JP7285451B2 - Electric bicycle - Google Patents
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Description
本発明は、電動自転車に関する。 The present invention relates to electric bicycles.
従来、電動モータを備え、押し歩き時に電動モータの補助駆動力の発揮を可能とした電動自転車が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この電動自転車によれば、ユーザが電動自転車の押し歩き操作手段を操作することにより、押し歩き時に電動モータによる補助駆動力を得ることが可能である。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric bicycle has been disclosed that includes an electric motor and is capable of exerting an auxiliary driving force of the electric motor when walking (for example, see Patent Document 1). According to this electric bicycle, it is possible for the user to operate the push-walking operation means of the electric bicycle to obtain auxiliary driving force from the electric motor during push-walking.
ところで、押し歩きモードを備えた電動自転車では、ユーザが押し歩き操作手段を操作することで補助駆動力が生じ、電動自転車が所定速度まで加速する。このため、ユーザが電動自転車に乗車した状態でも、押し歩き操作手段を操作すれば押し歩き用の補助駆動力が発生してしまうので、法規上、自転車として認められないおそれがある。 By the way, in an electric bicycle equipped with a push-walking mode, the user operates the push-walking operation means to generate an auxiliary driving force, thereby accelerating the electric bicycle to a predetermined speed. Therefore, even when the user is riding the electric bicycle, if the push-walking operation means is operated, an auxiliary driving force for push-walking will be generated.
本発明は、ユーザが電動自転車に乗車した状態では押し歩き用の補助駆動力を発生させない電動自転車を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electric bicycle that does not generate an auxiliary drive force for pushing while the user is riding the electric bicycle.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電動自転車は、電動モータを備えた電動自転車であって、ペダルへの踏力に基づく人力駆動力に、電動モータによる第一補助駆動力を付加して走行する第一モードと、電動モータによる第二補助駆動力を車体への押力に付加して押し歩く、又は第二補助駆動力を付加して自走させる第二モードとを切り替えて実行する制御部と、第二モードを実行するための信号を受け付ける受付部と、車体のロール角を検出するロール角検出部と、を備え、制御部は、受付部が信号を受け付けた際に、ロール角検出部が検出した車体のロール角の絶対値が所定範囲を超えた場合には、第二モードの実行を許可し、当該ロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合には、第二モードの実行を禁止する。 In order to achieve the above object, an electric bicycle according to one aspect of the present invention is an electric bicycle including an electric motor, in which a first auxiliary driving force by the electric motor is added to a human-powered driving force based on a force applied to a pedal. and a second mode in which the vehicle is pushed by adding the second auxiliary driving force of the electric motor to the pushing force on the vehicle body, or in which the second auxiliary driving force is added and the vehicle is self-propelled. A control unit that executes the second mode, a reception unit that receives a signal for executing the second mode, and a roll angle detection unit that detects the roll angle of the vehicle body. , when the absolute value of the roll angle of the vehicle body detected by the roll angle detection unit exceeds a predetermined range, execution of the second mode is permitted, and when the absolute value of the roll angle is within the predetermined range, inhibits execution of the second mode.
本発明によれば、ユーザが電動自転車に乗車した状態では押し歩き用の補助駆動力を発生させない電動自転車を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electric bicycle that does not generate auxiliary driving force for pushing while the user is riding the electric bicycle.
以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below is a specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement and connection of components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in independent claims representing the highest level concept of the present invention will be described as optional constituent elements.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 Each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, scales and the like do not necessarily match in each drawing. Moreover, in each figure, the same code|symbol is attached|subjected about the substantially same structure, and the overlapping description is abbreviate|omitted or simplified.
また、以下の説明において、「前方」とは、電動自転車の走行時の進行方向であり、「後方」とはその反対方向である。具体的には、電動自転車のサドルに対してハンドル側が「前方」である。「左右方向」は、前後方向に対して直交する方向であり、「上下方向」は、前後方向及び左右方向に直交する方向である。本実施の形態では、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向として説明する場合もある。X軸方向周りの回転はローリング運動であり、その回転角をロール角とする。Y軸方向周りの回転はピッチング運動であり、その回転角をピッチ角とする。Z軸方向周りの回転はヨーイング運動であり、その回転角をヨー角とする。ロール角及びピッチ角はZ軸を基準軸(ゼロ)とし、ヨー角はX軸を基準軸とする。 In the following description, "forward" is the direction in which the electric bicycle travels, and "backward" is the opposite direction. Specifically, the handle side is "forward" with respect to the saddle of the electric bicycle. The “horizontal direction” is a direction perpendicular to the front-rear direction, and the “vertical direction” is a direction perpendicular to the front-rear direction and the left-right direction. In this embodiment, the front-rear direction may be described as the X-axis direction, the left-right direction as the Y-axis direction, and the vertical direction as the Z-axis direction. Rotation around the X-axis direction is rolling motion, and the rotation angle is the roll angle. Rotation around the Y-axis direction is a pitching motion, and the angle of rotation is called a pitch angle. Rotation around the Z-axis direction is yawing motion, and the rotation angle is the yaw angle. The Z-axis is used as a reference axis (zero) for the roll angle and the pitch angle, and the X-axis is used as the reference axis for the yaw angle.
