JPH09254865A - 電動自転車の制御装置 - Google Patents
電動自転車の制御装置Info
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- JPH09254865A JPH09254865A JP9344796A JP9344796A JPH09254865A JP H09254865 A JPH09254865 A JP H09254865A JP 9344796 A JP9344796 A JP 9344796A JP 9344796 A JP9344796 A JP 9344796A JP H09254865 A JPH09254865 A JP H09254865A
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- Japan
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- motor
- pedal
- transmission shaft
- pulse signal
- rotation speed
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- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータの追従性能を向上させることにより、
電動自転車の乗り心地を改善する。 【解決手段】 制御装置１０は、ペダル側伝達軸４４の
一定回転角ごとにパルス信号Ｐｔを出力するペダル側回
転センサ５８と、モータ側伝達軸４８の一定回転角ごと
にパルス信号Ｐｍを出力するモータ側回転センサ６０
と、ペダル側回転センサ５８又はモータ側回転センサ６
０から出力されたパルス信号Ｐｔ，Ｐｍを入力するごと
にそのパルス信号Ｐｔ，Ｐｍから得られる回転速度Ｓ
ｔ，Ｓｍに基づきモータ４６を制御する制御手段１４と
を備えている。
電動自転車の乗り心地を改善する。 【解決手段】 制御装置１０は、ペダル側伝達軸４４の
一定回転角ごとにパルス信号Ｐｔを出力するペダル側回
転センサ５８と、モータ側伝達軸４８の一定回転角ごと
にパルス信号Ｐｍを出力するモータ側回転センサ６０
と、ペダル側回転センサ５８又はモータ側回転センサ６
０から出力されたパルス信号Ｐｔ，Ｐｍを入力するごと
にそのパルス信号Ｐｔ，Ｐｍから得られる回転速度Ｓ
ｔ，Ｓｍに基づきモータ４６を制御する制御手段１４と
を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータを補助的に
用いつつ走行可能な電動自転車に搭載され、このモータ
を制御するための制御装置に関する。
用いつつ走行可能な電動自転車に搭載され、このモータ
を制御するための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、電動自転車の外観を示す左側面
図である。以下、この図面に基づき説明する。
図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０００３】電動自転車３０は、普通の自転車としての
構成の他に、電池３２、動力ユニット３４等を搭載して
いる。また、普通の自転車と同じように、クランク軸３
６の両端にはクランク軸３６に垂直にクランク３８が固
着され、クランク３８の先端にはペダル４０が回動自在
に取り付けられている。ペダル４０を踏むことによるク
ランク軸３６の回転は、チェーン機構４２によって動力
ユニット３４へ伝達される。動力ユニット３４には、後
述する制御装置、モータ、減速機構、差動歯車機構等が
内蔵されている。このような電動自転車３０は、例えば
特開平７−２６７１７３号公報に記載されている。
構成の他に、電池３２、動力ユニット３４等を搭載して
いる。また、普通の自転車と同じように、クランク軸３
６の両端にはクランク軸３６に垂直にクランク３８が固
着され、クランク３８の先端にはペダル４０が回動自在
に取り付けられている。ペダル４０を踏むことによるク
ランク軸３６の回転は、チェーン機構４２によって動力
ユニット３４へ伝達される。動力ユニット３４には、後
述する制御装置、モータ、減速機構、差動歯車機構等が
内蔵されている。このような電動自転車３０は、例えば
特開平７−２６７１７３号公報に記載されている。
【０００４】図６は、電動自転車及び従来の制御装置の
構成を示すブロック図である。以下、図５及び図６に基
づき説明する。
構成を示すブロック図である。以下、図５及び図６に基
づき説明する。
【０００５】電動自転車３０は、ペダル４０によって回
転するペダル側伝達軸４４とモータ４６によって回転す
るモータ側伝達軸４８とを差動歯車機構５０を介して結
合させることにより、ペダル４０とモータ４６との駆動
力を合力して後輪５２に伝達することを特徴としてい
る。ペダル４０とペダル側伝達軸４４との間にはチェー
