JPH11348867A - 補助動力装置付き車輌及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行環境の変化や検出した人力駆動力の変動
に速やかに追随、適応して、常に最適な補助比率を決定
して走行、駆動することができ、したがって車輌として
の乗り心地においても操作者等に違和感を与えることな
く、自然で滑らかな走行を行うこと。 【解決手段】 人力駆動力検出部から検出した人力駆動
力のデータと、予め設定された人力駆動力のしきい値と
の比較を行い、その比較結果に基づいて、補助動力の出
力を少なくとも指示する出力補正情報を生成する補助動
力出力補正部と、人力駆動力検出部から検出した人力駆
動力のデータと補助動力出力補正部からの出力補正情報
とに基づいて、人力駆動部に対する補助動力駆動部の補
助比率を決定する補助比率決定部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人力と補助動力装
置による補助動力とを用いて駆動する、補助動力装置付
き車輌及びその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電動モータなどの既知の駆動装置
を補助動力装置として装備し当該補助動力装置による補
助動力を操作者や使用者などの人力に基づく（以下、”
人力駆動力”という）に加えて、走行駆動する補助動力
装置付き車輌が知られている。具体的に言えば、例えば
操作者がペダルを踏むことにより生じるペダル踏力（回
転力）、あるいはハンドリムを回すことにより生じる回
転力の上に、電動モータを駆動することにより生じる補
助動力を加えて、車輪を回転し走行する電動モータ付き
自転車、電動モータ付き車椅子または荷物搬送車等があ
る。このような補助動力装置付き車輌では、人力駆動力
を検出して、検出した人力駆動力に基づいて電動モータ
を制御することが一般的である。つまり、この補助動力
装置付き車輌では、検出した人力駆動力に対する上述の
補助動力の比率（以下、”補助比率”という）を制御す
ることにより、当該車輌を駆動していた。従来の補助動
力装置付き車輌としては、例えば特開平６−２５５５６
４号公報に開示された電動モータ付き自転車がある。こ
の従来の補助動力装置付き車輌では、人力駆動力の一周
期内の計測をし、その値に基づいて、次の一周期間に亘
って一定な電動モータの出力（トルク）を決定するモー
タ出力演算手段と、この求めたモータ出力を発生させる
出力制御手段とを備えている。つまり、この従来の補助
動力装置付き車輌では、検出した人力駆動力の変動の周
期単位に電動モータの出力トルクを一定とする制御を行
い、当該車輌を駆動していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の補
助動力装置付き車輌では、路面の変化などの車輌の走行
環境の変化に関係なく、検出した人力駆動力の変動の周
期単位に一定な出力トルクの補助動力を人力駆動力に加
えるよう構成していた。このため、この従来の補助動力
装置付き車輌では、走行環境の変化とその変化による人
力駆動力の変動に応じて、その車輌を最適に走行、駆動
することができなかった。例えば、この従来の補助動力
装置付き車輌が平地から上り坂に変化する路面を走行し
た場合、その路面の変化に対する電動モータの応答性が
悪く、決定した出力トルクが上り坂を走行するには小さ
く、したがって補助比率が走行環境（上り坂）に適した
ものにならなかった。このように、この従来の補助動力
装置付き車輌では、走行環境の変化や人力駆動力の変動
に対して、即時に上記出力トルクを最適な値に変更し決
定することができなかった。したがって、操作者等に負
担や違和感を与えて車輌（自転車）としての乗り心地が
その場合には低下していた。

【０００４】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、走行環境の変化や検出し
た人力駆動力の変動に速やかに追随適応して、常に最適
な補助比率を決定して走行、駆動することができ、した
がって車輌としての乗り心地においても操作者等に違和
感を与えることなく、自然で滑らかな走行を行うことが
できる補助動力装置付き車輌及びその制御方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の補助動力装置付
き車輌は、走行を行うための車輌走行部、前記車輌走行
部に人力に基づく人力駆動力を与える人力駆動部、及び
前記車輌走行部に補助動力を与える補助動力駆動部を備
えた補助動力装置付き車輌であって、前記人力駆動力を
検出する人力駆動力検出部、前記人力駆動力検出部から
検出した人力駆動力のデータと、予め設定された人力駆
動力のしきい値との比較を行い、その比較結果に基づい
て、前記補助動力の出力を少なくとも指示する出力補正
情報を生成する補助動力出力補正部、及び前記人力駆動
力検出部から検出した人力駆動力のデータと、前記補助
動力出力補正部からの出力補正情報とに基づいて、前記
人力駆動部に対する前記補助動力駆動部の補助比率を決
定する補助比率決定部を備えている。このように構成す
ることにより、走行環境の変化や検出した人力駆動力の
変動にいつも速やかに適応し、常に最適な補助比率を決
定し走行、駆動することができる。したがって、車輌と
しての乗り心地においても操作者等に違和感を与えるこ
となく、自然で滑らかな走行を行うことができる。