[構成]
まず、実施の形態に係る電動自転車1の構成について説明する。図1は、実施の形態に係る電動自転車1を示す側面図である。
[composition]
First, the configuration of the
電動自転車1は、第一モードと、第二モードとを有する。第一モードは、例えばアシストモードであり、ペダル17へのユーザの踏力に基づく車体10の前進を補助する。第二モードには、例えば押し歩きモード又は自走モードが含まれる。押し歩きモードでは、ユーザが電動自転車1を押して歩くときに、ユーザによる車体10を前へ押す力に基づいて、車体10の前進が補助される。自走モードでは、電動自転車1を支えながら進むときの車体10の前進が補助される。
The
電動自転車1は、車体10と、車体10に取り付けられたモータ駆動ユニット20と、操作部40と、バッテリー50と、前照灯60と、クランク回転センサ31と、踏力センサ33と、電流センサ130と、車速センサ243と、変速段計測部70とを備える。
The
車体10は、フレーム11と、前輪12と、後輪13と、ハンドル14と、サドル15と、クランク16と、ペダル17と、スプロケット18と、チェーン19とを備える。
The
フレーム11は、ヘッドパイプ111と、メインフレーム112と、立パイプ113と、フォーク114と、チェーンステー115とを備える。ヘッドパイプ111は、前輪12を支持するフォーク114及びハンドル14を、ヘッドパイプ111の軸を中心に回転自在に支持する。ハンドル14を左右に回すことで、フォーク114に支持された前輪12の向きを左右に回転させることができる。
The
メインフレーム112は、ヘッドパイプ111と立パイプ113とを連結する部分である。メインフレーム112の下端部には、クランク16及びモータ駆動ユニット20が取り付けられている。本実施の形態に係る電動自転車1は、クランク16とモータ駆動ユニット20とが一体化された、いわゆるセンターユニット方式の電動自転車1である。
The
立パイプ113は、サドル15を着脱自在に支持する。具体的には、立パイプ113には、サドル15を支持するシートポスト151が挿入されて固定される。本実施の形態では、立パイプ113に、バッテリー50が着脱可能に取り付けられている。
The standing
フォーク114は、前輪12を回転自在に支持する。前輪12を支持するフォーク114には、前照灯60が取り付けられている。チェーンステー115は、後輪13を回転自在に支持する。
The
図2は、実施の形態に係る電動自転車1のハンドル14及び操作部40の斜視図である。図2に示すように、ハンドル14には、一対のグリップ141及びブレーキレバー142が左右に設けられている。一対のグリップ141は、ユーザが適切な姿勢で乗車した場合に、手で握られる部分である。また、一対のグリップ141は、ユーザが電動自転車1を押して又は支えて歩く際にも手で握られて、前方への押力を受ける。一対のグリップ141の少なくとも一方には、握る力又は押力を検知するグリップセンサが設けられていてもよい。
FIG. 2 is a perspective view of the
一対のブレーキレバー142は、前輪12及び後輪13の各々に取り付けられた、図示しないブレーキ装置の動作レバーである。ユーザが一方のブレーキレバー142を操作することで、前輪12に取り付けられたブレーキ装置が駆動され、前輪12に対して機械的な制動力を与える。ユーザが他方のブレーキレバー142を操作することで、後輪13に取り付けられたブレーキ装置が駆動され、後輪13に対して機械的な制動力を与える。
A pair of
一対のブレーキレバー142の一方(本実施の形態では左側のブレーキレバー142)の近傍には、操作部40が設けられている。操作部40は、前照灯60を点灯させるライトスイッチ(図示省略)、電源スイッチ41(図3参照)等を備えた端末装置である。また、操作部40は、機械式の手動スイッチ42を備えている。なお、手動スイッチ42の設置箇所は適宜変更可能である。手動スイッチ42は、第二モードを実行するための押し歩き操作を受け付ける。手動スイッチ42は、例えばモーメンタリ型のスイッチである。具体的には、ユーザによって手動スイッチ42が押下されている期間には、操作部40は、手動スイッチ42から発せられた、第二モードを実行するための信号(第二モードオン信号)を受け付け、当該第二モードオン信号を制御装置22(後述)に出力し続ける。つまり、操作部40は、第二モードを実行するための信号を受け付ける受付部の一例である。
An
一方、手動スイッチ42が押下されていない期間には、操作部40は、第二モードオン信号を制御装置22に出力しない。
On the other hand, the
図1に示すように、クランク16は、クランク軸161と、一対のクランクアーム162とを有する。クランクアーム162は、メインフレーム112の両側に1つずつ設けられており、左右方向に延びるクランク軸161の両端に固定されている。クランクアーム162の一方端がクランク軸161に固定され、他方端には、ペダル17が回転自在に固定されている。ペダル17に踏力が加えられた場合、クランクアーム162がクランク軸161を中心に回転し、当該回転による人力駆動力がスプロケット18及びチェーン19を介して後輪13に伝達される。第一モードで動作する場合には、踏力に基づく人力駆動力と、当該人力駆動力に付加された電動モータ21による第一補助駆動力とが後輪13に伝達される。
As shown in FIG. 1 , the
モータ駆動ユニット20は、電動モータ21及び制御装置22が、樹脂製又は金属製の筐体に収納されてユニット化されている。
The
