JPH08337192A - 電気自転車 - Google Patents
電気自転車Info
- Publication number
- JPH08337192A JPH08337192A JP7147198A JP14719895A JPH08337192A JP H08337192 A JPH08337192 A JP H08337192A JP 7147198 A JP7147198 A JP 7147198A JP 14719895 A JP14719895 A JP 14719895A JP H08337192 A JPH08337192 A JP H08337192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric
- drive device
- bicycle
- speed
- wheel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 人力によって駆動されるペダル駆動装置と、
人力を補助する電動駆動装置を有する電気自転車におい
て、後輪変速機に関わらず直接車輪の回転速度を検出し
実走行速度でモータを制御できる電気自転車を提供す
る。 【構成】 前輪のインハブダイナモ、または後輪ブレー
キに内蔵した速度検出器により車輪回転速度信号を出力
し、この回転速度信号をマイコンに入力して実走行速度
を算出してモータを制御する。また制御回路のジャンパ
ー線の切断により異なる車輪サイズに対応可能とする。
後輪変速機のポジションに関係なく１５km／ｈ以下では
５０％アシスト、１５から２４km／ｈでは漸次アシスト
量を減少させる制御が可能となる。また、異なる車輪サ
イズに対応できるので標準化が可能となる。
人力を補助する電動駆動装置を有する電気自転車におい
て、後輪変速機に関わらず直接車輪の回転速度を検出し
実走行速度でモータを制御できる電気自転車を提供す
る。 【構成】 前輪のインハブダイナモ、または後輪ブレー
キに内蔵した速度検出器により車輪回転速度信号を出力
し、この回転速度信号をマイコンに入力して実走行速度
を算出してモータを制御する。また制御回路のジャンパ
ー線の切断により異なる車輪サイズに対応可能とする。
後輪変速機のポジションに関係なく１５km／ｈ以下では
５０％アシスト、１５から２４km／ｈでは漸次アシスト
量を減少させる制御が可能となる。また、異なる車輪サ
イズに対応できるので標準化が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はペダル負荷に応じて電動
駆動装置を作動させることが可能な電気自転車に関し、
さらに詳しくは自転車の速度を検出し規定の範囲でペダ
ル負荷を補助する電動駆動装置を有する電気自転車に関
するものである。
駆動装置を作動させることが可能な電気自転車に関し、
さらに詳しくは自転車の速度を検出し規定の範囲でペダ
ル負荷を補助する電動駆動装置を有する電気自転車に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】人力による駆動力と電動機による駆動力
を並列に設け、ペダル負荷に応じて規定範囲内で電動機
により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種々
提案されているが、電動駆動装置により補助する範囲は
車速が０から１５km／ｈまでは５０％、１５km／ｈから
２４km／ｈ間では車速に応じて漸次減少せしめ、２４km
／ｈにおいて０％となるよう制御せねばならない。
を並列に設け、ペダル負荷に応じて規定範囲内で電動機
により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種々
提案されているが、電動駆動装置により補助する範囲は
車速が０から１５km／ｈまでは５０％、１５km／ｈから
２４km／ｈ間では車速に応じて漸次減少せしめ、２４km
／ｈにおいて０％となるよう制御せねばならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、車速はペダル軸
またはペダル軸と歯車などにより連結された電動駆動装
置内で検出されるため、後輪に内蔵される従来の変速機
を搭載された自転車においては変速機のポジションの情
報が制御回路に提供されず、速度検出器から提供される
速度の情報が変速機ポジションによっては比例的に変化
する。
またはペダル軸と歯車などにより連結された電動駆動装
置内で検出されるため、後輪に内蔵される従来の変速機
を搭載された自転車においては変速機のポジションの情
報が制御回路に提供されず、速度検出器から提供される
速度の情報が変速機ポジションによっては比例的に変化
する。
【０００４】詳しくは、前記規定範囲を超えた補助がで
きないため、後輪変速機の高速ポジションにおいて、正
確な速度を検出できるよう設定されるため、変速機の他
のポジションは変速比に比例して規定より低い速度にお
いてパワーアシスト率を低下させざるを得ない。図７は
従来の電気自転車パワーアシスト率の特性図である。中
速では１２km／ｈ以上で低速では９km／ｈ以上でアシス
ト率が暫次低くなる。電気自転車には特に坂道において
従来の人力のみのものに比較し楽に乗れることがその最
大の利点であり、坂道においては通常中速または低速の
ポジションを使用する。しかしながら、実質的にパワー
アシスト率は前述のように限定されている。
きないため、後輪変速機の高速ポジションにおいて、正
確な速度を検出できるよう設定されるため、変速機の他
のポジションは変速比に比例して規定より低い速度にお
