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JPH1059262A - Output control method of motor for motor-assisted bicycle - Google Patents

Output control method of motor for motor-assisted bicycle

Info

Publication number
JPH1059262A
JPH1059262A JP23719096A JP23719096A JPH1059262A JP H1059262 A JPH1059262 A JP H1059262A JP 23719096 A JP23719096 A JP 23719096A JP 23719096 A JP23719096 A JP 23719096A JP H1059262 A JPH1059262 A JP H1059262A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
torque
assist
output
human
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23719096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tateaki Tanaka
建明 田中
Hisahiro Kazuhara
寿宏 数原
Hiroaki Sagara
弘明 相良
Toshihiro Matsumoto
敏宏 松本
Yoshihiko Maeda
好彦 前田
Kazuhisa Matsumoto
和久 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP23719096A priority Critical patent/JPH1059262A/en
Publication of JPH1059262A publication Critical patent/JPH1059262A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a motor in a small size so as to realize the light weight and the low cost of an assist type electric bicycle, by controlling the response speed of the output of the motor driving according to the torque. SOLUTION: An assist torque setting unit 31 outputs an assist torque instruction signal required to an assist motor 8. A comparator 32 compares the assist torque instruction and the torque of the motor 8, the deflection is proportioned and intagrated through a proportion circuit 33 and an integrator 34, the result is input to a pulse width modulator (PWM) control device 35, it is controlled at a specific duty, and a driving current according to the duty is fed to the motor 8, so as to output an assist torque to satisfy the relation of a human torque and an assist ratio. A proportional constant setting unit 36 decides the constant of the proportional circuit 33 corresponding to the motor torque signal, to reduce the response delay on a plain running road, to increase the response delay at the running on a hill, and to increase the response delay gradually during the time from the plain running road to the running on a hill road, so as to control the setting.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人力の駆動力をモ
ータの駆動力によって補助する、所謂、アシスト型自転
車とも呼ばれる電気自転車に用いるに適した電気自転車
用モータの出力制御方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output control method for an electric bicycle motor suitable for use in an electric bicycle, which is also called an assist bicycle, in which human driving force is assisted by a motor driving force.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、電気自動車が注目され、また人力
による人力駆動部とモータによる電動駆動部との両方を
兼ね備え、人力による駆動力の大きさに応じてモータを
駆動し、人力の駆動力をモータの駆動力によって補助す
る電気自転車が人気を呼んでいる。
2. Description of the Related Art Recently, an electric vehicle has attracted attention, and has both a human-powered driving unit and a motor-driven electric driving unit, and drives a motor in accordance with the magnitude of the human-powered driving force. Electric bicycles that assist with the driving force of a motor are gaining in popularity.

【0003】ここで、本出願人が提供してきた電動モー
タで後輪を直接回転させるタイプの電気自転車、所謂、
後輪直接駆動タイプの電気自転車の例を図面に基づいて
説明する。
Here, an electric bicycle of the type in which the rear wheel is directly rotated by an electric motor provided by the present applicant, a so-called electric bicycle,
An example of a rear-wheel direct drive type electric bicycle will be described with reference to the drawings.

【0004】図1は後輪直接駆動タイプの電気自転車の
全体斜視図であり、図中、1は電動自転車本体である。
電気自転車本体1には後述するモータ8が備えられてお
り、人力によるトルクの大きさに応じてモータ8の駆動
力を変化させ、人力による力をモータ8の力によって補
助して走行させるようになっている。
FIG. 1 is an overall perspective view of an electric bicycle of a rear-wheel direct drive type, in which 1 is an electric bicycle main body.
The electric bicycle body 1 is provided with a motor 8 to be described later. The driving force of the motor 8 is changed in accordance with the magnitude of the torque by human power, and the electric power is driven by assisting the power of the motor 8 by the power of the motor 8. Has become.

【0005】電気自転車本体1のフレーム4には前輪
2、後輪3、ハンドル13及びサドル21が取付けてあ
り、前輪2はハンドル13によって操舵されるようにな
っている。後輪3の回転軸の部分には盤状ケーシング5
が設けられている。
[0005] A front wheel 2, a rear wheel 3, a handle 13 and a saddle 21 are mounted on a frame 4 of the electric bicycle main body 1, and the front wheel 2 is steered by the handle 13. A disk-shaped casing 5 is provided on the rotation shaft of the rear wheel 3.
Is provided.

