JPH09123984A - アシスト式乗り物 - Google Patents

アシスト式乗り物

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JPH09123984A
JPH09123984A JP7284078A JP28407895A JPH09123984A JP H09123984 A JPH09123984 A JP H09123984A JP 7284078 A JP7284078 A JP 7284078A JP 28407895 A JP28407895 A JP 28407895A JP H09123984 A JPH09123984 A JP H09123984A
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torque
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electric
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建明 田中
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寿宏 数原
Toshihiro Matsumoto
敏宏 松本
Hiroaki Sagara
弘明 相良
Yoshihiko Maeda
好彦 前田
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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
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    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
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    • 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】 【解決手段】人力駆動力による人力駆動系と、人力駆動
系の人力トルクを検出するトルク検出部の検出値に応じ
た駆動力で電動機を駆動する電動駆動系とを備え、電動
駆動系による出力は人力駆動力に対する電動駆動力の比
が漸減を始める速度である第１所定速度以下でトルク出
力する。また、電動駆動系による出力は、人力駆動力に
対する電動駆動力の比が零になるときの速度である第２
所定速度以下でトルク出力し、電動駆動系のトルク特性
に応じて人力駆動力に対する電動駆動力の比率を変化さ
せることを特徴とするアシスト式乗り物。 【効果】簡単な構成で、法律内に収められ、充分なアシ
ストができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人力駆動力による
人力駆動系と、人力駆動系の人力トルクに応じた駆動力
で電動機を駆動する電動駆動系とを有するアシスト式乗
り物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のアシスト式乗り物は、警
察庁からの取り決めがあり、図７に示す如く、人力駆動
力に対する電動駆動力の比率、所謂、アシスト比を速度
１５ｋｍ／ｈまでは１とし、１５ｋｍ／ｈ以上２４ｋｍ
／ｈ以下では直線的に漸減するように比率を変化させ、
２４ｋｍ／ｈ以下では電動駆動力による駆動を停止さ
せ、この範囲内に収まらなければならないといったもの
になっている。
【０００３】そのため、通常は人力駆動力のトルクを検
出するセンサと、走行速度を検出する速度センサと、電
動駆動力をいくらにするかを演算するマイコンとを備
え、人力駆動力によるトルクと走行速度とを入力し、マ
イコンが持っているテーブルデータによって比率を変え
るという方法をとっていた。例えば、１００ｋｇ・ｃｍ
の人力駆動力によるトルクがかかったとすると、走行速
度が１０ｋｍ／ｈであれば、電動駆動力によるトルクを
１００ｋｇ・ｃｍ以下にし、走行速度が２０ｋｍ／ｈで
あればアシスト比は約０．４４に減少させなければなら
ないので４４ｋｇ・ｃｍの電動駆動力の出力をマイコン
内で演算して出力するという方法をとっていた。
【０００４】しかしながら、上記のような構成であれ
ば、速度センサに誤差があるときや、故障した場合、マ
イコンでは通常の演算を行っているのであるが、速度が
