JPH072164A - 電動モータ付き乗り物 - Google Patents
電動モータ付き乗り物Info
- Publication number
- JPH072164A JPH072164A JP17097393A JP17097393A JPH072164A JP H072164 A JPH072164 A JP H072164A JP 17097393 A JP17097393 A JP 17097393A JP 17097393 A JP17097393 A JP 17097393A JP H072164 A JPH072164 A JP H072164A
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- Japan
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- speed
- human
- output
- electric motor
- drive system
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設け、人
力による駆動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乗り物において、変速機構を設け
た場合に、変速比や走行速度を正しく検出できない場合
にもモータの駆動力が常に適正範囲内になるようにす
る。 【構成】 人力駆動力を検出する人力駆動力検出手段
と、人力駆動系の駆動速度を検出する速度センサと、実
走行速度を検出する実速度検出手段と、人力駆動系およ
び電気駆動系の合力を駆動輪に伝える伝動系に介在され
た変速機構と、人力駆動力の増減に対応して電動モータ
の出力を増減すると共に速度センサの出力と変速機構の
変速比とから求めた計算走行速度が実走行速度と不一致
の時に電動モータの出力を減らすように補正するコント
ローラとを備える。
力による駆動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乗り物において、変速機構を設け
た場合に、変速比や走行速度を正しく検出できない場合
にもモータの駆動力が常に適正範囲内になるようにす
る。 【構成】 人力駆動力を検出する人力駆動力検出手段
と、人力駆動系の駆動速度を検出する速度センサと、実
走行速度を検出する実速度検出手段と、人力駆動系およ
び電気駆動系の合力を駆動輪に伝える伝動系に介在され
た変速機構と、人力駆動力の増減に対応して電動モータ
の出力を増減すると共に速度センサの出力と変速機構の
変速比とから求めた計算走行速度が実走行速度と不一致
の時に電動モータの出力を減らすように補正するコント
ローラとを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人力による駆動系と電
動モータによる駆動系とを並列に設け、これらの合力を
変速機構を介して駆動輪に伝える一方、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乗り物に
関するものである。
動モータによる駆動系とを並列に設け、これらの合力を
変速機構を介して駆動輪に伝える一方、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乗り物に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】踏力を検出し、この踏力の大小に対応し
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。
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。
【０００３】この場合モータの駆動力ＴM を、踏力の増
減だけに対応させて増減させたのでは車速が高速になり
すぎることがあり得る。そこで車速Ｓの高速域では、踏
力の増加に対するモータ駆動力の増加割合を小さくする
ことを出願人は提案した（特願平４−２８５４３２
号）。
減だけに対応させて増減させたのでは車速が高速になり
すぎることがあり得る。そこで車速Ｓの高速域では、踏
力の増加に対するモータ駆動力の増加割合を小さくする
ことを出願人は提案した（特願平４−２８５４３２
号）。
【０００４】一方自転車などにおいては、人力の負担を
軽くするために変速機構を設けることが望ましい。そこ
でこのような変速機構を有する場合に、前記既提案のも
ののように踏力と車速Ｓとによってモータを制御する方
式を採用することが考えられる。
軽くするために変速機構を設けることが望ましい。そこ
でこのような変速機構を有する場合に、前記既提案のも
ののように踏力と車速Ｓとによってモータを制御する方
式を採用することが考えられる。
【０００５】しかし車速を運転者のペダリングに連動す
るクランク軸の回転速度と変速比とを用いて演算により
求める場合には、計算した車速が実際の車速（実車速）
と不一致となることがあり得る。また実車速とクランク
軸回転速度とを検出して変速比を計算で求める場合には
計算した変速比が当初の設定変速比と異なる値になるこ
とがあり得る。例えば速度センサなどのセンサの誤動作
があった場合などである。このような時にはモータ出力
が過大になったりすることがあり得るため、車速に対応
した適切なモータ出力制御ができなくなる。
るクランク軸の回転速度と変速比とを用いて演算により
求める場合には、計算した車速が実際の車速（実車速）
と不一致となることがあり得る。また実車速とクランク
軸回転速度とを検出して変速比を計算で求める場合には
計算した変速比が当初の設定変速比と異なる値になるこ
とがあり得る。例えば速度センサなどのセンサの誤動作
があった場合などである。このような時にはモータ出力
が過大になったりすることがあり得るため、車速に対応
した適切なモータ出力制御ができなくなる。
【０００６】また車速は実際の車速に対応する回転伝達
機構部分（例えば車輪）の回転速度から検出するように
構成することも考えられる。しかしこの場合には回転速
度センサは車輪の車軸付近など外側に露出した位置や比
較的手に触れ易い位置に配設されることになる。このた
