JPH10175582A - 補助動力付自転車 - Google Patents
補助動力付自転車Info
- Publication number
- JPH10175582A JPH10175582A JP34126296A JP34126296A JPH10175582A JP H10175582 A JPH10175582 A JP H10175582A JP 34126296 A JP34126296 A JP 34126296A JP 34126296 A JP34126296 A JP 34126296A JP H10175582 A JPH10175582 A JP H10175582A
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- JP
- Japan
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- torque
- auxiliary power
- bicycle
- motor
- auxiliary
- Prior art date
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Links
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 13
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
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Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 不都合を生じることなく乗り心地がよくなる
補助動力付自転車を提供する。 【解決手段】 モータ15によって補助動力を駆動する
に際し、トルクセンサ44(D)によって検出されるペ
ダルの踏力のトルクが上昇方向であるか又は下降方向で
あるかをピーク検出部46fによって判別する。モータ
制御時間変更部46gは、ピーク検出部46fによって
判別されたトルクの上昇方向又は下降方向で、モータ1
5の駆動時間を、トルクセンサ44(D)で検出された
人力のトルクに対して遅延させるように制御する。
補助動力付自転車を提供する。 【解決手段】 モータ15によって補助動力を駆動する
に際し、トルクセンサ44(D)によって検出されるペ
ダルの踏力のトルクが上昇方向であるか又は下降方向で
あるかをピーク検出部46fによって判別する。モータ
制御時間変更部46gは、ピーク検出部46fによって
判別されたトルクの上昇方向又は下降方向で、モータ1
5の駆動時間を、トルクセンサ44(D)で検出された
人力のトルクに対して遅延させるように制御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、運転者の踏力とと
もに電力による補助動力により駆動される補助動力付自
転車に関するものであり、より詳しくは、補助動力付自
転車のコントローラに内蔵されたマップに基づいて補助
動力を算出し及び制御するようにした補助動力付自転車
に関するものである。
もに電力による補助動力により駆動される補助動力付自
転車に関するものであり、より詳しくは、補助動力付自
転車のコントローラに内蔵されたマップに基づいて補助
動力を算出し及び制御するようにした補助動力付自転車
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような補助動力付自転車で
は、補助動力付自転車の走行速度と自転車のペダルを介
して伝達された踏力(又はこれによって検出されるトル
ク)に応じて設定された補助率で補助動力付自転車に補
助的に動力を伝達している。
は、補助動力付自転車の走行速度と自転車のペダルを介
して伝達された踏力(又はこれによって検出されるトル
ク)に応じて設定された補助率で補助動力付自転車に補
助的に動力を伝達している。
【0003】また、特開平8-244672号公報には、電動機
によって生成された補助駆動力を主駆動力(人力)に対
して遅延して出力することにより、走行が円滑で運転者
の乗り心地がよくなる補助動力付自転車が提案されてい
る。
によって生成された補助駆動力を主駆動力(人力)に対
して遅延して出力することにより、走行が円滑で運転者
の乗り心地がよくなる補助動力付自転車が提案されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、単に補助動力付自転車の走行速度と自転車のペ
ダルを介して伝達された踏力(又はこれによって検出さ
れるトルク)に応じて設定された補助率で補助動力付自
転車に補助的に動力を伝達する場合には、補助動力付自
転車の加減速が激しくなり、円滑な走行は望めない。
ように、単に補助動力付自転車の走行速度と自転車のペ
ダルを介して伝達された踏力(又はこれによって検出さ
れるトルク)に応じて設定された補助率で補助動力付自
転車に補助的に動力を伝達する場合には、補助動力付自
転車の加減速が激しくなり、円滑な走行は望めない。
【0005】また、上記特開平8-244672号公報に記載さ
れたような補助動力付自転車では、補助駆動力を主駆動
力(人力)に対して遅延して出力することにより上記不
都合を除去することができるが、主駆動力(人力)の上
昇方向と下降方向の両方で補助駆動力を遅延させている
ので、周期的に変化する主駆動力(人力)のペダリング
では、ペダルを踏み込んでいるにもかかわらず補助駆動
力をなかなか得ることができないという不都合や、踏力
が減少しているにもかかわらず補助力が上昇するという