ン機構４２が介挿され、モータ４６とモータ側伝達軸４
８との間には減速機構５４が介挿されている。
転するペダル側伝達軸４４とモータ４６によって回転す
るモータ側伝達軸４８とを差動歯車機構５０を介して結
合させることにより、ペダル４０とモータ４６との駆動
力を合力して後輪５２に伝達することを特徴としてい
る。ペダル４０とペダル側伝達軸４４との間にはチェー
ン機構４２が介挿され、モータ４６とモータ側伝達軸４
８との間には減速機構５４が介挿されている。
【０００６】制御装置５６は、ペダル側伝達軸４４の一
定回転角ごとにパルス信号Ｐｔを出力するペダル側回転
センサ５８と、モータ側伝達軸４８の一定回転角ごとに
パルス信号Ｐｍを出力するモータ側回転センサ６０と、
パルス信号Ｐｔから得られる回転速度Ｓｔにパルス信号
Ｐｍから得られる回転速度Ｓｍが一致するようにモータ
４６を制御する制御手段６２とを備えている。
定回転角ごとにパルス信号Ｐｔを出力するペダル側回転
センサ５８と、モータ側伝達軸４８の一定回転角ごとに
パルス信号Ｐｍを出力するモータ側回転センサ６０と、
パルス信号Ｐｔから得られる回転速度Ｓｔにパルス信号
Ｐｍから得られる回転速度Ｓｍが一致するようにモータ
４６を制御する制御手段６２とを備えている。
【０００７】図７は、電動自転車３０に搭載されている
動力ユニット３４の内部構造を示す横断面図である。以
下、図５乃至図７に基づき説明する。
動力ユニット３４の内部構造を示す横断面図である。以
下、図５乃至図７に基づき説明する。
【０００８】動力ユニット３４内には、モータ４６、減
速機構５４、モータ側伝達軸４８、モータ側回転センサ
６０、差動歯車機構５０、ペタル側回転センサ５８、ペ
ダル側伝達軸４４、チェーン機構４２の一部、等が内蔵
されている。
速機構５４、モータ側伝達軸４８、モータ側回転センサ
６０、差動歯車機構５０、ペタル側回転センサ５８、ペ
ダル側伝達軸４４、チェーン機構４２の一部、等が内蔵
されている。
【０００９】チェーン機構４２は、ペダル側伝達軸４４
に固設されたスプロケット４２１と、スプロケット４２
１に掛け渡されたチェーン４２２とから構成されてい
る。チェーン４２２は、クランク軸３６に固設されたス
プロケット（図示せず）にも掛け渡されており、クラン
ク軸３６の回転をペダル側伝達軸４４へ伝達する。減速
機構５４は、モータ４６の出力軸４６１に固設されたウ
ォームギア５４１と、モータ側伝達軸４８に固設された
ホイールギア５４２とから構成され、モータ４６の回転
をモータ側伝達軸４８へ伝達する。
に固設されたスプロケット４２１と、スプロケット４２
１に掛け渡されたチェーン４２２とから構成されてい
る。チェーン４２２は、クランク軸３６に固設されたス
プロケット（図示せず）にも掛け渡されており、クラン
ク軸３６の回転をペダル側伝達軸４４へ伝達する。減速
機構５４は、モータ４６の出力軸４６１に固設されたウ
ォームギア５４１と、モータ側伝達軸４８に固設された
ホイールギア５４２とから構成され、モータ４６の回転
をモータ側伝達軸４８へ伝達する。
【００１０】ペダル側伝達軸４４及びモータ側伝達軸４
８は、それぞれブラケット６４（図５も参照のこと）に
軸受６６を介して回転自在に固定されるとともに、差動
歯車機構５０を挟んで後輪５２の軸線上で対向してい
る。
８は、それぞれブラケット６４（図５も参照のこと）に
軸受６６を介して回転自在に固定されるとともに、差動
歯車機構５０を挟んで後輪５２の軸線上で対向してい
る。
【００１１】差動歯車機構５０は、ブラケット６４、ペ
ダル側伝達軸４４及びモータ側伝達軸４８に軸受５０
１，５０２を介して回転自在に固定されたケース５０３
と、ペダル側伝達軸４４及びモータ側伝達軸４８のそれ
ぞれの先端に固設されたペダル側傘歯車５０４及びモー
タ側傘歯車５０５と、ペダル側傘歯車５０４及びモータ
側傘歯車５０５に噛合するとともにケース軸５０６によ
ってケース５０３に回転自在に固定されたケース側傘歯
車５０７，５０８とから構成されている。ケース５０３
の外周面には、後輪５２のスポーク５２１が固設されて
いる。
ダル側伝達軸４４及びモータ側伝達軸４８に軸受５０
１，５０２を介して回転自在に固定されたケース５０３
と、ペダル側伝達軸４４及びモータ側伝達軸４８のそれ
ぞれの先端に固設されたペダル側傘歯車５０４及びモー
タ側傘歯車５０５と、ペダル側傘歯車５０４及びモータ
側傘歯車５０５に噛合するとともにケース軸５０６によ
ってケース５０３に回転自在に固定されたケース側傘歯
車５０７，５０８とから構成されている。ケース５０３
の外周面には、後輪５２のスポーク５２１が固設されて
いる。
【００１２】ケース５０３は、ペダル側傘歯車５０４及
びモータ側傘歯車５０５を介して、ペダル側伝達軸４４
及びモータ側伝達軸４８とともに回転する。これによ
り、後輪５２は、スポーク５２１を介してケース５０３
とともに回転する。ケース側傘歯車５０７，５０８は、
