JPH0834384A - 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
- JPH0834384A JPH0834384A JP18902994A JP18902994A JPH0834384A JP H0834384 A JPH0834384 A JP H0834384A JP 18902994 A JP18902994 A JP 18902994A JP 18902994 A JP18902994 A JP 18902994A JP H0834384 A JPH0834384 A JP H0834384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle speed
- transmission mechanism
- electric motor
- winding
- speed
- 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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- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 人力駆動系と電気駆動系とを備え、踏力およ
び車速の変化に対応して電気モータの出力を制御する電
動モータ付き自転車において、巻掛伝動機構の駆動側巻
掛回転体またはこれよりも上流側の回転部分の回転を検
出して車速を求めるように構成した場合に、車速検出手
段が常に正しい車速を検出するようにし、巻掛伝動機構
の増速比を増大させて電動モータの補助力を過大にさせ
る改造を行えないようにする。 【構成】 人力駆動系および電気駆動系の合力を後輪に
伝える巻掛伝動機構と、巻掛伝動機構の駆動側巻掛回転
体またはこれよりも上流側の回転部分の回転を検出して
車速を求める車速検出手段と、巻掛伝動機構の増速比を
増大させるための改造を防止する改造防止機構とを備え
る。改造防止機構は駆動側巻掛回転体の外周に近接する
ようにケースに設けた壁で構成することができる。
び車速の変化に対応して電気モータの出力を制御する電
動モータ付き自転車において、巻掛伝動機構の駆動側巻
掛回転体またはこれよりも上流側の回転部分の回転を検
出して車速を求めるように構成した場合に、車速検出手
段が常に正しい車速を検出するようにし、巻掛伝動機構
の増速比を増大させて電動モータの補助力を過大にさせ
る改造を行えないようにする。 【構成】 人力駆動系および電気駆動系の合力を後輪に
伝える巻掛伝動機構と、巻掛伝動機構の駆動側巻掛回転
体またはこれよりも上流側の回転部分の回転を検出して
車速を求める車速検出手段と、巻掛伝動機構の増速比を
増大させるための改造を防止する改造防止機構とを備え
る。改造防止機構は駆動側巻掛回転体の外周に近接する
ようにケースに設けた壁で構成することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人力駆動系と電気駆動
系とを持ち、電気駆動系の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。
系とを持ち、電気駆動系の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】人力を例えば踏力により検出し、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自転
車などの乗り物が公知である(例えば実開昭56−76
590号、特開平2−74491号)。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
の負荷を減らし、軽い踏力で走行できるようにするもの
である。
力の大小に対応して電動モータの駆動力を制御する自転
車などの乗り物が公知である(例えば実開昭56−76
590号、特開平2−74491号)。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
の負荷を減らし、軽い踏力で走行できるようにするもの
である。
【0003】この電動モータによる補助が大きいと走行
速度が不必要に速くなることが考えられる。そこで車速
が所定速度以上になると電動モータの補助力を次第に減
らすことを本願の出願人は提案した(特開平6−107
266号)。
速度が不必要に速くなることが考えられる。そこで車速
が所定速度以上になると電動モータの補助力を次第に減
らすことを本願の出願人は提案した(特開平6−107
266号)。
【0004】
【従来の技術の問題点】このように車速によって電動モ
ータの補助力を変化させる場合には車速を検出すること
が必要になる。車速検出手段は前輪や後輪に設けること
も考えられるが、この場合には車速検出手段の破損や改
造を防ぐことを考慮しておく必要が生じるばかりでな
く、組立性が悪くなったり専用の車輪やハブ等を用意す
る必要が生じる。
ータの補助力を変化させる場合には車速を検出すること
が必要になる。車速検出手段は前輪や後輪に設けること
も考えられるが、この場合には車速検出手段の破損や改
造を防ぐことを考慮しておく必要が生じるばかりでな
く、組立性が悪くなったり専用の車輪やハブ等を用意す
る必要が生じる。
【0005】そこで動力部分をユニット化することが考
えられる。すなわちクランク軸を含む人力駆動系と電動
モータを含む電気駆動系とを共通のケースに収め、両駆
動系の合力を巻掛伝動機構により後輪に伝えると共に、
このケース内に車速検出手段や踏力検出手段も内蔵させ
るものである。
えられる。すなわちクランク軸を含む人力駆動系と電動
モータを含む電気駆動系とを共通のケースに収め、両駆
動系の合力を巻掛伝動機構により後輪に伝えると共に、
このケース内に車速検出手段や踏力検出手段も内蔵させ
るものである。
【0006】しかしこの巻掛伝動機構は、駆動側の巻掛
回転体を径の大きいものに変更することにより、高速走
行が可能なものに容易に改造できるという問題があっ
た。すなわちこの場合には、実際は高速で走行していて
も、車速検出手段は低速と判断することになるため電動
モータの補助力が大きくなり過ぎるからである。
回転体を径の大きいものに変更することにより、高速走
行が可能なものに容易に改造できるという問題があっ
