(57)【要約】【課題】走行状態に応じた電動アシスト制御を行う車両を提供する。【解決手段】本発明の運転者の作動力によって推進することができるようになっている車両１００は、前輪部と後輪部のうちの少なくとも一方が左右一対の車輪１０１、１０２から構成され、センサにより、車両１００の速度と傾きの検出を行い、検出した速度の範囲と検出した傾きの範囲により、制御方法を決定し、電動アシストの力を左右独立に制御する。【選択図】図１
2019137115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪部と後輪部のうちの少なくとも一方が左右一対の車輪から構成された、運転者の作動力によって推進することができるようになっている車両であって、
前記車両の状態の検知を行い、前記検知に応答して前記一対の車輪の各々の回転力を互いに独立に制御できるようになっており、
バッテリと、
前記バッテリに接続され、前記一対の車輪のうちの一方の回転力を制御するためのモータ、及び前記一対の車輪のうちの他方の回転力を制御するためのモータから構成された一対のモータと、
前記状態の検知を行い、前記検知に基づく状態信号を送信するセンサと、
前記状態信号を演算処理して前記一対のモータを制御するための制御信号を送信する車体コントローラと、
前記車体コントローラから送信された前記制御信号に基づいて前記バッテリと前記一対のモータとの間の電力供給を制御するモータドライバと、
を備え、
前記検知した状態信号に応じて、前記モータドライバによって前記一対のモータの各々の出力を互いに独立に制御して、前記一対の車輪の各々の回転力を互いに独立に制御できる車両。
【請求項２】
前記状態信号は、車両の速度に関する信号を含み、前記車体コントローラは、前記車両の速度が、予め決められた複数の速度範囲のどこに属するかにより、前記一対の車輪の各々の回転力の制御を決定する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記状態信号は、車両の鉛直方向に対する傾斜角度に関する信号を含み、前記車体コントローラは、前記車両の傾斜角度が、予め決められた複数の傾斜角度範囲のどこに属するかにより、前記一対の車輪の各々の回転力の制御を決定する、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記状態信号は、車両の鉛直方向に対する傾斜角速度に関する信号を含み、前記車体コントローラは、前記車両の傾斜角速度が、予め決められた複数の傾斜角速度範囲のどこに属するかにより、前記一対の車輪の各々の回転力の制御を決定する、請求項２に記載の車両。
【請求項５】
前記車両の傾斜速度は、傾斜センサによって検出される、請求項３に記載の車両。
【請求項６】
前記車両の傾斜角速度は、加速度センサによって検出される、請求項４に記載の車両。
【請求項７】
前記状態信号は、作動力に関する信号を含み、前記一対のモータの出力値は、前記作動力と前記車両の速度によって決まる、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記作動力は、作動力センサによって検出する、請求項７に記載の車両。
【請求項９】
前記状態信号は、ペダルの回転円上での位置を示すクランク角に関する信号を含み、元気車体コントローラは、クランク角により、前記一対のモータの出力値を補正する、請求項７または８に記載の車両。
【請求項１０】
前記一対の車輪の各々の回転力の制御は、前記一対のモータの出力値を変更することと、前記一対のモータの出力値を前記一対の車両のそれぞれへ分配する分配比率を変更することを含む、請求項９に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発進時や路面変化等の走行状態に応じた姿勢制御を行う、運転者の作動力によって推進することができる車両、特に電動アシスト自転車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
三輪以上を有し、前輪部と後輪部のうちの少なくとも一方が、左右一対の車輪により構成された自転車等の運転者の作動力によって車輪を回転させて推進することができる車両（以下、前輪部が一対の車輪により構成された車両を「前輪二輪式車両」、後輪部が一対の車輪により構成された車両を「後輪二輪式車両」という）は、前輪部及び後輪部に一輪ずつ配置された従来の二輪自転車と比較して、三輪以上の多輪のために通常は傾斜やふらつきに対して安定しているが、一方で低速及び中高速の両方の場合に対して適切な姿勢制御を行うことが難しく、カーブでの旋回時に一対の車輪間の回転数差の不適正によって転がり抵抗が大きくなって曲がりにくい。
