JP2017043334A - Movable body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様は、速度制御装置を備える電動アシスト自転車などの移動体に関する。 One embodiment of the present invention relates to a moving object such as an electrically assisted bicycle including a speed control device.
従来、電動駆動ユニットが搭載された自転車などの移動体において、電動機の自起動領域を超える高速度域で走行した場合、電動機は発電機として動作し、回生動作となる。電動機が回生動作となっているときには、車輪の回転には負荷が生じ、搭乗者は走行に違和感を覚えることがある。これに対して、特許文献１には、電動機内部にワンウェイクラッチを搭載させた自転車について開示されている。この自転車では、電動機が回生動作しているときにはワンウェイクラッチにより電動機とロータとの連結が遮断されることで車輪の回転に対する負荷が開放され、これにより搭乗者は走行に違和感を覚えることがなくなる。また、特許文献２にも同様の技術が開示されている。 Conventionally, in a moving body such as a bicycle equipped with an electric drive unit, when the vehicle travels in a high speed range exceeding the self-starting range of the motor, the motor operates as a generator and performs a regenerative operation. When the electric motor is in a regenerative operation, a load is generated in the rotation of the wheel, and the passenger may feel uncomfortable with traveling. On the other hand, Patent Document 1 discloses a bicycle in which a one-way clutch is mounted inside an electric motor. In this bicycle, when the electric motor is performing a regenerative operation, the one-way clutch disconnects the connection between the electric motor and the rotor, thereby releasing the load on the rotation of the wheel, thereby preventing the passenger from feeling uncomfortable with traveling. Patent Document 2 also discloses a similar technique.
しかしながら、上記従来の構成の自転車では、構成が複雑になってしまい、耐久性及び重量増加などの課題が生じていた。 However, in the bicycle having the conventional configuration, the configuration is complicated, and problems such as durability and weight increase have occurred.
本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。 The present invention adopts the following means in order to solve the above problems. In the following description, in order to facilitate understanding of the invention, reference numerals and the like in the drawings are appended in parentheses, but each component of the present invention is not limited to these appendices. It should be construed broadly to the extent that contractors can technically understand.
本発明の一の手段は、
車輪と、
前記車輪の回転速度を検知するセンサ（速度センサ５０）と、
回転軸を有するロータを備え、与えられた電力で前記ロータを回転することで前記車輪に駆動力を与え、または前記車輪により前記ロータが回転されることで回生電力を発生するモータ（４０）と、
半波整流または全波整流により、印加電力を整流して前記モータに電力を与え、または前記モータで発生した前記回生電力を整流する整流回路（６０）と、
前記センサの検出結果に基づき、前記整流回路の半波整流または全波整流の動作を切り替える制御部（１０）と、
前記整流回路に電力を与え、または前記整流回路により整流された前記回生電力により充電されるバッテリ（３０）と、を備える
移動体（自転車）である。
One means of the present invention is to
Wheels,
A sensor (speed sensor 50) for detecting the rotational speed of the wheel;
A motor (40) provided with a rotor having a rotating shaft, and applying a driving force to the wheel by rotating the rotor with a given electric power, or generating a regenerative electric power by rotating the rotor by the wheel; ,
A rectification circuit (60) for rectifying the applied power by half-wave rectification or full-wave rectification to supply power to the motor or rectifying the regenerative power generated by the motor;
Based on the detection result of the sensor, a control unit (10) for switching the operation of half-wave rectification or full-wave rectification of the rectifier circuit;
A battery (30) that supplies power to the rectifier circuit or is charged by the regenerative power rectified by the rectifier circuit.
上記構成の移動体（自転車）によれば、モータに印加する電力を生成するための整流方式を、半波整流または全波整流に切り替えることが可能となる。これにより、例えば、高速度域では車輪に回転負荷が生じにくい半波整流方式で整流された電力をモータに印加するよう制御することなどが可能となり、回生動作時であっても違和感のない走行が可能な移動体を提供することができる。 According to the mobile body (bicycle) having the above-described configuration, the rectification method for generating electric power to be applied to the motor can be switched to half-wave rectification or full-wave rectification. As a result, for example, it is possible to control the motor to apply electric power rectified by a half-wave rectification method in which a rotational load is unlikely to occur on a wheel in a high speed range, and driving without a sense of incongruity even during regenerative operation. It is possible to provide a movable body capable of performing the above.