た。すなわちこの場合には、実際は高速で走行していて
も、車速検出手段は低速と判断することになるため電動
モータの補助力が大きくなり過ぎるからである。
【0007】例えばこの巻掛伝動機構をチェーン駆動と
した場合には、自転車用のクランクギヤとして従来より
規格があり、歯数が異なる多種のクランクギヤが市販さ
れ容易に入手可能である。このためクランクギヤの交換
は容易であった。同様に後輪側の被動プロケットも歯数
が異なるものが多種市販されているから、歯数が少ない
被動スプロケットに付け換えることにより同様に高速走
行用に容易に改造できる。
した場合には、自転車用のクランクギヤとして従来より
規格があり、歯数が異なる多種のクランクギヤが市販さ
れ容易に入手可能である。このためクランクギヤの交換
は容易であった。同様に後輪側の被動プロケットも歯数
が異なるものが多種市販されているから、歯数が少ない
被動スプロケットに付け換えることにより同様に高速走
行用に容易に改造できる。
【0008】
【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、車速検出手段が常に正しい車速を検出する
ようにして電動モータの補助力を過大にさせる改造を行
えないようにした電動モータ付き自転車を提供すること
を目的とする。
ものであり、車速検出手段が常に正しい車速を検出する
ようにして電動モータの補助力を過大にさせる改造を行
えないようにした電動モータ付き自転車を提供すること
を目的とする。
【0009】
【発明の構成】本発明によればこの目的は、踏力による
人力駆動系と電動モータによる電気駆動系とを備え、踏
力の変化および車速の変化に対応して前記電気モータの
出力を制御する電動モータ付き自転車において、前記人
力駆動系および電気駆動系の合力を後輪に伝える巻掛伝
動機構と、前記巻掛伝動機構の駆動側巻掛回転体または
これよりも上流側の回転部分の回転を検出して車速を求
める車速検出手段と、前記巻掛伝動機構の増速比を増大
させるための改造を防止する改造防止機構とを備えるこ
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。
人力駆動系と電動モータによる電気駆動系とを備え、踏
力の変化および車速の変化に対応して前記電気モータの
出力を制御する電動モータ付き自転車において、前記人
力駆動系および電気駆動系の合力を後輪に伝える巻掛伝
動機構と、前記巻掛伝動機構の駆動側巻掛回転体または
これよりも上流側の回転部分の回転を検出して車速を求
める車速検出手段と、前記巻掛伝動機構の増速比を増大
させるための改造を防止する改造防止機構とを備えるこ
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。
【0010】ここに巻掛伝動機構はチェーン伝動機構や
歯付きベルト伝動機構とすることができる。改造防止機
構は駆動側巻掛回転体を大径のものに変更するのを防止
するもの、被動側巻掛回転体を小径のものに変更するの
を防止するものを含む。さらに後輪を大径の車輪に変更
する改造を防止するものも含む。駆動側巻掛回転体を収
容するケース内面に、この回転体の外周に近接するよう
に壁を突設し、大きい駆動側巻掛回転体を取付けようと
するとこの壁が障害となるようにしてもよい。
歯付きベルト伝動機構とすることができる。改造防止機
構は駆動側巻掛回転体を大径のものに変更するのを防止
するもの、被動側巻掛回転体を小径のものに変更するの
を防止するものを含む。さらに後輪を大径の車輪に変更
する改造を防止するものも含む。駆動側巻掛回転体を収
容するケース内面に、この回転体の外周に近接するよう
に壁を突設し、大きい駆動側巻掛回転体を取付けようと
するとこの壁が障害となるようにしてもよい。
【0011】
【実施例】図1は本発明の一実施例の側面図、図2はそ
のII−II線展開図、図3は図1における III−III 線断
面図、図4はその動力系統図、図5はそのコントローラ
の機能を示すブロック図、図6は補助率の制御特性の一
例を示す図、図7は運転時間による補助率補正特性を示
す図、図8は放電量による補助率補正特性を示す図、図
9は電池ロック装置を示す図、図10は電池ロック装置
の他の例を示す図、図11は動作の流れ図である。
のII−II線展開図、図3は図1における III−III 線断
面図、図4はその動力系統図、図5はそのコントローラ
の機能を示すブロック図、図6は補助率の制御特性の一
例を示す図、図7は運転時間による補助率補正特性を示
す図、図8は放電量による補助率補正特性を示す図、図
9は電池ロック装置を示す図、図10は電池ロック装置
の他の例を示す図、図11は動作の流れ図である。
【0012】この実施例の自転車は、図1に示すよう
に、略U字状の前フレーム10に後方から後フレーム1
2を固定したものである。前フレーム10はヘッドパイ
プ14と、ここから斜下後方へのびるダウンチューブ1
6と、ダウンチューブ16後端から立上がるシートチュ
ーブ18と、ヘッドパイプ14に回動自在に保持された
操向ハンドル20および前フォーク22と、この前フォ
ーク22に保持された前輪24と、シートチューブ18
の上端に保持されたサドル26とを持つ。
に、略U字状の前フレーム10に後方から後フレーム1
2を固定したものである。前フレーム10はヘッドパイ
プ14と、ここから斜下後方へのびるダウンチューブ1
6と、ダウンチューブ16後端から立上がるシートチュ
ーブ18と、ヘッドパイプ14に回動自在に保持された
操向ハンドル20および前フォーク22と、この前フォ
ーク22に保持された前輪24と、シートチューブ18
の上端に保持されたサドル26とを持つ。
【0013】後フレーム12は、片持ちのリヤアーム2
8が一体に作られたアルミ鋳造製の略箱状の伝動機ケー
ス30で形成され、この伝動機ケース30にはその後端
に位置する後輪32と、このケース30の前部に取付け
られた左右一対のクランクアーム34、34(図2参
照)と、ケース30の前部上面に取付けられた電動モー
タ36(図3参照)と、このモータ36の上方に取付け
られた電池38、38とが保持されている。
8が一体に作られたアルミ鋳造製の略箱状の伝動機ケー
ス30で形成され、この伝動機ケース30にはその後端
に位置する後輪32と、このケース30の前部に取付け
られた左右一対のクランクアーム34、34(図2参
照)と、ケース30の前部上面に取付けられた電動モー
