JPH1067378A - 電動アシスト自転車のモータ制御装置 - Google Patents
電動アシスト自転車のモータ制御装置Info
- Publication number
- JPH1067378A JPH1067378A JP8247091A JP24709196A JPH1067378A JP H1067378 A JPH1067378 A JP H1067378A JP 8247091 A JP8247091 A JP 8247091A JP 24709196 A JP24709196 A JP 24709196A JP H1067378 A JPH1067378 A JP H1067378A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle speed
- force
- sensor
- motor
- control device
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/45—Control or actuating devices therefor
- B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車速が零でも走行用モータのパワーアシスト
が得られる、車速が一定値以上になると走行用モータが
オフになる、走行用モータのパワーアシストにより所望
の車速が得られる等を課題とする。 【解決手段】 モータ制御装置１０は、走行用モータ１
２へ電池１４の電力を供給する駆動回路１６と、ペダル
での踏力ＦL を検出する踏力センサ１８と、踏力ＦL に
基づき駆動回路１６を制御する制御回路２２と、運転者
の握力ＦH を検出する握力センサ２４と、車速ｖを検出
する車速センサ２０とを備えている。制御回路２２は、
踏力ＦL が一定値ＦLT以下、車速ｖが一定値ｖT 以下、
握力ＦH が一定値ＦHT以上、という三つの条件が揃う
と、握力ＦH に応じた車速ｖになるように、駆動回路１
６を制御する。
が得られる、車速が一定値以上になると走行用モータが
オフになる、走行用モータのパワーアシストにより所望
の車速が得られる等を課題とする。 【解決手段】 モータ制御装置１０は、走行用モータ１
２へ電池１４の電力を供給する駆動回路１６と、ペダル
での踏力ＦL を検出する踏力センサ１８と、踏力ＦL に
基づき駆動回路１６を制御する制御回路２２と、運転者
の握力ＦH を検出する握力センサ２４と、車速ｖを検出
する車速センサ２０とを備えている。制御回路２２は、
踏力ＦL が一定値ＦLT以下、車速ｖが一定値ｖT 以下、
握力ＦH が一定値ＦHT以上、という三つの条件が揃う
と、握力ＦH に応じた車速ｖになるように、駆動回路１
６を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行用モータを補
助的に用いつつ走行可能な電動アシスト自転車ののモー
タ制御装置に関する。
助的に用いつつ走行可能な電動アシスト自転車ののモー
タ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動アシスト自転車は、ペダルでの踏力
に対する一定比率のパワーを走行用モータで補うことに
より、少ない踏力でも大きな駆動力が得られるものであ
る。この電動アシスト自転車に組み込まれているモータ
制御装置は、走行用モータへ電池の電力を供給する駆動
回路と、ペダルでの踏力を検出する踏力センサと、車速
を検出する車速センサと、前記踏力センサで検出された
踏力及び前記車速センサで検出された車速に基づき前記
駆動回路を制御する制御回路とを備えたものである。制
御回路は、踏力と車速とに基づき必要なモータ駆動力を
算出し、このモータ駆動力に相当する電池の電力を、駆
動回路を介して走行用モータへ供給する。
に対する一定比率のパワーを走行用モータで補うことに
より、少ない踏力でも大きな駆動力が得られるものであ
る。この電動アシスト自転車に組み込まれているモータ
制御装置は、走行用モータへ電池の電力を供給する駆動
回路と、ペダルでの踏力を検出する踏力センサと、車速
を検出する車速センサと、前記踏力センサで検出された
踏力及び前記車速センサで検出された車速に基づき前記
駆動回路を制御する制御回路とを備えたものである。制
御回路は、踏力と車速とに基づき必要なモータ駆動力を
算出し、このモータ駆動力に相当する電池の電力を、駆
動回路を介して走行用モータへ供給する。
【０００３】ここで、時間をｔ、車速をｖ、踏力を
ＦL 、モータ駆動力をＦM 、駆動力をＦ（＝ＦL ＋
ＦM ）、アシスト比をη（＝ＦM ／ＦL ）とする。図１
０及び図１１は一般的なモータ制御装置の動作を示し、
図１０が時間ｔと駆動力Ｆとの関係を示すグラフ、図１
１が車速ｖとアシスト比ηとの関係を示すグラフであ
る。以下、これらの図面に基づき説明する。
ＦL 、モータ駆動力をＦM 、駆動力をＦ（＝ＦL ＋
ＦM ）、アシスト比をη（＝ＦM ／ＦL ）とする。図１
０及び図１１は一般的なモータ制御装置の動作を示し、
図１０が時間ｔと駆動力Ｆとの関係を示すグラフ、図１
１が車速ｖとアシスト比ηとの関係を示すグラフであ
る。以下、これらの図面に基づき説明する。
【０００４】図１０に示すように、踏力ＦL は、時間ｔ
に対して凸状の曲線を描く。踏力ＦL の周期Ｔは、クラ
ンクの半回転に対応している。これは、ペダルが上死点
又は下死点の位置になると、踏力ＦL がほぼ零になるか
らである。また、踏力ＦL の一周期Ｔ内では、アシスト
比ηが常に一定である。しかし、アシスト比ηが常に一
定では、高速時において、車速の出し過ぎや電力消費の
増大等の問題が生ずる。そこで、図１１に示すように、
ある車速ｖH 以上になると、アシスト比ηを漸減させる
