JP5146879B2 - アシスト力付き車両 - Google Patents

Description

本発明は、ペダル踏力と、ペダル踏力の大きさに応じたアシスト力との合力を駆動輪に供給するとともに、運転者の操作により変速可能としたアシスト力付き車両に関し、詳細には変速位置の表示に関する。

ペダル踏力とペダル踏力の大きさに応じたアシスト力との合力を駆動輪に供給するようにしたアシスト力付き車両が市販されている。この種のアシスト力付き車両において、変速装置を備える場合がある。この変速装置として、例えば後輪のハブ内に配設された変速機構とハンドル付近に配置された変速操作装置とを制御ケーブルで接続した構成のものがある。運転者が変速操作装置を操作すると変速機構の変速位置が切り替わる。そしてこの種の変速装置を備えた車両では、変速位置によってペダル踏力に対するアシスト力の供給比率（アシスト比率）に差が生じる。そこで変速位置検出センサを取り付け、変速位置に応じた適正なアシスト力の供給を可能にしたものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１１８４８１

ところで、前記変速位置を検出可能としたアシスト力付き車両の場合、販売店において、変速機構の実際の変速位置と、変速位置検出センサが認識する変速位置とが一致するよう調整する必要がある。しかし一般に変速位置検出センサが認識する変速位置を外部から確認することはできないため、前記調整作業が困難であるという問題がある。この調整作業を容易化するには、変速位置検出センサの認識状態を表示させるための表示装置を組み込むか、又は専用の特殊機器が必要となるが、何れの場合もコスト高となる。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、コスト高を招くことなく変速機構の実際の変速位置と変速位置検出センサが認識する変速位置とを一致させるための調整作業を容易に行うことができるアシスト力付き車両を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、ペダル踏力を検知する踏力検知センサと、ペダル踏力に応じたアシスト力を駆動輪に供給するアシスト力供給装置と、運転者の操作により変速する変速機構と、車両状態を表示するシステム状況表示部とを備えたアシスト力付き車両であって、前記変速機構の変速位置を検出する変速位置検出センサと、通常のアシスト走行時の車両状態を表示する通常表示モードと変速機構の変速位置を表示する変速位置表示モードの何れかを選択可能の表示モード選択部と、表示モード選択部により変速位置表示モードが選択されたとき前記システム状況表示部に変速位置を表示させる表示状態制御部とを備えたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のアシスト力付き車両において、前記システム状況表示部は、バッテリ残容量を表示する残量表示ＬＥＤであることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１に記載のアシスト力付き車両において、前記システム状況表示部は、電源オンを表示する電源オンＬＥＤであることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１に記載のアシスト力付き車両において、前記システム状況表示部は、バッテリ残量を表示する残量ＬＥＤとアシストレベルを表示するアシストレベルＬＥＤとの組合せであることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１に記載のアシスト力付き車両において、前記表示状態制御部は、前記変速位置検出センサによる変速位置が認識できない場合は前記システム状況表示部にその旨を表示させることを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項１に記載のアシスト力付き車両において、前記変速位置検出センサは、前記システム状況表示部に表示された変速位置が前記変速機構の実際の変速位置に一致するように車体フレームへの取り付け位置を調整可能となっていることを特徴としている。

請求項１の発明に係るアシスト力付き車両によれば、システム状況表示部に変速位置を表示させるようにしたので、該表示された変速位置が変速機構の実際の変速位置に一致するように、例えば、請求項６に記載されているように、変速位置検出センサの車体フレームへの取付位置を調整することにより、容易に前記両変速位置を一致させることができる。

そして前記調整にあたり、この種の車両に元々から備えられているシステム状況表示部、例えば請求項２に記載されたバッテリ残量表示ＬＥＤ、請求項３に記載された電源オンＬＥＤ、あるいは請求項４に記載されたバッテリ残量表示ＬＥＤとアシストレベル表示ＬＥＤの組合せを利用したので、専用の特殊機器を必要とせず、コスト増加を来すこともない。

