JP7285451B2 - 電動自転車 - Google Patents

Description

本発明は、電動自転車に関する。

従来、電動モータを備え、押し歩き時に電動モータの補助駆動力の発揮を可能とした電動自転車が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この電動自転車によれば、ユーザが電動自転車の押し歩き操作手段を操作することにより、押し歩き時に電動モータによる補助駆動力を得ることが可能である。

特許第４１１８９８５号公報

ところで、押し歩きモードを備えた電動自転車では、ユーザが押し歩き操作手段を操作することで補助駆動力が生じ、電動自転車が所定速度まで加速する。このため、ユーザが電動自転車に乗車した状態でも、押し歩き操作手段を操作すれば押し歩き用の補助駆動力が発生してしまうので、法規上、自転車として認められないおそれがある。

本発明は、ユーザが電動自転車に乗車した状態では押し歩き用の補助駆動力を発生させない電動自転車を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電動自転車は、電動モータを備えた電動自転車であって、ペダルへの踏力に基づく人力駆動力に、電動モータによる第一補助駆動力を付加して走行する第一モードと、電動モータによる第二補助駆動力を車体への押力に付加して押し歩く、又は第二補助駆動力を付加して自走させる第二モードとを切り替えて実行する制御部と、第二モードを実行するための信号を受け付ける受付部と、車体のロール角を検出するロール角検出部と、を備え、制御部は、受付部が信号を受け付けた際に、ロール角検出部が検出した車体のロール角の絶対値が所定範囲を超えた場合には、第二モードの実行を許可し、当該ロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合には、第二モードの実行を禁止する。

本発明によれば、ユーザが電動自転車に乗車した状態では押し歩き用の補助駆動力を発生させない電動自転車を提供することができる。

図１は、実施の形態に係る電動自転車を示す側面図である。 図２は、実施の形態に係る電動自転車のハンドル及び操作部の斜視図である。 図３は、実施の形態に係る電動自転車の制御構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態に係る電動自転車に対してユーザが乗車した状態を示す背面図である。 図５は、実施の形態に係る電動自転車に対してユーザが乗車せずに押し歩いている状態を示す背面図である。 図６は、実施の形態に係る電動自転車の制御方法の流れを示すフローチャートである。 図７は、変形例３に係る電動自転車の一状態を示す背面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

また、以下の説明において、「前方」とは、電動自転車の走行時の進行方向であり、「後方」とはその反対方向である。具体的には、電動自転車のサドルに対してハンドル側が「前方」である。「左右方向」は、前後方向に対して直交する方向であり、「上下方向」は、前後方向及び左右方向に直交する方向である。本実施の形態では、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向として説明する場合もある。Ｘ軸方向周りの回転はローリング運動であり、その回転角をロール角とする。Ｙ軸方向周りの回転はピッチング運動であり、その回転角をピッチ角とする。Ｚ軸方向周りの回転はヨーイング運動であり、その回転角をヨー角とする。ロール角及びピッチ角はＺ軸を基準軸（ゼロ）とし、ヨー角はＸ軸を基準軸とする。

［構成］
まず、実施の形態に係る電動自転車１の構成について説明する。図１は、実施の形態に係る電動自転車１を示す側面図である。

電動自転車１は、第一モードと、第二モードとを有する。第一モードは、例えばアシストモードであり、ペダル１７へのユーザの踏力に基づく車体１０の前進を補助する。第二モードには、例えば押し歩きモード又は自走モードが含まれる。押し歩きモードでは、ユーザが電動自転車１を押して歩くときに、ユーザによる車体１０を前へ押す力に基づいて、車体１０の前進が補助される。自走モードでは、電動自転車１を支えながら進むときの車体１０の前進が補助される。

電動自転車１は、車体１０と、車体１０に取り付けられたモータ駆動ユニット２０と、操作部４０と、バッテリー５０と、前照灯６０と、クランク回転センサ３１と、踏力センサ３３と、電流センサ１３０と、車速センサ２４３と、変速段計測部７０とを備える。