【０００３】
このような問題より、特許文献１には、ハンドルの操舵に連動してリンク機構全体が左右に動く三輪の前輪二輪式車両が開示され、リンク機構のリンク可動具合は、リンク角制御装置を用いて調整され、ステム部とリンク機構部に取り付けられた留部にリンク角制御装置を取り付け、車輪の車体速度センサからＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）を介して制御する電気式（電磁）サーボ弁の開度によって、低速域ではリンクの可動具合を固着させる傾向で設定し、中高速域ではリンクの可動抵抗を無くす傾向で設定し、リンク機構のリンク角の可動具合を制御することで車体の姿勢を制御することが開示されている。
【０００４】
他方で、特許文献２、特許文献３のように、電動アシスト２輪自転車において、ペダル回転速度やペダルの入力トルクに応じて、モータ駆動を制御する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８４５０８号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０６４２号公報
【特許文献３】特開２０１６−１６８８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような前輪部における右側の車輪と左側の車輪が同一の回転力を有する三輪の前輪二輪式車両は、カーブでの旋回時において、姿勢変化に対して安定性を向上させることができる。しかし、特許文献１のような三輪の前輪二輪式車両を含む前輪二輪式或いは後輪二輪式車両は、多輪により接地点が多いことから、段差面や傾斜面の影響を受けた場合には傾斜しやすい傾向にある。また、該前輪二輪式或いは後輪二輪式車両は、車輪の接地面積が大きいことから、発進時に大きな踏力等の人による作動力が必要になって、バランスを崩してふらつきが発生しやすい傾向にある。例えば、前輪二輪式車両の場合、特に上り坂において重心バランスが悪く、速度を上げにくいうえに漕ぎ出し時等の発進時でもふらつきが発生しやすい。このように、該前輪二輪式或いは後輪二輪式車両は、傾斜やふらつきが発生した場合において低速及び中高速の両方の場合において車両の姿勢変化に対する姿勢制御が充分ではなく、姿勢変化に対して安定性が確保されにくい、という問題点がある。
【０００７】
また、特許文献２および特許文献３では、２輪自転車のアシスト用モータ駆動制御について述べているが、３輪の自転車では、２つのモータを持ち、姿勢を保つためにより高度なモータ駆動制御が必要となる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、低速および中高速の場合において、前輪部と後輪部のうちの少なくとも一方に左右一対の車輪の各々の回転力を互いに独立に制御する一対のモータを備えることによって、発進時や路面変化等の走行状態に応じた姿勢制御を行って、姿勢変化に対して安定性を確保する、運転者の作動力によって車輪を回転させて推進することができる車両、その車両を制御する方法、及び、その車両に使用される制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの観点によれば、前輪部と後輪部のうちの少なくとも一方が左右一対の車輪から構成された、運転者の作動力によって推進することができるようになっている車両が、車両の状態の検知を行い、検知に応答して一対の車輪の各々の回転力を互いに独立に制御できるようになっている。
【００１０】
本発明の一具体例によれば、前輪部と後輪部のうちの少なくとも一方が左右一対の車輪から構成された、運転者の作動力によって推進することができるようになっている車両が、車両の状態の検知を行い、検知に応答して一対の車輪の各々の回転力を互いに独立に制御できるようになっており、バッテリと、バッテリに接続され、一対の車輪のうちの一方の回転力を制御するためのモータ、及び一対の車輪のうちの他方の回転力を制御するためのモータから構成された一対のモータと、状態の検知を行い、検知に基づく状態信号を送信するセンサと、状態信号を演算処理して一対のモータを制御するための制御信号を送信する車体コントローラと、車体コントローラから送信された制御信号に基づいてバッテリと一対のモータとの間の電力供給を制御するモータドライバと、を備え、検知した状態信号に応じて、モータドライバによって一対のモータの各々の出力を互いに独立に制御して、一対の車輪の各々の回転力を互いに独立に制御する。
【００１１】
本発明の一具体例によれば、車両が、前輪二輪式三輪自転車である。