上記移動体（自転車）において、好ましくは、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づき、移動速度が所定の速度より速くなった場合に前記整流回路の動作を全波整流から半波整流に切り替える。
In the mobile body (bicycle), preferably,
The controller switches the operation of the rectifier circuit from full wave rectification to half wave rectification when the moving speed becomes faster than a predetermined speed based on the detection result of the sensor.
上記構成の移動体（自転車）によれば、高速度域では、モータに与える電力を、全波整流から半波整流で整流された電力に切り替えるように制御部が制御する。これにより、高速度域においても、搭乗者が違和感を覚えることなく移動体（自転車）を走行させることが可能となる。 According to the moving body (bicycle) having the above configuration, in the high speed range, the control unit controls the power supplied to the motor to be switched from full-wave rectification to half-wave rectified power. Thereby, even in a high speed range, it becomes possible for the occupant to travel the moving body (bicycle) without feeling uncomfortable.
上記移動体（自転車）において、好ましくは、
前記所定の速度が２５ｋｍ／ｈ前後の速度である。
In the mobile body (bicycle), preferably,
The predetermined speed is a speed of around 25 km / h.
上記構成の移動体（自転車）によれば、移動体の速度が２５ｋｍ／ｈよりも速いときに、モータに与える電力を全波整流から半波整流に切り替える制御を行う構成としているため、２５ｋｍ／ｈの速度において、搭乗者が違和感を覚えることなく移動体（自転車）を走行させることが可能となる。 According to the mobile body (bicycle) having the above-described configuration, when the speed of the mobile body is faster than 25 km / h, the power applied to the motor is controlled to be switched from full wave rectification to half wave rectification. At a speed of h, it becomes possible for the passenger to travel the moving body (bicycle) without feeling uncomfortable.
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
（１）自転車の構成例
（２）電動駆動ユニットにおける動作例
２．補足事項
An embodiment according to the present invention will be specifically described according to the following configuration with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example of the present invention and does not limit the technical scope of the present invention. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the description may be abbreviate | omitted.
1. Embodiment (1) Bicycle configuration example (2) Operation example in electric drive unit Supplementary matter
＜１．実施形態＞
本実施形態の電動アシスト自転車は、電動駆動ユニットがモータに印加する電力の整流方式を全波整流方式と半波整流方式とで切り替え可能に構成されており、自転車が高速で動作しているときには半波整流方式で動作するよう制御している点に特徴がある。以下、本実施形態の電動アシスト自転車について、図面を参照しながら具体的に説明する。
<1. Embodiment>
The electric assist bicycle according to the present embodiment is configured to be able to switch the rectification method of electric power applied to the motor by the electric drive unit between the full wave rectification method and the half wave rectification method, and when the bicycle is operating at high speed. It is characterized in that it is controlled to operate in a half-wave rectification system. Hereinafter, the electrically assisted bicycle of the present embodiment will be specifically described with reference to the drawings.
＜（１）自転車の構成例＞
図１は、本実施形態の電動アシスト自転車の外観を示す図である。図２は、本実施形態の電動アシスト自転車における特徴部分である電動駆動ユニット部分の機能的構成を示す図である。図１及び図２に示されるように、本実施形態の電動アシスト自転車の電動駆動ユニットは、特徴的な構成として、制御部１０、トルクセンサ２０、バッテリ３０、モータ４０、速度センサ５０、及び整流回路６０を含んで構成される。本実施形態の電動アシスト自転車は、これらの特徴的な構成以外にも、車輪、車体、ペダル、およびチェーンなどの、通常の電動アシスト自転車が備える構成を備えているが、本発明の特徴部分ではないためこれらの構成については説明を省略する。
<(1) Bicycle configuration example>
FIG. 1 is a diagram illustrating an external appearance of the electrically assisted bicycle according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of an electric drive unit portion that is a characteristic portion of the electric assist bicycle according to the present embodiment. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the electric drive unit of the electric assist bicycle according to the present embodiment is characterized by a control unit 10, a torque sensor 20, a battery 30, a motor 40, a speed sensor 50, and a rectifier. A circuit 60 is included. In addition to these characteristic configurations, the electrically assisted bicycle according to the present embodiment includes configurations included in a normal electrically assisted bicycle such as wheels, a vehicle body, a pedal, and a chain. Since there is no description, the description of these configurations is omitted.
