JP2019089362A - Control device of drive mechanism for vehicles, and drive system for vehicles including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムに関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle drive mechanism, and a vehicle drive system including the same.
車両用駆動システムとして、例えば、特許文献1のシステムが知られている。この車両用駆動システムは、車両の推進をモータがアシストするときに、ワンウェイクラッチを介してモータの駆動力を伝達している。 As a drive system for vehicles, the system of patent documents 1 is known, for example. In this vehicle drive system, when the motor assists in the propulsion of the vehicle, the driving force of the motor is transmitted via the one-way clutch.
上記車両用駆動システムで使用されるワンウェイクラッチは、動力を伝達し始める場合に爪部材と係合面とが衝突して騒音が発生することがあり、改善の余地がある。
本発明の目的は、騒音を軽減できる車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムを提供することである。
In the one-way clutch used in the above-described vehicle drive system, when power transmission is started, the claw member may collide with the engagement surface to generate noise, and there is room for improvement.
An object of the present invention is to provide a control device for a vehicle drive mechanism capable of reducing noise, and a vehicle drive system including the same.
本発明の第1側面に従う車両用駆動機構の制御装置の一形態は、爪部材、および、前記爪部材と係合可能な係合面を有するワンウェイクラッチと、第1方向に回転することによって車両を駆動する駆動力を発生するモータと、を含む車両用駆動機構の制御装置であって、前記ワンウェイクラッチが動力を伝達していない状態で、前記モータを前記第1方向とは反対の第2方向に回転させて、前記爪部材と前記係合面とを近づけるように、前記モータを制御する制御部を含む。
前記第1側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、ワンウェイクラッチの爪部材と係合面とを近づけるため、ワンウェイクラッチの爪部材と係合面との衝突によって発生する騒音を軽減できる。また、ワンウェイクラッチに動力を伝達させる場合、爪部材と係合面とが係合して動力を伝達し始めるまでの時間が短くなる。
One mode of a control device for a vehicle drive mechanism according to a first aspect of the present invention comprises: a claw member; and a one-way clutch having an engagement surface engageable with the claw member; A control unit for a vehicle drive mechanism including a motor generating a driving force for driving the second motor, the second motor being opposite to the first direction when the one-way clutch is not transmitting power; The control part which controls the motor so that it rotates in a direction and approaches the said claw member and the said engagement surface is included.
According to the first aspect, the control device of the vehicle drive mechanism can reduce noise generated due to a collision between the claw member of the one-way clutch and the engagement surface because the claw member of the one-way clutch approaches the engagement surface. . In addition, when power is transmitted to the one-way clutch, the time until the claw member and the engagement surface engage and start transmitting power is shortened.
前記第1側面に従う第2側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記ワンウェイクラッチは、前記爪部材が設けられる第1回転体と、前記係合面が設けられる第2回転体と、を含み、前記爪部材と前記係合面とが係合することによって前記第1回転体と前記第2回転体との間で前記動力を伝達し、前記モータは、前記第1回転体および前記第2回転体の一方に前記駆動力を伝達する。
前記第2側面に従えば、ワンウェイクラッチは、第1回転体と第2回転体との間で動力を伝達できる。
In the controller of the second side vehicle drive mechanism according to the first side, the one-way clutch includes a first rotating body provided with the claw member and a second rotating body provided with the engagement surface. The power is transmitted between the first rotating body and the second rotating body by the engagement between the claw member and the engagement surface, and the motor is configured to include the first rotating body and the second rotating body. The driving force is transmitted to one of the rotating bodies.
According to the second aspect, the one-way clutch can transmit power between the first rotating body and the second rotating body.
前記第2側面に従う第3側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第2方向に回転させる場合、前記第1回転体および前記第2回転体の一方を、予め定める角度以上回転させないように前記モータを制御する。
前記第3側面に従えば、モータが第1回転体および第2回転体の一方を回転させ続けることを防ぐことができる。
In the control device for a vehicle drive mechanism of a third side according to the second aspect, the control unit, when rotating the motor in the second direction, one of the first rotating body and the second rotating body, The motor is controlled so as not to rotate more than a predetermined angle.
According to the third aspect, the motor can be prevented from continuing to rotate one of the first rotating body and the second rotating body.
前記第2または第3側面に従う第4側面の車両用駆動機構の制御装置は、前記第1回転体および前記第2回転体の少なくとも一方の回転状態を検出する第1検出部をさらに含む。
前記第4側面に従えば、第1検出部によって、第1回転体および第2回転体の少なくとも一方の回転状態を検出できる。
The control device of the fourth aspect of the vehicle drive mechanism according to the second or third aspect further includes a first detection unit that detects a rotational state of at least one of the first rotating body and the second rotating body.
According to the fourth aspect, the first detection unit can detect the rotational state of at least one of the first rotating body and the second rotating body.
前記第1〜第4側面のいずれか1つに従う第5側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第2方向に回転させる場合、前記爪部材と前記係合面とが係合するように前記モータを制御する。
前記第5側面に従えば、爪部材と係合面とが係合している状態で、ワンウェイクラッチが動力を伝達し始めることができるので、爪部材と係合面との衝突によって発生する騒音をさらに軽減できる。また、ワンウェイクラッチに動力を伝達させる場合、爪部材と係合面とが係合して動力を伝達し始めるまでの時間がさらに短くなる。
In the control device for a fifth aspect of the vehicle drive mechanism according to any one of the first to fourth aspects, the control unit is configured to engage the claw member when the motor is rotated in the second direction. The motor is controlled to engage with the surface.
According to the fifth aspect, since the one-way clutch can start transmitting power in a state where the claw member and the engagement surface are engaged, the noise generated by the collision between the claw member and the engagement surface Can be further reduced. Further, when power is transmitted to the one-way clutch, the time until the claw member and the engagement surface engage and start transmitting power is further shortened.
前記第1〜第5側面のいずれか1つに従う第6側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第2方向に回転させる場合、前記モータの出力トルクが予め定める値未満となるように前記モータを制御する。
前記第6側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、モータの出力トルクを予め定める値未満にするので、爪部材と係合面とにモータから与えられる負荷を抑制することができる。
In the control device for a vehicle drive mechanism of a sixth side according to any one of the first to fifth sides, when the control unit rotates the motor in the second direction, an output torque of the motor is previously determined. The motor is controlled to be less than a predetermined value.
According to the sixth aspect, since the control device of the vehicle drive mechanism sets the output torque of the motor to less than a predetermined value, the load applied from the motor to the claw member and the engagement surface can be suppressed.
前記第1〜第6側面のいずれか1つに従う第7側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第2方向に回転させることができない場合、前記モータを停止させる。
前記第7側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、モータを第2方向に回転できない場合にモータを停止させるので、モータの消費電力および負荷を低減できる。
In the control device for a vehicle drive mechanism of a seventh side according to any one of the first to sixth sides, the control unit stops the motor when the motor can not be rotated in the second direction. Let
According to the seventh aspect, since the control device of the vehicle drive mechanism stops the motor when the motor can not be rotated in the second direction, the power consumption and load of the motor can be reduced.
前記第1〜第7側面のいずれか1つに従う第8側面の車両用駆動機構の制御装置は、前記モータの回転状態を検出する第2検出部をさらに含む。
前記第8側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、第2検出部によって、モータの回転状態を検出することができる。
The control device of the drive mechanism for a vehicle according to any one of the first to seventh aspects further includes a second detection unit configured to detect a rotational state of the motor.
According to the eighth aspect, the control device of the vehicle drive mechanism can detect the rotational state of the motor by the second detection unit.
前記第1〜第8側面のいずれか1つに従う第9側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記爪部材と前記係合面とが係合すると、前記モータを停止させる。
前記第9側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、爪部材と係合面とが係合するとモータを停止させるため、モータの消費電力および負荷を低減できる。
In the control device for a vehicle drive mechanism of a ninth side according to any one of the first to eighth aspects, the controller stops the motor when the claw member and the engagement surface are engaged. .
According to the ninth aspect, since the control device of the vehicle drive mechanism stops the motor when the claw member and the engagement surface are engaged, power consumption and load of the motor can be reduced.
前記第1〜第9側面のいずれか1つに従う第10側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記車両は、人力駆動力が入力されるクランク軸を備え、前記ワンウェイクラッチは、前記クランク軸から前記車両の駆動輪までの動力伝達経路に設けられ、前記モータは、前記動力伝達経路において前記ワンウェイクラッチの下流側に前記駆動力を伝達し、前記制御部は、前記クランク軸が回転していない状態で、前記モータを前記第2方向に回転させる。
前記第10側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、クランク軸が回転する場合に発生する騒音を軽減できる。
In the control device for a drive mechanism for a vehicle according to any one of the first to ninth aspects, the vehicle includes a crankshaft to which a manual drive force is input, and the one-way clutch is the crankshaft Provided on a power transmission path from the vehicle to the drive wheels of the vehicle, the motor transmits the driving force to the downstream side of the one-way clutch in the power transmission path, and the control unit rotates the crankshaft Otherwise, the motor is rotated in the second direction.
