JP2008143330A - Driving force control device for electrically assisted bicycle and electrically assisted bicycle - Google Patents

Driving force control device for electrically assisted bicycle and electrically assisted bicycle Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving force control device for an electrically assisted bicycle and the electrically assisted bicycle capable of extending a cruising distance without changing practical magnitude and occasion of assist driving force to be applied. <P>SOLUTION: When an assist driving force control part 109 determines that the electrically assisted bicycle is travelling on a downslope based on an inclination angle α detected by an inclination angle detecting part 105, the assist driving force ta is lowered comparing with the assist driving force for travelling on a flat road. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、走行路面の傾斜角に応じて電気モータが発生する補助駆動力を変化させる電動補助自転車の駆動力制御装置及び電動補助自転車に関する。   The present invention relates to a driving force control device for a battery-assisted bicycle and a battery-assisted bicycle that change an auxiliary driving force generated by an electric motor in accordance with an inclination angle of a traveling road surface.

従来、乗り手がクランクペダルを漕ぐ力(以下、“人力トルク”と適宜省略する)に応じて電気モータのトルク(以下、“モータトルク”と適宜省略する)を制御し、所定の補助駆動力を発生する電動補助自転車が広く用いられている。   Conventionally, the electric motor torque (hereinafter appropriately abbreviated as “motor torque”) is controlled in accordance with the force with which the rider rides the crank pedal (hereinafter abbreviated as “human torque” as appropriate), and a predetermined auxiliary driving force is obtained. The generated battery-assisted bicycle is widely used.

このような電動補助自転車の駆動力制御装置は、人力トルクを検出し、検出した人力トルクに応じてモータトルクを制御する制御信号を出力する。さらに、電動補助自転車の走行路面の傾斜角を検出し、上り坂における補助駆動力を平坦路よりも大きくする方法も知られている(例えば、特許文献1)。
特開平11−34966号公報(第4頁、第5図)
Such a driving force control device for a battery-assisted bicycle detects human power torque and outputs a control signal for controlling motor torque in accordance with the detected human power torque. Furthermore, a method of detecting an inclination angle of a traveling road surface of a battery-assisted bicycle and increasing an auxiliary driving force on an uphill than a flat road is also known (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-34966 (page 4, FIG. 5)

しかしながら、上述した従来の電動補助自転車の駆動力制御装置には、次のような問題があった。すなわち、電動補助自転車は、電気モータや、電気モータの駆動に用いられるバッテリーの搭載によって一般的な自転車よりも重量が重くなっている。このため、バッテリーに蓄えられている電力の消耗によって補助駆動力が得られない場合、乗り手は、一般的な自転車よりも大きな力でクランクペダルを漕がなければならないといった問題があった。   However, the conventional power assist bicycle driving force control apparatus described above has the following problems. That is, the battery-assisted bicycle is heavier than a general bicycle due to the mounting of an electric motor and a battery used to drive the electric motor. For this reason, when the auxiliary driving force cannot be obtained due to the consumption of the electric power stored in the battery, there is a problem that the rider has to pedal the crank pedal with a larger force than a general bicycle.

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、実用的な補助駆動力の大きさや提供の機会を変えることなく航続距離をさらに延ばすことができる電動補助自転車の駆動力制御装置及び電動補助自転車を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and the driving force control of the battery-assisted bicycle that can further extend the cruising distance without changing the size of the practical auxiliary driving force or the opportunity of providing it. An object is to provide a device and a battery-assisted bicycle.

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第1の特徴は、乗り手がクランク軸(クランク軸40)に連結されたクランクペダル(クランクペダル41)を漕ぐことによって発生する人力トルクを検出する人力トルク検出部(トルク検出部107)と、走行路面(路面R)の傾斜角(傾斜角α)を検出する傾斜角検出部(傾斜角検出部105)と、前記人力トルク検出部によって検出された前記人力トルク、及び前記傾斜角検出部によって検出された前記傾斜角に応じて、電気モータ(電気モータ111)が発生する補助駆動力(補助駆動力ta)を制御する補助駆動力制御部(補助駆動力制御部109)とを備える電動補助自転車(電動補助自転車10)の駆動力制御装置(駆動力制御装置100)であって、前記補助駆動力制御部は、前記傾斜角検出部によって検出された前記傾斜角に基づいて前記電動補助自転車が下り坂を走行していると判定した場合、前記電動補助自転車が平坦路を走行している場合よりも前記補助駆動力を低くすることを要旨とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention has the following features. First, the first feature of the present invention is that a human-powered torque detecting unit (torque detecting unit) detects a human-powered torque generated when a rider runs a crank pedal (crank pedal 41) connected to a crankshaft (crankshaft 40). 107), an inclination angle detection unit (inclination angle detection unit 105) for detecting an inclination angle (inclination angle α) of the traveling road surface (road surface R), the human power torque detected by the human power torque detection unit, and the inclination An auxiliary driving force control unit (auxiliary driving force control unit 109) that controls an auxiliary driving force (auxiliary driving force ta) generated by the electric motor (electric motor 111) according to the inclination angle detected by the angle detection unit; A driving force control device (driving force control device 100) for a battery-assisted bicycle (power-assisted bicycle 10) including the auxiliary driving force control unit detected by the tilt angle detection unit. When it is determined that the battery-assisted bicycle is traveling downhill based on the tilt angle, the assist driving force is made lower than that when the battery-assisted bicycle is traveling on a flat road. And