ペダル側伝達軸４４及びモータ側伝達軸４８が同じ速度
で回転していれば回転しないが、ペダル側伝達軸４４及
びモータ側伝達軸４８が異なる速度で回転すれば回転す
る。したがって、モータ４６の故障等によりモータ側伝
達軸４８の回転が停止しても、ケース側傘歯車５０７，
５０８が回転することにより、ペダル側伝達軸４４によ
って後輪５２を回転させることができる。
びモータ側傘歯車５０５を介して、ペダル側伝達軸４４
及びモータ側伝達軸４８とともに回転する。これによ
り、後輪５２は、スポーク５２１を介してケース５０３
とともに回転する。ケース側傘歯車５０７，５０８は、
ペダル側伝達軸４４及びモータ側伝達軸４８が同じ速度
で回転していれば回転しないが、ペダル側伝達軸４４及
びモータ側伝達軸４８が異なる速度で回転すれば回転す
る。したがって、モータ４６の故障等によりモータ側伝
達軸４８の回転が停止しても、ケース側傘歯車５０７，
５０８が回転することにより、ペダル側伝達軸４４によ
って後輪５２を回転させることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来の制御装置５６で
は、前述のとおり、ペダル側回転センサ５８のパルス信
号Ｐｔから得られる回転速度Ｓｔに、モータ側回転セン
サ６０のパルス信号Ｐｍから得られる回転速度Ｓｍが一
致するようにモータ４６を制御している。制御手段６２
は、一定時間ごとに回転速度Ｓｔ，Ｓｍを最新の値に更
新するか、又は回転速度Ｓｔを入力するごとに回転速度
Ｓｔ，Ｓｍを最新の値に更新して制御を行っていた。し
かしながら、前者の制御方法では、最新の回転速度Ｓ
ｔ，Ｓｍを入力してから、その値を制御に生かすまでに
遅れ時間が生じるので、モータ４６の追従性能を向上さ
せることが困難であった。後者の制御方法では、回転速
度Ｓｔが低い場合は、パルス信号Ｐｔを入力する時間間
隔が長くなるので、モータ４６の追従性能を向上させる
ことが困難であった。その結果、従来の制御装置５６で
は、運転者がペダルを踏む時に違和感が生じることによ
り、電動自転車の乗り心地を損ねていた。
は、前述のとおり、ペダル側回転センサ５８のパルス信
号Ｐｔから得られる回転速度Ｓｔに、モータ側回転セン
サ６０のパルス信号Ｐｍから得られる回転速度Ｓｍが一
致するようにモータ４６を制御している。制御手段６２
は、一定時間ごとに回転速度Ｓｔ，Ｓｍを最新の値に更
新するか、又は回転速度Ｓｔを入力するごとに回転速度
Ｓｔ，Ｓｍを最新の値に更新して制御を行っていた。し
かしながら、前者の制御方法では、最新の回転速度Ｓ
ｔ，Ｓｍを入力してから、その値を制御に生かすまでに
遅れ時間が生じるので、モータ４６の追従性能を向上さ
せることが困難であった。後者の制御方法では、回転速
度Ｓｔが低い場合は、パルス信号Ｐｔを入力する時間間
隔が長くなるので、モータ４６の追従性能を向上させる
ことが困難であった。その結果、従来の制御装置５６で
は、運転者がペダルを踏む時に違和感が生じることによ
り、電動自転車の乗り心地を損ねていた。
【００１４】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、モータの追従
性能を向上させることにより、電動自転車の乗り心地を
改善できる、電動自転車の制御装置を提供することにあ
る。
性能を向上させることにより、電動自転車の乗り心地を
改善できる、電動自転車の制御装置を提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る制御装置
は、ペダルによって回転するペダル側伝達軸とモータに
よって回転するモータ側伝達軸とを差動歯車機構を介し
て結合させることにより、前記ペダルと前記モータとの
駆動力を合力して後輪に伝達する電動自転車に用いられ
るものである。
は、ペダルによって回転するペダル側伝達軸とモータに
よって回転するモータ側伝達軸とを差動歯車機構を介し
て結合させることにより、前記ペダルと前記モータとの
駆動力を合力して後輪に伝達する電動自転車に用いられ
るものである。
【００１６】請求項１記載の制御装置は、前記ペダル側
伝達軸の一定回転角ごとにパルス信号を出力するペダル
側回転センサと、前記モータ側伝達軸の一定回転角ごと
にパルス信号を出力するモータ側回転センサと、前記ペ
ダル側回転センサから出力されたパルス信号又は前記モ
ータ側回転センサから出力されたパルス信号を入力する
ごとに当該パルス信号から得られる回転速度に基づき前
記モータを制御する制御手段とを備えたものである。
伝達軸の一定回転角ごとにパルス信号を出力するペダル
側回転センサと、前記モータ側伝達軸の一定回転角ごと
にパルス信号を出力するモータ側回転センサと、前記ペ
ダル側回転センサから出力されたパルス信号又は前記モ
ータ側回転センサから出力されたパルス信号を入力する
ごとに当該パルス信号から得られる回転速度に基づき前
記モータを制御する制御手段とを備えたものである。
