JPH08251980A - 駆動力補助装置および駆動力補助装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】運転者の体力や疲労などの運転者状況と向い風
や登り坂など環境状況にあわせ常に適切な補助動力を供
給し快適な走行ができる駆動力補助装置を提供する。 【構成】人力駆動力の大小を検出する人力検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、運転者の運転状況を検
出する運転状況検出手段と、装置が使われる環境を検出
する環境検出手段と、前記各々検出手段より検出された
値より補助動力を比較決定する比較決定手段と、比較決
定手段より補助動力を制御するコントローラとを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人力で駆動される例え
ば自転車等の軽車両やボート等の人力の負荷を軽減する
駆動力補助装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人力による駆動力の補助をするための自
転車において、人力の駆動力を検出しこの駆動力の大き
さに対応して電動モータの駆動力を制御し、人力の負荷
を軽減することにより坂道での走行性の改善や疲労の低
減を図ることはすでに知られている。

【０００３】人力の駆動力を検出する方法としては、特
開平２−７４４９１号公報２頁に示されるようにチェー
ンの張力やペタル近傍に設置された感圧センサーにより
ペタルを踏み込む力（人力）を検出する方法や、同号公
報４頁の実施例３に示されるようにペタル回転速度を発
電機により検出する方法がある。このような方法にて検
出された駆動力に応じてモータを制御することにより、
快適な乗り心地が得られることが提案されている。

【０００４】また、乗り心地の向上や電力の効率的な使
い方を図るため、特開平５−２４６

【０００５】３７７公報４頁

【００３１】〜

【００３５】に示されるようにモータの無負荷回転数を
車速に対応した回転数に合わモータ駆動力の遅れを小さ
くする制御方法や

【０００６】、特開平５−２４６３７８公報３頁〜４頁

【００２４】〜

【００３１】に示されるように小さな人力で走る場合に
はモータ駆動力を０とし電池の消費を抑える方法が提案
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の駆動力補助装置
においては、人力の大きさやペタルの回転速度に合わせ
て補助動力を与えているために、体力のある人には補助
動力が過大となったり、登り坂では補助動力が不足した
感じとなったりする。また、運転者の疲労度合によって
も受ける補助動力の感覚は変わり、最初は過大に感じて
も、疲労してくれば不足に感じることもある。また、ペ
タルに加わる人力は周期的に変化しているため、補助動
力が人力に応じて時間の遅れなく周期的に供給されなけ
れば運転者は違和感が感じられる。人力は周期的に変化
しているため下死点にきた時にはほぼ０になるため、補
助動力も０となり動力発生のモータは停止状態となる。
モータが停止状態からある出力を発生するためには時間
的に遅れが生じるため、遅れを小さくするためには出力
の大きなモータが必要となる。また、遅れを生じさせな
いようにペタルの回転数に同期させ回転させておくこと
は、消費電力の増加をまねき走行距離が低下してしま
う。

【０００８】更に、装置の構成においても、人力の検出
器が外部にあれば転倒した場合など強い衝撃が加わった
場合壊れ易く信頼性に問題がある。さらに、雨等の自然
環境にさらされることや走行時における泥等により寿命
が短くなることや故障が発生しやすくなるという問題が
ある。また、ペタル軸近傍でケース内部に設置する場
合、限られたスペースの中には人力と車速の検出器を入
れることが難しいという問題点を有する。

【０００９】本発明は、以上のような問題点を解決する
もので、運転者の疲労や体調といった状態に合わせ、ま
た登り坂や向い風等環境によって負荷が大きく変化して
も常に適切な補助動力が与えられ快適な走行ができると
ともに小型でスペースを取らず高い信頼性が得られ経済
性に優れた駆動力補助装置および駆動力補助装置の制御
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】人力駆動手段と補助動力
駆動手段を随時使用できるようにした駆動力補助装置に
おいて、人力駆動力の大小を検出する人力検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、運転者の運転状況を検
出する運転状況検出手段と、装置が使われる環境を検出
する環境検出手段と、前記各々検出手段より検出された
値より補助動力を比較決定する比較決定手段と、比較決
定手段より補助動力を制御するコントローラとを備えて
いることを特徴とする。

【００１１】また、人力駆動手段と補助動力駆動手段を
随時使用できるようにした駆動力補助装置において、人
力の大小を検出する人力検出手段と、車速を検出する車
速検出手段と、運転者の運転状況を検出する運転状況検
出手段と、装置が使われる環境を検出する環境検出手段
と、前記各々検出手段より検出された値より補助動力を
比較決定する比較決定手段と、比較決定手段より補助動
力を制御するコントローラとを備え、人力、車速、運転
状況および環境の検出値のいずれか一つまたはこれらの
組合せにより原動機から供給される補助動力の比率を決
定し、原動機の出力を制御することを特徴とする。

【００１２】また、駆動力補助装置の電源を投入後、人
力検出手段から検出された値が基準値未満であれば補助
動力の供給を開始すると共に運転時間の計測を開始し、
前記運転時間より運転状況を検出することを特徴とす
る。

【００１３】また、駆動力補助装置の電源を投入後、人
力検出手段から検出された値が基準値未満であれば補助
動力の供給と装置の運転時間の計測を開始し、人力検出
手段からの値が基準値以上の場合運転時間を積算するこ
とを特徴とする。

【００１４】また、人力検出手段から検出された値が基
準値未満で且つ車速検出手段から検出された値が基準値
未満の場合運転休止時間を計測積算することを特徴とす
る。

【００１５】また、前記運転休止時間が基準値以上にな
れば、運転時間と運転休止時間の積算時間を０にリセッ
トすることを特徴とする。

【００１６】また、前記運転時間の計測を開始後、比較
時間帯を設け前記比較時間帯を前半と後半とに分け、比
較時間帯前半と比較時間帯後半とに検出された人力検出
手段の値または車速検出手段の値の変化を比較すること
より運転状況を検出することを特徴とする。

【００１７】また、前記比較時間帯内で比較する人力検
出手段の値または車速検出手段の値は比較時間帯前半と
比較時間帯後半各々３点以上の検出値を用いることを特
徴とする。

【００１８】また、運転者の体の一部に設けたセンサー
からの検出値により運転者の身体状況を判別し運転状況
を検出することを特徴とする。

【００１９】また、運転者が常時握る装置のハンドルグ
リップに運転者の身体状況が検出できるセンサーを設
け、前記センサーからの検出値により運転状況を検出す
ることを特徴とする。

【００２０】また、前記身体状況は血圧、心拍数、体
温、発汗、呼吸数およびハンドルに加わる歪み応力また
は圧力から選ばれるいずれか１つまたはこれらの組合せ
であることを特徴とする。

【００２１】また、サドルに運転者の重量を計測するセ
ンサーを設け、前記センサーからの検出値により運転者
の身体状況を検出することを特徴とする。

【００２２】また、駆動力補助装置の進行方向の傾斜よ
り、装置が使われている環境を検出することを特徴とす
る。

【００２３】また、駆動力補助装置が受ける風と、駆動
力補助装置の車速検出手段で検出される車速とを比較す
ることにより、装置が使われている環境を検出すること
を特徴とする。

【００２４】また、駆動力補助装置の前面に設置され、
駆動力補助装置が受ける風を導入口より導き複数個の翼
で風を回転に変え、翼の回転数より風速を求め、前記風
速と車速検出手段で検出される車速を比較することによ
り、装置が使われている環境を検出することを特徴とす
る。