タ36(図3参照)と、このモータ36の上方に取付け
られた電池38、38とが保持されている。
【0014】この後フレーム12は、前フレーム10に
固着した3つのブラケット40、42、44にボルト4
0A、42A、44Aでボルト止めされる。すなわち伝
動機ケース30の前部がブラケット40、42に固定さ
れ、モータ36の上端に位置する電池保持フレーム46
がブラケット44に固定される。またこの後フレーム1
2には、図1に示すように、コントローラ48、サーク
ル錠50、ブレーキ52が取付けられている。
固着した3つのブラケット40、42、44にボルト4
0A、42A、44Aでボルト止めされる。すなわち伝
動機ケース30の前部がブラケット40、42に固定さ
れ、モータ36の上端に位置する電池保持フレーム46
がブラケット44に固定される。またこの後フレーム1
2には、図1に示すように、コントローラ48、サーク
ル錠50、ブレーキ52が取付けられている。
【0015】伝動機ケース30は図2、3に示すように
箱状に作られ、クランク軸54がこのケース30を貫通
してその両端に前記クランクアーム34、34が固定さ
れている。ケース30内には、クランク軸54の斜上後
方に合力軸56が回転自在に保持されている。クランク
軸54の回転は歯付きベルト58によってこの合力軸5
6に伝えられる。なおこのベルト58が掛け回されるク
ランク軸54側のプーリ60には、図2に示すように一
方向クラッチ62が装着されている。このクラッチ62
は、クランク軸54の回転をプーリ60に伝えるがその
逆方向の回転は伝えない。
箱状に作られ、クランク軸54がこのケース30を貫通
してその両端に前記クランクアーム34、34が固定さ
れている。ケース30内には、クランク軸54の斜上後
方に合力軸56が回転自在に保持されている。クランク
軸54の回転は歯付きベルト58によってこの合力軸5
6に伝えられる。なおこのベルト58が掛け回されるク
ランク軸54側のプーリ60には、図2に示すように一
方向クラッチ62が装着されている。このクラッチ62
は、クランク軸54の回転をプーリ60に伝えるがその
逆方向の回転は伝えない。
【0016】またこのベルト58の張り側には、図1に
示すように踏力センサ64が取付けられている。この踏
力センサ64は、ベルト58に転接してその弛みを吸収
するアイドルローラを備え、このアイドルローラの変位
量からベルト58の張力すなわち踏力FL を検出する。
示すように踏力センサ64が取付けられている。この踏
力センサ64は、ベルト58に転接してその弛みを吸収
するアイドルローラを備え、このアイドルローラの変位
量からベルト58の張力すなわち踏力FL を検出する。
【0017】合力軸56には、一方向クラッチ66を介
して減速大歯車68が取付けられ、この歯車68には前
記モータ36により駆動される減速小歯車70が噛合し
ている。このためモータ36の回転は、歯車68、70
からなる減速部72と一方向クラッチ66とを介して合
力軸56に伝えられる。なお合力軸56からモータ36
への回転伝達はクラッチ66により遮断される。
して減速大歯車68が取付けられ、この歯車68には前
記モータ36により駆動される減速小歯車70が噛合し
ている。このためモータ36の回転は、歯車68、70
からなる減速部72と一方向クラッチ66とを介して合
力軸56に伝えられる。なお合力軸56からモータ36
への回転伝達はクラッチ66により遮断される。
【0018】合力軸56の回転は巻掛伝動機構としての
チェーン伝動機構73により後輪32に伝えられる。合
力軸56の左端には駆動スプロケット74が一体的に固
着され、後輪32のハブ76には一方向クラッチ78を
介して被動スプロケット80が取付けられている。これ
らのスプロケット74、80には、ケース30のリヤア
ーム28内を通るチェーン82が掛け回されている。チ
ェーン伝動機構73はこれらスプロケット74、80お
よびチェーン82により形成される。なおハブ76には
変速機を内装しておいてもよい。
チェーン伝動機構73により後輪32に伝えられる。合
力軸56の左端には駆動スプロケット74が一体的に固
着され、後輪32のハブ76には一方向クラッチ78を
介して被動スプロケット80が取付けられている。これ
らのスプロケット74、80には、ケース30のリヤア
ーム28内を通るチェーン82が掛け回されている。チ
ェーン伝動機構73はこれらスプロケット74、80お
よびチェーン82により形成される。なおハブ76には
変速機を内装しておいてもよい。
【0019】図4において84は車速センサであり、例
えば図1に示すように伝動機ケース30内に設け、プー
リ60の回転速度を検出し計算により車速Sを求める。
なおハブ76に内装式変速機を有する場合には、変速比
を示す信号がコントローラ48に入力され、変速の度に
車速Sを計算する式を変更する。
えば図1に示すように伝動機ケース30内に設け、プー
リ60の回転速度を検出し計算により車速Sを求める。
なおハブ76に内装式変速機を有する場合には、変速比
を示す信号がコントローラ48に入力され、変速の度に
車速Sを計算する式を変更する。
【0020】前記踏力センサ64が検出する踏力FL
と、車速センサ84が検出する車速Sとはコントローラ
48に入力される。コントローラ48は踏力FL の変化
に対応してモータ電流を制御し、モータ36の出力FM
を制御する。ここに人力駆動系および電気駆動系の減速
比は異なるから、クランクアーム34に加わる踏力とモ
ータ36の出力とが同じでも後輪32における駆動力は
異なる。ここではこの減速比の差の影響を受けなくする
ため、踏力FL およびモータ出力FM はそれぞれが後輪
32に加わる駆動力を表すものとする。
と、車速センサ84が検出する車速Sとはコントローラ
48に入力される。コントローラ48は踏力FL の変化
に対応してモータ電流を制御し、モータ36の出力FM
を制御する。ここに人力駆動系および電気駆動系の減速
比は異なるから、クランクアーム34に加わる踏力とモ
ータ36の出力とが同じでも後輪32における駆動力は
異なる。ここではこの減速比の差の影響を受けなくする
ため、踏力FL およびモータ出力FM はそれぞれが後輪
32に加わる駆動力を表すものとする。
【0021】コントローラ48は図5に示すように、C
PU90と、メモリ92と、モータ電力制御部94と、
その他種々の装置を備える。CPU90は走行制御手段