【００１２】
本発明の一具体例によれば、上述の状態信号の１つは、車両の速度に関する信号であり、車両の速度が、予め決められた複数の速度範囲のどこに属するかにより、制御の方法を決定する。
【００１３】
状態信号の他の１つは、車両の鉛直方向に対する傾斜角度に関する信号であり、上述の車両の速度範囲に加え、車両の傾斜角度が、予め決められた複数の傾斜角度範囲のどこに属するかにより、制御の方法を決定する。
【００１４】
状態信号の他の１つは、車両の鉛直方向に対する傾斜の角加速度に関する信号であり、上述の車両の速度範囲に加え、前記車両の傾斜の角加速度が、予め決められた複数の角加速度範囲のどこに属するかにより、制御の方法を決定する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一対の車輪の各々にモータを配置して、一対のモータの各々の出力を互いに独立に制御して一対の車輪の各々の回転力を互いに独立に制御させることによって、発進時、路面変化、等による車両の傾斜を補正することで、ふらつきを抑えて走行状態に応じた姿勢制御を行うことができる。また、センサによって車両の状態の検知を行い、その検知結果に基づいて演算処理することによって一対の車輪の各々に対して最適な互いに独立した回転力を発生させることができる。
【００１６】
なお、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態としての車両を側面から見た概略図である。
【図２Ａ】図１の車両を前面から見た概略図である。
【図２Ｂ】図１の車両の鉛直方向に対する傾きθを示し、運転者から見て左側に傾斜している場合の前面から見た概略図である。
【図３】本発明の一実施形態としての車両に使用される制御装置の機能構成を示すブロック図であって、モータを電動機として作動させた状態を表す。
【図４】本発明の一実施形態としての車両に使用される制御装置の機能構成を示すブロック図であって、モータを発電機として作動させた状態を表す。
【図５】一般的な、ペダルを踏む力（人力、作動力）とモータによりアシストするモータ力の最大値と車速の関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態としての車速と制御方法の関係を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態としてのアシスト制御のメインフローチャートである。
【図８】図７のフローチャート内の走行モード中の制御を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態としての傾斜角センサと車速度と左右のアシスト比の関係を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態としての角速度と車速度と左右のアシスト比の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１９】
１．  車両の外観
図１、図２Ａ、及び図２Ｂに本発明の一実施形態である車両１００を示す。ここでいう車両とは、前輪部と後輪部のうち少なくとも一方が左右一対の車輪から構成された、その運転者の作動力によって前輪部と後輪部のうちの少なくとも一方にある車輪を回転させて推進することができるようになっている車両である。そのような車両として、例えば、運転者が作動力である踏力をペダルに与えることによって車輪を回転させて推進することができる自転車がある。以下の実施例では車両のうち、特に自転車について示すが、自転車以外の運転者の作動力によって推進することができる車両にも適用させることができる。
【００２０】
車両１００は、前輪部と後輪部のうちの前輪部が左右一対の車輪から構成された前輪二輪式自転車であって、前輪部に配置された運転者から見て右側に位置する第１の車輪１０１、及び運転者から見て左側に位置する第２の車輪１０２を有する左右一対の車輪と、後輪部に配置された一輪の第３の車輪１０３を備えている。この場合、後輪部に一輪以上の車輪を備えてもよい。第１の車輪１０１と第２の車輪１０２はリンク機構１１３によって接続されてもよい。また、車両１００は、バッテリ１０９と、第１の車輪１０１のハブに配置され、第１の車輪１０１の回転力を制御するための第１のモータ１０４、及び第２の車輪１０２のハブに配置され、第２の車輪１０２の回転力を制御するための第２のモータ１０５から構成された一対のモータとを備えている。一対のモータ１０４、１０５は、バッテリ１０９に接続されている。
【００２１】