【００２５】また、駆動力補助装置の前面に設置され駆
動力補助装置が受ける風を導入口より導き、前記導入口
の後方に設けた風圧検出器で風圧を求め、車速検出手段
で検出された車速より受けるであろうと予測される風圧
と前記風圧検出器より求められた風圧とを比較すること
により、装置が使われている環境を検出することを特徴
とする。

【００２６】また、人力駆動手段と補助動力駆動手段を
随時使用できるようにした駆動力補助装置の人力の検出
において、人力駆動軸に固定された固定部材と、固定部
材と弾性体で結合され人力駆動軸を回転する回転部材
と、固定部材と共に回転しながら回転部材に設けられ案
内溝により案内され人力駆動軸の軸方向に可動する移動
体と、移動体の軸方向への移動量を検出する検出素子
と、を有し、人力の大きさに応じてたわむ弾性体のたわ
み量を移動体の軸方向の移動量に変え、移動体の軸方向
の移動量より人力の大小を検出することを特徴とする。

【００２７】また、人力駆動手段と補助動力駆動手段を
随時使用できるようにした駆動力補助装置の人力の検出
において、人力駆動軸に固定された固定部材と、固定部
材に設けられた斜面をもつ溝と噛み合うように構成され
た突起で結合され人力駆動軸の軸方向に可動する移動体
と、移動体と回転方向の動きを拘束されながら人力駆動
軸を回転する回転部材と、移動体を固定部材方向に力を
加える弾性体と、移動体の軸方向への移動量を検出する
検出素子と、を有し人力の大きさに応じてたわむ弾性体
のたわみ量を移動体の軸方向の移動量に変え、移動体の
軸方向の移動量より人力の大小を検出することを特徴と
する。

【００２８】また、前記人力駆動軸、固定部材、回転部
材、移動体から選ばれるいずれか一つ以上の回転を検出
する検出素子を有し、該検出素子の検出値より求めた回
転量より車速を検出することを特徴とする。

【００２９】また、人力駆動軸と固定部材は一方向クラ
ッチで結合されていることを特徴とする。

【００３０】また、前記弾性体は金属バネまたはゴムか
ら成ることを特徴とする。

【００３１】また、人力入力時に回転する人力駆動軸、
固定部材、回転部材、移動体から選ばれる一つの部材
に、形状、磁気的、光学的、静電容量から選ばれる異質
な部分を検出素子の信号値が１回転中に少なくとも１回
以上変化するように設け、変化する信号値より回転数を
求め、求めた回転数より車速を検出することを特徴とす
る。

【００３２】また、前記異質な部分は、切り欠け、穴、
突起、溝、磁性、面粗度、色および異質または同質材料
の張り合わせの中より選ばれたことを特徴とする。

【００３３】また、前記検出素子に用いる検出手段は、
光学的、磁気的、静電気容量的、超音波的および機械電
気的から選ばれるいずれか１つまたはこれらの組合せで
あることを特徴とする。

【００３４】また、移動体の軸方向の移動量の検出と、
回転数の検出とを１個の検出素子で同時に行なうことを
特徴とする。

【００３５】また、前記移動体は高透磁率材料から成
り、少なくとも１個以上の磁石を移動体の中または移動
体と対向する位置に配置し、該移動体の移動量に応じて
変化する磁束量を、該移動体と磁石とで構成する磁気回
路の中に設けられた検出素子で検出することを特徴とす
る。

【００３６】また、人力駆動手段と補助動力駆動手段を
随時使用できるようにした駆動力補助装置の車速の検出
において、人力検出手段で検出される人力値の周期的変
化の周波数を求め、該周波数より車速を検出することを
特徴とする。

【００３７】更に、少なくとも人力の大小を検出する人
力検出手段と車速を検出する車速検出手段とを有し、前
記各々検出手段より検出された値より補助動力を比較決
定する比較決定手段と、比較決定手段より補助動力を制
御するコントローラとを備え、車速に対応する補助動力
装置の回転数を求め人力検出手段から検出された値が基
準値以下の場合には、補助動力装置の回転数を０以上か
ら車速と同等回転数未満に制御することを特徴とする。

【００３８】また更に、人力駆動手段と補助動力駆動手
段を随時使用できるようにした駆動力補助装置におい
て、補助動力を供給する動力モータと電池と制御を含む
電気回路と補助動力装置を収納するカバー等で構成され
る補助動力機構の重量を装置全重量の１／２以下にした
ことを特徴とする。

【００３９】

【作用】以上説明した本発明の駆動力補助装置によれ
ば、運転車が駆動する人力駆動力（以下人力と表現す
る）と装置の速度と、運転車の運転状況と、装置が使わ
れている環境を検出する手段と、各々検出手段より検出
された値より補助動力を比較決定し補助動力を制御する
コントローラとを備え、各々の検出手段より検出される
人力または車速または運転状況または環境の検出値のい
ずれか一つまたは複数の組合せにより、装置が使われて
いる状態や、運転者の体力や疲労など運転状況や、登り
坂や向い風といった環境状況に応じて適切な補助動力を
制御し供給するから快適な運転が得られる。また、常に
適切な補助動力が供給されエネルギーが有効に使われる
ことから積載する電池容量が少なく軽量化され、取り回
しが楽になり安全が図られる。

【００４０】駆動力補助装置の電源を投入後、人力検出
手段から検出された値が基準値未満であれば補助動力の
供給を開始すると共に運転時間の計測を開始する。

【００４１】人力検出手段の値が基準値以上または車速
検出器の値が基準値以上の場合、装置の運転時間を積算
し、その時間より運転状況を判別し補助動力を制御す
る。

【００４２】また、運転時間とは別に人力検出手段と車
速検出器の値が基準値未満の時は運転を休止しているも
のと判断し、運転休止時間も積算していきこの時間があ
らかじめ決められた基準値以上になれば運転時間と運転
休止時間を０にリセットする。人力検出器に基準値以上
の入力が加わっている場合は運転状態であるから運転時
間を積算するが、例えば下り坂で自走している場合は速
度は基準値以上であるが、人力は基準値以下であるから
運転時間には積算せず、人力と車速が基準値以下の場合
は停止と判断し運転休止時間を積算していく。停止の場
合、休息や信号待ちの僅かの停止であれば運転時間は継
続してカウントし運転状況も継続し、長時間の休息の場
合は体力も回復するから運転状況は初期状態とし運転時
間を０にリセットすればよい。また、長時間使用しない
のであればこれも初期状態にもどすことがよい。

【００４３】また、運転者の疲労状況から運転状況を検
出するには、運転者からの血圧、心拍数、体温、発汗や
呼吸数といった身体からの情報を監視することや装置に
設けた運転姿勢などから得ることができる。例えば身体
情報からは、運転開始後時間経過と共に前述の血圧、心
拍数、体温、発汗や呼吸数は増加してくる。これらは人
各々により個人差はあるが、増加率をとらえある増加率
以上になった場合疲労が増してきたと判断することがで
きるし、疲労度合に応じて補助比率を増加すれば快適な
運転が得られる。身体情報を得るには身体の一部、例え
ば腕や胸元にセンサーをバンドで取付て読取、その信号
を例えばハンドルに取り付けられたコネクターより制御
回路に送ればよい。これ以外にも人力や車速のパターン
変化からも疲労をとらえることができる。運転当初は人
力も強いし車速も速いが、疲労すれば人力や車速は低下
してくる。この変化するパターンより運転状況が検出で
きる。