このような電動補助自転車の駆動力制御装置によれば、電動補助自転車が下り坂を走行していると判定した場合、電動補助自転車が平坦路を走行している場合よりも補助駆動力が低くなる。すなわち、電動補助自転車が下り坂を走行している場合、電気モータが発生するトルク(モータトルク)を低くすることよって、消費電力が抑制される。なお、補助駆動力が低くなるのは電動補助自転車下り坂を走行している場合であるため、乗り手は、補助駆動力の低下による違和感がない。つまり、このような電動補助自転車の駆動力制御装置によれば、実用的な補助駆動力の大きさや機会を変えることなく電動補助自転車の航続距離をさらに延ばすことができる。   According to such a driving force control device for a battery-assisted bicycle, when it is determined that the battery-assisted bicycle is traveling downhill, the power assist bicycle has a lower assist driving force than when the battery-assisted bicycle is traveling on a flat road. Become. That is, when the battery-assisted bicycle is traveling downhill, the power consumption is suppressed by reducing the torque (motor torque) generated by the electric motor. In addition, since the auxiliary driving force is low when the vehicle is traveling on a power-assisted bicycle downhill, the rider does not feel uncomfortable due to a decrease in the auxiliary driving force. That is, according to such a driving force control device for a battery-assisted bicycle, the cruising distance of the battery-assisted bicycle can be further extended without changing the magnitude or opportunity of practical auxiliary driving force.

本発明の第2の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、前記クランク軸の回転速度(クランク軸回転速度VR)を検出するクランク軸回転速度検出部(クランク軸回転速度検出部101)をさらに備え、前記補助駆動力制御部は、前記電動補助自転車が下り坂を走行していると判定した場合、前記クランク軸回転速度検出部によって検出された前記回転速度に基づいて、前記補助駆動力を低くするか否かを決定することを要旨とする。   A second feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, and is a crankshaft rotational speed detector (crankshaft rotational speed detector 101) for detecting the rotational speed of the crankshaft (crankshaft rotational speed VR). The auxiliary driving force control unit further comprises the auxiliary drive based on the rotational speed detected by the crankshaft rotational speed detection unit when it is determined that the battery-assisted bicycle is traveling downhill. The gist is to decide whether or not to lower the force.

本発明の第3の特徴は、本発明の第2の特徴に係り、前記電動補助自転車の走行速度(走行速度V)を検出する走行速度検出部(走行速度検出部103)と、前記傾斜角、前記回転速度、前記走行速度及び前記補助駆動力が少なくとも対応付けられた制御マップを記憶する記憶部(記憶部115)とをさらに備え、前記補助駆動力制御部は、前記電動補助自転車が下り坂を走行していると判定した場合、前記記憶部に記憶された前記制御マップに基づいて前記補助駆動力を制御することを要旨とする。   A third feature of the present invention relates to the second feature of the present invention, and is a travel speed detector (travel speed detector 103) for detecting a travel speed (travel speed V) of the battery-assisted bicycle, and the inclination angle. And a storage unit (storage unit 115) for storing a control map in which at least the rotation speed, the traveling speed, and the auxiliary driving force are associated with each other, and the auxiliary driving force control unit is configured to lower the electric auxiliary bicycle. The gist is to control the auxiliary driving force based on the control map stored in the storage unit when it is determined that the vehicle is traveling on a hill.