不都合が生じる場合がある。
れたような補助動力付自転車では、補助駆動力を主駆動
力(人力)に対して遅延して出力することにより上記不
都合を除去することができるが、主駆動力(人力)の上
昇方向と下降方向の両方で補助駆動力を遅延させている
ので、周期的に変化する主駆動力(人力)のペダリング
では、ペダルを踏み込んでいるにもかかわらず補助駆動
力をなかなか得ることができないという不都合や、踏力
が減少しているにもかかわらず補助力が上昇するという
不都合が生じる場合がある。
【0006】本発明の目的は、上記不都合を生じること
なく乗り心地がよくなる補助動力付自転車を提供するこ
とである。
なく乗り心地がよくなる補助動力付自転車を提供するこ
とである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項1記
載の補助動力付自転車は、運転者の踏力を伝達する踏力
伝達手段と、電力により補助的に動力を伝達する補助動
力伝達手段と、自転車のペダルを介して伝達された踏力
をトルクとして検出するトルク検出手段とを具える補助
動力付自転車において、前記トルク検出手段によって検
出されたトルクの上昇方向又は下降方向を判別するトル
ク方向判別手段と、このトルク方向判別手段によって判
別されたトルクの上昇方向又は下降方向で、前記補助動
力伝達手段による駆動時間を制御する補助動力制御手段
とを具えることを特徴とするものである。
載の補助動力付自転車は、運転者の踏力を伝達する踏力
伝達手段と、電力により補助的に動力を伝達する補助動
力伝達手段と、自転車のペダルを介して伝達された踏力
をトルクとして検出するトルク検出手段とを具える補助
動力付自転車において、前記トルク検出手段によって検
出されたトルクの上昇方向又は下降方向を判別するトル
ク方向判別手段と、このトルク方向判別手段によって判
別されたトルクの上昇方向又は下降方向で、前記補助動
力伝達手段による駆動時間を制御する補助動力制御手段
とを具えることを特徴とするものである。
【0008】請求項1記載の補助動力付自転車によれ
ば、トルクの上昇方向又は下降方向で補助動力伝達手段
による駆動時間を制御するので、上記特開平8-244672号
公報に記載されたような補助動力付自転車のようにトル
クの上昇方向及び下降方向で補助動力の駆動時間を制御
する、例えば補助動力を入力に対し遅延することにより
上記不都合を生ずることなく、走行が円滑で、かつ、乗
り心地のよい補助動力付自転車を提供することができ
る。
ば、トルクの上昇方向又は下降方向で補助動力伝達手段
による駆動時間を制御するので、上記特開平8-244672号
公報に記載されたような補助動力付自転車のようにトル
クの上昇方向及び下降方向で補助動力の駆動時間を制御
する、例えば補助動力を入力に対し遅延することにより
上記不都合を生ずることなく、走行が円滑で、かつ、乗
り心地のよい補助動力付自転車を提供することができ
る。
【0009】本発明による請求項2記載の補助動力付自
転車は、前記駆動制御手段は、前記トルクの下降方向で
のみ、前記トルク検出手段によって検出されたトルクに
対して、前記補助動力伝達手段を遅延して駆動させるよ
うに構成したことを特徴とするものである。
転車は、前記駆動制御手段は、前記トルクの下降方向で
のみ、前記トルク検出手段によって検出されたトルクに
対して、前記補助動力伝達手段を遅延して駆動させるよ
うに構成したことを特徴とするものである。
【0010】本発明による請求項2記載の補助動力付自
転車によれば、トルクの下降方向でのみ、トルク検出手
段によって検出されたトルクに対して、補助動力伝達手
段を遅延して駆動させる。このような制御により、ペダ
ルの踏み込み方向に対してダイレクトなアシスト感が得
られる。また、トルクの下降方向では、駆動力の急速な
減少がないので、滑らかな乗り心地となる。また、補助
動力付自転車の加減速が緩和されるので、ペダリングが
円滑となり、トルクのピーク値を下げることができる。
さらに、このようにピーク値が下がることにより、補助
動力伝達手段を駆動する電力が低下するので、同一電力
の従来の補助動力付自転車に比べて、補助動力伝達手段
を駆動する時間を長くすることができる。
転車によれば、トルクの下降方向でのみ、トルク検出手
段によって検出されたトルクに対して、補助動力伝達手
段を遅延して駆動させる。このような制御により、ペダ
ルの踏み込み方向に対してダイレクトなアシスト感が得
られる。また、トルクの下降方向では、駆動力の急速な
減少がないので、滑らかな乗り心地となる。また、補助
動力付自転車の加減速が緩和されるので、ペダリングが
円滑となり、トルクのピーク値を下げることができる。
さらに、このようにピーク値が下がることにより、補助
動力伝達手段を駆動する電力が低下するので、同一電力
の従来の補助動力付自転車に比べて、補助動力伝達手段
を駆動する時間を長くすることができる。
【0011】本発明による請求項3記載の補助動力付自
転車は、前記駆動制御手段は、前記トルクの上昇方向で
のみ、前記トルク検出手段によって検出されたトルクに
対して、前記補助動力伝達手段を遅延して駆動させるよ
うに構成したことを特徴とするものである。
転車は、前記駆動制御手段は、前記トルクの上昇方向で
のみ、前記トルク検出手段によって検出されたトルクに
対して、前記補助動力伝達手段を遅延して駆動させるよ
うに構成したことを特徴とするものである。
【0012】本発明による請求項3記載の補助動力付自
転車によれば、トルクの上昇方向でのみ、トルク検出手
段によって検出されたトルクに対して、補助動力伝達手
段を遅延して駆動させる。このような制御により、トル
クの急速な上昇に対して、補助動力伝達手段による補助
