特開 2024-8510 車両、車両の制御方法、車両の制御プログラム、及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024008510

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】車両、車両の制御方法、車両の制御プログラム、及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   B62M 6/45 20100101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

B62M6/45

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022110446

(22)【出願日】2022-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002505

【氏名又は名称】弁理士法人航栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】服部 真

(72)【発明者】

【氏名】砂本 雅幸

(72)【発明者】

【氏名】野村 真成

(72)【発明者】

【氏名】大貫 博崇

(57)【要約】

【課題】走行場面に応じて、電動機によるアシストを行う走行状態を自動的に遷移可能な車両、車両の制御方法、車両の制御プログラム、及び記憶媒体を提供する。
【解決手段】電動自転車１０は、乗員の脚部からのクランクペダル７９に入力されたペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ１１以上、及び車速Ｖがゼロのときに、制御部４０がモータＭにアシストレベル３の大きさの動力を発生させるよう制御して走行するゼロ発進モードに遷移する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
前記電動機を制御する制御部と、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
車体の速度を示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
を備える車両であって、
前記第１状態量が第１閾値以上、及び、
前記第２状態量がゼロのときに、
前記制御部が前記電動機に第１レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第１走行状態に遷移する、車両。

【請求項2】

請求項１に記載の車両であって、
前記車両が前記第１走行状態である場合に、
前記第１状態量が前記第１閾値より小さな第２閾値以下、又は、
前記第２状態量が第３閾値以上となったときに、
前記制御部が前記電動機に前記第１レベルよりも小さい第２レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第２走行状態に遷移する、車両。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の車両であって、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量を取得する第３状態量取得部をさらに備え、
前記第１状態量が第４閾値以上、
前記第２状態量が第５閾値以上、及び、
前記第３状態量が第６閾値以上のときに、
前記制御部が前記電動機に前記第１レベルと同じ又は前記第１レベルよりも小さい第３レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第３走行状態に遷移する、車両。

【請求項4】

請求項３に記載の車両であって、
前記車両が前記第３走行状態である場合に、
前記第１状態量が前記第４閾値より小さな第７閾値以下、
前記第２状態量が前記第５閾値と同じ若しくは小さな第８閾値以下、又は、
前記第３状態量が前記第６閾値より小さな第９閾値以下若しくは前記第６閾値より大きな第１０閾値以上、となったときに、
前記制御部が前記電動機に前記第３レベルよりも小さい第４レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第４走行状態に遷移する、車両。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の車両であって、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量を取得する第３状態量取得部をさらに備え、
前記第１状態量が第１１閾値以下、
前記第２状態量が第１２閾値以下、及び、
前記第３状態量が第１３閾値以下のときに、
前記制御部が前記電動機に前記第１レベルよりも小さい第５レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第５走行状態に遷移する、車両。

【請求項6】

請求項５に記載の車両であって、
前記車両が前記第５走行状態である場合に、
前記第１状態量が前記第１１閾値より大きな第１４閾値以上、
前記第２状態量が前記第１２閾値と同じ若しくは大きな第１５閾値以上、又は、
前記第３状態量が前記第１３閾値より大きな第１６閾値以上、となったときに、
前記制御部が前記電動機に前記第５レベルよりも大きい第６レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第６走行状態に遷移する、車両。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の車両であって、
前記制御部は、前記第２動力の大きさを変更するときに、変更の応答性を変更可能に構成される、車両。

【請求項8】

請求項７に記載の車両であって、
前記制御部は、走行状態を他の走行状態に遷移するときに、前記応答性を変更する、車両。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の車両であって、
前記制御部は、前記電動機に前記入力部に入力された前記第１動力に相関する前記第２動力を発生させるよう制御する、車両。

【請求項10】

請求項４に記載の車両であって、
前記車両が前記第３走行状態である場合に、
前記第１状態量が前記第７閾値よりも大きな且つ前記第４閾値よりも小さな第１７閾値以下となったときに、
前記制御部は、前記電動機に前記第４レベルの大きさよりも大きく且つ前記第３レベルよりも小さい第７レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御する、車両。

【請求項11】

請求項１０に記載の車両であって、
前記車両が前記第３走行状態である場合に、且つ、前記制御部が前記電動機に前記第７レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御している状態で、
前記第１状態量が前記第４閾値以上となったときに、
前記制御部は、前記電動機に前記第３レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御する、車両。

【請求項12】

乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
前記電動機を制御する制御部と、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
車体の速度を示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量を取得する第３状態量取得部と、
を備える車両であって、
前記第１状態量が第４閾値以上、
前記第２状態量が第５閾値以上、及び、
前記第３状態量が第６閾値以上のときに、
前記制御部が前記電動機に第３レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第３走行状態に遷移する、車両。

【請求項13】

乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
前記電動機を制御する制御部と、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
車体の速度を示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量を取得する第３状態量取得部と、
を備える車両であって、
前記第１状態量が第１１閾値以下、
前記第２状態量が第１２閾値以下、及び、
前記第３状態量が第１３閾値以下のときに、
前記制御部が前記電動機に第５レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第５走行状態に遷移する、車両。

【請求項14】

乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
を備える車両の制御方法であって、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得するステップと、
車体の速度を示す第２状態量を取得するステップと、
前記第１状態量が第１閾値以上、及び、
前記第２状態量がゼロのときに、
前記車両を、前記電動機に第１レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第１走行状態に遷移させるステップと、を備える、車両の制御方法。

【請求項15】

乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
を備える車両の制御プログラムであって、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得するステップと、
車体の速度を示す第２状態量を取得するステップと、
前記第１状態量が第１閾値以上、及び、
前記第２状態量がゼロのときに、
前記車両を、前記電動機に第１レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第１走行状態に遷移させるステップと、
をコンピュータに実行させるための、車両の制御プログラム。

【請求項16】

請求項１５に記載の制御プログラムを記憶した、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両、車両の制御方法、車両の制御プログラム、及び記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

クランクペダルの踏力をモータの動力でアシストする電動アシスト自転車が知られている（例えば、特許文献１）。従来の電動アシスト自転車には、走行場面（例えば、発進時や通常走行時、登坂時）に応じて、運転者が走行モードを切り替えることが可能なものがあった。このような電動アシスト自転車では、各走行モードにおいて、車速に応じてアシスト比が自動的に切り替わる構成となっている。ここで、アシスト比は、クランクペダルの踏力に対する、モータを用いて踏力を補う力の比率である。

【0003】

上述した従来の電動アシスト自転車では、走行モードを切り替える際に、車体に設けられた切替スイッチを操作する必要があった。また、切替スイッチが設けられていない電動アシスト自転車の場合は、運転者が所持する携帯端末を操作して走行モードを切り替えることが想定される。いずれの場合であっても、運転者が手動で走行モードを切り替える必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１－００５５８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、運転者が走行中に手元の切替スイッチや携帯端末を操作すると、運転者の視線が手元に移り、周辺監視が疎かになる。また、走行モードを切り替える操作を手動で行うのは、運転者にとって煩雑な動作でもある。

【0006】

本発明は、走行場面に応じて、電動機によるアシストを行う走行状態を自動的に遷移可能な車両、車両の制御方法、車両の制御プログラム、及び記憶媒体を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、
乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
前記電動機を制御する制御部と、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
車体の速度を示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
を備える車両であって、
前記第１状態量が第１閾値以上、及び、
前記第２状態量がゼロのときに、
前記制御部が前記電動機に第１レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第１走行状態に遷移する。