【０００６】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌は、前記補助動力出力補正部は、前記しきい値以上の
期間での前記しきい値以上の人力駆動力のデータを用い
て、前記人力駆動力検出部から検出した人力駆動力のデ
ータが前記しきい値以下となる期間での前記出力補正情
報を生成している。このように構成することにより、走
行環境の変化や検出した人力駆動力の変動にいつも速や
かに適応し、常に最適な補助比率を決定し走行、駆動す
ることができる。したがって、車輌としての乗り心地に
おいても操作者等に違和感を与えることなく、自然で滑
らかな走行を行うことができる。

【０００７】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌は、時間間隔を設定するための時間設定部を備え、前
記補助動力出力補正部が、前記時間設定部からの時間間
隔を用いて前記出力補正情報を生成している。このよう
に構成することにより、走行環境の変化や検出した人力
駆動力の変動にいつも速やかに適応し、常に最適な補助
比率を決定し走行、駆動することができる。したがっ
て、車輌としての乗り心地においても操作者等に違和感
を与えることなく、自然で滑らかな走行を行うことがで
きる。

【０００８】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌は、前記人力駆動力検出部から検出した人力駆動力の
データが前記しきい値以上である場合、前記補助動力出
力補正部が、前記補助動力駆動部に供給される出力電流
を予め設定された制限値とする出力補正情報を生成して
いる。このように構成することにより、補助動力駆動部
の低出力化を達成でき、補助動力駆動部の小型軽量化も
容易に行うことが可能となる。

【０００９】本発明の補助動力装置付き車輌の制御方法
は、走行を行うための車輌走行部、前記車輌走行部に人
力に基づく人力駆動力を与える人力駆動部、及び前記車
輌走行部に補助動力を与える補助動力駆動部を備えた補
助動力装置付き車輌の制御方法であって、前記車輌走行
部に与えられた人力駆動力を人力駆動力検出部により検
出する工程、前記人力駆動力検出部から検出した人力駆
動力のデータと、予め設定された人力駆動力のしきい値
との比較を行い、その比較結果に基づいて、前記補助動
力の出力を少なくとも指示する出力補正情報を補助動力
出力補正部により生成する工程、及び前記人力駆動力検
出部から検出した人力駆動力のデータと、前記補助動力
出力補正部からの出力補正情報とに基づいて、前記人力
駆動部に対する前記補助動力駆動部の補助比率を補助比
率決定部により決定する工程を備えている。このように
構成することにより、走行環境の変化や検出した人力駆
動力の変動にいつも速やかに適応し、常に最適な補助比
率を決定し走行、駆動することができる。したがって、
車輌としての乗り心地においても操作者等に違和感を与
えることなく、自然で滑らかな走行を行うことができ
る。

【００１０】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌の制御方法は、前記生成する工程において、時間設定
部に設定された時間間隔を用いて、前記出力補正情報を
生成している。このように構成することにより、走行環
境の変化や検出した人力駆動力の変動にいつも速やかに
適応し、常に最適な補助比率を決定し走行、駆動するこ
とができる。したがって、車輌としての乗り心地におい
ても操作者等に違和感を与えることなく、自然で滑らか
な走行を行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の補助動力装置付き
車輌及びその制御方法を示す好ましい実施例について、
図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、本
発明の補助動力装置付き車輌の一つの好ましい実施例と
して、脚力（ペダル踏力）と補助動力とを組み合わせて
走行する自転車を構成した例について説明する。また、
他の実施例としては、ホイールチェア（車椅子）あるい
は荷物搬送車であってもよい。

【００１２】《第１の実施例》図１は本発明の第１の実
施例である補助動力装置付き車輌の概略構成を示す構造
図であり、図２は図１に示した補助動力装置付き車輌の
構成を示すブロック図である。図１、及び図２に示すよ
うに、本実施例の補助動力装置付き車輌は、当該車輌を
走行するための車輌走行部１、前記車輌走行部１を駆動
するための人力駆動部２及び補助動力駆動部３、及び前
記補助動力駆動部３の制御を行う制御部４を具備してい
る。車輌走行部１は、路面と接して車輌を走行するため
の車輪１ａ，１ｂ、及び車輪１ａ，１ｂを回転自在にそ
れぞれ支持する支持機構１ｃ，１ｄを備えている。車輌
走行部１には、人力駆動部２からの人力駆動力と補助動
力駆動部３からの補助動力が供給され、これにより上記
車輪１ａ，１ｂが回転して車輌が走行する。人力駆動部
２は、操作者や使用者などの人力を受け取るためのペダ
ル２ａと、その人力を人力駆動力として車輌走行部１に
伝達するためのペダルクランク２ｂやチェーン、一方向
クラッチ、及び合力軸などからなる伝達機構２ｃを備え
ている。補助動力駆動部３は、モータ（電動機）などの
既知の駆動装置３ａと当該駆動装置３ａの電源を構成す
る二次電池などの電池３ｂを備え、制御部４からの指示
信号に基づいて作動（回転）する。さらに、補助動力駆
動部３は、その回転力を補助動力として伝達機構２ｃを
介して車輌走行部１に伝達する。尚、補助動力駆動部３
は、例えば駆動装置３ａの通電電流などの補助動力の大
きさを示すための情報を制御部４に逐次出力している。
また、電池３ｂの具体例には、ニッケル−カドミウム蓄
電池やニッケル−水素蓄電池がある。