電動モータ21は、制御装置22による制御に基づいて、バッテリー50からの電力を受けて駆動する。電動モータ21の回転トルクは後輪13のスプロケットに伝達されて、後輪13が回転する。回転トルクは、第一補助駆動力及び第二補助駆動力を意味する。また、電動モータ21は、モータ出力を出さない非駆動時に回生電力を発生させてバッテリー50を充電する回生動作を行うことができ、回生ブレーキとして作動することができる。
The
電動モータ21は、第一補助駆動力及び第二補助駆動力となるモータである。電動モータ21は、第一モードを実行中に、ペダル17への踏力に基づく人力駆動力に、第一補助駆動力を付加する。また、電動モータ21は、第二モードを実行中に、電動自転車1に対する押して又は支えて歩く力に、第二補助駆動力を付加する。
The
図3は、実施の形態に係る電動自転車1の制御構成を示すブロック図である。図3に示すように、制御装置22は、クランク回転センサ31、踏力センサ33、電流センサ130、車速センサ243、変速段計測部70、角度センサ156などのセンサによるセンシング情報に基づいて、電動モータ21の動作、つまり、適切な第一補助駆動力及び第二補助駆動力を付与するための電動モータ21の出力を制御する。本実施の形態では、制御装置22は、モータ駆動ユニット20の筐体の内部に収納されているが、これに限らない。制御装置22は、モータ駆動ユニット20とは別体で設けられていてもよい。
FIG. 3 is a block diagram showing the control configuration of the
制御装置22は、例えば、マイコン(マイクロコントローラ)などで実現され、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどで構成されている。あるいは、制御装置22は、専用の電子回路で実現されてもよい。
The
制御装置22には、電動モータ21、クランク回転センサ31、踏力センサ33、電流センサ130、車速センサ243、変速段計測部70、電源スイッチ41、操作部40、バッテリー50、角度センサ156及び前照灯60が接続されている。制御装置22には、各スイッチに対する操作信号、及び、各センサによる検出結果が入力される。
The
クランク回転センサ31及び踏力センサ33は、クランク軸161の近傍に配置されている。電流センサ130は、電動モータ21の回転軸の近傍に配置されている。
The
クランク回転センサ31は、単位時間当たりのクランク16の回転数を検出することができる。クランク回転センサ31は、歯車状の回転体と、回転体の歯を挟むように配置された光出射部と受光部とを有する光検出器とを有することで実現する。なお、クランク回転センサ31は、クランク16の回転数を検出することができれば如何なる構成でもよい。
The
電流センサ130は、電動モータ21に流れる電流値を算出する回路であり、電流値を示す電流情報を出力する。電流センサ130は、モータ回転センサ32と、モータトルクセンサ131とを有する。電流センサ130は、モータ回転センサ32が検知した単位時間当たりの電動モータ21の回転数と、モータトルクセンサ131が検知した電動モータ21のトルクとを用いて電流値を算出する。なお、電流値の算出は、モータ回転センサ32、及びモータトルクセンサ131がそれぞれ単独でも行うことが可能である。このため、電流値の算出には、モータ回転センサ32、及びモータトルクセンサ131の両方を必ず用いる必要はない。
The
モータ回転センサ32は、電動モータ21の回転軸と一体的に回転する磁石と、ホールICとを有する。ホールICは、磁石の回転に応じて変化する磁界の変化を検出することで、単位時間当たりの磁石の回転数、すなわち、電動モータ21の回転数を検出する。なお、モータ回転センサ32は、電動モータ21の回転数を検出することができればいかなる構成でもよい。
The
モータトルクセンサ131は、電動モータ21のトルクを検出することができる。モータトルクセンサ131は、例えば磁歪式、歪みゲージ式、光学式等のトルクセンサであるが、これに限定されず、電動モータ21のトルクを検出することができればいかなる構成でもよい。
A
踏力センサ33は、磁歪式のトルクセンサであり、ペダル17への人力駆動力に基づいてクランク軸161が回転することにより発生する人力駆動力を検出する。踏力センサ33は、コイルと、磁歪発生部とを有する。例えば、ペダル17に踏力が加えられて人力駆動力が発生した場合に、磁歪発生部に歪みが発生する。磁歪発生部には、透磁率が増加する部位と減少する部位とが発生する。このコイルのインダクタンス差を検出することで、人力駆動力を検出する。なお、踏力センサ33の構成は特に限定されず、ペダル17への人力駆動力が検出できればいかなる構成でもよい。人力駆動力は、踏力と同義である。
The pedaling
車速センサ243は、例えば、フォーク114の下端部に設けられている。車速センサ243は、前輪12の回転から電動自転車1の走行速度を検出し、走行速度を示す速度情報を制御装置22に送信する。車速センサ243は、例えば、速度センサ等である。車速センサ243は、電動自転車1の走行速度に関する速度情報を制御装置22に出力する。速度センサは、例えば、ホイルセンサなどであってもよいが、対地速度により算出するサイクルコンピュータであってもよく、電動自転車1の速度を検知することができればいかなる構成でもよい。
The
変速段計測部70は、後輪13の変速段を計測し、変速段を示す情報を制御装置22へ送信する。変速段の計測は、例えば、変速段切替装置が出力する変速段を示す情報を制御部221に出力することで実現してもよい。
The gear
