JP2023078790A - Control device for electric assist vehicle, and electric assist vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動アシスト車を手押ししている場合における制御技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to control technology when an electrically assisted vehicle is being pushed by hand.
電動アシスト車の一例である電動アシスト自転車は、アシスト機能がない自転車と比べモータやバッテリ等が追加となっているため、重量が重い。このため、電動アシスト自転車に手押しアシストモードを備え、操作部のスイッチ操作等に応じて電動アシスト自転車を手押しする場合にモータを動作させ、アシストを行うことで、ユーザが電動アシスト自転車から降車して手押しする際の負荷を軽減する技術が存在している。 A power-assisted bicycle, which is an example of a power-assisted vehicle, is heavier than a bicycle without an assist function because a motor, a battery, and the like are added. For this reason, the power-assisted bicycle is equipped with a push-assist mode, and when the power-assisted bicycle is pushed by hand in response to a switch operation on the operation unit, the motor is operated to assist the user so that the user can get off the power-assisted bicycle. There is a technique for reducing the load when pushing by hand.
例えば、特許文献1は、押し歩きの際に車輪に押し歩き補助トルクを付与可能な電動モータを有する電動補助自転車を開示している。具体的には、本電動補助自転車は、電動モータが車輪にトルクを付与しない第一モードと、電動モータが車輪に電動補助自転車をその場に留まらせるステイ補助トルクを付与する第二モードと、電動モータが車輪に押し歩き補助トルクを付与する第三モードと、を実行可能な制御部を備え、運転者の手指によって操作可能な操作部により、第一モード、第二モード、第三モードが選択可能に構成されている。しかしながら、本技術では、押し歩き時のアシストのみでは、平地走行、登坂時のユーザの負担は軽減できるが、降坂時のユーザの負担、例えば機械ブレーキの使用による手の疲労、電動アシスト自転車を引き支えるための身体的疲労等は軽減できない。
For example,
また、特許文献2には、第1補助駆動力を付加して走行するアシストモードと、第2補助駆動力を付加して押し歩く、又は第2補助駆動力を付加して自走させる第2モードとを切り替えて実行する制御部と、電動自転車の速度に関する速度情報又は電動モータの単位時間当たりの回転数を示す回転数情報を出力するセンサとを備える電動自転車が開示されている。そして、この制御部は、第2モードを実行中に、速度情報又は回転数情報に基づいて、電動自転車が坂道を下っているか否かを判断し、電動自転車が坂道を下っていることを判断した場合に、電動モータの第2補助駆動力を抑制するものである。しかしながら、しかしながら、演算により傾斜を検知するため、傾斜演算の不備や異常により傾斜を誤認識し、降坂でない場合に第2補助駆動力を抑制するなどの不適切な動作を行う可能性がある。 In addition, Patent Document 2 describes an assist mode in which a first auxiliary driving force is applied for traveling, and a second auxiliary driving force in which the vehicle is pushed while applying a second auxiliary driving force, or a second auxiliary driving force in which the vehicle is self-propelled. An electric bicycle is disclosed that includes a control unit that switches between modes and a sensor that outputs speed information about the speed of the electric bicycle or rotation speed information indicating the rotation speed per unit time of an electric motor. Then, while the second mode is being executed, the control unit determines whether or not the electric bicycle is descending the slope based on the speed information or the rotation speed information, and determines that the electric bicycle is descending the slope. In this case, the second auxiliary driving force of the electric motor is suppressed. However, since the tilt is detected by calculation, there is a possibility that the tilt is erroneously recognized due to incomplete or abnormal tilt calculation, and an inappropriate operation such as suppressing the second auxiliary driving force is performed when the slope is not descending. .
さらに、特許文献3には、車輪または無限軌道を有する歩行補助装置が開示されている。具体的には、本歩行補助装置は、車輪または無限軌道を駆動するモータと、付与される使用者の操作力に応じてモータを制御する制御部と、車輪もしくは無限軌道の回転、または歩行補助装置の速度が所定以上と判定された場合に、操作力とは無関係に車輪の回転または無限軌道の回転を制限する速度制限部とを含む。そして、本速度制限部は、車輪もしくは無限軌道の回転、または歩行補助装置の速度が所定値を超過した場合、モータの回転を制動し、車輪または無限軌道を停止させるものである。このような歩行補助装置は、使用者の転倒防止のために、速度が出すぎた場合には減速させるようになっているが、基本的にはアシストを行うものであって、速度が所定値以下であれば、使用者の操作力に応じてアシストするようにモータを制御するようになっている。
Furthermore,
さらに、特許文献4には、電動アシスト車のモータを力行駆動又は回生制動させるインバータと、 ユーザが電動アシスト車を手で押す又は手で引く状態における人力の方向及びモータの回転方向に基づきモータの制御モードを決定し、決定された制御モードにおいて人力に基づくトルクをモータに生じさせるようにインバータを制御する制御部とを有するモータ制御装置が開示されている。そして、上記制御モードが、モータの正方向力行と、モータの正方向回生又は負方向力行と、モータの負方向回生又は正方向力行と、モータの負方向力行とのいずれかである、とされる。このモータ制御装置は、人力の方向及びモータの回転方向に基づきモータの制御モードを切り替えるものであるが、基本的に人力に基づくトルクを生じさせるもので、人力に応じたトルクが適切でない場合もある。 Further, Patent Document 4 discloses an inverter for powering or regeneratively braking a motor of an electrically assisted vehicle, and controlling the motor based on the direction of human power and the direction of rotation of the motor when the user pushes or pulls the electrically assisted vehicle by hand. a control unit that determines a control mode and controls an inverter to cause the motor to generate torque based on human power in the determined control mode. The control mode is any one of positive direction power running of the motor, positive direction regeneration or negative direction power running of the motor, negative direction regeneration or positive direction power running of the motor, and negative direction power running of the motor. be. This motor control device switches the motor control mode based on the direction of human power and the direction of rotation of the motor. be.
従って、本発明の目的は、一側面として、電動アシスト車が手押し状態にある場合でもユーザの負担を軽減できるようにするための新規な技術を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, one aspect of the present invention is to provide a novel technique for reducing the burden on the user even when the electrically assisted vehicle is in a hand-pushed state.
本電動アシスト車の制御装置は、(A)電動アシスト車が手押し状態であり且つユーザにより手押し状態におけるアシスト要求がなされていると判定された場合、電動アシスト車の車速に係る第1の範囲において電動アシスト車の車速に応じて電動アシスト車のモータが電動アシスト車を前進させる方向にトルクを生じさせる第1のモードに切り替え、(B)電動アシスト車が手押し状態であり且つユーザにより手押し状態におけるアシスト要求がなされていない又はユーザにより手押し状態における制動要求がなされていると判定される場合、電動アシスト車の車速に係る第2の範囲において電動アシスト車の車速に応じた制動動作を制御する第2のモードに切り替える。 (A) When it is determined that the electrically assisted vehicle is in the hand-pushed state and the user has issued a request for assistance in the hand-pushed state, the control device for the electrically assisted vehicle performs: Switching to a first mode in which the motor of the electrically-assisted vehicle generates torque in a direction to advance the electrically-assisted vehicle according to the vehicle speed of the electrically-assisted vehicle; When it is determined that the user does not request assistance or that the user has requested braking in a hand-pushing state, the braking operation is controlled in accordance with the vehicle speed of the electrically-assisted vehicle in a second range related to the vehicle speed of the electrically-assisted vehicle. Switch to mode 2.
一側面によれば、電動アシスト車が手押し状態にある場合でもユーザの負担を軽減できるようになる。 According to one aspect, it is possible to reduce the burden on the user even when the electrically assisted vehicle is in a hand-pushed state.
以下、本発明の実施の形態について、電動アシスト車の一例である電動アシスト自転車の例をもって説明する。しかしながら、電動アシスト車は、電動アシスト自転車に限定されるものでは無く、例えば、台車、車いす、歩行補助装置、昇降機などであってもよい。また、電動アシスト車も、2輪だけではなく3輪などである場合もある。 Embodiments of the present invention will be described below using an example of an electrically assisted bicycle, which is an example of an electrically assisted vehicle. However, the electrically-assisted vehicle is not limited to an electrically-assisted bicycle, and may be, for example, a trolley, a wheelchair, a walking assistance device, an elevator, or the like. Electric assist vehicles may also have three wheels instead of two.
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態における電動アシスト車の一例である電動アシスト自転車の一例を示す外観図である。この電動アシスト自転車1は、モータ駆動装置を搭載している。モータ駆動装置は、バッテリパック101と、モータ駆動制御装置102と、トルクセンサ103と、ペダル回転センサ104と、モータ105と、操作パネル106と、ブレーキセンサ107と、乗車阻止機構108とを有する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an external view showing an example of an electrically assisted bicycle, which is an example of an electrically assisted vehicle according to the present embodiment. This electrically assisted
また、電動アシスト自転車1は、ハンドルポスト110、前輪、後輪、前照灯、フリーホイール、変速機等も有している。
The electrically assisted
バッテリパック101は、例えばリチウムイオン二次電池であるが、他種の電池、例えばリチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル水素蓄電池などであってもよい。そして、バッテリパック101は、モータ駆動制御装置102を介してモータ105に対して電力を供給し、回生時にはモータ駆動制御装置102を介してモータ105からの回生電力によって充電も行う。
The
トルクセンサ103は、クランク軸周辺に設けられており、運転者によるペダルの踏力を検出し、この検出結果をモータ駆動制御装置102に出力する。また、ペダル回転センサ104は、トルクセンサ103と同様に、クランク軸周辺に設けられており、回転に応じた信号をモータ駆動制御装置102に出力する。
The
モータ105は、例えば周知の三相直流ブラシレスモータであり、例えば電動アシスト自転車1の前輪に装着されている。モータ105は、前輪を回転させるとともに、前輪の回転に応じてローターが回転するように、ローターが前輪に連結されている。さらに、モータ105はホール素子等の回転センサを備えてローターの回転情報(すなわちホール信号)をモータ駆動制御装置102に出力する。
The
ブレーキセンサ107は、運転者のブレーキ操作を検出して、ブレーキ操作に関する信号をモータ駆動制御装置102に出力する。
ユーザが電動アシスト自転車1に搭乗している場合には、モータ駆動制御装置102は、モータ105の回転センサ、トルクセンサ103、ペダル回転センサ104、ブレーキセンサ107等からの信号に基づき所定の演算を行って、モータ105の力行駆動を制御し、モータ105の回生制動の制御も行う。また、ユーザが電動アシスト自転車1を手で押す又は手で引くような状態で且つアシスト等が可能な状態においては、モータ駆動制御装置102は、モータ105の回転センサ等からの信号に基づき所定の演算を行って、モータ105の制御モードを決定して、当該制御モードにおいてモータ105を力行駆動又は回生制動させるように制御する。なお、回生制御の代わりに、バッテリに対して電流を流さず消費して制動力を生じさせるようにしたり、他の実施の形態で述べるように機械的な制動力を生じさせるようにしても良い。
When the user is riding the power-assisted
操作パネル106は、例えばアシストの有無に関する指示入力(すなわち、電源スイッチのオン及びオフ)、アシスト有りの場合には希望アシスト比等の入力をユーザから受け付けて、当該指示入力等をモータ駆動制御装置102に出力する。なお、本実施の形態では、操作パネル106が、電動アシスト自転車1を、電動アシスト自転車1の手押しをアシストするように指示する手押しアシストボタンを有しているものとする。
The
乗車阻止機構108は、ユーザによるサドルへの着座を阻止するための機構である。例えば、乗車阻止機構108は、初期状態では収納されており、ユーザは、サドルへ通常どおりに着座してペダルを漕ぐことができるが、電動アシスト自転車1を手で押す又は手で引く状態でモータ105にアシストを行わせる場合には、ユーザは、乗車阻止機構108をサドル付近に展開させ、図1に模式的に示すように、サドルへの着座を妨げるような展開状態にする。この展開状態で、乗車阻止機構108は、モータ駆動制御装置102に対して、展開状態となったことを表す信号を出力する。本実施の形態では、モータ駆動制御装置102は、電源オンされていて、このような信号を受信する場合には、電動アシスト自転車1が、電動アシスト自転車1を手で押す又は手で引くような状態で且つアシスト等が可能である手押し状態であると認識する。
The
本実施の形態では、ユーザによるサドルへの着座を阻止することを前提としているが、場合によっては、サドル下部に設けられた荷重センサにてユーザがサドルに着座したか否かを判定することで、手押し状態であるか否かを判定する場合もある。さらに、他の機構により、手押し状態であるか否かを判定しても良い。 In this embodiment, it is assumed that the user is prevented from sitting on the saddle. , it may be determined whether or not it is in the hand-pushed state. Furthermore, another mechanism may be used to determine whether or not it is in the hand-pushed state.