車体１０は、フレーム１１と、前輪１２と、後輪１３と、ハンドル１４と、サドル１５と、クランク１６と、ペダル１７と、スプロケット１８と、チェーン１９とを備える。

フレーム１１は、ヘッドパイプ１１１と、メインフレーム１１２と、立パイプ１１３と、フォーク１１４と、チェーンステー１１５とを備える。ヘッドパイプ１１１は、前輪１２を支持するフォーク１１４及びハンドル１４を、ヘッドパイプ１１１の軸を中心に回転自在に支持する。ハンドル１４を左右に回すことで、フォーク１１４に支持された前輪１２の向きを左右に回転させることができる。

メインフレーム１１２は、ヘッドパイプ１１１と立パイプ１１３とを連結する部分である。メインフレーム１１２の下端部には、クランク１６及びモータ駆動ユニット２０が取り付けられている。本実施の形態に係る電動自転車１は、クランク１６とモータ駆動ユニット２０とが一体化された、いわゆるセンターユニット方式の電動自転車１である。

立パイプ１１３は、サドル１５を着脱自在に支持する。具体的には、立パイプ１１３には、サドル１５を支持するシートポスト１５１が挿入されて固定される。本実施の形態では、立パイプ１１３に、バッテリー５０が着脱可能に取り付けられている。

フォーク１１４は、前輪１２を回転自在に支持する。前輪１２を支持するフォーク１１４には、前照灯６０が取り付けられている。チェーンステー１１５は、後輪１３を回転自在に支持する。

図２は、実施の形態に係る電動自転車１のハンドル１４及び操作部４０の斜視図である。図２に示すように、ハンドル１４には、一対のグリップ１４１及びブレーキレバー１４２が左右に設けられている。一対のグリップ１４１は、ユーザが適切な姿勢で乗車した場合に、手で握られる部分である。また、一対のグリップ１４１は、ユーザが電動自転車１を押して又は支えて歩く際にも手で握られて、前方への押力を受ける。一対のグリップ１４１の少なくとも一方には、握る力又は押力を検知するグリップセンサが設けられていてもよい。

一対のブレーキレバー１４２は、前輪１２及び後輪１３の各々に取り付けられた、図示しないブレーキ装置の動作レバーである。ユーザが一方のブレーキレバー１４２を操作することで、前輪１２に取り付けられたブレーキ装置が駆動され、前輪１２に対して機械的な制動力を与える。ユーザが他方のブレーキレバー１４２を操作することで、後輪１３に取り付けられたブレーキ装置が駆動され、後輪１３に対して機械的な制動力を与える。

一対のブレーキレバー１４２の一方（本実施の形態では左側のブレーキレバー１４２）の近傍には、操作部４０が設けられている。操作部４０は、前照灯６０を点灯させるライトスイッチ（図示省略）、電源スイッチ４１（図３参照）等を備えた端末装置である。また、操作部４０は、機械式の手動スイッチ４２を備えている。なお、手動スイッチ４２の設置箇所は適宜変更可能である。手動スイッチ４２は、第二モードを実行するための押し歩き操作を受け付ける。手動スイッチ４２は、例えばモーメンタリ型のスイッチである。具体的には、ユーザによって手動スイッチ４２が押下されている期間には、操作部４０は、手動スイッチ４２から発せられた、第二モードを実行するための信号（第二モードオン信号）を受け付け、当該第二モードオン信号を制御装置２２（後述）に出力し続ける。つまり、操作部４０は、第二モードを実行するための信号を受け付ける受付部の一例である。

一方、手動スイッチ４２が押下されていない期間には、操作部４０は、第二モードオン信号を制御装置２２に出力しない。

図１に示すように、クランク１６は、クランク軸１６１と、一対のクランクアーム１６２とを有する。クランクアーム１６２は、メインフレーム１１２の両側に１つずつ設けられており、左右方向に延びるクランク軸１６１の両端に固定されている。クランクアーム１６２の一方端がクランク軸１６１に固定され、他方端には、ペダル１７が回転自在に固定されている。ペダル１７に踏力が加えられた場合、クランクアーム１６２がクランク軸１６１を中心に回転し、当該回転による人力駆動力がスプロケット１８及びチェーン１９を介して後輪１３に伝達される。第一モードで動作する場合には、踏力に基づく人力駆動力と、当該人力駆動力に付加された電動モータ２１による第一補助駆動力とが後輪１３に伝達される。

