JP3974979B2 - Auxiliary power control device for battery-assisted bicycle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人力による踏力を検出する踏力検出手段と、該踏力検出手段の検出値に応じて補助動力を発揮し得る電動モータとを備える電動補助自転車において、電動モータによる補助動力を制御するための補助動力制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、かかる電動補助自転車は、たとえば特開平7−309283号公報で既に知られており、この電動補助自転車では、人力による踏力に対する電動モータによる補助動力の比であるアシスト比を、たとえば6km/h以下の低速域では1よりも大きな値(たとえば3)に定めて電動モータの作動を制御し、たとえば6km/hを超える中速域では前記アシスト比がたとえば1となるようにして電動モータの作動を制御するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、アシスト比が踏力に無関係に定められているので、踏力が弱い女性や老人が乗車して坂道を登るときに大きな補助動力が得られず、坂道を登れないことがあり、また低・中速域では同じ踏力でも補助動力が速度によって異なるので、乗員が違和感を感じることがある。
【0004】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、踏力に応じた補助動力が得られるようにし、同一踏力で補助動力が変化することがないようにして違和感なく走行し得るようにした電動補助自転車における補助動力制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、人力による踏力を検出する踏力検出手段と、該踏力検出手段の検出値に応じて補助動力を発揮し得る電動モータとを備える電動補助自転車において、人力による踏力に対する電動モータによる補助動力の比であるアシスト比を踏力検出手段の検出値に応じて変化させるようにして電動モータの作動を制御するコントローラを含み、該コントローラは、踏力検出手段の検出値が設定値以上であるときには、前記アシスト比を1に定めるが前記設定値未満では前記アシスト比を1よりも大きな値として電動モータの作動を制御することを特徴とする。
【0006】
このような構成によれば、アシスト比が踏力に応じて変化することになるので、踏力に応じた補助動力を得ることが可能であり、同一踏力では補助動力が変化しないので違和感なく走行することができる。しかも踏力の弱い人には補助動力を大きくするが、踏力の強い人には補助動力が無闇に大きくならないようにし、同一踏力で補助動力が変化することはない。
【0007】
請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の構成に加えて、前記コントローラは、踏力検出手段の検出値が前記設定値よりも大きな極大設定値以上であるときにアシスト比を1よりも小さくして電動モータの作動を制御することにより、踏力と補助動力との和である合力が無闇に大きくなることを回避して自転車に適合した合力を得るようにし、電動モータによる補助動力を自転車に適合したものとすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて説明する。
【0009】
図1ないし図6は本発明の第1実施例を示すものであり、図1は電動補助自転車の側面図、図2はモータユニットの縦断側面図であって図3の2−2線断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は電動モータの制御装置の構成を示すブロック図、図5は踏力に応じたアシスト比を示す図、図6は踏力に応じた補助動力および合力を示す図である。
【0010】
先ず図1において、この電動補助自転車が備える車体フレーム11の前端のヘッドパイプ12にフロントフォーク13が操向可能に支承され、該フロントフォーク13の下端に前輪WF が軸支され、フロントフォーク13の上端にバーハンドル14が設けられる。また車体フレーム11の下部には、電動モータ15を有するモータユニット16が設けられており、該モータユニット16の後部上方で車体フレーム11から後下がりに延びるとともにモータユニット16の後方では略水平に延出される左、右一対のリヤフォーク17…間に後輪WR が軸支され、両リヤフォーク17…および車体フレーム11の後部間には左、右一対のステー18…が設けられる。さらに車体フレーム11の後部には、シート19が上下位置を調整可能として装着されており、シート19の後方側にはキャリア20が固定配置される。
【0011】
両端にクランクペダル21,21をそれぞれ有するクランク軸22がモータユニット16で回転自在に支承され、該クランク軸22から動力を伝達可能であるとともに前記電動モータ15からの補助動力をも作用させ得る駆動スプロケット24と、後輪WR の車軸に設けられた被動スプロケット25とに無端状のチェーン26が巻掛けられる。
【0012】
ヘッドパイプ12にはブラケット27を介してフロントバスケット28が取付けられる。しかも該フロントバスケット28の背面部に配置されるバッテリ収納ケース29も前記ブラケット27に取付けられており、電動モータ15に電力を供給するためのバッテリ30がバッテリ収納ケース29に挿脱可能に収納される。
【0013】
電動モータ15の作動は、モータユニット16の前方側で車体フレーム11の下部に固定的に支持されたコントローラ31で制御されるものであり、該コントローラ31は、乗員による踏力および車速に基づいて電動モータ15の作動を制御する。
【0014】
車体フレーム11の大部分はカバー32で覆われており、該カバー32の上部に、バッテリ30からコントローラ31および電動モータ15に電力を供給するためのメインスイッチ33が配設される。
【0015】