本発明の第4の特徴は、路面(路面R)を転動する車輪(前輪20,後輪30)と、前記車輪の方向を操作するハンドル(ハンドル21)と、クランク軸(クランク軸40)と連結されたクランクペダル(クランクペダル41)と、補助駆動力を発生する電気モータ(電気モータ111)と、乗り手が前記クランクペダルを漕ぐことによって発生する人力トルクを検出する人力トルク検出部(トルク検出部107)と、走行路面(路面R)の傾斜角を検出する傾斜角検出部(傾斜角検出部105)と、前記人力トルク検出部によって検出された前記人力トルク、及び前記傾斜角検出部によって検出された前記傾斜角に応じて、前記補助駆動力を制御する補助駆動力制御部(補助駆動力制御部109)とを備える電動補助自転車(電動補助自転車10)であって、前記補助駆動力制御部は、前記傾斜角検出部によって検出された前記傾斜角に基づいて前記電動補助自転車が下り坂を走行していると判定した場合、前記電動補助自転車が平坦路を走行している場合よりも前記補助駆動力を低くすることを要旨とする。   The fourth feature of the present invention is that wheels (front wheels 20, rear wheels 30) that roll on a road surface (road surface R), handles (handles 21) that operate the directions of the wheels, and crankshafts (crankshafts 40). A crank pedal (crank pedal 41) connected to the electric motor, an electric motor (electric motor 111) that generates auxiliary driving force, and a human-power torque detector (torque) that detects human-power torque generated by the rider riding the crank pedal. A detection unit 107), an inclination angle detection unit (inclination angle detection unit 105) for detecting an inclination angle of the traveling road surface (road surface R), the human power torque detected by the human power torque detection unit, and the inclination angle detection unit. A battery-assisted bicycle (power-assisted rotation) including an auxiliary drive force control unit (auxiliary drive force control unit 109) that controls the auxiliary drive force according to the inclination angle detected by the 10) When the auxiliary driving force control unit determines that the battery-assisted bicycle is traveling downhill based on the inclination angle detected by the inclination angle detection unit, the battery-assisted bicycle The gist is to make the auxiliary driving force lower than when traveling on a flat road.

本発明の第5の特徴は、本発明の第2または第3の特徴に係る電動補助自転車の駆動力制御装置を備える電動補助自転車であることを要旨とする。   The fifth feature of the present invention is summarized in that it is a battery-assisted bicycle provided with the driving force control device for the battery-assisted bicycle according to the second or third feature of the present invention.

本発明の特徴によれば、実用的な補助駆動力の大きさや機会を変えることなく航続距離をさらに延ばすことができる電動補助自転車の駆動力制御装置及び電動補助自転車を提供することができる。   According to the features of the present invention, it is possible to provide a driving force control device for an electrically assisted bicycle and an electrically assisted bicycle that can further extend the cruising distance without changing the magnitude and opportunity of practical auxiliary driving force.

次に、本発明に係る電動補助自転車の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。   Next, an embodiment of a battery-assisted bicycle according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions are different from actual ones.

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

(電動補助自転車の構造)
図1は、本実施形態に係る電動補助自転車10の右側面図である。図1に示すように、電動補助自転車10は、路面Rを転動する前輪20及び後輪30を備える二輪車である。また、電動補助自転車10は、ハンドル21、クランク軸40及び駆動力制御装置100を備える。
(Structure of battery-assisted bicycle)
FIG. 1 is a right side view of a battery-assisted bicycle 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the battery-assisted bicycle 10 is a two-wheeled vehicle including a front wheel 20 and a rear wheel 30 that roll on a road surface R. Further, the battery-assisted bicycle 10 includes a handle 21, a crankshaft 40, and a driving force control device 100.

ハンドル21は、乗り手によって把持され、前輪20の方向を操作するために用いられる。クランク軸40には、クランクペダル41が連結される。クランクペダル41を乗り手が漕ぐ力(人力トルク)ことによってクランク軸40が回転し、チェーン42を介して後輪30に駆動力が伝達される。   The handle 21 is gripped by the rider and used to operate the direction of the front wheel 20. A crank pedal 41 is connected to the crankshaft 40. The crankshaft 40 is rotated by the force (human power torque) that the rider rides on the crank pedal 41, and the driving force is transmitted to the rear wheel 30 via the chain 42.

駆動力制御装置100は、クランクペダル41を乗り手が漕ぐ力(人力トルク)に応じて、電気モータ111のトルク(モータトルク)を制御し、所定の補助駆動力taを発生させる。駆動力制御装置100及び電気モータ111は、前輪20の上方に配設されたバッテリー50と接続される。   The driving force control device 100 controls the torque (motor torque) of the electric motor 111 according to the force (manpower torque) that the rider turns the crank pedal 41 to generate a predetermined auxiliary driving force ta. The driving force control device 100 and the electric motor 111 are connected to the battery 50 disposed above the front wheel 20.

(電動補助自転車の駆動力制御装置の機能ブロック構成)
図2は、駆動力制御装置100の機能ブロック構成図である。図2に示すように、駆動力制御装置100は、クランク軸回転速度検出部101、走行速度検出部103、傾斜角検出部105、トルク検出部107、補助駆動力制御部109、電気モータ111、変速ギア部113及び記憶部115を備える。
(Functional block configuration of the driving force control device for the battery-assisted bicycle)
FIG. 2 is a functional block configuration diagram of the driving force control apparatus 100. As shown in FIG. 2, the driving force control device 100 includes a crankshaft rotation speed detection unit 101, a traveling speed detection unit 103, an inclination angle detection unit 105, a torque detection unit 107, an auxiliary driving force control unit 109, an electric motor 111, A transmission gear unit 113 and a storage unit 115 are provided.