モータ駆動ユニット２０は、電動モータ２１及び制御装置２２が、樹脂製又は金属製の筐体に収納されてユニット化されている。

電動モータ２１は、制御装置２２による制御に基づいて、バッテリー５０からの電力を受けて駆動する。電動モータ２１の回転トルクは後輪１３のスプロケットに伝達されて、後輪１３が回転する。回転トルクは、第一補助駆動力及び第二補助駆動力を意味する。また、電動モータ２１は、モータ出力を出さない非駆動時に回生電力を発生させてバッテリー５０を充電する回生動作を行うことができ、回生ブレーキとして作動することができる。

電動モータ２１は、第一補助駆動力及び第二補助駆動力となるモータである。電動モータ２１は、第一モードを実行中に、ペダル１７への踏力に基づく人力駆動力に、第一補助駆動力を付加する。また、電動モータ２１は、第二モードを実行中に、電動自転車１に対する押して又は支えて歩く力に、第二補助駆動力を付加する。

図３は、実施の形態に係る電動自転車１の制御構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置２２は、クランク回転センサ３１、踏力センサ３３、電流センサ１３０、車速センサ２４３、変速段計測部７０、角度センサ１５６などのセンサによるセンシング情報に基づいて、電動モータ２１の動作、つまり、適切な第一補助駆動力及び第二補助駆動力を付与するための電動モータ２１の出力を制御する。本実施の形態では、制御装置２２は、モータ駆動ユニット２０の筐体の内部に収納されているが、これに限らない。制御装置２２は、モータ駆動ユニット２０とは別体で設けられていてもよい。

制御装置２２は、例えば、マイコン（マイクロコントローラ）などで実現され、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどで構成されている。あるいは、制御装置２２は、専用の電子回路で実現されてもよい。

制御装置２２には、電動モータ２１、クランク回転センサ３１、踏力センサ３３、電流センサ１３０、車速センサ２４３、変速段計測部７０、電源スイッチ４１、操作部４０、バッテリー５０、角度センサ１５６及び前照灯６０が接続されている。制御装置２２には、各スイッチに対する操作信号、及び、各センサによる検出結果が入力される。

クランク回転センサ３１及び踏力センサ３３は、クランク軸１６１の近傍に配置されている。電流センサ１３０は、電動モータ２１の回転軸の近傍に配置されている。

クランク回転センサ３１は、単位時間当たりのクランク１６の回転数を検出することができる。クランク回転センサ３１は、歯車状の回転体と、回転体の歯を挟むように配置された光出射部と受光部とを有する光検出器とを有することで実現する。なお、クランク回転センサ３１は、クランク１６の回転数を検出することができれば如何なる構成でもよい。

電流センサ１３０は、電動モータ２１に流れる電流値を算出する回路であり、電流値を示す電流情報を出力する。電流センサ１３０は、モータ回転センサ３２と、モータトルクセンサ１３１とを有する。電流センサ１３０は、モータ回転センサ３２が検知した単位時間当たりの電動モータ２１の回転数と、モータトルクセンサ１３１が検知した電動モータ２１のトルクとを用いて電流値を算出する。なお、電流値の算出は、モータ回転センサ３２、及びモータトルクセンサ１３１がそれぞれ単独でも行うことが可能である。このため、電流値の算出には、モータ回転センサ３２、及びモータトルクセンサ１３１の両方を必ず用いる必要はない。

