JPH1129086A - 補助動力源を有する移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動装置の発進時において走行抵抗に打ち勝
つのに充分な補助動力を得ることで主動力の負担を軽減
して、走行の安定化を図る。 【解決手段】 移動装置１において、主動力による進行
方向への推進力を補助するための補助動力源２を設け
る。そして、走行抵抗に抗して移動装置を発進させる際
に、動力制御手段３は走行抵抗と推進力とを均衡させる
ための補助動力を算出してこれを主動力に加算する。例
えば、モータを補助動力源とするアシスト自転車では、
上り坂での発進時において車輪が逆転した場合に補助動
力と勾配抵抗とを均衡させ、僅な脚力（主動力）を加え
るだけで坂道発進を容易に行えるように制御し、これに
よって運転者の負担を軽減するとともに、発進時におけ
る安定な運転を保証する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主動力による進行
方向への推進力を補助するための補助動力源を有する移
動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】主動力による進行方向への推進力を補助
するための補助動力源を有する装置としては、例えば、
モータを補助動力源とするアシスト自転車（あるいは電
気自転車）が知られており、これはバッテリーで駆動さ
れるモータの動力によって運転者の脚力の不足分を補う
ことで体力の消耗を抑えるようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アシスト自転車にあっては、坂道において上り方向に発
進させようとした場合に勾配抵抗が働くため、平坦路で
の発進に比べてペダルの踏み込み力をより多く必要と
し、よって、坂道の傾斜角がきつくなると自転車を発進
し難いという問題がある。

【０００４】つまり、図１２に概念的に示すように、自
転車及び運転者の重量和を「Ｗ」とし、勾配角（勾配面
が水平面に対してなす角度）を「θ」、重力加速度を
「ｇ」とするとき、自転車の進行方向Ａに対して逆向き
に勾配抵抗「Ｗ・ｇ・ｓｉｎθ」が作用するため、ブレ
ーキ解除後に自転車を進行方向Ａにこぎ出す際には、勾
配抵抗に抗してかなりの力をクランクに与えなければ自
転車が動き出さない。よって、運転者は平坦路での発進
に比べて不安定な状態での運転を強いられることにな
る。

【０００５】また、勾配角に対して運転者の脚力が不足
する場合には勾配抵抗に打ち勝てずに発進不能となって
しまう虞がある。つまり、坂道での上り方向への発進時
における補助動力の制御を、平坦路における補助動力の
制御と同様に行っていたのでは運転者に負担がかかり、
また、坂道での発進に際してペダルに足をかけ難いた
め、充分な補助力が得られない場合がある。

【０００６】そこで、本発明は、発進時において走行抵
抗に打ち勝つのに充分な補助動力を得ることで主動力の
負担を軽減して、走行の安定化を図ることを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、走行抵抗に抗して装置が発進する際
に、走行抵抗と推進力とを均衡させるための補助動力を
算出してこれを主動力に加算する動力制御手段を設けた
ものである。

【０００８】従って、本発明によれば、発進時の補助動
力により推進力と走行抵抗とがつり合った静止状態から
僅かな主動力を加えるだけで移動装置を容易に動かすこ
とができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る装置の基本構
成を示す概念図である。

【００１０】移動装置１は、主動力による進行方向への
推進力を補助するための補助動力源２を有しており、該
装置の進行方向とは逆方向に作用する走行抵抗に抗して
移動する。

【００１１】例えば、移動装置１が陸上を走行する乗り
物である場合には、走行抵抗として、勾配抵抗、空気抵
抗、転がり抵抗、摩擦抵抗等が挙げられ、主動力である
脚力に対してモータを補助動力源とするアシスト自転車
の場合には、坂道を登る際の勾配抵抗が問題となる。ま
た、移動装置１が水上若しくは水中を移動する場合には
水流による抵抗や水の抵抗が問題となるが、要は移動装
置１が何等かの抵抗を受けながらその進行方向に移動さ
れることが前提となる。

【００１２】移動装置１は、走行抵抗に抗して発進する
際に、走行抵抗と推進力とを均衡させるための補助動力
を算出してこれを主動力に加算する動力制御手段３を有
している。尚、ここで「発進」とは、速度ゼロの状態か
ら進行方向への速度を有する状態への変化をいい、従っ
て、進行方向とは逆方向の速度を有する状態から速度ゼ
ロの状態を経た後に進行方向への速度を有する状態に変
化する場合を含む。また、「加算」には、減算（負値の
加算）を含む。