According to the tenth aspect, the control device of the vehicle drive mechanism can reduce the noise generated when the crankshaft rotates.
前記第10側面に従う第11側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第2方向に回転させる場合、前記クランク軸が回転しないように前記モータを制御する。
前記第11側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、モータを第2方向に回転させる場合にクランク軸を回転させないため、ライダーに違和感を与えない。
In the control device for a vehicle drive mechanism of an eleventh side surface according to the tenth side surface, the control unit controls the motor so that the crankshaft does not rotate when the motor is rotated in the second direction.
According to the eleventh aspect, the control device of the vehicle drive mechanism does not cause the rider to feel discomfort because the crankshaft is not rotated when the motor is rotated in the second direction.
前記第10または第11側面に従う第12側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記車両は、前記クランク軸を第3方向に回転させることによって前記車両が前記人力駆動力によって駆動されるように構成され、前記制御部は、前記クランク軸が前記第3方向に回転している場合、前記人力駆動力に応じて前記モータを前記第1方向に回転させる。
前記第12側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、車両の駆動力をアシストするようにモータを制御できる。
In the control device for a vehicle drive mechanism of a twelfth side according to the tenth or eleventh aspect, the vehicle may be driven by the human driving force by rotating the crankshaft in a third direction. The control unit rotates the motor in the first direction according to the manual drive force when the crankshaft is rotating in the third direction.
According to the twelfth aspect, the control device of the vehicle drive mechanism can control the motor to assist the driving force of the vehicle.
前記第10〜第12側面のいずれか1つに従う第13側面の車両用駆動機構の制御装置は、前記人力駆動力を検出する第3検出部をさらに含む。
前記第13側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、第3検出部によって、人力駆動力を検出できる。
The control device of the thirteenth aspect of the vehicle drive mechanism according to any of the tenth to twelfth aspects further includes a third detection unit configured to detect the human drive force.
According to the thirteenth aspect, the control device of the vehicle drive mechanism can detect the manual drive force by the third detection unit.
本発明の第14側面に従う車両用駆動システムの一形態は、前記第1〜第13側面のいずれか1つに従う車両用駆動機構の制御装置、前記ワンウェイクラッチ、および、前記モータを含む。
前記第14側面に従えば、車両用駆動システムは、騒音を軽減できる。
One mode of a vehicle drive system according to a fourteenth aspect of the present invention includes a control device for a vehicle drive mechanism according to any one of the first to thirteenth sides, the one-way clutch, and the motor.
According to the fourteenth aspect, the vehicle drive system can reduce noise.
本発明の第15側面に従う車両用駆動システムの一形態は、前記第10〜第13側面のいずれか1つに従う車両用駆動機構の制御装置、前記ワンウェイクラッチ、前記モータ、および、ハウジングを含み、前記ハウジングには、前記クランク軸、前記ワンウェイクラッチ、および、前記モータが設けられる。
前記第15側面に従えば、ハウジングに、クランク軸、ワンウェイクラッチおよびモータが設けられるので、車両に取り付けしやすい。
One mode of a vehicle drive system according to a fifteenth aspect of the present invention includes a control device for a vehicle drive mechanism according to any one of the tenth to thirteenth aspects, the one-way clutch, the motor, and a housing. The housing is provided with the crankshaft, the one-way clutch, and the motor.
According to the fifteenth aspect, the housing is provided with the crankshaft, the one-way clutch, and the motor, so that the housing can be easily mounted.
前記第15側面に従う第16側面の車両用駆動システムにおいて、前記制御部は、前記ハウジングに設けられる。
前記第16側面に従えば、制御部をモータの近くに配置することができ、配線の長さを短くすることができる。
In the sixteenth side vehicle drive system according to the fifteenth side, the control unit is provided in the housing.
According to the sixteenth aspect, the control unit can be disposed near the motor, and the length of the wiring can be shortened.
本車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムによれば、騒音を軽減できる。 According to the control device for the vehicle drive mechanism and the vehicle drive system including the same, noise can be reduced.
(第1実施形態)
図1〜10を参照して、第1実施形態の車両用駆動システム80を含む車両10について説明する。車両10は、人力駆動車両を含む。人力駆動車両は、少なくとも人力駆動力によって駆動することができる車両である。人力駆動車両は、例えば、自転車を含む。人力駆動車両は、車輪の数が限定されず、例えば、1輪車および3輪以上の車輪を有する車両も含む。自転車は、例えば、マウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、および、リカンベントを含む。車両10は、クランク軸48を備えず、電気モータのみで駆動されてもよい。以下、実施形態において、車両10を、自転車として説明する。
First Embodiment
A vehicle 10 including a vehicle drive system 80 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The vehicle 10 includes a human powered vehicle. A human-powered vehicle is a vehicle that can be driven by at least human-powered power. Human powered vehicles include, for example, bicycles. Human powered vehicles are not limited in the number of wheels, and include, for example, vehicles having one wheel and three or more wheels. Bicycles include, for example, mountain bikes, road bikes, city bikes, cargo bikes, and recumbents. The vehicle 10 may not be provided with the crankshaft 48 and may be driven only by an electric motor. Hereinafter, in the embodiment, the vehicle 10 will be described as a bicycle.
図1に示されるとおり、車両10は、車両本体12、車輪14、車両用駆動機構16、バッテリ18、ドライブユニット40、および、車両用駆動システム80(図3参照)を含む。車両本体12は、フレーム22、フレーム22に接続されるフロントフォーク24、および、フロントフォーク24にステム26Aを介して着脱可能に接続されるハンドルバー26Bを備えている。フロントフォーク24は、フレーム22に支持される。 As shown in FIG. 1, the vehicle 10 includes a vehicle body 12, wheels 14, a vehicle drive mechanism 16, a battery 18, a drive unit 40, and a vehicle drive system 80 (see FIG. 3). The vehicle body 12 includes a frame 22, a front fork 24 connected to the frame 22, and a handle bar 26B detachably connected to the front fork 24 via a stem 26A. The front fork 24 is supported by the frame 22.
車輪14は、前輪28および後輪30を含む。前輪28の車軸28Aは、フロントフォーク24の端部に接続される。後輪30の車軸30Aは、フレーム22のリアエンド22Aに接続される。 Wheels 14 include front wheels 28 and rear wheels 30. An axle 28 A of the front wheel 28 is connected to an end of the front fork 24. An axle 30A of the rear wheel 30 is connected to a rear end 22A of the frame 22.
車両10は、人力駆動力が入力されるクランク軸48を備える。車両10は、クランク軸48を第3方向R3に回転させることによって車両10が人力駆動力によって駆動されるように構成される。車両用駆動機構16は、クランク32およびペダル34を含む。クランク32は、クランク軸48およびクランクアーム32Aを含む。クランクアーム32Aは、クランク軸48の両端部にそれぞれ連結される。ペダル34は、各クランクアーム32Aにそれぞれ連結される。車両用駆動機構16は、ペダル34を介してクランク軸48に入力された人力駆動力を後輪30に伝達する。車両用駆動機構16は、フロント回転体36を含む。フロント回転体36は、クランク軸48と同軸に設けられることが好ましい。フロント回転体36は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。 The vehicle 10 is provided with a crankshaft 48 to which a manual drive force is input. The vehicle 10 is configured to be driven by a manual drive force by rotating the crankshaft 48 in the third direction R3. The vehicle drive mechanism 16 includes a crank 32 and a pedal 34. The crank 32 includes a crankshaft 48 and a crank arm 32A. The crank arms 32A are connected to both ends of the crankshaft 48, respectively. The pedals 34 are respectively connected to the crank arms 32A. The vehicle drive mechanism 16 transmits the manual drive force input to the crankshaft 48 via the pedal 34 to the rear wheel 30. The vehicle drive mechanism 16 includes a front rotating body 36. The front rotor 36 is preferably provided coaxially with the crankshaft 48. The front rotating body 36 includes a sprocket, a pulley or a bevel gear.
車両用駆動機構16は、例えば、チェーン、ベルト、またはシャフトを介して、クランク軸48の回転を後輪30に結合されるリア回転体38に伝達するように構成される。リア回転体38は、スプロケット、プーリまたはベベルギアを含む。リア回転体38と後輪30との間には、ワンウェイクラッチが設けられている。リア回転体38と後輪30との間に設けられるワンウェイクラッチは、リア回転体38が前転した場合に、後輪30を前転させ、リア回転体38が後転した場合に、後輪30を後転させないように構成される。フロント回転体36は、複数のフロントスプロケットを含んでもよい。リア回転体38は、複数のリアスプロケットを含んでいてもよい。 The vehicle drive mechanism 16 is configured to transmit the rotation of the crankshaft 48 to the rear rotating body 38 coupled to the rear wheel 30, for example, via a chain, a belt or a shaft. The rear rotator 38 includes a sprocket, a pulley or a bevel gear. A one-way clutch is provided between the rear rotary body 38 and the rear wheel 30. The one-way clutch provided between the rear rotating body 38 and the rear wheel 30 rotates the rear wheel 30 forward when the rear rotating body 38 rotates forward, and the rear wheel when the rear rotating body 38 rotates backward. It is configured not to roll back 30. The front rotor 36 may include a plurality of front sprockets. The rear rotator 38 may include a plurality of rear sprockets.