ものが知られている（特開平6-107266号公報参照）。
に対して凸状の曲線を描く。踏力ＦL の周期Ｔは、クラ
ンクの半回転に対応している。これは、ペダルが上死点
又は下死点の位置になると、踏力ＦL がほぼ零になるか
らである。また、踏力ＦL の一周期Ｔ内では、アシスト
比ηが常に一定である。しかし、アシスト比ηが常に一
定では、高速時において、車速の出し過ぎや電力消費の
増大等の問題が生ずる。そこで、図１１に示すように、
ある車速ｖH 以上になると、アシスト比ηを漸減させる
ものが知られている（特開平6-107266号公報参照）。
【０００５】ところで、運転者は、電動アシスト自転車
から降りて、ハンドルを握ったまま電動アシスト自転車
を手で押して歩く場合がある（以下、「手押し走行」と
いう。）。例えば、急勾配の坂道を登る場合や、バラン
スよく乗車できない程度に低速で進む場合などである。
この場合も走行用モータを用いることにより、少ない力
で電動アシスト自転車を押しながら、楽に歩けるように
したモータ制御装置が知られている（特開平4-358988号
公報参照）。このモータ制御装置は、ハンドルを握ると
オンになる握りスイッチが付設され、次の三つの条件が
揃うと、一定速度となるように走行用モータを駆動する
ものである。その条件とは、[1] 踏力センサで検出され
た踏力が零、[2] 車速センサで検出された車速が一定値
以上、[3] 握りスイッチがオン、である。
から降りて、ハンドルを握ったまま電動アシスト自転車
を手で押して歩く場合がある（以下、「手押し走行」と
いう。）。例えば、急勾配の坂道を登る場合や、バラン
スよく乗車できない程度に低速で進む場合などである。
この場合も走行用モータを用いることにより、少ない力
で電動アシスト自転車を押しながら、楽に歩けるように
したモータ制御装置が知られている（特開平4-358988号
公報参照）。このモータ制御装置は、ハンドルを握ると
オンになる握りスイッチが付設され、次の三つの条件が
揃うと、一定速度となるように走行用モータを駆動する
ものである。その条件とは、[1] 踏力センサで検出され
た踏力が零、[2] 車速センサで検出された車速が一定値
以上、[3] 握りスイッチがオン、である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のモー
タ制御装置では、手押し走行において次のような問題が
あった。
タ制御装置では、手押し走行において次のような問題が
あった。
【０００７】（１）車速が一定値以上にならないと、走
行用モータのパワーアシストが得られなかった。そのた
め、運転者は、車速が一定値になるまで、電動アシスト
自転車を押して勢いを付ける必要があった。特に、上り
坂では、重力に抗して電動アシスト自転車を押し上げな
ければならないので、多大な労力を必要とした。
行用モータのパワーアシストが得られなかった。そのた
め、運転者は、車速が一定値になるまで、電動アシスト
自転車を押して勢いを付ける必要があった。特に、上り
坂では、重力に抗して電動アシスト自転車を押し上げな
ければならないので、多大な労力を必要とした。
【０００８】（２）下り坂でも、上記の三つの条件が揃
ってしまうことがあった。そのため、電動アシスト自転
車が速くなって重力の作用により停止しにくくなること
があった。
ってしまうことがあった。そのため、電動アシスト自転
車が速くなって重力の作用により停止しにくくなること
があった。
【０００９】（３）三つの条件が揃うと、予め設定され
た一定速度となるように走行用モータが回転するので、
運転者の歩く速さと電動アシスト自転車の速さとが一致
しない場合があった。特に、運転者の歩く速さよりも電
動アシスト自転車が速いと、運転者は電動アシスト自転
車を追いかけるように小走りで歩かなければならないの
で容易ではなかった。
た一定速度となるように走行用モータが回転するので、
運転者の歩く速さと電動アシスト自転車の速さとが一致
しない場合があった。特に、運転者の歩く速さよりも電
動アシスト自転車が速いと、運転者は電動アシスト自転
車を追いかけるように小走りで歩かなければならないの
で容易ではなかった。
【００１０】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、かかる不都合
を解消して適切な手押し走行を可能にする、モータ制御
装置を提供することにある。
を解消して適切な手押し走行を可能にする、モータ制御
装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、手押し走行
において、車速が零でも走行用モータのパワーアシスト
が得られる、車速が一定値以上になると走行用モータが
オフになる、走行用モータのパワーアシストにより所望
の車速が得られる等を実現すれば、従来技術の課題を解
決できることを見い出した。本発明は、この知見に基づ
きなされたものである。
において、車速が零でも走行用モータのパワーアシスト
が得られる、車速が一定値以上になると走行用モータが
オフになる、走行用モータのパワーアシストにより所望
の車速が得られる等を実現すれば、従来技術の課題を解
決できることを見い出した。本発明は、この知見に基づ
きなされたものである。
【００１２】すなわち、本発明に係るモータ制御装置
は、走行用モータへ電池の電力を供給する駆動回路と、
ペダルでの踏力を検出する踏力センサと、この踏力セン
サで検出された踏力に基づき前記駆動回路を制御する制
御回路と、運転者の握力を検出する握力センサと、車速
を検出する車速センサとを備えている。これに加え、制
御回路は、前記踏力センサで検出された踏力が一定値以
下、かつ前記車速センサで検出された車速が一定値以
下、かつ前記握力センサで検出された握力が一定値以上