【００１３】制御部４は、人力駆動部２から車輌走行部
１に伝達された人力に基づく力、すなわち人力駆動力を
検出する人力駆動力検出部５、前記人力駆動力検出部５
から検出した人力駆動力のデータと予め設定された人力
駆動力のしきい値Flimとの比較を行い、その比較結果に
基づいて、上記補助動力の出力を少なくとも指示する出
力補正情報を生成する補助動力出力補正部６、及び人力
駆動力検出部５からの人力駆動力のデータと補助動力出
力補正部６からの出力補正情報とに基づいて、検出した
人力駆動力に対する補助動力の比率（以下、”補助比
率”という）を決定する補助比率決定部７を備えてい
る。人力駆動力検出部５としては、例えばクランク軸２
ｂ’の外周面にアモルファス合金製で文字「ハハーーー」
のパターンの形状のスリットを設けた帯状磁性膜を貼り
付け、ペダルクランク２ｂにかかる人力駆動力の変化に
応じてこの磁性膜の各部にねじれ歪みを生じ、それによ
りさらに透磁率の変化を生じ、それを２個以上の微少コ
イルによって検出するようにした磁歪式のトルクセンサ
（同一出願人が平成９年１２月に特許出願）を、好適に
用いうる。このトルクセンサによって人力駆動力を所定
のサンプリング周期（例えば、１msec）で検出する。人
力駆動力検出部５は、検出した人力駆動力のデータを補
助動力出力補正部６、及び補助比率決定部７に出力す
る。

【００１４】補助動力出力補正部６には、ＲＡＭあるい
は類似の記憶素子（図示せず）が設けられ、上述の人力
駆動力のしきい値Flimが予め設定されている。補助動力
出力補正部６は、しきい値Flimと人力駆動力検出部５か
らの人力駆動力のデータとの比較を行う。補助動力出力
補正部６は、その比較結果に基づいて、補助動力の出
力、例えば電池３ｂから駆動装置３ａに供給される電流
（以下、”出力電流”という）を少なくとも指示する出
力補正情報を生成して補助比率決定部７に出力する。具
体的にいえば、人力駆動力のデータがしきい値Flim以上
となる期間においては、補助動力出力補正部６は、出力
電流を予め設定された制限値Ilimとする出力補正情報を
生成して補助比率決定部７に出力する。その後、人力駆
動力のデータがしきい値Flim以下となり再びしきい値Fl
im以上となるまでの期間においては、補助動力出力補正
部６は、所定期間ＴＭを設定するための時間情報ととも
にこの所定期間ＴＭにおける出力電流を指示する出力補
正情報を生成し、それを補助比率決定部７に出力する。
所定期間ＴＭにおける出力電流は、補助動力出力補正部
６に予め設定された関係式に基づいて演算されるもので
あり、しきい値Flim以上の期間でのしきい値Flim以上の
人力駆動力の仕事量Ｓ（ｔ）と同じ仕事量となるよう
に、所定期間ＴＭの間に人力駆動力のデータに応じた出
力電流から増加したものである（詳細は後述）。また、
人力駆動力のデータがしきい値Flim未満であって、所定
期間ＴＭ以外の期間においては、補助動力出力補正部６
は、出力電流の補正を行わずに人力駆動力のデータに応
じた出力電流とする出力補正情報を生成して補助比率決
定部７に出力する。これにより、この人力駆動力のデー
タがしきい値Flim未満であって、所定期間ＴＭ以外の期
間においては、後段の補助比率決定部７によって人力駆
動力と補助動力の比率が一対一である標準の補助比率が
選択、決定される。尚、上記制限値Ilim、所定期間Ｔ
Ｍ、及び関係式は、しきい値Flimと同様に、記憶素子に
予め設定される。