なお、図１、図２Ａ、及び図２Ｂの車両１００は、前輪部が左右一対の車輪から構成された前輪二輪式三輪自転車であるが、後輪部が左右一対の車輪から構成された後輪二輪式車両であってもよい。後輪二輪式車両のうち、例えば後輪二輪式自転車の場合には、後輪においてディファレンシャル・ギヤ（差動歯車）を採用することによって左右の車輪に回転差を与えられるようにして、更に左右の車輪の各々のハブにモータを配置する。
【００２２】
また車両１００は、車両１００の状態の検知を行い、その検知に基づく状態信号を送信するセンサ群を備えている。図１に示すように、車両１００の状態としては、例えば、車両１００の鉛直方向に対する傾斜、車両１００の運転者による作動力、車両１００の速度、ペダルの位置（クランク角）等があり、それぞれが傾斜センサ１０６、作動力センサ１０７、速度センサ１０８、クランク角センサ１２２等によって検知される。傾斜センサ１０６、作動力センサ１０７、速度センサ１０８、クランク角センサ１２２等は、その機能が発揮できる限りセンサの種類は限定されない。
【００２３】
２．  車両の構成
図３、及び図４に、前輪部と後輪部のうちの少なくとも一方が、第１の車輪１０１である右側の車輪、及び第２の車輪１０２である左側の車輪を有する左右一対の車輪により構成された車両１００に使用される制御装置１１７を示す。制御装置１１７は、バッテリ１０９、バッテリ１０９に接続され、第１の車輪１０１である右側の車輪の回転力を制御する第１のモータ１０４、及び第２の車輪１０２である左側の車輪の回転力を制御する第２のモータ１０５から構成された一対のモータと、傾斜センサ１０６、作動力センサ１０７、速度センサ１０８、及びクランク角センサ１２２を含み、車両１００の状態の検知を行い、その検知に基づく状態信号（傾斜信号１１８、作動力信号１１９、速度信号１２０、クランク角信号１２３）を送信するセンサ群と、状態信号１１８〜１２０、１２３を受信して演算処理し、第１のモータ１０４と第２のモータ１０５の出力を制御するための制御信号１２１を送信する車体コントローラ１１４と、車体コントローラ１１４から送信された制御信号１２１に基づいて、バッテリ１０９と第１のモータ１０４との間の電力供給を制御する第１のモータドライバ１１５、及びバッテリ１０９と第２のモータ１０５との間の電力供給を制御する第２のモータドライバ１１６を備えている。
【００２４】
このようにして、制御信号１２１を受信した第１のモータドライバ１１５、及び第２のモータドライバ１１６はそれぞれ、あるタイミングでは図３で示したようにバッテリ１０９から第１のモータ１０４、及び第２のモータ１０５に電力を供給し、あるタイミングでは図４で示したように第１のモータ１０４、及び第２のモータ１０５からバッテリ１０９に電力を供給して、第１のモータ１０４の出力、及び第２のモータ１０５の出力を互いに独立に制御できるようになっている。
【００２５】
なお、第１のモータドライバ１１５、第２のモータドライバ１１６は、一体化されたモータドライバであってもよいし、更に、車体コントローラ１１４、第１のモータドライバ１１５、第２のモータドライバ１１６は、一体化されたコントローラとして構成されていてもよく、その構成は車両の形態に応じて適宜決めるようにしてもよい。また、車体コントローラ１１４、第１のモータドライバ１１５、第２のモータドライバ１１６は、車両１００の運転者の把持部分であるハンドル１１２に配置されてもよいし、車両１００が自転車の場合には、サドル１１１の下に配置されてもよく、その配置位置も車両の形態に応じて適宜決めるようにしてもよい。
【００２６】
図３、及び図４においては、制御信号１２１は、車体コントローラ１１４から第１のモータドライバ１１５、及び第２のモータドライバ１１６に対してそれぞれ１本の信号線で送信されているが、制御信号１２１に第１のモータドライバ１１５、及び第２のモータドライバ１１６の各々のための認証コードを持たせることによって、１本の信号線で送信されてもよく、また、制御信号を伝送できるならば、有線式であっても無線式であってもよい。
【００２７】
センサ群の傾斜センサ１０６は、バッテリ１０９からの電力により作動し、車両１００の鉛直方向に対する傾斜を検知する。傾斜センサ１０６を含むことにより、車両の発進時、路面変化、等による左右に対して交互に傾斜するふらつきを検知することができる。傾斜センサ１０６としては、例えば、傾斜角センサ、ジャイロセンサ、等がある。図１に示すように車両１００が自転車である場合には、傾斜角センサ、ジャイロセンサ、等は、サドル１１１の下に配置されてもよい。
【００２８】