の場合に、前記車速が一定になるように前記駆動回路を
制御する機能を有している。
は、走行用モータへ電池の電力を供給する駆動回路と、
ペダルでの踏力を検出する踏力センサと、この踏力セン
サで検出された踏力に基づき前記駆動回路を制御する制
御回路と、運転者の握力を検出する握力センサと、車速
を検出する車速センサとを備えている。これに加え、制
御回路は、前記踏力センサで検出された踏力が一定値以
下、かつ前記車速センサで検出された車速が一定値以
下、かつ前記握力センサで検出された握力が一定値以上
の場合に、前記車速が一定になるように前記駆動回路を
制御する機能を有している。
【００１３】手押し走行において、制御回路は、踏力
が一定値以下、車速が一定値以下、握力が一定値以
上、という三つの条件が揃うと、駆動回路を介して走行
用モータを回転させることにより、車速を一定にする。
つまり、車速が一定値以下であればよいので、車速が零
であっても走行用モータのパワーアシストが得られる。
したがって、車速が一定値になるまで電動アシスト自転
車を押して勢いを付ける必要がなく、特に上り坂での労
力が大幅に軽減する。また、車速が一定値以上になる
と、すなわち条件が満たされなくなると、走行用モー
タのパワーアシストが得られなくなるので、下り坂で速
くなり過ぎることもない。
が一定値以下、車速が一定値以下、握力が一定値以
上、という三つの条件が揃うと、駆動回路を介して走行
用モータを回転させることにより、車速を一定にする。
つまり、車速が一定値以下であればよいので、車速が零
であっても走行用モータのパワーアシストが得られる。
したがって、車速が一定値になるまで電動アシスト自転
車を押して勢いを付ける必要がなく、特に上り坂での労
力が大幅に軽減する。また、車速が一定値以上になる
と、すなわち条件が満たされなくなると、走行用モー
タのパワーアシストが得られなくなるので、下り坂で速
くなり過ぎることもない。
【００１４】制御回路は、一定の車速になるように駆動
回路を制御するのではなく、握力に応じた車速になるよ
うに駆動回路を制御するようにしてもよい。この場合
は、運転者が握力を加減することにより、その握力に応
じた所望の車速が得られる。
回路を制御するのではなく、握力に応じた車速になるよ
うに駆動回路を制御するようにしてもよい。この場合
は、運転者が握力を加減することにより、その握力に応
じた所望の車速が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るモータ制御
装置の一実施形態の基本的構成を示す機能ブロック図で
ある。以下、この図面に基づき説明する。
装置の一実施形態の基本的構成を示す機能ブロック図で
ある。以下、この図面に基づき説明する。
【００１６】モータ制御装置１０は、走行用モータ１２
へ電池１４の電力を供給する駆動回路１６と、ペダル３
８（図２）での踏力ＦL を検出する踏力センサ１８と、
踏力センサ１８で検出された踏力ＦL に基づき駆動回路
１６を制御する制御回路２２と、運転者の握力ＦH を検
出する握力センサ２４と、車速ｖを検出する車速センサ
２０と、手動で動作するブレーキスイッチ２６と、握力
センサ２４を手動により動作可能とする手押し用スイッ
チ２８とを備えている。ブレーキスイッチ２６及び手押
し用スイッチ２８は、必ずしも必要ではない。また、図
示しないが、握力センサ２４、車速センサ２０、踏力セ
ンサ１８、制御回路２２等へは、電池１４から電力が供
給されている。
へ電池１４の電力を供給する駆動回路１６と、ペダル３
８（図２）での踏力ＦL を検出する踏力センサ１８と、
踏力センサ１８で検出された踏力ＦL に基づき駆動回路
１６を制御する制御回路２２と、運転者の握力ＦH を検
出する握力センサ２４と、車速ｖを検出する車速センサ
２０と、手動で動作するブレーキスイッチ２６と、握力
センサ２４を手動により動作可能とする手押し用スイッ
チ２８とを備えている。ブレーキスイッチ２６及び手押
し用スイッチ２８は、必ずしも必要ではない。また、図
示しないが、握力センサ２４、車速センサ２０、踏力セ
ンサ１８、制御回路２２等へは、電池１４から電力が供
給されている。
【００１７】これに加え、制御回路２２は、手押し走行
時における次の機能を有している。 （イ）踏力ＦL が一定値ＦLT以下、車速ｖが一定値
ｖT 以下、握力ＦH が一定値ＦHT以上、という三つの
条件が揃うと、一定の車速ｖ又は握力ＦH に応じた車速
ｖになるように、駆動回路１６を制御する。（ロ）ブレ
ーキスイッチ２６がオンになると、走行用モータ１２が
必ず停止するように駆動回路１６を制御する。
時における次の機能を有している。 （イ）踏力ＦL が一定値ＦLT以下、車速ｖが一定値
ｖT 以下、握力ＦH が一定値ＦHT以上、という三つの
条件が揃うと、一定の車速ｖ又は握力ＦH に応じた車速
ｖになるように、駆動回路１６を制御する。（ロ）ブレ
ーキスイッチ２６がオンになると、走行用モータ１２が
必ず停止するように駆動回路１６を制御する。
【００１８】次に、上記各構成要素の具体例を列挙す
る。走行用モータ１２は直流ブラシレスモータ、電池１
４は酸化鉛電池である。駆動回路１６は、走行用モータ
１２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、電池１４に接続
する電磁開閉器とから構成されている。踏力センサ１８
は、ロードセル又はピエゾ素子等である。車速センサ２
０は、タコジェネレータ又はロータリエンコーダであ
る。制御回路２２は、ＣＰＵ、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。握力
センサ２４は、弾性部材及びポテンショメータにより構
成されている。ブレーキスイッチ２６及び手押し用スイ
