、積載部３７４、積載部３７４から上方に延びるように設けられる柵部３７６、積載部３７４の後部に設けられる一対のキャスタ３７８、積載部３７４の略中央部に設けられるロック機構３８０を含む。ロック機構３８０に設けられたスタンド部材３８２は、上後方に向かって腕状に延びるハンドル部４３２を含む。

積載部３７４は、左右に並んで配置されかつ前後方向に延びる一対のサイドフレーム３８４、および一対のサイドフレーム３８４を連結するように左右方向に延びるクロスメンバ３８６、３８８、３９０、３９２を有する。

クロスメンバ３８６とクロスメンバ３８８との間において各サイドフレーム３８４に、前後方向に延びかつ積載部３７４よりも下方に突出するブラケット３９４が設けられている。各ブラケット３９４は、例えば、サイドフレーム３８４の内側の側面に溶接されている。

クロスメンバ３８８の中央部から後方斜め下方に延びるようにブラケット３９５が設けられている。ブラケット３９５は、例えば、クロスメンバ３８８に溶接されている。ブラケット３９５は、ワイヤ４７０を支持している。

各キャスタ３７８は、車輪４００および車輪４００を回転可能に支持する支持フレーム４０２を含む。支持フレーム部４０２は、その上端部に、上下方向に延びる軸部４０２ａを有する。軸部４０２ａは、ベアリングユニット（図示せず）に回転可能に支持されている。これにより、キャスタ３７８が積載部３７４に対して軸部４０２ａを中心として回動可能となる。

柵部３７６は、一対のサイドフレーム３８４の前端部に接続されかつ上方に延びる一対の第１ハンドルフレーム４０４、一対の第１ハンドルフレーム４０４を連結するクロスメンバ４０６、４０８、一対のサイドフレーム３８４の後端部に接続されかつ上方に延びる第２ハンドルフレーム４１０、第２ハンドルフレーム４１０の上部において左右方向に延びるように設けられるクロスメンバ４１２を含む。柵部３７６はさらに、一対の第１ハンドルフレーム４０４と第２ハンドルフレーム４１０とを連結する一対のサイドフレーム４１６、および一対のサイドフレーム４１６と一対のサイドフレーム３８４とを連結する複数の縦フレーム４１８を有する。第２ハンドルフレーム４１０の上端部には、レバー４２０が設けられる。

ロック機構３８０は、第１ユニット４４８、一対の第２ユニット４５０を含む。第２ユニット４５０は、台車１４の左側および右側にそれぞれ配置される。第１ユニット４４８は、一対のブラケット３９４を連結するように設けられている。第２ユニット４５０は、図示しない締結部材（たとえば、ボルトおよびナット等）によってブラケット３９４に固定されている。

次に、自転車本体１２と台車１４との連結方法について説明する。台車１４を自転車本体１２に連結する際には、まず、後輪支持ユニット３０（図２）のカラー３７０ｂおよび３７２ｂが一対の第２ユニット４５０の凹部４８２（図３）に嵌るように、台車１４を自転車本体１２側に移動させる。次に、ハンドル部４３２のレバー４４６を操作することによって、スタンド部材３８２の補助輪４２８が地面から離れ、スタンド部材３８２が非接地状態になる。また、台車１４の左側および右側のそれぞれ設けられたスタンド部材３８２の一対の鉤状部４２２（図４）がカラー３７０ｂおよび３７２ｂの前方に移動し、カラー３７０ｂおよび３７２ｂが凹部４８２から抜け出てしまうことが防止されている。すなわち、自転車本体１２と台車１４とが切り離されてしまうことが防止される。これにより、自転車本体１２と台車１４とが連結される。

なお、自転車本体１２と台車１４とを切り離す際には、上記と反対の動作を行うことによって、スタンド部材３８２を非接地状態から接地状態にすればよい。この動作に伴い、スタンド部材３８２の鉤状部４２２はカラー３７０ｂおよび３７２ｂの下方に移動し、カラー３７０ｂおよび３７２ｂを凹部４８２から切り離すことができる。

次に、図５を用いて、電動補助自転車１０における電動モータ１０２によるアシスト制御を行う際の信号の授受及び動力の伝達について説明する。図５は、電動補助自転車１０の構成要素を示すブロック図である。

電動補助自転車１０のコントローラ１２０は、乗員のペダル踏力に応じて電動モータ１０２を駆動制御することによってアシスト制御を行う。コントローラ１２０は、ペダルクランク９６のトルクを検出するトルクセンサ９７から出力されるトルク値に基づいて、乗員のペダル踏力を検知する。コントローラ１２０は、検知したペダル踏力に応じて電動モータ１０２の出力を制御する。また、コントローラ１２０は、電動補助自転車１０の変速段及びアシストモード（詳細は後述する）も考慮して電動モータ１０２の出力を制御する。

コントローラ１２０は、踏力検知部１２２、補助力演算部１２３、変速段検知部１２４、メモリ１２１、モータ制御部１２５を有する。踏力検知部１２２は、トルクセンサ９７によって検出されたペダルクランク９６のトルクに基づいて、乗員のペダル踏力を求める。変速段検知部１２４は、電動モータ１０２の回転数及び前輪８６の車速に基づいて、現在の変速段を検知する。台車接続検知センサ１４０は、自転車本体１２と台車１４の接続の有無を検出する。

補助力演算部１２３は、踏力検知部１２２によって検知されたペダル踏力、変速段検知部１２４によって検知された変速段、アシストモード、クランク回転センサ９５によって検出されたペダルクランク９６の回転数、台車接続検知センサ１４０によって検出された接続の有無に基づいて、電動モータ１０２に要求される駆動力を求める。メモリ１２１は、複数種類のアシスト比に関する情報を記憶しており、ペダル踏力、変速段及びアシストモードに応じた駆動力に関するデータを記憶している。補助力演算部１２３は、ペダル踏力、変速段及びアシストモードに応じて、メモリ１２１から必要なデータを読み出すことにより、上記駆動力を求める。なお、メモリ１２１はコントローラ１２０外部に設けられていてもよい。