バッテリ18は、1または複数のバッテリセルを含む。バッテリセルは、充電池を含む。バッテリ18は、車両10に搭載され、バッテリ18と有線で電気的に接続されている他の電機部品、例えば、ドライブユニット40に電力を供給する。バッテリ18は、フレーム22の外部に取り付けられてもよく、少なくとも一部がフレーム22の内部に収容されてもよい。 The battery 18 includes one or more battery cells. The battery cell includes a rechargeable battery. The battery 18 is mounted on the vehicle 10 and supplies power to another electric component, for example, the drive unit 40 electrically connected to the battery 18 by wire. The battery 18 may be attached to the outside of the frame 22, and at least a part of the battery 18 may be accommodated inside the frame 22.
図2に示されるとおり、ドライブユニット40は、ハウジング50、出力部52、および、モータ54を含む。ハウジング50の外周部には、ドライブユニット40をフレーム22に取り付けるための取付部50Aが設けられる。ドライブユニット40は、取付部50Aにボルト等をねじ込むことによって、フレーム22に取り付けられる。また、ドライブユニット40の出力部52には、フロント回転体36(図1参照)が取り付けられる。 As shown in FIG. 2, the drive unit 40 includes a housing 50, an output unit 52, and a motor 54. An attachment portion 50A for attaching the drive unit 40 to the frame 22 is provided on an outer peripheral portion of the housing 50. The drive unit 40 is attached to the frame 22 by screwing a bolt or the like into the attachment portion 50A. In addition, the front rotating body 36 (see FIG. 1) is attached to the output unit 52 of the drive unit 40.
図3に示されるとおり、ハウジング50には、クランク軸48、ワンウェイクラッチ70、および、モータ54が設けられる。ドライブユニット40は、中空軸51、減速機58、第1軸受60A、第2軸受60B、第3軸受60C、第4軸受60D、クラッチ62、および、制御部84をさらに含む。クランク軸48は、筒状に形成されることが好ましい。 As shown in FIG. 3, the housing 50 is provided with a crankshaft 48, a one-way clutch 70, and a motor 54. The drive unit 40 further includes a hollow shaft 51, a reduction gear 58, a first bearing 60A, a second bearing 60B, a third bearing 60C, a fourth bearing 60D, a clutch 62, and a control unit 84. The crankshaft 48 is preferably formed in a tubular shape.
車両用駆動システム80は、車両用駆動機構16の制御装置82、ワンウェイクラッチ70、および、モータ54を含む。好ましくは、車両用駆動システム80は、ハウジング50をさらに含む。ハウジング50は、ワンウェイクラッチ70、クランク軸48の一部、出力部52の一部、中空軸51、モータ54の少なくとも一部、減速機58、軸受60A〜60D、クラッチ62、および、制御部84を収容する。 The vehicle drive system 80 includes a controller 82 of the vehicle drive mechanism 16, a one-way clutch 70, and a motor 54. Preferably, the vehicle drive system 80 further includes a housing 50. The housing 50 includes a one-way clutch 70, a portion of the crankshaft 48, a portion of the output portion 52, a hollow shaft 51, at least a portion of the motor 54, a reduction gear 58, bearings 60A to 60D, a clutch 62, and a control portion 84. Accommodate.
ハウジング50には、クランク軸48が挿入される第1孔50Bおよび第2孔50Cが設けられる。ハウジング50は、クランク軸48を支持する。ハウジング50は、クランク軸48の軸方向の両端部がハウジング50から外部に露出するように、クランク軸48を支持する。ハウジング50の第1孔50Bには第1軸受60Aが設けられる。第1軸受60Aは、クランク軸48の軸方向の一方の端部の近傍を回転可能に支持する。中空軸51は、クランク軸48と同軸に設けられる。中空軸51の軸方向の一端部は、クランク軸48に固定される。クランク軸48と中空軸51とは一体的に回転する。 The housing 50 is provided with a first hole 50B and a second hole 50C into which the crankshaft 48 is inserted. The housing 50 supports the crankshaft 48. The housing 50 supports the crankshaft 48 such that both axial ends of the crankshaft 48 are exposed from the housing 50 to the outside. A first bearing 60A is provided in the first hole 50B of the housing 50. The first bearing 60A rotatably supports the vicinity of one axial end of the crankshaft 48. The hollow shaft 51 is provided coaxially with the crankshaft 48. One axial end of the hollow shaft 51 is fixed to the crankshaft 48. The crankshaft 48 and the hollow shaft 51 integrally rotate.
出力部52は、クランク軸48と同軸を有する。出力部52は、筒状に形成されている。出力部52は、クランク軸48の軸方向の他方の端部の近傍の外周部を覆う。クランク軸48と出力部52とは、ワンウェイクラッチ70を介して接続される。ハウジング50は、出力部52を支持する。具体的には、ハウジング50の第2孔50Cに設けられる第2軸受60Bが出力部52を回転可能に支持する。出力部52とクランク軸48との間には、すべり軸受56が設けられる。すべり軸受56は、出力部52をクランク軸48に対して回転可能に支持する。すべり軸受56は、ニードルベアリングを含む。 The output unit 52 is coaxial with the crankshaft 48. The output unit 52 is formed in a tubular shape. The output unit 52 covers an outer peripheral portion in the vicinity of the other axial end of the crankshaft 48. The crankshaft 48 and the output unit 52 are connected via the one-way clutch 70. The housing 50 supports the output unit 52. Specifically, the second bearing 60B provided in the second hole 50C of the housing 50 rotatably supports the output unit 52. A sliding bearing 56 is provided between the output portion 52 and the crankshaft 48. The slide bearing 56 rotatably supports the output unit 52 with respect to the crankshaft 48. The slide bearing 56 includes a needle bearing.
モータ54は、ハウジング50に設けられる。モータ54は、第1方向R1に回転することによって車両10を駆動する駆動力を発生する。モータ54は、出力部52に車両10の推進をアシストするためのトルクを付与する。モータ54は、電気モータを含む。モータ54は、いわゆるブラシレスモータを含む。モータ54は、ペダル34から後輪30までの動力伝達経路に駆動力を伝達するように設けられる。モータ54は、動力伝達経路においてワンウェイクラッチ70の下流側に駆動力を伝達する。モータ54は、クランク軸48からフロント回転体36までの動力伝達経路に結合される。 The motor 54 is provided on the housing 50. The motor 54 generates driving force for driving the vehicle 10 by rotating in the first direction R1. The motor 54 applies a torque for assisting the propulsion of the vehicle 10 to the output unit 52. The motor 54 includes an electric motor. The motor 54 includes a so-called brushless motor. The motor 54 is provided to transmit the driving force to the power transmission path from the pedal 34 to the rear wheel 30. The motor 54 transmits the driving force to the downstream side of the one-way clutch 70 in the power transmission path. The motor 54 is coupled to a power transmission path from the crankshaft 48 to the front rotor 36.
減速機58は、第1回転軸64、および、第2回転軸66を含む。第1回転軸64は、一対の第3軸受60Cによってハウジング50に対して回転可能に支持される。第2回転軸66は、一対の第4軸受60Dによってハウジング50に対して回転可能に支持される。第1回転軸64には、第1ギア64Aおよび第2ギア64Bが設けられる。第2回転軸66には、第3ギア66Aおよび第4ギア66Bが設けられる。 The reducer 58 includes a first rotation shaft 64 and a second rotation shaft 66. The first rotation shaft 64 is rotatably supported relative to the housing 50 by a pair of third bearings 60C. The second rotation shaft 66 is rotatably supported relative to the housing 50 by a pair of fourth bearings 60D. The first rotation shaft 64 is provided with a first gear 64A and a second gear 64B. A third gear 66A and a fourth gear 66B are provided on the second rotation shaft 66.
第1ギア64Aは、モータ54の出力軸54Aに設けられるギア54Bと噛み合う。第2ギア64Bは、第2回転軸66に設けられる第3ギア66Aと噛み合う。第4ギア66Bは、出力部52の外周部に設けられるギア52Aと噛み合う。モータ54の回転は、出力軸54Aのギア54Bから第1ギア64Aへの伝達時、第2ギア64Bから第3ギア66Aへの伝達時、および、第4ギア66Bから出力部52のギア52Aへの伝達時の3段階において減速されて、出力部52に出力される。図3において減速機58は、6個のギアを含んでいるが、減速機58は、2個のギアのみによって構成されてもよく、4個のギアによって構成されてもよく、8個以上のギアによって構成されてもよい。減速機58は、平行軸の歯車以外の減速機構を含んでもよい。例えば、減速機58は、遊星歯車機構、ウォームギア、ヘリカルギア、または、ローラ減速機を含んでもよく、複数の種類の減速機構を組み合わせてもよい。 The first gear 64A meshes with a gear 54B provided on the output shaft 54A of the motor 54. The second gear 64B meshes with a third gear 66A provided on the second rotation shaft 66. The fourth gear 66B meshes with a gear 52A provided on the outer peripheral portion of the output unit 52. The rotation of the motor 54 is transmitted from the gear 54B of the output shaft 54A to the first gear 64A, when transmitted from the second gear 64B to the third gear 66A, and from the fourth gear 66B to the gear 52A of the output section 52. Are decelerated in three stages at the time of transmission, and output to the output unit 52. In FIG. 3, the reduction gear 58 includes six gears, but the reduction gear 58 may be configured by only two gears, may be configured by four gears, or more than eight. It may be configured by a gear. The reduction gear 58 may include a reduction mechanism other than the parallel shaft gear. For example, the reduction gear 58 may include a planetary gear mechanism, a worm gear, a helical gear, or a roller reduction gear, and may combine a plurality of types of reduction mechanisms.