【0006】盤状ケーシング5は回転側ケーシング6と
電気自転車本体1に固定される固定側ケーシング7とを
備えており、回転側ケーシング6が後輪3と一体になっ
て回転するようになっている。
The disc-shaped casing 5 has a rotating casing 6 and a fixed casing 7 fixed to the electric bicycle main body 1. The rotating casing 6 rotates integrally with the rear wheel 3. I have.

【0007】また、盤状ケーシング5にはモータ8が内
蔵されており、電動駆動が必要なときに駆動して、後述
する人力駆動部10と共に前記回転側ケーシング6を回
転させる。この盤状ケーシング5を備える駆動部分が電
動駆動部9である。
A motor 8 is built in the board-shaped casing 5 and is driven when electric driving is required to rotate the rotating casing 6 together with a human-powered driving unit 10 described later. The driving portion including the disc-shaped casing 5 is the electric driving unit 9.

【0008】人力駆動部10はペダル11及びチェーン
12を備えており、使用者がペダル11を踏むことで、
チェーン12を介して前記後輪3を回転させる。この例
ではチェーン12を人力の伝達部材としたが、これに限
らずチェーン12の代わりにベルト、回転軸等によるも
のでも構わない。
The human-powered drive unit 10 includes a pedal 11 and a chain 12, and when the user steps on the pedal 11,
The rear wheel 3 is rotated via the chain 12. In this example, the chain 12 is a transmission member of human power. However, the invention is not limited thereto, and a chain, a rotating shaft, or the like may be used instead of the chain 12.

【0009】前輪2の操舵をするハンドル13の左右両
端にはブレーキレバ14,15が取付けてあり、また前
輪2及び後輪3にはブレーキ装置18,19が設けてあ
り、ブレーキレバ14,15とブレーキ装置18,19
とはワイヤ16,17によって連結されている。
Brake levers 14 and 15 are attached to both left and right ends of a steering wheel 13 for steering the front wheels 2, and brake devices 18 and 19 are provided for the front wheels 2 and the rear wheels 3, respectively. And brake devices 18, 19
Are connected by wires 16 and 17.

【0010】そして、ブレーキレバ14,15を引くこ
とでワイヤ16,17が引っ張られ、このワイヤ16,
17によってそれぞれ前後のブレーキ装置18,19が
動作するようになっている。また、ワイヤ16,17の
途中にはブレーキスイッチ20が設けてあり、ブレーキ
レバ14,15を操作したときにモータ8への通電が停
止する機構になっている。
The wires 16, 17 are pulled by pulling the brake levers 14, 15, and the wires 16, 17 are pulled.
The front and rear brake devices 18 and 19 are respectively operated by 17. Further, a brake switch 20 is provided in the middle of the wires 16 and 17, and the mechanism is such that energization of the motor 8 is stopped when the brake levers 14 and 15 are operated.

【0011】後輪3上のフレーム4にはモータ8の電源
となるバッテリ部22が取付けてある。このバッテリ部
22は、フレーム4にスライド着脱可能に取付けられる
バッテリケース23と、該バッテリケース23に収納し
た単一型充電式電池によって構成されており、電源電圧
は略24ボルトである。尚、バッテリケース23はフレ
ーム4の他の場所に設けてもよい。
A battery section 22 serving as a power supply for the motor 8 is mounted on the frame 4 on the rear wheel 3. The battery section 22 includes a battery case 23 slidably attached to the frame 4 and a single-type rechargeable battery housed in the battery case 23. The power supply voltage is approximately 24 volts. Note that the battery case 23 may be provided in another place of the frame 4.

【0012】次に、図2、図3に基づき、前記盤状ケー
シング5について説明する。図2は、図1に示した盤状
ケーシング5の構成を示す正面図であり、図中、7は電
気自転車本体に固定される固定側ケーシングである。
Next, the disc-shaped casing 5 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a front view showing the configuration of the disc-shaped casing 5 shown in FIG. 1, and in the drawing, reference numeral 7 denotes a fixed casing fixed to the electric bicycle main body.

【0013】固定側ケーシング7には制御基板、放熱板
からなる制御部(図示せず)、モータ8、モータ8の出
力軸24の出力を伝達する第1プーリ、第2プーリのプ
ーリ組25と最終段プーリ28の3つのプーリ群からな
る減速機構26、該減速機構26の各プーリ間及び最終
段プーリ28とを連結する伝達ベルト27が配置されて
いる。
The fixed casing 7 includes a control board (not shown) composed of a control board and a heat sink, a motor 8, a first pulley for transmitting the output of an output shaft 24 of the motor 8, and a pulley set 25 of a second pulley. A speed reduction mechanism 26 composed of three pulley groups of the last stage pulley 28, and a transmission belt 27 connecting between the pulleys of the speed reduction mechanism 26 and the last stage pulley 28 are arranged.