モータ制御部１２５は、補助力演算部１２３によって求められた必要な駆動力を電動モータ１０２が出力するように、電動モータ１０２の駆動を制御する。また、モータ制御部１２５は、アシストモードの変更操作に応じて電動モータ１０２による駆動力を変更する。電動補助自転車１０のアシストモードの一例としては、"強"、"標準"、"オートエコ"、"切"の４モードがある。電動モータ１０２の駆動力は、同じペダル踏力に対して、"強"、"標準"、"オートエコ"の順に小さくなる。

アシストモードが"標準"の場合、電動モータ１０２は、電動補助自転車１０が発進、平坦路走行および上り坂走行等の際に駆動力を発生させる。アシストモードが"強"の場合、電動モータ１０２は、"標準"の場合と同様、電動補助自転車１０が発進、平坦路走行および上り坂走行等の際に駆動力を発生させる。電動モータ１０２は、アシストモードが"強"の場合には、同じペダル踏力に対して"標準"の場合よりも大きな駆動力を発生させる。アシストモードが"オートエコ"の場合、電動モータ１０２は、電動補助自転車１０が発進または上り坂走行の際に、同じペダル踏力に対して"標準"の場合よりも小さな駆動力を発生する。アシストモードが"切"の場合、電動モータ１０２は、駆動力を発生しない。

このように、上述のアシストモードに応じて、乗員のペダル踏力に対する電動モータ１０２のアシスト比が変わる。アシスト比とは、乗員のペダル踏力に対する電動モータ１０２の駆動力の比である。本実施形態では、アシストモードを４段階に切り替えている。しかしながら、アシストモードの切替えは３段階以下であってもよいし、５段階以上であってもよい。

図５に示すように、モータ制御部１２５によって駆動制御される電動モータ１０２の回転数は、モータ回転センサ１０５によって検出される。モータ回転センサ１０５によって検出されたモータ回転数は、コントローラ１２０の変速段検知部１２４に信号として入力される。この変速段検知部１２４には、上述のように、前輪８６の車速に関する情報も入力される。前輪車速センサ８７は、例えば前輪８６の回転軸近傍に設けられ、検出した車速に関する情報を変速段検知部１２４に出力する。

コントローラ１２０のモータ制御部１２５によって駆動制御された電動モータ１０２の出力は、減速機（ギア）１０３によって減速される。その後、電動モータ１０２から出力された駆動力は、一方向クラッチ１１３を介してチェーン１０４に伝達される。そして、チェーン１０４によって、電動モータ１０２の駆動力は、回転シャフト３５６（図２）に伝達される。そして、回転シャフト３５６からチェーン３５８を介して後輪１０８の駆動軸１１０に伝達される。

一方、乗員がペダル９８ａ、９８ｂを回転させたときにペダルクランク９６に加わるペダル踏力は、一方向クラッチ９３を介して、チェーン１０４に伝達される。乗員のペダル踏力は、チェーン１０４、回転シャフト３５６、チェーン３５８を介して後輪１０８の駆動軸１１０に伝達される。

このように、電動モータ１０２の駆動力及び乗員のペダル踏力は、後輪１０８の駆動軸１１０に伝達される。すなわち、電動モータ１０２の駆動力及び乗員のペダル踏力は、チェーン１０４によって足し合わされて、電動補助自転車１０の動力となる。

図５に示す例では、駆動軸１１０に変速機構１１１が設けられている。伝達された回転動力は、変速機構１１１によって設定された変速比で変速される。変速機構１１１は、ハンドル８２等に設けられた変速操作器８３を乗員が操作することにより、変速比を変更する。後輪１０８には、一方向クラッチ１１２を介して動力が伝達される。なお、後輪１０８および１１４の両方に一方向クラッチ１１２を介して動力が伝達されてもよい。

次に、図６を用いて、台車接続検知センサ１４０が自転車本体１２と台車１４の接続の有無を検出する動作を説明する。図６（ａ）は、自転車本体１２と台車１４は接続されずに互いに離れている状態を示し、図６（ｂ）は、自転車本体１２と台車１４が接続されている状態を示している。台車接続検知センサ１４０は例えば非接触センサであり、図６に示す例では、台車接続検知センサ１４０は自転車本体１２の連結ユニット３７０に設けられており、台車１４の第２ユニット４５０に設けられた信号出力部１４１から出力される信号を台車接続検知センサ１４０が受信できたか否かで自転車本体１２と台車１４の接続の有無を検出する。

図６（ａ）のように、台車接続検知センサ１４０と信号出力部１４１とが離れている状態では、台車接続検知センサ１４０は、信号出力部１４１が出力する信号を受信できず、これにより、自転車本体１２と台車１４とが接続されていないことが検出される。一方、図６（ｂ）のように、自転車本体１２と台車１４とが接続されている状態では、台車接続検知センサ１４０と信号出力部１４１とは近接し、台車接続検知センサ１４０は信号出力部１４１が出力する信号を受信することができ、これにより、自転車本体１２と台車１４とが接続されていることが検出される。コントローラ１２０は、台車接続検知センサ１４０から接続の有無の検出結果を受け取り、接続の有無に基づいて電動モータ１０２に要求される駆動力を求める。

台車接続検知センサ１４０としては、接続の有無を検出可能なセンサであれば任意の様々なセンサを用いることができる。例えば、台車接続検知センサ１４０がリードスイッチを有し、信号出力部１４１が磁石である場合は、磁気が出力信号に相当し、リードスイッチに磁石が近接することによりリードスイッチがショートし、これにより、自転車本体１２と台車１４とが接続されていることを検出することができる。また、例えば、台車接続検知センサ１４０がホールＩＣを有し、信号出力部１４１が磁石である場合は、ホールＩＣに磁石が近接することによりホールＩＣに誘起電圧が発生し、これにより、自転車本体１２と台車１４とが接続されていることを検出することができる。また、例えば、台車接続検知センサ１４０が光センサを有し、信号出力部１４１が発光素子である場合は、光センサに発光素子が近接することにより、発光素子が出力する光が光センサに受光され、これにより、自転車本体１２と台車１４とが接続されていることが検出される。また、例えば、信号出力部１４１の出力信号は、レーザ、音、超音波等であってもよく、信号出力部１４１の出力信号を台車接続検知センサ１４０が受信することにより、接続を検出することができる。