＜トルクセンサ２０＞
トルクセンサ２０は、搭乗者が自転車のペダルに与えた踏力により発生するトルクを検出するよう構成され、図１に示されるようにフロントチェーンホイールの近傍などに配置される。トルクセンサは、検出したトルク情報（踏力情報）を制御部１０に出力する。なお、トルクセンサは、当該位置ではなく別の位置に配置されてもよいが、当該位置に配置すると、踏力が与えられる位置に近い位置でトルクを検出することとなり、より精度の高いトルクの検出が可能となるため好ましい。なお、トルクセンサは、ペダルに与えられた踏力をトルクとして検出する構成でも良いし、チェーンに与えられた力を検出するような構成であってもよい。
<Torque sensor 20>
The torque sensor 20 is configured to detect a torque generated by a pedaling force applied to a bicycle pedal by a passenger, and is disposed in the vicinity of the front chainwheel as shown in FIG. The torque sensor outputs the detected torque information (stepping force information) to the control unit 10. The torque sensor may be arranged at a different position instead of the position. However, when the torque sensor is arranged at the position, the torque is detected at a position close to the position where the pedal force is applied, and the torque is detected with higher accuracy. Is preferable. The torque sensor may be configured to detect a pedaling force applied to the pedal as a torque, or may be configured to detect a force applied to the chain.
＜バッテリ３０＞
バッテリ３０は、外部から与えられる電力により、またはモータ４０が回生動作する際の回生電力により充電されることで蓄電し、整流回路６０に対して放電することで電圧を印加するよう構成される。また、バッテリ３０は、制御部１０などの他の構成に対して電力を供給することもできる。バッテリ３０は、電動アシスト自転車における補助駆動力（電動アシスト力）を発生させるための電力源となる。
<Battery 30>
The battery 30 is configured to store electricity by being charged by externally applied electric power or by regenerative electric power when the motor 40 performs a regenerative operation, and to apply a voltage by discharging to the rectifier circuit 60. The battery 30 can also supply power to other components such as the control unit 10. The battery 30 is a power source for generating an auxiliary driving force (electric assist force) in the electrically assisted bicycle.
＜モータ４０＞
モータ４０は、図１に示されるように自転車の前輪の中心部分に配置される。モータ４０は、前輪に連結された回転軸を有するロータと、減速機を備える。本実施形態のモータ４０は、例えば、三相モータで構成される。モータ４０は、整流回路６０から印加された電圧（電力）によりロータを回転させ、これにより前輪の回転方向（推進方向）に人力に対する補助として駆動力を与えることで、前輪に対して補助駆動力を与えることができる。また、モータ４０は、回生動作の際、車輪の回転によりロータが回転することで回生電力を発生し、この回生電力を整流回路６０に出力する。モータ４０が回生動作に際には、前輪に対して制動力（ブレーキ力）が与えられる。モータ４０には、速度センサ５０が連結される。
<Motor 40>
As shown in FIG. 1, the motor 40 is disposed at the center of the front wheel of the bicycle. The motor 40 includes a rotor having a rotation shaft connected to the front wheels and a speed reducer. The motor 40 of this embodiment is comprised by a three-phase motor, for example. The motor 40 rotates the rotor by the voltage (electric power) applied from the rectifier circuit 60, thereby providing driving force as auxiliary to human power in the rotational direction (propulsion direction) of the front wheels, thereby assisting the front wheels. Can be given. Further, during the regenerative operation, the motor 40 generates regenerative power by rotating the rotor due to the rotation of the wheels, and outputs this regenerative power to the rectifier circuit 60. When the motor 40 is in a regenerative operation, a braking force (braking force) is applied to the front wheels. A speed sensor 50 is connected to the motor 40.