【００１５】補助比率決定部７は、所定の周期（例え
ば、１msec）毎に、人力駆動力検出部５からの人力駆動
力のデータと補助動力出力補正部６からの出力補正情報
に基づいて、補助比率を決定する。具体的にいえば、人
力駆動力のデータがしきい値Flim以上となる期間におい
ては、出力補正情報によって出力電流が制限値Ilimに制
限されるので、補助比率決定部７は標準の補助比率より
小さい補助比率を決定して補助動力駆動部３に出力す
る。また、人力駆動力のデータがしきい値Flim未満であ
って、所定期間ＴＭにおいては、出力補正情報により出
力電流を増加することが指示されるので、補助比率決定
部７は標準の補助比率より大きい補助比率を決定して補
助動力駆動部３に出力する。また、人力駆動力のデータ
がしきい値Flim未満であって、所定期間ＴＭ以外の期間
においては、出力補正情報によって人力駆動力のデータ
に応じた出力電流とすることが指示されるので、補助比
率決定部７は標準の補助比率を決定して補助動力駆動部
３に出力する。

【００１６】ここで、図３、及び図４を参照して、補助
動力出力補正部６により生成される出力補正情報、及び
補助比率決定部７により決定される補助比率について具
体的に説明する。図３は、図２に示した人力駆動力検出
部によって検出した人力駆動力の一例を示すグラフであ
る。図４の（ａ）は図２に示した補助動力出力補正部に
よって決定された出力電流の一例を示すグラフであり、
図４の（ｂ）は図２に示した補助動力出力補正部によっ
て決定された出力電流の他の例を示すグラフである。
尚、図４の（ａ）、及び図４の（ｂ）に示す破線は、図
３に示した人力駆動力のデータに応じて出力電流を決定
したときの出力電流の波形を示している。人力駆動力検
出部５（図２）により検出される人力駆動力は、図３の
曲線３１に示すように、上述のペダルクランク２ｂの回
転運動に応じて脈動する。補助動力出力補正部６（図
２）は、図４の（ａ）の実線４１に示すように、人力駆
動力検出部５からの人力駆動力のデータがしきい値Flim
未満である期間、つまり同図の時点０から時点Ｔａまで
の期間では、人力駆動力のデータに応じた出力電流とす
る出力補正情報を補助比率決定部７に出力する。これに
より、補助比率決定部７は、標準の補助比率を決定す
る。

【００１７】続いて、補助動力出力補正部６は、人力駆
動力のデータがしきい値Flim以上である期間、つまり同
図の時点Ｔａから時点Ｔｂの間では、出力電流を予め設
定された制限値Ilimとする出力補正情報を決定して補助
比率決定部７に出力する。これにより、補助比率決定部
７により決定される補助比率は、標準の補助比率より小
さい値が選択、決定される。このように、制限値Ilimを
設定することにより、本実施例の補助動力装置付き車輌
では、電池３ｂ（図１）の寿命を向上できる。それとい
うのは、充放電特性などの電池３ｂの特性により規定さ
れる制限電流の値より小さい値を制限値Ilimとして設定
できるからである。具体的には、例えば上記制限電流の
値が３０Ａのニッケル−カドミウム蓄電池を電池３ｂに
用いた場合、制限値Ilimとして２５Ａを設定することが
可能である。このことにより、電池３ｂの最大放電電流
を抑えることができ、電池３ｂの寿命を延ばすことが可
能となる。さらに、制限値Ilimを設定することにより、
駆動装置３ａ（図１）の低出力化を達成でき、駆動装置
３ａの小型軽量化も容易に行うことが可能となる。

【００１８】補助動力出力補正部６は、しきい値Flim以
上の期間でのしきい値Flim以上の人力駆動力による仕事
量Ｓ（ｔ）（図３の斜線部にて図示）を下記の（１）式
により算出する。尚、Ｆ（ｔ）は人力駆動力検出部５に
より検出される人力駆動力のデータと時間の関係を示し
た関数である。

【００１９】

【数１】

【００２０】補助動力出力補正部６は、人力駆動力のデ
ータがしきい値Flim以下となると、所定期間ＴＭを設定
するための時間情報として、例えば図４の（ａ）に示す
時点Ｔｃと時点Ｔｄを予め選択、決定する。補助動力出
力補正部６は、上記所定期間ＴＭでの補助動力（出力電
流）の増加分による仕事量Ｈ1（ｔ）（図４の（ａ）の
斜線部にて図示）を下記の（２）式により算出する。

【００２１】

【数２】

【００２２】尚、（２）式において、Fmaxは図３に示す
人力駆動力の最大値であり、ｎは所定の定数（例えば、
ｎ＝３）である。また、上記仕事量Ｓ（ｔ）と仕事量Ｈ
1（ｔ）とを同じ値とするので、パラメータａは（１）
式、及び（２）式から次の（３）式により算出、決定さ
れる。