クランク軸回転速度検出部101は、クランク軸40のクランク軸回転速度VRを検出する。具体的には、クランク軸回転速度検出部101は、クランク軸回転速度VRを検出するセンサを有し、当該センサが検出したクランク軸回転速度VRを補助駆動力制御部109に出力する。   The crankshaft rotation speed detector 101 detects the crankshaft rotation speed VR of the crankshaft 40. Specifically, the crankshaft rotational speed detector 101 has a sensor that detects the crankshaft rotational speed VR, and outputs the crankshaft rotational speed VR detected by the sensor to the auxiliary driving force controller 109.

走行速度検出部103は、電動補助自転車10の走行速度Vを検出する。具体的には、走行速度検出部103は、後輪30(または前輪20)の回転速度を検出するセンサを有し、当該センサが検出した後輪30の回転速度を補助駆動力制御部109に出力する。なお、補助駆動力制御部109は、走行速度検出部103から出力された後輪30の回転速度に基づいて、電動補助自転車10の走行速度Vを演算する。   The traveling speed detection unit 103 detects the traveling speed V of the battery-assisted bicycle 10. Specifically, the traveling speed detection unit 103 includes a sensor that detects the rotational speed of the rear wheel 30 (or the front wheel 20), and the rotational speed of the rear wheel 30 detected by the sensor is transmitted to the auxiliary driving force control unit 109. Output. The auxiliary driving force control unit 109 calculates the traveling speed V of the battery-assisted bicycle 10 based on the rotational speed of the rear wheel 30 output from the traveling speed detection unit 103.

傾斜角検出部105は、電動補助自転車10が走行する路面R(走行路面)の傾斜角αを検出する。具体的には、傾斜角検出部105は、傾斜角αを検出するセンサを有し、当該センサが検出した傾斜角αを補助駆動力制御部109に出力する。   The inclination angle detection unit 105 detects an inclination angle α of the road surface R (traveling road surface) on which the battery-assisted bicycle 10 travels. Specifically, the tilt angle detection unit 105 includes a sensor that detects the tilt angle α, and outputs the tilt angle α detected by the sensor to the auxiliary driving force control unit 109.

トルク検出部107は、後輪30に伝達される駆動力(駆動トルク)を検出する。具体的には、トルク検出部107は、人力トルク及びモータトルクの合計トルクを検出する。本実施形態において、トルク検出部107は、人力トルク検出部を構成する。   The torque detector 107 detects the driving force (driving torque) transmitted to the rear wheel 30. Specifically, the torque detection unit 107 detects the total torque of human power torque and motor torque. In the present embodiment, the torque detection unit 107 constitutes a human power torque detection unit.

補助駆動力制御部109は、クランクペダル41を乗り手が漕ぐ力(人力トルク)に応じて、電気モータ111のトルク(モータトルク)を制御し、所定の補助駆動力taを発生させる。具体的には、補助駆動力制御部109は、トルク検出部107によって検出された合計トルクに基づいて人力トルクを演算し、演算した人力トルクに応じてモータトルクを制御する制御信号を電気モータ111に出力する。   The auxiliary driving force control unit 109 controls the torque (motor torque) of the electric motor 111 according to the force (manpower torque) that the rider turns the crank pedal 41 to generate a predetermined auxiliary driving force ta. Specifically, the auxiliary driving force control unit 109 calculates human power torque based on the total torque detected by the torque detection unit 107, and outputs a control signal for controlling the motor torque according to the calculated human power torque. Output to.

特に、本実施形態では、補助駆動力制御部109は、人力トルク、及び傾斜角検出部105によって検出された傾斜角αに応じて、補助駆動力taを制御する。具体的には、補助駆動力制御部109は、傾斜角検出部105によって検出された傾斜角αに基づいて電動補助自転車10が下り坂を走行していると判定した場合、電動補助自転車10が平坦路を走行している場合よりも補助駆動力taを低くする。つまり、補助駆動力制御部109は、電動補助自転車10が下り坂を走行している場合、電気モータ111が発生するトルク(モータトルク)を低くし、消費電力を抑制する。   In particular, in the present embodiment, the auxiliary driving force control unit 109 controls the auxiliary driving force ta according to the human power torque and the inclination angle α detected by the inclination angle detection unit 105. Specifically, when the auxiliary driving force control unit 109 determines that the battery-assisted bicycle 10 is traveling on a downhill based on the inclination angle α detected by the inclination angle detection unit 105, the battery-assisted bicycle 10 is The auxiliary driving force ta is made lower than when traveling on a flat road. That is, the auxiliary driving force control unit 109 reduces the torque (motor torque) generated by the electric motor 111 and suppresses power consumption when the battery-assisted bicycle 10 is traveling downhill.