次に、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置102に関連する構成を図2に示す。
Next, FIG. 2 shows a configuration related to the motor
モータ駆動制御装置102は、制御器1020と、FET(Field Effect Transistor)ブリッジ1030とを有する。FETブリッジ1030は、モータ105のU相についてのスイッチングを行うハイサイドFET(Suh)及びローサイドFET(Sul)と、モータ105のV相についてのスイッチングを行うハイサイドFET(Svh)及びローサイドFET(Svl)と、モータ105のW相についてのスイッチングを行うハイサイドFET(Swh)及びローサイドFET(Swl)とを含む。このFETブリッジ1030は、モータ105を力行駆動又は回生制動させるインバータとして機能する。
The motor
また、制御器1020は、演算部1021と、ペダル回転入力部1022、状態入力部1023と、モータ回転入力部1024と、可変遅延回路1025と、モータ駆動タイミング生成部1026と、トルク入力部1027と、ブレーキ入力部1028と、AD(Analog-Digital)入力部1029とを有する。
The
演算部1021は、操作パネル106からの入力(例えばアシストのオン/オフ、手押しアシストボタンのオンオフなど)、ペダル回転センサ104からのペダル回転入力、状態入力部1023からの入力、モータ回転入力部1024からの入力、トルク入力部1027からの入力、ブレーキ入力部1028からの入力、AD入力部1029からの入力を用いて所定の演算を行って、モータ駆動タイミング生成部1026及び可変遅延回路1025に対して出力を行う。なお、演算部1021は、メモリ10211を有しており、メモリ10211は、演算に用いる各種データ及び処理途中のデータ等を格納する。さらに、演算部1021は、プログラムをプロセッサが実行することによって実現される場合もあり、この場合には当該プログラムがメモリ10211に記録されている場合もある。また、メモリ10211は、演算部1021とは別に設けられる場合もある。
The
ペダル回転入力部1022は、ペダル回転センサ104からのペダル回転を表す信号を、ディジタル化して演算部1021に出力する。状態入力部1023は、乗車阻止機構108から展開状態か否かを表す信号を、ディジタル化して演算部1021に出力する。
Pedal
モータ回転入力部1024は、モータ105が出力するホール信号からモータ105の回転(本実施の形態においては前輪の回転)に関する信号(例えば回転位相角、回転方向など)を、ディジタル化して演算部1021に出力する。モータ回転入力部1024は、例えば、モータ回転入力から電動アシスト自転車1の車速(例えば正の車速は前進速度で、負の車速は後退速度)を算出して出力するようにしても良い。トルク入力部1027は、トルクセンサ103からの踏力に相当する信号をディジタル化して演算部1021に出力する。ブレーキ入力部1028は、ブレーキセンサ107からのブレーキの有無を表す信号を、ディジタル化して演算部1021に出力する。AD入力部1029は、二次電池からの出力電圧をディジタル化して演算部1021に出力する。
A motor
演算部1021は、演算結果として進角値を可変遅延回路1025に出力する。可変遅延回路1025は、演算部1021から受け取った進角値に基づきホール信号の位相を調整してモータ駆動タイミング生成部1026に出力する。演算部1021は、演算結果として例えばPWM(Pulse Width Modulation)のデューティー比に相当するPWMコードをモータ駆動タイミング生成部1026に出力する。モータ駆動タイミング生成部1026は、可変遅延回路1025からの調整後のホール信号と演算部1021からのPWMコードとに基づいて、FETブリッジ1030に含まれる各FETに対するスイッチング信号を生成して出力する。演算部1021の演算結果によって、モータ105は、力行駆動される場合もあれば、回生制動される場合もある。なお、モータの駆動等の基本動作については、国際公開第2012/086459号パンフレット等に記載されており、本実施の形態の主要部ではないので、ここでは説明を省略する。
次に、図3に、演算部1021において、手押し状態における制御を行う手押し制御部3000に関連する機能ブロック構成例を示す。手押し制御部3000は、モード判定部3100と、第2制御部3200と、第3制御部3300とを有する。また、手押し制御部3000とは別に、手押し状態ではなく、ユーザが電動アシスト自転車1に搭乗している場合の通常の制御を行う第1制御部4000も設けられている。
Next, FIG. 3 shows a functional block configuration example related to a hand-pressing
モード判定部3100は、状態入力部1023から状態入力と、操作パネル106における手押しアシストボタンのオン又はオフとに基づき、第1モード乃至第3モードのいずれに該当するかを判定する。より具体的には、手押し状態ではない場合には、ユーザが電動アシスト自転車1に搭乗していて通常どおりにモータ105を制御する第1モードと判定する。モード判定部3100は、第1モードであると判定すると、第1制御部4000に制御を行わせる。第1制御部4000は、ペダル回転入力部1022からのペダル回転入力、トルク入力部1027からのトルク入力、モータ回転入力部1024からのモータ回転入力などに基づき、モータ105を力行駆動させたり、回生制動させたりする制御を行う。
また、手押し状態であり且つ手押しアシストボタンにより手押しアシスト要求が入力されている状態である場合には、電動アシスト自転車1の車速に応じてモータ105を力行駆動させる制御を主に行う第2モードと判定する。モード判定部3100は、第2モードと判定すると、第2制御部3200に制御を行わせる。
In addition, when the hand-pushing state is in a state in which a push-assist request has been input by the push-assist button, a second mode mainly performs control for powering the
第2制御部3200は、例えば、車速が正の第1の閾値(例えば通常の歩行速度程度)になるまでは、車速が増加するにつれて正の出力トルクが減少するように制御する。正の出力トルクは、電動アシスト自転車1を前進させるようにモータ105を回転させるトルクであって、主にモータ105を前進方向(正方向)に力行駆動させることで生じる。但し、電動アシスト自転車1が後退しているような場合には、モータ105を後退方向(負方向)に回生制動させるようにする場合もある。一方、負の出力トルクは、電動アシスト自転車1を後退させるようにモータ105を回転させるトルクであって、主にモータ105を前進方向(正方向)に回生制動させることで生じる。但し、場合によっては、モータ105を後退方向(負方向)に力行駆動させるようにする場合もある。
一方、ユーザの歩行速度と乖離することでユーザへの負担となるため、第2制御部3200は、例えば、車速が正の第1の閾値以上となると、車速の増加に応じて負の出力トルクが増加するようにモータ105を制御する。このように正の第1の閾値が目標速度となる。また、例えば前進させようとして手押しアシストボタンを押しているのに、急坂なので電動アシスト自転車1が後退してしまう場合には、車速が負の値を示す。このように車速が負の値であっても、ユーザが電動アシスト自転車1を前進させようとしている場合には、第2制御部3200は、車速の減少に応じて正のトルクが増加するようにモータ105を制御する。
On the other hand, deviation from the user's walking speed imposes a burden on the user. Therefore, for example, when the vehicle speed becomes equal to or higher than the positive first threshold, the
図4を用いて、第2モードにおける制御態様の一例を示す。図4では、横軸が電動アシスト自転車1の車速を表し、縦軸が出力トルクを表す平面を示している。車速については、正の値であれば前進中であり、負の値であれば後退中を表している。また、出力トルクについては、正の値であれば前進に対するアシスト又は後退に対する制動を意味し、負の値であれば前進に対する制動を意味する。この平面の第1象限では車速も正で出力トルクも正となるが、これは、図4に模式的に示すように、典型的には上り坂や平地でユーザが電動アシスト自転車1を手で押している状態を示しており、ユーザにとって正の出力トルクでアシストがなされて、ユーザの負荷が軽減される。但し、図4の第4象限において模式的に示すように、例えば下り坂になっても手押しアシストボタンを押していると、車速が増加して正の第1の閾値以上となってしまう場合もある。このようにユーザに負担となる状態を避けて、電動アシスト自転車1を減速させるために、負の出力トルクを生じさせる。なお、図4の第2象限において模式的に示すように、例えば急な上り坂で手押しアシストボタンを押し続けているのに、重力に負けて電動アシスト自転車1が後退してしまっている、すなわち車速が負の値を示している場合にも、正の出力トルクを生じさせることで、ユーザの負荷を減らしつつ目的どおりに前進できるようになる。
FIG. 4 shows an example of control mode in the second mode. In FIG. 4, the horizontal axis represents the vehicle speed of the electrically assisted
さらに、手押し状態であり且つ手押しアシストボタンにより手押しアシスト指示が入力されていない状態である場合には、電動アシスト自転車1の車速に応じて制動力(例えば回生制動力)を生じさせる制御を主に行う第3モードと判定する。モード判定部3100は、第3モードと判定すると、第3制御部3300に制御を行わせる。
Furthermore, when the hand-pushed state is present and the manual push-assist instruction is not input by the push-assist button, control is mainly performed to generate braking force (for example, regenerative braking force) according to the vehicle speed of the electrically assisted
第3制御部3300は、例えば、車速が正であって且つ正の第2の閾値未満(例えば通常の歩行速度程度よりやや速い速度)であれば、特に正の出力トルクも負の出力トルクも出力しない制御を行う。これはユーザが手押しアシストボタンを押していないので、通常の歩行速度程度であればアシストを行わなくても、特にユーザに違和感を感じさせることはないためである。一方、車速が速すぎるとユーザに違和感を感じさせたり、負担になるため、第3制御部3300は、例えば、車速が正の第2の閾値以上となると、車速の増加に応じて負の出力トルクが増加するように、具体的には回生制動力が増加するように制御する。このように正の第2の閾値未満の範囲が目標速度の範囲となる。
For example, if the vehicle speed is positive and less than a positive second threshold (for example, a speed that is slightly faster than the normal walking speed), the
図5を用いて、第3モードにおける制御態様の一例を示す。図5でも、横軸が電動アシスト自転車1の車速を表し、縦軸が出力トルクを表す平面を示している。第3モードにおいては、図5に示すように、第1象限では制御は行われない。一方、第4象限では、例えば下り坂になって車速が増加して正の第2の閾値以上となってしまう場合があるので、ユーザに負担となるこのような状態を避けて電動アシスト自転車1を減速させるために、第3制御部3300は、車速の増加に応じて負の出力トルクを増加させるように制御する。具体的には回生制動力が増加するように制御する。場合によっては、図5の第2象限において模式的に示すように、例えば急な上り坂で重力に負けて電動アシスト車1が後退してしまっている、すなわち車速が負の値を示している場合にも、正の出力トルクを生じさせることで、ユーザの負荷を減らしつつ目的どおりに前進できるようにしても良い。
FIG. 5 shows an example of a control mode in the third mode. In FIG. 5 as well, the horizontal axis represents the vehicle speed of the electrically assisted
次に、本実施の形態におけるモード判定部3100の処理内容について、図6を用いて説明する。なお、ステップS1乃至S11については、所定の制御周期毎に実行されるものとする。
Next, the processing contents of
まず、モード判定部3100は、状態入力部1023からの状態入力に基づき、手押し状態であるか否かを判断する(図6:ステップS1)。すなわち、乗車阻止機構108から、当該乗車阻止機構108から初期状態であることを表す信号を受信した場合には、状態入力部1023は、電動アシスト自転車1は手押し状態ではないことを表す状態入力をモード判定部3100に出力し、乗車阻止機構108から展開状態であることを表す信号を受信した場合には、電動アシスト自転車1は手押し状態であることを表す状態入力をモード判定部3100に出力する。モード判定部3100は、手押し状態ではない、と判定すると、第1モードであると判定して、第1制御部4000に第1モードの処理を行わせる(ステップS3)。そして処理はステップS11に移行する。
First, the
一方、モード判定部3100は、手押し状態である、と判定すると、手押しアシストボタンが押されて手押しアシスト要求がなされているか否かを判断する(ステップS5)。手押しアシスト要求がなされている場合には、モード判定部3100は、第2モードであると判定して、第2制御部3200に第2モードの処理を行わせる(ステップS7)。そして処理はステップS11に移行する。
On the other hand, when the
一方、手押しアシスト要求がなされていない場合には、モード判定部3100は、第3モードであると判定して、第3制御部3300に第3モードの処理を行わせる(ステップS9)。
On the other hand, if the push assist request has not been made, the
そして、手押し制御部3000は、操作パネル106により電源オフが指示されるなどして処理終了するのか否かを判断する(ステップS11)。処理終了しない場合には、処理はステップS1に戻る。一方、電源オフが指示されるなどして処理終了する場合には、この段階で処理を終了する。
Then, the hand-pushing
以上のような形で、ユーザが電動アシスト自転車1を手押ししている場合に、ユーザの意図及び状況に応じた制御を行うことで、ユーザの負担を軽減することができるようになる。
In the manner described above, when the user is pushing the power-assisted
[実施の形態2]
本実施の形態では、第3モードにおける処理の第1の例を、具体的に説明する。
[Embodiment 2]
In this embodiment, a first example of processing in the third mode will be specifically described.