【００１７】発進時には、ペダル側回転センサから出力
されたパルス信号の方が、モータ側回転センサから出力
されたパルス信号よりも多く出力される。停止時には、
逆にペダル側回転センサから出力されたパルス信号の方
が、モータ側回転センサから出力されたパルス信号より
も少なく出力される。制御手段は、どちらのパルス信号
を入力しても、そのパルス信号から得られる回転速度に
基づきモータを制御する。したがって、一方のみのパル
ス信号を入力するまでは最新の回転速度で制御が行われ
ない従来技術に比べて、よりきめ細かい時間による制御
が可能となるので、モータの追従性能が向上する。
されたパルス信号の方が、モータ側回転センサから出力
されたパルス信号よりも多く出力される。停止時には、
逆にペダル側回転センサから出力されたパルス信号の方
が、モータ側回転センサから出力されたパルス信号より
も少なく出力される。制御手段は、どちらのパルス信号
を入力しても、そのパルス信号から得られる回転速度に
基づきモータを制御する。したがって、一方のみのパル
ス信号を入力するまでは最新の回転速度で制御が行われ
ない従来技術に比べて、よりきめ細かい時間による制御
が可能となるので、モータの追従性能が向上する。
【００１８】請求項２記載の制御装置は、前記後輪の回
転速度を検出する後輪側回転センサと、前記モータ側伝
達軸の回転速度を検出するモータ側回転センサと、前記
後輪側回転センサで検出された回転速度及び前記モータ
側回転センサで検出された回転速度に基づき前記モータ
を制御する制御手段とを備えたものである。
転速度を検出する後輪側回転センサと、前記モータ側伝
達軸の回転速度を検出するモータ側回転センサと、前記
後輪側回転センサで検出された回転速度及び前記モータ
側回転センサで検出された回転速度に基づき前記モータ
を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１９】ペダル側伝達軸の回転速度の変動は、人為
的なものであるため、モータ側伝達軸の回転速度の変動
よりも大きい。一方、後輪の回転速度は、差動歯車機構
の特性上、ペダル側伝達軸の回転速度とモータ側伝達軸
の回転速度との和の半分となる。そのため、ペダル側伝
達軸の回転速度の変動分は、低減されて後輪の回転速度
に反映される。したがって、後輪の回転速度に基づきモ
ータを制御することにより、ペダル側伝達軸の回転速度
の変動の影響を受けにくくなるので、モータの追従性能
が向上する。
的なものであるため、モータ側伝達軸の回転速度の変動
よりも大きい。一方、後輪の回転速度は、差動歯車機構
の特性上、ペダル側伝達軸の回転速度とモータ側伝達軸
の回転速度との和の半分となる。そのため、ペダル側伝
達軸の回転速度の変動分は、低減されて後輪の回転速度
に反映される。したがって、後輪の回転速度に基づきモ
ータを制御することにより、ペダル側伝達軸の回転速度
の変動の影響を受けにくくなるので、モータの追従性能
が向上する。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る制御装置の
第一実施形態の構成を示すブロック図である。以下、図
１及び図５に基づき説明する。ただし、図１において図
６と同一部分は同一番号を付すことにより説明を省略す
る。
第一実施形態の構成を示すブロック図である。以下、図
１及び図５に基づき説明する。ただし、図１において図
６と同一部分は同一番号を付すことにより説明を省略す
る。
【００２１】制御装置１０は、ペダル４０によって回転
するペダル側伝達軸４４と、モータ４６によって回転す
るモータ側伝達軸４８とを、差動歯車機構５０を介して
結合させることにより、ペダル４０とモータ４６との駆
動力を合力して後輪５２に伝達する電動自転車１２に用
いられるものである。すなわち、制御装置１０は、ペダ
ル側伝達軸４４の一定回転角ごとにパルス信号Ｐｔを出
力するペダル側回転センサ５８と、モータ側伝達軸４８
の一定回転角ごとにパルス信号Ｐｍを出力するモータ側
回転センサ６０と、ペダル側回転センサ５８又はモータ
側回転センサ６０から出力されたパルス信号Ｐｔ，Ｐｍ
を入力するごとにそのパルス信号Ｐｔ，Ｐｍから得られ
る回転速度Ｓｔ，Ｓｍに基づきモータ４６を制御する制
御手段１４とを備えている。制御手段１４は、例えば回
転速度Ｓｔに回転速度Ｓｍが一致するようにモータ４６
を制御する。
するペダル側伝達軸４４と、モータ４６によって回転す
るモータ側伝達軸４８とを、差動歯車機構５０を介して
結合させることにより、ペダル４０とモータ４６との駆
動力を合力して後輪５２に伝達する電動自転車１２に用
いられるものである。すなわち、制御装置１０は、ペダ
ル側伝達軸４４の一定回転角ごとにパルス信号Ｐｔを出
力するペダル側回転センサ５８と、モータ側伝達軸４８
の一定回転角ごとにパルス信号Ｐｍを出力するモータ側
回転センサ６０と、ペダル側回転センサ５８又はモータ
