JPH0899683A - 動力自転車の補助動力制御方法およびその装置 - Google Patents
動力自転車の補助動力制御方法およびその装置Info
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- JPH0899683A JPH0899683A JP26144594A JP26144594A JPH0899683A JP H0899683 A JPH0899683 A JP H0899683A JP 26144594 A JP26144594 A JP 26144594A JP 26144594 A JP26144594 A JP 26144594A JP H0899683 A JPH0899683 A JP H0899683A
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- acceleration
- acceleration sensor
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- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 補助動力機構としてモータを搭載した動力自
転車において、ペダルを踏むときの踏力を従来のものと
は全く異なった機構によって検出するような方法と装置
を提供するものである。 【構成】 加速度と路面の傾斜角の両方を検出できる加
速度センサ１により検出した加速度と自転車の速度、あ
るいは路面の傾斜角と自転車の速度との関係から自転車
の仕事量を算出し、この算出結果によってモータ４の出
力制御を行うようにした。加速度センサ１を自転車の任
意の位置に取付けることにより、踏力検出機構を駆動力
の伝達機構と切り離すことができることになる。
転車において、ペダルを踏むときの踏力を従来のものと
は全く異なった機構によって検出するような方法と装置
を提供するものである。 【構成】 加速度と路面の傾斜角の両方を検出できる加
速度センサ１により検出した加速度と自転車の速度、あ
るいは路面の傾斜角と自転車の速度との関係から自転車
の仕事量を算出し、この算出結果によってモータ４の出
力制御を行うようにした。加速度センサ１を自転車の任
意の位置に取付けることにより、踏力検出機構を駆動力
の伝達機構と切り離すことができることになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、補助動力としてバッテ
リの電力で回転するモータを搭載した動力自転車に適用
する、動力自転車の補助動力制御方法およびその装置に
関するものである。
リの電力で回転するモータを搭載した動力自転車に適用
する、動力自転車の補助動力制御方法およびその装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自転車は、これに搭乗した者が足でペダ
ルを踏んで駆動側のスプロケットを回転させ、この回転
力をチェンで後車輪に取付けた被駆動側のスプロケット
に伝えて走行する。自転車の特徴の一つは、搭乗者が通
常の力でペダルを踏んだとき、歩行者の歩行より速い速
度で移動できることである。このため駆動側のスプロケ
ットの歯数を被駆動側のスプロケットの歯数に対して十
分に多くしてある。
ルを踏んで駆動側のスプロケットを回転させ、この回転
力をチェンで後車輪に取付けた被駆動側のスプロケット
に伝えて走行する。自転車の特徴の一つは、搭乗者が通
常の力でペダルを踏んだとき、歩行者の歩行より速い速
度で移動できることである。このため駆動側のスプロケ
ットの歯数を被駆動側のスプロケットの歯数に対して十
分に多くしてある。
【０００３】スプロケットの歯数をこのように設定する
と、平坦な舗装道路等においては快適な走行ができ、ま
た搭乗者に大きな疲労感を与えることはないが、登りの
坂道にさしかかったときには力不足になって速度が落
ち、これを上げようとすると大きな力が必要となって疲
労感が大きくなる。
と、平坦な舗装道路等においては快適な走行ができ、ま
た搭乗者に大きな疲労感を与えることはないが、登りの
坂道にさしかかったときには力不足になって速度が落
ち、これを上げようとすると大きな力が必要となって疲
労感が大きくなる。
【０００４】そこで自転車に補助動力源としてバッテリ
の電力で回転するモータを搭載し、必要に応じてこのモ
ータを回転させて後車輪の回転を補助する動力自転車が
案出され実用化されている。この場合、モータの発生す
る回転力はペダルの踏力と等しいか僅かに小さくなるよ
うに設定するのがフィーリング上、好ましい。ペダルの
踏力を検出する構造としては、ペダルの踏力とモータの
補助動力とを合成する機構部分あるいはペダルのクラン
ク軸の部分、さらにはチェーンの部分に取り付けること
