JPH06247377A - 電動モータ付き自転車 - Google Patents
電動モータ付き自転車Info
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- JPH06247377A JPH06247377A JP5936593A JP5936593A JPH06247377A JP H06247377 A JPH06247377 A JP H06247377A JP 5936593 A JP5936593 A JP 5936593A JP 5936593 A JP5936593 A JP 5936593A JP H06247377 A JPH06247377 A JP H06247377A
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Abstract
力による踏力の変化に対応して電気駆動系の出力を制御
する電動モータ付き自転車において、踏力検出手段の可
動部分の作動が円滑でない時や改造を行った時にも過大
な電気駆動系出力が発生することがなく、電池の無駄な
消耗を防ぎ、運転感が悪くなるのを防止する。 【構成】 踏力を検出する踏力検出手段と、踏力検出手
段で求めた踏力計測値の増減を検出する踏力増減検出手
段と、増減の変化の周期を求める周期検出手段と、周期
を所定値と比較して異常の有無を判別する異常判別手段
とを備える。
Description
動モータによる駆動系とを並列に設け、電動モータによ
る駆動力を人力による駆動力(以下踏力という)の変化
に対応して制御するようにした電動モータ付き自転車に
関するものである。
て電動モータの駆動力を制御するものが公知である(特
開昭50−125438号、実開昭56−76590
号、特開平2−74491号等)。すなわち人力の負担
が大きい時には電動モータの駆動力も増やして人力の負
荷を減らすものである。
え、この機械的変位を電気的に検出することにより求め
られる。例えば踏力をチェーンを介して後輪に伝えるも
のでは、張り側のチェーンにばねによりチェーン走行方
向に直交する方向の変位を付与し、踏力の増減に伴うチ
ェーンの変位量から踏力を求めることができる(特開昭
50−125438)。
より踏力を検出するものでは、検出手段の可動部分等に
泥やほこり、油等が付着した時に作動が円滑でなくなる
ことがあり得る。このような可動部分は日常の点検によ
り清掃されているべきであるが、この清掃を怠ることに
よりこの可動部分の踏力に対する追従性が悪くなること
は、通常経験されることである。
ら、検出した踏力Fも周期的に増減すべきであるが、こ
のような態様が発生すると踏力が加わっていない状態に
おいても相当に大きな踏力が加わっていると判断される
ことになる。従ってこの時には、運転者の意に反した大
きな電気駆動系出力を発生することになり、電池の消耗
が促進されたり運転感が悪くなるという問題があった。
また運転者が踏力検出手段に改造を加えて電気駆動系出
力を大きくすることも考えられる。
ものであり、踏力検出手段の可動部分の作動が円滑でな
い時や改造を行った時にも過大な電気駆動系出力が発生
することがなく、電池の無駄な消耗を防ぎ、運転感が悪
くなるのを防止することができる電動モータ付き自転車
を提供することを目的とする。
と電気駆動系とを並列に設け、人力による踏力の変化に
対応して前記電気駆動系の出力を制御する電動モータ付
き自転車において、踏力を検出する踏力検出手段と、前
記踏力検出手段で求めた踏力計測値の増減を検出する踏
力増減検出手段と、前記増減の変化の周期を求める周期
検出手段と、前記周期を所定値と比較して異常の有無を
判別する異常判別手段とを備えることを特徴とする電動
モータ付き自転車により達成される。
の動力系統図、図3はそのコントローラの機能を示すブ
ロック図、図4は正常時の踏力に基づく動作説明図、図
5は異常時の踏力を示す図、図6は同じく異常時の踏力
を示す図、図7は動作流れ図である。
であり、ヘッドパイプ12から斜下後方へのびて後輪1
4の車軸に至る。このメインフレーム10にほぼ直交す
るようにシートチューブ16が固着され、このシートチ
ューブ16の上端にはサドル18を支持するシートポス
ト20が固定されている。
筒部16aが形成され、この中に永久磁石式直流電動モ
ータ22が収容される。シートチューブ16の下端には
動力ユニット24が固定されている。この動力ユニット
24はボトムブラケットケース(以下BBケースとい
う)26と、このBBケース26から後方へのびるリヤ
ステー28とを備え、このリヤステー28の後端に後輪
14が固定されている。なお右側のリヤステー28には
駆動軸30(図2参照)が挿通される。
ランク軸32が貫挿され、その両端にクランク34が固
定されている。クランク34にはクランクペダル36、
36が取付けられている。
テー28に固着したエンドプレート28aに固定され、
この車軸38の右端は右のリヤステー28に固定された
傘歯車ケース(図示せず)に固定されている。車軸38
にはハブ(図示せず)が回転自在に保持され、このハブ
には駆動軸30の回転が傘歯車機構および一方向クラッ
チ42(図2)を介して伝えられる。
回転を一方向クラッチ44(図2)を介して駆動軸30
に伝える傘歯車(図示せず)が内装されている。またこ
のクランク軸32と駆動軸30との間には遊星歯車機構
が介在されている。
力が入力され、リング歯車から駆動軸30に踏力が出力
される。そして中央のサン歯車に加わるトルクを踏力検
出手段としてのポテンショメータ46で検出することに
より踏力Fを検出するように構成されている。モータ2
2の回転は一方向クラッチ48および減速機50を介し
て駆動軸30に伝えられる。
池、54はコントローラであり、これらは前記メインフ
レーム10のヘッドパイプ12とシートチューブ16と
の間に収容されている。図1において56は前輪58の
回転速度から車速Sを求めるための車速センサである。
コントロ−ラ54に入力され、このコントロ−ラ54は
この踏力Fに基づいてモータ電流を制御しモータ出力す
なわちモータトルクTM を発生させる。
される。モータ22と電池52とは、スイッチング回路
60と共に閉回路を形成し、この閉回路が主回路62と