モータ回転センサ３２は、電動モータ２１の回転軸と一体的に回転する磁石と、ホールＩＣとを有する。ホールＩＣは、磁石の回転に応じて変化する磁界の変化を検出することで、単位時間当たりの磁石の回転数、すなわち、電動モータ２１の回転数を検出する。なお、モータ回転センサ３２は、電動モータ２１の回転数を検出することができればいかなる構成でもよい。

モータトルクセンサ１３１は、電動モータ２１のトルクを検出することができる。モータトルクセンサ１３１は、例えば磁歪式、歪みゲージ式、光学式等のトルクセンサであるが、これに限定されず、電動モータ２１のトルクを検出することができればいかなる構成でもよい。

踏力センサ３３は、磁歪式のトルクセンサであり、ペダル１７への人力駆動力に基づいてクランク軸１６１が回転することにより発生する人力駆動力を検出する。踏力センサ３３は、コイルと、磁歪発生部とを有する。例えば、ペダル１７に踏力が加えられて人力駆動力が発生した場合に、磁歪発生部に歪みが発生する。磁歪発生部には、透磁率が増加する部位と減少する部位とが発生する。このコイルのインダクタンス差を検出することで、人力駆動力を検出する。なお、踏力センサ３３の構成は特に限定されず、ペダル１７への人力駆動力が検出できればいかなる構成でもよい。人力駆動力は、踏力と同義である。

車速センサ２４３は、例えば、フォーク１１４の下端部に設けられている。車速センサ２４３は、前輪１２の回転から電動自転車１の走行速度を検出し、走行速度を示す速度情報を制御装置２２に送信する。車速センサ２４３は、例えば、速度センサ等である。車速センサ２４３は、電動自転車１の走行速度に関する速度情報を制御装置２２に出力する。速度センサは、例えば、ホイルセンサなどであってもよいが、対地速度により算出するサイクルコンピュータであってもよく、電動自転車１の速度を検知することができればいかなる構成でもよい。

変速段計測部７０は、後輪１３の変速段を計測し、変速段を示す情報を制御装置２２へ送信する。変速段の計測は、例えば、変速段切替装置が出力する変速段を示す情報を制御部２２１に出力することで実現してもよい。

角度センサ１５６は、車体１０のロール角、ピッチ角及びヨー角を検出するセンサである。つまり、角度センサ１５６は、本発明に係るロール角検出部の一例であり、ピッチ角検出部の一例でもある。具体的には、角度センサ１５６としては、ジャイロセンサ、加速度センサ、三軸角度センサなどが挙げられる。角度センサ１５６の設置箇所は如何様でもよいが、配線の短縮化、回路構成のコンパクト化等の観点から、制御装置２２をなす制御基板上に設置されていることが好ましい。

制御装置２２は、バッテリー５０から供給される電力を、電動モータ２１及び前照灯６０に供給する。

制御装置２２は、制御部２２１を有する。制御部２２１は、電動自転車１の動作モードに応じて、電動モータ２１を駆動する。具体的には、制御部２２１は、第一モードと第二モードとを有し、第一モードと第二モードとを切り替えて実行する。

第一モードの一例であるアシストモードは、ペダル１７への踏力に基づく人力駆動力に、電動モータ２１による第一補助駆動力を付加して走行するモードである。アシストモードは、電源スイッチ４１が押下されて電源がオンされた後、ユーザが電動自転車１に乗車している場合に実行される。具体的には、アシストモードは、踏力センサ３３で検知したペダル１７への踏力が所定の閾値より大きい場合に実行される。

第二モードは、車体１０への押力に、電動モータ２１による第二補助駆動力を付加して押し歩く、又は第二補助駆動力を付加して自走させるモード（押し歩きモード又は自走モード）を有する。つまり、押し歩きモードは、電源がオン状態で、ユーザが電動自転車１を押し歩く際に、電動モータ２１による第二補助駆動力を車体１０に付加するモードである。押し歩きモードは、ユーザが電動自転車１に乗車しておらず、電動自転車１の車体１０を押しながら歩く場合に実行される。