実際とは異なるため、実際の出力が警察庁の提示する取
り決めの枠を越えることがあったり、取り決めの枠より
も小さすぎてアシスト不足が生じることがあった。
【０００５】また、速度検出をするための速度センサ
は、回転物である車輪などから速度を検出しないといけ
ないため、配線が必要となり、構成が複雑になったり、
配線が邪魔になったりするという問題が生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みなされたもので、簡単な構成で、法律内に収めら
れ、充分なアシストができるアシスト式乗り物を提供す
ることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の構成
によると、人力駆動力による人力駆動系と、該人力駆動
系の人力トルクを検出するトルク検出部の検出値に応じ
た駆動力で電動機を駆動する電動駆動系とを備え、前記
電動駆動系による出力は第１所定速度以下でトルク出力
することを特徴とする。
【０００８】トルク検出部によって検出された人力トル
クの大きさに応じて電動機を駆動して、人力駆動力と電
動駆動力の２つの駆動力で走行する。このとき、法律で
定められている、漸減を始める速度である１５ｋｍ／ｈ
においてはトルク出力しない電動駆動系を用いることに
よって、走行速度とは無関係に１対１で制御しても法律
で定めるアシスト比を越えることがない。
【０００９】また、請求項３の構成によると、人力駆動
力による人力駆動系と、該人力駆動系の人力トルクを検
出するトルク検出部の検出値に応じた駆動力で電動機を
駆動する電動駆動系とを備え、前記電動駆動系による出
力は、第２所定速度以下でトルク出力し、電動駆動系の
トルク特性に応じて人力駆動力に対する電動駆動力の比
率を変化させることを特徴とする。
【００１０】トルク検出部によって検出された人力トル
クの大きさに応じて電動機を駆動して、人力駆動力と電
動駆動力の２つの駆動力で走行する。このとき、法律で
定められている、アシストを停止しなければならない速
度である２４ｋｍ／ｈにおいてはトルク出力しない電動
駆動系を用いることによって、走行速度とは無関係に１
対１で制御しても、法律で定めるアシストを停止させな
ければならない速度においては必ずトルク出力しないよ
うになる。更に、電動駆動系のトルク特性に応じて、小
さい人力トルクがかかった時におけるアシスト比を変
化、例えば小さくしているので、法律で定める時速１５
ｋｍ／ｈから２４ｋｍ／ｈにおけるアシスト比を漸減さ
せる部分において、法律の範囲を越えることがない。
【００１１】そして、上記構成において、人力駆動力に
対する電動駆動力の比率を、人力駆動力が大きくなるに
つれて漸増させるようにしたので、高速域で速度を検出
しなくても法律の範囲を越えることがない。また、補助
を余り必要としない低トルク域ではバッテリの消費を抑
えることができる。
【００１２】更に、人力駆動力に対する電動駆動力の比
率を、人力駆動力が大きくなるにつれて変化の比率を変
えたので、バッテリの消費を抑え、法律範囲内で大きな
電動駆動力によるアシストを与えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を電動自転車
を例に、第１実施例について図１乃至図６に基づいて以
下に詳述する。
【００１４】まず、電動自転車の全体構成について、図
６に基づき説明をする。
【００１５】１は、前部に設けられたヘッドパイプ２、
サドル３から下方に設けられたシートチューブ４と連結
するメインフレームであり、該メインフレーム１は前記
シートチューブ４とが連結する部分に人力によって回転
することができるペダル５が取り付けられている。
【００１６】６は、ハンドル７の動きに連動し、ハンド
ル７操作によって走行方向を定める前輪で、該前輪６は
スポーク８、リム９、タイヤ10から構成されている。
【００１７】11は、駆動輪となる後輪であり、該後輪11
も、タイヤ12、リム13、スポーク14、それと後輪11を駆
動するための駆動部15とから構成されている。
【００１８】16は、前記ペダル５の回転とともに回転す
る前スプロケットで、該前スプロケット16にはチェーン
17がかかっており前スプロケット16の回転を前記駆動部
15の車軸に設けた後スプロケット27に動力を伝達するよ
うになっている。
【００１９】18は、後述する電動機49の電源となるバッ
テリで、２４ボルトのニッカド電池が収められている。
