(57)【要約】【課題】電動モータ駆動時の衝撃の緩和と、電動モータの応答性の高い電動自転車用制御装置を提供する。【解決手段】動力伝達部材を介して電動モータに発生させたモータトルクを車輪に伝達させる電動自転車用制御装置であって、ペダルトルク依存電力を電動モータに供給するペダルトルク依存電力供給部１１３と、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号の最も大きいピークＰｋが形成される時間より前に、ピークＰｋが形成される時のペダルトルク依存電力Ｗ３よりも大きい加速電力を供給する加速電力供給部１１２と、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号の最も大きいピークＰｋが形成される時間より前で、かつ、加速電力を供給した後に、加速電力より小さい電力を電動モータに供給する緩和電力供給部１１２と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達部材を介して電動モータに発生させたモータトルクを車輪に伝達させる電動自転車用制御装置であって、
ペダルに入力されるトルクを検出するペダルトルク検出部から出力される信号の変動に応じて変動するペダルトルク依存電力を電動モータに供給するペダルトルク依存電力供給部と、
ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号の最も大きいピークが形成される時間より前に、前記ピークが形成される時の前記ペダルトルク依存電力よりも大きい加速電力を供給する加速電力供給部と、
ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号の最も大きいピークが形成される前記時間より前で、かつ、前記加速電力を供給した後に、前記加速電力より小さい電力を前記電動モータに供給する緩和電力供給部と、を備えた、電動自転車用制御装置。
【請求項２】
前記緩和電力供給部は、前記ピークが形成される時の前記ペダルトルク依存電力よりも小さい電力を電動モータに供給する、請求項１に記載の電動自転車用制御装置。
【請求項３】
前記緩和電力供給部は、ペダルの踏み込みにより動作が変動する部材の動作の変動を検出する検出部の出力する信号と、電動モータの回転を検出する検出部の出力する信号と、に応じた電力を電動モータに供給する、請求項１または２に記載の電動自転車用制御装置。
【請求項４】
前記加速電力供給部は、ペダルの踏み込みにより動作が変動する部材の動作の変動を検出する検出部の出力する信号と、電動モータの回転を検出する検出部の出力する信号と、に応じた電力を電動モータに供給する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動自転車用制御装置。
【請求項５】
前記緩和電力供給部は、動力伝達部材の回転を検出する検出部の出力する信号と、電動モータの回転を検出する検出部の出力する信号と、に応じた電力を電動モータに供給する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電動自転車用制御装置。
【請求項６】
前記加速電力供給部は、動力伝達部材の回転を検出する検出部の出力する信号と、電動モータの回転を検出する検出部の出力する信号と、に応じた電力を電動モータに供給する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電動自転車用制御装置。
【請求項７】
前記加速電力供給部はフィードバック制御を実行する、請求項３から６のいずれか一項に記載の電動自転車用制御装置。
【請求項８】
ペダルに入力されるペダルトルクを検出するペダルトルク検出部と、
電動モータと、
前記電動モータに供給する電力を制御する、請求項１から７のいずれか一項に記載の電動自転車用制御装置と、を備えた電動自転車用パワーユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の電動自転車用パワーユニットと、
前記パワーユニットによって駆動される車輪と、を備えた電動自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動自転車用制御装置、電動自転車用パワーユニットおよび電動自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者がペダルに入力するペダルトルクに応じて電動モータを制御することにより、運転者のペダルトルクをアシストする電動自転車が知られている。このような電動自転車においては、電動モータを停止状態から駆動を開始するときに、電動モータから車体に衝撃が加わってしまうことがある。
【０００３】
そこで特許文献１に記載の電動自転車は、発進時から百ミリ秒以内は、補助率を通常の補助率から抑えて電動モータを駆動するソフトスタートを実施している。これにより、衝撃を緩和させている。しかし、ソフトスタートすると、電動モータの回転数が高くなるまでに時間を要してしまい、電動モータの応答性が低下してしまう。そこで特許文献１に記載の電動自転車は、電動モータの応答性を高めるために、ソフトスタートした後に、発進から３秒以内に、通常時の補助率より大きな補助率で電動モータを駆動する過剰補助を実施している。つまり、ソフトスタートの後に実行する過剰補助によって、ソフトスタートで低下した電動モータの応答性を補っている。このようにして、特許文献１に記載の電動自転車は、衝撃の緩和と応答性の向上との両立を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし市場からは、さらなる衝撃の緩和と応答性の向上が求められている。
そこで本発明は、電動モータ駆動時の衝撃の緩和と、電動モータの応答性の高い電動自転車用制御装置、電動自転車用パワーユニットおよび電動自転車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電動自転車用制御装置は、
動力伝達部材を介して電動モータに発生させたモータトルクを車輪に伝達させる電動自転車用制御装置であって、
ペダルに入力されるトルクを検出するペダルトルク検出部から出力される信号の変動に応じて変動するペダルトルク依存電力を電動モータに供給するペダルトルク依存電力供給部と、
ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号の最も大きいピークが形成される時間より前に、前記ピークが形成される時の前記ペダルトルク依存電力よりも大きい加速電力を供給する加速電力供給部と、
ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号の最も大きいピークが形成される前記時間より前で、かつ、前記加速電力を供給した後に、前記加速電力より小さい電力を前記電動モータに供給する緩和電力供給部と、を備える。
