補助動力装置付き二輪車
【課題】加速度センサを用いることなく適切な駆動力によるクルーズ走行を可能とする補助動力装置付き二輪車を提供する。
【解決手段】制御部４６は、検知されたペダル踏力のピーク値に対応する目標車速ＭＴが保持または漸減されるように駆動モータ２４を駆動するクルーズ走行を実行すると共に、車速センサ３７により検知される現在車速Ｖと目標車速ＭＴとの対応関係に基づいて路面の勾配状態を判定し、該勾配状態に応じてクルーズ走行中に目標車速ＭＴの更新を行う。目標車速の更新は、クルーズ走行中に、先に設定された目標車速ＭＴ１に対して現在車速Ｖが所定値以上減少すると、現在車速Ｖを新たな目標車速ＭＴ２，３とすることで実行される。一方、クルーズ走行中に、先に設定された目標車速ＭＴ３に対して現在車速Ｖが所定値以上増加すると、現在車速Ｖより所定割合だけ小さい車速を新たな目標車速ＭＴ４，５とする。
【解決手段】制御部４６は、検知されたペダル踏力のピーク値に対応する目標車速ＭＴが保持または漸減されるように駆動モータ２４を駆動するクルーズ走行を実行すると共に、車速センサ３７により検知される現在車速Ｖと目標車速ＭＴとの対応関係に基づいて路面の勾配状態を判定し、該勾配状態に応じてクルーズ走行中に目標車速ＭＴの更新を行う。目標車速の更新は、クルーズ走行中に、先に設定された目標車速ＭＴ１に対して現在車速Ｖが所定値以上減少すると、現在車速Ｖを新たな目標車速ＭＴ２，３とすることで実行される。一方、クルーズ走行中に、先に設定された目標車速ＭＴ３に対して現在車速Ｖが所定値以上増加すると、現在車速Ｖより所定割合だけ小さい車速を新たな目標車速ＭＴ４，５とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助動力装置付き二輪車に係り、特に、人力によるペダル踏力の変化に対応して補助動力源の出力を制御する補助動力装置付き二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の駆動力制御において、スロットル開度や車速のほか、車両が走行している路面の勾配を考慮して、駆動輪に伝達する駆動力を決定する方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、下り坂を走行中にスロットル開度がゼロとされた場合でも、平坦地を走行中にスロットル開度がゼロとされた場合と同様の減速度が得られるように、路面の勾配に応じて目標減速度を算出する制御が開示されている。この特許文献１に記載された車両では、加速度センサを用いて路面の勾配を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１８７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、人力によるペダル踏力に応じて電動モータによる補助動力を印加するようにした補助動力装置付き二輪車、いわゆるアシスト自転車が知られている。通常、このような車両では、ペダル踏力が印加されている間のみ補助動力を供給するように構成されている。しかしながら、乗員がペダル操作を停止しても所定速度を保つように駆動力の印加を継続する「クルーズ走行」の機能が要求された場合には、クルーズ走行中に車両が上りまたは下り勾配にさしかかっても、平坦路での走行フィーリングとの差異が大きくならないように駆動力を制御することが望ましい。
【０００６】
このとき、特許文献１に記載された技術のように、加速度センサを用いて路面の勾配を検知する方式を適用しようとすると、余剰スペースの少ない二輪車において、取り付けスペースの確保や構造の複雑化、部品点数の増加等の課題が生じることとなる。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、加速度センサを用いることなく適切な駆動力によるクルーズ走行を可能とする補助動力装置付き二輪車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、ペダル踏力が入力されるクランク軸（２１）と、前記クランク軸（２１）に入力されたペダル踏力を後輪（ＷＲ）に伝達する動力伝達機構（Ｋ）と、前記動力伝達機構（Ｋ）に含まれ、前記ペダル（２２ａ）の正転方向の駆動力のみを伝達するワンウェイクラッチ（１０５）と、前記ペダル踏力の大きさを検知するペダル踏力検知機構（７０）と、前記後輪（ＷＲ）に補助動力を印加する駆動モータ（２４）と、前記二輪車（１）の車速を検知する車速センサ（３７）と、前記ペダル踏力の大きさに基づいて前記駆動モータ（２４）の出力を算出する制御部（４６）とを有する補助動力装置付き二輪車において、前記制御部（４６）は、検知されたペダル踏力のピーク値に対応する目標車速（ＭＴ）が保持または漸減されるように前記駆動モータ（２４）を駆動するクルーズ走行を実行すると共に、前記車速センサ（３７）により検知される現在車速（Ｖ）と前記目標車速（ＭＴ）との対応関係に基づいて路面の勾配状態を判定し、該勾配状態に応じて前記クルーズ走行中に前記目標車速（ＭＴ）の更新を行う点に第１の特徴がある。
【０００９】
また、前記目標車速（ＭＴ）の更新は、前記クルーズ走行中に、先に設定された目標車速（ＭＴ１）に対して現在車速が所定値以上減少すると、現在車速（Ｖ）を新たな目標車速（ＭＴ２，ＭＴ３）に置き換えることで実行される点に第２の特徴がある。
【００１０】
また、前記目標車速の更新は、前記クルーズ走行中に、先に設定された目標車速（ＭＴ３）に対して現在車速（Ｖ）が所定値以上増加すると、現在車速（Ｖ）より所定割合だけ小さい車速を新たな目標車速（ＭＴ４）に置き換えることで実行される点に第３の特徴がある。
【００１１】
また、前記制御部（４６）は、前記クルーズ走行中に、現在車速（Ｖ）が所定のクルーズ閾値（Ｓ２）を下回ると、駆動モータ（２４）による補助動力の供給を停止する点に第４の特徴がある。
【００１２】
また、前記制御部（４６）は、前記現在車速（Ｖ）が前記クルーズ閾値（Ｓ２）より大きい所定のアラーム閾値（ＳＶ１）を下回ると、警告手段（１５９）を作動させる点に第５の特徴がある。
【００１３】
また、前記警告手段は、警告灯（１５９）である点に第６の特徴がある。
【００１４】
また、前記警告手段は、音または振動を発する機器である点に第７の特徴がある。
【００１５】
さらに、前記動力伝達機構（Ｋ）は、前記クランク軸（２１）に入力された踏力を前記クランク軸（２１）から第１ワンウェイクラッチ（１０５）を介して後輪（ＷＲ）伝達する第１動力伝達機構（Ｋ１）と、前記駆動モータ（２４）の回転駆動力を第２ワンウェイクラッチ（１０６）を介して前記後輪（ＷＲ）に伝達する第２動力伝達機構（Ｋ２）とを含む点に第８の特徴がある。
【発明の効果】
【００１６】
第１の特徴によれば、制御部は、検知されたペダル踏力のピーク値に対応する目標車速が保持または漸減されるように駆動モータを駆動するクルーズ走行を実行すると共に、車速センサにより検知される現在車速と目標車速との対応関係に基づいて路面の勾配状態を判定し、該勾配状態に応じてクルーズ走行中に目標車速の更新を行うので、加速度センサ等を用いることなく路面の勾配状態を判定して、路面の勾配状態に応じたクルーズ走行中の駆動力制御を実行することができる。
【００１７】
第２の特徴によれば、目標車速の更新は、クルーズ走行中に、先に設定された目標車速に対して現在車速が所定値以上減少すると、現在車速を新たな目標車速に置き換えることで実行されるので、平坦な路面と同様のクルーズ走行ができない上り勾配の路面から、平坦な路面に戻った際に、現在車速と目標車速とが大きく離れてしまうことを防ぐことが可能となる。これにより、上り坂から平坦な路面に戻った後にモータ駆動力を素早く低減させて、平坦路での加速期間を短くすることが可能となる。
【００１８】
第３の特徴によれば、目標車速の更新は、クルーズ走行中に、先に設定された目標車速に対して現在車速が所定値以上増加すると、現在車速より所定割合だけ小さい車速を新たな目標車速に置き換えることで実行されるので、下り勾配の路面から平坦な路面に移行した際に、現在車速と目標車速とが大きく離れてしまうことを防ぐことが可能となる。これにより、平坦な路面に戻った後にモータ駆動力を素早く復帰させることが可能となる。
【００１９】
第４の特徴によれば、制御部は、クルーズ走行中に、現在車速が所定のクルーズ閾値を下回ると、駆動モータによる補助動力の供給を停止するので、二輪車の車速が所定車速を下回ることに応じて速やかにクルーズ制御を終了し、バッテリ電力を節約することができる。
【００２０】
第５の特徴によれば、制御部は、現在車速がクルーズ閾値より大きい所定のアラーム閾値を下回ると警告手段を作動させるので、車速が低下してクルーズ走行の下限車速に近づいたことを乗員に報知し、ペダル操作を促すことが可能となる。これにより、ペダル操作が早く再開される可能性を高め、バッテリの消耗を抑えることができる。
【００２１】
第６の特徴によれば、警告手段は警告灯であるので、乗員の視覚に訴えてペダル操作を効果的に要求することができる。
【００２２】
第７の特徴によれば、前記警告手段は、音または振動を発する機器であるので、乗員の聴覚または触覚に訴えてペダル操作を効果的に要求することができる。例えば、乗員の耳元に配置されたスピーカや、ハンドルグリップやシート等に取り付けられた振動発生器を警告手段とすることで、警告の効果を高めることができる。
【００２３】
第８の特徴によれば、動力伝達機構は、クランク軸に入力された踏力をクランク軸から第１ワンウェイクラッチを介して後輪に伝達する第１動力伝達機構と、駆動モータの回転駆動力を第２ワンウェイクラッチを介して後輪に伝達する第２動力伝達機構とを含むので、人力動力系と電力動力系の２系統を並列配置する補助動力装置付き二輪車において、路面の登坂状態を考慮したクルーズ走行制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る補助動力装置付き二輪車の側面図である。
【図２】二輪車の車体フレームの拡大側面図である。
【図３】パワーユニットの拡大側面図である。
【図４】後輪の車軸の周囲の構成を示す斜視図である。
【図５】動力伝達機構の全体構成を示す上面断面図である。
【図６】動力伝達機構のクランク軸側の構成を示す拡大断面図である。
【図７】動力伝達機構の車軸側の構成を示す拡大断面図である。
【図８】ペダル踏力検知機構の構成を示す拡大断面図である。
【図９】本実施形態に係る二輪車の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態に係る二輪車の動力伝達機構の全体構成の模式図である。
【図１１】ペダル踏力と補助動力との関係を示すグラフである。
【図１２】アシストを開始する踏力と車速との関係を示すグラフである。
【図１３】負荷トルクとペダル回転数との関係を示すグラフである。
【図１４】駆動モータのアシスト制御方法を示すグラフである。
【図１５】クルーズ走行制御の詳細を示すタイムチャートである。
【図１６】クルーズ走行制御の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る負荷印加装置を適用した補助動力装置付き二輪車１の側面図である。また、図２は、補助動力装置付き二輪車1（以下、単に二輪車と示すこともある）の車体フレーム２の側面図である。二輪車１は、自転車と同様のペダルを有し、人力によるペダル踏力に応じて、駆動モータ２４による補助動力を後輪ＷＲに印加するようにした、いわゆる電動アシスト機能付きの二輪車である。
【００２６】
二輪車１の車体フレーム２は、ヘッドパイプ５と、該ヘッドパイプ５から後方下方に延在するメインフレーム３と、該メインフレーム３の後部に接合されて上方に延在するシートチューブ４と、メインフレーム３の後部に配設される左右一対のチェーンステー１９と、シートチューブ４の上部に接合されて後方下方に延在すると共にチェーンステー１９の後端と接合される左右一対のシートステー１８とからなる。
【００２７】
ヘッドパイプ５には、左右一対のフロントフォーク９を支持するステムシャフト（不図示）が回動自在に軸支されており、該ステムシャフトの上部には、左右一対のハンドルバー６が取り付けられている。ハンドルバー６の車幅方向の両端部には、ハンドルグリップ７およびブレーキレバー８がそれぞれ取り付けられており、フロントフォーク９の下端部には、車軸１０を介して前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。前輪ＷＦのドラム式ブレーキ１１は、揺動アーム１２の作動に伴って制動力を生じる。この揺動アーム１２は、車幅方向右側のブレーキレバー８に連結された不図示のワイヤによって駆動される。
【００２８】
ヘッドパイプ５の前方には、ライトステー１４を介してヘッドライト１５が取り付けられている。フロントフォーク９の上部には、フロントフェンダ１３が取り付けられている。メインフレーム３は中空構造とされており、その内部には、補助動力源および制御システムに電力を供給する第１バッテリＢ１および第２バッテリＢ２が収納されている。
【００２９】