【００１３】発進時の推進力は主動力と補助動力との和
又は補助動力のみとして得られ、動力制御手段３は、補
助動力源２の制御により、移動装置１の発進時に推進力
と走行抵抗とを均衡させる。例えば、推進力がゼロの場
合には、何等かのブレーキ手段を働かせない限り走行抵
抗に負けて移動装置１がその進行方向とは逆の方向に移
動することになるが、発進時に補助動力と走行抵抗とを
均衡させた後、主動力により移動装置１の進行方向への
力をやや加えると（図２参照。）、走行抵抗に抗して移
動装置１が動き出すことになる。

【００１４】移動装置１においては、その走行状態を検
出する走行状態検出手段４（図１参照。）を設けること
が好ましく、該走行状態検出手段４によって移動装置１
がその進行方向とは逆方向に移動したことが検出された
場合に、動力制御手段３から補助動力源２に制御信号を
送出して補助動力を増加させて、補助動力と走行抵抗と
を均衡させることができる。例えば、「推進力≧走行抵
抗」の関係が成立している間は、主動力のみ若しくは主
動力に補助動力を加えた動力によって移動装置１を進行
させることができるが、発進時のように「推進力＜走行
抵抗」の関係が成立しており、かつ、そのままでは装置
がその進行方向とは逆方向に移動する場合には、補助動
力と走行抵抗とを均衡させて静止状態とし、この状態か
ら主動力を僅に加えることで装置を容易に動かすことが
できる。

【００１５】尚、走行状態の検出方法には、走行速度や
走行姿勢の検出手段等によって移動装置１の走行状態を
直接的に把握する方法の他、動力源の状態等から移動装
置の走行状態を間接的に把握する方法が含まれる。

【００１６】図３に示す移動装置１Ａは、主動力及び補
助動力によって駆動され、かつその正転時の回転力が装
置の推進力となる車輪５を有しており、該車輪５の回転
状態を検出する回転状態検出手段６が設けられている。
つまり、回転状態検出手段６によって車輪５の逆転が検
出された場合に、動力制御手段３が車輪５の逆転の度合
に応じて補助動力を増加させて、該補助動力と走行抵抗
とを均衡させる。

【００１７】例えば、走行抵抗としての勾配抵抗に対し
て、推進力を均衡させるための補助動力を動力制御手段
３が算出して補助動力源２を制御すると、上り坂での発
進が容易になる。

【００１８】動力制御手段３は、車輪５の逆転の度合に
応じて補助動力の制御を行うが、その制御方法として
は、例えば、下記に示す（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）が挙げら
れる。

【００１９】（Ｉ）車輪の逆転時からの時間経過につれ
て補助動力値若しくはその増加率を大きくする方法 （ＩＩ）車輪の逆転時の回転角や角速度に応じて補助動
力値若しくはその増加率を大きくする方法 （ＩＩＩ）車輪の逆転時の角加速度に応じて補助動力値
若しくはその増加率を大きくする方法。

【００２０】先ず、方法（Ｉ）には、車輪が逆転中であ
る期間において補助動力値を経過時間の関数として変化
させる方法が挙げられる。

【００２１】例えば、図４に示すように、横軸に車輪の
逆転時点を起点とする経過時間（これを「ｔ」と記
す。）をとり、縦軸に補助動力値（これを「ＡＤ」と記
す。）をとったグラフ図において、実線で示す右上りの
階段状のグラフ線ｇ１に従う制御では、補助動力値ＡＤ
の初期値（これを「ＡＤ０」と記す。）から一定時間
（これを「Δｔ」と記す。）が経過する度に補助動力値
がα（＞１）倍となる（つまり、単位時間Δｔ毎の増加
率がαである。）。

【００２２】この方法は、整定時間を短縮化するのに効
果的である。つまり、走行抵抗を「Ｒ」としたとき、こ
れと補助動力とを均衡させるのに要する時間が「ｌｏｇ
α（Ｒ／ＡＤ０）」程度で済む。尚、「ｌｏｇα
（Ｘ）」はαを底とする対数関数である。

【００２３】初期値ＡＤ０については、走行抵抗の概算
値を算出して、これに抗するのに充分な値を設定すれば
良い。また、増加率αについてはこれを時間ｔに無関係
な一定値とすることも、また、時間ｔの関数とすること
も可能である。

【００２４】グラフ線ｇ１に示すように補助動力値ＡＤ
を段階的に変化させる方法の他、図４に１点鎖線で示す
グラフ線ｇ２（右上りの線分）のように、補助動力値Ａ
Ｄを時間ｔに伴って直線的に変化させたり、あるいは、
同図に２点鎖線で示すグラフ曲線ｇ３、ｇ４に示すよう
に、補助動力値ＡＤを時間ｔに伴って曲線的に変化させ
ることによって、連続的な制御を行っても良いことは勿
論である。