なる。スイッチング回路はサイリスタブリッジやトラン
ジスタブリッジで構成される。なおモータ22にはフラ
イホイールダイオード64が並列接続され、また電流検
出用のシャント66が主回路62に取付けられている。
PU68は走行制御手段68Aの機能を持ち、踏力Fや
車速Sなどに基づいてモータ22の出力(トルク)TM
の指令値iを出力する。すなわち踏力Fの周期的増減に
同期してモータ22の出力(トルク)TM を周期的に増
減させるように指令値pを出力する。また一定の車速S
になったらモータ出力TM を制限して車速Sを制限する
ようにしてもよい。
供給される指令値iに対応してデューティ比が変化する
ゲート信号gを出力する。すなわち指令値iがモータ出
力TM を増加させる時にはゲート信号gの(オン時間)
/(オフ時間+オン時間)の値(デューティという)を
大きくする。
するゲート信号gは、スイッチング回路60の各スイッ
チング素子に送られ、各スイッチング素子を選択的にオ
ン・オフさせる。
あり、踏力Fの時間微分dF/dtを検出する。この踏
力増減検出手段72では、図4に示すようにポテンショ
メータ46で時間dtごとに検出した踏力Fの計測値F
a の差、すなわち前回検出した計測値(前回値)F(t
−dt)と、その次に検出した計測値(次回値)F
(t)との差の符号を求めフラグを出力する。従って踏
力の計測値Fa が増加する間はこの差の符号は+とな
り、逆に減少する間では−になり、この差に変化が無け
れば0となるから、フラグは図4に示すように差が0か
ら+に変化する時に−から+に、また差が0から−に変
化する時に+から−に変化する。
踏力Fの増減の周期Tを求める。実際には図4に示すよ
うに、フラグが+から−に変化する時点t1 から、−が
+に変化する時点t2 までの時間を計時することにより
周期Tの半分T/2を求める。
またはT/2が適正な範囲に入っているか否かを調べ、
適性範囲外なら異常有りとしてモータ22の駆動を停止
させる。実際にはT/2を正常時にとり得る最長限界と
比較し、最長限界以下なら正常と判定する。例えば図5
のように周期Tまたはその半分T/2が最長限界を越え
て長くなった時には異常と判別し、周期が最長限界を越
えた直後にモータによる動力補助を停止する。
そのまま踏力Fとしてモータ出力TM を求めるのでな
く、踏力計測値Fa と所定の踏力下限値Fm との差(F
a −Fm )を踏力指示値Fiとして求め、この指示値F
i に基づいてモータ出力TM を求めている。図4の78
はこの演算を行う踏力指示値演算手段である。
通常の運転範囲での踏力計測値Faの上限近くに設定し
ておき、走行に従って踏力計測値Fa の各周期ごとの最
小値に次第に接近させるように書き換えてゆく。この演
算は踏力下限値演算手段80で行われる。図4の踏力下
限値比較の欄の○印は、この書き換えを行うタイミング
を示している。
Fm )を踏力指示値Fi としてモータ出力TM を求める
ことにより、万一過大な踏力計測値Fa が入力されても
モータ出力TM が過大になるのを防ぐことができる。な
ぜなら踏力下限値Fm は最初大きな値であり、その後書
き換えられて踏力計測値Ta の最小値付近に収れんして
ゆくからである。従って図6のように踏力計測値Fa が
踏力下限値Fm より小さく一定で変化しなければ、踏力
指示値Fi は負となり、異常とする。
PU68はフラグを+に設定し(ステップ100)、踏
力下限値Fm を設定し(ステップ102)、その他の初
期化処理を行う。そして踏力計測を開始し、一定時間d
tごとに踏力計測値Fa を読込む(ステップ104)。
踏力指示値演算手段78では踏力指示値Fi =(Fa−
Fm )の演算を所定時間dtの間隔で常時繰り返してい
る(ステップ106)。走行制御手段68Aではこの踏
力指示値Fi に基づきモータ出力TM を制御している。
時間dt間の差を求め(ステップ108)、この差が減
少中であればこの差がマイナスであるとして(ステップ
110)、ステップ100で設定したフラグと一致する
か調べる(ステップ112)。この場合一致していない
からフラグを+から−に書き換える(ステップ11
4)。すると周期検出手段74はカウンタにより計時を
開始する(ステップ116)。
Fi を書き換え、モータ出力TM を制御する一方、時間
dt後において前記の差を求める(ステップ108)。
踏力が減少中であれば差はマイナスで(ステップ11
0)、フラグ(−)と一致するから(ステップ11
2)、カウンタに一定値を加算する(ステップ11
8)。異常判別手段76はカウンタの積算値を最長限界
と比較し、最長限界以下なら(ステップ120)、ステ
ップ106に戻る。踏力の減少中には差はマイナスでフ
ラグ(−)と一致するから(ステップ108、110、
112)、その間カウンタが加算されてゆく。この踏力
の減少中にカウンタの積算値が最長限界を越えると異常
有りとして、フラグを+に変え(ステップ122)、カ
ウンタを0にリセットし(ステップ124)、モータ2
2による補助を停止させる(ステップ126)。
積算値が最長限界に到達する前に踏力が増加に変われ
ば、差はプラスとなり(ステップ108、128)、そ
の直前のフラグが−なので両者が不一致であるとし(ス
テップ130)、フラグを+に書き換える(ステップ1
32)。そしてカウンタを0にリセットしてから(ステ
ップ134)、踏力下限値Fm の書き換えが必要か否か
判別する(ステップ136)。
明したように踏力Fの最小値付近で行われ、この付近で
の踏力計測値(前回値)Fa が踏力下限値Fm より大き
ければ書き換えない。小さければこの踏力計測値(前回
値)Fa と踏力下限値の算術平均を求めて、これを新た
な踏力下限値Fm とする(ステップ138)。このよう
に踏力計測値Fa の最小値が踏力下限値Fm より小さい
間は、1周期ごとに踏力下限値Fm を少しずつ減少させ
るように書き換えを繰り返す。
点t1 から、−が+に変化する時点t2 までを計時期間
としているが、本発明はこれに限定されない。時点t2
から次周期の時点t1 までを計時したり、クランク軸の
一定角度範囲の時間を計時してもよい。
は、Fa とFm との単純算術平均としているから他の比
率での加重平均を用いて踏力下限値Fm を求めてもよ
