JP7220783B2 - 自転車の電動アシスト装置及び自転車 - Google Patents
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- B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
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- B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
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Description
但し、Jm:電動モータ58の慣性モーメント(kg/m2) ...(1)
Jc:クランクアーム26、28を含むクランク機構の慣性モーメント(kg/ m2)
Jo:回転出力部材64を含む回転出力部の慣性モーメント(kg/m2)
R:歯車列のギヤ比
Kt:電動モータ58のトルク定数
α1:モータ角加速度(rad/sec2)
α2:クランク角加速度(rad/sec2)
Nm:モータ回転数(rpm)
Nc:クランク回転数(rpm)
i:モータ残電流値(A)
V:システム電圧(V)
Ier=Idb-Iig ...(2)
12 :シートチューブ
14 :ダウンチューブ
16 :チェーンステー
18 :フレーム
20 :軸受筒体
24 :クランク軸
26 :クランクアーム
26A :クランク軸嵌合孔
28 :クランクアーム
30 :ペダル
32 :ドライブスプロケット
50 :電動アシスト装置
52 :ハウジング
54 :円環部
56 :延出部
58 :電動モータ
60 :中心開口
62 :円筒部
64 :回転出力部材
66 :ボス部
70 :結合機構
72 :結合主部材
73 :傾斜縁部
74 :クランプ駒部材
75 :ボルト
76 :ボルト
78 :クランク連結部材
80 :ボルト
81 :貫通孔
90 :支持機構
92 :フレーム側マウント部材
94 :締結バンド
96 :四角枠部
98 :支持基部部材
100 :四角板状部
102 :垂下片部
103 :貫通孔
104 :支持片部材
106 :固定側ブッシュ
106B :大径部
108 :雌ねじ
109 :雄ねじ
110 :可動側ブッシュ
112 :フランジ部
114 :締結ボルト
116 :マーク
118 :マーク
122 :バッテリ
124 :電源スイッチ
126 :インバータ
128 :パワートランジスタ
130 :ダイオード
132 :電圧センサ
134 :回転角センサ
136 :パルスセンサ(回転センサ)
138 :ジャイロセンサ
140 :電流センサ
142 :電圧センサ
150 :制御装置
152 :キャリブレーション処理部
154 :踏力推定演算部
156 :クランク正逆転判定部
158 :踏力有無判定部
160 :ダイナミックブレーキ制御部
162 :実効逆電流値演算部
164 :モータ駆動制御部
170 :ダイナミックブレーキ回路
172 :常閉型リレースイッチ
LU :巻線
LV :巻線
LW :巻線
Ru :抵抗器
Rv :抵抗器
Rw :抵抗器
Claims (12)
- 自転車のフレームに取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに設けられた電動モータと、前記自転車に設けられ、前記電動モータの電源をなすバッテリと、前記ハウジングに回転可能に支持されて前記電動モータにより回転駆動され、前記自転車のクランク軸又はクランクアームにトルク伝達関係で接続される回転部材と、前記電動モータの作動を制御する制御装置とを含む自転車の電動アシスト装置であって、
前記電動モータに接続されたダイナミックブレーキ回路と、
前記クランク軸のクランク回転角度を検出する回転角センサと、
前記電動モータの電流値を検出する電流センサと有し、
前記制御装置は、
前記クランク回転角度が所定範囲であるときに、前記バッテリから前記電動モータへの電流の供給を停止し、前記ダイナミックブレーキ回路をオン状態にするダイナミックブレーキ制御部と、
前記ダイナミックブレーキ回路がオン状態であるときに前記電流センサによって検出される逆起電力による逆電流値から前記自転車のペダル踏力を推定する踏力推定演算部と、
前記踏力推定演算部によって推定されたペダル踏力に応じて前記電動モータの駆動を制御するモータ駆動制御部とを有する電動アシスト装置。 - 前記踏力推定演算部は、前記逆電流値が大きいときには、前記ペダル踏力が大きいと推定する請求項1に記載の電動アシスト装置。
- 前記踏力推定演算部は、前記ダイナミックブレーキ回路のオン状態時に、前記クランク軸の惰性回転による逆電流値を、前記逆起電力による前記逆電流値から減算した実効逆電流値に基づいて前記ペダル踏力を判定する請求項1又は2に記載の電動アシスト装置。
- 前記モータ駆動制御部は前記実効逆電流値が負値である場合には前記電動モータの駆動を停止する制御を行う請求項3に記載の電動アシスト装置。
- 前記ダイナミックブレーキ制御部は、片方のペダルが最上昇位置に位置するクランク回転角度から前記クランク軸が90度回転したクランク回転角度を含む所定のクランク回転角度範囲及び又は270度回転したクランク回転角度を含む所定のクランク回転角度範囲のクランク回転角度であるときに前記ダイナミックブレーキ回路をオン状態にする請求項1~4の何れか一項に記載の電動アシスト装置。
- 前記ダイナミックブレーキ制御部は、前記電動アシスト装置の電源のオフ時に前記ダイナミックブレーキ回路を常時オン状態にし、前記電動アシスト装置の電源の再オン後には、前記ダイナミックブレーキ回路を前記所定の角度範囲でのみオン状態にする請求項5に記載の電動アシスト装置。
- 前記ダイナミックブレーキ制御部は、前記電動アシスト装置の電源のオフ時に前記ダイナミックブレーキ回路を常時オン状態にし、前記電動アシスト装置の電源の再オン時に前記クランク軸が手操作によって予め定められたクランク回転角度に設定されることにより、前記ダイナミックブレーキ回路を前記所定の角度範囲でのみオン状態にする請求項5に記載の電動アシスト装置。
- 前記回転角センサにより検出されるクランク回転角度から前記クランク軸の正転と逆転とを判定するクランク正逆転判定部を有し、
前記モータ駆動制御部は前記クランク正逆転判定部より前記クランク軸が逆転していると判定されたときには前記電動モータの駆動を停止する制御を行う請求項1~7の何れか一項に記載の電動アシスト装置。 - 前記電動アシスト装置において、前記クランク軸の回転を検出する回転センサと、前記回転センサにより検出される前記クランク軸の回転から前記ペダルに対する踏力の有無を判定する踏力有無判定部とを有し、前記モータ駆動制御部は、前記踏力有無判定部により踏力が無いと判定されたときには前記電動モータの駆動を停止する制御を行う請求項1~8の何れか一項に記載の電動アシスト装置。
- 前記自転車の傾きを検出するジャイロセンサを有し、
前記モータ駆動制御部は、更に、前記ジャイロセンサによって検出された前記自転車の傾きに応じて前記電動モータの回転出力を補正する制御を行う請求項1~9の何れか一項に記載の電動アシスト装置。 - 前記バッテリの電圧を検出する電圧センサを有し、
前記モータ駆動制御部は、更に、前記電圧センサによって検出された電圧の低下に応じて前記電動モータの回転出力を低減する制御を行う請求項1~10の何れか一項に記載の電動アシスト装置。 - 請求項1~11の何れか一項に記載の電動アシスト装置を取り付けられた自転車。
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