(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって駆動する発電機の発電電力とバッテリーの電力とを車輪駆動用モータに給電し、このモータの動力を後輪に伝達して走行するシリーズハイブリッド式電動二輪車であって、車体にペダルを単独で回転できるように回転自在に設け、このペダルの回転数または回転加速度を検出するペダル回転検出手段と、このペダル回転検出手段が検出した値に基づいて前記モータを制御する制御手段とを備え、この制御手段は、ペダル回転数または回転加速度が予め定めた設定値と上限値との間にあるときに、ペダル回転数または回転加速度に対応させて車速を制御し、ペダル回転数または回転加速度が前記設定値を下回っているときに、経過時間に対応させて車速を漸減させる構成としたことを特徴とするシリーズハイブリッド式電動二輪車。
【請求項２】
エンジンによって駆動する発電機の発電電力とバッテリーの電力とを車輪駆動用モータに給電し、このモータの動力を後輪に伝達して走行するシリーズハイブリッド式電動二輪車であって、車体にペダルを単独で回転できるように回転自在に設け、このペダルの回転数または回転加速度を検出するペダル回転検出手段と、このペダル回転検出手段が検出した値に基づいて前記モータを制御する制御手段とを備え、この制御手段は、ペダル回転数または回転加速度が予め定めた設定値と上限値との間にあるときに、ペダル回転数または回転加速度に対応させて前記モータの出力トルクを制御し、ペダル回転数または回転加速度が前記設定値を下回っているときに、経過時間に対応させて車速を漸減させる構成としたことを特徴とするシリーズハイブリッド式電動二輪車
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のシリーズハイブリッド式電動二輪車において、ブレーキのＯＮ，ＯＦＦを検出するブレーキ検出手段を備え、制御手段に、前記ブレーキ検出手段がブレーキＯＮを検出したときに、モータによる駆動トルクが発生しないようにモータを車速に対応させて回転させる制動制御手段を設けたことを特徴とするシリーズハイブリッド式電動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンによって駆動する発電機の発電電力とバッテリーの電力とを車輪駆動用モータに給電し、このモータの動力を後輪に伝達して走行するシリーズハイブリッド式電動二輪車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動二輪車の一つとして、モータの動力で人力を助勢しながら走行する電動補助自転車がある。この種の電動補助自転車でモータを使用して電動補助走行をするときの走行距離は、バッテリーの残存容量に依存する。このため、長距離を継続して走行するためには、予備のバッテリーを携行し、途中で交換しなければならない。バッテリーの充電は、バッテリーを車体に搭載した状態または車体から取外した状態で商用電源を電源とする充電器を接続して行っている。
一方、電動車両としては、車輪駆動用モータに給電するバッテリーを走行中に充電するエンジン駆動式の発電機を搭載したいわゆるシリーズハイブリッド式電動車両がある。この電動車両は、前記発電機の発電電力とバッテリーの電力とを前記モータに給電し、このモータの動力のみで走行する構成を採っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、モータの動力でのみ走行するシリーズハイブリッド式の構成を採る電動二輪車により、電動補助自転車がもつ欠点、すなわち走行距離が短いとともにバッテリーの充電作業が煩雑であるという欠点を解消することを考えた。