駆動力が緩慢に上昇するので、運転者に対して違和感な
く補助動力伝達手段を駆動させることができる。また、
唐突なアシスト感がなくなり、乗り心地が上昇する。
転車によれば、トルクの上昇方向でのみ、トルク検出手
段によって検出されたトルクに対して、補助動力伝達手
段を遅延して駆動させる。このような制御により、トル
クの急速な上昇に対して、補助動力伝達手段による補助
駆動力が緩慢に上昇するので、運転者に対して違和感な
く補助動力伝達手段を駆動させることができる。また、
唐突なアシスト感がなくなり、乗り心地が上昇する。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明による補助動力付自転車の
実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1
は、本発明による補助動力付自転車の全体側面図であ
り、図2は、図1に表す補助動力付自転車のハンガー部
の伝動系を図1の背面からケースのサイドカバーを外し
た状態で示す立面図であり、図3は、図2のA−B−C
−D−Eの切断面による断面を示す平面図であり、図4
は、図2のA−B−F−D−Eの切断面による断面を示
す平面図である。
実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1
は、本発明による補助動力付自転車の全体側面図であ
り、図2は、図1に表す補助動力付自転車のハンガー部
の伝動系を図1の背面からケースのサイドカバーを外し
た状態で示す立面図であり、図3は、図2のA−B−C
−D−Eの切断面による断面を示す平面図であり、図4
は、図2のA−B−F−D−Eの切断面による断面を示
す平面図である。
【0014】図1〜4において、1は自転車の前輪を表
し、2はその後輪を表し、3は車体(フレーム)を表
し、4は、ハンガー部に設けた駆動装置のケースを表
し、4aはケース本体を表し、4b及び4cはサイドカ
バーを表し、4dはボトムケースを表し、5は、ケース
4に軸受6,7,8を介して回転自在に設けたクランク
軸を表し、9はクランクアームを表し、10はペダルを
表す。
し、2はその後輪を表し、3は車体(フレーム)を表
し、4は、ハンガー部に設けた駆動装置のケースを表
し、4aはケース本体を表し、4b及び4cはサイドカ
バーを表し、4dはボトムケースを表し、5は、ケース
4に軸受6,7,8を介して回転自在に設けたクランク
軸を表し、9はクランクアームを表し、10はペダルを
表す。
【0015】また、11は、軸受7を介してクランク軸
に回転自在に設けた前ギヤ(フロントスプロケット)を
表し、12は、後車軸13に設けた後ギヤ(リヤスプロ
ケット)を表し、14は、前ギヤ11と後ギヤ12とに
かけ渡したチェーンを表す。また、15は、伝動補助動
力用のモータを表し、16は、その電源となるバッテリ
ーを表し、17は、バッテリー16の電力を制御してモ
ータ15に送給するための制御回路(コントローラ)を
表す。
に回転自在に設けた前ギヤ(フロントスプロケット)を
表し、12は、後車軸13に設けた後ギヤ(リヤスプロ
ケット)を表し、14は、前ギヤ11と後ギヤ12とに
かけ渡したチェーンを表す。また、15は、伝動補助動
力用のモータを表し、16は、その電源となるバッテリ
ーを表し、17は、バッテリー16の電力を制御してモ
ータ15に送給するための制御回路(コントローラ)を
表す。
【0016】本実施の形態においては、図3及び4に表
すように、突起18aを有する駆動円板18を、クラン
ク軸5の中間部に一方向クラッチ(ラチェット機構)1
9及び及び軸受20を介してクランク軸5の前進方向の
回転のみを伝えるように設ける。
すように、突起18aを有する駆動円板18を、クラン
ク軸5の中間部に一方向クラッチ(ラチェット機構)1
9及び及び軸受20を介してクランク軸5の前進方向の
回転のみを伝えるように設ける。
【0017】また前ギヤ11とボス部21aを嵌め合わ
せることによって固着して一体結合した従動歯車21
を、前記軸受6,7を介してクランク軸5に回転自在に
設け、この従動歯車21と前記駆動円板18との間の伝
動トルクの変化に伴って駆動円板18と従動歯車21と
の間に回転位相差が生ずるようにする。
せることによって固着して一体結合した従動歯車21
を、前記軸受6,7を介してクランク軸5に回転自在に
設け、この従動歯車21と前記駆動円板18との間の伝
動トルクの変化に伴って駆動円板18と従動歯車21と
の間に回転位相差が生ずるようにする。
【0018】すなわち、図3及び4に表すように、駆動
円板18と従動歯車21との間に、略U字状のスプリン
グプレート22(本実施の形態では2枚使用するものと
する。)を介在させ、このスプリングプレート22の一
端を孔22a及びピン23(図3及び4に点線で表した
ピン)によって駆動円板18に連結するとともに、この
スプリングプレート22の他端を孔22b及びピン24
によって従動歯車21に連結する。
円板18と従動歯車21との間に、略U字状のスプリン
グプレート22(本実施の形態では2枚使用するものと
する。)を介在させ、このスプリングプレート22の一
端を孔22a及びピン23(図3及び4に点線で表した
ピン)によって駆動円板18に連結するとともに、この
スプリングプレート22の他端を孔22b及びピン24
によって従動歯車21に連結する。
【0019】このように構成することにより、駆動円板
18から従動歯車21にトルクが伝達される際に、その
トルクの大小の変化に伴ってU字状のスプリングプレー
ト22の変形量に差が生じることによって、駆動円板1
8と従動歯車21との間に回転位相差が生じる。
