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JPH1159557A - 電動補助自転車 - Google Patents

電動補助自転車

Info

Publication number
JPH1159557A
JPH1159557A JP9230006A JP23000697A JPH1159557A JP H1159557 A JPH1159557 A JP H1159557A JP 9230006 A JP9230006 A JP 9230006A JP 23000697 A JP23000697 A JP 23000697A JP H1159557 A JPH1159557 A JP H1159557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pushing
electric
push
walking
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9230006A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshitaka Ijima
淑隆 井島
Kosaku Yamauchi
幸作 山内
Kohei Tomita
耕平 冨田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Priority to JP9230006A priority Critical patent/JPH1159557A/ja
Publication of JPH1159557A publication Critical patent/JPH1159557A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電動補助自転車を押し歩きする際に、押し歩く
人の歩行速度や押圧力に見合う大きさの押し歩き補助力
を電動モーターに出力させて押し歩きを容易にする。 【解決手段】本発明に係る電動補助自転車は、左右両端
部31が略後方に延びるように形成されたハンドルバー
と、このハンドルバーの左右両端部の軸方向に沿ってス
ライド可能に設けられたスライドグリップ42，58と、上
記各スライドグリップ42，58の軸方向前方への押圧力を
検出する押圧力検出手段（52，64）と、上記押圧力検出
手段から入力されるスライドグリップ42，58の押圧力に
基づいて人力による車体の押し歩き駆動力を算出し、こ
の押し歩き駆動力の大きさに対応した押し歩き補助力ｍ
を電動モーター11に出力させる押し歩きモーター制御を
実行するようにプログラムされたコントローラー18とを
備えて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自転車の車体に電
動モーターを搭載し、この電動モーターから出力される
補助駆動力でペダル踏力をアシストすることにより登坂
走行や向い風を受けながらの走行を容易にした電動補助
自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の電動補助自転車において、通常
走行時のみならず、急な坂道等で自転車を降りて押し歩
く際にも電動モーターに弱い補助駆動力（以下、押し歩
き補助力と呼ぶ）を出力させ、車体の押し歩き労力が軽
減されるように構成されたものがある。例えば特開平4-
358988号公報や特開平8-127386号公報に記載されている
電動補助自転車がそれである。
【０００３】上記の電動補助自転車では、押し歩き状態
を判別する条件として、ペダル踏力による駆動トルク
がゼロである車速が前進方向に一定速以上である押
し歩き用スイッチがＯＮ操作されている…の３項目が定
められている。そして、上記の押し歩き用スイッチが
ＯＮ操作された時点で電動モーターから所定出力の押し
歩き補助力が出力され、押し歩き労力がアシストされる
ように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動補助自転車は、押し歩き時に電動モータ
ーから出力される押し歩き補助力の大きさが押し歩く人
の歩行速度や押圧力に関わらず一定に設定されていたた
め、時として歩行速度と車速との間にずれが生じ、押し
歩きのペースを乱される懸念があった。
【０００５】しかも、停止している車体を押し出す時や
加速する時、あるいは勾配の急な登坂時等には押し歩き
補助力が不足して多大な押圧力が要る反面、路面が下り
勾配になった時には押し歩き補助力が過剰気味になって
車速が必要以上に向上するため、押し歩き用スイッチを
ＯＦＦ操作する必要があって煩わしいという難点があっ
た。
【０００６】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その第１の目的は、電動補助自転車
を押し歩きする際に、押し歩く人の歩行速度や押圧力に
見合う大きさの押し歩き補助力を電動モーターに出力さ
せて押し歩きを容易にすることにある。
【０００７】また、本発明の第２の目的は、大量生産さ
れる電動補助自転車の間における押し歩き補助力の出力
バラツキを少なくし、製品品質を向上させることにあ
る。
