JP3327181B2 - 電気自転車 - Google Patents
電気自転車Info
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- pedal load
- load torque
- torque
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
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- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
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- B60L2200/12—Bikes
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はペダル負荷トルクに
応じて電動補助駆動装置を作動させることが可能な電気
自転車に関し、さらに詳しくは自転車の速度を検出し、
規定の速度およびトルクの範囲でペダル負荷を補助する
電動補助駆動装置を有する電気自転車に関するものであ
る。
応じて電動補助駆動装置を作動させることが可能な電気
自転車に関し、さらに詳しくは自転車の速度を検出し、
規定の速度およびトルクの範囲でペダル負荷を補助する
電動補助駆動装置を有する電気自転車に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】人力による駆動力と電動機による駆動力
を並列に設け、ペダル負荷に応じて規定範囲内で電動機
により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種々
提案されているが、電動補助駆動装置により補助する駆
動力範囲は、車速が、０から１５km／ｈまではペダル負
荷１に対して１以内、１５km／ｈから２４km／ｈ間では
車速に応じて漸次減少せしめ、２４km／ｈにおいて０と
なるよう制御せねばならない。
を並列に設け、ペダル負荷に応じて規定範囲内で電動機
により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種々
提案されているが、電動補助駆動装置により補助する駆
動力範囲は、車速が、０から１５km／ｈまではペダル負
荷１に対して１以内、１５km／ｈから２４km／ｈ間では
車速に応じて漸次減少せしめ、２４km／ｈにおいて０と
なるよう制御せねばならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】通常、ペダル負荷１に
対して電動機はほぼ駆動力１を補助するが、平地走行で
はペダリングにおいて漕ぐ脚足よりもペダルが先々と回
転して行く過大補助となるふわふわ現象が起きて走行感
が良くないという課題がある。
対して電動機はほぼ駆動力１を補助するが、平地走行で
はペダリングにおいて漕ぐ脚足よりもペダルが先々と回
転して行く過大補助となるふわふわ現象が起きて走行感
が良くないという課題がある。
【０００４】また、一充電走行距離が平地走行にて２５
kmと航続距離が短かいため残量を気にしながらの走行お
よび頻繁に充電を行う必要があり使い勝手がよくなく課
題となっている。
kmと航続距離が短かいため残量を気にしながらの走行お
よび頻繁に充電を行う必要があり使い勝手がよくなく課
題となっている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、ペダル負荷トルクをモニタして軽負荷走行時
に電動機の駆動力補助の比率を時間の経過に対して漸減
させる出力制限制御による走行モードへの移行を滑らか
に行うとともに、ペダル負荷トルクが大きくなったと
き、直ちに出力制限制御を解除するように構成したもの
である。
本発明は、ペダル負荷トルクをモニタして軽負荷走行時
に電動機の駆動力補助の比率を時間の経過に対して漸減
させる出力制限制御による走行モードへの移行を滑らか
に行うとともに、ペダル負荷トルクが大きくなったと
き、直ちに出力制限制御を解除するように構成したもの
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、人力によってペダル負荷トルクが与えられることに
より駆動されるペダル駆動装置と、前記ペダル駆動装置
に対して並列に設けられ、前記ペダル負荷トルクを検出
するペダル負荷検出器と、前記ペダル負荷トルクが少な
くとも２つ以上設定された所定のレベル範囲内に有るか
どうかを判定する判定手段と、前記判定手段の出力に基
