JP4400840B2 - 電動自転車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者による自走操作の操作量に応答した自走動力を発生する駆動モータおよび自動変速機を備えた電動自転車に係り、特に、自動変速時に良好な変速フィーリングを得られる電動自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クランク軸に入力される踏力に応答して補助動力を発生する電動モータを備え、補助動力と踏力とを合成して駆動輪へ伝達する電動補助自転車、いわゆるアシスト自転車とは別に、運転者の自走操作の操作量として、例えばスロットルレバーの開度に応答した自走動力を発生する駆動モータを備えた電動自転車が、例えば特開平９−２６３２８９号公報において提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動スクータ等に搭載されている無段変速機とは異なる有段の変速機およびそのアクチュエータを備えた電動自転車では、変速前後の各ギア段での出力トルクに差があると、良好なシフトフィーリングが得られないという技術課題があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、自動変速時に良好な変速フィーリングを得られる電動自転車を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、運転者による自走操作の操作量に応答した自走動力を発生する駆動モータ、および当該駆動モータと駆動輪との間に連結された変速機を含む電動自転車において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
【０００６】
(1) 変速機の相互に隣接するギア段を予定の変速車速で切り換える変速機アクチュエータを具備し、前記変速車速は、各ギア段での出力トルクカーブが交差する速度またはその近傍に設定されたことを特徴とする。
【０００７】
(2) 変速機の相互に隣接するギア段を予定の変速車速で切り換える変速機アクチュエータと、前記変速車速において、変速前後の各ギア段での出力トルクカーブが略一致するように、前記駆動モータの駆動力を補正する補正手段とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
上記した特徴(1) によれば、変速車速において変速前後の各ギア段での出力トルクが略一致するので、変速ショックのない良好なシフトフィーリングが得られる。
【０００９】
上記した特徴(2) によれば、変速前後の各ギア段での出力トルクが略一致するように変速車速を設定しなくても、変速前後の各ギア段での出力トルクを略一致させることができるので、変速ショックのない良好なシフトフィーリングが得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明を適用した電動自転車の構成を示した図であり、本発明の説明に不要な構成については、その図示を省略している。
【００１１】
ハンドル１０には、従来の自転車と同様に、左端部に後輪用のブレーキレバー１１、右端部に前輪用のブレーキレバー１３が設けられ、各ブレーキレバー１１、１３の支点近傍には、各ブレーキレバー１１、１３が操作状態にあることを検知して制動中信号ＳB を出力するブレーキスイッチ１２、１４が設けられている。さらに、ハンドル１０の右端部には、後述する駆動モータＭに発生させる自走動力を指示する自走操作入力手段としてのスロットルレバー１６およびその操作角度θthを操作量として検知するスロットル開度センサ１５が設けられている。
【００１２】
車体フレームの中央部には、駆動モータＭによる「自走走行」および駆動モータＭの駆動力により踏力を補助する「アシスト走行」を選択的に可能にするパワーユニット２が搭載されている。左右のクランクペダル３８Ｌ，３８Ｒからクランク軸３０に入力された踏力は、ワンウエイクラッチ２６を介して、クランク軸３０と同軸状に連結された大径ギア３６に伝達され、さらに第１アイドル軸３５を介して出力軸３４に伝達される。
【００１３】