【0014】前記最終段プーリ28は回転側ケーシング
6に固定されており、前記モータ8が回転するとモータ
8の出力軸24から最終段プーリ28までが伝達ベルト
27によって回転し、減速されて最終段プーリ28と共
に回転側ケーシング6が回転する。
The last-stage pulley 28 is fixed to the rotating casing 6. When the motor 8 rotates, the portion from the output shaft 24 of the motor 8 to the last-stage pulley 28 is rotated by the transmission belt 27, and is decelerated to a final stage. The rotation side casing 6 rotates together with the pulley 28.

【0015】また、最終段プーリ28に連結される第2
プーリの小さいほうのプーリには、一方向クラッチ(図
示せず)が介入されており、ペダルからの力がかかった
ときにモータ8を回さないように、即ちペダルが軽いよ
うにしてある。29は後輪の車軸である。
The second pulley 28 connected to the last pulley 28
A one-way clutch (not shown) is interposed in the smaller pulley so that the motor 8 is not turned when a force from the pedal is applied, that is, the pedal is light. 29 is a rear wheel axle.

【0016】図3は前記盤状ケーシング5内のモータ8
の配置状態を示す正面図であり、30はステータ、40
はマグネットである。
FIG. 3 shows a motor 8 in the disk-shaped casing 5.
It is a front view which shows the arrangement state of a stator, 30 is a stator, 40
Is a magnet.

【0017】このような電気自転車においては、警察庁
からの通達によって、図4の走行概念図のように人力に
対するモータ駆動力の比率、所謂、アシスト比を速度1
5Km/hまでは1とし、15Km/h以上24Km/
h以下では直線的に漸減するように比率を変化させ、2
4Km/h以上ではモータ駆動力による駆動を停止さ
せ、この範囲内に収まらなければならない。
In such an electric bicycle, the ratio of the motor driving force to the human power, that is, the so-called assist ratio, is changed to the speed 1 by the notification from the National Police Agency, as shown in the traveling conceptual diagram of FIG.
1 up to 5 km / h, 15 km / h or more and 24 km / h
h, the ratio is changed so as to gradually decrease linearly, and 2
At 4 km / h or more, the driving by the motor driving force must be stopped and the driving force must be kept within this range.

【0018】そのため、通常はモータ駆動力をいくらに
するかを演算する制御回路であるマイコンを備えて、人
力駆動力によるトルクと走行速度とを入力し、マイコン
が持っているテーブルデータによってアシスト比率を変
える手法をとっている。
For this reason, a microcomputer which is a control circuit for calculating how much the motor driving force is usually provided, the torque by the manual driving force and the running speed are input, and the assist ratio is determined by the table data held by the microcomputer. Is changing.

【0019】例えば、100kg・cmの人力駆動にト
ルクが掛かったとすると、走行速度が10km/hであ
れば、モータ駆動力によるトルクを100kg・cm以
下にし、走行速度が20km/hであればアシスト比は
役0.44に減少させなければならないので44kg・
cmのモータ駆動力の出力をマイコン内で演算して出力
している。
For example, assuming that a torque is applied to a human-powered drive of 100 kg · cm, if the running speed is 10 km / h, the torque by the motor driving force is set to 100 kg · cm or less, and if the running speed is 20 km / h, the assist is applied. The ratio must be reduced to 0.44, so 44kg
The output of the motor driving force of cm is calculated and output in the microcomputer.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】アシスト型電気自転車
においては、乗る人の乗り心地を足踏み感覚でスムーズ
にするために、人力トルクに対しアシストモータトルク
は同じ周期で、また略同じ位相で出力させる必要があ
る。そのトルク関係は、図5に平坦な走路の場合とし
て、図6に坂道の場合として、人力トルクは実線で、モ
ータトルクは破線で示している。これらの場合のモータ
トルクの人力トルクに対する応答遅れは0.1secで
ある。
In the assist type electric bicycle, the assist motor torque is output in the same cycle and substantially in the same phase with respect to the human power torque in order to make the riding comfort of the rider smooth as if by stepping. There is a need. The torque relationship is shown by a solid line in FIG. 5 and a dashed line in FIG. In these cases, the response delay of the motor torque to the manual torque is 0.1 sec.