クラッチ62は、モータ54の出力軸54Aから出力部52までの動力の伝達経路に設けられる。クラッチ62は、ワンウェイクラッチを含む。例えば、クラッチ62は、第1回転軸64と第1ギア64Aとの間に設けられる。クラッチ62は、第1ギア64Aの一方向の回転を第1回転軸64に伝達し、第1ギア64Aの他方向の回転を第1回転軸64に伝達しない。クラッチ62は、モータ54が車両10の推進をアシストする場合に、モータ54の回転を伝達し、人力駆動力によってモータ54の出力軸54Aが回転することを阻止するように構成される。クラッチ62は、例えば、ローラクラッチを含む。第3ギア66Aと第2回転軸66との間、または第4ギア66Bと第2回転軸66との間に、クラッチ62と同様のクラッチ68が設けられていてもよい。この場合、クラッチ62を省略してもよい。クラッチ68も、クラッチ62と同様にワンウェイクラッチを含む。 The clutch 62 is provided on a power transmission path from the output shaft 54A of the motor 54 to the output unit 52. The clutch 62 includes a one-way clutch. For example, the clutch 62 is provided between the first rotation shaft 64 and the first gear 64A. The clutch 62 transmits rotation in one direction of the first gear 64A to the first rotation shaft 64, and does not transmit rotation in the other direction of the first gear 64A to the first rotation shaft 64. The clutch 62 is configured to transmit the rotation of the motor 54 when the motor 54 assists the propulsion of the vehicle 10, and to prevent the output shaft 54A of the motor 54 from being rotated by manual driving force. The clutch 62 includes, for example, a roller clutch. A clutch 68 similar to the clutch 62 may be provided between the third gear 66A and the second rotation shaft 66 or between the fourth gear 66B and the second rotation shaft 66. In this case, the clutch 62 may be omitted. The clutch 68 as well as the clutch 62 includes a one-way clutch.
図4に示されるとおり、ワンウェイクラッチ70は、クランク軸48から車両10の駆動輪までの動力伝達経路に設けられる。一例では、車両10の駆動輪は、後輪30である。ワンウェイクラッチ70は、爪部材72、および、爪部材72と係合可能な係合面76Bを有する。好ましくは、ワンウェイクラッチ70は、爪部材72が設けられる第1回転体74と、係合面76Bが設けられる第2回転体76と、を含む。第1回転体74は、環状に形成されている。第1回転体74の内周部は、中空軸51の軸方向の他端部に固定されている。第1回転体74と中空軸51とは一体に形成されていていてもよい。第2回転体76は、環状に形成されている。ワンウェイクラッチ70の第1回転体74に係合面76Bが設けられ、第2回転体76に爪部材72が設けられてもよい。この場合、第1回転体74の外周部に係合面76Bが設けられ、第2回転体76の外周部に爪部材72が設けられる。 As shown in FIG. 4, the one-way clutch 70 is provided on a power transmission path from the crankshaft 48 to the drive wheels of the vehicle 10. In one example, the drive wheels of the vehicle 10 are rear wheels 30. The one-way clutch 70 has a claw member 72 and an engagement surface 76 B engageable with the claw member 72. Preferably, one-way clutch 70 includes a first rotating body 74 provided with claw members 72, and a second rotating body 76 provided with engaging surface 76B. The first rotating body 74 is formed in an annular shape. The inner peripheral portion of the first rotating body 74 is fixed to the other end of the hollow shaft 51 in the axial direction. The first rotating body 74 and the hollow shaft 51 may be integrally formed. The second rotating body 76 is formed in an annular shape. The engagement surface 76B may be provided on the first rotating body 74 of the one-way clutch 70, and the claw member 72 may be provided on the second rotating body 76. In this case, the engagement surface 76B is provided on the outer peripheral portion of the first rotating body 74, and the claw member 72 is provided on the outer peripheral portion of the second rotating body 76.
ワンウェイクラッチ70は、付勢部材78をさらに含む。爪部材72は、第1回転体74と第2回転体76との間に配置される。第1回転体74および第2回転体76は、金属によって形成されることが好ましい。爪部材72は、金属によって形成されることが好ましい。モータ54は、第1回転体74および第2回転体76の一方に駆動力を伝達する。図示される例では、モータ54は第2回転体76に駆動力を伝達する。 One-way clutch 70 further includes a biasing member 78. The claw member 72 is disposed between the first rotating body 74 and the second rotating body 76. The first rotating body 74 and the second rotating body 76 are preferably formed of metal. The claw members 72 are preferably formed of metal. The motor 54 transmits driving force to one of the first rotating body 74 and the second rotating body 76. In the illustrated example, the motor 54 transmits the driving force to the second rotating body 76.
図5に示されるとおり、爪部材72は、第1爪部材72Aおよび第2爪部材72Bを含む。第1回転体74は、筒状に形成される。第1回転体74は、爪部材72を移動可能に支持する。第2回転体76は、筒状に形成される。第2回転体76の内周部には、第1回転体74が挿入される。第2回転体76は、モータ54の出力軸54A(図3参照)に連結される。第2回転体76は、フロント回転体36(図1参照)に連結される。第2回転体76は、出力部52の軸方向の一端部に設けられている。フロント回転体36は、出力部52の軸方向の他端部に着脱可能に連結される。第2回転体76は、出力部52と一体に形成されることが好ましい。第2回転体76は、出力部52を介してモータ54の出力軸54Aおよびフロント回転体36に連結される。第1爪部材72Aおよび第2爪部材72Bは、第1回転体74の周方向において互いに180度異なる位置に設けられる。爪部材72は、3個以上設けられてもよい。この場合、爪部材72は、第1回転体74の周方向において、等間隔に配置されることが好ましい。 As shown in FIG. 5, the claw member 72 includes a first claw member 72A and a second claw member 72B. The first rotating body 74 is formed in a tubular shape. The first rotating body 74 movably supports the claw member 72. The second rotating body 76 is formed in a tubular shape. The first rotating body 74 is inserted into the inner circumferential portion of the second rotating body 76. The second rotating body 76 is connected to the output shaft 54A (see FIG. 3) of the motor 54. The second rotating body 76 is connected to the front rotating body 36 (see FIG. 1). The second rotating body 76 is provided at one end of the output portion 52 in the axial direction. The front rotating body 36 is detachably connected to the other axial end of the output unit 52. It is preferable that the second rotating body 76 be integrally formed with the output unit 52. The second rotating body 76 is connected to the output shaft 54A of the motor 54 and the front rotating body 36 via the output unit 52. The first claw members 72A and the second claw members 72B are provided at positions different from each other by 180 degrees in the circumferential direction of the first rotating body 74. Three or more claw members 72 may be provided. In this case, the claw members 72 are preferably arranged at equal intervals in the circumferential direction of the first rotating body 74.
図6に示されるとおり、第2回転体76は、爪部材72と係合可能な溝部76Aを有する。溝部76Aは、第2回転体76の内周部に設けられる。溝部76Aは、係合面76Bおよび底面76Cを含む。係合面76Bは、爪部材72と係合可能に構成される。ワンウェイクラッチ70は、爪部材72と係合面76Bとが係合することによって第1回転体74と第2回転体76との間で動力を伝達する。 As shown in FIG. 6, the second rotary body 76 has a groove 76A engageable with the claw member 72. The groove portion 76A is provided on the inner peripheral portion of the second rotating body 76. The groove 76A includes an engagement surface 76B and a bottom surface 76C. The engagement surface 76 </ b> B is configured to be engageable with the claw member 72. The one-way clutch 70 transmits power between the first rotating body 74 and the second rotating body 76 by the engagement of the claw members 72 and the engagement surface 76B.
