JPH08175470A - パワーアシスト車両の補助駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 踏力検出装置の製造及び組立誤差、あるいは
経年変化に起因する補助駆動力の制御精度への悪影響を
回避できるパワーアシスト車両の補助駆動力制御装置を
提供する。 【構成】 クランク軸に入力されたペダル踏力により駆
動輪を駆動する人力駆動機構と、上記ペダル踏力の大き
さに応じた補助駆動力により駆動輪を駆動する補助駆動
機構とを備えたパワーアシスト車両の補助駆動力制御装
置において、ペダル踏力の大きさを検出する踏力検出手
段４４と、ペダル踏力が入力されていない状態を検出す
る踏力非入力時検出手段２１と、踏力非入力時の踏力検
出値を制御基準値として補助駆動力を制御する補助駆動
力制御手段２１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クランク軸に入力され
るペダル踏力に応じた補助駆動力を駆動輪に供給するよ
うにしたパワーアシスト車両の補助駆動力制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えばパワーアシスト自転車において
は、踏力検出装置によりクランク軸に入力されたペダル
踏力を検出し、該踏力検出値に所定の比率を乗じた補助
駆動力をモータから供給するようにしている。このよう
なペダル踏力の検出装置として、例えば、ペダル踏力に
応じて回動する回動部材を設け、該回動部材の回動角度
を例えば可変抵抗器（ポテンショメータ）で検出する構
造のものがある。

【０００３】上記踏力検出装置は、例えば、上記回動部
材に摺動抵抗体を配設し、該摺動抵抗体に摺接するブラ
シを固定ケース側に固定した構造を有している。この検
出装置では、踏力の変化に応じて回動部材の回動角度が
変化すると、上記ブラシの抵抗体に対する摺接位置が変
化して該抵抗体の抵抗値が変化し、これにより上記回動
角度、ひいては踏力が検出される。

【０００４】

【発明が解決使用とする課題】上記可変抵抗器を用いた
踏力検出装置は、摺動抵抗体とブラシとの相対位置によ
って踏力を検出する構造のものであるから、例えば踏力
零時におけるセンサ出力（抵抗値に応じた電圧）が予め
設定された値となるように、摺動抵抗体とブラシとを高
精度でもって位置決めする必要がある。仮に摺動抵抗体
とブラシとの摺接位置に誤差があるとその誤差に応じた
分だけ抵抗値が変化し、センサ出力に誤差が生じる。

【０００５】しかしながら、上記踏力検出装置の製造及
び組立に当たってはおのずと一定の製造及び組立誤差が
発生するので、センサ出力にある程度の誤差が生じるの
は避けられない。その結果、上記センサ出力の誤差が補
助駆動力の制御に悪影響を与えることが懸念される。

【０００６】また上記従来の踏力検出装置では、長期間
の運転により摺動抵抗体とブラシとの接触状態あるいは
回動部材の回動状態等が摩耗等によって変化する、いわ
ゆる経年変化によってセンサ出力が経年変化する問題も
ある。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、踏力検出装置の製造及び組立誤差、あるい
は経年変化に起因する補助駆動力の制御精度への悪影響
を回避できるパワーアシスト車両の補助駆動力制御装置
を提供することを目的としている。

【０００８】本発明は、クランク軸に入力されたペダル
踏力により駆動輪を駆動する人力駆動機構と、上記ペダ
ル踏力の大きさに応じた補助駆動力により駆動輪を駆動
する補助駆動機構とを備えたパワーアシスト車両の補助
駆動力制御装置において、ペダル踏力の大きさを検出す
る踏力検出手段と、ペダル踏力が入力されていない状態
を検出する踏力非入力時検出手段と、踏力非入力時の踏
力検出値を制御基準値として補助駆動力を制御する補助
駆動力制御手段とを備えたことを特徴としている。

【０００９】ここで本発明におけるペダル踏力が入力さ
れていない状態を検出する方法には、例えばバッテリ充
電中，あるは所定時間に渡り速度検出値が零であったり
踏力検出値が変動しない状態を検出する方法が採用可能
である。