【0008】

また、本発明は、
乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
前記電動機を制御する制御部と、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
車体の速度を示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量を取得する第３状態量取得部と、
を備える車両であって、
前記第１状態量が第４閾値以上、
前記第２状態量が第５閾値以上、及び、
前記第３状態量が第６閾値以上のときに、
前記制御部が前記電動機に第３レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第３走行状態に遷移する。

【0009】

また、本発明は、
乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
前記電動機を制御する制御部と、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得する第１状態量取得部と、
車体の速度を示す第２状態量を取得する第２状態量取得部と、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量を取得する第３状態量取得部と、
を備える車両であって、
前記第１状態量が第１１閾値以下、
前記第２状態量が第１２閾値以下、及び、
前記第３状態量が第１３閾値以下のときに、
前記制御部が前記電動機に第５レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第５走行状態に遷移する。

【0010】

また、本発明は、
乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
を備える車両の走行状態を遷移させる制御方法であって、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得するステップと、
車体の速度を示す第２状態量を取得するステップと、
前記第１状態量が第１閾値以上、及び、
前記第２状態量がゼロのときに、
前記車両を、前記電動機に第１レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第１走行状態に遷移させるステップと、を備える。

【0011】

また、本発明は、
乗員の脚部からの入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪に伝達される電動機と、
を備える車両の走行状態を遷移させる制御プログラムであって、
前記入力の大きさを示す第１状態量を取得するステップと、
車体の速度を示す第２状態量を取得するステップと、
前記第１状態量が第１閾値以上、及び、
前記第２状態量がゼロのときに、
前記車両を、前記電動機に第１レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第１走行状態に遷移させるステップと、
をコンピュータに実行させる。

【0012】

また、本発明は、
上記制御プログラムを記憶した、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、車両は、走行場面に応じて、電動機によるアシストを行う走行状態を走行場面に応じて自動的に遷移可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】電動自転車１０の側面図である。

【図2】動力ユニット２０やクランク軸８３、後輪７８の周辺における、動力を伝達する機構を示す模式図である。

【図3】電動自転車１０における、動力ユニット２０、バッテリ２、及び制御部４０の電気経路と通信経路を説明する図である。

【図4】各走行モード間の遷移を示す図である。

【図5】走行モードによるアシスト比の違いを示す、電動自転車１０のアシスト比と車速との関係を示すグラフである。

【図6】車速及び目標トルクに対する目標電流が設定された制御マップである。

【図7】各走行モードに関して、アシストレベル、発動条件、及び解除条件を示す表である。

【図8A】ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを使用した場合における、指示電流の応答性の一例を示すグラフである。

【図8B】ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタを使用した場合における、指示電流の応答性の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［車両構造］
以下、本発明の車両の一実施形態として電動自転車を例示する。
電動自転車１０は、図１及び図２に示すように、前輪７３と、後輪７８と、自転車フレーム６７と、後輪７８を駆動する動力ユニット２０と、動力ユニット２０と電気的に接続されるバッテリユニット４と、を備え、動力ユニット２０が発生するアシスト力が出力可能に構成された電動アシスト自転車である。

【0016】

自転車フレーム６７は、前端のヘッドパイプ６８と、ヘッドパイプ６８から後下りに車体前方から後方へ延びるダウンパイプ６９と、ダウンパイプ６９の後端に固着されて左右に延びる支持パイプ６６（図２参照）と、支持パイプ６６から上方に立ち上がるシートポスト７１と、支持パイプ６６から後方側に延出される左右一対のリヤフォーク７０と、を備える。

【0017】

ヘッドパイプ６８にはフロントフォーク７２が操向可能に支承され、フロントフォーク７２の下端に前輪７３が軸支されている。フロントフォーク７２の上端には操向ハンドル７４が設けられている。操向ハンドル７４には、乗員（例えば運転者）が所有する携帯端末８（図３参照）を保持する携帯端末ホルダ６が設けられている。なお、携帯端末ホルダ６は必ずしも必要ではなく、携帯端末８は、乗員自体、乗員の装着物（衣服、バッグ）に装着（収納）されていてもよい。シートポスト７１から後方側に延出される左右一対のリヤフォーク７０の後端間には、駆動輪としての後輪７８が軸支されている。シートポスト７１には、上端にシート７６を備える支持軸７５が、シート７６の上下位置を調整可能として装着されている。

【0018】

ダウンパイプ６９には、動力ユニット２０へ電力を供給するバッテリユニット４が着脱可能に固定されている。より詳しく説明すると、バッテリユニット４は、ダウンパイプ６９の上面に取り付けられる台座３と、台座３に対し着脱可能に設けられ、内部に複数のセルを有するバッテリ２と、を備える。

【0019】

図３は、電動自転車１０における、動力ユニット２０、バッテリ２、及び制御部４０の電気経路と通信経路を説明する図である。

【0020】

制御部４０は、例えば、各種演算を実行可能なＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）と、各種情報を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体と、を備える。制御部４０は、後述のペダル踏力と電動自転車１０の車速に応じたアシスト比とによって定められるアシスト力が発生するように、動力ユニット２０のモータＭから発生させるトルク（単に動力とも称する）を演算する。これにより、モータＭは、制御部４０からの演算結果（駆動要求）を受けた動力ユニット２０のＣＰＵ２２に従って動作する。コンバータＤＣ／ＤＣは、供給される直流電圧を直流のまま降圧して制御部４０、慣性計測装置（Inertial Measurement Unit、図中のＩＭＵ）４１、メモリ４２、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）４３、及びＢＬＥ（Bluetooth Low Energy（登録商標））通信装置４４の電源電圧を生成する。

【0021】

慣性計測装置４１は、例えば、３軸加速度センサ、３軸角速度センサ、及び３軸方位センサの機能をあわせもつ９軸センサであり、制御部４０の搭載姿勢を検出する。ＧＮＳＳ４３は、電動自転車１０の位置情報を取得する。メモリ４２は、例えばＳＤカードであり、電動自転車１０の情報、走行データ等を一時的又は永続的に保持する。ＢＬＥ通信装置４４は、携帯端末８等とＢＴ接続（Bluetooth通信）するための通信装置である。

【0022】

このように構成された電気系統及び通信系統では、バッテリ２からの電力が電力線５１、５５を介して動力ユニット２０のモータＭに供給されるとともに、電力線５６、５２を介して動力ユニット２０からコンバータＤＣ／ＤＣを介して降圧された電力が制御部４０、慣性計測装置４１、ＧＮＳＳ４３、メモリ４２、及びＢＬＥ通信装置４４に供給される。そして、制御部４０に電力が供給された状態で、電源スイッチ又は携帯端末８を介して動力ユニット２０の起動要求があると、信号線５３、５７を介して動力ユニット２０にパワーオン信号が発信され、動力ユニット２０のＣＰＵ２２が起動する。これにより、動力ユニット２０が発生するアシスト力が出力可能な電動アシスト機能が有効となる。動力ユニット２０が起動すると、信号線５４、５８を介して動力ユニット２０と制御部４０とで情報交換が行われるとともに、ＢＬＥ通信装置を介して制御部４０と携帯端末８等とで情報交換が可能となる。

【0023】

図１及び図２に戻って、自転車フレーム６７の支持パイプ６６を同軸に貫通するクランク軸８３の左端及び右端には一対のクランクペダル７９が連結される。乗員からクランクペダル７９に加えられた踏力（以下、ペダル踏力）はクランク軸８３へ伝達され、駆動スプロケット８０を介して無端状のチェーン８２へ入力される。チェーン８２は、駆動スプロケット８０と、後輪７８の車軸に設けられた従動スプロケット８１とに巻掛けられている。