づいて一定時間ペダル負荷トルクが小さいレベル範囲内
に有ると判定された時のアシストトルクのペダル負荷ト
ルクに対する比率を、ペダル負荷トルクが大きいレベル
範囲内に有ると判定されていた時の比率よりも小さくな
るように電動機の出力制限制御を行う制御回路からなる
電動補助駆動装置を備えた電気自転車において、ペダル
負荷トルクが小さい レベル範囲内であると判定された
後、アシストトルクのペダル負荷トルクに対する比率を
時間の経過に対して漸減させることを特徴とする電気自
転車であり、軽負荷走行時に必要以上のアシストトルク
発生させないのでペダルが足に密着して自然なペダリン
グ感が得られるとともに、ペダル負荷の変動によっても
アシスト比率が滑らかに変化するので運転者は不自然な
ショックを感じることがなく自然な走行感が得られ、か
つ同時に電池の消耗を少なくすることができるという作
用がある。
は、人力によってペダル負荷トルクが与えられることに
より駆動されるペダル駆動装置と、前記ペダル駆動装置
に対して並列に設けられ、前記ペダル負荷トルクを検出
するペダル負荷検出器と、前記ペダル負荷トルクが少な
くとも２つ以上設定された所定のレベル範囲内に有るか
どうかを判定する判定手段と、前記判定手段の出力に基
づいて一定時間ペダル負荷トルクが小さいレベル範囲内
に有ると判定された時のアシストトルクのペダル負荷ト
ルクに対する比率を、ペダル負荷トルクが大きいレベル
範囲内に有ると判定されていた時の比率よりも小さくな
るように電動機の出力制限制御を行う制御回路からなる
電動補助駆動装置を備えた電気自転車において、ペダル
負荷トルクが小さい レベル範囲内であると判定された
後、アシストトルクのペダル負荷トルクに対する比率を
時間の経過に対して漸減させることを特徴とする電気自
転車であり、軽負荷走行時に必要以上のアシストトルク
発生させないのでペダルが足に密着して自然なペダリン
グ感が得られるとともに、ペダル負荷の変動によっても
アシスト比率が滑らかに変化するので運転者は不自然な
ショックを感じることがなく自然な走行感が得られ、か
つ同時に電池の消耗を少なくすることができるという作
用がある。
【０００７】請求項２に記載の発明は、ペダル負荷トル
クが小さいレベル範囲内から大きいレベル範囲内へ移行
したと判断された時、直ちに出力制限制御を解除するこ
とを特徴とする請求項１に記載の電気自転車であり、運
転者はペダリングをまったく重いと感じることなく運転
できるという作用を有する。
クが小さいレベル範囲内から大きいレベル範囲内へ移行
したと判断された時、直ちに出力制限制御を解除するこ
とを特徴とする請求項１に記載の電気自転車であり、運
転者はペダリングをまったく重いと感じることなく運転
できるという作用を有する。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例について、図により説明
する。
する。
【０００９】図１は発明による電気自転車の概略構成図
である。電動機，減速機，センサーおよび制御回路が一
体に収納された電動補助駆動装置１は車体のメインパイ
プ２とサドルパイプ３の結合部の下方に組み立てられて
いる。電動補助駆動装置１に電力を供給する電池は樹脂
製のボックス４に内蔵され、サドルパイプ３と後輪５間
の本体に組み込まれている。
である。電動機，減速機，センサーおよび制御回路が一
体に収納された電動補助駆動装置１は車体のメインパイ
プ２とサドルパイプ３の結合部の下方に組み立てられて
いる。電動補助駆動装置１に電力を供給する電池は樹脂
製のボックス４に内蔵され、サドルパイプ３と後輪５間
の本体に組み込まれている。
【００１０】図２は本発明による電動補助駆動装置の制
御ブロック図である。電動補助駆動装置１の制御は、電
動補助駆動装置に内蔵されているペダル負荷検出器１０
から出力される信号をマイクロコンピュータ１１に入力
し、その値に応じてＰＷＭインバータのデューティ比を
計算し、電動機１６への出力を決定している。
御ブロック図である。電動補助駆動装置１の制御は、電
動補助駆動装置に内蔵されているペダル負荷検出器１０
から出力される信号をマイクロコンピュータ１１に入力
し、その値に応じてＰＷＭインバータのデューティ比を
計算し、電動機１６への出力を決定している。
【００１１】さらにマイクロコンピュータ１１はペダル
負荷トルクが所定の値に対して大または小であることを
判定する判定手段１２および判定手段１２の出力を監視
し、その状態に基づき予め設定された所定のプログラム
にしたがってアシスト比率を変更する変更手段１３を備
えている。
負荷トルクが所定の値に対して大または小であることを