また、バッテリ18は取り外し可能で充電の際は屋内で充
電をすることができる。
【００２０】19は、前カゴ、20は、停車時に自転車を支
えるスタンドである。
【００２１】前述した駆動部15について、図３及び図４
に具体的構成を示す。
【００２２】21は、メインフレーム１に固定して取り付
けられた円盤状の固定側ケーシングで、22は、前記固定
側ケーシング21と同軸で固定側ケーシング21外側を回転
する回転側ケーシングである。これらの固定側ケーシン
グ21と回転側ケーシング22とを合わせてハブを構成して
いる。前記回転側ケーシング22の外周には２本の環状リ
ブ24が形成されており、環状リブ24からはタイヤ12が取
り付けられているリム13に向かってスポーク14が張設さ
れている。
【００２３】25は、車軸に設けられたハブ軸内装型の変
速機（例えばシマノ製ＳＧ−３５３１など）で、該変速
機25はラチェット26を介して後スプロケット27に接合し
ている。即ち、ラチェット26によりチェーン17からの人
力が一方向にしかかからないようになっており、逆回転
に力がかかったときには駆動力が遮断されるようになっ
ている。そして、該変速機25は円筒状の容器33内に収ま
っており、容器33の片側全周には鍔部28を形成してい
る。また、この変速機25は、車軸29の中空部に変速棒30
が外側に付勢された状態で摺動自在に挿入されており、
変速棒30を左右に移動させることで、変速機25中のギヤ
（図示せず）が切り替わるようになっている。そして、
変速棒30を押さえるための押具31が変速棒30に圧接して
設けてあり、該押具31を操作するための操作具（図示せ
ず）がワイヤー32によって連結してハンドル７付近に設
けてある。要するに、手元の操作具によってワイヤー32
を引っ張ると、押具31が移動し、変速棒30を移動させる
ことで変速段が変わるようになっている。
【００２４】34は、前記変速機25の容器33に圧入して容
器33外周を囲む筒状のスリーブで、該スリーブ34は前記
鍔部28にネジ止めしてある。
【００２５】35は、前記スリーブ34、鍔部28と一体に回
転する回動板である。回動板35については、図５に示
す、動作の略図に基づいて説明をする。
【００２６】前記回動板35は、変速機25の容器33の外周
径よりも大きく、変速機25と同心円状で、相対する２ケ
所には、軸方向に押圧棒36と、変換棒37とが一体成形さ
れている。前記押圧棒36は、釣鐘型の面をもって柱状に
形成されており、釣鐘型の曲面部分で弾性体、即ちバネ
38を押さえるようになっている。そして、回動板35は、
変速機25外周をバネ38を伸縮させながら回動し、変速機
25と同心円で容器33外周をガイドとして回動する。ま
た、前記変換棒37は、車軸29方向に伸びる長方体で、先
端部分が回転方向に向かって短くなるように斜めに形成
してある。
【００２７】前記押圧棒36によって押さえられるバネ38
は、他端を回転側ケーシング22の一部に接触させてお
り、人力駆動力の伝達の順序として回動板35から押圧棒
36、バネ38を伸縮させて回転側ケーシング22を回転させ
る。この時、伸縮されたバネ38の伸縮大きさに応じて回
転側ケーシング22と少しの歪みを生じながら回動板35は
回転する。そしてこの回動板35は、変速機25の周囲を人
力による歪みに応じて回動することになる。この時、同
時に回動板35の少しの回動によって変換棒37も回動し、
変換棒37先端に形成した傾斜部分39によって傾斜部分39
と接する山形部40が押されて車軸29方向に移動する。こ
の山形部40には磁性部材、即ちフェライト41のリングが
取り付けられており、山形部40の移動によってフェライ
ト41も移動するようになっている。このフェライト41の
先端にはフェライト41を回動板35側に付勢するためのＣ
リング42とバネ43が設けられている。よって回転側ケー
シング22と回動板35が歪んだ分だけフェライト41が車軸
29方向に移動するようになっている。
【００２８】44は、前記固定側ケーシング21で前記フェ
ライト41近傍に設けられたコイルで、該コイル44は前記
フェライト41の接近によるインダクタンスの変化を電気
的な信号に変換することができ、この出力を利用して人
力のトルクを検出することができる。
【００２９】以上、図５に示す部材をまとめてトルク検
出部45という。また、ここで変換棒37、山形部40、磁性
部材41、磁気検出部材44を検出部といい、これらによっ
て弾性体の伸縮度合いを検出することができる。また、