【００１０】

【作用】本発明に係るパワーアシスト車両の補助駆動力
制御装置によれば、ペダル踏力が入力されていない状態
でペダル踏力が検出され、該検出値を基準として補助駆
動力の制御が行われる。従って、踏力検出装置の製造及
び組立誤差，あるいは経年変化等に起因して踏力検出値
に誤差が生じた場合にはこの誤差の影響が除去されるの
で、常に補助駆動力を精度良く制御可能である。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。図１ないし図９は本発明の一実施例によるパワ
ーアシスト自転車の補助駆動力制御装置を説明するため
の図であり、図１は該実施例装置を備えた自転車の左側
面図、図２は補助駆動装置部分の一部断面左側面図、図
３は図２のIII-III 線断面図、図４は踏力検出装置部分
の断面左側面図、図５は駆動機構の全体構成を示すブロ
ック図、図６はばね変位量，センサ出力，補助駆動力の
関係を示す特性図、図７，図８は踏力検出装置部分の模
式図、図９は制御基準値の設定方法を説明するためのフ
ローチャート図である。

【００１２】図において、１は本実施例装置が採用され
たパワーアシスト自転車であり、これの車体フレーム２
は、前輪３が回転自在に支持されたフロントフォーク４
を回動自在に支持するヘッドパイプ２ａと、該ヘッドパ
イプ２ａから後方に斜め下方に延びるダウンチューブ２
ｂと、該ダウンチューブ２ｂの下部に中ラグ５を介して
連結されたシートチューブ２ｃと、上記ダウンチューブ
２ｂの下端にハンガーラグ６を介して連結された左右一
対のチェーンステー２ｄと、上記シートチューブ２ｃの
上部とチェーンステー２ｄの後端部とを連結する左右一
対のシートステー２ｅとから構成されている。上記チェ
ーンステー２ｄとシートステー２ｅとは後輪ブラケット
２ｆを介して一体に連結されており、該後輪ブラケット
２ｆには後輪８が回転自在に支持されている。

【００１３】上記フロントフォーク４の上端には操向ハ
ンドル７が装着されており、また上記シートチューブ２
ｃの上端にはサドル７５が装着されたシートピラーチュ
ーブ７７が上下動可能に挿入されている。このシートピ
ラーチューブ７７はシートチューブ２ｃの上端部に配設
されたシートピン７８を締め付けることにより固定され
ている。

【００１４】上記ダウンチューブ２ｂの下端部にはクラ
ンク軸１３が回転自在に支持されており、該クランク軸
１３の両端にはクランク１６を介してペダル１７が装着
されている。このクランク軸１３には後述する遊星歯車
式増速機構２４を介してチェーンスプロケット１５が連
結されており、該スプロケット１５はチェーン２０を介
して上記後輪８のフリーホイール（図示せず）に連結さ
れている。これによりペダル１７を介してクランク軸１
３に入力された踏力で後輪８を回転駆動する人力駆動機
構が構成されている。なお、２０ａはチェーンカバーで
ある。

【００１５】上記車体フレーム２には補助駆動装置９が
配設されている。この補助駆動装置９は、回転駆動力を
パワーユニット１４を介して後輪８に供給するモータ１
２と、該モータ１２に電源を供給する２つのバッテリ１
１，１１と、上記モータ１２の駆動力を制御するコント
ローラ２１とを備えており、上記パワーユニット１４は
モータ１２の駆動力と人力による踏力とを合力して上記
後輪８に伝達するもので、該モータ１２に一体に接続さ
れている。

【００１６】上記バッテリ１１は直方体状のバッテリケ
ース１０内に収納されており、該ケース１０の長手方向
に直列接続されている。このバッテリケース１０は、シ
ートチューブ２ｃの後方に該チューブ２ｃに沿って配置
されており、該バッテリケース１０の下端部は上記シー
トチューブ２ｃの下端部に位置するダウンチューブ２ｂ
に固定された有底筒状の支持ボックス７２内に嵌装され
ている。またバッテリケース１０の上端部は左右のシー
トステー２ｅ，２ｅ間を通って上方に突出し、かつシー
トチューブ２ｃ，左右のシートステー２ｅ，及び左右一
対の補助シートステー７１により支持されており、上方
向にのみ着脱可能となっている。上記バッテリケース１
０には充電用プラグ（図示せず）が装着されている。