が考えられる。
の電力で回転するモータを搭載し、必要に応じてこのモ
ータを回転させて後車輪の回転を補助する動力自転車が
案出され実用化されている。この場合、モータの発生す
る回転力はペダルの踏力と等しいか僅かに小さくなるよ
うに設定するのがフィーリング上、好ましい。ペダルの
踏力を検出する構造としては、ペダルの踏力とモータの
補助動力とを合成する機構部分あるいはペダルのクラン
ク軸の部分、さらにはチェーンの部分に取り付けること
が考えられる。
【０００５】動力自転車の先行技術としては、特開平４
−１００７９０号公報に開示されたものがある。この公
報のものは、そのうちの７Ａ、７Ｂ図に示されるよう
に、ペダル側とモータ側の合力機構部分に弾性体の棒を
取付け、その棒のねじれ量により踏力を検出するように
している。
−１００７９０号公報に開示されたものがある。この公
報のものは、そのうちの７Ａ、７Ｂ図に示されるよう
に、ペダル側とモータ側の合力機構部分に弾性体の棒を
取付け、その棒のねじれ量により踏力を検出するように
している。
【０００６】先行技術の他の例としては、特開平４−２
４４４９６号に開示されたものがある。この公報のもの
は、搭乗者がペダルを踏むことにより走行するときのチ
ェーンの張り具合からペダルの踏力を検出するようにし
たものである。
４４４９６号に開示されたものがある。この公報のもの
は、搭乗者がペダルを踏むことにより走行するときのチ
ェーンの張り具合からペダルの踏力を検出するようにし
たものである。
【０００７】先行技術のさらに他の例としては、特開平
５−５８３７９号公報に開示されたものがある。この公
報のものは、そのうちの図３に示すように、遊星ギヤの
キャリヤにペダルのクランク軸を連係させ、リングギヤ
にはモータ補助動力を伝達することにより、サンギヤに
発生する反力から踏力を検出するようにしたものであ
る。
５−５８３７９号公報に開示されたものがある。この公
報のものは、そのうちの図３に示すように、遊星ギヤの
キャリヤにペダルのクランク軸を連係させ、リングギヤ
にはモータ補助動力を伝達することにより、サンギヤに
発生する反力から踏力を検出するようにしたものであ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの方式でも、駆動力の伝達機構上に複雑な踏力検出
機構を用いるため、踏力の伝達が不可能となる虞があ
る。踏力の伝達機構が故障した場合にはモータの補助動
力も発生しないので、モータ、バッテリその他を搭載し
たために重量が大きくなった自転車を押して移動させる
以外には移動する手段がなくなることになる。
ずれの方式でも、駆動力の伝達機構上に複雑な踏力検出
機構を用いるため、踏力の伝達が不可能となる虞があ
る。踏力の伝達機構が故障した場合にはモータの補助動
力も発生しないので、モータ、バッテリその他を搭載し
たために重量が大きくなった自転車を押して移動させる
以外には移動する手段がなくなることになる。
【０００９】本発明はこの点に鑑みてなされたものであ
り、ペダルを踏むときの踏力を全く異なった機構によっ
て検出することにより、上記各引用例のものが有する問
題点を持たない動力自転車の補助動力制御方法と装置を
提供しようとするものである。
り、ペダルを踏むときの踏力を全く異なった機構によっ
て検出することにより、上記各引用例のものが有する問
題点を持たない動力自転車の補助動力制御方法と装置を
提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、加速度と路面の傾斜角の両方を検出できる加速度
センサにより検出した加速度と自転車の速度とから自転
車の仕事量を算出し、該算出結果によってモータの出力
制御を行うことを特徴とする動力自転車の補助動力制御
方法である。
明は、加速度と路面の傾斜角の両方を検出できる加速度
センサにより検出した加速度と自転車の速度とから自転
車の仕事量を算出し、該算出結果によってモータの出力
制御を行うことを特徴とする動力自転車の補助動力制御
方法である。
【００１１】請求項２に記載された発明は、加速度と路
面の傾斜角の両方を検出できる加速度センサにより検出
した路面の傾斜角と自転車の速度とから自転車の仕事量
を算出し、該算出結果によってモータの出力制御を行う
ことを特徴とする動力自転車の補助動力制御方法であ
る。
面の傾斜角の両方を検出できる加速度センサにより検出
した路面の傾斜角と自転車の速度とから自転車の仕事量
を算出し、該算出結果によってモータの出力制御を行う
ことを特徴とする動力自転車の補助動力制御方法であ
る。
【００１２】請求項３に記載された発明は、上端を支持
して回動自在に設けたプレートで加速度センサを形成
し、該加速度センサの出力側を仕事量の算出回路に接続
すると共に、該加速度センサをペダルの踏力伝達機構と