また、補助駆動力制御部109は、電動補助自転車10が下り坂を走行していると判定した場合、クランク軸回転速度検出部101によって検出されたクランク軸回転速度VRに基づいて、補助駆動力taを低くするか否かを決定することができる。つまり、補助駆動力制御部109は、電動補助自転車10が下り坂を走行している場合でも、乗り手がクランクペダル41を所定の速度以上で漕いでいる場合、平坦路と同様の補助駆動力taを発生させる。   Further, when the auxiliary driving force control unit 109 determines that the battery-assisted bicycle 10 is traveling on a downhill, the auxiliary driving force control unit 109 is based on the crankshaft rotation speed VR detected by the crankshaft rotation speed detection unit 101. It can be determined whether or not ta is lowered. In other words, the auxiliary driving force control unit 109, even when the battery-assisted bicycle 10 is traveling downhill, if the rider is scrambling the crank pedal 41 at a predetermined speed or higher, the auxiliary driving force ta similar to that on a flat road. Is generated.

また、本実施形態では、補助駆動力制御部109は、電動補助自転車10が下り坂を走行していると判定した場合、記憶部115に記憶された制御マップに基づいて補助駆動力taを制御する。   In the present embodiment, the auxiliary driving force control unit 109 controls the auxiliary driving force ta based on the control map stored in the storage unit 115 when it is determined that the battery-assisted bicycle 10 is traveling downhill. To do.

ここで、図4は、記憶部115に記憶される制御マップの一例を示す。図4に示すように、制御マップでは、傾斜角α(下り方向)、クランク軸回転速度V、走行速度V及び補助駆動力tが対応付けられる。 Here, FIG. 4 shows an example of a control map stored in the storage unit 115. As shown in FIG. 4, in the control map, the inclination angle alpha (downlink), the crankshaft rotation speed V R, the traveling speed V and the auxiliary driving force t a is associated.

図4に示す例では、平坦路の走行時に用いられる制御マップM11〜M13、及び下り坂の走行時に用いられる制御マップM21が設定されている。制御マップM21では、傾斜角αの値が下り坂を示す場合(所定の大きさ以上の負の値である場合)、制御マップM11〜M13と比較して、補助駆動力taが減らされている。また、制御マップM11〜M13は、電動補助自転車10のユーザによって選択できるようにしてもよい。   In the example shown in FIG. 4, a control map M11 to M13 used when traveling on a flat road and a control map M21 used when traveling on a downhill are set. In the control map M21, when the value of the inclination angle α indicates a downhill (a negative value greater than or equal to a predetermined magnitude), the auxiliary driving force ta is reduced compared to the control maps M11 to M13. . The control maps M11 to M13 may be selected by the user of the battery-assisted bicycle 10.

補助駆動力制御部109は、クランク軸回転速度検出部101によって検出されたクランク軸回転速度Vに基づいて、制御マップM21を用いるか否かを判定する。具体的には、補助駆動力制御部109は、クランク軸回転速度Vの変化量が所定の大きさ以上の場合、制御マップM21を用いる。 Auxiliary driving force control unit 109, based on the crankshaft rotation speed V R detected by the crankshaft rotation speed detection unit 101 determines whether or not using the control map M21. Specifically, the auxiliary driving force control unit 109, when the variation of the crankshaft rotation speed V R is equal to or greater than a predetermined size, using the control map M21.

なお、制御マップには、傾斜角α、クランク軸回転速度VR、走行速度V及び補助駆動力taに加えて、トルク検出部107によって検出された人力トルクを対応付けてもよい。   In addition to the inclination angle α, the crankshaft rotation speed VR, the traveling speed V, and the auxiliary driving force ta, the control map may be associated with human torque detected by the torque detection unit 107.

電気モータ111は、補助駆動力制御部109から出力された制御信号に基づいて、補助駆動力taを発生する。電気モータ111は、チェーン42と係合しており、チェーン42を介して後輪30に補助駆動力taが伝達される。   The electric motor 111 generates the auxiliary driving force ta based on the control signal output from the auxiliary driving force control unit 109. The electric motor 111 is engaged with the chain 42, and the auxiliary driving force ta is transmitted to the rear wheel 30 via the chain 42.

変速ギア部113は、電気モータ111の回転速度を変速する。具体的には、変速ギア部113は、電気モータ111の回転速度を減速する。なお、変速ギア部113は、減速比の異なる複数のギアで構成してもよい。   The transmission gear unit 113 changes the rotation speed of the electric motor 111. Specifically, the transmission gear unit 113 decelerates the rotation speed of the electric motor 111. The transmission gear unit 113 may be composed of a plurality of gears having different reduction ratios.

記憶部115は、図4に示した制御マップを記憶する。具体的には、記憶部115は、不揮発性のRAMによって構成される。   The storage unit 115 stores the control map shown in FIG. Specifically, the storage unit 115 is configured by a nonvolatile RAM.

(電動補助自転車の駆動力制御装置の動作)
次に、駆動力制御装置100の動作について説明する。具体的には、電動補助自転車10が下り坂を走行していると判定した場合、電動補助自転車10が平坦路を走行している場合よりも補助駆動力taを低くする動作について説明する。
(Operation of the driving force control device for a battery-assisted bicycle)
Next, the operation of the driving force control apparatus 100 will be described. Specifically, an operation for lowering the auxiliary driving force ta when it is determined that the battery-assisted bicycle 10 is traveling on a downhill compared to when the battery-assisted bicycle 10 is traveling on a flat road will be described.