図２Ｂに示すように、車両１００が鉛直方向に対して運転者から見て左側に傾斜すると、傾斜角センサによって傾斜角θが検知され、或いは、ジャイロセンサによって傾斜角θに対する角速度が検知されることによって、車両１００の傾斜を検知する。また、傾斜センサ１０６としては、例えば、トルクセンサがあり、第１の車輪１０１、及び第２の車輪１０２の各々にトルクセンサを配置し、各トルクセンサから検知される各車輪のトルクの差を使用することによっても車両１００の傾斜を検知することができる。また、傾斜センサ１０６としては、例えば、操舵角センサがあり、運運転者の把持部分であるハンドル１１２に操舵角センサを配置し、操舵角センサから検知される操舵角を使用することによっても車両１００の傾斜を検知することができる。
【００２９】
なお、傾斜センサ１０６は、車両１００が走行している路面が、図１、図２Ａ、図２Ｂのような水平な路面であっても、上り坂や下り坂という傾きがある路面であっても、車両１００の鉛直方向に対する傾斜を検知することができるようになっている。センサ自体が実際の傾斜角θを求めるようにしてもよく、ある種の一つ又は複数のセンサを使用し、そのセンサからの情報をまとめて処理して実際の妥当な傾斜角θを車体コントローラ１１４が算出するようにしてもよい。
【００３０】
傾斜センサ１０６は、検知された傾斜に関係する情報を含む状態信号（傾斜信号１１８）を生成して車体コントローラ１１４に送信する。
【００３１】
センサ群の作動力センサ１０７は、バッテリ１０９からの電力により作動し、車両１００の運転者による車両１００を推進させるための作動力を検知する。車両１００が自転車である場合には、作動力センサ１０７として、トルクセンサがある。図１に示すようにトルクセンサを左右一対のペダル１１０を接続しているシャフトに配置し、車両１００の運転者がペダル１１０を踏むことによって回転するシャフトのトルクを検知して、運転者による作動力であるペダル踏力を検知する。
【００３２】
なお、作動力センサ１０７は、車両１００の運転者によって掛けられている作動力を検知できるものであればどのようなセンサであってもよい。また傾斜角センサと同様、作動力センサ自体が実際の作動力を求めるようにしてもよく、ある種の一つ又は複数のセンサを使用し、そのセンサからの情報をまとめて処理して実際の妥当な作動力を車体コントローラ１１４が算出するようにしてもよい。
【００３３】
作動力センサ１０７は、検知された作動力を含む状態信号（作動力信号１１９）を生成して車体コントローラ１１４に送信する。
【００３４】
センサ群の速度センサ１０８は、例えばバッテリ１０９からの電力により作動し、図１に示すように後輪である第３の車輪１０３に配置され、第３の車輪１０３の回転速度から車両１００の速度を検知する。なお、速度センサ１０８は、車両１００の速度を検知できるものであればどのようなセンサであってもよい。また、速度センサ１０８は、第１の車輪１０１、第２の車輪１０２のいずれかに配置されてもよく、その配置位置は車両の形態に応じて適宜決め得る。
【００３５】
また傾斜角センサや作動力センサと同様、速度センサ自体が実際の作動力を求めるようにしてもよく、ある種の一つ又は複数のセンサを使用し、そのセンサからの情報をまとめて処理して実際の妥当な速度を車体コントローラ１１４が算出するようにしてもよい。また、本発明の目的を達成できるのであれば、継続して速度を求める代わりに、一つ又は複数の所定の閾値速度を超えたか、超えていなかを単純に判断できるような速度センサと車体コントローラの構成とするようにしてもよい。速度センサ１０８は、検知された速度（上記で説明したように、所定の速度閾値のどの範囲にいるかの速度情報の場合も含む）を含む状態信号（速度信号１２０）を生成して車体コントローラ１１４に送信する。
【００３６】
ペダルはシャフトを中心に円運動をするが、そのペダルの円周上の位置を角度（０ｄｅｇ−３６０ｄｅｇ）で表し、クランク角と呼ぶ。センサ群のクランク角センサ１２２は、例えばバッテリ１０９からの電力により作動し、検知されたペダルの位置（クランク角）を示す状態信号（クランク角信号１２３）を生成し、車体コントローラ１１４に送信する。クランク角センサ１２２は、作動力センサ１０７であるトルクセンサに内蔵されても良い。
【００３７】
車体コントローラ１１４は、状態信号（傾斜信号１１８、作動力信号１１９、速度信号１２０、クランク角信号１２３）を受信して、車両１００の速度と車両１００の傾斜の方向を含む傾斜角を判定し、作動力信号１１９とクランク角信号１２３から、作動力とペダルの位置を判定し、第１のモータ１０４、第２のモータ１０５の回転力（アシスト力）を決定する。さらに、車体コントローラ１１４は、第１のモータ１０４、第２のモータ１０５の回転力（アシスト力）に相当する制御信号１２１を第１のモータドライバ１１５、及び第２のモータドライバ１１６に送信する。
