JP3495758B2 - 電動モータ付き自転車および制御方法 - Google Patents
電動モータ付き自転車および制御方法Info
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Description
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
と、その制御方法とに関するものである。
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。
メインスイッチをオンにして走行後にこのメインスイッ
チを切り忘れると、全回路が稼動状態に保たれ、電力の
消耗が多い。エネルギー源である電池の容量には制約が
あるから、メインスイッチをオンにしたまま長時間放置
すると電池の放電が進み、やがては電池の完全放電によ
り電池性能の劣化を招くという問題がある。
ものであり、メインスイッチをオンにしたまま一定時間
以上走行せずに放置すると自動的に省エネルギーのモー
ドに切換えて電池の消耗を防止し、電池の完全放電や性
能劣化を招かないようにした電動モータ付き自転車の制
御方法を提供することを第1の目的とする。またこの制
御方法の実施に直接使用する電動モータ付き自転車を提
供することを第2の目的とする。
系と電気駆動系とを並列に設け、メインスイッチのオン
に基づきコントローラの回路を起動状態とし、このコン
トローラによって、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、メインスイッチのオン後に、踏力変化により変
化する外部信号を一定値と比較して一定値以上の外部信
号の入力が無いことからタイマの積算を開始し、タイマ
の積算値が一定以上になると回路を自動的に省エネルギ
ーモードに切換えることを特徴とする電動モータ付き自
転車の制御方法により達成される。
を並列に設け、メインスイッチのオンに基づきコントロ
ーラの回路を起動状態とし、このコントローラによっ
て、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、メイン
スイッチのオン後、踏力変化により変化する外部信号を
一定値と比較して一定値以上の外部信号の入力が無いこ
とからオンとなり、それ以外であればオフとなるタイマ
スタート信号を出力する外部信号判別手段と、前記タイ
マスタート信号のオンに基づきスタートしオフに基づき
リセットするタイマと、前記タイマの積算値が一定以上
になると回路を省エネルギーモードに切換える省エネ判
別手段と、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。
動系とを並列に設け、メインスイッチのオンに基づきコ
ントローラの回路を起動状態とし、このコントローラに
よって、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、車
速を検出して車速信号を出力する車速検出手段と、踏力
を検出して踏力信号を出力する踏力検出手段と、メイン
スイッチのオン後、前記車速信号および前記踏力信号が
共に一定以下であればオンとなり、それ以外であればオ
フとなるタイマスタート信号を出力する外部信号判別手
段と、前記タイマスタート信号のオンに基づきスタート
しオフに基づきリセットするタイマと、前記タイマの積
算値が一定以上になると回路を省エネルギーモードに切
換える省エネ判別手段と、を備えることを特徴とする電
動モータ付き自転車、によっても達成可能である。
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はその動作流れ図、図5は省エネルギー
モードの動作流れ図である。
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。
筒部16aが形成され、この中に永久磁石式直流電動モ
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。
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。
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。
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。
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F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。
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はクランク軸
32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。
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。
される。モータ22と電池52とは、スイッチング回路
60と共に閉回路を形成し、この閉回路が主回路62と
なる。スイッチング回路60は例えばMOS−FETで
構成される。なおモータ22にはフライホールダイオー
ド64が並列接続され、また電流検出用のシャント66
が主回路62に取付けられている。
に基づいてモータ22の出力(トルク)TMの指令値i
を出力する。すなわち踏力Fの周期的増減に同期してモ
ータ22の出力(トルク)TMを周期的に増減させるよ
うに指令値iを出力する。また一定の車速Sになったら
モータ出力TMを制限して車速Sを制限するようにして
もよい。
供給されるデューティ比が変化する指令値iに対応して
スイッチング回路60を駆動するゲート信号gを出力す
る。すなわちモータ出力TMを増加させる時には指令値
iの(オン時間)/(オフ時間+オン時間)の値(デュ
ーティーという)を大きくする。
するゲート信号gは、スイッチング回路60のスイッチ
ング素子に送られ、各スイッチング素子を選択的にオン
・オフさせる。
り、このメインスイッチ72をオンにするとCPU68
は主回路62に介在するメインリレー74をオンにする
と共に、電源部76、補器制御部78、ゲート回路7
0、その他コントローラ54の各部を全て起動状態にす
る。電源部76は、例えばスイッチングレギュレータに
よって走行用の電池52の電圧を降圧し、CPU68の
電源電圧や、補器80の駆動電圧などを作る。
量の電池82を接続し、電池52の電圧をスイッチング
レギュレータにより降圧してこの小容量の電池82を充
電するようにする。補器80はランプ、メータ類を含
み、これらは補器制御部78の指令により電源部76の
電力により駆動される。
作動を検出してCPU68にブレーキ信号を送出する。
CPU68ではこのブレーキ信号に基づき、例え踏力F
が一定以上であってもモータ出力TMを0にしたり制限
させる。
種々の機能を持つ。例えば外部信号判別手段86、第1
のタイマ88、第2のタイマ90、省エネ判別手段92
等の機能を持つ。外部信号判別手段86は、踏力Fおよ
び車速Sの各信号が共にそれぞれ一定値以下であること
から運転停止状態であると判別してオンとなりそれ以外
であればオフとなるタイマスタート信号tSを第1のタ
イマ88に送り、タイマ1の積算を開始させる。
積算値T1が一定値T10以上になると、第1段の省エネ
動作を行う。例えば補器制御部78により補器80の作
動を停止させる。すなわちランプを消しメータ類のラン
プや作動を切る。
タイマの積算値T1が一定値T10以上になると、第2の
タイマ90による積算を開始し、その積算値T2が一定
値T20以上になると第2段の省エネ動作を行う。例えば
メインリレー74、電源部76をオフにしてメインスイ
ッチ72を切ったのと同じ状態にする。
ずメインスイッチ72をオンにすると第1タイマ88が
リセットされ(ステップ100)、一定値以上の踏力F
および車速Sの信号(以下外部信号という)が入力され
ているか否かが外部信号判別手段86で判別され(ステ
ップ102)、入力されていれば、通常の走行制御が行
われる(ステップ104)。すなわち踏力Fに応じてモ
ータ出力TMが制御される。