溝部76Aは、傾斜面76Dをさらに含む。底面76Cは、溝部76Aの底を形成する。係合面76Bは、底面76Cのうちの第2回転体76の周方向の一方の端部と連続する。傾斜面76Dは、底面76Cのうちの第2回転体76の周方向の他方の端部と連続する。第2回転体76は、複数の溝部76Aを有することが好ましい。複数の溝部76Aは、ラチェット溝を形成する。複数の溝部76Aのうち、第2回転体76の回転軸心C2まわりに相互に隣接する溝部76Aの係合面76Bは、第2回転体76の回転軸心C2まわりに20°以下の範囲で設けられることが好ましい。これにより、爪部材72が係合面76Bに接触するまでにクランク軸48が空転する角度を小さくすることができる。複数の溝部76Aのうち、第2回転体76の回転軸心C2まわりに相互に隣接する溝部76Aの係合面76Bは、第2回転体76の回転軸心C2まわりに5°以上の間隔を開けて設けられることが好ましい。これによって、係合面76Bが小さくなりすぎることを抑制することができる。 The groove 76A further includes an inclined surface 76D. The bottom surface 76C forms the bottom of the groove 76A. The engagement surface 76B is continuous with one end of the bottom surface 76C in the circumferential direction of the second rotating body 76. The inclined surface 76D is continuous with the other end of the bottom surface 76C in the circumferential direction of the second rotating body 76. The second rotating body 76 preferably has a plurality of groove portions 76A. The plurality of grooves 76A form a ratchet groove. Of the plurality of grooves 76A, the engagement surface 76B of the grooves 76A adjacent to each other around the rotation axis C2 of the second rotating body 76 is within a range of 20 ° or less around the rotation axis C2 of the second rotation 76 It is preferable to be provided. Thus, it is possible to reduce the angle at which the crankshaft 48 idles before the claw member 72 contacts the engagement surface 76B. Of the plurality of grooves 76A, the engagement surfaces 76B of the grooves 76A adjacent to each other around the rotation axis C2 of the second rotating body 76 have a distance of 5 ° or more around the rotation axis C2 of the second rotation 76 It is preferable to be provided open. Thus, the engagement surface 76B can be prevented from becoming too small.
第1回転体74には、爪部材72を配置するための凹部74Aが設けられる。爪部材72は、基部72Cと、爪部72Dとを含む。基部72Cは、回転軸心Cを含む。回転軸心Cは、クランク軸48の軸方向と平行となるように設けられる。基部72Cは、回転軸心Cまわりに回転可能である。爪部72Dは、基部72Cと一体に形成され、溝部76Aに係合可能に構成される。爪部72Dは、凹部74Aから突出可能に構成される。 The first rotary body 74 is provided with a recess 74A for disposing the claw member 72. The claw member 72 includes a base 72C and a claw 72D. The base 72C includes the rotation axis C. The rotation axis C is provided parallel to the axial direction of the crankshaft 48. The base 72C is rotatable around the rotation axis C. The claw portion 72D is integrally formed with the base portion 72C and configured to be engageable with the groove portion 76A. The claw portion 72D is configured to be able to project from the recess 74A.
付勢部材78は、例えば、ばねを含む。付勢部材78は、爪部72Dが凹部74Aから突出する方向の力を爪部材72に付与する。図5および図6に示されるような、爪部材72の爪部72Dと溝部76Aとが対向する位置にある場合、付勢部材78の力によって、爪部72Dの少なくとも一部は溝部76Aに入り込む。爪部材72および溝部76Aは、爪部材72と底面76Cとが接触しないように形成される。 The biasing member 78 includes, for example, a spring. The biasing member 78 applies, to the claw member 72, a force in a direction in which the claw portion 72D protrudes from the recess 74A. When the claw portion 72D of the claw member 72 and the groove portion 76A face each other as shown in FIGS. 5 and 6, at least a part of the claw portion 72D enters the groove portion 76A by the force of the biasing member 78. . The claw member 72 and the groove portion 76A are formed such that the claw member 72 and the bottom surface 76C do not contact with each other.
図5に示されるとおり、爪部材72の爪部72Dの先端が最も突出した位置に配置されている状態において、第1回転体74の回転軸心C1に垂直な面における第1回転体74の回転軸心C1から爪部材72の爪部72Dの先端までの距離L1は、第1回転体74の回転軸心C1に垂直な面における第1回転体74の回転軸心C1から溝部76Aの底面76Cまでの距離L2よりも短い。 As shown in FIG. 5, in a state where the tip end of the claw portion 72D of the claw member 72 is disposed at the most projecting position, the first rotary member 74 in a plane perpendicular to the rotation axis C1 of the first rotary member 74. The distance L1 from the rotation axis C1 to the tip of the claw portion 72D of the claw member 72 is the bottom surface of the groove 76A from the rotation axis C1 of the first rotation body 74 in a plane perpendicular to the rotation axis C1 of the first rotation body 74 It is shorter than the distance L2 to 76C.
クランク軸48が第3方向R3に回転する場合、第1回転体74はクランク軸48と一体に回転する。この場合、図6に示すように、爪部72Dが溝部76Aの係合面76Bに係合し、爪部72Dが第2回転体76を第3方向R3に押すことによって、第2回転体76が第1回転体74と一体に回転する。第3方向R3は、車両10を駆動する場合のクランク軸48の回転方向と対応する。 When the crankshaft 48 rotates in the third direction R3, the first rotating body 74 rotates integrally with the crankshaft 48. In this case, as shown in FIG. 6, the second rotary body 76 is engaged by the claws 72D engaging with the engagement surface 76B of the groove 76A and the claws 72D pressing the second rotary body 76 in the third direction R3. Rotates integrally with the first rotating body 74. The third direction R3 corresponds to the rotation direction of the crankshaft 48 when driving the vehicle 10.
図7に示されるとおり、クランク軸48が第4方向R4に回転し、第1回転体74が第4方向R4に回転する場合、かつ、爪部材72の爪部72Dが溝部76Aに位置する場合、爪部72Dの先端が溝部76Aの底面76Cに接触しない位置に保持された状態で、第1回転体74が第4方向R4に回転する。すると、図6の状態と比較して、係合面76Bと爪部材72との間隔Sが大きくなる。 As shown in FIG. 7, when the crankshaft 48 rotates in the fourth direction R4 and the first rotary body 74 rotates in the fourth direction R4, and when the claw portion 72D of the claw member 72 is positioned in the groove portion 76A The first rotating body 74 rotates in the fourth direction R4 in a state in which the front end of the claw portion 72D is held at a position not in contact with the bottom surface 76C of the groove 76A. Then, compared with the state of FIG. 6, the space S between the engagement surface 76B and the claw member 72 becomes larger.
図8に示されるとおり、第1回転体74が図7の状態よりもさらに第4方向R4に回転する場合、爪部材72のうちの第2回転体76と対向する面が傾斜面76Dと接触する。第2回転体76によって爪部材72が第1回転体74の凹部74Aに押し付けられ、第1回転体74は、さらに第4方向R4に回転する。図7の状態と比較して、係合面76Bと爪部材72との間隔Sが大きくなる。 As shown in FIG. 8, when the first rotating body 74 rotates in the fourth direction R4 more than the state of FIG. 7, the surface of the claw member 72 facing the second rotating body 76 contacts the inclined surface 76D. Do. The claw member 72 is pressed against the recess 74A of the first rotary body 74 by the second rotary body 76, and the first rotary body 74 further rotates in the fourth direction R4. As compared with the state of FIG. 7, the space S between the engagement surface 76 </ b> B and the claw member 72 is larger.
図8に示されるような、係合面76Bと爪部材72との間隔Sが大きくなった状態において、モータ54が第2方向R2に回転すると、第2回転体76が第4方向R4に回転する。すると、図7に示されるように、係合面76Bと爪部材72との間隔Sが小さくなる。さらにモータ54が第2方向R2に回転すると、第2回転体76が第4方向R4にさらに回転する。すると、図6に示されるように、係合面76Bと爪部材72とが接触する。 When the motor 54 rotates in the second direction R2 while the distance S between the engagement surface 76B and the claw member 72 increases as shown in FIG. 8, the second rotating body 76 rotates in the fourth direction R4. Do. Then, as shown in FIG. 7, the distance S between the engagement surface 76B and the claw member 72 becomes smaller. When the motor 54 further rotates in the second direction R2, the second rotating body 76 further rotates in the fourth direction R4. Then, as shown in FIG. 6, the engagement surface 76B and the claw member 72 come in contact with each other.
図9に示されるとおり、制御装置82は、モータ54を制御する制御部84を含む。制御部84は、基板および駆動回路を含む。駆動回路は、インバータ回路を含み、バッテリ18からモータ54に供給される電力を制御する。好ましくは、制御部84は、ハウジング50に設けられる。制御部84は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばCPU(Central Processing Unit)またはMPU(Micro Processing Unit)を含む。制御部84は、1または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。制御部84は、さらにタイマを含む。 As shown in FIG. 9, the controller 82 includes a controller 84 that controls the motor 54. Control unit 84 includes a substrate and a drive circuit. The drive circuit includes an inverter circuit to control the power supplied from the battery 18 to the motor 54. Preferably, the control unit 84 is provided in the housing 50. Control unit 84 includes an arithmetic processing unit that executes a predetermined control program. The arithmetic processing unit includes, for example, a central processing unit (CPU) or a micro processing unit (MPU). The control unit 84 may include one or more microcomputers. Control unit 84 further includes a timer.
一例では、制御装置82は、記憶部86をさらに含む。記憶部86には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶される。一例として、記憶部86には、制御のための情報として変数Fが記憶される。記憶部86は、例えば、不揮発性メモリを含む。 In one example, control device 82 further includes storage 86. The storage unit 86 stores various control programs and information used for various control processes. As an example, variable F is stored in storage unit 86 as information for control. The storage unit 86 includes, for example, a non-volatile memory.