変換棒37、山形部40とを合わせて変換部材と言い、回転
方向の弾性体38の伸縮を車軸29方向の移動に変換する。
【００３０】上記構成において、磁性部材にフェライト
を用いたが、アルミなどの導電性材料でリングを構成し
てもよい。また、弾性体をバネとしたが、ゴムなどを弾
性体とし、検出部としてこのゴムの伸縮を検出できるよ
うなスケールを用いて構成しても良い。更に、弾性体を
感圧ゴムとして、伸縮する圧力を電気的信号として取り
出しても構わない。
【００３１】46は、前記回転側ケーシング22にボルトに
よってネジ止めされたインナーギヤで、該インナーギヤ
46は内側に形成される歯の部分を強化プラスチック、例
えばポリアセタール樹脂などで形成している。そして、
外側の部分を金属製のケーシングとし、前記インナーギ
ヤ46を強化するように外周を覆っている。
【００３２】47は、前記インナーギヤ46に一体成形され
た軸筒で、該軸筒47は前記スリーブ34との間に回動板35
が回動したときにスムーズに回動するようにベアリング
48が介入してある。
【００３３】49は、固定側ケーシング21に内蔵した電動
機で、該電動機49の出力軸50にはベルト51が取り付けら
れ、該ベルト51は第１プーリー52に接続されている。こ
の第１プーリー52は、固定側ケーシング21に対しベアリ
ング53を介して回転自在に取り付けられている。また、
第１プーリー52と同軸でワンウェイクラッチ54とベアリ
ング55を介して第２プーリー56が設けられており、一方
向にのみ第１プーリー52からの動力を伝達するようにな
っている。そして、第２プーリー56にはギヤ57が形成し
てあり、このギヤ57と前記インナーギヤ46とが噛み合っ
て電動機49の駆動力で回転側ケーシング22を回転させ
る。このワンウェイクラッチ54は、電動機49からの駆動
力と人力の駆動力とを独立させるために設けてあり、例
えば自転車を手押ししているときに後輪11とともに電動
機49を回転させてしまうことがなく、発電制動によって
使用者に余計な負荷がかからないために設けてある。
【００３４】58は、前記変速機25の容器33と共に回転す
るブレーキ片で、該ブレーキ片58はブレーキケース59内
を後輪11とともに回転し、前記ハンドル７に設けられた
ブレーキレバー（図示せず）によって前記ブレーキケー
ス59内に設けられたブレーキシュー60を広げることでブ
レーキ片58に圧接し、後輪11の回転に制動をかけるよう
にしている。
【００３５】61は、電動機49と第１プーリー52とをつな
ぐベルト51の張りを押圧することで調節できるテンショ
ンプーリーで、該テンションプーリー61はローラー62と
基台63とからなっており、基台63片側を固定する長穴64
によってベルト51に対して押さえる力を調節するように
なっている。
【００３６】次に、以上の構成で、動力系統図につい
て、図２に基づき説明をする。
【００３７】まず、人力駆動系について説明すると、ペ
ダル５によって与えられた人力は、チェーン17によって
後スプロケット27に伝達され、変速機25で変速された
後、回動板35、バネ38を介して後輪11を回転させる。次
に電動駆動系について説明すると、バネ38の伸縮の大き
さ、即ち回動板35の移動距離を変換部材37によって車軸
29方向の移動に変換し、その移動とともにフェライト41
が移動するようにする。このフェライト41の移動をコイ
ル44のインダクタンスの変化に変換し、電気信号として
制御部65に入力する。制御部65は、固定側ケーシング21
内に内蔵されている。そして、制御部65によりコイル44
からの信号を入力し、これに基づいた電動機49の回転と
なるように駆動信号を出力する。そして、電動機49の出
力は第１プーリー52、第２プーリー56などの減速機構67
で減速されて後輪11が回転する。ここで、後スプロケッ
ト27から減速機構46、後輪11、また変換部材37、フェラ
イト41までは回転側ケーシング22に内蔵されており、制
御部65、コイル44、電動機49、減速機構67は固定側ケー
シング21に内蔵されている。
【００３８】次に制御部65の動作について、図１に基づ
き説明する。
【００３９】法律で定められた人力駆動力に対する電動
駆動力の出力比、即ちアシスト比は、図１右下のグラフ
中Ｈで示すように、走行速度との関係は時速１５ｋｍ／
ｈまでは１対１で出力されるが、それ以上の速度では時
速１５ｋｍ／ｈから２４ｋｍ／ｈでアシスト比が０にな
るように直線的に漸減させていく。
【００４０】この場合の電動駆動系が出力するトルク特