【０００８】さらに、本発明の第３の目的は、ハンドル
バー回りの美的外観を向上させるとともに、ハンドルバ
ーの強度低下を防止することにある。
【０００９】そして、本発明の第４の目的は、車速の検
出精度を向上させて押し歩きモーター制御の精度を向上
させることにある。
【００１０】また、本発明の第５の目的は、押し歩きの
時以外に電動モーターから押し歩き補助力が出力される
ことを確実に防止することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、本発明に係る電動補助自転車は、請求項１に記
載したように、左右両端部が略後方に延びるように形成
されたハンドルバーと、このハンドルバーの左右両端部
の軸方向に沿ってスライド可能に設けられたスライドグ
リップと、上記各スライドグリップの軸方向前方への押
圧力を検出する押圧力検出手段と、上記押圧力検出手段
から入力されるスライドグリップの押圧力に基づいて人
力による車体の押し歩き駆動力を算出し、この押し歩き
駆動力の大きさに対応した押し歩き補助力を電動モータ
ーに出力させる押し歩きモーター制御を実行するように
プログラムされたコントローラーとを備えて構成したこ
とを特徴とする。
【００１２】また、同じく前記第１の目的を達成するた
め、本発明に係る電動補助自転車は、請求項２〜４に記
載したように、前記押し歩きモーター制御実行時の車速
範囲が一般歩行速度範囲となるように、かつこの車速が
一般歩行速度範囲を越えると電動モーターの押し歩き補
助力が漸減するようにコントローラーをプログラムし
た。あるいは、押し歩き駆動力が大きくなるほど車速範
囲が低速側に移行するようにコントローラーをプログラ
ムした。
【００１３】また、前記第２の目的を達成するため、本
発明に係る電動補助自転車は、請求項５に記載したよう
に、ハンドルポストのクランプ部のスリットに嵌め込ま
れてハンドルバーの前後方向への回動を規制する回動規
制突起をハンドルバーのクランプ嵌合部外周面に突設し
た。
【００１４】さらに、前記第３の目的を達成するため、
本発明に係る電動補助自転車は、請求項６に記載したよ
うに、前記回動規制突起の真横に並び、かつハンドルポ
ストのクランプ部にクランプされる幅内に電線通し孔を
穿設するとともに、前記押圧力検出手段から延出する電
線をハンドルバーの内部に通して上記電線通し孔から外
部に引き出した。
【００１５】そして、前記第４の目的を達成するため、
本発明に係る電動補助自転車は、請求項７に記載したよ
うに、前記押し歩きモーター制御実行時の車速を検出す
る車速センサーを、車輪の外周付近に押し付けられる小
径ローラーの回転速度に関連して車速を検出するダイナ
モタイプのものとした。
【００１６】また、前記第５の目的を達成するため、本
発明に係る電動補助自転車は、請求項８に記載したよう
に、サドルに加わる荷重の有無を検出するサドルスイッ
チを設け、サドルに荷重が加わっている時には上記サド
ルスイッチからの入力により押し歩きモーター制御が停
止するようにコントローラーをプログラムした。
【００１７】請求項１のように電動補助自転車を構成し
た場合、電動補助自転車を押して歩く際にはスライドグ
リップが握られて前方へ押圧されるため、このスライド
グリップの前方への押圧力が押圧力検出手段に検出され
てコントローラーに入力される。そして、コントローラ
ーは上記押圧力に基づいて人力による車体の押し歩き駆
動力を算出し、この押し歩き駆動力の大きさに対応した
押し歩き補助力を電動モーターに出力させる押し歩きモ
ーター制御を実行する。このため、電動モーターから出
力される押し歩き補助力の大きさが常に押し歩く人の歩
行速度や押圧力に対応して変化し、押し歩きが容易にな
る。
【００１８】また、請求項２〜請求項４のように電動補
助自転車のコントローラーをプログラムすることによ
り、押し歩き時の車速が過剰になるといった不都合が解
消され、押し歩きが一段と容易になる。
【００１９】さらに、請求項５のように電動補助自転車
を構成することにより、大量生産される電動補助自転の
いずれの車体もハンドルバーの角度、すなわちスライド
グリップのスライド方向が同一になり、押し歩き時にス
ライドグリップのスライド方向から算出される押し歩き
駆動力の値に差が出にくくなる。このため、各車体間に
おける押し歩き補助力の出力バラツキが少なくなり、製
品品質が向上する。
【００２０】そして、請求項６のように電動補助自転車
を構成することにより、電線がハンドルバー内に隠蔽さ
れてハンドルバー回りの美的外観が向上する。しかも、
電線を引き出す電線通し孔の部分がハンドルポストのク
ランプ部によってクランプされるため、ハンドルバーに
加わる曲げ応力が電線通し孔の部分に集中せず、ハンド
ルバーの強度低下が防止される。
【００２１】また、請求項７のように電動補助自転車を
構成した場合、車速センサーの小径ローラーが車輪の外
周付近に押し付けられるので、車輪の僅かな回転によっ
て車速および車速の変化を検出することができ、車速の
検出精度向上、ひいては押し歩きモーター制御の精度向
上を図ることができる。
【００２２】さらに、請求項８のように電動補助自転車
を構成することにより、サドルに荷重が加わっている
時、つまり電動補助自転車に人が乗車している時には押