また、台車接続検知センサ１４０は接触式であってもよく、例えば、台車１４側のカプラが自転車本体１２の連結ユニット３７０に嵌ることにより、連結ユニット３７０側のスイッチが押下されたり、回路がショートしたりすることにより、接続を検出してもよい。また、台車接続検知センサ１４０として、チートインターロックスイッチやフォトインタラプタ等を用いてもよい。

また、台車１４が通信機能およびバッテリ等を備えていてもよく、台車接続検知センサ１４０はそれらとの接続により、自転車本体１２と台車１４との接続を検出してもよい。

次に、図７を用いて、自転車本体１２と台車１４とが接続されている場合及び接続されていない場合のそれぞれにおけるアシスト比を変動させる動作について説明する。

図７は、電動補助自転車１０の車速とアシスト比との関係を示す図であり、横軸は車速（ｋｍ／ｈ）を示し、縦軸はアシスト比を示している。自転車本体１２と台車１４とが接続されていない場合のアシスト比を変動させる範囲の上限を点線１５２で示し、接続されている場合のアシスト比を変動させる範囲の上限を実線１５３で示している。

上述したように、アシスト比とは、乗員の踏力と電動モータ１０２の補助動力との比である。例えば、本実施形態において、アシスト比１：２とは、踏力と補助動力の大きさの比が１：２であることを表し、これは補助動力が踏力の２倍であることを意味している。また、例えば、アシスト比１：３とは、踏力と補助動力の大きさの比が１：３であることを表しており、これは補助動力が踏力の３倍であることを意味している。また、アシスト比１：０とは、補助動力を発生させていない状態を示している。

自転車本体１２と台車１４とが接続されていない場合、コントローラ１２０の補助力演算部１２３は、アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２以下に設定する。すなわち、補助動力の大きさが踏力の２倍以下になるように設定する。乗員がペダルを漕ぎ始めて踏力が検出されると、補助力演算部１２３は、踏力検知部１２２によって検知されたペダル踏力、変速段検知部１２４によって検知された変速段、アシストモード、クランク回転センサ９５によって検出されたペダルクランク９６の回転数、前輪車速センサ８７によって検出された電動補助自転車１０の速度に基づいて、アシスト比を１：０より大きく且つ１：２以下の範囲内にして電動モータ１０２の補助動力を決定する。すなわち、それら複数の検出情報に応じて図７のドットで示す領域１５２ａの範囲内でアシスト比を変動させながら乗員をアシストする。この例では、時速０ｋｍ／ｈから１０ｋｍ／ｈまでは、アシスト比１：２を上限として補助動力を発生させる。時速１０ｋｍ／ｈ以上では、速度に比例してアシスト比の上限は漸減していき、時速２４ｋｍ／ｈ以上ではアシスト比は１：０、すなわち補助動力はゼロになる。これにより、自転車本体１２と台車１４とが接続されていない状態に対して適切な補助動力が提供され、乗員は快適に電動補助自転車１０を運転することができる。

一方、自転車本体１２に台車１４が接続されている場合、走行負荷が増加することになる。例えば、台車１４のようにキャスタ３７８を備えた台車を接続した場合は、台車の重量に関係なく、コーナーリング時等において走行負荷が増加することになる。そのため、台車が接続されていない状態に基づいて設定されたアシスト比のままでは、補助動力が不足することになる。

そこで、自転車本体１２と台車１４とが接続されている場合は、コントローラ１２０の補助力演算部１２３は、アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２より大きく設定する。例えば、アシスト比を変動させる範囲の上限を１：３以下に設定する。すなわち、補助動力の大きさが踏力の３倍以下になるように設定する。自転車本体１２と台車１４とが接続されていない場合よりもアシスト比の上限を大きくし、アシスト比を変動させる範囲を変えることで、自転車本体１２と台車１４とが接続されている状態に対して適切な補助動力を提供することができる。乗員がペダルを漕ぎ始めて踏力が検出されると、補助力演算部１２３は、踏力検知部１２２によって検知されたペダル踏力、変速段検知部１２４によって検知された変速段、アシストモード、クランク回転センサ９５によって検出されたペダルクランク９６の回転数、前輪車速センサ８７によって検出された電動補助自転車１０の速度に基づいて、アシスト比を変動させる範囲の上限を１：３以下として電動モータ１０２の補助動力を決定する。この場合、上記複数の検出情報に応じて図７のドットで示す領域１５２ａと斜線で示す領域１５３ａとを合わせた範囲内でアシスト比を変動させながら乗員をアシストする。この例では、時速０ｋｍ／ｈから１０ｋｍ／ｈまでは、アシスト比の上限を１：３以下として補助動力を発生させる。時速１０ｋｍ／ｈ以上では、速度に比例してアシスト比を変動させる範囲の上限は漸減していき、時速２４ｋｍ／ｈ以上ではアシスト比は１：０、すなわち補助動力はゼロになる。これにより、自転車本体１２と台車１４とが接続されている状態に対して適切な補助動力が提供され、乗員は快適に電動補助自転車１０を運転することができる。

なお、上記の例では、自転車本体１２と台車１４とが接続されている場合において、時速１０ｋｍ／ｈ以上においてアシスト比を変動させる範囲の上限が漸減していく例を示したが、時速１０ｋｍ／ｈ未満において、アシスト比を変動させる範囲の上限の漸減を開始してもよい。図８は、一例として、時速５ｋｍ／ｈ以上においてアシスト比を変動させる範囲の上限が漸減していく例を示している。最大のアシスト比を１：３以下に設定した場合、電力消費量が大きくなることが考えられる。そのため、台車１４の接続時において最も補助動力を必要とする低速域（例えば時速５ｋｍ／ｈ未満）では、アシスト比最大１：３までの補助動力を発生させ、それ以上の速度域では漸減させていくことにより、乗員に必要な補助動力を提供しながら電力消費量を小さくすることができる。