【０００７】
ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号の最も大きいピークが形成される時間とは、運転者が大きな力でペダルを踏み込んだ時間である。この時間は、運転者が大きな駆動トルクを得たいと望んでいる状況である。そこでこの時間には、電動モータは動力伝達部材を介して後輪に駆動力を伝達できるように、電動モータが動力伝達部材と噛み合っていることが好ましい。
【０００８】
一方で、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する前には、電動モータが動き始めてから電動モータが動力伝達部材と噛み合うまでにタイムラグが生じている。このタイムラグの期間は、電動モータに加わっている負荷が小さい。
【０００９】
そこで、本発明に係る電動自転車においては、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号の最も大きいピークが形成される時間より前に、ピークが形成されるときのペダルトルク依存電力よりも大きい電力を、加速電力供給部が電動モータに供給している。
このため、該タイムラグの間に、電動モータに大電力を供給して高加速度を作用させることができ、電動モータの回転数を短時間で高めることができる。これにより、電動モータの応答性が高められている。
【００１０】
また、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号の最も大きいピークが形成される時間より前、かつ、加速電力供給部が加速電力を供給した後に、加速電力より小さい電力を緩和電力供給部が電動モータに供給している。これにより、タイムラグの終了時には、高い加速度を作用させず、電動モータが動力伝達部材に噛み合ったときに、車両に大きな衝撃が生じにくいようにされている。
このようにして、本発明に係る電動自転車用制御装置によれば、電動モータの応答性を高め、かつ、衝撃を緩和させている。
【００１１】
本発明に係る電動自転車用制御装置において、
前記緩和電力供給部は、前記ピークが形成される時の前記ペダルトルク依存電力よりも小さい電力を電動モータに供給してもよい。
本発明に係る電動自転車用制御装置によれば、緩和電力供給部は、ピークが形成されるときのペダルトルク依存電力よりも小さい電力を電動モータに供給する。これにより、加速電力によって加速された電動モータが加速緩和電力によって加速度が減少した後、再びペダルトルク依存電力により加速度が増加しながら、電動モータがチェーンに噛み合うことになる。このため、電動モータがチェーンに衝撃を与えにくく、スムーズにチェーンと噛み合うため、さらに衝撃が緩和されている。
【００１２】
本発明に係る電動自転車用制御装置において、
前記緩和電力供給部は、ペダルの踏み込みにより動作が変動する部材の動作の変動を検出する検出部の出力する信号と、電動モータの回転を検出する検出部の出力する信号と、に応じた電力を電動モータに供給してもよい。
本発明に係る電動自転車用制御装置によれば、電動モータとペダルの踏み込みにより動作が変動する部材との間の相対速度が小さくなるように、緩和電力供給部が加速緩和電力を供給することができる。そのため、電動モータがチェーンなどの動力伝達部材と噛み合って、ペダルの踏み込みにより動作が変動する部材が加速される際に、大きな衝撃を生じさせないことができる。
【００１３】
本発明に係る電動自転車用制御装置において、
前記加速電力供給部は、ペダルの踏み込みにより動作が変動する部材の動作の変動を検出する検出部の出力する信号と、電動モータの回転を検出する検出部の出力する信号と、に応じた電力を電動モータに供給してもよい。
本発明に係る電動自転車用制御装置によれば、モータが、ペダルの踏み込みにより動作が変動する部材の動作に倣って回転するように、加速電力供給部が電動モータに電力を供給できる。これにより、応答性を高めることができる。
【００１４】
本発明に係る電動自転車用制御装置において、
前記緩和電力供給部は、動力伝達部材の回転を検出する検出部の出力する信号と、電動モータの回転を検出する検出部の出力する信号と、に応じた電力を電動モータに供給してもよい。
本発明に係る電動自転車用制御装置によれば、電動モータと動力伝達部材との間の相対速度が小さい状態となるように、緩和電力供給部が加速緩和電力を供給することができる。そのため、電動モータがチェーンなどの動力伝達部材と噛み合う際に、大きな衝撃を生じさせないことができる。
【００１５】
本発明に係る電動自転車用制御装置において、
前記加速電力供給部は、動力伝達部材の回転を検出する検出部の出力する信号と、電動モータの回転を検出する検出部の出力する信号と、に応じた電力を電動モータに供給してもよい。
本発明に係る電動自転車用制御装置によれば、クランク軸のクランク回転数に減速比率を乗じたものと電動モータのモータ回転数に減速比率を乗じたものとの相対速度が大きいときに両者の速度差を小さくするように、加速電力供給部が電動モータに電力を供給できる。これにより、応答性を高めることができる。
【００１６】
本発明に係る電動自転車用制御装置において、前記加速電力供給部はフィードバック制御を実行してもよい。これにより、素早く確実に電動モータの回転数を目標の回転数とすることができ、応答を高め、かつ衝撃を緩和させることができる。
【００１７】
本発明に係る電動自転車用パワーユニットは、
ペダルに入力されるペダルトルクを検出するペダルトルク検出部と、
電動モータと、
前記電動モータに供給する電力を制御する前記電動自転車用制御装置と、を備えている。
【００１８】
本発明に係る電動自転車は、
前記電動自転車用パワーユニットと、
前記パワーユニットによって駆動される車輪と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態である電動自転車の右側面図である。
【図２】図１の電動自転車のブロック図である。
【図３】図１に示した制御装置のブロック図である。
【図４】制御装置が実行する制御のフローチャートである。
【図５】クランク回転数、モータ回転数、モータトルク、ペダルトルクを示す信号の波形図である。
【図６】指令電流値とモータ線電流値とを示す波形図である
【図７】本発明の第二実施形態に係る電動自転車に設けられたモータ制御部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜本発明の経緯＞
電動自転車では、ペダルトルクに応じてモータトルクを発生させて運転者のペダルトルクをアシストすることが一般的である。電動モータを駆動するときに、電動モータにペダルトルクに応じたモータトルクを発生させると、電動モータがチェーンと噛み合ったときに車両に衝撃が生じてしまうことがある。
【００２１】