しかし、電動補助自転車の走行感覚を維持しながらこれを実現するためには、車速や駆動輪の駆動力をモータで違和感なく調整しなければならず、モータの制御が問題であった。例えば、ペダルの回転に対応するように車速が変化しなければならないし、ペダルを踏込む力に対応するようにモータの出力トルクが増減しなければならないからである。しかも、ペダルを例えば停止させたときなどのように加速を中断したときには、慣性で走行するとともに走行抵抗で車速が漸減するようにしなければならない。また、制動時にブレーキの制動力が充分に作用するようにしなければならない。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、自転車の走行感覚をもつシリーズハイブリッド式電動二輪車を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車は、車体にペダルを単独で回転できるように回転自在に設け、このペダルの回転数または回転加速度を検出するペダル回転検出手段と、このペダル回転検出手段が検出した値に基づいてモータを制御する制御手段とを備え、この制御手段は、ペダル回転数または回転加速度が予め定めた設定値と上限値との間にあるときに、ペダル回転数または回転加速度に対応させて車速を制御し、ペダル回転数または回転加速度が前記設定値を下回っているときに、経過時間に対応させて車速を漸減させる構成としたものである。
【０００６】
本発明によれば、ペダルの回転を変化させることによって車速が変化するから、平坦路を走行するときの自転車の走行感覚を模倣することができる。また、走行中にペダルを例えば停止させたときには、慣性で走行するとともに走行抵抗で車速が低下するような走行形態を模倣することができる。
【０００７】
請求項２に記載した発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車は、車体にペダルを単独で回転できるように回転自在に設け、このペダルの回転数または回転加速度を検出するペダル回転検出手段と、このペダル回転検出手段が検出した値に基づいてモータを制御する制御手段とを備え、この制御手段は、ペダル回転数または回転加速度が予め定めた設定値と上限値との間にあるときに、ペダル回転数または回転加速度に対応させてモータの出力トルクを制御し、ペダル回転数または回転加速度が前記設定値を下回っているときに、経過時間に対応させて車速を漸減させる構成としたものである。
【０００８】
この発明によれば、ペダルの回転を変化させることによって駆動輪を回す力が変化するから、人力（ペダルを踏込む力）に対応して車速が変化する自転車の走行感覚を模倣することができる。また、走行中にペダルを例えば停止させたときには、慣性で走行するとともに走行抵抗で車速が低下するような走行形態を模倣することができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車は、請求項１または請求項２に記載した発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車において、ブレーキのＯＮ，ＯＦＦを検出するブレーキ検出手段を備え、制御手段に、前記ブレーキ検出手段がブレーキＯＮを検出したときに、モータによる駆動トルクが発生しないようにモータを車速に対応させて回転させる制動制御手段を設けたものである。
この発明によれば、ブレーキで制動するときにモータが車輪に連れ回るようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、本発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車の一実施の形態を図１ないし図６によって詳細に説明する。
図１は本発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車の側面図、図２は動力ユニットの構成を示すブロック図、図３は走行制御系の構成を示すブロック図、図４はペダル回転数に対する速度指令値増加分の値を求めるためのマップ、図５は経過時間に対する速度指令値を求めるためのグラフ、図６はモータコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。