制御装置82は、ライダーが操作可能な操作部88を含む。操作部88は、例えば、ハンドルバー26B(図1参照)に設けられる。操作部88は、有線または無線によって、制御部84と電気的に接続される。操作部88は、操作されることによって、制御部84に対して、モータ54の制御の開始信号および終了信号を送信する。 The controller 82 includes an operation unit 88 operable by the rider. The operation unit 88 is provided, for example, on the handle bar 26B (see FIG. 1). The operation unit 88 is electrically connected to the control unit 84 by wire or wirelessly. The operation unit 88 transmits a start signal and an end signal of control of the motor 54 to the control unit 84 by being operated.
制御装置82は、第1回転体74および第2回転体76の少なくとも一方の回転状態を検出する第1検出部42をさらに含むことが好ましい。図4に示される例では、第1検出部42は、中空軸51の付近に設けられる。第1検出部42は、中空軸51に設けられる磁石53の磁力を検出する。中空軸51の外周部には周方向に磁界の強度が変化する環状の磁石53が設けられている。第1検出部42は、例えば、磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサを含む。制御装置82は、モータ54の回転状態を検出する第2検出部44をさらに含むことが好ましい。第2検出部44は、一例として、モータ54の付近に設けられる。第2検出部44は、例えば、モータ54の磁極位置を検出する磁気センサを含む。制御装置82は、人力駆動力を検出する第3検出部46をさらに含むことが好ましい。第3検出部46は、一例として、中空軸51の付近に設けられる。第3検出部46は、中空軸51の歪みを検出するセンサを含む。中空軸51の歪みを検出するセンサは、例えば、歪センサおよび磁歪センサなどを含む。歪センサは、中空軸51の外周面に設けられる。磁歪センサは、中空軸51の外周面に形成される磁歪素子のまわりに設けられる。歪センサを用いる場合、第3検出部46は、歪センサに接続され、制御部84に歪センサで検出された情報を送信する無線通信部をさらに含む。制御部84は、第3検出部46によって検出される人力駆動力に応じてモータ54の駆動を制御する。制御部84は、例えば、第3検出部46によって検出される人力駆動力に対して、モータ54による駆動力が予め定める比率となるように、モータ54を駆動する。モータ54による駆動力は、出力部52に与えられる駆動力である。 The control device 82 preferably further includes a first detection unit 42 that detects the rotational state of at least one of the first rotating body 74 and the second rotating body 76. In the example shown in FIG. 4, the first detection unit 42 is provided in the vicinity of the hollow shaft 51. The first detection unit 42 detects the magnetic force of the magnet 53 provided on the hollow shaft 51. An annular magnet 53 whose magnetic field strength changes in the circumferential direction is provided on the outer peripheral portion of the hollow shaft 51. The first detection unit 42 includes, for example, a magnetic sensor that outputs a signal corresponding to the strength of the magnetic field. The control device 82 preferably further includes a second detection unit 44 that detects the rotational state of the motor 54. The second detection unit 44 is provided in the vicinity of the motor 54 as an example. The second detection unit 44 includes, for example, a magnetic sensor that detects the magnetic pole position of the motor 54. The control device 82 preferably further includes a third detection unit 46 that detects a manual drive force. The third detection unit 46 is provided in the vicinity of the hollow shaft 51 as an example. The third detection unit 46 includes a sensor that detects distortion of the hollow shaft 51. Sensors that detect distortion of the hollow shaft 51 include, for example, a distortion sensor and a magnetostrictive sensor. The strain sensor is provided on the outer peripheral surface of the hollow shaft 51. The magnetostrictive sensor is provided around the magnetostrictive element formed on the outer peripheral surface of the hollow shaft 51. When using a strain sensor, the third detection unit 46 further includes a wireless communication unit connected to the strain sensor and transmitting information detected by the strain sensor to the control unit 84. The control unit 84 controls the drive of the motor 54 in accordance with the manual drive force detected by the third detection unit 46. For example, the control unit 84 drives the motor 54 such that the driving force by the motor 54 becomes a predetermined ratio with respect to the manual driving force detected by the third detection unit 46. The driving force by the motor 54 is the driving force applied to the output unit 52.
図10を参照して、制御部84の制御を説明する。ライダーが操作部88を操作すると、操作部88は、制御の開始信号を送信する。制御部84は、制御の開始信号を受信し、モータ54の制御を開始する。なお、ステップS1〜S5の処理中に操作部88が操作され制御部84が制御の終了信号を受信した場合、制御部84は、モータ54の制御を終了する。制御部84は、バッテリ18から電力が供給されると、モータ54の制御を開始してもよい。 Control of the control unit 84 will be described with reference to FIG. When the rider operates the operation unit 88, the operation unit 88 transmits a control start signal. The control unit 84 receives a control start signal and starts control of the motor 54. When the operation unit 88 is operated and the control unit 84 receives an end signal of control during the processes of steps S1 to S5, the control unit 84 ends the control of the motor 54. The control unit 84 may start control of the motor 54 when power is supplied from the battery 18.
ステップS1において、制御部84は、クランク軸48が回転していないかを判定する。例えば、クランク軸48と一体に回転する中空軸51の回転を、第1検出部42が検出する。制御部84は、第1検出部42の検出結果に基づいて、クランク軸48が回転していないかを判定できる。クランク軸48が回転していない状態は、第1回転体74が回転していない状態であり、ワンウェイクラッチ70が動力を伝達していない状態である。このため、制御部84は、ワンウェイクラッチ70が動力を伝達していない状態か否かを判定することができる。ステップS1の判定結果が否定判定の場合、制御部84はステップS2の処理を実行する。ステップS1の判定結果が肯定判定の場合、制御部84はステップS3の処理を実行する。 In step S1, the control unit 84 determines whether the crankshaft 48 is rotating. For example, the first detection unit 42 detects the rotation of the hollow shaft 51 that rotates integrally with the crankshaft 48. The control unit 84 can determine, based on the detection result of the first detection unit 42, whether the crankshaft 48 is rotating. When the crankshaft 48 is not rotating, the first rotor 74 is not rotating, and the one-way clutch 70 is not transmitting power. Thus, the control unit 84 can determine whether the one-way clutch 70 is not transmitting power. When the determination result of step S1 is a negative determination, the control part 84 performs the process of step S2. When the determination result of step S1 is affirmation determination, the control part 84 performs the process of step S3.
ステップS2において、制御部84は、変数Fの値を第1の値CLRに設定する。ステップS2の処理後、制御部84は、ステップS1の処理を再び実行する。 In step S2, the control unit 84 sets the value of the variable F to a first value CLR. After the process of step S2, the control unit 84 executes the process of step S1 again.
ステップS3において、制御部84は、変数Fの値が第1の値CLRか否かを判定する。ステップS3の判定結果が肯定判定の場合、制御部84は、ステップS4の処理を実行する。ステップS3の判定結果が否定判定の場合、制御部84は、ステップS1の処理を再び実行する。 In step S3, the control unit 84 determines whether the value of the variable F is a first value CLR. When the determination result of step S3 is affirmation determination, the control part 84 performs the process of step S4. If the determination result of step S3 is negative, the control unit 84 executes the process of step S1 again.
ステップS4において、制御部84は、モータ54を第2方向R2に予め定める角度θだけ回転させる。予め定める角度θは、第2回転体76の回転軸心C2(図5参照)まわりにおいて、隣接する溝部76Aの係合面76Bの間の角度θ1(図5参照)と等しいことが好ましい。予め定める角度θは、角度θ1±θ2であってもよい。角度θ2は、例えば1°〜3°の範囲に設定される。モータ54が第2方向R2に回転すると、第2回転体76は図8に示される状態から第4方向R4に回転し、図6に示されるように、爪部材72と係合面76Bとを接触させることができる。 In step S4, the control unit 84 rotates the motor 54 in the second direction R2 by a predetermined angle θ. It is preferable that the predetermined angle θ be equal to the angle θ1 (see FIG. 5) between the engagement surfaces 76B of the adjacent grooves 76A around the rotation axis C2 (see FIG. 5) of the second rotating body 76. The predetermined angle θ may be an angle θ1 ± θ2. The angle θ2 is set, for example, in the range of 1 ° to 3 °. When the motor 54 rotates in the second direction R2, the second rotary body 76 rotates from the state shown in FIG. 8 in the fourth direction R4, and as shown in FIG. 6, the claw member 72 and the engagement surface 76B are It can be in contact.
ステップS1〜S4の処理のように、制御部84は、ワンウェイクラッチ70が動力を伝達していない状態で、モータ54を第1方向R1とは反対の第2方向R2に回転させて、爪部材72と係合面76Bとを近づけるように、モータ54を制御する。好ましくは、制御部84は、クランク軸48が回転していない状態で、モータ54を第2方向R2に回転させる。さらに好ましくは、制御部84は、モータを第2方向に回転させる場合、爪部材72と係合面76Bとが係合するようにモータ54を制御する。 As in the processes of steps S1 to S4, the control unit 84 rotates the motor 54 in the second direction R2 opposite to the first direction R1 in a state where the one-way clutch 70 does not transmit power, and the claw member The motor 54 is controlled so as to bring 72 and the engagement surface 76B close to each other. Preferably, the control unit 84 rotates the motor 54 in the second direction R2 with the crankshaft 48 not rotating. More preferably, when rotating the motor in the second direction, control unit 84 controls motor 54 such that claw member 72 engages with engagement surface 76B.