角度センサ156は、車体10のロール角、ピッチ角及びヨー角を検出するセンサである。つまり、角度センサ156は、本発明に係るロール角検出部の一例であり、ピッチ角検出部の一例でもある。具体的には、角度センサ156としては、ジャイロセンサ、加速度センサ、三軸角度センサなどが挙げられる。角度センサ156の設置箇所は如何様でもよいが、配線の短縮化、回路構成のコンパクト化等の観点から、制御装置22をなす制御基板上に設置されていることが好ましい。
The
制御装置22は、バッテリー50から供給される電力を、電動モータ21及び前照灯60に供給する。
The
制御装置22は、制御部221を有する。制御部221は、電動自転車1の動作モードに応じて、電動モータ21を駆動する。具体的には、制御部221は、第一モードと第二モードとを有し、第一モードと第二モードとを切り替えて実行する。
The
第一モードの一例であるアシストモードは、ペダル17への踏力に基づく人力駆動力に、電動モータ21による第一補助駆動力を付加して走行するモードである。アシストモードは、電源スイッチ41が押下されて電源がオンされた後、ユーザが電動自転車1に乗車している場合に実行される。具体的には、アシストモードは、踏力センサ33で検知したペダル17への踏力が所定の閾値より大きい場合に実行される。
The assist mode, which is an example of the first mode, is a mode in which the vehicle travels by adding a first auxiliary driving force from the
第二モードは、車体10への押力に、電動モータ21による第二補助駆動力を付加して押し歩く、又は第二補助駆動力を付加して自走させるモード(押し歩きモード又は自走モード)を有する。つまり、押し歩きモードは、電源がオン状態で、ユーザが電動自転車1を押し歩く際に、電動モータ21による第二補助駆動力を車体10に付加するモードである。押し歩きモードは、ユーザが電動自転車1に乗車しておらず、電動自転車1の車体10を押しながら歩く場合に実行される。
The second mode is a mode in which the pushing force applied to the
自走モードは、電動自転車1をユーザが支えた状態で、電動モータ21による第二補助駆動力を車体10に付加して自走させるモードである。自走モードは、押し歩きモードと同様に、人が電動自転車1に乗車しておらず、電動自転車1の車体10を支えながら歩く場合に実行される。自走モードにおいて、ユーザは、車体10を前方に押す力を加えていない。
The self-running mode is a mode in which the
なお、押し歩きモードと自走モードとは、車体10に対する前方への押す力の有無によって判別可能である。制御部221は、例えば、グリップ141などに設けられたグリップセンサなどによって前方への押す力の有無を検知し、検知結果に応じて押し歩きモードと自走モードとを切り替えて実行してもよい。あるいは、制御部221は、押し歩きモードと自走モードと判別することなく、第二補助駆動力を付加する第二モードとして実行してもよい。
It should be noted that the push-walking mode and the self-propelled mode can be distinguished by the presence or absence of forward pushing force on the
制御部221は、アシストモードを実行する場合、ペダル17への踏力と電動自転車1の走行速度とに基づいて、電動モータ21が生成する第一補助駆動力の大きさを決定する。ペダル17への踏力は、踏力センサ33による検出結果から得られる。電動自転車1の走行速度は、車速センサ243によって算出される。
When executing the assist mode, the
アシストモードにおける第一補助駆動力は、電動自転車1の走行速度に応じて異なるが、例えば、ペダル17への踏力の2倍以下の大きさである。例えば、制御部221は、電動自転車1の走行速度が時速10km未満の場合に、電動モータ21を駆動することで、ペダル17への踏力の2倍以下の第一補助駆動力を発生させる。制御部221は、速度が時速24km以上の場合は、電動モータ21に第一補助駆動力を発生させない。制御部221は、速度が時速10km以上24km未満の場合には、電動モータ21を駆動することで、速度に応じて定められた第一補助駆動力を発生させる。
The first auxiliary driving force in the assist mode varies depending on the traveling speed of the
制御部221は、第二モードを実行するための操作(押し歩き操作)を操作部40が受け付けている受付状態に際して、所定の条件が満たされている場合には、第二モードの実行を許可し、所定の条件が満たされていない場合には第二モードの実行を禁止する。
The
ここで、受付状態は、ユーザによって手動スイッチ42が押下されることにより、操作部40から制御装置22に第二モードオン信号が出力されている状態である。
Here, the reception state is a state in which a second mode ON signal is output from the
所定の条件とは、ユーザが電動自転車に乗車した状態と、乗車していない状態とを判別するための条件である。 The predetermined condition is a condition for determining whether the user is riding the electric bicycle or not.