【００４４】また、運転状況は運転者の姿勢からも得る
ことが可能である。大きな負荷に対応しなければならな
いときは、腕に力を入れハンドルを支えにしてペタルを
踏み込むし、また、疲労してくれば踏み込む力が弱くな
りサドルにどっかりと座ってしまう。だから、ハンドル
に握力やハンドルに加わる歪みを検出することでも、ま
たサドルに加わる圧力を検出することでも運転状況は検
出できる。

【００４５】また、装置の使われている環境は、進行方
向に対する傾きや、装置または運転者が受ける風と車速
を比較することから検出することができる。例えば、自
転車では登り坂を上がる場合や向い風の中を運転する場
合、運転者の疲労は通常状態に比べ大変大きなものとな
る。そこで、進行方向の傾斜がプラス（登り坂）かマイ
ナス（下り坂）かを判断しプラスの場合はその値に応じ
て補助比率を変える（増加する）ことで、運転者は疲労
が少なく快適な運転ができる。

【００４６】向い風を検出するには、装置の前面に設け
た導入口より風を取込み、導入口の後端にある翼で回転
に変えその回転数を読み取ることから風速を求め車速と
比較すれば、向い風をどの程度受けているのかを判断で
きる。また、導入口の後端に圧力センサーを置き、その
圧力と車速と比較することからも同様に向い風の量も判
断できる。このようにして検出された向い風に対して補
助比率を変えることより、運転者は疲労が少なく快適な
運転ができる。

【００４７】また、人力駆動軸に固定された固定部材
と、回転可能な回転部材と、回転部材または固定部材に
設けられた案内溝により人力の入力に応じて人力駆動軸
の軸方向に可動する移動体の移動量を検出することより
人力を検出でき、移動体の一部に形状、磁気や光学的に
異質な部分を設け回転数を検出することで車速を検出で
きる。これら検出器は容易な構成で得ることが可能で、
小型化できることから原動機と減速機と共通のケースま
たは個々の部品を収納するケースを組合わせることで簡
単に補助動力発生装置が構成できる。この点より検出器
が外部に露出することなく高い信頼性が容易に得られ
る。検出器は光学的な方法、磁気的な方法、静電気容量
を使う方法や超音波を使う方法で構成できることより設
計の自由度が大きいことや要求に対して幅広く応えるこ
とができる。また、磁気的な検出方法は１個以上の磁石
を用い移動体を高透磁率材料とし、移動体と対向する位
置に磁気検出素子を配置することで、できる。

【００４８】また、車速を検出するのに人力検出手段よ
り検出された周期的に変化する人力値の周波数より計算
により求めることができるから、部品点数が減り安価と
なる。

【００４９】また、少なくとも人力検出手段と車速検出
手段を有しそれらより得られた値により補助動力を決定
する手段を備えた装置では、補助動力装置の回転数を、
０以上、車速と同等回転数未満にすることにより、周期
的に変動する人力に対して遅れを少なくし違和感を与え
ることなくまた消費電力を低減し一充電当たりの走行距
離を延ばすことができる。

【００５０】更に、随時補助動力が使用できる補助動力
補助装置では、補助動力を発生させるモータ（必要な減
速機を含む）と電池と制御を含む電気回路とこれらを収
納するカバー等が装置全重量の１／２以下とすることに
より、操縦感覚に違和感がなくまた補助動力が得られる
ことより安全で快適な走行が得られる。また、走行中も
しも電池が無くなっても補助動力装置の重量は装置全重
量の半分以下であるから十分人力だけでも走行ができ
る。

【００５１】

【実施例】

（実施例１）本発明の駆動力補助装置および駆動力補助
装置の制御方法の一実施例について自転車の例を基に図
面を参照し説明する。図１は本発明の駆動力補助装置の
側面図である。自転車１は、ダウンパイプ３、トップパ
イプ２とシートパイプ４でメインフレームが構成され、
シートパイプの上方にはサドル１１メインフレーム下部
にはペタル６があり、ペタル６に加えられた駆動力はペ
タルスプロケット２８ａからチェーン５を通じて後輪ス
プロケットに伝達され後輪１２が駆動される。

【００５２】ダウンパイプ３には、補助動力を供給する
電動モータ７と減速機８が取り付けられている。シート
パイプ４と後輪の間にはモータへ電力を供給する電池１
０が取り付けられている。電池１０は鉛電池などのよう
な充電可能な電池である。モータ７の前方上方向にはコ
ントローラ５６やモータ駆動素子などを含む電気回路４
６が取り付けられている。

【００５３】次にモータ、減速機で構成される駆動ユニ
ットについて更に詳細に説明する。図３は本発明の駆動
ユニットの断面図であり、補助動力はモータ７の出力軸
３０から減速機８へ入力される。減速機８は遊星歯車減
速機３１で構成されその出力軸に取り付けられた傘歯車
１６から傘歯車１７、一方向クラッチ１８ｂを通じて回
転部材２３に伝えられるように構成されている。

【００５４】駆動軸１４は軸受１９、２０、２１で保持
されている。片側の軸受２０、２１の径方向に軸受２２
を配置し回転部材２３が保持されている。駆動軸１４と
固定部材２６の間には一方向クラッチ１８ａを介して組
み付けられている。固定部材２６と回転部材２３は弾性
体２５により連結され、回転部材２３の一方にはペタル
スプロケット２８が固定されている。ペタルに加えられ
た力は駆動軸１４から一方向クラッチ１８ａで一方向の
力を固定部材２６、弾性体２５、回転部材２３へと伝え
られる。一方、補助動力のモータ出力は減速機８、一方
向クラッチ１８ｂを介して回転部材２３に伝えられ、回
転部材２３で人力と補助動力が合成されペタルスプロケ
ット２８から後輪へと伝えられる。

【００５５】一方向クラッチはペタルを逆転したときに
モータの逆転防止として駆動軸１４と固定部材２６との
間に、また、モータを駆動しない場合、モータと減速機
の回転防止としてペタル駆動軸１４と傘歯車１７の間に
配置してある。

【００５６】駆動軸１４に加えられる人力の大きさを検
出するために、回転部材２３には人力に応じて軸方向に
移動する移動体２４があり、その移動量を検出する検出
素子２７がケース２９に取り付けられている。

【００５７】更に、検出方法について詳細に説明する。
図４と図５は本発明の検出部分の断面図であり、図４は
弾性体に金属コイルバネを用いた一例を示す。回転部材
２３には螺旋の溝３２が設けられ、その溝３２に案内さ
れ軸方向に可動する移動体２４が組込まれている。大き
な駆動力が加わった場合移動体２４を止めるストッパー
３３が溝３２の終端に設けられている。移動体２４は固
定部材２６に固定された案内棒３４により回転方向の動
きを規制されているが、軸方向への移動は自在である。
回転部材２３は固定部材２６と弾性体２５とつながれて
いるため回転方向に制約されている。図示はしていない
が弾性体２５と回転部材２３、固定部材２６とは回転方
向に回らないように、例えば穴などに弾性体の端または
一部を入れて固定されている。