判定する判定手段１２および判定手段１２の出力を監視
し、その状態に基づき予め設定された所定のプログラム
にしたがってアシスト比率を変更する変更手段１３を備
えている。
【００１２】ペダル負荷トルクとそれに対するアシスト
比率の時間による推移を示す特性図を図３に示す。
比率の時間による推移を示す特性図を図３に示す。
【００１３】図３の平地走行のように運転者の漕ぐパワ
ーが少ない軽負荷走行時においては、破線従来のアシス
ト比率のようにペダル負荷トルクに対して電動補助駆動
装置が同等の大きさのトルクを出力した場合、ペダリン
グにおいて漕ぐ脚足よりもペダルが先々と回転して過大
補助となるふわふわ現象が起きるため走行感が良くな
い。
ーが少ない軽負荷走行時においては、破線従来のアシス
ト比率のようにペダル負荷トルクに対して電動補助駆動
装置が同等の大きさのトルクを出力した場合、ペダリン
グにおいて漕ぐ脚足よりもペダルが先々と回転して過大
補助となるふわふわ現象が起きるため走行感が良くな
い。
【００１４】一方、このような軽負荷走行時においても
電動補助駆動装置の出力をペダル負荷トルクの半分以下
にするとペダルが踏み足に密着するようになりペダリン
グ感が自然な感じになる。また、坂道に達した場合瞬時
に電動補助駆動装置出力がペダル負荷トルクと同じ大き
さに戻るため快適に登坂でき乗り心地が良い電気自転車
となる。
電動補助駆動装置の出力をペダル負荷トルクの半分以下
にするとペダルが踏み足に密着するようになりペダリン
グ感が自然な感じになる。また、坂道に達した場合瞬時
に電動補助駆動装置出力がペダル負荷トルクと同じ大き
さに戻るため快適に登坂でき乗り心地が良い電気自転車
となる。
【００１５】また、ペダル負荷検出器１０の出力により
ペダル負荷トルクが所定の値よりも小であることを検出
した時瞬時にアシスト比率を小さくし、その後ペダル負
荷トルクが所定の値よりも大となったことを検出した時
瞬時にアシスト比率を元に戻すという制御を行うと、乗
り手の踏み足に対して電動機の補助が大きくなったり小
さくなったりというハンチング状態が発生し乗り心地が
良くない。そこで、走行状態の全体から見て軽負荷平地
走行と判断できるまでアシスト比率を小さくする走行モ
ードに移行しないために、ペダル負荷トルクが所定値以
下となった時点より一定時間継続した後に判定すること
によりハンチングを発生させることなくアシスト比率を
小さくする出力制限制御を実現し、航続距離を延ばすこ
とができる。出力制限制御の解除については、乗り手に
ペダリングが重いと感じさせないため瞬時のペダル負荷
検出器１０出力より判断して規定値に移行するように電
動機出力を制御する。
ペダル負荷トルクが所定の値よりも小であることを検出
した時瞬時にアシスト比率を小さくし、その後ペダル負
荷トルクが所定の値よりも大となったことを検出した時
瞬時にアシスト比率を元に戻すという制御を行うと、乗
り手の踏み足に対して電動機の補助が大きくなったり小
さくなったりというハンチング状態が発生し乗り心地が
良くない。そこで、走行状態の全体から見て軽負荷平地
走行と判断できるまでアシスト比率を小さくする走行モ
ードに移行しないために、ペダル負荷トルクが所定値以
下となった時点より一定時間継続した後に判定すること
によりハンチングを発生させることなくアシスト比率を
小さくする出力制限制御を実現し、航続距離を延ばすこ
とができる。出力制限制御の解除については、乗り手に
ペダリングが重いと感じさせないため瞬時のペダル負荷
検出器１０出力より判断して規定値に移行するように電
動機出力を制御する。
【００１６】図３では通常の制御から出力制限制御へ移
行する際に時間の経過に対して直線的にアシスト比率が
減衰する例で説明したが、制御の容易さと乗り心地の良
さのバランスを考えて様々な移行の仕方が考えられる。
図４にその一部について時間とアシスト比率の特性図を
示す。
行する際に時間の経過に対して直線的にアシスト比率が
減衰する例で説明したが、制御の容易さと乗り心地の良
さのバランスを考えて様々な移行の仕方が考えられる。
図４にその一部について時間とアシスト比率の特性図を
示す。
【００１７】図4（ａ）は出力制限制御への移行時にス
テップ状にアシスト比率を減少させる場合のアシスト比
率特性図である。この場合ステップの数が少ないほど制
御は簡単となるが乗り心地については効果が少ない、逆
にステップの数を多くすると制御は複雑になるが乗り心
地は改善される。
テップ状にアシスト比率を減少させる場合のアシスト比
率特性図である。この場合ステップの数が少ないほど制
御は簡単となるが乗り心地については効果が少ない、逆