ッチ２８は、一般的なメカニカルスイッチである。
る。走行用モータ１２は直流ブラシレスモータ、電池１
４は酸化鉛電池である。駆動回路１６は、走行用モータ
１２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、電池１４に接続
する電磁開閉器とから構成されている。踏力センサ１８
は、ロードセル又はピエゾ素子等である。車速センサ２
０は、タコジェネレータ又はロータリエンコーダであ
る。制御回路２２は、ＣＰＵ、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。握力
センサ２４は、弾性部材及びポテンショメータにより構
成されている。ブレーキスイッチ２６及び手押し用スイ
ッチ２８は、一般的なメカニカルスイッチである。
【００１９】図２は、モータ制御装置１０を組み込んだ
電動アシスト自転車の外観図である。以下、図１及び図
２に基づき説明する。
電動アシスト自転車の外観図である。以下、図１及び図
２に基づき説明する。
【００２０】電動アシスト自転車３０は、普通の自転車
としての構成の他に、モータ制御装置１０、走行用モー
タ１２、電池１４、動力ユニット３２、補器３３等を内
蔵している。また、普通の自転車と同じように、クラン
ク軸３４の両端にはクランク軸３４に垂直にクランク３
６が固着され、クランク３６の先端にはペダル３８が回
動自在に取り付けられている。
としての構成の他に、モータ制御装置１０、走行用モー
タ１２、電池１４、動力ユニット３２、補器３３等を内
蔵している。また、普通の自転車と同じように、クラン
ク軸３４の両端にはクランク軸３４に垂直にクランク３
６が固着され、クランク３６の先端にはペダル３８が回
動自在に取り付けられている。
【００２１】踏力センサ１８は、ペダル３８又はクラン
ク軸３４等に取り付けられる。車速センサ２０は、クラ
ンク軸３４又は後輪軸８０等に取り付けられる。握力セ
ンサ２４又は手押し用スイッチ２８は、踏力走行時には
触れにくく手押し走行時には触れやすい位置、例えばサ
ドル８２の下の位置ａ１、ハンドル８４の下の位置ａ２
又はサドル軸８６の後輪５２側の位置ａ３等に取り付け
られる。ブレーキスイッチ２６は、位置ａ２、位置ａ１
又は位置ａ３等に取り付けられる。
ク軸３４等に取り付けられる。車速センサ２０は、クラ
ンク軸３４又は後輪軸８０等に取り付けられる。握力セ
ンサ２４又は手押し用スイッチ２８は、踏力走行時には
触れにくく手押し走行時には触れやすい位置、例えばサ
ドル８２の下の位置ａ１、ハンドル８４の下の位置ａ２
又はサドル軸８６の後輪５２側の位置ａ３等に取り付け
られる。ブレーキスイッチ２６は、位置ａ２、位置ａ１
又は位置ａ３等に取り付けられる。
【００２２】図３は、電動アシスト自転車３０の機能ブ
ロック図である。以下、図２及び図３に基づき説明す
る。ただし、図３において図１又は図２と同一部分は同
一符号を付すことにより重複説明を省略する。
ロック図である。以下、図２及び図３に基づき説明す
る。ただし、図３において図１又は図２と同一部分は同
一符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００２３】走行用モータ１２で発生した動力は、ワン
ウェイクラッチ４０及び減速機４２を介して、モータ駆
動力ＦM として合力装置４４に伝達される。ペダル３８
に加えられた踏力ＦL は、クランク軸３４及びワンウェ
イクラッチ４６を介して合力装置４４に伝達される。合
力装置４４では、モータ駆動力ＦM と踏力ＦL とを合成
して駆動力Ｆ（＝ＦL ＋ＦM ）として出力する。駆動力
Ｆは、動力伝達手段４８及びワンウェイクラッチ５０を
介して、後輪５２を回転させる。これによって、電動ア
シスト自転車３０が走行する。なお、ワンウェイクラッ
チ４０，４６，５０は、電動アシスト自転車３０が前進
する方向にのみ、動力を伝達するクラッチである。減速
機４２は、ギヤ比によって回転数を落とすものである。
動力伝達手段４８は、チェーン、駆動軸、ベルト等であ
る。
ウェイクラッチ４０及び減速機４２を介して、モータ駆
動力ＦM として合力装置４４に伝達される。ペダル３８
に加えられた踏力ＦL は、クランク軸３４及びワンウェ
イクラッチ４６を介して合力装置４４に伝達される。合
力装置４４では、モータ駆動力ＦM と踏力ＦL とを合成
して駆動力Ｆ（＝ＦL ＋ＦM ）として出力する。駆動力
Ｆは、動力伝達手段４８及びワンウェイクラッチ５０を
介して、後輪５２を回転させる。これによって、電動ア
シスト自転車３０が走行する。なお、ワンウェイクラッ
チ４０，４６，５０は、電動アシスト自転車３０が前進
する方向にのみ、動力を伝達するクラッチである。減速
機４２は、ギヤ比によって回転数を落とすものである。
動力伝達手段４８は、チェーン、駆動軸、ベルト等であ
る。
【００２４】図４及び図５は、合力装置４４の構成を示
す概略図である。以下、図３乃至図５に基づき説明す
る。
す概略図である。以下、図３乃至図５に基づき説明す
る。
【００２５】合力装置４４は、構造的にはオルダム軸継
手にやや類似している。すなわち、合力装置４４は、踏
力ＦL を伝達するペダル側軸６０L に固着された回転板
６２L と、モータ駆動力ＦM を伝達するモータ側軸６０
M に固着された回転板６２Mと、回転板６０L ，６０M
に間隙をもって挟持された中間板６４と、回転板６
０L ，６０M に形成された斜面状カム６６L ，６６
M と、斜面状カム６６L ，６６M に噛合するとともに中
間板６４に形成された斜面６８L ，６８M と、中間板６
４の周端６４ａを図示しない転動体を介して摺動自在に
嵌挿させる摺動凹部７０と、摺動凹部７０を互いに逆方
向に付勢する圧縮ばね７２L ，７２M と、圧縮ばね７２