【００５８】このような状態において、ペタル６を介し
て人力を加わえれば駆動力は、駆動軸１４、固定部材２
６、弾性体２５、回転部材２３、ペタルスプロケット２
８ａを通じて後輪に動力伝達するが、後輪に負荷がある
から回転部材２３は、人力の大きさと弾性体２５との強
さにの関係よりある量同期がずれて（位相がずれる）回
転する。回転部材２３には螺旋の溝３２があることから
ずれた回転分だけ移動体２４は軸方向に移動することに
なる。例えば、図４に示すように駆動軸１４を右（図に
示す矢印の方向）に回転させれば回転体２３は見かけ状
左に回転し、移動体２４は溝３２に案内され検出素子２
７から離れるように軸方向に移動する。この移動量は人
力と弾性体２５の強さによりあらかじめ分かるから、静
止状態からの移動量を検出素子２７で検出ことにより加
えられた人力が測れる。また、人力が減少すれば移動体
２４は弾性体２５により回転方向に戻され溝３２により
軸方向の移動に変えられ元の位置に戻る。このようにし
てペタルに加わる人力の大きさを測ることができる。

【００５９】前述と同様な方法にて、図５をもとに他の
方法について説明する。尚、図５では他の弾性体として
高弾性体のゴムを用い、移動体と回転体の溝の他の一例
を示す。固定部材２６には斜面４８をもつ溝４６があ
り、移動体２４には溝４６と噛み合うように構成された
突起４７が円周方向に複数設けられている。移動体２４
は高弾性率から成る弾性体２５により固定部材２６の方
向に押しつけられ溝４６と突起４７の各々の斜面４８で
噛み合っている。移動体２４は回転部材２３に挿入さ
れ、回転方向にはキー４０により回転方向は規制されて
いるが、軸方向の動きは自由にして組み合わされてい
る。駆動軸１４に人力が加わると、固定部材２５と移動
体２４はねじられ、斜面４８に案内され移動体２４は軸
方向に移動する。移動量は移動体２４の端面に設けた案
内棒３４で検出素子２７に伝えられ、案内棒３４の移動
量を検出素子２７で検出する。本実施例の場合検出素子
にポテンショメータを使い電圧変化をとらえることで容
易に移動量を検出できる。この移動量は、人力の大きさ
と弾性体２５の強さと斜面４８の角度に応じて決まるか
ら、移動量を検出することで加えられた人力の大きさが
測れる。

【００６０】上述の本発明の実施例では、弾性体にねじ
りコイルバネ金属性バネや高弾性のゴムを用いた例につ
いて述べてきたが本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば圧縮バネやトーションバー等を用いて回転方
向の力に変えられる弾性体ならば同様な効果を有するも
ので、本発明の主旨に沿うものである。

【００６１】ここで用いた検出素子は、例えばレーザー
や発光ダイオード等の発光素子の光を移動体に当てその
反射光を受光素子で受け移動体の移動量を測る光学的な
検出素子を用いる方法や、少なくとも検出素子と移動体
との間で磁気回路を構成しホール素子やＭＲ素子等の磁
気検出素子で移動量に応じて変化する磁束の変化量から
移動量を測る磁気的な検出素子を用いる方法や、移動体
２４の静電容量の変化より移動量を測る静電容量的な検
出素子を用いる方法や、または移動体２４に超音波を当
てその反射状況より移動量を測る超音波的な検出素子を
用いる方法や、または機械的変位を電気的な変位に変え
る例えばポテンショメータを用いて移動量を電圧に変え
て測る機械電気的な方法などが使える。以上述べてきた
いずれの方法も移動体の移動変化量、つまり検出素子と
移動体の距離の変化量を何等かの方法に変えて測ること
によりその値から駆動軸に加わる人力を測るものであ
る。従って本発明で述べた方法以外においても、移動体
の距離の変化量を読み取れる方法であれば同様な効果を
有するもので上記方法に限定されるものではない。また
同様に、駆動軸に加えられた人力を軸方向の移動量に変
える方法であれば、前述の方法に限定されるものではな
い。

【００６２】図６は磁気検出素子を用いた検出方法を示
す図であり、図６（ａ）は移動体と軸方向に対面するよ
うに検出素子を配置した例を、図６（ｂ）は検出素子を
移動体の外径方向に配置した例である。図６（ａ）にお
いて移動体２４と回転体２３は高透磁率材料から成り、
磁気検出素子３５は電気配線された基板３６に取り付け
られている。磁気検出素子３５、基板３６の後方にはバ
ックヨーク３８に取り付けられた永久磁石３７が配置さ
れている。バックヨーク３８はケース２９に取付（図示
せず）と、回転部材２３と磁気回路３９を構成するため
に必要な形状が一体化された形状となっている。永久磁
石３７の磁束は磁気回路３９を通り、磁気検出素子３５
で磁束を検出する構成から、移動体２４が磁気検出素子
３５に近ずけば磁束量（磁束密度も同様に）が増える。
一方、反対に移動体２４が磁気検出素子３５から離れれ
ば磁束量は減少する。このように磁束の変化量より移動
量を測定できる。

【００６３】図６（ｂ）も同様に、高透磁率材料から成
る移動体２４の径方向に磁気検出素子３５、基板３６、
永久磁石３７、バックヨーク３８が配置され、それらは
図示してないがケースに取付られている。前述と同様
に、移動体２４の移動量に応じて永久磁石３７からの磁
束が変化することより同様な効果を有する。但、本実施
例の場合、磁束はピークをもつ左右対象の変化をするか
らピークの片側だけを使わなければならない。つまり移
動体２４と磁気検出素子３５の中心を正確に合わせる
か、または磁気検出素子３５の中心を移動体２４の移動
方向と反対側にわずかにずらしておく必要がある。

【００６４】以上、本発明の磁気検出方法では永久磁石
を１個用いた例について述べたが、これ以外に例えば移
動体の方に配置しても、または複数個用いて磁気回路を
構成しても同様な効果を有するもので本実施例に限定さ
れるものではない。また、回転部材２３も高透磁率材料
を用い磁気回路を構成される例で述べたが、回転部材２
３は非磁性とし移動体と永久磁石３７、バックヨーク３
８だけで磁気回路を構成しても同様な効果を有するもの
である。

【００６５】次に車速検出手段について述べる。装置の
速度を検出するには、前輪１３の回転数を読み取る方法
もあるが、移動体２４の回転数からも検出できる。移動
体２４の一部に形状、磁気的または光学的に異質な部分
を設け、検出素子の出力信号が回転に応じて変化する例
えば１回転で１パルス信号が出る部分を作ればよい。異
質な部分とは、全体の中より異なる部分であればよい。
切り欠け、穴、突起、溝、面粗度など形状や磁性非磁性
といった磁気的なもの、色、異質材料または同質材料の
張り合わせなどの光学的なものがある。光学検出素子の
場合、反射光に変化が現れればよいから、切り欠け、
穴、突起、溝、面粗度、色、異質材料または同質材料の
張り合わせで異質な部分ができるからこの中より選べば
よい。また同様に、磁気検出素子の場合、磁気的な変化
が現れればよいから、切り欠け、穴、突起、溝、非磁
性、異質材料または同質材料の張り合わせの中より選べ
ばよい。また同様に、静電容量検出素子の場合、静電容
量が変化すればよいから、切り欠け、穴、突起、溝、面
粗度、異質材料または同質材料の張り合わせの中より選
べばよい。また同様に、超音波検出素子の場合、切り欠
け、穴、突起、溝、面粗度、異質材料または同質材料の
張り合わせの中より選べばよい。