メインフレーム３の後部で車体中央には、人力駆動系の機構と電力駆動系の機構とを一体に構成したパワーユニットＰが取り付けられている。クランク軸２１の車幅方向両端部には、乗員が踏む足乗せ部分を回転自在に軸支するクランクアーム２２が固定されている。クランク軸２１には、第１駆動側スプロケット２０が固定されており、該第１駆動側スプロケット２０に第１ドライブチェーン２３が巻き掛けられて、人力動力伝達機構が構成されている。また、補助動力源としての駆動モータ２４の出力軸には、第２駆動側スプロケット２５が固定されており、該第２駆動側スプロケット２５に第２ドライブチェーン２８が巻き掛けられて電気動力伝達機構が構成されている。
【００３０】
チェーンステー１９の後端部には、車軸３０を介して後輪ＷＲが回転自在に軸支されている。車軸３０には、第１ドライブチェーン２３を介して後輪ＷＲに人力駆動力を伝達する第１従動側スプロケット１０１と、第２ドライブチェーン２８を介して後輪ＷＲに電気駆動力を伝達する第２従動側スプロケット１０２とが軸支されている。チェーンステー１９の後端部には、第１ドライブチェーン２３のテンショナ２９が取り付けられている。
【００３１】
パワーユニットＰとシートステー１８との間には、駆動モータ２４の出力を制御するモータドライバとしてのＰＤＵ（パワードライブユニット）３９が配設されている。パワーユニットＰの下部には、サイドスタンド４０が取り付けられている。
【００３２】
円筒状のシートチューブ４には、その上方から、シート１７を支持するシートピラー１６が挿入固定されている。シートステー１８には、左右一対のウインカ装置３８が取り付けられており、後輪ＷＲの上方を覆うリヤフェンダ３４には、尾灯装置３５が取り付けられている。リヤフェンダ３４には、左右一対の支持ステー３３が設けられている。
【００３３】
シートステー１８の車軸３０寄りの位置には、車体後方側に伸びる取付ステー４１が設けられている。この取付ステー４１には、後輪ＷＲの回転速度を検知する車速センサ３７を保持するホルダ３６が固定されている。後輪ＷＲのドラム式ブレーキ９５（図５参照）を作動させる揺動アーム３２は、車幅方向左側のブレーキレバー８に連動するワイヤ（不図示）に連結されている。
【００３４】
駆動モータ２４の後方下方には、負荷印加装置としての負荷印加用モータ６０が配設されている。本実施形態では、負荷印加用モータ６０の出力軸６２（図３参照）に固定された負荷印加用スプロケット６１が、前記第１ドライブチェーン２３の下側かつ内周側に噛合するように構成されている。
【００３５】
図２は、車体フレーム２の側面図である。また、図３は、パワーユニットＰの拡大側面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。ヘッドパイプ５の前面部には、ライトステー１４を取り付けるためのボス５ａが設けられている。メインフレーム３は、第１バッテリＢ１および第２バッテリＢ２（図１参照）の収納を可能とする中空の箱形構造とされている。メインフレーム３の後端部には、シートパイプ４を結合するための延出部３ａが設けられている。
【００３６】
シートパイプ４の下部とチェーンステー１９の前端部との間には、パワーユニットＰの輪郭に沿った形状を有するユニットケース４２が結合されている。パワーユニットＰは、ユニットケース４２の前後に形成された取付部４４およびメインフレーム３の後端に形成された取付部４８を用いて、車体フレーム２に吊り下げられるように固定される。
【００３７】
ユニットケース４２の上面側には、ＰＤＵ３９の後部を支持するための取付ステー４３が設けられている。この取付ステー４３の配置および形状により、ＰＤＵ３９は、車体前方側が直接ユニットケース４２に接触する一方、車体後方側は宙に浮いた状態で固定される。これにより、ＰＤＵ３９の駆動時の発熱は、走行風およびユニットケース４２への熱伝導によって効率よく冷却されることとなる。
【００３８】
左右一対のシートステー１８およびチェーンステー１９の後端部は、それぞれ、車軸３０の貫通孔４７が形成された板状のリヤエンド２７に接合されている。チェーンステー１９の後端近傍には、第１ドライブチェーン２３のテンショナ２９を取り付ける台座１９ａが形成されており、シートステー１８には、ウインカ装置３８（図１参照）を取り付けるためのウインカステー１８ａが設けられている。
【００３９】
図３を参照して、ＰＤＵ３９の外枠には、取付ステー４３の後方側で下方に延出するサブステー４５が設けられている。サブステー４５には、車速やペダル踏力等に基づいて駆動モータ２４の出力の算出等を行う制御部としてのＭＣＵ４６が取り付けられている。このようなＭＣＵ４６の配置構造によれば、ユニットケース４２とＰＤＵ３９との間の隙間にＭＣＵ４６を効率よく配置し、かつＭＣＵ４６の周囲の風通しをよくして冷却効果を高めることが可能となる。
【００４０】
車体フレーム２へのユニットケースＰの懸架作業は、前記取付部４４，４８（図２参照）にマウントシャフト４４ａ，４８ａを貫通させることで実行される。また、駆動モータ２４の出力軸２５ａは、パワーユニットＰを車体フレーム２に懸架した状態において、クランク軸２１とほぼ同じ高さで車体後方側に位置するように構成されている。
【００４１】
図４は、後輪ＷＲの車軸３０の周囲の構成を示す斜視図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。車軸３０は、車幅方向左側にナット頭を有すると共に車体右側に向けて貫通するアクスルシャフトである。車軸３０のナット頭とリヤエンド２７との間には、車体右側と同様に、チェーン引き金具５０および支持ステー３３の下端部が挟まれている。テンショナ２９は、２つのローラを支持する支持板４９を台座１９ａ（図２参照）に取り付けることでチェーンステー１９に固定されている。チェーンステー１９の上部には、第１，第２ドライブチェーン２３，２８を覆うチェーンカバー５４が設けられている。
【００４２】
車速センサ３７は、２本のネジ３７ａによってホルダ３６に固定されている。ホルダ３６は、２本のネジ４１ａによって取付ステー４１に固定されており、取付ステー４１は、シートステー１８に溶着されている。車速センサ３７は、後輪ＷＲと一体に回転するパルスリング５１に形成された貫通孔５２の通過を検知することによって、二輪車１の車速を検知するように構成されている。パルスリング５１は、後輪ＷＲのスポーク（不図示）を取り付けるハブフランジ５３の車幅方向左側に取り付けられている。
【００４３】
図５は、動力伝達機構Ｋの全体構成を示す上面断面図である。また、図６はクランク軸２１側の構成を示す拡大断面図であり、図７は車軸３０側の構成を示す拡大断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。動力伝達機構Ｋは、乗員によるペダル踏力を後輪ＷＲに伝える第１動力伝達機構Ｋ１と、駆動モータ２４の回転駆動力を後輪ＷＲに伝達する第２動力伝達機構Ｋ２とからなる。
【００４４】
クランク軸２１には、第１駆動側スプロケット２０が固定された支持部７１が支持されており、乗員がペダルを漕ぐと、第１駆動側スプロケット２０に巻き掛けられた第１ドライブチェーン２３を介して、その踏力が第１従動側スプロケット１０１に伝達される。支持部７１の車幅方向内側でパワーユニットＰのケース内部には、ペダル踏力の大きさを検知するペダル踏力検知機構７０が設けられている。
【００４５】
負荷印加用モータ６０の出力軸６２に固定された負荷印加用スプロケット６１は、第１ドライブチェーン２３の内周側に噛合している。負荷印加用モータ６０は、第１動力伝達機構Ｋにおいて、第１ワンウェイクラッチ１０５の上流側に配設されており、必要に応じて、第１ドライブチェーン２３の正転方向の回転を妨げる方向の負荷動力を与えるように構成されている。
【００４６】
一方、クランク軸２１の車体後方に配設された駆動モータ２４の出力軸２５ａに固定された第２駆動側スプロケット２５は、第２ドライブチェーン２８に噛合しており、必要に応じて、駆動モータ２４による電気駆動力を第２従動側スプロケット１０２に伝達するように構成されている。
【００４７】
第２駆動側スプロケット１０１，１０２と後輪ハブ９４との間には、ワンウェイクラッチ機構１００が設けられている。本実施形態に係るワンウェイクラッチ機構１００は、第１駆動側スプロケット１０１と車軸３０との間に配設される第１ワンウェイクラッチ１０５（図７参照）と、第２従動側スプロケット１０２と車軸３０との間に配設される第２ワンウェイクラッチ１０６（図７参照）とからなり、いずれも、二輪車１を前進させる方向の回転駆動力のみを後輪ハブ９４に伝達するように構成されている。なお、後輪ハブ９４の内部には、ドラム式ブレーキ９５（図７参照）が内蔵されている。
【００４８】
図６を参照して、まずペダル踏力検知機構７０の構造を説明する。本実施形態に係るペダル踏力検知機構７０は、クランク軸２１と第１駆動側スプロケット２０との間に生じる相対力を検知するものである。より具体的には、クランク軸２１と第１駆動スプロケット２０との間に生じる相対力（ねじり力）を、カム機構によってクランク軸２１の軸方向の押圧力に変換し、この押圧力によって油圧ピストンを押して生じた油圧を油圧センサで検知することにより、ペダル踏力の検知を行う。
【００４９】
ペダル踏力検知機構７０において、ねじり力を軸方向の押圧力に変換する機構は、主に、第１駆動側スプロケット２０の支持部７１と一体回転するハブ２１７と、クランク軸２１に回転不能かつ摺動可能に支持されたカムリング７５と、ハブ２１７とカムリング７５との間に配設される複数の鋼球７３，７４とからなる。クランク軸２１の回転駆動力は、カムリング７５から鋼球７３，７４を介してハブ２１７に伝達される。
【００５０】
ハブ２１７とカムリング７５の対向面には、それぞれ、鋼球７３，７４が嵌る略半球状の凹部が形成されている。この凹部は、その底部近傍では鋼球７３，７４と同形状の部分球面である一方、縁の近傍では部分球面から接線方向に離れて広がる面を有している。これにより、ハブ２１７とカムリング７５との間に相対力が作用すると、ハブ２１７とカムリング７５との回転方向の位置がずれると共に、凹部の縁の面が鋼球７３，７４に乗り上げようとする。その結果、ハブ２１７に対してカムリング７５を図示右方向に離間させる力、すなわち、カムリング７５を図示右方向に押圧する力が生じる。
【００５１】
カムリング７５の図示右方向には、本体７７に収められて軸方向に摺動可能な円環状の油圧ピストン７６が配置されている。ペダル踏力は、この油圧ピストン７６が図示右方向に押されることで生じる油圧に基づいて検知される。
【００５２】
パワーユニットＰは、右ケース８０ａ、中ケース８０ｂ、左ケース８０ｃからなるケース８０を有する。ケース８０の内部には、主に、ペダル踏力検知機構７０、クランク軸２１、駆動モータ２４、回転軸８３、出力軸２５ａが収納されている。クランク軸２１は、右ケース８０Ｃに嵌合された軸受７９と、左ケース８０Ｃに嵌合されてハブ２１７と接する軸受７２とによって軸支されている。図示右側の軸受２１の車幅方向内側には、クランク軸２１の回転速度を検知するためのマグネット７８が配設されている。
【００５３】
駆動モータ２４は、中ケース８０ｂに固定されたインナステータ８７と、複数の磁石８８が取り付けられたアウタロータ８６と、該アウタロータ８６に固定される回転軸８３とからなる。回転軸８３は、右ケース８０ａに嵌合された軸受８２と、左ケース８０ｃに嵌合された軸受８５とによって軸支されている。回転軸８３には第１減速ギヤ８４が形成されており、該第１減速ギヤ８４には、出力軸２５ａに固定された第２減速ギヤ９２が噛合している。出力軸２５ａは、中ケース８０ｂに嵌合された軸受８９と左ケースに嵌合された軸受９１とによって軸支されている。第２駆動側スプロケット２５は、ロックナット９３を用いて回転軸２５ａに固定されている。
【００５４】
図７を参照して、後輪ハブ９４は、車軸３０に対して軸受１１１，１１２によって回転自在に軸支されている。後輪ハブ９４は、ワンウェイクラッチ機構１００のインナリング１０９にスプライン嵌合されている。インナリング１０９は、車軸３０に対して２つのニードルローラベアリング１０７，１０８によって回転自在に軸支されている。
【００５５】
第１ワンウェイクラッチ１０５の外周側には、第１従動側スプロケット１０１が取り付けられたアウタ１０１ａが係合し、一方、第２ワンウェイクラッチ１０６の外周側には、アウタ部材が一体形成された第２従動側スプロケット１０２が係合している。本実施形態では、第１ワンウェイクラッチ１０５にラチェット式が適用され、一方、第２ワンウェイクラッチ１０６には「ころ」式（アウタリングとインナリングとの間に形成されたテーパ溝にころが嵌ることで両者を結合する方式）が適用されている。アウタ１０１ａと車軸３０との間には、ダストシール１０３および円筒状のカラー１０４が配設されている。
【００５６】
上記したワンウェイクラッチ機構１００によれば、乗員がペダルを漕ぐことによる人力駆動力は、第１従動側スプロケット２０から第１ワンウェイクラッチ１０５を介して、インナリング１０９および後輪ハブ９４に伝達され、他方、駆動モータ２４による電気駆動力は、第２従動側スプロケット１０２から第２ワンウェイクラッチ１０６を介してインナリング１０９および後輪ハブ９４に伝達され、複雑な断接機構を用いることなく、人力による後輪ＷＲの駆動、電力による後輪ＷＲの駆動、人力および電力の合力による後輪ＷＲの駆動が可能になる。また、駆動モータ２４の作動状態に関わらず、クランク軸２１が停止した状態での惰性走行ができるようになる。