し歩きモーター制御が停止する。したがって、押し歩き
時以外に電動モーターから押し歩き補助力が出力される
ことが確実に防止される。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る
電動補助自転車の左側面図である。
【００２４】この電動補助自転車は、例えば金属管製の
車体フレーム１を備えており、この車体フレーム１の前
頭部には前輪２を支持するフロントフォーク３が左右回
動自在に設けられ、フロントフォーク３の上部にハンド
ルポスト４を介してハンドルバー５が回動一体に設けら
れている。一方、車体フレーム１の後部には後輪６が軸
支され、車体フレーム１の中央上部にはサドルポスト７
を介してサドル８が設置される。
【００２５】そして、車体フレーム１の中央下部に電動
補助装置10（パワーユニット）が搭載されている。この
電動補助装置10には電動モーター11と合力装置12とトル
クセンサー13等の機器類が内蔵されるとともに、車幅方
向に貫通する形でクランク軸14が軸支されており、この
クランク軸14の両端部に左右一対のクランク15が回転一
体に固定され、両クランク15の先端部にそれぞれペダル
16が回転自在に設けられている。
【００２６】また、クランク軸14には電動補助装置10の
右側に位置する図示しないドライブスプロケットが軸装
され、このドライブスプロケットと後輪６の右側に設け
られた図示しないドリブンスプロケットとの間にドライ
ブチェーン17（またはドライブベルト）が巻装されてい
る。
【００２７】さらに、電動補助装置10の上部には電動モ
ーター11の出力を制御するためのコントローラー18が取
り付けられている。このコントローラー18はマイコン等
によって構成された制御装置である。一方、合成樹脂等
で形成されたフレームカバー20が車体フレーム１の前半
部から電動補助装置10とコントローラー18までを覆って
おり、このフレームカバー20の前部には電動モーター11
の電源となるバッテリーユニット21が着脱可能に設けら
れている。なお、フレームカバー20前端側面にはキー式
のメインスイッチ22が設けられおり、これをＯＮ操作し
て電動補助自転車を起動させる。
【００２８】図２は、この電動補助自転車の制御系統を
示すブロック図である。ここに示すように、コントロー
ラー18にはトルクセンサー13と、後述する左右のグリッ
プ装置24Ｌ，24Ｒまたは25Ｌ，25Ｒ、車速センサー26お
よび27、サドルスイッチ28、電動モーター11、バッテリ
ーユニット21等の機器類が接続されている。
【００２９】車速センサーは、通常走行時における車速
の検出には前輪２の車軸部に設けられた一般的な車速セ
ンサー26が使用されるが、後述する押し歩きモーター制
御実行時における車速および車速変化の検出には前輪２
（後輪６でも可）に設けたダイナモタイプの車速センサ
ー27が使用され、より精密な検出が行われる。
【００３０】電動補助自転車の通常走行時において、電
動補助装置10のクランク軸14は、サドル８に着座した乗
員が足でペダル16を踏むことより前転駆動される。同時
に、電動補助装置10内の電動モーター11が作動し、クラ
ンク軸14の駆動トルク（ペダル踏力Ｐ）と電動モーター
11の出力（補助駆動力Ｍ）とが合力装置12により合成さ
れ、その合力Ｐ＋Ｍがドライブチェーン17を介して後輪
６に伝達される。
【００３１】この時、トルクセンサー13は常にクランク
軸14に加わる駆動トルクを検出し、そのデータをコント
ローラー18に入力する。コントローラー18は上記駆動ト
ルクのデータからペダル踏力Ｐを算出し、ペダル踏力Ｐ
と補助駆動力Ｍとの比率（アシスト比）が常時一定の比
率（例えば１対１）になるように電動モーター11への印
加電流を制御する。このように、補助駆動力Ｍのアシス
トによってペダル踏力Ｐが大幅に低減されるため、特に
登坂走行や向い風を受けながらの走行が非常に楽にな
る。
【００３２】また、コントローラー18は、上述のような
通常走行時のみならず、車体を押して歩く際にも電動モ
ーター11に弱い補助駆動力（押し歩き補助力ｍ）を出力
させて押し歩きに伴う労力を軽減させる『押し歩きモー
ター制御』を実行するようにプログラムされている。
【００３３】この押し歩きモーター制御は、コントロー
ラー18が押し歩き状態にあるか否かを判別し、押し歩き
状態にあると判断した場合には人力による車体の押し歩
き駆動力（人が車体を水平方向前方に押す力）を算出
し、この押し歩き駆動力の大きさに対応した押し歩き補
助力ｍを電動モーター11に出力させるものである。
【００３４】上記押し歩き駆動力を検出する具体的な手
段として、本発明ではハンドルバー５として左右両端部
が略後方に延びるように形成された形状のものを用い、
このハンドルバー５の左右両端部に前述したグリップ装
置24Ｌ，24Ｒまたは25Ｌ，25Ｒを設けている。以下に、
ハンドルバー５とグリップ装置24Ｌ，24Ｒ，25Ｌ，25Ｒ
の構造を説明する。
【００３５】まず、ハンドルバー５は、一般的な形状の
アップハンドルであり、図３(A),(B) に示すように左右
両端部31が中央部（クランプ嵌合部32）よりも高く、か
つ略後方に延びるように湾曲形成されている。このハン
ドルバー５は、図４および図５にも示すように、その幅