【００６６】移動体２４の回転を検出するのに、移動量
を検出する素子１個を共通で使っても、また移動量と回
転検出に各々専用に検出素子を用いてもどちらでもよ
い。１個の場合部品点数も少なくなるから装置を小さく
安価に構成できる。また、以上述べた方法以外にも、周
期的に変化する人力の周波数変化や駆動軸、回転体など
の回転数からも車速を求めることができる。

【００６７】次に運転者の運転状況の検出手段について
述べる。運転者の運転状況は、運転者の疲労や通常に比
べ大きな負荷が加わった場合を検出すればいいから、運
転時間から検出する方法、運転者の血圧、心拍数、体温
発汗、呼吸数といった生理的な変化からの身体状況を検
出する方法、腕や手に力が入る、サドルにしっかり座っ
てしまうなど運転者の姿勢が変化する状況から身体状況
を検出する方法で検出できる。

【００６８】更に詳細に説明する。図７は本発明の運転
時間計測の動作図であり、図７をもとに運転時間より運
転状況を検出する方法について説明する。キースイッチ
（図示せず）で電源をＯＮして（ステップ１００）作動
を開始し、人力＜基準値であるかを判別（ステップ１０
１）する。人力≧基準値であれば何か異常があるものと
して動作を中止する。人力＜基準値であれば正常として
補助動力の補助を開始（ステップ１０２）し、時計計測
を開始（ステップ１０３）する。次に人力≧基準値の場
合運転時間ｔを積算する（ステップ１０４、ＹＥＳ→ス
テップ１０５）。人力＜基準値の場合（ステップ１０
４、ＮＯ→ステップ１０６）車速を基準値と比較し車速
≧基準値ならばペタルは踏み込んでいないけれど運転は
継続している（例えば下り坂など）ものとみなしステッ
プ１０４に戻す（ステップ１０６、ＹＥＳ→ステップ１
０４）。車速＜基準値の場合、人力も加わっていないし
車速もない状態であるから装置は停止または休憩してい
るものとみなし運転休止時間ｔａを積算する（ステップ
１０６、ＮＯ→ステップ１０７）。次に運転休止時間ｔ
ａを基準値と比較してｔａ≦基準値ならばステップ１０
４に戻す（ステップ１０８、ＹＥＳ→ステップ１０
４）。ｔａ＞基準値ならば休憩後疲労は回復したとみな
し、運転時間ｔと運転休止時間ｔａを０にリセットして
時計を停止しておわり、元に戻す（ステップ１０８、Ｎ
Ｏ→ステップ１１０→ステップ１１１）。以上のような
方法にて運転時間と運転休止時間を得ることができる。

【００６９】運転者の生理的変化する身体状況から運転
状況を検出するには、図８に示すセンサー７１を腕また
は胸など身体の一部に付け、転者の血圧や心拍数や体温
発汗や呼吸数など運転者の身体状況が運転することから
の変化で読み取る。この場合、一つの項目、複数または
全部の項目でもかまわない。また、これらの項目につい
ては運転者の個人差が大きいから、走行前に予め測定し
運転後の変化量としてとらえる方が望ましい。センサー
７１からの信号はリード線７２、リード線の先に付けた
コネクタジャック７３をハンドル９に設けたコネクタ７
４に接続し電気回路４６に伝えることで運転状況が検出
できる。

【００７０】運転者の姿勢の変化より運転状況を検出す
る方法として、ハンドルに加わる圧力や歪みを検出する
方法がある。図９はハンドルグリップの斜視図であり、
ハンドル９のグリップ４３の中に設けたセンサー４４で
ハンドルに加わる圧力や歪みで運転者の姿勢変化を検出
する。つまり、大きな負荷が加われば運転者は腕に力を
入れその反動を利用してペタルをこぐ姿勢となり、ハン
ドルは運転者の方に引かれる形となる。それをセンサー
４４で圧力または歪みとして読むことで運転状況がとら
えることができる。センサー４４の信号はセンサー４４
から延びるリード線４５を電気回路４６に接続する。

【００７１】また、運転者の姿勢の変化より運転状況を
検出する別な方法として、サドルに加わる体重の変化よ
り検出する方法がある。図１０はサドルの説明図であ
り、サドル１１には運転者の重量を検出するセンサー４
２が設けられ、運転者の運転姿勢の変化より運転状況を
検出する。運転者は、運転当初ペタルをしっかりこぐこ
とから足で体重を支えサドルからはやや浮くような状態
になのに対し、疲労してくればサドルにどっかりと座る
ことからサドルに加わる体重の変化を検出することで疲
労度が分かる。

【００７２】また、別な方法にて運転状況を検出するに
は、ある時間に対する人力または車速の変化を検出する
ことでも可能である。図１２に示すように、運転時間の
中に比較時間帯を設け、前半ａと後半ｂとに分け、その
時間帯の人力または車速の変化するパターンより検出で
きる。図１２の例では、人力または車速が前半の比較時
間帯ａではほぼ一定なのに対し後半の比較時間帯ｂでは
低下傾向にある。これは疲労により低下していると見な
せるから、人力または車速の傾向をとらえることで運転
状況が検出できる。

【００７３】この場合、前半後半の比較時間帯各々３点
以上の検出値を使い変化する傾向をとらえれば比較でき
る。検出値は多ければ多いほど精度が高くなるがメモリ
ー容量や演算時間が増える数十点を用いて比較すること
が望ましい。

【００７４】次に環境検出手段について述べる。装置が
使われている環境で、運転者に大きな負荷を与える要素
としては登り坂や向い風がある。登り坂を検出するには
傾斜計を用い、装置のが進行方向に対する傾きが、向い
風を検出するには装置が受ける風と車速を比較すればよ
い。

【００７５】図１１は本発明の風検出器の断面図であ
り、風検出器６０は装置１の前面に設置され、受ける風
を導入口６１より複数の翼で構成された風車６２に導
く。風車６２は風の強さに応じて回転するからその回転
数を回転検出器６３により検出することで風速が分か
る。装置が受ける風は、自然の風と装置が走行すること
により受ける速度に依存する風があるから、風検出器６
０の風速から車速に対応する風速分を減ずることで向い
風がわかる。当然追い風の場合には求めた向い風の値が
マイナスになるが走行負荷にはならないからこの値はつ
かわなければよい。風検出器６０で風速を得る別な方法
として、風車６２の代わりに圧力センサーで風圧を検出
し、圧力より前述と同様な方法にて風速を求めてもよ
い。

【００７６】以上述べたような方法で検出された人力、
車速、運転状況と環境状況は、図２に示す系統図により
補助動力が与えられる。装置に加えられる人力５０は駆
動軸１４を通じて後輪１２伝達されると共に、人力検出
手段５１で大きさを検出される。車速検出手段５２で車
速を、運転状況検出手段５３で運転者の運転状態を、環
境検出手段５４で装置が使われている環境をそれぞれ検
出し、比較決定手段５５で各々の検出値をもとにメモリ
ーに記憶された特性と比較し補助動力の比率を決める。
コントローラ５６は決められた補助動力の比率より原動
機であるモータ出力の制御を行い、モータから与えられ
た補助動力５７は駆動軸１４で人力と合成され後輪１２
へと伝達される。