【００２３】

【数３】

【００２４】補助動力出力補正部６は、決定したパラメ
ータａを下記の（４）式に代入して、所定期間ＴＭでの
出力電流Ｉ（ｔ）を算出する。補助動力出力補正部６
は、出力補正情報として、所定期間ＴＭを設定するため
の時間情報である時点Ｔｃと時点Ｔｄとともに、算出し
た出力電流Ｉ（ｔ）を補助比率決定部７に出力する。
尚、（４）式において、Ｋは駆動装置３ａの構成により
定まる定数であり、Ｌはクランク軸２ｂ’（図１）と駆
動装置３ａの回転軸との間の距離である。

【００２５】 Ｉ（ｔ） ＝ ＫＬ（Ｆ（ｔ）＋ａ Fmax Ｓｉｎ（ｎｔ）） −−−（４）

【００２６】このように、補助動力出力補正部６は、人
力駆動力のデータがしきい値Flim以上となる場合、しき
い値Flim以上である期間では、出力電流を予め設定され
た制限値Ilimに制限する。さらに、補助動力出力補正部
６は、人力駆動力による上述の仕事量Ｓ（ｔ）を算出し
て、この算出した仕事量Ｓ（ｔ）と同じ仕事量Ｈ1
（ｔ）となるように、所定期間ＴＭにおいて補助動力
（出力電流）を増加する。このように構成することによ
り、本実施例の補助動力装置付き車輌では、たとえ平地
から上り坂に変化する路面を走行する場合でも、人力駆
動力のデータがしきい値Flim以下である期間中の所定期
間ＴＭの間に補助比率を大きくして、人力駆動力を補助
することが可能となる。その結果、本実施例の補助動力
装置付き車輌では、車輌としての乗り心地を向上するこ
とができ、操作者等に負担や違和感を与えることなく、
自然で滑らかな走行を行うことができる。尚、図４の
（ａ）に示す時点Ｔｂから時点Ｔｃまでの期間、及び時
点Ｔｄから時点Ｔａ’までの期間では、補助動力出力補
正部６は、人力駆動力のデータに応じた出力電流
（（４）式での”ＫＬＦ（ｔ）”の項で算出）とする出
力補正情報を補助比率決定部７に出力する。これによ
り、補助比率決定部７は、標準の補助比率を決定する。

【００２７】また、図４の（ｂ）に示すように、人力駆
動力のデータがしきい値Flim以下となる時点Ｔｂと人力
駆動力のデータが０となる時点Ｔｅを所定期間ＴＭ’を
設定するための時間情報として選択、決定してもよい。
この場合、補助動力出力補正部６により決定される出力
電流は、同図の実線４２により示される。さらに、所定
期間ＴＭ’での補助動力（出力電流）の増加分による仕
事量Ｈ2（ｔ）（図４の（ｂ）の斜線部にて図示）は下
記の（５）式により算出される。また、上記仕事量Ｓ
（ｔ）と仕事量Ｈ2（ｔ）とを同じ値とするので、パラ
メータｂは（１）式、及び（５）式から次の（６）式に
より算出、決定される。

【００２８】

【数５】

【００２９】

【数６】

【００３０】補助動力出力補正部６は、決定したパラメ
ータｂを下記の（７）式に代入して、所定期間ＴＭ’で
の出力電流Ｉ（ｔ）を算出する。補助動力出力補正部６
は、出力補正情報として、所定期間ＴＭ’を設定するた
めの時間情報である時点Ｔｂと時点Ｔｅとともに、算出
した出力電流Ｉ（ｔ）を補助比率決定部７に出力する。

【００３１】 Ｉ（ｔ） ＝ ＫＬ（Ｆ（ｔ）＋ｂ Flim ｔ／ｎ） −−−（７）

【００３２】次に、本実施例の補助動力装置付き車輌の
制御方法について、図５を参照して説明する。図５は、
図１に示した補助動力装置付き車輌の動作を示すフロー
チャートである。図５に示すように、本実施例の補助動
力装置付き車輌では、まず人力駆動力検出部５（図２）
が人力駆動部２（図２）から車輌走行部１（図２）に伝
達された人力駆動力を検出する（ステップＳ１）。続い
て、人力駆動力検出部５は、検出した人力駆動力のデー
タを補助動力出力補正部６（図２）と補助比率決定部７
（図２）に出力する（ステップＳ２）。次に、補助動力
出力補正部６は、人力駆動力検出部５から入力した人力
駆動力のデータが予め設定されたしきい値Flim以上であ
るかどうかについて判定する（ステップＳ３）。人力駆
動力のデータがしきい値Flim以上である場合、補助動力
出力補正部６は出力電流を制限値Ilimに制限する出力補
正情報を生成して補助比率決定部７に出力する（ステッ
プＳ４）。その後、補助比率決定部７は、標準の補助比
率より小さい補助比率を決定する（ステップＳ５）。