＜速度センサ５０＞
速度センサ５０は、モータ４０に連結されて配置され、モータ４０または前輪の回転速度（単位時間当たりの回転数）、または自転車の移動速度を検出する。自転車の移動速度は、前輪の回転速度に基づいて算出される。速度センサ５０は、検出した前輪の回転速度などの速度情報を制御部１０に出力する。なお、本実施形態において車輪の回転速度とは、単なる車輪の回転速度のみを指すものではなく、車輪の回転速度に基づき導出される自転車の速度をも含む。
<Speed sensor 50>
The speed sensor 50 is connected to the motor 40 and detects the rotation speed (the number of rotations per unit time) of the motor 40 or the front wheels or the movement speed of the bicycle. The moving speed of the bicycle is calculated based on the rotational speed of the front wheels. The speed sensor 50 outputs speed information such as the detected rotation speed of the front wheels to the control unit 10. In the present embodiment, the rotational speed of the wheel does not indicate only the rotational speed of the wheel, but also includes the speed of the bicycle derived based on the rotational speed of the wheel.
＜整流回路６０＞
整流回路６０は、バッテリ３０の近傍またはモータ４０の近傍などに配置され、印加された電力（電圧）を半波整流または全波整流のいずれかの方式で整流して出力するよう構成された電気回路である。整流回路６０は、制御部１０の制御によりその整流方式を半波整流または全波整流に切り替えられる。整流回路６０は、バッテリ３０から印加された電力を整流してモータ４０に電力を与え、またはモータ４０から印加された電力を整流してバッテリ３０に電力を与える。整流回路６０は、制御部１０の制御により、所定のデューティ（Ｄｕｔｙ）の電圧をモータ４０に対して印加する。
<Rectifier circuit 60>
The rectifier circuit 60 is arranged in the vicinity of the battery 30 or in the vicinity of the motor 40, and is configured to rectify and output applied power (voltage) by either half-wave rectification or full-wave rectification. Circuit. The rectification circuit 60 can be switched to half-wave rectification or full-wave rectification under the control of the control unit 10. The rectifier circuit 60 rectifies the power applied from the battery 30 and supplies power to the motor 40, or rectifies the power applied from the motor 40 and supplies power to the battery 30. The rectifier circuit 60 applies a voltage with a predetermined duty to the motor 40 under the control of the control unit 10.
＜制御部１０＞
制御部１０は、例えばトルクセンサ２０の近傍など、電動アシスト自転車の車体の任意の場所に配置され、電動アシスト自転車における各種制御を行うよう構成される。本実施形態の自転車では特に、制御部１０は、速度センサ５０から入力される速度情報に基づき、整流回路６０の動作方式を半波整流または全波整流のいずれかの方式とする。制御部１０は、例えば、速度センサ５０により示される電動アシスト自転車の速度情報が２５ｋｍ／ｈ未満の低速度域においては整流回路６０を全波整流で動作させ、速度情報が２５ｋｍ／ｈ以上の高速度域においては整流回路６０を半波整流で動作させる。
<Control unit 10>
The control unit 10 is disposed at an arbitrary position on the body of the electrically assisted bicycle, for example, in the vicinity of the torque sensor 20, and is configured to perform various controls in the electrically assisted bicycle. Particularly in the bicycle according to the present embodiment, the control unit 10 sets the operation method of the rectifier circuit 60 to either half-wave rectification or full-wave rectification based on the speed information input from the speed sensor 50. For example, the control unit 10 operates the rectifier circuit 60 by full-wave rectification in a low-speed range where the speed information of the electrically assisted bicycle indicated by the speed sensor 50 is less than 25 km / h, and the speed information is higher than 25 km / h. In the speed range, the rectifier circuit 60 is operated by half-wave rectification.
＜（２）電動駆動ユニットにおける動作例＞
ここで、上記のような構成を備える本実施形態の電動アシスト自転車の電動駆動ユニットにおける動作例について、図３〜図６を参照しながら説明する。図３は、本実施形態の電動駆動ユニットの動作例を示すフローチャートである。
<(2) Example of operation in electric drive unit>
Here, an operation example in the electric drive unit of the electric assist bicycle according to the present embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing an operation example of the electric drive unit of the present embodiment.
＜Ｓ１００〜Ｓ１２０＞
搭乗者の操作により、または搭乗者が電動アシスト自転車に搭乗したときに自動的に、電動駆動ユニットが始動すると（Ｓ１００）、制御部１０はトルクセンサ２０により検出されるトルクを確認する（Ｓ１１０）。ここで、検出されるトルクが０であれば、すなわち、搭乗者がペダルを踏み込んでいなければ（Ｓ１２０でＮ）、Ｓ１１０からのトルク検出処理が繰り返される。
<S100 to S120>
When the electric drive unit is started automatically by the operation of the passenger or when the passenger gets on the electric assist bicycle (S100), the control unit 10 confirms the torque detected by the torque sensor 20 (S110). . Here, if the detected torque is 0, that is, if the passenger has not stepped on the pedal (N in S120), the torque detection process from S110 is repeated.