のタイマ88がタイムカウントを開始し(ステップ10
6)、その積算値T1が一定値T10以下のうちに(ステ
ップ108)外部信号の入力が有れば(ステップ11
0)、第1のタイマ88をリセットして(ステップ11
2)通常の走行制御(ステップ104)へ戻る。T1>
T10になると(ステップ108)、省エネモードに入
る。
を行うと共に(ステップ114)、第2段の省エネ動作
(ステップ116)に先行して第2のタイマ90を一度
リセットしてからその積算を開始する(図5のステップ
118、120)。第1の省エネ動作は前記したように
例えば補器80をオフにするものである。この第1の省
エネ動作を続けている間に外部信号が入力されれば(ス
テップ122)、第1タイマ88をリセットするステッ
プ100に戻る。
の積算値T2が一定値T20以上になると(図5のステッ
プ124)、メインリレー74をオフにし、電源部76
やゲート回路70等の回路全体をオフにしてメインスイ
ッチ72をオフにしたのと同じ状態にする(ステップ1
26)。積算値T2がT20に達する前に外部信号の入力
があれば(ステップ128)、第2のタイマ90をリセ
ットして通常の走行制御(ステップ104)に戻る。
よび車速Sを用いているが、踏力Fに代えて、負荷電流
を用いてもよい。すなわちシャント66(図1)で負荷
電流を検出し、負荷電流が0の状態は踏力Fが0である
と判別するものである。
スイッチをオンにした後、踏力変化により変化する外部
信号を一定値と比較し、一定値以上でない時にタイマの
積算を開始してこの積算値が一定以上になると、回路を
自動的に省エネルギーモードに切換えるから、電池の消
耗や完全放電を防ぎ、電池の性能劣化を防止することが
できる。
のオン後に一定値以上の外部信号がない状態が一定時間
以上続くと回路を省エネルギーモードとする電動モータ
付き自転車が得られる。
のオン後に車速信号および踏力信号が共に一定以下であ
る状態が一定時間以上続くと、回路を省エネルギーモー
ドにする電動モータ付き自転車が得られる。
Claims (3)
- 【請求項1】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、メインスイッチのオンに基づきコントローラの回路
を起動状態とし、このコントローラによって、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、 メインスイッチのオン後に、踏力変化により変化する外
部信号を一定値と比較して一定値以上の外部信号の入力
が無いことからタイマの積算を開始し、タイマの積算値
が一定以上になると回路を自動的に省エネルギーモード
に切換えることを特徴とする電動モータ付き自転車の制
御方法。 - 【請求項2】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、メインスイッチのオンに基づきコントローラの回路
を起動状態とし、このコントローラによって、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、 メインスイッチのオン後、踏力変化により変化する外部
信号を一定値と比較して一定値以上の外部信号の入力が
無いことからオンとなり、それ以外であればオフとなる
タイマスタート信号を出力する外部信号判別手段と、 前記タイマスタート信号のオンに基づきスタートしオフ
に基づきリセットするタイマと、 前記タイマの積算値が一定以上になると回路を省エネル
ギーモードに切換える省エネ判別手段と、 を備えることを特徴とする電動モータ付き自転車。 - 【請求項3】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、メインスイッチのオンに基づきコントローラの回路
を起動状態とし、このコントローラによって、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、 車速を検出して車速信号を出力する車速検出手段と、 踏力を検出して踏力信号を出力する踏力検出手段と、 メインスイッチのオン後、前記車速信号および前記踏力
信号が共に一定以下であればオンとなり、それ以外であ
ればオフとなるタイマスタート信号を出力する外部信号
判別手段と、 前記タイマスタート信号のオンに基づきスタートしオフ
に基づきリセットするタイマと、 前記タイマの積算値が一定以上になると回路を省エネル
ギーモードに切換える省エネ判別手段と、 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 |
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JP07102193A JP3495758B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 電動モータ付き自転車および制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07102193A JP3495758B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 電動モータ付き自転車および制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06255563A JPH06255563A (ja) | 1994-09-13 |
JP3495758B2 true JP3495758B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=13448459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07102193A Expired - Lifetime JP3495758B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 電動モータ付き自転車および制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3495758B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10773769B2 (en) | 2017-04-03 | 2020-09-15 | Shimano Inc. | Bicycle drive system, bicycle drive unit, and bicycle battery unit |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4055394B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2008-03-05 | 日本精機株式会社 | 車両用表示装置 |
JP3793143B2 (ja) | 2002-11-28 | 2006-07-05 | 株式会社シマノ | 自転車用電子制御装置 |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP07102193A patent/JP3495758B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10773769B2 (en) | 2017-04-03 | 2020-09-15 | Shimano Inc. | Bicycle drive system, bicycle drive unit, and bicycle battery unit |
US11643165B2 (en) | 2017-04-03 | 2023-05-09 | Shimano Inc. | Bicycle drive system, bicycle drive unit, and bicycle battery unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06255563A (ja) | 1994-09-13 |
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