そこで特許文献１は、この衝撃が大きくならないように、電動モータの動作の初期段階では、通常時のアシスト比率よりアシスト比率を弱めたソフトスタートを実施し、低加速度で電動モータを駆動している。これにより、衝撃の緩和を図っている。また、ソフトスタートの後に、通常時のアシスト比率よりアシスト比率を強めた過剰補助を実施し、電動モータの回転数を高めている。これにより、応答性を高めている。
【００２２】
しかし本発明者らは、このような手法とは異なった手法を採用することで、電動モータ駆動時の衝撃の緩和と電動モータの応答性とを飛躍的に高めることができないか、鋭意研究した。そこで本発明者らは、電動モータから車輪までのモータトルクの伝わり方をつぶさに研究した。
【００２３】
その結果、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する前において、電動モータが動き始めてから電動モータがチェーンを介して車輪を駆動させる状態に至るまでには、チェーンなどの動力伝達部材の機械的要素の問題により、どうしてもタイムラグが生じてしまうことに本発明者らは気がついた。
【００２４】
例えばギアがチェーンと噛み合うときの接触部どうしの間や、チェーンを構成する複数の部材の間には、遊び（ｇａｐ）が設けられている。この遊びがなければ、ギアがチェーンに円滑に噛み合ったり、離間したりすることができず、またチェーンが自在に変形することができない。このため、このような機械要素には、電動自転車を動作させるために必要な隙間として遊びが設けられている。
【００２５】
ところが、電動モータが車輪にモータトルクを作用させるためには、電動モータと車輪とを接続している機械的要素の全てを一方向に押し付けて、機械的要素の中の遊びやこれらの機械的要素の接触部どうしの遊びをなくした状態としなければならない。このため、電動モータにモータトルクを発生させても、機械的要素を移動させてこれら遊びをなくすための時間を要するため、すぐには電動モータによって車輪を駆動することができない。
【００２６】
そこで本発明者らは、このタイムラグを利用することで、衝撃の緩和と応答性を高めることができないか、検討した。
【００２７】
本発明者らは、実はこのタイムラグの間は、電動モータが他の機械的要素と噛み合っていない状態であることに気がついた。つまり、電動モータを駆動しようとしたときに、電動モータは他の部材と接触していないので、電動モータにつられて他の部材も一緒に動くことがない。そのため、このタイムラグの間は、電動モータを加速しやすい期間であることを見出した。そこで次に詳細に説明するように、このタイムラグの期間に電動モータの回転数を急激に高めて、応答性を改善した。また、このタイムラグの期間に電動モータの加速を終了させることで、電動モータが動力伝達部材と接続するときに、車両に衝撃が生じにくいようにした。これにより、衝撃の緩和を改善した。
【００２８】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について、図１から図６を参照しながら説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００２９】
以下の説明において、前方、後方、左方及び右方は、ハンドル２３を握りつつ電動自転車のシート２４に着座した運転者から見た前方、後方、左方及び右方を意味する。
【００３０】
（電動自転車の全体構成）
図１に、実施形態に係る電動自転車の概略構成を示す。
この電動自転車は、運転者がペダル３３，３４を踏み込むことにより生じるペダルトルクと、電動モータ６０から出力されるモータトルクとを合計した駆動トルクによって駆動される。電動モータのモータトルクが、運転者のペダル３３，３４の踏み込み動作をアシストするアシストトルクとなる。
【００３１】
図１に示すように、電動自転車は、前後方向に延びる車体フレーム１１を有する。また、電動自転車は、前輪２１、後輪２２、ハンドル２３、シート２４及びパワーユニット４０を有する。
【００３２】
車体フレーム１１は、ヘッドパイプ１２、ダウンフレーム１３、シートフレーム１４、一対のチェーンステイ１６及び一対のシートステイ１７を有する。ヘッドパイプ１２は、電動自転車の前部に配置される。ヘッドパイプ１２には、後方に延びるダウンフレーム１３の前方側が接続されている。シートフレーム１４は、ダウンフレーム１３の後方側に接続されていて、該ダウンフレーム１３の後端部から上方且つ斜め後方に向かって延びている。
【００３３】
ヘッドパイプ１２には、ハンドルステム２５が回転自在に挿入されている。ハンドルステム２５の上端部には、ハンドル２３が固定される。ハンドルステム２５の下端部には、フロントフォーク２６が固定される。フロントフォーク２６の下端部には、前輪２１が車軸２７によって回転可能に支持されている。
【００３４】
円筒状のシートフレーム１４の内方には、シートパイプ２８が挿入されている。シートパイプ２８の上端部には、シート２４が設けられている。
【００３５】
一対のチェーンステイ１６は、後輪２２を左右から挟むように設けられている。一対のチェーンステイ１６は、ダウンフレーム１３の後方側から後輪２２の回転中心に向かって延びている。一対のシートステイ１７は、シートフレーム１４の上部から後輪２２の回転中心に向かって延びている。チェーンステイ１６およびシートステイ１７の後端部には、後輪２２が駆動軸２９によって回転可能に支持されている。
【００３６】
シートフレーム１４の後方には、パワーユニット４０の電動モータ６０に電力を供給するためのバッテリ３５が配置されている。バッテリ３５は、図示しない充放電可能な充電池および電池制御部を有する。電池制御部は、充電池の充放電を制御するとともに、その出力電流及び残容量等を監視する。
【００３７】
パワーユニット４０は、クランク軸４１、駆動スプロケット４２、従動スプロケット４５、チェーン４６、電動モータ６０、ペダルトルク検出部５７およびクランク回転検出部５８を備えている。
【００３８】
クランク軸４１は、シートフレーム１４の下部に回転可能に設けられている。クランク軸４１は左右方向に延びるように設けられている。クランク軸４１の両端部にはクランクアーム３１，３２が取り付けられている。クランクアーム３１，３２の先端には、ペダル３３，３４が回転可能に取り付けられている。ペダルトルク検出部５７は、運転者がペダル３３，３４を介してクランク軸４１に入力したペダルトルクを検出する。クランク回転検出部５８は、運転者がペダル３３，３４を回転させたときのクランク軸４１の回転を検出する。
【００３９】
駆動スプロケット４２は、クランク軸４１の一方側に取り付けられている。この駆動スプロケット４２はクランク軸４１とともに回転する。従動スプロケット４５は、後輪２２の駆動軸２９と同軸に設けられている。従動スプロケット４５は、図示せぬ一方向クラッチを介して後輪２２に連結される。
【００４０】