は独立させて自転車に取付けたことを特徴とする動力自
転車の補助動力制御装置である。
して回動自在に設けたプレートで加速度センサを形成
し、該加速度センサの出力側を仕事量の算出回路に接続
すると共に、該加速度センサをペダルの踏力伝達機構と
は独立させて自転車に取付けたことを特徴とする動力自
転車の補助動力制御装置である。
【００１３】
【作用】請求項１に記載された発明によれば、加速度と
路面の傾斜角の両方を検出できる加速度センサとの出力
値により、加速度との関係において現在必要な仕事量が
わかる。この仕事量によってモータの出力制御を行うこ
とになる。
路面の傾斜角の両方を検出できる加速度センサとの出力
値により、加速度との関係において現在必要な仕事量が
わかる。この仕事量によってモータの出力制御を行うこ
とになる。
【００１４】請求項２に記載された発明によれば、加速
度と路面の傾斜角の両方を検出できる加速度センサとの
出力値により、路面の傾斜角との関係において現在必要
な仕事量がわかる。この仕事量によってモータの出力制
御を行うことになる。
度と路面の傾斜角の両方を検出できる加速度センサとの
出力値により、路面の傾斜角との関係において現在必要
な仕事量がわかる。この仕事量によってモータの出力制
御を行うことになる。
【００１５】請求項３に記載された発明によれば、加速
度センサの上端を回動自在に車体に支持したので、この
加速度センサは自転車が走行開始するときに支持部を中
心にして後方に回動する。この回動量で走行開始時に必
要な仕事量がわかる。一方、自転車が登坂路に差し掛か
ったときにも加速度センサは後方（下方）に回動する。
これにより同様に、そのときに必要な仕事量がわかるこ
とになる。したがってこれら検出した仕事量に応じてモ
ータの出力制御を行うことができる。ペダルの踏力伝達
機構とは独立させて自転車に取付けたので、踏力の伝達
が不可能となる虞がない。
度センサの上端を回動自在に車体に支持したので、この
加速度センサは自転車が走行開始するときに支持部を中
心にして後方に回動する。この回動量で走行開始時に必
要な仕事量がわかる。一方、自転車が登坂路に差し掛か
ったときにも加速度センサは後方（下方）に回動する。
これにより同様に、そのときに必要な仕事量がわかるこ
とになる。したがってこれら検出した仕事量に応じてモ
ータの出力制御を行うことができる。ペダルの踏力伝達
機構とは独立させて自転車に取付けたので、踏力の伝達
が不可能となる虞がない。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。まず図１において１は加速度センサであり、２は速
度センサである。加速度センサ１の具体的な構造につい
ては後述するが、加速度あるいは車体の傾斜度が変わっ
たときにその変化量をディジタル信号として出力するも
のと、比例信号すなわちアナログ信号として出力するも
のがある。速度センサ２も、自転車の走行速度を、その
変化量をディジタル信号として出力するものと、変化量
に対応した電圧信号（アナログ信号）として出力するも
のの二通りがある。
る。まず図１において１は加速度センサであり、２は速
度センサである。加速度センサ１の具体的な構造につい
ては後述するが、加速度あるいは車体の傾斜度が変わっ
たときにその変化量をディジタル信号として出力するも
のと、比例信号すなわちアナログ信号として出力するも
のがある。速度センサ２も、自転車の走行速度を、その
変化量をディジタル信号として出力するものと、変化量
に対応した電圧信号（アナログ信号）として出力するも
のの二通りがある。
【００１７】加速度センサ１と速度センサ２の出力側
は、仕事量の算出回路としてのコントローラ３の入力側
に接続されている。コントローラ３の出力側にはモータ
４が接続されている。この接続によりコントローラ３
は、両センサ１，２からの入力信号から自転車の仕事量
を算出し、その算出結果によってモータ４の出力制御を
行うことになる。この場合においてコントローラ３は、
加速度センサ１の出力信号のうち加速度信号を使用する
場合と、路面の傾斜角を使用する場合がある。
は、仕事量の算出回路としてのコントローラ３の入力側
に接続されている。コントローラ３の出力側にはモータ
４が接続されている。この接続によりコントローラ３
は、両センサ１，２からの入力信号から自転車の仕事量
を算出し、その算出結果によってモータ４の出力制御を
行うことになる。この場合においてコントローラ３は、
加速度センサ１の出力信号のうち加速度信号を使用する
場合と、路面の傾斜角を使用する場合がある。
【００１８】正面を示した図２およびその側面を示した
図３に基づき、本発明に係る加速度センサ１を説明す
る。この加速度センサ１は、外周形状を円弧状にした扇
形のプレート５と、その上端に位置してプレート５を回
動自在に支持する軸６とを有する。プレート５には多数