性は、図１右上グラフで示す如く、アシスト比１対１の
速度領域である１５ｋｍ／ｈ以下でしかトルクを出力し
ないようにしている。電動駆動系のトルク特性は、電動
機49から駆動力が出力され、最終的に後輪11に動力が伝
わるときの出力である。
【００４１】例えば、図１左下グラフで示すように、人
力駆動力がいくらであってもアシスト比を１対１とした
場合、必要とする電動駆動力は左上グラフに示すように
人力駆動力と対応して同じ駆動力だけ必要とする。この
時に実際にはどれだけの出力をするか電動駆動系のトル
ク特性を考慮して検討してみると、例えば人力トルクが
１００ｋｇ・ｃｍの場合、設定されたアシスト比（左下
グラフ）より１００ｋｇ・ｃｍの電動駆動力が必要とな
る（左上グラフ）。しかし、電動駆動系のトルク特性
（右上グラフ）をみると、時速約１３ｋｍ／ｈ以上はト
ルクを１００ｋｇ・ｃｍ以上は出力しないので、実際の
アシスト比は右下グラフの線Ａのようになる。また、人
力トルクが１５０ｋｇ・ｃｍの場合、電動駆動系のトル
クは１５０ｋｇ・ｃｍ必要となるが、電動駆動系のトル
ク特性は、走行速度が時速約１２ｋｍ／ｈ以上では１５
０ｋｇ・ｃｍ以上は出力できないので、右下のグラフに
当てはめると線Ｂで示すようなアシスト比になる。同様
に、人力トルクが２００ｋｇ・ｃｍの時は、線Ｃのよう
になり、また、人力トルクが２５０ｋｇ・ｃｍの時は、
線Ｄのようになる。そしてそれぞれの結果より、各速度
での最大アシスト比を算出すると、破線で示すような曲
線になる。このように、電動駆動系のトルク特性が時速
１５ｋｍ／ｈ以下ではトルク出力しない電動駆動系を用
いることによって、アシスト比を常に１対１に設定し、
速度センサを設けて速度による制御を行わなくても規定
のアシスト比を越えることなく制御できる。
【００４２】次に第２実施例について、図８に基き説明
をする。
【００４３】法律で定められた人力駆動力に対する電動
駆動力の出力比、即ちアシスト比は、第１実施例同様、
図８右下のグラフ中Ｈで示すように、時速１５ｋｍ／ｈ
までは１対１で出力され、それ以上の速度では直線的に
漸減させていく。
【００４４】この場合の電動駆動系が出力するトルク特
性は、右上のグラフに示す如く、アシスト比が０になる
時速２４ｋｍ／ｈ以下、ここでは時速２０ｋｍ／ｈ以下
でしかトルクを出力しないものを用いている。電動駆動
系のトルク特性は、電動機49から駆動力が出力され、最
終的に後輪11に動力が伝わるときの出力である。
【００４５】例えば、図８左下グラフで示すように、人
力駆動力が２００ｋｇ・ｃｍ以下であるときはゼロにな
るまで直線的に比率を下げるように設定する。これは、
少ない人力駆動力に対しては電動駆動力に対する比率は
小さくし、大きい人力駆動力に対しては充分な電動駆動
力を与えることで、余り必要でない部分では電動駆動力
を抑えることによってバッテリの消費を抑えてバッテリ
を長くもたせようとするものである。この場合、必要と
する電動駆動力は左上グラフに示すように人力駆動力と
対応して人力駆動力２００ｋｇ・ｃｍまでは比率を徐々
に上げているため、必要とする電動駆動力は曲線を描く
ようになる。この時に実際にはどれだけの出力をするか
電動駆動系のトルク特性と比較してみると、例えば人力
トルクが１００ｋｇ・ｃｍの場合、設定されたアシスト
比からは５０ｋｇ・ｃｍの電動駆動力が必要となるが、
時速約１８ｋｍ／ｈ以上ではトルクが５０ｋｇ・ｃｍ以
上は出力しないので、走行速度に対するアシスト比は、
右下グラフの線Ａのようになる。また、人力トルクが１
５０ｋｇ・ｃｍの場合、設定されたアシスト比から、電
動駆動系のトルクは１１２．５ｋｇ・ｃｍが必要となる
が、電動駆動系のトルク特性は、速度が時速１７ｋｍ／
ｈ以上ではトルクが１１２．５ｋｇ・ｃｍ以上は出力し
ないので、右下のグラフに当てはめると線Ｂで示すよう
になる。同様に、人力トルクが２００ｋｇ・ｃｍの時
は、線Ｃのようになり、また、人力トルクが２５０ｋｇ
・ｃｍの時は線Ｄのようになる。そしてそれぞれの結果
より、各速度での最大アシスト比を算出すると、破線で
示すような曲線になる。
【００４６】このように、電動駆動系のトルク特性が時
速２４ｋｍ／ｈ以下ではトルク出力しない電動駆動系、
例えば時速２０ｋｍ／ｈ以下ではトルク出力しない電動
駆動系を用い、更にアシスト比を人力駆動力が増えるに
従い増加させるようにしたので、速度センサを設けて速
度による制御を行わなくても規定のアシスト比を越える