＜Ｓ１３０〜Ｓ１６０＞
一方で、検出されるトルクが０でない、すなわち、搭乗者がペダルを踏み込んで自転車に動力を与えていたら（Ｓ１２０でＹ）、制御部１０は、モータ４０を起動させる（ＯＮにする）（Ｓ１３０）。さらに、制御部１０は検出されるトルクを確認し（Ｓ１４０）、検出されるトルクが０であるか否かを確認する（Ｓ１５０）。ここで、検出されるトルクが０であれば（Ｓ１５０でＮ）、制御部１０はモータ４０を停止させ（ＯＦＦにして）（Ｓ１６０）、Ｓ１１０からの処理を繰り返す。
<S130 to S160>
On the other hand, if the detected torque is not 0, that is, if the passenger depresses the pedal to apply power to the bicycle (Y in S120), the control unit 10 activates (turns on) the motor 40 (S130). ). Further, the control unit 10 confirms the detected torque (S140), and confirms whether or not the detected torque is 0 (S150). If the detected torque is 0 (N in S150), the control unit 10 stops the motor 40 (turns it OFF) (S160), and repeats the processing from S110.
＜Ｓ１７０〜Ｓ１８０＞
一方、検出されるトルクが０ではなく、何らかのトルクが検出されると（Ｓ１５０でＹ）、制御部１０は速度センサ５０により検出される車輪の回転速度から、自転車の移動速度を算出する（Ｓ１７０）。そして、制御部１０は、検出された自転車の速度情報が２５ｋｍ／ｈより速い値を示しているか否かを確認する（Ｓ１８０）。
<S170 to S180>
On the other hand, if the detected torque is not 0 but any torque is detected (Y in S150), the control unit 10 calculates the moving speed of the bicycle from the rotational speed of the wheel detected by the speed sensor 50 (S170). ). Then, the control unit 10 checks whether or not the detected bicycle speed information indicates a value faster than 25 km / h (S180).
＜Ｓ１９０＞
検出された自転車の速度が２５ｋｍ／ｈであるか、またはこれより遅ければ（Ｓ１８０でＮ）、制御部１０は、整流回路６０の動作を全波整流動作にする（Ｓ１９０）。
<S190>
If the detected speed of the bicycle is 25 km / h or slower (N in S180), the control unit 10 sets the operation of the rectifier circuit 60 to the full-wave rectification operation (S190).
＜Ｓ２００＞
一方で、検出された自転車の速度が２５ｋｍ／ｈより速ければ（Ｓ１８０でＹ）、制御部１０は、整流回路６０の動作を半波整流動作にする（Ｓ２００）。
<S200>
On the other hand, if the detected speed of the bicycle is higher than 25 km / h (Y in S180), the control unit 10 changes the operation of the rectifier circuit 60 to a half-wave rectification operation (S200).
すなわち、制御部１０は、電動アシスト自転車の速度が２５ｋｍ／ｈより速ければ整流回路６０を半波整流動作にし、そうでなければ整流回路６０を全波整流動作にする。つまり、制御部１０は、電動アシスト自転車の速度が２５ｋｍ／ｈを超えたタイミングで、整流回路６０の動作を全波整流から半波整流に切り替え、電動アシスト自転車の速度が２５ｋｍ／ｈを超えた速度から２５ｋｍ／ｈ以下の速度になったタイミングで、整流回路６０の動作を半波整流から全波整流に切り替える。 That is, the control unit 10 causes the rectifier circuit 60 to perform a half-wave rectification operation if the speed of the electrically assisted bicycle is higher than 25 km / h, and otherwise causes the rectifier circuit 60 to perform a full-wave rectification operation. That is, the control unit 10 switches the operation of the rectifier circuit 60 from full wave rectification to half wave rectification at the timing when the speed of the electrically assisted bicycle exceeds 25 km / h, and the speed of the electrically assisted bicycle exceeds 25 km / h. The operation of the rectifier circuit 60 is switched from half-wave rectification to full-wave rectification at a timing when the speed becomes 25 km / h or less from the speed.