L ，７２M を固定する固定部７４L ，７４M とを備えた
構造となっている。したがって、斜面状カム６６L は、
中間板６４を回転させる力Ｐと中間板６４を軸方向へ移
動させる力ｐとに踏力ＦL を分力して、斜面６８L へ伝
達する。同様に、斜面状カム６６M は、中間板６４を回
転させる力Ｍと中間板６４を軸方向へ移動させる力ｍと
にモータ駆動力ＦM を分力して、斜面６８M へ伝達す
る。
手にやや類似している。すなわち、合力装置４４は、踏
力ＦL を伝達するペダル側軸６０L に固着された回転板
６２L と、モータ駆動力ＦM を伝達するモータ側軸６０
M に固着された回転板６２Mと、回転板６０L ，６０M
に間隙をもって挟持された中間板６４と、回転板６
０L ，６０M に形成された斜面状カム６６L ，６６
M と、斜面状カム６６L ，６６M に噛合するとともに中
間板６４に形成された斜面６８L ，６８M と、中間板６
４の周端６４ａを図示しない転動体を介して摺動自在に
嵌挿させる摺動凹部７０と、摺動凹部７０を互いに逆方
向に付勢する圧縮ばね７２L ，７２M と、圧縮ばね７２
L ，７２M を固定する固定部７４L ，７４M とを備えた
構造となっている。したがって、斜面状カム６６L は、
中間板６４を回転させる力Ｐと中間板６４を軸方向へ移
動させる力ｐとに踏力ＦL を分力して、斜面６８L へ伝
達する。同様に、斜面状カム６６M は、中間板６４を回
転させる力Ｍと中間板６４を軸方向へ移動させる力ｍと
にモータ駆動力ＦM を分力して、斜面６８M へ伝達す
る。
【００２６】直線型ポテンショメータ７６は、直流定電
圧Ｖccが印加された抵抗体７６１と、摺動凹部７０に固
着された可動接点７６２とからなる。直線型ポテンショ
メータ７６からは、抵抗体７６１上の可動接点７６２の
位置によって決まる電圧ＶLが出力される。
圧Ｖccが印加された抵抗体７６１と、摺動凹部７０に固
着された可動接点７６２とからなる。直線型ポテンショ
メータ７６からは、抵抗体７６１上の可動接点７６２の
位置によって決まる電圧ＶLが出力される。
【００２７】圧縮ばね７２L ，７２M は、同一の材質及
び構造となっている。そのため、ＦM ＝ＦL であればｍ
＝ｐとなるので、中間板６４は回転板６０L ，６０M の
ちょうど中央に位置する（図４）。また、ＦM ＜ＦL で
なればとｍ＜ｐとなるので、中間板６４は、圧縮ばね７
２M の付勢力と釣り合う位置まで、回転板６０M 側に移
動する（図５）。これとは逆に、ＦM ＞ＦL でなればｍ
＞ｐとなるので、中間板６４は、圧縮ばね７２L の付勢
力と釣り合う位置まで、回転板６０L 側へ移動する（図
示せず）。
び構造となっている。そのため、ＦM ＝ＦL であればｍ
＝ｐとなるので、中間板６４は回転板６０L ，６０M の
ちょうど中央に位置する（図４）。また、ＦM ＜ＦL で
なればとｍ＜ｐとなるので、中間板６４は、圧縮ばね７
２M の付勢力と釣り合う位置まで、回転板６０M 側に移
動する（図５）。これとは逆に、ＦM ＞ＦL でなればｍ
＞ｐとなるので、中間板６４は、圧縮ばね７２L の付勢
力と釣り合う位置まで、回転板６０L 側へ移動する（図
示せず）。
【００２８】このとき、中間板６４とともに可動接点７
６２が移動することにより、モータ駆動力ＦM と踏力Ｆ
L との大小関係に対応して、電圧ＶL が直線型ポテンシ
ョメータ７６から制御回路２２（図３）へ出力される。
制御回路２２は、例えばアシスト比ηが常に１以下とな
るように、すなわち常にＦM ≦ＦL となるように、駆動
回路１６（図３）を制御する。換言すると、直線型ポテ
ンショメータ７６は、モータ駆動力ＦM と踏力ＦL との
比を検出する、一種の踏力センサとして動作する。した
がって、制御回路２２は、直線型ポテンショメータ７６
のみを用いて駆動回路１６を制御することもできるし、
踏力センサ１８（図３）のみを用いて駆動回路１６を制
御することもできる。
６２が移動することにより、モータ駆動力ＦM と踏力Ｆ
L との大小関係に対応して、電圧ＶL が直線型ポテンシ
ョメータ７６から制御回路２２（図３）へ出力される。
制御回路２２は、例えばアシスト比ηが常に１以下とな
るように、すなわち常にＦM ≦ＦL となるように、駆動
回路１６（図３）を制御する。換言すると、直線型ポテ
ンショメータ７６は、モータ駆動力ＦM と踏力ＦL との
比を検出する、一種の踏力センサとして動作する。した
がって、制御回路２２は、直線型ポテンショメータ７６
のみを用いて駆動回路１６を制御することもできるし、
踏力センサ１８（図３）のみを用いて駆動回路１６を制
御することもできる。
【００２９】図６はモータ制御装置１０の動作の一例を
示すフローチャートである。以下、図１乃至図６に基づ
き、制御回路２２の動作を中心に説明する。
示すフローチャートである。以下、図１乃至図６に基づ
き、制御回路２２の動作を中心に説明する。
【００３０】運転者が図示しないメインスイッチをオン
にすると、図６に示す動作が始まる（ステップ１０
１）。まず、Ａ＝０とし（ステップ１０２）、踏力
ＦL 、車速ｖ及び握力ＦH を入力し、踏力ＦL が一定
値ＦLT以下、車速ｖが一定値ｖT 以下、握力ＦH が
一定値ＦHT以上、という三つの条件が全て揃うと（ステ
ップ１０３〜１０５）、握力ＦH に応じた車速ｖになる
ように駆動回路１６を制御する手押し走行制御を実行す
る（ステップ１０６）。続いて、Ａ＝１とし（ステップ
１０７）、ステップ１０３へ戻る。
にすると、図６に示す動作が始まる（ステップ１０
１）。まず、Ａ＝０とし（ステップ１０２）、踏力
ＦL 、車速ｖ及び握力ＦH を入力し、踏力ＦL が一定
値ＦLT以下、車速ｖが一定値ｖT 以下、握力ＦH が
一定値ＦHT以上、という三つの条件が全て揃うと（ステ
ップ１０３〜１０５）、握力ＦH に応じた車速ｖになる