図2および図3を併せて参照して、モータユニット16のケーシング35は、車体フレーム11の下部に固定的に支持される。このケーシング35の右側(図3の上方側)には、駆動スプロケット24に結合される回転筒体36がボールベアリング37を介して回転自在に支承されており、クランク軸22の右端部は、該回転筒体36に、ニードルベアリング38を介して支承され、クランク軸22の左端部はボールベアリング39を介してケーシング35の左側(図3の下方側)に支承される。
【0016】
クランク軸22の左右両端のクランクペダル21,21による踏力は、踏力伝達系40を介してクランク軸22から駆動スプロケット24に伝達される。またケーシング35に取付けられている電動モータ15の出力は、クランクペダル21,21による踏力をアシストすべく補助動力伝達系41を介して駆動スプロケット24に伝達される。
【0017】
クランク軸22の動力を駆動スプロケット24に伝達するための踏力伝達系40は、クランク軸22に連結されるトーションバー42と、回転筒体36およびトーションバー42間に設けられる第1一方向クラッチ43とで構成される。
【0018】
クランク軸22には、その軸線に沿って延びるスリット44が設けられており、トーションバー42は、前記スリット44内に回転自在に嵌合する円柱状の軸部42aと、該軸部42の左端(図3の上端)から両側方に突出する腕部42bと、前記軸部42aの右端(図3の下端)から両側方に突出する腕部42cとを有して、前記スリット44に装着されるものであり、クランク軸22から一方の腕部42bに入力される踏力に応じて軸部42aをねじれ変形せしめつつ他方の腕部42c側に踏力を伝達することができる。
【0019】
第1一方向クラッチ43は、従来周知のものであり、クランクペダル21,21を踏んでクランク軸22を正転させると、そのクランク軸22からの踏力がトーションバー42、第1一方向クラッチ43および回転筒体36を介して駆動スプロケット24に伝達されるが、クランクペダル21,21を踏んでクランク軸22を逆転させたときには、第1一方向クラッチ43がスリップしてクランク軸22の逆転が許容される。
【0020】
クランク軸22の外周には、スライダインナー45が相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に支持されており、このスライダインナー45の外周には、複数のボール47…を介してスライダアウター46が相対回転自在に支持される。
【0021】
スライダインナー45は、第1一方向クラッチ43におけるクラッチ内輪にカム係合されるものであり、ケーシング35に揺動可能に支承された検出レバー48の中間部が、前記クラッチ内輪とは反対側からスライダアウター46に当接される。一方、前記検出レバー48とともに踏力検出手段ST を構成するストロークセンサ49がケーシング35に取付けられており、該ストロークセンサ49の検出子49aに前記検出レバー48の先端が当接される。さらに検出レバー48およびケーシング35間にはばね50が縮設されており、検出レバー48が該ばね50のばね力によりスライダアウター46に弾発的に当接され、スライダアウター46およびスライダインナー45は、第1一方向クラッチ43のクラッチ内輪側に向けて付勢される。
【0022】
クランクペダル21,21からクランク軸22への踏力入力に応じて、トーションバー42に捩れが生じると、スライダインナー45がばね50のばね力に抗してクランク軸22の軸線に沿って図3の下方に摺動し、スライダインナー45とともに移動するスライダアウター46で押された検出レバー48が揺動することにより、ストロークセンサ49の検出子49aが押圧される。この検出子49aのストロークは、トーションバー42の捩れ量、すなわちクランクペダル21,21から入力される踏力に比例するものであり、踏力検出手段ST で踏力が検出されることになる。
【0023】
電動モータ15の動力を駆動スプロケット24に伝達するための補助動力伝達系41は、電動モータ15の回転軸15aに固着された駆動ギヤ52と、回転軸15aと平行な第1アイドル軸53の一端に固着されて前記駆動ギヤ52に噛合される第1中間ギヤ54と、第1アイドル軸53に一体に設けられる第2中間ギヤ55と、第2中間ギヤ55に噛合される第3中間ギヤ56と、第3中間ギヤ56と同軸に配置される第2アイドル軸57と、第3中間ギヤ56および第2アイドル軸57間に設けられる第2一方向クラッチ58と、第2アイドル軸57に一体に設けられる第4中間ギヤ59と、駆動スプロケット24が結合されている回転筒体36に一体に設けられるとともに第4中間ギヤ59に噛合される被動ギヤ60とを備える。
【0024】
このような補助動力伝達系41では、電動モータ15の作動に伴なうトルクが減速されて駆動スプロケット24に伝達されるが、電動モータ15の作動が停止したときには、第2一方向クラッチ58の働きにより第2アイドル軸57の空転が許容され、クランクペダル21,21の踏力による駆動スプロケット24の回転が妨げられることはない。
【0025】
図4において、電動モータ15を駆動するモータ駆動回路62は、コントローラ31により制御されるものであり、該コントローラ31には、踏力検出手段ST の検出値が入力されるとともに、車速検出手段SV の検出値が入力され、コントローラ31は、踏力検出手段ST および車速検出手段SV の検出値に基づいて電動モータ15の作動を制御するための信号を出力する。
【0026】
ところで、車速検出手段SV は、電動モータ15による動力アシスト状態での自転車速度を代表するものとして電動モータ15の回転速度を検出するものであり、図2および図3で示すように、リラクタ63と、電磁ピックアップコイル式のセンサ64とで構成される。而して外周に突部63aを有するリラクタ63が、電動モータ15の回転軸15aに固定され、センサ64は、前記突部63aに近接、対向可能な検出部64aを有してケーシング35に固定される。
【0027】