図3は、駆動力制御装置100の動作フロー図である。図3に示すように、ステップS10において、駆動力制御装置100は、人力トルクを検出する。具体的には、駆動力制御装置100は、トルク検出部107が検出した人力トルク及びモータトルクの合計トルクに基づいて人力トルクを演算する。   FIG. 3 is an operation flowchart of the driving force control apparatus 100. As shown in FIG. 3, in step S10, the driving force control device 100 detects human power torque. Specifically, the driving force control apparatus 100 calculates the human power torque based on the total torque of the human power torque and the motor torque detected by the torque detection unit 107.

ステップS20において、駆動力制御装置100は、電動補助自転車10が走行する路面Rの傾斜角αを検出する。ステップS30において、駆動力制御装置100は、クランク軸回転速度VRを検出する。ステップS40において、駆動力制御装置100は、走行速度Vを検出する。なお、ステップS10〜S40の処理は、時系列ではなく、同時に実行されても構わない。   In step S20, the driving force control apparatus 100 detects the inclination angle α of the road surface R on which the battery-assisted bicycle 10 travels. In step S30, the driving force control apparatus 100 detects the crankshaft rotation speed VR. In step S40, the driving force control apparatus 100 detects the traveling speed V. Note that the processing in steps S10 to S40 may be executed simultaneously instead of in time series.

ステップS50において、駆動力制御装置100は、検出した傾斜角αに基づいて、電動補助自転車10が下り坂を走行中であるか否かを判定する。なお、駆動力制御装置100は、傾斜角αに加え、走行速度Vが所定の値以上の場合、下り坂を走行中であると判定してもよい。   In step S50, the driving force control apparatus 100 determines whether or not the battery-assisted bicycle 10 is traveling downhill based on the detected inclination angle α. In addition to the inclination angle α, the driving force control apparatus 100 may determine that the vehicle is traveling on a downhill when the traveling speed V is equal to or greater than a predetermined value.

電動補助自転車10が下り坂を走行中である場合(ステップS50のYES)、ステップS60において、駆動力制御装置100は、制御マップを参照する。具体的には、駆動力制御装置100は、検出した傾斜角α及びクランク軸回転速度Vに基づいて、下り坂の走行時に用いられる制御マップM21(図4参照)を用いるか否かを判定する。ここでは、制御マップM21が選択されたものとする。 When the battery-assisted bicycle 10 is traveling downhill (YES in step S50), in step S60, the driving force control device 100 refers to the control map. Specifically, the driving force control device 100, based on the detected inclination angle α and the crankshaft rotation speed V R, determining whether to use the control map used at the time of traveling downhill M21 (see FIG. 4) To do. Here, it is assumed that the control map M21 is selected.

ステップS70において、駆動力制御装置100は、参照した制御マップM21に基づいて、補助駆動力taを低くする必要があるか否かを判定する。   In step S70, the driving force control apparatus 100 determines whether or not the auxiliary driving force ta needs to be reduced based on the referenced control map M21.

補助駆動力taを低くする必要がある場合(ステップS70のYES)、ステップS80において、駆動力制御装置100は、補助駆動力taを低くする。具体的には、駆動力制御装置100は、電気モータ111のトルク(モータトルク)を、電動補助自転車10が平坦路を走行している場合よりも低くする。   When it is necessary to reduce the auxiliary driving force ta (YES in step S70), in step S80, the driving force control device 100 decreases the auxiliary driving force ta. Specifically, the driving force control device 100 makes the torque (motor torque) of the electric motor 111 lower than when the battery-assisted bicycle 10 is traveling on a flat road.

(作用・効果)
駆動力制御装置100によれば、電動補助自転車10が下り坂を走行していると判定した場合、電動補助自転車10が平坦路を走行している場合よりも補助駆動力taが低くなる。すなわち、電動補助自転車10が下り坂を走行している場合、電気モータ111が発生するトルク(モータトルク)を低くすることよって、消費電力が抑制される。なお、補助駆動力taが低くなるのは電動補助自転車10が下り坂を走行している場合であるため、乗り手は、補助駆動力taの低下による違和感がない。つまり、駆動力制御装置100によれば、実用的な補助駆動力taの大きさや機会を変えることなく電動補助自転車10の航続距離をさらに延ばすことができる。
(Action / Effect)
According to the driving force control apparatus 100, when it is determined that the battery-assisted bicycle 10 is traveling on a downhill, the assist driving force ta is lower than that when the battery-assisted bicycle 10 is traveling on a flat road. That is, when the battery-assisted bicycle 10 is traveling on a downhill, power consumption is suppressed by reducing the torque (motor torque) generated by the electric motor 111. Note that the auxiliary driving force ta is low when the battery-assisted bicycle 10 is traveling downhill, so that the rider does not feel uncomfortable due to the decrease in the auxiliary driving force ta. That is, according to the driving force control apparatus 100, the cruising distance of the battery-assisted bicycle 10 can be further extended without changing the magnitude or opportunity of the practical auxiliary driving force ta.

さらに、電気モータ111による消費電力が抑制されるため、より小型、軽量なバッテリー50を用いることができる。また、電気モータ111による消費電力が抑制されるため、バッテリー50の消耗状態に応じて乗り手が通常モード(パワーモード)と省電力モードとを切り替えるモード切替部を設ける必要がない。   Furthermore, since power consumption by the electric motor 111 is suppressed, a smaller and lighter battery 50 can be used. Further, since power consumption by the electric motor 111 is suppressed, it is not necessary for the rider to provide a mode switching unit that switches between the normal mode (power mode) and the power saving mode according to the exhausted state of the battery 50.

本実施形態では、駆動力制御装置100は、クランク軸回転速度VRに基づいて、補助駆動力taを低くするか否かを決定することができる。具体的には、電動補助自転車10が下り坂を走行している場合でも、乗り手がクランクペダル41を所定の速度以上で漕いでいる場合、平坦路と同様の補助駆動力taを発生させることができる。   In the present embodiment, the driving force control apparatus 100 can determine whether or not to reduce the auxiliary driving force ta based on the crankshaft rotational speed VR. Specifically, even when the battery-assisted bicycle 10 is traveling downhill, if the rider is stroking the crank pedal 41 at a predetermined speed or higher, the same auxiliary driving force ta as that on a flat road can be generated. it can.

つまり、電動補助自転車10が下り坂を走行している場合でも、乗り手が補助駆動力taを必要としている場合には、平坦路と同様の補助駆動力taを発生させることができる。   That is, even when the battery-assisted bicycle 10 is traveling downhill, if the rider needs the auxiliary driving force ta, the auxiliary driving force ta similar to that on a flat road can be generated.

本実施形態では、駆動力制御装置100は、記憶部115に記憶された制御マップに基づいて補助駆動力taを制御する。このため、記憶部115に記憶される制御マップの内容を書き換えることによって、容易に補助駆動力taの制御パターンを変更することができる。   In the present embodiment, the driving force control device 100 controls the auxiliary driving force ta based on the control map stored in the storage unit 115. For this reason, the control pattern of the auxiliary driving force ta can be easily changed by rewriting the contents of the control map stored in the storage unit 115.

(その他の実施形態)
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the contents of the present invention have been disclosed through the embodiments of the present invention as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、上述した実施形態では、不揮発性のRAMによって構成される記憶部115制御マップが記憶されていたが、記憶部115をROMによって構成してもよい。また、上述した実施形態では、前輪20と後輪30とを備える二輪車を例として説明したが、本発明は、二輪車以外の電動補助自転車、例えば三輪を備える電動補助自転車にも勿論適用することができる。   For example, in the embodiment described above, the storage unit 115 control map configured by a nonvolatile RAM is stored, but the storage unit 115 may be configured by a ROM. In the above-described embodiment, the two-wheeled vehicle including the front wheel 20 and the rear wheel 30 has been described as an example. However, the present invention is naturally applicable to a power-assisted bicycle other than the two-wheeled vehicle, for example, a power-assisted bicycle including three wheels. it can.

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments that are not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の実施形態に係る電動補助自転車の右側面図である。1 is a right side view of a battery-assisted bicycle according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る駆動力制御装置の機能ブロック構成図である。It is a functional block block diagram of the driving force control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る駆動力制御装置の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart of the driving force control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る駆動力制御装置において用いられる制御マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control map used in the driving force control apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…電動補助自転車、20…前輪、21…ハンドル、30…後輪、40…クランク軸、41…クランクペダル、42…チェーン、50…バッテリー、100…駆動力制御装置、101…クランク軸回転速度検出部、103…走行速度検出部、105…傾斜角検出部、107…トルク検出部、109…補助駆動力制御部、111…電気モータ、113…変速ギア部、115…記憶部、M11〜M13,M21…制御マップ、R…路面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric assistance bicycle, 20 ... Front wheel, 21 ... Handle, 30 ... Rear wheel, 40 ... Crankshaft, 41 ... Crank pedal, 42 ... Chain, 50 ... Battery, 100 ... Driving force control apparatus, 101 ... Crankshaft rotational speed Detecting unit 103 ... Traveling speed detecting unit 105 ... Inclination angle detecting unit 107 ... Torque detecting unit 109 ... Auxiliary driving force control unit 111 ... Electric motor 113 ... Transmission gear unit 115 ... Storage unit M11-M13 , M21 ... control map, R ... road surface

Claims (5)

