JP2008074118A - 電動自転車の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ペダリング操作を安定して行うことができ、さらに、ペダリング操作をより自然な感覚で行うことができる電動自転車の制御方法を提供する。
【解決手段】ペダルに作用する踏力ｆｈを検出するトルクセンサと、踏力ｆｈに付加する補助駆動力ｆａをモータから発生させる補助駆動装置とを備えた電動自転車の制御方法であって、補助駆動力ｆａを付加していない状態で検出された踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａ以上になったとき、次回のペダリングから補助駆動力ｆａを付加し、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを合わせた総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回ったとき、次回のペダリングから補助駆動力ｆａを０とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、人力駆動力に補助駆動力を付加して走行する電動自転車の制御方法に関する。

バッテリによって作動するモータを備えたモータ駆動ユニットを有し、ペダルに作用する踏力（人力駆動力）に、前記モータ駆動ユニットの補助駆動力（アシスト力）を加えることで、上り坂等でも楽に走行できる電動自転車は既に知られている。従来、この種の電動自転車においては、一般に、踏力をトルクセンサ等の検出器で検出するとともに、検出時における踏力の大きさに応じて、補助駆動力の付加の有無を制御している。

例えば、下記特許文献１に開示された電動自転車においては、ペダルへの踏力を随時検出し、車速の増減に対して踏力基準値（閾値）を設定し、検出された踏力のピーク値が踏力基準値よりも小さい時に補助駆動力を０にする制御を行っている。

また、下記特許文献２に開示された電動自転車においては、踏力の閾値として、第１の閾値と、この第１の閾値よりも大きい第２の閾値とを設定し、検出器で検出された踏力のピーク値が第１の閾値以下となる状態が一定時間経過したとき、補助駆動力をカットし、検出器で検出された踏力のピーク値が第２の閾値を超えると、正規の補助駆動力を付与するように制御している。

このような制御によって、大きな踏力を必要としないで済む平坦な走行場所においては、補助駆動力を０にして、走行距離の延長を図っている。
尚、図１８は、電動自転車の走行距離と補助駆動力の付加の度合い（頻度）との関係を示すグラフであって、例えば、補助駆動力が常時付加された状態での走行距離が５０ｋｍであるとすると、補助駆動力の付加の度合い（頻度）を５０％に減らし、残りの５０％は補助駆動力を付加しない（ＯＦＦにした）状態で走行した場合、走行距離はほぼ２倍の１００ｋｍほどに延長される。
特開平５−２４６３７８号公報 特開２０００−７２０８０号公報

しかしながら前記特許文献１，２に記載されたような電動自転車の制御方法によれば、踏力のピーク値が閾値を超えた段階で補助駆動力のＯＮ−ＯＦＦが切換えられるため、以下のような課題が生じる。

すなわち、前記特許文献１では、図１９のＰ１に示すように、踏力ｆｈ（空白部）のピーク値が踏力基準値Ｓを超えたとき、Ｐ２に示すように補助駆動力ｆａ（斜線部）が加えられ、補助駆動力ｆａが加えられた段階で総合駆動力Ｆ（すなわち踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを合わせた力）は大きくなり、これにより、踏力ｆｈとしては大きな力が必要なくなり、踏力ｆｈのピーク値が踏力基準値Ｓを下回ることになる。この時点で補助駆動力ｆａがカットされて０になるため、車速を一定に保つには新たに大きな踏力ｆｈが必要となり、Ｐ３に示すように再び踏力ｆｈのピーク値が踏力基準値Ｓを超え、Ｐ４に示すように補助駆動力ｆａが加えられる。このように、総合駆動力Ｆのピーク値が踏力基準値Ｓを超えた時、補助駆動力ｆａのＯＮ−ＯＦＦが頻繁に繰り返されるチャタリング現象が発生し、電動自転車のペダリング操作が非常に不安定になるといった課題がある。

さらに、前記特許文献２では、踏力に補助駆動力が加えられている状態で、踏力のピーク値が第１の閾値を下回る状態が一定時間経過した時点で、いきなり補助駆動力が０になり、また、踏力のピーク値が第２の閾値を上回った時点で、いきなり正規の補助駆動力が加えられるため、補助駆動力のＯＮ−ＯＦＦが切り換わる時、ペダルがいきなり軽くなったり重くなったりして利用者がペダリング操作に違和感を感じるといった課題がある。

本発明は、ペダリング操作を安定して行うことができ、さらに、ペダリング操作をより自然な感覚で行うことができる電動自転車の制御方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明における電動自転車の制御方法は、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になったとき補助駆動力を付加し、
前記踏力と補助駆動力とを合わせた総合駆動力のピーク値が前記閾値を下回ったとき補助駆動力を０とするものである。

これによると、踏力に補助駆動力が付加されている時、総合駆動力のピーク値が閾値を下回れば補助駆動力を０にするため、踏力のピーク値が閾値を下回っても、総合駆動力のピーク値が閾値以上であれば、補助駆動力の付加がそのまま続行される。したがって、総合駆動力のピーク値をほぼ一定に保とうとした場合、従来のように補助駆動力のＯＮ−ＯＦＦが頻繁に繰り返されるといったチャタリング現象の発生を防止することができ、ペダリング操作を安定して行うことができる。