コントローラ１２０は、接続の検出結果が接続無しから有りに変化したとき、または、検出結果が接続有りから無しに変化したとき、接続の有無の変化後の状態に合うアシスト比を変動させる範囲に自動的に変更する。あるいは、接続の有無の変化のみで自動的にアシスト比の変動範囲を変更するのではなく、接続の有無の変化はあくまでも一つの条件であり、さらに他の条件を伴って初めてアシスト比の変動範囲を変更するようにしてもよい。この場合の他の条件とは、例えば、乗員による駐車ブレーキの解除等、任意の操作の有無を条件としてもよい。

コントローラ１２０は、接続の検出結果が接続無しから有りに変化したとき、または、検出結果が接続有りから無しに変化したとき、接続の有無の変化後の状態に合うアシスト比を変動させる範囲内になるように、自動的にアシスト比を変更する。

あるいは、コントローラ１２０は、乗員からアシスト比を変更する指示を受けた場合にのみ、アシスト比を変動させる範囲内で、任意にアシスト比を変更してもよい。例えば、台車１４を接続することにより、アシスト比を変動させる範囲の上限が１：３とされる。しかし、乗員がバッテリの残量が減っていることを知っている場合、電力消費を抑えてアシスト有りでの航続距離を伸ばすことを優先したいと考える。このような場合は、乗員の指示に基づき（あるいは、指示しないことにより）、アシスト比を変更することなく、電力消費を抑えて航続距離を伸ばすことができる。

なお、上記のアシスト比および速度の値は一例であり、別の値が設定されてもよい。

図９は、電動補助自転車１０のハンドル８２に取り付けられる表示装置１６０を示す図である。表示装置１６０は、例えばハンドル８２の左グリップの近傍に取り付けられ、コントローラ１２０と情報の送受信を行い、乗員に各種情報を提示する。表示装置１６０は例えば液晶パネルを有し、表示部１６１には、電動補助自転車１０の速度、バッテリ１０６の残容量、アシスト比を変動させる範囲に関する情報、アシストモード、台車１４の接続の有無及びその他の走行情報を含む情報が表示される。また、乗員が表示装置１６０のアシストモード操作部１６２を操作することにより、アシストモードを変更することができる。

表示部１６１は、速度表示部１６１ａ、バッテリ残容量表示部１６１ｂ、アシスト比変動範囲表示部１６１ｃ、アシストモード表示部１６１ｄ及び台車の接続情報を報知する台車接続情報表示部１６１ｅを有する。表示部１６１は、それらの情報等を乗員に報知する報知部として機能し、この例では情報を表示するが、音声を出力して乗員に報知してもよい。

速度表示部１６１ａには、電動補助自転車１０の速度が数字で表示される。本実施形態の場合、電動補助自転車１０の速度は、前輪車速センサ８７によって検出される。

バッテリ残容量表示部１６１ｂには、バッテリ１０６からコントローラ１２０に出力される電池残容量の情報に基づいて、バッテリ１０６の残容量がセグメントによって表示される。これにより、バッテリ１０６の残容量を直感的に把握することができる。

アシスト比変動範囲表示部１６１ｃには、コントローラ１２０が設定したアシスト比を変動させる範囲がセグメントによって表示される。また、その変動範囲において現在実行中のアシスト比をさらに表示してもよい。

アシストモード表示部１６１ｄには、乗員がアシストモード操作部１６２を操作して選択したアシストモードが表示される。アシストモードが“強”、“標準”、“オートエコ”のうちいずれか一つの場合には、アシストモード表示部１６１ｄは、各モードに対応する表示部分を表示する。

台車接続情報表示部１６１ｅには、自転車本体１２と台車１４とが接続されている場合、台車１４の接続を知らせる台車マークが表示され、乗員は台車１４が接続されていることを認識することができるとともに、台車１４が接続されている場合のアシスト比でアシストを受けることを認識することができる。自転車本体１２と台車１４とが接続されていない場合、台車マークは表示されず、これにより乗員は台車１４が接続されていないことを認識することができるとともに、台車１４が接続されていない場合のアシスト比でアシストを受けることを認識することができる。

また、表示装置１６０は、乗員に必要な情報を音により発信する報知部１６３をさらに備える。報知部１６３は、台車１４の接続の有無の検出結果の変化およびアシスト比を変動させる範囲の変化のうちの少なくとも一方が発生した場合にそのことを乗員に報知する。例えば、自転車本体１２と台車１４とが接続された状態での走行中に、自転車本体１２から台車１４が外れたことが検出された場合、台車１４が外れたことを乗員に音で報知することで、乗員はそのことを素早く認識することができる。また、コントローラ１２０がアシスト比を変動させる範囲を変化させたとき、そのことを乗員に音で報知することで、乗員は表示装置１６０を目視しなくても、アシスト比を変動させる範囲が変化したことを素早く認識することができる。

（実施形態２）
次に、図１０から図１５を用いて、本発明の実施形態２に係る電動補助自転車１０を説明する。実施形態１に係る電動補助自転車１０と共通の構成要素には同じ参照符号を付し、同じ説明の繰り返しは省略する。

本実施形態では、台車接続検知センサ１４０は、自転車本体１２に接続された台車１４の種類を検出する。コントローラ１２０は、検出した台車１４の種類に応じて、アシスト比を変更する。また、検出した台車１４の種類に応じて、アシスト比を変動させる範囲を変更する。例えば、検出した台車１４の種類に応じてアシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。

例えば、台車１４の種類は、台車１４の最大積載量によって区別される。最大積載量が異なると、荷物を積載した台車１４の総重量も異なることになる。台車１４の最大積載量に関わらずアシスト比が同じである場合、乗員は適切なアシストを得られない場合がある。例えば、最大積載量が大きい台車１４に基づいてアシスト比を設定すると、最大積載量が小さい台車１４が接続されたときの補助動力が過剰になってしまうことになる。また、例えば、最大積載量が小さい台車１４に基づいてアシスト比を設定すると、最大積載量が大きい台車１４が接続されたときの補助動力が不足することになる。