コントローラ31では、人力による踏力に対する電動モータ15による補助動力の比(補助動力/踏力)であるアシスト比が、図5で示すように予め設定されており、踏力検出手段ST で検出される踏力が第1設定踏力T1 たとえば20kgf以下であるときと、踏力検出手段ST で検出される踏力が第3設定踏力T3 たとえば70kgf以上であるときには、前記アシスト比が「1」であるが、第1設定踏力T1 を超えるとともに第3設定踏力T3 未満である範囲では、「1」よりも大きなアシスト比が踏力に応じて変化するように設定される。
【0028】
しかも第1設定踏力T1 を超えるとともに第3設定踏力T3 未満である範囲では、第2設定踏力T2 もしくはT2 ′でアシスト比がピーク値nP ,nP ′となるようにアシスト比が設定される。ここで、第2設定踏力T2 ,T2 ′は、女性や老人等の踏力が弱い人により発揮される最大踏力に対応して任意に設定されるものである。またアシスト比のピーク値nP ,nP ′は、踏力および補助動力の合力が、人による踏力が最大値たとえば70kgfであるときにアシスト比を「1」とした場合の合力たとえば140kgfになるような値に設定されればよく、T2 が50kgfであったときにnP はたとえば「1.8」であり、またT2 ′が35kgfであったときにnP ′はたとえば「3」である。
【0029】
このようにアシスト比が定められることにより、踏力および補助動力の合力は、図6で示すようになる。すなわち図6の破線で示すように、アシスト比が一定である従来のものでは補助動力が踏力に応じてリニアに変化するのに応じて合力もリニアに変化するのに対し、所定の踏力範囲(第1設定踏力T1 を超えるとともに第3設定踏力T3 未満である範囲)で「1」よりも大きく設定したアシスト比を踏力に応じて変化させるようにした本発明のものでは、実線で示すように、必要なときに補助動力および合力を増大させることができる。この際、踏力がT2 〜T3 の範囲では、図6の実線で示すように合力のラインがほぼ一定で変化するか、鎖線で示すようにわずかに右上がりとなることが望ましい。
【0030】
次にこの第1実施例の作用について説明すると、踏力検出手段ST の検出値が第1設定踏力T1 以下であるとき、ならびに第3設定踏力T3 以上であるときには、アシスト比を「1」に設定しておくことで、大きな踏力でクランクペダル21,21を踏み込む必要のない通常の走行状態、ならびに強い踏力の人による走行時には、補助動力を従来と同程度に制御し、無闇に高速走行となることがないようにして適切な動力で自転車を走行させることが可能となる。また老人や女性等の踏力の弱い人が最大の踏力を発揮するときには補助動力を最大限発揮するように電動モータ15の作動を制御することにより、踏力の弱い人でも踏力の強い人と同じような合力を得ることができ、したがって踏力の弱い人も坂道を容易に登ることができる。しかも踏力が同一のときには同一の補助動力が得られるようにし、違和感なく走行することが可能となる。
【0031】
図7は本発明の第2実施例を示すものであり、踏力検出手段ST の検出値が設定値T O 未満では、「1」よりも大きなアシスト比がたとえば踏力が大となるのに応じて次第に小さくなるように設定され、前記検出値が前記設定値TO 以上であって該設定値TO よりも大きな極大設定値TM 以下の範囲ではアシスト比が「1」に設定され、さらに前記検出値が前記極大設定値TM を超える範囲では踏力が大となるのに応じてアシスト比が「1」から次第に小さくなるように設定される。而して前記設定値TO は、普通の人の体重にほぼ対応してたとえば60kgfと設定され、また極大設定値TM は、人間が発揮し得る最大踏力をたとえば70kgfとしたときの最大合力すなわち140kgfの1/2である70kgfと設定される。
【0032】
しかも前記アシスト比は、曲線Aを超えない範囲で踏力に応じて変化するように設定されるものであり、曲線Aは、踏力および補助動力の和である合力と人間が発揮し得る最大踏力とが一致するアシスト比を示すものである。すなわちアシスト比をa、踏力をT、最大合力を140kgfとしたときに、前記曲線Aは、{a=(140−T)/T}で表されるものである。
【0033】
この第2実施例によれば、比較的踏力の弱い人にあっては踏力が小さい程大きな補助動力が得られるようにして、どのような人でもほぼ同等の合力が得られるようにすることができ、また踏力が比較的強い人には踏力と同等の補助動力が得られるようにして走行速度が無闇に大きくならないようにすることができ、さらに踏力が極端に強い人には踏力よりも小さな補助動力を電動モータ15が発揮するようにして合力が無闇に大きくなることを回避して自転車に適合した合力を得るようにし、電動モータ15による補助動力を自転車に適合したものとすることができる。しかも踏力が同一のときには同一の補助動力が得られるようにしたのは、上記第1実施例と同様である。
【0034】
上記第2実施例において、踏力検出手段ST の検出値が設定値TS 未満の範囲で、アシスト比を踏力に対してリニアに変化させずに、鎖線で示すように特定の踏力でアシスト比が大となるようにアシスト比を定めることも可能である。
【0035】
図8は第1参考例を示すものであり、踏力が第1設定踏力T1 以下であるときにはアシスト比が「1」に設定され、踏力が第3設定踏力T3 以上であるときにはアシスト比が「3」に設定されるが、第1設定踏力T1 を超えるとともに第3設定踏力T3 未満である範囲では、アシスト比が「1」〜「3」の範囲で踏力に応じてリニアに増大するように設定される。
【0036】
この第1参考例によれば、踏力が大きい人でもアシスト比を増大して大きな補助動力を得ることができる。
【0037】
本発明の第2参考例として図9で示すように、踏力が第3設定踏力T3 以上であるときにはアシスト比が「3」に設定されるが、第3設定踏力T3 未満であるときにはアシスト比が「1」〜「3」の範囲で踏力に応じてリニアに増大するように設定されるようにしてもよい。
【0038】
