JPH06255562A - 電動モータ付き自転車 - Google Patents
電動モータ付き自転車Info
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- JPH06255562A JPH06255562A JP7102093A JP7102093A JPH06255562A JP H06255562 A JPH06255562 A JP H06255562A JP 7102093 A JP7102093 A JP 7102093A JP 7102093 A JP7102093 A JP 7102093A JP H06255562 A JPH06255562 A JP H06255562A
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- JP
- Japan
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- motor
- output
- soft start
- electric motor
- control means
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/60—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設け、人
力による踏力の変化に対応して電気駆動系の出力を制御
する電動モータ付き自転車において、走行開始時にモー
タの衝撃が車体に加わらないようにする。 【構成】 踏力を検出する踏力検出手段と、電動モータ
の起動時にこの電動モータの出力を漸増させるソフトス
タート制御手段と、ソフトスタート制御手段の作動終了
に続いて電動モータの出力を踏力に対応して制御する走
行制御手段とを備える。
力による踏力の変化に対応して電気駆動系の出力を制御
する電動モータ付き自転車において、走行開始時にモー
タの衝撃が車体に加わらないようにする。 【構成】 踏力を検出する踏力検出手段と、電動モータ
の起動時にこの電動モータの出力を漸増させるソフトス
タート制御手段と、ソフトスタート制御手段の作動終了
に続いて電動モータの出力を踏力に対応して制御する走
行制御手段とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人力による駆動系と電
動モータによる駆動系とを並列に設け、電動モータによ
る駆動力を人力による駆動力（以下踏力という）の変化
に対応して制御するようにした電動モータ付き自転車に
関するものである。
動モータによる駆動系とを並列に設け、電動モータによ
る駆動力を人力による駆動力（以下踏力という）の変化
に対応して制御するようにした電動モータ付き自転車に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】踏力を検出し、この踏力の大小に対応し
て電動モータの駆動力を制御するものが公知である（実
開昭５６−７６５９０、特開平２−７４４９１号）。す
なわち人力の負担が大きい時には電動モータの駆動力も
増やして人力の負荷を減らすものである。
て電動モータの駆動力を制御するものが公知である（実
開昭５６−７６５９０、特開平２−７４４９１号）。す
なわち人力の負担が大きい時には電動モータの駆動力も
増やして人力の負荷を減らすものである。
【０００３】
【従来の技術の問題点】しかし自転車の走行開始時には
クランクペダルを大きい力で踏み込むから、著しく大き
い踏力を検出することになる。このため停止していたモ
ータの出力が突然大きくなり、衝撃が車体に伝わって走
行感が悪くなる。
クランクペダルを大きい力で踏み込むから、著しく大き
い踏力を検出することになる。このため停止していたモ
ータの出力が突然大きくなり、衝撃が車体に伝わって走
行感が悪くなる。
【０００４】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、自転車の走行開始時にモータの衝撃が車体
に加わらないようにした電動モータ付き自転車を提供す
ることを目的とする。
ものであり、自転車の走行開始時にモータの衝撃が車体
に加わらないようにした電動モータ付き自転車を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【発明の構成】本発明によればこの目的は、人力駆動系
と電気駆動系とを並列に設け、人力による踏力の変化に
対応して前記電気駆動系の出力を制御する電動モータ付
き自転車において、踏力を検出する踏力検出手段と、前
記電動モータの起動時にこの電動モータの出力を漸増さ
せるソフトスタート制御手段と、前記ソフトスタート制
御手段の作動終了に続いて前記電動モータの出力を前記
踏力に対応して制御する走行制御手段とを備えることを
特徴とする電動モータ付き自転車により達成される。
と電気駆動系とを並列に設け、人力による踏力の変化に
対応して前記電気駆動系の出力を制御する電動モータ付
き自転車において、踏力を検出する踏力検出手段と、前