図4は、実施の形態に係る電動自転車1に対してユーザが乗車した状態を示す背面図である。図5は、実施の形態に係る電動自転車1に対してユーザが乗車せずに押し歩いている状態を示す背面図である。図4及び図5では、ユーザを破線で示している。
FIG. 4 is a rear view showing a state in which a user gets on the
図4では、電動自転車1のサドル15にはユーザが着座しペダル17を漕いでいるために、車体10も概ねZ軸方向に沿う姿勢となっている。このため、Z軸方向を基準とした車体10のロール角の絶対値も所定範囲内(例えば5度以内)に収まることとなる。
In FIG. 4, the user is seated on the
一方、図5では、ユーザがハンドル14を把握して電動自転車1を押し歩いているために、車体10が側方に傾いた姿勢となっている。このため、Z軸方向を基準とした車体10のロール角の絶対値が所定範囲を超える。
On the other hand, in FIG. 5, the user is holding the
つまり、制御部221は、角度センサ156が検出した車体10のロール角の絶対値が所定範囲を超えた場合には、第二モードの実行を許可し、当該ロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合には、第二モードの実行を禁止する。
That is, when the absolute value of the roll angle of the
制御部221は、第二モードの実行中に、受付状態が解除された場合には、第二モードを停止する。受付状態の解除とは、第二モードを実行するための操作を操作部40が受け付けていない状態である。具体的には、ユーザによる手動スイッチ42の押下がなくなり、操作部40から制御装置22に第二モードオン信号が出力されていない状態である。なお、手動スイッチ42が押下されていても、操作部40が故障した場合には第二モードオン信号は出力されない。
The
なお、第二モードは、ペダル17への踏力が所定の閾値より大きい場合には実行されなくてもよい。つまり、第一モードと第二モードとは、排他的に実行される。
Note that the second mode does not have to be executed when the force applied to the
制御部221は、第二モードを実行する場合、電動自転車1の走行速度が予め定められた上限値を超えないように、電動モータ21に第二補助駆動力を生成させる。第二モードにおける第二補助駆動力は、例えば、電動自転車1の速度が時速6km未満になる大きさである。ここでは、電動自転車1の走行速度の上限値が時速6kmとしたが、時速3kmでもよく、特に限定されない。
When executing the second mode, the
バッテリー50は、電動モータ21の駆動用の電力を貯める蓄電池である。バッテリー50は、例えば、二次電池であるが、キャパシタなどであってもよい。バッテリー50は、電動モータ21に電気的に接続されている。具体的には、バッテリー50は電動モータ21に対して電力を供給するとともに、電動モータ21からの回生電力を充電する。
The
[電動自転車の制御方法]
図6は、実施の形態に係る電動自転車1の制御方法の流れを示すフローチャートである。
[How to control an electric bicycle]
FIG. 6 is a flow chart showing the flow of the control method for the
ここでは、予め電源スイッチ41がオンされている場合を想定し、電動自転車1に対して第二モードを実行させる処理について説明する。なお、第二モードの実行中に電源スイッチ41がオフになると、電動モータ21に対する電力供給が停止されるので、第二モードも停止する。
Here, assuming that the power switch 41 is turned on in advance, the process of causing the
ステップS1では、制御部221は、受付状態を検出したか否かを判断し、受付状態を検出している場合にはステップS2に移行し、受付状態を検出していない場合にはその状態を継続する。
In step S1, the
ステップS2では、制御部221は、角度センサ156が検出した車体10のロール角の絶対値が所定範囲を超えているか否かを判断し、ロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合にはステップS3に移行し、ロール角の絶対値が所定範囲を超えている場合にはステップS4に移行する。
In step S2, the
ステップS3では、制御部221は、第二モードの実行を禁止する。禁止中においては、受付状態になったとしても制御部221は第二モードを実行しない。
At step S3, the
ステップS4では、制御部221は、第二モードの実行を許可する。例えば、これ以前に第二モードの実行が禁止されている場合には、当該禁止が解除される。
In step S4, the
ステップS5では、制御部221は第二モードを実行する。つまり、第二モードの実行時には、ユーザが押し歩きしている状態であり、サドルに着座していない状態である。
In step S5, the
ステップS6では、制御部221は、受付状態が解除されたか否かを判断し、解除された場合にはステップS7に移行し、解除されていない場合にはその状態を継続する。
In step S6, the
ステップS7では、制御部221は、第二モードを停止する。制御部221は、第二モードの停止後においては、この処理を終了し最初に戻る。
In step S7, the
[効果等]