【0024】

動力ユニット２０は、モータＭの出力軸２１と、クランク軸８３とが平行に配置される。クランク軸８３は、筒状のスリーブ２６の内側に第１ワンウェイクラッチ２８を介して回転自在に支持されており、このスリーブ２６の外周側にモータＭの出力軸２１に設けられたモータ出力ギヤ２１ａと噛み合う従動ギヤ２６ａ及び駆動スプロケット８０が固定されている。したがって、モータＭのトルクが、モータ出力ギヤ２１ａ、従動ギヤ２６ａ、及びスリーブ２６を介して駆動スプロケット８０に伝達される。即ち、モータＭは、クランクペダル７９と並列に設けられている。

【0025】

また、従動スプロケット８１と後輪７８との間には第２ワンウェイクラッチ３２が設けられている。

【0026】

このように構成された電動自転車１０では、クランクペダル７９を前進方向（正回転方向、順方向とも称す）に漕いだ場合には、第１ワンウェイクラッチ２８が係合してクランク軸８３の正回転動力がスリーブ２６を介して駆動スプロケット８０に伝達され、さらにチェーン８２を介して従動スプロケット８１に伝達される。このとき第２ワンウェイクラッチ３２も係合することで、従動スプロケット８１に伝達された正回転動力が、後輪７８に伝達される。

【0027】

一方、クランクペダル７９を後進方向（逆回転方向、逆方向とも称す）に漕いだ場合には、第１ワンウェイクラッチ２８が係合せず、クランク軸８３の逆回転動力がスリーブ２６に伝達されずクランク軸８３が空転する。

【0028】

また、例えば電動自転車１０を前進方向に押し進める場合のように、後輪７８から前進方向（正回転方向）の正回転動力が入力される場合、第２ワンウェイクラッチ３２が係合せず、後輪７８の正回転動力が従動スプロケット８１に伝達されない。そのため、後輪７８は、従動スプロケット８１に対し相対回転する。一方、電動自転車１０を後進方向に押し進める場合のように、後輪７８から後進方向（逆回転方向）の逆回転動力が入力される場合には、第２ワンウェイクラッチ３２が係合して後輪７８の逆回転動力が従動スプロケット８１に伝達され、さらにチェーン８２を介して駆動スプロケット８０に伝達される。また、このとき第１ワンウェイクラッチ２８も係合することから、駆動スプロケット８０に伝達された逆回転動力が、クランク軸８３及びクランクペダル７９に伝達されてクランク軸８３及びクランクペダル７９が逆回転する。

【0029】

動力ユニット２０には、モータＭの回転速度を検知するモータ回転数センサＳＥ１が設けられている。モータ回転数センサＳＥ１は、モータＭの出力軸２１の外周部に設けられた磁石及びホールＩＣから構成される。

【0030】

スリーブ２６には、ペダル踏力によって発生するペダルトルク値Ｔｑを検知するトルクセンサＳＥ２が設けられている。トルクセンサＳＥ２は、スリーブ２６の外周部に配設された磁気変位検出式のトルクセンサから構成される。

【0031】

動力ユニット２０を制御する制御部４０は、トルクセンサＳＥ２の出力値であるペダルトルク値Ｔｑからペダル踏力を算出し、このペダル踏力と電動自転車１０の速度（以下、車速とも称する。）に応じたアシスト比とによって定められるアシスト力が発生するように、モータＭをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。

【0032】

リヤフォーク７０には、後輪回転数センサＳＥ３が設けられている。後輪回転数センサＳＥ３は、例えば磁気検知センサであり、後輪７８のスポークに取り付けられた磁石がセンサを通過するときの磁気パルスを検知する。後輪回転数センサＳＥ３は検知した磁気パルスを車速パルスとして制御部４０に送信し、制御部４０はそのパルス間隔から車速を計算する。一般に、後輪７８に取り付けられる磁石は１個なので、磁気パルスは後輪７８の１回転につき１回検出される。このため、車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］、後輪７８の周長Ｃｔ［ｍ］とすると、車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］は以下の（１）式で表される。

【0033】

Ｖ［ｋｍ／ｈ］＝｛Ｃｔ［ｍ］／磁気パルス間隔（ｓ）｝×３６００／１０００
（１）

【0034】

駆動スプロケット８０の周辺には、ケイデンスセンサＳＥ４が取り付けられている。駆動スプロケット８０は、第１ワンウェイクラッチ２８の係合時にクランクペダル７９と一体に回転するため、駆動スプロケット８０の回転は、クランクペダル７９の回転と見なすことができる。ケイデンスセンサＳＥ４は、例えば磁気検知センサである。駆動スプロケット８０には、周方向に均等に８個の磁石が設けられており、ケイデンスセンサＳＥ４は、磁石がセンサを通過するときの磁気パルスを検知する。ケイデンスセンサＳＥ４は検知した磁気パルスをケイデンスパルス（ケイデンス関連情報）として後述する制御部４０に送信し、制御部４０はそのパルス間隔からクランクペダル７９の回転（運動）の速さを示すケイデンスを計算する。ケイデンスパルスはクランクペダル７９の１回転につき８回検出される。このため、ケイデンスＣ［ｒｐｍ］は以下の（２）式で表される。

【0035】

Ｃ［ｒｐｍ］＝｛１／（８×磁気パルス間隔（ｓ））｝×６０ （２）

【0036】

なお、駆動スプロケット８０はスリーブ２６を介して従動ギヤ２６ａに連結されているので、従動ギヤ２６ａのギヤ径がモータ出力ギヤ２１ａのギヤ径と同一であるとき、駆動スプロケット８０及びモータ出力ギヤ２１ａの回転数は同一となる。したがって、モータ出力ギヤ２１ａ及び従動ギヤ２６ａが同一のギヤ径であるとき、モータ回転数センサＳＥ１によりケイデンスＣを取得することもできる。また、ケイデンスセンサＳＥ４及びモータ回転数センサＳＥ１の両方で並列にケイデンスＣを取得してもよい。

【0037】

［アシスト比に関する法規］
次に、日本における電動自転車に課される法規について説明する。
日本の法規では、図５の太い実線（以下、太実線）で示されるように、車速が１０ｋｍ／ｈまではアシスト比の上限値が２で、車速が１０ｋｍ／ｈから２４ｋｍ／ｈまでの間にアシスト比を２から０まで漸減させる必要がある。そのため、電動アシスト機能がオンである状態では、制御部４０は、日本の法規制（太実線）に対し、これを超えないようなアシスト比となるようにプログラムされている。

【0038】

［電動アシスト機能］
続いて、電動アシスト機能がオンであるときの走行モード（以下、単にモードとも称する）の詳細について、図４から図７を参照して説明する。
図４に示すように、電動自転車１０の走行モードは、通常モード、ゼロ発進モード、登坂モード、及び徐行モードに分けられ、電動自転車１０はモード間を遷移可能に構成されている。以下、各モードの詳細について説明する。

【0039】

通常モードは、ゼロ発進モード、登坂モード、及び徐行モードが選択されていないときに選択されるモードであり、例えば、電動自転車１０が平坦な道や下り坂等を通常走行するときに選択される。また、通常モードは、電動自転車１０が停止状態（すなわち、車速Ｖ＝０ｋｍ／ｈの状態）であるときも選択される。通常モードではアシスト比が「アシストレベル１」に設定され、アシスト比と車速との関係は図５の細い実線で示す関係となる。アシストレベル１では、車速が１０ｋｍ／ｈまではアシスト比は１で一定であり、車速が１０ｋｍ／ｈから２４ｋｍ／ｈまでの間はアシスト比はゼロまで漸減し、車速が２４ｋｍ／ｈ以上ではアシスト比はゼロとなる。すなわち、アシストレベル１における最大アシスト比は１である。通常モードである間、制御部４０は、モータＭにアシストレベル１に基づく動力を発生させる。