無端状のチェーン４６は、駆動スプロケット４２と従動スプロケット４５とに掛け渡されている。これにより、運転者がペダル３３，３４を踏み込むと、駆動スプロケット４２が回転する。さらに駆動スプロケット４２の回転はチェーン４６を介して従動スプロケット４５に伝達され、後輪２２が駆動される。
【００４１】
電動モータ６０はクランク軸４１の近傍で車体フレーム１１に固定されている。電動モータ６０の出力軸には補助スプロケット４４が設けられている。電動モータ６０にはバッテリ３５から電力が供給される。電動モータ６０に電力を供給すると電動モータ６０を回転させることができる。電動モータ６０の回転は、補助スプロケット４４やチェーン４６などの動力伝達部材を介して後輪２２に伝達される。
【００４２】
図２に示すように、電動モータ６０には、モータ回転検出部６１と、モータトルク検出部６２とが接続されている。モータ回転検出部６１は、電動モータの回転を検出する。モータトルク検出部６２は、電動モータ６０で生じたモータトルクを検出する。
【００４３】
このような電動自転車は、制御装置１００（電動自転車用制御装置の一例）によって電動モータ６０を制御し、車輪にペダルトルクとモータトルクを合成した駆動トルクを作用させる。図２は、本実施形態に係る電動自転車において、動力の伝達および信号の授受を示すブロック図である。
【００４４】
図２に示したように制御装置１００は、ペダルトルク検知部１０１、クランク回転数検知部１０２、モータ制御部１０５、電力供給部１０６とを備えている。また、電動自転車は、ペダルトルク検出部５７、クランク回転検出部５８を備えている。
【００４５】
＜動力の伝達経路＞
まず動力の伝達経路について説明する。
運転者がペダル３３，３４を踏み込んでクランク軸４１を回転させると、そのクランク軸４１の回転が一方向クラッチ５５を介してチェーン４６に伝達される。一方向クラッチ５５は、クランク軸４１の順回転のみをチェーン４６に伝達し、クランク軸４１の逆回転はチェーン４６に伝達させない。
【００４６】
チェーン４６の回転は後輪２２側の駆動軸２９に伝達される。駆動軸２９の回転は、変速機構９１および一方向クラッチ９２を介して後輪２２に伝達される。
【００４７】
変速機構９１は運転者によって操作される変速操作器９３に応じて変速段を変更できる機構である。
一方向クラッチ９２は、駆動軸２９の回転速度が後輪２２の回転速度よりも速い場合にのみ、駆動軸２９の回転を後輪２２に伝える。駆動軸２９の回転速度が後輪２２の回転速度よりも遅い場合には、一方向クラッチ９２は駆動軸２９の回転を後輪２２に伝えない。また、一方向クラッチ９２は後輪２２の逆回転も駆動軸２９に伝達しない。
【００４８】
電動モータ６０の回転は、動力伝達部材を介して後輪２２に伝達される。本実施形態において動力伝達部材とは、減速機８２、一方向クラッチ８５、チェーン４６、駆動軸２９、変速機構９１、一方向クラッチ９２である。
具体的に電動モータ６０の回転は以下のようにして後輪２２に伝達される。まず電動モータ６０の回転は減速機８２を介して一方向クラッチ８５に伝達される。一方向クラッチ８５は、減速機８２がチェーン４６を順回転させる方向の回転のみをチェーン４６に伝達し、減速機８２がチェーン４６を逆回転させる方向の回転はチェーン４６に伝達させない。
【００４９】
このように本実施形態に係る電動自転車においては、クランク軸４１に入力されるペダルトルクと電動モータ６０のモータトルクは、チェーン４６で合成される。
【００５０】
（信号の経路）
次に、信号の経路を説明する。
【００５１】
運転者がクランク軸４１を回転させると、車両に設けられたペダルトルク検出部５７が、クランク軸４１に入力されたトルクに応じた信号を発生させる。ペダルトルク検出部５７は、その信号をペダルトルク検知部１０１に入力する。
【００５２】
ペダルトルク検知部１０１は、ペダルトルク検出部５７からの信号を運転者がペダル３３，３４に与えたペダルトルクに換算する。ペダルトルク検知部１０１は、そのペダルトルクの値をモータ制御部１０５に入力する。このペダルトルクは、周期的に変動する値となる。
【００５３】
クランク回転検出部５８は、クランク軸４１の位相を検出するセンサである。クランク回転検出部５８は、クランク軸４１の位相に応じた信号を発生させる。クランク回転検出部５８は、その信号をクランク回転数検知部１０２に入力する。
【００５４】
クランク回転数検知部１０２は、クランク回転検出部５８からのクランク軸４１の位相情報を時間微分して、クランク回転検出部５８からの信号を運転者がペダル３３，３４に与えたクランク回転数に換算する。クランク回転数検知部１０２は、そのクランク回転数をモータ制御部１０５に入力する。
【００５５】
モータ回転検出部６１から出力される信号は、モータ回転数検知部１０３に入力される。モータ回転数検知部１０３は、モータ回転検出部６１から出力される信号から電動モータ６０のモータ回転数を算出する。モータ回転数検知部１０３はこのモータ回転数をモータ制御部１０５に入力する。
【００５６】
モータトルク検出部６２から出力される信号は、モータトルク検知部１０４に入力される。モータトルク検知部１０４は、モータトルク検出部６２から出力される信号から電動モータ６０のモータトルクを算出する。モータトルク検知部１０４はこのモータトルクをモータ制御部１０５に入力する。
【００５７】
モータ制御部１０５は、入力された各種信号に基づいて指令値を算出し、電力供給部１０６に出力する。電力供給部１０６は、指令値に応じた電力を電動モータ６０に供給する。
【００５８】
（モータ制御部の制御）
図３はモータ制御部１０５のブロック図である。図３に示したように、モータ制御部１０５は、制御切換部１１１と、低速域制御部１１２と、高速域制御部１１３とを備えている。
【００５９】
制御切換部１１１はモータ回転数Ｍに応じて、低速域制御部１１２および高速域制御部１１３の動作を切り換える。制御切換部１１１は、運転者がペダル３３，３４を踏み込んで、クランク軸４１にペダルトルクＴｐが入力されると、動作を開始する。
図４は、制御切換部１１１が実行する制御のフローチャートである。図４に示したように、制御切換部１１１は、モータ回転数検知部１０３から電動モータ６０のモータ回転数Ｍを取得する（ステップＳ０１）。制御切換部１１１は、取得したモータ回転数Ｍと切換回転数Ｍｂとを比較する（ステップＳ０２）。切換回転数Ｍｂは任意の固定値である。
【００６０】
モータ回転数Ｍが切換回転数Ｍｂ未満のとき（ステップＳ０２：Ｙｅｓ）、制御切換部１１１は、低速域制御部１１２のみを動作させて低速域制御を実行する（ステップＳ０３）。一方、モータ回転数Ｍが切換回転数Ｍｂ以上のとき（ステップＳ０２：Ｎｏ）、制御切換部１１１は、高速域制御部１１３のみを動作させて高速域制御を実行する（ステップＳ０４）。
【００６１】
（低速域制御）