個の孔７が規則的に設けられている。実施例における孔
７は４列になっており、軸６に近い列が１個、次の列が
２個、三列目が４個、そして最外周列が８個となってい
る。そして数が多い列のものほど小さな面積になってい
る。孔７の配置は、図示するように複数個有する列のも
のは等間隔になっており、すべての列のものが図におけ
る右側に寄せたようになっている。
図３に基づき、本発明に係る加速度センサ１を説明す
る。この加速度センサ１は、外周形状を円弧状にした扇
形のプレート５と、その上端に位置してプレート５を回
動自在に支持する軸６とを有する。プレート５には多数
個の孔７が規則的に設けられている。実施例における孔
７は４列になっており、軸６に近い列が１個、次の列が
２個、三列目が４個、そして最外周列が８個となってい
る。そして数が多い列のものほど小さな面積になってい
る。孔７の配置は、図示するように複数個有する列のも
のは等間隔になっており、すべての列のものが図におけ
る右側に寄せたようになっている。
【００１９】このプレート５を挟むように、発光素子８
と受光素子９とを配設したフォトインタラプタ１０が設
けられている。発光素子８としては発光ダイオードを、
受光素子９としてはフォトトランジスタが一般的である
が、他の素子であってもよい。これら発光素子８と受光
素子９とは、図３に示すように、プレート５の孔７に対
応させて設ける。これにより、プレート５が軸６を中心
にして回動するとき、発光素子８からの光線が孔７によ
って断続して受光素子９に入ることになる。
と受光素子９とを配設したフォトインタラプタ１０が設
けられている。発光素子８としては発光ダイオードを、
受光素子９としてはフォトトランジスタが一般的である
が、他の素子であってもよい。これら発光素子８と受光
素子９とは、図３に示すように、プレート５の孔７に対
応させて設ける。これにより、プレート５が軸６を中心
にして回動するとき、発光素子８からの光線が孔７によ
って断続して受光素子９に入ることになる。
【００２０】加速度センサ１は、図４に示すように自転
車１１のペダルの踏力伝達機構とは関係のない位置、す
なわち、後輪１２の上部に設けられた荷台１３に取付け
られている。なお、この位置は自転車１１に搭乗する者
に対していちばん邪魔にならないところとして選定した
ものであり、他の場所に取付けても、機能上なんら問題
を生ずるものではない。
車１１のペダルの踏力伝達機構とは関係のない位置、す
なわち、後輪１２の上部に設けられた荷台１３に取付け
られている。なお、この位置は自転車１１に搭乗する者
に対していちばん邪魔にならないところとして選定した
ものであり、他の場所に取付けても、機能上なんら問題
を生ずるものではない。
【００２１】図４においては、自転車１１が角度θS の
勾配を有する坂道を登るところを示している。これにつ
いては、作用とともに後に説明する。自転車１１の本体
としてはごく一般的な構造をしている。すなわち、フレ
ーム１４の中央にクランク機構１５を設け、このクラン
ク機構に取付けられたスプロケット１６と、後輪１２に
取付けられたフリーホイール１７との間にチェーン１８
を掛け渡したものである。１９はペダル、２０はサドル
である。
勾配を有する坂道を登るところを示している。これにつ
いては、作用とともに後に説明する。自転車１１の本体
としてはごく一般的な構造をしている。すなわち、フレ
ーム１４の中央にクランク機構１５を設け、このクラン
ク機構に取付けられたスプロケット１６と、後輪１２に
取付けられたフリーホイール１７との間にチェーン１８
を掛け渡したものである。１９はペダル、２０はサドル
である。
【００２２】ペダル１９には、図示しないが足を置いた
ことを検出するペダルスイッチが取付けられている。サ
ドル２０に腰かけた搭乗者がペダル１９に足を置いてス
プロケット１６を所定方向に回転させたとき、自転車１
１は前方に進行する。
ことを検出するペダルスイッチが取付けられている。サ
ドル２０に腰かけた搭乗者がペダル１９に足を置いてス
プロケット１６を所定方向に回転させたとき、自転車１
１は前方に進行する。
【００２３】自転車１１のフリーホイール１７の前部に
はモータ４が設けられている。このモータ４は直流モー
タであり、内部に減速機を備えたものである。図１につ
いて示したように、このモータ４はコントローラ３によ
って回転制御される。電源のバッテリは図示を省略す
る。
はモータ４が設けられている。このモータ４は直流モー
タであり、内部に減速機を備えたものである。図１につ
いて示したように、このモータ４はコントローラ３によ
って回転制御される。電源のバッテリは図示を省略す
る。
【００２４】図５により、動力伝達機構の説明をする。
２１は後車軸であり、両端がフレーム１４に回転自在に
支持されている。この後車軸２１には、フリーホイール