図10は本発明の第3参考例を示すものであり、アシスト比は、踏力および車速に応じて設定される。この図10において、点線で示すラインは踏力が大であるとき、実線で示すラインは踏力の小さいときを示すものであるが、踏力の大小にかかわらず、第2設定車速V2 (たとえば15km/h)以下の低・中速域ではアシスト比がn(>1)に設定され、第2設定車速V2 を超える高速域では第3設定車速V3 (たとえば24km/h)でアシスト比が「0」となるように車速の増大に応じて次第に減少するように設定される。 このようにアシスト比が「1」よりも大きな「n」に設定されることにより、どんな人でも大きな補助動力を得ることができて、自転車を楽に走行することができる。
【0039】
ところが、低速時に踏力が大きいときにはアシスト比を大きく設定しておくと、大電流が流れてバッテリの消耗が早くなったり、電動モータ15がオーバーヒートしたりする可能性がある。そこで、第2設定車速V2 よりも小さな第1設定車速V1 (たとえば5km/h)以下の低速域では、踏力が小さいときにはアシスト比が「n」一定に設定されるのに対し、踏力が大であるときには車速の減少に応じてアシスト比が「n」から「1」に次第に減少するように設定され、図10の鎖線で示すように、低速域での車速の減少に応じたアシスト比の減少割合は踏力が大きくなるにつれて大きくなるように設定される。
【0040】
この第3参考例によれば、バッテリの消耗や電動モータ15のオーバーヒートを防止することが可能となるだけでなく、発進時にもアシスト比を比較的大きく設定していることにより発進時のふらつきを解消して円滑な発進を行なうことが可能となり、さらに発進時に強い力で踏み込んでも補助動力が過大となることを回避して急発進することを防止することが可能となる。
【0041】
図11は本発明の第4参考例を示すものであり、アシスト比は、踏力および車速によって定まる三次元のマップ上で設定される。この三次元のマップ上では、基本的には、踏力が0kgfからたとえば70kgfまでの範囲にあっては車速がたとえば5km/h以下ではアシスト比が「3」一定に定められ、車速がたとえば5km/hを超えて15km/h以下ではアシスト比が「3」から「1」にリニアに変化するように定められ、車速がたとえば15km/hを超えて24km/h以下ではアシスト比が「1」から「0」にリニアに変化するように定められるのであるが、踏力がたとえば35kgf以上の範囲では、アシスト比をa、踏力をT、最大合力を140kgfとしたときに、{a=(140−T)/T}で表される平面(鎖線で示す平面)を超えるアシスト比は得られないように設定されており、さらに踏力がたとえば70kgfを超えるとアシスト比は「0」となる。
【0042】
この第4参考例のように、踏力および車速によって定まる三次元のマップ上でアシスト比が定められていると、踏力および車速の変化に応じてアシスト比を滑らかに変化させることができ、アシスト動力の変化にリニア感が出ることになり、良好な運転性を得ることができる。
【0043】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【0044】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アシスト比が踏力に応じて変化するようにして、踏力に応じた補助動力を得ることが可能であり、同一踏力では補助動力が変化しないので違和感なく走行することができる。しかもこのように同一踏力で補助動力が変化することはないようにした上で、踏力の弱い人には補助動力を大きくするが、踏力の強い人には補助動力が無闇に大きくならないようにすることができる。
【0045】
また特に請求項2記載の発明によれば、踏力と補助動力との和である合力が無闇に大きくなることを回避して自転車に適合した合力を得るようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例の電動補助自転車の側面図である。
【図2】 モータユニットの縦断側面図であって図3の2−2線断面図である。
【図3】 図2の3−3線断面図である。
【図4】 電動モータの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図5】 踏力に応じたアシスト比を示す図である。
【図6】 踏力に応じた補助動力および合力を示す図である。
【図7】 第2実施例での踏力に応じたアシスト比を示す図である。
【図8】 第1参考例での踏力に応じたアシスト比を示す図である。
【図9】 第2参考例での踏力に応じたアシスト比を示す図である。
【図10】 第3参考例での車速および踏力に応じたアシスト比を示す図である。
【図11】 第4参考例での車速および踏力に応じたアシスト比を示す図である。
【符号の説明】
15・・・電動モータ
31・・・コントローラ
ST ・・・踏力検出手段
SV ・・・車速検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power-assisted bicycle including a pedaling force detection unit that detects pedaling force by human power and an electric motor that can exhibit auxiliary power according to a detection value of the pedaling force detection unit. This relates to the auxiliary power control apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, such a battery-assisted bicycle is already known, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-309283. In this