本実施形態では、台車接続検知センサ１４０は、自転車本体１２に接続された台車１４の最大積載量を検出する。コントローラ１２０は、検出した最大積載量に応じてアシスト比を変更する。このとき、コントローラ１２０は、検出した台車１４の最大積載量が小さい場合よりも大きい場合におけるアシスト比を大きく設定する。

例えば、コントローラ１２０の補助力演算部１２３（図５）は、最大積載量が大きい台車１４が接続された場合は、アシスト比を変動させる範囲の上限を１：３以下に設定し、最大積載量が小さい台車１４が接続された場合は、アシスト比を変動させる範囲の上限を１：２．５以下に設定する。これら設定した上限以下で、コントローラ１２０はアシスト比を変動させる。これにより、台車１４の最大積載量に応じた適切な補助動力を提供することができる。

また、例えば、自転車本体１２に台車１４が接続されたときに、アシスト比を変動させる範囲の上限を１：３と設定する構成の場合は、その上限が１：３という条件の下で、最大積載量に応じてアシスト比を異ならせてもよい。例えば、最大積載量が大きい台車１４が接続された場合は、アシスト比を１：２．９に設定し、最大積載量が小さい台車１４が接続された場合は、アシスト比を１：２．５に設定してもよい。

なお、上記のアシスト比の値は一例であり、別の値が設定されてもよい。

次に、台車接続検知センサ１４０が台車１４の種類を検出する動作を説明する。図１０は、自転車本体１２と台車１４との連結動作を示す図である。図１０（ａ）は、台車１４のスタンド部材３８２の鉤状部４２２が、自転車本体１２の連結ユニット３７０のカラー３７０ｂ（図２、図４）をロックしていない状態を示している。図１０（ｂ）は、使用者がハンドル部４３２（図４）を操作することによって、スタンド部材３８２の補助輪４２８が地面から離れるとともに、鉤状部４２２がカラー３７０ｂの前方に移動し、カラー３７０ｂが凹部４８２（図３）から抜け出てしまわないようにカラー３７０ｂをロックした状態を示している。スタンド部材３８２は、スタンド部材３８２における台車１４の左側部分と右側部分とを接続するクロスメンバ３８２ａを備える。

台車１４は、最大積載量に対応した固有情報を有しており、台車接続検知センサ１４０は、その固有情報に基づいて最大積載量を検出する。例えば、台車１４は、最大積載量に対応した電気抵抗値を有しており、台車接続検知センサ１４０は、その電気抵抗値を検出することにより最大積載量を検出する。

例えば、図１０に示すように、スタンド部材３８２のクロスメンバ３８２ａに抵抗器２３１が設けられ、台車接続検知センサ１４０は連結ユニット３７０のブラケット３７０ａに設けられる。抵抗器２３１は最大積載量に対応した固有の抵抗値を有している。

図１０（ｂ）に示す自転車本体１２と台車１４をロックした状態では、抵抗器２３１の端子２３２は台車接続検知センサ１４０と電気的に接続され、台車接続検知センサ１４０は、抵抗器２３１の抵抗値に応じた電圧値を検出することにより、台車１４の最大積載量を検出することができる。

なお、台車接続検知センサ１４０および抵抗器２３１の配置位置は一例であり、台車１４の接続時に互いに電気的に接続される位置関係であればよい。また、抵抗器２３１と接続されるセンサは、台車接続検知センサ１４０とは別に設けられてもよい。

図１１（ａ）は、抵抗値Ｒ１の抵抗器２３１を備えた台車１４が自転車本体１２に接続された状態を示している。図１１（ｂ）は、抵抗値Ｒ２の抵抗器２３１を備えた台車１４ａが自転車本体１２に接続された状態を示している。図１１（ｃ）は、抵抗値Ｒ３の抵抗器２３１を備えた台車１４ｂが自転車本体１２に接続された状態を示している。台車１４、１４ａおよび１４ｂは互いに最大積載量が異なっており、それに応じて抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３も互いに異なっている。

図１１の回路例では、抵抗器２３１の一端は台車接続検知センサ１４０の抵抗器１４５に接続され、他端はＧＮＤに接続される。抵抗器１４５の他端には電圧Ｖが印加される。

抵抗器２３１の抵抗値をＲｎ（ｎは１以上の整数）とし、抵抗器１４５の抵抗値をＲ０とすると、検出電圧Ｖｒは以下の式（１）で表される。

図１２は、抵抗器２３１の抵抗値Ｒｎと検出電圧Ｖｒとの関係を示す図である。図１２の例では、抵抗値Ｒ０を１０（ｋΩ）、印加電圧Ｖを５（Ｖ）としている。図１２に示すように、抵抗値Ｒｎが異なれば検出電圧Ｖｒも異なる値となる。このため、最大積載量に応じて抵抗値Ｒｎを異ならせることにより、検出電圧Ｖｒから最大積載量を把握することができる。

なお、台車が有する最大積載量に対応した固有情報は可変であってもよい。例えば、抵抗器２３１は可変抵抗器であってもよい。図１３（ａ）から図１３（ｃ）は、可変抵抗器２３１を備えた台車１４、１４ａおよび１４ｂを示す図である。

台車に積む荷物の量は多いときもあれば少ないときもある。最大積載量に対応したアシスト比は、例えば荷物の量が多い場合を想定したアシスト比であり得る。このアシスト比を荷物が少ない場合に適用すると、補助動力が過剰になる可能性がある。そのため、荷物が少ないときは、使用者が可変抵抗器２３１を操作することにより抵抗値を変更し、アシスト比を任意に調整してもよい。

また、台車１４が有する最大積載量に対応した固有情報は、静電容量であってもよく、台車接続検知センサ１４０は、その静電容量を検出することにより最大積載量を検出してもよい。