め障害物への接触などによる損傷を受けたり、不正な改
造による速度のごまかしが行われ易いという問題が生じ
る。
機構部分（例えば車輪）の回転速度から検出するように
構成することも考えられる。しかしこの場合には回転速
度センサは車輪の車軸付近など外側に露出した位置や比
較的手に触れ易い位置に配設されることになる。このた
め障害物への接触などによる損傷を受けたり、不正な改
造による速度のごまかしが行われ易いという問題が生じ
る。
【０００７】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、変速機構を設けた場合に、変速比や走行速
度を正しく検出できない場合にもモータの駆動力が常に
適正範囲内になるようにすることができる電動モータ付
き乗り物を提供することを目的とする。
ものであり、変速機構を設けた場合に、変速比や走行速
度を正しく検出できない場合にもモータの駆動力が常に
適正範囲内になるようにすることができる電動モータ付
き乗り物を提供することを目的とする。
【０００８】
【発明の構成】本発明によればこの目的は、人力駆動系
と電気駆動系とを並列に設け、人力による駆動力の変化
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
付き乗り物において、人力駆動力を検出する人力駆動力
検出手段と、前記人力駆動系の駆動速度を検出する速度
センサと、実走行速度を検出する実速度検出手段と、前
記人力駆動系および電気駆動系の合力を駆動輪に伝える
伝動系に介在された変速機構と、前記人力駆動力の増減
に対応して前記電動モータの出力を増減すると共に前記
速度センサの出力と前記変速機構の変速比とから求めた
計算走行速度が前記実走行速度と不一致の時に前記電動
モータの出力を減らすように補正するコントローラとを
備えることを特徴とする電動モータ付き乗り物により達
成される。
と電気駆動系とを並列に設け、人力による駆動力の変化
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
付き乗り物において、人力駆動力を検出する人力駆動力
検出手段と、前記人力駆動系の駆動速度を検出する速度
センサと、実走行速度を検出する実速度検出手段と、前
記人力駆動系および電気駆動系の合力を駆動輪に伝える
伝動系に介在された変速機構と、前記人力駆動力の増減
に対応して前記電動モータの出力を増減すると共に前記
速度センサの出力と前記変速機構の変速比とから求めた
計算走行速度が前記実走行速度と不一致の時に前記電動
モータの出力を減らすように補正するコントローラとを
備えることを特徴とする電動モータ付き乗り物により達
成される。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例の側面図、図２はそ
の動力系統の一実施例を示す図、図３は同じく動力系統
の他の実施例を示す図、図４は図３の実施例における正
常時の変速特性図、図５は同じく異常時の変速特性図で
ある。
の動力系統の一実施例を示す図、図３は同じく動力系統
の他の実施例を示す図、図４は図３の実施例における正
常時の変速特性図、図５は同じく異常時の変速特性図で
ある。
【００１０】図１において、符号１０はメインフレーム
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。
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。
【００１１】シートチューブ１６の下部には下に開いた
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、３参照）が挿通される。
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、３参照）が挿通される。
【００１２】動力ユニット２４のＢＢケース２６にはク
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。
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。
【００１３】後輪１４の車軸３８の左端は、左のリヤス
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
には内装式の３段手動変速機構４０が保持され、後輪１
４には駆動軸３０の回転が傘歯車機構、一方向クラッチ
４２（図２、３）および変速機構４０を介して伝えられ
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
には内装式の３段手動変速機構４０が保持され、後輪１
４には駆動軸３０の回転が傘歯車機構、一方向クラッチ
４２（図２、３）および変速機構４０を介して伝えられ
る。
【００１４】動力ユニット２４には、クランク軸３２の
回転を一方向クラッチ４４（図２、３）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。
回転を一方向クラッチ４４（図２、３）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。
【００１５】この遊星歯車機構は遊星歯車からペダル踏
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人力駆
動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２２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。
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人力駆
動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２２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。
【００１６】図１で５２は鉛電池などの充電可能な電