battery-assisted bicycle, an assist ratio, which is a ratio of assist power by an electric motor to pedal force by human power, is set to, for example, 6 km / h. The operation of the electric motor is controlled by setting a value larger than 1 (for example, 3) in the following low speed range, and the assist ratio is set to, for example, 1 in the medium speed range exceeding 6 km / h, for example. To control.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional one, the assist ratio is determined regardless of the pedaling force, so when a woman or an elderly person who has weak pedaling force rides and climbs a hill, a large auxiliary power cannot be obtained and the hill cannot be climbed. In addition, in the low and medium speed range, the occupant may feel uncomfortable because the auxiliary power varies depending on the speed even with the same pedal effort.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain auxiliary power corresponding to the pedaling force, and to make it possible to travel comfortably without changing the auxiliary power with the same pedaling force. An object is to provide an auxiliary power control device for an auxiliary bicycle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is an electric assisting device comprising: a treading force detecting means for detecting a treading force by human power; and an electric motor capable of exhibiting auxiliary power in accordance with a detection value of the treading force detecting means. The bicycle includes a controller that controls the operation of the electric motor such that the assist ratio, which is the ratio of the auxiliary power by the electric motor to the pedaling force by human power, is changed according to the detection value of the pedaling force detection means. When the detected value of the means is equal to or greater than a set value, the assist ratio is set to 1, but when the value is less than the set value, the assist ratio is set to a value larger than 1 to control the operation of the electric motor.
[0006]
According to such a configuration, since the assist ratio changes according to the pedaling force, it is possible to obtain auxiliary power according to the pedaling force, and since the auxiliary power does not change with the same pedaling force, the vehicle travels without a sense of incongruity. Can do. In addition, although the auxiliary power is increased for a person with weak pedaling force, the auxiliary power is not increased unnecessarily for a person with strong pedaling force, and the auxiliary power does not change with the same pedaling force.
[0007]