側回転センサ６０から出力されたパルス信号Ｐｔ，Ｐｍ
を入力するごとにそのパルス信号Ｐｔ，Ｐｍから得られ
る回転速度Ｓｔ，Ｓｍに基づきモータ４６を制御する制
御手段１４とを備えている。制御手段１４は、例えば回
転速度Ｓｔに回転速度Ｓｍが一致するようにモータ４６
を制御する。
【００２２】次に、上記各構成要素をより具体的に例示
する。
する。
【００２３】ペダル側回転センサ５８及びモータ側回転
センサ６０は、ロータリエンコーダである。ペダル側回
転センサ５８は、ペダル側伝達軸４４が一定回転角を動
くごとに、一個のパルス信号Ｐｔを出力する。モータ側
回転センサ６０は、モータ側伝達軸４８が一定回転角を
動くごとに、一個のパルス信号Ｐｍを出力する。回転速
度Ｓｔは（一定回転角）／（パルス信号Ｐｔの周期）で
与えられ、回転速度Ｓｍは（一定回転角）／（パルス信
号Ｐｍの周期）で与えられる。回転速度Ｓｔ，Ｓｍの単
位は、（回転角／時間）又は（回転数／時間）である。
センサ６０は、ロータリエンコーダである。ペダル側回
転センサ５８は、ペダル側伝達軸４４が一定回転角を動
くごとに、一個のパルス信号Ｐｔを出力する。モータ側
回転センサ６０は、モータ側伝達軸４８が一定回転角を
動くごとに、一個のパルス信号Ｐｍを出力する。回転速
度Ｓｔは（一定回転角）／（パルス信号Ｐｔの周期）で
与えられ、回転速度Ｓｍは（一定回転角）／（パルス信
号Ｐｍの周期）で与えられる。回転速度Ｓｔ，Ｓｍの単
位は、（回転角／時間）又は（回転数／時間）である。
【００２４】制御手段１４は、図示しないが、制御回路
及び駆動回路から構成されている。制御回路は、ＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース回路等によ
って構成され、各種の機能がコンピュータプログラムに
よって実現されている。駆動回路は、モータ４６に通電
するスイッチングトランジスタ回路と、通電量をパルス
幅で制御するＰＷＭ回路とから構成されている。モータ
４６は直流ブラシモータ、電池３２（図５）は酸化鉛電
池である。
及び駆動回路から構成されている。制御回路は、ＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース回路等によ
って構成され、各種の機能がコンピュータプログラムに
よって実現されている。駆動回路は、モータ４６に通電
するスイッチングトランジスタ回路と、通電量をパルス
幅で制御するＰＷＭ回路とから構成されている。モータ
４６は直流ブラシモータ、電池３２（図５）は酸化鉛電
池である。
【００２５】図２は、制御装置１０の動作の一例を示す
タイムチャートである。以下、図１及び図２に基づき説
明する。
タイムチャートである。以下、図１及び図２に基づき説
明する。
【００２６】発進時には、ペダル側回転センサ５８から
出力されたパルス信号Ｐｔの方が、モータ側回転センサ
６０から出力されたパルス信号Ｐｍよりも多く出力され
る。すなわち、運転者がペダル４０を漕ぎ始めるため、
ペダル側伝達軸４４の回転速度Ｓｔがモータ側伝達軸４
８の回転速度Ｓｍよりも急激に増加するのである。した
がって、制御手段１４は、パルス信号Ｐｔを多く入力す
るので、パルス信号Ｐｔから得られる回転速度Ｓｔを目
標値としてモータ４６を主に制御する（実際値は既に得
られているものを使用する）。停止時には、逆にパルス
信号Ｐｔの方がパルス信号Ｐｍよりも少なく出力され
る。すなわち、運転者がペダル４０を漕ぐことをやめ始
めるため、回転速度Ｓｔが回転速度Ｓｍよりも急激に減
少するのである。したがって、制御手段１４は、パルス
信号Ｐｍを多く入力するので、パルス信号Ｐｍから得ら
れる回転速度Ｓｍを実際値としてモータ４６を主に制御
する（目標値は既に得られているものを使用する）。こ
のように、制御手段１４は、多く出力される方のパルス
信号Ｐｔ，Ｐｍを用いて、モータ４６をきめ細かい時間
で制御する。
出力されたパルス信号Ｐｔの方が、モータ側回転センサ
６０から出力されたパルス信号Ｐｍよりも多く出力され
る。すなわち、運転者がペダル４０を漕ぎ始めるため、
ペダル側伝達軸４４の回転速度Ｓｔがモータ側伝達軸４
８の回転速度Ｓｍよりも急激に増加するのである。した
がって、制御手段１４は、パルス信号Ｐｔを多く入力す
るので、パルス信号Ｐｔから得られる回転速度Ｓｔを目
標値としてモータ４６を主に制御する（実際値は既に得
られているものを使用する）。停止時には、逆にパルス
信号Ｐｔの方がパルス信号Ｐｍよりも少なく出力され
る。すなわち、運転者がペダル４０を漕ぐことをやめ始
めるため、回転速度Ｓｔが回転速度Ｓｍよりも急激に減
少するのである。したがって、制御手段１４は、パルス
信号Ｐｍを多く入力するので、パルス信号Ｐｍから得ら
れる回転速度Ｓｍを実際値としてモータ４６を主に制御
する（目標値は既に得られているものを使用する）。こ
のように、制御手段１４は、多く出力される方のパルス