【００１１】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による電動二輪車である。この電動二輪車１は、後輪２をモータ３の動力のみによって駆動して走行する構造を採っている。モータ３への給電は、車体フレーム４のダウンフレーム部５に収納したバッテリー６と、サドル７を支持するサドル支持部８と後輪２との間に配設した発電機９とによって実施する。すなわち、この電動二輪車はシリーズハイブリッド式の構成を採っている。前記発電機９は、この発電機９の上方に配設したエンジン１０によって駆動されて発電するとともに、エンジン始動時にスタータモータとして機能するようにしている。この発電機９とエンジン１０は、シュラウド１１に収容した状態で車体フレーム４に搭載している。エンジン１０の後上方に気化器１２を配設し、この気化器１２の後方であって後輪２の上方に燃料タンク１３を配設している。エンジン１０の排気管１０ａは、車体右側に配設して後端部にサイレンサー１０ｂを接続している。
【００１２】
図１において、符号１４は車体フレーム４の前端部に回動自在に支持させたフロントフォーク、１５は前記フロントフォーク１４に支持させた前輪、１６は操向ハンドル、１７はペダルを示す。車体フレーム４は、フロントフォーク１４を回動自在に支持するヘッドパイプ１８と、このヘッドパイプ１８に溶接したフレーム本体１９とによって形成している。フレーム本体１９は、アルミニウム合金を材料として鋳造によって形成し、前記ヘッドパイプ１８から後下がりに延びる前記ダウンフレーム部５と、このダウンフレーム部５の後端から後上がりに延びる前記サドル支持部８と、このサドル支持部８の上端部から後輪２の上方を通って車体の後方へ延びるフェンダー部２０とを一体に形成している。ダウンフレーム部５の内部に前記バッテリー６と、バッテリー６の充放電を制御する統合制御コントローラ２１とを収容し、フェンダー部２０の内部に前記気化器１２と燃料タンク１３を収容している。前記サドル支持部８の下部をダウンフレーム部５の後端部に接続する部分に、前記ペダル１７を支持するとともに前記モータ３を有する動力ユニット２２を取付けている。
【００１３】
動力ユニット２２は、ペダルクランク軸２３を単独で回転できるように回転自在に支持するとともに、片持ち式の後輪駆動用動力伝達装置２４を介して後輪２を支持している。この実施の形態では、ペダルクランク軸２３に回転の抵抗になるような部材は何ら接続していないが、一般的な自転車の走行感覚を模倣するという観点からペダルクランク軸２３に回転の抵抗になるような部材（例えば発電機））を接続してもよい。前記後輪駆動用動力伝達装置２４は、動力ユニット２２から出力されるモータ３の動力のみをドライブシャフト（図示せず）によって後輪２に伝達する構造を採っている。前記ペダルクランク軸２３は、両端部にクランク２５を介してペダル１７を取付けてあり、動力ユニット２２内に設けた回転センサ２６（図２参照）によって回転が検出されるようにしている。この回転センサ２６は、動力ユニット２２内の後述するモータコントローラ３１にペダルクランク軸２３の回転数を示すデータを送出する。この実施の形態で示す電動二輪車１は、ペダルクランク軸２３の回転数に対応させてモータ３の回転を制御する構造を採っている。モータ３の制御は、モータコントローラ３１が実施する。
【００１４】
前記統合制御コントローラ２１は、図２に示すように、後輪２の回転数を検出する車速センサ３２と、発電機９の回転数を検出する回転数センサ３３と、気化器駆動用アクチュエータ（図示せず）と、エンジン１０の点火装置と、発電機９とバッテリー６との間に介装したインバータ／コンバータ３４と、バッテリー６とを接続し、バッテリー６の充放電電力を制御する回路を採っている。すなわち、バッテリー６の残存容量が充分に多い場合にはバッテリー６の電力でモータ３を駆動し、バッテリー６の残存容量が予め定めた値を下回った場合には、発電機９をスタータモータとして機能させるとともにエンジン１０の点火装置をＯＮ状態としてエンジン１０を始動し、エンジン始動後にバッテリー６を発電機９の発電電力で充電する。この発電機９の発電電力は、モータ３へも供給し、バッテリー６の残存容量が著しく低下しているときでも走行できるようにしている。また、バッテリー６の充電が不要になったときや、図示していないメインスイッチをＯＦＦ操作したときには、統合制御コントローラ２１が前記点火装置をＯＦＦ状態としてエンジン１０を停止させる。
【００１５】