い。
測値の増減を監視し、その増減周期が所定値(最長限
界)の範囲を超えると異常有りとするものであるから、
踏力検出手段に動作不良があったり、改造された場合に
もモータ出力が過大になることがなく、電池が無駄に消
耗されることがなく、運転感が悪くなることがない。
Claims (1)
- 【請求項1】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、人力による踏力の変化に対応して前記電気駆動系の
出力を制御する電動モータ付き自転車において、踏力を
検出する踏力検出手段と、前記踏力検出手段で求めた踏
力計測値の増減を検出する踏力増減検出手段と、前記増
減の変化の周期を求める周期検出手段と、前記周期を所
定値と比較して異常の有無を判別する異常判別手段とを
備えることを特徴とする電動モータ付き自転車。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05936593A JP3276443B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 電動モータ付き自転車 |
| US08/059,540 US5370200A (en) | 1992-05-11 | 1993-05-10 | Bicycle with electric motor |
| EP93107685A EP0569954B1 (en) | 1992-05-11 | 1993-05-11 | Bicycle with electric motor |
| DE69329586T DE69329586T2 (de) | 1992-05-11 | 1993-05-11 | Fahrrad mit Elektromotor |
| JP2000221305A JP3382597B2 (ja) | 1993-02-25 | 2000-07-21 | 電動モータ付き自転車およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05936593A JP3276443B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 電動モータ付き自転車 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000221305A Division JP3382597B2 (ja) | 1993-02-25 | 2000-07-21 | 電動モータ付き自転車およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06247377A true JPH06247377A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3276443B2 JP3276443B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=13111176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05936593A Expired - Fee Related JP3276443B2 (ja) | 1992-05-11 | 1993-02-25 | 電動モータ付き自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3276443B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11278361A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 補助動力装置付き車輌及びその制御方法 |
| WO2004016496A1 (en) * | 2002-08-15 | 2004-02-26 | Marcelo Jose L | A modular automatic gear shifter for a multi-speed bicycle using electro-mechanical gadgets |
| WO2015030108A1 (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | 太陽誘電株式会社 | モータ駆動制御装置及び電動アシスト車 |
| TWI715265B (zh) * | 2019-10-24 | 2021-01-01 | 英屬開曼群島商睿能創意公司 | 電動助力車、傳動裝置及控制方法 |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP05936593A patent/JP3276443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11278361A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 補助動力装置付き車輌及びその制御方法 |
| WO2004016496A1 (en) * | 2002-08-15 | 2004-02-26 | Marcelo Jose L | A modular automatic gear shifter for a multi-speed bicycle using electro-mechanical gadgets |
| WO2015030108A1 (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | 太陽誘電株式会社 | モータ駆動制御装置及び電動アシスト車 |
| TWI715265B (zh) * | 2019-10-24 | 2021-01-01 | 英屬開曼群島商睿能創意公司 | 電動助力車、傳動裝置及控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3276443B2 (ja) | 2002-04-22 |
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