【００２５】方法（ＩＩ）は、車輪の逆転時における回
転角、あるいは回転角の時間微分である角速度を検出し
てこれらに応じて補助動力値若しくはその増加率を変化
させる方法であり、例えば、図４において横軸を回転角
又は角速度に置き換えれば良い。

【００２６】また、方法（ＩＩＩ）は、車輪の逆転時に
おける角加速度を検出してこれに応じて補助動力値若し
くはその増加率を変化させる方法であり、この場合に
は、質量を既知として角加速度から走行抵抗に抗するだ
けの力を直ちに検出することができる。

【００２７】上記のように走行抵抗（例えば、勾配抵
抗。）によって車輪が逆転した時に、動力制御手段３が
時間経過若しくは車輪の回転につれて補助動力を増加さ
せた後は、車輪の正転及びその停止（つまり、走行抵抗
による逆転。）の制御を繰り返すことによって、走行抵
抗と補助動力とを均衡状態に漸近させて最終的に静止状
態へと導くことができる。

【００２８】尚、走行抵抗のうち勾配抵抗が問題となる
場合には、図５に示す移動装置１Ｂのように、走行路の
勾配（勾配角θ等。）を検出する勾配検出手段７を設
け、該勾配検出手段７の検出信号から得られる勾配抵抗
に対して、推進力を均衡させるための補助動力を動力制
御手段３が算出するように構成すれば良い。尚、勾配検
出手段７としては、例えば、振り子の角度を電気的／磁
気的あるいは光学的に検出する方法や、液面の変化や傾
動部材の姿勢変化を検出する方法等が挙げられるが、勾
配抵抗を知るのに必要な情報が得られるのであれば如何
なる方法を用いても良い。

【００２９】また、勾配検出手段７の検出信号から得ら
れる勾配抵抗に対して、推進力を均衡させるための補助
動力を動力制御手段３が算出して、これを初期値（上記
ＡＤ０参照。）として勾配抵抗による車輪の逆転時に補
助動力を増加させるように制御すると、上記方法
（Ｉ）、（ＩＩ）において整定時間をさらに短縮するこ
とができる。

【００３０】そして、図６に示す移動装置１Ｃのように
何等かのブレーキ手段８、８を有する場合には、ブレー
キ操作の有無若しくは操作量を検出するブレーキ操作検
出手段９を設け、ブレーキ操作による装置の停止状態が
検出された場合に、動力制御手段３が補助動力源２に停
止信号を送出して動力の補助を停止させることが好まし
い。これは、ブレーキがかかっている状態において補助
動力源２によりエネルギーが無駄に消費されなようにす
るためである。

【００３１】また、走行抵抗（例えば、勾配抵抗。）と
推進力とが均衡するまでの間、動力制御手段３が車輪の
正転及びその停止の制御を繰り返すとともに、走行抵抗
と推進力との均衡後に移動装置がその進行方向に動き出
したことが検出された場合には、動力制御手段３が車輪
の正転及びその停止の制御を止めて、車輪の正転方向へ
の動力補助のみを行うことで、発進時に車輪の逆転が主
動力にとっての負荷とならないように制御することがで
き、スムーズな発進が可能となる。

【００３２】尚、移動装置がその進行方向に動き出した
ことを検出する方法としては、速度センサあるいは車輪
の回転検出用センサによる検出信号、又は移動装置に作
用する外力を検知するセンサによる検出信号から判断す
る方法等が挙げられる。

【００３３】

【実施例】以下に、本発明をアシスト自転車に適用した
実施例について、図７乃至図１１に従って説明する。

【００３４】図７に示すアシスト自転車１０には、その
後輪１１′の車軸に対してモータ１２（上記補助動力源
２に相当する。）が直結されている。該モータ１２に
は、例えば、３相ブラシレスモータが用いれられ、制御
ユニット１３（上記動力制御手段３に相当する。）によ
って制御される。尚、制御ユニット１３はフレーム１４
に取り付けられたプレート１５に固定されており、ま
た、モータ１２の電源であるリチウム電池１６、１６、
・・・がプレート１５に取り付けられている。

【００３５】アシスト自転車１０には、動力制御の基礎
情報を得るための検出手段として、路面の勾配検出用セ
ンサ１７、クランク回転検出用センサ１８、前輪ブレー
キや後輪ブレーキの操作検出用センサ１９、１９′（図
７にはその一方１９′だけを示す。）が設けられてい
る。