本実施の形態においては、第3モードでは、図7に示すような制御を行う。図7では、横軸が電動アシスト自転車1の車速を表し、縦軸が出力トルクを表す平面を示している。図7に示すように、車速についての正の閾値TH4(例えば3Km)になるまでは、出力トルクTout=0となる。すなわち、ユーザから手押しアシスト要求がなされていない状態であるから、アシストは行わないが、車速がそれほど速くないので減速させるような状態でもないので、ユーザが手押ししている状態をそのまま維持させるものである。但し、車速が閾値TH4以上となると、例えば下り坂で電動アシスト自転車1の自重で車速が速くなりすぎてしまう状態となりユーザの負担が大きくなるので、車速が増加するにつれて負の出力トルク(例えば回生制動力)の大きさが増加するように制御を行う。図7の例では、直線aの傾きはG(負の値)となっており、適切な値を設定しておく。なお、ここでは傾きGのような直線aに沿って負の出力トルクが変化するような例を示したが、直線ではなく予め定められた曲線や直線の組み合わせなどを規定しても良い。これによって、車速は閾値TH4までに収まるように制御されて、例えば下り坂でユーザが電動アシスト自転車1を引く力が減ぜられて、ユーザの負担が軽減される。
In the present embodiment, control as shown in FIG. 7 is performed in the third mode. In FIG. 7, the horizontal axis represents the vehicle speed of the electrically assisted
例として、TH4=3km/h、G=-5、電動アシスト自転車1の車輪径を26インチ、電動アシスト自転車1の車重を25kgとした場合、10%の下り傾斜において電動アシスト自転車1を離し、何もしない場合、6秒後の車速は約20km/hとなるが、本制御により、およそ4秒以降はほぼ定速となり、車速を自動で6km/h程度まで抑えることが可能である。
As an example, if TH4 = 3 km/h, G = -5, the wheel diameter of the power-assisted
次に、図8を用いて、第3制御部3300等の処理内容について説明する。まず、第3制御部3300は、現在の車速が閾値TH4未満であるか否かを判断する(ステップS21)。現在の車速が閾値TH4未満であれば、第3制御部3300は、出力トルクTout=0と設定する(ステップS23)。そして、演算部1021は、出力トルクToutを得るように制御を行う(ステップS27)。制動力として回生制動力を用いる場合には、演算部1021は、FETブリッジ1030のスイッチングを制御することで、出力トルクToutを得るようにモータ105を制御する。
Next, processing contents of the
一方、現在の車速が閾値TH4以上であれば、第3制御部3300は、出力トルクTout=G×(車速-TH4)と設定する(ステップS25)。上でも述べたようにGは負の値であり、出力トルクTout自体も負の値となる。そして処理はステップS27に移行する。
On the other hand, if the current vehicle speed is equal to or higher than the threshold TH4, the
このように車速に応じて制動力を働かせるべき状況を適切に検出して、ユーザの負担を軽減することができるようになる。 In this way, it is possible to appropriately detect the situation in which the braking force should be applied according to the vehicle speed, thereby reducing the burden on the user.
本実施の形態では、車速を閾値TH4以下の速度に向けて、すなわち目標速度を閾値TH4以下の車速として制御を行っており、閾値TH4の設定を適切に行うことで安全性が確保される。 In the present embodiment, control is performed so that the vehicle speed is set to a speed equal to or lower than the threshold TH4, that is, the target speed is controlled to be equal to or lower than the threshold TH4, and safety is ensured by appropriately setting the threshold TH4.
なお、ユーザがブレーキ操作を行った場合など、より優先度の高い制御が行われる場合には、本実施の形態に係る処理は無効となる。これは、以下に述べる他の実施の形態でも同様である。 It should be noted that the processing according to the present embodiment is disabled when control with a higher priority is performed, such as when the user performs a brake operation. This also applies to other embodiments described below.
[実施の形態3]
本実施の形態では、第3モードにおける処理の第2の例を、具体的に説明する。
[Embodiment 3]
In this embodiment, a second example of processing in the third mode will be specifically described.
本実施の形態においては、第3モードでは、図9に示すような制御を行う。図9では、横軸が電動アシスト自転車1の車速を表し、縦軸が出力トルクを表す平面を示している。第1及び第4象限については、第2の実施の形態における図7と同様である。但し、直線bの傾きはG1(負の値)である。一方、車速が負の閾値TH5(例えば-2km/h)未満となると、車速の絶対値が大きくなるに応じて正の出力トルクが大きくなるように制御を行う。例えば上り坂で、傾斜が大きかったり電動アシスト自転車1の重さが重くて上りたいのに坂を後退してしまうような場合がある。このような場合もユーザの負担となるので、後退を抑制するために正の出力トルクを発生させる。図9の例では、直線cの傾きはG2(負の値)となっており、適切な値を設定しておく。なお、ここでは傾きG1のような直線b、傾きG2のような直線cに沿って負の出力トルクが変化するような例を示したが、直線ではなく予め定められた曲線や直線の組み合わせなどを規定しても良い。これによって、車速は閾値TH5までに収まるように制御されて、ユーザの負担が軽減される。
In the present embodiment, control as shown in FIG. 9 is performed in the third mode. In FIG. 9, the horizontal axis represents the vehicle speed of the electrically assisted
次に、図10を用いて、第3制御部3300等の処理内容について説明する。まず、第3制御部3300は、現在の車速が負の閾値TH5未満であるか否かを判断する(ステップS31)。現在の車速が閾値TH5未満であれば、第3制御部3300は、出力トルクTout=G2×(車速-TH5)と設定する(ステップS33)。G2が負の値で、(車速-TH5)も負の値となるので、出力トルクToutは正の値となる。そして、演算部1021は、出力トルクToutを得るように制御を行う(ステップS35)。
Next, the processing contents of the
一方、現在の車速が閾値TH5以上であれば、第3制御部3300は、現在の車速が正の閾値TH4未満であるか否かを判断する(ステップS37)。現在の車速が閾値TH4未満であれば、第3制御部3300は、出力トルクTout=0と設定する(ステップS39)。そして処理はステップS35に移行する。一方、現在の車速が閾値TH4以上である場合には、第3制御部3300は、出力トルクTout=G1×(車速-TH4)と設定する(ステップS41)。上でも述べたようにG1は負の値であり、出力トルクTout自体も負の値となる。そして処理はステップS35に移行する。
On the other hand, if the current vehicle speed is equal to or greater than the threshold TH5, the
このように車速に応じて負の出力トルクを生じさせるべき状況と車速に応じて正の出力トルクを生じさせるべき状況とを適切に検出して、ユーザの負担を軽減することができるようになる。 In this way, it is possible to appropriately detect a situation in which a negative output torque should be generated according to the vehicle speed and a situation in which a positive output torque should be generated according to the vehicle speed, thereby reducing the burden on the user. .
[実施の形態4]
例えば、駐輪場から自転車を後ろ向きに引き出す場合であっても、負の閾値TH5の設定によっては第3の実施の形態では正の出力トルクが発生して、ユーザの意図どおりに電動アシスト自転車1を後退させられない場合も生じ得る。このようなユーザの意図に基づく後退は、典型的には短時間で終了するので、本実施の形態では、短時間の後退については、正の出力トルクを出力しないように制御する。
[Embodiment 4]
For example, even when pulling out a bicycle backward from a bicycle parking lot, positive output torque is generated in the third embodiment depending on the setting of the negative threshold TH5, and the electrically assisted
図11を用いて、この制御の内容について具体的に説明する。図11は、横軸は車速が負の閾値TH6(例えば-2km/h)未満になってからの経過時間を表しており、縦軸は、ゲイン(傾きG2)の絶対値を表す。図11において実線fで示すように、車速が負の閾値TH6(例えば-2km/h)未満になってからの経過時間が、閾値TH10(例えば3秒)未満であれば、ゲイン(傾きG2)を0に設定することで、出力トルクをゼロに設定する。そして、この経過時間が閾値TH10以上となると、(経過時間-TH10)に応じてゲイン(傾きG2)の絶対値を増加させる。更に経過時間が増加して例えばTH11(例えば5秒)以上となると、ゲイン(傾きG2)の絶対値を所定の値|G2max|で維持するようにする。なお、点線gについては、第5の実施の形態において説明する。 The details of this control will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 11, the horizontal axis represents the elapsed time after the vehicle speed became less than the negative threshold TH6 (eg, -2 km/h), and the vertical axis represents the absolute value of the gain (slope G2). As indicated by the solid line f in FIG. 11, if the elapsed time since the vehicle speed became less than the negative threshold TH6 (eg, −2 km/h) is less than the threshold TH10 (eg, 3 seconds), the gain (slope G2) is set to zero to set the output torque to zero. Then, when the elapsed time reaches or exceeds the threshold TH10, the absolute value of the gain (slope G2) is increased according to (elapsed time - TH10). When the elapsed time further increases to, for example, TH11 (eg, 5 seconds) or more, the absolute value of the gain (slope G2) is maintained at a predetermined value |G2max|. Note that the dotted line g will be described in the fifth embodiment.