一方、駆動モータＭが発生する駆動力は、第２アイドル軸３６を介してアイドルギア３７に伝達される。アイドルギア３７は第１アイドル軸３５に対してワンウエイクラッチ２９を介して連結されており、前記アイドルギア３７に伝達された駆動力は、第１アイドル軸３５を介して前記出力軸３４に伝達される。出力軸３４の一端はパワーユニット２の外部に露出し、この露出端部には駆動スプロケット３２が連結されている。
【００１４】
モータ回転センサ２５は、駆動モータＭの回転速度ＮM を検知する。温度センサ２４は、駆動モータＭの温度ＴM を検知する。踏力センサ２３は、クランク軸３０に入力された踏力を検知する。クランク回転センサ２２は、クランク軸３０の回転速度ＮC を検知する。電流センサ２７は、駆動モータＭの駆動電流ＩM を検知する。各センサの出力信号はコントローラ２０へ入力される。
【００１５】
駆動輪としての後輪３１の車軸には、被動スプロケット３３および４段変速の変速機１９が設けられている。前記出力軸３４の駆動スプロケット３２と被動スプロケット３３とはチェーン３９により連結されている。自動変速アクチュエータ１７は、前記コントローラ２０から出力される変速指令ＳG に応答して、変速段を代表する変速段信号ＤG を出力する。変速機１９は、前記変速段信号ＤG により変速される。後輪３１の回転速度Ｖは車速センサ１８により検知されて前記コントローラ２０に取り込まれる。
【００１６】
図２は、前記コントローラ２０の主要部の構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００１７】
自走時基準デューティ比マップ２０１には、自走走行時に駆動モータＭへ供給する駆動電流ＩM の基準デューティ比Ｄref1が、前記スロットル開度センサ１５により検知されるスロットル開度θth、車速Ｖおよびギア段Ｇの関数として予め登録されている。アシスト時基準デューティ比マップ２０２には、アシスト走行時に駆動モータＭへ供給する駆動電流ＩM の基準デューティ比Ｄref2が、前記踏力センサ２３により検知される踏力Ｆおよび前記車速センサ１８により検知される車速Ｖの関数として予め登録されている。
【００１８】
なお、車速Ｖを車速センサ１８により求めるのではなく、図２に破線で示したように、車速検知部２１３を別途に設け、自動変速アクチュエータ１７から出力されて変速段Ｇを代表する変速段信号ＤG とモータ回転速度ＮM とに基づいて車速Ｖを検知するようにしても良い。
【００１９】
加速度検知部２０３は、車速Ｖの時間変化率に基づいて加速度ΔＶを検知する。ギア判別部２０４は、前記検知された車速Ｖおよびモータ回転速度ＮM に基づいて現在のギア段Ｇを判別する。急加速抑制制御部２０５は、前記検知された加速度ΔＶを基準加速度ΔＶref と比較し、検知された加速度ΔＶが基準加速度ΔＶref を超えていると、急加速を抑制するための制御を、後述するデューティ比補正部２０８へ指示する。
【００２０】
変速制御部２０６は、前記検知された加速度ΔＶおよび車速Ｖ、ならびに前記ギア判別部２０４により判別された現在のギア段Ｇに基づいて変速車速（Ｖch）データテーブル２０６ａを参照し、現在の走行状態が変速タイミングであるか否かを判別する。この判別結果は、前記デューティ比補正部２０８へ提供されると共に変速アクチュエータ１７へ出力される。
【００２１】
非乗車自走判別部２０７は、現在のギア段Ｇおよびモータ回転速度ＮM に基づいて、現在の自走操作が運転者の非乗車状態でのものであるか否かを判別する。押し歩き制御部２１１は、自走操作が運転者の非乗車状態でのものであると判別されると、歩行速度に対応した自走動力を発生させるための制御をデューティ比補正部２０８へ指示する。
【００２２】
制動時制御部２１０は、制動操作の有無および車速Ｖに応じた自走動力の制御をデューティ比補正部２０８へ指示する。さらに具体的に言えば、前記制動時制御部２１０は、走行中にブレーキスイッチ１２、１４のオン状態が検知されると、駆動モータＭに、当該駆動モータＭが外部から見て実質的に無負荷となる駆動力を発生させるための制御を指示する。また、ブレーキスイッチ１２、１４がオン状態の停車状態において自走操作がなされると、当該自走操作の操作量に応答した駆動力を、そのまま駆動モータＭに発生させる。
【００２３】
モータ出力制限部２０９は、前記電流センサ２７により検知された駆動モータＭの駆動電流ＩM 、および前記温度センサ２４により検知された駆動モータＭの温度ＴM に基づいて当該駆動モータＭの使用状況を監視し、駆動モータＭが過酷な使用状況下にあると、自走動力を制限するための制御をデューティ比補正部２０８へ指示する。