自走モードは、電動自転車１をユーザが支えた状態で、電動モータ２１による第二補助駆動力を車体１０に付加して自走させるモードである。自走モードは、押し歩きモードと同様に、人が電動自転車１に乗車しておらず、電動自転車１の車体１０を支えながら歩く場合に実行される。自走モードにおいて、ユーザは、車体１０を前方に押す力を加えていない。

なお、押し歩きモードと自走モードとは、車体１０に対する前方への押す力の有無によって判別可能である。制御部２２１は、例えば、グリップ１４１などに設けられたグリップセンサなどによって前方への押す力の有無を検知し、検知結果に応じて押し歩きモードと自走モードとを切り替えて実行してもよい。あるいは、制御部２２１は、押し歩きモードと自走モードと判別することなく、第二補助駆動力を付加する第二モードとして実行してもよい。

制御部２２１は、アシストモードを実行する場合、ペダル１７への踏力と電動自転車１の走行速度とに基づいて、電動モータ２１が生成する第一補助駆動力の大きさを決定する。ペダル１７への踏力は、踏力センサ３３による検出結果から得られる。電動自転車１の走行速度は、車速センサ２４３によって算出される。

アシストモードにおける第一補助駆動力は、電動自転車１の走行速度に応じて異なるが、例えば、ペダル１７への踏力の２倍以下の大きさである。例えば、制御部２２１は、電動自転車１の走行速度が時速１０ｋｍ未満の場合に、電動モータ２１を駆動することで、ペダル１７への踏力の２倍以下の第一補助駆動力を発生させる。制御部２２１は、速度が時速２４ｋｍ以上の場合は、電動モータ２１に第一補助駆動力を発生させない。制御部２２１は、速度が時速１０ｋｍ以上２４ｋｍ未満の場合には、電動モータ２１を駆動することで、速度に応じて定められた第一補助駆動力を発生させる。

制御部２２１は、第二モードを実行するための操作（押し歩き操作）を操作部４０が受け付けている受付状態に際して、所定の条件が満たされている場合には、第二モードの実行を許可し、所定の条件が満たされていない場合には第二モードの実行を禁止する。

ここで、受付状態は、ユーザによって手動スイッチ４２が押下されることにより、操作部４０から制御装置２２に第二モードオン信号が出力されている状態である。

所定の条件とは、ユーザが電動自転車に乗車した状態と、乗車していない状態とを判別するための条件である。

図４は、実施の形態に係る電動自転車１に対してユーザが乗車した状態を示す背面図である。図５は、実施の形態に係る電動自転車１に対してユーザが乗車せずに押し歩いている状態を示す背面図である。図４及び図５では、ユーザを破線で示している。

図４では、電動自転車１のサドル１５にはユーザが着座しペダル１７を漕いでいるために、車体１０も概ねＺ軸方向に沿う姿勢となっている。このため、Ｚ軸方向を基準とした車体１０のロール角の絶対値も所定範囲内（例えば５度以内）に収まることとなる。

一方、図５では、ユーザがハンドル１４を把握して電動自転車１を押し歩いているために、車体１０が側方に傾いた姿勢となっている。このため、Ｚ軸方向を基準とした車体１０のロール角の絶対値が所定範囲を超える。

つまり、制御部２２１は、角度センサ１５６が検出した車体１０のロール角の絶対値が所定範囲を超えた場合には、第二モードの実行を許可し、当該ロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合には、第二モードの実行を禁止する。

制御部２２１は、第二モードの実行中に、受付状態が解除された場合には、第二モードを停止する。受付状態の解除とは、第二モードを実行するための操作を操作部４０が受け付けていない状態である。具体的には、ユーザによる手動スイッチ４２の押下がなくなり、操作部４０から制御装置２２に第二モードオン信号が出力されていない状態である。なお、手動スイッチ４２が押下されていても、操作部４０が故障した場合には第二モードオン信号は出力されない。