【００３３】続いて、補助動力出力補正部６は、人力駆
動力検出部５から入力した人力駆動力のデータが予め設
定されたしきい値Flimよりも小さいかどうかについて判
定する（ステップＳ６）。人力駆動力のデータがしきい
値Flimよりも大きい場合、ステップＳ４に戻る。また、
上記ステップＳ６において、人力駆動力のデータがしき
い値Flimよりも小さい場合、補助動力出力補正部６は、
所定期間ＴＭを設定するための時間情報と、この所定期
間ＴＭにおける出力電流を指示する出力補正情報を生成
して補助比率決定部７に出力する（ステップＳ７）。そ
の後、補助比率決定部７は、所定期間ＴＭにおいては、
標準の補助比率より大きい補助比率を決定し、所定期間
ＴＭ以外の期間においては、標準の補助比率を決定する
（ステップＳ８）。上記ステップＳ３において、人力駆
動力のデータがしきい値Flimより小さい場合、補助動力
出力補正部６は、人力駆動力のデータに応じた出力電流
とする出力補正情報を生成する（ステップＳ９）。その
後、補助比率決定部７は、標準の補助比率を決定する
（ステップＳ１０）。

【００３４】以上のように、本実施例の補助動力装置付
き車輌では、人力駆動力検出部５が人力駆動部２から車
輌走行部１に伝達された人力駆動力を検出し、検出した
人力駆動力のデータを補助動力出力補正部６、及び補助
比率決定部７に出力する。さらに、本実施例の補助動力
装置付き車輌では、補助動力出力補正部６が人力駆動力
のデータと人力駆動力のしきい値との比較を行い、その
比較結果に基づいて出力補正情報を生成する。補助比率
決定部７が、人力駆動力検出部５からの人力駆動力のデ
ータと補助動力出力補正部６からの出力補正情報に基づ
いて、補助比率を決定している。これにより、本実施例
の補助動力装置付き車輌は、走行環境の変化や検出した
人力駆動力の変動に追随、適応して、常に最適な補助比
率を決定し走行、駆動することができる。

【００３５】尚、出力補正情報として出力電流を指示す
る構成について説明したが、これに限定されるものでは
なく、例えば電池３ｂから駆動装置３ａに供給される出
力電圧を指示する構成としてもよい。また、しきい値Fl
im以上の期間でのしきい値Flim以上の人力駆動力のデー
タを積分して、その仕事量Ｓ（ｔ）を算出し出力補正情
報を生成する構成について説明したが、一周期分の人力
駆動力のデータを積分して、その仕事量を算出し出力補
正情報を生成する構成でもよい。また、人力駆動力のし
きい値Flimを予め設定する構成について説明したが、検
出した人力駆動力の積分値や平均値などの測定値に基づ
いて、人力駆動力のしきい値を可変に設定する構成とし
てもよい。また、所定の時間、例えば定数倍の周期分の
人力駆動力のデータに基づいて、出力補正情報を生成す
る構成でもよい。

【００３６】《第２の実施例》図６は、本発明の第２の
実施例である補助動力装置付き車輌の構成を示すブロッ
ク図である。この実施例では、補助動力装置付き車輌の
構成において、補助動力の出力補正を行う時間間隔を可
変に設定するための時間設定部を設けた。それ以外の各
部は、第１の実施例に示すものと同様であるのでそれら
の重複した説明は省略する。図６に示すように、本実施
例の補助動力装置付き車輌では、テンキーなどの入力機
器により構成された時間設定部８が制御部１４の内に設
けられている。この時間設定部８には、操作者等の入
力、操作によって操作者等が所望する時間間隔Ｔsetが
設定され、補助動力出力補正部６に出力される。補助動
力出力補正部６では、上述の（１）式により算出した人
力駆動力の仕事量Ｓ（ｔ）と同じ仕事量を、入力した時
間間隔Ｔsetの間に振り分けて、補助動力を増加する出
力補正情報を生成する。この出力補正情報は、第１の実
施例のものと同様に、出力電流を指定する情報により構
成される。尚、時間設定部８では、開始時点ＴS1と終了
時点ＴS2、あるいは開始時点ＴS1と継続時間が設定さ
れ、時間間隔Ｔsetが指定される。このように、本実施
例の補助動力装置付き車輌では、操作者等が所望する時
間間隔Ｔsetが時間設定部８に設定され、補助動力出力
補正部６が設定された時間間隔Ｔsetを用いて、出力電
流を決定し出力補正情報として補助比率決定部７に出力
している。これにより、本実施例の補助動力装置付き車
輌では、人力駆動力の変動に応じて、補助動力の出力を
補正することが可能となる。