低速域制御部１１２はモータ回転数検知部１０３からモータ回転数Ｍを取得する。次に低速域制御部１１２はクランク回転数検知部１０２からクランク回転数Ｃを取得する。次に低速域制御部１１２は、モータ回転数Ｍとクランク回転数Ｃとを比較し、ＰＩＤ制御に基づいて電動モータ６０とクランク軸４１との相対速度がゼロとなるように、電動モータ６０を駆動する目標モータ回転数を算出する。具体的には低速制御部１１２は、クランク回転数Ｃに減速比率を乗じて得られるチェーン４６の速度と、モータ回転数Ｍに減速比率を乗じて得られるチェーン４６の速度との相対速度がゼロとなるように、目標モータ回転数を算出する。低速域制御部１１２は、目標モータ回転数に応じて指令値を算出し、この指令値を電力供給部１０６に出力する。電力供給部１０６はこの指令値に応じた電力を電動モータ６０に供給する。
【００６２】
本実施形態においては、電動モータ６０のモータ回転数Ｍに応じて指令値を決定し、指令値に対応する電力によって電動モータ６０を駆動した後、再び電動モータ６０の回転数を取得し、次回の目標モータ回転数を求めている。このように本実施形態においては、低速域制御部１１２はフィードバック制御を実行している。これにより、電動モータ６０の回転数を素早く確実に、目標の回転数にすることができる。
【００６３】
（高速域制御）
低速域制御部１１２によって電力が供給され続けて電動モータ６０の回転数が高まると、モータ回転数Ｍが切換回転数Ｍｂ以上となる。すると図４に戻り、モータ回転数Ｍが切換回転数Ｍｂ以上であると制御切換部１１１が判定する（ステップＳ０２：Ｎｏ）。すると制御切換部１１１は、低速域制御部１１２の動作を停止させて、高速域制御部１１３を作動させる。
【００６４】
高速域制御部１１３はまずモータトルク検知部１０４からモータトルクＴｍを取得する。さらに、高速域制御部１１３はペダルトルク検知部１０１からペダルトルクＴｐを取得する。高速域制御部１１３は、ペダルトルクＴｐにアシスト比率ｋを乗じて、目標モータトルクＴｔを算出する。
【００６５】
このアシスト比率ｋは、運転者が選択可能な値としてもよい。例えば、アシスト切換スイッチなどにより、アシスト比率ｋが大きなアシスト強状態、アシスト比率が小さなアシスト弱状態、を選択可能としてもよい。
【００６６】
高速域制御部１１３は、算出された目標モータトルクＴｔに基づいて指令値を算出する。高速域制御部１１３はこの指令値を電力供給部１０６に出力する。電力供給部１０６はこの指令値に基づいて、電動モータ６０に電力を供給する。このように、高速域制御部１１３は、ペダルトルクＴｐに応じて指令値を決定する。このため、高速域制御部１１３が出力する指令値に基づいて出力される電力は、ペダル３３，３４に入力されるペダルトルクを検出するペダルトルク検出部５７から出力される信号の変動に応じて変動する。
【００６７】
（出力信号の説明）
図５は、クランク回転数Ｃ、モータ回転数Ｍ’、モータトルクＴｍ、ペダルトルクＴｐを示す信号の波形図である。なお、図５において、モータトルクＴｍは電動モータ６０に供給した電力に比例するので、図中のモータトルクＴｍは電動モータ６０に供給する電力と同視できる。図５の横軸は経過時間［ｓｅｃ］である。図５の縦軸は、クランク回転数Ｃおよびモータ回転数Ｍ’については同じスケールでの回転数［ｒｐｍ］を示している。
【００６８】
図５で示したモータ回転数Ｍ’は、モータ回転数検知部１０３で算出したモータ回転数Ｍをクランク軸４１での回転数に換算している。図２で説明したように、電動モータ６０は、減速機８２、一方向クラッチ８５、補助スプロケット４４、チェーン４６、一方向クラッチ５５を介してクランク軸４１の駆動スプロケット４２と接続されている。それぞれの部材は、互いにその半径が異なっている。このため、単にそれぞれの部材の回転数だけを見ても、それぞれの部材４１，６０の間で相対的な速度差が生じているかを判別することが難しい。
そこで、図５においては、モータ回転数Ｍからそれぞれの部材のギヤ比を考慮して、モータ回転数Ｍ’を算出している。モータ回転数Ｍ’とクランク回転数Ｃとが一致している点では、電動モータ６０がチェーン４６を回転させる回転数と、クランク軸４１がチェーン４６を回転させる回転数とが一致する。
【００６９】
また、図５において、時刻ｔ１０でクランク軸４１がチェーン４６に噛み合い、時刻ｔ０で電動モータ６０への電力供給が開始し、時刻ｔ１１で電動モータ６０の回転が開始し、時刻ｔ４で電動モータ６０がチェーン４６に噛み合う。
【００７０】
また、図５の（ａ）は、上述した実施形態に係る電動自転車から出力される信号の波形図である。図５の（ｂ）は、参考例に係る電動自転車から出力される信号の波形図である。
【００７１】
（参考例との比較）
図５の（ｂ）に示したように、参考例に係る電動自転車は、加速電力供給部および緩和電力供給部を持たず、全ての領域においてモータトルクＴｍはペダルトルクＴｐにアシスト比率ｋに乗じた値とされている。
【００７２】
図５の（ｂ）に示したように、参考例に係る電動自転車において、電動モータの動作の初期段階では、低いペダルトルクＴｐに応じて低い電力が電動モータに供給される。このため、電動モータのモータ回転数Ｍ’の加速度は小さく、図５の（ｂ）においてモータ回転数Ｍ’の傾斜は緩やかである。このため、電動モータの応答性が高くない。
【００７３】
さらに、ペダルトルクＴｐが高いときにモータ回転数Ｍ’がクランク回転数Ｃと一致して、電動モータがチェーンなどの動力伝達部材に噛み合う。このため、電動モータが動力伝達部材に噛み合ったときには、電動モータには大きなモータトルクが作用しており、大きなモータトルクがチェーンに伝達されて、車両には大きな衝撃が作用してしまう。
【００７４】
これに対して、次に詳述するように、本実施形態に係る電動自転車によれば、電動モータの応答性が高められ、かつ、電動モータが動力伝達部材に噛み合う際に生じる衝撃が緩和されている。
【００７５】
（ペダルトルク依存電力）
図５の（ａ）に示したように、本実施形態に係る電動自転車によれば、運転者がペダル３３，３４にペダルトルクを入力してからペダル３３，３４が一回転する間に、ペダルトルク検出部から出力される信号において、信号強度が最も大きいピークＰｋが形成される。このピークＰｋは、運転者がペダル３３，３４を上死点から下死点まで移動させる間に形成される。このピークＰｋが形成される時刻をｔ３とする。
【００７６】
この時刻ｔ３においては、モータ回転数Ｍ’は切換回転数Ｍｂ’より高速となっている。なお、この切換回転数Ｍｂ’も、上記した切換回転数Ｍｂからクランク軸４１の回転数に換算した値である。このため、時刻ｔ３を含んでモータ回転数Ｍ’が切換回転数Ｍｂ’より高速の領域Ａ３においては、高速域制御部１１３が出力する指令値に応じて電動モータ６０に電力が供給されている。この高速域制御部１１３に起因する電力は、前述したように、ペダル３３，３４に入力されるペダルトルクを検出するペダルトルク検出部５７から出力される信号の変動に応じて変動する。このため、領域Ａ３においては、モータトルクＴｍはペダルトルクＴｐの変動に応じて変動している。
【００７７】
つまり本実施形態において、高速域制御部１１３は、ペダル３３，３４に入力されるペダルトルクを検出するペダルトルク検出部５７から出力される信号の変動に応じて変動するペダルトルク依存電力を電動モータ６０に供給するペダルトルク依存電力供給部として機能する。
そこで以降では、領域Ａ３において出力されている電力を、ペダルトルク依存電力と呼ぶ。また、ピークＰｋが形成される時刻ｔ３において電動モータ６０に供給されているペダルトルク依存電力の値をＷ３と定義する。
【００７８】
図５の（ａ）に示したように、ピークＰｋが形成される時刻ｔ３より前の領域Ａ１では、ピークＰｋが形成された時刻ｔ３におけるペダルトルク依存電力Ｗ３よりも大きい電力が電動モータ６０に供給されている。さらに、図５の（ａ）に示したように、ピークＰｋが形成される時刻ｔ３より前で、かつ、大電力が供給された後の領域（図中の領域Ａ１と領域Ａ３の間の領域）Ａ２では、領域Ａ１で発生していたモータトルクＴｍより小さなモータトルクＴｍが発生している。つまり領域Ａ２では、領域Ａ１で供給されていた電力よりも小さい電力が電動モータ６０に供給されている。
【００７９】
（加速電力）
領域Ａ１や領域Ａ２の領域においては、モータ回転数Ｍ’は切換回転数Ｍｂ’より低速となっている。このため、この領域Ａ２，Ａ３においては、低速域制御部１１２が出力する指令値に応じて電動モータ６０に電力が供給されている。
【００８０】
図５に見られるように、運転者がペダルトルクＴｐを入力し、低速域制御部１１２が動作を開始したとき（時刻ｔ０）、既にクランク回転数Ｃは高速となっている。そのため、クランク回転数Ｃと電動モータ６０のモータ回転数Ｍ’との間には大きな差が生じている。このため、電動モータ６０の動作の初期段階では、低速域制御部１１２は高い電力を電動モータ６０に出力し、電動モータ６０は高加速度で駆動される。
【００８１】
このように、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部５７から出力される信号（Ｔｐ）の最も大きいピークが形成される時間より前の領域Ａ１においては、低速域制御部１１２が加速電力供給部として機能し、ピークＰｋが形成されるときのペダルトルク依存電力Ｗ３よりも大きい加速電力を電動モータ６０に供給する。
【００８２】
（加速緩和電力）
時刻ｔ０から一定期間は、加速電力供給部から高電力が供給されるので電動モータ６０は高加速度で駆動される。このため、図５に示したように、モータ回転数Ｍ’の立ち上がりは急峻となる。さらにモータ回転数Ｍ’がクランク回転数Ｃに近づくと、今度は低速域制御部１１２はＰＩＤ制御に従って、モータ回転数Ｍ’の加速度を緩和させるように電動モータ６０の電力を制御する。
【００８３】
このため、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部から出力される信号（Ｔｐ）の最も大きいピークＰｋが形成される時刻ｔ３より前で、かつ、加速電力が供給された後に、低速域制御部１１２は緩和電力供給部として機能し、加速電力より小さい電力を電動モータ６０に供給する。
【００８４】
（効果）
ペダル３３，３４にトルクが入力されてからペダル３３，３４が一回転する間にペダルトルク検出部５７から出力される信号Ｔｐの最も大きいピークＰｋが形成される時間とは、運転者が大きな力でペダル３３，３４を踏み込んだ時間である。この時間は、運転者が大きな駆動トルクを得たいと望んでいる状況である。そこでこの時間には、電動モータ６０は動力伝達部材を介して後輪２２に駆動力を伝達できるように、電動モータ６０がチェーン４６と噛み合っていることが望ましい。
【００８５】
一方で先述したように、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する前には、電動モータが動き始めてから電動モータが動力伝達部材と噛み合うまでにタイムラグが生じる。このタイムラグの期間は、電動モータ６０に加わっている負荷が小さい。
このタイムラグは、図５の（ａ）において、ペダルトルクＴｐが所定値以上となって電動モータ６０に電力が供給され始めた時刻ｔ０から、電動モータ６０がチェーン４６に噛み合ってモータ回転数Ｍ’がクランク回転数Ｃに一致する時刻ｔ４の間となる。
【００８６】
そこで、本実施形態に係る電動自転車においては、ペダル３３，３４にトルクが入力されてからペダル３３，３４が一回転する間にペダルトルク検出部５７から出力される信号の最も大きいピークＰｋが形成される時刻ｔ３より前に、ピークＰｋが形成されるときにペダルトルク依存電力供給部（高速域制御部１１３）から出力されているペダルトルク依存電力Ｗ３よりも大きい電力を、加速電力供給部（低速域制御部１１２）が電動モータ６０に供給している。
このため、時刻ｔ０から時刻ｔ４の間のタイムラグの間に、電動モータ６０に大電力を供給して高加速度を作用させることができ、電動モータ６０の回転数を短時間で高めることができる。これにより、電動モータ６０の応答性が高められている。
【００８７】
また、ペダル３３，３４にトルクが入力されてからペダル３３，３４が一回転する間にペダルトルク検出部５７から出力される信号の最も大きいピークＰｋが形成される時刻ｔ３より前、かつ、加速電力供給部（低速域制御部１１２）が加速電力を供給した後に、加速電力より小さい電力を緩和電力供給部（低速域制御部１１２）が電動モータ６０に供給している。
これにより、時刻ｔ０から時刻ｔ４の間のタイムラグの終了時には、大きな電力の供給をやめて小さい電力を供給している。これにより、電動モータ６０がチェーン４６に噛み合うときには、電動モータ６０に大きなモータトルクが作用しておらず、大きなモータトルクがチェーン４６に伝達されず、車両に大きな衝撃が生じにくい。
【００８８】
図６は、モータ制御部１０５が電力供給部１０６に出力する指令値に応じた指令電流値と、電動モータに実際に流れるモータ線電流値を示す波形図である。図６の（ａ）は本実施形態に係る電動自転車の例、図６の（ｂ）は参考例に係る電動自転車の例である。図６の（ａ），（ｂ）いずれにおいても、上段の図は図５で既に示した各種信号であり、下段の図はその経過時間における指令電流値Ｉ１とモータ線電流値Ｉ２の変動を示している。なお、電流値は実効値をプロットしている。
【００８９】
実施形態および参考例に係る電動自転車とも、電動モータがチェーンに噛み合うとき（時刻ｔ５）以外は、指令電流値とモータ線電流値とは一致している。
【００９０】
参考例に係る電動自転車においては、電動モータがチェーンに噛み合う際に（時刻ｔ５）、電動モータがチェーンに対して大きな相対速度でぶつかるので、電動モータの回転数が急変する。このため、図６の（ｂ）に示すように、電動モータがチェーンに噛み合う際に、モータ線電流は指令電流値から大きく逸脱する。
【００９１】
これに対して本実施形態に係る電動自転車においては、電動モータ６０がチェーン４６に噛み合う際に（時刻ｔ５）、電動モータ６０がチェーン４６に対して小さな相対速度で接続するので、電動モータ６０の回転速度は大きく変動しない。このため、図６の（ａ）に示すように、電動モータ６０がチェーン４６に噛み合う際にも、モータ線電流は指令電流値から大きく逸脱しない。このようにモータ線電流値の測定結果からも、本実施形態に係る電動自転車によれば衝撃が緩和されていることが確認できる。
【００９２】
（特許文献１との比較）
なお、特許文献１の電動自転車は、電動モータの動作開始の初期段階にソフトスタートを実行し、その後に過剰補助を実行している。タイムラグは電動モータの動作開始の初期段階で生じるのに、特許文献１の電動自転車はこのタイムラグを利用できていない。むしろ、アシスト比率を高める過剰補助を後期段階で実行するので、電動モータがチェーンと噛み合ったときに大きな衝撃が生じてしまう虞がある。また、これを抑える為にソフトスタートの時間を長くすると十分な補助動力を得られない。したがって、特許文献１の電動自転車では、応答性と衝撃の緩和の両立には限界があった。
【００９３】
これに対して本実施形態に係る電動自転車は、タイムラグの現象を利用することにより応答性と衝撃の緩和を飛躍的に高めたという点で、特許文献１とは全く異なるものである。
【００９４】
本実施形態において緩和電力供給部（低速域制御部１１２）は、ピークＰｋが形成されるときのペダルトルク依存電力Ｗ３よりも小さい電力を電動モータ６０に供給している。これにより、加速電力によって加速された電動モータ６０が加速緩和電力によって加速度が減少した後、再びペダルトルク依存電力により加速度が増加しながら、電動モータ６０がチェーン４６に噛み合うことになる。このため、電動モータ６０がチェーン４６と噛み合うときに、チェーン４６に衝撃を与えにくく、スムーズにチェーン４６と噛み合うため、さらに衝撃が緩和されている。
【００９５】
本実施形態において緩和電力供給部（低速域制御部１１２）は、図２に示したように、動力伝達部材の回転を検出する検出部の出力する信号であるクランク回転検出部５８からの信号と、電動モータ６０の回転を検出するモータ回転検出部６１からの信号とに応じて加速緩和電力を決定している。
【００９６】
これにより緩和電力供給部は、電動モータ６０と動力伝達部材との間の相対速度が小さい状態となるように、加速緩和電力を供給することができる。そのため、電動モータ６０がチェーン４６などの動力伝達部材と噛み合う際に、大きな衝撃を生じさせない。
【００９７】
本実施形態において加速電力供給部は、動力伝達部材であるクランク軸４１の回転を検出するクランク回転検出部５８が出力する信号と、電動モータ６０の回転を検出するモータ回転検出部６１が出力する信号とに応じて加速電力を決定している。このためクランク軸４１と電動モータ６０との相対速度が大きいときに、両者の速度差を小さくするように、加速電力供給部が電動モータ６０に電力を供給できる。これにより、応答性を高めることができる。
【００９８】
なお、上述の実施形態では、緩和電力供給部や加速電力供給部は、ペダルの踏み込みによって駆動されるクランクやチェーンなどの伝達部材の回転を検出する検出部の出力する信号と、電動モータ６０の回転を検出するモータ回転検出部６１が出力する信号とに応じて加速緩和電力または加速電力を決定する例を説明したが、本発明はこれに限られない。
緩和電力供給部や加速電力供給部は、ペダルの踏み込みにより動作が変動する部材の動作の変動を検出する検出部の出力する信号と、電動モータ６０の回転を検出するモータ回転検出部６１が出力する信号とに応じて加速緩和電力または加速電力を決定してもよい。ペダルの踏み込みに応じて動作が変動する部材の動作の変動とは、例えば、電動自転車の車速や、駆動輪ではない車輪の車輪速などである。慣性走行している状態から加速する場合には、緩和電力供給部や加速電力供給部をこのように構成しても、衝撃の緩和と応答性の向上を達成できる。
なお、車速は、例えば、車両に設けた加速度センサから得られた加速度を積分して算出したり、車両に設けたＧＰＳ（Global Positioning System）から得られた位置情報と時間情報とを基に算出することができる。
【００９９】
（速度制御による効果）
また、本実施形態に係る電動自転車によれば、電動モータ６０の動作の初期段階では、低速域制御部１１２により電動モータ６０を速度制御している。電動モータの動作の初期段階では負荷が小さいため、電動モータ６０の負荷が小さい。このため、慣性力の影響を受けにくく、電動モータ６０に供給する電力によって機敏に速度を制御することができる。したがって、動作の初期段階で速度制御することにより、短時間で高速回転とすることができ、また、その加速度を抑えることができる。これにより、応答性と衝撃力の緩和との両立が高いレベルで実現されている。
【０１００】
＜第二実施形態＞
上述の実施形態では、低速域制御部１１２が加速電力供給部および緩和電力供給部として機能し、高速域制御部１１３がペダルトルク依存電力供給部として機能する例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。
【０１０１】
図７は、本発明の第二実施形態に係る電動自転車に設けられたモータ制御部のブロック図である。なお、第二実施形態において第一実施形態と共通する部位については共通の符号を付してその説明を省略する。
【０１０２】
図７に示すように、モータ制御部２０５は、制御切換部２１１、加速電力供給部２１２、緩和電力供給部２１３、ペダルトルク依存電力供給部２１４、を備えている。
【０１０３】
ペダルトルク依存電力供給部２１４は、ペダルトルク検出部５７から出力される信号にアシスト比率ｋ１を乗じて指令値を算出し、この指令値に応じて電力供給部１０６から電動モータ６０に電力を供給する。つまり、ペダルトルク依存電力によって電動モータ６０に供給されるペダルトルク依存電力は、ペダル３３，３４に入力されるペダルトルクを検出するペダルトルク検出部５７から出力される信号に応じて変動する。
【０１０４】
加速電力供給部２１２は、ペダルトルク依存電力よりも大きな加速電力を電動モータ６０に供給する。本実施形態において、加速電力供給部２１２はペダルトルクＴｐにアシスト比率ｋ２を乗じて指令値を算出し、この指令値に応じて電力供給部１０６から電動モータ６０に電力を供給する。このとき、アシスト比率ｋ２は、ペダルトルク依存電力供給部２１４で設定されたアシスト比率ｋ１より大きな値とする。
【０１０５】
緩和電力供給部２１３は、加速電力よりも小さな電力を電動モータ６０に供給する。例えば、緩和電力供給部２１３はペダルトルクＴｐにアシスト比率ｋ３を乗じて指令値を算出し、この指令値に応じて電力供給部１０６から電動モータ６０に電力を供給する。このとき、アシスト比率ｋ３は、加速電力供給部２１２で設定されたアシスト比率ｋ２より小さな値とする。