記電動モータの起動時にこの電動モータの出力を漸増さ
せるソフトスタート制御手段と、前記ソフトスタート制
御手段の作動終了に続いて前記電動モータの出力を前記
踏力に対応して制御する走行制御手段とを備えることを
特徴とする電動モータ付き自転車により達成される。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例の側面図、図２はそ
の動力系統図、図３はそのコントローラの機能を示すブ
ロック図、図４はスタート時の踏力とモータ出力との関
係を示す図、図５は動作流れ図である。
の動力系統図、図３はそのコントローラの機能を示すブ
ロック図、図４はスタート時の踏力とモータ出力との関
係を示す図、図５は動作流れ図である。
【０００７】図１において、符号１０はメインフレーム
であり、ヘッドパイプ１２から斜下後方へのびて後輪１
４の車軸に至る。このメインフレーム１０にほぼ直交す
るようにシートチューブ１６が固着され、このシートチ
ューブ１６の上端にはサドル１８を支持するシートポス
ト２０が固定されている。
であり、ヘッドパイプ１２から斜下後方へのびて後輪１
４の車軸に至る。このメインフレーム１０にほぼ直交す
るようにシートチューブ１６が固着され、このシートチ
ューブ１６の上端にはサドル１８を支持するシートポス
ト２０が固定されている。
【０００８】シートチューブ１６の下部には下に開いた
筒部１６ａが形成され、この中に直流電動モータ２２が
収容される。シートチューブ１６の下端には動力ユニッ
ト２４が固定されている。この動力ユニット２４はボト
ムブラケットケース（以下ＢＢケースという）２６と、
このＢＢケース２６から後方へのびるリヤステー２８と
を備え、このリヤステー２８の後端には後輪１４が固定
されている。なお右側のリヤステー２８には駆動軸３０
（図２参照）が挿通される。
筒部１６ａが形成され、この中に直流電動モータ２２が
収容される。シートチューブ１６の下端には動力ユニッ
ト２４が固定されている。この動力ユニット２４はボト
ムブラケットケース（以下ＢＢケースという）２６と、
このＢＢケース２６から後方へのびるリヤステー２８と
を備え、このリヤステー２８の後端には後輪１４が固定
されている。なお右側のリヤステー２８には駆動軸３０
（図２参照）が挿通される。
【０００９】動力ユニット２４のＢＢケース２６にはク
ランク軸３２が貫挿され、その両端にクランク３４が固
定されている。クランク３４にはクランクペダル３６、
３６が取付けられている。
ランク軸３２が貫挿され、その両端にクランク３４が固
定されている。クランク３４にはクランクペダル３６、
３６が取付けられている。
【００１０】後輪１４の車軸３８の左端は、左のリヤス
テー２８に固着したエンドプレート２８ａに固定され、
この車軸３８の右端は右のリヤステー２８に固定された
傘歯車ケース（図示せず）に固定されている。車軸３８
にはハブ（図示せず）が回転自在に保持され、このハブ
には駆動軸３０の回転が傘歯車機構および一方向クラッ
チ４２（図２）を介して伝えられる。
テー２８に固着したエンドプレート２８ａに固定され、
この車軸３８の右端は右のリヤステー２８に固定された
傘歯車ケース（図示せず）に固定されている。車軸３８
にはハブ（図示せず）が回転自在に保持され、このハブ
には駆動軸３０の回転が傘歯車機構および一方向クラッ
チ４２（図２）を介して伝えられる。
【００１１】動力ユニット２４には、クランク軸３２の
回転を一方向クラッチ４４（図２）を介して駆動軸３０
に伝える傘歯車（図示せず）が内装されている。またこ
のクランク軸３２と駆動軸３０との間には遊星歯車機構
が介在されている。
回転を一方向クラッチ４４（図２）を介して駆動軸３０
に伝える傘歯車（図示せず）が内装されている。またこ
のクランク軸３２と駆動軸３０との間には遊星歯車機構
が介在されている。
【００１２】この遊星歯車機構は遊星歯車から踏力が入
力され、リング歯車から駆動軸３０に踏力が出力され
る。そして中央のサン歯車に加わるトルクをポテンショ
メータ４６で検出することにより踏力ＦL を検出するよ
うに構成されている。モータ２２の回転は一方向クラッ
チ４８および減速機５０を介して駆動軸３０に伝えられ
る。
力され、リング歯車から駆動軸３０に踏力が出力され
る。そして中央のサン歯車に加わるトルクをポテンショ
メータ４６で検出することにより踏力ＦL を検出するよ
うに構成されている。モータ２２の回転は一方向クラッ
チ４８および減速機５０を介して駆動軸３０に伝えられ
る。
【００１３】図１で５２は鉛電池などの充電可能な電
池、５４はコントローラであり、これらは前記メインフ
レーム１０のヘッドパイプ１２とシートチューブ１６と
の間に収容されている。図１において５６は前輪５８の
回転速度から車速Ｓを求めるための車速センサである。
池、５４はコントローラであり、これらは前記メインフ
レーム１０のヘッドパイプ１２とシートチューブ１６と
の間に収容されている。図１において５６は前輪５８の
回転速度から車速Ｓを求めるための車速センサである。