【0040】

ゼロ発進モードは、電動自転車１０が停止状態から、クランクペダル７９を前進方向に漕いで発進する際に選択されるモードである。停止状態からクランクペダル７９を漕ぐとき、通常走行時のペダル踏力よりも大きいペダル踏力が必要となるため、ゼロ発進モードでは通常モードで発生する動力よりも大きい動力をモータＭに発生させる。ゼロ発進モードではアシスト比が「アシストレベル３」に設定され、アシスト比と車速との関係は図５の一点鎖線で示す関係となる。アシストレベル３では、車速が１０ｋｍ／ｈまではアシスト比は１．９で一定であり、車速が１０ｋｍ／ｈから２４ｋｍ／ｈまでの間はアシスト比はゼロまで漸減し、車速が２４ｋｍ／ｈ以上ではアシスト比はゼロとなる。すなわち、最大アシスト比は１．９である。ゼロ発進モードである間、制御部４０は、モータＭにアシストレベル３に基づく動力を発生させる。

【0041】

アシストレベル３は、アシストレベル０～３（アシストレベル０及び２については後述する）の中でアシスト比が最も大きいアシストレベルである。ただし、日本の法規制におけるアシスト比の上限（太実線）を超えないよう、アシストレベル３での最大アシスト比は２ではなく１．９としており、所定の余裕幅（マージン）が確保されるよう設定されている。

【0042】

登坂モードは、電動自転車１０が上り坂を走行する際に選択されるモードである。上り坂を走行する際、クランクペダル７９を漕ぐ際の乗員の負荷が大きいので、登坂モードでは、通常モードのアシスト比よりも大きなアシスト比が設定される。これにより、乗員の負荷を低減することができる。本実施形態では、登坂モードは、上り坂の斜度に応じて、アシストレベル３である場合とアシストレベル２である場合とで切り替え可能に構成されている。

【0043】

電動自転車１０が斜度の大きい急斜面を上るとき、ゼロ発進モードの場合と同様に、アシスト比がアシストレベル３に設定され、制御部４０は、モータＭにアシストレベル３に基づく動力を発生させる。登坂モードにおいてアシストレベル３が設定されている間、制御部４０は、モータＭにアシストレベル３に基づく動力を発生させる。

【0044】

電動自転車１０が急斜面より斜度の小さい緩斜面を上るとき、アシスト比が「アシストレベル２」に設定される。アシストレベル２では、アシスト比と車速との関係は図５の二点鎖線で示す関係となる。アシストレベル２では、車速が１０ｋｍ／ｈまではアシスト比は１．５で一定であり、車速が１０ｋｍ／ｈから２４ｋｍ／ｈまでの間はアシスト比はゼロまで漸減し、車速が２４ｋｍ／ｈ以上ではアシスト比はゼロとなる。すなわち、最大アシスト比は１．５である。このように、アシストレベル２のアシスト比は、アシストレベル１のアシスト比よりも大きく、アシストレベル３のアシスト比よりも小さい。登坂モードにおいてアシストレベル２が設定されている間、制御部４０は、モータＭにアシストレベル２に基づく動力を発生させる。

【0045】

徐行モードは、電動自転車１０が狭い道や悪路、混雑した道を低速で走行する際や、急旋回が必要な場合等に選択されるモードである。徐行モードでは、通常モードのアシスト比よりも小さなアシスト比が設定される。徐行モードではアシスト比が「アシストレベル０」に設定され、アシスト比と車速との関係は図５の破線で示す関係となる。アシストレベル０では、車速が１０ｋｍ／ｈまではアシスト比は０．３で一定であり、車速が１０ｋｍ／ｈから２４ｋｍ／ｈまでの間はアシスト比はゼロまで漸減し、車速が２４ｋｍ／ｈ以上ではアシスト比はゼロとなる。すなわち、最大アシスト比は０．３である。徐行モードである間、制御部４０は、モータＭにアシストレベル０に基づく動力を発生させる。なお、徐行モードでは、車速にかかわらず、常にアシスト比を０、換言すると、モータＭによるアシストを行わないとしてもよい。

【0046】

上述したいずれかのモードが選択されたとき及び選択されている間、制御部４０は、選択されたモードのアシストレベルに基づいて、モータＭにクランクペダル７９に入力された動力に相関する（例えば、比例する）動力を発生させるよう制御する。具体的には、制御部４０は、トルクセンサＳＥ２で取得されるペダルトルク値Ｔｑに車速に応じたアシスト比をかけた大きさを有する目標トルクをモータＭに発生させ、電動自転車１０のアシスト制御を実行する。

【0047】

より具体的にアシスト制御を説明すると、制御部４０は、先ず選択されたモードのアシストレベルを参照し、図５から現在の車速に対応するアシスト比を取得する。次に、制御部４０は、上述のとおりペダルトルク値Ｔｑ及びアシスト比から目標トルクを決定する。次に、制御部４０は、図６に示すように、車速及び目標トルクに対する目標電流が設定された３次元の制御マップに基づいてモータＭに対する目標電流を設定する。そして、制御部４０は、目標電流に所定のフィルタ関数をかけたものを指示電流として、信号線５４、５８を介して動力ユニット２０のＣＰＵ２２に送信する。モータＭは、ＣＰＵ２２からの指令に基づき、指示電流に基づく動力を出力する。時間経過とともに指示電流が目標電流に近づいていくのに応じて、モータＭから発生する動力は目標トルクに近づいていく。指示電流が目標電流に到達したとき又は到達したと近似できたとき、モータＭから発生する動力が目標トルクに到達した又は到達したと近似できる。

【0048】

［走行モードの遷移］
本実施形態では、制御部４０は、ペダルトルク値Ｔｑ、車速Ｖ、及びケイデンスＣが後述する発動条件又は解除条件を満たすと、電動自転車１０を自動的に適切な走行モードに遷移させる。図４に示す一例では、制御部４０は、通常モードとゼロ発進モードとの間、通常モードと登坂モードとの間、通常モードと徐行モードとの間で電動自転車１０を遷移させる。ただし、モード遷移はこれに限られない。例えば、登坂モードと徐行モードとの間で遷移可能であってもよい。また、ゼロ発進モードから登坂モードに遷移可能であってもよいし、ゼロ発進モードから徐行モードに遷移可能であってもよい。

【0049】

走行場面に応じて電動自転車１０が自動的に適切なモードに遷移するので、モードを切り替える際に、例えば、車体に設けられる切替スイッチを操作したり、切替スイッチが設けられていない場合は携帯端末８等を操作したりして、乗員が手動でモードを切り替える必要がない。よって、乗員の周辺監視が疎かになることが抑制され、安全な走行が可能となる。また、制御部４０は、アシスト力を必要とする場面や必要としない場面で自動的にアシスト力を調整するので、快適な電動アシストを実現しつつバッテリ２の消費を抑えて効率的な電動アシストが可能となる。したがって、電動アシストによる航続距離を伸ばすことができる。

【0050】

続いて、ゼロ発進モード、登坂モード、及び徐行モードに遷移する条件（以下、発動条件とも称する）と、他のモードに遷移する条件（以下、解除条件とも称する）とについて、図７を参照して説明する。

【0051】

ゼロ発進モードの発動条件は、ペダルトルク値Ｔｑと車速Ｖとに基づいて定められる。具体的には、ペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ１１（例えば、Ｔｑ＿ｔｈ１１＝２５Ｎｍ）以上、及び、車速Ｖがゼロのとき、ゼロ発進モードの発動条件を満たす。ここで、発動条件におけるペダルトルク値Ｔｑは瞬間値であり、トルクセンサＳＥ２の出力値がトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ１１以上となった時点で、ゼロ発進モードの発動条件のうちペダルトルク値Ｔｑに関する条件を満たす。