【００５７】
図８は、ペダル踏力検知機構７０の構成を示す拡大断面図である。この図では、図６に示した断面とは異なる断面を示している。クランク軸２１の左方には、スリーブ２１６が固定されている。カムリング７５は、スリーブ２１６の外周部にスプライン嵌合されることで、クランク軸２１に対して回転不能かつ軸方向に摺動可能に支持されている。支持部７１と一体回転するハブ２１７は、スリーブ２１６と相対回転可能に支持されている。
【００５８】
本体７７は、共に円環状とされるカムリング７５および抑えリング２０９の間に挟まれるように配設されている。スリーブ２１６は、本体７７の中央に形成された貫通孔に対し、所定の隙間を有して相互回転可能に貫通している。抑えリング２０９は、抑えプレート２０７および留めピン２０８を用いてスリーブ２１６に固定されている。本体７７と抑えリング２０９との間には、円環状のスラストニードルベアリング２１０が配設されている。これと同様に、カムリング７５と油圧ピストン７６との間には、円環状のスラストニードルベアリング２１４が配設されている。
【００５９】
油圧ピストン７６の内周側および外周側には、オイルシール２１１，２１３がそれぞれ取り付けられている。油圧ピストン７６は、クランク軸２１と同心の環状シリンダ２１２に挿入されている。環状シリンダ２１２の底部には、油圧ピストン７６を常に図示左方向に付勢する環状の皿ばね２０６が配設されている。環状シリンダ２１２の底部は、本体７７に設けられたオイル溜め２０２および圧力センサ２１８によって閉塞される圧力検知空間２１９と連通している。これにより、乗員がペダルを漕ぐことでクランク軸２１と第１駆動側スプロケット２０との間に相対力が生じると、油圧ピストン６７が図示右方に押圧されて圧力検知空間２１９に満たされたオイルの圧力が高まることとなる。この圧力上昇は、油圧センサ２１８によって検知される。
【００６０】
環状シリンダ２１２とオイル溜め２０２との間には、チェックボール２０５を有する逆止弁２０３が配設されている。オイル溜め２０２の上部には、パッキン２０１を介して蓋２００が取り付けられている。本体７７は、オイル通路に混入した空気が抜けやすいように、オイル溜め２０２を車体上側に向けて配設されている。右ケース８０ａの内部には、ホールＩＣ等によってマグネット７８の通過状態に基づくクランク軸２１の回転速度を検知するクランク軸回転速度センサ２６が配設されている。
【００６１】
図９は、本実施形態に係る二輪車の制御システムの構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。制御部としてのＭＣＵ４６は、各種センサ出力に基づいて駆動モータ２４の出力の算出を実行するほか、第１，第２バッテリＢ１，Ｂ２の状態の検知、各種センサの状態の検知等を行う。ＭＣＵ４６には、シート１７への乗員の着座を検知するシートスイッチ１５８、サイドスタンド４０の格納状態を検知するサイドスタンドスイッチ１５７、前後ブレーキレバー８の揺動に連動する前後ブレーキスイッチ１５５，１５６、クランク軸回転速度センサ２６、ペダル踏力を検知する油圧センサ２１８、車速センサ３７、バッテリ温度センサ１６８からの情報が入力される。また、ＭＣＵ４６には、乗員に各種警告を発する警告灯１５９が接続されている。
【００６２】
ＭＣＵ４６は、例えば、乗員がシート１７に着座し、かつサイドスタンド４０が格納されているときに所定のペダル踏力が入力されると、ペダル踏力および車速に応じた補助動力を算出し、ＣＡＮ通信線１６７を介してＰＤＵ３９に駆動モータ２４の駆動指令を発する。また、ＭＣＵ４６は、走行中の車速やペダル踏力の変化に応じて駆動モータ２４の出力を調整したり、補助動力の供給中にブレーキスイッチ１５５，１５６の作動が検知されると、駆動モータ２４への電力供給を停止する制御等も可能とする。
【００６３】
ＰＤＵ３９には、ブレーカ１６９を介して直列接続された第１，第２バッテリＢ１，Ｂ２（例えば、２６Ｖ／６Ａｈ×２）から供給される主電源（例えば、４８Ｖ）が入力されると共に、リレー１６５およびヒューズ１６６を介して、車載バッテリＢ１，Ｂ２の出力をＤＣ／ＤＣコンバータ１６４で降圧されたＰＤＵ用の制御電源（例えば、２４Ｖ／１．２Ａｈ）が入力されている。ＰＤＵ３９は、ＭＣＵ４６からの駆動指令に基づいて駆動モータ２４に駆動電流を供給する。駆動モータ２４には、その回転角度を検知する回転角度センサ１５２が近接配置されている。また、ＰＤＵ３９には、負荷印加手段としての負荷印加用モータ６０が接続されている。
【００６４】
第１，第２バッテリＢ１，Ｂ２には、前記したバッテリ温度センサ１６８およびブレーカ１６９が設けられている。車載バッテリＢ１，Ｂ２の出力は、ＰＤＵ３９への供給経路とは異なる経路において、制御システムの主電源（例えば、１２Ｖ／１６．７Ａｈ）を得るためにＤＣ／ＤＣコンバータ１６０で降圧される。この主電源は、メインスイッチ１６１、メインリレー１６２およびヒューズ１６３を介して、ＭＣＵ４６のほか、ヘッドライト１５、各種スイッチ類、尾灯装置３５、ウインカ装置等の補機類１５３に供給される。
【００６５】
図１０は、本実施形態に係る二輪車の動力伝達機構の全体構成の模式図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、ペダル２２ａに加えられた踏力は、クランクアーム２２→クランク軸２１→第１駆動側スプロケット２０→第１ドライブチェーン２３→第１従動側スプロケット１０１→第１ワンウェイクラッチ１０５→後輪ＷＲの順で伝達される。この一連の伝達機構が第１動力伝達機構Ｋ１となる。
【００６６】
一方、駆動モータ２４の回転駆動力は、回転軸８３→第１減速ギヤ８４→第２減速ギヤ９２→出力軸２５ａ→第２駆動側スプロケット２５→第２ドライブチェーン２８→第２従動側スプロケット１０２→第２ワンウェイクラッチ１０６→後輪ＷＲの順で伝達される。この一連の伝達機構が第２動力伝達機構Ｋ２となる。
【００６７】
本実施形態では、検知されたペダル踏力が所定値を超えると、駆動モータ２４によって後輪ＷＲに補助動力を供給するように構成されている。具体的には、図１１に示すように、ペダル踏力がアシスト開始閾値ＰＴ１を超えると、アシスト最大値ＡＴ１を上限として、ペダル踏力に比例して増加する補助動力を印加する。また、本実施形態において、アシスト開始閾値ＰＴ１は、車速に応じて変化するように設定されている。
【００６８】
図１２は、アシストを開始する踏力と車速との関係を示すグラフである。本実施形態ででは、アシスト開始のトリガとなるペダル踏力のアシスト開始閾値ＰＴが、速度上昇に伴って徐々に減少し、所定速度（例えば、約１２ｋｍ／ｈ）を超えると一定値（例えば、約２．５ｋｇｆ）となるように設定されている。この設定によれば、発進時にごくわずかな踏力でアシストが開始されてしまったり、また、速度が上昇しても大きなペダル踏力を入力しないとアシストが行われないといった現象が発生することがなく、通常の自転車と同様な自然な乗車フィーリングを得ることが可能となる。
【００６９】
ところで、本実施形態に係る二輪車１において、乗員が通常の速度でペダルを漕いでも後輪ＷＲに回転駆動力が伝達されない（第１ワンウェイクラッチ１０５が接続されない）ほどの高い速度で走行している間は、乗員がペダルを踏んでもクランク軸２１と第１駆動側スプロケット２０との間に相対力が発生せず、ペダル踏力を検知できないという現象が発生する。このとき、乗員に対しては、ペダルの空回り感を与えることとなる。
【００７０】
前記した負荷印加装置としての負荷印加用モータ６０は、上記したような状態に対処するために設けられている。本実施形態に係る負荷印加用モータ６０によれば、通常であればペダルの空回りが生じる高速走行時においても、第１ドライブチェーン２３に逆転方向の負荷を与えることで、ペダル操作に対する負荷を発生させることが可能となる。負荷印加用モータ６０は、負荷を与える必要が生じた時だけ、励磁状態を切り換えて負荷運転制御を行い、通常時には負荷が生じない無負荷運転とすることが可能に構成されている。
【００７１】
図１３は、負荷印加用モータ６０によって与える負荷トルクとペダル回転数との関係を示すグラフである。本実施形態では、車速が所定値を超えた状態で、ペダル回転速度がペダル空回り閾値ＰＮ１を超えると、負荷最大値ＨＴ１を上限として、ペダル回転数の大きさに比例して増加する負荷を印加するように構成されている。これにより、高速走行時においてもペダルの空回り感が生じることがなく、かつペダル踏力の検知が可能となる。なお、負荷を印加するタイミングやその大きさは種々の変更が可能であり、例えば、上限値を設けずに車速の増加に伴って増加させるようにしてもよい。
【００７２】
そして、ペダル踏力に対する負荷印加制御は、第１ドライブチェーン２３を逆転させる方向に負荷印加用モータ６０を回転させるように電力を供給するほか、負荷印加用モータ６０を発電機として駆動して回生発電に伴う負荷を生じさせることで行ってもよい。この構成によれば、人力によって発電された電力で第１，第２バッテリＢ１，Ｂ２を充電することができ、高速走行時における消費電力を抑えることが可能となる。
【００７３】
図１４は、本実施形態に係る駆動モータ２４のアシスト制御方法を示すグラフである。本実施形態に係る二輪車１では、通常のアシスト自転車のように、所定値を超えたペダル踏力が入力されている間のみ補助動力を供給するのではなく、ペダル踏力の山と山とをつなぐように補助動力を供給する「踏力保持制御」が可能に構成されている。
【００７４】
クランク軸２１は、ペダルが左右交互に踏まれることで回転するため、ペダル踏力検知機構７０によって検知されるペダル踏力の波形は、図示するように、山と谷とが周期的に繰り返される形状となる。本実施形態では、先に入力されたペダル踏力のピーク値を、次にペダル踏力のピーク値が検知されるまで保持するように補助動力を供給することで、ペダル踏力波形の山と山とをつなぐような制御が行われる。
【００７５】
図１４において、時刻ｔ１では、先に入力されたペダル踏力（波形Ａ）がピーク値を越えて下がり始めたことが検知され、この波形Ａのピーク値を保つための補助動力Ｆ１の供給が開始される。次に、時刻ｔ２では、次に入力されたペダル踏力（波形Ｂ）がピーク値を越えて下がり始めたことが検知され、この波形Ｂのピーク値を保つための補助動力Ｆ２の供給が開始される。
【００７６】
本実施形態において、この踏力保持制御は、ペダル踏力（例えば、２１ｋｇｆ）が所定値を超えるような登坂路および平地での加速時に実行される。また、踏力保持制御は、乗員によるブレーキ操作等が行われるまで同じ大きさの補助動力を供給する「クルーズ走行」制御と同時適用するほか、補助動力の大きさを一定とせずに、供給開始時の大きさから漸減させる「準クルーズ走行」制御と同時適用することが可能である。さらに、ペダル踏力が所定値（例えば、１．５ｋｇｆ）以下の状態でクランク軸２１が所定回数回転（例えば、４回転）すると、補助動力の供給を停止するように構成することもできる。
【００７７】
図１５は、上記した準クルーズ走行（以下、単にクルーズ走行と示すこともある）制御の詳細を示すタイムチャートである。このタイムチャートでは、上から順に、制御部４６によって設定される目標車速ＭＴ、車速センサ３７で検知される二輪車１の現在車速Ｖ、駆動モータ２４のアシスト出力（正転方向で０〜１００％）、路面の勾配状態をそれぞれ示している。
【００７８】
本実施形態に係る補助動力付き二輪車は、クルーズ走行中に上り坂または下り坂にさしかかると、勾配状態の変化に応じた駆動力制御が実行可能である。具体的には、クルーズ走行中に、現在車速が所定値以上減少すると路面が上り坂になったと判定して目標車速の更新を行い、一方、クルーズ走行中に現在車速が目標車速より所定値以上増加すると路面が下り坂になったと判定して目標車速の更新を行うように構成されている。これにより、路面の勾配を検知するために加速度センサ等を用いることなく、車速センサ３７の出力値に基づいて勾配状態を判定し、路面勾配に合わせた適切な駆動力制御が可能となる。
【００７９】
図１５を参照して、時刻ｔ０では、ペダル踏力に応じた所定のモータ駆動力により、現在車速Ｖ１でクルーズ走行中である。本実施形態では、車速を徐々に減少させる「準クルーズ走行」が適用されており、目標車速ＭＴは、時刻ｔ０での目標車速ＭＴ１から一定の減速率Ｒ１で低下（例えば、−０．１ｋｍ／ｈ／ｓｅｃ）するように設定されている。駆動モータ２４は、この減速度Ｒ１を維持するために出力２０％で駆動されている。
【００８０】
次に、時刻ｔ１０では、緩い上り勾配の路面にさしかかる。これに伴い、制御部４６は、目標車速ＭＴの減速率Ｒ１が維持されるように、駆動モータ２４の出力を６０％に増加させる。そして、時刻ｔ１１では、さらに路面の勾配が大きくなることに応じて、目標車速の減速率Ｒ１が維持されるように駆動モータ２４の出力が１００％に増加される。
【００８１】