いてパワーアシスト率を低下させざるを得ない。図７は
従来の電気自転車パワーアシスト率の特性図である。中
速では１２km／ｈ以上で低速では９km／ｈ以上でアシス
ト率が暫次低くなる。電気自転車には特に坂道において
従来の人力のみのものに比較し楽に乗れることがその最
大の利点であり、坂道においては通常中速または低速の
ポジションを使用する。しかしながら、実質的にパワー
アシスト率は前述のように限定されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は前輪または後輪にて直接回転速度を検出し、制御回
路に内蔵されているマイクロコンピュータにより車速を
算出し、それにより規定の範囲内でパワーアシストでき
ることを特徴とする電気自転車により達成される。
的は前輪または後輪にて直接回転速度を検出し、制御回
路に内蔵されているマイクロコンピュータにより車速を
算出し、それにより規定の範囲内でパワーアシストでき
ることを特徴とする電気自転車により達成される。
【０００６】
【作用】本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
後輪に内蔵された変速機のポジションに関係なく、規定
速度により規定のパワーアシストを可能とする。
後輪に内蔵された変速機のポジションに関係なく、規定
速度により規定のパワーアシストを可能とする。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例である電気自転車の
側面図である。図１において、発電機１、電動駆動装置
４、制御回路３、充電式電池５および前照灯２により構
成され、人力によりペダルを踏むと電動駆動装置４に内
蔵されているトルクセンサーがその負荷を検出し、制御
回路３に内蔵されているマイクロコンピータにこの信号
を送る。マイクロコンピータはこの信号と電動機１から
送られる車速信号により、ペダル負荷に対して必要とす
るトルクを算出し、電動駆動装置４を作動させる。前輪
に内蔵された発電機１は車輪の回転速度に応じて交流電
圧信号を常時提供している。この発電機１は通常夜間の
照明用に使用されるもので、点灯の有無に関わらず走行
中は常時発電機の極数と車速に応じた周波数の交流電圧
が出力されている。通常車速と電圧は比例するが、照明
の点灯の有無により電圧は大きく変動するため電圧を車
速信号とすることは不利である。一方この発電機から
は、図２（ａ）に示すような交流電圧が常時出力されて
いて、交流電圧の周波数は常に車速と比例している。こ
の交流電圧を制御回路に内蔵する波形整形回路に投入し
図２（ｂ）に示すパルス波形に変換する。このパルス波
形を内蔵マイクロコンピュータでカウントし、さらに自
転車の車輪サイズの情報を基に自転車の実車速を算出
し、１５km／ｈまでは５０％以内、１５km／ｈから２４
km／ｈ間では車速に応じて漸次アシスト率を低下させる
よう電動駆動装置を制御する。この電気自転車では、後
輪に内蔵された速度機のポジションに関係なく常に自転
車の実車速によりパワーアシスト率が制御されるので、
特に坂道においてその利便性は大幅に向上する。
側面図である。図１において、発電機１、電動駆動装置
４、制御回路３、充電式電池５および前照灯２により構
成され、人力によりペダルを踏むと電動駆動装置４に内
蔵されているトルクセンサーがその負荷を検出し、制御
回路３に内蔵されているマイクロコンピータにこの信号
を送る。マイクロコンピータはこの信号と電動機１から
送られる車速信号により、ペダル負荷に対して必要とす
るトルクを算出し、電動駆動装置４を作動させる。前輪
に内蔵された発電機１は車輪の回転速度に応じて交流電
圧信号を常時提供している。この発電機１は通常夜間の
照明用に使用されるもので、点灯の有無に関わらず走行
中は常時発電機の極数と車速に応じた周波数の交流電圧
が出力されている。通常車速と電圧は比例するが、照明
の点灯の有無により電圧は大きく変動するため電圧を車
速信号とすることは不利である。一方この発電機から
は、図２（ａ）に示すような交流電圧が常時出力されて
いて、交流電圧の周波数は常に車速と比例している。こ
の交流電圧を制御回路に内蔵する波形整形回路に投入し
図２（ｂ）に示すパルス波形に変換する。このパルス波
形を内蔵マイクロコンピュータでカウントし、さらに自
転車の車輪サイズの情報を基に自転車の実車速を算出
し、１５km／ｈまでは５０％以内、１５km／ｈから２４
km／ｈ間では車速に応じて漸次アシスト率を低下させる
よう電動駆動装置を制御する。この電気自転車では、後
輪に内蔵された速度機のポジションに関係なく常に自転
車の実車速によりパワーアシスト率が制御されるので、
特に坂道においてその利便性は大幅に向上する。
【０００８】図３は本発明の第２の実施例の電気自転車
の側面図である。図３において、後輪に内蔵されている
ブレーキ６の回転板内側に組み込まれた、センサーマグ
ネットとブレーキハウジング内に組み込まれた、磁気セ
ンサーから提供されるパルス状回転信号を制御回路３の
内蔵マイクロコンピュータでカウントし、さらに自転車
の車輪サイズの情報を基に自転車の実車速を算出し、１
５km／ｈまでは５０％以内、１５km／ｈから２４km／ｈ
間では車速に応じて漸次アシスト率を低下させるよう電
動駆動装置４を制御する。
の側面図である。図３において、後輪に内蔵されている
ブレーキ６の回転板内側に組み込まれた、センサーマグ
ネットとブレーキハウジング内に組み込まれた、磁気セ
ンサーから提供されるパルス状回転信号を制御回路３の
内蔵マイクロコンピュータでカウントし、さらに自転車
の車輪サイズの情報を基に自転車の実車速を算出し、１