このようにすれば、ユーザが意図した短時間の後退については妨げられず、短時間の後退でない場合には、正の出力トルクが出力されるようになって、電動アシスト自転車1の後退が抑制されるようになる。
In this way, the short-term backward movement intended by the user is not hindered, and if it is not a short-term backward movement, a positive output torque is output, and the backward movement of the power-assisted
なお、閾値TH6<閾値TH5とすれば、早期に経過時間のカウントが始まるので、安全性が高まる。 If the threshold value TH6<threshold value TH5, counting of the elapsed time starts at an early stage, thereby increasing safety.
なお、出力トルクと車速との関係は、図12に示すように、(経過時間-TH10)が0以下であれば、一点鎖線eで示すように出力トルクは0となり、(経過時間-TH10)が正の値となると、徐々に傾きG2の絶対値が大きくなって、途中は点線dで表すような傾きG2となる。そして、(経過時間-TH10)がTH11以上となると、実線cで示すような傾きG2maxとなる。 As shown in FIG. 12, the relationship between the output torque and the vehicle speed is such that when (elapsed time - TH10) is 0 or less, the output torque becomes 0 as indicated by the dashed line e, and (elapsed time - TH10). becomes a positive value, the absolute value of the slope G2 gradually increases, and in the middle, the slope G2 is represented by the dotted line d. Then, when (elapsed time - TH10) becomes equal to or greater than TH11, the slope becomes G2max as indicated by the solid line c.
このような制御を、第3制御部3300等の処理フローとして図13及び図14を用いて説明する。まず、第3制御部3300は、現在の車速が閾値TH6未満であるか否かを判断する(ステップS51)。上で述べた例では閾値TH6は閾値TH5と同じであったが、同じでなくても良い。現在の車速が閾値TH6以上である場合には、第3制御部3300は、現在の車速が負の閾値TH6未満になってからの経過時間を計測するためのカウンタを0にリセットする(ステップS55)。そして処理はステップS57に移行する。
Such control will be described as a processing flow of the
一方、現在の車速が閾値TH6未満である場合には、第3制御部3300は、カウンタの値を制御周期分カウントアップする(ステップS53)。そして、第3制御部3300は、現在の車速が閾値TH5未満であるか否かを判断する(ステップS57)。現在の車速が閾値TH5以上である場合には、第3制御部3300は、第2の実施の形態における処理と同様である基本制御処理を実行する(ステップS71)。基本制御処理については、図14を用いて説明する。そして処理はステップS69に移行する。
On the other hand, when the current vehicle speed is less than the threshold TH6, the
基本制御処理では、第3制御部3300は、現在の車速が閾値TH4未満であるか否かを判断する(ステップS81)。現在の車速が閾値TH4未満であれば、第3制御部3300は、出力トルクTout=0と設定する(ステップS83)。そして処理は呼び出し元の処理に戻る。
In the basic control process, the
一方、現在の車速が閾値TH4以上であれば、第3制御部3300は、出力トルクTout=G1×(車速-TH4)と設定する(ステップS85)。そして処理は呼び出し元の処理に戻る。
On the other hand, if the current vehicle speed is equal to or higher than the threshold TH4, the
図13の処理の説明に戻って、車速が閾値TH5未満であれば、第3制御部3300は、カウンタの値が閾値TH10未満であるか否かを判断する(ステップS59)。カウンタの値が閾値TH10未満であれば、第3制御部3300は、G2=0と設定する(ステップS61)。そして、第3制御部3300は、出力トルクTout=G2×(車速-TH5)と設定する(ステップS67)。さらに、演算部1021は、出力トルクToutを得るように制御を行う(ステップS69)。
Returning to the description of the processing in FIG. 13, if the vehicle speed is less than the threshold TH5, the
一方、第3制御部3300は、カウンタの値が閾値TH11(閾値TH10<閾値TH11)未満であるか否かを判断する(ステップS63)。カウンタの値が閾値TH11未満であれば、第3制御部3300は、G2に対して、カウンタの値に応じた値を設定する(ステップS65)。具体的には、G2=G2max/(TH11-TH10)×(カウンタの値-TH10)と設定する。そして処理はステップS67に移行する。一方、カウンタの値が閾値TH11以上であれば、第3制御部3300は、G2に対してG2maxを設定する(ステップS66)。そして処理はステップS67に移行する。
On the other hand, the
以上のような処理を行うことで、図11を用いて説明したように、短時間の後退については出力トルクを発生させないことで、電動アシスト自転車1の意図した後退を妨げないようになる。
By performing the above-described processing, as described with reference to FIG. 11, output torque is not generated for short-time reversing, so that intended reversing of the power-assisted
[実施の形態5]
第4の実施の形態では、短時間の後退についてはユーザの意図に沿ったものとみなしていたが、後退する際の車速の大きさが大きい場合には短時間でも大きく後退してユーザの負担となるので、経過時間TH10ではなく、より短い時間で負の出力トルクを生じさせて、後退を抑制させる方が好ましい。
[Embodiment 5]
In the fourth embodiment, reversing for a short period of time was considered to be in line with the user's intention. Therefore, it is preferable to suppress backward movement by generating negative output torque in a shorter period of time instead of the elapsed time TH10.
図11で点線gで表すように、一瞬でも車速が閾値TH7(例えば-4km/h<閾値TH5)未満となった場合には、車速が負の閾値TH6(例えば-2km/h)未満になってからの経過時間が、閾値TH10よりも短い閾値TH12(例えば1秒)以上となると、ゲイン(すなわち傾きG2)の絶対値を増加させはじめる。また、更に経過時間が増加して例えばTH13(例えば3秒)以上となると、ゲイン(傾きG2)の絶対値を所定の値|G2max’|で維持するようにする。また|G2max’|>|G2max|である。すなわち、短い経過時間で大きな正の出力トルクを掛けるようにして、後退を急激に抑制させるようにする。これによって後退によるユーザの負担を小さくする。 As indicated by the dotted line g in FIG. 11, when the vehicle speed becomes less than the threshold TH7 (for example, −4 km/h<threshold TH5) even momentarily, the vehicle speed becomes less than the negative threshold TH6 (for example, −2 km/h). When the elapsed time since is equal to or greater than a threshold TH12 (for example, 1 second), which is shorter than the threshold TH10, the absolute value of the gain (that is, the slope G2) begins to increase. When the elapsed time further increases to, for example, TH13 (eg, 3 seconds) or more, the absolute value of the gain (slope G2) is maintained at a predetermined value |G2max'|. Also, |G2max'>|G2max|. That is, a large positive output torque is applied in a short elapsed time to rapidly suppress backward movement. This reduces the burden on the user due to backing up.
このような制御を、第3制御部3300等の処理フローとして図15乃至図17を用いて説明する。まず、第3制御部3300は、現在の車速が閾値TH6未満であるか否かを判断する(ステップS91)。現在の車速が閾値TH6以上である場合には、第3制御部3300は、現在の車速が負の閾値TH6未満になってからの経過時間を計測するためのカウンタを0にリセットする(ステップS95)。そして処理はステップS97に移行する。
Such control will be described as a processing flow of the
一方、現在の車速が閾値TH6未満である場合には、第3制御部3300は、カウンタの値を制御周期分カウントアップする(ステップS93)。また、第3制御部3300は、現在の車速が0以上であるか否かを判断する(ステップS97)。現在の車速が0以上であれば、急激な後退が発生したことを表すフラグをオフにセットする(ステップS99)。すなわち、一旦車速が閾値TH7未満となった場合には、電動アシスト自転車1が前進するような安全な状態を検出するまでは、車速が閾値TH7未満になった場合における処理を行うものである。そして処理はステップS101に移行する。一方、現在の車速が0未満である場合には、処理はステップS101に移行する。
On the other hand, when the current vehicle speed is less than the threshold TH6, the
その後、第3制御部3300は、現在の車速が閾値TH5未満であるか否かを判断する(ステップS101)。現在の車速が閾値TH5以上である場合には、第3制御部3300は、第2の実施の形態における処理と同様である基本制御処理を実行する(ステップS103)。基本制御処理については、図14で説明したものと同様である。そして処理は端子Bを介して図16のステップS67に移行する。
After that, the
一方、現在の車速が閾値TH5未満であれば、第3制御部3300は、現在の車速が閾値TH7未満であるか否かを判断する(ステップS105)。現在の車速が閾値TH7未満であれば、第3制御部3300は、急激な後退が発生したことを表すフラグをオンにセットする(ステップS107)。そして処理は端子Aを介して図16の処理に移行する。一方、現在の車速が閾値TH7以上であれば、処理は端子Aを介して図16の処理に移行する。
On the other hand, if the current vehicle speed is less than the threshold TH5, the
図16の処理の説明に移行して、第3制御部3300は、急激な後退が発生したことを表すフラグがオンであるか否かを判断する(ステップS109)。フラグがオンである場合には、端子Cを介して図17の処理に移行する。本実施の形態に係る特徴は図17の処理である。
Moving on to the description of the processing in FIG. 16, the
一方、フラグがオフである場合には、ステップS59乃至S69を実行する。これらの処理については、第4の実施の形態で説明した図13の処理と同じである。よって処理の説明は省略する。 On the other hand, if the flag is off, steps S59 to S69 are executed. These processes are the same as the processes in FIG. 13 described in the fourth embodiment. Therefore, description of the processing is omitted.
図17の処理の説明に移行して、第3制御部3300は、カウンタの値が閾値TH12未満であるか否かを判断する(ステップS111)。カウンタの値が閾値TH12未満であれば、第3制御部3300は、G2=0と設定する(ステップS113)。そして処理は端子Bを介して図16のステップS67に移行する。一方、カウンタの値が閾値TH12以上である場合には、第3制御部3300は、カウンタの値が閾値TH13未満であるか否かを判断する(ステップS115)。カウンタの値が閾値TH13未満であれば、第3制御部3300は、G2に、G2max’及びカウンタの値に応じた値を設定する(ステップS117)。具体的には、G2=G2max’/(TH13-TH12)×(カウンタの値-TH12)と設定する。そして処理は端子Bを介して図16のステップS67に移行する。一方、カウンタの値が閾値TH13以上であれば、第3制御部3300は、G2に対してG2max’を設定する(ステップS119)。そして処理は端子Bを介して図16のステップS67に移行する。
Moving on to the description of the processing in FIG. 17, the
このような処理を行うことで、急激な後退を早期に抑制できるので、安全性を高めることができるようになる。 By performing such processing, it is possible to suppress abrupt retreat at an early stage, so that it is possible to improve safety.
なお、閾値TH7=-4km/hについては、ユーザが後退時に負担を感じる速度の一例として設定されているが、他の値であっても良い。 Note that the threshold TH7=-4 km/h is set as an example of the speed at which the user feels a burden when reversing, but other values may be used.