以上のように、本発明によれば、踏力に補助駆動力が付加されている時、総合駆動力のピーク値が閾値を下回れば補助駆動力を０にするため、踏力のピーク値が閾値を下回っても、総合駆動力のピーク値が閾値以上であれば、補助駆動力の付加がそのまま続行される。したがって、総合駆動力のピーク値をほぼ一定に保とうとした場合、従来のように補助駆動力のＯＮ−ＯＦＦが頻繁に繰り返されるといったチャタリング現象の発生を防止することができ、ペダリング操作を安定して行うことができる。

本第１発明における電動自転車の制御方法は、ペダルに作用する踏力を検出する踏力検出部と、踏力に付加する補助駆動力を補助動力源から発生させる補助駆動装置とを備えた電動自転車の制御方法であって、
補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になったとき補助駆動力を付加し、
前記踏力と補助駆動力とを合わせた総合駆動力のピーク値が前記閾値を下回ったとき補助駆動力を０とするものである。

これによると、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値を下回る場合、補助駆動力は付加されず、踏力のみで電動自転車を走行させる。
上り坂等を走行する際、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になると、踏力に補助駆動力が付加される。

前記踏力と補助駆動力とを合わせた総合駆動力のピーク値が閾値以上である場合、補助駆動力の付加がそのまま続行される。また、前記総合駆動力のピーク値が閾値を下回れば、補助駆動力を０にカットする。

このような制御によって、踏力をあまり必要としない平坦な走行場所等では補助駆動力の付加が抑制され、走行距離の延長が図られる。
また、踏力に補助駆動力が付加されている時、総合駆動力のピーク値が閾値を下回れば補助駆動力を０にするため、踏力のピーク値が閾値を下回っても、総合駆動力のピーク値が閾値以上であれば、補助駆動力の付加がそのまま続行される。したがって、総合駆動力のピーク値が閾値以上である時、従来のように補助駆動力のＯＮ−ＯＦＦが頻繁に繰り返されるといったチャタリング現象の発生を防止することができ、ペダリング操作を安定して行うことができる。

本第２発明における電動自転車の制御方法は、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になったとき、次回のペダリングから補助駆動力を付加し、
総合駆動力のピーク値が前記閾値を下回ったとき、次回のペダリングから補助駆動力を０とするものである。

本第３発明における電動自転車の制御方法は、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が一定時間にわたって閾値以上になったとき、前記一定時間後の次回のペダリングから補助駆動力を付加し、
総合駆動力のピーク値が一定時間にわたって前記閾値を下回ったとき、前記一定時間後の次回のペダリングから補助駆動力を０とするものである。

本第４発明における電動自転車の制御方法は、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が一定のペダリング回数にわたって閾値以上になったとき、前記一定のペダリング回数後の次回のペダリングから補助駆動力を付加し、
総合駆動力のピーク値が一定のペダリング回数にわたって前記閾値を下回ったとき、前記一定のペダリング回数後の次回のペダリングから補助駆動力を０とするものである。

本第５発明における電動自転車の制御方法は、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になったとき、踏力に対する補助駆動力の比であるアシスト比率を所定時間にわたって所定の比率よりも低い比率にして補助駆動力を付加し、
前記所定時間経過後、アシスト比率を所定の比率に上げ、
前記踏力と補助駆動力とを合わせた総合駆動力のピーク値が前記閾値を下回ったとき、補助駆動力のアシスト比率を所定時間にわたって所定の比率よりも低い比率に下げ、
前記所定時間経過後、補助駆動力を０とするものである。

これによると、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になると、踏力に補助駆動力が付加される。この際、先ず、所定の比率よりも低い比率のアシスト比率で補助駆動力が所定時間にわたって付加され、その後、所定の比率のアシスト比率で補助駆動力が付加される。

また、総合駆動力のピーク値が閾値を下回ると、先ず、付加されている補助駆動力のアシスト比率が所定時間にわたって所定の比率よりも低い比率に下がり、その後、補助駆動力が０になる。

このように、補助駆動力は、所定の比率のアシスト比率でいきなり付加されるのではなく、一旦所定の比率よりも低い比率のアシスト比率で付加された後、所定の比率のアシスト比率で付加され、また、所定の比率のアシスト比率からいきなり０に下げられるのではなく、一旦所定の比率よりも低い比率に下げられた後、０に下げられる。これにより、補助駆動力のＯＮ−ＯＦＦが切り換わる時、利用者がペダリング操作時に感じる違和感が少なくなり、ペダリング操作をより自然な感覚で行うことができる。

本第６発明における電動自転車の制御方法は、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になったとき、踏力に対する補助駆動力の比であるアシスト比率を所定のペダリング回数にわたって所定の比率よりも低い比率にして補助駆動力を付加し、
前記所定のペダリング回数後、アシスト比率を所定の比率に上げ、
前記踏力と補助駆動力とを合わせた総合駆動力のピーク値が前記閾値を下回ったとき、補助駆動力のアシスト比率を所定のペダリング回数にわたって所定の比率よりも低い比率に下げ、
前記所定のペダリング回数後、補助駆動力を０とするものである。

これによると、補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になると、踏力に補助駆動力が付加される。この際、先ず、所定の比率よりも低い比率のアシスト比率で補助駆動力が所定のペダリング回数にわたって付加され、その後、所定の比率のアシスト比率で補助駆動力が付加される。