【００１７】上記コントローラ２１，モータ１２及びパ
ワーユニット１４はそれぞれダウンチューブ２ｂの下方
に該チューブに沿って配列されており、該パワーユニッ
ト１４はブラケット１８，１９を介して中ラグ５，ハン
ガーラグ６に固定されており、コントローラ２１，モー
タ１２は図示しないブラケットによりダウンチューブ２
ｂに固定されている。このモータ１２，コントローラ２
１はカバー部材７９により覆われており、該カバー部材
７９はダウンチューブ２ｂに沿って延びる上カバー８０
に下カバー８１を着脱可能に装着してなる２分割構造の
ものである。

【００１８】上記パワーユニット１４は、アルミダイキ
ャスト製の固定ケース２３内に遊星ローラ式減速機構２
５、遊星歯車式増速機構２４、及び本実施例の特徴をな
す踏力検出装置４４を収納して構成されている。上記固
定ケース２３は、大略有底筒状のケース本体２３ａと、
該ケース本体２３ａの左側壁に形成された開口を閉塞す
る蓋部材２３ｄとからなり、該蓋部材２３ｄはケース本
体２３ａに取付けねじ２３ｂにより着脱可能に締結され
ている。この蓋部材２３ｄの外側には側面視略円形状の
カバー２６が装着されている。また上記ケース本体２３
ａの前端開口内に上記モータ１２のフランジ部がボルト
６１により締結されており、該モータ１２の回転軸１２
ａはケース本体２３ａ内に突出している。

【００１９】上記固定ケース２３内には上記クランク軸
１３が車幅方向に挿入されており、該クランク軸１３の
両端部はケース外方に突出している。このクランク軸１
３の左側端部は軸受２３ｃを介して上記蓋部材２３ｄの
ボス部に回転自在に支持されている。また上記クランク
軸１３の右側端部には軸受４２を介して略筒状の出力軸
３１が相対回転自在に装着されており、該出力軸３１は
軸受４１を介して上記ケース本体２３ａのボス部に回転
自在に支持されている。この出力軸３１の外端部には上
記チェーンスプロケット１５がスプライン結合されてい
る。

【００２０】上記クランク軸１３の軸方向中央部には上
述の遊星歯車式増速機構２４が装着されている。これは
クランク軸１３に回転自在に支持された太陽歯車２９
と、該太陽歯車２９の周囲に自転公転自在に装着された
複数個の遊星歯車２７と、該遊星歯車２７に噛合する外
周歯車３０とを備えている。上記太陽歯車２９は踏力の
大きさに応じて回動するトルク板として機能する。また
上記各遊星歯車２７はクランク軸１３に、ワンウェイク
ラッチ２８を介して回転自在に装着されており、該ワン
ウェイクラッチ２８は、上記クランク軸１３にスプライ
ン接合された内輪３２と、上記遊星歯車２７を回転自在
に支持する支軸２７ａが固着された外輪３４との間に爪
片３５を介設し、該爪片３５を付勢ばね３６により上記
外輪３４の内周面に形成された係合歯３３に付勢した構
造のものである。

【００２１】また上記外周歯車３０は略碗状をなしてお
り、該外周歯車３０の底壁は後述するリングギヤ４０と
ともに上記出力軸３１にリベットにより共締め固定され
ている。これにより人力によりクランク軸１３に入力さ
れた踏力は遊星歯車式増速機構２４の外周歯車３０を介
して出力軸３１に伝わり、チェーンスプロケット１５，
チェーン２０を介して後輪８に伝達される。上記遊星歯
車式増速機構２４では、外輪３４が内輪３２とともに回
転する場合、太陽歯車２９がこれらの部材に対して回転
しないようにすることによって、外周歯車３０が同回転
方向に所定の速比で増速されることとなる。