【００３７】ここで、図７を参照して、時間設定部８に
より設定された時間間隔Ｔsetでの補助動力出力補正部
６により生成される出力補正情報について具体的に説明
する。図７は、図６に示した補助動力出力補正部によっ
て決定された出力電流の一例を示すグラフである。尚、
図７に示す破線は、図３に示した人力駆動力のデータに
応じて出力電流を決定したときの出力電流の波形を示し
ている。補助動力出力補正部６（図６）は、時間設定部
８（図６）から時間間隔Ｔsetを入力したとき、後述の
関係式を用いて図７の実線４３に示す出力電流を決定す
る。具体的にいえば、補助動力出力補正部６は、第１の
実施例と同様に、上述の（１）式を用いて人力駆動力の
仕事量Ｓ（ｔ）を算出する。補助動力出力補正部６は、
上記時間間隔Ｔsetでの補助動力（出力電流）の増加分
による仕事量Ｈ3（ｔ）を下記の（８）式により算出す
る。

【００３８】

【数８】

【００３９】尚、（８）式において、ｃは所定の定数
（例えば、ｃ＝０.２）である。また、上記仕事量Ｓ
（ｔ）と仕事量Ｈ3（ｔ）とを同じ値とするので、パラ
メータｄは（１）式、及び（８）式から次の（９）式に
より算出、決定される。

【００４０】

【数９】

【００４１】補助動力出力補正部６は、決定したパラメ
ータｄを下記の（１０）式に代入して、時間間隔Ｔset
での出力電流Ｉ（ｔ）を算出する。補助動力出力補正部
６は、出力補正情報として、時間期間Ｔsetを設定する
ための時間情報である時点ＴS1と時点ＴS2とともに、算
出した出力電流Ｉ（ｔ）を補助比率決定部７に出力す
る。

【００４２】 Ｉ（ｔ） ＝ ＫＬ（ｃ Ｆ（ｔ）＋d Fmax ） −−−（１０）

【００４３】次に、本実施例の補助動力装置付き車輌の
制御方法について、図８を参照して説明する。尚、第１
の実施例と同一の動作については、同じステップ番号を
付してその重複した説明は省略する。図８は、図６に示
した補助動力装置付き車輌の動作を示すフローチャート
である。図８に示すように、この実施例の補助動力装置
付き車輌では、人力駆動力検出部５（図６）からの人力
駆動力のデータがしきい値Flimより小さい値となると、
補助動力出力補正部６（図６）は、時間設定部８から時
間間隔Ｔsetが設定されているかどうかについて判別す
る（ステップＳ１１）。時間間隔Ｔsetが設定されてい
る場合、補助動力出力補正部６は設定された時間間隔Ｔ
setを用いて、出力電流を決定し出力補正情報として補
助比率決定部７（図６）に出力する（ステップＳ１
２）。その後、補助比率決定部７は、補助動力出力補正
部６の出力補正情報に基づいて、補助比率を決定する
（ステップＳ１３）。時間間隔Ｔsetが設定されていな
い場合、補助動力出力補正部６は、第１の実施例のもの
と同様に、ステップＳ７，Ｓ８に示す動作を行う。

【００４４】以上のように、本実施例の補助動力装置付
き車輌では、補助動力出力補正部６に時間間隔を設定す
るための時間設定部８を設けて、補助動力の出力補正を
行う時間間隔を可変に設定するよう構成している。この
ため、本実施例の補助動力装置付き車輌では、人力駆動
力の変動に応じて、補助動力の出力を補正することがで
き、常に最適な補助比率を決定し走行、駆動することが
できる。

【００４５】尚、上述の第１、及び第２の実施例では、
標準の補助比率として、人力駆動力と補助動力の比率が
一対一である場合について説明したが、この比率に限定
されるものでない。また、しきい値以上の人力駆動力の
仕事量と同じ仕事量となるように、出力電流とその出力
電流を供給する期間を決定して出力補正情報を生成する
構成について説明したが、必ずしも同じ仕事量とする必
要はなく、算出（検出）した人力駆動力の仕事量に所定
の定数を乗じた値となるように、出力電流とその出力電
流を供給する期間を決定して出力補正情報を生成する構
成でもよい。また、人力駆動力のデータがしきい値以上
となる期間において、出力電流を予め設定した制限値に
制限する構成について説明した。しかしながら、出力電
流を制限値に制限する構成に限定されるものではなく、
例えば人力駆動力のしきい値を小さい値に設定して、出
力電流を制限値に制限することなく、出力補正情報と補
助比率を人力駆動力のデータに基づいて決定する構成で
もよい。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明の補助動力装置付
き車輌及びその制御方法では、人力駆動力検出部が人力
駆動部から車輌走行部に伝達された人力駆動力を検出
し、検出した人力駆動力のデータを補助動力出力補正
部、及び補助比率決定部に出力する。さらに、本発明の
補助動力装置付き車輌及びその制御方法では、補助動力
出力補正部が人力駆動力のデータと人力駆動力のしきい
値との比較を行い、その比較結果に基づいて出力補正情
報を生成する。補助比率決定部が、人力駆動力検出部か
らの人力駆動力のデータと補助動力出力補正部からの出
力補正情報に基づいて、補助比率を決定している。これ
により、本発明の補助動力装置付き車輌及びその制御方
法では、走行環境の変化や検出した人力駆動力の変動に
速やかに追随、適応して、常に最適な補助比率を決定し
走行、駆動することができる。したがって、車輌として
の乗り心地においても操作者等に違和感を与えることな
く、自然で滑らかな走行を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である補助動力装置付き
車輌の概略構成を示す構造図