【0052】

ゼロ発進モードの発動条件を満たしたとき、制御部４０は、モータＭにアシストレベル３の大きさの動力を発生させるよう、モータＭを制御する。したがって、電動自転車１０の発進に必要なペダル踏力をモータＭによりアシストし、電動自転車１０を円滑に発進することができる。ゼロ発進モードに遷移した後、後述の解除条件を満たすまで、ゼロ発進モードが継続する。

【0053】

ゼロ発進モードの解除条件は、ペダルトルク値Ｔｑ又は車速Ｖに基づいて定められる。具体的には、電動自転車１０がゼロ発進モードである場合に、ペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ１１より小さなトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ１２（例えば、Ｔｑ＿ｔｈ１２＝１０Ｎｍ）以下、又は、車速Ｖが速度閾値Ｖ＿ｔｈ１１（例えば、Ｖ＿ｔｈ１１＝１０ｋｍ／ｈ）以上となったとき、ゼロ発進モードの解除条件を満たす。ここで、解除条件におけるペダルトルク値Ｔｑは、所定の時間（例えば１秒間）の移動平均値である。

【0054】

ゼロ発進モードの解除条件を満たしたとき、電動自転車１０はゼロ発進モードから通常モードへ遷移し、制御部４０はモータＭにアシストレベル３よりも小さいアシストレベル１の大きさの動力を発生させる。よって、ゼロ発進モードによるアシスト制御を実行して電動自転車１０の走行が落ち着いたときは、小さいアシストレベルに自動的に切り替えるので、不必要に大きいアシスト比に基づくアシスト制御が継続することを抑制できる。これにより、乗員の意図しないアシスト力が発生することが抑制され、安全な走行が可能となる。また節電にも寄与する。なお、ゼロ発進モードの解除条件と、登坂モード又は徐行モードの発動条件とを両方満たす場合には、電動自転車１０はゼロ発進モードから登坂モード又は徐行モードへ遷移してもよい。

【0055】

登坂モードの発動条件は、ペダルトルク値Ｔｑと、車速Ｖと、ケイデンスＣと、に基づいて定められる。具体的には、ペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２１（例えば、Ｔｑ＿ｔｈ２１＝２５Ｎｍ）以上、車速Ｖが速度閾値Ｖ＿ｔｈ２１（例えば、Ｖ＿ｔｈ２１＝０ｋｍ／ｈ）以上、及び、ケイデンスＣがケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２１（例えば、Ｃ＿ｔｈ２１＝２０ｒｐｍ）以上のとき、登坂モードの発動条件を満たす。ここで、発動条件におけるペダルトルク値Ｔｑは瞬間値であり、トルクセンサＳＥ２の出力値がトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２１以上となった時点で、登坂モードの発動条件のうちペダルトルク値Ｔｑに関する条件を満たす。なお、上り坂を走行するとき、クランクペダル７９を漕ぐ際の乗員の負荷が大きいので、ケイデンスＣは大きくなりにくい。すなわち、ケイデンスＣが大きい場合は、電動自転車１０は上り坂を走行していないとも判断し得る。よって、登坂モードの発動条件のうちケイデンスＣに関する条件として、ケイデンスＣの上限値（すなわち、ケイデンスＣがケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２２（例えば、Ｃ＿ｔｈ２２＝７０ｒｐｍ）以下）を加えてもよい。

【0056】

本実施形態では、制御部４０は、登坂モードの発動条件を満たしたとき、斜度に関わらず、先ずアシストレベル３を設定する。よって、電動自転車１０が上り坂を走行するのに必要なペダル踏力をモータＭによりアシストするので、乗員の負荷を低減することができ、円滑に上り坂を走行することができる。電動自転車１０が登坂モードに遷移した後、後述する解除条件を満たすまで、登坂モードが継続する。また、詳細は後述するが、ペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２１よりも小さいトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２３以下となったとき、制御部４０は、登坂モードを維持したまま、アシストレベル２を設定する。

【0057】

登坂モードの解除条件は、ペダルトルク値Ｔｑ、車速Ｖ、又はケイデンスＣに基づいて定められる。具体的には、ペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２２（例えば、Ｔｑ＿ｔｈ２２＝１５Ｎｍ）以下、車速Ｖが速度閾値Ｖ＿ｔｈ２１と同じ若しくはそれより小さな速度閾値Ｖ＿ｔｈ２２（例えば、Ｖ＿ｔｈ２２＝０ｋｍ／ｈ）以下、又は、ケイデンスＣがケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２１より小さなケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２３（例えば、Ｃ＿ｔｈ２３＝０ｒｐｍ）以下若しくはケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２１（及びケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２２）よりも大きなケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２４（例えば、Ｃ＿ｔｈ２４＝８０ｒｐｍ）以上となったとき、登坂モードの解除条件を満たす。ここで、解除条件におけるペダルトルク値Ｔｑは、所定の時間（例えば１秒間）の移動平均値である。

【0058】

登坂モードの解除条件を満たしたとき、電動自転車１０は登坂モードから通常モードへ遷移し、制御部４０はモータＭにアシストレベル３及び２よりも小さいアシストレベル１の大きさの動力を発生させる。よって、例えば上り坂を上り終えたときは、小さいアシストレベルに自動的に切り替えるので、不必要に大きいアシスト比に基づくアシスト制御が継続することを抑制できる。これにより、乗員の意図しないアシスト力が発生することが抑制され、安全な走行が可能となる。また節電にも寄与する。なお、登坂モードの解除条件と、徐行モードの発動条件とを両方満たす場合には、電動自転車１０は登坂モードから徐行モードへ遷移してもよい。

【0059】

登坂モードを継続している間、制御部４０は、アシストレベル３とアシストレベル２との間で切り替え可能に構成されている。登坂モードにおけるアシストレベルの切り替えは、ペダルトルク値Ｔｑにより判断する。

【0060】

具体的には、ペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２２よりも大きな且つトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２１よりも小さなトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２３（例えば、Ｔｑ＿ｔｈ２３＝２０Ｎｍ）以下となったとき、制御部４０は、モータＭにアシストレベル２の大きさの動力を発生させるよう制御する。この条件を満たすとき、電動自転車１０が走行する上り坂は比較的斜度の小さい緩斜面であると想定されるため、不必要に大きいアシスト比に基づくアシスト制御が継続することを抑制でき、安全な走行が可能となる。また節電にも寄与する。

【0061】

また、アシストレベル２である状態で、ペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２１以上となったとき、制御部４０は、モータＭにアシストレベル３の大きさの動力を発生させるよう制御する。この条件を満たすとき、電動自転車１０が走行する上り坂は比較的斜度の大きな急斜面であると想定されるため、必要なペダル踏力をモータＭによりアシストして円滑に上り坂を走行することができる。

【0062】

徐行モードの発動条件は、ペダルトルク値Ｔｑと、車速Ｖと、ケイデンスＣと、に基づいて定められる。具体的には、ペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ３１（例えば、Ｔｑ＿ｔｈ３１＝１０Ｎｍ）以下、車速Ｖが速度閾値Ｖ＿ｔｈ３１（例えば、Ｖ＿ｔｈ３１＝１０ｋｍ／ｈ）以下、及び、ケイデンスＣがケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ３１（例えば、Ｃ＿ｔｈ３１＝４０ｒｐｍ）以下のとき、徐行モードの発動条件を満たす。ここで、徐行モードの発動条件におけるペダルトルク値Ｔｑは瞬間値であり、トルクセンサＳＥ２の出力値がトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ３１以下となった瞬間に、徐行モードの発動条件のうちペダルトルク値Ｔｑに関する条件を満たす。