信号Ｐｔ，Ｐｍを用いて、モータ４６をきめ細かい時間
で制御する。
【００２７】図３は、制御装置１０の動作の一例におけ
る制御手段１４の処理手順を示すフローチャートであ
る。以下、図１乃至図３に基づき制御装置１０の動作を
説明する。
る制御手段１４の処理手順を示すフローチャートであ
る。以下、図１乃至図３に基づき制御装置１０の動作を
説明する。
【００２８】まず、ペダル側回転センサ５８のパルス信
号Ｐｔを入力したか否かを判断する（ステップ１０
１）。パルス信号Ｐｔを入力すれば、パルス信号Ｐｔの
周期に基づき、ペダル側伝達軸４４の回転速度Ｓｔを算
出し（ステップ１０２）、回転速度Ｓｔに対応する目標
回転速度Ｓm1を変換テーブルから検索する（ステップ１
０３）。続いて、前回に算出した実際の回転速度Ｓm2と
目標回転速度Ｓm1との差（Ｓm1−Ｓm2）や前回のモータ
印加電圧のデューティーサイクルＶｗ等に基づき、デュ
ーティーサイクルＶｗを決定する（ステップ１０４）。
最後に、決定されたデューティーサイクルＶｗによっ
て、モータ４６を制御する（ステップ１０５）。
号Ｐｔを入力したか否かを判断する（ステップ１０
１）。パルス信号Ｐｔを入力すれば、パルス信号Ｐｔの
周期に基づき、ペダル側伝達軸４４の回転速度Ｓｔを算
出し（ステップ１０２）、回転速度Ｓｔに対応する目標
回転速度Ｓm1を変換テーブルから検索する（ステップ１
０３）。続いて、前回に算出した実際の回転速度Ｓm2と
目標回転速度Ｓm1との差（Ｓm1−Ｓm2）や前回のモータ
印加電圧のデューティーサイクルＶｗ等に基づき、デュ
ーティーサイクルＶｗを決定する（ステップ１０４）。
最後に、決定されたデューティーサイクルＶｗによっ
て、モータ４６を制御する（ステップ１０５）。
【００２９】一方、ステップ１０１でパルス信号Ｐｔを
入力しなければ、パルス信号Ｐｔを前回入力してからの
時間ｔINを計測し（ステップ１０６）、その時間ｔINが
前回計測した時間ｔINよりも長いか否かを判断する（ス
テップ１０７）。時間ｔINが前回よりも長くなければ、
モータ側回転センサ６０のパルス信号Ｐｍを入力したか
否かを判断する（ステップ１０８）。パルス信号Ｐｍを
入力すれば、パルス信号Ｐｍの周期に基づき、モータ側
伝達軸４８の実際の回転速度Ｓｍを算出し（ステップ１
０９）、ステップ１０４へ進む。
入力しなければ、パルス信号Ｐｔを前回入力してからの
時間ｔINを計測し（ステップ１０６）、その時間ｔINが
前回計測した時間ｔINよりも長いか否かを判断する（ス
テップ１０７）。時間ｔINが前回よりも長くなければ、
モータ側回転センサ６０のパルス信号Ｐｍを入力したか
否かを判断する（ステップ１０８）。パルス信号Ｐｍを
入力すれば、パルス信号Ｐｍの周期に基づき、モータ側
伝達軸４８の実際の回転速度Ｓｍを算出し（ステップ１
０９）、ステップ１０４へ進む。
【００３０】また、ステップ１０７で時間ｔINが前回よ
りも長ければ、減速状態にあるので、目標回転速度Ｓm1
を低くすることが好ましい。そこで、パルス信号Ｐｔを
入力できないため、現在よりも低く回転速度Ｓｔを算出
し直し（ステップ１１０）、回転速度Ｓｔに対応する目
標回転速度Ｓm1を変換テーブルから検索し（ステップ１
１１）、ステップ１０８へ進む。なお、ステップ１０８
でパルス信号Ｐｍを入力しなければ、ステップ１０１へ
戻る。
りも長ければ、減速状態にあるので、目標回転速度Ｓm1
を低くすることが好ましい。そこで、パルス信号Ｐｔを
入力できないため、現在よりも低く回転速度Ｓｔを算出
し直し（ステップ１１０）、回転速度Ｓｔに対応する目
標回転速度Ｓm1を変換テーブルから検索し（ステップ１
１１）、ステップ１０８へ進む。なお、ステップ１０８
でパルス信号Ｐｍを入力しなければ、ステップ１０１へ
戻る。
【００３１】図４は、本発明に係る制御装置の第二実施
形態の構成を示すブロック図である。以下、図４及び図
５に基づき説明する。ただし、図４において図１と同一
部分は同一番号を付すことにより説明を省略する。
形態の構成を示すブロック図である。以下、図４及び図
５に基づき説明する。ただし、図４において図１と同一
部分は同一番号を付すことにより説明を省略する。
【００３２】制御装置２０は、ペダル４０によって回転
するペダル側伝達軸４４と、モータ４６によって回転す
るモータ側伝達軸４８とを、差動歯車機構５０を介して
結合させることにより、ペダル４０とモータ４６との駆
動力を合力して後輪５２に伝達する電動自転車２２に用
いられるものである。すなわち、制御装置２０は、後輪
５２の回転速度Ｓｂを検出する後輪側回転センサ２４
と、モータ側伝達軸４８の回転速度Ｓｍを検出するモー
タ側回転センサ６０と、後輪側回転センサ２４で検出さ
れた回転速度Ｓｂ及びモータ側回転センサ６０で検出さ
れた回転速度Ｓｍに基づきモータ４６を制御する制御手
段２６とを備えたものである。制御手段２６は、例えば
回転速度Ｓｂに回転速度Ｓｍが一致するようにモータ４