【００１４】ポテンショメータ４６で検出した踏力Ｆは
コントロ−ラ５４に入力され、このコントロ−ラ５４は
この踏力Ｆに基づいてモータ電流を制御しモータ出力す
なわちモータトルクＴM を発生させる。
コントロ−ラ５４に入力され、このコントロ−ラ５４は
この踏力Ｆに基づいてモータ電流を制御しモータ出力す
なわちモータトルクＴM を発生させる。
【００１５】コントローラ５４は図３に示すように、Ｃ
ＰＵ６０と、メモリ６２と、モータ制御部６４と、その
他種々の装置を備える。ＣＰＵ６０は走行制御手段６６
と、ソフトスタート制御手段６８と、その他の機能を持
つ種々の制御手段を持つ。
ＰＵ６０と、メモリ６２と、モータ制御部６４と、その
他種々の装置を備える。ＣＰＵ６０は走行制御手段６６
と、ソフトスタート制御手段６８と、その他の機能を持
つ種々の制御手段を持つ。
【００１６】走行制御手段６６はペダル３６から入力さ
れる踏力Ｆに基づいて、図４（Ｃ）にａで示すように踏
力Ｆの周期に同期して変化するモータ出力（トルク）Ｔ
M を出力させる。すなわち踏力Ｆに対応してデューティ
比が変化するＰＷＭ（パルス幅制御）信号をモータ制御
部６４に出力する。モータ制御部６４はこのデューティ
比でオン・オフするモータ電流をモータ２２に供給し、
所定の出力（トルク）ＴM を発生させる。
れる踏力Ｆに基づいて、図４（Ｃ）にａで示すように踏
力Ｆの周期に同期して変化するモータ出力（トルク）Ｔ
M を出力させる。すなわち踏力Ｆに対応してデューティ
比が変化するＰＷＭ（パルス幅制御）信号をモータ制御
部６４に出力する。モータ制御部６４はこのデューティ
比でオン・オフするモータ電流をモータ２２に供給し、
所定の出力（トルク）ＴM を発生させる。
【００１７】ソフトスタート制御手段６８は、モータ２
０の起動時に所定の始動条件が満たされると、モータ出
力すなわちトルクＴM を予め決めたアルゴリズムにより
漸増させる。例えば一定時間かけて一定のトルクＴM に
達するようにしたり、トルクＴM の増加率を一定にした
りすることが可能である。
０の起動時に所定の始動条件が満たされると、モータ出
力すなわちトルクＴM を予め決めたアルゴリズムにより
漸増させる。例えば一定時間かけて一定のトルクＴM に
達するようにしたり、トルクＴM の増加率を一定にした
りすることが可能である。
【００１８】図４（Ｃ）の制御態様の時間変化の一例を
示すものである。すなわち停止している自転車のスター
ト時には、ペダル３６に大きな踏力Ｆが加わる（図４
（Ａ）のｂ点参照）。ソフトスタート制御手段６８はこ
の時に、モータ出力ＴM を図４（Ｃ）の直線ｃで示すよ
うに漸増させる。ソフトスタート制御は所定の終了条件
が満たされると解除され、前記走行制御手段６６による
通常走行に入る。例えば、ソフトスタート開始して一定
時間経過した時、車速Ｓが一定以上に達した時、通常の
走行制御によるモータ出力（トルク）ＴM に一致した時
（図４（Ｃ）のｄ点）などのいずれか１つまたは複数を
満たすことを条件にして、ソフトスタートを解除する。
示すものである。すなわち停止している自転車のスター
ト時には、ペダル３６に大きな踏力Ｆが加わる（図４
（Ａ）のｂ点参照）。ソフトスタート制御手段６８はこ
の時に、モータ出力ＴM を図４（Ｃ）の直線ｃで示すよ
うに漸増させる。ソフトスタート制御は所定の終了条件
が満たされると解除され、前記走行制御手段６６による
通常走行に入る。例えば、ソフトスタート開始して一定
時間経過した時、車速Ｓが一定以上に達した時、通常の
走行制御によるモータ出力（トルク）ＴM に一致した時
（図４（Ｃ）のｄ点）などのいずれか１つまたは複数を
満たすことを条件にして、ソフトスタートを解除する。
【００１９】次に図５を用いて動作を説明する。まずメ
インスイッチ７０（図３）をオンにすると（ステップ１
００）、ＣＰＵ６０はメモリ６２を初期化し、自己診断
を行う（ステップ１０２）。例えば電池５２の電圧をチ
ェックし、制御回路が正常であることを確認する。自己
診断の結果各部に異常が無ければソフトスタートに入る
（ステップ１０４）。
インスイッチ７０（図３）をオンにすると（ステップ１
００）、ＣＰＵ６０はメモリ６２を初期化し、自己診断
を行う（ステップ１０２）。例えば電池５２の電圧をチ
ェックし、制御回路が正常であることを確認する。自己
診断の結果各部に異常が無ければソフトスタートに入る
（ステップ１０４）。
【００２０】このソフトスタートでは、まず所定の始動
条件が満たされているか否か判断する（ステップ１０
６）。例えばペダル３６に踏力Ｆが加わっていることを
前提とし、これに必要に応じて、車速Ｓが極低速（約３
ｋｍ／ｈ）であること、車速Ｓ信号のパルスにより前輪
がある距離（約２０〜３０ｃｍ）動いたこと、などの条
件を付加して始動条件とし、この始動条件が満たされた
時にソフトスタートを開始させ、その作動を行わせる
（ステップ１０８）。
条件が満たされているか否か判断する（ステップ１０
６）。例えばペダル３６に踏力Ｆが加わっていることを
前提とし、これに必要に応じて、車速Ｓが極低速（約３