【００３６】勾配検出用センサ１７は、路面の勾配を検
出するために設けられており、例えば、振り子に取り付
けたマグネットと、該マグネットに対向して配置される
ホール素子によって振り子の傾動角を検出する構成等が
挙げられる。

【００３７】また、クランク回転検出用センサ１８は、
ペダル２０、２０の踏み込みによって回転されるクラン
ク２１、２１の回転情報（回転角や回転速度等。）を得
るために設けられており、クランク２１の近くに付設さ
れてその回転を非接触式（例えば、光学式、磁気式
等。）センサで検出することにより、運転者の脚力の負
担にならないように考慮している。

【００３８】ブレーキの操作検出用センサ１９、１９′
は、運転者によるブレーキレバーの操作の有無を検出す
るために設けられており、センサ１９は前輪１１にブレ
ーキをかけたか否かの検出に用いられ、センサ１９′が
後輪１１′にブレーキをかけたか否かの検出に用いられ
る。

【００３９】この他、走行速度の検出手段としてモータ
１２の回転状態の検出手段がモータ１２内に設けられて
いる。

【００４０】図８は回路構成の一例を示すブロック図で
あり、上記した勾配検出用センサ１７、クランク回転検
出用センサ１８、ブレーキの操作検出用センサ１９、１
９′によって得られる検出信号は、ＣＰＵ（中央処理装
置）を内蔵するコンピュータ２２に送出される。

【００４１】コンピュータ２２の出力するモータ制御用
信号（これを「Ｓｍ」と記す。）は、ＰＷＭ（パルス幅
制御）信号生成ロジック回路２３を介してモータドライ
ブ回路２４に送出され、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相出力のうち、
Ｕ相の出力がモータ１２に直接送出され、Ｖ相、Ｗ相の
出力がリレー接点２５、２５′をそれぞれ介してモータ
１２に送出される。尚、モータドライブ回路２４はパワ
ートランジスタ等の電力制御用能動素子によって構成さ
れ、また、リレー接点２５、２５′はコンピュータ２２
の出力する制御信号（これを「Ｓｒ」と記す。）によっ
て図示しないリレーコイルがオン／オフされることによ
って開閉される。

【００４２】上記したコンピュータ２２や、ＰＷＭ信号
生成ロジック回路２３、モータドライブ回路２４等は制
御ユニット１３内に収容されている。

【００４３】モータ１２にはロータの回転検出部２６が
設けられており、これにはロータ位置検出用センサ２６
ａ及び回転速度検出用センサ２６ｂが含まれ、これらに
よる検出信号は、モータ１２の回転状態検出に係る情報
としてコンピュータ２２に送出される。尚、センサ２６
ａ、２６ｂについては、これらを別個に設けることもで
きるが、ロータ位置検出用センサ２６ａの検出信号だけ
を得てその時間微分（例えば、センサ２６ａによる２つ
の位置情報間の通過時間を計測し、これで所定距離（若
しくは位相角）を除算する等。）により速度検出信号を
得るようにすると、センサが１個で済み構成が簡単にな
る。

【００４４】尚、クランク回転検出用センサ１８及び回
転検出部２６が、上記走行状態検出手段４に相当し、そ
のうちの回転検出部２６が上記回転状態検出手段６に相
当する。

【００４５】コンピュータ２２の処理に係る制御モード
については下記の３つが含まれる。

【００４６】（ｉ）坂道発進モード （ｉｉ）非アシストモード （ｉｉｉ）通常アシストモード。

【００４７】（ｉ）は上り坂で自転車を発車させる場合
に、勾配抵抗とモータ１２による補助動力とを均衡させ
る制御モードであり、（ｉｉ）はリレー接点２５、２
５′を開いてモータ１２によるアシストを行わないモー
ド、（ｉｉｉ）は自転車の走行時においてベタル２０の
踏み込みトルクに応じた補助トルクをモータ１２により
得て（所謂１／２動力アシスト。）、脚力を補助する制
御モードである。

【００４８】図９はコンピュータ２２内で行われるモー
ド分け処理に関するフローチャート図であり、先ず、ス
テップＳ１において勾配検出用センサ１７の検出信号に
基づいて、自転車の進行方向が坂道において上り方向を
向いているか否かを判断し、上り方向であればステップ
Ｓ３に進み、そうでなければ、ステップＳ２に進む。