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は後輪１４の
回転速度から車速Ｓを求めるための車速センサであり図
２に車速検出２と示されるものである。
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は後輪１４の
回転速度から車速Ｓを求めるための車速センサであり図
２に車速検出２と示されるものである。
【００１７】次に図２の実施例を説明する。この図２に
示す実施例では、後輪１４から車速Ｓを求めると共に、
人力駆動系による回転速度ｓを同時に検出している。す
なわちこの図２に車速検出１として示す速度センサ５８
は、動力ユニット２４内でクランク軸３２の回転速度ｓ
を検出する。
示す実施例では、後輪１４から車速Ｓを求めると共に、
人力駆動系による回転速度ｓを同時に検出している。す
なわちこの図２に車速検出１として示す速度センサ５８
は、動力ユニット２４内でクランク軸３２の回転速度ｓ
を検出する。
【００１８】ポテンショメータ４６で検出した踏力Ｆ
と、車速センサ（車速検出２）５６で後輪１４から検出
した車速Ｓと、速度センサ（車速検出１）５８で検出し
たクランク軸３２の回転速度ｓとは、共にコントローラ
５４に入力される。コントローラ５４は、図２に示すよ
うに信号比較部６０において車速Ｓとクランク軸回転速
度ｓとを比較して変速機構４０の変速段ｐを検出する。
と、車速センサ（車速検出２）５６で後輪１４から検出
した車速Ｓと、速度センサ（車速検出１）５８で検出し
たクランク軸３２の回転速度ｓとは、共にコントローラ
５４に入力される。コントローラ５４は、図２に示すよ
うに信号比較部６０において車速Ｓとクランク軸回転速
度ｓとを比較して変速機構４０の変速段ｐを検出する。
【００１９】コントローラ５４は変速比・補助力演算部
６２において、メモリ６４に記録したデータに基づき、
踏力Ｆに対するモータ２２の補助力すなわちモータ駆動
力ＴM を演算しこれに対応する制御信号ｑを出力する。
６２において、メモリ６４に記録したデータに基づき、
踏力Ｆに対するモータ２２の補助力すなわちモータ駆動
力ＴM を演算しこれに対応する制御信号ｑを出力する。
【００２０】この図２の実施例において車速センサ５６
は後輪１４の車軸付近に設けられるから、実際の車速と
異なる車速を実車速として出力するように改造されるこ
とがあり得る。また障害物に当って誤動作することがあ
り得る。このような時にはコントローラ５４で求めた変
速比が設定した変速比に一致しなくなる。
は後輪１４の車軸付近に設けられるから、実際の車速と
異なる車速を実車速として出力するように改造されるこ
とがあり得る。また障害物に当って誤動作することがあ
り得る。このような時にはコントローラ５４で求めた変
速比が設定した変速比に一致しなくなる。
【００２１】すなわちクランク軸回転速度と予め設定し
た変速比とを乗算して求めた計算走行速度は、車速セン
サ５６で求めた実走行速度とは、設定した変速比のどれ
を用いても一致することがない。コントローラ５４はこ
のような時には車速センサ５６などに異常があると判断
し、モータ出力を減らすように制御する。
た変速比とを乗算して求めた計算走行速度は、車速セン
サ５６で求めた実走行速度とは、設定した変速比のどれ
を用いても一致することがない。コントローラ５４はこ
のような時には車速センサ５６などに異常があると判断
し、モータ出力を減らすように制御する。
【００２２】次に図３に示す実施例について説明する。
この実施例では、変速機構４０の変速段ｐをその手動の
変速操作器６６に設けた変速動作検出センサ６８により
検出する。一方クランク軸３２の回転速度ｓは図３に車
速検出と示した速度センサ５８Ａで検出される。この回
転速度ｓと変速段ｐとを示す信号はコントローラ５４Ａ
の変速比決定・信号補正部７０に入力され、ここで変速
比が決定される。
この実施例では、変速機構４０の変速段ｐをその手動の
変速操作器６６に設けた変速動作検出センサ６８により
検出する。一方クランク軸３２の回転速度ｓは図３に車
速検出と示した速度センサ５８Ａで検出される。この回
転速度ｓと変速段ｐとを示す信号はコントローラ５４Ａ
の変速比決定・信号補正部７０に入力され、ここで変速
比が決定される。
【００２３】ここに変速動作検出センサ６８はコントロ
ーラ５４Ａの外にあるため、運転者などにより改造され
易い。例えばモータの駆動力を増大させるために高速段
に固定することが考えられる。このような場合には、後
記するように計算で求めた車速ＳC の変化から変速を検
出し、コントローラ５４Ａの変速比決定・信号補正部７
０では変速段ｐを低速段ｐ1 に補正する。
ーラ５４Ａの外にあるため、運転者などにより改造され
易い。例えばモータの駆動力を増大させるために高速段
に固定することが考えられる。このような場合には、後
記するように計算で求めた車速ＳC の変化から変速を検
出し、コントローラ５４Ａの変速比決定・信号補正部７
０では変速段ｐを低速段ｐ1 に補正する。
【００２４】補助力演算部７２は変速比決定・信号補正
部７０で検出した変速段あるいは補正した変速段に対す
るモータ２２の制御信号ｑを、メモリ７４のデータを用
いて演算する。なお図３では図２と同一部分に同一符号
を付したので、その説明は繰り返さない。
部７０で検出した変速段あるいは補正した変速段に対す
るモータ２２の制御信号ｑを、メモリ７４のデータを用
いて演算する。なお図３では図２と同一部分に同一符号
を付したので、その説明は繰り返さない。
【００２５】この図３の実施例において、変速動作検出
センサ６８に改造が行われない正常な状態での変速特性
は図４のようになる。この図４で横軸ｔは発進後の経過
時間を示す。この正常な場合には変速機構４０の変速段
ｐを検出する変速動作検出センサ６８の出力である変速
検出信号は実際の変速段ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 と一致してい
る。従って実際の車速ＳR は、クランク軸回転速度ｓと
変速比とを用いて算出される計算車速ＳC と一致する。
センサ６８に改造が行われない正常な状態での変速特性
は図４のようになる。この図４で横軸ｔは発進後の経過