請求項５の発明によれば、前記変速位置検出センサによる変速位置が認識できない場合は、その旨を表示するようにしたので、この点からも変速機構の実際の変速位置と変速位置検出センサによる変速位置とを容易確実に一致させることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図９は、本発明の一実施形態によるアシスト力付き車両を説明するための図である。

図において、１はアシスト力付き車両としての電動アシスト自転車であり、これの車体フレーム２はヘッドパイプ３と、該ヘッドパイプ３から車体後方斜め下方に延びるダウンチューブ４と、該ダウンチューブ４の後端から上方に起立して延びるシートチューブ５と、該シートチューブ５の下端付近から後方に略水平に延びる左，右一対のチェーンステー６と、該両チェーンステー６の後端部と前記シートチューブ５の上部とを結合する左，右一対のシートステー７とを備えている。

前記ヘッドパイプ３にはフロントフォーク８が左右に回動可能に軸支されている。このフロントフォーク８の下端には前輪９が軸支されており、上端には操向ハンドル１０が固着されている。また前記シートチューブ５の上端にはサドル１１が装着されている。さらに前記チェーンステー６の後端には後輪１２が軸支されている。

本実施形態の電動アシスト自転車１は、運転者によりペダル１５ｂからクランク１５ａを介してペダル軸１５に加えられたペダル踏力を駆動チェン１７に供給する人力駆動系１３と、前記ペダル踏力の大きさに応じた電動モータ１８からのアシスト力を前記駆動チェン１７に供給するアシスト力駆動系（アシスト力供給装置）１４とを備えている。

前記駆動チェン１７は、前記ペダル軸１５に装着された駆動スプロケット１５ｃと前記後輪１２のハブ１６に固定された従動スプロケット１６ａとに巻回されている。

前記アシスト力駆動系１４は、前記シートチューブ５と後輪１２の前縁との間に配設されたバッテリユニット３３と、前記ペダル軸１５を囲むように配置された駆動ユニット４１とを備えている。該駆動ユニット４１は、前記バッテリユニット３３で駆動される電動モータ１８，前記ペダル踏力を検出する踏力検知センサ２６及びコントロールユニット２７を含む。このコントロールユニット２７はＣＰＵ３１とモータ駆動回路３２とを備えている。

前記電動モータ１８は前記ペダル軸１５の後側に配設され、該電動モータ１８の出力スプロケット１８ａは前記駆動チェン１７に噛合している。これにより電動モータ１８によるアシスト力が前記駆動チェン１７から後輪１２に供給される。

そして本実施形態の電動アシスト自転車１は変速装置１９を備えている。この変速装置１９は、前記後輪１２のハブ１６内には配設された３段変速式の変速機構２２と、前記操向ハンドル１０の右グリップ部に配設された変速操作装置２４と、該変速操作装置２４による操作量を前記変速機構２２に伝達する制御ケーブル２０とを有する。

駆動チェン１７を介して伝えられるペダル踏力とアシスト力の合力により前記後輪ハブ１６内の入力軸が回転される。前記変速機構２２は、この入力軸の回転を第１速〜第３速の何れかの変速比で変速して該後輪ハブ１６内の出力軸に伝達する。この出力軸の回転は後輪１２に伝達される。

前記制御ケーブル２０は、アウタケーブル２０ａと該アウタケーブル２０ａ内に摺動可能に挿入されたインナケーブル２０ｂとから構成されており、該インナケーブル２０ｂの途中には、変速位置を検出する変速位置検出センサ２５が接続されている。

前記変速位置検出センサ２５は、前記チェーンステー６に取り付けられ、前記変速操作装置２４の操作量に応じたインナケーブル２０ｂの移動量に基づいて変速位置を検出するように構成されている。