にステップの数を多くすると制御は複雑になるが乗り心
地は改善される。
【００１８】図４（ｂ）は出力制限制御への移行時に時
間の経過に対して連続的にアシスト比率を減少させる場
合のアシスト比率特性図である。この場合ステップ状に
アシスト比率を減少させるものに比べてより滑らかに出
力制限制御へ移行できる。
間の経過に対して連続的にアシスト比率を減少させる場
合のアシスト比率特性図である。この場合ステップ状に
アシスト比率を減少させるものに比べてより滑らかに出
力制限制御へ移行できる。
【００１９】図４（ｃ）は出力制限制御への移行時に時
間の経過に対して多段階かつ非直線を含むあるレ−トに
てアシスト比率を減少させる場合のアシスト比率特性図
である。この場合制御は複雑になるが他のパターンに比
べてより滑らかに出力制限制御へ移行できる。
間の経過に対して多段階かつ非直線を含むあるレ−トに
てアシスト比率を減少させる場合のアシスト比率特性図
である。この場合制御は複雑になるが他のパターンに比
べてより滑らかに出力制限制御へ移行できる。
【００２０】以上、図４に示したものは代表例であり、
アシスト比率の可変を非直線を含むあるレートまたは多
段階の組合せにて実施しても良いことは言うまでもな
い。
アシスト比率の可変を非直線を含むあるレートまたは多
段階の組合せにて実施しても良いことは言うまでもな
い。
【００２１】なお、上記の発明の実施例の説明ではペダ
ル負荷トルクのレベルを大・小の２段階としてそれに対
応したアシスト比率で制御するように説明したが、ペダ
ル負荷トルクの大きさを大・中・小の３段階またはそれ
以上に細かく分割されたレベルで検出し、それに応じた
アシスト比率で制御するようにしても同様の効果を得ら
れることは言うまでもない。
ル負荷トルクのレベルを大・小の２段階としてそれに対
応したアシスト比率で制御するように説明したが、ペダ
ル負荷トルクの大きさを大・中・小の３段階またはそれ
以上に細かく分割されたレベルで検出し、それに応じた
アシスト比率で制御するようにしても同様の効果を得ら
れることは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように請求項１
記載の発明によれば、軽負荷走行時に必要以上のアシス
トトルク発生させないのでペダルが足に密着して自然な
ペダリング感が得られるとともに、ペダル負荷の変動に
よってもアシスト比率が滑らかに変化するので運転者は
不自然なショックを感じることがなく自然な走行感が得
られ、かつ同時に電池の消耗を少なくする電気自転車と
することができる。
記載の発明によれば、軽負荷走行時に必要以上のアシス
トトルク発生させないのでペダルが足に密着して自然な
ペダリング感が得られるとともに、ペダル負荷の変動に
よってもアシスト比率が滑らかに変化するので運転者は
不自然なショックを感じることがなく自然な走行感が得
られ、かつ同時に電池の消耗を少なくする電気自転車と
することができる。
【００２３】請求項２に記載の発明は、軽負荷走行では
なくなったと判断した時に直ちに出力制限制御を解除す
るものであり、運転者はペダリングをまったく重いと感
じることなく運転できる。
なくなったと判断した時に直ちに出力制限制御を解除す
るものであり、運転者はペダリングをまったく重いと感
じることなく運転できる。
【図１】本発明の実施例を示す電気自転車の概略構成図
【図２】本発明による電動補助駆動装置の制御ブロック
図
図
【図３】ペダル負荷トルクとそれに対するアシスト比率
の時間による推移を示す特性図
の時間による推移を示す特性図
【図４】（ａ）出力制限制御へステップ状に移行するア
シスト比率特性図 （ｂ）出力制限制御へ直線的に減少して移行するアシス
ト比率特性図 （ｃ）出力制限制御へステップ状かつ連続的に移行する
アシスト比率特性図
シスト比率特性図 （ｂ）出力制限制御へ直線的に減少して移行するアシス
ト比率特性図 （ｃ）出力制限制御へステップ状かつ連続的に移行する
アシスト比率特性図
１ 電動補助駆動装置 ２ メインパイプ ３ サドルパイプ ４ 電池ボックス ５ 後輪 １０ ペダル負荷検出器 １１ マイクロコンピュータ １２ 判定手段 １３ 変更手段 １４ ＰＷＭデューティ計算 １５ パワー部 １６ 電動機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−230758（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−255563（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62M 23/02 B60L 15/20