[実施の形態6]
本実施の形態では、第2モードにおける処理の第1の例を、具体的に説明する。
[Embodiment 6]
In this embodiment, a first example of processing in the second mode will be specifically described.
本実施の形態においては、第2モードでは、図18に示すような制御を行う。図18では、横軸が電動アシスト自転車1の車速を表し、縦軸が出力トルクを表す平面を示している。基本的には、車速が正の閾値TH1(例えば5.5km/h)未満であれば、負の傾きG3(=-Ta/TH1)を有する点線iのように、車速が増加するにつれて正の出力トルクが減少するような形で制御を行う。これによって例えば上り坂で電動アシスト自転車1を手押しする際にアシストがなされるので、ユーザの負担は軽減される。そして、車速が正の閾値TH1以上となれば、ユーザが手押しアシストを要求していたとしてもユーザの負担が増加するので、減速するように車速の増加に応じて負の出力トルクの大きさが大きくなるように制御する。このような制御を行うことで、目標速度を閾値TH1とした制御がなされる。
In the present embodiment, control as shown in FIG. 18 is performed in the second mode. In FIG. 18, the horizontal axis represents the vehicle speed of the electrically assisted
なお、車速が0である場合における出力トルク、すなわち縦軸の切片はTaとする。このような制御を行うことで、目標速度を閾値TH1とした制御となる。 The output torque when the vehicle speed is 0, that is, the intercept of the vertical axis is Ta. By performing such control, the target speed is set to the threshold value TH1.
また、車速が負の値である場合においても、電動アシスト自転車1の後退を抑制するために正の出力トルクを出力する。
Moreover, even when the vehicle speed is a negative value, a positive output torque is output to suppress backward movement of the electrically assisted
なお、点線iは一例であって、例えば閾値TH1については同じでも傾きG3が小さい実線jのような直線に沿った形で制御するようにしても良い。なお、この場合、縦軸の切片はTa’<Taとなっている。さらに、単なる一直線だけではなく、図18に太点線kで示すように、折れ線であっても良い。太点線kの場合、車速が閾値TH1’未満であれば第1の負の傾きで縦軸の切片はTa”となっているが、車速が閾値TH1’以上であれば第2の負の傾きとなっている。このように、車速の増加に伴い出力トルクが正から負に向かって減少するような複数の直線や曲線による他の関数であっても良い。 Note that the dotted line i is only an example, and for example, the threshold value TH1 may be controlled along a straight line such as the solid line j having the same slope G3 but with a small slope G3. In this case, the intercept of the vertical axis is Ta'<Ta. Further, not only a simple straight line but also a polygonal line as indicated by a thick dotted line k in FIG. 18 may be used. In the case of the thick dotted line k, if the vehicle speed is less than the threshold TH1′, the first negative slope is present and the intercept of the vertical axis is Ta″. In this way, other functions such as a plurality of straight lines or curves that decrease the output torque from positive to negative as the vehicle speed increases may be used.
また、アシストを行う部分の傾きを緩やかにすることで、電力消費を抑えた制御とすることも可能である。また、傾きを、ユーザの状況に応じて可変とする制御としてもよい。例えば、電動アシスト自転車1に荷重を検知又は演算で得る機能を設け、荷重が重い場合は傾きを急にして、手押し状態におけるアシスト量を増やすようにしても良い。
In addition, it is also possible to control the electric power consumption by making the inclination of the part to be assisted gentle. Also, the tilt may be controlled to be variable according to the user's situation. For example, the power-assisted
なお、例えば電動アシスト自転車1を停止中に手押しアシストボタンを押すと、急にアシストがなされることになるので、モータ出力トルクの時間変化率を制約するスルーレート(例えば10Nm/h)を適切に設定し、徐々に車速に対応する出力トルクが出力されるように調整する。これにより、手押し状態において電動アシスト自転車1を安全にアシストさせることができるようになる。
For example, if the hand push assist button is pressed while the electrically assisted
次に、図19を用いて、第2制御部3200等の処理内容の一例について説明する。なお、負の傾きG3を有するような直線で出力トルクが変化する場合について説明する。
Next, an example of processing contents of the
第2制御部3200は、出力トルクTout=G3×車速+Taと設定する(ステップS201)。図18の点線iであれば、G3=-Ta/TH1である。
The
そして、演算部1021は、出力トルクToutを得るように制御を行う(ステップS203)。制動力として回生制動力を用いる場合には、演算部1021は、FETブリッジ1030のスイッチングを制御することで、出力トルクToutを得るようにモータ105を制御する。
Then, the
このような処理を行うことで、上り坂を上っている場合に車速に応じて適切なアシストが行われ、ユーザの負担が軽減される。また、車速が閾値TH1以上となるとかえってユーザの負担となるので制動力を働かせることで車速を抑制することができ、安全に電動アシスト自転車1を手押しできるようになる。
By performing such processing, appropriate assistance is provided according to the vehicle speed when going uphill, and the burden on the user is reduced. In addition, when the vehicle speed becomes equal to or higher than the threshold TH1, the user is burdened, so the vehicle speed can be suppressed by applying a braking force, and the electrically assisted
なお、閾値TH1=5.5km/hは、電動アシスト自転車1の手押し時における一般的な歩行速度よりやや速い速度となっている。閾値TH1が、それよりも速い例えば8km/hとすると、一般的な歩行速度を超えてもアシストを行うため、ユーザが電動アシスト自転車1に引っ張られてしまう可能性がある。一方、閾値TH1が2km/hのような小さな値とすると、ユーザはほとんどアシストの恩恵を受けられなくなる。このため、閾値TH1=5.5km/hというような値が例として示されている。但し、閾値TH1は5.5km/hに限られず、他の値を設定するようにしても良い。
Note that the threshold TH1=5.5 km/h is a speed slightly higher than the general walking speed when the electrically assisted
[実施の形態7]
本実施の形態では、閾値TH2(例えば3km/h)未満の低速時には、出力トルクを抑制することで、低速時において電動アシスト自転車1の安定的な手押しを可能にする。
[Embodiment 7]
In the present embodiment, the power-assisted
例えば、図20に示すような制御を行う。図20では、横軸が電動アシスト自転車1の車速を表し、縦軸が出力トルクを表す平面を示している。車速が正の閾値TH1(例えば5.5km/h)未満且つ閾値TH2以上であれば、負の傾きG4(=-Ta/(TH1-TH2))を有する直線lのように、車速が増加するにつれて正の出力トルクが減少するような形で制御を行う。また、車速が正の閾値TH1以上となれば、減速するように車速の増加に応じて負の出力トルクの大きさが大きくなるように制御する。一方、本実施の形態では、車速が閾値TH2未満であれば、出力トルクを一定値Taに設定する。これによって、例えば平地において電動アシスト自転車1を手押ししているユーザが減速を意図して歩みを遅くした場合、車速が閾値TH2未満になれば出力トルクは増加せず一定となるので、ユーザの減速意図に反して出力トルクが増加するようなことなくユーザの歩行速度に合わせたアシストがなされるようになる。
For example, control as shown in FIG. 20 is performed. In FIG. 20, the horizontal axis represents the vehicle speed of the electrically assisted
なお、閾値TH1=5.5km/hであるとすると、閾値TH2が例えば1km/hと小さい場合には手押し時に十分なアシストを得られず、閾値TH2が例えば5km/hと大きい場合にはアシストが強すぎてユーザが電動アシスト自転車1に引っ張られてしまう可能性もある。このようなことから、閾値TH2については、例えば3km/hとしている。
Assuming that the threshold TH1 is 5.5 km/h, if the threshold TH2 is as small as 1 km/h, sufficient assistance cannot be obtained during manual pushing, and if the threshold TH2 is as large as 5 km/h, for example, the assist cannot be obtained. There is also a possibility that the user will be pulled by the power-assisted
次に、図21を用いて、図20に示したような制御を行う場合における第2制御部3200の処理内容の一例を説明する。
Next, an example of processing contents of the
まず、第2制御部3200は、車速が閾値TH2未満であるか否かを判断する(ステップS211)。車速が閾値TH2未満である場合には、第2制御部3200は、出力トルクTout=Taと設定する(ステップS213)。そして、演算部1021は、出力トルクToutを得るように制御を行う(ステップS217)。
First, the
一方、車速が閾値TH2以上である場合には、第2制御部3200は、出力トルクTout=G4×車速+Ta×TH1/(TH1-TH2)と設定する(ステップS215)。G4=-Ta/(TH1-TH2)である。Ta×TH1/(TH1-TH2)は、傾きG4の直線の縦軸に対する切片である。そして処理はステップS217に移行する。
On the other hand, when the vehicle speed is equal to or higher than the threshold TH2, the
このような処理を行うことで、低速時において電動アシスト自転車1の安定的な手押しが可能となる。
By performing such processing, it is possible to stably push the electrically assisted
[実施の形態8]
第7の実施の形態における閾値TH2を0にしても良い。これは、電動アシスト自転車1が後退してしまう場合に、過大なアシストとならないようにするためである。
[Embodiment 8]
The threshold TH2 in the seventh embodiment may be set to zero. This is to prevent excessive assistance when the electrically assisted
例えば、図22に示すような制御を行う。図22では、横軸が電動アシスト自転車1の車速を表し、縦軸が出力トルクを表す平面を示している。車速が正の閾値TH1(例えば5.5km/h)未満且つ0以上であれば、負の傾きG3(=-Ta/TH1)を有する直線mのように、車速が増加するにつれて正の出力トルクが減少するような形で制御を行う。また、車速が正の閾値TH1以上となれば、減速するように車速の増加に応じて負の出力トルクの大きさが大きくなるように制御する。一方、本実施の形態では、車速が0未満であれば、出力トルクを一定値Taに設定する。
For example, control as shown in FIG. 22 is performed. In FIG. 22, the horizontal axis represents the vehicle speed of the electrically assisted
次に、図23を用いて、図22に示したような制御を行う場合における第2制御部3200の処理内容の一例を説明する。
Next, an example of processing contents of the
まず、第2制御部3200は、現在の車速が0未満であるか否かを判断する(ステップS221)。現在の車速が0未満である場合には、第2制御部3200は、出力トルクTout=Taと設定する(ステップS223)。そして、演算部1021は、出力トルクToutを得るように制御を行う(ステップS227)。
First, the
一方、現在の車速が0以上である場合には、第2制御部3200は、出力トルクTout=G3×車速+Taと設定する(ステップS225)。G3=-Ta/TH1である。そして処理はステップS227に移行する。
On the other hand, if the current vehicle speed is 0 or higher, the
このような処理を行うことで、低速時において電動アシスト自転車1の安定的な手押しが可能となる。
By performing such processing, it is possible to stably push the electrically assisted
[実施の形態9]
電動アシスト自転車1の後退時における車速の大きさがある程度以上となる場合には、例えば上り坂で意図せず後退している可能性がある。これに対応するため、例えば図24に示すような制御を行う。
[Embodiment 9]
If the vehicle speed of the electrically power assisted
図24では、横軸が電動アシスト自転車1の車速を表し、縦軸が出力トルクを表す平面を示している。図24の例では、車速が閾値TH3(例えば-2km/h)以上の場合には、第7の実施の形態と同様であるが、車速が閾値TH3未満になると、負の傾きG5を有する直線nに沿って正の出力トルクを出力させるようにする。このようにすれば、意図せずに後退している場合に、当該後退を抑制させて安全性を高めることができる。