ことなく制御でき、法での規制内で最大限にアシストす
ることができる。
【００４７】次に第３実施例について、図９に基づき説
明をする。
【００４８】法律で定められた人力駆動力に対する電動
駆動力の出力比、即ちアシスト比は、第１、第２実施例
同様、図９右下のグラフ中Ｈで示すように、時速１５ｋ
ｍ／ｈまでは１対１で出力され、それ以上の速度では直
線的に漸減させていく。
【００４９】この場合の電動駆動系が出力するトルク特
性は、第２実施例同様、アシスト比が０になる時速２４
ｋｍ／ｈ以下、ここでは時速２０ｋｍ／ｈ以下でしかト
ルクを出力しないものを用いている。電動駆動系のトル
ク特性は、電動機49から駆動力が出力され、最終的に後
輪11に動力が伝わるときの出力である。
【００５０】例えば、図９左下グラフで示すように、人
力駆動力が２００ｋｇ・ｃｍ以下であるときはゼロにな
るまで二乗の曲線で人力駆動力が小さいときから大きい
ときになるにつれて変化率を大きくするように設定す
る。これは、少ない人力駆動力に対しては電動駆動力に
対する比率は小さくし、大きい人力駆動力に対しては充
分な電動駆動力を与えることで余り必要でない部分では
電動駆動力を抑えることによってバッテリの消費を抑え
てバッテリを長くもたせようとしている。この場合の電
動駆動系の出力について、電動駆動系のトルク特性を考
慮して検討してみると、例えば人力トルクが１００ｋｇ
・ｃｍの場合、設定されたアシスト比は約０．２５で、
電動駆動力による出力は約２５ｋｇ・ｃｍ必要になる。
しかし、電動駆動系の特性は時速約１９ｋｍ／ｈ以上は
２５ｋｇ・ｃｍのトルク以上は出力しないので、走行速
度に対する実際のアシスト比は右下グラフの線Ａのよう
になる。また、人力トルクが１５０ｋｇ・ｃｍの場合、
設定されたアシスト比は０．５６で、電動駆動系のトル
クは８４ｋｇ・ｃｍ必要となるが、電動駆動系のトルク
特性は、速度が時速約１７ｋｍ／ｈ以上では８４ｋｇ・
ｃｍ以上は出力できないので、右下のグラフに当てはめ
るとアシスト比は、線Ｂのようになる。同様に、人力ト
ルクが２００ｋｇ・ｃｍの時は線Ｃ、２５０ｋｇ・ｃｍ
の時は線Ｄのようになる。そしてそれぞれの結果より、
各速度での最大アシスト比を算出すると、破線で示すよ
うな曲線になる。このように、電動駆動系のトルク特性
が時速２４ｋｍ／ｈ以下ではトルク出力しない電動駆動
系、例えば時速２０ｋｍ／ｈ以下ではトルク出力しない
電動駆動系を用い、更にアシスト比を低トルク域では人
力駆動力が増えるに従い増加させるようにしたので、速
度センサを設けて速度による制御を行わなくても規定の
アシスト比を越えることなく制御でき、法での規制内で
アシストをすることができる。
【００５１】次に、第４の実施例について図１０に基づ
き説明をする。
【００５２】法律で定めるアシスト比の走行速度に対す
る比率は、図１０右下のグラフ中Ｈに示すとおり、時速
１５ｋｍ／ｈまでは１で、それ以上では２４ｋｍ／ｈに
なるまで直線的に下がるようになっている。
【００５３】例えば、図１０右上のグラフに示すような
トルク特性を持つ電動駆動系を用い、実施例２と同様の
アシスト比に設定した場合について考えてみる。
【００５４】前述する実施例と同様、人力トルクが１０
０、１５０、２００、２５０ｋｇ・ｃｍの場合につい
て、右下のグラフにそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを記入して
ある。そしてそれぞれの結果より、各速度での最大アシ
スト比を算出すると、破線で示すような曲線になる。こ
の場合、約１７ｋｍ／ｈから２１ｋｍ／ｈの間で法律で
定めた比率を越えてしまうことになる。
【００５５】このようなとき、図１１左下のグラフで示
すように設定アシスト比にカーブを付けることによっ
て、図１１右下のグラフに示す如く、人力トルクが１０
０、１５０、２００、２５０ｋｇ・ｃｍの場合は各線
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのようになり、最大のアシスト比は破線
で示すように、法律で定める値を越えることはなくな
る。
【００５６】このように、電動駆動系の出力トルク特性
が変わったとしても、設定するアシスト比を変えること
によって、速度センサを用いなくても法律で定める範囲
内に出力を越えることなく制御することができる。
【００５７】上述する第３、及び第４実施例では、予め
設定するアシスト比を二次曲線にし、人力トルクが大き
くなるにつれてアシスト比の変化率が大きくなるように