【００２２】上記モータ１２の回転軸１２ａには上記遊
星ローラ式減速機構２５が装着されている。これは上記
回転軸１２ａと同軸をなすように固定された大径円筒状
の外輪５３と、該外輪５３と上記回転軸１２ａとの間に
配置され、両者１２ａ，５３に当接する複数個の遊星ロ
ーラ５４と、該遊星ローラ５４を軸受６２を介して回転
自在に支持するピン５５とを備えている。また上記外輪
５３の両端面には、上記各遊星ローラ５４の軸方向移動
を規制するガイド板５７，５８が配設されており、該ガ
イド板５７，５８はボルト５９によりモータ１２のフラ
ンジ部に共締め付け固定されている。

【００２３】上記各ピン５５には有底筒状のキャリア５
６が固定されており、該キャリア５６の軸芯には出力歯
車部材５２の軸部が挿入されている。この出力歯車部材
５２は軸受６３を介して上記ケース本体２３ａに回転自
在に支持されており、該出力歯車部材５２は上記リング
ギヤ４０に噛合している。また上記出力歯車部材５２の
軸部と上記キャリア５６とはワンウェイクラッチ５１を
介在させて連結されており、該ワンウェイクラッチ５１
は人力のみによる走行時に踏力がモータ１２に伝わるの
を回避している。これによりモータ１２の駆動力は、遊
星ローラ式減速機構２５により減速されてキャリア５６
から出力歯車部材５２を介してリングギヤ４０に伝達さ
れ、ここでクランク軸１３からの踏力と合力されて後輪
８に伝達される。なお、６４，６５はキャリア５６に軸
方向の力が加わったときに該キャリア５６が回転軸１２
ａや出力歯車部材５２に当接するのを防止するためのボ
ールである。

【００２４】上記固定ケース２３の底部に上述の踏力検
出装置４４が配設されている。この踏力検出装置４４
は、太陽歯車２９に一体形成されたトルク板２９ａと、
該太陽歯車２９の回動にともなって揺動するレバー４６
ａと、該レバー４６ａの回動角度を検出するポテンショ
メータ（踏力検出手段）４６ｂと、該レバー４６ａをト
ルク板の回動方向と反対方向に付勢する加圧機構４７と
を備えている。

【００２５】上記太陽歯車２９に一体形成されたトルク
板２９ａには突出部が形成されている。該突出部には幅
広の押圧部材４５がリベットにより取付け固定されてお
り、該押圧部材４５は上記レバー４６ａの一端縁４６ｆ
に摺接している。また上記トルク板２９ａの突出部には
ケース本体２３ａに螺着されたストッパ４３が当接して
おり、該ストッパ４３により太陽歯車２９の時計方向へ
の回動を規制している。上記レバー４６ａの基部には入
力軸４６ｃがボルト締め固定されており、該入力軸４６
ｃは軸受４６ｅによりケース本体２３ａに軸支されてい
る。この入力軸４６ｃの端部に上記ポテンショメータ４
６ｂが接続されており、該ポテンショメータ４６ｂが上
記入力軸４６ｃの回転角度を検出し、これをリード線４
６ｄを介してコントローラ２１に出力するようになって
いる。

【００２６】上記加圧機構４７は、ケース本体２３ａに
支持板４７ｂをボルト締め固定し、該支持板４７ｂに固
着されたシリンダ部４７ｄにピストン部４７ａを進退自
在に挿入し、該ピストン部４７ａと支持板４７ｂとの間
に第１コイルスプリング４７ｃ，及びこれの内側に位置
する第２コイルスプリング４７ｅを配設して構成されて
いる。該第１コイルスプリング４７ｃは第２コイルスプ
リング４７ｅよりその線径は太く、また自由長は短くな
っている。上記第１コイルスプリング４７ｃは、図示左
端部をピストン部４７ａの段部４７ｇに嵌合固定するこ
とにより軸方向位置が位置決めされており、踏力零の状
態では第１コイルスプリング４７ｃの図示右端部と支持
板４７ｂとの間に隙間が設けられている。また上記ピス
トン部４７ａのフランジ部４７ｆに上記レバー３６ａの
他端縁４６ｇが摺接している。これにより上記ピストン
部４７ａはレバー４６ａを介してトルク板２９ａを時計
方向に付勢している。