ように駆動回路１６を制御する手押し走行制御を実行す
る（ステップ１０６）。続いて、Ａ＝１とし（ステップ
１０７）、ステップ１０３へ戻る。
【００３１】一方、〜のうち一つでも満たさない条
件があれば、踏力ＦL が一定値Ｆ1以上かつ握力ＦH が
一定値Ｆ2 以上か否かを判断する（ステップ１０８）。
ＦL＞Ｆ1 かつＦH ＞Ｆ2 であれば、何らかの理由によ
り踏力ＦL 及び握力ＦH が同時に加わっているので、重
複処理を実行し（ステップ１０９）、ステップ１０３へ
戻る。ステップ１０９の重複処理方法には、次のような
ものがある。1)走行用モータ１２をオフとし、踏力ＦL
又は握力ＦH のどちらか一方になるまで、その状態を保
持する。2)メインスイッチをオフしないと再始動しない
等の、フェール処理を実行する。3)走行用モータ１２を
超低レベル出力で駆動する等の、専用の制御を実行す
る。
件があれば、踏力ＦL が一定値Ｆ1以上かつ握力ＦH が
一定値Ｆ2 以上か否かを判断する（ステップ１０８）。
ＦL＞Ｆ1 かつＦH ＞Ｆ2 であれば、何らかの理由によ
り踏力ＦL 及び握力ＦH が同時に加わっているので、重
複処理を実行し（ステップ１０９）、ステップ１０３へ
戻る。ステップ１０９の重複処理方法には、次のような
ものがある。1)走行用モータ１２をオフとし、踏力ＦL
又は握力ＦH のどちらか一方になるまで、その状態を保
持する。2)メインスイッチをオフしないと再始動しない
等の、フェール処理を実行する。3)走行用モータ１２を
超低レベル出力で駆動する等の、専用の制御を実行す
る。
【００３２】ステップ１０８において、ＦL ＞Ｆ1 かつ
ＦH ＞Ｆ2 でなければ、Ａ＝１であるか否かを判断する
（ステップ１１０）。Ａ＝１でなければそのまま、Ａ＝
１であれば手押し走行制御を停止して（ステップ１１
１）、通常の踏力走行制御を実行し（ステップ１１
２）、ステップ１０２へ戻る。以上の動作は、メインス
イッチがオフとなるまで続けられる。
ＦH ＞Ｆ2 でなければ、Ａ＝１であるか否かを判断する
（ステップ１１０）。Ａ＝１でなければそのまま、Ａ＝
１であれば手押し走行制御を停止して（ステップ１１
１）、通常の踏力走行制御を実行し（ステップ１１
２）、ステップ１０２へ戻る。以上の動作は、メインス
イッチがオフとなるまで続けられる。
【００３３】また、ステップ１０６において、〜の
三つの条件が一定時間継続して揃った場合に、手押し走
行制御を実行するようにしてもよい。この場合は、〜
の三つの条件が瞬間的に揃っても、瞬間的に手押し走
行制御を実行することがないので、動作を安定化でき
る。一定時間が継続したか否かは、制御回路２２に内蔵
されているタイマによって判断する。
三つの条件が一定時間継続して揃った場合に、手押し走
行制御を実行するようにしてもよい。この場合は、〜
の三つの条件が瞬間的に揃っても、瞬間的に手押し走
行制御を実行することがないので、動作を安定化でき
る。一定時間が継続したか否かは、制御回路２２に内蔵
されているタイマによって判断する。
【００３４】図７及び図８は、モータ制御装置１０の手
押し走行制御における握力ＦH と車速ｖとの関係を示す
グラフである。以下、これらの図面に基づき説明する。
押し走行制御における握力ＦH と車速ｖとの関係を示す
グラフである。以下、これらの図面に基づき説明する。
【００３５】関係ｂ１は、握力ＦH がＦHTからＦHHまで
は、車速ｖが握力ＦH に比例して増加し、握力ＦH がＦ
HHを越えると、車速ｖが握力ＦH に関係なく一定にな
る。関係ｂ２は、握力ＦH がＦHTを越えると、握力ＦH
に関係なく一定の車速ｖが得られる。関係ｂ３は、握力
ＦH の増加に対応して、車速ｖが微増→激増→微増→と
曲線的に変化する。関係ｂ４は、握力ＦH に比例して車
速ｖが増加する。関係ｂ５は、握力ＦH の増加に対応し
て、車速ｖが階段状に増加する。
は、車速ｖが握力ＦH に比例して増加し、握力ＦH がＦ
HHを越えると、車速ｖが握力ＦH に関係なく一定にな
る。関係ｂ２は、握力ＦH がＦHTを越えると、握力ＦH
に関係なく一定の車速ｖが得られる。関係ｂ３は、握力
ＦH の増加に対応して、車速ｖが微増→激増→微増→と
曲線的に変化する。関係ｂ４は、握力ＦH に比例して車
速ｖが増加する。関係ｂ５は、握力ＦH の増加に対応し
て、車速ｖが階段状に増加する。
【００３６】図９は、モータ制御装置１０の手押し走行
制御を示すタイムチャートであり、図９[i] は踏力
ＦL 、図９[ii]は車速ｖ、図９[iii] は握力ＦH 、図９
[iv]はモータ電流ｉ、図９[v] は、ブレーキスイッチ２
６（図１又は図３参照）をそれぞれ示す。以下、この図
面に基づき説明する。
制御を示すタイムチャートであり、図９[i] は踏力
ＦL 、図９[ii]は車速ｖ、図９[iii] は握力ＦH 、図９
[iv]はモータ電流ｉ、図９[v] は、ブレーキスイッチ２
６（図１又は図３参照）をそれぞれ示す。以下、この図
面に基づき説明する。
【００３７】（Ａ）は、ＦH ＞ＦHTの領域において、
踏力ＦL が一定値ＦLT以下、車速ｖが一定値ｖT 以
下、握力ＦH が一定値ＦHT以上、という三つの条件が
全て揃うので、モータ電流ｉが流れる場合である。
（Ｂ）は、ｖ＞ｖT すなわちの条件を満たさなくなっ
たので、モータ電流ｉが遮断される場合である。（Ｃ）
は、ＦL ＞ＦLTすなわちの条件を満たさなくなったの
で、モータ電流ｉが遮断される場合である。（Ｄ）は、
ブレーキスイッチ２６がオンとなることにより、モータ
電流ｉが遮断される場合である。
踏力ＦL が一定値ＦLT以下、車速ｖが一定値ｖT 以
下、握力ＦH が一定値ＦHT以上、という三つの条件が
全て揃うので、モータ電流ｉが流れる場合である。
（Ｂ）は、ｖ＞ｖT すなわちの条件を満たさなくなっ