５km／ｈまでは５０％以内、１５km／ｈから２４km／ｈ
間では車速に応じて漸次アシスト率を低下させるよう電
動駆動装置４を制御する。
【０００９】図４は本発明によるブレーキの構造を示
す。ブレーキ６の回転板７とブレーキシューが組み込ま
れたブレーキハウジング８から構成されている。図５に
回転板の構造図を示す。回転板７は後輪の車軸に組み込
まれ、後輪と一体に回転する。回転板７の内側にセンサ
ーマグネット９が組み込まれ、このセンサーマグネット
９は、Ｎ極Ｓ極が複数交互に着磁されている。極数は低
速時の計測精度を考慮すれば多い方がよいが、一方着磁
性から１極あたりの最小幅が規制され、たとえば数１０
から１００極程度が選択される。さらに、図６にブレー
キハウジング構造図を示す。このブレーキハウジング８
内には、回転板外周内側に対してブレーキパッド１０が
あり、ハンドルのブレーキレバーの操作によりワイヤー
を介しブレーキパッド作動レバー１１を動かしブレーキ
パッド１０を回転板７に押しつけ、自転車を減速または
停止させる。このブレーキハウジング８の内側に磁気セ
ンサー１２が組み込まれ、センサーマグネット９が回転
することにより、この磁気センサー１２からパルス状の
電圧が出力される。一方、自転車は用途，デザインから
車輪サイズはおおよそ２０インチから２７インチまでの
バラエティーがあり、単に車輪の回転速度だけでは実走
行速度は求められない。あらかじめ、マイクロコンピュ
ータに車輪サイズをインプットしておく必要があるが、
そのためには車輪サイズごとに電動駆動装置を準備する
必要がある。そこで、本発明では電動駆動装置制御回路
に車輪サイズ選択のためのジャンパー線を複数設け、こ
の装置を自転車に組み込む際、前記車輪サイズに適合し
たジャンパー線を切断することにより、事前に想定した
いかなる車輪サイズであってもマイクロコンピュータ内
で自動的に車輪サイズが決定され正確に実走行速度を算
出できる。
す。ブレーキ６の回転板７とブレーキシューが組み込ま
れたブレーキハウジング８から構成されている。図５に
回転板の構造図を示す。回転板７は後輪の車軸に組み込
まれ、後輪と一体に回転する。回転板７の内側にセンサ
ーマグネット９が組み込まれ、このセンサーマグネット
９は、Ｎ極Ｓ極が複数交互に着磁されている。極数は低
速時の計測精度を考慮すれば多い方がよいが、一方着磁
性から１極あたりの最小幅が規制され、たとえば数１０
から１００極程度が選択される。さらに、図６にブレー
キハウジング構造図を示す。このブレーキハウジング８
内には、回転板外周内側に対してブレーキパッド１０が
あり、ハンドルのブレーキレバーの操作によりワイヤー
を介しブレーキパッド作動レバー１１を動かしブレーキ
パッド１０を回転板７に押しつけ、自転車を減速または
停止させる。このブレーキハウジング８の内側に磁気セ
ンサー１２が組み込まれ、センサーマグネット９が回転
することにより、この磁気センサー１２からパルス状の
電圧が出力される。一方、自転車は用途，デザインから
車輪サイズはおおよそ２０インチから２７インチまでの
バラエティーがあり、単に車輪の回転速度だけでは実走
行速度は求められない。あらかじめ、マイクロコンピュ
ータに車輪サイズをインプットしておく必要があるが、
そのためには車輪サイズごとに電動駆動装置を準備する
必要がある。そこで、本発明では電動駆動装置制御回路
に車輪サイズ選択のためのジャンパー線を複数設け、こ
の装置を自転車に組み込む際、前記車輪サイズに適合し
たジャンパー線を切断することにより、事前に想定した
いかなる車輪サイズであってもマイクロコンピュータ内
で自動的に車輪サイズが決定され正確に実走行速度を算
出できる。
【００１０】
【発明の効果】以上のように本発明は、常時車速を測定
するため後輪内蔵の変速機のポジションによらずパワー
アシスト率を規定値に制御できるため、特に坂道におけ
る走行性が向上し電気自転車の利便性をさらに高める。
さらに、同一電動駆動装置により事前に想定した車輪サ
イズをすべて自動的に設定できるため、車輪サイズに関
わらず実走行速度が算出でき、電動駆動装置の標準化に
より生産性の向上と低価格化を実現できるものである。
するため後輪内蔵の変速機のポジションによらずパワー
アシスト率を規定値に制御できるため、特に坂道におけ
る走行性が向上し電気自転車の利便性をさらに高める。
さらに、同一電動駆動装置により事前に想定した車輪サ
イズをすべて自動的に設定できるため、車輪サイズに関
わらず実走行速度が算出でき、電動駆動装置の標準化に
より生産性の向上と低価格化を実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例における電気自転車の側面図
【図２】（ａ）本発明の一実施例における電気自転車の
発電機の出力波形図 （ｂ）本発明の一実施例における波形整形後のパルス波
形図
発電機の出力波形図 （ｂ）本発明の一実施例における波形整形後のパルス波
形図
【図３】本発明の他の実施例における電気自転車の側面
図
図
【図４】本発明のブレーキ構造図
【図５】本発明の回転板の構造図
【図６】本発明のブレーキハウジング構成図
【図７】従来の電気自転車パワーアシスト率の特性図
１ 発電機 ２ 前照灯 ３ 制御回路 ４ 電動駆動装置 ５ 充電式電池 ６ ブレーキ ７ 回転板 ８ ブレーキハウジング ９ センサーマグネット １０ ブレーキパッド １１ ブレーキパッド作動レバー １２ 磁気センサー
Claims (6)
- 【請求項１】人力によって駆動されるペダル駆動装置
と、人力を補助する電動機によって駆動される駆動装置
（以下、電動駆動装置という）を有する電気自転車にお