【００２７】ここで上記第１コイルスプリング４７ｃ
は、例えば数１０Ｋｇｆ程度の大きい踏力に対応したば
ね定数に設定されており、また第２コイルスプリング４
７ｅは上記第１コイルスプリング４７ｃのばね定数より
小さい、例えば数Ｋｇｆ程度の踏力に対応したばね定数
に設定されている。これにより図６(a) に示すように、
踏力がｆ以下と小さい領域では第２コイルスプリング４
７ｅのみが圧縮されて変位することから加圧機構４７全
体で見たばね定数が小さくなっており、ｆ以上の踏力の
大きい領域では第２コイルスプリング４７ｅ及び第１コ
イルスプリング４７ｃの両方が圧縮されて変位すること
から加圧機構４４全体で見たばね定数が大きくなってい
る。なお、図６(a) 中一点鎖線は従来装置の場合を示
す。

【００２８】また、図２に示すように、上記ケース本体
２３ａ内には車速センサ４８が螺着されており、該車速
センサ４８の検出部はリングギヤ４０の端部に形成され
た歯部４０ａに微小隙間をあけて対向している。この車
速センサ４８は上記リングギヤ４０の回転にともなう歯
部４０ａの磁気抵抗の変化を検出し、これをリード線４
８ａを介して上記コントローラ２１に出力するようにな
っている。

【００２９】上記コントローラ２１は本発明の補助駆動
力制御手段として機能するものであり、ポテンショメー
タ４６ｂの検出値からペダル１７に加えられた踏力の大
きさを求めるとともに、車速センサ４８の検出値から回
転速度を求め、内蔵するマップに基づいて補助駆動力を
算出し、該補助駆動力に対応した電流をバッテリ１１か
らモータ１２に給電するように構成されている。この補
助駆動力は、乗員のペダル踏力１に対して１未満に設定
されており、かつ回転速度が例えば１５Ｋｍ／ｈを越え
た時点から次第に小さくなり、２４Ｋｍ／ｈに達した時
点でゼロになるよにう設定されている。また上記コント
ローラ２１には、メインスイッチ２２，バッテリ電圧低
下及びシテスム異常を表示する警告ランプ（図示せず）
が配設されている。

【００３０】上記コントローラ２１は、踏力がｆ以下の
低踏力領域に対応した補助駆動力を算出する低踏力マッ
プと、ｆ以上の高踏力領域に対応した補助駆動力を算出
する高踏力マップの２種類を内蔵している。センサ出力
は図６(b) に示すように、レバー４６ａの回動角度、ひ
いてはコイルスプリングの変位量に比例しているが、本
実施例では低踏力域ではばね定数が小さいので、ばね変
位量は図６(a) に示すように低踏力域では高踏力域より
大きく変化する。従ってセンサ出力は図６(c)に示すよ
うに低踏力域では高踏力域より大きく変化する。そこで
センサ出力がａのポイントより小さいか又は大きいかに
よって上記低踏力マップ，高踏力マップの何れかに切り
替えるように構成されている（図６(d) 参照）。

【００３１】ここで上記ポテンショメータ４６ｂは、図
７に模式的に示すように構成されている。上記レバー４
６ａに固定され該レバー４６ａと共に回動する回動板８
７上に略半円状の基板８７ａが固定され、該基板８７ａ
上に上記レバー４６ａと同軸をなすように１つの抵抗膜
８８ａと２つの導体膜８８ｂ，８８ｃとがパターン形成
され、該抵抗膜８８ａと各導体膜８８ｂ，８８ｃとは電
気的に接続されている。

【００３２】また固定ケース２３側には上記基板８７ａ
に臨むようにスライド接点部材８９が固着されている。
該接点部材８９の基台８９ａには３つのブラシＡ〜Ｃが
配設されている。該ブラシＡ，Ｃはリード線によりバッ
テリに、ブラシＢはアースにそれぞれ接続されており、
かつブラシＡ，Ｂは上記導体膜８８ｂ，８８ｃに摺接
し、ブラシＣは上記抵抗膜８８ａに摺接している。

【００３３】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例の補助駆動装置９は、速度が所定値（例え
ば１５Ｋｍ／ｈ）以下のときは乗員のペダル踏力が大き
いほど大きい補助駆動力を供給し、速度が上記所定値を
越えると速度が上昇するにつれて補助駆動力を減少さ
せ、速度が最大値（例えば２４Ｋｍ／ｈ）を越えると補
助駆動力をゼロにする。このようにして上り坂，向かい
風，発進時等における労力の軽減が図れる。