【００４９】ステップＳ２では、自転車の進行方向が坂
道において下り方向を向いているか否かを判断し、下り
方向であればステップＳ６に進んで非アシストモードと
し、そうでなければ、ステップＳ７に進み、通常アシス
トモードでの制御を行う。

【００５０】ステップＳ３では、ブレーキの操作検出用
センサ１９ａ、１９ｂの検出信号から前後輪の一方若し
くは両輪にブレーキがかかっているか否かを判断し、ブ
レーキがかかっていればステップＳ６に進み、ブレーキ
がかかっていなければステップＳ４に進む。

【００５１】ステップＳ４において、回転速度検出用セ
ンサ２６ｂによる検出信号から自転車の速度値を求め、
これが正値（進行方向の速度値を正値とする。）である
か否かを判断し、正値であればステップＳ７に進んで通
常アシストモードとし、正値でなければステップＳ５に
進んで坂道発進モードでの制御を行う。

【００５２】坂道発進モードでは、図１２に示したよう
に、「Ｗ・ｇ・ｓｉｎθ」の勾配抵抗が自転車に作用す
るので、勾配抵抗とモータによる補助動力とを均衡させ
るために下記に示す２つのモードを含む制御が行われ
る。

【００５３】（Ａ）後輪の逆転中に補助動力を時間経過
とともに増大させるモード （Ｂ）モータの正転及びその停止制御を行って勾配抵抗
と補助動力との釣り合いへと導くモード。

【００５４】図１０は坂道発進モードにおけるアシスト
制御の一例を示すものであり、横軸に発進開始時点を起
点とした時間「ｔ」をとり、縦軸にアシスト量「ＡＶ」
（つまり、モータ１２による補助動力を規定する量であ
り、モータ電流に比例する。）をとってＡＶの時間的変
化を示したものである。

【００５５】図中の期間「Ｔａ」（０≦ｔ≦ｔａｂ）に
おいて上記モード（Ａ）の制御が行われ、車輪の逆転
（自転車の進行方向に対応する方向への車輪の回転を正
転とする。）中は、一定時間（これを「Δｔ」と記
す。）毎にアシスト量ＡＶを２倍に増大させていく（つ
まり、上記した方法（Ｉ）においてα＝２の場合に相当
する。）。

【００５６】そして、期間「Ｔｂ」において上記モード
（Ｂ）の制御が行われ、モータの正転及びその停止（勾
配抵抗による逆転。）を繰り返すことによって、アシス
ト量ＡＶの変動幅を時間経過とともに減少させていき、
ＡＶを一定値「ＡＶｓ」に収束させることで、勾配抵抗
と補助動力とを均衡させて静止状態にする。

【００５７】尚、アシスト量ＡＶの初期値（これを「Ａ
Ｖ０」と記す。）は、勾配検出用センサ１７の検出信号
から勾配角θを得て、これから勾配抵抗（＝Ｗ・ｇ・ｓ
ｉｎθ）の概算値を求め、これに抗するに足る値に設定
する。

【００５８】図１１は上記モード（Ｂ）の制御について
模式的に示すもの（つまり、モータ１２の回転方向を直
線方向に概念化したもの。）であり、（Ｉ）乃至（Ｖ）
の順に時間経過を追ってモータの状態を示している。
尚、本図において、「Ｍｇ」はモータのロータに設けら
れたマグネットの極性配置（Ｎ、Ｓ）を示し、「ＣＬ」
はモータのステータに設けられたコイル相の極性配置
（Ｎ、Ｓ、×（非励磁））を示している。また、これら
の間に位置する「Ｓａ」、「Ｓｂ」、「Ｓｃ」はロータ
位置及び速度を検出するために設けられたセンサ（ホー
ル素子等。）の出力をそれぞれ示しており、その検出信
号は説明の簡単化のため、「０」、「Ｌ」、「Ｈ」の３
値をとり、マグネットのＮ極に対して「Ｈ」、Ｓ極に対
して「Ｌ」、磁極の中立位置において「０」を示すもの
とする。

【００５９】先ず、（Ｉ）では「Ｓａ＝Ｌ、Ｓｂ＝Ｌ、
Ｓｃ＝Ｈ」の状態でモータをオン（通電）すると、コイ
ルのＵ相によるＳ極、Ｖ相によるＮ極とマグネットＭｇ
の磁極配置との関係に従って同図に矢印Ｆで示す方向へ
の回転力が生じ、（ＩＩ）に示すようにモータが正転
（図の左方への移動。）し、センサ出力が「Ｓａ＝０、
Ｓｂ＝Ｌ、Ｓｃ＝Ｈ」の状態に変化する。