また、総合駆動力のピーク値が閾値を下回ると、先ず、付加されている補助駆動力のアシスト比率が所定のペダリング回数にわたって所定の比率よりも低い比率に下がり、その後、補助駆動力が０になる。

このように、補助駆動力は、所定の比率のアシスト比率でいきなり付加されるのではなく、一旦所定の比率よりも低い比率のアシスト比率で付加された後、所定の比率のアシスト比率で付加され、また、所定の比率のアシスト比率からいきなり０に下げられるのではなく、一旦所定の比率よりも低い比率に下げられた後、０に下げられる。これにより、補助駆動力のＯＮ−ＯＦＦが切り換わる時、利用者がペダリング操作時に感じる違和感が少なくなり、ペダリング操作をより自然な感覚で行うことができる。

本第７発明における電動自転車の制御方法は、閾値の大きさを変更可能に設定したものである。
これによると、利用者の体力や走行場所の状況等に応じて、閾値を上げることにより、走行距離を延長することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
先ず、本発明の実施の形態１について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１は電動自転車の後方からの外観図であり、図２は電動自転車の基本構成を概略的に示したブロック図である。
図１，図２に示すように、電動自転車１には、車体２と、ハンドル３と、前輪４と、駆動輪である後輪５と、クランク軸６と、補助駆動力ｆａを供給する補助駆動装置７などが備えられている。クランク軸６の両端には、踏力ｆｈ（人力駆動力）が加えられる左右のペダル９がクランク１０を介して取付けられている。また、後輪５はチェーン１２を介してクランク軸６に連動連結されており、踏力ｆｈおよび補助駆動力ｆａはチェーン１２を介して後輪５に伝達される。

補助駆動装置７は、補助駆動力ｆａを発生させるモータ１４（補助動力源の一例）と、減速機１５と、補助駆動力ｆａをチェーン１２に出力する駆動部１６と、ペダル９に作用する踏力ｆｈを検出するトルクセンサ１７（踏力検出部の一例）と、制御部１８とを有している。尚、トルクセンサ１７はクランク軸６にかかるトルクから踏力ｆｈを検出するものであり、例えば磁歪センサ等が用いられている。

制御部１８は、マイクロコンピュータ１８ａを含む電気回路等により構成されており、時計用のタイマ部１８ｂと不揮発性メモリからなる記憶部等を備えており、トルクセンサ１７から随時入力される検出信号に基いてモータ１４を制御している。

また、車体２には、補助駆動装置７に給電するバッテリ１９が設けられ、このバッテリ１９は二次電池等で構成されている。ハンドル３には操作部２０が設けられ、操作部２０には、補助駆動装置７への給電を切替える電源スイッチ２１などが設けられている。

制御部１８による制御を、図３のフローチャートと図４のタイムチャートを参照しながら説明する。尚、図４のタイムチャートはペダリング経過時間に対する総合駆動力Ｆの変化を示すグラフである。また、制御部１８による制御は、操作部２０の電源スイッチ２１がＯＮに切替えられた状態で行われ、ＯＦＦに切替えられた状態では行われず、補助駆動力ｆａは付加されない。

先ず、予め、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた（補助駆動力ｆａ＝０の場合は踏力ｆｈのみ）総合駆動力Ｆに対して１つの閾値Ａが設定されている。そして、利用者がペダリングを開始すると、ペダル９に作用する踏力ｆｈがトルクセンサ１７によって随時検出される。

ペダリング開始時、図４のＰ１に示すように、最初のペダリングの際には補助駆動力ｆａを付加せず、総合駆動力Ｆは踏力ｆｈ（空白部）と同値になる（ステップ−１）。
この状態で、随時トルクセンサ１７により検出される踏力ｆｈのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−２）、前記踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａを下回っているときは、補助駆動力ｆａを付加せず、踏力ｆｈのみの走行となる。

また、前記ステップ−２において、図４のＰ２に示すように、踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａ以上になった時、図４のＰ３に示すように、次回のペダリングから、補助駆動力ｆａ（斜線部）を踏力ｆｈに付加する（ステップ−３）。この際、踏力ｆｈに対する補助駆動力ｆａの比であるアシスト比率は所定の比率α（すなわち、ｆａ／ｆｈ＝α）に設定されている。尚、所定の比率αとしては例えばα＝１（すなわち、ｆａ＝ｆｈ）に設定される。

その後、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた総合駆動力Ｆのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−４）、前記総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上のときは、アシスト比率は所定の比率αのままで補助駆動力ｆａを踏力ｆｈに付加する。

また、前記ステップ−４において、図４のＰ４に示すように総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回ったとき、図４のＰ５に示すように、次回のペダリングから、補助駆動力ｆａを０にする（ＯＦＦにする）（ステップ−５）。これにより、補助駆動力ｆａが付加されず、踏力ｆｈのみの走行となる。

前記ステップ−１〜ステップ−５の制御によって、大きな踏力ｆｈを必要とする上り坂等では補助駆動力ｆａが付加され、踏力ｆｈをあまり必要としない平坦な走行場所や下り坂等では補助駆動力ｆａの付加が抑制されるため、走行距離の延長が図られる。