しかしながら、時刻ｔ１１でさしかかる上り坂では、勾配がきついため、駆動モータ２４を１００％の出力で駆動しても現在車速Ｖが減速率Ｒ１より大きな減速率Ｒ２で低下してしまう。そして、時刻ｔ１２では、現在車速Ｖが時刻ｔ０での目標車速ＭＴ１より所定値以上減少する。これに伴って、制御部４６は、目標車速をＭＴ１より小さいＭＴ２に変更する更新を行う（更新Ａ）。この目標車速ＭＴの更新は、例えば、現在車速Ｖが時刻ｔ０での目標車速ＭＴ１より５％以上減少した場合に、現在車速Ｖを目標車速ＭＴに置き換えることで行われる。
【００８２】
次に、時刻ｔ１３では、さらに、車速Ｖが時刻ｔ２で更新した目標車速ＭＴ２より５％以上減少したため、目標車速ＭＴ２を現在車速であるＭＴ３に置き換える更新が行われる（更新Ｂ）。なお、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間の目標車速も、時刻ｔ１２で更新された目標車速ＭＴ２から減速率Ｒ１で低下するように設定される。
【００８３】
次に、時刻ｔ１４では、車速Ｖがアラーム閾値ＳＶ１を下回る。このアラーム閾値ＳＶ１は、クルーズ走行の下限車速としてのクルーズ閾値ＳＶ２より少し大きい値に設定されている。そして、車速Ｖがアラーム閾値ＳＶ１を下回ることに伴い、制御部４６は、二輪車１のインストルメントパネル等に設けられた警告灯１５９（図９参照）を点灯する（アラーム作動）。この警告灯１５９の点灯によれば、車速Ｖがクルーズ閾値ＳＶ２に近づいたことを乗員に報知し、二輪車１のペダルを漕ぐことを乗員に促すことができる。なお、警告灯１５９の警告に応じて乗員がペダルを漕いだ場合には、ペダル踏力に応じたモータ駆動力が出力されることとなる。
【００８４】
時刻ｔ１５では、路面がきつい上り勾配から平地に戻る。本実施形態では、時刻ｔ１４でアラームが作動しても乗員によるペダル操作が行われなかったが、現在車速Ｖがクルーズ閾値ＳＶ２を下回る前に、きつい上り坂から平地走行に戻った状態を示している。この時刻ｔ１５で平地走行に戻った瞬間は、モータアシスト出力が１００％であるため、二輪車１は加速を開始する。しかしながら、制御部４６は、時刻ｔ１６おいて、車速Ｖが目標車速ＭＴ３から減速率Ｒ１で低下するようにモータアシスト出力を２０％に低減するため、二輪車１が上り坂から平地に戻った際の車速Ｖの増加量はごくわずかとなる。
【００８５】
上記したように、路面が上り坂から平地に戻った際の車速の増加が小さく抑えられることは、上り坂の途中で、時刻ｔ１２での更新Ａおよび時刻ｔ１３での更新Ｂが行われたことによって、目標車速が現在車速に応じて大幅に低減されたことが大きく影響している。例えば、更新Ａおよび更新Ｂが実行されない場合には、目標車速と現在車速との差が大きい状態のまま時刻ｔ１５で平地に移行することとなり、モータアシスト出力１００％で加速する期間が長くなりやすい。これに対し、本実施形態では、現在車速の低下に応じた目標車速の更新を行うことにより、路面状況の変化に応じたモータアシスト出力の切り換えを素早く実行することを可能としている。
【００８６】
次に、時刻ｔ１７では、路面が平地から下り坂にさしかかり、二輪車１は下り勾配による加速を開始する。これに伴い、制御部４６は、目標車速ＭＴ３に対する減速率Ｒ１を維持するために駆動モータ２４を駆動させる必要がなくなるため、モータアシスト出力を２０％から０％に切り換える。そして、時刻ｔ１８では、現在車速Ｖが、時刻ｔ１３で更新した目標車速ＭＴ３より所定値以上大きくなるため、目標車速を現在車速より所定割合だけ小さいＭＴ４とする更新が行われる（更新Ｃ）。この目標車速ＭＴの更新は、例えば、車速Ｖが時刻ｔ１３での目標車速ＭＴ３より２０％以上増加した場合に、現在の車速Ｖマイナス１０％の値を目標車速ＭＴに置き換えることによって実行される。その結果、時刻ｔ１８では、目標車速がＭＴ３より少し大きいＭＴ４へ更新される。
次に、時刻ｔ１９では、現在車速Ｖが、さらに時刻ｔ１８で更新した目標車速ＭＴ４より所定値以上大きくなるため、目標車速を現在車速より所定割合だけ小さいＭＴ５とする更新が行われる（更新Ｄ）。
【００８７】
時刻ｔ２０では、路面が下り坂から平地に戻る。この時刻ｔ２０で平地走行に戻った瞬間は、モータアシスト出力が０％であり、二輪車１は減速を開始する。しかしながら、制御部４６は、車速Ｖが目標車速ＭＴ５から減速率Ｒ１で低下するように、時刻ｔ２１おいてモータアシスト出力を２０％に復帰させるため、減速度Ｒ１より大きい減速率Ｒ３で減速する期間は、時刻２０から時刻ｔ２１までのわずかな期間となる。
【００８８】
なお、上記したように、路面が下り坂から平地に戻った際の車速の低減が小さく抑えられることは、下り坂の途中で、時刻ｔ１８における更新Ｃが行われ、さらに時刻ｔ１９における更新Ｄが行われることによって、目標車速が現在車速に応じて低減されたことが大きく影響している。例えば、設定Ｃ，Ｄが実行されない場合には、目標車速と現在車速との差が大きい状態のまま時刻ｔ２０で平地に移行するため、モータアシスト出力が０％から２０％に復帰するまでの期間が長くなる。これに対し、本実施形態では、現在車速の増加に応じた目標車速の更新を行うことにより、路面状況の変化に応じたモータアシスト出力の切り換えを素早く実行することが可能となる。
【００８９】
最後に、時刻ｔ２２では、車速Ｖがクルーズ閾値ＳＶ２を下回ることにより、クルーズ制御の終了条件が満たされ、目標車速が０（ゼロ）に切り換えられる（更新Ｅ）と共に、駆動モータ出力が０％となり、クルーズ制御が終了となる。
【００９０】
なお、クルーズ制御中に、モータ駆動力によって維持されている車速を超えて車体を加速させるほどのペダル踏力が入力された場合には、新たに入力されたペダル踏力に対応した車速でのクルーズ制御を行わせることができる。
【００９１】
また、車速Ｖがアラーム閾値ＳＶ１を下回って警告が実行されている間に、乗員がペダル踏力を入力した場合には、このペダル踏力に応じた補助動力が印加され、一方、ペダル踏力が印加されることなくクルーズ閾値ＳＶ２を下回った場合には、駆動モータ２４の駆動が停止されることとなる。なお、車速Ｖがアラーム閾値ＳＶ１を下回った場合に実行される警告には、警告灯１５９の点灯や点滅のほか、ホーンやスピーカ等の作動や振動発生器等による種々の警告手段を用いることができる。
【００９２】
図１６は、クルーズ走行制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、クルーズ制御の実行中に適用され、かつ図１５のタイムチャートに対応するものである。ステップＳ１では、現在車速が目標車速より５％以上減少したか否かが判定される。ステップＳ１で肯定判定されると、ステップＳ２に進み、現在車速を目標車速に設定する（図１５における時刻ｔ１２の「更新Ａ」および時刻ｔ１３の「更新Ｂ」に対応）。
【００９３】
続くステップＳ３では、現在車速がアラーム閾値を下回ったか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ４に進む。ステップＳ４では、乗員にペダル操作を促すために、警告灯１５９の点滅等によるアラームが作動する（図１５における時刻ｔ１４の「アラーム作動」に対応）。なお、ステップＳ１で否定判定されると、ステップＳ２〜Ｓ４をスキップしてステップＳ５に進み、また、ステップＳ３で否定判定されるとステップＳ４をスキップしてステップＳ５に進む。
【００９４】
ステップＳ５では、現在車速が目標車速より２０％以上増加したか否かが判定され、肯定判定されると、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、現在車速マイナス１０％を目標車速に設定する（図１５における時刻ｔ１８の「更新Ｃ」および時刻ｔ１９の「更新Ｄ」に対応）。なお、ステップＳ５で否定判定されると、ステップＳ６をスキップしてステップＳ７に進む。
【００９５】
ステップＳ７では、現在車速がクルーズ閾値を下回ったか否かが判定される。ステップＳ７で肯定判定されると、ステップＳ８に進んで駆動モータ２４が停止され（図１５の時刻ｔ２２の更新Ｅに対応）、一連の制御を終了する。なお、ステップＳ８で否定判定されると、ステップＳ１の判定に戻る。
【００９６】
上記したように、本発明に係る補助動力付き二輪車のクルーズ制御によれば、傾斜センサを用いることなく、車速センサの出力値に基づいて、クルーズ走行中の路面の勾配変化に応じた駆動モータ出力の制御が可能となる。さらに、クルーズ走行中に現在車速が目標車速より５％以上減少すると現在車速を目標車速に設定するので、上り坂から平地に移行した際に現在車速と目標車速とが大きく離れた状態にあることがなくなり、上り坂から平地への移行後に加速を続けることを防ぐことが避けられ、スムーズにクルーズ走行に移行することができる。また、クルーズ走行中に現在車速が目標車速より２０％以上増加すると現在車速マイナス１０％を目標車速に設定するので、下り坂から平地に移行した際に現在車速と目標車速とが大きく離れた状態にあることがなくなり、下り坂から平地への移行後に減速を続けることが避けられて、スムーズにクルーズ走行に移行することができる。
【００９７】
なお、二輪車の各部構造、クランク回転速度センサおよび車速センサの構造や配置、ペダル踏力検知機構の構造、人力動力伝達機構および電力動力伝達機構の構造、負荷印加用モータの構造や配置、負荷印加用モータの制御方法、クルーズ走行制御時および準クルーズ走行時のモータアシスト出力の大きさや、路面勾配に対するモータアシスト出力の設定、各目標車速の設定条件等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、平地走行においては、所定の車速を維持するクルーズ走行が実現されるように、減速度を伴わない目標車速の設定を行ってもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１…補助動力装置付き二輪車、２…車体フレーム、３…メインフレーム、２１…クランク軸、２２…クランクアーム、２２ａ…ペダル、２４…駆動モータ、２３…第１ドライブチェーン、２６…クランク軸回転速度センサ、２８…第２ドライブチェーン、３０…車軸、３７…車速センサ、３９…ＰＤＵ（モータドライバ）、４６…ＭＣＵ（制御部）、６０…負荷印加用モータ（負荷印加手段）、７０…ペダル踏力検知機構、１００…ワンウェイクラッチ機構、１０５…第１ワンウェイクラッチ、１０６…第２ワンウェイクラッチ、２１８…油圧センサ（ペダル踏力センサ）、Ｂ１，Ｂ２…第１，第２バッテリ、Ｋ…動力伝達機構、Ｋ１…第１動力伝達機構、Ｋ２…第２動力伝達機構、ＷＲ…後輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助動力装置付き二輪車に係り、特に、人力によるペダル踏力の変化に対応して補助動力源の出力を制御する補助動力装置付き二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の駆動力制御において、スロットル開度や車速のほか、車両が走行している路面の勾配を考慮して、駆動輪に伝達する駆動力を決定する方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、下り坂を走行中にスロットル開度がゼロとされた場合でも、平坦地を走行中にスロットル開度がゼロとされた場合と同様の減速度が得られるように、路面の勾配に応じて目標減速度を算出する制御が開示されている。この特許文献１に記載された車両では、加速度センサを用いて路面の勾配を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１８７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、人力によるペダル踏力に応じて電動モータによる補助動力を印加するようにした補助動力装置付き二輪車、いわゆるアシスト自転車が知られている。通常、このような車両では、ペダル踏力が印加されている間のみ補助動力を供給するように構成されている。しかしながら、乗員がペダル操作を停止しても所定速度を保つように駆動力の印加を継続する「クルーズ走行」の機能が要求された場合には、クルーズ走行中に車両が上りまたは下り勾配にさしかかっても、平坦路での走行フィーリングとの差異が大きくならないように駆動力を制御することが望ましい。
【０００６】
このとき、特許文献１に記載された技術のように、加速度センサを用いて路面の勾配を検知する方式を適用しようとすると、余剰スペースの少ない二輪車において、取り付けスペースの確保や構造の複雑化、部品点数の増加等の課題が生じることとなる。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、加速度センサを用いることなく適切な駆動力によるクルーズ走行を可能とする補助動力装置付き二輪車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、ペダル踏力が入力されるクランク軸（２１）と、前記クランク軸（２１）に入力されたペダル踏力を後輪（ＷＲ）に伝達する動力伝達機構（Ｋ）と、前記動力伝達機構（Ｋ）に含まれ、前記ペダル（２２ａ）の正転方向の駆動力のみを伝達するワンウェイクラッチ（１０５）と、前記ペダル踏力の大きさを検知するペダル踏力検知機構（７０）と、前記後輪（ＷＲ）に補助動力を印加する駆動モータ（２４）と、前記二輪車（１）の車速を検知する車速センサ（３７）と、前記ペダル踏力の大きさに基づいて前記駆動モータ（２４）の出力を算出する制御部（４６）とを有する補助動力装置付き二輪車において、前記制御部（４６）は、検知されたペダル踏力のピーク値に対応する目標車速（ＭＴ）が保持または漸減されるように前記駆動モータ（２４）を駆動するクルーズ走行を実行すると共に、前記車速センサ（３７）により検知される現在車速（Ｖ）と前記目標車速（ＭＴ）との対応関係に基づいて路面の勾配状態を判定し、該勾配状態に応じて前記クルーズ走行中に前記目標車速（ＭＴ）の更新を行う点に第１の特徴がある。