方向中央のクランプ嵌合部32がハンドルポスト４上端の
クランプ部33に嵌合されてボルト34で堅固に締結され
る。
【００３６】ハンドルバー５のクランプ嵌合部32には、
幅方向中央の外周面に回動規制突起35が突設されてお
り、ハンドルバー５をハンドルポスト４のクランプ部33
に嵌合する際にはこの回動規制突起35をクランプ部33の
スリット36に嵌め込まないとハンドルバー５を嵌合でき
ないようになっている。この回動規制突起35により、ハ
ンドルポスト４に対するハンドルバー５の前後方向への
回動が規制され、ハンドルバー５の姿勢が一定に保たれ
る。
【００３７】例えばこの実施形態では、ハンドルバー５
の左右両端部31が、平面視（図３(A) 参照）において車
体中心線Ｃに対し外側方へ角度αの相対角を持ち、側面
視（図３(B) 参照）において水平線Ｈに対し下方へ角度
βの相対角を持つように回動規制突起35の位置が設定さ
れている。上記角度αおよびβはハンドルバー５を最も
握り易い角度に設定される。
【００３８】なお、この実施形態では回動規制突起35が
ハンドルバー５のクランプ嵌合部32に一体に形成されて
いるが、例えばピン状の別部材を溶接や圧入によりクラ
ンプ嵌合部32に固定して回動規制突起35とする等しても
よい。さらに、回動規制突起35の真横に並び、かつハン
ドルポスト４のクランプ部33にクランプされる幅内に左
右一対の電線通し孔37が穿設されている。
【００３９】そして、ハンドルバー５の左右両端部に設
けられているグリップ装置24Ｌ，24Ｒまたは25Ｌ，25Ｒ
は、例えば図５に示す第１実施例（24Ｌ，24Ｒ）、また
は図６に示す第２実施例（25Ｌ，25Ｒ）のように構成さ
れている。
【００４０】図５に示す第１実施例のグリップ装置24
Ｌ，24Ｒは、ハンドルバー５の端部31に防水カバー40を
介してエンドバー41が固定され、このエンドバー41の外
周にスライドグリップ42が軸方向にスライド可能に設け
られている。スライドグリップ42は管状のスライダー43
の外周にグリップラバー44が被装され、スライダー43の
後端部にスライダーエンド45が固定されている。なお、
部材46はスライドグリップ42のスライド量を規制するた
めのピンである。
【００４１】一方、エンドバー41の後端部にはセンサー
ホルダー47が固定され、このセンサーホルダー47から後
方に延びるアジャストボルト48がスライダーエンド45の
中心部を貫通し、アジャストナット49およびロックナッ
ト50が螺合されている。そして、センサーホルダー47と
スライダーエンド45との間にコイルスプリング51が弾装
されている。さらに、センサーホルダー47の前部にはポ
ジションセンサー52が取り付けられ、その測定針53が後
方に延びてスライダーエンド45に接している。
【００４２】このように構成されたグリップ装置24Ｌ，
24Ｒにおいて、スライドグリップ42が軸方向前方に押圧
された場合、コイルスプリング51が圧縮されてスライド
グリップ42が前方にスライドし、その分ポジションセン
サー52の測定針53が押し込まれるのでスライドグリップ
42のスライド量が検出され、そのデータがスライドグリ
ップ42に加わる前方への押圧力としてコントローラー18
に入力される。
【００４３】一方、図６に示す第２実施例のグリップ装
置25Ｌ，25Ｒは、同様にハンドルバー５の端部31に防水
カバー56を介してエンドバー57が固定され、このエンド
バー57の外周にスライドグリップ58（スライダー59＋グ
リップラバー60＋スライダーエンド61）が軸方向にスラ
イド可能に、かつピン62でスライド量を規制されながら
設けられている。そして、エンドバー57の後端部にはセ
ンサーホルダー63が固定され、このセンサーホルダー63
とスライダーエンド61との間に圧力センサー64が介装さ
れている。
【００４４】このグリップ装置25Ｌ，25Ｒにおいては、
スライドグリップ58が軸方向前方に押圧されると、その
圧力が圧力センサー64に直接伝わるため、スライドグリ
ップ58に加わる前方への押圧力が検出されてデータがコ
ントローラー18に入力される。
【００４５】なお、前記第１実施例のグリップ装置24
Ｌ，24Ｒの場合はポジションセンサー52が、また上記第
２実施例のグリップ装置25Ｌ，25Ｒの場合は圧力センサ
ー64が、それぞれ請求項１に記載した押圧力検出手段と
して機能する。これらの押圧力検出手段52，64から延出
する電線65，66は、それぞれハンドルバー５の内部に通
されて前記電線通し孔37から外部に引き出され、コント
ローラー18に接続される。
【００４６】他方、押し歩きモーター制御実行時に使用
されるダイナモタイプの車速センサー27は、図８および
図９に示すように、通常の発電用ダイナモと同様なケー
シング69と首振り機構70を備えており、ケーシング69内
に回転センサー71が固定されるとともにローターシャフ
ト72が回転自在に軸支され、ローターシャフト72上端に
小径ローラー73、下端にローター74が回転一体に設けら
れている。
【００４７】そして、首振り機構70を操作することによ
りケーシング69を前輪２側に回動させて小径ローラー73
を前輪２の外周付近（タイヤ75あるいはリム76）に押し