したが、人力トルクが小さいときにアシスト比の変化率
を大きくし、大きくなるにつれて変化率が小さくなるよ
うにしても構わない。
【００５８】
【発明の効果】本発明の請求項１の構成によると、人力
駆動力による人力駆動系と、該人力駆動系の人力トルク
を検出するトルク検出部の検出値に応じた駆動力で電動
機を駆動する電動駆動系とを備え、前記電動駆動系によ
る出力は第１所定速度以下でトルク出力するので、速度
センサを設けて速度による制御を行わなくても規定のア
シスト比を越えることなく制御できる。この時、第１所
定速度は、人力駆動力に対する電動駆動力の比が漸減を
始める速度に設定する。
【００５９】本発明の請求項３の構成によると、人力駆
動力による人力駆動系と、該人力駆動系の人力トルクを
検出するトルク検出部の検出値に応じた駆動力で電動機
を駆動する電動駆動系とを備え、前記電動駆動系による
出力は、第２所定速度以下でトルク出力し、電動駆動系
のトルク特性に応じて人力駆動力に対する電動駆動力の
比率を変化させるので、速度センサを設けて速度による
制御を行わなくても規定のアシスト比を越えることなく
制御でき、法での規制内でアシストすることができる。
この時、第２所定速度は、人力駆動力に対する電動駆動
力の比が零になる速度に設定する。
【００６０】また、人力駆動力に対する電動駆動力の比
率を、人力駆動力が大きくなるにつれて漸増させるの
で、バッテリの消費を抑えることができ、速度センサを
設けて速度による制御を行わなくても規定のアシスト比
を越えることなく制御でき、法での規制内で最大限にア
シストすることができる。
【００６１】更に、人力駆動力に対する電動駆動力の比
率を、人力駆動力が大きくなるにつれて変化の比率を変
えたので、乗り心地が良く、バッテリの消費を抑えるこ
とができ、速度センサを設けて速度による制御を行わな
くても規定のアシスト比を越えることなく制御でき、法
での規制内で最大限にアシストをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である設定アシスト比と電
動駆動系のトルク特性から出力のアシスト比を求めたグ
ラフである。
【図２】同動力系統図である。
【図３】同駆動部の図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】同駆動部の平面構成図である。
【図５】同トルク検出部の動作の略図である。
【図６】同全体構成図である。
【図７】法で定められた人力駆動力に対する電動駆動力
の速度との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施例である設定アシスト比と電
動駆動系のトルク特性から出力のアシスト比を求めたグ
ラフである。
【図９】本発明の第３実施例である設定アシスト比と電
動駆動系のトルク特性から出力のアシスト比を求めたグ
ラフである。
【図１０】本発明の第４実施例である設定アシスト比と
電動駆動系のトルク特性から出力のアシスト比を求めた
グラフである。
【図１１】本発明の第４実施例である設定アシスト比と
電動駆動系のトルク特性から出力のアシスト比を求めた
グラフである。
【符号の説明】 49 電動機 35 回動板 37 変換部材 41 磁性材料 44 磁気検出部材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１２月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のアシスト式乗り物は、警
察庁からの取り決めがあり、図７に示す如く、人力駆動
力に対する電動駆動力の比率、所謂、アシスト比を速度
１５Ｋｍ／ｈまでは１とし、１５Ｋｍ／ｈ以上２４Ｋｍ
／ｈ以下では直線的に漸減するように比率を変化させ、
２４Ｋｍ／ｈ以上では電動駆動力による駆動を停止さ
せ、この範囲内に収まらなければならないといったもの
になっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】トルク検出部によって検出された人力トル
クの大きさに応じて電動機を駆動して、人力駆動力と電
動駆動力の２つの駆動力で走行する。このとき、法律で
定められている、漸減を始める速度である１５Ｋｍ／ｈ
以上においてはトルク出力しない電動駆動系を用いるこ
とによって、走行速度とは無関係に１対１で制御しても
法律で定めるアシスト比を越えることがない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】トルク検出部によって検出された人力トル
クの大きさに応じて電動機を駆動して、人力駆動力と電
動駆動力の２つの駆動力で走行する。このとき、法律で
定められている、アシストを停止しなければならない速
度である２４Ｋｍ／ｈ以上においてはトルク出力しない
電動駆動系を用いることによって、走行速度とは無関係
に１対１で制御しても、法律で定めるアシストを停止さ
せなければならない速度以上においては必ずトルク出力
しないようになる。更に、電動駆動系のトルク特性に応
じて、小さい人力トルクがかかった時におけるアシスト
比を変化、例えば小さくしているので、法律で定める速
度１５Ｋｍ／ｈから２４Ｋｍ／ｈにおけるアシスト比を
漸減させる部分において、法律の範囲を越えることがな
い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】例えば、図１左下グラフで示すように、人
力駆動力がいくらであってもアシスト比を１対１とした
場合、必要とする電動駆動力は左上グラフに示すように
人力駆動力と対応して同じ駆動力だけ必要とする。この
時に実際にはどれだけの出力をするか電動駆動系のトル
ク特性を考慮して検討してみると、例えば人力トルクが
１００Ｋｇ・ｃｍの場合、設定されたアシスト比（左下
グラフ）より１００Ｋｇ・ｃｍの電動駆動力が必要とな
る（左上グラフ）。しかし、電動駆動系のトルク特性
（右上グラフ）をみると、速度約１３Ｋｍ／ｈ以上はト
ルクを１００Ｋｇ・ｃｍ以上は出力しないので、実際の
アシスト比は右下グラフの線Ａのようになる。また、人
力トルクが１５０Ｋｇ・ｃｍの場合、電動駆動系のトル
クは１５０Ｋｇ・ｃｍ必要となるが、電動駆動系のトル
ク特性は、走行速度が速度約１２Ｋｍ／ｈ以上では１５
０Ｋｇ・ｃｍ以上は出力できないので、右下のグラフに
当てはめると線Ｂで示すようなアシスト比になる。同様
に、人力トルクが２００Ｋｇ・ｃｍの時は、線Ｃのよう
になり、また、人力トルクが２５０Ｋｇ・ｃｍの時は、
線Ｄのようになる。そしてそれぞれの結果より、各速度
での最大アシスト比を算出すると、破線で示すような直
線になる。このように、電動駆動系のトルク特性が速度
１５Ｋｍ／ｈ以上ではトルク出力しない電動駆動系を用
いることによって、アシスト比を常に１対１に設定し、
速度センサを設けて速度による制御を行わなくても規定
のアシスト比を越えることなく制御できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相良 弘明 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 前田 好彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人力駆動力による人力駆動系と、該人力
    駆動系の人力トルクを検出するトルク検出部の検出値に
    応じた駆動力で電動機を駆動する電動駆動系とを備え、
    前記電動駆動系による出力は第１所定速度以下でトルク
    出力することを特徴とするアシスト式乗り物。
  2. 【請求項２】 前記第１所定速度は、人力駆動力に対す
    る電動駆動力の比が漸減を始める速度であることを特徴
    とする請求項１記載のアシスト式乗り物。
  3. 【請求項３】 人力駆動力による人力駆動系と、該人力
    駆動系の人力トルクを検出するトルク検出部の検出値に
    応じた駆動力で電動機を駆動する電動駆動系とを備え、
    前記電動駆動系による出力は、第２所定速度以下でトル
    ク出力し、電動駆動系のトルク特性に応じて人力駆動力
    に対する電動駆動力の比率を変化させることを特徴とす
    るアシスト式乗り物。
  4. 【請求項４】 前記第２所定速度は、人力駆動力に対す
    る電動駆動力の比が零になるときの速度であることを特
    徴とする請求項３記載のアシスト式乗り物。
  5. 【請求項５】 人力駆動力に対する電動駆動力の比率
    を、人力駆動力が大きくなるにつれて漸増させることを
    特徴とする請求項３記載のアシスト式乗り物。
  6. 【請求項６】 人力駆動力に対する電動駆動力の比率
    を、人力駆動力が大きくなるにつれて変化の比率を変え
    ることを特徴とする請求項５記載のアシスト式乗り物。
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