【0063】

徐行モードの発動条件を満たしたとき、電動自転車１０は通常モードから徐行モードへ遷移し、制御部４０は、モータＭにアシストレベル０に基づく動力を発生させる。よって、乗員が低速で電動自転車１０を走行することを望む場合にはアシスト比の小さいアシストレベルでアシストを行うので、過剰なアシストにより乗員が望まない加速が発生することを抑制でき、安全な走行が可能となる。徐行モードに遷移した後、後述する解除条件を満たすまで、徐行モードが継続する。

【0064】

徐行モードの解除条件は、ペダルトルク値Ｔｑ、車速Ｖ、又はケイデンスＣに基づいて定められる。具体的には、ペダルトルク値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ３２（例えば、Ｔｑ＿ｔｈ３２＝１５Ｎｍ）以上、車速Ｖが速度閾値Ｖ＿ｔｈ３１と同じ若しくはそれより大きな速度閾値Ｖ＿ｔｈ３２（例えば、Ｖ＿ｔｈ３２＝１０ｋｍ／ｈ）以上、又は、ケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ３１よりも大きなケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ３２（例えば、Ｃ＿ｔｈ３２＝５０ｒｐｍ）以上となったとき、登坂モードの解除条件を満たす。

【0065】

徐行モードの解除条件を満たしたとき、電動自転車１０は徐行モードから通常モードへ遷移し、制御部４０はモータＭにアシストレベル０よりも大きいアシストレベル１の大きさの動力を発生させる。よって、例えば低速で走行する必要がなくなったときは、大きいアシストレベルに自動的に切り替えるので、車速を上げて走行することができる。なお、徐行モードの解除条件と、登坂モードの発動条件とを両方満たす場合には、電動自転車１０は徐行モードから登坂モードへ遷移してもよい。

【0066】

［モータの動力変更の応答性］
本実施形態では、制御部４０は、モータＭの動力の大きさを変更するときに、変更の応答性を変更可能に構成される。ここで、「モータＭの動力の大きさを変更するとき」は、例えば、ペダルトルク値Ｔｑ（ペダル踏力）が大きくなったことに応じて目標トルクが大きくなるときや、車速Ｖが変化してアシスト比が変更されるとき、制御部４０が電動自転車１０をあるモードから別のモードに遷移させるとき、登坂モードの状態でアシストレベル２とアシストレベル３の間で切り替えるときを含む。

【0067】

制御部４０は、上述のとおり、モータＭへの目標電流に対して所定のフィルタ関数をかけて指示電流を得る。モータＭの動力変更の応答性はフィルタ関数の時定数Ｔにより変化するので、時定数Ｔを変更することで当該応答性を変更することができる。

【0068】

フィルタ関数としては、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを用いることが好ましい。図８Ａは、ＩＩＲフィルタを用いた場合において、モータＭの動力の大きさを変更するときにおける、指示電流の応答性の一例を示すグラフである。

【0069】

グラフ中において、Ｉは所定の時刻における目標電流又は指示電流であり、Ｉ１はモータＭの動力の大きさを変更する前の第１状態における目標電流であり、Ｉ２はモータＭの動力の大きさを変更した後の第２状態における目標電流である。また、グラフ中において、太実線は目標電流を示し、一点鎖線は時定数Ｔ＝０．１ｓｅｃのときの指示電流を示し、二点鎖線は時定数Ｔ＝０．３ｓｅｃのときの指示電流を示し、細実線は時定数Ｔ＝１ｓｅｃのときの指示電流を示し、破線は時定数Ｔ＝２ｓｅｃのときの指示電流を示す。

【0070】

図８Ａは、時刻２ｓｅｃのときに、目標電流がＩ１からＩ２に切り替わる一例を示し、時刻２ｓｅｃ以前では、目標電流Ｉ１に基づきモータＭが駆動しているとする。時定数Ｔが小さいほど応答性は高く、指示電流は即時に目標電流Ｉ２に近づく。すなわち、モータＭの動力の大きさが即時に変更されるので、クランクペダル７９の入力に即応したアシストが可能となる。一方、時定数Ｔが大きいほど応答性は低く、指示電流は目標電流Ｉ２にゆっくりと近づく。すなわち、モータＭの動力の大きさがゆっくりと変更されるので、穏やかで急な加速のないアシストが可能となる。

【0071】

また、ＩＩＲフィルタを用いた場合、モータＭの動力を変更する際の立ち上がりを緩和させることができ、段差のない立ち上がりとなる。したがって、違和感なく自然にモータＭの動力を変更することができる。

【0072】

なお、フィルタ関数としてＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response）を用いてもよい。図８Ｂは、フィルタ関数としてＦＩＲフィルタを用いた場合における、指示電流の応答性の一例を示すグラフである。図８Ｂ中の符号は図８Ａと同様である。

【0073】

ＦＩＲフィルタを用いた場合、ＩＩＲフィルタを用いた場合と異なり、立ち上がりに段差が形成されるものの、指示電流が目標電流に到達する時間が、ＩＩＲフィルタを用いた場合よりも短くなり、モータＭの動力の大きさがより早く変更される。

【0074】

時定数Ｔ＝０．１ｓｅｃ、０．３ｓｅｃ、１ｓｅｃ、２ｓｅｃのときの応答性をそれぞれレスポンスレベル３、２、１、０とするとき、本実施形態では、レスポンスレベル３～０はアシストレベル３～０にそれぞれ対応している。具体的には、アシストレベル３であるとき及びアシストレベル３に変更するときレスポンスレベル３が設定され、アシストレベル２であるとき及びアシストレベル２に変更するときレスポンスレベル２が設定され、アシストレベル１であるとき及びアシストレベル１に変更するときレスポンスレベル１が設定され、アシストレベル０であるとき及びアシストレベル０に変更するときレスポンスレベル０が設定されている。大きなアシスト力が必要とされるときには応答性を高めて即時にモータＭによるアシスト力を変更し、大きなアシスト力を必要としないときには応答性を低くすることでゆっくりと違和感なくアシスト力を変更することができる。

【0075】

なお、上記の実施形態で説明した電動自転車１０の走行モードを遷移させる制御方法は、例えば、あらかじめ用意された制御プログラムをコンピュータ（プロセッサ）で実行することにより実現できる。本制御プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶され、記憶媒体から読み出されることによって実行される。また、本制御プログラムは、フラッシュメモリ等の非一過性の記憶媒体に記憶された形で提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介して提供されてもよい。

【0076】

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【0077】

例えば、車両として二輪の電動自転車１０を例示したが、二輪車以外の三輪車、四輪車であってもよい。

【0078】

上述した実施形態では、動力ユニット２０は後輪７８を駆動するものであったが、前輪７３を駆動するものでもよい。

【0079】

上述した実施形態では、電動自転車１０の速度（車速Ｖ）を後輪回転数センサＳＥ３に基づき取得したが、これに限られない。例えば、車速Ｖは、ＧＰＳ等に基づき取得してもよい。

【0080】

上述した最大アシスト比やトルク閾値、速度閾値、ケイデンス閾値、時定数等の具体的な値はあくまで例示であり、例示した値に限られない。

【0081】

上述の実施形態では、制御部４０は、登坂モードの発動条件を満たしたとき、斜度に関わらず、先ずアシストレベル３を選択したが、これに限られず、アシストレベル２を選択してもよい。この場合、登坂モードの発動条件におけるトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２１（例えば２５Ｎｍ）をトルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２３（例えば２０Ｎｍ）としてもよい。