【００３４】そして上記ペダル踏力の検出は、上記ポテ
ンショメータ４６ｂのブラシＣの抵抗膜８８ａへの摺接
点の位置により抵抗値が変化し、該抵抗膜８８ａによる
電圧が検出され、該電圧値がセンサ出力（ペダル踏力検
出値）として出力される。従って上記ポテンショメータ
４６ｂの製造，組立に当たっては、例えば踏力零の状態
でブラシＣが抵抗膜８８ａに対して所定の位置（例えば
図８の点ａ）にて摺接するように両者の位置関係を高精
度に位置決めする必要があるが、組立誤差により両者が
踏力零の場合に点ａ′で摺接した場合には、実質的抵抗
体長さが変化し、従って踏力零の場合のセンサ出力が例
えばＶｏからＶｏ′に変化し、ΔＶｏの誤差が生じ、そ
の分だけ補助駆動力に誤差が生じる。

【００３５】そこでコントローラ２１は、ポテンショメ
ータ４６ｂからのセンサ出力（ペダル踏力検出値）に応
じて補助駆動力を算出する場合に、ペダル踏力が入力さ
れていない踏力非入力状態における上記ポテンショメー
タ４６ｂからのセンサ出力を制御基準値として補助駆動
力を算出する。

【００３６】例えば上記ポテンショメータ４６ｂの組立
誤差等により、センサ出力がペダル踏力非入力状態でＶ
ｏ′である場合には、これを制御基準値とする。従っ
て、センサ出力がＶｏの場合ではなく、Ｖｏ′の場合に
補助駆動力を零にする制御が行われる。

【００３７】上記制御基準点の設定動作を図９に基づい
てさらに詳述する。制御フローがスタートすると、メイ
ンスイッチのオン，オフにより通常運転中かそうでない
かが判断され（ステップＳ１）、通常運転中でない場合
は元に戻り、通常運転中の場合には、例えば速度センサ
４８からの入力が有るか否か、つまり速度零か否か（あ
るいはポテンショメータ４６ｂからの踏力検出値に変動
があるか否か）が判断され、速度入力がある場合（ある
いは変動がある場合）には、該入力に応じた補助駆動力
に制御する運転ルーチンとなり、タイマカウンタ値をキ
ャンセルして元に戻る（ステップＳ２〜Ｓ４）

【００３８】上記ステップＳ２で速度入力が無い場合
（あるいは踏力検出値に変動がない場合）には、タイマ
カウント値が増加され、該カウント値が所定値ｂを越え
るまでステップＳ２，Ｓ５，Ｓ６の動作が繰り返され
る。これは所定時間上記速度入力が無い（あるいは踏力
変動が無い）場合に始めて踏力が入力されない状態、即
ち踏力非入力時であると判断するためである。

【００３９】上記カウント値が所定値を越えると、踏力
非入力時であると判断され、その時のポテンショメータ
４６ｂの踏力検出値（センサ出力）が読み込まれ、この
踏力検出値がが予め設定された規定範囲内の値か否かが
判断される（ステップＳ７，Ｓ８）。この規定範囲は、
通常考えられる組立誤差に起因するセンサ出力の変動の
範囲に設定されており、この規定範囲の設定により、例
えば錆び等によりレバー４６ａの動作が鈍くなったこと
等に起因するセンサ出力の変動を除去できる。

【００４０】そして上記踏力検出値の読み込みが規定範
囲内にある場合には、カウンタ値を増加し、該カウンタ
値がａに達するまで上記踏力検出値の読み込みが行わ
れ、その平均値が踏力非入力時のセンサ出力値とされ
（ステップＳ９〜Ｓ１１）、該センサ出力値により制御
基準値が更新され、かつ該更新値がメモリに保持される
（ステップＳ１２）。なお、上記平均値の算出には、ａ
回分の単純平均をとる場合の他、上下限値を捨てた（ａ
−２）回分の平均をとるようにしても良い。また上記メ
モリには、例えばＥ² ＰＲＯＭ等が採用できる。