＜Ｓ２１０＞
Ｓ１９０またはＳ２００の処理の後、制御部１０は、トルクセンサ２０により検出されたトルク、及び速度センサ５０により検出された速度に基づき、モータ４０に対して与える電圧（電力）のデューティ（Ｄｕｔｙ）を決定して（Ｓ２１０）、Ｓ１１０の処理に戻る。
<S210>
After the process of S190 or S200, the control unit 10 sets the duty of the voltage (electric power) to be applied to the motor 40 based on the torque detected by the torque sensor 20 and the speed detected by the speed sensor 50. After determination (S210), the process returns to S110.
ここで、図４は、整流回路６０が全波整流で動作するときの波形を示す図である。図５は、整流回路６０が半波整流で動作するときの波形を示す図である。図４及び図５において、横軸は時間、縦軸は電圧または電流を示している。図４及び図５において、上図は電圧特性を示し、下図は電流特性を示している。図４及び図５から判るように、全波整流動作は印加電力を最大限に活用可能な動作であり、半波整流動作は全波整流動作に対して略１／２以下の電動特性となっている。 Here, FIG. 4 is a diagram showing waveforms when the rectifier circuit 60 operates in full-wave rectification. FIG. 5 is a diagram illustrating waveforms when the rectifier circuit 60 operates by half-wave rectification. 4 and 5, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates voltage or current. 4 and 5, the upper diagram shows voltage characteristics, and the lower diagram shows current characteristics. As can be seen from FIGS. 4 and 5, the full-wave rectification operation is an operation that can utilize the applied power to the maximum, and the half-wave rectification operation has an electric characteristic that is approximately 1/2 or less than the full-wave rectification operation. ing.
図６は、本実施形態の電動アシスト自転車における速度と、電動駆動ユニットによる発生トルクとの関係を示す図である。図６において、横軸は自転車の速度、縦軸は発生トルクを示している。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the speed in the electrically assisted bicycle of the present embodiment and the torque generated by the electrically driven unit. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the speed of the bicycle, and the vertical axis indicates the generated torque.
図６に示されるように、電動アシスト自転車では、速度が速くなるにつれて発生するトルクが低下していき、これにより自起動領域と発電領域との境界が決定される。自起動領域とは、与えられる電力によりモータが車輪に駆動力を与える領域であり、発電領域とは、モータに与えられる回転力によりモータが発電する領域である。そして、全波整流と半波整流とでは、その特性が異なり、半波整流の方が速度に対して発生するトルクが小さくなる。本実施形態では、自転車の速度が２５ｋｍ／ｈを超えるか否かで制御部１０が全波整流動作と半波整流動作とを切り替えているため、自転車が高速度域（２５ｋｍ／ｈを超える速度領域）で動作するときは、整流回路６０が半波整流動作で動作することとなる。そのため、高速度域ではモータに発生するトルクが弱くなり、これに伴い自起動領域が拡大することとなる。 As shown in FIG. 6, in the electrically assisted bicycle, the torque generated as the speed increases decreases, thereby determining the boundary between the self-activation region and the power generation region. The self-starting area is an area where the motor gives driving force to the wheels by the applied electric power, and the power generation area is an area where the motor generates electric power by the rotational force given to the motor. The characteristics of full-wave rectification and half-wave rectification are different, and half-wave rectification generates less torque with respect to speed. In the present embodiment, since the control unit 10 switches between the full-wave rectification operation and the half-wave rectification operation depending on whether or not the bicycle speed exceeds 25 km / h, the bicycle is in a high speed range (a speed exceeding 25 km / h). When operating in the region), the rectifier circuit 60 operates in a half-wave rectification operation. For this reason, the torque generated in the motor becomes weak in the high speed range, and the self-starting range is expanded accordingly.