Claims (2)
- 【請求項１】 人力によってペダル負荷トルクが与えら
れることにより駆動されるペダル駆動装置と、前記ペダ
ル駆動装置に対して並列に設けられ、前記ペダル負荷ト
ルクを検出するペダル負荷検出器と、前記ペダル負荷ト
ルクが少なくとも２つ以上設定された所定のレベル範囲
内に有るかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段
の出力に基づいて一定時間ペダル負荷トルクが小さいレ
ベル範囲内に有ると判定された時のアシストトルクのペ
ダル負荷トルクに対する比率を、ペダル負荷トルクが大
きいレベル範囲内に有ると判定されていた時の比率より
も小さくなるように電動機の出力制限制御を行う制御回
路からなる電動補助駆動装置を備えた電気自転車におい
て、ペダル負荷トルクが小さいレベル範囲内であると判
定された後、アシストトルクのペダル負荷トルクに対す
る比率を時間の経過に対して漸減させることを特徴とす
る電気自転車。 - 【請求項２】 ペダル負荷トルクが小さいレベル範囲内
から大きいレベル範囲内へ移行したと判断された時、直
ちに出力制限制御を解除することを特徴とする請求項１
に記載の電気自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26311597A JP3327181B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 電気自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26311597A JP3327181B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 電気自転車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1199983A JPH1199983A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3327181B2 true JP3327181B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=17385044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26311597A Expired - Lifetime JP3327181B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 電気自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3327181B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1967446B1 (en) * | 2005-12-28 | 2014-02-26 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Motorized assist bicycle |
| JP5602186B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2014-10-08 | マイクロスペース株式会社 | モータ駆動制御装置 |
| CN107097683A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-08-29 | 阿尔特汽车技术股份有限公司 | 电动汽车上坡起步控制方法 |
| JP7060974B2 (ja) * | 2018-02-07 | 2022-04-27 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動補助自転車及びその駆動システム |
| CN113415373B (zh) * | 2021-07-09 | 2022-09-27 | 广东高标电子科技有限公司 | 助力车能量回收方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26311597A patent/JP3327181B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1199983A (ja) | 1999-04-13 |
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