18から従動歯車21にトルクが伝達される際に、その
トルクの大小の変化に伴ってU字状のスプリングプレー
ト22の変形量に差が生じることによって、駆動円板1
8と従動歯車21との間に回転位相差が生じる。
【0020】また、駆動円板18に対して、前記駆動円
板の軸線方向に摺動自在に係り合う摺動片25bを設け
て、トルク検出部材としてのトルク検出コーン25を一
体に設ける。
板の軸線方向に摺動自在に係り合う摺動片25bを設け
て、トルク検出部材としてのトルク検出コーン25を一
体に設ける。
【0021】また、前記従動歯車21のトルク検出コー
ン25の側面には、トルク検出コーン25の突起部25
aの先端の斜面に対応する位置に、係け合わせ片21b
を設け、クランク軸5に嵌め合わされたトルク検出コー
ン25は、コイルスプリング26によって常に従動歯車
21側に押しつけられている。また、27は、コイルス
プリング26の止めリングを表す。
ン25の側面には、トルク検出コーン25の突起部25
aの先端の斜面に対応する位置に、係け合わせ片21b
を設け、クランク軸5に嵌め合わされたトルク検出コー
ン25は、コイルスプリング26によって常に従動歯車
21側に押しつけられている。また、27は、コイルス
プリング26の止めリングを表す。
【0022】また、ケース4のサイドカバー4cには、
ガイド金具28が取り付けられており、このガイド金具
28に対して変位センサ29がクランク軸5の軸線方向
に摺動自在に装着され、その変位センサ29の接触子2
9aが前記トルク検出コーン25の壁面に対応してい
る。30は、変位センサ29の軸筒部29bに嵌め合わ
せたリターンスプリングを表し、31は、サイドカバー
4cに嵌め込まれた調整ねじを表し、この調整ねじ31
によって変位センサ29の位置を調整することができ
る。
ガイド金具28が取り付けられており、このガイド金具
28に対して変位センサ29がクランク軸5の軸線方向
に摺動自在に装着され、その変位センサ29の接触子2
9aが前記トルク検出コーン25の壁面に対応してい
る。30は、変位センサ29の軸筒部29bに嵌め合わ
せたリターンスプリングを表し、31は、サイドカバー
4cに嵌め込まれた調整ねじを表し、この調整ねじ31
によって変位センサ29の位置を調整することができ
る。
【0023】また、前記補助動力用のモータ15を、そ
の駆動軸15aの軸線をクランク軸5の軸線と平行に配
置し、この軸15aとクランク軸5との間に減速伝動用
の軸32,33をそれぞれクランク軸5に平行に設け
る。また、34及び35は、軸32の軸受を表し、36
及び37は、軸33の軸受を表す。
の駆動軸15aの軸線をクランク軸5の軸線と平行に配
置し、この軸15aとクランク軸5との間に減速伝動用
の軸32,33をそれぞれクランク軸5に平行に設け
る。また、34及び35は、軸32の軸受を表し、36
及び37は、軸33の軸受を表す。
【0024】モータ15の軸15aに小径のタイミング
ベルト用プーリ38を固着し、軸32には一方向クラッ
チ39を介して大径のタイミングベルト用プーリ40を
設け、これらプーリ38及び40にタイミングベルト4
1をかけ渡す。また、軸32と一体的に小歯車42を設
け、この小歯車42に噛み合う大歯車43を軸33に固
着するとともに、前記従動歯車21に噛み合う小歯車を
この軸33に固着して設ける。
ベルト用プーリ38を固着し、軸32には一方向クラッ
チ39を介して大径のタイミングベルト用プーリ40を
設け、これらプーリ38及び40にタイミングベルト4
1をかけ渡す。また、軸32と一体的に小歯車42を設
け、この小歯車42に噛み合う大歯車43を軸33に固
着するとともに、前記従動歯車21に噛み合う小歯車を
この軸33に固着して設ける。
【0025】図5は、本発明による補助動力付自転車の
制御系統の電気回路の概略図である。図5において、図
1〜4の部材と同一の部材には同一の符号を付すものと
する。すなわち、15は補助動力用のモータを、16は
電源であるバッテリ(電池)を、17は制御回路(コン
トローラ)をそれぞれ表す。
制御系統の電気回路の概略図である。図5において、図
1〜4の部材と同一の部材には同一の符号を付すものと
する。すなわち、15は補助動力用のモータを、16は
電源であるバッテリ(電池)を、17は制御回路(コン
トローラ)をそれぞれ表す。
【0026】また、図5中のSWは、バッテリ(電池)
16から制御回路(コントローラ)17への回路中に設
けたスイッチを表し、RSは、補助動力用モータ15の
回路に設けたリレースイッチを表し、44は、例えばポ
テンショメータとするトルクセンサを、45は走行速度
を検出するセンサとしてのクランク軸回転センサ、46
は、コントローラ17内のマイクロコンピュータを表
す。このマイクロコンピュータ46は、PWM発生部4
6aと、タイマ46bと、ADコンバータ46cと、制
御回路(コントローラ)17に内蔵されたマップを読み
取るマップ読み取り部46dと、補助動力付自転車の乗
り手の踏力の増減を検出する踏力増減検出部46eと、
トルクセンサ44によって検出されたトルクのピークを
検出するピーク検出部46fと、モータ15を制御する
時間を変更するモータ制御時間変更部46gと、ウォッ
チドッグタイマ38hとを具える。
16から制御回路(コントローラ)17への回路中に設
けたスイッチを表し、RSは、補助動力用モータ15の
回路に設けたリレースイッチを表し、44は、例えばポ
テンショメータとするトルクセンサを、45は走行速度
を検出するセンサとしてのクランク軸回転センサ、46
は、コントローラ17内のマイクロコンピュータを表
す。このマイクロコンピュータ46は、PWM発生部4