前記モータコントローラ３１は、走行時のモータ３の出力を制御するためのもので、図２に示すように、前記車速センサ３２と、前記ペダルクランク軸２３の回転数を検出する回転センサ２６と、操向ハンドル１６に設けたブレーキスイッチ３５と、前記バッテリー６とモータ３との間に介装したインバータ２６とを接続しており、図３に示すように、指令値生成部３７と、ゲイン調整部３８と、速度制御アンプ３９と、トルク制御アンプ４０と、メモリ４１とを備えている。このモータコントローラ３１が本発明に係る制御手段を構成し、指令値生成部３７が本発明に係るペダル回転検出手段および制動制御手段を構成している。
【００１６】
前記ブレーキスイッチ３５は、ブレーキを操作しているときにＯＮ状態になり、ブレーキ操作をしていないときにＯＦＦ状態になるようにしている。前記速度制御アンプ３９は、車速センサ３２によって検出した車速が目標値と一致するようにＰＩ制御によってモータ３の出力を制御する回路を採り、トルク制御アンプ４０は、モータ３を流れる電流が目標値と一致するようにＰＩ制御によってモータ３の出力を制御する回路を採っている。前記目標値は、指令値生成部３７が図４および図５に示すグラフに基づいて設定する。図４に示すマップは、ペダルクランク軸２３の回転数Ｎ（ペダルの回転数）に対する車速指令値の増加分Ｖ＊＊を割り付けてあり、前記メモリ４１に記憶させておく。このマップは、ペダルクランク軸２３の回転数がＮ１に達するまでは回転上昇に対応して車速が漸増し、回転数Ｎ１に達した後は、車速増加分が一定になるように設定している。また、このマップは、ペダルクランク軸２３の回転数が予め定めた初期値Ｎ０を上回っているとき（例えば定常走行時）に車速を決定するために用いる。図５に示すグラフは、経過時間に対する速度（車速）指令値Ｖ＊を示すものである。このグラフを式で表すと、Ｖ＊＝Ｃ×ｆ（ｔ）となる。ここでｔは経過時間を示し、Ｃはｔ＝０の時の速度指令値Ｖ＊であり、工場出荷時には所定値が与えられメモリ４１に記憶されているが、プログラムの実行により書き換えられる値である。関数ｆ（ｔ）はｔ＝０において１の値を取るが、ｔが増加するに従い漸減するものである。したがって、経過時間が増加するにしたがって車速は漸減するようにされる。図５に示したグラフは、ペダルクランク軸２３の回転数Ｎが前記初期値Ｎ０を下回っているときに車速を決定するために用いる。
【００１７】
次に、上述したモータコントローラ３１の動作を、指令値生成部３７の詳細な構成の説明と合わせて図６に示すフローチャートによって説明する。
この電動二輪車の図示していないメインスイッチがＯＮ操作されると、先ず、図６のステップＳ１で示すように、ブレーキスイッチ３５がＯＮ状態になっているか否かを指令値生成部３７が判定する。ブレーキを操作していないときにはステップＳ２に進み、ブレーキを操作しているときにはステップＳ３に進む。ステップＳ２では、制御系を速度制御系に切替える。すなわち、指令値生成部３７から速度制御アンプ３９にＰＩ制御の初期値ｐｖ，ｌｖを送出する。その後、ステップＳ４でペダルクランク軸２３の回転数が初期値Ｎ０を上回っているか否かを判定する。
ステップＳ４では、判定結果がＮＯとなる場合には、タイマー状態フラグが０であれば１とし、既に１であれば１を保持するとともに、タイマー状態フラグが０から１とされるときにタイマーを起動し、かつタイマー状態フラグが１を保持するときにはタイマーをそのまま作動状態に保持する。同様、判定結果がＹＥＳとなる場合には、タイマー状態フラグが１であれば０とし、既に０であれば０を保持するとともに、タイマー状態フラグが１から０とされるときにタイマーを停止し、かつタイマー状態フラグが０を保持するときにはタイマーをそのまま停止状態に保持する。
【００１８】
判定結果がＮＯ、すなわちペダルクランク軸２３が停止していたり、初期値Ｎ０より低速で回転している場合には、ステップＳ５で現在の車速をＶｓとして読込み、ステップＳ６でタイマー起動後の経過時間ｔと図５に示すグラフから目標とする速度指令値Ｖ＊を読出してメモリ４１に記憶させた後にステップＳ７に進む。一方、前記ステップＳ４での判定結果がＹＥＳ、すなわちペダルクランク軸２３の回転数が初期値Ｎ０を上回っている場合には、ステップＳ８で図４に示すマップからそのときのペダルクランク軸２３の回転数に対応する速度指令値増分Ｖ＊＊を読出し、ステップＳ９で前記速度指令値増分Ｖ＊＊に現在の車速を加算した値を速度指令値Ｖ＊としてメモリ４１に記憶させる。
【００１９】