In FIG. 24, the horizontal axis represents the vehicle speed of the electrically assisted
次に、図25を用いて、図24に示したような制御を行う場合における第2制御部3200の処理内容の一例を説明する。
Next, an example of the processing contents of the
まず、第2制御部3200は、現在の車速が閾値TH3未満であるか否かを判断する(ステップS231)。現在の車速が閾値TH3未満である場合には、第2制御部3200は、出力トルクTout=G5×車速+Ta-G5×TH3と設定する(ステップS233)。そして、演算部1021は、出力トルクToutを得るように制御を行う(ステップS241)。
First, the
一方、現在の車速が閾値TH3以上である場合には、第2制御部3200は、現在の車速が閾値TH2未満であるか否かを判断する(ステップS235)。現在の車速が閾値TH2未満である場合には、第2制御部3200は、出力トルクTout=Taと設定する(ステップS237)。そして、処理はステップS241に移行する。
On the other hand, if the current vehicle speed is greater than or equal to threshold TH3,
一方、現在の車速が閾値TH2以上である場合には、第2制御部3200は、出力トルクTout=G4×車速+Ta×TH1/(TH1-TH2)と設定する(ステップS239)。G4=-Ta/(TH1-TH2)である。Ta×TH1/(TH1-TH2)は、傾きG4の直線の縦軸に対する切片である。そして処理はステップS241に移行する。
On the other hand, if the current vehicle speed is equal to or higher than the threshold TH2, the
このような処理を行うことで、電動アシスト自転車1の後退時における車速の大きさがある程度以上となっても、正の出力トルクを大きくすることで安全に手押しができるようになる。
By performing such a process, even if the vehicle speed when the electrically assisted
[実施の形態10]
これまで説明してきた実施の形態では、操作パネル106に手押しアシストボタンが設けられており、ユーザがこの手押しアシストボタンを押すことで手押しアシスト要求がなされていれば第2モードと判定し、手押しアシストボタンが押されていなければ第3モードと判定していた。
[Embodiment 10]
In the embodiment described so far, the
これに対して、手押し制動ボタンを追加で設けることで、ユーザが明示的に手押し制動を要求するようにしても良い。手押し制動ボタンについては、操作パネル106に追加で設けるようにしても良いし、例えば、図26に模式的に示すように、右ハンドル付近には手押しアシストボタン1061を有する操作パネル106が設けられているが、左ハンドル付近に手押し制動ボタン1091を有する第2の操作パネル109を設ける。第2の操作パネル109ではなく、手押し制動ボタン1091のみを設けるようにしても良い。このように、手押し制動ボタン1091を手押しアシストボタン1061とは別の手で押すようにすれば、押し間違いを抑制できるようになる。また、操作パネル106と第2の操作パネル109とが逆のハンドル側に設けられるようにしても良い。なお、手押しアシストボタン1061と手押し制動ボタン1091で操作が異なっても良い。これらのスイッチは、モーメンタリに限らず、オルタネイト操作、トグルスイッチでも良い。また、スイッチの押下に関する値をメモリ10211に保持するようにしても良い。さらに、他方のスイッチと押し間違いがないように、異なる種類のスイッチにしても良い。
On the other hand, by additionally providing a manual braking button, the user may explicitly request manual braking. The manual braking button may be additionally provided on the
次に、図27に、演算部1021において、手押し状態における制御を行う手押し制御部3000bに関連する機能ブロック構成例を示す。手押し制御部3000bは、モード判定部3100bと、第2制御部3200と、第3制御部3300とを有する。また、手押し制御部3000bとは別に、手押し状態ではなく、ユーザが電動アシスト自転車1に搭乗している場合の通常の制御を行う第1制御部4000も設けられている。図3と同じ参照番号の構成要素は、同じ処理を行うので説明は省略する。
Next, FIG. 27 shows a functional block configuration example related to a hand-pressing
モード判定部3100bは、状態入力部1023から状態入力と、操作パネル106における手押しアシストボタン1061のオン又はオフと、第2の操作パネル109における手押し制動ボタン1091のオン又はオフとに基づき、第1モード乃至第3モードのいずれに該当するかを判定する。より具体的には、手押し状態ではない場合には、ユーザが電動アシスト自転車1に搭乗していて通常どおりにモータ105を制御する第1モードと判定する。モード判定部3100bは、第1モードであると判定すると、第1制御部4000に制御を行わせる。
The
また、手押し状態であり且つ手押しアシストボタン1061により手押しアシスト要求が入力されている状態である場合には、電動アシスト自転車1の車速に応じてモータ105を力行駆動させる制御を主に行う第2モードと判定する。モード判定部3100bは、第2モードと判定すると、第2制御部3200に制御を行わせる。
In addition, when the hand-pushed state and the push-assist request is input by the push-
また、手押し状態であり且つ手押し制動ボタン1091により手押し制動要求が入力されている状態である場合には、電動アシスト自転車1の車速に応じて制動力(例えば回生制動力)を生じさせる制御を主に行う第3モードと判定する。モード判定部3100bは、第3モードと判定すると、第3制御部3300に制御を行わせる。
In addition, when the
次に、本実施の形態におけるモード判定部3100bの処理内容について、図28を用いて説明する。なお、ステップS301乃至S315については、所定の制御周期毎に実行されるものとする。
Next, the processing contents of
まず、モード判定部3100bは、状態入力部1023からの状態入力に基づき、手押し状態であるか否かを判断する(ステップS301)。すなわち、乗車阻止機構108から、当該乗車阻止機構108が初期状態であることを表す信号を受信した場合には、状態入力部1023は、電動アシスト自転車1は手押し状態ではないことを表す状態入力をモード判定部3100bに出力し、乗車阻止機構108が展開状態であることを表す信号を受信した場合には、電動アシスト自転車1は手押し状態であることを表す状態入力をモード判定部3100bに出力する。モード判定部3100bは、手押し状態ではない、と判定すると、第1モードであると判定して、第1制御部4000に第1モードの処理を行わせる(ステップS303)。そして処理はステップS315に移行する。
First, the
一方、モード判定部3100bは、手押し状態である、と判定すると、手押し制動ボタン1091が押されて手押し制動要求がなされているか否かを判断する(ステップS305)。手押し制動要求がなされている場合には、モード判定部3100bは、第3モードであると判定して、第3制御部3300に第3モードの処理を行わせる(ステップS307)。そして処理はステップS315に移行する。なお、ステップS305の判定は、以下に述べるステップS309の判定よりも先に判定され、且つ双方の要求が、ほぼ同時にあった場合は、制動(ステップS307)を優先する。これにより、安全な動作となる。
On the other hand, when the
一方、手押し制動要求がないと判定した場合には、モード判定部3100bは、手押しアシストボタン1061が押されて手押しアシスト要求がなされているか否かを判断する(ステップS309)。手押しアシスト要求がなされている場合には、モード判定部3100bは、第2モードであると判定して、第2制御部3200に第2モードの処理を行わせる(ステップS311)。そして処理はステップS315に移行する。
On the other hand, when it is determined that there is no manual braking request, the
一方、手押しアシスト要求がなされていない場合には、モード判定部3100bは、第1乃至第3モードのいずれでもない第4モードであると判定して、アシスト及び制動なしと設定し(ステップS313)、第1乃至第3モードのいずれの処理も行われない。
On the other hand, if the manual push assist request has not been made, the
そして、手押し制御部3000は、操作パネル106により電源オフが指示されるなどして処理終了するのか否かを判断する(ステップS315)。処理終了しない場合には、処理はステップS301に戻る。一方、電源オフが指示されるなどして処理終了する場合には、この段階で処理を終了する。
Then, the hand-pushing
このようにすることで、ユーザは手押しアシスト要求とは別に手押し制動要求を入力することができ、ユーザの意図に沿った形でアシストや制動を行わせることができるようになる。 By doing so, the user can input the manual push braking request separately from the manual push assist request, so that the assist and braking can be performed in accordance with the user's intention.
[実施の形態11]
第1乃至第10の実施の形態においては、手押しアシストボタンや手押し制動ボタンによって、手押しアシスト要求や手押し制動要求を入力するようにしていたが、ボタン以外のセンサによって手押しアシスト要求がなされている又は手押し制動要求がなされているということを判定するようにしても良い。
[Embodiment 11]
In the first to tenth embodiments, the manual push assist button and the manual brake button are used to input the manual push assist request and the manual brake request. It may be determined that a manual braking request is made.
例えば、図29に模式的に示すように、ハンドルポスト110等に応力センサ111を設けて、当該応力センサ111から得られる応力Finから、手押しアシスト要求の有無や手押し制動要求の有無などを判別しても良い。例えば、進行方向への応力が検出された場合には手押しアシスト要求であると判定したり、後退方向への応力が検出された場合には手押し制動要求であると判定するようにする。
For example, as schematically shown in FIG. 29, a
応力センサ111は一例であって、他のセンサであっても良いし、ハンドルポスト110以外の場所に設置しても良い。
The
[実施の形態12]
上で述べた実施の形態では、モータ105による回生を活用して制動力を生じさせるような例を示したが、機械的な制動力を発生させるようにしても良い。
[Embodiment 12]
In the embodiment described above, an example in which the braking force is generated by utilizing regeneration by the
具体的には、車速が0以上で負の出力トルクを発生させる場合には、モータ105の出力トルクを0にして、当該負の出力トルクと同じ大きさの制動力を機械的に発生させる。また、車速が0未満で正の出力トルクを発生させる場合には、モータ105の出力トルクを0にして、当該正の出力トルクと同じ大きさの制動力を機械的に発生させるようにしても良い。
Specifically, when the vehicle speed is 0 or higher and a negative output torque is to be generated, the output torque of the
このような場合における構成例を図30及び図31に模式的に示す。 A configuration example in such a case is schematically shown in FIGS. 30 and 31. FIG.
図30は、本実施の形態における電動アシスト車の一例である電動アシスト自転車の一例を示す外観図である。この電動アシスト自転車1bは、図1に示した電動アシスト自転車1が有する構成に加えて、ブレーキアクチュエータ131が追加されている。ブレーキアクチュエータ131は、例えば前輪のリムブレーキのブレーキワイヤに接続されており、モータ駆動制御装置102bからの指示に応じて、ブレーキワイヤの張力を調整する。ブレーキアクチュエータ131は、例えばステッピングモータである。
FIG. 30 is an external view showing an example of an electrically assisted bicycle, which is an example of an electrically assisted vehicle according to the present embodiment. This electrically assisted
なお、図30では、前輪のリムブレーキに接続されたブレーキワイヤの張力を調整する例を示しているが、リムブレーキではなくディスクブレーキであってもよいし、後輪のリムブレーキ又はディスクブレーキについても制御するようにしても良い。また、ブレーキアクチュエータ131は、モータ駆動制御装置102bと一体化されていても良いし、分離した場合にはどの部分に配置しても良い。
Although FIG. 30 shows an example of adjusting the tension of the brake wire connected to the rim brake of the front wheel, it may be a disc brake instead of the rim brake, and the rim brake or disc brake of the rear wheel may be adjusted. may also be controlled. Further, the
本実施の形態に係るモータ駆動制御装置102bに関連する構成を図31に示す。
FIG. 31 shows a configuration related to the motor
基本的な構成は図2に示したモータ駆動制御装置102と同様であるが、制御器1020は、演算部1021からの指示に応じてブレーキアクチュエータ131を制御する制動制御部1031を追加で有する。
Although the basic configuration is similar to that of the motor
制動制御部1031は、発生させるべき機械的な制動トルク(例えば負の出力トルクの場合)を指示されると、予め用意された、制動トルクとブレーキワイヤの変位量とのマッピングに基づき、指示された制動トルクに対応するブレーキワイヤの変位量を実現するための電圧波形を特定し、当該電圧波形をブレーキアクチュエータ131に出力する。例えば、指示された制動トルクに対応するブレーキワイヤの変位量と現在の変位量との差分から、当該差分を実現するための電圧波形を演算して出力する。そして、ブレーキアクチュエータ131は、入力された電圧波形に応じてブレーキワイヤの変位量を調整する。
When the
このような機械的な制動トルクを実現するための実装方法は他にも存在するので、これに限定されるものでは無い。 Since there are other mounting methods for realizing such mechanical braking torque, the present invention is not limited to this.