【００３８】
第１のモータドライバ１１５、及び第２のモータドライバ１１６は、それぞれ、車体コントローラ１１４から送信された制御信号１２１に基づいて、バッテリ１０９と第１のモータ１０４、及び第２のモータ１０５との間の電力供給を制御する。第１のモータ１０４の出力、及び第２のモータ１０５の出力はそれぞれ、第１のモータドライバ１１５、及び第２のモータドライバ１１６によって、車体コントローラ１１４から送信された制御信号１２１に基づいてバッテリ１０９と第１のモータ１０４、及び第２のモータ１０５との間の電力供給を制御されて、互いに独立に制御されることができるようになっている。
【００３９】
互いに独立に制御された第１のモータ１０４の出力、及び第２のモータ１０５の出力がそれぞれ、第１の車輪１０１の回転力、及び第２の車輪１０２の回転力を互いに独立に制御することによって、車両１００の傾斜を補正して鉛直方向に姿勢を戻す。この場合、第１のモータ１０４、及び第２のモータ１０５は、一対の車輪のうちのその傾斜に対して同じ側に位置する車輪の回転力を増加でき、或いは、その傾斜に対して反対側に位置する車輪の回転力を減少できるようになっている。
【００４０】
３．アシスト制御
本願発明では、車体コントローラ１１４が、各種センサからの出力を受け取り、第一のモータ１０４および第２のモータ１０５の出力を決定する。その過程を詳しく説明する。説明を簡単にするため、第１のモータ１０４を右車輪アシスト用、第２のモータ１０５を左車輪アシスト用とする。
【００４１】
図５は、本実施例における人間がペダルを踏む力（人力、作動力）とモータによりアシストするモータ力の最大値と車速の関係を示す図である。本願発明の対象となる車両は、アシストするモータ力の最大値ｆが法律により規制されている。また、最大値ｆは車両の種類や特性によっても左右される。モータ力最大値は、低速時にはｆであるが、ある車速Ｖ１を越えるとｆより小さくなり、車速Ｖ２になると０になる。人力とモータ力の最大値ｆとの比率をアシスト比率Ｆと呼ぶ。
【００４２】
図６は、本実施例における車速と制御方法の関係を示す図である。車速に応じて、アシスト制御方法を切り替える。
【００４３】
図７は、本実施例のアシスト制御プログラムのメインフローである。車体コントローラ１１４がこのフローによって示されるアシスト制御プログラムを実行することによって、アシスト制御を行なう。車両のキーを回すことにより、あるいは、アシストスイッチをオンにすることにより、本フローは開始される。また、車両のキーを戻すことにより、あるいは、アシストスイッチをオフにすることにより、本フローは終了される。
【００４４】
Ｓ７０１：モータ部（モータドライバ１１５、１１６、モータ１０４、１０５）の電源がオンになっているかチェックする。
Ｓ７０２：Ｓ７０１において、モータ部の電源がＯＮなら、システムに異常が無いかをチェックする。このチェックは、車体コントローラ１１４が診断プログラムを実行することにより行なう。チェックする項目は、バッテリ１０９の電圧が正常範囲にあるか、センサ１０６、１０７、１０８、１２２の電圧が正常範囲にあるか、モータドライバ１１５、１１６への信号を出力できるか、などである。
【００４５】
Ｓ７０３：Ｓ７０２において、システムに異常がなければ、走行モードに入る。
Ｓ７０４：Ｓ７０２において、システムに異常がある場合には、モータ出力をオフとする。
Ｓ７０５：システムのどこに異常があるかを利用者に知らせる。
Ｓ７０６：Ｓ７０５の代替として、車両を駐輪時モードとしても良い。
【００４６】
図８は、図７のフローチャート内の走行モード（Ｓ７０３）中の制御を示すフローチャートである。
Ｓ８０１：作動力センサ１０７から作動力信号１１９の出力があるか否か、すなわち、人間がペダルを踏んでいるか否かをチェックする。
Ｓ８０２：作動力信号１１９の出力が０の時は、モータの出力をオフとする。
Ｓ８０３：現在のモード値（後述）を保持・記録する。
【００４７】
Ｓ８０４：トルク実行値を計算するする。Ｓ８０１で取得した作動力センサ１０７からの作動力信号１１９の信号値（電圧Ｖ）と実際のトルクであるトルク実効値（Ｎｍ）との関係は、多くの場合、線形の関係ではなく、歪んでいる。両者の関係は使用するセンサの特性に応じて変わりうる。従って、作動力センサ１０７の特性から、作動力信号１１９の信号値をトルク実効値Ｔｑθｃに変換する。Ｔｑθｃは、クランク角がθｃであるときのトルク実行値という意味である。
【００４８】
Ｓ８０５：速度センサ１０８の出力である速度信号１２０を取り込み、車両の速度ｖを取得する。傾斜センサ１０６の出力である傾斜信号１１８を取り込み、車両の傾斜角度θを取得する。また、クランク角センサ１２２の出力であるクランク角信号を取り込み、クランク角を取得する。