【0021】ところが、図6の坂道の場合に注目する
と、人力トルクに合わせて大きなモータトルクが必要と
なりトルクのピークが高くなるため、大きな出力をカバ
ーするための大型のモータが必要になることが判る。一
方、アシスト型電気自転車では、バッテリの効率的な活
用と共にモータを小型化して可能な限り軽量化すること
が主要な課題として求められている。
However, paying attention to the case of the slope shown in FIG. 6, a large motor torque is required in accordance with the human-powered torque, and the peak of the torque is increased. Therefore, a large motor for covering a large output is required. I understand. On the other hand, in the assist type electric bicycle, it is required to use the battery efficiently and to reduce the size of the motor to reduce the weight as much as possible.

【0022】そこで本発明は、平坦な走路の場合には自
転車らしい乗り心地を保ち、坂道の場合には人力トルク
とは完全に同期しないが、返って人力トルクがないとき
にモータトルクがアシストされて滑らかな走行を行うこ
とができると共にアシストモータの小型化を可能とする
電気自転車用モータの出力制御方式を提供することを目
的とする。
Therefore, the present invention maintains the riding comfort of a bicycle on a flat runway and does not completely synchronize with manpower torque on a slope, but returns to assist motor torque when there is no manpower torque. It is an object of the present invention to provide an output control method for an electric bicycle motor that enables smooth and smooth running and enables downsizing of an assist motor.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る電気自転車用モータの出力制御方式は、人力トルクを
検出するアシストトルク設定器と、アシストトルク設定
器からの出力によりモータを駆動制御するモータ制御装
置とを備え、人力トルクの大きさに応じて人力トルクに
対するモータ駆動出力の応答速度を制御するように構成
したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an output control system for an electric bicycle motor, comprising: an assist torque setting device for detecting human torque; and a drive control of the motor based on an output from the assist torque setting device. A motor control device for controlling the response speed of the motor drive output to the human-powered torque according to the magnitude of the human-powered torque.

【0024】この発明の請求項2に係る電気自転車用モ
ータの出力制御方式は、人力トルクを検出するアシスト
トルク設定器と、アシストトルク設定器からの出力によ
りモータを駆動制御するモータ制御装置とを備え、モー
タの駆動信号の大きさに応じて人力トルクに対するモー
タ駆動出力の応答速度を制御するように構成したことを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an output control system for an electric bicycle motor, comprising: an assist torque setting device for detecting a human-powered torque; and a motor control device for driving and controlling the motor based on an output from the assist torque setting device. A response speed of the motor drive output with respect to the human-powered torque is controlled in accordance with the magnitude of the drive signal of the motor.

【0025】この発明の請求項3に係る電気自転車用モ
ータの出力制御方式は、人力トルクを検出するアシスト
トルク設定器と、アシストトルク設定器からの出力によ
りモータを駆動制御するモータ制御装置とを備え、モー
タトルクの大きさに応じて人力トルクに対するモータ駆
動出力の応答速度を制御するように構成したことを特徴
とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an output control method for an electric bicycle motor, comprising: an assist torque setting device for detecting a human-powered torque; and a motor control device for driving and controlling the motor based on an output from the assist torque setting device. A response speed of the motor drive output with respect to the manual torque is controlled in accordance with the magnitude of the motor torque.

【0026】この発明の請求項4に係る電気自転車用モ
ータの出力制御方式は、人力トルクを検出するアシスト
トルク設定器と、アシストトルク設定器からの出力によ
りモータを駆動制御するモータ制御装置とを備え、人力
トルクまたはモータの駆動信号またはモータトルクが小
さいときは人力トルクに対するモータ駆動出力の応答速
度を速く、大きいときは人力トルクに対するモータ駆動
出力の応答速度を遅く制御するするように構成したこと
を特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an output control method for an electric bicycle motor, comprising: an assist torque setting device for detecting a human-powered torque; and a motor control device for driving and controlling the motor based on an output from the assist torque setting device. When the manpower torque or the drive signal of the motor or the motor torque is small, the response speed of the motor drive output to the manpower torque is controlled to be fast, and when it is large, the response speed of the motor drive output to the manpower torque is controlled to be slow. It is characterized by.

【0027】これにより、平坦な走行路では、モータの
アシストトルクとしての条件を満足しつつ、人力トルク
とモータトルクとの同期がとれた追従性の良い自転車ら
しい乗り心地を得ることができる。また、坂道を走行す
る場合は、トルクのピーク値を低く抑えて、アシストモ
ータの出力を小さくし、モータを小型化できるのでアシ
スト型電気自転車の軽量化と低価格化とを達成できる。
Thus, on a flat traveling road, it is possible to obtain a riding comfort of a bicycle with good tracking characteristics in which the human torque and the motor torque are synchronized while satisfying the condition as the assist torque of the motor. Further, when traveling on a slope, the peak value of the torque is kept low, the output of the assist motor is reduced, and the motor can be downsized, so that the weight and cost of the assist type electric bicycle can be reduced.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】次に、本発明を図を参照しながら
実施例にもとづいて説明する。図7には、坂道を走行す
る場合の人力トルクに対するモータトルクの関係を示し
ており(人力トルクは実線で、モータトルクは破線で示
している)、人力トルクに対するモータトルクの応答遅
れは0.4secの場合である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described based on an embodiment with reference to the drawings. FIG. 7 shows the relationship between the motor torque and the manpower torque when traveling on a slope (the manpower torque is indicated by a solid line and the motor torque is indicated by a broken line). This is the case of 4 sec.

【0029】このように、人力トルクに対するモータト
ルクの応答速度を遅らせることにより、モータのアシス
トトルクとしての条件を満足しつつ、人力トルクと発生
周期が同時で、かつトルクのピーク値が低く抑えられた
モータのトルク曲線が得られることになる。従って、ア
シストモータの出力を大きくする必要がないため、人力
トルクとは完全に同期しないが、モータを小型化でき
る。
As described above, by delaying the response speed of the motor torque to the manual torque, the condition of the assist torque of the motor is satisfied, the manual cycle and the generation cycle are simultaneously performed, and the peak value of the torque is suppressed low. Thus, a torque curve of the motor is obtained. Therefore, since it is not necessary to increase the output of the assist motor, it is not completely synchronized with the manual torque, but the motor can be downsized.

【0030】同様に、人力トルクに対するモータトルク
の応答遅れを0.4secに設定して、平坦な走行路で
の人力トルクに対するモータトルクの関係は図8に示す
ようになる。アシストに必要とされるモータトルクは小
さくなるが、人力トルクとモータトルクとの同期が大き
くずれ過ぎてているため、追従性が悪いため自転車らし
くなく乗り心地が非常に悪くなる。
Similarly, the response delay of the motor torque with respect to the human torque is set to 0.4 sec, and the relationship between the motor torque and the human torque on a flat traveling road is as shown in FIG. Although the motor torque required for the assist is small, the synchronization between the human-power torque and the motor torque is so far out of synchronization that the followability is poor, so that it is not like a bicycle and the riding comfort is very poor.

【0031】これらのことより、人力トルクに対するモ
ータトルクの応答速度は、平坦な走行路および坂道での
走行時に常に固定的な同じ値にすることなく、平坦な走
行路では応答遅れを小さくし、坂道での走行では応答遅
れを大きくし、平坦な走行路から坂道での走行までの間
は応答遅れを徐々に大きくしていくことが好ましいこと
が理解される。
From the above, the response speed of the motor torque with respect to the human-powered torque does not always have the same fixed value when traveling on a flat traveling road and a sloping road. It is understood that it is preferable to increase the response delay when traveling on a slope, and to gradually increase the response delay from a flat traveling road to traveling on a slope.

【0032】そしてこれらのテストの結果、人力トルク
に対するモータトルクの応答速度の関係から、モータト
ルクに対する制御系の応答速度の関係は図9に示すよう
曲線になることが導き出された。そこで、本発明は図9
の関係のように、モータトルクが小さいところでは応答
速度の遅れを小さく、即ち応答速度を速くし、モータト
ルクが大きいところでは応答速度の遅れを大きく、即ち
応答速度を遅くする特性を用いて電気自転車用モータの
出力制御をすることにより、人力に追従性が良くて自転
車らしい乗り心地であって、しかもアシストモータの容
量を低く抑えてモータの小型化を達成するものである。
As a result of these tests, it was derived from the relationship of the response speed of the motor torque to the manual torque that the relationship of the response speed of the control system to the motor torque became a curve as shown in FIG. Therefore, the present invention provides FIG.
When the motor torque is small, the response speed delay is reduced, that is, the response speed is increased, and when the motor torque is large, the response speed delay is increased, that is, the response speed is reduced. By controlling the output of the motor for a bicycle, it is possible to follow the manpower and to obtain a riding comfort similar to that of a bicycle, and to reduce the size of the motor by suppressing the capacity of the assist motor.