96と、発進判別手段98と、補助率演算手段100
と、補助率補正手段102と、電池ロック判別手段10
4と、その他の機能を持つ種々の制御手段を持つ。
PU90と、メモリ92と、モータ電力制御部94と、
その他種々の装置を備える。CPU90は走行制御手段
96と、発進判別手段98と、補助率演算手段100
と、補助率補正手段102と、電池ロック判別手段10
4と、その他の機能を持つ種々の制御手段を持つ。
【0022】走行制御手段96はクランクアーム34か
ら入力される踏力Fに基づいて、踏力FL の周期に同期
して変化するモータ出力(トルク)FM =η・FL を出
力させる。すなわち踏力FL に対応してデューティ比が
変化するPWM(パルス幅制御)信号をモータ電力制御
部94に出力する。ここに補助率ηは、補助率演算手段
100で演算され図6に示すように変化するが、この補
助率ηはさらに補助率補正手段102により補正され
る。この点については後記する。モータ電力制御部94
はこのデューティ比でオン・オフするモータ電流をモー
タ36に供給し、所定の出力FM を発生させる。
ら入力される踏力Fに基づいて、踏力FL の周期に同期
して変化するモータ出力(トルク)FM =η・FL を出
力させる。すなわち踏力FL に対応してデューティ比が
変化するPWM(パルス幅制御)信号をモータ電力制御
部94に出力する。ここに補助率ηは、補助率演算手段
100で演算され図6に示すように変化するが、この補
助率ηはさらに補助率補正手段102により補正され
る。この点については後記する。モータ電力制御部94
はこのデューティ比でオン・オフするモータ電流をモー
タ36に供給し、所定の出力FM を発生させる。
【0023】発進判別手段98は、自転車の発進から安
定して自立走行が可能になる速度までの速度範囲を低速
域として判別するものである。この実施例では車速セン
サ84の出力である車速Sに基づいて、図6に示すよう
にS≒0から約6km/hまでの加速中の範囲(図中点
a→b)を低速域(L)と判断する。なお発進時の低速
域(L)だけを判別し、停止直前の減速時にはこの低速
域(L)を判別する必要はない。図5で106はヘッド
パイプ14付近に設けたメインキースイッチ、108は
手動ブレーキレバーに連動するブレーキスイッチであ
る。
定して自立走行が可能になる速度までの速度範囲を低速
域として判別するものである。この実施例では車速セン
サ84の出力である車速Sに基づいて、図6に示すよう
にS≒0から約6km/hまでの加速中の範囲(図中点
a→b)を低速域(L)と判断する。なお発進時の低速
域(L)だけを判別し、停止直前の減速時にはこの低速
域(L)を判別する必要はない。図5で106はヘッド
パイプ14付近に設けたメインキースイッチ、108は
手動ブレーキレバーに連動するブレーキスイッチであ
る。
【0024】前記補助率演算手段100では補助率ηを
図6に示すように車速Sに対して変化させる。すなわち
発進判別手段98が発進中の低速域(L)にあることを
判別すると、補助率演算手段100は補助率ηを中速域
(M)の補助率ηM (例えば1.0)に対して約3倍に
増加させる。ここに中速域(M)は約6〜15km/h
の範囲(図中点b→d)であり、中速域(M)の初期
(約6〜8km/h)範囲(図中点b→c)では、補助
率ηは低速の補助率ηL ≒3.0から中速の補助率ηM
≒1.0に滑らかに変化する。
図6に示すように車速Sに対して変化させる。すなわち
発進判別手段98が発進中の低速域(L)にあることを
判別すると、補助率演算手段100は補助率ηを中速域
(M)の補助率ηM (例えば1.0)に対して約3倍に
増加させる。ここに中速域(M)は約6〜15km/h
の範囲(図中点b→d)であり、中速域(M)の初期
(約6〜8km/h)範囲(図中点b→c)では、補助
率ηは低速の補助率ηL ≒3.0から中速の補助率ηM
≒1.0に滑らかに変化する。
【0025】また車速Sが15km/h以上になると高
速域(H)に入り、この速度域(図中点d→e)では車
速Sの増加に対して補助率ηH は漸減する。この補助率
ηHは図6に示すように直線的に減少させてもよいが、
非直線的に減少させてもよい。
速域(H)に入り、この速度域(図中点d→e)では車
速Sの増加に対して補助率ηH は漸減する。この補助率
ηHは図6に示すように直線的に減少させてもよいが、
非直線的に減少させてもよい。
【0026】このように発進判別手段98は発進時の低
速域(L、点a→b)を判別し補助率演算手段100は
この範囲で補助率ηL を約3倍に増加させるから、発進
時における加速性能が向上し、安定した自立走行可能な
車速(例えば約6km/h)に速やかに到達する。この
ため脚力が弱い人が乗る場合や坂道で発進する場合に
も、発進時に車体がふらつく期間が短くなり、安定して
発進できる。
速域(L、点a→b)を判別し補助率演算手段100は
この範囲で補助率ηL を約3倍に増加させるから、発進
時における加速性能が向上し、安定した自立走行可能な
車速(例えば約6km/h)に速やかに到達する。この
ため脚力が弱い人が乗る場合や坂道で発進する場合に
も、発進時に車体がふらつく期間が短くなり、安定して
発進できる。
【0027】なお発進判別手段98は減速時には低速域
(L)を判別しないから、補助率演算手段100はこの
時の補助率ηL0を中速域(M)の補助率ηM と同一に維
持する(図6で点c→f)。従って停車するために減速
する際には補助率ηが増大することがなく、不必要にモ
ータ出力FM が増大しなくなる。この減速中か否かの判
別は、車速Sを監視することにより判別することができ
るが、ブレーキスイッチ108がオン(ブレーキ作動
中)となったことから判別してもよい。
(L)を判別しないから、補助率演算手段100はこの
時の補助率ηL0を中速域(M)の補助率ηM と同一に維
持する(図6で点c→f)。従って停車するために減速
する際には補助率ηが増大することがなく、不必要にモ
ータ出力FM が増大しなくなる。この減速中か否かの判
別は、車速Sを監視することにより判別することができ
るが、ブレーキスイッチ108がオン(ブレーキ作動
中)となったことから判別してもよい。
【0028】前記のように図6の特性により求めた補助
率ηは、運転条件によりさらに補正される。この補正は
補助率補正手段102(図5)の運転時間監視手段10