【０００９】
また、前記目標車速（ＭＴ）の更新は、前記クルーズ走行中に、先に設定された目標車速（ＭＴ１）に対して現在車速が所定値以上減少すると、現在車速（Ｖ）を新たな目標車速（ＭＴ２，ＭＴ３）に置き換えることで実行される点に第２の特徴がある。
【００１０】
また、前記目標車速の更新は、前記クルーズ走行中に、先に設定された目標車速（ＭＴ３）に対して現在車速（Ｖ）が所定値以上増加すると、現在車速（Ｖ）より所定割合だけ小さい車速を新たな目標車速（ＭＴ４）に置き換えることで実行される点に第３の特徴がある。
【００１１】
また、前記制御部（４６）は、前記クルーズ走行中に、現在車速（Ｖ）が所定のクルーズ閾値（Ｓ２）を下回ると、駆動モータ（２４）による補助動力の供給を停止する点に第４の特徴がある。
【００１２】
また、前記制御部（４６）は、前記現在車速（Ｖ）が前記クルーズ閾値（Ｓ２）より大きい所定のアラーム閾値（ＳＶ１）を下回ると、警告手段（１５９）を作動させる点に第５の特徴がある。
【００１３】
また、前記警告手段は、警告灯（１５９）である点に第６の特徴がある。
【００１４】
また、前記警告手段は、音または振動を発する機器である点に第７の特徴がある。
【００１５】
さらに、前記動力伝達機構（Ｋ）は、前記クランク軸（２１）に入力された踏力を前記クランク軸（２１）から第１ワンウェイクラッチ（１０５）を介して後輪（ＷＲ）伝達する第１動力伝達機構（Ｋ１）と、前記駆動モータ（２４）の回転駆動力を第２ワンウェイクラッチ（１０６）を介して前記後輪（ＷＲ）に伝達する第２動力伝達機構（Ｋ２）とを含む点に第８の特徴がある。
【発明の効果】
【００１６】
第１の特徴によれば、制御部は、検知されたペダル踏力のピーク値に対応する目標車速が保持または漸減されるように駆動モータを駆動するクルーズ走行を実行すると共に、車速センサにより検知される現在車速と目標車速との対応関係に基づいて路面の勾配状態を判定し、該勾配状態に応じてクルーズ走行中に目標車速の更新を行うので、加速度センサ等を用いることなく路面の勾配状態を判定して、路面の勾配状態に応じたクルーズ走行中の駆動力制御を実行することができる。
【００１７】
第２の特徴によれば、目標車速の更新は、クルーズ走行中に、先に設定された目標車速に対して現在車速が所定値以上減少すると、現在車速を新たな目標車速に置き換えることで実行されるので、平坦な路面と同様のクルーズ走行ができない上り勾配の路面から、平坦な路面に戻った際に、現在車速と目標車速とが大きく離れてしまうことを防ぐことが可能となる。これにより、上り坂から平坦な路面に戻った後にモータ駆動力を素早く低減させて、平坦路での加速期間を短くすることが可能となる。
【００１８】
第３の特徴によれば、目標車速の更新は、クルーズ走行中に、先に設定された目標車速に対して現在車速が所定値以上増加すると、現在車速より所定割合だけ小さい車速を新たな目標車速に置き換えることで実行されるので、下り勾配の路面から平坦な路面に移行した際に、現在車速と目標車速とが大きく離れてしまうことを防ぐことが可能となる。これにより、平坦な路面に戻った後にモータ駆動力を素早く復帰させることが可能となる。
【００１９】
第４の特徴によれば、制御部は、クルーズ走行中に、現在車速が所定のクルーズ閾値を下回ると、駆動モータによる補助動力の供給を停止するので、二輪車の車速が所定車速を下回ることに応じて速やかにクルーズ制御を終了し、バッテリ電力を節約することができる。
【００２０】
第５の特徴によれば、制御部は、現在車速がクルーズ閾値より大きい所定のアラーム閾値を下回ると警告手段を作動させるので、車速が低下してクルーズ走行の下限車速に近づいたことを乗員に報知し、ペダル操作を促すことが可能となる。これにより、ペダル操作が早く再開される可能性を高め、バッテリの消耗を抑えることができる。
【００２１】
第６の特徴によれば、警告手段は警告灯であるので、乗員の視覚に訴えてペダル操作を効果的に要求することができる。
【００２２】
第７の特徴によれば、前記警告手段は、音または振動を発する機器であるので、乗員の聴覚または触覚に訴えてペダル操作を効果的に要求することができる。例えば、乗員の耳元に配置されたスピーカや、ハンドルグリップやシート等に取り付けられた振動発生器を警告手段とすることで、警告の効果を高めることができる。
【００２３】
第８の特徴によれば、動力伝達機構は、クランク軸に入力された踏力をクランク軸から第１ワンウェイクラッチを介して後輪に伝達する第１動力伝達機構と、駆動モータの回転駆動力を第２ワンウェイクラッチを介して後輪に伝達する第２動力伝達機構とを含むので、人力動力系と電力動力系の２系統を並列配置する補助動力装置付き二輪車において、路面の登坂状態を考慮したクルーズ走行制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る補助動力装置付き二輪車の側面図である。
【図２】二輪車の車体フレームの拡大側面図である。
【図３】パワーユニットの拡大側面図である。
【図４】後輪の車軸の周囲の構成を示す斜視図である。
【図５】動力伝達機構の全体構成を示す上面断面図である。
【図６】動力伝達機構のクランク軸側の構成を示す拡大断面図である。
【図７】動力伝達機構の車軸側の構成を示す拡大断面図である。
【図８】ペダル踏力検知機構の構成を示す拡大断面図である。
【図９】本実施形態に係る二輪車の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態に係る二輪車の動力伝達機構の全体構成の模式図である。
【図１１】ペダル踏力と補助動力との関係を示すグラフである。
【図１２】アシストを開始する踏力と車速との関係を示すグラフである。
【図１３】負荷トルクとペダル回転数との関係を示すグラフである。
【図１４】駆動モータのアシスト制御方法を示すグラフである。
【図１５】クルーズ走行制御の詳細を示すタイムチャートである。
【図１６】クルーズ走行制御の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る負荷印加装置を適用した補助動力装置付き二輪車１の側面図である。また、図２は、補助動力装置付き二輪車1（以下、単に二輪車と示すこともある）の車体フレーム２の側面図である。二輪車１は、自転車と同様のペダルを有し、人力によるペダル踏力に応じて、駆動モータ２４による補助動力を後輪ＷＲに印加するようにした、いわゆる電動アシスト機能付きの二輪車である。
【００２６】
二輪車１の車体フレーム２は、ヘッドパイプ５と、該ヘッドパイプ５から後方下方に延在するメインフレーム３と、該メインフレーム３の後部に接合されて上方に延在するシートチューブ４と、メインフレーム３の後部に配設される左右一対のチェーンステー１９と、シートチューブ４の上部に接合されて後方下方に延在すると共にチェーンステー１９の後端と接合される左右一対のシートステー１８とからなる。
【００２７】
ヘッドパイプ５には、左右一対のフロントフォーク９を支持するステムシャフト（不図示）が回動自在に軸支されており、該ステムシャフトの上部には、左右一対のハンドルバー６が取り付けられている。ハンドルバー６の車幅方向の両端部には、ハンドルグリップ７およびブレーキレバー８がそれぞれ取り付けられており、フロントフォーク９の下端部には、車軸１０を介して前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。前輪ＷＦのドラム式ブレーキ１１は、揺動アーム１２の作動に伴って制動力を生じる。この揺動アーム１２は、車幅方向右側のブレーキレバー８に連結された不図示のワイヤによって駆動される。
【００２８】
ヘッドパイプ５の前方には、ライトステー１４を介してヘッドライト１５が取り付けられている。フロントフォーク９の上部には、フロントフェンダ１３が取り付けられている。メインフレーム３は中空構造とされており、その内部には、補助動力源および制御システムに電力を供給する第１バッテリＢ１および第２バッテリＢ２が収納されている。
【００２９】
メインフレーム３の後部で車体中央には、人力駆動系の機構と電力駆動系の機構とを一体に構成したパワーユニットＰが取り付けられている。クランク軸２１の車幅方向両端部には、乗員が踏む足乗せ部分を回転自在に軸支するクランクアーム２２が固定されている。クランク軸２１には、第１駆動側スプロケット２０が固定されており、該第１駆動側スプロケット２０に第１ドライブチェーン２３が巻き掛けられて、人力動力伝達機構が構成されている。また、補助動力源としての駆動モータ２４の出力軸には、第２駆動側スプロケット２５が固定されており、該第２駆動側スプロケット２５に第２ドライブチェーン２８が巻き掛けられて電気動力伝達機構が構成されている。
【００３０】
チェーンステー１９の後端部には、車軸３０を介して後輪ＷＲが回転自在に軸支されている。車軸３０には、第１ドライブチェーン２３を介して後輪ＷＲに人力駆動力を伝達する第１従動側スプロケット１０１と、第２ドライブチェーン２８を介して後輪ＷＲに電気駆動力を伝達する第２従動側スプロケット１０２とが軸支されている。チェーンステー１９の後端部には、第１ドライブチェーン２３のテンショナ２９が取り付けられている。
【００３１】
パワーユニットＰとシートステー１８との間には、駆動モータ２４の出力を制御するモータドライバとしてのＰＤＵ（パワードライブユニット）３９が配設されている。パワーユニットＰの下部には、サイドスタンド４０が取り付けられている。
【００３２】
円筒状のシートチューブ４には、その上方から、シート１７を支持するシートピラー１６が挿入固定されている。シートステー１８には、左右一対のウインカ装置３８が取り付けられており、後輪ＷＲの上方を覆うリヤフェンダ３４には、尾灯装置３５が取り付けられている。リヤフェンダ３４には、左右一対の支持ステー３３が設けられている。
【００３３】
シートステー１８の車軸３０寄りの位置には、車体後方側に伸びる取付ステー４１が設けられている。この取付ステー４１には、後輪ＷＲの回転速度を検知する車速センサ３７を保持するホルダ３６が固定されている。後輪ＷＲのドラム式ブレーキ９５（図５参照）を作動させる揺動アーム３２は、車幅方向左側のブレーキレバー８に連動するワイヤ（不図示）に連結されている。
【００３４】
駆動モータ２４の後方下方には、負荷印加装置としての負荷印加用モータ６０が配設されている。本実施形態では、負荷印加用モータ６０の出力軸６２（図３参照）に固定された負荷印加用スプロケット６１が、前記第１ドライブチェーン２３の下側かつ内周側に噛合するように構成されている。
【００３５】
図２は、車体フレーム２の側面図である。また、図３は、パワーユニットＰの拡大側面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。ヘッドパイプ５の前面部には、ライトステー１４を取り付けるためのボス５ａが設けられている。メインフレーム３は、第１バッテリＢ１および第２バッテリＢ２（図１参照）の収納を可能とする中空の箱形構造とされている。メインフレーム３の後端部には、シートパイプ４を結合するための延出部３ａが設けられている。
【００３６】
シートパイプ４の下部とチェーンステー１９の前端部との間には、パワーユニットＰの輪郭に沿った形状を有するユニットケース４２が結合されている。パワーユニットＰは、ユニットケース４２の前後に形成された取付部４４およびメインフレーム３の後端に形成された取付部４８を用いて、車体フレーム２に吊り下げられるように固定される。
【００３７】
ユニットケース４２の上面側には、ＰＤＵ３９の後部を支持するための取付ステー４３が設けられている。この取付ステー４３の配置および形状により、ＰＤＵ３９は、車体前方側が直接ユニットケース４２に接触する一方、車体後方側は宙に浮いた状態で固定される。これにより、ＰＤＵ３９の駆動時の発熱は、走行風およびユニットケース４２への熱伝導によって効率よく冷却されることとなる。
【００３８】
左右一対のシートステー１８およびチェーンステー１９の後端部は、それぞれ、車軸３０の貫通孔４７が形成された板状のリヤエンド２７に接合されている。チェーンステー１９の後端近傍には、第１ドライブチェーン２３のテンショナ２９を取り付ける台座１９ａが形成されており、シートステー１８には、ウインカ装置３８（図１参照）を取り付けるためのウインカステー１８ａが設けられている。
【００３９】
図３を参照して、ＰＤＵ３９の外枠には、取付ステー４３の後方側で下方に延出するサブステー４５が設けられている。サブステー４５には、車速やペダル踏力等に基づいて駆動モータ２４の出力の算出等を行う制御部としてのＭＣＵ４６が取り付けられている。このようなＭＣＵ４６の配置構造によれば、ユニットケース４２とＰＤＵ３９との間の隙間にＭＣＵ４６を効率よく配置し、かつＭＣＵ４６の周囲の風通しをよくして冷却効果を高めることが可能となる。
【００４０】
車体フレーム２へのユニットケースＰの懸架作業は、前記取付部４４，４８（図２参照）にマウントシャフト４４ａ，４８ａを貫通させることで実行される。また、駆動モータ２４の出力軸２５ａは、パワーユニットＰを車体フレーム２に懸架した状態において、クランク軸２１とほぼ同じ高さで車体後方側に位置するように構成されている。
【００４１】
図４は、後輪ＷＲの車軸３０の周囲の構成を示す斜視図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。車軸３０は、車幅方向左側にナット頭を有すると共に車体右側に向けて貫通するアクスルシャフトである。車軸３０のナット頭とリヤエンド２７との間には、車体右側と同様に、チェーン引き金具５０および支持ステー３３の下端部が挟まれている。テンショナ２９は、２つのローラを支持する支持板４９を台座１９ａ（図２参照）に取り付けることでチェーンステー１９に固定されている。チェーンステー１９の上部には、第１，第２ドライブチェーン２３，２８を覆うチェーンカバー５４が設けられている。
【００４２】
車速センサ３７は、２本のネジ３７ａによってホルダ３６に固定されている。ホルダ３６は、２本のネジ４１ａによって取付ステー４１に固定されており、取付ステー４１は、シートステー１８に溶着されている。車速センサ３７は、後輪ＷＲと一体に回転するパルスリング５１に形成された貫通孔５２の通過を検知することによって、二輪車１の車速を検知するように構成されている。パルスリング５１は、後輪ＷＲのスポーク（不図示）を取り付けるハブフランジ５３の車幅方向左側に取り付けられている。
【００４３】
図５は、動力伝達機構Ｋの全体構成を示す上面断面図である。また、図６はクランク軸２１側の構成を示す拡大断面図であり、図７は車軸３０側の構成を示す拡大断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。動力伝達機構Ｋは、乗員によるペダル踏力を後輪ＷＲに伝える第１動力伝達機構Ｋ１と、駆動モータ２４の回転駆動力を後輪ＷＲに伝達する第２動力伝達機構Ｋ２とからなる。
【００４４】
クランク軸２１には、第１駆動側スプロケット２０が固定された支持部７１が支持されており、乗員がペダルを漕ぐと、第１駆動側スプロケット２０に巻き掛けられた第１ドライブチェーン２３を介して、その踏力が第１従動側スプロケット１０１に伝達される。支持部７１の車幅方向内側でパワーユニットＰのケース内部には、ペダル踏力の大きさを検知するペダル踏力検知機構７０が設けられている。
【００４５】
負荷印加用モータ６０の出力軸６２に固定された負荷印加用スプロケット６１は、第１ドライブチェーン２３の内周側に噛合している。負荷印加用モータ６０は、第１動力伝達機構Ｋにおいて、第１ワンウェイクラッチ１０５の上流側に配設されており、必要に応じて、第１ドライブチェーン２３の正転方向の回転を妨げる方向の負荷動力を与えるように構成されている。
【００４６】
一方、クランク軸２１の車体後方に配設された駆動モータ２４の出力軸２５ａに固定された第２駆動側スプロケット２５は、第２ドライブチェーン２８に噛合しており、必要に応じて、駆動モータ２４による電気駆動力を第２従動側スプロケット１０２に伝達するように構成されている。
【００４７】
第２駆動側スプロケット１０１，１０２と後輪ハブ９４との間には、ワンウェイクラッチ機構１００が設けられている。本実施形態に係るワンウェイクラッチ機構１００は、第１駆動側スプロケット１０１と車軸３０との間に配設される第１ワンウェイクラッチ１０５（図７参照）と、第２従動側スプロケット１０２と車軸３０との間に配設される第２ワンウェイクラッチ１０６（図７参照）とからなり、いずれも、二輪車１を前進させる方向の回転駆動力のみを後輪ハブ９４に伝達するように構成されている。なお、後輪ハブ９４の内部には、ドラム式ブレーキ９５（図７参照）が内蔵されている。
【００４８】
図６を参照して、まずペダル踏力検知機構７０の構造を説明する。本実施形態に係るペダル踏力検知機構７０は、クランク軸２１と第１駆動側スプロケット２０との間に生じる相対力を検知するものである。より具体的には、クランク軸２１と第１駆動スプロケット２０との間に生じる相対力（ねじり力）を、カム機構によってクランク軸２１の軸方向の押圧力に変換し、この押圧力によって油圧ピストンを押して生じた油圧を油圧センサで検知することにより、ペダル踏力の検知を行う。
【００４９】
ペダル踏力検知機構７０において、ねじり力を軸方向の押圧力に変換する機構は、主に、第１駆動側スプロケット２０の支持部７１と一体回転するハブ２１７と、クランク軸２１に回転不能かつ摺動可能に支持されたカムリング７５と、ハブ２１７とカムリング７５との間に配設される複数の鋼球７３，７４とからなる。クランク軸２１の回転駆動力は、カムリング７５から鋼球７３，７４を介してハブ２１７に伝達される。
【００５０】
ハブ２１７とカムリング７５の対向面には、それぞれ、鋼球７３，７４が嵌る略半球状の凹部が形成されている。この凹部は、その底部近傍では鋼球７３，７４と同形状の部分球面である一方、縁の近傍では部分球面から接線方向に離れて広がる面を有している。これにより、ハブ２１７とカムリング７５との間に相対力が作用すると、ハブ２１７とカムリング７５との回転方向の位置がずれると共に、凹部の縁の面が鋼球７３，７４に乗り上げようとする。その結果、ハブ２１７に対してカムリング７５を図示右方向に離間させる力、すなわち、カムリング７５を図示右方向に押圧する力が生じる。
【００５１】
カムリング７５の図示右方向には、本体７７に収められて軸方向に摺動可能な円環状の油圧ピストン７６が配置されている。ペダル踏力は、この油圧ピストン７６が図示右方向に押されることで生じる油圧に基づいて検知される。
【００５２】
パワーユニットＰは、右ケース８０ａ、中ケース８０ｂ、左ケース８０ｃからなるケース８０を有する。ケース８０の内部には、主に、ペダル踏力検知機構７０、クランク軸２１、駆動モータ２４、回転軸８３、出力軸２５ａが収納されている。クランク軸２１は、右ケース８０Ｃに嵌合された軸受７９と、左ケース８０Ｃに嵌合されてハブ２１７と接する軸受７２とによって軸支されている。図示右側の軸受２１の車幅方向内側には、クランク軸２１の回転速度を検知するためのマグネット７８が配設されている。
【００５３】
駆動モータ２４は、中ケース８０ｂに固定されたインナステータ８７と、複数の磁石８８が取り付けられたアウタロータ８６と、該アウタロータ８６に固定される回転軸８３とからなる。回転軸８３は、右ケース８０ａに嵌合された軸受８２と、左ケース８０ｃに嵌合された軸受８５とによって軸支されている。回転軸８３には第１減速ギヤ８４が形成されており、該第１減速ギヤ８４には、出力軸２５ａに固定された第２減速ギヤ９２が噛合している。出力軸２５ａは、中ケース８０ｂに嵌合された軸受８９と左ケースに嵌合された軸受９１とによって軸支されている。第２駆動側スプロケット２５は、ロックナット９３を用いて回転軸２５ａに固定されている。
【００５４】
図７を参照して、後輪ハブ９４は、車軸３０に対して軸受１１１，１１２によって回転自在に軸支されている。後輪ハブ９４は、ワンウェイクラッチ機構１００のインナリング１０９にスプライン嵌合されている。インナリング１０９は、車軸３０に対して２つのニードルローラベアリング１０７，１０８によって回転自在に軸支されている。
【００５５】
第１ワンウェイクラッチ１０５の外周側には、第１従動側スプロケット１０１が取り付けられたアウタ１０１ａが係合し、一方、第２ワンウェイクラッチ１０６の外周側には、アウタ部材が一体形成された第２従動側スプロケット１０２が係合している。本実施形態では、第１ワンウェイクラッチ１０５にラチェット式が適用され、一方、第２ワンウェイクラッチ１０６には「ころ」式（アウタリングとインナリングとの間に形成されたテーパ溝にころが嵌ることで両者を結合する方式）が適用されている。アウタ１０１ａと車軸３０との間には、ダストシール１０３および円筒状のカラー１０４が配設されている。
【００５６】
上記したワンウェイクラッチ機構１００によれば、乗員がペダルを漕ぐことによる人力駆動力は、第１従動側スプロケット２０から第１ワンウェイクラッチ１０５を介して、インナリング１０９および後輪ハブ９４に伝達され、他方、駆動モータ２４による電気駆動力は、第２従動側スプロケット１０２から第２ワンウェイクラッチ１０６を介してインナリング１０９および後輪ハブ９４に伝達され、複雑な断接機構を用いることなく、人力による後輪ＷＲの駆動、電力による後輪ＷＲの駆動、人力および電力の合力による後輪ＷＲの駆動が可能になる。また、駆動モータ２４の作動状態に関わらず、クランク軸２１が停止した状態での惰性走行ができるようになる。
【００５７】
図８は、ペダル踏力検知機構７０の構成を示す拡大断面図である。この図では、図６に示した断面とは異なる断面を示している。クランク軸２１の左方には、スリーブ２１６が固定されている。カムリング７５は、スリーブ２１６の外周部にスプライン嵌合されることで、クランク軸２１に対して回転不能かつ軸方向に摺動可能に支持されている。支持部７１と一体回転するハブ２１７は、スリーブ２１６と相対回転可能に支持されている。
【００５８】
本体７７は、共に円環状とされるカムリング７５および抑えリング２０９の間に挟まれるように配設されている。スリーブ２１６は、本体７７の中央に形成された貫通孔に対し、所定の隙間を有して相互回転可能に貫通している。抑えリング２０９は、抑えプレート２０７および留めピン２０８を用いてスリーブ２１６に固定されている。本体７７と抑えリング２０９との間には、円環状のスラストニードルベアリング２１０が配設されている。これと同様に、カムリング７５と油圧ピストン７６との間には、円環状のスラストニードルベアリング２１４が配設されている。
【００５９】
油圧ピストン７６の内周側および外周側には、オイルシール２１１，２１３がそれぞれ取り付けられている。油圧ピストン７６は、クランク軸２１と同心の環状シリンダ２１２に挿入されている。環状シリンダ２１２の底部には、油圧ピストン７６を常に図示左方向に付勢する環状の皿ばね２０６が配設されている。環状シリンダ２１２の底部は、本体７７に設けられたオイル溜め２０２および圧力センサ２１８によって閉塞される圧力検知空間２１９と連通している。これにより、乗員がペダルを漕ぐことでクランク軸２１と第１駆動側スプロケット２０との間に相対力が生じると、油圧ピストン６７が図示右方に押圧されて圧力検知空間２１９に満たされたオイルの圧力が高まることとなる。この圧力上昇は、油圧センサ２１８によって検知される。
【００６０】
環状シリンダ２１２とオイル溜め２０２との間には、チェックボール２０５を有する逆止弁２０３が配設されている。オイル溜め２０２の上部には、パッキン２０１を介して蓋２００が取り付けられている。本体７７は、オイル通路に混入した空気が抜けやすいように、オイル溜め２０２を車体上側に向けて配設されている。右ケース８０ａの内部には、ホールＩＣ等によってマグネット７８の通過状態に基づくクランク軸２１の回転速度を検知するクランク軸回転速度センサ２６が配設されている。
【００６１】
図９は、本実施形態に係る二輪車の制御システムの構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。制御部としてのＭＣＵ４６は、各種センサ出力に基づいて駆動モータ２４の出力の算出を実行するほか、第１，第２バッテリＢ１，Ｂ２の状態の検知、各種センサの状態の検知等を行う。ＭＣＵ４６には、シート１７への乗員の着座を検知するシートスイッチ１５８、サイドスタンド４０の格納状態を検知するサイドスタンドスイッチ１５７、前後ブレーキレバー８の揺動に連動する前後ブレーキスイッチ１５５，１５６、クランク軸回転速度センサ２６、ペダル踏力を検知する油圧センサ２１８、車速センサ３７、バッテリ温度センサ１６８からの情報が入力される。また、ＭＣＵ４６には、乗員に各種警告を発する警告灯１５９が接続されている。
【００６２】
ＭＣＵ４６は、例えば、乗員がシート１７に着座し、かつサイドスタンド４０が格納されているときに所定のペダル踏力が入力されると、ペダル踏力および車速に応じた補助動力を算出し、ＣＡＮ通信線１６７を介してＰＤＵ３９に駆動モータ２４の駆動指令を発する。また、ＭＣＵ４６は、走行中の車速やペダル踏力の変化に応じて駆動モータ２４の出力を調整したり、補助動力の供給中にブレーキスイッチ１５５，１５６の作動が検知されると、駆動モータ２４への電力供給を停止する制御等も可能とする。
【００６３】
ＰＤＵ３９には、ブレーカ１６９を介して直列接続された第１，第２バッテリＢ１，Ｂ２（例えば、２６Ｖ／６Ａｈ×２）から供給される主電源（例えば、４８Ｖ）が入力されると共に、リレー１６５およびヒューズ１６６を介して、車載バッテリＢ１，Ｂ２の出力をＤＣ／ＤＣコンバータ１６４で降圧されたＰＤＵ用の制御電源（例えば、２４Ｖ／１．２Ａｈ）が入力されている。ＰＤＵ３９は、ＭＣＵ４６からの駆動指令に基づいて駆動モータ２４に駆動電流を供給する。駆動モータ２４には、その回転角度を検知する回転角度センサ１５２が近接配置されている。また、ＰＤＵ３９には、負荷印加手段としての負荷印加用モータ６０が接続されている。