【0033】次に、以上のような出力制御を行う本発明
の電気自転車用モータの出力制御装置の構成を図10を
用いて説明する。図10において、8はアシスト用のモ
ータ、31はアシストトルク設定器、32は比較器、3
3は比例回路、34は積分器、35は電流制御装置とし
てのパルス幅変調(PWM)制御装置、36は比例定数
設定器である。ここで、比較器32、比例回路33、積
分器34、パルス幅変調制御回路35、比例定数設定器
36をモータ制御装置という。
Next, the configuration of the output control device of the electric bicycle motor of the present invention which performs the above output control will be described with reference to FIG. In FIG. 10, 8 is an assist motor, 31 is an assist torque setting device, 32 is a comparator, 3
3 is a proportional circuit, 34 is an integrator, 35 is a pulse width modulation (PWM) control device as a current control device, and 36 is a proportional constant setting device. Here, the comparator 32, the proportional circuit 33, the integrator 34, the pulse width modulation control circuit 35, and the proportional constant setting device 36 are referred to as a motor control device.

【0034】次に、上記装置の出力制御動作について説
明する。アシストトルク設定器31には通達規定による
人力トルクとアシスト比の関係が入力されており、人力
トルクが入力されるとアシストモータ8に要求されるア
シストトルク指令信号を出力する。
Next, the output control operation of the above device will be described. The relationship between the manpower torque and the assist ratio according to the notification rules is input to the assist torque setter 31. When the manpower torque is input, the assist torque commander 31 outputs an assist torque command signal required for the assist motor 8.

【0035】比較器32は入力されるアシストトルク指
令とモータ8のトルクを比較し、その偏差を比例回路3
3、積分器34を介して比例・積分して次段のパルス幅
変調(PWM)制御装置35に入力し、所定のデューテ
ィで制御され、デューティに応じた駆動電流がモータ8
に供給されて人力トルクとアシスト比の関係を満足する
アシストトルクが出力される。
The comparator 32 compares the input assist torque command with the torque of the motor 8, and compares the deviation with the proportional circuit 3.
3. Proportional / integrate via an integrator 34 and input to a pulse width modulation (PWM) controller 35 at the next stage, which is controlled at a predetermined duty, and a drive current corresponding to the duty is supplied to the motor 8
And an assist torque that satisfies the relationship between the manpower torque and the assist ratio is output.

【0036】ここで、比例定数設定器36には、図9に
示すモータトルクに対する制御系の応答速度の関係をテ
ーブルとして有しているので、モータトルク信号に対応
した比例回路33の定数を決定して設定制御している。
即ち、平坦な走行路では応答遅れを小さくし、坂道での
走行では応答遅れを大きくし、平坦な走行路から坂道で
の走行までの間は応答遅れを徐々に大きくなるように比
例回路33の定数を決定して設定制御する。
Here, since the proportional constant setting unit 36 has a table of the relationship between the response speed of the control system and the motor torque shown in FIG. 9, the constant of the proportional circuit 33 corresponding to the motor torque signal is determined. The settings are controlled.
That is, the proportional circuit 33 reduces the response delay on a flat traveling road, increases the response delay on a hill, and gradually increases the response delay from a flat traveling road to a hill. Determine and control the constant.

【0037】この結果、人力トルクに対するモータトル
クの関係は、図11に示すように、坂道を走行する場合
は、人力トルクに対するモータトルクの応答速度をより
遅らせることにより、モータのアシストトルクとしての
条件を満足しつつ、人力トルクと発生周期が同時で、か
つトルクのピーク値が低く抑えられたモータのトルク曲
線が得られることになる。従って、アシストモータの出
力を大きくする必要がないためモータを小型化でき、人
力トルクとは完全に同期はしないが、出力波形から、返
って人力トルクがないときにモータトルクがアシストさ
れて滑らかな走行を確保できる。
As a result, as shown in FIG. 11, the relationship between the motor torque and the manpower torque is such that when the vehicle runs on a slope, the response speed of the motor torque with respect to the manpower torque is further reduced so that the condition as the assist torque of the motor is reduced. Is satisfied, the torque curve of the motor is obtained in which the manual torque and the generation cycle are simultaneous and the peak value of the torque is suppressed low. Therefore, it is not necessary to increase the output of the assist motor, so that the motor can be downsized and not completely synchronized with the man-powered torque. You can secure running.

【0038】また、平坦な走行路では、図12に示すよ
うに、人力トルクに対するモータトルクの応答速度の遅
れを小さくすることにより、モータのアシストトルクと
しての条件を満足しつつ、人力トルクとモータトルクと
の同期がとれた追従性の良い自転車らしい乗り心地を得
ることができる。
On a flat traveling road, as shown in FIG. 12, the delay of the response speed of the motor torque with respect to the manual torque is reduced so that the condition as the assist torque of the motor can be satisfied and the human torque and the motor torque can be satisfied. It is possible to obtain a bicycle-like riding comfort that is synchronized with the torque and has good followability.

【0039】本発明の実施例では、モータトルクの大き
さに応じて人力トルクに対するモータ駆動出力の応答速
度を変化するようにしたが、モータトルクに替えて人力
トルクやモータ駆動出力、即ちパルス幅変調制御回路3
5の値に応じて変化させても構わない。
In the embodiment of the present invention, the response speed of the motor drive output with respect to the human torque is changed according to the magnitude of the motor torque. However, the human torque and the motor drive output, that is, the pulse width, are replaced with the motor torque. Modulation control circuit 3
It may be changed according to the value of 5.

【0040】何故ならば、人力トルクに対応してモータ
駆動出力が演算され、それによるモータ駆動によってモ
ータのトルクが検出されるため、これらの3つの信号に
は密接な関係にあって、ほぼ同じ値となるからである。
即ち、人力トルクやモータ駆動出力は、本実施例におけ
るモータトルクとほぼ同じ値となるので、実施の状態と
しては殆ど変わりなく同様であるので、信号の代替が可
能となる。
The reason is that the motor drive output is calculated in accordance with the human-powered torque, and the motor drive thereby detects the motor torque. Therefore, these three signals have a close relationship and are almost the same. It is because it becomes a value.
That is, since the human torque and the motor drive output have substantially the same value as the motor torque in the present embodiment, the state of execution is almost the same and the same, so that the signal can be substituted.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように、本発明は、モータトルク
に応じて制御系の応答速度を制御することにより、平坦
な走行路では、モータのアシストトルクとしての条件を
満足しつつ、人力トルクとモータトルクとの同期がとれ
た追従性の良い自転車らしい乗り心地を得ることができ
る。
As described above, according to the present invention, by controlling the response speed of the control system according to the motor torque, it is possible to satisfy the condition as the assist torque of the motor on a flat running road and to reduce the manpower torque. And a motor-torque can be synchronized to obtain a riding feeling like a bicycle with good followability.

【0042】また、坂道を走行する場合は、モータのア
シストトルクとしての条件を満足しつつ、人力トルクと
発生周期が同時で、かつトルクのピーク値を低く抑え
て、アシストモータの出力を小さくし、モータを小型化
できるのでアシスト型電気自転車の軽量化と低価格化と
を達成でき、バッテリの消費を抑えることができる。更
に、出力波形から滑らかな走行を行うことができる。
When the vehicle is running on a slope, the output of the assist motor is reduced by satisfying the condition of the assist torque of the motor, simultaneously with the manual torque and the generation cycle, and by suppressing the peak value of the torque low. Since the motor can be downsized, the weight and cost of the assist type electric bicycle can be reduced, and the battery consumption can be reduced. Further, smooth running can be performed from the output waveform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】電気自転車の全体斜視図。FIG. 1 is an overall perspective view of an electric bicycle.

【図2】盤状ケーシングの構成を示す正面図および側面
図。
FIGS. 2A and 2B are a front view and a side view showing a configuration of a board-shaped casing.

【図3】盤状ケーシング上でのモータの配置図。FIG. 3 is a layout view of a motor on a board-shaped casing.

【図4】アシスト型電気自転車の走行概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram of traveling of an assist type electric bicycle.

【図5】人力トルクとモータトルクの関係図(平坦時、
応答速度小)。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between human torque and motor torque (when flat,
Low response speed).

【図6】人力トルクとモータトルクの関係図(坂道時、
応答速度小)。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between human torque and motor torque (at a slope,
Low response speed).

【図7】人力トルクとモータトルクの関係図(坂道時、
応答速度大)。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between human torque and motor torque (at a slope,
High response speed).

【図8】人力トルクとモータトルクの関係図(平坦時、
応答速度大)。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between human torque and motor torque (when flat,
High response speed).