図１４（ａ）は、静電容量Ｃ１のコンデンサ２３３を備えた台車１４が自転車本体１２に接続された状態を示している。図１４（ｂ）は、静電容量Ｃ２のコンデンサ２３３を備えた台車１４ａが自転車本体１２に接続された状態を示している。図１４（ｃ）は、静電容量Ｃ３のコンデンサ２３３を備えた台車１４ｂが自転車本体１２に接続された状態を示している。台車１４、１４ａおよび１４ｂは互いに最大積載量が異なっており、それに応じて静電容量Ｃ１、Ｃ２およびＣ３も互いに異なっている。

コンデンサ２３３は、例えば、図１１に示す抵抗器２３１の代わりに、スタンド部材３８２のクロスメンバ３８２ａに設けられる。自転車本体１２と台車１４をロックしたときに、コンデンサ２３３は台車接続検知センサ１４０と電気的に接続され、台車接続検知センサ１４０は、コンデンサ２３３の静電容量に応じた電圧値を検出することにより、台車１４の最大積載量を検出することができる。

図１４の回路例では、コンデンサ２３３の一端は台車接続検知センサ１４０の抵抗器１４５に接続され、他端はＧＮＤに接続される。抵抗器１４５の他端にはスイッチ素子１４７を介して電圧Ｖが印加される。

コンデンサ２３３の静電容量をＣｎとし、抵抗器１４５の抵抗値をＲ０とし、電圧Ｖの印加時間をｔとすると、検出電圧Ｖｃ（ｔ）は以下の式（２）で表される。

図１５は、コンデンサ２３３の静電容量Ｃｎと検出電圧Ｖｃ（ｔ）との関係を示す図である。図１５の例では、抵抗値Ｒ０を１０（ｋΩ）、印加電圧Ｖを５（Ｖ）としている。図１５に示すように、静電容量Ｃｎが異なれば検出電圧Ｖｃ（ｔ）の変化の仕方も異なる。このため、最大積載量に応じて静電容量Ｃｎを異ならせることにより、検出電圧Ｖｃ（ｔ）から最大積載量を把握することができる。

また、台車１４の種類は、台車１４に載せる荷物の種類によって区別されてもよい。この場合、例えば、抵抗値Ｒｎおよび静電容量Ｃｎは、荷物の種類に応じて異なる値が設定されてもよい。荷物の種類は、例えば、通常荷物、冷蔵の荷物、精密機器等である。台車接続検知センサ１４０は、抵抗値Ｒｎまたは静電容量Ｃｎに基づいて台車１４に載せる荷物の種類を検出し、コントローラ１２０は、検出した荷物の種類に応じてアシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。これにより、荷物の種類に応じた適切な補助動力を提供することができる。

なお、上記の説明では、最大積載量が互いに異なる３種類の台車１４、１４ａ、１４ｂを例示したが、台車の種類は２種類であってもよいし、４種類以上であってもよい。この場合も、最大積載量に応じて抵抗値Ｒｎまたは静電容量Ｃｎを異ならせることにより、検出電圧から最大積載量を把握することができる。

上記の最大積載量を検出する回路では、台車１４が備える電子部品は抵抗器またはコンデンサ１個であり、自転車本体１２が備える電子部品は抵抗器１個または抵抗１個とスイッチ回路１個であるため、シンプルな構成で、且つ低コストおよび小スペースの構成で最大積載量を検出することができる。上記回路では、部品点数が少なく、また、半田接合部も少ないので、故障の発生頻度が少なくなり、信頼性を高めることができる。また、台車１４側の端子をテスタで測定すれば故障の判定が可能であるため、メンテナンスも容易である。

（実施形態３）
次に、図１６から図２５を用いて、本発明の実施形態３に係る電動補助自転車１０を説明する。実施形態１および２に係る電動補助自転車１０と共通の構成要素には同じ参照符号を付し、同じ説明の繰り返しは省略する。

本実施形態では、自転車本体１２には複数の台車１４が接続され、コントローラ１２０は、接続された複数の台車１４の最大積載量を合計した値に応じてアシスト比を変更する。また、その最大積載量を合計した値に応じて、アシスト比を変動させる範囲を変更する。例えば、その最大積載量を合計した値に応じて、アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。

図１６は、本実施形態に係る台車１４の上面図であり、図１７は、その台車１４の側面図である。台車１４は、台車同士を連結する連結器２４１を備える。連結器２４１を支持するブラケット２４３が台車１４のクロスメンバ３９０および３９２に固定されている。

連結器２４１は軸部２４５を中心に回動可能なようにブラケット２４３に支持されている。このため、図１８に示すように、連結器２４１の未使用時は上方向に折りたたんでおくことで、連結器２４１が邪魔にならないようにすることができる。

連結器２４１の端部には連結ユニット３７０および３７２が設けられている。この連結器２４１の連結ユニット３７０および３７２は、図２に示す自転車本体１２の連結ユニット３７０および３７２と同じ構成を有している。このため、図１９に示すように、連結器２４１の連結ユニット３７０および３７２を、他の台車１４の第２ユニット４５０の凹部４８２に嵌めることで、台車１４同士を接続することができる。

台車１４同士をロックする機構および動作は、自転車本体１２と台車１４をロックする機構および動作と同じである。このため、複数の台車１４のそれぞれは、単独で自転車本体１２に接続して使用することもできるし、互いに連結して使用することもでき、用途に応じて自由に使い分けることができる。

また、図２０の連結器２４１の上面図のように、連結器２４１は、軸部２４７を中心にスイング可能であってもよく、これにより、連結時の走行安定性を向上させることができる。

本実施形態では、台車１４の抵抗器２３１（図１０）は、同じ台車の連結器２４１の連結ユニット３７０に設けられた台車接続検知センサ１４０に電気的に接続される。これにより、自転車本体１２に複数の台車１４が接続されたとき、複数の台車１４の抵抗器２３１は互いに電気的に接続される。自転車本体１２の台車接続検知センサ１４０は、互いに電気的に接続された複数の抵抗器２３１の合成抵抗値に応じて、接続された複数の台車１４の最大積載量を合計した値を検出することができる。