2Aおよび放電量監視手段102Bで行われる。運転時
間監視手段102Aでは連続運転の時間が長くなると運
転者の疲労が蓄積することを考慮して、運転時間tの経
過と共に補助率ηを増大させるための補正を行う。この
補正係数すなわち補助増加係数jは図7に示す特性によ
り求める。
率ηは、運転条件によりさらに補正される。この補正は
補助率補正手段102(図5)の運転時間監視手段10
2Aおよび放電量監視手段102Bで行われる。運転時
間監視手段102Aでは連続運転の時間が長くなると運
転者の疲労が蓄積することを考慮して、運転時間tの経
過と共に補助率ηを増大させるための補正を行う。この
補正係数すなわち補助増加係数jは図7に示す特性によ
り求める。
【0029】また放電量監視手段102Bでは電池38
の放電量Dを電池電圧や放電時間、放電電流などに基づ
いて求め、放電量Dが設定値D0 となるまでは一定の標
準補助係数k1 とし、設定値D0 以上になると次第に減
少する低減補助係数k2 とする。これらの補助係数k
1 、k2 は図8に示す特性により求める。この補正によ
り走行距離を伸ばすことができる。このように求めた補
助増加係数jや補助係数k(k1 、k2 )などの補正係
数を、前記図6で求めた補助率ηに積算し、η×j×k
を新たな補助率ηとしてモータの出力FM =η×FL を
求める。
の放電量Dを電池電圧や放電時間、放電電流などに基づ
いて求め、放電量Dが設定値D0 となるまでは一定の標
準補助係数k1 とし、設定値D0 以上になると次第に減
少する低減補助係数k2 とする。これらの補助係数k
1 、k2 は図8に示す特性により求める。この補正によ
り走行距離を伸ばすことができる。このように求めた補
助増加係数jや補助係数k(k1 、k2 )などの補正係
数を、前記図6で求めた補助率ηに積算し、η×j×k
を新たな補助率ηとしてモータの出力FM =η×FL を
求める。
【0030】次に電池のロック装置110を図9を用い
て説明する。この電池ロック装置110は、前記図1で
説明した電池保持フレーム46に設けた係合爪112、
112と、ロックキー114と、電池38を収容する電
池ケース116の底面に設けた係合爪118、118と
を備える。係合爪118、118は後方から前方へ水平
に移動させることにより係合爪112、112に係合す
る。
て説明する。この電池ロック装置110は、前記図1で
説明した電池保持フレーム46に設けた係合爪112、
112と、ロックキー114と、電池38を収容する電
池ケース116の底面に設けた係合爪118、118と
を備える。係合爪118、118は後方から前方へ水平
に移動させることにより係合爪112、112に係合す
る。
【0031】なお電池ケース116の上部はシートチュ
ーブ18に図示しないフックにより係止されている。ま
た電池ケース116の上部には、後方から充電プラグ
(図示せず)が着脱される充電プラグ差込み口117が
取付けられている。
ーブ18に図示しないフックにより係止されている。ま
た電池ケース116の上部には、後方から充電プラグ
(図示せず)が着脱される充電プラグ差込み口117が
取付けられている。
【0032】ロックキー114のロック爪120はロッ
ク状態で一方の係合爪118の後縁に係合し、この係合
爪118および112の係合状態で電池ケース116が
後方へ移動するのを規制することにより電池ケース11
6をロックするものである。なお図9で122は電池保
持フレーム46の後端をシートチューブ18の上端に結
合する補強メンバ、124は電池38をコントローラ4
8側へ電気接続するためのコネクタである。このコネク
タ124は電池ケース116を後方から水平に移動させ
て電池保持フレーム46にロックする際に、車体側と電
池ケース側の一対が互いに係合する。
ク状態で一方の係合爪118の後縁に係合し、この係合
爪118および112の係合状態で電池ケース116が
後方へ移動するのを規制することにより電池ケース11
6をロックするものである。なお図9で122は電池保
持フレーム46の後端をシートチューブ18の上端に結
合する補強メンバ、124は電池38をコントローラ4
8側へ電気接続するためのコネクタである。このコネク
タ124は電池ケース116を後方から水平に移動させ
て電池保持フレーム46にロックする際に、車体側と電
池ケース側の一対が互いに係合する。
【0033】図10は他のロック装置110Aを示す図
である。この実施例は、電池ケース116Aをシートチ
ューブ18に直交する方向へ後から前へ向って移動させ
て係合させる係合爪112A、118Aを、電池保持フ
レーム48Aおよび電池ケース116Aに持つ。シート
チューブ18にはロックキー114Aが固定され、この
ロックキー114Aのロック爪120Aが下方へ突出可
能になっている。そして係合爪112Aに係合爪118
Aを係合させつつ、電池ケース116Aを電池保持フレ
ーム48Aにロックすれば、電池ケース116Aの前面
に固定した環部材126がロックキー114Aの下方に
臨む。この状態でロックキー114Aのロック爪120
Aを突出させればロック爪120Aが環部材126に係
合し、ロック状態となる。124Aはコネクタである。
である。この実施例は、電池ケース116Aをシートチ
ューブ18に直交する方向へ後から前へ向って移動させ
て係合させる係合爪112A、118Aを、電池保持フ
レーム48Aおよび電池ケース116Aに持つ。シート
チューブ18にはロックキー114Aが固定され、この
ロックキー114Aのロック爪120Aが下方へ突出可
能になっている。そして係合爪112Aに係合爪118
Aを係合させつつ、電池ケース116Aを電池保持フレ
ーム48Aにロックすれば、電池ケース116Aの前面
に固定した環部材126がロックキー114Aの下方に
臨む。この状態でロックキー114Aのロック爪120
Aを突出させればロック爪120Aが環部材126に係
合し、ロック状態となる。124Aはコネクタである。
【0034】電池のロック装置110(110A)は図
5に示すようにロックキー114(114A)に連動す
るロックスイッチ128を持つ。このロックスイッチ1
28はロックキー114(114A)が電池をロックし
た状態で閉路する。電源スイッチであるメインスイッチ
106をオンにすると(図11のステップ200)、前
記電池ロック判別手段104(図5)はこのロックスイ