６を制御する。後輪側回転センサ２４は、モータ側回転
センサ６０と同じ構成である。制御手段２６は、コンピ
ュータプログラムを除き、制御手段１４（図１）と同じ
構成である。
するペダル側伝達軸４４と、モータ４６によって回転す
るモータ側伝達軸４８とを、差動歯車機構５０を介して
結合させることにより、ペダル４０とモータ４６との駆
動力を合力して後輪５２に伝達する電動自転車２２に用
いられるものである。すなわち、制御装置２０は、後輪
５２の回転速度Ｓｂを検出する後輪側回転センサ２４
と、モータ側伝達軸４８の回転速度Ｓｍを検出するモー
タ側回転センサ６０と、後輪側回転センサ２４で検出さ
れた回転速度Ｓｂ及びモータ側回転センサ６０で検出さ
れた回転速度Ｓｍに基づきモータ４６を制御する制御手
段２６とを備えたものである。制御手段２６は、例えば
回転速度Ｓｂに回転速度Ｓｍが一致するようにモータ４
６を制御する。後輪側回転センサ２４は、モータ側回転
センサ６０と同じ構成である。制御手段２６は、コンピ
ュータプログラムを除き、制御手段１４（図１）と同じ
構成である。
【００３３】ペダル側伝達軸４４の回転速度Ｓｔの変動
は、人為的なものであるため、モータ側伝達軸４８の回
転速度Ｓｍの変動よりも大きい。一方、後輪５２の回転
速度Ｓｂは、差動歯車機構５０の特性上、Ｓｂ＝（Ｓｔ
＋Ｓｍ）／２で与えられる。そのため、回転速度Ｓｔの
変動分は、低減されて回転速度Ｓｂに反映される。した
がって、回転速度Ｓｂに基づきモータ４６を制御するこ
とにより、回転速度Ｓｔの変動の影響を受けにくくな
る。
は、人為的なものであるため、モータ側伝達軸４８の回
転速度Ｓｍの変動よりも大きい。一方、後輪５２の回転
速度Ｓｂは、差動歯車機構５０の特性上、Ｓｂ＝（Ｓｔ
＋Ｓｍ）／２で与えられる。そのため、回転速度Ｓｔの
変動分は、低減されて回転速度Ｓｂに反映される。した
がって、回転速度Ｓｂに基づきモータ４６を制御するこ
とにより、回転速度Ｓｔの変動の影響を受けにくくな
る。
【００３４】
【発明の効果】請求項１記載の制御装置によれば、ペダ
ル側回転センサ又はモータ側回転センサから出力された
パルス信号を入力し、どちらのパルス信号を入力しても
そのパルス信号から得られる回転速度に基づきモータを
制御するようにしたので、どちらか一方のパルス信号数
が減少してもその影響を受けずにモータを制御できる。
したがって、一方のみのパルス信号を入力するまでは最
新の回転速度で制御が行われない従来技術に比べて、よ
りきめ細かい時間による制御が可能となるので、モータ
の追従性能を向上でき、これにより電動自転車の乗り心
地を改善できる。
ル側回転センサ又はモータ側回転センサから出力された
パルス信号を入力し、どちらのパルス信号を入力しても
そのパルス信号から得られる回転速度に基づきモータを
制御するようにしたので、どちらか一方のパルス信号数
が減少してもその影響を受けずにモータを制御できる。
したがって、一方のみのパルス信号を入力するまでは最
新の回転速度で制御が行われない従来技術に比べて、よ
りきめ細かい時間による制御が可能となるので、モータ
の追従性能を向上でき、これにより電動自転車の乗り心
地を改善できる。
【００３５】請求項２記載の制御装置によれば、後輪側
回転センサで検出された回転速度に、モータ側回転セン
サで検出された回転速度が一致するようにモータを制御
することにより、ペダル側伝達軸の回転速度の変動の影
響を受けにくくなるので、モータの追従性能を向上で
き、これにより電動自転車の乗り心地を改善できる。
回転センサで検出された回転速度に、モータ側回転セン
サで検出された回転速度が一致するようにモータを制御
することにより、ペダル側伝達軸の回転速度の変動の影
響を受けにくくなるので、モータの追従性能を向上で
き、これにより電動自転車の乗り心地を改善できる。
【図１】本発明に係る制御装置の第一実施形態の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】図１の制御装置の動作の一例を示すタイムチャ
ートである。
ートである。
【図３】図１の制御装置の動作の一例における、制御手
段の処理手順を示すフローチャートである。
段の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る制御装置の第二実施形態の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】電動自転車の外観を示す左側面図である。
【図６】図５の電動自転車及び従来の制御装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図７】図５の電動自転車に搭載されている動力ユニッ
トの内部構造を示す横断面図である。
トの内部構造を示す横断面図である。