【００２４】
前記デューティ比補正部２０８は、前記各デューティ比マップ２０１，２０２で求められた基準デューティ比Ｄref1，Ｄref2を、後に詳述するように、急加速抑制制御部２０５、変速制御部２０６、押し歩き制御部２１１、制動時制御部２１０およびモータ出力制限部２０９からの指示に基づいて補正し、目標デューティ比ＤM として出力する。
【００２５】
次いで、図３のフローチャートを参照しながら、上記したコントローラ２０による自走走行時の駆動モータＭの制御方法について説明する。
【００２６】
ステップＳ１１では、前記スロットル開度センサ１５によりスロットルレバー１６の開度θthが検知され、車速センサ１８により車速Ｖが検知され、さらに、モータ回転センサ２５により駆動モータＭの回転速度ＮM が検知される。ステップＳ１２では、前記ステップＳ１１で検知された車速Ｖに基づいて、前記加速度検知部２０３により加速度ΔＶが演算される。ステップＳ１３では、前記車速Ｖとモータ回転速度ＮM との相関関係に基づいて、前記ギア判別部２０４により現在のギア段Ｇが判別される。なお、ギア段Ｇは前記自動変速アクチュエータ１７から出力される変速段信号ＤG に基づいて判別しても良い。
【００２７】
ステップＳ１４では、前記電流センサ２７により駆動モータＭの駆動電流ＩMが検知され、温度センサ２４により駆動モータＭの温度ＴM が検知される。ステップＳ１５では、前記自走時デューティ比マップ２０１が参照され、前記ステップＳ１１で検知されたスロットル開度θthおよび車速Ｖ、ならびに前記ステップＳ１３で判別されたギア段Ｇに基づいて、自走時基準デューティ比Ｄref1が検索される。
【００２８】
ステップＳ１６では、前記ブレーキスイッチ１２、１４の状態に基づいて、前記制動時制御部２１０により、ブレーキ操作がなされているか否かが判定される。ブレーキ操作がなされていなければ、ステップＳ１７では、モータ回転速度ＮMの上昇率ΔＮM に基づいて、前記非乗車自走判別部２０７により、運転者が非乗車状態でスロットルレバー１６を操作したか否かが判別される。ここで、モータ回転速度ＮM の上昇率ΔＮM が基準上昇率ΔＮref 以上であると、運転者が非乗車状態でスロットルレバー１６を操作したと判別されてステップＳ２４へ進み、それ以外は、乗車状態でスロットルレバー１６が操作されたものと判別されてステップＳ１８へ進む。
【００２９】
なお、スロットルレバー１６が運転者の非乗車状態で操作されたか否かを判別するためのパラメータは、上記したようなモータ回転速度の上昇率ΔＮM に限定されず、例えば加速度ΔＶを判別パラメータとして採用し、加速度ΔＶが基準加速度よりも大きいときに、非乗車状態での操作と判別するようにしても良い。あるいは、駆動モータＭの駆動電流の変化率を判別パラメータとして採用し、電流変化率が基準変化率よりも大きいときに、非乗車状態での操作と判別するようにしても良い。
【００３０】
このように、本実施形態では自走操作が運転者の非乗車状態でなされたものであるか否かを、車両の加速度、駆動モータの回転速度の変化率、あるいは駆動モータの駆動電流の変化率に基づいて判別するようにしたので、運転者が非着座状態にあることを検知するためのセンサやスイッチを別途に設ける必要がない。
【００３１】
次のステップＳ１８では、急加速を抑制しながら十分な加速性能を得るための『急加速抑制制御』が実行される。
【００３２】
図４は、『急加速抑制制御』の制御内容を示したフローチャートであり、スロットルレバー１６の操作量と加速度との対応関係に基づいて駆動モータＭの自走動力を制御することにより、路面状況や積載重量等にかかわらず、スロットルレバー１６の操作量に応じた加速度が得られるようにしている。
【００３３】
ステップＳ１８１では、前記急加速抑制制御部２０５において、現在の加速度ΔＶが基準加速度ΔＶref と比較される。ここで、加速度ΔＶが基準加速度ΔＶref を上回っていると、急加速状態と判別されてステップＳ１８２へ進む。ステップＳ１８２では、デューティ比補正部２０８により、前記自走時デューティ比マップ２０１から検索された基準デューティ比Ｄref1に対して“１”よりも小さい補正係数が乗じられ、演算結果が目標デューティ比ＤM とされる。
【００３４】