ッチ128の閉路からロック装置110(110A)が
ロックされているか否か判別する(図11のステップ2
02)。ロックされていないと判別すると、警告装置1
30(図5)をオンとして警告(アラーム)を発生させ
る(図11のステップ204)。
5に示すようにロックキー114(114A)に連動す
るロックスイッチ128を持つ。このロックスイッチ1
28はロックキー114(114A)が電池をロックし
た状態で閉路する。電源スイッチであるメインスイッチ
106をオンにすると(図11のステップ200)、前
記電池ロック判別手段104(図5)はこのロックスイ
ッチ128の閉路からロック装置110(110A)が
ロックされているか否か判別する(図11のステップ2
02)。ロックされていないと判別すると、警告装置1
30(図5)をオンとして警告(アラーム)を発生させ
る(図11のステップ204)。
【0035】電池ケース116(116A)がロックさ
れていると判別すれば、警告装置130をオフとして警
告(アラーム)を停止させた後(ステップ205)、モ
ータ36をモータ電力制御手段94および電池38に接
続するリレースイッチ132(図5)のリレーをオンに
する(ステップ206)。主回路が電池38等に接続さ
れてモータ制御が開始されると、CPU90は踏力FL
や走行条件により発進判別手段98で発進を確認した後
(ステップ208)、前記補助率ηを補助演算手段10
0で演算する(ステップ210)。
れていると判別すれば、警告装置130をオフとして警
告(アラーム)を停止させた後(ステップ205)、モ
ータ36をモータ電力制御手段94および電池38に接
続するリレースイッチ132(図5)のリレーをオンに
する(ステップ206)。主回路が電池38等に接続さ
れてモータ制御が開始されると、CPU90は踏力FL
や走行条件により発進判別手段98で発進を確認した後
(ステップ208)、前記補助率ηを補助演算手段10
0で演算する(ステップ210)。
【0036】次に補助率補正手段102では運転時間t
や放電量Dにより補助率ηの補正を行う。すなわち運転
時間監視手段102Aは、リレースイッチ126がオン
になると運転時間tの計測を開始する(ステップ21
2)。そして図7に示す特性に従って補助増加係数jを
求める(ステップ214)。
や放電量Dにより補助率ηの補正を行う。すなわち運転
時間監視手段102Aは、リレースイッチ126がオン
になると運転時間tの計測を開始する(ステップ21
2)。そして図7に示す特性に従って補助増加係数jを
求める(ステップ214)。
【0037】次に放電量監視手段102Bは電池の放電
量Dを求め、設定量D0 より大ならば(ステップ21
6)、電池の残存容量は多いから大きい補助係数k1 を
選択する(ステップ218)。D≦D0 なら残存容量は
少ないから放電量Dと共に減少する低減補助係数k2 を
選択する(ステップ220)。
量Dを求め、設定量D0 より大ならば(ステップ21
6)、電池の残存容量は多いから大きい補助係数k1 を
選択する(ステップ218)。D≦D0 なら残存容量は
少ないから放電量Dと共に減少する低減補助係数k2 を
選択する(ステップ220)。
【0038】走行制御手段96では以上の演算結果か
ら、η×j×kを求め、これを新たな補助率ηとしてモ
ータ36の出力制御を行う(ステップ222)。そして
モータ36の補助を停止するための一定の条件が満たさ
れると(ステップ224)、モータ36による補助を停
止させる(ステップ226)。この補助を停止する条件
としては、メインキー106をオフにしたこと、ブレー
キスイッチ108がオンになったこと、電池電圧が一定
以下に降下したこと、車速sや踏力FL が略0になった
こと、メインキースイッチ106をオンのまま一定時間
停止していること、などがある。
ら、η×j×kを求め、これを新たな補助率ηとしてモ
ータ36の出力制御を行う(ステップ222)。そして
モータ36の補助を停止するための一定の条件が満たさ
れると(ステップ224)、モータ36による補助を停
止させる(ステップ226)。この補助を停止する条件
としては、メインキー106をオフにしたこと、ブレー
キスイッチ108がオンになったこと、電池電圧が一定
以下に降下したこと、車速sや踏力FL が略0になった
こと、メインキースイッチ106をオンのまま一定時間
停止していること、などがある。
【0039】以上の実施例は電池ケース116(116
A)のロック装置110(110A)をメインキースイ
ッチ106と別個に設けているが、両者を一体化しても
よい。図12はそのような実施例のスイッチ構造を示
す。このスイッチはロック装置のロックキー114Bに
メインキースイッチ106の機能を持たせたものであ
る。すなわちメインキースイッチ106のオン位置およ
びオフ位置ではロックキー114Bは電池をロックする
位置にあり、メインキースイッチ106がオフ位置より
反オン側に設けたロック解除位置でのみ非ロック状態に
して電池の着脱を可能にするものである。
A)のロック装置110(110A)をメインキースイ
ッチ106と別個に設けているが、両者を一体化しても
よい。図12はそのような実施例のスイッチ構造を示
す。このスイッチはロック装置のロックキー114Bに
メインキースイッチ106の機能を持たせたものであ
る。すなわちメインキースイッチ106のオン位置およ
びオフ位置ではロックキー114Bは電池をロックする
位置にあり、メインキースイッチ106がオフ位置より
反オン側に設けたロック解除位置でのみ非ロック状態に
して電池の着脱を可能にするものである。
【0040】次に巻掛伝動機構としてのチェーン伝動機
構73の改造を防止する機構(改造防止機構)を図2、
3により説明する。この機構は、伝動機ケース30の内
面に突設された壁150で形成される。この壁150
は、駆動側巻掛回転体である駆動スプロケット74の外
周に近接するように突出している。このためこの駆動ス
プロケット74は歯数が多い大径のスプロケットに交換
しようとしてもこの壁150が障害となり不可能にな
る。従ってこの駆動スプロケット74の変更による増速
比の増大(または減速比の減少)はできない。
構73の改造を防止する機構(改造防止機構)を図2、
3により説明する。この機構は、伝動機ケース30の内
面に突設された壁150で形成される。この壁150
は、駆動側巻掛回転体である駆動スプロケット74の外