なお、第二モードは、ペダル１７への踏力が所定の閾値より大きい場合には実行されなくてもよい。つまり、第一モードと第二モードとは、排他的に実行される。

制御部２２１は、第二モードを実行する場合、電動自転車１の走行速度が予め定められた上限値を超えないように、電動モータ２１に第二補助駆動力を生成させる。第二モードにおける第二補助駆動力は、例えば、電動自転車１の速度が時速６ｋｍ未満になる大きさである。ここでは、電動自転車１の走行速度の上限値が時速６ｋｍとしたが、時速３ｋｍでもよく、特に限定されない。

バッテリー５０は、電動モータ２１の駆動用の電力を貯める蓄電池である。バッテリー５０は、例えば、二次電池であるが、キャパシタなどであってもよい。バッテリー５０は、電動モータ２１に電気的に接続されている。具体的には、バッテリー５０は電動モータ２１に対して電力を供給するとともに、電動モータ２１からの回生電力を充電する。

［電動自転車の制御方法］
図６は、実施の形態に係る電動自転車１の制御方法の流れを示すフローチャートである。

ここでは、予め電源スイッチ４１がオンされている場合を想定し、電動自転車１に対して第二モードを実行させる処理について説明する。なお、第二モードの実行中に電源スイッチ４１がオフになると、電動モータ２１に対する電力供給が停止されるので、第二モードも停止する。

ステップＳ１では、制御部２２１は、受付状態を検出したか否かを判断し、受付状態を検出している場合にはステップＳ２に移行し、受付状態を検出していない場合にはその状態を継続する。

ステップＳ２では、制御部２２１は、角度センサ１５６が検出した車体１０のロール角の絶対値が所定範囲を超えているか否かを判断し、ロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合にはステップＳ３に移行し、ロール角の絶対値が所定範囲を超えている場合にはステップＳ４に移行する。

ステップＳ３では、制御部２２１は、第二モードの実行を禁止する。禁止中においては、受付状態になったとしても制御部２２１は第二モードを実行しない。

ステップＳ４では、制御部２２１は、第二モードの実行を許可する。例えば、これ以前に第二モードの実行が禁止されている場合には、当該禁止が解除される。

ステップＳ５では、制御部２２１は第二モードを実行する。つまり、第二モードの実行時には、ユーザが押し歩きしている状態であり、サドルに着座していない状態である。

ステップＳ６では、制御部２２１は、受付状態が解除されたか否かを判断し、解除された場合にはステップＳ７に移行し、解除されていない場合にはその状態を継続する。

ステップＳ７では、制御部２２１は、第二モードを停止する。制御部２２１は、第二モードの停止後においては、この処理を終了し最初に戻る。

［効果等］
上述したように、本実施の形態に係る電動自転車１は、電動モータ２１を備えた電動自転車であって、ペダル１７への踏力に基づく人力駆動力に、電動モータ２１による第一補助駆動力を付加して走行する第一モードと、電動モータ２１による第二補助駆動力を車体１０への押力に付加して押し歩く、又は第二補助駆動力を付加して自走させる第二モードとを切り替えて実行する制御部２２１と、第二モードを実行するための信号を受け付ける操作部４０（受付部）と、車体１０のロール角を検出する角度センサ１５６（ロール角検出部）と、を備えている。制御部２２１は、操作部４０が前記信号を受け付けた際に、角度センサ１５６が検出した車体１０のロール角の絶対値が所定範囲を超えた場合には、第二モードの実行を許可し、当該ロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合には、第二モードの実行を禁止する。

これによれば、車体１０のロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合には、第二モードの実行が禁止されるので、ユーザが電動自転車１に乗車中に操作部４０を操作したとしても、第二モードは実行されない。したがって、ユーザが電動自転車１に乗車した状態でも押し歩き用の補助駆動力を発生させない電動自転車を提供することができる。

また、ユーザがハンドル１４から手を離さなくとも、ユーザが電動自転車１を押し歩いている状態を判断できるので、ユーザの安全性を維持することができる。

また、操作部４０の故障時には、手動スイッチ４２が押下されていても操作部４０から第二モードオン信号は出力されないので、第二モードの実行が禁止される。このため、操作部４０の故障時に不用意に第二モードが実行されることを防止できる。