また、係合面76Bが爪部材72を第4方向R4に押し、第1回転体74が第4方向R4に押されると、クランク軸48も第4方向R4に回転しようとする。このため、好ましくは、制御部84は、モータ54を第2方向R2に回転させる場合、クランク軸48が回転しないようにモータ54を制御する。クランク軸48を回転させないため、ペダル34に足を乗せていてもライダーに違和感を与えにくい。 In addition, when the engagement surface 76B pushes the claw member 72 in the fourth direction R4, and the first rotating body 74 is pushed in the fourth direction R4, the crankshaft 48 also tries to rotate in the fourth direction R4. For this reason, preferably, when the motor 54 is rotated in the second direction R2, the control unit 84 controls the motor 54 so that the crankshaft 48 does not rotate. Since the crankshaft 48 is not rotated, it is difficult for the rider to feel discomfort even if a foot is placed on the pedal 34.
また、好ましくは、制御部84は、モータ54を第2方向R2に回転させる場合、モータ54の出力トルクが予め定める値未満となるようにモータ54を制御する。例えば、ステップS4の処理に代えて、制御部84は、モータ54の出力トルクが予め定める値未満となるように、モータ54を第2方向R2に回転させてもよい。予め定める値は、モータ54を第2方向R2に回転させても、クランク軸48が第4方向R4に動かないような値に決定される。モータ54を第2方向R2に回転させるためのモータ54の出力トルクが予め定める値未満である場合、爪部材72と係合面76Bとが係合すると第1回転体74または第2回転体76を回転させることができなくなる。このため、モータ54がクランク軸48を第4方向R4に回転させないため、ライダーに違和感を与えにくい。 In addition, preferably, when the motor 54 is rotated in the second direction R2, the control unit 84 controls the motor 54 such that the output torque of the motor 54 is less than a predetermined value. For example, instead of the process of step S4, the control unit 84 may rotate the motor 54 in the second direction R2 such that the output torque of the motor 54 is less than a predetermined value. The predetermined value is determined such that the crankshaft 48 does not move in the fourth direction R4 even if the motor 54 is rotated in the second direction R2. When the output torque of the motor 54 for rotating the motor 54 in the second direction R2 is less than a predetermined value, the first rotary body 74 or the second rotary body 76 is engaged when the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged. Can not rotate. As a result, the motor 54 does not rotate the crankshaft 48 in the fourth direction R4, so it is difficult for the rider to feel discomfort.
また、好ましくは、制御部84は、モータ54を第2方向R2に回転させる場合、第1回転体74および第2回転体76の一方を、予め定める角度θ以上回転させないようにモータ54を制御する。第1回転体74および第2回転体76の一方を予め定める角度θよりも小さい角度だけ回転させた場合に、爪部材72と係合面76Bとが係合しなければ、クランク軸48は回転しない。また、爪部材72と係合面76Bとが係合した場合でも、クランク軸48が回転する角度は、限定される。このため、ライダーに違和感を与えにくい。 Furthermore, preferably, when rotating the motor 54 in the second direction R2, the control unit 84 controls the motor 54 not to rotate one of the first rotating body 74 and the second rotating body 76 by more than a predetermined angle θ. Do. When one of the first rotating body 74 and the second rotating body 76 is rotated by an angle smaller than the predetermined angle θ, the crankshaft 48 rotates unless the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged with each other. do not do. Further, even when the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged, the angle at which the crankshaft 48 rotates is limited. This makes it difficult for the rider to feel uncomfortable.
ステップS4の処理後、制御部84は、ステップS5の処理を実行する。
ステップS5において、制御部84は、変数Fの値を第2の値SETに設定する。変数Fの値が第2の値SETである場合、ステップS4の処理により、爪部材72と係合面76Bとが近づけられた状態を示している。ステップS5の処理後、制御部84は、ステップS1の処理を再び実行する。
After the process of step S4, the control unit 84 executes the process of step S5.
In step S5, the control unit 84 sets the value of the variable F to a second value SET. When the value of the variable F is the second value SET, the state where the claw member 72 and the engagement surface 76B are brought close to each other is shown in the process of step S4. After the process of step S5, the control unit 84 executes the process of step S1 again.
(第2実施形態)
図11に示される第2実施形態の制御部84の制御は、爪部材72と係合面76Bとが係合した否かを判定してからモータ54を停止させる処理をさらに含む点において、第1実施形態の制御部84の制御と異なるので、第1実施形態と同様の構成には同じ符号を使用し、重複する説明を省略する。
Second Embodiment
The control of the control unit 84 of the second embodiment shown in FIG. 11 further includes the process of stopping the motor 54 after determining whether or not the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged. Since the control is different from the control of the control unit 84 of one embodiment, the same reference numerals are used for the same configuration as that of the first embodiment, and the redundant description will be omitted.
ステップS11〜S13の処理は、ステップS1〜S3の処理と同様である。ステップS13の処理後、制御部84はステップS14の処理を実行する。ステップS14において、制御部84は、モータ54を第2方向R2に回転させる。 The processes of steps S11 to S13 are the same as the processes of steps S1 to S3. After the process of step S13, the control unit 84 executes the process of step S14. In step S14, the control unit 84 rotates the motor 54 in the second direction R2.
ステップS15において、制御部84は、爪部材72と係合面76Bとが係合したか否かを判定する。ステップS15の判定結果が否定判定の場合、制御部84はステップS15の処理を再び実行する。ステップS15の判定結果が肯定判定の場合、制御部84はステップS16の処理を実行する。制御部84は、第1検出部42の信号に応じて、中空軸51が第4方向R4に回転し始めると、爪部材72と係合面76Bとが係合したと判定してもよい。制御部84は、第3検出部46の信号に応じて、中空軸51に歪みが発生すると、爪部材72と係合面76Bとが係合したと判定してもよい。制御部84は、第2検出部44の信号に応じて、モータ54が第2方向R2に回転できなくなると、爪部材72と係合面76Bとが係合したと判定してもよい。モータ54を第2方向R2に回転させるためのモータ54の出力トルクが予め定める値未満となるように、制御部84がモータ54を駆動した場合、爪部材72と係合面76Bとが係合すると第1回転体74または第2回転体76を回転させることができなくなる。このため制御部84は、第2検出部44の信号に応じて、モータ54が第2方向R2に回転できなくなると、爪部材72と係合面76Bとが係合したと判定することができる。 In step S15, the control unit 84 determines whether or not the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged. If the determination result of step S15 is negative, the control unit 84 executes the process of step S15 again. When the determination result of step S15 is affirmation determination, the control part 84 performs the process of step S16. The control unit 84 may determine that the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged when the hollow shaft 51 starts to rotate in the fourth direction R4 according to the signal of the first detection unit 42. The control unit 84 may determine that the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged when distortion occurs in the hollow shaft 51 according to the signal of the third detection unit 46. When the motor 54 can not rotate in the second direction R2 in accordance with the signal of the second detection unit 44, the control unit 84 may determine that the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged. When the control unit 84 drives the motor 54 so that the output torque of the motor 54 for rotating the motor 54 in the second direction R2 is smaller than a predetermined value, the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged. Then, the first rotating body 74 or the second rotating body 76 can not be rotated. Therefore, when the motor 54 can not rotate in the second direction R2 according to the signal of the second detection unit 44, the control unit 84 can determine that the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged. .
ステップS16において、制御部84は、モータ54を停止させるように制御する。ステップS15およびS16の処理のように、制御部84は、爪部材72と係合面76Bとが係合すると、モータ54を停止させる。また、制御部84は、モータ54を第2方向R2に回転させることができない場合、モータ54を停止させてもよい。ステップS16の処理後、制御部84は、ステップS17の処理を実行する。 In step S16, the control unit 84 controls the motor 54 to stop. As in the processes of steps S15 and S16, the control unit 84 stops the motor 54 when the claw member 72 and the engagement surface 76B are engaged. In addition, the control unit 84 may stop the motor 54 when the motor 54 can not be rotated in the second direction R2. After the process of step S16, the control unit 84 executes the process of step S17.
ステップS17において、制御部84は、変数Fの値を第2の値SETに設定する。ステップS17の処理後、制御部84は、ステップS11の処理を再び実行する。なお、ステップS11〜S17の処理中に操作部88の操作によって制御部84が制御の終了信号を受信した場合、制御部84は、モータ54の制御を終了する。 In step S17, the control unit 84 sets the value of the variable F to a second value SET. After the process of step S17, the control unit 84 executes the process of step S11 again. When the control unit 84 receives an end signal of control by the operation of the operation unit 88 during the process of steps S11 to S17, the control unit 84 ends the control of the motor 54.