付けると、前輪２の回転に伴う小径ローラー73の回転速
度に関連して車速および車速の変化が精密に検出され
る。なお、首振り機構70の操作はハンドルバー５に設け
られた操作レバー77（図１参照）により遠隔操作でき
る。
【００４８】さらに、サドルスイッチ28は、電動補助自
転車が押し歩き状態にあるか否かを判別するための１つ
の手段として設けられたもので、サドル８に加わる荷重
の有無を検出することによってサドル８に人が腰掛けて
いるかどうかを判別し、コントローラー18に入力する。
この実施形態では、例えばサドル８に人が腰掛けるとサ
ドルスイッチ28がＯＦＦになるように構成されている。
【００４９】この電動補助自転車を押して歩く際には、
図３(A),(B) に示すように左右のグリップ装置24ＬＲま
たは25ＬＲのスライドグリップ42，58が握られて軸方向
前方に押圧されるため、左側のグリップ装置24Ｌ，25Ｌ
に加わる押圧力ｆｌと右側のグリップ装置24Ｒ，25Ｒに
加わる押圧力ｆｒの値がそれぞれコントローラー18に入
力される。コントローラー18は、上記押圧力ｆｌ，ｆｒ
に基づき、車体を水平方向前方へ移動させる力、即ち押
し歩き駆動力Ｆを算出する。押し歩き駆動力Ｆは次の計
算式により求まる。
【００５０】
【数１】
【００５１】以上より、
【数２】
【００５２】そして、コントローラー18は、押し歩き駆
動力Ｆの大きさに対応した押し歩き補助力ｍを電動モー
ター11に出力させるようにプログラムされている。この
押し歩き補助力ｍを出力するための必須条件としては、
ペダル踏力Ｐによるトルクが一定値以下である左右
のグリップ装置24ＬＲ，25ＬＲに一定値以上の押圧力ｆ
ｌ，ｆｒが加わっている車速がゼロ以上かつ一定値以
下であるサドルスイッチ28がＯＮである…という４つ
の項目が定められている。
【００５３】以下、押し歩きモーター制御の流れを図10
に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００５４】まず、制御のスタート後、Ｓ１でペダル踏
力Ｐによる駆動トルクＴが検出され、Ｓ２で駆動トルク
Ｔが一定値以下であるかが判定される。ここでの一定値
とは、例えば車体を発進させるために必要最小限な駆動
トルクの２分の１程度とされる。
【００５５】Ｓ２がＮＯである場合、つまりクランク15
にペダル踏力Ｐが加えられている場合はＳ３へ移行す
る。このＳ３では、通常走行時用のモーター制御、即ち
ペダル踏力Ｐに対する補助駆動力Ｍのアシスト比が常時
一定の比率となるように電動モーター11の出力が制御さ
れ、押し歩きモーター制御は行われない。
【００５６】また、Ｓ２がＹＥＳである場合、つまりク
ランク16にペダル踏力Ｐが加えられていない場合はＳ４
に移行し、左右のグリップ装置24ＬＲまたは25ＬＲから
入力される押圧力ｆｌ，ｆｒに基づき、前記計算式にな
らって人力による押し歩き駆動力Ｆが演算される。
【００５７】次のＳ５では、押し歩き駆動力Ｆが一定値
以上であるかが判定される。ここでの一定値とは、例え
ば車体を手押し発進させるために必要最小限な押圧力の
２分の１程度とされる。
【００５８】Ｓ５がＹＥＳの場合はＳ６においてダイナ
モタイプの車速センサー27により車速Ｖが精密に検出さ
れ、次にＳ７において上記車速Ｖがゼロを越えかつ一定
値以下であるかが判定される。ここでの一定値とは一般
歩行速度とされており、例えば男性の歩行速度の上限値
付近である時速６ｋｍ前後に設定される。そして、Ｓ７
がＹＥＳであればＳ８に進み、サドルスイッチ28がＯＮ
であるか否かが判定される。
【００５９】Ｓ８がＹＥＳである場合、つまりサドル８
に人が腰掛けていなければ、押し歩き補助力ｍを出力す
るための前記条件〜が成立し、Ｓ９に移行して押し
歩きモーター制御が実行される。ここで電動モーター11
が出力する押し歩き補助力ｍの大きさは、常に押し歩き
駆動力Ｆの大きさに対応して制御される。
【００６０】また、Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８がＮＯの場合、つ
まり押し歩き駆動力Ｆが一定値以下であったり、車速Ｖ
がゼロもしくは一般歩行速度範囲を越えていたり、サド
ル８に人が腰掛けている場合には、Ｓ10に移行して押し
歩きモーター制御が停止される。
【００６１】以上のような制御ルーティンが反復される
ことにより、常に電動補助自転車が通常走行状態にある
のか押し歩き状態にあるのかが判別されながら最適な大
きさの補助駆動力Ｍまたは押し歩き補助力ｍが電動モー
ター11から出力される。
【００６２】上記制御ルーティンのＳ９において電動モ
ーター11が出力する押し歩き補助力ｍの大きさは、例え
ば人力による押し歩き駆動力Ｆが図11のグラフ (A)〜
(E) の如くなるように予めコントローラー18にプログラ
ムされている。これらのグラフ(A)〜(E) 中に示される
走行抵抗ＷR は、次の計算式により求められる。
【００６３】
【数３】
【００６４】ここで、μＲは転がり抵抗係数、ｗは車
重、μＡは空気抵抗係数、ａは電動補助自転車の前面投
影面積、Ｖは車速、θは路面の登坂角である。この電動
補助自転車の場合、μＲはおよそ 0.008、ｗは約30ｋｇ
であるため、転がり抵抗μＲ・ｗの値は 0.008×30＝0.