ペダルクランク軸２３の回転数に対応する速度指令値Ｖ＊を上述したようにステップＳ６またはステップＳ９で設定した後、この速度指令値Ｖ＊をステップＳ７で速度制御アンプ３９に送出し、ステップＳ１０で速度制御アンプ３９が速度指令値Ｖ＊に対応する車速になるようにモータ３をＰＩ制御によって制御する。その後、ステップＳ１に戻り、上述した制御を繰り返す。
走行中にブレーキを操作したときは、ブレーキスイッチ３５がＯＮ状態になることからステップＳ１でＹＥＳと判定され、ステップＳ３で指令値生成部３７が制御系をトルク制御系に切替える。すなわち、速度制御アンプ３９に送出するＰＩ制御の初期値ｐｖ，ｌｖを両方とも０にする。その後、ステップＳ１１で速度指令値Ｖ＊を現在の車速のフィードバック値Ｖｆｂと一致する値に設定してメモリ４１に記憶させ、かつ図５のグラフのＣをこのＶｆｂに置き換える。すなわち、図５のグラフはこの現在の車速のフィードバック値Ｖｆｂに応じて上下する。このステップＳ１１の後、ステップＳ７に進む。この制御を実施することにより、モータ３は、駆動トルクが発生しないように車速に対応して回転するようになる。言い換えれば、モータ３が後輪２に連れ回るようになる。
【００２０】
したがって、この電動二輪車１においては、ペダルクランク軸２３の回転数が回転数Ｎ０から回転数Ｎ１までの間にあるときには、ペダルクランク軸２３の回転数に比例するように車速が変化し、ペダルクランク軸２３の回転数が回転数Ｎ０を下回っているときには、車速がその時点から漸減するようになる。再びペダル１７を踏み込んでペダルクランク軸２３の回転数が回転数Ｎ０に達すると、その時点での実際の車速Ｖｓにペダルクランク軸２３の回転に対応する速度指令値増分Ｖ＊＊が加算された車速で走行するようになる。
このため、ペダル１７の回転を変化させることによって車速が変化するから、平坦路を走行するときの自転車の走行感覚を模倣することができ、走行中にペダル１７を例えば停止させたときには、慣性で走行するとともに走行抵抗で車速が低下するような走行形態を模倣することができる。
また、ブレーキで制動するときには、モータ３が後輪２に連れ回るように回転し、ブレーキの使用を中止したときであって車速が０でない場合には、車速が現在の車速Ｖｆｂから漸減されるから、制動時にも自転車の走行感覚を模倣することができる。
【００２１】
第２の実施の形態
車速を制御するためには、ペダルクランク軸２３の回転数の代わりに回転加速度を検出して実施することができる。この形態を採るときの一例を図７ないし図９によって詳細に説明する。
図７はペダル回転加速度に対する速度指令値増加分の値を求めるためのマップ、図８は経過時間に対する速度指令値を求めるためのグラフ、図９はこの実施の形態によるモータコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。この実施の形態の説明において、前記第１の実施の形態で説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
この実施の形態を採るときに用いるモータコントローラ３１の指令値生成部３７は、ペダルクランク軸２３の回転数の時間変化率、すなわち回転加速度を演算によって求める回路を採っており、図９のフローチャートのステップＳ２０で示すように、前記回転加速度が予め定めた初期値ｄＮ０／ｄｔを上回っているときに図７に示すマップから速度指令値増分Ｖ＊＊を読出し、初期値ｄＮ０／ｄｔを下回っているときに図８に示すグラフから速度指令値Ｖ＊を読出すようにしている。
速度指令値Ｖ＊を求めた後の制御は、第１の実施の形態を採るときと同一である。
【００２２】
このようにペダルクランク軸２３の回転加速度に対応させて車速を制御しても第１の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。
第１の実施の形態および第２の実施の形態を採るときのようにペダルクランク軸２３の回転に基づいて車速を制御する構成を採ることによって、平坦路から上り坂を上るときであっても、容易に一定の車速で走行することができる。
【００２３】
第３の実施の形態
本発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車は、ペダルクランク軸２３の回転に基づいてモータ３の出力トルクを制御するように構成することができる。この形態を採るときの一例を図１０ないし図１３によって詳細に説明する。