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、目的に応じて、上で述べた実施の形態における任意の技術的特徴を削除するようにしても良い。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. For example, any technical feature in the above-described embodiments may be deleted depending on the purpose.
さらに、上で述べた機能ブロック図は一例であって、1の機能ブロックを複数の機能ブロックに分けても良いし、複数の機能ブロックを1つの機能ブロックに統合しても良い。処理フローについても、処理内容が変わらない限り、ステップの順番を入れ替えたり、複数のステップを並列に実行するようにしても良い。 Furthermore, the functional block diagram described above is an example, and one functional block may be divided into a plurality of functional blocks, or a plurality of functional blocks may be integrated into one functional block. As for the processing flow, the order of the steps may be changed, or a plurality of steps may be executed in parallel, as long as the content of the processing does not change.
演算部1021は、一部又は全部を専用の回路にて実装しても良いし、予め用意したプログラムを実行することで、上で述べたような機能を実現させるようにしても良い。
The
また、上で述べた実施の形態では、電動アシスト自転車1については法令に従って、乗車阻止機構108が展開状態になってユーザの乗車を阻止できている場合に、電動アシスト自転車1が、電動アシスト自転車1を手で押す又は手で引くような状態で且つアシスト等が可能である手押し状態であると認識する例を示している。しかしながら、そのような法令の制限がない場合や、台車、車いす、歩行補助装置のようにそもそも乗車阻止機構108を備えなくても良いような電動アシスト車であれば、電動アシスト車を手で押す又は手で引くような状態のみ、又は電動アシスト車を手で押す又は手で引くような状態で明示又は暗示的にアシスト等が行っても良いと判定できる状態で、手押し状態と認識しても良い。
Further, in the embodiment described above, in accordance with laws and regulations, when the
ブレーキセンサ107がブレーキレバーの操作量を出力するような場合には、ブレーキセンサ107から得られるブレーキレバーの操作量に基づき、ブレーキアクチュエータ131を動作させるようにしても良い。
When the
以上述べた実施の形態をまとめると以下のようになる。 The embodiments described above are summarized as follows.
本実施の形態に係る、電動アシスト車の制御装置は、(A)電動アシスト車が手押し状態であり且つユーザにより手押し状態におけるアシスト要求(例えば実施の形態における手押しアシスト要求)がなされていると判定された場合、電動アシスト車の車速に係る第1の範囲において電動アシスト車の車速に応じて電動アシスト車のモータが電動アシスト車を前進させる方向にトルク(例えば実施の形態における正のトルク)を生じさせる第1のモード(例えば実施の形態における第2モード)に切り替え、(B)電動アシスト車が手押し状態であり且つユーザにより手押し状態におけるアシスト要求がなされていない又はユーザにより手押し状態における制動要求がなされていると判定される場合、電動アシスト車の車速に係る第2の範囲において電動アシスト車の車速に応じた制動動作を制御する第2のモード(例えば実施の形態における第3モード)に切り替える。 The control device for an electrically assisted vehicle according to the present embodiment determines that (A) the electrically assisted vehicle is in a hand-pushed state and the user has requested assistance in the hand-pushed state (for example, a hand-pushed assist request in the embodiment). In this case, the motor of the electrically assisted vehicle applies torque (e.g., positive torque in the embodiment) in the direction in which the electrically assisted vehicle moves forward according to the vehicle speed of the electrically assisted vehicle in the first range related to the vehicle speed of the electrically assisted vehicle. (B) the electrically assisted vehicle is in the push state and the user does not request assistance in the push state or the user requests braking in the push state; is performed, the second mode (for example, the third mode in the embodiment) is set to control the braking operation according to the vehicle speed of the electrically assisted vehicle in the second range related to the vehicle speed of the electrically assisted vehicle. switch.
このように制御を切り替えることで、手押し状態である電動アシスト車及びユーザの状況に応じて、ユーザの負担を軽減できるようになる。 By switching the control in this way, it is possible to reduce the burden on the user according to the state of the electrically assisted vehicle that is in the hand-pushing state and the user.
さらに、上で述べた制御部は、電動アシスト車に乗車可能で電動アシスト車が手押し状態でないと判定された場合、電動アシスト車に対する人力入力(例えばペダル回転)に基づくモータの駆動を駆動部に行わせる第3のモード(例えば第1の実施の形態における第1モード)に切り替えるようにしても良い。電動アシスト車が電動アシスト自転車であれば、ユーザが電動アシスト自転車に搭乗中であれば第3のモードで制御を行うのが適切である。 Furthermore, when it is determined that the electrically assisted vehicle can be boarded and the electrically assisted vehicle is not in a hand-pushed state, the control unit described above causes the driving unit to drive the motor based on the human power input (e.g., pedal rotation) to the electrically assisted vehicle. It is also possible to switch to a third mode (for example, the first mode in the first embodiment) to be performed. If the electrically assisted vehicle is an electrically assisted bicycle, it is appropriate to perform control in the third mode while the user is riding the electrically assisted bicycle.
また、上で述べた制御部は、ユーザにより手押し状態におけるアシスト要求がなされているか否か、又はユーザにより手押し状態における制動要求がなされているか否かを、1又は複数の操作スイッチ(例えば手押しアシストボタンや手押し制動ボタン)、若しくはユーザが電動アシスト車を手で押している又は引いていることを検出するセンサ(例えば応力センサ111)の出力に基づき判定するようにしても良い。ユーザの意図を適切に検出するためである。 Further, the above-described control unit determines whether or not the user has made a request for assistance in the hand-pushed state, or whether or not the user has made a request for braking in the hand-pushed state, by using one or a plurality of operation switches (for example, the hand-pushed assist button, manual brake button), or the output of a sensor (for example, the stress sensor 111) that detects that the user is manually pushing or pulling the electrically assisted vehicle. This is for appropriately detecting the user's intention.
さらに、上で述べた制御部は、電動アシスト車が手押し状態であるか否かを、ユーザによる電動アシスト車への乗車を妨げる機構が機能しているか否かに基づき判定するようにしても良い。法令に従ってサドルに着座していないことを担保するためである。 Furthermore, the control unit described above may determine whether or not the electrically assisted vehicle is in the hand-pushed state based on whether or not a mechanism that prevents the user from getting into the electrically assisted vehicle is functioning. . This is to ensure that the rider is not seated on the saddle in accordance with laws and regulations.
なお、上で述べた第2のモードにおいて、車速が正の第1の閾値(例えば閾値TH4)以上である場合には、車速に応じた制動力を生じるように制御するようにしても良い。ここで制動力は、回生制動力等のモータを用いた制動力であっても良いし、機械的な制動力であっても良い。手押し状態における安全性を確保するためである。例えば図7に示すような制御を行うものである。 In the above-described second mode, when the vehicle speed is equal to or higher than a positive first threshold (threshold TH4, for example), control may be performed to generate a braking force according to the vehicle speed. Here, the braking force may be a braking force using a motor such as a regenerative braking force, or may be a mechanical braking force. This is to ensure safety in the hand pushing state. For example, control as shown in FIG. 7 is performed.
また、上で述べた第2のモードにおいて、車速が負の第2の閾値(例えば閾値TH5)以下である場合には、モータが電動アシスト車を前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は機械的な制動力を生じさせるように制御するようにしても良い。後退時の安全性を高めるためである。例えば図9に示すような制御を行うものである。 Further, in the above-described second mode, when the vehicle speed is equal to or lower than a negative second threshold (threshold TH5, for example), the motor generates torque in the direction to advance the electrically assisted vehicle, or You may make it control so that a mechanical braking force may be produced. This is for enhancing the safety when backing up. For example, control as shown in FIG. 9 is performed.
さらに、上で述べた第2のモードにおいて、車速が負の第3の閾値(例えば閾値TH6)以下である時間が第1の所定時間(例えば閾値TH10)以上となる場合に、車速及び上記時間に応じてモータが電動アシスト車を前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は車速及び上記時間に応じた機械的な制動力を生じさせるように制御するようにしても良い。後退させている場合には、短時間であれば意図した後退もあるので、上記時間によっては後退する車速を減速させないようにするものである。 Furthermore, in the above-described second mode, when the time period during which the vehicle speed is equal to or less than the negative third threshold value (eg, threshold TH6) is equal to or greater than the first predetermined time period (eg, threshold value TH10), the vehicle speed and the above time The motor may be controlled to generate torque in the direction to advance the electrically assisted vehicle or to generate mechanical braking force according to the vehicle speed and the time. If the vehicle is moving backward, the vehicle may move backward as intended if it is for a short period of time.
また、上で述べた第2のモードにおいて、車速が第3の閾値より小さい第4の閾値(例えばTH7)以下となった場合には、上記時間が第1の所定時間より短い第2の所定時間(例えば閾値TH12)以上となると、車速及び上記時間に応じてモータが電動アシスト車を前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は車速及び上記時間に応じた機械的な制動力を生じさせるように制御するようにしても良い。後退する車速が速い場合には、早急に減速させることでユーザの負担を回避するものである。 Further, in the above-described second mode, when the vehicle speed becomes equal to or lower than a fourth threshold value (for example, TH7) which is smaller than the third threshold value, the second predetermined time period shorter than the first predetermined time period is set. When the time (e.g. threshold value TH12) is exceeded, the motor generates torque in the direction in which the electrically assisted vehicle moves forward according to the vehicle speed and the above time, or generates mechanical braking force according to the vehicle speed and the above time. You may make it control like this. If the vehicle is moving backwards at a high speed, the user's burden is avoided by quickly decelerating the vehicle.
さらに、車速に対する、モータが生じさせるトルク又は機械的な制動力の増加度合いが、車速が第4の閾値以下とならない場合に比して車速が第4の閾値以下となった場合の方が大きくなるようにしても良い。急激な後退を効果的に抑制させるためである。 Furthermore, the degree of increase in the torque generated by the motor or the mechanical braking force with respect to the vehicle speed is greater when the vehicle speed is equal to or less than the fourth threshold than when the vehicle speed is not equal to or less than the fourth threshold. You can make it so. This is for effectively suppressing rapid retreat.
なお、車速が第1の閾値未満且つ第2の閾値を超える状態において、モータの駆動及び制動動作を行わないようにしても良い。第2のモード(実施の形態における第3モード)では、明示的にアシストが要求されていないので、この範囲では特別な動作を行わなくても問題は無いためである。但し、バッテリに余裕があれば若干のアシストを行うようにしても良い。 Note that the motor may not be driven or braked when the vehicle speed is less than the first threshold and exceeds the second threshold. This is because in the second mode (the third mode in the embodiment), there is no explicit request for assistance, so there is no problem even if no special operation is performed in this range. However, if the battery has a margin, some assistance may be performed.
また、上で述べた第1のモードにおいて、車速の増加に応じてモータの駆動力が減少するように駆動部を制御するようにしても良い。アシストが要求されている場合においても、あまりに高速になるのは好ましくないためである。 Further, in the above-described first mode, the driving section may be controlled so that the driving force of the motor decreases as the vehicle speed increases. This is because it is not preferable to increase the speed too much even when the assist is requested.
さらに、上で述べた第1のモードにおいて、車速が第5の閾値(例えば閾値TH1)以上となる場合に、制動力を生じるように制御するようにしても良い。アシストが要求されている場合においても、車速が第5の閾値以上となる場合には、安全性確保のために減速させるものである。すなわち、第5の閾値を目標車速としている。 Furthermore, in the above-described first mode, when the vehicle speed becomes equal to or higher than a fifth threshold (threshold TH1, for example), control may be performed so that the braking force is generated. Even when assistance is requested, if the vehicle speed exceeds the fifth threshold, the vehicle is decelerated to ensure safety. That is, the fifth threshold is set as the target vehicle speed.
また、上で述べた第1のモードにおいて、車速が負の値となった場合に、モータが電動アシスト車を前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は機械的な制動力を生じさせるように制御するようにしても良い。アシストを要求しているのに、電動アシスト車が後退している場合には、安全性を確保するために正のトルクを生じさせる等の動作を実施するものである。 Further, in the above-described first mode, when the vehicle speed becomes a negative value, the motor is configured to generate torque in the direction to move the electrically assisted vehicle forward, or to generate mechanical braking force. You may make it control to . When the electrically assisted vehicle is moving backward even though the assist is requested, an operation such as generating a positive torque is performed in order to ensure safety.
さらに、上で述べた第1のモードにおいて、車速が第6の閾値(例えば閾値TH2)未満となる場合に、モータが電動アシスト車を前進させる方向に一定のトルクを生じさせるように制御するようにしても良い。低速時において強いアシストを行うと、ユーザの歩行ペースを乱すことになるためである。 Furthermore, in the above-described first mode, when the vehicle speed is less than a sixth threshold value (threshold value TH2, for example), the motor is controlled to generate a constant torque in the direction in which the electrically assisted vehicle moves forward. You can do it. This is because if strong assistance is provided at low speeds, the user's walking pace will be disturbed.
また、上で述べた第1のモードにおいて、モータが電動アシスト車を前進させる方向に一定のトルクを生じさせる、電動アシスト車の車速に係る第3の範囲、又は、車速の減少に応じてモータが電動アシスト車を前進させる方向に生じさせるトルクが増加する、電動アシスト車の車速に係る第4の範囲が存在するようにしても良い。アシストは、車速に応じて様々な態様で行われる。 Further, in the above-described first mode, a third range related to the vehicle speed of the electrically assisted vehicle, in which the motor generates a constant torque in the direction in which the electrically assisted vehicle moves forward, or the motor There may be a fourth range related to the vehicle speed of the electrically assisted vehicle in which the torque generated in the direction to move the electrically assisted vehicle forward increases. Assist is performed in various modes depending on the vehicle speed.
また、上で述べた第1のモードにおいて、 車速が、0以下の値である第7の閾値(例えば閾値TH3)未満となる場合に、車速に応じてモータを電動アシスト車が前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は車速に応じた機械的な制動力を生じさせるように制御するようにしても良い。あまりに高速に後退している場合には、後退を効果的に抑制させるためである。 In the above-described first mode, when the vehicle speed is less than a seventh threshold value (threshold TH3, for example) that is a value of 0 or less, the motor is moved in the direction in which the electrically assisted vehicle advances according to the vehicle speed. It may be controlled to generate torque or to generate mechanical braking force according to the vehicle speed. This is to effectively suppress the retreat when the vehicle is retreating too fast.
このような構成は、実施の形態に述べられた事項に限定されるものではなく、実質的に同一の効果を奏する他の構成にて実施される場合もある。 Such a configuration is not limited to the items described in the embodiments, and may be implemented in other configurations that produce substantially the same effects.
3000 手押し制御部
3100 モード判定部
3200 第2制御部
3300 第3制御部
4000 第1制御部
3000 hand pressing
Claims (16)
前記電動アシスト車が手押し状態であり且つ前記ユーザにより前記手押し状態におけるアシスト要求がなされていない又は前記ユーザにより前記手押し状態における制動要求がなされていると判定される場合、前記電動アシスト車の車速に係る第2の範囲において前記電動アシスト車の車速に応じた制動動作を制御する第2のモードに切り替える、
電動アシスト車の制御装置。 When it is determined that the electrically assisted vehicle is in a hand-pushed state and that the user has made a request for assistance in the hand-pushed state, the above-mentioned switching to a first mode in which the motor of the electrically assisted vehicle generates torque in a direction to move the electrically assisted vehicle forward;
When it is determined that the electrically assisted vehicle is in a hand-pushed state and the user has not requested assistance in the hand-pushed state or the user has requested braking in the hand-pushed state, the vehicle speed of the electrically assisted vehicle switching to a second mode for controlling the braking operation according to the vehicle speed of the electrically assisted vehicle in the second range;
Control device for electrically assisted vehicles.
請求項1記載の制御装置。 2. The control device according to claim 1, wherein when it is determined that the electrically assisted vehicle can be boarded and the electrically assisted vehicle is not in a hand-pushed state, the mode is switched to a third mode in which the motor is driven based on a human power input to the electrically assisted vehicle. .
請求項1又は2記載の制御装置。 Whether or not the user has made a request for assistance in the hand-pushed state or whether or not the user has made a request for braking in the hand-pushed state can be determined by operating a switch or pushing the electric power assist vehicle by the user's hand. 3. The control device according to claim 1 or 2, wherein the determination is based on the output of a sensor that detects pulling.
請求項1乃至3のいずれか1つ記載の制御装置。 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined whether or not the electrically assisted vehicle is in a hand-pushed state based on whether or not a mechanism that prevents the user from getting on the electrically assisted vehicle is functioning. Control device.
前記車速が正の第1の閾値以上である場合には、前記車速に応じた制動力を生じるように制御する
請求項1乃至4のいずれか1つ記載の制御装置。 In the second mode,
The control device according to any one of claims 1 to 4, wherein when the vehicle speed is equal to or higher than a positive first threshold value, control is performed so that a braking force corresponding to the vehicle speed is generated.
前記車速が負の第2の閾値以下である場合には、前記モータが前記電動アシスト車を前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は機械的な制動力を生じさせるように制御する
請求項5記載の制御装置。 In the second mode,
When the vehicle speed is equal to or lower than a negative second threshold, the motor is controlled to generate torque in a direction to advance the electrically assisted vehicle or to generate mechanical braking force. 6. The control device according to 5.
前記車速が負の第3の閾値以下である時間が第1の所定時間以上となる場合に、前記車速及び前記時間に応じて前記モータが前記電動アシスト車を前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は前記車速及び前記時間に応じた機械的な制動力を生じさせるように制御する
請求項5記載の制御装置。 In the second mode,
When the time period during which the vehicle speed is equal to or less than a negative third threshold value is equal to or longer than a first predetermined time period, the motor generates torque in a direction to move the electrically assisted vehicle forward according to the vehicle speed and the time period. 6. The control device according to claim 5, wherein control is performed so as to generate a mechanical braking force according to the vehicle speed and the time.
前記車速が前記第3の閾値より小さい第4の閾値以下となった場合には、前記時間が前記第1の所定時間より短い第2の所定時間以上となると、前記車速及び前記時間に応じて前記モータが前記電動アシスト車を前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は前記車速及び前記時間に応じた機械的な制動力を生じさせるように制御する
請求項7記載の制御装置。 In the second mode,
When the vehicle speed becomes equal to or less than a fourth threshold value which is smaller than the third threshold value, and when the time becomes equal to or greater than a second predetermined time period shorter than the first predetermined time period, 8. The control device according to claim 7, wherein said motor is controlled so as to generate torque in a direction for advancing said electrically assisted vehicle, or to generate mechanical braking force according to said vehicle speed and said time.
請求項8記載の制御装置。 The degree of increase of the torque generated by the motor or the mechanical braking force with respect to the vehicle speed is equal to or less than the fourth threshold, compared to the case where the vehicle speed is not equal to or less than the fourth threshold. 9. The controller of claim 8, wherein case is greater.
請求項6記載の制御装置。 7. The control device according to claim 6, wherein the motor is not driven and the braking operation is not performed when the vehicle speed is less than the first threshold and exceeds the second threshold.
前記車速の増加に応じて前記モータの駆動力が減少するように制御する
請求項1乃至10のいずれか1つ記載の制御装置。 In the first mode,
11. The control device according to any one of claims 1 to 10, wherein control is performed such that the driving force of the motor is reduced as the vehicle speed increases.
前記車速が第5の閾値以上となる場合に、制動力を生じるように制御する
請求項11記載の制御装置。 In the first mode,
12. The control device according to claim 11, wherein control is performed to generate a braking force when the vehicle speed is equal to or higher than a fifth threshold.
前記車速が負の値となった場合に、前記モータが前記電動アシスト車を前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は機械的な制動力を生じさせるように制御する
請求項11記載の制御装置。 In the first mode,
12. The control according to claim 11, wherein when the vehicle speed becomes a negative value, the motor is controlled to generate torque in a direction to advance the electrically assisted vehicle, or to generate a mechanical braking force. Device.
前記車速が第6の閾値未満となる場合に、前記モータが前記電動アシスト車を前進させる方向に一定のトルクを生じさせるように制御する
請求項11記載の制御装置。 In the first mode,
12. The control device according to claim 11, wherein when the vehicle speed is less than a sixth threshold value, the motor is controlled to generate a constant torque in a direction to move the electrically assisted vehicle forward.
前記モータが前記電動アシスト車を前進させる方向に一定のトルクを生じさせる、前記電動アシスト車の車速に係る第3の範囲、又は、前記車速の減少に応じて前記モータが前記電動アシスト車を前進させる方向に生じさせるトルクが増加する、前記電動アシスト車の車速に係る第4の範囲が存在する
請求項11記載の制御装置。 In the first mode,
A third range related to the vehicle speed of the electrically assisted vehicle in which the motor generates a constant torque in the direction in which the electrically assisted vehicle moves forward, or the motor moves the electrically assisted vehicle forward according to a decrease in the vehicle speed. 12. The control device according to claim 11, wherein there is a fourth range related to the vehicle speed of the electrically assisted vehicle in which the torque generated in the direction of increasing the torque is increased.
前記車速が、0以下の値である第7の閾値未満となる場合に、前記車速に応じて前記モータを前記電動アシスト車が前進させる方向にトルクを生じさせるように、又は前記車速に応じた機械的な制動力を生じさせるように制御する
請求項11記載の制御装置。 In the first mode,
When the vehicle speed is less than a seventh threshold that is a value of 0 or less, the motor is caused to generate torque in the direction in which the electrically assisted vehicle moves forward according to the vehicle speed, or the torque is generated according to the vehicle speed. 12. The control device according to claim 11, wherein control is performed to generate a mechanical braking force.
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