より具体的には、前記変速位置検出センサ２５は、ケース２５ａと、これの底面に所定間隔を開けて配置された第１速用，第２速用，第３速用接点２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと、該各接点に摺接可能に配置された端子２５ｅと、該端子２５ｅを移動可能に保持する保持ボルト２５ｆとを有する。この保持ボルト２５ｆは蓋２５ｇの長孔２５ｈ内を移動可能となっており、また保持ボルト２５ｆは前記制御ケーブル２０のインナケーブル２０ｂに対し任意の位置で固定可能となっている。

さらにまた、前記ケース２５ａ及び蓋２５ｇはブラケット６ａを介して前記チェーンステー（車体フレーム）６に固定されている。前記ケース２５ａは、これに植設されたピン２５ｉをブラケット６ａに形成されたガイド長孔６ｂ内に挿入するとともに、固定ボルト２５ｊを長孔６ｃを通してケース２５ａに締め込むことにより、該長孔６ｂ，６ｃの範囲内で任意の位置に固定可能となっている。これにより前記ケース２５ａ、ひいては前記接点２５ｂ〜２５ｄは、前記制御ケーブル２０に対する軸線方向の取り付け位置が調整可能となっている。

また前記ペダル軸１５と駆動スプロケット１５ｃとの間には運転者によりペダル軸１５に入力された踏力（トルク）を検出するための踏力検知センサ２６が配設されている。

また本実施形態の電動アシスト自転車１は、操向ハンドル１０付近に操作パネル４０を備えている。この操作パネル４０は操作部２９とシステム状況表示部３０からなる。前記操作部２９は、運転者がオンオフ操作を行う電源スイッチ２１、アシストレベル切替スイッチ２３及びヘッドライトをオンオフするランプスイッチ２８を有する。

前記システム状況表示部３０は、３個のＬＥＤからなり、バッテリ残容量を表示する残量表示ＬＥＤ３４、１個のＬＥＤからなり、電源オン状態で点灯する電源オンＬＥＤ３５、及び２個のＬＥＤからなり、アシストレベルがハイ又はローであることを表示するアシストレベルＬＥＤ３６を有する。

また前記駆動ユニット４１内に配設された前記コントローラ２７は、前記電動モータ１８への印加電圧，印加電流により出力を制御する。このコントローラ２７は、前記駆動モータ１８の駆動制御や前記システム状況表示部３０の表示状態制御を行うＣＰＵ３１を備えている。

前記ＣＰＵ３１は、前記変速位置検出センサ２５からの変速位置検知信号ａ、前記踏力検知センサ２６からの踏力検知信号ｂ、及び前記操作部２９における各種スイッチ２１〜２３のオンオフ信号ｃが入力され、これらの検知信号及び内蔵する制御マップに基づいてアシスト力を演算し、演算されたアシスト力に応じたモータ制御信号（ＰＷＭ出力）Ａをモータ駆動回路３２に出力する。モータ駆動回路３２は前記モータ制御信号Ａに基づいて駆動モータ１８を駆動制御する。

また前記ＣＰＵ３１は、前記システム状況表示部３０に、表示制御信号（ＬＥＤ表示／消灯信号）Ｂを出力することにより、電源がオンされた場合は電源オンＬＥＤ３５を点灯させ、アシストレベルＬＥＤ３６にアシストレベルを表示させ、また残量表示ＬＥＤ３４にバッテリ残容量を表示させる。

さらにまた、前記操作部２９は、前記システム状況表示部３０を、通常のアシスト走行時におけるアシストレベルやバッテリ残容量を表示する通常表示モードと、前記変速機構２２の変速位置を表示する変速位置表示モードの何れかを選択可能とする表示モード選択部としても機能する。

具体的には、電源スイッチを通常通りオンした場合は通常表示モードとなる。一方、アシストレベル切替スイッチ２３を押した状態で電源スイッチ２１を押した場合は変速位置表示モードとなる。なお、変速位置表示モードへの切替方法は前記例に限定されないのは言うまでもない。