たので、モータ電流ｉが遮断される場合である。（Ｃ）
は、ＦL ＞ＦLTすなわちの条件を満たさなくなったの
で、モータ電流ｉが遮断される場合である。（Ｄ）は、
ブレーキスイッチ２６がオンとなることにより、モータ
電流ｉが遮断される場合である。
【００３８】なお、本発明は、いうまでもなく、上記実
施形態に限定されない。例えば、本発明に係るモータ制
御装置は、電動アシスト自転車に限らず、電動アシスト
車椅子、電動アシストカーゴ等にも適用することができ
る。
施形態に限定されない。例えば、本発明に係るモータ制
御装置は、電動アシスト自転車に限らず、電動アシスト
車椅子、電動アシストカーゴ等にも適用することができ
る。
【００３９】
【発明の効果】請求項１，２，３又は４記載の本発明に
係るモータ制御装置によれば、手押し走行において、
踏力が一定値以下、車速が一定値以下、握力が一定
値以上、という三つの条件が揃うと、走行用モータを駆
動するようにしたので、車速が一定値以下であれば車速
が零であっても走行用モータのパワーアシストを得るこ
とができる。したがって、車速が一定値になるまで電動
アシスト自転車を押して勢いを付ける手間を省くことが
でき、特に上り坂での労力を大幅に軽減できる。また、
車速が一定値以上になると、すなわち条件が満たされ
なくなると、走行用モータのパワーアシストが得られな
くなるので、下り坂で速くなり過ぎることも防止でき
る。
係るモータ制御装置によれば、手押し走行において、
踏力が一定値以下、車速が一定値以下、握力が一定
値以上、という三つの条件が揃うと、走行用モータを駆
動するようにしたので、車速が一定値以下であれば車速
が零であっても走行用モータのパワーアシストを得るこ
とができる。したがって、車速が一定値になるまで電動
アシスト自転車を押して勢いを付ける手間を省くことが
でき、特に上り坂での労力を大幅に軽減できる。また、
車速が一定値以上になると、すなわち条件が満たされ
なくなると、走行用モータのパワーアシストが得られな
くなるので、下り坂で速くなり過ぎることも防止でき
る。
【００４０】請求項２，３又は４記載の本発明に係るモ
ータ制御装置によれば、握力に応じた車速になるように
走行用モータを駆動するので、運転者が握力を加減する
ことにより、その握力に応じた所望の車速を得ることが
できる。
ータ制御装置によれば、握力に応じた車速になるように
走行用モータを駆動するので、運転者が握力を加減する
ことにより、その握力に応じた所望の車速を得ることが
できる。
【図１】本発明に係るモータ制御装置の一実施形態にお
ける、基本的構成を示す機能ブロック図である。
ける、基本的構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１のモータ制御装置を組み込んだ電動アシス
ト自転車の外観図である。
ト自転車の外観図である。
【図３】図２の電動アシスト自転車の機能ブロック図で
ある。
ある。
【図４】図２の電動アシスト自転車における合力装置の
構成を示す概略図である。
構成を示す概略図である。
【図５】図２の電動アシスト自転車における合力装置の
構成を示す概略図である。
構成を示す概略図である。
【図６】図３のモータ制御装置の動作の一例を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】図３のモータ制御装置の手押し走行制御におけ
る握力と車速との関係を示すグラフである。
る握力と車速との関係を示すグラフである。
【図８】図３のモータ制御装置の手押し走行制御におけ
る握力と車速との関係を示すグラフである。
る握力と車速との関係を示すグラフである。
【図９】図３のモータ制御装置の手押し走行制御を示す
タイムチャートであり、図９[i] は踏力、図９[ii]は車
速、図９[iii] は握力、図９[iv]はモータ電流、図９
[v] は、ブレーキスイッチをそれぞれ示す。
タイムチャートであり、図９[i] は踏力、図９[ii]は車
速、図９[iii] は握力、図９[iv]はモータ電流、図９
[v] は、ブレーキスイッチをそれぞれ示す。
【図１０】従来のモータ制御装置の動作における、時間
と駆動力との関係を示すグラフである。
と駆動力との関係を示すグラフである。
【図１１】従来のモータ制御装置の動作における、車速
とアシスト比との関係を示すグラフである。
とアシスト比との関係を示すグラフである。
１０ モータ制御装置 １２ 走行用モータ １４ 電池 １６ 駆動回路 １８ 踏力センサ ２０ 車速センサ ２２ 制御回路 ２４ 握力センサ ２６ ブレーキスイッチ ２８ 手押し用スイッチ ３０ 電動アシスト自転車 ＦL 踏力 ＦH 握力 ｖ 車速
Claims (4)
- 【請求項１】 走行用モータへ電池の電力を供給する駆
動回路と、ペダルでの踏力を検出する踏力センサと、こ
の踏力センサで検出された踏力に基づき前記駆動回路を
制御する制御回路とを備えた、電動アシスト自転車のモ
ータ制御装置において、 運転者の握力を検出する握力センサと、車速を検出する
車速センサとが付設され、 前記制御回路は、前記踏力センサで検出された踏力が一
定値以下、かつ前記車速センサで検出された車速が一定
値以下、かつ前記握力センサで検出された握力が一定値
以上の場合に、前記車速が一定になるように前記駆動回
路を制御する機能を有する、 ことを特徴とする電動アシスト自転車のモータ制御装
置。 - 【請求項２】 走行用モータへ電池の電力を供給する駆
動回路と、ペダルでの踏力を検出する踏力センサと、こ
の踏力センサで検出された踏力に基づき前記駆動回路を
制御する制御回路とを備えた、電動アシスト自転車のモ
ータ制御装置において、 運転者の握力を検出する握力センサと、車速を検出する
車速センサとが付設され、 前記制御回路は、前記踏力センサで検出された踏力が一