24ｋｇとなる。一方、μＡ・ａの値はおよそ0.04であ
り、押し歩き時の歩行速度を時速４ｋｍとした場合の空
気抵抗μＡ・ａ・Ｖ2 の値は0.04×（4000／3600）2 ＝
0.05ｋｇと、転がり抵抗の５分の１程度となるため、空
気抵抗は無視できる。
【００６５】これに対し、登坂抵抗ｗ・ｓｉｎθの値は
１゜の登坂角でも30×ｓｉｎ１゜＝0.52ｋｇとなり、転
がり抵抗（0.24ｋｇ）の２倍以上になるため、電動補助
自転車の押し歩きモーター制御実行時には登坂抵抗の分
を補助することが有効である。
【００６６】図11のグラフ(A) の制御例では、登坂角θ
に比例して増大する走行抵抗ＷR （主に登坂抵抗）に対
し、人力による押し歩き駆動力Ｆが常に２分の１となる
ように押し歩き補助力ｍ（非図示）を出力させている。
これにより、押し歩き駆動力Ｆと押し歩き補助力ｍは常
時１対１に保たれ、ごく自然な感覚で無理なく押し歩き
ができる。
【００６７】また、グラフ(B) の制御例では、登坂角θ
に関わらず人力による押し歩き駆動力Ｆが常に一定にな
るように、登坂角θが大きくなるにつれて押し歩き補助
力ｍの出力を増大させている。この時の押し歩き駆動力
Ｆは、例えば平坦な路面で車体を押し歩く程度の力に設
定されている。このようにすれば、急坂の多い地域でも
楽に車体を取り扱うことができる。
【００６８】さらに、グラフ(C) の制御例では、登坂角
θが大きくなるにつれて押し歩き駆動力Ｆが少しずつ重
くなるように押し歩き補助力ｍの出力が設定されてい
る。これによれば、グラフ(A) の場合と同様、押し歩き
モーター制御実行時の車速範囲が、押し歩き駆動力Ｆが
大きくなるほど低速側に移行するため、登坂角θが大き
くなって車体を押す人の歩行速度が低下しても車速が過
大になることがなく、押し歩きのペースを乱されない。
【００６９】なお、上記グラフ (A)〜(C) の制御におい
ては、登坂角θを傾斜センサーのような登坂角検出手段
を用いて検出するように構成するとよい。
【００７０】また、グラフ(D) および(E) の制御例で
は、押し歩きモーター制御実行時の車速Ｖが一般歩行速
度範囲Ｖａを越えると押し歩き補助力ｍが漸減するよう
にコントローラー18がプログラムされている。このよう
にすれば、例えば路面が上り坂から平坦路、あるいは平
坦路から下り坂に変わっても車速が急速に増大すること
が防がれ、押し歩きが容易になる。
【００７１】以上のように構成された電動補助自転車
は、ハンドルバー５の左右両端に設けたグリップ装置24
ＬＲまたは25ＬＲによって車体の押し歩き時における押
圧力ｆｌ，ｆｒを検出するとともに、コントローラー18
に上記押圧力ｆｌ，ｆｒに基づいて人力による車体の押
し歩き駆動力Ｆを算出させ、この押し歩き駆動力Ｆの大
きさに対応した押し歩き補助力ｍを電動モーター11に出
力させているため、押し歩き補助力ｍの大きさが常に押
し歩く人の歩行速度や押圧力に見合う大きさに変化し、
押し歩きが非常に容易になる。
【００７２】一方、ハンドルバー５のクランプ嵌合部32
外周面に回動規制突起35を設けてハンドルポスト４に対
するハンドルバー５の姿勢が一定に保たれるようにした
ので、大量生産される電動補助自転のいずれの車体もハ
ンドルバー５の角度、すなわちスライドグリップ42，58
のスライド方向が同一になる。このため、押し歩き時に
コントローラー18により算出される押し歩き駆動力Ｆの
値に差が出にくくなり、各車体間における押し歩き補助
力ｍの出力バラツキが非常に小さくなって製品品質が向
上する。
【００７３】また、回動規制突起35の真横に電線通し孔
37を穿設し、グリップ装置24ＬＲ，25ＬＲから延出する
電線65，66をハンドルバー５の内部に通して電線通し孔
37から外部に引き出すようにしたので、電線65，66がハ
ンドルバー５の外部に露呈せず、ハンドルバー５回りの
美的外観を向上させている。しかも、電線通し孔37はハ
ンドルポスト４のクランプ部33にクランプされる幅内に
位置しているので、ハンドルバー５に加わる曲げ応力が
電線通し孔37の部分に集中することがなく、ハンドルバ
ー５の強度低下が防止されている。
【００７４】一方、押し歩きモーター制御の実行時に車
速を検出する車速センサー27が、前輪２の外周付近に押
し付けられる小径ローラー73の回転速度に関連して車速
を検出するダイナモタイプのものであるため、前輪２の