上述したように、本実施の形態に係る電動自転車1は、電動モータ21を備えた電動自転車であって、ペダル17への踏力に基づく人力駆動力に、電動モータ21による第一補助駆動力を付加して走行する第一モードと、電動モータ21による第二補助駆動力を車体10への押力に付加して押し歩く、又は第二補助駆動力を付加して自走させる第二モードとを切り替えて実行する制御部221と、第二モードを実行するための信号を受け付ける操作部40(受付部)と、車体10のロール角を検出する角度センサ156(ロール角検出部)と、を備えている。制御部221は、操作部40が前記信号を受け付けた際に、角度センサ156が検出した車体10のロール角の絶対値が所定範囲を超えた場合には、第二モードの実行を許可し、当該ロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合には、第二モードの実行を禁止する。
[Effects, etc.]
As described above, the
これによれば、車体10のロール角の絶対値が所定範囲内に収まっている場合には、第二モードの実行が禁止されるので、ユーザが電動自転車1に乗車中に操作部40を操作したとしても、第二モードは実行されない。したがって、ユーザが電動自転車1に乗車した状態でも押し歩き用の補助駆動力を発生させない電動自転車を提供することができる。
According to this, when the absolute value of the roll angle of the
また、ユーザがハンドル14から手を離さなくとも、ユーザが電動自転車1を押し歩いている状態を判断できるので、ユーザの安全性を維持することができる。
In addition, since it is possible to determine whether the user is pushing the
また、操作部40の故障時には、手動スイッチ42が押下されていても操作部40から第二モードオン信号は出力されないので、第二モードの実行が禁止される。このため、操作部40の故障時に不用意に第二モードが実行されることを防止できる。
Further, when the
[変形例1]
以降の変形例では、第二モードの実行を禁止する別の条件について説明する。
[Modification 1]
Another condition for prohibiting execution of the second mode will be described in the following modifications.
押し歩き時においては、電動自転車1の一側方にいるユーザが電動自転車1を押し歩くので、短時間に車体10のロール角が正値-負値間で変動しない。例えば、図5に示す例では、電動自転車1の車体10がZ軸方向の左側に傾いている場合には、ロール角が正値で検出され、電動自転車1の車体10がZ軸方向の右側に傾いている場合には、ロール角が負値で検出されるものとする。
When walking while pushing, the user on one side of the
一方、ユーザが電動自転車1に乗車している際には、ユーザが大きく左右に車体10を振りながら走行する場合もある。この場合においては、車体10のロール角の絶対値が所定範囲を超えることも想定される。しかしながら、走行時であるために、車体10のロール角は短時間に正値-負値間で変動する。
On the other hand, when the user is riding the
つまり、ロール角が正値あるいは負値で所定時間だけ一定であれば、それは押し歩き中であり、ユーザが乗車中でないことを判断できる。このため、制御部221は、角度センサ156が検出した車体10のロール角が所定時間内に正値及び負値で変動する場合には、第二モードの実行を禁止する。これにより、ユーザが電動自転車に乗車した状態でも押し歩き用の補助駆動力をより確実に発生させないようにすることができる。
That is, if the roll angle is a positive or negative value and is constant for a predetermined time, it can be determined that the vehicle is being pushed while the user is not in the vehicle. Therefore, the
[変形例2]
上述したように、第二モードを実行する場合、電動自転車1の走行速度が予め定められた上限値を超えないように、電動モータ21に第二補助駆動力を生成させる必要がある。つまり、電動自転車1の走行速度が上限値を超えている場合に第二モードを実行させないことが求められる。
[Modification 2]
As described above, when executing the second mode, it is necessary to cause the
このため、制御部221は、車速センサ243が検出した走行速度が所定値以下である場合には、第二モードの実行の開始を許可する。換言すると、車速センサ243が検出した走行速度が所定値よりも大きい場合には、第二モードの実行の開始が禁止される。ここで、所定値としては、時速6km未満の値であればよく、より好ましくは時速1km以下の値であればよい。これにより、第二モードの開始時の走行速度が、予め定められた上限値を確実に超えないようにすることができる。
Therefore, when the running speed detected by the
さらに、制御部221は、車速センサ243が検出した走行速度がゼロである場合には、第二モードの開始を許可してもよい。換言すると、車速センサ243が検出した走行速度がゼロよりも大きい場合には、第二モードの実行の開始が禁止される。これにより、車体10が停車した状態でなければ第二モードの実行が開始されないので、安全性を高めることができる。