【0082】

上述した登坂モードは、典型的には上り坂を走行するときに選択されるが、これに限られず、例えば向かい風が強く、クランクペダル７９を漕ぐ際の乗員の負荷が大きいときにも選択され得る。

【0083】

上述の実施形態では、電動自転車１０の走行モードは４つのモードを有したが、これに限られず、２つ又は３つのモードを有する構成であってもよい。また、走行モードは５つ以上のモードを有する構成であってもよい。

【0084】

上述の実施形態では、レスポンスレベル３～０をそれぞれアシストレベル３～０に対応付けたがこれに限られない。例えば、アシストレベル３～０であるとき及びアシストレベル３～０に遷移させるときのレスポンスレベルを全て同じにしてもよい。

【0085】

また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

【0086】

（１） 乗員の脚部からの入力を受ける入力部（クランクペダル７９）と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪（後輪７８）と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪（前輪７３）に伝達される電動機（モータＭ）と、
前記電動機を制御する制御部（制御部４０）と、
前記入力の大きさを示す第１状態量（ペダルトルク値Ｔｑ）を取得する第１状態量取得部（トルクセンサＳＥ２）と、
車体の速度を示す第２状態量（車速Ｖ）を取得する第２状態量取得部（後輪回転数センサＳＥ３）と、
を備える車両（電動自転車１０）であって、
前記第１状態量が第１閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ１１）以上、及び、
前記第２状態量がゼロのときに、
前記制御部が前記電動機に第１レベル（アシストレベル３）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第１走行状態（ゼロ発進モード）に遷移する、車両。

【0087】

走行場面に応じて、乗員が電動機に発生させる動力の大きさを手動で変更することは、車両の走行に際し、周辺監視が疎かになる。（１）によれば、車両が発進するとき、車両は適切に発進をアシストする走行状態に自動的に遷移することができる。よって、走行状態の遷移の際に乗員による手動の切り替え操作がないので、安全な走行が可能となる。
なお、「取得」とは、検出に限らず、検出に基づいて算出したり、推定したりする場合を包含する概念である。また、「速度」とは、車体の移動方向も考慮したベクトル量と、スカラー量と含む概念である。

【0088】

（２） （１）に記載の車両であって、
前記車両が前記第１走行状態である場合に、
前記第１状態量が前記第１閾値より小さな第２閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ１２）以下、又は、
前記第２状態量が第３閾値（速度閾値Ｖ＿ｔｈ１１）以上となったときに、
前記制御部が前記電動機に前記第１レベルよりも小さい第２レベル（アシストレベル１）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第２走行状態（通常モード）に遷移する、車両。

【0089】

（２）によれば、車両の発進後、走行が落ち着いたとき、車両は、制御部が電動機に第１レベルよりも小さい第２レベルの大きさの動力を発生させるよう制御して走行する第２走行状態に遷移するので、電動機が不必要に大きい動力を発生し続けることを抑制できる。これにより、乗員の意図しないアシスト力が発生することが抑制され、安全な走行が可能となる。また節電にも寄与する。

【0090】

（３） （１）又は（２）に記載の車両であって、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量（ケイデンスＣ）を取得する第３状態量取得部（ケイデンスセンサＳＥ４）をさらに備え、
前記第１状態量が第４閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２１）以上、
前記第２状態量が第５閾値（速度閾値Ｖ＿ｔｈ２１）以上、及び、
前記第３状態量が第６閾値（ケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２１）以上のときに、
前記制御部が前記電動機に前記第１レベルと同じ又は前記第１レベルよりも小さい第３レベル（アシストレベル３又は２）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第３走行状態（登坂モード）に遷移する、車両。

【0091】

（３）によれば、第１状態量、第２状態量、及び第３状態量が所定の閾値以上のときに、すなわち脚部からの入力の際の乗員の負荷が大きいときに、適切なレベルの大きさでアシストする第３走行状態に自動的に遷移することができる。したがって、適切なアシストにより乗員の負荷を低減でき、また、円滑な走行も可能となる。

【0092】

（４） （３）に記載の車両であって、
前記車両が前記第３走行状態である場合に、
前記第１状態量が前記第４閾値より小さな第７閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２２）以下、
前記第２状態量が前記第５閾値と同じ若しくは小さな第８閾値（速度閾値Ｖ＿ｔｈ２２）以下、又は、
前記第３状態量が前記第６閾値より小さな第９閾値（ケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２３）以下若しくは前記第６閾値より大きな第１０閾値（ケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２４）以上、となったときに、
前記制御部が前記電動機に前記第３レベルよりも小さい第４レベル（アシストレベル１）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第４走行状態（通常モード）に遷移する、車両。

【0093】

（４）によれば、第３走行状態による走行が落ち着いたとき、電動機が不必要に大きい動力を発生し続けることを抑制できる。これにより、乗員の意図しないアシスト力が発生することが抑制され、安全な走行が可能となる。また節電にも寄与する。

【0094】

（５） （１）から（４）のいずれかに記載の車両であって、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量（ケイデンスＣ）を取得する第３状態量取得部（ケイデンスセンサＳＥ４）をさらに備え、
前記第１状態量が第１１閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ３１）以下、
前記第２状態量が第１２閾値（速度閾値Ｖ＿ｔｈ３１）以下、及び、
前記第３状態量が第１３閾値（ケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ３１）以下のときに、
前記制御部が前記電動機に前記第１レベルよりも小さい第５レベル（アシストレベル０）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第５走行状態（徐行モード）に遷移する、車両。

【0095】

（５）によれば、乗員が低速での車両の走行を望むとき、車両は、第１レベルよりも小さな第５レベルの大きさでアシストする第５走行状態に遷移する。よって、過剰なアシストにより乗員が望まない加速が発生することを抑制でき、安全な走行が可能となる。

【0096】

（６） （５）に記載の車両であって、
前記車両が前記第５走行状態である場合に、
前記第１状態量が前記第１１閾値より大きな第１４閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ３２）以上、
前記第２状態量が前記第１２閾値と同じ若しくは大きな第１５閾値（速度閾値Ｖ＿ｔｈ３２）以上、又は、
前記第３状態量が前記第１３閾値より大きな第１６閾値（ケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ３２）以上、となったときに、
前記制御部が前記電動機に前記第５レベルよりも大きい第６レベル（アシストレベル１）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第６走行状態（通常モード）に遷移する、車両。

【0097】

（６）によれば、車両が低速で走行する必要がなくなったとき、車両は、第５レベルよりも大きい第６レベルに自動的に遷移するので、車速を上げて走行することができる。

【0098】

（７） （１）から（６）のいずれかに記載の車両であって、
前記制御部は、前記第２動力の大きさを変更するときに、変更の応答性を変更可能に構成される、車両。

【0099】

（７）によれば、変更の応答性を高めて即時に電動機によるアシスト力を変更したり、変更の応答性を低くしてゆっくりと違和感なくアシスト力を変更したりすることができる。

【0100】

（８） （７）に記載の車両であって、
前記制御部は、走行状態を他の走行状態に遷移するときに、前記応答性を変更する、車両。

【0101】

（８）によれば、応答性を高めて遷移後の走行状態に基づくアシスト力に即時に変更したり、応答性を低くして遷移後の走行状態に基づくアシスト力にゆっくりと違和感なく変更したりすることができる。

【0102】

（９） （１）から（８）のいずれかに記載の車両であって、
前記制御部は、前記電動機に前記入力部に入力された前記第１動力に相関する前記第２動力を発生させるよう制御する、車両。