図２１は、抵抗器２３１を備えた複数の台車１４、１４−２、・・・、１４−ｎが自転車本体１２に連結された状態を示している。例えば、台車１４、１４−２、・・・、１４−ｎは互いに最大積載量が異なっており、それに応じて抵抗値Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒｎも互いに異なっている。例えば、台車１４、１４−２、・・・、１４−ｎのそれぞれの最大積載量をＭ１（ｋｇ）、Ｍ２（ｋｇ）、・・・、Ｍｎ（ｋｇ）としたとき、それぞれの抵抗値を１／Ｍ１、１／Ｍ２、・・・、１／Ｍ１の比の抵抗値とすることで、検出電圧Ｖｒから、最大積載量の合計値を把握することができる。

検出電圧Ｖｒは以下の式（３）で表される。

Ｍ１＋Ｍ２＋・・・＋Ｍｎは連結された台車の合計の最大積載量であり、最大積載量の合計値をＭａで表すと、検出電圧Ｖｒは以下の式（４）で表わすことができる。

図２２は、最大積載量の合計値Ｍａに対応する抵抗値と検出電圧Ｖｒとの関係を示す図である。図２２の例では、抵抗値Ｒ０を０．１（Ω）、印加電圧Ｖを５（Ｖ）としている。図２２に示すように、最大積載量の合計値Ｍａが異なれば検出電圧Ｖｒも異なる値となる。このため、検出電圧Ｖｒから最大積載量の合計値Ｍａを把握することができる。

なお、連結する台車１４の最大積載量が互いに同じである場合は、抵抗器２３１の抵抗値を同じ値にしておくことで、複数の抵抗器２３１の合成抵抗値に応じた検出電圧Ｖｒから台車の接続台数を検出することができる。この場合は、コントローラ１２０は、検出した台車１４の台数に応じてアシスト比を変更する。また、検出した台数に応じてアシスト比を変動させる範囲を変更する。例えば、検出した台数に応じてアシスト比を変動させる範囲の上限を変更する。このとき、コントローラ１２０は、検出した台数が少ない場合よりも多い場合におけるアシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を大きく設定する。例えば、検出した台車１４の台数がｈ（ｈは１以上の整数）台の場合よりもｈ＋１台の場合におけるアシスト比あるいはアシスト比を変動させる範囲の上限を大きく設定する。これにより、台車１４の接続台数に応じた適切な補助動力を提供することができる。

なお、抵抗器２３１は可変抵抗器であってもよい。図２３は、可変抵抗器２３１を備えた台車１４、１４−２、・・・、１４−ｎを示す図である。各台車に積む荷物の量は多いときもあれば少ないときもある。最大積載量の合計値に対応したアシスト比は、例えば荷物の量が多い場合を想定したアシスト比であり得る。このアシスト比を荷物が少ない場合に適用すると、補助動力が過剰になる可能性がある。そのため、荷物が少ないときは、使用者が可変抵抗器２３１を操作することにより抵抗値を変更し、アシスト比を任意に調整してもよい。

また、台車１４が有する最大積載量に対応した固有情報は、静電容量であってもよく、台車接続検知センサ１４０は、その静電容量の合成容量を検出することにより最大積載量の合計値を検出してもよい。

図２４は、コンデンサ２３３を備えた複数の台車１４、１４−２、・・・、１４−ｎが自転車本体１２に連結された状態を示している。例えば、台車１４、１４−２、・・・、１４−ｎは互いに最大積載量が異なっており、それに応じて静電容量Ｃ１、Ｃ２、・・・、Ｃｎも互いに異なっている。例えば、台車１４、１４−２、・・・、１４−ｎのそれぞれの最大積載量をＭ１（ｋｇ）、Ｍ２（ｋｇ）、・・・、Ｍｎ（ｋｇ）としたとき、それぞれの静電容量をそれに比例した値とすることで、検出電圧Ｖｒから、最大積載量の合計値を把握することができる。

コンデンサ２３３は、例えば、図１０に示す抵抗器２３１の代わりに、スタンド部材３８２のクロスメンバ３８２ａに設けられる。本実施形態では、台車１４のコンデンサ２３３は、同じ台車の連結器２４１の連結ユニット３７０に設けられた台車接続検知センサ１４０に電気的に接続される。これにより、自転車本体１２に複数の台車１４が接続されたとき、複数の台車１４のコンデンサ２３３は互いに電気的に接続される。

検出電圧Ｖｃ（ｔ）は、以下の式（５）および式（６）で表される。

Ｍ１＋Ｍ２＋・・・＋Ｍｎは連結された台車の合計の最大積載量であり、最大積載量の合計値をＭａで表すと、検出電圧Ｖｃ（ｔ）は以下の式（７）で表わすことができる。

図２５は、最大積載量の合計値Ｍａに対応する静電容量と検出電圧Ｖｃ（ｔ）との関係を示す図である。図２５の例では、抵抗値Ｒ０を１０（ｋΩ）、印加電圧Ｖを５（Ｖ）としている。図２５に示すように、静電容量が異なれば検出電圧Ｖｃ（ｔ）の変化の仕方も異なる。このため、検出電圧Ｖｃ（ｔ）から最大積載量の合計値Ｍａを把握することができる。

なお、上記説明では、最大積載量が互いに異なるｎ台の台車が連結される例を示したが、連結される台車の台数は２台であってもよい。この場合も、合成抵抗値または合成容量に応じた検出電圧から最大積載量の合計値Ｍａを把握することができる。

上記の最大積載量の合計値を検出する回路では、１台の台車１４が備える電子部品は抵抗器またはコンデンサ１個であり、自転車本体１２が備える電子部品は抵抗器１個または抵抗１個とスイッチ回路１個であるため、シンプルな構成で、且つ低コストおよび小スペースの構成で最大積載量の合計値を検出することができる。上記回路では、部品点数が少なく、また、半田接合部も少ないので、故障の発生頻度が少なくなり、信頼性を高めることができる。また、台車１４側の端子をテスタで測定すれば故障の判定が可能であるため、メンテナンスも容易である。