【図２】図１に示した補助動力装置付き車輌の構成を示
すブロック図

【図３】図２に示した人力駆動力検出部によって検出し
た人力駆動力の一例を示すグラフ

【図４】図２に示した補助動力出力補正部によって決定
された出力電流の一例を示すグラフ

【図５】図１に示した補助動力装置付き車輌の動作を示
すフローチャート

【図６】本発明の第２の実施例である補助動力装置付き
車輌の構成を示すブロック図

【図７】図６に示した補助動力出力補正部によって決定
された出力電流の一例を示すグラフ

【図８】図６に示した補助動力装置付き車輌の動作を示
すフローチャート

【符号の説明】

１ 車輌走行部 ２ 人力駆動部 ３ 補助動力駆動部 ４，１４ 制御部 ５ 人力駆動力検出部 ６ 補助動力出力補正部 ７ 補助比率決定部 ８ 時間設定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中田 広之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行を行うための車輌走行部、前記車輌
   走行部に人力に基づく人力駆動力を与える人力駆動部、
   及び前記車輌走行部に補助動力を与える補助動力駆動部
   を備えた補助動力装置付き車輌であって、 前記人力駆動力を検出する人力駆動力検出部、 前記人力駆動力検出部から検出した人力駆動力のデータ
   と、予め設定された人力駆動力のしきい値との比較を行
   い、その比較結果に基づいて、前記補助動力の出力を少
   なくとも指示する出力補正情報を生成する補助動力出力
   補正部、及び前記人力駆動力検出部から検出した人力駆
   動力のデータと、前記補助動力出力補正部からの出力補
   正情報とに基づいて、前記人力駆動部に対する前記補助
   動力駆動部の補助比率を決定する補助比率決定部、 を具備することを特徴とする補助動力装置付き車輌。
2. 【請求項２】 前記補助動力出力補正部は、前記しきい
   値以上の期間での前記しきい値以上の人力駆動力のデー
   タを用いて、前記人力駆動力検出部から検出した人力駆
   動力のデータが前記しきい値以下となる期間での前記出
   力補正情報を生成するよう構成したことを特徴とする請
   求項１に記載の補助動力装置付き車輌。
3. 【請求項３】 時間間隔を設定するための時間設定部を
   備え、前記補助動力出力補正部が、前記時間設定部から
   の時間間隔を用いて前記出力補正情報を生成するよう構
   成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の補助動力装置付き車輌。
4. 【請求項４】 前記人力駆動力検出部から検出した人力
   駆動力のデータが前記しきい値以上である場合、前記補
   助動力出力補正部が、前記補助動力駆動部に供給される
   出力電流を予め設定された制限値とする出力補正情報を
   生成するよう構成したことを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれかに記載の補助動力装置付き車輌。
5. 【請求項５】 走行を行うための車輌走行部、前記車輌
   走行部に人力に基づく人力駆動力を与える人力駆動部、
   及び前記車輌走行部に補助動力を与える補助動力駆動部
   を備えた補助動力装置付き車輌の制御方法であって、 前記車輌走行部に与えられた人力駆動力を人力駆動力検
   出部により検出する工程、 前記人力駆動力検出部から検出した人力駆動力のデータ
   と、予め設定された人力駆動力のしきい値との比較を行
   い、その比較結果に基づいて、前記補助動力の出力を少
   なくとも指示する出力補正情報を補助動力出力補正部に
   より生成する工程、及び前記人力駆動力検出部から検出
   した人力駆動力のデータと、前記補助動力出力補正部か
   らの出力補正情報とに基づいて、前記人力駆動部に対す
   る前記補助動力駆動部の補助比率を補助比率決定部によ
   り決定する工程、 を具備することを特徴とする補助動力装置付き車輌の制
   御方法。
6. 【請求項６】 前記生成する工程において、時間設定部
   に設定された時間間隔を用いて、前記出力補正情報を生
   成することを特徴とする請求項５に記載の補助動力装置
   付き車輌の制御方法。