１０，２０ 制御装置 １２，２２ 電動自転車 １４，２６ 制御手段 ２４ 後輪側回転センサ ４０ ペダル ４４ ペダル側伝達軸 ４６ モータ ４８ モータ側伝達軸 ５０ 差動歯車機構 ５２ 後輪 ５８ ペダル側回転センサ ６０ モータ側回転センサ Ｓｔ ペダル側伝達軸の回転速度 Ｓｍ モータ側伝達軸の回転速度 Ｓｂ 後輪の回転速度
Claims (2)
- 【請求項１】 ペダルによって回転するペダル側伝達軸
とモータによって回転するモータ側伝達軸とを差動歯車
機構を介して結合させることにより、前記ペダルと前記
モータとの駆動力を合力して後輪に伝達する電動自転車
に用いられ、 前記ペダル側伝達軸の一定回転角ごとにパルス信号を出
力するペダル側回転センサと、前記モータ側伝達軸の一
定回転角ごとにパルス信号を出力するモータ側回転セン
サと、前記ペダル側回転センサから出力されたパルス信
号又は前記モータ側回転センサから出力されたパルス信
号を入力するごとに当該パルス信号から得られる回転速
度に基づき前記モータを制御する制御手段とを備えた、
電動自転車の制御装置。 - 【請求項２】 ペダルによって回転するペダル側伝達軸
とモータによって回転するモータ側伝達軸とを差動歯車
機構を介して結合させることにより、前記ペダルと前記
モータとの駆動力を合力して後輪に伝達する電動自転車
に用いられ、 前記後輪の回転速度を検出する後輪側回転センサと、前
記モータ側伝達軸の回転速度を検出するモータ側回転セ
ンサと、前記後輪側回転センサで検出された回転速度及
び前記モータ側回転センサで検出された回転速度に基づ
き前記モータを制御する制御手段とを備えた、電動自転
車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9344796A JPH09254865A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 電動自転車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9344796A JPH09254865A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 電動自転車の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09254865A true JPH09254865A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14082590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9344796A Withdrawn JPH09254865A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 電動自転車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09254865A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11263283A (ja) * | 1998-03-19 | 1999-09-28 | Yamaha Motor Co Ltd | 補助動力式車両 |
| CN100391760C (zh) * | 2003-12-14 | 2008-06-04 | 西南师范大学 | 数字智能电动车辆控制方法 |
| US20160221634A1 (en) * | 2009-08-20 | 2016-08-04 | SSI America, Inc. | Electric motorized bicycle components and a wireless control system including such |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP9344796A patent/JPH09254865A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11263283A (ja) * | 1998-03-19 | 1999-09-28 | Yamaha Motor Co Ltd | 補助動力式車両 |
| CN100391760C (zh) * | 2003-12-14 | 2008-06-04 | 西南师范大学 | 数字智能电动车辆控制方法 |
| US20160221634A1 (en) * | 2009-08-20 | 2016-08-04 | SSI America, Inc. | Electric motorized bicycle components and a wireless control system including such |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |