JPH10114293A - Bicycle with electric power assist device - Google Patents
Bicycle with electric power assist deviceInfo
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- JPH10114293A JPH10114293A JP27007996A JP27007996A JPH10114293A JP H10114293 A JPH10114293 A JP H10114293A JP 27007996 A JP27007996 A JP 27007996A JP 27007996 A JP27007996 A JP 27007996A JP H10114293 A JPH10114293 A JP H10114293A
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- pedaling force
- force
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、人力走行におい
て電動補助動力装置からの動力の補助を受けて走行する
電動補助動力装置付自転車に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle with an electric auxiliary power device that travels with the assistance of power from an electric auxiliary power device during manual driving.
【0002】[0002]
【従来の技術】自転車にモータと減速機構からなる電動
補助動力装置を設けて、上り坂等での走行時に前記電動
補助動力装置から動力を供給して楽な走行ができるよう
にした電動補助動力装置付自転車は広く知られている。
そして、走行中に動力を補助する方法は、走行中にクラ
ンク軸に伝達される回転トルクつまりペダルを踏み込む
ことによって生じる踏力値(以下踏力という)の大きさ
をトルク検出手段で検出し、このトルク検出手段の出力
つまり踏力の大きさに応じて前記モータの出力を増減す
るように制御して、踏力に対応した動力を補助して楽な
走行ができるようにしているものである。2. Description of the Related Art An electric auxiliary power unit including a motor and a speed reduction mechanism is provided on a bicycle, and power is supplied from the electric auxiliary power unit during traveling on an uphill or the like to enable easy traveling. Bicycles with equipment are widely known.
The method of assisting power during traveling is performed by detecting a torque transmitted to a crankshaft during traveling, that is, a magnitude of a pedaling force value (hereinafter referred to as a pedaling force) generated by depressing a pedal, using torque detecting means. The output of the motor is controlled to increase or decrease in accordance with the output of the detecting means, that is, the magnitude of the pedaling force, so that the power corresponding to the pedaling force is assisted to enable easy traveling.
【0003】一方、走行中にクランク軸に伝達されるペ
ダルの踏力は、ペダルを踏み込んでいる状態であっても
この踏み込む力は一定とはならないことから常に変動し
ているものであり、また、トルク検出手段はこの変動す
る踏力を検出して出力するものであることから、この検
出出力により直接モータを制御することは、変動する踏
力に即応して動力を補助できるものであることから、踏
み込み時の踏力に対した応答性のよい動力の補助ができ
るという利点がある。しかし、上述のように走行中にペ
ダルに加わる踏力は常に変動するものであり、また踏力
の検出周期(ある時点で検出した後次ぎの踏力を検出す
るまでの時間的間隔)に比べて踏力の変動周期(ペダル
を踏み込んでいる時に踏力が変動する時間的間隔)は極
めて長いことから、短い検出周期で検出される踏力をそ
のまま用いてモータを制御し補助する動力を増減させる
ように制御すると、補助される動力の平滑性が損なわれ
るためにペダルを踏んでいる際にペダルが断続的に重く
なったり軽くなったりするという現象が生じるため運転
者は違和感(ガクガクとした感)を覚えいわゆる乗り味
が良くないものとなる。このことは車速が大きい状態で
は比較的踏力が安定していることから、補助される動力
も安定つまり平滑状態となり前記違和感は低減されるか
が、低速つまり走り始めには踏力が安定しないため補助
される動力の平滑性が損なわれ乗り味が良くないという
現象が顕著となる。On the other hand, the depressing force of the pedal transmitted to the crankshaft during traveling is always fluctuating because the depressing force is not constant even when the pedal is depressed. Since the torque detecting means detects and outputs this fluctuating treading force, directly controlling the motor based on this detection output can assist the power in response to the fluctuating treading force. There is an advantage that power can be assisted with good response to the pedaling force at the time. However, as described above, the pedaling force applied to the pedal during traveling is always fluctuating, and the pedaling force is compared with the detection period of the pedaling force (the time interval from the detection at one point to the detection of the next pedaling force). Since the fluctuation period (the time interval during which the pedal force fluctuates when the pedal is depressed) is extremely long, if the control is performed to increase or decrease the assisting power by controlling the motor using the pedal force detected in the short detection period as it is, When the pedal is depressed, the pedal becomes intermittently heavy or light because the smoothness of the assisted power is impaired. The taste is not good. This means that the pedaling force is relatively stable when the vehicle speed is high, so the assisted power is also stable, that is, the state becomes smooth, and the uncomfortable feeling is reduced. The phenomenon that the smoothness of the generated power is impaired and the riding quality is not good is remarkable.
【0004】このように従来の電動補助動力装置付自転
車は、低速走行状態においては補助される動力の平滑性
が損なわれ乗り味がよくないという問題がある。[0004] As described above, the conventional bicycle with an electric auxiliary power device has a problem that the smoothness of the assisted power is impaired in a low-speed running state and the ride is not good.
【0005】そこで、この点つまり走行中に動力を補助
する際に走行を滑らかにするために、補助動力の変動幅
を少なくするような工夫がなされている。その方法の一
つとして、トルク検出手段で走行中に変動しているペダ
ルに加わる踏力を、マイクロコンピューター等からなる
制御装置によって、一定周期でこの周期内において所定
の時間間隔で読み取り、この各時間毎に読み取った踏力
を記憶手段に順次記憶し、この記憶された各踏力のうち
所定数を標本数として取り出して平均して踏力の移動平
均値を算出し、この移動平均値に対応して定めた大きさ
の動力を補助するようにモータを制御し、補助動力の平
滑性を得るようにすることが考えられる。つまり変動す
る踏力を所定時間毎に検出し、これら踏力から取り出し
た所定の標本数に基づいて算出した踏力の移動平均値
は、実際の踏力に比べ平均化されるという性質を有する
ため、この移動平均値を用いてモータを制御することに
より始動時等の低速走行においては、供給される補助動
力は平滑化され乗り味は改善されるものである。[0005] Therefore, in order to smooth the running when assisting the power during the driving, that is, in order to reduce the fluctuation width of the auxiliary power, a device has been devised. One of the methods is to read the pedaling force applied to the pedal which fluctuates during traveling by the torque detecting means by a control device such as a microcomputer at a constant period and at a predetermined time interval within this period. The treading force read every time is sequentially stored in the storage means, and a predetermined number of the stored treading forces is taken out as a sample number, averaged to calculate a moving average value of the treading force, and determined in accordance with the moving average value. It is conceivable that the motor is controlled so as to assist power of a different magnitude to obtain smoothness of the auxiliary power. That is, since the moving tread force calculated based on a predetermined number of samples extracted from these treading forces has a property of being averaged compared to the actual treading force, the fluctuating treading force is detected at predetermined time intervals. By controlling the motor using the average value, in low-speed running such as at the time of starting, the supplied auxiliary power is smoothed and the riding quality is improved.
【0006】そして、補助動力の平滑性を高めるには、
移動平均値を求めるための標本数をより多くすればよい
ものであるが、一方この標本数を多くすると、標本数を
得るために時間を要するため、移動平均値の推移とペダ
ルの踏力の推移との位相差が大きくなりペダルの踏み込
み時の踏力の変化に即応して動力の補助がされない。こ
のことは車速の大きい高速走行状態では駆動力の力感つ
まり動力が十分に補助されていないように運転者には感
じられることになり満足のいく乗り味とならないもので
ある。つまり、標本数を多くすると移動平均値の推移は
平滑されることから、即応性よりも前述の違和感の解消
を優先させる低速走行では利点があるが、即応性が要求
される高速走行においては補助する動力の供給が遅れ踏
み込みに対する応答性が悪くなるため上述のように力感
が損なわれるという現象が生じるものである。[0006] To improve the smoothness of the auxiliary power,
It is only necessary to increase the number of samples for obtaining the moving average value.On the other hand, if this number of samples is increased, it takes time to obtain the number of samples. And the power difference is not increased and the power is not assisted in response to a change in the pedaling force when the pedal is depressed. This means that in a high-speed running state in which the vehicle speed is high, the driver feels that the driving force is not sufficiently assisted, that is, the driving power is not sufficiently assisted, and the driver does not have a satisfactory riding experience. In other words, when the number of samples is increased, the transition of the moving average value is smoothed, so there is an advantage in low-speed running where priority is given to elimination of the above-mentioned discomfort over responsiveness, but it is an advantage in high-speed running where responsiveness is required. As a result, the responsiveness to the stepping-in of the delayed power is deteriorated, resulting in a phenomenon that the feeling of power is impaired as described above.
【0007】そして、ペダルの踏力の推移と標本数を変
化させた場合の移動平均値の推移との関係を示したのが
図11である。この図は自転車Aを略直線的に加速させ
た走行状態とし、そのときのペダルの踏力とこの踏力の
移動平均値との関係を示したものであり、図中曲線A
(実線)はペダルを踏んだ場合におけるペダルの踏力の
変化つまり推移を示すものであり、曲線B(一点鎖線)
は前記踏力の中から取り出す標本数を3個とした場合の
移動平均値の推移を示したものであり、また、曲線C
(破線)は標本数を5個とした場合の推移を示したもの
である。FIG. 11 shows the relationship between the transition of the pedaling force and the transition of the moving average value when the number of samples is changed. This figure shows the relationship between the pedal effort and the moving average value of the pedal effort at the time when the bicycle A is accelerated substantially linearly and the curve A in the figure is shown.
The curve (solid line) indicates a change, that is, a change in the pedal effort when the pedal is depressed.
Shows the transition of the moving average value when the number of samples taken out from the pedaling force is three, and the curve C
(Dashed line) shows the transition when the number of samples is five.
【0008】同図の各曲線から判るように、移動平均値
を求める標本数が多くなるにつれて平滑つまり曲線が滑
らかになることが判る。また、標本数が多くなるにつれ
て位相(X軸方向に対する位相)はペダルの踏力に対し
て遅れるとともにその位相差も大きくなり、また、波高
値Hも小さくなることが判る。また、トルク検出手段に
よる走行中の踏力の検出は車速に関係なく一定周期で、
この周期内において所定時間間隔つまり所定時間毎に検
出され、この所定時間毎に検出された踏力の中から所定
数を標本数として取り出して平均値を算出するものであ
ることから、上記曲線BおよびCからも判るように車速
が大きくなるにしたがって位相差は大きくなり、また波
高値は小さくなる。As can be seen from the curves in FIG. 1, it can be seen that the smoother, that is, the curve becomes smoother as the number of samples for obtaining the moving average value increases. Further, it can be seen that as the number of samples increases, the phase (phase in the X-axis direction) lags behind the pedaling force, the phase difference increases, and the peak value H also decreases. In addition, the detection of the pedaling force during traveling by the torque detecting means is performed at a constant cycle regardless of the vehicle speed.
This cycle is detected at predetermined time intervals, that is, at predetermined time intervals within this cycle, and a predetermined number is extracted as a sample number from the treading force detected at each predetermined time, and the average value is calculated. As can be seen from C, as the vehicle speed increases, the phase difference increases and the peak value decreases.
【0009】そして、位相差が大きくなると上述したよ
うに走行時には変動する踏力に対する応答性が悪くなり
上述のように力感が損なわれ、また、波高値が小さくな
ると補助される動力が小さくなりペダルの踏み込みが重
くなるという現象生じる。このことは車速が大きくなる
に連れて顕著となる。When the phase difference increases, the responsiveness to the fluctuating treading force during running deteriorates as described above, and the feeling of force is impaired as described above. A phenomenon occurs in which the stepping force becomes heavier. This becomes more pronounced as the vehicle speed increases.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の電
動補助動力装置付自転車においては、ペダルの踏力に応
じた動力を補助する際に、平滑な補助動力の供給ができ
ないことからペダルの踏み込みが滑らかにならず平滑感
が得られないという問題があり、また、上述したように
踏力の移動平均値に応じて動力を補助することも考えら
れるが、単に移動平均値を用いることとした場合は、低
速走行時における上記従来の問題は解消されるものの、
高速走行においては補助される動力の応答性が悪くなり
力感が得られないことになる。As described above, in the conventional bicycle with an electric auxiliary power unit, when assisting the power in accordance with the pedaling force of the pedal, it is not possible to supply a smooth auxiliary power, so that the pedal is depressed. However, there is a problem that smoothness cannot be obtained because smoothness is not obtained.Also, as described above, it is conceivable to assist the power according to the moving average value of the pedaling force, but when the moving average value is simply used. Although the above conventional problem at the time of low-speed running is solved,
In high-speed running, the responsiveness of the assisted power becomes poor, and a sense of power cannot be obtained.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、請求項1記載の発明は、ペダル
の踏力を所定時間内に所定回数検出しこれら検出された
各踏力を記憶手段に記憶するとともに、算出手段によっ
て前記記憶された踏力から所定の標本数を取り出し踏力
の移動平均値を求め、この移動平均値に基づいてモータ
の出力を制御して踏力に対応した動力を補助する電動補
助動力装置付自転車において、車速検出手段によって自
転車の車速を検出するとともに、前記移動平均値を算出
する標本数の数を車速が大きいとき車速が小さいときよ
りも少なくした電動補助動力装置付自転車としたもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and the invention according to claim 1 detects the pedaling force of a pedal a predetermined number of times within a predetermined time, and stores each detected pedaling force. Means, a predetermined number of samples are taken out from the stored treading force by the calculating means to determine a moving average of the treading force, and the output of the motor is controlled based on the moving average to assist the power corresponding to the treading force. A bicycle with an electric assist power device, wherein the vehicle speed is detected by vehicle speed detecting means, and the number of samples for calculating the moving average is smaller when the vehicle speed is higher than when the vehicle speed is lower. It was a bicycle.
【0012】また、請求項2記載の発明は、ペダルの踏
力値を検出する検出手段と、この検出手段によって検出
中に変動する踏力値を一定周期でこの周期内に所定時間
間隔で読み取りこれら踏力値をそれぞれ記憶する記憶手
段と、車速を検出する車速検出手段と、電源から電力の
供給を受けて補助動力を供給するモータと、小さい車速
に対しては多くの標本決定数を、大きな車速に対しては
少ない標本決定数を設定した標本テーブルと、前記車速
検出手段で検出された車速に基づいて前記標本テーブル
から読み出された車速に対応する標本決定数の数だけ最
新の踏力値から遡及して前記記憶手段から読み出された
踏力値の合計から移動平均値を算出する算出手段と、こ
の算出手段の結果に基づいて前記モータを駆動するモー
タ制御回路とを備え、前記算出手段で算出された踏力の
移動平均値に基づいて前記モータの出力を制御して動力
を補助する電動補助動力装置付自転車としたものであ
る。上記のように構成した請求項1および請求項2記載
の発明は、車速が小さいときは多くの標本数に基づいて
踏力の移動平均値を算出して、この移動平均値に基づい
て動力を補助するようにしたことから、踏力が安定しな
い車速の小さい走行状態においては補助される動力は平
滑化されるため滑らかな乗り味が得られ、また車速が大
きくなったときは少ない標本数に基づいて踏力の移動平
均値を算出し、この移動平均値に基づいて動力を補助す
るようにしたため、踏力が安定し動力の平滑性をそれほ
ど要しない車速の大きい走行状態においては、ペダルの
踏力との位相差を小さくして踏み込みに対する応答性を
よくするとともに波高値の低下を少なくし、ペダルの踏
み込みが重くなるということを防止できるという作用を
有するものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a detecting means for detecting a pedaling force value of a pedal, and a pedaling force value which fluctuates during detection by the detecting means is read at a constant period and at a predetermined time interval within the period. Storage means for storing values, vehicle speed detection means for detecting vehicle speed, a motor for supplying auxiliary power by supplying power from a power supply, and a large number of sample determinations for a low vehicle speed and a large number of sample determinations for a low vehicle speed. A sample table in which a small number of sample determinations are set, and a retrospective value from the latest pedaling force value corresponding to the number of sample determinations corresponding to the vehicle speed read from the sample table based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means. Calculating means for calculating a moving average value from the sum of the pedaling force values read from the storage means; and a motor control circuit for driving the motor based on a result of the calculating means. It is obtained by an electric auxiliary power unit Bicycles for assisting power by controlling the output of the motor based on the moving average value of the calculated pedal force by the calculation means. According to the first and second aspects of the present invention, when the vehicle speed is low, a moving average value of the pedaling force is calculated based on a large number of samples, and power is assisted based on the moving average value. As a result, the assisted power is smoothed in a running state where the pedaling force is not stable and the vehicle speed is small, so that a smooth riding feeling can be obtained, and when the vehicle speed increases, the assisting power is reduced based on a small number of samples. Since the moving average of the pedaling force is calculated and the power is assisted based on the moving average, the pedaling force is compared with the pedaling force in a running state at a high vehicle speed where the pedaling force is stable and the power does not require much smoothness. This has the effect of reducing the phase difference, improving the responsiveness to the depression, and reducing the decrease in the peak value, thereby preventing the pedal from becoming heavy.
【0013】また、請求項3記載の発明は、請求項2記
載の発明において、標本テーブルに設定される標本決定
数を、踏力値の推移と移動平均された踏力値の推移との
位相差に対する踏力値の推移の周期の比を車速に関係な
く略一定となるように設定した電動補助動力装置付自転
車としたものである。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the number of determined samples set in the sample table is determined based on a phase difference between the transition of the treading force value and the transition of the moving averaged treading force value. This is a bicycle with an electric auxiliary power device in which the ratio of the cycle of the transition of the pedaling force value is set to be substantially constant regardless of the vehicle speed.
【0014】このように構成した請求項3記載の発明
は、ペダルの踏力の推移と踏力の移動平均値の推移との
位相に対する踏力の推移の周期の比を車速に関係なく略
一定であることから、請求項2記載の発明の作用に加え
て走行中における踏力に対応して供給される補助動力の
応答性は車速に関係なく略一定にできるという作用を有
するものである。According to a third aspect of the present invention, the ratio of the period of the transition of the pedaling force to the phase of the transition of the pedaling force and the transition of the moving average value of the pedaling force is substantially constant irrespective of the vehicle speed. Therefore, in addition to the effect of the invention described in claim 2, the responsiveness of the auxiliary power supplied in response to the pedaling force during traveling can be made substantially constant regardless of the vehicle speed.
【0015】また、請求項4記載の発明は、ペダルの踏
力値を検出する検出手段と、この検出手段によって検出
中に変動する踏力値を一定周期でこの周期内に所定時間
間隔で読み取りこれら踏力値をそれぞれ記憶する記憶手
段と、車速を検出する車速検出手段と、電源から電力の
供給を受けて補助動力を供給するモータと、最新の踏力
値から遡及して前記記憶手段から読み出された踏力値の
合計から移動平均値を算出する算出手段と、前記車速検
出手段の検出された車速が所定を超えたか否かを判断す
る車速判断手段と、前記モータを駆動するモータ制御回
路とを備え、前記車速が所定値以下のとき前記踏力値の
移動平均値に基づいて、車速が所定値を超えたときは前
記検出手段で検出された踏力値に基づいてモータの出力
を制御して動力を補助する電動補助動力装置付自転車と
したものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a detecting means for detecting a pedaling force value of a pedal, and a pedaling force value which fluctuates during the detection by the detecting means is read at a constant period within this period at a predetermined time interval. Storage means for storing the respective values, a vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed, a motor for supplying auxiliary power by supplying power from a power supply, and a motor read from the storage means retroactively from the latest pedaling force value. Calculating means for calculating a moving average value from the sum of the pedaling force values; vehicle speed determining means for determining whether the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means exceeds a predetermined value; and a motor control circuit for driving the motor. When the vehicle speed is equal to or less than a predetermined value, the power is controlled by controlling the output of a motor based on the pedaling force value detected by the detection means when the vehicle speed exceeds a predetermined value, based on the moving average value of the pedaling force value. It is obtained by an electric auxiliary power unit bicycle with the assistant.
【0016】このように構成した請求項4記載の発明
は、車速が所定以下のときは前記請求項2記載の発明と
同様な作用を有するとともに、車速が所定値を超えたと
きは、踏力の移動平均値を算出することなくペダルの踏
力に応じた動力を補助するものであることから、高速走
行時におけるペダル踏力に対応した補助動力の供給の応
答性をさらに良くすることができるという作用を有する
ものである。The invention according to claim 4 having such a structure has the same operation as the invention according to claim 2 when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value, and when the vehicle speed exceeds a predetermined value, the pedaling force is reduced. Since the power is assisted according to the pedal effort without calculating the moving average value, the responsiveness of the assist power supply corresponding to the pedal effort during high-speed running can be further improved. Have
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態を
図1ないし図8に基づいて説明する。図に示すように、
補助動力装置付自転車(以下単に自転車という)Aは、
車体Bとこの車体Bに取り付けられた補助動力装置(以
下単に動力装置という)C等から構成されている。そし
て、前記車体Bは、ハンガラグ1に一端側を固定された
立パイプ2および下パイプ3と、この下パイプ3の他端
側に固定されたヘッドパイプ4に一端側を固定され他端
側を前記立パイプ2の下方部に固定された上パイプ5と
からなるフレーム6、前記ハンガラグ1に一端側を固定
されたチェーンステー7、前記ヘッドパイプ4に取り付
けられた前ホーク8、この前ホーク8の上端に取り付け
られたハンドル9、前記前ホーク8の下端部に取り付け
られた前輪10、前記立パイプ2の上部に一端側を固定
され他端側を前記チェーンステー7の他端側と図示しな
い後つめを介して固定されたバックホーク11、前記チ
ェーンステー7の他端側に取り付けられた後輪12、前
記立パイプ2の上方に取り付けられたサドル13、前記
後輪の上部に設けた荷受台14等から構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in the figure,
A bicycle with an auxiliary power unit (hereinafter simply referred to as a bicycle) A is
The vehicle body B includes an auxiliary power unit (hereinafter simply referred to as a power unit) C attached to the vehicle body B. The vehicle body B has a vertical pipe 2 and a lower pipe 3 having one end fixed to a hanger lug 1, a head pipe 4 fixed to the other end of the lower pipe 3, and one end fixed to a head pipe 4. A frame 6 comprising an upper pipe 5 fixed to a lower portion of the upright pipe 2; a chain stay 7 having one end fixed to the hanger lug 1; a front fork 8 attached to the head pipe 4; , A front wheel 10 attached to the lower end of the front fork 8, one end is fixed to the upper part of the standing pipe 2 and the other end is not shown as the other end of the chain stay 7. A back fork 11 fixed via a rear pawl, a rear wheel 12 attached to the other end of the chain stay 7, a saddle 13 attached above the upright pipe 2, and an upper part of the rear wheel And a digit receiving platform 14 or the like.
【0018】また、前記ハンガラグ1には後述するクラ
ンク軸80が回動自在に設けられ、このクランク軸80
の両端部にはそれぞれペダル81aと82aが設けられ
た左クランク81と右クランク82が取り付けられてい
る。また、前記荷受台14の上部には電源としてのバッ
テリー14bを収納したバッテリーケース14aが取り
付けられている。また、バッテリー14bは後述するモ
ータ40等とはリード線16を介して電力が供給される
ようになっている。また、走行時の回転力を伝達するス
プロケット17と後輪12の図示しないスプロケット1
7にはチェーン18が架けられている。The hanger lug 1 is provided with a crankshaft 80 to be described later, which is rotatable.
A left crank 81 and a right crank 82 provided with pedals 81a and 82a, respectively, are attached to both ends. A battery case 14a containing a battery 14b as a power supply is attached to an upper portion of the loading tray 14. The battery 14b is supplied with electric power via a lead 16 to a motor 40 and the like described later. Further, a sprocket 17 for transmitting a rotational force during traveling and a sprocket 1 (not shown) of the rear wheel 12 are provided.
A chain 18 is hung on 7.
【0019】つぎに、前記動力装置Cの構成を図2ない
し図4に基づいて説明する。図に示すように動力装置C
は、ケース本体23と蓋ケース25とからなるケース2
0、このケース20に取り付けられた前記モータ40、
減速機構50から構成されており、また前記ケース20
には軸受を介して取り付けられ前記減速機構50から回
転力が伝達される中空軸70と、この中空軸70を貫通
してクランク軸80が設けられている。また、前記ケー
ス20内には後述するマイクロコンピュータ、ROM、
RAM等からなる制御装置300等が収納されている。Next, the structure of the power unit C will be described with reference to FIGS. As shown in FIG.
Is a case 2 composed of a case body 23 and a lid case 25.
0, the motor 40 attached to the case 20;
The case 20 is constituted by a speed reduction mechanism 50.
Is provided with a hollow shaft 70 which is mounted via a bearing and to which rotational force is transmitted from the speed reduction mechanism 50, and a crankshaft 80 penetrating through the hollow shaft 70. In the case 20, a microcomputer, a ROM,
The control device 300 including a RAM and the like is housed.
【0020】そして、前記ケース本体23には、減速機
構50と前記制御装置300等が収納されている。前記
減速機構50は、前記モータ40の出力軸41の先端部
に取り付けられた歯車51、この歯車51と噛合する径
大な歯車52、この歯車52と一体に設けられた径小な
歯車53、この歯車53と噛合する径大な歯車54bと
傘歯車54cとからなる歯車54、前記傘歯車54cと
噛合する傘歯車55、この傘歯車55が取り付けられて
いる軸と同じ軸55aに取り付けられた歯車55b、こ
の歯車55bに噛合する駆動歯車56とから構成されて
いる。The case body 23 houses the speed reduction mechanism 50, the control device 300, and the like. The reduction mechanism 50 includes a gear 51 attached to a tip end of an output shaft 41 of the motor 40, a large-diameter gear 52 meshing with the gear 51, a small-diameter gear 53 provided integrally with the gear 52, A gear 54 composed of a large-diameter gear 54b and a bevel gear 54c meshing with the gear 53, a bevel gear 55 meshing with the bevel gear 54c, and a shaft 55a mounted on the same shaft as the shaft on which the bevel gear 55 is mounted. The gear 55b includes a drive gear 56 that meshes with the gear 55b.
【0021】そして、前記歯車55bは前記軸55aに
一方向性クラッチ55fを介して取り付けられている。
この一方向性クラッチ55fは前記モータ40の回転力
を自転車が正規に走行つまり前進方向に走行するように
前記駆動歯車56に伝達するように前記歯車55bを回
転させるが、逆方向には空転するように機能するもので
ある。つまり一方向性クラッチ55fは後述する人力走
行の際にペダル81a、82aが取り付けられているク
ランク81、82が走行方向に回転したときは空転する
ように機能するものである。The gear 55b is mounted on the shaft 55a via a one-way clutch 55f.
The one-way clutch 55f rotates the gear 55b so as to transmit the torque of the motor 40 to the drive gear 56 so that the bicycle travels normally, that is, travels in the forward direction, but idles in the opposite direction. It works like that. In other words, the one-way clutch 55f functions so as to idle when the cranks 81, 82 to which the pedals 81a, 82a are attached rotate in the traveling direction during manual driving described below.
【0022】また、前記駆動歯車56の中央部には軸孔
56aが形成されており、この軸孔56aには凹凸条5
6cが形成され、また、駆動歯車56の蓋ケース25側
の側面には軸孔56aの外周に図2、図3に示すように
同心状に配置された複数(実施例では3個、図2、図3
では1個のみ図示)の突起部57が形成されており、こ
の突起部57は図4に示す矢印方向つまり駆動歯車56
が走行時に回転する方向に沿って同図に示すように上方
に向かって次第に上昇する傾斜面57aが形成されてい
る。また、駆動歯車56の前記蓋ケース25側の側面に
は、図3に示すように前記隣接する突起部57の間に位
置して軸孔56aと同心状に配置された複数(実施例で
は3個設けられており、図3では1個のみ図示)の後述
する圧縮ばね60の一端側を規制するL字状の規制部材
58が形成されている。A shaft hole 56a is formed in the center of the driving gear 56, and the shaft hole 56a has
2c are formed on the side surface of the drive gear 56 on the side of the lid case 25 and concentrically arranged on the outer periphery of the shaft hole 56a as shown in FIGS. 2 and 3 (three in the embodiment, FIG. 2). , FIG.
(Only one is shown in the figure), and the projection 57 is formed in the direction of the arrow shown in FIG.
As shown in the drawing, an inclined surface 57a that gradually rises upward along the direction in which the vehicle rotates during traveling is formed. On the side surface of the drive gear 56 on the side of the lid case 25, as shown in FIG. 3, a plurality (3 in this embodiment) disposed concentrically with the shaft hole 56a between the adjacent protrusions 57. An L-shaped regulating member 58 that regulates one end of a compression spring 60 described later (only one is shown in FIG. 3) is formed.
【0023】また、前記駆動歯車56に形成された軸孔
56aには、減速機構50を介して伝達される前記モー
タ40の動力つまり回転力をスプロケット17に伝達す
る前記中空軸70が嵌合しており、この中空軸70は前
記ハンガラグ1に回転自在に設けられ、内部に貫通孔7
1を有するとともに一端側に前記軸孔56aに形成され
た凹凸条56cと係合する凹凸条72が形成され、前記
軸孔56aに嵌合した状態では両凹凸条56c、72の
係合によって周方向に回り止めされて、中空軸70は駆
動歯車56と一体に回転するようになっている。また、
中空軸70の他端側にはスプロケット17が取り付けら
れている取付部材17aが取り付けられており、また、
この中空軸70は凹凸条72が形成された近傍をボール
ベアリング77の内輪に圧入されて、このボールベアリ
ング77の外輪を前記ケース本体23に設けた軸受取付
部23bに圧入することによって中空軸70はケース本
体23に取り付けられている。The hollow shaft 70 for transmitting the power of the motor 40, that is, the rotational force transmitted through the reduction mechanism 50, to the sprocket 17, is fitted into a shaft hole 56a formed in the drive gear 56. The hollow shaft 70 is rotatably provided on the hanger lug 1 and has a through hole 7 therein.
1 and at one end thereof, a concave / convex ridge 72 is formed to engage with the concave / convex ridge 56c formed in the shaft hole 56a. The shaft 70 is prevented from rotating in the direction, so that the hollow shaft 70 rotates integrally with the drive gear 56. Also,
A mounting member 17a to which the sprocket 17 is mounted is mounted on the other end of the hollow shaft 70.
The hollow shaft 70 is press-fitted into the inner race of the ball bearing 77 in the vicinity of the area where the concave and convex strips 72 are formed. Is attached to the case body 23.
【0024】また、前記中空軸70の貫通孔71を貫通
してクランク軸80が回転自在に設けられ、このクラン
ク軸80の両端に取付部83および取付部84がそれぞ
れ形成されている。A crankshaft 80 is rotatably provided through the through hole 71 of the hollow shaft 70, and mounting portions 83 and 84 are formed at both ends of the crankshaft 80, respectively.
【0025】また、前記クランク軸80には、前記中空
軸70に取り付けられた駆動歯車56に接近した部位に
一方向性クラッチ85が取り付けられ、この一方向性ク
ラッチ85を介してクランク軸80には駆動板90が取
り付けられている。そして、前記一方向性クラッチ85
はクランク軸80が人力走行の際にペダル81a、82
aが取り付けられたクランク81、82によって走行方
向に回転させられる場合は前記駆動板90を回転させ、
これとは逆にクランク軸80が回転したときは空転し、
前記駆動版90を回転させないように機能するものであ
る。また、前記駆動板90の前記蓋ケース25側には前
記駆動歯車56の側面との間に空間を形成するように所
定距離離間して形成された円盤形のフランジ部91が形
成され、このフランジ部91の駆動歯車56側の面に
は、図3に示すように前記圧縮ばね60の他端側に当接
して圧縮する圧縮部92が形成されている。そして、前
記L字状の規制部材58と前記圧縮部92との間に前記
圧縮ばね60が配設されている。A one-way clutch 85 is attached to the crankshaft 80 at a position close to the drive gear 56 attached to the hollow shaft 70, and is connected to the crankshaft 80 via the one-way clutch 85. Has a drive plate 90 attached. The one-way clutch 85
Are pedals 81a, 82 when the crankshaft 80 is running manually.
a is rotated in the traveling direction by the attached cranks 81 and 82, the drive plate 90 is rotated,
On the contrary, when the crankshaft 80 rotates, it idles,
It functions so as not to rotate the driving plate 90. A disk-shaped flange portion 91 is formed on the cover case 25 side of the drive plate 90 at a predetermined distance so as to form a space between the drive plate 56 and the side surface of the drive gear 56. As shown in FIG. 3, a compression portion 92 is formed on the surface of the portion 91 on the side of the drive gear 56 to abut on the other end of the compression spring 60 to compress. The compression spring 60 is disposed between the L-shaped regulating member 58 and the compression section 92.
【0026】そして、この圧縮ばね60の付勢力の大き
さは、人力走行の際に前記クランク軸80、一方向性ク
ラッチ85を介して駆動板90に加えられる回転力に応
じて圧縮するように設定されている。つまり、人力走行
の際には、前記クランク軸80の回転に伴って一方向性
クラッチ85とともに回転する駆動板90の回転力に応
じて駆動歯車56と相対移動が生じるように設定されて
いるものである。The magnitude of the urging force of the compression spring 60 is adjusted so as to be compressed in accordance with the rotational force applied to the drive plate 90 via the crankshaft 80 and the one-way clutch 85 during manual driving. Is set. That is, in the case of manual running, the driving gear 56 is set so as to move relative to the driving gear 56 in accordance with the rotational force of the driving plate 90 which rotates together with the one-way clutch 85 with the rotation of the crankshaft 80. It is.
【0027】また、駆動板90のフランジ部91には、
図2、図4に示すように前記駆動歯車56の側面に形成
した突起部57に対応させた部位に貫通孔93が3個
(図2、図5では1個のみ図示)形成されている。Further, the flange portion 91 of the drive plate 90 includes:
As shown in FIGS. 2 and 4, three through holes 93 (only one is shown in FIGS. 2 and 5) are formed at portions corresponding to the protrusions 57 formed on the side surface of the drive gear 56.
【0028】また、このフランジ部91と対向して接離
可能に環状板からなる偏位プレート95が配設されてお
り、この偏位プレート95には前記それぞれの貫通孔9
3に対応した位置に一端側先端部を前記貫通孔93に貫
通するように一体的に固着されたスライド軸96が設け
られている。また、このスライド軸96の他端側先端に
は球状突起96aが形成され、この球状突起96aは前
記駆動歯車56に形成された突起部57の傾斜面57a
に、前記偏位プレート95との間に配設したコイルスプ
リング97によって圧接するように付勢されている。つ
まり、前記偏位プレート95はこの偏位プレート95に
固着されたスライド軸96を前記フランジ部91の貫通
孔93に貫通させるとともにコイルスプリング97によ
って付勢されて球状突起96aを前記傾斜面57aに圧
接された状態で駆動歯車56と駆動板90の間にクラン
ク軸80の軸方向に移動可能に配設されているものであ
る。An offset plate 95 made of an annular plate is disposed so as to be able to contact and separate from the flange portion 91, and the offset plate 95 is provided with the through holes 9 respectively.
A slide shaft 96 is provided at a position corresponding to 3 and integrally fixed so as to penetrate an end on one end side into the through hole 93. A spherical projection 96a is formed at the other end of the slide shaft 96. The spherical projection 96a is formed on the inclined surface 57a of the projection 57 formed on the drive gear 56.
The coil spring 97 is biased so as to be pressed against the deflection plate 95. That is, the eccentric plate 95 allows the slide shaft 96 fixed to the eccentric plate 95 to pass through the through hole 93 of the flange portion 91 and is urged by the coil spring 97 so that the spherical projection 96a is formed on the inclined surface 57a. It is arranged between the drive gear 56 and the drive plate 90 so as to be able to move in the axial direction of the crankshaft 80 in a state of being pressed.
【0029】そして、ペダル81a、82aの踏力がク
ランク81、82を介して前記クランク軸80に加わる
と、この回転力はクランク軸80に取り付けられている
一方向性クラッチ85を介して駆動板90に伝達され駆
動板90は回転し、そして、走行中に登り坂を走行する
等の加速状態となった場合には、それまで以上にペダル
81a、82aは強く踏み込まれるため、このペダル8
1a、82aの踏力によって回転するクランク軸80に
一方向性クラッチ85を介して取り付けられている駆動
板90と、中空軸70と一体に回転する駆動歯車56と
の間に踏力に応じた相対移動が生じることになる。つま
り、自転車Aを加速するためにペダル81a、82aを
強く踏み込み踏力を増加させることにより、駆動板90
と駆動歯車56との間に設けた圧縮ばね60は圧縮さ
れ、前記駆動板90は前記踏力に応じた量だけ駆動歯車
56より先行して回転することになり、その結果偏位プ
レート95に固着したスライド軸96の球状突起96a
は駆動歯車56に設けた突起部57の傾斜面57aに沿
って上方に移動し、この移動に伴ってコイルスプリング
97は圧縮され、偏位プレート95は駆動歯車56から
離反する方向に移動つまり偏位することになる。When the pedaling force of the pedals 81a, 82a is applied to the crankshaft 80 via the cranks 81, 82, the rotational force is transmitted to the drive plate 90 via a one-way clutch 85 attached to the crankshaft 80. When the driving plate 90 is rotated, and the vehicle is in an accelerated state such as traveling on an uphill during traveling, the pedals 81a and 82a are depressed more strongly than before, so that this pedal 8
Relative movement according to the treading force between a drive plate 90 attached via a one-way clutch 85 to a crankshaft 80 rotated by a treading force of 1a, 82a and a driving gear 56 rotating integrally with the hollow shaft 70. Will occur. In other words, by strongly depressing the pedals 81a and 82a to accelerate the bicycle A and increasing the stepping force, the driving plate 90
The compression spring 60 provided between the drive gear 56 and the drive gear 56 is compressed, and the drive plate 90 rotates ahead of the drive gear 56 by an amount corresponding to the pedaling force. Spherical projection 96a of the slide shaft 96
Moves upward along the inclined surface 57a of the projection 57 provided on the drive gear 56, and along with this movement, the coil spring 97 is compressed, and the deflection plate 95 moves in a direction away from the drive gear 56, that is, the deflection plate 95 moves. Will be ranked.
【0030】そして、偏位プレート95が駆動歯車56
から離反する方向に偏位すると、この偏位プレート95
の偏位量に応じて後述する回転力検出手段としてのトル
クセンサー100の作動杆140が動作し、トルクセン
サー100は踏力に応じた電気的出力を出力し、この電
気的出力は周知のA/D(アナログ/デジタル値)変換
器によってデジタル値に変換されて前記制御装置300
に送られるようになっている。Then, the deflection plate 95 is connected to the drive gear 56.
When the deflection plate 95 is displaced in a direction away from the
The operating rod 140 of the torque sensor 100 as a rotational force detecting means described later operates according to the amount of deviation of the torque, and the torque sensor 100 outputs an electric output according to the pedaling force. The control device 300 is converted into a digital value by a D (analog / digital value) converter.
To be sent to
【0031】また、前記動力装置Cの蓋ケース25には
図1に示すように始動スイッチ15が設けられており、
この始動スイッチ15にはキー挿入孔15aが設けられ
ており、このキー挿入孔15aに図示しないキーを挿入
して閉成・開成操作することにより、前記バッテリー1
4bからモータ40等に電力の供給・停止がなされるよ
うになっている。そして、始動スイッチ15が閉成され
たときは動力装置Cからの回転力の補助により楽な走行
ができるものであり、また開成された時は人力のみによ
る人力走行となるものである。A start switch 15 is provided on the lid case 25 of the power unit C as shown in FIG.
The start switch 15 is provided with a key insertion hole 15a, and a key (not shown) is inserted into the key insertion hole 15a to perform a closing / opening operation.
4b supplies and stops electric power to the motor 40 and the like. When the start switch 15 is closed, the vehicle can travel easily with the assistance of the rotational force from the power unit C. When the start switch 15 is opened, the vehicle travels manually using only human power.
【0032】つぎに、前記トルクセンサー100の構成
を図5、図6に基づいて説明する。図5に示すようにト
ルクセンサー100は、下部ケース110とこの下部ケ
ース110に取り付けられる上部ケース120とからな
るケース本体101、このケース本体101内に配設さ
れるセンサーとしての歪みゲージ130、被検出トルク
であるペダルの踏力つまりクランク軸80の回転トルク
の作用力を受ける作動杆140およびこの作動杆140
が受けた作用力を歪みゲージ130に伝達するコイルス
プリング150等から構成されている。Next, the structure of the torque sensor 100 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the torque sensor 100 includes a case main body 101 including a lower case 110 and an upper case 120 attached to the lower case 110, a strain gauge 130 as a sensor disposed in the case main body 101, Actuating rod 140 which receives the pedaling force of the detected torque, that is, the acting force of the rotational torque of crankshaft 80, and operating rod 140
And a coil spring 150 for transmitting the acting force received to the strain gauge 130.
【0033】また、前記上部ケース120には、底壁1
21にそれぞれ内側および外側に突出した筒部125が
形成され、また、この筒部125には外側端部から略中
間部までの部位にはガイド孔126が形成されるととも
に、前記中間部から内側端部までの部位にはガイド孔1
26より径大な孔127が形成されている。The upper case 120 has a bottom wall 1.
21 is formed with a cylindrical portion 125 protruding inward and outward, respectively. The cylindrical portion 125 is formed with a guide hole 126 at a portion from the outer end portion to a substantially intermediate portion, and is formed from the intermediate portion to the inner side. Guide hole 1 at the end
A hole 127 larger in diameter than 26 is formed.
【0034】そして、前記センサーつまり歪みゲージ1
30は、例えばアルミニウム等からなる起歪体131の
表面に絶縁被膜を介して薄膜からなる4個の抵抗体R1
ないしR4(図5では不図示)を貼着あるいはいわゆる
半導体技術等により配設するとともに、これら4個の抵
抗体R1ないしR4を導体によって、図6に示すように
ブリッジWを構成するように接続して構成されている。
そして、前記ブリッジWの抵抗体R1とR3との接続点
および抵抗体R4とR2との接続点はリード線132a
および132bを介して電源に接続され、また、抵抗体
R1とR4との接続点および抵抗体R2とR3との接続
点は出力端部となっており、この出力端部から踏力の大
きさに応じた電気的出力が出力され、この電気的出力は
リード線133aおよび133bを通して、図示しない
A/D変換器を介して制御装置200に送られるように
なっている。Then, the sensor, that is, the strain gauge 1
Reference numeral 30 denotes four thin-film resistors R1 formed on a surface of a strain body 131 made of, for example, aluminum through an insulating film.
To R4 (not shown in FIG. 5) by sticking or so-called semiconductor technology, and these four resistors R1 to R4 are connected by conductors to form a bridge W as shown in FIG. It is configured.
The connection point between the resistors R1 and R3 and the connection point between the resistors R4 and R2 of the bridge W are connected to the lead wire 132a.
And 132b are connected to a power supply, and the connection point between the resistors R1 and R4 and the connection point between the resistors R2 and R3 are output ends. A corresponding electrical output is output, and the electrical output is sent to the control device 200 via the lead wires 133a and 133b via an A / D converter (not shown).
【0035】また、前記下部ケース110と上部ケース
120とに固定端を挾持して固定された起歪体131の
自由端131aは前記筒部125の内側端部の下方に位
置するとともにガイド孔126に対応する部位まで延出
されており、この先端部にはガイド孔126の軸心と一
致する軸心を有するピン134が取り付けられている。The free end 131a of the flexure element 131 fixed to the lower case 110 and the upper case 120 with the fixed end sandwiched therebetween is located below the inner end of the cylindrical portion 125 and has a guide hole 126. A pin 134 having an axis coinciding with the axis of the guide hole 126 is attached to the distal end portion.
【0036】また、前記作動杆140は前記ガイド孔1
26に案内されて軸方向にスライド自在に嵌合する軸部
141と、この軸部141の一端部に形成され摩擦を低
減するために鋼球142aが回動可能にはめ込まれてい
る径大なストッパー部142とから構成され、また、作
動杆140と前記ピン134との間に前記コイルスプリ
ング150が所定量圧縮された状態で配設されている。The operating rod 140 is connected to the guide hole 1.
A shaft 141 which is guided by 26 and slidably fits in the axial direction, and a large diameter formed at one end of the shaft 141 and rotatably fitted with a steel ball 142a to reduce friction. The coil spring 150 is disposed between the operating rod 140 and the pin 134 in a state where the coil spring 150 is compressed by a predetermined amount.
【0037】そして、このトルクセンサー100の動作
は従来周知の歪みゲージを用いたトルクセンサーと同一
の原理で動作するものである。つまりペダル81a、8
2aの踏力は前記クランク軸80に伝えられ、このクラ
ンク軸80の回転力の大きさに応じて変化する偏位プレ
ート95の偏位量に応じた曲げ力を起歪体131に付与
し、前記抵抗体R1ないしR4の抵抗値の変化に応じた
電気的出力をブリッジWから出力させるものである。な
お、この実施の形態においては、偏位プレート95が偏
位しないとき起歪体131に最大曲げ力が加えられるよ
うに構成されている。The operation of the torque sensor 100 is based on the same principle as that of a conventionally known torque sensor using a strain gauge. That is, the pedals 81a, 8
The pedaling force 2a is transmitted to the crankshaft 80, and a bending force corresponding to the amount of deflection of the deflection plate 95 that changes according to the magnitude of the rotational force of the crankshaft 80 is applied to the flexure element 131. The bridge W outputs an electrical output corresponding to a change in the resistance value of the resistors R1 to R4. In this embodiment, the maximum bending force is applied to the strain body 131 when the deflection plate 95 is not deflected.
【0038】また、前記ケース20の内部には図3に示
すように自転車Aの車速を検出する車速検出手段として
のスピードセンサー160が設けられており、このスピ
ードセンサー160は周知の磁気センサーが用いられ、
このスピードセンサー160の図示しない検出部は前記
駆動歯車56の歯部に近接して配置され、前記駆動歯車
56が回転することにより検出部に駆動歯車56の各歯
が近接する毎に、発生するパルス信号の単位時間当たり
のパルス数に基づいて車速を検出するものである。As shown in FIG. 3, a speed sensor 160 as a vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the bicycle A is provided inside the case 20, and a known magnetic sensor is used as the speed sensor 160. And
A detection unit (not shown) of the speed sensor 160 is disposed close to the teeth of the drive gear 56, and is generated each time each tooth of the drive gear 56 approaches the detection unit by the rotation of the drive gear 56. The vehicle speed is detected based on the number of pulses per unit time of the pulse signal.
【0039】つぎに、前記モータ40の駆動力の後輪1
2への伝達について説明する。Next, the rear wheels 1 of the driving force of the motor 40 will be described.
2 will be described.
【0040】人力走行において登り坂等を走行する場合
のよう自転車Aを加速するようにペダル81a、82a
を踏み込むと、上述したようにペダル81a、82aの
踏力が大きくなり所定値を超え、前記駆動歯車56に対
して駆動板90が先行して回転して両者に踏力に応じた
量の相対移動が生じ、その結果偏位プレート95のスラ
イド軸96の先端部は駆動歯車56に設けた突起部57
の傾斜面57aを上方に移動し、偏位プレート95は踏
力の大きさに応じた偏位量だけ駆動歯車56から離反す
る方向に偏位する。その結果作動杆140、コイルスプ
リング150を介して起歪体131に加えられていた最
大曲げ力が減少し、起歪体131は復元し、この復元に
伴いブリッジWの抵抗R1ないしR4の抵抗値が変化し
て、この変化に応じた電気的出力が制御装置200に送
られる。そして、制御装置200によって後述するよう
にモータ40が駆動されてモータ40の動力は出力軸4
1に設けられた歯車42から、前記減速機構50を介し
て駆動歯車56に伝達され、この駆動歯車56を介して
中空軸70に伝達され、この中空軸70に取り付けられ
ているスプロケット17、チェーン18を介して後輪1
2に伝達されるものである。つまりペダル81a、82
aを踏み込むことによってクランク軸80に伝達される
人力による回転力に前記モータ40の回転力つまり動力
が付加つまり補助されて自転車は走行するものである。The pedals 81a and 82a are adapted to accelerate the bicycle A as in the case of running uphill or the like in manual running.
When the pedal is depressed, the pedaling force of the pedals 81a and 82a increases as described above and exceeds a predetermined value, and the driving plate 90 rotates in advance with respect to the driving gear 56, and the relative movement of the two in accordance with the pedaling force is made. As a result, the leading end of the slide shaft 96 of the deflection plate 95 becomes a protrusion 57 provided on the drive gear 56.
Is moved upward, and the deflection plate 95 is displaced in a direction away from the drive gear 56 by a deviation amount corresponding to the magnitude of the treading force. As a result, the maximum bending force applied to the flexure element 131 via the operating rod 140 and the coil spring 150 decreases, and the flexure element 131 is restored. With this restoration, the resistance values of the resistors R1 to R4 of the bridge W are restored. Is changed, and an electrical output corresponding to the change is sent to the control device 200. Then, the motor 40 is driven by the control device 200 as described later, and the power of the motor 40 is
1 is transmitted to the drive gear 56 via the speed reduction mechanism 50, transmitted to the hollow shaft 70 via the drive gear 56, and the sprocket 17 and the chain attached to the hollow shaft 70. Rear wheel 1 through 18
2 is transmitted. That is, the pedals 81a, 82
By stepping on "a", the rotational force of the motor 40, that is, the power is added or assisted to the rotational force of the human power transmitted to the crankshaft 80, and the bicycle runs.
【0041】つぎに、この実施の形態における自転車A
の踏力に応じた動力を補助する制御を、図7に示す制御
ブロック図に基づいて説明する。Next, the bicycle A according to this embodiment will be described.
The control for assisting the power according to the pedaling force of the vehicle will be described with reference to a control block diagram shown in FIG.
【0042】同図に示すように制御装置200には、メ
モリーからなる記憶手段210、移動平均値を算出する
算出手段220、メモリーからなる標本テーブル23
0、モータ制御回路240および図示しないが制御手段
等が設けられている。そして、前記記憶手段210は複
数の記憶エリア211(1)ないし211(n)を有し
ており、前述したように図示しないA/D変換器を介し
て前記トルクセンサー100に接続されており、一定周
期でこの周期内において所定時間間隔毎に前記トルクセ
ンサー100で検出されているペダルの踏力は記憶エリ
ア211(1)から順次211(n)に記憶つまり格納
されるようになっている。なお、この格納は前記図示し
ない制御手段によって制御される図示しない読取・書込
手段によってなされるものである。As shown in the figure, the control device 200 includes a storage means 210 including a memory, a calculation means 220 for calculating a moving average value, and a sample table 23 including a memory.
0, a motor control circuit 240 and control means (not shown) are provided. The storage means 210 has a plurality of storage areas 211 (1) to 211 (n), and is connected to the torque sensor 100 via an A / D converter (not shown) as described above. The pedal effort detected by the torque sensor 100 at predetermined intervals within this cycle at a constant cycle is stored or stored sequentially from the storage area 211 (1) to 211 (n). This storage is performed by reading / writing means (not shown) controlled by the control means (not shown).
【0043】また、前記記憶手段210には踏力の移動
平均値を算出する算出手段220が接続され、また、こ
の算出手段220にはスピードセンサー160が接続さ
れており、スピードセンサー160で検出される車速が
逐次前記算出手段220送られるようになっている。ま
た、算出手段220には標本テーブル230が接続され
ており、この標本テーブル230には、それぞれあらか
じめ定めた車速に対応して、踏力の移動平均値を算出す
るための標本数を決定するための標本決定数が格納つま
り設定されている。なお、前記算出手段220には図示
しないが記憶手段210から踏力を読み出す踏力読出手
段、標本テーブル230から標本決定数を読み出す標本
読出手段を有しているものである。The storage means 210 is connected to a calculating means 220 for calculating a moving average value of the pedaling force. The calculating means 220 is connected to a speed sensor 160, which is detected by the speed sensor 160. The vehicle speed is sequentially sent to the calculating means 220. Further, a sample table 230 is connected to the calculating means 220, and the sample table 230 is used to determine the number of samples for calculating the moving average value of the pedaling force in accordance with each predetermined vehicle speed. The number of determined samples is stored or set. Although not shown, the calculating means 220 includes a tread force reading means for reading the tread force from the storage means 210 and a sample reading means for reading the number of determined samples from the sample table 230.
【0044】そして、前記算出手段220は、前記スピ
ードセンサー160から出力される車速に応じた標本決
定数を前記標本テーブル230読み出し、前記記憶手段
210の各記憶エリア221(1)ないし211(n)
に記憶されている踏力の中から最新の踏力つまり記憶手
段210の記憶エリア221(1)ないし211(n)
に格納された最も新しい踏力から、前記読み出した標本
決定数の数だけ、遡及した踏力を読み出しこれら踏力の
合計値を前記標本決定数で除して、前記車速に対応した
移動平均値を算出するものである。また、算出手段22
0にはモータ制御回路240が接続されており、また、
このモータ制御回路240にはバッテリー14bとモー
タ40が接続されている。このモータ制御回路240は
前記算出手段220で算出された踏力の移動平均値に基
づいてバッテリー14bから供給される電流を制御して
モータ40の出力つまり回転力を制御するものである。Then, the calculating means 220 reads out the sample determination number corresponding to the vehicle speed outputted from the speed sensor 160 to the sample table 230, and stores each of the storage areas 221 (1) to 211 (n) of the storage means 210.
Among the treading forces stored in the storage means 210, that is, the storage areas 221 (1) to 211 (n) of the storage means 210.
From the most recent treading force stored in, the retrospective treading force is read out by the number of the sample determinations read out, and the total value of these treading forces is divided by the number of sampled determinations to calculate a moving average value corresponding to the vehicle speed. Things. The calculating means 22
0 is connected to a motor control circuit 240, and
The battery 14b and the motor 40 are connected to the motor control circuit 240. The motor control circuit 240 controls the current supplied from the battery 14b based on the moving average value of the pedaling force calculated by the calculating means 220 to control the output of the motor 40, that is, the rotational force.
【0045】つぎに、踏力に応じてモータ40の動力つ
まり回転力を補助する制御について説明する。Next, control for assisting the power of the motor 40, that is, the rotational force in accordance with the pedaling force will be described.
【0046】まず、自転車Aに乗り停止状態からペダル
81a、82aを踏み込み走行を開始すると、ペダル8
1a、82aの踏力はクランク軸80に伝達され、この
クランク軸80の回転力はトルクセンサー100で検出
され、このトルクセンサー100の出力は一定周期毎に
この周期内において所定時間間隔毎に読み取られて、前
記記憶手段210の各記憶エリア211(1)ないし2
11(n)に順次記憶つまり格納される。First, when the bicycle A is depressed and the pedals 81a and 82a are depressed to start traveling, the pedal 8
The pedaling forces 1a and 82a are transmitted to the crankshaft 80, and the torque of the crankshaft 80 is detected by the torque sensor 100, and the output of the torque sensor 100 is read at regular intervals and at regular time intervals within this cycle. Thus, each of the storage areas 211 (1) to 211 (2) of the storage means 210
11 (n).
【0047】また、走行が開始されるとスピードセンサ
ー160によって車速が検出され、この車速は前記算出
手段220に送られ、算出手段220はこの車速と対応
して設定された標本決定数を標本テーブル230から読
み出すとともに、前記記憶手段210から最新の踏力か
ら前記標本決定数の数だけ遡及して標本数を読み出し、
この合計値を前記標本数で除して移動平均値を算出しモ
ータ制御回路240に送る。モータ制御回路240はこ
の移動平均値に基づいてこの移動平均値に応じた動力を
出力するつまり補助するように前記バッテリー14bか
らモータ40に電流を供給してモータ40を駆動する。When the vehicle starts running, the vehicle speed is detected by the speed sensor 160, and the vehicle speed is sent to the calculating means 220. The calculating means 220 stores the determined number of samples set in correspondence with the vehicle speed in a sample table. Read from 230, read the number of samples retroactively from the storage means 210 by the number of determined samples from the latest pedaling force,
This total value is divided by the number of samples to calculate a moving average value, which is sent to the motor control circuit 240. The motor control circuit 240 drives the motor 40 by supplying a current from the battery 14b to the motor 40 so as to output, that is, assist, power corresponding to the moving average value based on the moving average value.
【0048】つまり、走行中に変動するペダル81a、
82aに加わる踏力を順次記憶手段210に記憶し、一
方車速をトルクセンサー100で検出しこの車速に応じ
て決定される標本数の数だけ記憶手段210から踏力が
読み出すととも、この読み出した踏力から移動平均値を
算出し、この算出した移動平均値に応じた動力を補助す
るようにモータ40の出力を制御するものである。That is, the pedals 81a which fluctuate during running are
The pedaling force applied to 82a is sequentially stored in the storage unit 210, while the vehicle speed is detected by the torque sensor 100, and the pedaling force is read out from the storage unit 210 by the number of samples determined according to the vehicle speed. The moving average value is calculated, and the output of the motor 40 is controlled so as to assist the power according to the calculated moving average value.
【0049】そして、走行開始時つまり始動時には車速
が小さいことから移動平均値を算出する標本数は多く設
定されているため、踏力の移動平均値の推移は平滑化さ
れることから補助動力も平滑化されており、運転者はペ
ダルを踏み込むときに前述したような違和感を覚えるこ
とがないく、また、車速が大きいときは標本数が少なく
設定されているため、踏力の移動平均値の推移とペダル
の踏力の推移との位相差は小さくなり、踏み込みに対す
る応答性がよいため力感が損なわれることがないもので
ある。At the start of running, that is, at the time of starting, the number of samples for calculating the moving average value is set large because the vehicle speed is low, so that the transition of the moving average value of the pedaling force is smoothed, so that the auxiliary power is also smoothed. The driver does not feel the above-mentioned uncomfortable feeling when depressing the pedal, and when the vehicle speed is high, the number of samples is set small, so that the transition of the moving average value of the pedaling force and The phase difference from the transition of the pedaling force becomes small, and the response to the depression is good, so that the feeling of power is not impaired.
【0050】そして、前記制御によってペダルの踏力と
標本数を変化させた際の移動平均値の推移との関係を示
したのが図8である。この図8はペダルを踏み込み車速
が直線的に加速し、この時のペダルの踏力の変化する状
態つまり推移と、トルク検出手段で検出された前記ペダ
ルの踏力の変化を所定時間毎に読み取り、この時間毎に
読み取った踏力の移動平均値の変化する状態つまり推移
を示したグラフである。そして、グラフにおいて、実線
で示す曲線Dはペダルの踏力の推移を示したものであ
り、破線で示す曲線E1およびE2はそれぞれ移動平均
値の推移を示すもので、曲線E1は標本数を5個とした
場合であり、曲線E2は標本数を3個とした場合であ
る。つまり走行開始から時間T1の間は標本数を5個と
して、この時間T1以降の時間T2は標本数を3個とし
た場合の移動平均値の推移を示したものである。なお、
図8中符号Kは自転車Aの加速状態を示すもので直線的
に加速するものであることから理論的には直線となるも
のであるが実際には図に示すような状態となる。FIG. 8 shows the relationship between the pedal effort and the moving average value when the number of samples is changed by the above control. FIG. 8 shows that the state in which the pedal speed is linearly accelerated by depressing the pedal and the pedal force changes at this time, that is, the change, and the change in the pedal force detected by the torque detecting means are read at predetermined time intervals. It is the graph which showed the state which changes the moving average value of the treading force read every time, ie, transition. In the graph, a curve D shown by a solid line shows a change in pedal effort, curves E1 and E2 shown by a broken line show changes in a moving average value, and a curve E1 shows five samples. The curve E2 is a case where the number of samples is three. That is, the number of samples is five during the time T1 from the start of traveling, and the time T2 after the time T1 shows the transition of the moving average value when the number of samples is three. In addition,
The symbol K in FIG. 8 indicates the acceleration state of the bicycle A and accelerates linearly. Therefore, it is theoretically a straight line, but actually the state is as shown in the figure.
【0051】この図8のグラフから判るように、走行開
始時のペダルの踏力つまり曲線D最初の立ち上がり部分
Mでは平滑性を欠いているが、移動平均値を示す曲線E
1の前記立ち上がり部分Mに対応する立ち上がり部分m
は直線状つまり平滑化されている。また、車速が大きく
なり時間T1を経過した時点で標本数を3個とした破線
E2からも判るようにペダルの踏力を示す実線Dとの位
相差は標本数5個の場合よりも小さくなっており、踏み
込みに対する動力の供給の応答性がよくなっていること
を示している。また、波高値は標本数が3個の場合も、
標本数5個の場合とほとんど変ることなく、ペダルが重
くなるということがないことを示すものである。As can be seen from the graph of FIG. 8, the pedal depression force at the start of traveling, that is, the curve D, which lacks smoothness at the first rising portion M, shows a moving average value.
1 rising portion m corresponding to the rising portion M
Are linear, that is, smoothed. Further, as can be seen from the broken line E2 in which the number of samples is set to three when the vehicle speed increases and the time T1 has elapsed, the phase difference from the solid line D indicating the pedal effort is smaller than that in the case of five samples. This indicates that the response of the power supply to the depression is improved. Also, the crest value is 3 samples,
This is almost the same as the case of five samples, and shows that the pedal does not become heavy.
【0052】これを図11に示した標本数を車速に関係
なく一定例えば5個とした場合の曲線Cと比べて見れば
判るように、標本数を5個と固定した移動平均値の曲線
Cは車速が大きくなる連れてペダルの踏力の曲線Aとの
位相差が大きくなり、また波高値も低下しているが、図
8に示すように曲線E2で示されているように車速が大
きくなったとき標本数を少なくすることにより移動平均
値のペダル踏力に対する位相差を小さくでき、また、波
高値の低下を防止できるものである。As can be seen by comparing this with the curve C shown in FIG. 11 in which the number of samples is fixed, for example, 5 regardless of the vehicle speed, the curve C of the moving average value in which the number of samples is fixed to 5 is seen. As the vehicle speed increases, the phase difference with the curve A of the pedaling force increases, and the peak value also decreases, but the vehicle speed increases as shown by the curve E2 in FIG. When the number of samples is reduced, the phase difference of the moving average value with respect to the pedaling force can be reduced, and the fall of the peak value can be prevented.
【0053】このことによって、車速が小さいときには
ペダルの踏力に対して供給される補助動力の平滑化が図
れ、また、車速が大きくなったときはペダルの踏み込み
に対する補助動力の供給の応答性をよくできるため、良
好な乗り味が得られるものである。Thus, when the vehicle speed is low, the auxiliary power supplied with respect to the pedal depression force can be smoothed, and when the vehicle speed is high, the response of the auxiliary power supply to the pedal depression can be improved. As a result, good ride quality can be obtained.
【0054】つぎに、この発明の第二の実施の形態をに
ついて説明する。この実施の形態は請求項3記載の発明
に対応するもので、ペダルの踏力の推移とこの踏力の移
動平均値の推移との位相差と前記踏力の推移の周期との
比を車速に関係なく略一定となるように標本数を可変と
するものである。Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment corresponds to the invention according to claim 3, wherein the ratio between the phase difference between the transition of the pedal effort and the transition of the moving average value of the pedal effort and the cycle of the transition of the pedal effort is independent of the vehicle speed. The number of samples is made variable so as to be substantially constant.
【0055】そして、図9はこの場合における踏力の推
移と移動平均値の推移との位相差と、踏力の推移の周期
との関係を示したものである。この図9に示すグラフは
ペダルを踏み込み、車速を曲線Kで示すように略直線的
に加速し、この時のペダルの踏力の変化する状態つまり
推移と、トルク検出手段で検出された前記ペダルの踏力
を所定時間毎に読み取り、この時間毎に読み取った踏力
の移動平均値を算出する標本数を車速が大きくなるに連
れて減少させて、この移動平均値の推移と前記ペダルの
踏力の推移との位相差と、前記踏力の推移の周期との比
を車速に関係なく略一定とするようにした場合の移動平
均値の変化する状態を示したグラフである。そして、グ
ラフにおいて、実線で示す曲線Fはペダルの踏力の推移
を示したものであり、破線で示す曲線G1、G2および
G3は移動平均値の推移を示すものである。つまり走行
開始から時間T1の間は標本数を5個として、時間T1
を経過した後時間T2の間は標本数を3個とし、同様に
して時間T2を経過した後時間T3では標本数を2個と
して算出した移動平均値の推移を示したものである。FIG. 9 shows the relationship between the phase difference between the transition of the pedaling force and the transition of the moving average value in this case, and the cycle of the transition of the pedaling force. In the graph shown in FIG. 9, the pedal is depressed and the vehicle speed is accelerated substantially linearly as shown by a curve K. At this time, the changing state, that is, the change of the pedaling force, and the pedaling force detected by the torque detecting means. The pedaling force is read every predetermined time, and the number of samples for calculating the moving average value of the pedaling force read every time is decreased as the vehicle speed increases, and the transition of this moving average value and the transition of the pedaling force of the pedal are calculated. 5 is a graph showing a state in which a moving average value changes when the ratio between the phase difference of the stepping force and the period of the transition of the pedaling force is made substantially constant regardless of the vehicle speed. In the graph, a curve F indicated by a solid line indicates a transition of the pedal effort, and curves G1, G2 and G3 indicated by broken lines indicate a transition of the moving average value. That is, during the time T1 from the start of traveling, the number of samples is set to 5 and the time T1
, The number of samples is set to three during the time T2, and similarly, at the time T3 after the time T2 elapses, the transition of the moving average value calculated by setting the number of samples to two is shown.
【0056】この図9のグラフから判るように、走行開
始時のペダルの踏力つまり曲線Fの最初の立ち上がり部
分Mでは平滑性を欠いているが、移動平均値G1の前記
立ち上がり部分Mに対応する立ち上がり部分mは直線状
つまり平滑化されている。また、走行開始からT1を経
過して次第に車速が大きくなった時間T2に達した時点
で標本数を3個とした曲線G2からも判るように、ペダ
ルの踏力を示す実線Fとの位相差は標本数5個の場合よ
りも小さくなっており、また、さらに車速が大きくなっ
た時間T3に達した時点で標本数を2個とした破線G3
からも判るようにペダルの踏力を示す曲線Fとの位相差
は標本数5個の場合よりもさらに小さくなっている。As can be seen from the graph of FIG. 9, the pedaling force at the start of traveling, that is, the first rising portion M of the curve F lacks smoothness, but corresponds to the rising portion M of the moving average value G1. The rising portion m is linear, that is, smoothed. Further, as can be seen from the curve G2 having three samples at the time T2 when the vehicle speed gradually increases after the passage of T1 from the start of traveling, the phase difference from the solid line F indicating the pedaling force is A broken line G3 in which the number of samples is two when the vehicle speed reaches a time T3 when the vehicle speed further increases is smaller than the case of five samples.
As can be seen from the figure, the phase difference from the curve F indicating the pedaling force is even smaller than in the case of five samples.
【0057】つまり、走行開始から時間の経過とともに
ペダルを踏み込んで車速が次第に大きくなると、図9に
示すようにペダルの踏力の推移を示す曲線Fの周期Wは
次第小さくなるが、一方車速が大きくなるにつれて標本
数を小さくすることにより、曲線Fと各曲線G1ないし
G3とのそれぞれの位相差wも小さくなるため、前記各
位相差wに対するペダルの踏力の推移を示す曲線Fの周
期Wの比は略一定となっているものである。換言すれ
ば、ペダルの踏力の推移を示す曲線Fの周期Wと、この
踏力の推移より位相が遅れる移動平均値の周期との位相
差wとの比を車速に関係なく略一定になるように、車速
が大きくなるにつれて標本数を減少させるようにしたも
のである。That is, when the vehicle speed gradually increases by depressing the pedal as time elapses from the start of traveling, as shown in FIG. 9, the cycle W of the curve F indicating the transition of the pedaling force gradually decreases, while the vehicle speed increases. As the number of samples decreases, the phase difference w between the curve F and each of the curves G1 to G3 also decreases. Therefore, the ratio of the period W of the curve F indicating the transition of the pedaling force to the phase difference w is: It is almost constant. In other words, the ratio of the phase difference w between the cycle W of the curve F indicating the transition of the pedal effort and the cycle of the moving average value whose phase lags behind the transition of the pedal effort is made substantially constant irrespective of the vehicle speed. The number of samples decreases as the vehicle speed increases.
【0058】このことによって、車速が大きくなった際
においても踏み込みに対する動力の供給の応答性がよく
することができるものである。また、波高値は標本数が
いずれの場合も、略同一で大きく変わることがなく、ペ
ダルが重くなるということがないことを示すものであ
る。As a result, even when the vehicle speed increases, the responsiveness of the power supply to the depression can be improved. Further, the peak value is substantially the same and does not greatly change regardless of the number of samples, and indicates that the pedal does not become heavy.
【0059】そして、この第二の実施の形態の制御構成
は第一の実施の形態の場合と同様であり、その制御ブロ
ック図は図7に示す制御ブロック図と同様である。な
お、標本テーブル230には、上述したようにペダルの
踏力の推移と踏力の移動平均値の推移との位相差と、踏
力の周期との比が車速に関係なく略一定となるように標
本決定数を実験等によって求め、この標本決定数を車速
に対応させて設定されている。このことによって走行中
の車速に応じた標本決定数に基づいて算出手段220は
記憶手段210から標本決定数の数だけの踏力を標本数
として移動平均値を算出し、この算出した移動平均値に
基づいてモータ制御回路240はモータ40を制御して
動力を補助するものである。The control configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the control block diagram is the same as the control block diagram shown in FIG. Note that the sample table 230 is sampled so that the ratio between the phase difference between the transition of the pedal effort and the transition of the moving average value of the pedal effort and the cycle of the pedal effort is substantially constant regardless of the vehicle speed, as described above. The number is determined by experiment or the like, and the determined number of samples is set in correspondence with the vehicle speed. As a result, based on the number of determined samples according to the vehicle speed during traveling, the calculating means 220 calculates a moving average value from the storage means 210 by using the number of sampled pedaling forces as the number of samples, and calculates the moving average value as the moving average value. Based on this, the motor control circuit 240 controls the motor 40 to assist power.
【0060】つぎに、この発明の第三の実施の形態を説
明する。この実施の形態は請求項4記載の発明に対応す
るもので、車速の大きさが所定値以下の場合は踏力の移
動平均値に基づいてモータを制御して動力を補助し、車
速の大きさが所定値を超えたときは踏力(ペダルの踏
力)に基づいてモータを制御して動力を補助するもので
ある。なお、この実施の形態では図10に示す制御ブロ
ック図における車速判断手段250、切換手段260お
よび一時記憶手段270を除いては第一の実施の形態の
場合と同様な構成であることから、同一構成部分につい
ては同一符号を付しその説明は省略する。Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment corresponds to the invention described in claim 4. When the magnitude of the vehicle speed is equal to or less than a predetermined value, the motor is controlled based on the moving average value of the pedaling force to assist the power, and the magnitude of the vehicle speed is increased. Is greater than a predetermined value, the motor is controlled based on the pedaling force (the pedaling force) to assist the power. Note that this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the vehicle speed determination unit 250, the switching unit 260, and the temporary storage unit 270 in the control block diagram shown in FIG. The same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【0061】図10の制御ブロック図に示すようにスピ
ードセンサー160には車速判断手段250が接続され
ており、この車速判断手段250はスピードセンサー1
60によって検出された車速の大きさが、あらかじめ定
められた基準値つまり所定値と比較し、所定値以下か超
えたかを判断するものである。この車速判断手段250
には切換手段260が接続されており、この切換手段2
60には一時記憶手段270を介して記憶手段210に
接続されるとともに算出手段220が接続されている。
また、切換手段260にはモータ制御回路240に接続
されている。前記一時記憶手段270はトルクセンサー
100で検出され記憶手段210に記憶された踏力を同
時に一時記憶するものであり、記憶手段210に踏力が
読み込まれる毎に更新されるようになっている。As shown in the control block diagram of FIG. 10, the speed sensor 160 is connected to a vehicle speed judging means 250.
The magnitude of the vehicle speed detected by 60 is compared with a predetermined reference value, that is, a predetermined value, and it is determined whether the vehicle speed is equal to or less than the predetermined value. This vehicle speed determining means 250
Is connected to a switching means 260.
60 is connected to the storage means 210 via the temporary storage means 270 and to the calculation means 220.
The switching means 260 is connected to the motor control circuit 240. The temporary storage unit 270 temporarily stores the treading force detected by the torque sensor 100 and stored in the storage unit 210 at the same time, and is updated every time the treading force is read into the storage unit 210.
【0062】そして、前記切換手段260は、車速判断
手段250から出力される車速の大きさが所定値以下で
あるときは、算出手段220で算出された移動平均値が
モータ制御回路240に出力されるように算出手段22
0をモータ制御回路240に接続し、また、所定値を超
えたときは一時記憶手段270に格納された踏力がモー
タ制御回路240に出力されるように一時記憶手段27
0をモータ制御回路240に接続するように機能するも
のである。このことによって、モータ制御回路240に
は一時記憶手段270を介して記憶手段210つまりト
ルクセンサー100から読み込まれた踏力が切換手段2
60によって直接送られるようになっている。When the magnitude of the vehicle speed output from the vehicle speed determining means 250 is equal to or less than a predetermined value, the switching means 260 outputs the moving average value calculated by the calculating means 220 to the motor control circuit 240. Calculation means 22
0 is connected to the motor control circuit 240, and when the predetermined value is exceeded, the pedaling force stored in the temporary storage unit 270 is output to the motor control circuit 240 so that the temporary storage unit 27 is output.
0 functions to connect to the motor control circuit 240. As a result, the pedaling force read from the storage unit 210, that is, the torque sensor 100 via the temporary storage unit 270 is stored in the motor control circuit 240 via the temporary storage unit 270.
60 directly.
【0063】つぎに、この実施の形態におけるモータ4
0から動力を補助する制御について説明する。Next, the motor 4 according to this embodiment will be described.
Control for assisting power from 0 will be described.
【0064】まず、自転車Aが停止状態からペダル81
a、82aが踏み込まれ走行が開始されると、この時の
踏力はトルクセンサー100で検出されるとともに所定
時間間隔で記憶手段210に順次読み込まれ、この順次
読み込まれた踏力は同時に順次更新されつつ前記一時記
憶手段270に記憶される。また、一方この時の車速は
スピードセンサー160によって検出され、この検出結
果は車速判断手段250に送られてこの車速が所定値以
下か超えたかが判断される。この場合は走行開始直後で
あることから車速は所定値以下で切換手段260は算出
手段220をモータ制御回路240に接続するように動
作する。また、算出手段220はスピードセンサー16
0で検出された車速に対応した標本決定数を標本テーブ
ル230から呼び出だし、この標本決定数の数だけの標
本数を記憶手段210が踏力を呼び出し移動平均値を算
出し、この移動平均値はモータ制御回路240に送ら
れ、モータ制御回路240はこの移動平均値に応じた動
力を出力つまり補助するようにモータ40を制御する。First, when the bicycle A is stopped, the pedal 81 is turned off.
When the a and 82a are depressed to start running, the treading force at this time is detected by the torque sensor 100 and is sequentially read into the storage means 210 at predetermined time intervals, and the sequentially read treading force is simultaneously updated sequentially. It is stored in the temporary storage means 270. On the other hand, the vehicle speed at this time is detected by the speed sensor 160, and the detection result is sent to the vehicle speed determining means 250 to determine whether the vehicle speed is equal to or less than a predetermined value. In this case, since the vehicle has just started running, the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined value, and the switching means 260 operates to connect the calculating means 220 to the motor control circuit 240. The calculating means 220 is provided by the speed sensor 16.
The sample determination number corresponding to the vehicle speed detected at 0 is called out from the sample table 230, the number of samples corresponding to the sample determination number is called by the storage means 210, and the moving average is calculated by calling the treading force. The power is sent to the motor control circuit 240, and the motor control circuit 240 controls the motor 40 so as to output, that is, assist the power corresponding to the moving average value.
【0065】つぎに、走行開始から次第に加速されてス
ピードセンサー160で検出される車速が所定値を超え
ると、所定値を超えたことが車速判断手段260によっ
て判断され、切換手段260は算出手段220とモータ
制御回路240との接続を解除するとともに一時記憶手
段270をモータ制御回路240に接続する。この結
果、トルクセンサー100から記憶手段210に読み込
まれると同時に一時記憶手段に記憶された踏力がモータ
制御回路240に送られ、モータ制御回路240はこの
踏力に応じた動力を出力つまり補助するようにモータ4
0を制御する。つまり、車速が所定値を超えた状態にお
ける走行では、ペダル81a、82aの踏み込み時の踏
力に応じた動力が補助され、踏み込みに対する動力補助
の応答性がよいことから力感がえられる走行がなされる
ものである。Next, when the vehicle speed is gradually accelerated from the start of traveling and the vehicle speed detected by the speed sensor 160 exceeds a predetermined value, the vehicle speed determining means 260 determines that the vehicle speed has exceeded the predetermined value, and the switching means 260 calculates And the temporary storage means 270 is connected to the motor control circuit 240. As a result, the treading force read from the torque sensor 100 to the storage means 210 and simultaneously stored in the temporary storage means are sent to the motor control circuit 240, and the motor control circuit 240 outputs or assists the power corresponding to the treading force. Motor 4
Control 0. In other words, when the vehicle is running in a state where the vehicle speed exceeds the predetermined value, the power corresponding to the depression force at the time of depressing the pedals 81a and 82a is assisted, and the responsiveness of the power assist to the depression is good, so that the driving is performed with a feeling of power. Things.
【0066】なお、上記各実施の形態においては、説明
を簡単にするために算出手段220で標本テーブル23
0の標本決定数および記憶手段210の踏力を呼び出す
こととしたが、これはマイクロコンピュータからなる制
御手段の介在にによってなされるものである。同様に算
出手段220および一時記憶手段270からそれぞれ出
力される移動平均値および踏力を直接モータ制御回路2
40に出力し、このモータ制御回路240によってモー
タ40を制御するように説明したが、これは前記移動平
均値および踏力に基づいて前記制御手段の介在によって
なされるものである。その他車速判断手段260の出力
によって動作する切換手段270等も同様に制御手段の
介在によってなされるものである。In each of the above embodiments, the calculating means 220 uses the sample table 23 to simplify the description.
The number of determined samples and the treading force of the storage means 210 are called out, but this is done by the intervention of control means comprising a microcomputer. Similarly, the moving average value and the treading force output from the calculation means 220 and the temporary storage means 270 are directly used for the motor control circuit 2.
The motor control circuit 240 controls the motor 40. However, this is performed by the control means based on the moving average value and the pedaling force. In addition, the switching means 270 and the like which operate according to the output of the vehicle speed judging means 260 are also performed by the control means.
【0067】[0067]
【発明の効果】上記のように構成した請求項1および請
求項2記載の発明は、上記のように構成した請求項1お
よび請求項2記載の発明は、車速が大きいときは多くの
標本数に基づいて踏力の移動平均値を算出して、この移
動平均値に基づいて動力を補助するようにしたことか
ら、補助される動力は平滑化されるため滑らかな乗り味
が得られ、また車速が大きくなったときは少ない標本数
に基づいて踏力の移動平均値を算出し、この移動平均値
に基づいて動力を補助するようにしたため、ペダルの踏
力との位相差を小さくして踏み込みに対する応答性をよ
くするとともに波高値の低下を少なくし、ペダルの踏み
込みが重くなるということを防止できるという効果を奏
するものである。According to the first and second aspects of the present invention, the first and second aspects of the present invention provide a large number of samples when the vehicle speed is high. The moving average of the pedaling force is calculated based on the moving average, and the power is assisted based on the moving average, so that the assisted power is smoothed, so that a smooth ride can be obtained, and the vehicle speed is increased. When the value becomes larger, the moving average value of the pedaling force is calculated based on the small number of samples, and the power is assisted based on this moving average value. This has the effect of improving the performance and reducing the decrease in the peak value, thereby preventing the pedal from becoming heavy.
【0068】また、請求項3記載の発明は、ペダルの踏
力の推移と踏力の移動平均値の推移との位相差に対する
踏込値の推移の周期の比が車速に関係なく略一定である
ことから、請求項2記載の発明の作用に加えて走行中に
おける踏み込みに対応して供給される補助動力の応答性
は車速に関係なく略一定にできるという効果を奏するも
のである。Further, according to the third aspect of the present invention, the ratio of the cycle of the transition of the depression value to the phase difference between the transition of the depression force of the pedal and the transition of the moving average value of the depression force is substantially constant irrespective of the vehicle speed. In addition to the effect of the second aspect of the invention, the responsiveness of the auxiliary power supplied in response to the depression during traveling can be made substantially constant regardless of the vehicle speed.
【0069】また、請求項4記載の発明は、車速が所定
値以下のときは前記請求項2記載の発明と同様な作用を
有するとともに、車速が所定値を超えたときは、踏力の
移動平均値を算出することなくペダルの踏力に応じた動
力を補助するものであることから、高速走行時における
ペダル踏力に対応した補助動力の供給の応答性をさらに
良くすることができるという効果を奏するものである。Further, the invention according to claim 4 has the same function as the invention according to claim 2 when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value, and when the vehicle speed exceeds the predetermined value, the moving average of the pedaling force. Since it assists the power according to the pedaling force without calculating the value, there is an effect that the responsiveness of supplying the auxiliary power corresponding to the pedaling force during high-speed running can be further improved. It is.
【図1】本発明の補助動力装置付自転車の実施の形態の
全体図。FIG. 1 is an overall view of an embodiment of a bicycle with an auxiliary power device according to the present invention.
【図2】上記実施の形態の補助動力装置の構成を示す断
面図。FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of the auxiliary power unit according to the embodiment.
【図3】上記実施の形態の補助動力装置を示す側面図。FIG. 3 is a side view showing the auxiliary power unit of the embodiment.
【図4】上記実施の形態ペダルの踏力とトルク検出手段
の動作の関係を示す部分図。FIG. 4 is a partial view showing the relationship between the depression force of the pedal and the operation of the torque detecting means in the embodiment.
【図5】上記実施の形態のトルク検出手段(トルクセン
サー)の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the torque detecting means (torque sensor) of the embodiment.
【図6】上記実施の形態のトルク検出手段(トルクセン
サー)の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of a torque detecting means (torque sensor) of the embodiment.
【図7】上記実施の形態の制御ブロック図。FIG. 7 is a control block diagram of the embodiment.
【図8】上記実施の形態の踏力と踏力の移動平均値の関
係を示すグラフ。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the pedaling force and the moving average value of the pedaling force according to the embodiment.
【図9】上記第二の実施の形態の踏力と踏力の移動平均
値の関係を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing a relationship between a treading force and a moving average value of the treading force according to the second embodiment.
【図10】本発明の第三の実施の形態の制御ブロック
図。FIG. 10 is a control block diagram according to a third embodiment of the present invention.
【図11】踏力の移動平均を一定の標本数で算出した場
合の移動平均値と踏力との関係を示すグラフ。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the moving average value and the pedaling force when the moving average of the pedaling force is calculated with a fixed number of samples.
A 補助動力装置付自転車。 B 車体 C 補助動力装置 80 クランク軸 81a、82a ペダル 100 トルクセンサー(トルク検出手段) 160 スピードセンサー(車速検出手段) 200 制御装置 210 記憶手段 220 算出手段 230 標本テーブル 240 モータ駆動回路 250 車速判断手段 260 一時記憶手段 270 切換手段 A Bicycle with auxiliary power unit. B vehicle body C auxiliary power unit 80 crankshaft 81a, 82a pedal 100 torque sensor (torque detecting unit) 160 speed sensor (vehicle speed detecting unit) 200 control unit 210 storage unit 220 calculating unit 230 sample table 240 motor drive circuit 250 vehicle speed determining unit 260 Temporary storage unit 270 Switching unit
Claims (4)
しこれら検出された各踏力を記憶手段に記憶するととも
に、算出手段によって前記記憶された踏力から所定の標
本数を取り出し踏力の移動平均値を求め、この移動平均
値に基づいてモータの出力を制御して踏力に対応した動
力を補助する電動補助動力装置付自転車において、車速
検出手段によって自転車の車速を検出するとともに、前
記移動平均値を算出する標本数の数を車速が大きいとき
車速が小さいときよりも少なくしたことを特徴とする電
動補助動力装置付自転車。1. A stepping force of a pedal is detected a predetermined number of times within a predetermined period of time, each detected stepping force is stored in a storage means, and a predetermined number of samples are taken out of the stored stepping force by a calculating means, and a moving average of the stepping force is obtained. In the bicycle with the electric assist power device that assists the power corresponding to the treading force by controlling the output of the motor based on the moving average value, the vehicle speed of the bicycle is detected by the vehicle speed detecting means, and the moving average value is calculated. A bicycle with an electric assistive power unit, wherein the number of samples for calculating is smaller when the vehicle speed is high than when the vehicle speed is low.
の検出手段によって検出中に変動する踏力値を一定周期
でこの周期内に所定時間間隔で読み取りこれら踏力値を
それぞれ記憶する記憶手段と、車速を検出する車速検出
手段と、電源から電力の供給を受けて補助動力を供給す
るモータと、小さい車速に対しては多くの標本決定数
を、大きな車速に対しては少ない標本決定数を設定した
標本テーブルと、前記車速検出手段で検出された車速に
基づいて前記標本テーブルから読み出された車速に対応
する標本決定数の数だけ最新の踏力値から遡及して前記
記憶手段から読み出された踏力値の合計から移動平均値
を算出する算出手段と、この算出手段の結果に基づいて
前記モータを駆動するモータ制御回路とを備え、前記算
出手段で算出された踏力の移動平均値に基づいて前記モ
ータの出力を制御して動力を補助することを特徴とする
電動補助動力装置付自転車。2. A detecting means for detecting a pedaling force value of a pedal, and a storage means for reading a pedaling force value fluctuating during the detection by the detecting means at a constant period and at a predetermined time interval within the period, and storing these pedaling force values, respectively. A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, a motor for supplying auxiliary power by supplying power from a power supply, and a large number of sample determinations for a low vehicle speed and a small number of sample determinations for a high vehicle speed. Based on the set sample table and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, the number of determined sample numbers corresponding to the vehicle speed read from the sample table is read from the storage means retroactively from the latest pedaling force value by the number of determined samples. Calculating means for calculating a moving average value from the sum of the applied pedaling force values, and a motor control circuit for driving the motor based on the result of the calculating means. Power electric auxiliary power unit bicycles, characterized in that to assist the power by controlling the output of the motor based on the moving average of the.
ルに設定される標本決定数を、踏力値の推移と移動平均
された踏力値の推移との位相差に対する踏力値の推移の
周期の比を車速に関係なく略一定となるように設定した
ことを特徴とする電動補助動力装置付自転車。3. The invention according to claim 2, wherein the determined number of samples set in the sample table is a ratio of a period of the transition of the pedal force value to a phase difference between the transition of the pedal force value and the transition of the moving averaged pedal force value. The bicycle with the electric auxiliary power unit is set so as to be substantially constant regardless of the vehicle speed.
の検出手段によって検出中に変動する踏力値を一定周期
でこの周期内に所定時間間隔で読み取りこれら踏力値を
それぞれ記憶する記憶手段と、車速を検出する車速検出
手段と、電源から電力の供給を受けて補助動力を供給す
るモータと、最新の踏力値から遡及して前記記憶手段か
ら読み出された踏力値の合計から移動平均値を算出する
算出手段と、前記車速検出手段の検出された車速が所定
を超えたか否かを判断する車速判断手段と、前記モータ
を駆動するモータ制御回路とを備え、前記車速が所定値
以下のとき前記踏力値の移動平均値に基づいて、車速が
所定値を超えたときは前記検出手段で検出された踏力値
に基づいてモータの出力を制御して動力を補助すること
を特徴とする電動補助動力装置付自転車。4. A detecting means for detecting a pedaling force value of a pedal, and a storage means for reading a pedaling force value fluctuating during detection by the detecting means at a constant period and at a predetermined time interval within the cycle, and storing these pedaling force values, respectively. A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, a motor for supplying auxiliary power by supplying power from a power supply, and a moving average value based on a sum of tread force values read from the storage means retroactively from the latest tread force value. Calculating means for calculating a vehicle speed, a vehicle speed determining means for determining whether the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means has exceeded a predetermined value, and a motor control circuit for driving the motor, wherein the vehicle speed is equal to or less than a predetermined value. When the vehicle speed exceeds a predetermined value based on a moving average value of the pedaling force value, an output of a motor is controlled based on the pedaling force value detected by the detecting means to assist power. Bicycle with auxiliary power unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27007996A JPH10114293A (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Bicycle with electric power assist device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27007996A JPH10114293A (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Bicycle with electric power assist device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10114293A true JPH10114293A (en) | 1998-05-06 |
Family
ID=17481244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP27007996A Pending JPH10114293A (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Bicycle with electric power assist device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10114293A (en) |
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- 1996-10-11 JP JP27007996A patent/JPH10114293A/en active Pending
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