6aと、タイマ46bと、ADコンバータ46cと、制
御回路(コントローラ)17に内蔵されたマップを読み
取るマップ読み取り部46dと、補助動力付自転車の乗
り手の踏力の増減を検出する踏力増減検出部46eと、
トルクセンサ44によって検出されたトルクのピークを
検出するピーク検出部46fと、モータ15を制御する
時間を変更するモータ制御時間変更部46gと、ウォッ
チドッグタイマ38hとを具える。
【0027】制御回路(コントローラ)17は、パワー
オンオフ回路47と、電池電圧検出部48(A)と、1
2Vレギュレータ49と、5Vレギュレータ50と、ク
ランク軸回転センサ45とともに走行速度検出部を形成
するクランク回転検出回路51と、表示用LED52を
駆動するLEDドライバ53と、スイッチング回路54
と、モータ停止回路55と、OPアンプを有するモータ
電流上限検出回路56と、オペアンプを有する電流セン
サ57(B)と、リレー回路58とを具える。
オンオフ回路47と、電池電圧検出部48(A)と、1
2Vレギュレータ49と、5Vレギュレータ50と、ク
ランク軸回転センサ45とともに走行速度検出部を形成
するクランク回転検出回路51と、表示用LED52を
駆動するLEDドライバ53と、スイッチング回路54
と、モータ停止回路55と、OPアンプを有するモータ
電流上限検出回路56と、オペアンプを有する電流セン
サ57(B)と、リレー回路58とを具える。
【0028】また、図5において、C1〜C8はコンデ
ンサを表し、R1〜R23は抵抗を表し、Q1〜Q13
はトランジスタを表し、D1〜D2はダイオードを表
し、IC1〜IC4は集積回路を表し、FETは電界効
果トランジスタを表し、Xは水晶発振器を表す。
ンサを表し、R1〜R23は抵抗を表し、Q1〜Q13
はトランジスタを表し、D1〜D2はダイオードを表
し、IC1〜IC4は集積回路を表し、FETは電界効
果トランジスタを表し、Xは水晶発振器を表す。
【0029】本実施の形態においては、図1〜4に表す
ように、ペダル10を介する人力駆動の動力伝達装置と
ともに、モータ15による電力駆動の補助動力装置を具
えた自転車において、回転センサ45によって走行速度
を検出する走行速度検出部Cと、ペダル10を介して伝
えた人力をトルクセンサ44によってトルクとして検出
するトルク検出部Dと、補助動力装置のモータ15に流
れる電流値を電流センサ57によって検出するモータ電
流検出部Bと、モータ15の電源電池16の電圧値を検
出する電池電圧検出部Aと、これら走行速度検出部C、
トルク検出部D、モータ電流検出部B及び電池電圧検出
部Aの出力をそれぞれマイクロコンピュータ46によっ
て処理して制御する制御回路(コントローラ)17とを
具え、コントローラ17のマイクロコンピュータ46に
より、補助動力付自転車の従来既知の制御の他に、以下
詳細に説明する本発明による補助動力付自転車の制御を
行う。
ように、ペダル10を介する人力駆動の動力伝達装置と
ともに、モータ15による電力駆動の補助動力装置を具
えた自転車において、回転センサ45によって走行速度
を検出する走行速度検出部Cと、ペダル10を介して伝
えた人力をトルクセンサ44によってトルクとして検出
するトルク検出部Dと、補助動力装置のモータ15に流
れる電流値を電流センサ57によって検出するモータ電
流検出部Bと、モータ15の電源電池16の電圧値を検
出する電池電圧検出部Aと、これら走行速度検出部C、
トルク検出部D、モータ電流検出部B及び電池電圧検出
部Aの出力をそれぞれマイクロコンピュータ46によっ
て処理して制御する制御回路(コントローラ)17とを
具え、コントローラ17のマイクロコンピュータ46に
より、補助動力付自転車の従来既知の制御の他に、以下
詳細に説明する本発明による補助動力付自転車の制御を
行う。
【0030】本発明による補助動力付自転車の動作を説
明する。図6Aは本発明による補助動力付自転車のトル
ク制御を行うフローチャートであり、Bは人力トルクの
検出を行うフローチャートであり、Cは自転車の走行速
度を求めるフローチャートである。Aにおいて、先ず、
スイッチSW(図5)をオンすると、ステップS1で、
タイマ38b、PWM発生部38a、メモリ等(いずれ
も図5)をイニシャライズ(初期化)する。
明する。図6Aは本発明による補助動力付自転車のトル
ク制御を行うフローチャートであり、Bは人力トルクの
検出を行うフローチャートであり、Cは自転車の走行速
度を求めるフローチャートである。Aにおいて、先ず、
スイッチSW(図5)をオンすると、ステップS1で、
タイマ38b、PWM発生部38a、メモリ等(いずれ
も図5)をイニシャライズ(初期化)する。
【0031】次いで、ステップS2において、トルクセ
ンサ44、電池電圧検出部48(A)及び電流センサ5
7(B)(いずれも図5)の出力を読み出し、次のステ
ップS3において、異常の有無を検出する。異常がある
場合には、ステップS4において、LEDドライバ53
(図5)により表示用LED52(図5)を点灯させる
とともに、アシスト不可能等のエラー処理を行い、本ル
ーチンを終了する。
ンサ44、電池電圧検出部48(A)及び電流センサ5
7(B)(いずれも図5)の出力を読み出し、次のステ
ップS3において、異常の有無を検出する。異常がある
場合には、ステップS4において、LEDドライバ53
(図5)により表示用LED52(図5)を点灯させる
とともに、アシスト不可能等のエラー処理を行い、本ル
ーチンを終了する。
【0032】ステップS3において異常がないと判断さ
れた場合、ステップS5において、トルクセンサ44及
びクランク軸回転センサ45(いずれも図5)の出力が