Furthermore, the
[変形例3]
図7は、変形例3に係る電動自転車の一状態を示す背面図である。図7に示すように、電動自転車1が転倒したままで第二モードが実行していると、スプロケット18、チェーン19及び後輪13が回転してしまい、ユーザ自身あるいは衣類が巻き込まれるおそれがある。このため、制御部221は、角度センサ156が検出した車体10のロール角に基づいて車体10が転倒しているか否かを判定し、車体10が転倒していると判定した場合には、第二モードの実行を禁止する。具体的には、Z軸方向を基準とした車体10のロール角の絶対値が45度よりも大きい場合に、制御部221は、車体10が転倒していると判定する。
[Modification 3]
FIG. 7 is a rear view showing one state of the electric bicycle according to Modification 3. FIG. As shown in FIG. 7, if the second mode is executed while the
これによれば、車体10の転倒時においては第二モードの実行が禁止されているので、転倒中の、スプロケット18、チェーン19及び後輪13の回転を抑制することができる。したがって、ユーザ自身や衣類が巻き込まれることを抑制することができる。
According to this, the execution of the second mode is prohibited when the
[変形例4]
例えば下り坂では、電動自転車1に対して前方への力が付勢されている。つまり、下り坂で押し歩きをする際には、電動モータ21による第二補助駆動力がなくとも、スムーズな押し歩きが可能である。下り坂に電動自転車1が配置されているか否かは角度センサ156が検出したピッチ角から検出可能である。つまり、角度センサ156が検出したピッチ角が車体10の前傾を示している場合は、電動自転車1が下り坂に配置されていることを示している。
[Modification 4]
For example, on a downhill, a forward force is applied to the
このため、制御部221は、角度センサ156が検出した車体10のピッチ角に基づいて車体10が前傾となっている否かを判定し、車体10が前傾となっていると判定した場合には、第二モードの実行を禁止する。
Therefore, the
これにより、ユーザが下り坂で電動自転車1を押し歩く際に、電動モータ21による第二補助駆動力が付与されないので、消費電力を押さえることができる。さらに、下り坂での押し歩き時に、車体10に過剰な勢いがつくことも抑制できる。
As a result, when the user pushes the
[その他]
以上、本発明に係る電動自転車について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
[others]
As described above, the electric bicycle according to the present invention has been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment.
上記実施の形態では、受付部の一例として操作部40を例示した。しかしながら、第二モードを実行するための信号を受け付けるのであれば、受付部は如何様でもよい。例えば、ユーザからの押力を検出する押力センサが電動自転車に設けられている場合には、当該押力センサが押力を検出し出力した信号を、第二モードを実行するための信号とすることも可能である。この場合、押力センサからの信号を受ける制御部が受付部となる。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、角度センサ156がロール角検出部とピッチ角検出部とを兼ねる場合を例示したが、ロール角検出部とピッチ角検出部とが専用の角度検出部であってもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、制御装置の構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)又はプロセッサなどのプログラム実行部が、HDD(Hard Disk Drive)又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 Further, in the above embodiments, all or part of the components of the control device may be configured with dedicated hardware, or may be realized by executing a software program suitable for each component. good. Each component may be implemented by a program execution unit such as a CPU (Central Processing Unit) or a processor reading and executing a software program recorded in a recording medium such as a HDD (Hard Disk Drive) or a semiconductor memory. good.