本実施形態では、前記補正係数が“０．９”のｋ1 乗の値として定義され、指数ｋ1 の初期値は“１”に設定されている。したがって、最初は前記マップ２０１から判定された基準デューティ比Ｄref1の０．９倍の値が、目標デューティ比ＤM として登録される。ステップＳ１８３では、前記指数ｋ1 の値が“１”だけインクリメントされる。ステップＳ１８４では、急加速抑制中フラグＦ1 がセットされる。
【００３５】
その後は、前記ステップＳ１８１において加速度ΔＶが基準加速度ΔＶref を下回ったと判定されるまでは、上記した各処理が繰り返されて指数ｋ1 の値が大きくなるので、当該指数ｋ１の値に応じて目標デューティ比ＤM が徐々に減ぜられることになる。
【００３６】
また、以上のようにして目標デューティ比ＤM が漸減された結果、前記ステップＳ１８１において、加速度ΔＶが基準加速度ΔＶref を下回ったと判定されると、ステップＳ１８５では、前記急加速抑制中フラグＦ１が参照される。ここで、フラグＦ１がセットされていれば、前記ステップＳ１８２で漸減されたデューティ比を漸増させるべくステップＳ１８６へ進む。
【００３７】
ステップＳ１８６では、現在の目標デューティ比ＤM に“１”よりも小さい補正係数が乗じられ、演算結果が新たな目標デューティ比ＤM とされる。本実施形態では、前記補正係数が“０．９”のｋ2 乗値として定義されており、指数ｋ2 の初期値は“５”に設定されている。したがって、最初は目標デューティ比ＤMの０．５９（＝０．９5 ）倍の値が目標デューティ比ＤM となる。
【００３８】
ステップＳ１８７では、前記指数ｋ2 が“０”まで減ぜられたか否かが判定され、最初は“５”なのでステップＳ１８８へ進み、ここで指数ｋ2 の値が“１”づつ減ぜられる。また、前記ステップＳ１８７において、前記指数ｋ2 が“０”と判定されれば、ステップＳ１８９において、前記急加速抑制中フラグＦ１がリセットされて一連の『急加速抑制制御』が終了する。
【００３９】
このように、本実施形態では加速度ΔＶが基準加速度ΔＶref を上回っていると、ステップＳ１８２において補正係数が徐々に減ぜられて目標デューティ比ＤM が漸減され、その後、加速度ΔＶが基準加速度ΔＶref を下回ると、ステップＳ１８６において補正係数が徐々に増やされて目標デューティ比ＤM が漸増され、前記漸減分が補われるので、急加速を抑制しながら十分な加速性能を得ることができる。
【００４０】
図３に戻り、ステップＳ１９では、自動変速タイミングであるか否かが前記変速制御部２０６により判別され、前記変速車速データテーブル２０６ａに予めギア段ごとに記憶されている変速車速Ｖchと現在の車速Ｖとの差分の絶対値が基準速度ＶA を下回っていると、自動変速を実行すべくステップＳ２０の『変速制御』が実行される。前記変速車速Ｖchとしては、１速／２速間の変速タイミングを示す変速車速Ｖch12，２速／３速間の変速タイミングを示す変速車速Ｖch23、および３速／４速間の変速タイミングを示す変速車速Ｖch34がそれぞれ登録されており、いずれかの変速車速Ｖchが、現在のギア段Ｇに基づいて選択される。
【００４１】
図５は、前記『変速制御』の内容を示したフローチャートであり、主に前記変速制御部２０６の動作を示している。
【００４２】
ステップＳ２０１では、シフトチェンジにより生じるトルク変動が、上昇あるいは降下のいずれであるかが判定される。ここで、例えば２速から３速へのシフトアップ時は、図７に示したように、変速車速Ｖch23における３速のトルクが２速のトルクよりも大きいので、シフトチェンジ後にトルクが上昇すると判定されてステップＳ２０２へ進む。同様に、２速から１速へのシフトダウン時も、図８に示したように、変速車速Ｖch12における１速のトルクが２速のトルクよりも大きいので、シフトチェンジ後にトルクが上昇すると判定されてステップＳ２０２へ進む。
【００４３】
ステップＳ２０２では、前記変速制御部２０６の変速車速データテーブル２０６ａが参照され、現在の車速Ｖが、現在のギア段に対応した予定の変速車速Ｖchに達したか否かが判定される。ここで、図７に示したように、２速での走行中に車速Ｖが変速車速Ｖch23に達して３速へのシフトアップタイミングと判定されると、ステップＳ２０３では変速アクチュエータ１７が駆動されてシフトチェンジ（シフトアップ）が行われる。ステップＳ２０４では、現在の目標デューティ比ＤM に“１”よりも小さい補正係数が乗じられ、演算結果が新たな目標デューティ比ＤM とされる。