【００６４】
第１，第２バッテリＢ１，Ｂ２には、前記したバッテリ温度センサ１６８およびブレーカ１６９が設けられている。車載バッテリＢ１，Ｂ２の出力は、ＰＤＵ３９への供給経路とは異なる経路において、制御システムの主電源（例えば、１２Ｖ／１６．７Ａｈ）を得るためにＤＣ／ＤＣコンバータ１６０で降圧される。この主電源は、メインスイッチ１６１、メインリレー１６２およびヒューズ１６３を介して、ＭＣＵ４６のほか、ヘッドライト１５、各種スイッチ類、尾灯装置３５、ウインカ装置等の補機類１５３に供給される。
【００６５】
図１０は、本実施形態に係る二輪車の動力伝達機構の全体構成の模式図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、ペダル２２ａに加えられた踏力は、クランクアーム２２→クランク軸２１→第１駆動側スプロケット２０→第１ドライブチェーン２３→第１従動側スプロケット１０１→第１ワンウェイクラッチ１０５→後輪ＷＲの順で伝達される。この一連の伝達機構が第１動力伝達機構Ｋ１となる。
【００６６】
一方、駆動モータ２４の回転駆動力は、回転軸８３→第１減速ギヤ８４→第２減速ギヤ９２→出力軸２５ａ→第２駆動側スプロケット２５→第２ドライブチェーン２８→第２従動側スプロケット１０２→第２ワンウェイクラッチ１０６→後輪ＷＲの順で伝達される。この一連の伝達機構が第２動力伝達機構Ｋ２となる。
【００６７】
本実施形態では、検知されたペダル踏力が所定値を超えると、駆動モータ２４によって後輪ＷＲに補助動力を供給するように構成されている。具体的には、図１１に示すように、ペダル踏力がアシスト開始閾値ＰＴ１を超えると、アシスト最大値ＡＴ１を上限として、ペダル踏力に比例して増加する補助動力を印加する。また、本実施形態において、アシスト開始閾値ＰＴ１は、車速に応じて変化するように設定されている。
【００６８】
図１２は、アシストを開始する踏力と車速との関係を示すグラフである。本実施形態ででは、アシスト開始のトリガとなるペダル踏力のアシスト開始閾値ＰＴが、速度上昇に伴って徐々に減少し、所定速度（例えば、約１２ｋｍ／ｈ）を超えると一定値（例えば、約２．５ｋｇｆ）となるように設定されている。この設定によれば、発進時にごくわずかな踏力でアシストが開始されてしまったり、また、速度が上昇しても大きなペダル踏力を入力しないとアシストが行われないといった現象が発生することがなく、通常の自転車と同様な自然な乗車フィーリングを得ることが可能となる。
【００６９】
ところで、本実施形態に係る二輪車１において、乗員が通常の速度でペダルを漕いでも後輪ＷＲに回転駆動力が伝達されない（第１ワンウェイクラッチ１０５が接続されない）ほどの高い速度で走行している間は、乗員がペダルを踏んでもクランク軸２１と第１駆動側スプロケット２０との間に相対力が発生せず、ペダル踏力を検知できないという現象が発生する。このとき、乗員に対しては、ペダルの空回り感を与えることとなる。
【００７０】
前記した負荷印加装置としての負荷印加用モータ６０は、上記したような状態に対処するために設けられている。本実施形態に係る負荷印加用モータ６０によれば、通常であればペダルの空回りが生じる高速走行時においても、第１ドライブチェーン２３に逆転方向の負荷を与えることで、ペダル操作に対する負荷を発生させることが可能となる。負荷印加用モータ６０は、負荷を与える必要が生じた時だけ、励磁状態を切り換えて負荷運転制御を行い、通常時には負荷が生じない無負荷運転とすることが可能に構成されている。
【００７１】
図１３は、負荷印加用モータ６０によって与える負荷トルクとペダル回転数との関係を示すグラフである。本実施形態では、車速が所定値を超えた状態で、ペダル回転速度がペダル空回り閾値ＰＮ１を超えると、負荷最大値ＨＴ１を上限として、ペダル回転数の大きさに比例して増加する負荷を印加するように構成されている。これにより、高速走行時においてもペダルの空回り感が生じることがなく、かつペダル踏力の検知が可能となる。なお、負荷を印加するタイミングやその大きさは種々の変更が可能であり、例えば、上限値を設けずに車速の増加に伴って増加させるようにしてもよい。
【００７２】
そして、ペダル踏力に対する負荷印加制御は、第１ドライブチェーン２３を逆転させる方向に負荷印加用モータ６０を回転させるように電力を供給するほか、負荷印加用モータ６０を発電機として駆動して回生発電に伴う負荷を生じさせることで行ってもよい。この構成によれば、人力によって発電された電力で第１，第２バッテリＢ１，Ｂ２を充電することができ、高速走行時における消費電力を抑えることが可能となる。
【００７３】
図１４は、本実施形態に係る駆動モータ２４のアシスト制御方法を示すグラフである。本実施形態に係る二輪車１では、通常のアシスト自転車のように、所定値を超えたペダル踏力が入力されている間のみ補助動力を供給するのではなく、ペダル踏力の山と山とをつなぐように補助動力を供給する「踏力保持制御」が可能に構成されている。
【００７４】
クランク軸２１は、ペダルが左右交互に踏まれることで回転するため、ペダル踏力検知機構７０によって検知されるペダル踏力の波形は、図示するように、山と谷とが周期的に繰り返される形状となる。本実施形態では、先に入力されたペダル踏力のピーク値を、次にペダル踏力のピーク値が検知されるまで保持するように補助動力を供給することで、ペダル踏力波形の山と山とをつなぐような制御が行われる。
【００７５】
図１４において、時刻ｔ１では、先に入力されたペダル踏力（波形Ａ）がピーク値を越えて下がり始めたことが検知され、この波形Ａのピーク値を保つための補助動力Ｆ１の供給が開始される。次に、時刻ｔ２では、次に入力されたペダル踏力（波形Ｂ）がピーク値を越えて下がり始めたことが検知され、この波形Ｂのピーク値を保つための補助動力Ｆ２の供給が開始される。
【００７６】
本実施形態において、この踏力保持制御は、ペダル踏力（例えば、２１ｋｇｆ）が所定値を超えるような登坂路および平地での加速時に実行される。また、踏力保持制御は、乗員によるブレーキ操作等が行われるまで同じ大きさの補助動力を供給する「クルーズ走行」制御と同時適用するほか、補助動力の大きさを一定とせずに、供給開始時の大きさから漸減させる「準クルーズ走行」制御と同時適用することが可能である。さらに、ペダル踏力が所定値（例えば、１．５ｋｇｆ）以下の状態でクランク軸２１が所定回数回転（例えば、４回転）すると、補助動力の供給を停止するように構成することもできる。
【００７７】
図１５は、上記した準クルーズ走行（以下、単にクルーズ走行と示すこともある）制御の詳細を示すタイムチャートである。このタイムチャートでは、上から順に、制御部４６によって設定される目標車速ＭＴ、車速センサ３７で検知される二輪車１の現在車速Ｖ、駆動モータ２４のアシスト出力（正転方向で０〜１００％）、路面の勾配状態をそれぞれ示している。
【００７８】
本実施形態に係る補助動力付き二輪車は、クルーズ走行中に上り坂または下り坂にさしかかると、勾配状態の変化に応じた駆動力制御が実行可能である。具体的には、クルーズ走行中に、現在車速が所定値以上減少すると路面が上り坂になったと判定して目標車速の更新を行い、一方、クルーズ走行中に現在車速が目標車速より所定値以上増加すると路面が下り坂になったと判定して目標車速の更新を行うように構成されている。これにより、路面の勾配を検知するために加速度センサ等を用いることなく、車速センサ３７の出力値に基づいて勾配状態を判定し、路面勾配に合わせた適切な駆動力制御が可能となる。
【００７９】
図１５を参照して、時刻ｔ０では、ペダル踏力に応じた所定のモータ駆動力により、現在車速Ｖ１でクルーズ走行中である。本実施形態では、車速を徐々に減少させる「準クルーズ走行」が適用されており、目標車速ＭＴは、時刻ｔ０での目標車速ＭＴ１から一定の減速率Ｒ１で低下（例えば、−０．１ｋｍ／ｈ／ｓｅｃ）するように設定されている。駆動モータ２４は、この減速度Ｒ１を維持するために出力２０％で駆動されている。
【００８０】
次に、時刻ｔ１０では、緩い上り勾配の路面にさしかかる。これに伴い、制御部４６は、目標車速ＭＴの減速率Ｒ１が維持されるように、駆動モータ２４の出力を６０％に増加させる。そして、時刻ｔ１１では、さらに路面の勾配が大きくなることに応じて、目標車速の減速率Ｒ１が維持されるように駆動モータ２４の出力が１００％に増加される。
【００８１】
しかしながら、時刻ｔ１１でさしかかる上り坂では、勾配がきついため、駆動モータ２４を１００％の出力で駆動しても現在車速Ｖが減速率Ｒ１より大きな減速率Ｒ２で低下してしまう。そして、時刻ｔ１２では、現在車速Ｖが時刻ｔ０での目標車速ＭＴ１より所定値以上減少する。これに伴って、制御部４６は、目標車速をＭＴ１より小さいＭＴ２に変更する更新を行う（更新Ａ）。この目標車速ＭＴの更新は、例えば、現在車速Ｖが時刻ｔ０での目標車速ＭＴ１より５％以上減少した場合に、現在車速Ｖを目標車速ＭＴに置き換えることで行われる。
【００８２】
次に、時刻ｔ１３では、さらに、車速Ｖが時刻ｔ２で更新した目標車速ＭＴ２より５％以上減少したため、目標車速ＭＴ２を現在車速であるＭＴ３に置き換える更新が行われる（更新Ｂ）。なお、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間の目標車速も、時刻ｔ１２で更新された目標車速ＭＴ２から減速率Ｒ１で低下するように設定される。
【００８３】
次に、時刻ｔ１４では、車速Ｖがアラーム閾値ＳＶ１を下回る。このアラーム閾値ＳＶ１は、クルーズ走行の下限車速としてのクルーズ閾値ＳＶ２より少し大きい値に設定されている。そして、車速Ｖがアラーム閾値ＳＶ１を下回ることに伴い、制御部４６は、二輪車１のインストルメントパネル等に設けられた警告灯１５９（図９参照）を点灯する（アラーム作動）。この警告灯１５９の点灯によれば、車速Ｖがクルーズ閾値ＳＶ２に近づいたことを乗員に報知し、二輪車１のペダルを漕ぐことを乗員に促すことができる。なお、警告灯１５９の警告に応じて乗員がペダルを漕いだ場合には、ペダル踏力に応じたモータ駆動力が出力されることとなる。
【００８４】
時刻ｔ１５では、路面がきつい上り勾配から平地に戻る。本実施形態では、時刻ｔ１４でアラームが作動しても乗員によるペダル操作が行われなかったが、現在車速Ｖがクルーズ閾値ＳＶ２を下回る前に、きつい上り坂から平地走行に戻った状態を示している。この時刻ｔ１５で平地走行に戻った瞬間は、モータアシスト出力が１００％であるため、二輪車１は加速を開始する。しかしながら、制御部４６は、時刻ｔ１６おいて、車速Ｖが目標車速ＭＴ３から減速率Ｒ１で低下するようにモータアシスト出力を２０％に低減するため、二輪車１が上り坂から平地に戻った際の車速Ｖの増加量はごくわずかとなる。
【００８５】
上記したように、路面が上り坂から平地に戻った際の車速の増加が小さく抑えられることは、上り坂の途中で、時刻ｔ１２での更新Ａおよび時刻ｔ１３での更新Ｂが行われたことによって、目標車速が現在車速に応じて大幅に低減されたことが大きく影響している。例えば、更新Ａおよび更新Ｂが実行されない場合には、目標車速と現在車速との差が大きい状態のまま時刻ｔ１５で平地に移行することとなり、モータアシスト出力１００％で加速する期間が長くなりやすい。これに対し、本実施形態では、現在車速の低下に応じた目標車速の更新を行うことにより、路面状況の変化に応じたモータアシスト出力の切り換えを素早く実行することを可能としている。
【００８６】
次に、時刻ｔ１７では、路面が平地から下り坂にさしかかり、二輪車１は下り勾配による加速を開始する。これに伴い、制御部４６は、目標車速ＭＴ３に対する減速率Ｒ１を維持するために駆動モータ２４を駆動させる必要がなくなるため、モータアシスト出力を２０％から０％に切り換える。そして、時刻ｔ１８では、現在車速Ｖが、時刻ｔ１３で更新した目標車速ＭＴ３より所定値以上大きくなるため、目標車速を現在車速より所定割合だけ小さいＭＴ４とする更新が行われる（更新Ｃ）。この目標車速ＭＴの更新は、例えば、車速Ｖが時刻ｔ１３での目標車速ＭＴ３より２０％以上増加した場合に、現在の車速Ｖマイナス１０％の値を目標車速ＭＴに置き換えることによって実行される。その結果、時刻ｔ１８では、目標車速がＭＴ３より少し大きいＭＴ４へ更新される。
次に、時刻ｔ１９では、現在車速Ｖが、さらに時刻ｔ１８で更新した目標車速ＭＴ４より所定値以上大きくなるため、目標車速を現在車速より所定割合だけ小さいＭＴ５とする更新が行われる（更新Ｄ）。
【００８７】
時刻ｔ２０では、路面が下り坂から平地に戻る。この時刻ｔ２０で平地走行に戻った瞬間は、モータアシスト出力が０％であり、二輪車１は減速を開始する。しかしながら、制御部４６は、車速Ｖが目標車速ＭＴ５から減速率Ｒ１で低下するように、時刻ｔ２１おいてモータアシスト出力を２０％に復帰させるため、減速度Ｒ１より大きい減速率Ｒ３で減速する期間は、時刻２０から時刻ｔ２１までのわずかな期間となる。
【００８８】