また、制御装置22の構成要素は、1つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。1つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
Also, the components of the
1つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、IC(Integrated Circuit)又はLSI(Large Scale Integration)などが含まれてもよい。IC又はLSIは、1つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、IC又はLSIと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又は、ULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれるかもしれない。また、LSIの製造後にプログラムされるFPGA(Field Programmable Gate Array)も同じ目的で使うことができる。 One or more electronic circuits may include, for example, a semiconductor device, an IC (Integrated Circuit), or an LSI (Large Scale Integration). An IC or LSI may be integrated on one chip or may be integrated on a plurality of chips. Although they are called ICs or LSIs here, they may be called system LSIs, VLSIs (Very Large Scale Integration), or ULSIs (Ultra Large Scale Integration) depending on the degree of integration. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that is programmed after the LSI is manufactured can also be used for the same purpose.
また、本発明の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路又はコンピュータプログラムで実現されてもよい。あるいは、当該コンピュータプログラムが記憶された光学ディスク、HDD若しくは半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 Also, general or specific aspects of the invention may be implemented in a system, apparatus, method, integrated circuit or computer program product. Alternatively, the computer program may be implemented by a computer-readable non-temporary recording medium such as an optical disc, HDD, or semiconductor memory. Also, any combination of systems, devices, methods, integrated circuits, computer programs and recording media may be implemented.
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it can be realized by applying various modifications to each embodiment that a person skilled in the art can think of, or by arbitrarily combining the constituent elements and functions of each embodiment without departing from the spirit of the present invention. Forms are also included in the present invention.
1 電動自転車
10 車体
21 電動モータ
40 操作部(受付部)
156 角度センサ(ロール角検出部、ピッチ角検出部)
221 制御部
243 車速センサ
1
156 angle sensor (roll angle detector, pitch angle detector)
221
Claims (6)
ペダルへの踏力に基づく人力駆動力に、前記電動モータによる第一補助駆動力を付加して走行する第一モードと、前記電動モータによる第二補助駆動力を車体への押力に付加して押し歩く、又は前記第二補助駆動力を付加して自走させる第二モードとを切り替えて実行する制御部と、
前記第二モードを実行するための信号を受け付ける受付部と、
前記車体のロール角を検出するロール角検出部と、を備え、
前記制御部は、前記受付部が前記信号を受け付けた際に、前記ロール角検出部が検出した前記車体のロール角の絶対値が所定範囲を超えた場合には、前記第二モードの実行を許可し、当該ロール角の絶対値が前記所定範囲内に収まっている場合には、前記第二モードの実行を禁止する
電動自転車。 An electric bicycle comprising an electric motor,
A first mode in which the vehicle travels by adding a first auxiliary driving force by the electric motor to the human power driving force based on the force applied to the pedal, and a second mode in which the second auxiliary driving force by the electric motor is added to the pushing force on the vehicle body. a control unit that switches between and executes a second mode in which the robot is pushed while walking or self-propelled by applying the second auxiliary driving force;
a reception unit that receives a signal for executing the second mode;
A roll angle detection unit that detects the roll angle of the vehicle body,
The control unit executes the second mode when the absolute value of the roll angle of the vehicle body detected by the roll angle detection unit exceeds a predetermined range when the reception unit receives the signal. An electric bicycle that permits the second mode and prohibits execution of the second mode when the absolute value of the roll angle is within the predetermined range.
請求項1に記載の電動自転車。 2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit prohibits execution of the second mode when the roll angle of the vehicle body detected by the roll angle detection unit fluctuates between a positive value and a negative value within a predetermined time. Electric bicycle.
前記制御部は、前記車速センサが検出した走行速度が所定値以下である場合には、前記第二モードの実行の開始を許可する
請求項1または2に記載の電動自転車。 A vehicle speed sensor that detects the traveling speed of the electric bicycle,
The electric bicycle according to claim 1 or 2, wherein the control unit permits the start of execution of the second mode when the running speed detected by the vehicle speed sensor is equal to or less than a predetermined value.
請求項3に記載の電動自転車。 The electric bicycle according to claim 3, wherein the controller permits the start of the second mode when the running speed detected by the vehicle speed sensor is zero.
請求項1~4のいずれか一項に記載の電動自転車。 The control unit determines whether or not the vehicle body is overturned based on the roll angle of the vehicle body detected by the roll angle detection unit. The electric bicycle according to any one of claims 1 to 4, wherein execution of two modes is prohibited.
前記制御部は、前記ピッチ角検出部が検出した前記車体のピッチ角に基づいて前記車体が前傾となっている否かを判定し、前記車体が前傾となっていると判定した場合には、前記第二モードの実行を禁止する
請求項1~5のいずれか一項に記載の電動自転車。 A pitch angle detection unit that detects the pitch angle of the vehicle body,
The control unit determines whether or not the vehicle body is tilted forward based on the pitch angle of the vehicle body detected by the pitch angle detection unit. prohibits execution of the second mode.
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