【００４４】
本実施形態では、前記補正係数が“０．９”のｋ3 乗値として定義され、指数ｋ3 の初期値は“５”に設定されている。したがって、最初は現在の目標デューティ比ＤM の０．５９（＝０．９ ⁵ ）倍の値が目標デューティ比ＤM となる。この結果、図７に示したように、３速へのシフトアップ直後のトルクは、ギア段が３速であるにもかかわらず２速でのトルクと同等のレベルまで低下することになるので、良好なシフトフィーリングが得られる。
【００４５】
ステップＳ２０５では、前記指数ｋ3 が“０”か否かが判定され、最初は“５”なのでステップＳ２０７へ進む。ステップＳ２０７では、指数ｋ3 が“１”だけ減ぜられる。
【００４６】
その後は、上記した各処理が繰り返されて指数ｋ3 の値が徐々に減少し、これに応じて目標デューティ比ＤM が漸増される。したがって、図７に示したように、駆動モータＭの自走動力も、変速車速Ｖch23において一気に減ぜられた後は漸増し、やがては本来の目標デューティ比ＤM へ戻るので、ギア段に応じた本来のトルクを得られるようになる。
【００４７】
同様に、図８に示したように、２速での走行中に車速Ｖが変速車速Ｖch12まで低下して１速へシフトダウンされる場合も、シフトダウン直後は、ギア段が１速であるにもかかわらず２速でのトルクと同等のレベルまで目標デューティ比ＤMが減ぜられ、その後、目標デューティ比ＤM が徐々に増加されて本来の目標デューティ比へ戻るので、良好なシフトフィーリングが得られる。
【００４８】
一方、例えば１速から２速へのシフトアップ時は、図９に示したように、変速車速Ｖch12における２速のトルクが１速のトルクよりも小さいので、シフトチェンジ後にトルクが減少すると判定されてステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８では、現在の車速Ｖが予定の変速車速Ｖch12に達したか否かが判定される。車速Ｖが未だ変速車速Ｖch12に達していないと判定されると、ステップＳ２０９では、現在の目標デューティ比ＤM に“１”よりも小さい補正係数が乗じられ、計算結果が新たな目標デューティ比ＤM とされる。
【００４９】
本実施形態では、前記補正係数が“０．９”のｋ4 乗値として定義され、指数ｋ4 の初期値は“１”に設定されている。したがって、最初は現在の目標デューティ比ＤM の０．９倍の値が目標デューティ比ＤM となる。ステップＳ２１０では、前記指数ｋ4 が“１”づつ増やされる。
【００５０】
その後は、前記ステップＳ２０８において車速Ｖが変速車速Ｖch12に達したと判定されるまで上記した各処理が繰り返されるので、前記指数ｋ4 の値に応じて目標デューティ比ＤM が漸減されることになる。したがって、図９に示したように、トルクは徐々に減少する。
【００５１】
その後、ステップＳ２０８において、車速Ｖが変速車速Ｖch12に達したと判定されると、ステップＳ２１１では、変速アクチュエータが駆動されてシフトチェンジが行われる。このとき、本実施形態によれば、図９に示したようにトルクが２速でのトルクと同等レベルまで低下しており、変速の前後で出力トルク差がないので、良好なシフトフィーリングが得られる。ステップＳ２１２では、前記指数ｋ4 に“１”がセットされて一連の変速制御が終了する。
【００５２】
なお、以上の説明では、変速時のシフトフィーリングを向上させるために、変速前後の各ギア段のトルクが略一致するように、駆動モータＭへ供給する電流のデューティ比を補正するものとして説明したが、これとは別に、図１０、１１に示したように、変速車速Ｖch12、Ｖch23等そのものを、前記各ギア段のトルクカーブが交差する速度またはその近傍に設定することによっても、上記と同様に、変速時のシフトフィーリングを向上させることができる。
【００５３】
図３に戻り、ステップＳ２３では、モータの酷使を防止するための『モータ出力制限制御』が実行される。以下、図６のフローチャートを参照して前記『モータ出力制限制御』について説明する。
【００５４】
ステップＳ２３１では、前記電流センサ２７により検知されたモータ駆動電流ＩM と現在の目標デューティ比ＤM とに基づいて、駆動モータＭの現在の出力Ｐout が算出される。ステップＳ２３２では、駆動モータＭの現在の出力Ｐout と所定の最大出力Ｐmax とが比較される。前記最大出力Ｐmax は駆動モータＭの最大定格の２倍程度に設定することが望ましく、本実施形態では最大定格の１．５倍に設定されている。