According to the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the invention described in claim 1 wherein, prior Symbol controller assist when the detected value of the pedal force detection means is equal to or greater than a large maximum set value than the set value By controlling the operation of the electric motor with a ratio smaller than 1, the resultant force, which is the sum of the treading force and the auxiliary power, is prevented from increasing unnecessarily, and the resultant force suitable for the bicycle is obtained. The auxiliary power can be adapted to the bicycle .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below based on the embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0009]
1 to 6 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of a battery-assisted bicycle, FIG. 2 is a longitudinal side view of a motor unit, and is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control device for the electric motor, FIG. 5 is a diagram showing an assist ratio according to the pedaling force, and FIG. It is a figure which shows motive power and resultant force.
[0010]
First, in FIG. 1, a
[0011]
A
[0012]
A
[0013]
The operation of the
[0014]
Most of the
[0015]
Referring to FIGS. 2 and 3 together, the
[0016]
The pedaling force applied by the
[0017]
A pedaling
[0018]
The
[0019]
The first one-way clutch 43 is well known in the art, and when the
[0020]
A slider inner 45 is supported on the outer periphery of the
[0021]
The slider inner 45 is cam-engaged with a clutch inner ring in the first one-way clutch 43, and an intermediate portion of a
[0022]
When the
[0023]
The auxiliary
[0024]
In such an auxiliary
[0025]
4, the
[0026]
By the way, the vehicle speed detecting means S V detects the rotational speed of the
[0027]
In the
[0028]
In addition, in the range where the first set pedal force T 1 is exceeded and the third set pedal force T 3 is less, the assist ratio is such that the assist ratio becomes the peak value n P , n P ′ at the second set pedal force T 2 or T 2 ′. Is set. Here, the second set pedaling forces T 2 and T 2 ′ are arbitrarily set corresponding to the maximum pedaling force exerted by a person with weak pedaling force such as a woman or an elderly person. Further, the peak values n P and n P ′ of the assist ratio are such that the resultant force of the pedaling force and the assisting power becomes a resultant force when the assist ratio is “1” when the pedaling force by the person is a maximum value, for example 70 kgf, for example 140 kgf. N P is, for example, “1.8” when T 2 is 50 kgf, and n P ′ is, for example, “3” when T 2 ′ is 35 kgf. is there.
[0029]
By determining the assist ratio in this way, the resultant force of the pedal effort and the auxiliary power is as shown in FIG. That is, as shown by a broken line in FIG. 6, in the conventional device having a constant assist ratio, the resultant force also changes linearly as the auxiliary power changes linearly according to the pedaling force, whereas a predetermined pedaling force range ( In the present invention in which the assist ratio set to be larger than “1” in the range exceeding the first set pedal force T 1 and less than the third set pedal force T 3 ) is indicated by a solid line. Thus, auxiliary power and resultant force can be increased when necessary. At this time, when the pedal effort is in the range of T 2 to T 3 , it is desirable that the resultant force line changes substantially constant as shown by the solid line in FIG. 6 or slightly rises to the right as shown by the chain line.
[0030]
Next, to explain the action of this first embodiment, when the detected value of the pedal force detection means S T is first set depression force T 1 below, when as well as the third set pedaling force T 3 or more, the assist ratio "1 ”, The auxiliary power is controlled to the same level as in the past when driving in a normal driving state where it is not necessary to depress the crank
[0031]
Figure 7 shows a second embodiment of the present invention, the detected value is less than the set value T O pedaling force detecting means S T, according to a major assist ratio than "1", for example depression force large It is set to gradually become smaller Te, the assist ratio is in the range of less great maximum set value T M than the detection value set value T O a is the set value T O or is set to "1", further In the range where the detected value exceeds the maximum set value T M , the assist ratio is set to gradually decrease from “1” as the pedal effort increases. Thus, the set value T O is set to, for example, 60 kgf substantially corresponding to the weight of a normal person, and the maximum set value T M is the maximum resultant force when the maximum pedaling force that can be exerted by a person is, for example, 70 kgf. That is, it is set to 70 kgf which is 1/2 of 140 kgf.
[0032]
In addition, the assist ratio is set so as to change according to the pedaling force within a range not exceeding the curve A, and the curve A is a sum of the pedaling force and the auxiliary power and the maximum pedaling force that a human can exert. Indicates the assist ratio with which the two match. That is, when the assist ratio is a, the treading force is T, and the maximum resultant force is 140 kgf, the curve A is represented by {a = (140−T) / T}.
[0033]
According to the second embodiment, a person with relatively weak pedaling force can obtain a large auxiliary power as the pedaling force is small, and any person can obtain a substantially equal resultant force. For those with relatively strong pedaling power, it is possible to obtain auxiliary power equivalent to the pedaling force so that the running speed does not increase unnecessarily, and for those with extremely strong pedaling power, it is smaller than the pedaling force. It is possible to obtain the resultant force suitable for the bicycle by avoiding the resultant force from being increased by making the
[0034]
In the second embodiment, the range detected value is less than the set value T S pedaling force detecting means S T, without changing linearly the assist ratio with respect to the pedal effort, the assist ratio at a specific depression force as shown by a chain line It is also possible to determine the assist ratio so that becomes large.
[0035]
FIG. 8 shows a first reference example. When the pedal effort is equal to or less than the first set pedal effort T 1 , the assist ratio is set to “1”, and when the pedal effort is equal to or greater than the third preset pedal effort T 3 , Although set to “3”, the assist ratio increases linearly according to the pedaling force in the range of “1” to “3” in the range exceeding the first setting pedaling force T 1 and less than the third setting pedaling force T 3. Set to do.
[0036]
According to the first reference example, even a person with a large pedal effort can increase the assist ratio and obtain a large auxiliary power.