【図9】モータトルクと応答速度の関係図。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between motor torque and response speed.

【図10】本発明のモータ駆動回路の実施例図。FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of a motor drive circuit according to the present invention.

【図11】人力トルクとモータトルクの関係図(坂道
時、可変応答速度大)。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between human torque and motor torque (at a slope, when a variable response speed is large).

【図12】人力トルクとモータトルクの関係図(平坦
時、可変応答速度小)。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between human torque and motor torque (when flat, variable response speed is small).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電気自転車本体 2 前輪 3 後輪 4 フレーム 5 盤状ケーシング 6 回転側ケーシング 7 固定側ケーシング 8 モータ 9 電動駆動部 10 人力駆動部 11 ペダル 12 チェーン 13 ハンドル 14,15 ブレーキレバ 16,17 ワイヤ 18,19 ブレーキ装置 20 ブレーキスイッチ 21 サドル 22 バッテリ部 23 バッテリケース 24 モータ出力軸 25 プーリ組 26 減速機構 27 伝達ベルト 28 最終段プーリ 29 後輪の車軸 30 ステータ 31 アシストトルク設定器 32 比較器 33 比例回路 34 積分器 35 パルス幅変調(PWM)制御装置 36 比例定数設定器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric bicycle main body 2 Front wheel 3 Rear wheel 4 Frame 5 Disc-shaped casing 6 Rotation side casing 7 Fixed side casing 8 Motor 9 Electric drive unit 10 Human power drive unit 11 Pedal 12 Chain 13 Handle 14, 15 Brake lever 16, 17 Wire 18, Reference Signs List 19 brake device 20 brake switch 21 saddle 22 battery unit 23 battery case 24 motor output shaft 25 pulley set 26 reduction mechanism 27 transmission belt 28 last stage pulley 29 rear wheel axle 30 stator 31 assist torque setting unit 32 comparator 33 proportional circuit 34 Integrator 35 Pulse width modulation (PWM) controller 36 Proportional constant setting device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 敏宏 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 前田 好彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松本 和久 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Toshihiro Matsumoto 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Yoshihiko Maeda 2-5-2 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhisa Matsumoto 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 人力トルクを検出するアシストトルク設
定器と、アシストトルク設定器からの出力によりモータ
を駆動制御するモータ制御装置とを備え、人力トルクの
大きさに応じて人力トルクに対するモータ駆動出力の応
答速度を制御する電気自転車用モータの出力制御方式。
An assist torque setting device for detecting a manpower torque, and a motor control device for driving and controlling a motor based on an output from the assist torque setting device, wherein a motor drive output for the manpower torque according to the magnitude of the manpower torque Output control method for electric bicycle motors that controls the response speed of vehicles.
【請求項2】 人力トルクを検出するアシストトルク設
定器と、アシストトルク設定器からの出力によりモータ
を駆動制御するモータ制御装置とを備え、モータの駆動
信号の大きさに応じて人力トルクに対するモータ駆動出
力の応答速度を制御する電気自転車用モータの出力制御
方式。
An assist torque setting device that detects a human-powered torque; and a motor control device that controls driving of the motor based on an output from the assist-torque setting device. An output control method for an electric bicycle motor that controls the response speed of drive output.
【請求項3】 人力トルクを検出するアシストトルク設
定器と、アシストトルク設定器からの出力によりモータ
を駆動制御するモータ制御装置とを備え、モータトルク
の大きさに応じて人力トルクに対するモータ駆動出力の
応答速度を制御する電気自転車用モータの出力制御方
式。
3. An assist torque setting device for detecting a manpower torque, and a motor control device for driving and controlling a motor based on an output from the assist torque setting device, wherein a motor drive output for the manpower torque is provided according to the magnitude of the motor torque. Output control method for electric bicycle motors that controls the response speed of vehicles.
【請求項4】 前記人力トルク、モータの駆動信号、モ
ータトルクが小さいときは人力トルクに対するモータ駆
動出力の応答速度を速く、大きいときは人力トルクに対
するモータ駆動出力の応答速度を遅く制御することを特
徴とする電気自転車用モータの出力制御方式。
4. The method according to claim 1, wherein the response speed of the motor drive output with respect to the human torque is increased when the human torque, the motor drive signal, and the motor torque are small, and the response speed of the motor drive output with respect to the human torque is reduced when the motor torque is large. Characteristic output control method of electric bicycle motor.
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