【００５５】
ここで、現在の出力Ｐout が最大出力Ｐmax を上回っていると判定されると、ステップＳ２３３では、目標デューティ比ＤM に所定の最大値Ｄmax がセットされる。ステップＳ２３４では、前記温度センサ２４により検知された駆動モータＭの温度ＴM と基準温度Ｔref とが比較される。本実施形態では、基準温度Ｔref が９０℃に設定されている。
【００５６】
ここで、温度ＴM が基準温度Ｔref 以上であると、ステップＳ２３５において、現在の目標デューティ比ＤM に“１”よりも小さい補正係数が乗じられ、計算結果が新たな目標デューティ比ＤM とされる。本実施形態では、前記補正係数が“０．５”のｋ5 乗値として定義され、指数ｋ5 の初期値は“１”に設定されている。したがって、最初は現在の目標デューティ比ＤM の０．５倍の値が目標デューティ比ＤM となる。ステップＳ２３６では、前記指数ｋ5 が“１”だけ増やされる。
【００５７】
一方、前記ステップＳ２３４において、温度ＴM が基準温度Ｔref を下回っていると判定されると、ステップＳ２３６では、前記指数ｋ5 に初期値の“１”がセットされる。
【００５８】
このように、本実施形態では駆動モータＭの出力を制限すると共に、温度が上昇すると目標デューティ比ＤM を漸減させるので、駆動モータＭの酷使を未然に防止することができる。また、駆動モータＭの出力上限を当該駆動モータＭの定格の２倍以内に制限するようにしたので、駆動モータＭを酷使することなく大きな自走動力を得ることができる。
【００５９】
再び図３に戻り、ステップＳ２５では、以上のようにして求められた目標デューティ比ＤM に基づく駆動モータＭの電流制御が実行される。
【００６０】
なお、ステップＳ１６において、いずれかのブレーキスイッチ１２、１４がオン状態にある、すなわちブレーキ操作中と判定されると、ステップＳ２１では、車速Ｖに基づいて走行中であるか否かが判別される。
【００６１】
ここで、車速Ｖが“０”よりも大きいと、走行中と判定されてステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、駆動モータＭが外部から見て実質的に無負荷となる駆動力を当該駆動モータＭに発生させるための目標デューティ比ＤM として、例えば、現在の目標デューティ比の２０％相当、あるいは目標デューティ比の最大値Ｄmax の２０％相当の値（あるいは、“０”％であっても良い）が設定される。
【００６２】
また、前記ステップＳ２１において停車中と判別されると、前記図４に関して説明した『急加速抑制制御』のステップＳ１８６へ進む。この結果、目標デューティ比ＤM が一気に減ぜられ、その後徐々に増加されることになる。
【００６３】
すなわち、本実施形態では制動操作がなされている停車状態で自走操作がなされると、駆動モータに発生させる自走動力が自走操作の操作量に応答した値まで漸増されるので、坂道発進時における車両の“ずり下がり”を防止することができる。
【００６４】
さらに、前記ステップＳ１７において、ドライバーが非乗車状態と判定されると、ステップＳ２４では、手押し走行に最適な自走動力を発生させるべく、現在の目標デューティ比ＤM の２０％相当、あるいは目標デューティ比の最大値Ｄmax の２０％相当の値が新たな目標デューティ比ＤM として設定される。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、歩行速度に対応した自走動力を、通常の自走動力を発生させるための自走操作入力手段（スロットルレバー１６）を用いて発生させることができるので、複数の自走操作入力手段を設けることなく、歩行速度での自走機能を有する電動自転車を構成することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、自走操作が運転者の非乗車状態でのものであるか否かを判別し、自走操作が非乗車状態でのものと判別された場合のみ、歩行速度に対応した自走動力を発生させるようにしたので、運転者が乗車しているにもかかわらず歩行速度に対応した自走動力が出力されてしまうことがない。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