前記ＣＰＵ３１は、図８に示すように、前記アシストレベル切替スイッチ２３及び電源スイッチ２１の操作により変速位置表示モードが選択されると（ステップＳ１）、変速位置検知信号ａにより変速位置を確認し、前記残量表示ＬＥＤ３４を利用して変速位置を表示させる（ステップＳ２，Ｓ３）。なお、変速位置表示モードが選択されていない場合は、通常のアシスト力制御となる（ステップＳ４）。

前記ＣＰＵ３１は、具体的には、前記変速位置検出センサ２５からの変速位置検知信号ａがシフト段数１（第１速）を表している場合、つまり端子２５ｅが第１速用接点２５ｂに接触している場合（図７（ａ）参照）は、図９に示すように、前記残量表示ＬＥＤ３４の左側のＬＥＤのみを点灯させ、中央及び右側のＬＥＤは消灯させる。

同様に、前記ＣＰＵ３１は、前記変速位置検知信号ａがシフト段数２（第２速）を表している場合、つまり端子２５ｅが第２速用接点２５ｃに接触している場合（図７（ｂ）参照）は、中央のＬＥＤのみを点灯させ、残りは消灯させる。さらにまたシフト段数３で、端子２５ｅが第３速用接点２５ｄに接触している場合（図７（ｃ）参照）は、右側のＬＥＤのみを点灯させ、残りは消灯させる。

さらにまた前記変速位置検出センサ２５による変速位置が何れのシフト段数とも認識されない場合、つまり前記端子２５ｅが何れの接点とも接触していない場合（図７（ｄ参照）は、前記３個のＬＥＤを点滅させる。

そして、前記変速機構２２の実際の変速位置と、前記残量表示ＬＥＤ３４により表示される変速位置が異なる場合は、両変速位置が一致するように調整することとなる。具体的には、例えば変速機構２２の変速位置は、シフト段数１であるのに対し、残量表示ＬＥＤ３４の中央のＬＥＤが点灯している、あるいは何れのＬＥＤも点灯していない場合は、固定ボルト２５ｊを緩めて、シフト位置検出センサ２５のケース２５ａひいては接点２５ｂ〜２５ｄを制御ケーブル２０に対してこれの軸線方向に少しずつ移動させ、前記残量表示ＬＥＤ３４の左側のＬＥＤが点灯したときに前記固定ボルト２５ｊを締め込んで前記ケース２５ａを固定する。シフト段数２，３においても同様にチェックし調整することとなる。

以上のように、本実施形態では、残量表示ＬＥＤ３４の３個のＬＥＤの点灯及び消灯の組合せにより、変速機構２２の変速位置を表示するようにしたので、変速位置検出センサ２５によって検出される変速位置が、変速機構２２の実際の変速位置に一致するように、例えば変速位置検出センサ２５の取付位置を調整することにより、両変速位置を容易確実に一致させることができ。

また前記調整において、この種の車両に元々備えられているバッテリ残量を表示するための残量表示ＬＥＤ３４を利用したので、前記調整のために専用の特殊機器を準備する必要がなく、コストの増大を回避できる。

なお、前記実施形態では、残量表示ＬＥＤ３４を構成する３個のＬＥＤを利用して変速位置検知信号ａを表示するようにしたが、この変速位置の表示方法は、図９に示す例に限られるものではなく、例えば図１０，図１１に示す方法であっても良い。この場合も、前記実施形態の場合と同様の効果が得られる。

図１０は、変速機構２２は３段変速タイプであり、残量表示ＬＥＤ３４を備えておらず、電源オンＬＥＤ３５のみを備えている場合を示す。電源オンＬＥＤ３５の点灯時間及び消灯時間を、例えば図１０に示すように組み合わせることにより、シフト段数１，２，３及び認識なしを表示することができる。