周に近接するように突出している。このためこの駆動ス
プロケット74は歯数が多い大径のスプロケットに交換
しようとしてもこの壁150が障害となり不可能にな
る。従ってこの駆動スプロケット74の変更による増速
比の増大(または減速比の減少)はできない。
【0041】また被動スプロケット80はハブ76に設
けた一方向クラッチ78に取付け可能なスプロケットの
うち最も歯数が少ないものとする。この最も歯数が少な
い被動スプロケット80を用いれば、他のスプロケット
に交換しようとしても必ず歯数が増えたものになるか
ら、増速比は減少(減速比は増大)する。この結果チェ
ーン伝動機構73の増速比を増大(減速比を減少)させ
る改造は不可能になる。
けた一方向クラッチ78に取付け可能なスプロケットの
うち最も歯数が少ないものとする。この最も歯数が少な
い被動スプロケット80を用いれば、他のスプロケット
に交換しようとしても必ず歯数が増えたものになるか
ら、増速比は減少(減速比は増大)する。この結果チェ
ーン伝動機構73の増速比を増大(減速比を減少)させ
る改造は不可能になる。
【0042】なお前記の実施例では車速検出手段である
車速センサ84は、クランク軸54上に一方向クラッチ
62を介して取付けたプーリ60の回転速度を検出す
る。例えば、このプーリ60の側面に多数の凹凸を設
け、これに対向する車速センサ84が磁気変化や静電容
量変化を検出するようにしたり、光学的に検出する構造
のものとすることができる。しかし速度検出手段は、駆
動スプロケット74よりも上流側すなわちクランク軸5
4側あるいはモータ36側の回転部分の回転を検出する
ものであってもよい。また駆動スプロケット74の回転
速度を検出するものであってもよい。また巻掛伝動機構
はチェーン伝動機構に代えて歯付きベルトなどを用いた
機構であってもよい。
車速センサ84は、クランク軸54上に一方向クラッチ
62を介して取付けたプーリ60の回転速度を検出す
る。例えば、このプーリ60の側面に多数の凹凸を設
け、これに対向する車速センサ84が磁気変化や静電容
量変化を検出するようにしたり、光学的に検出する構造
のものとすることができる。しかし速度検出手段は、駆
動スプロケット74よりも上流側すなわちクランク軸5
4側あるいはモータ36側の回転部分の回転を検出する
ものであってもよい。また駆動スプロケット74の回転
速度を検出するものであってもよい。また巻掛伝動機構
はチェーン伝動機構に代えて歯付きベルトなどを用いた
機構であってもよい。
【0043】またこの発明は自転車以外の乗り物、例え
ば荷物運搬車や車椅子などであってもよい。人力は足踏
みペダルを駆動するものでは踏力となるが、手動のもの
では手の駆動力となる。本願では手の駆動力も便宜上踏
力と呼んでいるが、人力によるものはすべて人力駆動力
である。
ば荷物運搬車や車椅子などであってもよい。人力は足踏
みペダルを駆動するものでは踏力となるが、手動のもの
では手の駆動力となる。本願では手の駆動力も便宜上踏
力と呼んでいるが、人力によるものはすべて人力駆動力
である。
【0044】
【発明の効果】請求項1の発明は以上のように、車速検
出手段を、巻掛伝動機構の駆動側巻掛回転体またはこれ
よりも上流側の回転部分の回転を検出して車速を求める
ように構成した場合に、巻掛伝動機構の増速比を増大
(減速比を減少するものを含む)させる改造を防止する
ようにしたものである。このため車速検出手段が求めた
車速が実際の車速よりも遅くなって電動モータの補助力
が過大になることがない。従って車速が過大になること
がない。
出手段を、巻掛伝動機構の駆動側巻掛回転体またはこれ
よりも上流側の回転部分の回転を検出して車速を求める
ように構成した場合に、巻掛伝動機構の増速比を増大
(減速比を減少するものを含む)させる改造を防止する
ようにしたものである。このため車速検出手段が求めた
車速が実際の車速よりも遅くなって電動モータの補助力
が過大になることがない。従って車速が過大になること
がない。
【0045】ここに改造防止機構は、駆動側巻掛回転体
の外周に近接するようにケースに設けた壁で構成するこ
とができる(請求項2)。この場合には歯数が多い大径
の駆動側巻掛回転体に交換できなくすることにより改造
を防止できる。
の外周に近接するようにケースに設けた壁で構成するこ
とができる(請求項2)。この場合には歯数が多い大径
の駆動側巻掛回転体に交換できなくすることにより改造
を防止できる。
【図1】本発明の一実施例の側面図
【図2】図1におけるII−II線展開図
【図3】図1における III−III 線断面図
【図4】その動力系統図
【図5】コントローラの機能ブロック図
【図6】補助率の特性図
【図7】運転時間による補助率補正特性を示す図
【図8】放電量による補助率補正特性を示す図
【図9】電池ロック装置を示す図
【図10】電池ロック装置の他の例を示す図
【図11】動作の流れ図
【図12】ロック装置のロックキーの他の実施例を示す
図
図
10 前フレーム 12 後フレーム 20 操向ハンドル 24 前輪 26 サドル 30 伝動機ケース 32 後輪 34 クランクアーム 36 電動モータ 48 コントローラ 73 巻掛伝動機構としてのチェーン伝動機構 74 駆動側巻掛回転体としての駆動スプロケット 84 車速検出手段としての車速センサ 90 CPU 100 補助率演算手段 102 補助率補正手段 150 改造防止機構としての壁
Claims (2)
- 【請求項1】 踏力による人力駆動系と電動モータによ
る電気駆動系とを備え、踏力の変化および車速の変化に
対応して前記電気モータの出力を制御する電動モータ付
き自転車において、 前記人力駆動系および電気駆動系の合力を後輪に伝える
巻掛伝動機構と、前記巻掛伝動機構の駆動側巻掛回転体
またはこれよりも上流側の回転部分の回転を検出して車
速を求める車速検出手段と、前記巻掛伝動機構の増速比
を増大させるための改造を防止する改造防止機構とを備
えることを特徴とする電動モータ付き自転車。 - 【請求項2】 改造防止機構は、前記駆動側巻掛回転体
を収容するケース内面に前記駆動側巻掛回転体の外周に
近接するように設けられた壁で形成されている請求項1