【００４１】一方、上記ステップＳ８において、センサ
出力が所定の範囲内にない場合には、前回の制御基準値
が継続して使用され、又はデフォルト値（初期設定値）
が使用され（ステップＳ１３）、さらにセンサが異常で
ある旨の警告処理が行われる（ステップＳ１４）。な
お、この場合には警告処理は行わず、通常の運転ルーチ
ン内でエラーが発生した場合に警告処理を行うようにし
てもよい。

【００４２】このように本実施例では、ペダル踏力が入
力されていない踏力非入力時におけるポテンショメータ
４６ｂからのセンサ出力を制御基準値とするようにした
ので、補助駆動力の制御精度を向上できる。例えば踏力
零の状態でブラシＣが抵抗膜８８ａに対して図８の点ａ
に摺接すべきものが、組立誤差により両者が踏力零の場
合に点ａ′で摺接した場合には、センサ出力が例えばＶ
ｏからＶｏ′に変化し、ΔＶｏの誤差が生じる。しかし
本実施例ではセンサ出力Ｖｏではなく、Ｖｏ′を制御基
準点とし、該Ｖｏの場合に補助駆動力を零にする制御が
行われ、上述の誤差ΔＶｏはキャンセルされる。従っ
て、ポテンショメータ４６ｂの製造及び組立誤差，ある
いは経年変化等に起因して踏力検出値に誤差が生じた場
合にもこの誤差の影響が除去されるので、常に補助駆動
力を精度良く制御可能である。

【００４３】また本実施例では、上記ペダル踏力の検出
に当たって、上記ペダル踏力がｆ以下と小さい領域では
ばね定数の小さい第２コイルスプリング４７ｅのみが変
位し、ｆ以上の踏力が大きい領域ではさらにばね定数の
大きい第１コイルスプリング４７ｃも変位するようにし
たので、高踏力領域での検出範囲を狭めることなく、低
踏力領域における検出精度を向上でき、踏力に対するア
シストをスムーズに行うことができる。その結果、ばね
定数を一定とした場合のようなアシストが急激に働くよ
うなことはなく、補助駆動力のばらつきを小さくしてア
シストフィーリングを向上できる。

【００４４】また従来装置では、踏力がある程度以上大
きくなって初めて検出され、これに伴ってモータ駆動電
流がパルス的に大きくなる現象があり、その結果モータ
駆動電流の急激な変化によりバッテリの耐久性を低下さ
せる問題があった。本実施例では踏力の小さい領域にお
いても踏力の検出が確実であり、モータ駆動電流のパル
ス的変化が抑制され、その結果、バッテリの耐久性を向
上できる。

【００４５】また、本実施例では、低踏力領域に対応し
た補助駆動力を算出する低踏力マップと、高踏力領域に
対応した補助駆動力を算出する高踏力マップとを設けた
ので、低踏力領域，高踏力領域におけるセンサ出力特性
の変動に対応してアシスト比を一定に制御でき、この点
からもアシストフィーリングを向上できる。

【００４６】即ち、本実施例のように、低踏力域と高踏
力域とでばね変位特性を変化させた場合、低踏力域では
踏力のわずかな変化で補助駆動力が大きく変化する問題
が懸念されるが、本実施例では２つのセンサ出力（変位
置）−補助駆動力マップを備えたのでばね変位特性が変
化してもアシスト特性を一定にできる。

【００４７】なお、上記実施例では、線径の異なる第
１，第２コイルスプリングを採用して踏力を２段階で検
出するようにしたが、コイルスプリングの構造は上記実
施例に限られるものではない。例えば、巻きピッチが粗
の部分と密の部分とからなる１つのコイルスプリングを
採用してよい。あるいはばね線径が軸方向に順次変化す
るコイルスプリングを採用してもよく、このようにした
場合は、ばねの変位特性を連続的に変化させることがで
きる（図６(a) の破線ｂ参照）。

【００４８】図１０，図１１は、本発明の第２実施例を
説明するための図であり、本実施例では、ペダル踏力非
入力時としてバッテリ充電時を採用した例である。図１
０において、１２はバッテリ１１を収容するバッテリケ
ース、１００は充電器であり、上記バッテリケース１２
には、充電器１００が接続されたことを検出する接続検
出回路１２ａが設けられており、該回路１２ａによる充
電器接続検出信号がコントローラ２１に入力される。

【００４９】本第２実施例における制御基準値の設定方
法を図１１に沿って説明する。本実施例装置では、充電
開始時にコントローラ２１に起動がかかり、制御フロー
がスタートする。まず、上記接続検出回路１２ａからの
充電器接続信号の入力の有無が判断される（ステップＳ
２１）。なお、この入力チェックは複数回行うのが望ま
しい。充電器接続信号の入力が有ると、踏力非入力時と
判断され、各データがイニシャライズされるとともに、
その時のポテンショメータ４６ｂの踏力検出値（センサ
出力）が読み込まれ、この踏力検出値がが予め設定され
た規定範囲内の値か否かが判断される（ステップＳ２２
〜Ｓ２４）。

【００５０】そして上記読み込るれた踏力検出値が上記
規定範囲内にある場合には、カウンタ値を増加し、該カ
ウンタ値がａに達するまで上記踏力検出値が読み込ま
れ、その平均値が踏力非入力時のセンサ出力値とされ
（ステップＳ２５〜Ｓ２７）、該センサ出力値により制
御基準値が更新され、かつ該更新値がメモリに保持さ
れ、カウンタがリセットされるとともに、制御は終了す
る（ステップＳ２８〜Ｓ３０）。

【００５１】なお、上記ステップＳ２１で充電器接続信
号の入力がない場合、及びステップＳ２４で踏力検出値
が規定範囲内にない場合には、制御基準値は前回保持し
た値、又はデフォルト値とされ、制御は終了する。

【００５２】本第２実施例においても、上記第１実施例
と同様にポテンショメータの組立誤差等があっても補助
駆動力の制御精度を高く保持できる。また本実施例で
は、バッテリ充電時を踏力非入力時と判断するようにし
たので、踏力非入力状態の検出がより一層確実である。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るパワーアシ
スト車両の補助駆動力制御装置によれば、ペダル踏力が
入力されていない踏力非入力時のペダル踏力検出値を基
準として補助駆動力の制御を行うようにしたので、踏力
検出装置の製造及び組立誤差，あるいは経年変化等に起
因する踏力検出値の誤差をキャンセルした状態で補助駆
動力の制御を行うことができ、補助駆動力制御精度を向
上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による補助駆動力制御装置
を備えたパワーアシスト自転車の左側面図である。

【図２】上記第１実施例の補助駆動装置部分の一部断面
側面図である。

【図３】上記補助駆動装置の断面平面図（図２のII-II
線断面図）である。

【図４】上記補助駆動装置の要部を示す一部断面側面図
である。

【図５】上記第１実施例装置のブロック構成図である。

【図６】上記第１実施例装置の踏力検出装置部分の特性
図である。

【図７】上記第１実施例装置の踏力検出装置部分の模式
構成図である。

【図８】上記第１実施例装置の踏力検出装置部分の模式
構成図である。

【図９】上記第１実施例装置の動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図１０】本発明の第２実施例装置を説明するためのブ
ロック構成図である。

【図１１】上記第２実施例装置の動作を説明するための
フローチャート図である。

【符号の説明】

１ パワーアシスト自転車 ８ 後輪（駆動輪） ９ 補助駆動装置 １３ クランク軸 ２１ コントローラ（踏力非入力時検出手段，補助駆動
力制御手段） ４６ｂ ポテンショメータ（踏力検出手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク軸に入力されたペダル踏力により
   駆動輪を駆動する人力駆動機構と、上記ペダル踏力の大
   きさに応じた補助駆動力により駆動輪を駆動する補助駆
   動機構とを備えたパワーアシスト車両の補助駆動力制御
   装置において、上記ペダル踏力の大きさを検出する踏力
   検出手段と、ペダル踏力が入力されていない状態を検出
   する踏力非入力時検出手段と、踏力非入力時の踏力検出
   値を制御基準値として上記補助駆動力の大きさを制御す
   る補助駆動力制御手段とを備えたことを特徴とするパワ
   ーアシスト車両の補助駆動力制御装置。