アシスト閾値以上であるか否か判断する。アシスト値未
満である場合には、リレーRS(図5)をオフにし、ス
テップS7でシャットダウンカウンタ(図示せず)をカ
ウントアップして、ステップS2に戻る。それに対し
て、アシスト閾値以上である場合には、リレー回路58
(図5)によりリレーRS(図5)をオンにし(ステッ
プS8)、マップ読み取り部46d(図5)によりマッ
プデータを読み取る(ステップS9)。次いで、ステッ
プS10において、トルクセンサ44(D)(図5)の
出力が上昇中であるか否かを踏力増減検出部46e(図
5)によって判断する。トルク上昇中であると判断した
場合、後に説明する図7又は8の特性図に基づいて、ト
ルク上昇中の制御時間を採用し、ステップS13に進
む。それに対して、トルク上昇中でないと判断した場
合、後に説明する図7又は8の特性図に基づいて、トル
ク下降中の制御時間を採用し、ステップS13に進む。
次いで、電池電圧値によってPWMのデューティ比を補
正して(ステップS13)、補助動力用モータ15(図
5)を駆動するためのスイッチング回路54(図5)を
駆動して補助動力を得ることによりアシスト処理を行い
(ステップS14)、ステップS2に戻る。
れた場合、ステップS5において、トルクセンサ44及
びクランク軸回転センサ45(いずれも図5)の出力が
アシスト閾値以上であるか否か判断する。アシスト値未
満である場合には、リレーRS(図5)をオフにし、ス
テップS7でシャットダウンカウンタ(図示せず)をカ
ウントアップして、ステップS2に戻る。それに対し
て、アシスト閾値以上である場合には、リレー回路58
(図5)によりリレーRS(図5)をオンにし(ステッ
プS8)、マップ読み取り部46d(図5)によりマッ
プデータを読み取る(ステップS9)。次いで、ステッ
プS10において、トルクセンサ44(D)(図5)の
出力が上昇中であるか否かを踏力増減検出部46e(図
5)によって判断する。トルク上昇中であると判断した
場合、後に説明する図7又は8の特性図に基づいて、ト
ルク上昇中の制御時間を採用し、ステップS13に進
む。それに対して、トルク上昇中でないと判断した場
合、後に説明する図7又は8の特性図に基づいて、トル
ク下降中の制御時間を採用し、ステップS13に進む。
次いで、電池電圧値によってPWMのデューティ比を補
正して(ステップS13)、補助動力用モータ15(図
5)を駆動するためのスイッチング回路54(図5)を
駆動して補助動力を得ることによりアシスト処理を行い
(ステップS14)、ステップS2に戻る。
【0033】次に、Bにおいて、先ず、ステップS21
で、トルクセンサ44(D)(図5)により人力トルク
を検出する。次いで、ステップS22において、電池電
圧検出部48(A)(図5)により電池電圧を検出し、
本ルーチンを終了する。
で、トルクセンサ44(D)(図5)により人力トルク
を検出する。次いで、ステップS22において、電池電
圧検出部48(A)(図5)により電池電圧を検出し、
本ルーチンを終了する。
【0034】次に、Cにおいて、先ず、ステップS31
でシャットダウンカウンタ(図示せず)をクリアする。
次いで、ステップS32でタイマ46b(図3)をスト
ップする(ステップS32)。次いで、ステップS33
において、従動歯車21a(図3)の歯によりクランク
軸回転センサ45(C)(図5)から出されるパルス間
隔をタイマ46b(図5)でカウントし、これを速度に
変換する(ステップS34)。次いで、ステップS35
において、マップ読み取り部46d(図5)により、変
換された速度に応じてアドレスを設定する。その後タイ
マ46b(図5)をクリアした(S36)後、タイマ4
6b(図5)をスタートさせ(ステップS37)、本ル
ーチンを終了する。
でシャットダウンカウンタ(図示せず)をクリアする。
次いで、ステップS32でタイマ46b(図3)をスト
ップする(ステップS32)。次いで、ステップS33
において、従動歯車21a(図3)の歯によりクランク
軸回転センサ45(C)(図5)から出されるパルス間
隔をタイマ46b(図5)でカウントし、これを速度に
変換する(ステップS34)。次いで、ステップS35
において、マップ読み取り部46d(図5)により、変
換された速度に応じてアドレスを設定する。その後タイ
マ46b(図5)をクリアした(S36)後、タイマ4
6b(図5)をスタートさせ(ステップS37)、本ル
ーチンを終了する。
【0035】図7は、本発明による補助動力付自転車に
よって行われる時間に対するトルクの変化の関係図であ
る。ここで、モータ15(図5)によるトルクを実線で
示すとともに、人力によるトルクを一点鎖線で示す。こ
の場合、トルクの下降方向でのみ、トルクセンサ44
(D)(図5)によって検出されたトルクに対して、モ
ータ15(図5)を遅延して駆動させる。
よって行われる時間に対するトルクの変化の関係図であ
る。ここで、モータ15(図5)によるトルクを実線で
示すとともに、人力によるトルクを一点鎖線で示す。こ
の場合、トルクの下降方向でのみ、トルクセンサ44
(D)(図5)によって検出されたトルクに対して、モ
ータ15(図5)を遅延して駆動させる。
【0036】図8は、本発明による補助動力付自転車に
よって行われる時間に対するトルクの変化の他の関係図
である。ここでも、モータ15(図5)によるトルクを
実線で示すとともに、人力によるトルクを一点鎖線で示
す。この場合、トルクの上昇方向でのみ、トルクセンサ
44(D)(図5)によって検出されたトルクに対し
て、モータ15(図5)を遅延して駆動させる。
よって行われる時間に対するトルクの変化の他の関係図
である。ここでも、モータ15(図5)によるトルクを