の電動モータ付き乗り物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18902994A JPH0834384A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 電動モータ付き乗り物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18902994A JPH0834384A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 電動モータ付き乗り物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0834384A true JPH0834384A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=16234110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18902994A Pending JPH0834384A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 電動モータ付き乗り物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834384A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1095387A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-04-14 | Yamaha Motor Co Ltd | 動力補助自転車 |
| CN102951246A (zh) * | 2011-08-28 | 2013-03-06 | 柯东林 | 一种n型脚踏轻骑电动自行车 |
| JP2016016833A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電動車両のテンショナーおよび電動自転車 |
| CN110040208A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-23 | 四川卓能智控科技有限公司 | 一种新型助力传感控制方法及其系统 |
| US11077914B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-08-03 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| US11142283B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-10-12 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| US11167817B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-11-09 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| US11358677B2 (en) | 2017-10-13 | 2022-06-14 | Shimano Inc. | Bicycle component |
| US11433970B2 (en) | 2017-10-13 | 2022-09-06 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| KR102897426B1 (ko) * | 2024-12-26 | 2025-12-12 | 주식회사 엘엠솔루션 | 전동 모빌리티용 외장형 속도 제한 해지 방지 시스템 |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP18902994A patent/JPH0834384A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1095387A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-04-14 | Yamaha Motor Co Ltd | 動力補助自転車 |
| CN102951246A (zh) * | 2011-08-28 | 2013-03-06 | 柯东林 | 一种n型脚踏轻骑电动自行车 |
| JP2016016833A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電動車両のテンショナーおよび電動自転車 |
| US11077914B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-08-03 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| US11142283B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-10-12 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| US11167817B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-11-09 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| US11358677B2 (en) | 2017-10-13 | 2022-06-14 | Shimano Inc. | Bicycle component |
| US11433970B2 (en) | 2017-10-13 | 2022-09-06 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| CN110040208A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-23 | 四川卓能智控科技有限公司 | 一种新型助力传感控制方法及其系统 |
| KR102897426B1 (ko) * | 2024-12-26 | 2025-12-12 | 주식회사 엘엠솔루션 | 전동 모빌리티용 외장형 속도 제한 해지 방지 시스템 |
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