【００６０】そして、（ＩＩＩ）に示すように、センサ
出力が「Ｓａ＝Ｈ、Ｓｂ＝Ｌ、Ｓｃ＝Ｈ」の状態に変化
したときにモータをオフにする（Ｕ、Ｖ、Ｗ相を非励磁
にする。）と、矢印ＦＢに示すように勾配抵抗によって
車輪及びモータの回転方向が転向して、（ＩＶ）に矢印
Ｂで示すように車輪及びモータの逆転が生じ、センサ出
力が「Ｓａ＝０、Ｓｂ＝Ｌ、Ｓｃ＝Ｈ」となる。

【００６１】その後、（Ｖ）に示すように、センサ出力
が「Ｓａ＝Ｌ、Ｓｂ＝Ｌ、Ｓｃ＝Ｈ」となった時に再び
モータをオンする（Ｕ相をＳ極、Ｖ相をＮ極とする。）
と、矢印ＢＦに示すように、モータの回転力によって車
輪及びモータの回転方向が正転へと転向し、その後（Ｉ
Ｉ）に戻るというサイクルが繰り返されるうちに、図１
０に示したように、アシスト量ＡＶの変動幅が次第にゼ
ロに収束していき、最終的にモータの回転力と勾配抵抗
とが釣り合うことになる。

【００６２】上記の制御法をまとめると下記のようにな
る。

【００６３】（１）センサの所定の出力パターン（Ｓ
ａ、Ｓｂ、Ｓｃ）によってモータが正転するように通電
する （２）センサの出力パターンの相変化が生じた時点でモ
ータの通電を切るか若しくは通電の度合を弱める（供給
電圧や電流の低減） （３）勾配抵抗によるモータの逆転によってセンサの出
力パターンの相変化が生じ、上記（１）の出力パターン
に戻った時点で再びモータを通電する （４）坂道発進モードを抜けるまで、上記（１）乃至
（３）の動作を繰り返す。

【００６４】尚、上記（１）乃至（４）の制御について
の終了の判定は、下記に示す方法（ａ）又は（ｂ）を用
いて行う。

【００６５】（ａ）モータ１２の回転検出部２６による
検出信号に基づいて、自転車がその初期位置より前方に
移動した時点で終了と判断する方法 （ｂ）外力（脚力や自転車を前に押し出す力等。）を検
知するセンサ（クランク回転検出用センサ１８等。）を
設けて、外力の入力があった時点で終了と判断する方
法。

【００６６】方法（ａ）によれば、新たなセンサを付設
する必要がない分構成が簡単であり、また方法（ｂ）に
よれば、運転者が自転車をこぎ出そうとする意図に対し
て忠実に、坂道発進モードから通常アシストモードへと
移行させることができる。

【００６７】しかして、アシスト自転車１０によれば、
運転者はベタル２０を軽く踏んでわずかな力を加えるだ
けで容易に坂道発進を行うことができるので、発進時の
負担が軽減され、かつ自転車の姿勢を安定に保つことが
容易となる。

【００６８】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１に係る発明によれば、装置の発進時におい
て、動力制御手段が走行抵抗と推進力とを均衡させるた
めの補助動力を算出してこれを主動力に加算するによっ
て、推進力と走行抵抗とがつり合った静止状態から僅か
な主動力を加えるだけで移動装置を容易に動かすことが
でき、発進時に主動力にかかる負担を軽減するととも
に、発進の安定性を保証することができる。

【００６９】請求項２に係る発明によれば、装置の走行
状態を検出する走行状態検出手段を設け、装置がその進
行方向とは逆方向への移動が検出された場合に、動力制
御手段により補助動力を増加させて該補助動力と走行抵
抗とを均衡させることで、走行抵抗が推進力を上回る場
合に装置の発進を補助することができる。

【００７０】請求項３に係る発明によれば、車輪の回転
状態を検出する回転状態検出手段を設け、該車輪の逆転
が検出された場合に動力制御手段が車輪の逆転の度合に
応じて補助動力を増加させて該補助動力と走行抵抗とを
均衡させることで、車輪の逆転時点から直ちに装置の発
進を補助することができる。

【００７１】請求項４乃至請求項６に係る発明によれ
ば、勾配抵抗に対して推進力を均衡させるための補助動
力を動力制御手段が算出して補助動力源を制御すること
によって、上り坂での装置の発進を補助することができ
る。

【００７２】請求項７や請求項８に係る発明によれば、
走行抵抗あるいは勾配抵抗による車輪の逆転時におい
て、時間経過若しくは車輪の回転につれて補助動力を増
加させて走行抵抗と補助動力とを均衡させることで、補
助動力制御の整定時間を短縮することができる。

【００７３】請求項９乃至請求項１１に係る発明によれ
ば、走行路の勾配検出手段の検出信号から得られる勾配
抵抗に対して推進力を均衡させるための補助動力を容易
に算出することができる。

【００７４】請求項１２に係る発明によれば、走行路の
勾配検出手段の検出信号から得られる勾配抵抗に対して
推進力を均衡させるための補助動力を算出して、これを
初期値として、勾配抵抗による車輪の逆転時に補助動力
を増加させることで、整定時間をさらに短縮化すること
ができる。

【００７５】請求項１３乃至請求項１６に係る発明によ
れば、ブレーキ操作による装置の停止状態が検出された
場合に、動力制御手段が動力の補助を停止させることに
よって補助動力源に係るエネルギー消費の無駄をなくす
ことができる。

【００７６】請求項１７乃至請求項１９に係る発明によ
れば、走行抵抗（あるいは勾配抵抗）と推進力との均衡
後に装置がその進行方向に動き出した場合に車輪の正転
及びその停止の制御を止めて、車輪の正転方向への動力
補助を行うことによって、発進時におけるスムーズな動
力補助を実現することができ、走行の安定性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る移動装置の基本構成を概念的に示
す図である。

【図２】補助動力と走行抵抗とを均衡させた後、主動力
により装置を動かす様子を概念的に示す図である。

【図３】車輪の回転状態検出手段を設けた構成を示す図
である。

【図４】補助動力の制御例を示すグラフ図である。

【図５】勾配検出手段を設けた構成を示す図である。

【図６】ブレーキ操作検出手段を設けた構成を示す図で
ある。

【図７】図８乃至図１１とともに本発明の実施例を示す
ものであり、本図はアシスト自転車の概略的な側面図で
ある。

【図８】制御回路の構成例を示す回路ブロック図であ
る。

【図９】モード分け処理に関するフローチャート図であ
る。

【図１０】坂道発進モードにおけるアシスト制御につい
て説明するためのグラフ図である。

【図１１】モータの制御について（Ｉ）から（Ｖ）へと
順を追って説明するための模式図である。

【図１２】従来の問題点について説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…移動装置、２…補助動力源、３
…動力制御手段、４…走行状態検出手段、５…車輪、６
…回転状態検出手段、７…勾配検出手段、９…ブレーキ
操作検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 直正 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 伊藤 浩之 東京都港区赤坂２−17−22 オージャス株 式会社内

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主動力による進行方向への推進力を補助
   するための補助動力源を有する移動装置において、 走行抵抗に抗して装置が発進する際に、走行抵抗と推進
   力とを均衡させるための補助動力を算出してこれを主動
   力に加算する動力制御手段を設けたことを特徴とする補
   助動力源を有する移動装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した補助動力源を有する
   移動装置において、 装置の走行状態を検出する走行状態検出手段を設け、 走行状態検出手段によって装置がその進行方向とは逆方
   向に移動したことが検出された場合に、動力制御手段か
   ら補助動力源に制御信号を送出して補助動力を増加させ
   て該補助動力と走行抵抗とを均衡させることを特徴とす
   る補助動力源を有する移動装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載した補助動力源を有する
   移動装置において、 主動力及び補助動力によって駆動され、かつその正転時
   の回転力が移動装置の推進力となる車輪と、 該車輪の回転状態を検出する回転状態検出手段を有し、 回転状態検出手段によって車輪の逆転が検出された場合
   に、動力制御手段が車輪の逆転の度合に応じて補助動力
   を増加させて、該補助動力と走行抵抗とを均衡させるこ
   とを特徴とする補助動力源を有する移動装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載した補助動力源を有する
   移動装置において、 走行抵抗としての勾配抵抗に対して、推進力を均衡させ
   るための補助動力を動力制御手段が算出して補助動力源
   を制御することを特徴とする補助動力源を有する移動装
   置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載した補助動力源を有する
   移動装置において、 走行抵抗としての勾配抵抗に対して、推進力を均衡させ
   るための補助動力を動力制御手段が算出することを特徴
   とする補助動力源を有する移動装置。
6. 【請求項６】 請求項３に記載した補助動力源を有する
   移動装置において、 走行抵抗としての勾配抵抗に対して、推進力を均衡させ
   るための補助動力を動力制御手段が算出することを特徴
   とする補助動力源を有する移動装置。
7. 【請求項７】 請求項３に記載した補助動力源を有する
   移動装置において、 走行抵抗による車輪の逆転時に、動力制御手段が時間経
   過若しくは車輪の回転につれて補助動力を増加させて走
   行抵抗と補助動力とを均衡させることを特徴とする補助
   動力源を有する移動装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載した補助動力源を有する
   移動装置において、 勾配抵抗による車輪の逆転時に、動力制御手段が時間経
   過若しくは車輪の回転につれて補助動力を増加させて走
   行抵抗と補助動力とを均衡させることを特徴とする補助
   動力源を有する移動装置。
9. 【請求項９】 請求項４に記載した補助動力源を有する
   移動装置において、 走行路の勾配を検出する勾配検出手段と、 勾配検出手段の検出信号から得られる勾配抵抗に対し
   て、推進力を均衡させるための補助動力を動力制御手段
   が算出することを特徴とする補助動力源を有する移動装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項５に記載した補助動力源を有す
    る移動装置において、 走行路の勾配を検出する勾配検出手段と、 勾配検出手段の検出信号から得られる勾配抵抗に対し
    て、推進力を均衡させるための補助動力を動力制御手段
    が算出することを特徴とする補助動力源を有する移動装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項６に記載した補助動力源を有す
    る移動装置において、 走行路の勾配を検出する勾配検出手段と、 勾配検出手段の検出信号から得られる勾配抵抗に対し
    て、推進力を均衡させるための補助動力を動力制御手段
    が算出することを特徴とする補助動力源を有する移動装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項８に記載した補助動力源を有す
    る移動装置において、 走行路の勾配を検出する勾配検出手段と、 勾配検出手段の検出信号から得られる勾配抵抗に対し
    て、推進力を均衡させるための補助動力を動力制御手段
    が算出して、これを初期値として勾配抵抗による車輪の
    逆転時に補助動力を増加させることを特徴とする補助動
    力源を有する移動装置。
13. 【請求項１３】 請求項１に記載した補助動力源を有す
    る移動装置において、 ブレーキ操作の有無若しくは操作量を検出するブレーキ
    操作検出手段を設け、ブレーキ操作による装置の停止状
    態が検出された場合に、動力制御手段が動力の補助を停
    止させることを特徴とする補助動力源を有する移動装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項２に記載した補助動力源を有す
    る移動装置において、 ブレーキ操作の有無若しくは操作量を検出するブレーキ
    操作検出手段を設け、ブレーキ操作による装置の停止状
    態が検出された場合に、動力制御手段が動力の補助を停
    止させることを特徴とする補助動力源を有する移動装
    置。
15. 【請求項１５】 請求項３に記載した補助動力源を有す
    る移動装置において、 ブレーキ操作の有無若しくは操作量を検出するブレーキ
    操作検出手段を設け、ブレーキ操作による装置の停止状
    態が検出された場合に、動力制御手段が動力の補助を停
    止させることを特徴とする補助動力源を有する移動装
    置。
16. 【請求項１６】 請求項４に記載した補助動力源を有す
    る移動装置において、 ブレーキ操作の有無若しくは操作量を検出するブレーキ
    操作検出手段を設け、ブレーキ操作による装置の停止状
    態が検出された場合に、動力制御手段が動力の補助を停
    止させることを特徴とする補助動力源を有する移動装
    置。
17. 【請求項１７】 請求項７に記載した補助動力源を有す
    る移動装置において、 走行抵抗と推進力とが均衡するまでの間、動力制御手段
    が車輪の正転及びその停止の制御を繰り返すとともに、
    走行抵抗と推進力との均衡後に装置がその進行方向に動
    き出したことが検出された場合に、車輪の正転方向への
    動力補助を行うようにしたことを特徴とする補助動力源
    を有する移動装置。
18. 【請求項１８】 請求項８に記載した補助動力源を有す
    る移動装置において、 走行抵抗と推進力とが均衡するまでの間、動力制御手段
    が車輪の正転及びその停止の制御を繰り返すとともに、
    走行抵抗と推進力との均衡後に装置がその進行方向に動
    き出したことが検出された場合に、車輪の正転方向への
    動力補助を行うようにしたことを特徴とする補助動力源
    を有する移動装置。
19. 【請求項１９】 請求項１２に記載した補助動力源を有
    する移動装置において、 勾配抵抗と推進力とが均衡するまでの間、動力制御手段
    が車輪の正転及びその停止の制御を繰り返すとともに、
    勾配抵抗と推進力との均衡後に装置がその進行方向に動
    き出したことが検出された場合に、車輪の正転方向への
    動力補助を行うようにしたことを特徴とする補助動力源
    を有する移動装置。