【００４９】
Ｓ８０６：アシスト比率Ｆを算出する。アシスト比率は、図５に従って計算される（モータ力／人力）であり、速度ｖの関数である。
Ｓ８０７：ペダル角なまし係数ｚを取得する。ペダル角なまし係数ｚは、ペダル角（クランク角θｃ）の関数である。クランク角θｃによって運転者からの作動力（トルク）が変動するが、トルクをアシスト力に反映してしまうとギクシャクした出力となり乗り心地が悪くなるため、ペダル角なまし係数ｚで平準化をする。
【００５０】
Ｓ８０８：保持しているモード値がＡか否かをチェックする。
Ｓ８０９：保持しているモード値がＡの場合、車速がａを超えたか否かをチェックする。
【００５１】
Ｓ８１０：もしＳ８０９において、車速ｖがａを超えていたならば、モード値をＢにセットし、モードＢの制御を行なう。
Ｓ８１１：もしＳ８０９において、車速ｖがａを超えていないならば、走り出しモードの制御を行ない、モード値をＡとする。走り出しモードとは、左右の車輪を同じ力でアシストし、急発進を防ぐため、アシストするモータの出力値を小さくする。
Ｓ８１３：モード値がＡでないならば、停車と判断された後の初パルスか、すなわち、停車後に走行を開始したかどうかをチェックする。
【００５２】
Ｓ８１４−Ｓ８１６：停車後の走行開始でないならば、Ｓ８０５において得た車速ｖを判断する。
Ｓ８１７−Ｓ８２０：車速にあわせて、モードＡ−Ｎの制御を行なう。また、モード値を保持する。すなわち、それぞれのモードに応じたアシスト力を左右それぞれの車輪について決定し、モータドライバ１１５、１１６へ制御信号を送信する。また、モード値を保持・記録する。車速ｖがアシストを行なう最高の車速（図５のＶ２）を超えた場合には、Ｓ８０２にジャンプし、モーター出力をオフにする。図８の車速ｎが、図５のＶ２に相当する。
【００５３】
これらのステップは、定期的たとえば、１０マイクロ秒おきにＳ８０１が実行されるように繰返される。
それぞれのモードについては、後述する。
【００５４】
アシストする力であるアシストトルクの計算方法について、説明する。
ペダル位置（クランク角）がθｃの時のアシストトルクＴｑＭｏｔθｃは、式（１）によって表される。
ＴｑＭｏｔθｃ＝Ｆ＊ｋ＊ｚ＊Ｔｑθｃ  ・・・（１）
ここで、
Ｔｑθｃ：クランク角がθｃの時の実行トルク値であり、Ｓ８０４で算出した値を用いる。
Ｆ：アシスト比率であり、図５に従って、図８のＳ８０６で計算した値を使用する。
ｋ：モータ軸換算係数であり、モータの性能によって決まる値である。
ｚ：Ｓ８０７で取得したペダル角なまし係数ｚであり、クランク角度θｃの関数である。
【００５５】
図８のＳ８１７−Ｓ８２０で、設定したモードにおける制御について説明する。
図９は、各モードと車両の傾斜角度θ（ｄｅｇ）によって、上述の式（１）によって計算したアシストトルクを第１の車輪（右車輪：Ｒ）と第２の車輪（左車輪：Ｌ）に振り分ける場合の比率を示したものである。車両の傾斜角度θについては、進行方向に対し、右側への倒れを＋とする。
【００５６】
右車輪Ｒのアシスト力は、ＴｑＭｏｔθｃ＊Ｌ／（Ｌ＋Ｒ）であり、左車輪Ｒのアシスト力は、ＴｑＭｏｔθｃ＊Ｒ／（Ｌ＋Ｒ）となる。たとえば、図９において、モードＢで、θがθ１とθ２の間であるとき（網掛け部分）、Ｒは０．５であり、Ｌは０．２５であるため、式（１）で計算したアシストトルクＴｑＭｏｔθｉに、右車輪用には、０．５／（０．５＋０．２５）を積算し、左車輪用には、０．２５／（０．５＋０．２５）を積算して、それぞれの車輪のアシスト力（アシストトルク）とする。第１の車輪のモータドライバ１１５と第２の車輪のモータドライバ１１６にそれぞれのアシストトルクに対応する制御信号１２１を送信する。
【００５７】
従って、車速によって決まるモードと車体の傾斜角度θ（ｄｅｇ）によって、アシストする力と左右の車輪のアシストするバランスを変える事ができる。
【００５８】
各モードについて説明する。
（Ａ）モードＡ（超低速モード）：典型的には、２ｋｍ／ｈ以下の低速モードであり、アシスト力は強いが、車体の傾斜角度θにかかわらず、左右の車輪を同じ力でアシストする。
【００５９】
（Ｂ）モードＢ（低速モード）：典型的には、２−５ｋｍ／ｈの低速モードであり、車体のふらつきを抑制するための制御を行なう。本モードにおいては、アシスト力が強く、車体の傾斜角度θが大きくなると、左右の車輪のアシスト力の違いが大きくなる。傾いた側の車輪のアシスト力を強くする。すなわち、車両が、進行方向に対し右側へ傾斜すると、右側車輪のアシスト力を強くする。