１７とホイールギヤ２２とが間隔をおいて取付けられて
おり、その間に、後車輪１２のハブ２３が取付けられて
いる。２４はスポークである。モータ４の出力軸（減速
機の出力軸）２５にはウォームギヤ２６が取付けられて
おり、ホイールギヤ２２と噛合している。
２１は後車軸であり、両端がフレーム１４に回転自在に
支持されている。この後車軸２１には、フリーホイール
１７とホイールギヤ２２とが間隔をおいて取付けられて
おり、その間に、後車輪１２のハブ２３が取付けられて
いる。２４はスポークである。モータ４の出力軸（減速
機の出力軸）２５にはウォームギヤ２６が取付けられて
おり、ホイールギヤ２２と噛合している。
【００２５】ホイールギヤ２２の外側には速度センサ２
が配設されており、後車軸２１の回転から、自転車１１
の走行速度を検出するようになっている。なお、この実
施例においては後車軸２１がフレーム１４に対して回転
するようにしてあるが、本発明はこれに限られるもので
はなく、後車軸２１をフレーム１４に固定して実現する
こともできる。その場合にはハブ２３を後車軸２１に回
転自在に支持し、そのハブ２３にフリーホイール１７と
ホイールギヤ２２を取付けることになる。
が配設されており、後車軸２１の回転から、自転車１１
の走行速度を検出するようになっている。なお、この実
施例においては後車軸２１がフレーム１４に対して回転
するようにしてあるが、本発明はこれに限られるもので
はなく、後車軸２１をフレーム１４に固定して実現する
こともできる。その場合にはハブ２３を後車軸２１に回
転自在に支持し、そのハブ２３にフリーホイール１７と
ホイールギヤ２２を取付けることになる。
【００２６】図６により、本発明の加速度センサ１のプ
レート５を振り子と考えた場合の加速度算出原理を説明
する。加速度センサ１では、プレート５によって坂道の
傾斜により発生する傾斜角θS と自転車１１の加速によ
り発生する傾斜角θG の和θが検出される。坂道の傾斜
による加速ＧS と自転車１１の加速ＧC は下式で求める
ことができる。ｍを振り子の重量、ｇを重力とする。 ＧS ＝ｍｇ ｔａｎθS ＧC ＝ｍｇ ｔａｎθG ここで加速度の和Ｇは、 Ｇ＝ＧS ＋ＧC ＝ｍｇ（ｔａｎθS ＋ｔａｎθG ） ＝ｍｇ［ｔａｎ（θS ＋θG ）×（１＋ｔａｎθS ＋ｔ
ａｎθG ）］ となる。ここでθS ＜１５°、θG ＜１５°場合、１≫
ｔａｎθS ×ｔａｎθG となることから、 Ｇ≒ｍｇ ｔａｎ（θS ＋θG ）＝ｍｇｔａｎθ となる。すなわち、傾斜角θS ，θG が１５°以上では
モータ４の出力が最大になるようにする。
レート５を振り子と考えた場合の加速度算出原理を説明
する。加速度センサ１では、プレート５によって坂道の
傾斜により発生する傾斜角θS と自転車１１の加速によ
り発生する傾斜角θG の和θが検出される。坂道の傾斜
による加速ＧS と自転車１１の加速ＧC は下式で求める
ことができる。ｍを振り子の重量、ｇを重力とする。 ＧS ＝ｍｇ ｔａｎθS ＧC ＝ｍｇ ｔａｎθG ここで加速度の和Ｇは、 Ｇ＝ＧS ＋ＧC ＝ｍｇ（ｔａｎθS ＋ｔａｎθG ） ＝ｍｇ［ｔａｎ（θS ＋θG ）×（１＋ｔａｎθS ＋ｔ
ａｎθG ）］ となる。ここでθS ＜１５°、θG ＜１５°場合、１≫
ｔａｎθS ×ｔａｎθG となることから、 Ｇ≒ｍｇ ｔａｎ（θS ＋θG ）＝ｍｇｔａｎθ となる。すなわち、傾斜角θS ，θG が１５°以上では
モータ４の出力が最大になるようにする。
【００２７】図７は、自転車１１の速度と加速度による
自転車１１の仕事量を算出するためのグラフである。こ
のグラフから、速度がＶであり加速度がＧである場合、
破線で示すように仕事量Ｗが算出できる。なお、このグ
ラフは車体重量を考慮し、測定値よりマップを作成した
ものである。
自転車１１の仕事量を算出するためのグラフである。こ
のグラフから、速度がＶであり加速度がＧである場合、
破線で示すように仕事量Ｗが算出できる。なお、このグ
ラフは車体重量を考慮し、測定値よりマップを作成した
ものである。
【００２８】図８のフローチャート図を用いて作用を説
明する。スタートのステップＳ１から、自転車１１に搭
乗した者が足でペダル１９を踏んで後車輪１２に回転力
を与えると同時に、図示しないスイッチをオンにしてモ
ータ４を回転させる。ペダル１９が踏まれるとペダルス
イッチがオン（ステップＳ２）になり、搭乗者が走行を
する意思であることを検出する。自転車１１が走行を開
始すると、慣性により加速度センサ１のプレート５は軸
６を回動中心にして後方に回動する。回動量は加速度に
対応する（ステップＳ３）。
明する。スタートのステップＳ１から、自転車１１に搭
乗した者が足でペダル１９を踏んで後車輪１２に回転力
を与えると同時に、図示しないスイッチをオンにしてモ
ータ４を回転させる。ペダル１９が踏まれるとペダルス
イッチがオン（ステップＳ２）になり、搭乗者が走行を
する意思であることを検出する。自転車１１が走行を開
始すると、慣性により加速度センサ１のプレート５は軸
６を回動中心にして後方に回動する。回動量は加速度に
対応する（ステップＳ３）。
【００２９】プレート５が回動すると、孔７とフォトイ
ンタラプタ１０との関係でディジタル信号が生ずる。こ
の信号はコントローラ３に入力され、ここで演算され
て、プレート５の回動量より、加速度の和Ｇが求められ
る（ステップＳ４）。これと同時に、速度センサ２７に
より車輪（後車輪１２）の回転数Ｃが測定される（ステ
ップＳ５）。回転数Ｃが測定されれば、その値に車輪の
円周長さを乗ずることにより、自転車１１の走行速度Ｖ
が算出される（ステップＳ６）。
ンタラプタ１０との関係でディジタル信号が生ずる。こ
の信号はコントローラ３に入力され、ここで演算され
て、プレート５の回動量より、加速度の和Ｇが求められ
る（ステップＳ４）。これと同時に、速度センサ２７に
より車輪（後車輪１２）の回転数Ｃが測定される（ステ
ップＳ５）。回転数Ｃが測定されれば、その値に車輪の
円周長さを乗ずることにより、自転車１１の走行速度Ｖ
が算出される（ステップＳ６）。
【００３０】自転車１１の走行速度Ｖが算出されれば、
その値を図７のグラフに当てはめることにより、仕事量
Ｗを求めることができる（ステップＳ７）。仕事量Ｗが
わかれば、この値からモータ４の出力Ｗm を減ずること
により、踏力ＷF を求めることができる（ステップＳ
８）。この踏力ＷF にモータの補助比率（ペダルの踏力
に対するモータの出力の比）を乗ずることにより、モー
タ４への出力Ｗm+1 を算出する（ステップＳ９）。モー
タ４がＷm+1 を出力するようにモータ４に流す電流を制
御する（ステップＳ１０）。
その値を図７のグラフに当てはめることにより、仕事量
Ｗを求めることができる（ステップＳ７）。仕事量Ｗが
わかれば、この値からモータ４の出力Ｗm を減ずること
により、踏力ＷF を求めることができる（ステップＳ
８）。この踏力ＷF にモータの補助比率（ペダルの踏力
に対するモータの出力の比）を乗ずることにより、モー
タ４への出力Ｗm+1 を算出する（ステップＳ９）。モー
タ４がＷm+1 を出力するようにモータ４に流す電流を制
御する（ステップＳ１０）。
【００３１】自転車１１が走行を開始したか否かの判断
は、サドルあるいはハンドルにスイッチを取付けてお
き、搭乗者が走行姿勢をとったときにこのスイッチがオ
ンになるようにするのが便利であるが、速度センサ２７
の出力信号を用いるようにしてもよい。
は、サドルあるいはハンドルにスイッチを取付けてお
き、搭乗者が走行姿勢をとったときにこのスイッチがオ
ンになるようにするのが便利であるが、速度センサ２７
の出力信号を用いるようにしてもよい。
【００３２】次に、図４に示すように自転車１１が登り
坂道にさしかかった場合について述べる。加速度センサ
１は、プレート５が軸６を中心にして回動するようにな
っているので、自転車１１がこの図に示すような姿勢に
なったときにも、プレート５はその角度に応じて回動す
る。回動量はフォトインタラプタ１０によって検出され
るので、以下は先のフローチャートを用いた説明と同様
の処理がなされ、モータの出力が制御される。
坂道にさしかかった場合について述べる。加速度センサ
１は、プレート５が軸６を中心にして回動するようにな
っているので、自転車１１がこの図に示すような姿勢に
なったときにも、プレート５はその角度に応じて回動す
る。回動量はフォトインタラプタ１０によって検出され
るので、以下は先のフローチャートを用いた説明と同様
の処理がなされ、モータの出力が制御される。
【００３３】加速度センサ１を上記説明のようにプレー
ト５とインタラプタ１０で構成した場合、路面の傾斜角
を検出するときにはよいが、加速度を検出するときには
前後方向に反復回動する虞がある。これを防止するため
の手段として、プレート５を十分に重くするか、あるい
は軸６の部分に適度の摩擦抵抗を与えて、加速度を受け
たときには回動するが、それより小さな力を受けても回
動しないようにすることが考えられる。
ト５とインタラプタ１０で構成した場合、路面の傾斜角
を検出するときにはよいが、加速度を検出するときには
前後方向に反復回動する虞がある。これを防止するため
の手段として、プレート５を十分に重くするか、あるい
は軸６の部分に適度の摩擦抵抗を与えて、加速度を受け
たときには回動するが、それより小さな力を受けても回
動しないようにすることが考えられる。
【００３４】また、これとは全く異なる構造として、孔
７を有しないプレートを容器内に充填したオイル等の粘
性液体中に回動自在に設け、回動中心となる軸にポテン
ショメータを取付けて、回動角に応じて抵抗値がかわる
ようにすることも考えられる。この場合には、上記実施