実線で示すとともに、人力によるトルクを一点鎖線で示
す。この場合、トルクの上昇方向でのみ、トルクセンサ
44(D)(図5)によって検出されたトルクに対し
て、モータ15(図5)を遅延して駆動させる。
【0037】本発明による実施の形態によれば、トルク
の上昇方向又は下降方向でモータ15(図5)による駆
動時間を制御するので、上記特開平8-244672号公報に記
載されたような補助動力付自転車のようにトルクの上昇
方向及び下降方向で補助動力の駆動時間を制御すること
による上記不都合を生ずることなく、走行が円滑で、か
つ、乗り心地のよい補助動力付自転車を提供することが
できる。
の上昇方向又は下降方向でモータ15(図5)による駆
動時間を制御するので、上記特開平8-244672号公報に記
載されたような補助動力付自転車のようにトルクの上昇
方向及び下降方向で補助動力の駆動時間を制御すること
による上記不都合を生ずることなく、走行が円滑で、か
つ、乗り心地のよい補助動力付自転車を提供することが
できる。
【0038】また、トルクの下降方向でのみ、トルクセ
ンサ44(D)(図5)によって検出されたトルクに対
して、モータ15(図5)を遅延して駆動させることに
より、ペダルの踏み込み方向に対してダイレクトなアシ
スト感が得られる。また、トルクの下降方向では、駆動
力の急速な減少がないので、滑らかな乗り心地となる。
また、補助動力付自転車の加減速が緩和されるので、ペ
ダリングが円滑となり、トルクのピーク値を下げること
ができる。さらに、このようにピーク値が下がることに
より、モータ15(図5)を駆動する電力が低下するの
で、同一電力の従来の補助動力付自転車に比べて、モー
タ15(図5)を駆動する時間を長くすることができ
る。
ンサ44(D)(図5)によって検出されたトルクに対
して、モータ15(図5)を遅延して駆動させることに
より、ペダルの踏み込み方向に対してダイレクトなアシ
スト感が得られる。また、トルクの下降方向では、駆動
力の急速な減少がないので、滑らかな乗り心地となる。
また、補助動力付自転車の加減速が緩和されるので、ペ
ダリングが円滑となり、トルクのピーク値を下げること
ができる。さらに、このようにピーク値が下がることに
より、モータ15(図5)を駆動する電力が低下するの
で、同一電力の従来の補助動力付自転車に比べて、モー
タ15(図5)を駆動する時間を長くすることができ
る。
【0039】また、トルクの上昇方向でのみ、トルクセ
ンサ44(D)(図5)によって検出されたトルクに対
して、モータ15(図5)を遅延して駆動させることに
より、トルクの急速な上昇に対して、モータ15(図
5)による補助駆動力が緩慢に上昇するので、運転者に
対して違和感なく補助動力伝達手段を駆動させることが
できる。また、唐突なアシスト感がなくなり、乗り心地
が上昇する。
ンサ44(D)(図5)によって検出されたトルクに対
して、モータ15(図5)を遅延して駆動させることに
より、トルクの急速な上昇に対して、モータ15(図
5)による補助駆動力が緩慢に上昇するので、運転者に
対して違和感なく補助動力伝達手段を駆動させることが
できる。また、唐突なアシスト感がなくなり、乗り心地
が上昇する。
【0040】
【発明の効果】本発明による補助動力付自転車によれ
ば、上記不都合を生ずることなく、走行が円滑で、か
つ、乗り心地のよい補助動力付自転車を提供することが
できる。
ば、上記不都合を生ずることなく、走行が円滑で、か
つ、乗り心地のよい補助動力付自転車を提供することが
できる。
【0041】また、トルクの下降方向でのみ、トルク検
出手段によって検出されたトルクに対して、補助動力伝
達手段を遅延して駆動させる場合には、ペダルの踏み込
み方向に対してダイレクトなアシスト感が得られ、滑ら
かな乗り心地となり、ペダリングが円滑となり、かつ、
トルクのピーク値を下げることができる。さらに、この
ようにピーク値が下がるので、同一電力の従来の補助動
力付自転車に比べて、補助動力伝達手段を駆動する時間
を長くすることができる。
出手段によって検出されたトルクに対して、補助動力伝
達手段を遅延して駆動させる場合には、ペダルの踏み込
み方向に対してダイレクトなアシスト感が得られ、滑ら
かな乗り心地となり、ペダリングが円滑となり、かつ、
トルクのピーク値を下げることができる。さらに、この
ようにピーク値が下がるので、同一電力の従来の補助動
力付自転車に比べて、補助動力伝達手段を駆動する時間
を長くすることができる。
【0042】また、トルクの上昇方向でのみ、トルク検
出手段によって検出されたトルクに対して、補助動力伝
達手段を遅延して駆動させる場合には、運転者に対して
違和感なく補助動力伝達手段を駆動させることができ、
唐突なアシスト感がなくなり、かつ、乗り心地が上昇す
る。
出手段によって検出されたトルクに対して、補助動力伝
達手段を遅延して駆動させる場合には、運転者に対して
違和感なく補助動力伝達手段を駆動させることができ、
唐突なアシスト感がなくなり、かつ、乗り心地が上昇す
る。
【図1】本発明による補助動力付自転車の全体側面図で
ある。
ある。
【図2】図1に表す補助動力付自転車のハンガー部の伝
動系を図1の背面からケースのサイドカバーを外した状
態で示す立面図である。
動系を図1の背面からケースのサイドカバーを外した状
態で示す立面図である。
【図3】図2のA−B−C−D−Eの切断面による断面
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図4】図2のA−B−F−D−Eの切断面による断面
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図5】本発明による補助動力付自転車の制御系統の電