【００７７】ここで決められる補助動力の比率は、人
力、車速、運転状況や環境の全ての条件より決めてもよ
いし、またこれらの条件の中よりどれか一つの条件また
は複数の条件より決めてもよい。快適な走行感を得るた
めにの補助動力の補助比率（パターン）は色々あるが、
人力に対する補助比率を一つの基準として運転状況や環
境の条件に応じて補助比率を可変することが望ましいパ
ターンである。例えば、登り坂の傾斜や向かい風の強さ
に応じて平地を通常走行するよりも大きくしていき、通
常走行になれば元に戻し、また身体状況の疲労に応じて
徐々に大きくしていけばよい。図１３は補助比率パター
ンの一例を示す図であり、例えば身体状況や運転時間で
疲労度で運転状況を検出し、運転状況に対する補助比率
の変化を示している。運転者は運転時間と共に疲労する
から、運転時間や身体状況と共に補助比率を上げていく
ことで運転者の疲労を低減し快適な運転ができるように
してある。補助比率の変化もステップ状８２に変化させ
てもリニア的８２に変化させてもどちらでもよいが、急
激大きな変化が現れれば違和感を運転者に与えるから、
違和感が感じられない程度にするのが望ましい。

【００７８】（実施例２）図１４は人力と補助動力の変
動を説明する図であり、ペタルに加えられる人力５０は
周期的に変化し、人力に対応して補助動力５７が付加さ
れている。人力が０付近では補助動力の付加が停止され
る。なぜならば、人力が０ならば駆動力がないから補助
動力もない。また、０付近は人力検出器の誤差などが発
生することから、ある基準値９０を設け基準値未満の場
合も補助動力は付加されない。

【００７９】補助動力５７を付加させない基準値９０未
満のときにモータを停止させるのではなく、モータの回
転数を０以上から車速と同等回転数未満に回転させてお
き、次の人力の山がきた時に合わせてモータ出力を上げ
れば遅れが少なく同期して補助が与えられる。モータ回
転数を０（停止）にしたのでは遅れが生じるし、車速に
合わせて回転させていれば本来必要でないエネルギーを
使うこととなり消費電力が大きくなり一充電当たりの走
行距離が低下する。従って、モータ回転数は上記条件の
０以上から車速と同等回転数未満の中より設定するのが
よい。その場合、設定回転数は一定でもよいし、車速に
比例させても可変してもよい。このようにすれば低消費
電力化ができ一充電当たりの走行距離を伸ばすことがで
きる。そして補助動力の遅れが少ないから違和感なく快
適な走行感が得られる。

【００８０】（実施例３）補助動力は、大きければ大き
い程、また一充電当たりの走行距離は長ければ長い程良
いが、大きな駆動力を得るためには大きなモータが必要
になるし、走行距離を長くすれば電池も多くなり重量の
増加をまねき、本来持っている自転車の軽快な取り回し
ができなくなる。本来持つ装置の機能を損なわず更に補
助動力の付加ができる条件を検討する。

【００８１】駆動力補助装置として自転車を使い、走行
や駐輪時の取り回しと電池が切れた場合人力のみで大き
な負担なく走行でき、日常使用で問題ない一充電当たり
の走行距離を約１５〜３０ｋｍとした時の装置の重量を
測った。結果を表１に示す。

【００８２】

【表１】

【００８３】自転車と補助動力を与えるための補助動力
機構（モータ、減速機、各種検出器、コントローラを含
む電気回路、電源の電池とそれらを構成するためのケー
スやカバーなど）の重量は装置全重量の半分以下であれ
ば問題ないことが分かった。

【００８４】補助動力は装置に付加を与えるものである
ことからも、付加機構が本来の装置以下であることは望
ましいことと言える。

【００８５】以上本実施例の駆動力補助装置には自転車
の例を基に説明してきたが、これ以外に足で漕ぐボート
などにも適用できることはもちろん可能であり、実施例
に限定されるものではない。

【００８６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので以下に記載されるような効果を有する。

【００８７】運転車が駆動する人力と装置の速度と、運
転車の運転状況と、装置が使われている環境を検出する
手段と、各々検出手段より検出された値より補助動力を
比較決定し補助動力を制御するコントローラとを備え、
各々の検出手段より検出される人力または車速または運
転状況または環境の検出値のいずれか一つまたは複数の
組合せにより、装置が使われている状態や、運転者の体
力や疲労など運転状況や、登り坂や向い風といった環境
状況に応じて原動機を制御し常に適切な補助動力が供給
されるから、エネルギーが有効に使われ積載する電池容
量が少なく軽量化され、取り回しが楽になり安全で快適
な走行が得られる。

【００８８】また、人力駆動軸に固定された固定部材
と、人力駆動軸を回転する回転部材と、固定部材と共に
回転しながら回転部材に設けられと案内溝により案内さ
れ人力の入力に応じて人力駆動軸の軸方向に可動する移
動体と、移動体を人力に比例した可動量にするための弾
性体を設け、移動体の軸方向の移動量より人力の大小を
検出し、回転する駆動軸を含む構成部品の回転量または
周期的に変化する人力の周波数より車速を検出すること
から容易に人力と車速を測定することができる。そし
て、これら機構部品は一体のケースに内蔵されるため雨
や泥等が入らず信頼性に優れる。

【００８９】また、人力検出手段から検出された値以下
の場合には車速に対応する補助力駆動装置の回転数を０
以上から車速と同等回転数未満に保つことから、補助動
力の供給の遅れが少なく違和感のない走行感が得られ、
且つ低消費電力化が図られ一充電当たりの走行距離を延
ばすことができる。

【００９０】更に、補助動力を供給する補助動力機構の
重量を補助動力装置の全重量に対して１／２以下とした
ことにより、装置本来の機能を損なうことなく補助動力
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の駆動力補助装置の側面図。

【図２】本発明の駆動力補助装置の動力系図。

【図３】本発明の駆動ユニットの断面図。

【図４】本発明の検出部分の断面図。

【図５】本発明の検出部分の断面図。

【図６】磁気検出素子を用いた検出方法を示す図。

【図７】本発明の運転時間計測の動作図。

【図８】運転者の生理的変化を検出する図。

【図９】ハンドルグリップの斜視図。

【図１０】サドルの説明図。

【図１１】風検出器の断面図。

【図１２】運転状況検出を説明する図。

【図１３】補助比率パターンの一例を示す図。

【図１４】人力と補助動力の変動を説明する図。

【符号の説明】

１ 自転車 ２ トップパイプ ３ ダウンパイプ ４ シートパイプ ５ チェーン ６ ペタル ７ モータ ８ 減速機 ９ ハンドル １０ 電池 １１ シート １２ 後輪 １３ 前輪 １４ 駆動軸 １５ クランク １６ 、１７ 傘歯車 １８ａ、１８ｂ 一方向クラッチ １９ 、２０、２１、２２ 軸受 ２３ 回転部材 ２４ 移動体 ２５ 弾性体 ２６ 固定部材 ２７ 検出素子 ２８ａ、２８ｂ スプロケット ２９ ケース ３０ モータ出力軸 ３１ 遊星歯車 ３２、４６ 溝 ３３ ストッパー ３４ 案内棒 ３５ 磁気検出素子 ３６ 基板 ３７ 永久磁石 ３８ バックヨーク ３９ 磁気回路 ４０ キー ４２、４４ センサー ４３ グリップ ４５、７２ リード線 ４７ 突起 ４８ 斜面 ５０ 人力 ５１ 人力検出手段 ５２ 車速検出手段 ５３ 運転状況検出手段 ５４ 環境状況検出手段 ５５ 比較決定手段 ５６ コントローラ ５７ 補助動力 ５８ メモリー ６０ 風検出器 ６１ 導入口 ６２ 風車 ６３ 回転検出器 ７１ センサー ７３ コネクタージャック ７４ コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 邦章 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 新海 勝美 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (43)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人力駆動手段と補助動力駆動手段を随時使
   用できるようにした駆動力補助装置において、人力の大
   小を検出する人力検出手段と、車速を検出する車速検出
   手段と、運転者の運転状況を検出する運転状況検出手段
   と、装置が使われる環境を検出する環境検出手段と、前
   記各々検出手段より検出された値より補助動力を比較決
   定する比較決定手段と、比較決定手段より補助動力を制
   御するコントローラと、を備えていることを特徴とする
   駆動力補助装置。
2. 【請求項２】人力駆動手段と補助動力駆動手段を随時使
   用できるようにした駆動力補助装置において、人力の大
   小を検出する人力検出手段と、車速を検出する車速検出
   手段と、運転者の運転状況を検出する運転状況検出手段
   と、装置が使われる環境を検出する環境検出手段と、前
   記各々検出手段より検出された値より補助動力を比較決
   定する比較決定手段と、比較決定手段より補助動力を制
   御するコントローラと、を備え、人力、車速、運転状況
   および環境の検出値から選ばれるいずれか一つまたはこ
   れらの組合せにより原動機から供給される補助動力の比
   率を決定し、原動機の出力を制御することを特徴とする
   駆動力補助装置の制御方法。
3. 【請求項３】駆動力補助装置の電源を投入後、人力検出
   手段から検出された値が基準値未満であれば補助動力の
   供給を開始すると共に運転時間の計測を開始し、前記運
   転時間より運転状況を検出することを特徴とする請求項
   １記載の駆動力補助装置。
4. 【請求項４】駆動力補助装置の電源を投入後、人力検出
   手段から検出された値が基準値未満であれば補助動力の
   供給と装置の運転時間の計測を開始し、人力検出手段か
   らの値が基準値以上の場合運転時間を積算することを特
   徴とする請求項３記載の駆動力補助装置。
5. 【請求項５】人力検出手段から検出された値が基準値未
   満で且つ車速検出手段から検出された値が基準値未満の
   場合運転休止時間を計測積算することを特徴とする請求
   項３記載の駆動力補助装置。
6. 【請求項６】前記運転休止時間が基準値以上になれば、
   運転時間と運転休止時間の積算時間を０にリセットする
   ことを特徴とする請求項３、請求項４、請求項５記載の
   駆動力補助装置。
7. 【請求項７】前記運転時間の計測を開始後、比較時間帯
   を設け前記比較時間帯を前半と後半とに分け、比較時間
   帯前半と比較時間帯後半とに検出された人力検出手段の
   値または車速検出手段の値の変化を比較することより運
   転状況を検出することを特徴とする請求項１記載の駆動
   力補助装置。
8. 【請求項８】前記比較時間帯内で比較する人力検出手段
   の値または車速検出手段の値は比較時間帯前半と比較時
   間帯後半各々３点以上の検出値を用いることを特徴とす
   る請求項７記載の駆動力補助装置。
9. 【請求項９】駆動力補助装置の電源を投入後、人力検出
   手段から検出された値が基準値未満であれば補助動力の
   供給を開始すると共に運転時間の計測を開始し、前記運
   転時間より運転状況を検出することを特徴とする請求項
   ２記載の駆動力補助装置の制御方法。
10. 【請求項１０】駆動力補助装置の電源を投入後、人力検
    出手段から検出された値が基準値未満であれば補助動力
    の供給と装置の運転時間の計測を開始し、人力検出手段
    からの値が基準値以上の場合運転時間を積算することを
    特徴とする請求項９記載の駆動力補助装置の制御方法。
11. 【請求項１１】人力検出手段から検出された値が基準値
    未満で且つ車速検出手段から検出された値が基準値未満
    の場合運転休止時間を計測積算することを特徴とする請
    求項９記載の駆動力補助装置の制御方法。
12. 【請求項１２】前記運転休止時間が基準値以上になれ
    ば、運転時間と運転休止時間の積算時間を０にリセット
    することを特徴とする請求項９、請求項１０、請求項１
    １記載の駆動力補助装置の制御方法。
13. 【請求項１３】前記運転時間の計測を開始後、比較時間
    帯を設け前記比較時間帯を前半と後半とに分け、比較時
    間帯前半と比較時間帯後半とで人力検出手段の値または
    車速検出手段の値の変化を比較することより運転状況を
    検出することを特徴とする請求項２記載の駆動力補助装
    置の制御方法。
14. 【請求項１４】前記比較時間帯内で比較する人力検出手
    段の値または車速検出手段の値は比較時間帯前半と比較
    時間帯後半各々３点以上の検出値を用いることを特徴と
    する請求項１３記載の駆動力補助装置の制御方法。
15. 【請求項１５】運転者の体の一部に設けたセンサーから
    の検出値により運転者の身体状況を判別し運転状況を検
    出することを特徴とする請求項１記載の駆動力補助装
    置。
16. 【請求項１６】運転者が常時握る装置のハンドルグリッ
    プに運転者の身体状況が検出できるセンサーを設け、前
    記センサーからの検出値により運転状況を検出すること
    を特徴とする請求項１記載の駆動力補助装置。
17. 【請求項１７】前記身体状況は血圧、心拍数、体温、発
    汗、呼吸数およびハンドルに加わる歪み応力または圧力
    から選ばれるいずれか１つまたはこれらの組合せである
    ことを特徴とする請求項１５または請求項１６記載の駆
    動力補助装置。
18. 【請求項１８】サドルに運転者の重量を計測するセンサ
    ーを設け、前記センサーからの検出値により運転者の身
    体状況を検出することを特徴とする請求項１記載の駆動
    力補助装置。
19. 【請求項１９】駆動力補助装置の進行方向の傾斜より、
    装置が使われている環境を検出することを特徴とする請
    求項１記載の駆動力補助装置。
20. 【請求項２０】駆動力補助装置が受ける風と、駆動力補
    助装置の車速検出手段で検出される車速とを比較するこ
    とにより、装置が使われている環境を検出することを特
    徴とする請求項１記載の駆動力補助装置。
21. 【請求項２１】駆動力補助装置の前面に設置され、駆動
    力補助装置が受ける風を導入口より導き複数個の翼で風
    を回転に変え、翼の回転数より風速を求め、前記風速と
    車速検出手段で検出される車速を比較することにより、
    装置が使われている環境を検出することを特徴とする請
    求項２０記載の駆動力補助装置。
22. 【請求項２２】駆動力補助装置の前面に設置され駆動力
    補助装置が受ける風を導入口より導き、前記導入口の後
    方に設けた風圧検出器で風圧を求め、車速検出手段で検
    出された車速より受けるであろうと予測される風圧と前
    記風圧検出器より求められた風圧とを比較することによ
    り、装置が使われている環境を検出することを特徴とす
    る請求項２０記載の駆動力補助装置。
23. 【請求項２３】運転者の体の一部に設けたセンサーから
    の検出値により運転者の身体状況を判別し運転状況を検
    出することを特徴とする請求項２記載の駆動力補助装置
    の制御方法。
24. 【請求項２４】運転者が常時握る装置のハンドルグリッ
    プに運転者の身体状況が検出できるセンサーを設け、前
    記センサーからの検出値より運転状況を検出することを
    特徴とする請求項２記載の駆動力補助装置の制御方法。
25. 【請求項２５】前記身体状況は血圧、心拍数、体温、発
    汗、呼吸数およびハンドルに加わる歪み応力または圧力
    から選ばれるいずれか１つまたはこれらの組合せである
    ことを特徴とする請求項２３または請求項２４記載の駆
    動力補助装置の制御方法。
26. 【請求項２６】サドルに運転者の重量を計測するセンサ
    ーを設け、前記センサーからの検出値により運転者の身
    体状況を検出することを特徴とする請求項２記載の駆動
    力補助装置の制御方法。
27. 【請求項２７】駆動力補助装置の進行方向の傾斜より、
    装置が使われている環境を検出することを特徴とする請
    求項２記載の駆動力補助装置の制御方法。
28. 【請求項２８】駆動力補助装置が受ける風と、駆動力補
    助装置の車速検出手段で検出された車速とを比較するこ
    とにより、装置が使われている環境を検出することを特
    徴とする請求項２記載の駆動力補助装置の制御方法。
29. 【請求項２９】駆動力補助装置の前面に設置され、駆動
    力補助装置が受ける風を導入口より導き複数個の翼で風
    を回転に変え、翼の回転数より風速を求め、前記風速と
    車速検出手段で検出された車速を比較することにより、
    装置が使われている環境を検出することを特徴とする請
    求項２８記載の駆動力補助装置の制御方法。
30. 【請求項３０】駆動力補助装置の前面に設置され駆動力
    補助装置が受ける風を導入口より導き、前記導入口の後
    方に設けた風圧検出器で風圧を求め、車速検出手段で検
    出された車速より受けるであろうと予測される風圧と前
    記風圧検出器より求められた風圧とを比較することによ
    り、装置が使われている環境を検出することを特徴とす
    る請求項２８記載の駆動力補助装置の制御方法。
31. 【請求項３１】人力駆動手段と補助動力駆動手段を随時
    使用できるようにした駆動力補助装置の人力の検出にお
    いて、人力駆動軸に固定された固定部材と、固定部材と
    弾性体で結合され人力駆動軸を回転する回転部材と、固
    定部材と共に回転しながら回転部材に設けられ案内溝に
    より案内され人力駆動軸の軸方向に可動する移動体と、
    移動体の軸方向への移動量を検出する検出素子と、を有
    し、人力の大きさに応じてたわむ弾性体のたわみ量を移
    動体の軸方向の移動量に変え、移動体の軸方向の移動量
    より人力の大小を検出することを特徴とする駆動力補助
    装置。
32. 【請求項３２】人力駆動手段と補助動力駆動手段を随時
    使用できるようにした駆動力補助装置の人力の検出にお
    いて、人力駆動軸に固定された固定部材と、固定部材に
    設けられた斜面をもつ溝と噛み合うように構成された突
    起で結合され人力駆動軸の軸方向に可動する移動体と、
    移動体と回転方向の動きを拘束されながら人力駆動軸を
    回転する回転部材と、移動体を固定部材方向に力を加え
    る弾性体と、移動体の軸方向への移動量を検出する検出
    素子と、を有し人力の大きさに応じてたわむ弾性体のた
    わみ量を移動体の軸方向の移動量に変え、移動体の軸方
    向の移動量より人力の大小を検出することを特徴とする
    駆動力補助装置。
33. 【請求項３３】前記人力駆動軸、固定部材、回転部材、
    移動体から選ばれるいずれか一つ以上の回転を検出する
    検出素子を有し、該検出素子の検出値より求めた回転量
    より車速を検出することを特徴とする請求項３１または
    請求項３２記載の駆動力補助装置。
34. 【請求項３４】人力駆動軸と固定部材は一方向クラッチ
    で結合されていることを特徴とする請求項３１または請
    求項３２記載の駆動力補助装置。
35. 【請求項３５】前記弾性体は金属バネまたはゴムから成
    ることを特徴とする請求項３１または請求項３２記載の
    駆動力補助装置。
36. 【請求項３６】人力入力時に回転する人力駆動軸、固定
    部材、回転部材、移動体から選ばれる一つの部材に、形
    状、磁気的、光学的、静電容量から選ばれる異質な部分
    を検出素子の信号値が１回転中に少なくとも１回以上変
    化するように設け、変化する信号値より回転数を求め、
    求めた回転数より車速を検出することを特徴とする請求
    項３１、請求項３２、請求項３３記載の駆動力補助装
    置。
37. 【請求項３７】前記異質な部分は、切り欠け、穴、突
    起、溝、磁性、面粗度、色および異質または同質材料の
    張り合わせの中より選ばれたことを特徴とする請求項３
    ６記載の駆動力補助装置。
38. 【請求項３８】前記検出素子に用いる検出手段は、光学
    的、磁気的、静電気容量的、超音波的および機械電気的
    から選ばれるいずれか１つまたはこれらの組合せである
    ことを特徴とする請求項３１、請求項３２、請求項３
    ３、請求項３６、請求項３７記載の駆動力補助装置。
39. 【請求項３９】移動体の軸方向の移動量の検出と、回転
    数の検出とを１個の検出素子で同時に行なうことを特徴
    とする請求項３１、請求項３２、請求項３３、請求項３
    ６、請求項３７、請求項３８記載の駆動力補助装置。
40. 【請求項４０】前記移動体は高透磁率材料から成り、少
    なくとも１個以上の磁石を移動体の中または移動体と対
    向する位置に配置し、該移動体の移動量に応じて変化す
    る磁束量を、該移動体と磁石とで構成する磁気回路の中
    に設けられた検出素子で検出することを特徴とする請求
    項３１、請求項３２、請求項３３、請求項３６、請求項
    ３７、請求項３８、請求項３９記載の駆動力補助装置。
41. 【請求項４１】人力駆動手段と補助動力駆動手段が随時
    使用できるようにした駆動力補助装置の車速の検出にお
    いて、人力検出手段で検出される人力値の周期的変化の
    周波数を求め、該周波数より車速を検出することを特徴
    とする駆動力補助装置。
42. 【請求項４２】少なくとも人力の大小を検出する人力検
    出手段と車速を検出する車速検出手段とを有し、前記各
    々検出手段で検出された値より補助動力を比較決定する
    比較決定手段と、比較決定手段より補助動力を制御する
    コントローラとを備え、車速に対応する補助動力装置の
    回転数を求め人力検出手段から検出された値が基準値以
    下の場合には、補助動力装置の回転数を０以上、車速と
    同等回転数未満に制御することを特徴とする駆動力補助
    装置の制御方法。
43. 【請求項４３】人力駆動手段と補助動力駆動手段が随時
    使用できるようにした駆動力補助装置において、補助動
    力を供給する動力モータと電池と制御を含む電気回路と
    補助動力装置を収納するカバー等で構成される補助動力
    機構の重量を装置全重量の１／２以下にしたことを特徴
    とする駆動力補助装置。