(第3実施形態)
第1および第2実施形態の制御部84は、図10に示す処理または図11に示す処理と並列に、図12に示す処理を行う。
制御部84は、バッテリ18から電力が供給されるか、または、操作部88から制御の開始信号を受信すると、図12に示す処理を開始する。
Third Embodiment
The control unit 84 of the first and second embodiments performs the process shown in FIG. 12 in parallel with the process shown in FIG. 10 or the process shown in FIG.
When power is supplied from battery 18 or a control start signal is received from operation unit 88, control unit 84 starts the process shown in FIG.
ステップS21において、制御部84は、クランク軸48が第3方向R3に回転しているか否かを判定する。ステップS21の判定結果が否定判定の場合、制御部84はステップS21の処理を再び実行する。ステップS21の判定結果が肯定判定の場合、制御部84はステップS22の処理を実行する。ステップS21の判定結果が否定判定の場合、制御部84は、ステップS24の処理を実行する。 In step S21, the control unit 84 determines whether the crankshaft 48 is rotating in the third direction R3. If the determination result of step S21 is a negative determination, the control unit 84 executes the process of step S21 again. When the determination result of step S21 is affirmation determination, the control part 84 performs the process of step S22. If the determination result of step S21 is negative, the control unit 84 executes the process of step S24.
ステップS22において、制御部84は、クランク軸48に入力される人力駆動力が所定値以上か否かを判定する。ステップS22の判定結果が否定判定の場合、制御部84は、ステップS24の処理を実行する。ステップS22の判定結果が肯定判定の場合、制御部84はステップS23の処理を実行する。 In step S22, the control unit 84 determines whether the manual drive force input to the crankshaft 48 is equal to or greater than a predetermined value. When the determination result of step S22 is a negative determination, the control part 84 performs the process of step S24. When the determination result of step S22 is affirmation determination, the control part 84 performs the process of step S23.
ステップS23において、制御部84は、人力駆動力に応じてモータ54を第1方向R1に回転させる。図6に示される状態において、モータ54が第1方向R1に回転すると第2回転体76が第3方向R3に回転し、モータ54は人力駆動車両の推進をアシストするように動作する。ステップS23の処理後、制御部84は、ステップS21の処理を再び実行する。 In step S23, the control unit 84 rotates the motor 54 in the first direction R1 according to the manual drive force. In the state shown in FIG. 6, when the motor 54 rotates in the first direction R1, the second rotating body 76 rotates in the third direction R3, and the motor 54 operates to assist the propulsion of the manually driven vehicle. After the process of step S23, the control unit 84 executes the process of step S21 again.
ステップS24において、制御部84は、モータ54を第1方向R1に回転させないように制御する。ステップS24の処理後、制御部84は、ステップS21の処理を再び実行する。 In step S24, the control unit 84 controls the motor 54 not to rotate in the first direction R1. After the process of step S24, the control unit 84 executes the process of step S21 again.
ステップS21〜S23の処理のように、制御部84は、クランク軸48が第3方向R3に回転している場合、人力駆動力に応じてモータ54を第1方向R1に回転させる。なお、ステップS21〜S24の処理中に操作部88の操作によって制御部84が制御の終了信号を受信した場合、制御部84は、モータ54の制御を終了する。 As in the processes of steps S21 to S23, when the crankshaft 48 is rotating in the third direction R3, the control unit 84 rotates the motor 54 in the first direction R1 according to the manual drive force. When the control unit 84 receives an end signal of control by the operation of the operation unit 88 during the process of steps S21 to S24, the control unit 84 ends the control of the motor 54.
(変形例)
上記各実施形態に関する説明は本発明に従う車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムは実施形態以外に例えば以下に示される上記各実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
(Modification)
The description of each of the above embodiments is an example of a control device for a vehicle drive mechanism according to the present invention and a vehicle drive system including the same, and is not intended to limit the configuration. The control device of the drive mechanism for a vehicle according to the present invention, and the drive system for a vehicle including the same are, for example, the modifications of the above-described embodiments shown below, and at least two modifications not contradictory to each other. It can take a combined form.
・制御装置82が設けられる場所は、任意に変更可能である。例えば、制御装置82は、フレーム22、ステム26A、または、ハンドルバー26Bに設けられる。
・モータ54が設けられる場所は、任意に変更可能である。例えば、モータ54は、後輪30のハブに設けられてもよく、前輪28のハブに設けられてもよい。
The place where the control device 82 is provided can be arbitrarily changed. For example, the controller 82 is provided to the frame 22, the stem 26A, or the handle bar 26B.
The place where the motor 54 is provided can be arbitrarily changed. For example, the motor 54 may be provided at the hub of the rear wheel 30 or at the hub of the front wheel 28.
・制御部84は、例えば、ワンウェイクラッチ70ではなく、リア回転体38と後輪30との間に設けられるワンウェイクラッチに含まれる爪部材と係合面とを近づけるようにモータ54を制御してもよい。この場合、モータ54は、例えば、後輪30のハブに設けられる。 The control unit 84 controls the motor 54 so that, for example, the claw member included in the one-way clutch provided between the rear rotating body 38 and the rear wheel 30 instead of the one-way clutch 70 approaches the engagement surface. It is also good. In this case, the motor 54 is provided, for example, on the hub of the rear wheel 30.
10…車両、14…車輪、16…車両用駆動機構、30…後輪、42…第1検出部、44…第2検出部、46…第3検出部、48…クランク軸、50…ハウジング、54…モータ、70…ワンウェイクラッチ、72…爪部材、74…第1回転体、76…第2回転体、76B…係合面、80…車両用駆動システム、82…制御装置、84…制御部、R1…第1方向、R2…第2方向、R3…第3方向、R4…第4方向。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicles 14 wheels 16 drive mechanisms for vehicles 30 rear wheels 42 first detection unit 44 second detection unit 46 third detection unit 48 crankshaft 50 housing 50 54: motor, 70: one-way clutch, 72: claw member, 74: first rotary body, 76: second rotary body, 76B: engagement surface, 80: vehicle drive system, 82: control device, 84: control unit , R1 ... first direction, R2 ... second direction, R3 ... third direction, R4 ... fourth direction.
Claims (16)
第1方向に回転することによって車両を駆動する駆動力を発生するモータと、を含む車両用駆動機構の制御装置であって、
前記ワンウェイクラッチが動力を伝達していない状態で、前記モータを前記第1方向とは反対の第2方向に回転させて、前記爪部材と前記係合面とを近づけるように、前記モータを制御する制御部を含む、車両用駆動機構の制御装置。 A claw member, and a one-way clutch having an engagement surface engageable with the claw member;
A control device for a vehicle drive mechanism, comprising: a motor generating a driving force for driving a vehicle by rotating in a first direction;
In a state where the one-way clutch is not transmitting power, the motor is controlled to rotate the motor in a second direction opposite to the first direction so that the claw member approaches the engagement surface. Control device for a vehicle drive mechanism including a control unit.
前記モータは、前記第1回転体および前記第2回転体の一方に前記駆動力を伝達する、請求項1に記載の車両用駆動機構の制御装置。 The one-way clutch includes a first rotating body on which the claw member is provided, and a second rotating body on which the engagement surface is provided, and the claw member and the engagement surface are engaged with each other. Transmitting the power between a rotating body and the second rotating body,
The control device for a vehicle drive mechanism according to claim 1, wherein the motor transmits the driving force to one of the first rotating body and the second rotating body.
前記ワンウェイクラッチは、前記クランク軸から前記車両の駆動輪までの動力伝達経路に設けられ、
前記モータは、前記動力伝達経路において前記ワンウェイクラッチの下流側に前記駆動力を伝達し、
前記制御部は、前記クランク軸が回転していない状態で、前記モータを前記第2方向に回転させる、請求項1〜9のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置。 The vehicle includes a crankshaft to which a manual drive force is input.
The one-way clutch is provided in a power transmission path from the crankshaft to drive wheels of the vehicle.
The motor transmits the driving force to the downstream side of the one-way clutch in the power transmission path,
The control device of the drive mechanism for a vehicle according to any one of claims 1 to 9, wherein the control unit rotates the motor in the second direction while the crankshaft is not rotating.
前記制御部は、前記クランク軸が前記第3方向に回転している場合、前記人力駆動力に応じて前記モータを前記第1方向に回転させる、請求項10または11に記載の車両用駆動機構の制御装置。 The vehicle is configured to be driven by the manual driving force by rotating the crankshaft in a third direction.
12. The vehicle drive mechanism according to claim 10, wherein the control unit rotates the motor in the first direction according to the manual drive force when the crankshaft is rotated in the third direction. Control device.
前記ハウジングには、前記クランク軸、前記ワンウェイクラッチ、および、前記モータが設けられる、車両用駆動システム。 The control device for a vehicle drive mechanism according to any one of claims 10 to 13, the one-way clutch, the motor, and a housing,
A drive system for a vehicle, wherein the housing is provided with the crankshaft, the one-way clutch, and the motor.
The vehicle drive system according to claim 15, wherein the control unit is provided in the housing.
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TWI802959B (en) * | 2021-08-13 | 2023-05-21 | 寰程科技股份有限公司 | One‑way clutch of a bicycle axle |
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