例とは異なり、アナログの出力信号になる。
７を有しないプレートを容器内に充填したオイル等の粘
性液体中に回動自在に設け、回動中心となる軸にポテン
ショメータを取付けて、回動角に応じて抵抗値がかわる
ようにすることも考えられる。この場合には、上記実施
例とは異なり、アナログの出力信号になる。
【００３５】プレート５が反復回動することの影響を避
ける他の方法として、加速度センサ１が時間経過の前後
で異なった値を出力したときには、その平均値をとって
出力信号とするのもよい。
ける他の方法として、加速度センサ１が時間経過の前後
で異なった値を出力したときには、その平均値をとって
出力信号とするのもよい。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
た動力自転車の補助動力制御方法およびその装置である
から、ペダルの踏力を後車輪に伝達する機構は一般の自
転車と同様であり、部品等を共通に使用することができ
る。駆動力伝達機構に踏力検出部がないため、伝達機構
の故障率を小さくすることができる。また、踏力検出部
が故障したとき、モータの補助動力は無くなるが、ペダ
ルからの駆動力は有効に作用し、走行に支障を来すこと
はない。登坂路にさしかかったときには、踏力が大きく
なる前に加速度センサが加速度の増加として坂による負
荷の増大量を検出するので、モータの補助動力を早めに
発揮させることができることになる。
た動力自転車の補助動力制御方法およびその装置である
から、ペダルの踏力を後車輪に伝達する機構は一般の自
転車と同様であり、部品等を共通に使用することができ
る。駆動力伝達機構に踏力検出部がないため、伝達機構
の故障率を小さくすることができる。また、踏力検出部
が故障したとき、モータの補助動力は無くなるが、ペダ
ルからの駆動力は有効に作用し、走行に支障を来すこと
はない。登坂路にさしかかったときには、踏力が大きく
なる前に加速度センサが加速度の増加として坂による負
荷の増大量を検出するので、モータの補助動力を早めに
発揮させることができることになる。
【図１】本発明の一実施例の回路図である。
【図２】本発明に係る加速度センサの一例を示す正面図
である。
である。
【図３】図２のものの発光素子と受光素子を含む側面図
である。
である。
【図４】本発明を適用した動力自転車の側面図である。
【図５】図４のうちの要部を拡大して示した平面図であ
る。
る。
【図６】加速度センサの作動原理を説明するための説明
図である。
図である。
【図７】自転車の速度と仕事量との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図８】作用を説明するためのフローチャート図であ
る。
る。
【符号の説明】 １ 加速度センサ ２ 速度センサ ３ コントローラ ４ モータ ５ プレート ６ 軸 ７ 孔 １０ フォトインタラプタ １１ 自転車 １２ 後車輪 １６ スプロケット １７ フリーホイール １８ チェーン １９ ペダル ２１ 後車軸 ２２ ホイールギヤ ２６ ウォームギヤ
Claims (3)
- 【請求項１】 加速度と路面の傾斜角の両方を検出でき
る加速度センサにより検出した加速度と自転車の速度と
から自転車の仕事量を算出し、該算出結果によってモー
タの出力制御を行うことを特徴とする動力自転車の補助
動力制御方法。 - 【請求項２】 加速度と路面の傾斜角の両方を検出でき
る加速度センサにより検出した路面の傾斜角と自転車の
速度とから自転車の仕事量を算出し、該算出結果によっ
てモータの出力制御を行うことを特徴とする動力自転車
の補助動力制御方法。 - 【請求項３】 上端を支持して回動自在に設けたプレー
トで加速度センサを形成し、該加速度センサの出力側を
仕事量の算出回路に接続すると共に、該加速度センサを
ペダルの踏力伝達機構とは独立させて自転車に取付けた
ことを特徴とする動力自転車の補助動力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26144594A JPH0899683A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 動力自転車の補助動力制御方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26144594A JPH0899683A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 動力自転車の補助動力制御方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0899683A true