【００６０】
（Ｃ）モードＣ（中速モード）：典型的には、５−１０ｋｍ／ｈの中速モードであり、車両の旋回をアシストするための制御を行なう。本モードにおいては、アシスト力が若干弱くなり、車体の傾斜角度θが大きくなると、左右の車輪のアシスト力の違いが大きくなる。傾いた側と反対側の車輪のアシスト力を強くする。すなわち、車両が、進行方向に対し右側へ傾斜すると、左側車輪のアシスト力を強くする。
【００６１】
（Ｄ）モードＮ（高速モード）：典型的には、１０−２０ｋｍ／ｈの高速モードであり、車両の旋回をアシストするための制御を行なう。本モードにおいては、アシスト力が弱くなり、車体の傾斜角度θが大きくなると、左右の車輪のアシスト力の違いが大きくなる。傾いた側と反対側の車輪のアシスト力を強くする。すなわち、車両が、進行方向に対し右側へ傾斜すると、左側車輪のアシスト力を強くする。
【００６２】
各モードにおけるアシスト力の左右比は、図９に示す通りである。図９は一例であるので、車両の性質やテスト結果により、速度ａ、ｂ、ｃ、ｍ、ｎ、傾斜角度θ１、θ２、θ３、表内のアシスト力の左右比は、変更でき、アシスト制御プログラムに反映できる。また、図８のフローチャートや上述の式（１）で使用したｘ、ｋ、ｚや、計測トルク値と実行トルク値の変換式も、変更可能であり、アシスト制御プログラムに反映できる。
【００６３】
図９の表および上述の定数や変換表を車体コントローラ１１４内のメモリに記憶し、必要に応じて、書きかえられるようにしても良い。アシスト制御プログラムを実行する時にそれらの定数や変換値をメモリから読み込むようにしても良い。
【００６４】
本実施例では図８、９、１０において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｎの４つのモードを設けたが、車両の速度をより細かく分割し、５つ以上のモードを設けても良い。同様に、車両の速度をより大きく分割し、３つ以下のモードを設けても良い。
【００６５】
同様に、図９、図１０において、車両の傾斜角度θや角速度ωをより細かく、あるいは、より粗く分類し、左右のアシスト力の割合を定めても良い。
【００６６】
４．  変形例
図１０は、図９と類似しているが、車体の傾斜角度θ（ｄｅｇ）の代わりに車体の傾きの角速度ω（ｄｅｇ／ｓｅｃ）を使用している。車体には傾斜センサ１０６の代わりに、あるいは、追加して、加速度センサ（図示しない）を設ける。加速度センサからの信号を車体コントローラ１１４が受信する（図８のＳ８０５）。図９の場合と同様に、モードと角速度ωから、式（１）で計算したアシストトルクＴｑＭｏｔθｃを図に示された左右の比で分配して、第１の車輪のモータドライバ１１５と第２の車輪のモータドライバ１１６に対応する制御信号１２１を送信する。
【００６７】
加速度センサは、代表的には、ジャイロセンサである。
【００６８】
角度センサを車両の進行方向の傾きを検出するように取り付けることにより、また、ジャイロセンサにより車体の前後の傾きや角速度を検出して、その信号を車体コントローラ１１４に取り込むようにしても良い。これらのセンサ出力から、車両が上り坂にあるか、下り坂にあるかを検出することができる。上り坂に対しては、アシスト比率Ｆを上げ、下り坂に対しては、アシスト比率Ｆを下げるように、制御をおこなっても良い。
【００６９】
クランク角センサ１２２を実装しなくても良い。その場合、計算式（１）のペダル角なまし係数ｚを定数として、アシストトルクＴｑＭｏｔθｃを計算する。
【００７０】
上記記載は特定の実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の原理と添付の特許請求の範囲の範囲内で種々の変更及び修正をすることができることは当業者に明らかである。
【符号の説明】
【００７１】
１００  車両
１０１  第１の車輪
１０２  第２の車輪
１０３  第３の車輪
１０４  第１のモータ
１０５  第２のモータ
１０６  傾斜センサ
１０７  作動力センサ
１０８  速度センサ
１０９  バッテリ
１１０  ペダル
１１１  サドル
１１２  ハンドル
１１３  リンク機構
１１４  車体コントローラ
１１５  第１のモータドライバ
１１６  第２のモータドライバ
１１７  制御装置
１１８  傾斜信号
１１９  作動力信号
１２０  速度信号
１２１  制御信号
１２２  クランク角センサ
１２３  クランク角信号
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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