時間を示す。この正常な場合には変速機構４０の変速段
ｐを検出する変速動作検出センサ６８の出力である変速
検出信号は実際の変速段ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 と一致してい
る。従って実際の車速ＳR は、クランク軸回転速度ｓと
変速比とを用いて算出される計算車速ＳC と一致する。
【００２６】図５は変速動作検出センサ６８を高速段ｐ
3 に固定する改造を行った場合の変速特性を示す。この
場合には検出した変速段ｐは常に高速段ｐ3 であるか
ら、これを用いた計算車速ＳC は実際の変速が行われる
度に段状に変化する。従ってこの計算車速ＳR が変速時
に段状に変化することから、逆に改造が行われたと判定
し、前記したように変速比決定・信号補正部７０で変速
段ｐを低速段ｐ1 に固定し、モータ２２の駆動力ＴM を
小さくする。
3 に固定する改造を行った場合の変速特性を示す。この
場合には検出した変速段ｐは常に高速段ｐ3 であるか
ら、これを用いた計算車速ＳC は実際の変速が行われる
度に段状に変化する。従ってこの計算車速ＳR が変速時
に段状に変化することから、逆に改造が行われたと判定
し、前記したように変速比決定・信号補正部７０で変速
段ｐを低速段ｐ1 に固定し、モータ２２の駆動力ＴM を
小さくする。
【００２７】なお変速機構４０の変速動作を検出した時
には、モータ駆動力ＴM を一時的に減少させるのが望ま
しい。これは変速動作を円滑にし変速の衝撃を小さくす
るためである。
には、モータ駆動力ＴM を一時的に減少させるのが望ま
しい。これは変速動作を円滑にし変速の衝撃を小さくす
るためである。
【００２８】
【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、踏力に
対応してモータ駆動力を制御すると共に、計算で求めた
計算走行速度が実走行速度と不一致となった時にモータ
駆動力を減らすように補正するものであるから、常にモ
ータの駆動力を適性範囲内にすることができる。
対応してモータ駆動力を制御すると共に、計算で求めた
計算走行速度が実走行速度と不一致となった時にモータ
駆動力を減らすように補正するものであるから、常にモ
ータの駆動力を適性範囲内にすることができる。
【図１】本発明の一実施例の側面図
【図２】その動力系統の一実施例を示す図
【図３】同じく動力系統の他の実施例を示す図
【図４】図３の実施例における正常時の変速特性図
【図５】図３の実施例における異常時の変速特性図
１４ 駆動輪としての後輪 ２２ 電動モータ ３６ クランクペダル ４０ 変速機構 ４６ 人力駆動力検出手段としてのポテンショメータ ５４、５４Ａ コントローラ ５６ 速度センサ Ｓ 車速 Ｆ 人力駆動力としての踏力 ＴM モータ駆動力
Claims (1)
- 【請求項１】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、人力による駆動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乗り物において、人力
駆動力を検出する人力駆動力検出手段と、前記人力駆動
系の駆動速度を検出する速度センサと、実走行速度を検
出する実速度検出手段と、前記人力駆動系および電気駆
動系の合力を駆動輪に伝える伝動系に介在された変速機
構と、前記人力駆動力の増減に対応して前記電動モータ
の出力を増減すると共に前記速度センサの出力と前記変
速機構の変速比とから求めた計算走行速度が前記実走行
速度と不一致の時に前記電動モータの出力を減らすよう
に補正するコントローラとを備えることを特徴とする電
動モータ付き乗り物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17097393A JP3468799B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 電動モータ付き乗り物およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17097393A JP3468799B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 電動モータ付き乗り物およびその制御方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001046366A Division JP3734713B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 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 |
|---|---|
| JPH072164A true JPH072164A (ja) | 1995-01-06 |
| JP3468799B2 JP3468799B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=15914795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17097393A Expired - Lifetime JP3468799B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 電動モータ付き乗り物およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468799B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5984038A (en) * | 1995-08-30 | 1999-11-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Combination man-powered and motor-driven vehicle |
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