JPH0899683A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=17361998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26144594A Pending JPH0899683A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 動力自転車の補助動力制御方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0899683A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926059A2 (en) | 1997-12-24 | 1999-06-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vehicle with power assist unit and controlling method therefor |
| EP1129934A3 (en) * | 2000-03-01 | 2004-05-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor-driven bicycle |
| KR101142179B1 (ko) * | 2009-09-09 | 2012-05-11 | 알엑스바이크 주식회사 | 자전거 제어 시스템 및 방법 |
| EP2269907A3 (en) * | 2009-07-02 | 2013-07-17 | Nanocycle Pty Ltd. | Power assisted bicycle |
| EP2821333A1 (fr) * | 2013-07-01 | 2015-01-07 | EMD Electro-Mobilité Distribution | Véhicule utilitaire à assistance électrique |
| JP2016008004A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動補助自転車 |
| JP2019006244A (ja) * | 2017-06-23 | 2019-01-17 | 株式会社シマノ | 自転車用制御装置およびこれを含む自転車用駆動システム |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP26144594A patent/JPH0899683A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926059A2 (en) | 1997-12-24 | 1999-06-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vehicle with power assist unit and controlling method therefor |
| EP0926059A3 (en) * | 1997-12-24 | 2001-03-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vehicle with power assist unit and controlling method therefor |
| EP1129934A3 (en) * | 2000-03-01 | 2004-05-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor-driven bicycle |
| EP2269907A3 (en) * | 2009-07-02 | 2013-07-17 | Nanocycle Pty Ltd. | Power assisted bicycle |
| KR101142179B1 (ko) * | 2009-09-09 | 2012-05-11 | 알엑스바이크 주식회사 | 자전거 제어 시스템 및 방법 |
| EP2821333A1 (fr) * | 2013-07-01 | 2015-01-07 | EMD Electro-Mobilité Distribution | Véhicule utilitaire à assistance électrique |
| JP2016008004A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動補助自転車 |
| JP2019006244A (ja) * | 2017-06-23 | 2019-01-17 | 株式会社シマノ | 自転車用制御装置およびこれを含む自転車用駆動システム |
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