また、踏力ｆｈに補助駆動力ｆａが付加されている時、ステップ−４，５において、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回れば補助駆動力ｆａを０にするため、踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａを下回っても、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上であれば、補助駆動力ｆａの付加がそのまま続行される。したがって、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上である時、従来のように補助駆動力ｆａのＯＮ−ＯＦＦが頻繁に繰り返されるといったチャタリング現象の発生を防止することができ、ペダリング操作を安定して行うことができる。

また、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回って、補助駆動力ｆａが０になったとき、踏力ｆｈは閾値Ａに対して十分な余裕（差）を有しているため、踏力ｆｈが閾値Ａに対して上下する頻度は減少する。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図５，図６を参照しながら説明する。
制御部１８による制御を、図５のフローチャートと図６のタイムチャートを参照しながら説明する。尚、制御部１８による制御は、操作部２０の電源スイッチ２１がＯＮに切替えられた状態で行われ、ＯＦＦに切替えられた状態では行われず、補助駆動力ｆａは付加されない。

先ず、予め、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた（補助駆動力ｆａ＝０の場合は踏力ｆｈのみ）総合駆動力Ｆに対して１つの閾値Ａが設定されている。そして、利用者がペダリングを開始すると、ペダル９に作用する踏力ｆｈがトルクセンサ１７によって随時検出される。

ペダリング開始時、図６のＰ１に示すように、最初のペダリングの際には補助駆動力ｆａを付加せず、総合駆動力Ｆは踏力ｆｈ（空白部）と同値になる（ステップ−１）。
この状態で、随時トルクセンサ１７により検出される踏力ｆｈのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−２）、前記踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａを下回っているときは、補助駆動力ｆａを付加せず、踏力ｆｈのみの走行となる。

また、前記ステップ−２において、図６のＰ２に示すように、踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａ以上になった時、タイマカウントｔ１を０から開始し（ステップ−３，４）、カウントされる毎に踏力ｆｈのピーク値と閾値Ａとを比較する（ステップ−５）。

前記ステップ−５において踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａを下回ったときは、ステップ−５からステップ−２へ戻る。また、前記ステップ−５において踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａ以上のとき、タイマカウントｔ１と一定時間Ｔ１とを比較し（ステップ−６）、タイマカウントｔ１が一定時間Ｔ１よりも短い場合、前記ステップ−６からステップ−４に戻る。また、前記ステップ−６において、タイマカウントｔ１が一定時間Ｔ１以上になった場合、図６のＰ３に示すように、次回のペダリングから、補助駆動力ｆａ（斜線部）を踏力ｆｈに付加する（ステップ−７）。

その後、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた総合駆動力Ｆのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−８）、前記総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上のときは、補助駆動力ｆａを踏力ｆｈに付加する。

また、前記ステップ−８において、図６のＰ４に示すように、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回ったとき、タイマカウントｔ２を０から開始し（ステップ−９，１０）、カウントされる毎に総合駆動力Ｆのピーク値と閾値Ａとを比較する（ステップ−１１）。

前記ステップ−１１において総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上のときは、ステップ−１１からステップ−８へ戻る。また、前記ステップ−１１において総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回ったとき、タイマカウントｔ２と一定時間Ｔ２とを比較し（ステップ−１２）、タイマカウントｔ２が一定時間Ｔ２よりも短い場合、前記ステップ−１２からステップ−１０に戻る。また、前記ステップ−１２において、タイマカウントｔ２が一定時間Ｔ２以上になった場合、図６のＰ５に示すように、次回のペダリングから、補助駆動力ｆａを０にする（ＯＦＦにする）（ステップ−１３）。これにより、補助駆動力ｆａが付加されず、踏力ｆｈのみの走行となる。

前記ステップ−３〜ステップ−６によって、踏力ｆｈのピーク値が一定時間Ｔ１にわたって閾値Ａ以上であるかが判断され、踏力ｆｈのピーク値が一定時間Ｔ１にわたって閾値Ａ以上であれば、ステップ−７において次回のペダリングから補助駆動力ｆａが踏力ｆｈに付加される。また、前記ステップ−９〜ステップ−１２によって、総合駆動力Ｆのピーク値が一定時間Ｔ２にわたって閾値Ａを下回っているかが判断され、総合駆動力Ｆのピーク値が一定時間Ｔ２にわたって閾値Ａを下回っていれば、ステップ−１３において次回のペダリングから補助駆動力ｆａが０になる。

尚、前記タイマカウントｔ１，ｔ２はタイマ部１８ｂによって行われる。
これによると、先述した実施の形態１と同様に、踏力ｆｈをあまり必要としない平坦な走行場所や下り坂等では補助駆動力ｆａの付加が抑制されるため、走行距離の延長が図られる。また、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上である時、従来のように補助駆動力ｆａのＯＮ−ＯＦＦが頻繁に繰り返されるといったチャタリング現象の発生を防止することができ、ペダリング操作を安定して行うことができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について、図２，図７，図８を参照しながら説明する。
図２に示すように、制御部１８は、ペダリングの回数を検出するペダリング回数検出部１８ｃを備えている。このペダリング回数検出部１８ｃはトルクセンサ１７で検出される踏力ｆｈのピークの数に基いてペダリングの回数を検知するものであり、１つのピークを有する波形が１回のペダリングに対応しており、１回のペダリングは片方のペダル９が１８０°回転することに相当する。