ｋｍ／ｈ）であること、車速Ｓ信号のパルスにより前輪
がある距離（約２０〜３０ｃｍ）動いたこと、などの条
件を付加して始動条件とし、この始動条件が満たされた
時にソフトスタートを開始させ、その作動を行わせる
（ステップ１０８）。
【００２１】前記したように所定の終了条件が満たされ
ると（ステップ１１０）ソフトスタートは終了し（ステ
ップ１１２）、通常の走行制御に入る（ステップ１１
４）。すなわち走行制御手段６６を作動させ（ステップ
１１６）、踏力Ｆに対応してモータ出力（トルク）ＴM
を増減させる。そして一定の条件、すなわち走行制御停
止条件が満たされると（ステップ１１８）この走行制御
を終了し（ステップ１２０）、再びソフトスタートの開
始を待つ。走行制御停止条件としては、車速Ｓが十分小
さく（約４ｋｍ／ｈ以下）なったこと、等が考え得る。
ると（ステップ１１０）ソフトスタートは終了し（ステ
ップ１１２）、通常の走行制御に入る（ステップ１１
４）。すなわち走行制御手段６６を作動させ（ステップ
１１６）、踏力Ｆに対応してモータ出力（トルク）ＴM
を増減させる。そして一定の条件、すなわち走行制御停
止条件が満たされると（ステップ１１８）この走行制御
を終了し（ステップ１２０）、再びソフトスタートの開
始を待つ。走行制御停止条件としては、車速Ｓが十分小
さく（約４ｋｍ／ｈ以下）なったこと、等が考え得る。
【００２２】本発明においては、ソフトスタート制御手
段６８の始動条件や終了条件は前記説明したもの以外に
も種々可能である。また種々の条件を組合わせてもよい
のは勿論であり、前記実施例に制限されるものではな
い。
段６８の始動条件や終了条件は前記説明したもの以外に
も種々可能である。また種々の条件を組合わせてもよい
のは勿論であり、前記実施例に制限されるものではな
い。
【００２３】
【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、電動モ
ータの起動時にモータ出力を漸増させるソフトスタート
制御手段を設けたものであるから、自転車のスタート時
に大きい踏力Ｆが発生してもモータ出力は急増せずに緩
やかに増加する。このため車体に衝撃が伝わらず走行感
が向上する。また走行中のモータ再起動時にこのソフト
スタート制御を作動させれば、走行制御への切換えを円
滑にすることができる。
ータの起動時にモータ出力を漸増させるソフトスタート
制御手段を設けたものであるから、自転車のスタート時
に大きい踏力Ｆが発生してもモータ出力は急増せずに緩
やかに増加する。このため車体に衝撃が伝わらず走行感
が向上する。また走行中のモータ再起動時にこのソフト
スタート制御を作動させれば、走行制御への切換えを円
滑にすることができる。
【図１】本発明の一実施例の側面図
【図２】その動力系統図
【図３】コントローラの機能ブロック図
【図４】踏力とモータ出力との関係を示す図
【図５】動作流れ図
２２ 電動モータ ３６ クランクペダル ４６ 踏力検出手段としてのポテンショメータ ５４ コントローラ ６０ ＣＰＵ ６６ 走行制御手段 ６８ ソフトスタート制御手段
フロントページの続き (72)発明者 永井 末次 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 (72)発明者 宮田 彰一郎 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、人力による踏力の変化に対応して前記電気駆動系の
出力を制御する電動モータ付き自転車において、踏力を
検出する踏力検出手段と、前記電動モータの起動時にこ
の電動モータの出力を漸増させるソフトスタート制御手
段と、前記ソフトスタート制御手段の作動終了に続いて
前記電動モータの出力を前記踏力に対応して制御する走
行制御手段とを備えることを特徴とする電動モータ付き
自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7102093A JP3377242B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 電動モータ付き自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7102093A JP3377242B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 電動モータ付き自転車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06255562A true JPH06255562A (ja) | 1994-09-13 |