【００６８】
(1) 変速車速を、隣接する各ギア段の出力トルクカーブが交差する速度またはその近傍に設定したので、変速前後の各ギア段での出力トルクを一致させることができ、変速ショックのない良好なシフトフィーリングが得られる。
【００６９】
(2) 変速車速において変速前後の各ギア段での出力トルクカーブが略一致するように駆動モータの出力を補正するようにしたので、変速ショックのない良好なシフトフィーリングが得られる。
【００７０】
(3) 変速後のギア段における出力トルクが、変速車速において変速前のギア段における出力トルクまで低下するように駆動モータの駆動力を減じるので、変速により出力トルクが増加してしまうような場合でも、変速ショックのない良好なシフトフィーリングが得られる。
【００７１】
(4) 変速前のギア段における出力トルクが、変速車速までに、変速後のギア段における出力トルクまで低下するように駆動モータの駆動力を漸減させるので、変速により出力トルクが低下してしまうような場合でも、変速ショックのない良好なシフトフィーリングが得られる。
【００７２】
(5) 駆動モータに供給する駆動電流のデューティ比を自走操作の操作量と対応付けたデューティ比マップを設け、駆動モータの駆動力を制御する際は、前記デューティ比マップから求められたデューティ比を制御するので、トルク制御用のマップを別途に用意する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電動自転車の構成を示した図である。
【図２】図１のコントローラのブロック図である。
【図３】コントローラの動作を示したフローチャートである。
【図４】急加速抑制制御のフローチャートである。
【図５】変速制御のフローチャートである。
【図６】モータ出力制限制御のフローチャートである。
【図７】２速から３速へのシフトアップ時の変速制御方法を示した図である。
【図８】２速から１速へのシフトダウン時の変速制御方法を示した図である。
【図９】１速から２速へのシフトアップ時の変速制御方法を示した図である。
【図１０】２速／３速間の変速車速Ｖch23の設定方法を示した図である。
【図１１】１速／２速間の変速車速Ｖch12の設定方法を示した図である。
【符号の説明】
２…パワーユニット、１０…ハンドル、１１，１３…ブレーキレバー、１２，１４…ブレーキスイッチ、１５…スロットル開度センサ、１６…スロットルレバー、１７…自動変速アクチュエータ、１８…車速センサ、１９…変速機、２０…コントローラ、２２…クランク回転センサ、２３…踏力センサ、２４…温度センサ、２５…モータ回転センサ、２６…ワンウエイクラッチ、２７…電流センサ、３０…クランク軸、３２…駆動スプロケット、３４…出力軸、３５…第１アイドル軸、３６…第２アイドル軸、３７…アイドルギア

Claims (3)

1. 運転者による自走操作の操作量に応答した自走動力を発生する駆動モータ、および当該駆動モータと駆動輪との間に連結された変速機を含む電動自転車において、
   前記変速機の相互に隣接するギア段を予定の変速車速で切り換える変速機アクチュエータと、
   前記変速車速において、変速前後の各ギア段での出力トルクが略一致するように、前記駆動モータの出力を補正する補正手段とを具備し、
   前記補正手段は、変速後の出力トルクが変速前よりも大きくなる変速時に、変速後のギア段における出力トルクが、前記変速車速において変速前のギア段における出力トルクまで低下するように、変速後のギア段において前記駆動モータの駆動力を減じることを特徴とする電動自転車。
2. 前記補正手段は、変速後の出力トルクが変速前よりも小さくなる変速時に、変速前のギア段における出力トルクが、前記変速車速までに変速後のギア段における出力トルクまで低下するように、変速前のギア段において前記駆動モータの駆動力を漸減することを特徴とする請求項１に記載の電動自転車。
3. 前記駆動モータに供給する駆動電流のデューティ比を前記自走操作の操作量と対応付けて定めたデューティ比マップを具備し、
   前記補正手段は、前記デューティ比マップから求められたデューティ比を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の電動自転車。

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