【0103】

（９）によれば、電動機から発生する第２動力の大きさを入力部に入力された第１動力に基づいて決定することができる。

【0104】

（１０） （４）に記載の車両であって、
前記車両が前記第３走行状態である場合に、
前記第１状態量が前記第７閾値よりも大きな且つ前記第４閾値よりも小さな第１７閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２３）以下となったときに、
前記制御部は、前記電動機に前記第４レベルの大きさよりも大きく且つ前記第３レベルよりも小さい第７レベル（アシストレベル２）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御する、車両。

【0105】

（１０）によれば、車両が第３走行状態である場合に、第１状態量が小さくなったとき、電動機が発生する動力の大きさを小さくする。よって、電動機が不必要に大きい動力を発生し続けることを抑制できる。これにより、過剰なアシストにより乗員が望まない加速が発生することを抑制でき、安全な走行が可能となる。また節電にも寄与する。

【0106】

（１１） （１０）に記載の車両であって、
前記車両が前記第３走行状態である場合に、且つ、前記制御部が前記電動機に前記第７レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御している状態で、
前記第１状態量が前記第４閾値以上となったときに、
前記制御部は、前記電動機に前記第３レベルの大きさの前記第２動力を発生させるよう制御する、車両。

【0107】

（１１）によれば、車両が第３走行状態である場合に、且つ、制御部が電動機に第７レベルの大きさの動力を発生させるよう制御している状態で、第１状態量が大きくなったとき、電動機が発生する動力の大きさを第３レベルの大きさまで大きくする。したがって、脚部からの入力の際の乗員の負荷が大きいとき、電動機は適切なレベルの大きさでアシストすることができる。

【0108】

（１２） 乗員の脚部からの入力を受ける入力部（クランクペダル７９）と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪（後輪７８）と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪（前輪７３）に伝達される電動機（モータＭ）と、
前記電動機を制御する制御部（制御部４０）と、
前記入力の大きさを示す第１状態量（ペダルトルク値Ｔｑ）を取得する第１状態量取得部（トルクセンサＳＥ２）と、
車体の速度を示す第２状態量（車速Ｖ）を取得する第２状態量取得部（後輪回転数センサＳＥ３）と、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量（ケイデンスＣ）を取得する第３状態量取得部（ケイデンスセンサＳＥ４）と、
を備える車両（電動自転車１０）であって、
前記第１状態量が第４閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ２１）以上、
前記第２状態量が第５閾値（速度閾値Ｖ＿ｔｈ２１）以上、及び、
前記第３状態量が第６閾値（ケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ２１）以上のときに、
前記制御部が前記電動機に第３レベル（アシストレベル３又は２）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第３走行状態（登坂モード）に遷移する、車両。

【0109】

走行場面に応じて、乗員が電動機に発生させる動力の大きさを手動で変更することは、車両の走行に際し、周辺監視が疎かになる。（１２）によれば、車両は、脚部からの入力の際の乗員の負荷が大きいとき、適切にアシストする走行状態に自動的に遷移することができる。よって、走行状態の遷移の際に乗員による手動の切り替え操作がないので、安全な走行が可能となる。さらに、適切なアシストにより乗員の負荷を低減でき、また円滑な走行が可能となる。

【0110】

（１３） 乗員の脚部からの入力を受ける入力部（クランクペダル７９）と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪（後輪７８）と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪（前輪７３）に伝達される電動機（モータＭ）と、
前記電動機を制御する制御部（制御部４０）と、
前記入力の大きさを示す第１状態量（ペダルトルク値Ｔｑ）を取得する第１状態量取得部（トルクセンサＳＥ２）と、
車体の速度を示す第２状態量（車速Ｖ）を取得する第２状態量取得部（後輪回転数センサＳＥ３）と、
前記入力部の運動の速さを示す第３状態量（ケイデンスＣ）を取得する第３状態量取得部（ケイデンスセンサＳＥ４）と、
を備える車両（電動自転車１０）であって、
前記第１状態量が第１１閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ３１）以下、
前記第２状態量が第１２閾値（速度閾値Ｖ＿ｔｈ３１）以下、及び、
前記第３状態量が第１３閾値（ケイデンス閾値Ｃ＿ｔｈ３１）以下のときに、
前記制御部が前記電動機に第５レベル（アシストレベル０）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第５走行状態に遷移する、車両。

【0111】

走行場面に応じて、乗員が電動機に発生させる動力の大きさを手動で変更することは、車両の走行に際し、周辺監視が疎かになる。（１３）によれば、乗員が低速で走行することを望むとき、車両は、第５レベルの大きさでアシストする第５走行状態に自動的に遷移することができる。よって、走行状態の遷移の際に乗員による手動の切り替え操作がないので、安全な走行が可能となる。

【0112】

（１４） 乗員の脚部からの入力を受ける入力部（クランクペダル７９）と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪（後輪７８）と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪（前輪７３）に伝達される電動機（モータＭ）と、
を備える車両（電動自転車１０）の制御方法であって、
前記入力の大きさを示す第１状態量（ペダルトルク値Ｔｑ）を取得するステップと、
車体の速度を示す第２状態量（車速Ｖ）を取得するステップと、
前記第１状態量が第１閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ１１）以上、及び、
前記第２状態量がゼロのときに、
前記車両を、前記電動機に第１レベル（アシストレベル３）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第１走行状態（ゼロ発進モード）に遷移させるステップと、を備える、車両の制御方法。

【0113】

走行場面に応じて、乗員が電動機に発生させる動力の大きさを手動で変更することは、車両の走行に際し、周辺監視が疎かになる。（１４）によれば、車両が発進するとき、車両は適切に発進をアシストする走行状態に自動的に遷移することができる。よって、走行状態の遷移の際に乗員による手動の切り替え操作がないので、安全な走行が可能となる。

【0114】

（１５） 乗員の脚部からの入力を受ける入力部（クランクペダル７９）と、
前記入力部に入力された第１動力が伝達される車輪（後輪７８）と、
出力した第２動力が前記車輪又は前記車輪とは異なる他の車輪（前輪７３）に伝達される電動機（モータＭ）と、
を備える車両（電動自転車１０）の制御プログラムであって、
前記入力の大きさを示す第１状態量（ペダルトルク値Ｔｑ）を取得するステップと、
車体の速度を示す第２状態量（車速Ｖ）を取得するステップと、
前記第１状態量が第１閾値（トルク閾値Ｔｑ＿ｔｈ１１）以上、及び、
前記第２状態量がゼロのときに、
前記車両を、前記電動機に第１レベル（アシストレベル３）の大きさの前記第２動力を発生させるよう制御して走行する第１走行状態（ゼロ発進モード）に遷移させるステップと、
をコンピュータ（制御部４０）に実行させるための、車両の制御プログラム。

【0115】

走行場面に応じて、乗員が電動機に発生させる動力の大きさを手動で変更することは、車両の走行に際し、周辺監視が疎かになる。（１５）によれば、車両が発進するとき、車両は適切に発進をアシストする走行状態に自動的に遷移することができる。よって、走行状態の遷移の際に乗員による手動の切り替え操作がないので、安全な走行が可能となる。

【0116】

（１６） （１５）に記載の制御プログラムを記憶した、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

【0117】

（１６）によれば、（１５）に記載の制御プログラムをコンピュータで実行することを可能にする。

【符号の説明】

【0118】

１０ 電動自転車（車両）
４０ 制御部
７３ 前輪（他の車輪）
７８ 後輪（車輪）
７９ クランクペダル（入力部）
Ｍ モータ（電動機）
ＳＥ２ トルクセンサ（第１状態量取得部）
ＳＥ３ 後輪回転数センサ（第２状態量取得部）
ＳＥ４ ケイデンスセンサ（第３状態量取得部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】