また、図１１は、変速機構２２は８段変速タイプであり、４個のＬＥＤからなる残量表示ＬＥＤ３４と、２個のＬＥＤからなるアシストレベルＬＥＤ３６を備えている場合を示す。残量表示ＬＥＤ３４の４個のＬＥＤと、アシストレベルＬＥＤ３６の２個のＬＥＤの点灯，消灯又は点滅の組み合わせにより、シフト段数１〜８及び認識なしを表示することができる。

なお、前記実施形態では、電動アシスト自転車の場合を説明したが、本発明の適用範囲は前記自転車に限られるものではなく、人力とモータアシスト力との組合せで駆動され、かつ変速機構を備えた車両であれば何れにも適用可能である。また、人力とモータアシスト力とが合力された後において変速するように構成されている場合を説明したが、本発明は、前記合力される前に変速するものにも適用できる。

本発明の一実施形態による電動アシスト自転車の右側面図である。 前記実施形態自転車のブロック構成図である。 前記実施形態自転車の変速装置の構成図である。 前記変速装置の変速位置検出センサを模式的に示す分解斜視図である。 前記変速位置検出センサの斜視図である。 前記変速位置検出センサの車体フレームへの取付状態を示す模式事である。 前記変速位置検出センサの動作を説明するための模式事である。 前記実施形態自転車の動作を説明するためのフローチャートである。 前記実施形態自動二輪車のシフト位置の表示例を示す図である。 前記シフト位置表示の変形例を示す図である。 前記シフト位置表示の他の変形例を示す図である。

符号の説明

１ 電動アシスト自転車（アシスト力付き車両）
１４ アシスト力駆動系（アシスト力供給装置）
２２ 変速機構
２５ 変速位置検出センサ
２６ 踏力検知センサ
２９ 操作部（表示モード選択部）
３０ システム状況表示部
３１ ＣＰＵ（表示状態制御部）
３４ 残量表示ＬＥＤ
３５ 電源オンＬＥＤ
３６ アシストレベルＬＥＤ

Claims (6)

1. ペダル踏力を検知する踏力検知センサと、
   ペダル踏力に応じたアシスト力を駆動輪に供給するアシスト力供給装置と、
   運転者の操作により変速する変速機構と、
   車両状態を表示するシステム状況表示部と
   を備えたアシスト力付き車両であって、
   前記変速機構の変速位置を検出する変速位置検出センサと、
   通常のアシスト走行時の車両状態を表示する通常表示モードと変速機構の変速位置を表示する変速位置表示モードの何れかを選択可能の表示モード選択部と、
   該表示モード選択部により変速位置表示モードが選択されたとき前記システム状況表示部に変速位置を表示させる表示状態制御部と
   を備えたことを特徴とするアシスト力付き車両。
2. 請求項１に記載のアシスト力付き車両において、
   前記システム状況表示部は、バッテリ残容量を表示する残量表示ＬＥＤである
   ことを特徴とするアシスト力付き車両。
3. 請求項１に記載のアシスト力付き車両において、
   前記システム状況表示部は、電源オンを表示する電源オンＬＥＤである
   ことを特徴とするアシスト力付き車両。
4. 請求項１に記載のアシスト力付き車両において、
   前記システム状況表示部は、バッテリ残容量を表示する残量ＬＥＤとアシストレベルを表示するアシストレベルＬＥＤとの組合せである
   ことを特徴とするアシスト力付き車両。
5. 請求項１に記載のアシスト力付き車両において、
   前記表示状態制御部は、前記変速位置検出センサによる変速位置が認識できない場合は前記システム状況表示部にその旨を表示させる
   ことを特徴とするアシスト力付き車両。
6. 請求項１に記載のアシスト力付き車両において、
   前記変速位置検出センサは、前記システム状況表示部に表示された変速位置が前記変速機構の実際の変速位置に一致するように車体フレームへの取り付け位置を調整可能となっている
   ことを特徴とするアシスト力付き車両。

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