【０１０６】
制御切換部２１１は、ペダルトルク検出部５７の出力信号が特定の大きさ以上となったときから、経過時間ｓ［ｓｅｃ］をカウントする。制御切換部２１１は、経過時間ｓに応じて、加速電力供給部２１２、緩和電力供給部２１３、ペダルトルク依存電力供給部２１４の動作を切り換える。
【０１０７】
本実施形態においては、ペダルトルク検出部５７の出力信号が０から特定の大きさ以上となったとき（ｓ０）から第一閾値ｓ１の時間が経過したとき、制御切換部２１１は加速電力供給部２１２のみを動作させる。
第一閾値ｓ１の時間より長い第二閾値ｓ２の時間が経過したら、制御切換部２１１は加速電力供給部２１２の動作を停止させて、緩和電力供給部２１３のみを動作させる。
さらに第二閾値ｓ２の時間より長い第三閾値ｓ３の時間が経過したら、制御切換部２１１は緩和電力供給部２１３の動作を停止させて、ペダルトルク依存電力供給部のみを動作させる。
【０１０８】
ところで、電動モータの停止状態から電動モータが車輪にモータトルクを作用させるまでのタイムラグの長さは機械的要素の遊びの大きさに依存する。このため、設定した遊びの大きさに応じて、タイムラグの長さを前もって把握しておくことができる。そこで本実施形態においては、予め分かっているタイムラグの長さに応じて、このタイムラグの期間内に電動モータの加速が完了するように、上述した第一閾値ｓ１、第二閾値ｓ２、第三閾値ｓ３を設定している。
【０１０９】
これにより、ペダル３３，３４にトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部５７から出力される信号（Ｔｐ）の最も大きいピークが形成される時間より前に、ピークが形成されるときにペダルトルク依存電力よりも大きい電力を、加速電力供給部２１２は電動モータ６０に供給することができる。これにより、電動モータ６０を短時間で高速で回転させることができ、応答性が高められている。
【０１１０】
また、ペダル３３，３４にトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部５７から出力される信号（Ｔｐ）の最も大きいピークが形成される時間より前で、かつ、加速電力が供給された後に、加速電力より小さい電力を、緩和電力供給部２１３は電動モータ６０に供給することができる。これにより、衝撃が緩和されている。
【０１１１】
＜第三実施形態＞
あるいは、本発明は以下のように構成してもよい。
なお上記第二実施形態において、制御切換部２１１は経過時間ｓに応じて、加速電力供給部２１２、緩和電力供給部２１３、ペダルトルク依存電力供給部２１４の動作を切り換える例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、ペダルトルクに応じて、加速電力供給部２１２、緩和電力供給部２１３、ペダルトルク依存電力供給部２１４の動作を切り換えてもよい。
【０１１２】
例えば、ペダルトルク検出部５７から出力される信号（Ｔｐ）が所定の下限値より大きく第一閾値Ｔｐ１未満の領域では、加速電力供給部２１２のみを動作させ、電動モータ６０に加速電力を供給する。
さらに、ペダルトルク検出部５７から出力される信号（Ｔｐ）が第一閾値Ｔｐ１以上第二閾値Ｔｐ２（第二閾値Ｔｐ２は第一閾値Ｔｐ１より大きい）未満の領域では、緩和電力供給部２１３のみを動作させ、電動モータ６０に加速緩和電力を供給する。
さらに、ペダルトルク検出部５７から出力される信号（Ｔｐ）が第二閾値Ｔｐ２以上の領域では、ペダルトルク依存電力供給部２１４のみを動作させ、電動モータ６０にペダルトルク依存電力を供給する。
【０１１３】
ペダルの踏み込みによって電動モータ６０が回転し始めるときに、ペダルトルクの小さな初期段階では、電動モータ６０はチェーン４６などの動力伝達部材と噛み合っていない。そこでペダルトルクの小さな領域では、大きな加速電力を電動モータ６０に供給して、電動モータの応答性を高めている。
【０１１４】
また、さらにペダルの踏み込みが進み、かつ、まだ電動モータ６０がチェーン４６と噛み合っていない、ペダルトルクが第一閾値Ｔｐ１以上第二閾値Ｔｐ２未満の領域では、加速電力より小さな加速緩和電力を電動モータ６０に供給している。これにより、衝撃の緩和が図られている。
【０１１５】
このように本実施形態に係る電動自転車によっても、ペダルにトルクが入力されてからペダルが一回転する間にペダルトルク検出部５７から出力される信号の最も大きいピークが形成される時間のタイムラグの期間内に、電動モータを高加速度で駆動して高速回転させ、さらにこのタイムラグの期間内に電動モータの加速を終了することができる。これにより、電動モータ６０の応答性と衝撃の緩和が図られている。
【０１１６】
＜変形例＞
以上、本発明を第一実施形態から第三実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
【０１１７】
例えば、第二実施形態および第三実施形態では、加速電力および加速緩和電力は、ペダルトルクの変動に応じて変動させた例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、加速電力供給部および緩和電力供給部は、ペダルトルクの変動に対して変動しない一定の電力を供給するように構成してもよい。
【０１１８】
また、上述の説明では動力伝達部材としてチェーン４６を例に挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えばチェーンを介さずに、電動モータの補助スプロケットがギアを介してクランク軸の駆動スプロケットに接続している電動自転車においては、補助スプロケット、ギア、駆動スプロケットも動力伝達部材となる。あるいは、電動モータが後輪の車軸に接続されている場合には、後輪の車軸が動力伝達部材となる。本発明において動力伝達部材とは、電動モータがモータトルクを伝達する機械的要素である。
【符号の説明】
【０１１９】
３５：バッテリ
４１：クランク軸
５７：ペダルトルク検出部
５８：クランク回転検出部
６０：電動モータ
６１：モータ回転検出部
６２：モータトルク検出部
１００：制御装置
１０１：ペダルトルク検知部
１０２：クランク回転数検知部
１０３：モータ回転数検知部
１０４：モータトルク検知部
１０５，２０５：モータ制御部
１０６：電力供給部
１１１，２１１：制御切換部
１１２：低速域制御部（加速電力供給部，緩和電力供給部）
１１３：高速域制御部（ペダルトルク依存電力供給部）
２１２：加速電力供給部
２１３：緩和電力供給部
２１４：ペダルトルク依存電力供給部
【図１】
2014208523.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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