気回路の概略図である。
気回路の概略図である。
【図6】本発明による補助動力付自転車の動作を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図7】本発明による補助動力付自転車によって行われ
る時間に対するトルクの変化の関係図である。
る時間に対するトルクの変化の関係図である。
【図8】本発明による補助動力付自転車によって行われ
る時間に対するトルクの変化の他の関係図である。
る時間に対するトルクの変化の他の関係図である。
1 前輪 2 後輪 3 車体(フレーム) 4 ケース 4a ケース本体 4b,4c サイドカバー 4d ボトムケース 5 クランク軸 6,7,8 軸受 9 クランクアーム 10 ペダル 11 前ギヤ(フロントスプロケット) 12 後ギヤ(リヤスプロケット) 13 後車軸 14 チェーン 15 モータ 15a,32,33 軸 16 バッテリ(電池) 17 制御回路(コントローラ) 18 駆動円板 19,39 一方向クラッチ 20,34,35,36,37 軸受 21 従動歯車 22 スプリングプレート 23、24 ピン 25 トルク検出コーン 26 コイルスプリング 27 止めリング 28 ガイド金具 29 変位センサ 29a 接触子 30 リターンスプリング 31 調整ねじ 38,40 タイミングベルト用プーリ 41 タイミングベルト 42 小歯車 43 大歯車 44(D) トルクセンサ 45(C) クランク軸回転センサ 46 マイクロコンピュータ 46a PWM発生部 46b タイマ 46c ADコンバータ 46d マップ読み取り部 46e 踏力増減検出部 46f ピーク検出部 46g モータ制御時間変更部 46h ウォッチドッグタイマ 47 パワーオンオフ回路 48(A) 電池電圧検出部 49 12Vレギュレータ 50 5Vレギュレータ 51 クランク回転検出回路 52 表示用LED 53 LEDドライバ 54 スイッチング回路 55 モータ停止回路 56 モータ電流上限検出回路 57(B) 電流センサ 58 リレー回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 俊晴 埼玉県上尾市中妻3丁目1番地の1 ブリ ヂストンサイクル株式会社内 (72)発明者 佐藤 行 埼玉県上尾市中妻3丁目1番地の1 ブリ ヂストンサイクル株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 運転者の踏力を伝達する踏力伝達手段
と、 電力により補助的に動力を伝達する補助動力伝達手段
と、 自転車のペダルを介して伝達された踏力をトルクとして
検出するトルク検出手段とを具える補助動力付自転車に
おいて、 前記トルク検出手段によって検出されたトルクの上昇方
向又は下降方向を判別するトルク方向判別手段と、 このトルク方向判別手段によって判別されたトルクの上
昇方向又は下降方向で、前記補助動力伝達手段による駆
動時間を制御する補助動力制御手段とを具えることを特
徴とする補助動力付自転車。 - 【請求項2】 前記駆動制御手段は、前記トルクの下降
方向でのみ、前記トルク検出手段によって検出されたト
ルクに対して、前記補助動力伝達手段を遅延して駆動さ
せるように構成したことを特徴とする請求項1記載の補
助動力付自転車。 - 【請求項3】 前記駆動制御手段は、前記トルクの上昇
方向でのみ、前記トルク検出手段によって検出されたト
ルクに対して、前記補助動力伝達手段を遅延して駆動さ
せるように構成したことを特徴とする請求項1記載の補
助動力付自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34126296A JPH10175582A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 補助動力付自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34126296A JPH10175582A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 補助動力付自転車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10175582A true JPH10175582A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18344686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34126296A Pending JPH10175582A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 補助動力付自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10175582A (ja) |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34126296A patent/JPH10175582A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050829 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20051115 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060801 |