制御部１８による制御を、図７のフローチャートと図８のタイムチャートを参照しながら説明する。尚、制御部１８による制御は、操作部２０の電源スイッチ２１がＯＮに切替えられた状態で行われ、ＯＦＦに切替えられた状態では行われず、補助駆動力ｆａは付加されない。

先ず、予め、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた（補助駆動力ｆａ＝０の場合は踏力ｆｈのみ）総合駆動力Ｆに対して１つの閾値Ａが設定されている。そして、利用者がペダリングを開始すると、ペダル９に作用する踏力ｆｈがトルクセンサ１７によって随時検出される。

ペダリング開始時、図８のＰ１に示すように、最初のペダリングの際には補助駆動力ｆａを付加せず、総合駆動力Ｆは踏力ｆｈ（空白部）と同値になる（ステップ−１）。
この状態で、随時トルクセンサ１７により検出される踏力ｆｈのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−２）、前記踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａを下回っているときは、補助駆動力ｆａを付加せず、踏力ｆｈのみの走行となる。

また、前記ステップ−２において、図８のＰ２に示すように、踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａ以上になった時、ペダリング回数のカウントｒ１を０から開始し（ステップ−３，４）、カウントされる毎に踏力ｆｈのピーク値と閾値Ａとを比較する（ステップ−５）。

前記ステップ−５において踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａを下回ったときは、ステップ−５からステップ−２へ戻る。また、前記ステップ−５において踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａ以上のとき、ペダリング回数のカウントｒ１と一定のペダリング回数Ｒ１とを比較し（ステップ−６）、ペダリング回数のカウントｒ１が一定のペダリング回数Ｒ１よりも少ない場合、前記ステップ−６からステップ−４に戻る。また、前記ステップ−６において、ペダリング回数のカウントｒ１が一定のペダリング回数Ｒ１以上になった場合、図８のＰ３に示すように、次回のペダリングから、補助駆動力ｆａ（斜線部）を踏力ｆｈに付加する（ステップ−７）。

その後、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた総合駆動力Ｆのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−８）、前記総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上のときは、補助駆動力ｆａを踏力ｆｈに付加する。

また、前記ステップ−８において、図８のＰ４に示すように、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回ったとき、ペダリング回数のカウントｒ２を０から開始し（ステップ−９，１０）、カウントされる毎に総合駆動力Ｆのピーク値と閾値Ａとを比較する（ステップ−１１）。

前記ステップ−１１において総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上のときは、ステップ−１１からステップ−８へ戻る。また、前記ステップ−１１において総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回ったとき、ペダリング回数のカウントｒ２と一定のペダリング回数Ｒ２とを比較し（ステップ−１２）、ペダリング回数のカウントｒ２が一定のペダリング回数Ｒ２よりも少ない場合、前記ステップ−１２からステップ−１０に戻る。また、前記ステップ−１２において、ペダリング回数のカウントｒ２が一定のペダリング回数Ｒ２以上になった場合、図８のＰ５に示すように、次回のペダリングから、補助駆動力ｆａを０にする（ＯＦＦにする）（ステップ−１３）。これにより、補助駆動力ｆａが付加されず、踏力ｆｈのみの走行となる。

前記ステップ−３〜ステップ−６によって、踏力ｆｈのピーク値が一定のペダリング回数Ｒ１にわたって閾値Ａ以上であるかが判断され、踏力ｆｈのピーク値が一定のペダリング回数Ｒ１にわたって閾値Ａ以上であれば、ステップ−７において次回のペダリングから補助駆動力ｆａが踏力ｆｈに付加される。また、前記ステップ−９〜ステップ−１２によって、総合駆動力Ｆのピーク値が一定のペダリング回数Ｒ２にわたって閾値Ａを下回っているが判断され、総合駆動力Ｆのピーク値が一定のペダリング回数Ｒ２にわたって閾値Ａを下回っていれば、ステップ−１３において次回のペダリングから補助駆動力ｆａが０になる。

これによると、先述した実施の形態１と同様に、踏力ｆｈをあまり必要としない平坦な走行場所や下り坂等では補助駆動力ｆａの付加が抑制されるため、走行距離の延長が図られる。また、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上である時、従来のように補助駆動力ｆａのＯＮ−ＯＦＦが頻繁に繰り返されるといったチャタリング現象の発生を防止することができ、ペダリング操作を安定して行うことができる。

尚、前記実施の形態３では、ペダリング回数検出部１８ｃは、トルクセンサ１７で検出される踏力ｆｈのピークの数に基いてペダリングの回数を検知しているが、クランク軸６の回転数からペダリングの回数を検知してもよい。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について、図９，図１０を参照しながら説明する。
制御部１８による制御を、図９のフローチャートと図１０のタイムチャートを参照しながら説明する。尚、制御部１８による制御は、操作部２０の電源スイッチ２１がＯＮに切替えられた状態で行われ、ＯＦＦに切替えられた状態では行われず、補助駆動力ｆａは付加されない。

先ず、予め、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた（補助駆動力ｆａ＝０の場合は踏力ｆｈのみ）総合駆動力Ｆに対して１つの閾値Ａが設定されている。そして、利用者がペダリングを開始すると、ペダル９に作用する踏力ｆｈがトルクセンサ１７によって随時検出される。

ペダリング開始時、図１０のＰ１に示すように、最初のペダリングの際には補助駆動力ｆａを付加せず、総合駆動力Ｆは踏力ｆｈ（空白部）と同値になる（ステップ−１）。
この状態で、随時トルクセンサ１７により検出される踏力ｆｈのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−２）、前記踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａを下回っているときは、補助駆動力ｆａを付加せず、踏力ｆｈのみの走行となる。

また、前記ステップ−２において、図１０のＰ２に示すように、踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａ以上になった時、図１０のＰ３に示すように、次回のペダリングから、アシスト比率を所定の比率αよりも低い比率β（すなわちα＞β）にして補助駆動力ｆａ（斜線部）を踏力ｆｈに付加する（ステップ−３）。ステップ−３における付加状態で所定時間Ｔ３が経過した後（ステップ−４）、図１０のＰ４に示すように、アシスト比率を所定の比率αに上げて、引き続き補助駆動力ｆａを踏力ｆｈに付加する（ステップ−５）。

その後、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた総合駆動力Ｆのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−６）、前記総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上のときは、アシスト比率は所定の比率αのままで補助駆動力ｆａを踏力ｆｈに付加する。

また、前記ステップ−６において、図１０のＰ５に示すように総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回ったとき、図１０のＰ６に示すように、次回のペダリングから、アシスト比率を所定の比率αよりも低い比率βに下げて、補助駆動力ｆａを踏力ｆｈに付加する（ステップ−７）。ステップ−７における付加状態で所定時間Ｔ４が経過した後（ステップ−８）、図１０のＰ７に示すように補助駆動力ｆａを０にする（ＯＦＦにする）（ステップ−９）。これにより、補助駆動力ｆａが付加されず、踏力ｆｈのみの走行となる。

尚、アシスト比率の一例として、比率α＝１、比率β＝０．５に設定されているが、この数値に限定されるものではない。
前記ステップ−１〜ステップ−５の制御によって、大きな踏力ｆｈを必要とする上り坂等では補助駆動力ｆａが付加され、踏力ｆｈをあまり必要としない平坦な走行場所や下り坂等では補助駆動力ｆａの付加が抑制されるため、走行距離の延長が図られる。

また、踏力ｆｈに補助駆動力ｆａが付加されている時、ステップ−６，９において、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回れば補助駆動力ｆａを０にするため、踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａを下回っても、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上であれば、補助駆動力ｆａの付加がそのまま続行される。したがって、総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上である時、従来のように補助駆動力ｆａのＯＮ−ＯＦＦが頻繁に繰り返されるといったチャタリング現象の発生を防止することができ、ペダリング操作を安定して行うことができる。

また、補助駆動力ｆａが踏力ｆｈに付加される場合、いきなり所定の比率αのアシスト比率で補助駆動力ｆａを付加するのではなく、先ず、所定の比率αよりも低い比率βのアシスト比率で所定時間Ｔ３にわたって補助駆動力ｆａを付加し、その後、所定の比率αのアシスト比率で補助駆動力ｆａを付加するため、補助駆動力ｆａがＯＦＦからＯＮに切り換わる時、ペダルがいきなり軽くなることはなく、利用者がペダリング操作に違和感を感じることなく自然な感覚でペダリング操作を行うことができる。

同様に、補助駆動力ｆａの付加がカットされる場合、いきなり補助駆動力ｆａを所定の比率αのアシスト比率から０に下げるのではなく、先ず、所定の比率αよりも低い比率βのアシスト比率に下げて所定時間Ｔ４にわたり補助駆動力ｆａを付加し、その後、補助駆動力ｆａを０に下げるため、補助駆動力ｆａがＯＮからＯＦＦに切り換わる時、ペダルがいきなり重くなることはなく、利用者がペダリング操作に違和感を感じることなく自然な感覚でペダリング操作を行うことができる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について、図１１，図１２を参照しながら説明する。
制御部１８は、ペダリングの回数を検出するペダリング回数検出部１８ｃを備えている。このペダリング回数検出部１８ｃはトルクセンサ１７で検出される踏力ｆｈのピークの数に基いてペダリングの回数を検知するものであり、１つのピークを有する波形が１回のペダリングに対応する。

制御部１８による制御を、図１１のフローチャートと図１２のタイムチャートを参照しながら説明する。尚、制御部１８による制御は、操作部２０の電源スイッチ２１がＯＮに切替えられた状態で行われ、ＯＦＦに切替えられた状態では行われず、補助駆動力ｆａは付加されない。

先ず、予め、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた（補助駆動力ｆａ＝０の場合は踏力ｆｈのみ）総合駆動力Ｆに対して１つの閾値Ａが設定されている。そして、利用者がペダリングを開始すると、ペダル９に作用する踏力ｆｈがトルクセンサ１７によって随時検出される。

ペダリング開始時、図１２のＰ１に示すように、最初のペダリングの際には補助駆動力ｆａを付加せず、総合駆動力Ｆは踏力ｆｈ（空白部）と同値になる（ステップ−１）。
この状態で、随時トルクセンサ１７により検出される踏力ｆｈのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−２）、前記踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａを下回っているときは、補助駆動力ｆａを付加せず、踏力ｆｈのみの走行となる。

また、前記ステップ−２において、図１２のＰ２に示すように、踏力ｆｈのピーク値が閾値Ａ以上になった時、図１２のＰ３に示すように、次回のペダリングから、アシスト比率を所定の比率αよりも低い比率β（すなわちα＞β）にして補助駆動力ｆａ（斜線部）を踏力ｆｈに付加する（ステップ−３）。ステップ−３における付加状態で、ペダリング回数検出部１８ｃによって検出されるペダリング回数が所定のペダリング回数Ｒ３に達すると（ステップ−４）、図１２のＰ４に示すように、アシスト比率を所定の比率αに上げて、引き続き補助駆動力ｆａを踏力ｆｈに付加する（ステップ−５）。

その後、踏力ｆｈと補助駆動力ｆａとを足し合わせた総合駆動力Ｆのピーク値と閾値Ａとを比較し（ステップ−６）、前記総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａ以上のときは、アシスト比率は所定の比率αのままで補助駆動力ｆａを踏力ｆｈに付加する。

また、前記ステップ−６において、図１２のＰ５に示すように総合駆動力Ｆのピーク値が閾値Ａを下回ったとき、図１２のＰ６に示すように、次回のペダリングから、アシスト比率を所定の比率αよりも低い比率βに下げて、補助駆動力ｆａを踏力ｆｈに付加する（ステップ−７）。ステップ−７における付加状態で、ペダリング回数検出部１８ｃによって検出されるペダリング回数が所定のペダリング回数Ｒ４に達すると（ステップ−８）、図１２のＰ７に示すように補助駆動力ｆａを０にする（ＯＦＦにする）（ステップ−９）。これにより、補助駆動力ｆａが付加されず、踏力ｆｈのみの走行となる。

前記のような制御によって、補助駆動力ｆａが踏力ｆｈに付加される場合、いきなり所定の比率αのアシスト比率で補助駆動力ｆａを付加するのではなく、先ず、所定の比率αよりも低い比率βのアシスト比率で所定のペダリング回数Ｒ３にわたって補助駆動力ｆａを付加し、その後、所定の比率αのアシスト比率で補助駆動力ｆａを付加するため、補助駆動力ｆａがＯＦＦからＯＮに切り換わる時、ペダルがいきなり軽くなることはなく、利用者がペダリング操作に違和感を感じることなく自然な感覚でペダリング操作を行うことができる。

同様に、補助駆動力ｆａの付加がカットされる場合、いきなり補助駆動力ｆａを所定の比率αのアシスト比率から０に下げるのではなく、先ず、所定の比率αよりも低い比率βのアシスト比率に下げて所定のペダリング回数Ｒ４にわたり補助駆動力ｆａを付加し、その後、補助駆動力ｆａを０に下げるため、補助駆動力ｆａがＯＮからＯＦＦに切り換わる時、ペダルがいきなり重くなることはなく、利用者がペダリング操作に違和感を感じることなく自然な感覚でペダリング操作を行うことができる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における制御方法は、図１３〜図１５に示すように、前記実施の形態２の制御方法（図５，図６参照）と前記実施の形態４の制御方法（図９，図１０参照）とを組み合わせたものである。

同様に、前記実施の形態３の制御方法（図７，図８参照）と前記実施の形態５の制御方法（図１１，図１２参照）とを組み合わせてもよい。
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について、図１６，図１７を参照しながら説明する。

操作部２０には、電源スイッチ２１と、閾値を選択するための複数の選択ボタン２３〜２５（選択手段の一例）と、バッテリ残容量および閾値状態を表示する表示部２６とが設けられている。選択ボタン２３〜２５はそれぞれ、常に補助駆動力ｆａが付加される通常モードＵと、閾値が特定の値Ａに設定されるミディアムモードＭと、閾値が前記特定の値Ａよりも大きな値Ｂ（すなわちＢ＞Ａ）に設定されるエコノミモードＥとに相当している。尚、一例として、閾値Ａ＝１０ｋｇ、閾値Ｂ＝１５ｋｇに設定されているが、この数値に限定されるものではない。

これによると、利用者が、電源スイッチ２１を押してＯＮに切替え、例えばミディアムモード選択ボタン２４を押すことにより、制御部１８が閾値をＡに設定して前記実施の形態１〜実施の形態６のいずれかの制御を行う。また、利用者がエコノミモード選択ボタン２５を押すことにより、制御部１８が閾値をＢ（図４参照）に設定して前記実施の形態１〜実施の形態６のいずれかの制御を行う。

このように、閾値の大きさを閾値Ａと閾値Ｂの二種類に変更することができるため、例えば、大きな閾値Ｂを選択した場合、小さな閾値Ａを選択した場合に比べて、バッテリ１９の電力消費が抑制され、走行距離を延長することができる。また、脚力の弱い利用者は、閾値Ａを選択することにより、閾値Ｂを選択した場合に比べて、電動自転車１を楽に走行させることができる。

また、利用者が通常モード選択ボタン２３を押すことにより、図１７のタイムチャートに示されるように、踏力ｆｈに補助駆動力ｆａが常に付加され、これにより、電動自転車１を最も楽に走行させることができる。

尚、前記実施の形態７では、閾値Ｂを閾値Ａより大きく設定しているが、小さく設定してもよい。また、二種類の閾値Ａ，Ｂを設定しているが、三種類以上の複数種類の閾値からいずれかを選択ボタンで選択してもよい。

本発明に係る電動自転車の制御方法は、二輪タイプの電動自転車に加えて、三輪タイプの電動自転車やそれ以外の特殊なタイプの電動自転車にも適用可能である。

本発明の実施の形態１における電動自転車の後方からの外観図 同、電動自転車の基本構成を概略的に示したブロック図 同、電動自転車の制御方法を示すフローチャート 同、電動自転車のペダリング経過時間と総合駆動力との関係を示すタイムチャート 本発明の実施の形態２における電動自転車の制御方法を示すフローチャート 同、電動自転車のペダリング経過時間と総合駆動力との関係を示すタイムチャート 本発明の実施の形態３における電動自転車の制御方法を示すフローチャート 同、電動自転車のペダリング経過時間と総合駆動力との関係を示すタイムチャート 本発明の実施の形態４における電動自転車の制御方法を示すフローチャート 同、電動自転車のペダリング経過時間と総合駆動力との関係を示すタイムチャート 本発明の実施の形態５における電動自転車の制御方法を示すフローチャート 同、電動自転車のペダリング経過時間と総合駆動力との関係を示すタイムチャート 本発明の実施の形態６における電動自転車の制御方法を示すフローチャート 同、電動自転車の制御方法を示すフローチャート 同、電動自転車のペダリング経過時間と総合駆動力との関係を示すタイムチャート 本発明の実施の形態７における電動自転車の操作部の図 同、電動自転車の通常モード時のペダリング経過時間と総合駆動力との関係を示すタイムチャート 従来の電動自転車の走行距離と補助駆動力の付加の度合いとの関係を示すグラフ 同、電動自転車のペダリング経過時間と総合駆動力との関係を示すタイムチャート

符号の説明

１ 電動自転車
７ 補助駆動装置
９ ペダル
１４ モータ（補助動力源）
１７ トルクセンサ（踏力検出部）
Ａ，Ｂ 閾値
ｆａ 補助駆動力
ｆｈ 踏力
Ｆ 総合駆動力
Ｔ１，Ｔ２ 一定時間
Ｔ３，Ｔ４ 所定時間
Ｒ１，Ｒ２ 一定のペダリング回数
Ｒ３，Ｒ４ 所定のペダリング回数
α 所定の比率
β 低い比率

Claims (7)

1. ペダルに作用する踏力を検出する踏力検出部と、踏力に付加する補助駆動力を補助動力源から発生させる補助駆動装置とを備えた電動自転車の制御方法であって、
   補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になったとき補助駆動力を付加し、
   前記踏力と補助駆動力とを合わせた総合駆動力のピーク値が前記閾値を下回ったとき補助駆動力を０とすることを特徴とする電動自転車の制御方法。
2. 補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になったとき、次回のペダリングから補助駆動力を付加し、
   総合駆動力のピーク値が前記閾値を下回ったとき、次回のペダリングから補助駆動力を０とすることを特徴とする請求項１記載の電動自転車の制御方法。
3. 補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が一定時間にわたって閾値以上になったとき、前記一定時間後の次回のペダリングから補助駆動力を付加し、
   総合駆動力のピーク値が一定時間にわたって前記閾値を下回ったとき、前記一定時間後の次回のペダリングから補助駆動力を０とすることを特徴とする請求項１記載の電動自転車の制御方法。
4. 補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が一定のペダリング回数にわたって閾値以上になったとき、前記一定のペダリング回数後の次回のペダリングから補助駆動力を付加し、
   総合駆動力のピーク値が一定のペダリング回数にわたって前記閾値を下回ったとき、前記一定のペダリング回数後の次回のペダリングから補助駆動力を０とすることを特徴とする請求項１記載の電動自転車の制御方法。
5. 補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になったとき、踏力に対する補助駆動力の比であるアシスト比率を所定時間にわたって所定の比率よりも低い比率にして補助駆動力を付加し、
   前記所定時間経過後、アシスト比率を所定の比率に上げ、
   前記踏力と補助駆動力とを合わせた総合駆動力のピーク値が前記閾値を下回ったとき、補助駆動力のアシスト比率を所定時間にわたって所定の比率よりも低い比率に下げ、
   前記所定時間経過後、補助駆動力を０とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動自転車の制御方法。
6. 補助駆動力を付加していない状態で検出された踏力のピーク値が閾値以上になったとき、踏力に対する補助駆動力の比であるアシスト比率を所定のペダリング回数にわたって所定の比率よりも低い比率にして補助駆動力を付加し、
   前記所定のペダリング回数後、アシスト比率を所定の比率に上げ、
   前記踏力と補助駆動力とを合わせた総合駆動力のピーク値が前記閾値を下回ったとき、補助駆動力のアシスト比率を所定のペダリング回数にわたって所定の比率よりも低い比率に下げ、
   前記所定のペダリング回数後、補助駆動力を０とすることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項４のいずれか１項に記載の電動自転車の制御方法。
7. 閾値の大きさを変更可能に設定したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動自転車の制御方法。

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