図１０はこの実施の形態による走行制御系の構成を示すブロック図、図１１はペダル回転加速度に対するトルク指令値増加分の値を求めるためのマップ、図１２は経過時間に対する速度指令値を求めるためのグラフ、図１３はこの実施の形態によるモータコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。この実施の形態の説明において、前記第１および第２の実施の形態で説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００２４】
図１０に示すモータコントローラ５１は、車速センサ３２と、ペダルクランク軸２３の回転数を検出する回転センサ２６と、操向ハンドル１６に設けたブレーキスイッチ３５と、バッテリー６とモータ３との間に介装したインバータ３６とを接続しており、指令値生成部３７と、ゲイン調整部３８と、速度制御アンプ３９と、トルク制御アンプ４０と、メモリ４１とを備えている。
前記指令値生成部３７が速度制御アンプ３９とトルク制御アンプ４０とに送出する目標値は、図１１および図１２に示すマップに基づいて設定する。図１１に示すマップは、ペダルクランク軸２３の回転数Ｎ（ペダルの回転数）に対するトルク指令値の増加分Ｔ＊＊を割り付けてあり、前記メモリ４１に記憶させておく。このマップは、ペダルクランク軸２３の回転数がＮ１に達するまでは回転上昇に対応してモータ３の出力トルクが漸増し、回転数Ｎ１に達した後は、トルク増加分が一定になるように設定している。また、このマップは、ペダルクランク軸２３の回転数が予め定めた初期値Ｎ０を上回っているとき（例えば定常走行時）にモータ３の出力トルクを決定するために用いる。図１２に示すマップは、経過時間に対する速度（車速）指令値Ｖ＊を割り付けてあり、前記メモリ４１に記憶させておく。このマップは、経過時間が増加するにしたがって車速が漸減するように設定している。図１２に示したマップは、ペダルクランク軸２３の回転数Ｎが前記初期値Ｎ０を下回っているときに車速を決定するために用いる。
【００２５】
次に、この実施の形態によるモータコントローラ５１の動作を、指令値生成部３７の詳細な構成の説明と合わせて図１３に示すフローチャートによって説明する。
この電動二輪車１の図示していないメインスイッチがＯＮ操作されると、先ず、図１３のステップＰ１で示すように、ブレーキスイッチ３５がＯＮ状態になっているか否かを指令値生成部３７が判定する。ブレーキを操作していないときにはステップＰ２に進み、ブレーキを操作しているときにはステップＰ３に進む。ステップＰ２では、ペダルクランク軸２３の回転数が初期値Ｎ０を上回っているか否かを判定するとともに、図６に示すステップＳ４と同様にタイマー状態フラグを保持あるいは書き換えるとともに、タイマー起動、あるいは、停止あるいは状態保持する。判定結果がＮＯ、すなわちペダルクランク軸２３が停止していたり、初期値Ｎ０より低速で回転している場合には、ステップＰ４で制御系を速度制御系に切替える。すなわち、指令値生成部３７から速度制御アンプ３９にＰＩ制御の初期値ｐｖ，ｌｖを送出する。その後、ステップＰ５で現在のトルク指令値をＴｓとして読込み、ステップＰ６でタイマーの起動後の経過時間ｔと図１２に示すグラフから目標とする速度指令値Ｖ＊を読出してメモリ４１に記憶させ、ステップＰ７で前記速度指令値Ｖ＊を速度制御アンプ３９に送出する。前記トルク指令値Ｔｓは、発進時には０が設定される。速度制御アンプ３９は、前記速度指令値Ｖ＊に対応する車速になるようにモータ３をＰＩ制御によって制御する。その後、ステップＰ１に戻る。
【００２６】
一方、前記ステップＰ２でＹＥＳと判定された場合には、ステップＰ８に進み、制御系をトルク制御系に切替える。すなわち、速度制御アンプ３９に送出するＰＩ制御の初期値ｐｖ，ｌｖを両方とも０にする。その後、ステップＰ９で速度指令値Ｖ＊を現在の車速のフィードバック値Ｖｆｂと一致する値に設定してメモリ４１に記憶させ、かつ図１２のグラフのＣをこのＶｆｂに置き換える。すなわち、図１２のグラフはこの現在の車速のフィードバック値Ｖｆｂに応じて上下する。このステップＰ９の後、ステップＰ１０で図１１に示すマップからペダルクランク軸２３の回転数に対応するトルク指令値増分Ｔ＊＊を読出し、ステップＰ１１で前記トルク指令値増分Ｔ＊＊に現在のトルク指令値Ｔｓを加算した値をトルク指令値Ｔ＊としてメモリ４１に記憶させる。