定値以下、かつ前記車速センサで検出された車速が一定
値以下、かつ前記握力センサで検出された握力が一定値
以上の場合に、当該握力に応じた前記車速になるように
前記駆動回路を制御する機能を有する、 ことを特徴とする電動アシスト自転車のモータ制御装
置。 - 【請求項３】 手動で動作するブレーキスイッチが付設
され、 前記制御回路は、当該ブレーキスイッチがオンになる
と、前記走行用モータが必ず停止するように前記駆動回
路を制御する機能を有する、請求項１又は２記載の電動
アシスト自転車のモータ制御装置。 - 【請求項４】 前記制御回路は、前記踏力センサで検出
された踏力が一定値以下、かつ前記車速センサで検出さ
れた車速が一定値以下、かつ前記握力センサで検出され
た握力が一定値以上の場合に、その状態が一定時間継続
した後に前記駆動回路を制御する、請求項１又は２記載
の電動アシスト自転車のモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8247091A JPH1067378A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 電動アシスト自転車のモータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8247091A JPH1067378A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 電動アシスト自転車のモータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1067378A true JPH1067378A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=17158304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8247091A Withdrawn JPH1067378A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 電動アシスト自転車のモータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1067378A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1009647C2 (nl) * | 1998-07-13 | 2000-01-18 | Giant Mfg Co | Elektrisch aangedreven rijwiel. |
| JP2000085675A (ja) * | 1998-09-09 | 2000-03-28 | Suzuki Motor Corp | 電動補助自転車 |
| JP2000095179A (ja) * | 1998-09-21 | 2000-04-04 | Suzuki Motor Corp | 電動補助自転車 |
| KR101223421B1 (ko) * | 2011-03-30 | 2013-01-17 | 창원대학교 산학협력단 | 레저용 하이브리드 자전거 |
| JP2015514627A (ja) * | 2012-04-23 | 2015-05-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | ペダル駆動式車両の制御方法及び装置 |
| JP2019177719A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動自転車及び電動自転車の制御方法 |
-
1996
- 1996-08-29 JP JP8247091A patent/JPH1067378A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1009647C2 (nl) * | 1998-07-13 | 2000-01-18 | Giant Mfg Co | Elektrisch aangedreven rijwiel. |
| JP2000085675A (ja) * | 1998-09-09 | 2000-03-28 | Suzuki Motor Corp | 電動補助自転車 |
| JP2000095179A (ja) * | 1998-09-21 | 2000-04-04 | Suzuki Motor Corp | 電動補助自転車 |
| KR101223421B1 (ko) * | 2011-03-30 | 2013-01-17 | 창원대학교 산학협력단 | 레저용 하이브리드 자전거 |
| JP2015514627A (ja) * | 2012-04-23 | 2015-05-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | ペダル駆動式車両の制御方法及び装置 |
| US9834277B2 (en) | 2012-04-23 | 2017-12-05 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for controlling a pedal-operated vehicle |
| JP2019177719A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動自転車及び電動自転車の制御方法 |
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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: 20031104 |