乗り手がクランク軸に連結されたクランクペダルを漕ぐことによって発生する人力トルクを検出する人力トルク検出部と、
走行路面の傾斜角を検出する傾斜角検出部と、
前記人力トルク検出部によって検出された前記人力トルク、及び前記傾斜角検出部によって検出された前記傾斜角に応じて、電気モータが発生する補助駆動力を制御する補助駆動力制御部と
を備える電動補助自転車の駆動力制御装置であって、
前記補助駆動力制御部は、前記傾斜角検出部によって検出された前記傾斜角に基づいて前記電動補助自転車が下り坂を走行していると判定した場合、前記電動補助自転車が平坦路を走行している場合よりも前記補助駆動力を低くする電動補助自転車の駆動力制御装置。
A human torque detector for detecting a human torque generated by a rider stroking a crank pedal connected to the crankshaft;
An inclination angle detector for detecting the inclination angle of the road surface;
And an auxiliary driving force control unit that controls an auxiliary driving force generated by an electric motor in accordance with the human torque detected by the human torque detection unit and the inclination angle detected by the inclination angle detection unit. A driving force control device for an auxiliary bicycle,
When the auxiliary driving force control unit determines that the battery-assisted bicycle is traveling downhill based on the inclination angle detected by the inclination angle detection unit, the battery-assisted bicycle travels on a flat road. A driving force control device for a battery-assisted bicycle that makes the auxiliary driving force lower than that of the case.
前記クランク軸の回転速度を検出するクランク軸回転速度検出部をさらに備え、
前記補助駆動力制御部は、前記電動補助自転車が下り坂を走行していると判定した場合、前記クランク軸回転速度検出部によって検出された前記回転速度に基づいて、前記補助駆動力を低くするか否かを決定する請求項1に記載の電動補助自転車の駆動力制御装置。
A crankshaft rotation speed detector for detecting the rotation speed of the crankshaft;
The auxiliary driving force control unit reduces the auxiliary driving force based on the rotation speed detected by the crankshaft rotation speed detection unit when it is determined that the battery-assisted bicycle is traveling on a downhill. The driving force control device for a battery-assisted bicycle according to claim 1, which determines whether or not.
前記電動補助自転車の走行速度を検出する走行速度検出部と、
前記傾斜角、前記回転速度、前記走行速度及び前記補助駆動力が少なくとも対応付けられた制御マップを記憶する記憶部と
をさらに備え、
前記補助駆動力制御部は、前記電動補助自転車が下り坂を走行していると判定した場合、前記記憶部に記憶された前記制御マップに基づいて前記補助駆動力を制御する請求項2に記載の電動補助自転車の駆動力制御装置。
A traveling speed detector for detecting the traveling speed of the battery-assisted bicycle;
A storage unit that stores a control map in which at least the inclination angle, the rotation speed, the traveling speed, and the auxiliary driving force are associated;
The auxiliary driving force control unit controls the auxiliary driving force based on the control map stored in the storage unit when it is determined that the battery-assisted bicycle is traveling on a downhill. Drive assist control device for electric assist bicycles.
路面を転動する車輪と、
前記車輪の方向を操作するハンドルと、
クランク軸と連結されたクランクペダルと、
補助駆動力を発生する電気モータと、
乗り手が前記クランクペダルを漕ぐことによって発生する人力トルクを検出する人力トルク検出部と、
走行路面の傾斜角を検出する傾斜角検出部と、
前記人力トルク検出部によって検出された前記人力トルク、及び前記傾斜角検出部によって検出された前記傾斜角に応じて、前記補助駆動力を制御する補助駆動力制御部と
を備える電動補助自転車であって、
前記補助駆動力制御部は、前記傾斜角検出部によって検出された前記傾斜角に基づいて前記電動補助自転車が下り坂を走行していると判定した場合、前記電動補助自転車が平坦路を走行している場合よりも前記補助駆動力を低くする電動補助自転車。
Wheels rolling on the road surface,
A handle for operating the direction of the wheel;
A crank pedal coupled to the crankshaft;
An electric motor that generates auxiliary driving force;
A human-power torque detecting unit for detecting a human-power torque generated by a rider riding the crank pedal;
An inclination angle detector for detecting the inclination angle of the road surface;
An electric auxiliary bicycle comprising: an auxiliary driving force control unit that controls the auxiliary driving force according to the human power torque detected by the human power torque detection unit and the inclination angle detected by the inclination angle detection unit. And
When the auxiliary driving force control unit determines that the battery-assisted bicycle is traveling downhill based on the inclination angle detected by the inclination angle detection unit, the battery-assisted bicycle travels on a flat road. A battery-assisted bicycle that reduces the auxiliary driving force compared to the case where the vehicle is operated.
請求項2または3の何れかの電動補助自転車の駆動力制御装置を備える電動補助自転車。   An electrically assisted bicycle comprising the drive force control device for an electrically assisted bicycle according to claim 2.
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