なお、上記したように、路面が下り坂から平地に戻った際の車速の低減が小さく抑えられることは、下り坂の途中で、時刻ｔ１８における更新Ｃが行われ、さらに時刻ｔ１９における更新Ｄが行われることによって、目標車速が現在車速に応じて低減されたことが大きく影響している。例えば、設定Ｃ，Ｄが実行されない場合には、目標車速と現在車速との差が大きい状態のまま時刻ｔ２０で平地に移行するため、モータアシスト出力が０％から２０％に復帰するまでの期間が長くなる。これに対し、本実施形態では、現在車速の増加に応じた目標車速の更新を行うことにより、路面状況の変化に応じたモータアシスト出力の切り換えを素早く実行することが可能となる。
【００８９】
最後に、時刻ｔ２２では、車速Ｖがクルーズ閾値ＳＶ２を下回ることにより、クルーズ制御の終了条件が満たされ、目標車速が０（ゼロ）に切り換えられる（更新Ｅ）と共に、駆動モータ出力が０％となり、クルーズ制御が終了となる。
【００９０】
なお、クルーズ制御中に、モータ駆動力によって維持されている車速を超えて車体を加速させるほどのペダル踏力が入力された場合には、新たに入力されたペダル踏力に対応した車速でのクルーズ制御を行わせることができる。
【００９１】
また、車速Ｖがアラーム閾値ＳＶ１を下回って警告が実行されている間に、乗員がペダル踏力を入力した場合には、このペダル踏力に応じた補助動力が印加され、一方、ペダル踏力が印加されることなくクルーズ閾値ＳＶ２を下回った場合には、駆動モータ２４の駆動が停止されることとなる。なお、車速Ｖがアラーム閾値ＳＶ１を下回った場合に実行される警告には、警告灯１５９の点灯や点滅のほか、ホーンやスピーカ等の作動や振動発生器等による種々の警告手段を用いることができる。
【００９２】
図１６は、クルーズ走行制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、クルーズ制御の実行中に適用され、かつ図１５のタイムチャートに対応するものである。ステップＳ１では、現在車速が目標車速より５％以上減少したか否かが判定される。ステップＳ１で肯定判定されると、ステップＳ２に進み、現在車速を目標車速に設定する（図１５における時刻ｔ１２の「更新Ａ」および時刻ｔ１３の「更新Ｂ」に対応）。
【００９３】
続くステップＳ３では、現在車速がアラーム閾値を下回ったか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ４に進む。ステップＳ４では、乗員にペダル操作を促すために、警告灯１５９の点滅等によるアラームが作動する（図１５における時刻ｔ１４の「アラーム作動」に対応）。なお、ステップＳ１で否定判定されると、ステップＳ２〜Ｓ４をスキップしてステップＳ５に進み、また、ステップＳ３で否定判定されるとステップＳ４をスキップしてステップＳ５に進む。
【００９４】
ステップＳ５では、現在車速が目標車速より２０％以上増加したか否かが判定され、肯定判定されると、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、現在車速マイナス１０％を目標車速に設定する（図１５における時刻ｔ１８の「更新Ｃ」および時刻ｔ１９の「更新Ｄ」に対応）。なお、ステップＳ５で否定判定されると、ステップＳ６をスキップしてステップＳ７に進む。
【００９５】
ステップＳ７では、現在車速がクルーズ閾値を下回ったか否かが判定される。ステップＳ７で肯定判定されると、ステップＳ８に進んで駆動モータ２４が停止され（図１５の時刻ｔ２２の更新Ｅに対応）、一連の制御を終了する。なお、ステップＳ８で否定判定されると、ステップＳ１の判定に戻る。
【００９６】
上記したように、本発明に係る補助動力付き二輪車のクルーズ制御によれば、傾斜センサを用いることなく、車速センサの出力値に基づいて、クルーズ走行中の路面の勾配変化に応じた駆動モータ出力の制御が可能となる。さらに、クルーズ走行中に現在車速が目標車速より５％以上減少すると現在車速を目標車速に設定するので、上り坂から平地に移行した際に現在車速と目標車速とが大きく離れた状態にあることがなくなり、上り坂から平地への移行後に加速を続けることを防ぐことが避けられ、スムーズにクルーズ走行に移行することができる。また、クルーズ走行中に現在車速が目標車速より２０％以上増加すると現在車速マイナス１０％を目標車速に設定するので、下り坂から平地に移行した際に現在車速と目標車速とが大きく離れた状態にあることがなくなり、下り坂から平地への移行後に減速を続けることが避けられて、スムーズにクルーズ走行に移行することができる。
【００９７】
なお、二輪車の各部構造、クランク回転速度センサおよび車速センサの構造や配置、ペダル踏力検知機構の構造、人力動力伝達機構および電力動力伝達機構の構造、負荷印加用モータの構造や配置、負荷印加用モータの制御方法、クルーズ走行制御時および準クルーズ走行時のモータアシスト出力の大きさや、路面勾配に対するモータアシスト出力の設定、各目標車速の設定条件等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、平地走行においては、所定の車速を維持するクルーズ走行が実現されるように、減速度を伴わない目標車速の設定を行ってもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１…補助動力装置付き二輪車、２…車体フレーム、３…メインフレーム、２１…クランク軸、２２…クランクアーム、２２ａ…ペダル、２４…駆動モータ、２３…第１ドライブチェーン、２６…クランク軸回転速度センサ、２８…第２ドライブチェーン、３０…車軸、３７…車速センサ、３９…ＰＤＵ（モータドライバ）、４６…ＭＣＵ（制御部）、６０…負荷印加用モータ（負荷印加手段）、７０…ペダル踏力検知機構、１００…ワンウェイクラッチ機構、１０５…第１ワンウェイクラッチ、１０６…第２ワンウェイクラッチ、２１８…油圧センサ（ペダル踏力センサ）、Ｂ１，Ｂ２…第１，第２バッテリ、Ｋ…動力伝達機構、Ｋ１…第１動力伝達機構、Ｋ２…第２動力伝達機構、ＷＲ…後輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペダル踏力が入力されるクランク軸（２１）と、
前記クランク軸（２１）に入力されたペダル踏力を後輪（ＷＲ）に伝達する動力伝達機構（Ｋ）と、
前記動力伝達機構（Ｋ）に含まれ、前記ペダル（２２ａ）の正転方向の駆動力のみを伝達するワンウェイクラッチ（１０５）と、
前記ペダル踏力の大きさを検知するペダル踏力検知機構（７０）と、
前記後輪（ＷＲ）に補助動力を印加する駆動モータ（２４）と、
前記二輪車（１）の車速を検知する車速センサ（３７）と、
前記ペダル踏力の大きさに基づいて前記駆動モータ（２４）の出力を算出する制御部（４６）とを有する補助動力装置付き二輪車において、
前記制御部（４６）は、検知されたペダル踏力のピーク値に対応する目標車速（ＭＴ）が保持または漸減されるように前記駆動モータ（２４）を駆動するクルーズ走行を実行すると共に、前記車速センサ（３７）により検知される現在車速（Ｖ）と前記目標車速（ＭＴ）との対応関係に基づいて路面の勾配状態を判定し、該勾配状態に応じて前記クルーズ走行中に前記目標車速（ＭＴ）の更新を行うことを特徴とする補助動力装置付き二輪車。
【請求項２】
前記目標車速（ＭＴ）の更新は、前記クルーズ走行中に、先に設定された目標車速（ＭＴ１）に対して現在車速が所定値以上減少すると、現在車速（Ｖ）を新たな目標車速（ＭＴ２，ＭＴ３）に置き換えることで実行されることを特徴とする請求項１に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項３】
前記目標車速（ＭＴ）の更新は、前記クルーズ走行中に、先に設定された目標車速（ＭＴ３）に対して現在車速（Ｖ）が所定値以上増加すると、現在車速（Ｖ）より所定割合だけ小さい車速を新たな目標車速（ＭＴ４）に置き換えることで実行されることを特徴とする請求項１に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項４】
前記制御部（４６）は、前記クルーズ走行中に、現在車速（Ｖ）が所定のクルーズ閾値（Ｓ２）を下回ると、駆動モータ（２４）による補助動力の供給を停止することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項５】
前記制御部（４６）は、前記現在車速（Ｖ）が前記クルーズ閾値（Ｓ２）より大きい所定のアラーム閾値（ＳＶ１）を下回ると、警告手段（１５９）を作動させることを特徴とする請求項４に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項６】
前記警告手段は、警告灯（１５９）であることを特徴とする請求項５に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項７】
前記警告手段は、音または振動を発する機器であることを特徴とする請求項５に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項８】
前記動力伝達機構（Ｋ）は、前記クランク軸（２１）に入力された踏力を前記クランク軸（２１）から第１ワンウェイクラッチ（１０５）を介して後輪（ＷＲ）伝達する第１動力伝達機構（Ｋ１）と、前記駆動モータ（２４）の回転駆動力を第２ワンウェイクラッチ（１０６）を介して前記後輪（ＷＲ）に伝達する第２動力伝達機構（Ｋ２）とを含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項１】
ペダル踏力が入力されるクランク軸（２１）と、
前記クランク軸（２１）に入力されたペダル踏力を後輪（ＷＲ）に伝達する動力伝達機構（Ｋ）と、
前記動力伝達機構（Ｋ）に含まれ、前記ペダル（２２ａ）の正転方向の駆動力のみを伝達するワンウェイクラッチ（１０５）と、
前記ペダル踏力の大きさを検知するペダル踏力検知機構（７０）と、
前記後輪（ＷＲ）に補助動力を印加する駆動モータ（２４）と、
前記二輪車（１）の車速を検知する車速センサ（３７）と、
前記ペダル踏力の大きさに基づいて前記駆動モータ（２４）の出力を算出する制御部（４６）とを有する補助動力装置付き二輪車において、
前記制御部（４６）は、検知されたペダル踏力のピーク値に対応する目標車速（ＭＴ）が保持または漸減されるように前記駆動モータ（２４）を駆動するクルーズ走行を実行すると共に、前記車速センサ（３７）により検知される現在車速（Ｖ）と前記目標車速（ＭＴ）との対応関係に基づいて路面の勾配状態を判定し、該勾配状態に応じて前記クルーズ走行中に前記目標車速（ＭＴ）の更新を行うことを特徴とする補助動力装置付き二輪車。
【請求項２】
前記目標車速（ＭＴ）の更新は、前記クルーズ走行中に、先に設定された目標車速（ＭＴ１）に対して現在車速が所定値以上減少すると、現在車速（Ｖ）を新たな目標車速（ＭＴ２，ＭＴ３）に置き換えることで実行されることを特徴とする請求項１に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項３】
前記目標車速（ＭＴ）の更新は、前記クルーズ走行中に、先に設定された目標車速（ＭＴ３）に対して現在車速（Ｖ）が所定値以上増加すると、現在車速（Ｖ）より所定割合だけ小さい車速を新たな目標車速（ＭＴ４）に置き換えることで実行されることを特徴とする請求項１に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項４】
前記制御部（４６）は、前記クルーズ走行中に、現在車速（Ｖ）が所定のクルーズ閾値（Ｓ２）を下回ると、駆動モータ（２４）による補助動力の供給を停止することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項５】
前記制御部（４６）は、前記現在車速（Ｖ）が前記クルーズ閾値（Ｓ２）より大きい所定のアラーム閾値（ＳＶ１）を下回ると、警告手段（１５９）を作動させることを特徴とする請求項４に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項６】
前記警告手段は、警告灯（１５９）であることを特徴とする請求項５に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項７】
前記警告手段は、音または振動を発する機器であることを特徴とする請求項５に記載の補助動力装置付き二輪車。
【請求項８】
前記動力伝達機構（Ｋ）は、前記クランク軸（２１）に入力された踏力を前記クランク軸（２１）から第１ワンウェイクラッチ（１０５）を介して後輪（ＷＲ）伝達する第１動力伝達機構（Ｋ１）と、前記駆動モータ（２４）の回転駆動力を第２ワンウェイクラッチ（１０６）を介して前記後輪（ＷＲ）に伝達する第２動力伝達機構（Ｋ２）とを含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の補助動力装置付き二輪車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−６８２４４（Ｐ２０１１−６８２４４Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２０５８９（Ｐ２００９−２２０５８９）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]