［変形例１］
以降の変形例では、第二モードの実行を禁止する別の条件について説明する。

押し歩き時においては、電動自転車１の一側方にいるユーザが電動自転車１を押し歩くので、短時間に車体１０のロール角が正値－負値間で変動しない。例えば、図５に示す例では、電動自転車１の車体１０がＺ軸方向の左側に傾いている場合には、ロール角が正値で検出され、電動自転車１の車体１０がＺ軸方向の右側に傾いている場合には、ロール角が負値で検出されるものとする。

一方、ユーザが電動自転車１に乗車している際には、ユーザが大きく左右に車体１０を振りながら走行する場合もある。この場合においては、車体１０のロール角の絶対値が所定範囲を超えることも想定される。しかしながら、走行時であるために、車体１０のロール角は短時間に正値－負値間で変動する。

つまり、ロール角が正値あるいは負値で所定時間だけ一定であれば、それは押し歩き中であり、ユーザが乗車中でないことを判断できる。このため、制御部２２１は、角度センサ１５６が検出した車体１０のロール角が所定時間内に正値及び負値で変動する場合には、第二モードの実行を禁止する。これにより、ユーザが電動自転車に乗車した状態でも押し歩き用の補助駆動力をより確実に発生させないようにすることができる。

［変形例２］
上述したように、第二モードを実行する場合、電動自転車１の走行速度が予め定められた上限値を超えないように、電動モータ２１に第二補助駆動力を生成させる必要がある。つまり、電動自転車１の走行速度が上限値を超えている場合に第二モードを実行させないことが求められる。

このため、制御部２２１は、車速センサ２４３が検出した走行速度が所定値以下である場合には、第二モードの実行の開始を許可する。換言すると、車速センサ２４３が検出した走行速度が所定値よりも大きい場合には、第二モードの実行の開始が禁止される。ここで、所定値としては、時速６ｋｍ未満の値であればよく、より好ましくは時速１ｋｍ以下の値であればよい。これにより、第二モードの開始時の走行速度が、予め定められた上限値を確実に超えないようにすることができる。

さらに、制御部２２１は、車速センサ２４３が検出した走行速度がゼロである場合には、第二モードの開始を許可してもよい。換言すると、車速センサ２４３が検出した走行速度がゼロよりも大きい場合には、第二モードの実行の開始が禁止される。これにより、車体１０が停車した状態でなければ第二モードの実行が開始されないので、安全性を高めることができる。

［変形例３］
図７は、変形例３に係る電動自転車の一状態を示す背面図である。図７に示すように、電動自転車１が転倒したままで第二モードが実行していると、スプロケット１８、チェーン１９及び後輪１３が回転してしまい、ユーザ自身あるいは衣類が巻き込まれるおそれがある。このため、制御部２２１は、角度センサ１５６が検出した車体１０のロール角に基づいて車体１０が転倒しているか否かを判定し、車体１０が転倒していると判定した場合には、第二モードの実行を禁止する。具体的には、Ｚ軸方向を基準とした車体１０のロール角の絶対値が４５度よりも大きい場合に、制御部２２１は、車体１０が転倒していると判定する。

これによれば、車体１０の転倒時においては第二モードの実行が禁止されているので、転倒中の、スプロケット１８、チェーン１９及び後輪１３の回転を抑制することができる。したがって、ユーザ自身や衣類が巻き込まれることを抑制することができる。

［変形例４］
例えば下り坂では、電動自転車１に対して前方への力が付勢されている。つまり、下り坂で押し歩きをする際には、電動モータ２１による第二補助駆動力がなくとも、スムーズな押し歩きが可能である。下り坂に電動自転車１が配置されているか否かは角度センサ１５６が検出したピッチ角から検出可能である。つまり、角度センサ１５６が検出したピッチ角が車体１０の前傾を示している場合は、電動自転車１が下り坂に配置されていることを示している。