[0037]
As shown in FIG. 9 as a second reference example of the present invention, the assist ratio is set to “3” when the pedal effort is equal to or greater than the third set pedal effort T 3 , but when the pedal effort is less than the third preset pedal effort T 3 , the assist ratio is set. The ratio may be set so as to increase linearly in accordance with the pedal effort in the range of “1” to “3”.
[0038]
FIG. 10 shows a third reference example of the present invention, and the assist ratio is set according to the pedal effort and the vehicle speed. In FIG. 10, a line indicated by a dotted line indicates when the pedaling force is large, and a line indicated by a solid line indicates when the pedaling force is small. However, regardless of the magnitude of the pedaling force, the second set vehicle speed V 2 (for example, 15 km / h) In the following low / medium speed range, the assist ratio is set to n (> 1), and in the high speed range exceeding the second set vehicle speed V 2 , the assist ratio is set at the third set vehicle speed V 3 (for example, 24 km / h). It is set to gradually decrease as the vehicle speed increases so as to be “0”. By being set to a "n" than thus assist ratio is "1", and it is possible to obtain a large assist power in any human, that Ki out to comfortably run a bicycle.
[0039]
However, if the assist ratio is set large when the pedaling force is large at low speed, there is a possibility that a large current flows and the battery is consumed quickly, or the
[0040]
According to this third reference example, it is possible not only to prevent battery consumption and overheating of the
[0041]
FIG. 11 shows a fourth reference example of the present invention, and the assist ratio is set on a three-dimensional map determined by the pedal effort and the vehicle speed. On this three-dimensional map, basically, when the pedal force is in the range from 0 kgf to 70 kgf, the assist ratio is fixed to “3” when the vehicle speed is 5 km / h or less, and the vehicle speed is 5 km / h, for example. When h exceeds 15 km / h, the assist ratio is determined to change linearly from “3” to “1”, and when the vehicle speed exceeds, for example, 15 km / h and 24 km / h, the assist ratio starts from “1”. It is determined to linearly change to “0”, but when the pedal effort is in a range of 35 kgf or more, for example, when the assist ratio is a, the pedal effort is T, and the maximum resultant force is 140 kgf, {a = (140−T ) / T} is set so as not to obtain an assist ratio exceeding a plane (plane indicated by a chain line), and if the pedaling force exceeds 70 kgf, the assist ratio is 0 become ".
[0042]
As in the fourth reference example , when the assist ratio is determined on a three-dimensional map determined by the pedaling force and the vehicle speed, the assist ratio can be smoothly changed in accordance with changes in the pedaling force and the vehicle speed. As a result, a linear feeling appears in the change of the motor, and good drivability can be obtained.
[0043]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. Is possible.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the assist power corresponding to the pedal effort by changing the assist ratio according to the pedal effort. Since the assist power does not change with the same pedal effort, the vehicle travels without a sense of incongruity. it is possible. In addition , the auxiliary power does not change with the same pedaling force in this way, and the auxiliary power is increased for people with weaker pedaling force, but the auxiliary power does not increase without darkness for those with strong pedaling force. be able to.
[0045]
According particularly to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain a resultant force resultant force which is the sum of the Stepping force and assisting power is adapted to the bicycle avoids increases thoughtlessly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a battery-assisted bicycle according to a first embodiment.
FIG. 2 is a vertical side view of the motor unit, and is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an electric motor control device.
FIG. 5 is a diagram illustrating an assist ratio according to a pedaling force.
FIG. 6 is a diagram showing auxiliary power and resultant force according to the pedal effort.
FIG. 7 is a diagram showing an assist ratio according to the pedal effort in the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing an assist ratio according to a pedaling force in the first reference example.
FIG. 9 is a diagram illustrating an assist ratio according to a pedaling force in a second reference example.
FIG. 10 is a diagram illustrating an assist ratio according to a vehicle speed and a pedal effort in a third reference example.
FIG. 11 is a diagram showing an assist ratio according to a vehicle speed and a pedal effort in a fourth reference example.
[Explanation of symbols]
15 ...
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