【００２７】
このようにトルク指令値Ｔ＊を設定した後、ステップＰ１２でトルク指令値Ｔ＊をトルク制御アンプ４０に送出する。トルク制御アンプ４０は、モータ３の出力トルクが前記トルク指令値Ｔ＊と一致するようにモータ３をＰＩ制御によって制御する。その後、ステップＰ１に戻り、上述した制御を繰り返す。
走行中にブレーキを操作したときは、ブレーキスイッチ３５がＯＮ状態になることからステップＰ１でＹＥＳと判定され、ステップＰ３で指令値生成部３７が制御系をトルク制御系に切替える。すなわち、速度制御アンプ３９に送出するＰＩ制御の初期値ｐｖ，ｌｖを両方とも０にする。その後、ステップＰ１３で速度指令値Ｖ＊を現在の車速のフィードバック値Ｖｆｂと一致する値に設定してメモリ４１に記憶させ、かつ図１２のグラフのＣをこのＶｆｂに置き換える。すなわち、図１２のグラフはこの現在の車速のフィードバック値Ｖｆｂに応じて上下する。このステップＰ１３の後、ステップＰ１２に進む。この制御を実施することにより、モータ３は、駆動トルクが発生しないように車速に対応して回転し、後輪２に連れ回るようになる。
【００２８】
したがって、この実施の形態による電動二輪車１においては、ペダルクランク軸２３の回転数が回転数Ｎ０から回転数Ｎ１までの間にあるときには、ペダルクランク軸２３の回転数に比例するようにモータ３の出力トルクが変化し、ペダルクランク軸２３の回転数が回転数Ｎ０を下回っているときには、車速がその時点から漸減するようになる。再びペダル１７を踏み込んでペダルクランク軸２３の回転数が回転数Ｎ０に達すると、その時点でのトルク指令値Ｔｓにペダルクランク軸２３の回転に対応するトルク指令値増分Ｔ＊＊が加算された車速で走行するようになる。
このため、ペダル１７の回転を変化させることによってモータ３の出力トルク（後輪２を回す力）が変化するから、人力（ペダル１７を踏込む力）に対応して車速が変化する自転車の走行感覚を模倣することができる。また、走行中にペダル１７を例えば停止させたときには、慣性で走行するとともに走行抵抗で車速が低下するような走行形態を模倣することができる。
また、ブレーキで制動するときには、モータ３が後輪２に連れ回るように回転し、ブレーキの使用を中止したときであって車速が０でない場合には、車速が現在の車速Ｖｆｂから漸減されるから、制動時にも自転車の走行感覚を模倣することができる。
【００２９】
第４の実施の形態
モータ３の出力トルクを制御するためには、ペダルクランク軸２３の回転数の代わりに回転加速度を検出して実施することができる。この形態を採るときの一例を図１４ないし図１６によって詳細に説明する。
図１４はペダル回転加速度に対するトルク指令値増加分の値を求めるためのマップ、図１５は経過時間に対する速度指令値を求めるためのグラフ、図１６はこの実施の形態によるモータコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。この実施の形態の説明において、前記第１〜第３の実施の形態で説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００３０】
この実施の形態を採るときに用いるモータコントローラ５１の指令値生成部３７は、ペダルクランク軸２３の回転数の時間変化率、すなわち回転加速度を演算によって求める回路を採っており、図１６のフローチャートのステップＰ２０で示すように、前記回転加速度が予め定めた初期値ｄＮ０／ｄｔを上回っているときに図１４に示すマップからトルク指令値増分Ｔ＊＊を読出し、初期値ｄＮ０／ｄｔを下回っているときに図１５に示すグラフから速度指令値Ｖ＊を読出すようにしている。
トルク指令値増分Ｔ＊＊や速度指令値Ｖ＊を求めた後の制御は、第３の実施の形態を採るときと同一である。
このようにペダルクランク軸２３の回転加速度に対応させて車速を制御しても第３の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ペダルの回転を変化させることによって車速が変化するから、平坦路を走行するときの自転車の走行感覚を模倣することができる。また、走行中にペダルを例えば停止させたときには、慣性で走行するとともに走行抵抗で車速が低下するような走行形態を模倣することができる。