このため、制御部２２１は、角度センサ１５６が検出した車体１０のピッチ角に基づいて車体１０が前傾となっている否かを判定し、車体１０が前傾となっていると判定した場合には、第二モードの実行を禁止する。

これにより、ユーザが下り坂で電動自転車１を押し歩く際に、電動モータ２１による第二補助駆動力が付与されないので、消費電力を押さえることができる。さらに、下り坂での押し歩き時に、車体１０に過剰な勢いがつくことも抑制できる。

［その他］
以上、本発明に係る電動自転車について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

上記実施の形態では、受付部の一例として操作部４０を例示した。しかしながら、第二モードを実行するための信号を受け付けるのであれば、受付部は如何様でもよい。例えば、ユーザからの押力を検出する押力センサが電動自転車に設けられている場合には、当該押力センサが押力を検出し出力した信号を、第二モードを実行するための信号とすることも可能である。この場合、押力センサからの信号を受ける制御部が受付部となる。

また、上記実施の形態では、角度センサ１５６がロール角検出部とピッチ角検出部とを兼ねる場合を例示したが、ロール角検出部とピッチ角検出部とが専用の角度検出部であってもよい。

また、上記実施の形態において、制御装置の構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

また、制御装置２２の構成要素は、１つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。１つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

１つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などが含まれてもよい。ＩＣ又はＬＳＩは、１つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、ＩＣ又はＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Ｖｅｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、又は、ＵＬＳＩ（Ｕｌｔｒａ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれるかもしれない。また、ＬＳＩの製造後にプログラムされるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）も同じ目的で使うことができる。

また、本発明の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路又はコンピュータプログラムで実現されてもよい。あるいは、当該コンピュータプログラムが記憶された光学ディスク、ＨＤＤ若しくは半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 電動自転車
１０ 車体
２１ 電動モータ
４０ 操作部（受付部）
１５６ 角度センサ（ロール角検出部、ピッチ角検出部）
２２１ 制御部
２４３ 車速センサ

Claims (6)

1. 電動モータを備えた電動自転車であって、
   ペダルへの踏力に基づく人力駆動力に、前記電動モータによる第一補助駆動力を付加して走行する第一モードと、前記電動モータによる第二補助駆動力を車体への押力に付加して押し歩く、又は前記第二補助駆動力を付加して自走させる第二モードとを切り替えて実行する制御部と、
   前記第二モードを実行するための信号を受け付ける受付部と、
   前記車体のロール角を検出するロール角検出部と、を備え、
   前記制御部は、前記受付部が前記信号を受け付けた際に、前記ロール角検出部が検出した前記車体のロール角の絶対値が所定範囲を超えた場合には、前記第二モードの実行を許可し、当該ロール角の絶対値が前記所定範囲内に収まっている場合には、前記第二モードの実行を禁止する
   電動自転車。
2. 前記制御部は、前記ロール角検出部が検出した前記車体のロール角が所定時間内に正値及び負値で変動する場合には、前記第二モードの実行を禁止する
   請求項１に記載の電動自転車。
3. 前記電動自転車の走行速度を検出する車速センサを備え、
   前記制御部は、前記車速センサが検出した走行速度が所定値以下である場合には、前記第二モードの実行の開始を許可する
   請求項１または２に記載の電動自転車。
4. 前記制御部は、前記車速センサが検出した走行速度がゼロである場合には、前記第二モードの開始を許可する
   請求項３に記載の電動自転車。
5. 前記制御部は、前記ロール角検出部が検出した前記車体のロール角に基づいて前記車体が転倒しているか否かを判定し、前記車体が転倒していると判定した場合には、前記第二モードの実行を禁止する
   請求項１～４のいずれか一項に記載の電動自転車。
6. 前記車体のピッチ角を検出するピッチ角検出部を備え、
   前記制御部は、前記ピッチ角検出部が検出した前記車体のピッチ角に基づいて前記車体が前傾となっている否かを判定し、前記車体が前傾となっていると判定した場合には、前記第二モードの実行を禁止する
   請求項１～５のいずれか一項に記載の電動自転車。

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