ここで、モータが発電領域に入ると、モータが車輪の回転力により発電することとなるため、回生動作の際に車輪の回転に対する制動力が発生することとなり、これにより搭乗者は違和感を覚えることがある。そこで、上記のように、本実施形態の電動アシスト自転車では、高速度域において整流回路６０を半波整流動作とし、これにより自起動領域を拡大して、搭乗者が違和感を覚えることなく自転車を動作させることができるようにしている。このような構成とすることで、電動アシスト自転車にワンウェイクラッチなどを搭載することなく、制御方式の変更のみで、高速度域での電動特性を適切に変更可能となり、搭乗者が搭乗時に覚える違和感を抑制することが可能となる。 Here, when the motor enters the power generation area, the motor generates power by the rotational force of the wheels, so that a braking force against the rotation of the wheels is generated during the regenerative operation, which makes the passenger feel uncomfortable. Sometimes. Therefore, as described above, in the electrically assisted bicycle according to the present embodiment, the rectifier circuit 60 is set to a half-wave rectifying operation in the high speed region, thereby expanding the self-starting region so that the passenger does not feel uncomfortable. It can be operated. By adopting such a configuration, it is possible to appropriately change the electric characteristics in the high speed range only by changing the control method without installing a one-way clutch etc. on the electric assist bicycle, and the passenger feels strange when riding Can be suppressed.
＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
<2. Supplementary items>
The specific description of the embodiment of the present invention has been given above. The above description is merely an embodiment, and the scope of the present invention is not limited to this embodiment, but should be broadly interpreted to the extent that a person skilled in the art can grasp.
上記実施形態では、電動アシスト自転車を具体例として挙げて説明したが、本実施形態の自転車が備える電動駆動ユニットは必ずしも自転車にのみ適用されるものではなく、三輪車または四輪車などにも適用可能である。 In the above embodiment, the electric assist bicycle has been described as a specific example. However, the electric drive unit included in the bicycle according to the present embodiment is not necessarily applied only to the bicycle, and can also be applied to a tricycle or a four-wheel vehicle. It is.
また、上記実施形態では、一例として自転車の速度が２５ｋｍ／ｈを超えたことを基準に整流回路の動作方式を変化させたが、この基準速度は任意に変更可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the operation | movement system of the rectifier circuit was changed on the basis that the speed of the bicycle exceeded 25 km / h as an example, this reference speed can be changed arbitrarily.
また、上記実施形態では、モータ４０に連結された速度センサ５０を用いて車輪の回転速度を検出したが、別の構成により自転車の速度を検出する構成としてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the rotational speed of the wheel was detected using the speed sensor 50 connected with the motor 40, it is good also as a structure which detects the speed of a bicycle by another structure.
本発明は、電動アシスト自転車などとして好適に適用される。 The present invention is suitably applied as an electrically assisted bicycle.
１０…制御部
２０…トルクセンサ
３０…バッテリ
４０…モータ
５０…位置センサ
６０…整流回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Control part 20 ... Torque sensor 30 ... Battery 40 ... Motor 50 ... Position sensor 60 ... Rectification circuit
Claims (3)
前記車輪の回転速度を検知するセンサと、
回転軸を有するロータを備え、与えられた電力で前記ロータを回転することで前記車輪に駆動力を与え、または前記車輪により前記ロータが回転されることで回生電力を発生するモータと、
半波整流または全波整流により、印加電力を整流して前記モータに電力を与え、または前記モータで発生した前記回生電力を整流する整流回路と、
前記センサの検出結果に基づき、前記整流回路の半波整流または全波整流の動作を切り替える制御部と、
前記整流回路に電力を与え、または前記整流回路により整流された前記回生電力により充電されるバッテリと、を備える
移動体。 Wheels,
A sensor for detecting the rotational speed of the wheel;
A motor that includes a rotor having a rotation shaft, applies a driving force to the wheel by rotating the rotor with a given electric power, or generates regenerative electric power by rotating the rotor by the wheel;
A rectifier circuit that rectifies applied power by half-wave rectification or full-wave rectification to supply power to the motor, or rectifies the regenerative power generated by the motor;
Based on the detection result of the sensor, a controller that switches the operation of half-wave rectification or full-wave rectification of the rectifier circuit;
A battery that applies power to the rectifier circuit or is charged by the regenerative power rectified by the rectifier circuit.
請求項１に記載の移動体。 The moving body according to claim 1, wherein the control unit switches the operation of the rectifier circuit from full wave rectification to half wave rectification when a moving speed becomes faster than a predetermined speed based on a detection result of the sensor.
請求項２に記載の移動体。 The moving body according to claim 2, wherein the predetermined speed is a speed of around 25 km / h.
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| CN109278925A (en) * | 2018-09-26 | 2019-01-29 | 朱浩萱 | A kind of electric bicycle that can be generated electricity |
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-
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