| JP3377242B2 JP3377242B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=13448426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7102093A Expired - Lifetime JP3377242B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 電動モータ付き自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377242B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2783969A1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Controller for electric bicycle, power unit for electric bicycle, and electric bicycle |
| JP2020045057A (ja) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用制御装置 |
| DE102013100100B4 (de) * | 2012-01-12 | 2021-05-06 | Tq-Systems Gmbh | Steuereinrichtung für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug |
| EP3835575A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-16 | Spring (Europe) Limited | Control system |
| DE102014112655B4 (de) | 2013-09-04 | 2023-09-21 | Shimano Inc. | Fahrradsteuerungsvorrichtung |
| DE102022208385A1 (de) | 2022-08-11 | 2024-02-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Betriebsverfahren und Steuereinheit für einen Antrieb eines Fahrzeugs und Fahrzeug |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP7102093A patent/JP3377242B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013100100B4 (de) * | 2012-01-12 | 2021-05-06 | Tq-Systems Gmbh | Steuereinrichtung für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug |
| EP2783969A1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Controller for electric bicycle, power unit for electric bicycle, and electric bicycle |
| JP2014208523A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-11-06 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動自転車用制御装置、電動自転車用パワーユニットおよび電動自転車 |
| DE102014112655B4 (de) | 2013-09-04 | 2023-09-21 | Shimano Inc. | Fahrradsteuerungsvorrichtung |
| JP2020045057A (ja) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用制御装置 |
| EP3835575A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-16 | Spring (Europe) Limited | Control system |
| DE102022208385A1 (de) | 2022-08-11 | 2024-02-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Betriebsverfahren und Steuereinheit für einen Antrieb eines Fahrzeugs und Fahrzeug |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3377242B2 (ja) | 2003-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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