また、複数の台車を連結した場合でも、シンプルな１次式で電圧値を計算できるため、最大積載量の合計等の算出をシンプルな回路構成および／またはソフトウェアで行うことができる。

なお、上記実施形態１から３の説明において、電動補助車両として３輪の自転車を例示したが、本発明はそれに限定されず、例えば２輪の電動補助車両であってもよいし、４輪以上の電動補助車両であってもよい。

また、上記実施形態１から３の説明において、台車の一例として、リヤカーのように車両の後方に接続される形態を示したが、本発明はそれに限定されず、例えばサイドカーのように車両の側方に接続されてもよい。あるいは、車両の前方に接続されてもよい。

また、上記実施形態１から３の説明において、荷物運搬台車を例示したが、本発明はそれに限定されず、例えば台車に人（または動物）等の荷物以外のものが乗ってもよい。

また、上記実施形態１から３の説明で示したアシスト比の制御および接続検出等の動作は、ハードウエアによって実現されてもよいしソフトウェアによって実現されてもよいし、それらの組み合わせによって実現されてもよい。そのような動作を実行させるコンピュータプログラムは、例えば電動補助自転車１０に設けられたメモリに記憶され、コントローラ１２０（コンピュータ）によって動作が実行される。また、そのようなコンピュータプログラムは、それが記録された記録媒体（半導体メモリ、光ディスク等）から電動補助自転車１０へインストールしてもよいし、インターネット等の電気通信回線を介してダウンロードしてもよい。また、無線通信を介してそのようなコンピュータプログラムを電動補助自転車１０へインストールしてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明した。上述の実施形態の説明は、本発明の例示であり、本発明を限定するものではない。また、上述の実施形態で説明した各構成要素を適宜組み合わせた実施形態も可能である。本発明は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、改変、置き換え、付加および省略などが可能である。

本発明は、補助動力を電動モータに発生させて走行を補助するようにした電動補助自転車の分野において特に有用である。

１０ 電動補助自転車
１２ 自転車本体
１４ 台車
１２０ コントローラ
１２１ メモリ
１０２ 電動モータ
１４０ 台車接続検知センサ
１６０ 表示装置
１６３ 報知部
３８２ スタンド部材
２３１ 抵抗器
２３３ コンデンサ
２４１ 連結器

Claims (13)

1. 乗員が乗車し、台車を接続可能な車体と、
   前記乗員の踏力と補助動力の比であるアシスト比を制御する制御部と、
   前記踏力と前記アシスト比に応じて前記補助動力を発生するモータと、
   前記車体に接続された前記台車の種類を検出する検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記検出した台車の種類に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する、電動補助車両。
2. 前記台車の種類は、前記台車の最大積載量によって区別され、
   前記検出部は、前記車体に接続された前記台車の最大積載量を検出し、
   前記制御部は、前記検出した台車の最大積載量に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する、請求項１に記載の電動補助車両。
3. 前記制御部は、前記検出した台車の最大積載量が小さい場合よりも大きい場合における前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を大きく設定する、請求項２に記載の電動補助車両。
4. 前記台車は、前記最大積載量に対応した固有情報を有しており、
   前記検出部は、前記固有情報に基づいて前記最大積載量を検出する、請求項２または３に記載の電動補助車両。
5. 前記固有情報は変更可能である、請求項４に記載の電動補助車両。
6. 前記車体には、複数の台車が接続可能であり、
   前記制御部は、前記車体に接続された前記複数の台車の最大積載量を合計した値に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する、請求項２から５のいずれかに記載の電動補助車両。
7. 前記台車の種類は、前記台車に載せる荷物の種類によって区別され、
   前記検出部は、前記台車に載せる荷物の種類を検出し、
   前記制御部は、前記検出した台車に載せる荷物の種類に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する、請求項１に記載の電動補助車両。
8. 電動補助車両に加えられた乗員の踏力と、前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する制御部と、
   複数種類のアシスト比に関する情報を記憶した記憶部と、
   を備え、
   前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、
   前記制御部は、前記車体に接続された前記台車の種類に関する情報を受け取り、
   前記制御部は、前記車体に接続された前記台車の種類に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する、アシスト比制御装置。
9. 電動補助車両に加えられた乗員の踏力と前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する動作をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
   前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、
   前記コンピュータプログラムは、
   前記車体に接続された前記台車の種類に関する情報を受け取るステップと、
   前記車体に接続された前記台車の種類に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更するステップと、
   を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
10. 乗員が乗車し、台車を接続可能な車体と、
    前記乗員の踏力と補助動力の比であるアシスト比を制御する制御部と、
    前記踏力と前記アシスト比に応じて前記補助動力を発生するモータと、
    前記車体に接続された前記台車の台数を検出する検出部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記検出した台車の台数に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する、電動補助車両。
11. 前記制御部は、前記検出した台車の台数がｈ（ｈは１以上の整数）台の場合よりもｈ＋１台の場合における前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を大きく設定する、請求項１０に記載の電動補助車両。
12. 電動補助車両に加えられた乗員の踏力と、前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する制御部と、
    複数種類のアシスト比に関する情報を記憶した記憶部と、
    を備え、
    前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、
    前記制御部は、前記車体に接続された前記台車の台数に関する情報を受け取り、
    前記制御部は、前記車体に接続された前記台車の台数に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更する、アシスト比制御装置。
13. 電動補助車両に加えられた乗員の踏力と前記踏力に応じてモータが発生する補助動力との比であるアシスト比を制御する動作をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
    前記電動補助車両の前記乗員が乗車する車体には、台車が接続可能であり、
    前記コンピュータプログラムは、
    前記車体に接続された前記台車の台数に関する情報を受け取るステップと、
    前記車体に接続された前記台車の台数に関する情報に少なくとも基づいて、前記アシスト比あるいは前記アシスト比を変動させる範囲の上限を変更するステップと、
    を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。

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