いて、前輪に内蔵された発電機から提供される信号によ
り自転車の速度を計算し、前記電動駆動装置を制御する
ことを特徴とした電気自転車。 - 【請求項２】前輪に内蔵された発電機から提供される信
号が交流電圧で、この交流電圧の周波数が前輪の回転速
度と比例関係にあることが特徴である請求項１記載の電
気自転車。 - 【請求項３】発電機より提供される交流電圧信号をパル
ス波形に変換し、パルス波形をマイクロコンピュータへ
出力する回路を内蔵する電動駆動装置制御回路を有する
請求項１または請求項２記載の電気自転車。 - 【請求項４】人力によって駆動されるペダル駆動装置
と、人力を補助する電動駆動装置を有する電気自転車に
おいて、後輪のブレーキに内蔵された速度検出器から提
供される信号により自転車の速度を計算し、前記電動駆
動装置を制御することを特徴とした電気自転車。 - 【請求項５】速度検出器から提供される速度信号がパル
ス状であって、かつ後輪の回転速度と比例関係にあるこ
とが特徴である請求項４記載の電気自転車。 - 【請求項６】電動駆動装置を制御する回路に１個以上の
ジャンパー線を設け、自転車へ組み込む以前に決められ
たジャンパー線を切断することにより車輪サイズを決定
することを可能とした請求項１または請求項２または請
求項３または請求項４または請求項５記載の電気自転
車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7147198A JPH08337192A (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 電気自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7147198A JPH08337192A (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 電気自転車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08337192A true JPH08337192A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=15424779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7147198A Pending JPH08337192A (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 電気自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08337192A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1159557A (ja) * | 1997-08-26 | 1999-03-02 | Suzuki Motor Corp | 電動補助自転車 |
| US6573686B2 (en) | 2001-03-22 | 2003-06-03 | Shimano, Inc. | Bicycle battery charger and speedometer circuit |
| US6926637B2 (en) * | 2001-11-21 | 2005-08-09 | Shimano, Inc. | Method and apparatus for controlling a bicycle transmission |
-
1995
- 1995-06-14 JP JP7147198A patent/JPH08337192A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1159557A (ja) * | 1997-08-26 | 1999-03-02 | Suzuki Motor Corp | 電動補助自転車 |
| US6573686B2 (en) | 2001-03-22 | 2003-06-03 | Shimano, Inc. | Bicycle battery charger and speedometer circuit |
| USRE41015E1 (en) * | 2001-03-22 | 2009-12-01 | Shimano, Inc. | Bicycle battery charger and speedometer circuit |
| US6926637B2 (en) * | 2001-11-21 | 2005-08-09 | Shimano, Inc. | Method and apparatus for controlling a bicycle transmission |
| CN100414145C (zh) * | 2001-11-21 | 2008-08-27 | 株式会社岛野 | 自行车用变速控制装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20050131 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20070117 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070424 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070925 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |