JP7016266B2 - 電動アシスト自転車 - Google Patents
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Description
このような電動アシスト自転車では、ユーザによってブレーキレバーが操作されておらず、かつ、回生ブレーキがかかることをユーザが望んでいない場合に、モータによる回生が行われるおそれがある。そのような場合にモータによる回生が行われると、ユーザがストレスを感じてしまうおそれがある。
この考え方に基づき、本発明の電動アシスト自転車では、モータにより回生を行うと回生判定部によって判定された時点から遅延時間を経過した後でなければ、モータによる回生が開始されない。
すなわち、本発明の電動アシスト自転車では、回生を行うと回生判定部によって判定された時点でモータによる回生が開始されるのではなく、回生を行うと回生判定部によって判定され、次いで、遅延時間が経過した時点でモータによる回生が開始される。
そのため、本発明の電動アシスト自転車によれば、回生を行うと回生判定部によって判定された時点でモータによる回生が開始される場合よりも、望まない回生ブレーキがかかったとユーザが感じてしまうおそれを抑制することができる。
このように構成することにより、ユーザが回生ブレーキを望まないにもかかわらずモータにより回生を行うと回生判定部が一旦判定した場合であっても、遅延時間中にモータにより回生を行わないと回生判定部が判定した場合には、遅延時間の経過後にモータが回生を開始しない。その結果、望まない回生ブレーキがかかったとユーザが感じることを回避することができる。
このように構成することにより、ブレーキ操作検出部によってブレーキレバーの操作が検出される第1の場合には、回生を行うと回生判定部によって判定された時点でモータによる回生が開始される。その結果、回生を行うと回生判定部によって判定された時点でモータによる回生が開始されない場合よりも、ブレーキレバーの操作に対する回生ブレーキの応答性を向上させることができる。また、遅延時間が付加されかつ遅延時間中にモータによる回生が開始されない場合よりも、ブレーキレバーが操作された直後の制動力を向上させることができる。
この点に鑑み、前記電動アシスト自転車は、前記ペダルの回転を検出するペダル回転検出部を更に備え、前記ペダル回転検出部によって検出される前記ペダルの回転数が第2閾値以下である第2の場合に、前記遅延時間付加部は前記遅延時間を付加してもよい。
このように構成することにより、第2の場合(つまり、電動アシスト自転車が平坦路または下り坂を走行中であり、ユーザが回生ブレーキを望んでいると推定される場合であって、その推定が誤りである可能性もある場合)には、遅延時間が付加される。そのため、遅延時間が付加されない場合よりも、望まない回生ブレーキがかかったとユーザが感じてしまうおそれを抑制することができる。
この点に鑑み、前記電動アシスト自転車は、車速を検出する車速検出部を更に備え、前記車速検出部によって前記車速の上昇が検出され、かつ、前記ペダル回転検出部によって検出される前記ペダルの回転数が第3閾値以下である第3の場合に、前記遅延時間付加部は前記遅延時間を付加し、前記第3の場合に前記遅延時間付加部によって付加される前記遅延時間は、前記第2の場合に前記遅延時間付加部によって付加される前記遅延時間よりも短くてもよい。
このように構成することにより、第3の場合(つまり、電動アシスト自転車が下り坂を走行中であり、ユーザが回生ブレーキを望んでいると推定される場合であって、その推定が誤りである可能性もある場合)には、遅延時間経過後にモータによる回生が行われる。そのため、回生を行うと回生判定部によって判定された時点でモータによる回生が開始される場合よりも、望まない回生ブレーキがかかったとユーザが感じてしまうおそれを抑制することができる。
また、このように構成することにより、第3の場合(つまり、電動アシスト自転車が下り坂を走行中である場合)には、第2の場合(つまり、電動アシスト自転車が平坦路を走行中である可能性もある場合)よりも短い遅延時間が、遅延時間付加部によって付加される。そのため、第3の場合には、第2の場合よりも早期に回生を開始することができ、第2の場合よりも回生量を増加させることができる。
詳細には、このように構成することにより、第2の場合の遅延時間経過中に第3の場合に移行するケースでは、第2の場合の遅延時間から第3の場合の短い遅延時間に短縮されることに伴って、回生が即座に開始されることもあり得る。
このように構成することにより、望まない急な回生ブレーキがかかったとユーザが感じてしまうおそれを抑制し、回生ブレーキ開始時の乗り心地を向上させることができる。
このように構成することにより、第2の場合(つまり、電動アシスト自転車が平坦路または下り坂を走行中であり、ユーザが回生ブレーキを望んでいると推定される場合であって、その推定が誤りである可能性もある場合)には、第1の場合よりも弱い回生度合いでモータによる回生が行われる。そのため、第2の場合の回生度合いと第1の場合の回生度合いとが等しい場合よりも、ユーザが回生ブレーキを望んでいないにもかかわらず強い回生ブレーキがかかり、電動アシスト自転車が失速してしまうおそれを抑制することができる。
このように構成することにより、第2の場合(つまり、電動アシスト自転車が平坦路または下り坂を走行中であり、ユーザが回生ブレーキを望んでいると推定される場合であって、その推定が誤りである可能性もある場合であって、第1の場合よりも推定が誤りである可能性が高い場合)には、第1の場合よりも弱い回生度合いでモータによる回生が行われる。そのため、第2の場合の回生度合いと第1の場合の回生度合いとが等しい場合よりも、ユーザが回生ブレーキを望んでいないにもかかわらず強い回生ブレーキがかかり、電動アシスト自転車が失速してしまうおそれを抑制することができる。
また、このように構成することにより、第3の場合(つまり、電動アシスト自転車が下り坂を走行中であり、ユーザが回生ブレーキを望んでいると推定される場合)には、第2の場合よりも強い回生度合いでモータによる回生が行われる。そのため、第3の場合の回生度合いと第2の場合の回生度合いとが等しい場合よりも、回生量を増加させることができる。
このように構成することにより、車速が低速の場合にモータによる回生が行われることに伴って、車速が低下しすぎてしまい、電動アシスト自転車が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。すなわち、車速が第4閾値以下のときにモータによる回生が行われる場合よりも、安全性を向上させることができる。
図1は第1実施形態の電動アシスト自転車1の一例の構成図である。図2は図1に示すハンドル1cなどの拡大図である。図3は第1実施形態の電動アシスト自転車1の一例の機能ブロック図である。
図1および図2に示す例では、第1実施形態の電動アシスト自転車1は、前輪1aと、後輪1bと、ハンドル1cと、ブレーキレバー1dと、ペダル1eと、サドル1fと、クランク1gとを備えている。ブレーキレバー1dの非操作時には、ブレーキレバー1dが、図2に「非操作時」で示す位置に位置する。ブレーキレバー1dの操作時には、ブレーキレバー1dが、図2に「操作時」で示す位置に位置する。ペダル1eには、後輪1bを駆動する踏力が、ユーザ(運転者)によって加えられる。また、ペダル1eは、クランク1gに連結されている。
図1および図3に示す例では、第1実施形態の電動アシスト自転車1が、モータ11と、バッテリ12と、入力トルク検出部13と、車速検出部14と、ブレーキ操作検出部15と、ペダル回転検出部16と、制御部17と、入力部18とを備えている。モータ11は、力行モード(放電モード)において、ペダル1eに加えられた踏力に応じて前輪1aを駆動する。
図1および図3に示す例では、モータ11が前輪1aを駆動するが、他の例では、後輪1bに配置されたモータが、ペダル1eに加えられた踏力に応じて後輪1bを駆動してもよい。
車速検出部14は、電動アシスト自転車1の車速を検出する。車速検出部14は、例えばモータ11の回転数を検出する回転数センサ(図示せず)を備えている。車速検出部14は、回転数センサの出力に基づいて、電動アシスト自転車1の車速を算出する。
他の例では、車速検出部14が、前輪1aまたは後輪1bの回転数を検出する回転数センサ(図示せず)の出力に基づいて、電動アシスト自転車1の車速を算出してもよい。
更に他の例では、車速検出部14が、加速度センサ(図示せず)によって検出された加速度を積分することにより、電動アシスト自転車1の車速を算出してもよい。
ブレーキレバー1dが、図2に「非操作時」で示す位置に位置する場合、ブレーキセンサはOFF信号を出力する。ブレーキ操作検出部15は、ブレーキセンサが出力するOFF信号に基づいて、ブレーキレバー1dがユーザによって操作されていないことを検出する。
ブレーキレバー1dが、図2に「操作時」で示す位置に位置する場合、ブレーキセンサはON信号を出力する。ブレーキ操作検出部15は、ブレーキセンサが出力するON信号に基づいて、ブレーキレバー1dがユーザによって操作されていることを検出する。
図1~図3に示す例では、上述したように、ブレーキ操作検出部15は、ブレーキレバー1dがユーザによって操作されているか否かを検出する。他の例では、ブレーキ操作検出部15が、ユーザによるブレーキレバー1dの操作量をリニアに検出してもよい。この例では、ユーザによるブレーキレバー1dの操作量が大きくなるに従って、モータ11による回生制動力が大きくなってもよい。
制御部17は、モータ11の力行および回生の制御などを行う。詳細には、制御部17は、モータ11に前輪1aを駆動させる制御、モータ11に回生を行わせる制御などを行う。制御部17は、回生判定部17Aと、遅延時間付加部17Bと、回生度合い変更部17Cとを備えている。
回生判定部17Aは、モータ11により回生を行うか否かを判定する。遅延時間付加部17Bは、回生を行うと回生判定部17Aによって判定された時点から、モータ11によって回生が開始される時点までの間に遅延時間を付加する。
回生度合い変更部17Cは、モータ11による回生度合いの変更を行う。詳細には、回生度合い変更部17Cは、後述する第1の場合に、モータ11の回生度合いを最も強い回生度合いに設定する。また、回生度合い変更部17Cは、後述する第2の場合に、モータ11の回生度合いを最も弱い回生度合いに設定する。また、回生度合い変更部17Cは、後述する第3の場合に、モータ11の回生度合いを2番目に強い回生度合いに設定する。
入力部18は、ユーザによる入力操作を受け付ける。ユーザによる入力操作には、例えば、ユーザの好みによって第1の場合、第2の場合および第3の場合におけるモータ11の回生度合いの大きさを微調整する入力操作などが含まれる。
第1実施形態の電動アシスト自転車1は、電動アシスト自転車1の使用時に、図4に示す処理を実行する。
図4に示す例では、ステップS11において、例えば制御部17は、ユーザによるブレーキレバー1dの操作が、ブレーキ操作検出部15によって検出されているか否かを判定する。ブレーキレバー1dの操作がブレーキ操作検出部15によって検出されている場合には、ステップS12に進む。一方、ブレーキレバー1dの操作がブレーキ操作検出部15によって検出されていない場合には、ステップS13に進む。
ステップS12において、例えば制御部17は、ブレーキ操作検出部15によってブレーキレバー1dの操作が検出される第1の場合に該当すると判定する。
詳細には、ブレーキ操作検出部15によってブレーキレバー1dの操作が検出された時点で、回生判定部17Aは、モータ11により第1の場合の回生を行うと判定する。
図4に示す例では、ステップS14において、例えば制御部17は、ペダル回転検出部16によって検出されるペダル1eの回転数Pが第3閾値TH3以下であるか否かを判定する。ペダル回転検出部16によって検出されるペダル1eの回転数Pが第3閾値TH3より大きい場合には、ステップS16Bに進む。一方、ペダル回転検出部16によって検出されるペダル1eの回転数Pが第3閾値TH3以下である場合には、ステップS15に進む。
ステップS16Bにおいて、例えば制御部17は、ペダル回転検出部16によって検出されるペダル1eの回転数Pが第2閾値TH2以下であるか否かを判定する。ペダル回転検出部16によって検出されるペダル1eの回転数Pが第2閾値TH2より大きい場合には、ステップS16Dに進む。一方、ペダル回転検出部16によって検出されるペダル1eの回転数Pが第2閾値TH2以下である場合には、ステップS16Cに進む。
ステップS16Cでは、例えば制御部17が、平地用回生度合いの演算を行う。次いで、ステップS16Dに進む。
ステップS16Dにおいて、例えば制御部17は、ステップS16Aにおいて得られた坂道用回生度合いが、ステップS16Cにおいて得られた平地用回生度合い以上であるか否かを判定する。坂道用回生度合いが平地用回生度合い以上である場合には、ステップS17に進む。一方、ステップS16Aにおいて得られた坂道用回生度合いが、ステップS16Cにおいて得られた平地用回生度合いより小さい場合には、ステップS18に進む。
ステップS18において、制御部17は、第2の場合に該当すると判定する。
図5に示す例では、時刻t10以前のモータ11による回生量がゼロである。
時刻t10には、ブレーキ操作検出部15によってブレーキレバー1dの操作が検出される。その結果、回生判定部17Aは、モータ11により第1の場合の回生を行うと判定する。例えば制御部17は、モータ11による回生量をゼロから値B1にステップ状に増加させる。
時刻t10以降においては、ブレーキレバー1dの操作がブレーキ操作検出部15によって検出され続け、モータ11による回生量が値B1に維持される。
すなわち、図5に示す例では(第1の場合には)、回生を行うと回生判定部17Aによって判定される時点と、モータ11によって回生が開始される時点との間に、遅延時間付加部17Bが遅延時間を付加しない。
そのため、図5に示す例では、ブレーキレバー1dの操作に対する回生ブレーキの応答性を向上させることができる。また、遅延時間が付加されかつ遅延時間中にモータ11による回生が開始されない場合よりも、ブレーキレバー1dが操作された直後(時刻t10の直後)の制動力を向上させることができる。
時刻t10には、ブレーキ操作検出部15によってブレーキレバー1dの操作が検出されず、かつ、入力トルク検出部13によって検出される入力トルクTRが第1閾値TH1以下であり、かつ、ペダル回転検出部16によって検出されるペダル1eの回転数Pが第2閾値TH2以下の状態になる。
その結果、回生判定部17Aは、モータ11により第2の場合の回生を行うと判定する。また、遅延時間付加部17Bは、遅延時間△T10(=t11-t10)を付加する。
その結果、遅延時間△T10中(つまり、時刻t11になるまで)、モータ11による回生量は、ゼロに維持される。
その結果、時刻t10から遅延時間△T10が経過する時刻t11に、制御部17が、モータ11による回生を開始する。
また、時刻t11には、第1回生時間△T11(=t12-t11)が開始する。回生度合い変更部17Cは、第1回生時間△T11中におけるモータ11による回生度合いを、第1回生度合いに設定する。詳細には、第1回生度合いでは、第1回生時間△T11中に、モータ11による回生量が、ゼロから値B21までリニアに増加する。
その結果、時刻t11から第1回生時間△T11が経過する時刻t12に、モータ11による回生量は値B21になる。
その結果、時刻t12から第2回生時間△T12が経過する時刻t13に、モータ11による回生量は値B22になる。
時刻t13以降においては、モータ11による回生量が値B22に維持される。
すなわち、図6に示す一例では、回生を行うと回生判定部17Aによって判定される時点(時刻t10)と、モータ11によって回生が開始される時点(時刻t11)との間に、遅延時間付加部17Bが遅延時間△T10を付加する。
その結果、上述した例と同様に、回生判定部17Aは、モータ11により第2の場合の回生を行うと判定する。また、遅延時間付加部17Bは、遅延時間△T10(=t11-t10)を付加する。
そのため、図6に示す他の例では、時刻t10から遅延時間△T10が経過する時刻t11に、制御部17が、モータ11による回生を開始しない。その結果、時刻t11以降においても、モータ11による回生量がゼロに維持される。
そのため、第1回生時間△T11中に望まない急な回生ブレーキがかかったとユーザが感じてしまうおそれを抑制することができ、回生ブレーキ開始時(第1回生時間△T11中)の乗り心地を向上させることができる。
そのため、第2の場合に回生度合い変更部17Cによって設定される第1回生度合いと第1の場合に回生度合い変更部17Cによって設定される回生度合いとが等しい場合よりも、ユーザが回生ブレーキを望んでいないにもかかわらず強い回生ブレーキがかかってしまうおそれを抑制することができる。
時刻t10には、ブレーキ操作検出部15によってブレーキレバー1dの操作が検出されず、かつ、入力トルク検出部13によって検出される入力トルクTRが第1閾値TH1以下であり、かつ、ペダル回転検出部16によって検出されるペダル1eの回転数Pが第3閾値TH3以下の状態(第2の場合)で、車速検出部14によって車速の上昇が検出される。
その結果、回生判定部17Aは、モータ11により第3の場合の回生を行うと判定する。また、遅延時間付加部17Bは、遅延時間△T20(=t21-t10)を付加する。つまり、遅延時間付加部17Bは、遅延時間△T10(図6参照)から遅延時間△T20への変更を行う。
その結果、遅延時間△T20中(つまり、時刻t21になるまで)、モータ11による回生量は、ゼロに維持される。
その結果、時刻t10から遅延時間△T20が経過する時刻t21に、制御部17が、モータ11による回生を開始する。
また、時刻t21には、第1回生時間△T21(=t22-t21)が開始する。回生度合い変更部17Cは、第1回生時間△T21中におけるモータ11による回生度合いを、第1回生度合いに設定する。詳細には、第1回生度合いでは、第1回生時間△T21中に、モータ11による回生量が、ゼロから値B31(>B21)までリニアに増加する。
その結果、時刻t21から第1回生時間△T21が経過する時刻t22に、モータ11による回生量は値B31になる。
その結果、時刻t22から第2回生時間△T22が経過する時刻t23に、モータ11による回生量は値B32になる。
時刻t23以降においては、モータ11による回生量が値B32に維持される。
すなわち、図7に示す一例では、第3の場合の回生を行うと回生判定部17Aによって判定される時点(時刻t10)と、モータ11によって第3の場合の回生が開始される時点(時刻t21)との間に、遅延時間付加部17Bが遅延時間△T20を付加する。
その結果、上述した例と同様に、回生判定部17Aは、モータ11により第3の場合の回生を行うと判定する。また、遅延時間付加部17Bは、遅延時間△T20(=t21-t10)を付加する。
そのため、図7に示す他の例では、時刻t10から遅延時間△T20が経過する時刻t21に、制御部17が、モータ11による第3の場合の回生を開始しない。その結果、時刻t21以降においても、モータ11による回生量がゼロに維持される。
そのため、第1回生時間△T21中に望まない急な回生ブレーキがかかったとユーザが感じてしまうおそれを抑制することができ、回生ブレーキ開始時(第1回生時間△T21中)の乗り心地を向上させることができる。
そのため、第3の場合に回生度合い変更部17Cによって設定される第1回生度合いと第2の場合に回生度合い変更部17Cによって設定される第1回生度合いとが等しい場合よりも、回生量を増加させることができる。
そのため、遅延時間△T20の長さと遅延時間△T10の長さとが等しい場合よりも、早期に回生を開始することができ、回生量を増加させることができる。
以下、第2実施形態の電動アシスト自転車1について説明する。
第2実施形態の電動アシスト自転車1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の電動アシスト自転車1と同様に構成されている。従って、第2実施形態の電動アシスト自転車1によれば、後述する点を除き、上述した第1実施形態の電動アシスト自転車1と同様の効果を奏することができる。
一方、第2実施形態の電動アシスト自転車1では、図8に階段状の実線で示すように、第1回生時間△T11中に、モータ11による回生量が、複数回のステップにおいて、ゼロから値B21までステップ状に増加する。
一方、第2実施形態の電動アシスト自転車1では、図8に階段状の実線で示すように、第2回生時間△T12中に、モータ11による回生量が、複数回のステップにおいて、値B21から値B22までステップ状に増加する。
一方、第2実施形態の電動アシスト自転車1では、図9に階段状の実線で示すように、第1回生時間△T21中に、モータ11による回生量が、複数回のステップにおいて、ゼロから値B31までステップ状に増加する。
一方、第2実施形態の電動アシスト自転車1では、図9に階段状の実線で示すように、第2回生時間△T22中に、モータ11による回生量が、複数回のステップにおいて、値B31から値B32までステップ状に増加する。
Claims (9)
- 前輪と、
後輪と、
ブレーキレバーと、
前記後輪を駆動する踏力が加えられるペダルと、
前記ペダルに加えられた前記踏力に応じて前記前輪または前記後輪を駆動するモータと、
前記モータによって回生された電力を蓄えるバッテリと、
前記モータにより回生を行うか否かを判定する回生判定部と、
前記回生を行うと前記回生判定部によって判定された時点から、前記モータによって前記回生が開始される時点までの間に遅延時間を付加する遅延時間付加部と、
前記モータによる回生度合いを変更する回生度合い変更部とを備え、
前記遅延時間中における前記モータによる回生量がゼロであり、
前記回生度合い変更部は、
前記遅延時間の経過後に開始する第1回生時間中における前記モータによる回生度合いを、第1回生度合いに設定し、
前記第1回生時間の経過後に開始する第2回生時間中における前記モータによる回生度合いを、第2回生度合いに設定し、かつ、
前記第1回生度合いと前記第2回生度合いとを異なる値に設定する、
電動アシスト自転車。 - 前記遅延時間中に、前記モータにより前記回生を行わないと前記回生判定部が判定する場合、前記遅延時間の経過後に、前記モータは前記回生を開始せず、
前記遅延時間中に、前記モータにより前記回生を行わないと前記回生判定部が判定しない場合、前記遅延時間の経過後に、前記モータは前記回生を開始する、
請求項1に記載の電動アシスト自転車。 - 前記ブレーキレバーの操作を検出するブレーキ操作検出部を更に備え、
前記ブレーキ操作検出部によって前記ブレーキレバーの操作が検出される第1の場合に、前記遅延時間付加部は、前記遅延時間を付加しない、
請求項1または請求項2に記載の電動アシスト自転車。 - 前記ペダルの回転を検出するペダル回転検出部を更に備え、
前記ペダル回転検出部によって検出される前記ペダルの回転数が第2閾値以下である第2の場合に、前記遅延時間付加部は前記遅延時間を付加する、
請求項3に記載の電動アシスト自転車。 - 車速を検出する車速検出部を更に備え、
前記車速検出部によって前記車速の上昇が検出され、かつ、前記ペダル回転検出部によって検出される前記ペダルの回転数が第3閾値以下である第3の場合に、前記遅延時間付加部は前記遅延時間を付加し、
前記第3の場合に前記遅延時間付加部によって付加される前記遅延時間は、前記第2の場合に前記遅延時間付加部によって付加される前記遅延時間よりも短い、
請求項4に記載の電動アシスト自転車。 - 前記第1回生度合いは、前記第2回生度合いよりも弱い、
請求項1に記載の電動アシスト自転車。 - 前記第2の場合に前記回生度合い変更部によって設定される前記第1回生度合いは、前記第1の場合に設定される回生度合いよりも弱い、
請求項4に記載の電動アシスト自転車。 - 前記回生度合い変更部は、
前記第2の場合に前記回生度合い変更部によって設定される前記第1回生度合いは、前記第1の場合に設定される回生度合いよりも弱く、
前記第3の場合に前記回生度合い変更部によって設定される前記第1回生度合いは、前記第2の場合に前記回生度合い変更部によって設定される前記第1回生度合いよりも強い、
請求項5に記載の電動アシスト自転車。 - 前記第2の場合は、車速検出部によって検出される車速が第4閾値より大きい場合である、
請求項4に記載の電動アシスト自転車。
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