僅かな回転によって車速および車速の変化を検出するこ
とができ、車速の検出精度向上、ひいては押し歩きモー
ター制御の精度向上を図ることができる。
【００７５】さらに、サドル８に設けたサドルスイッチ
28のＯＮ，ＯＦＦによって電動補助自転車が押し歩き状
態にあるか否かを判別可能にしたため、電動補助自転車
に人が乗車している時、すなわち押し歩き時以外に電動
モーター11から押し歩き補助力ｍが出力されることを確
実に防止することができる。
【００７６】なお、上記各構成は電動補助自転車のみな
らず、電動スクーター型車両等、他の電動車両にも幅広
く応用することができる。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電動
補助自転車は、左右両端部が略後方に延びるように形成
されたハンドルバーと、このハンドルバーの左右両端部
の軸方向に沿ってスライド可能に設けられたスライドグ
リップと、上記各スライドグリップの軸方向前方への押
圧力を検出する押圧力検出手段と、上記押圧力検出手段
から入力されるスライドグリップの押圧力に基づいて人
力による車体の押し歩き駆動力を算出し、この押し歩き
駆動力の大きさに対応した押し歩き補助力を電動モータ
ーに出力させる押し歩きモーター制御を実行するように
プログラムされたコントローラーとを備えて構成したた
め、電動補助自転車を押し歩きする際に、押し歩く人の
歩行速度や押圧力に見合う大きさの押し歩き補助力を電
動モーターに出力させて押し歩きを非常に容易にするこ
とができる。
【００７８】また、本発明に係る電動補助自転車は、前
記押し歩きモーター制御実行時の車速範囲が一般歩行速
度範囲となるように、かつこの車速が一般歩行速度範囲
を越えると電動モーターの押し歩き補助力が漸減するよ
うにコントローラーをプログラムしたり、押し歩き駆動
力が大きくなるほど車速範囲が低速側に移行するように
コントローラーをプログラムしたため、押し歩き時の車
速が過剰になるといった不都合が解消され、押し歩きを
一段と容易にすることができる。
【００７９】さらに、本発明に係る電動補助自転車は、
ハンドルポストのクランプ部のスリットに嵌め込まれて
ハンドルバーの前後方向への回動を規制する回動規制突
起をハンドルバーのクランプ嵌合部外周面に突設したた
め、大量生産される各車体間における押し歩き補助力の
出力バラツキを少なくして製品品質の向上を図ることが
できる。
【００８０】また、本発明に係る電動補助自転車は、前
記回動規制突起の真横に並び、かつハンドルポストのク
ランプ部にクランプされる幅内に電線通し孔を穿設する
とともに、前記押圧力検出手段から延出する電線をハン
ドルバーの内部に通して上記電線通し孔から外部に引き
出すようにしたので、電線をハンドルバー内に隠蔽して
ハンドルバー回りの美的外観を向上させるとともに、電
線通し孔の部分に曲げ応力が集中するのを防いでハンド
ルバーの強度低下を防止することができる。
【００８１】さらに、本発明に係る電動補助自転車は、
前記押し歩きモーター制御実行時の車速を検出する車速
センサーを、車輪の外周付近に押し付けられる小径ロー
ラーの回転速度に関連して車速を検出するダイナモタイ
プのものとしたため、押し歩きモーター制御実行時にお
ける車速の検出精度を高くして制御精度の向上を図るこ
とができる。
【００８２】また、本発明に係る電動補助自転車は、サ
ドルに加わる荷重の有無を検出するサドルスイッチを設
け、サドルに荷重が加わっている時には上記サドルスイ
ッチからの入力により押し歩きモーター制御が停止する
ようにコントローラーをプログラムしたため、押し歩き
時以外に電動モーターから押し歩き補助力が出力される
ことを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動補助自転車の左側面図。
【図２】本発明の一実施形態である電動補助自転車の制
御系統を示すブロック図。
【図３】(A) はハンドルバーおよびハンドルポストの平
面図、(B) は同左側面図。
【図４】図３(A) の IV-IV線に沿う縦断面図。
【図５】図４の V-V線に沿う縦断面図。
【図６】図１の A-A線に沿う縦断面によりグリップ装置
の第１実施例を示す図。
【図７】図１の A-A線に沿う縦断面によりグリップ装置
の第２実施例を示す図。