このため、自転車に近い走行感覚をもつシリーズハイブリッド式電動二輪車を実現することができる。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、ペダルの回転を変化させることによって駆動輪を回す力が変化するから、人力（ペダルを踏込む力）に対応して車速が変化する自転車の走行感覚を模倣することができる。また、走行中にペダルを例えば停止させたときには、慣性で走行するとともに走行抵抗で車速が低下するような走行形態を模倣することができる。
このため、自転車に近い走行感覚をもつシリーズハイブリッド式電動二輪車を実現することができる。
【００３３】
請求項３記載の発明によれば、ブレーキで制動するときにモータが車輪に連れ回るようになるから、制動時にも自転車の走行感覚を模倣することができ、より一層自転車に近い走行感覚をもつシリーズハイブリッド式電動二輪車を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車の側面図である。
【図２】  動力ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】  走行制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】  ペダル回転数に対する速度指令値増加分の値を求めるためのマップである。
【図５】  経過時間に対する速度指令値を求めるためのグラフである。
【図６】  モータコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】  ペダル回転加速度に対する速度指令値増加分の値を求めるためのマップである。
【図８】  経過時間に対する速度指令値を求めるためのグラフである。
【図９】  第２の実施の形態によるモータコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】  第３の実施の形態による走行制御系の構成を示すブロック図である。
【図１１】  ペダル回転加速度に対するトルク指令値増加分の値を求めるためのマップである。
【図１２】  経過時間に対する速度指令値を求めるためのグラフである。
【図１３】  第３の実施の形態によるモータコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】  ペダル回転加速度に対するトルク指令値増加分の値を求めるためのマップである。
【図１５】  経過時間に対する速度指令値を求めるためのグラフである。
【図１６】  第４の実施の形態によるモータコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１…電動二輪車、２…後輪、３…モータ、６…バッテリー、９…発電機、１０…エンジン、１７…ペダル、２３…ペダルクランク軸、２６…回転センサ、３１，５１…モータコントローラ、３２…車速センサ、３５…ブレーキスイッチ、３７…指令値生成部。
【図１】
0004031162.tif 000002
【図２】
0004031162.tif 000003
【図３】
0004031162.tif 000004
【図４】
0004031162.tif 000005
【図５】
0004031162.tif 000006
【図６】
0004031162.tif 000007
【図７】
0004031162.tif 000008
【図８】
0004031162.tif 000009
【図９】
0004031162.tif 000010
【図１０】
0004031162.tif 000011
【図１１】
0004031162.tif 000012
【図１２】
0004031162.tif 000013
【図１３】
0004031162.tif 000014
【図１４】
0004031162.tif 000015
【図１５】
0004031162.tif 000016
【図１６】
0004031162.tif 000017