【図８】ダイナモタイプの車速センサーを示す左側面
図。
【図９】図８の IX-IX線に沿う縦断面図。
【図１０】押し歩きモーター制御の流れをフローチャー
トで示した図。
【図１１】(A) 〜(C) は、走行抵抗ＷR と押し歩き駆動
力Ｆの関係をグラフ化した図、(D) および(E) は 走行
抵抗ＷR と押し歩き補助力ｍの関係をグラフ化した図。
【符号の説明】
１ 車体フレーム ２ 前輪 ４ ハンドルポスト ５ ハンドルバー ６ 後輪 ８ サドル 10 電動補助装置 11 電動モーター 12 合力装置 13 トルクセンサー 14 クランク軸 18 コントローラー 21 バッテリーユニット 24Ｌ，24Ｒ，25Ｌ，25Ｒ グリップ装置 27 車速センサー 28 サドルスイッチ 31 左右両端部 32 クランプ嵌合部 33 クランプ部 35 回動規制突起 36 スリット 37 電線通し孔 42，58 スライドグリップ 52 押圧力検出手段として機能するポジションセンサー 64 押圧力検出手段として機能する圧力センサー 65，66 電線 73 小径ローラー Ｆ 押し歩き駆動力 ｍ 押し歩き補助力 ｆｌ，ｆｒ スライドグリップの軸方向前方への押圧力

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 左右両端部31が略後方に延びるように形
    成されたハンドルバー５と、このハンドルバー５の左右
    両端部31の軸方向に沿ってスライド可能に設けられたス
    ライドグリップ42，58と、上記各スライドグリップ42，
    58の軸方向前方への押圧力ｆｌ，ｆｒを検出する押圧力
    検出手段（52，64）と、上記押圧力検出手段から入力さ
    れるスライドグリップ42，58の押圧力ｆｌ，ｆｒに基づ
    いて人力による車体の押し歩き駆動力Ｆを算出し、この
    押し歩き駆動力Ｆの大きさに対応した押し歩き補助力ｍ
    を電動モーター11に出力させる押し歩きモーター制御を
    実行するようにプログラムされたコントローラー18とを
    備えて構成したことを特徴とする電動補助自転車。
  2. 【請求項２】 前記押し歩きモーター制御実行時の車速
    範囲が一般歩行速度範囲となるようにコントローラー18
    をプログラムした請求項１に記載の電動補助自転車。
  3. 【請求項３】 前記押し歩きモーター制御実行時の車速
    が一般歩行速度範囲を越えると電動モーター11の押し歩
    き補助力ｍが漸減するようにコントローラー18をプログ
    ラムした請求項１に記載の電動補助自転車。
  4. 【請求項４】 前記押し歩きモーター制御実行時の車速
    範囲が、押し歩き駆動力が大きくなるほど低速側に移行
    するようにコントローラー18をプログラムした請求項１
    に記載の電動補助自転車。
  5. 【請求項５】 ハンドルポスト４のクランプ部33のスリ
    ット36に嵌め込まれてハンドルバー５の前後方向への回
    動を規制する回動規制突起35をハンドルバー５のクラン
    プ嵌合部32外周面に突設した請求項１に記載の電動補助
    自転車。
  6. 【請求項６】 前記回動規制突起35の真横に並び、かつ
    ハンドルポスト４のクランプ部33にクランプされる幅内
    に電線通し孔37を穿設するとともに、前記押圧力検出手
    段（52，64）から延出する電線65，66をハンドルバー５
    の内部に通して上記電線通し孔37から外部に引き出した
    請求項５に記載の電動補助自転車。
  7. 【請求項７】 前記押し歩きモーター制御実行時の車速
    を検出する車速センサー27を、車輪の外周付近に押し付
    けられる小径ローラー73の回転速度に関連して車速を検
    出するダイナモタイプのものとした請求項１に記載の電
    動補助自転車。
  8. 【請求項８】 サドル８に加わる荷重の有無を検出する
    サドルスイッチ28を設け、サドル８に荷重が加わってい
    る時には上記サドルスイッチ28からの入力により押し歩
    きモーター制御が停止するようにコントローラー18をプ
    ログラムした請求項１に記載の電動補助自転車。
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