JP2001151184A - Power assisted bicycle and its drive control method - Google Patents

Power assisted bicycle and its drive control method

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JP2001151184A
JP2001151184A JP33153999A JP33153999A JP2001151184A JP 2001151184 A JP2001151184 A JP 2001151184A JP 33153999 A JP33153999 A JP 33153999A JP 33153999 A JP33153999 A JP 33153999A JP 2001151184 A JP2001151184 A JP 2001151184A
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JP
Japan
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cam plate
torque
side cam
crankshaft
bicycle
Prior art date
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Application number
JP33153999A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Oguma
浩 小熊
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NIPPON RECYCLING SYST KK
Original Assignee
NIPPON RECYCLING SYST KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a smoothly operable power assisted bicycle. SOLUTION: This bicycle comprises a drive motor M for rotating a rear wheel 43 by battery voltage; a speed sensor for detecting the vehicle speed from a vehicle speed detecting major gear fixed to a crankshaft 17; a torque sensor for detecting the torque from the connecting and disconnecting state of a driving-side cam plate rotated by pedal operating force and fixed to the crankshaft 17 and a driven-side cam plate pressed and energized to the drive-side cam plate by a disc spring and fixed to a chain major gear 18 movable to the crankshaft 17; and a control part 46 for controlling the control system. In this bicycle, the propriety of the control system is checked when an ON switch is ON, the pulse is calculated on the basis of the detection signal from the speed sensor and the detection signal from the torque sensor until and OFF switch is ON when the battery state is proper, the increasing and decreasing control of pulse width is performed according to the relation with a reference value, and the pulse obtained after the control is outputted to control the operation of the drive motor M as long as the bicycle is in a traveling state.

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、ペダル踏力により
クランク軸に付与される入力トルクと後車輪から加えら
れる負荷トルクとの力関係のもとで駆動モータの作動を
制御し、その際に駆動モータから得られる補助駆動トル
クを後車輪に正確に付与できるようにした電動補助自転
車及びその駆動制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention controls the operation of a drive motor based on a power relationship between an input torque applied to a crankshaft by a pedal depression force and a load torque applied from a rear wheel. The present invention relates to an electric assist bicycle capable of accurately applying an auxiliary driving torque obtained from a motor to a rear wheel, and a driving control method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動補助自転車は、駆動モータの支援の
もとで運転者の負担を軽減して走行できることから、近
年、多くの人々に利用されるようになってきている。こ
の場合、駆動モータの作動は、クランク軸に加えられる
入力トルクと後車輪から加えられる負荷トルクとの力関
係のもとで正確に制御する必要がある。
2. Description of the Related Art Electric assisted bicycles have been used by a large number of people in recent years because they can travel with a reduced burden on a driver with the aid of a drive motor. In this case, the operation of the drive motor needs to be accurately controlled based on the power relationship between the input torque applied to the crankshaft and the load torque applied from the rear wheels.

【0003】このため、通常、電動補助自転車には、ペ
ダル踏力によってクランク軸に加えられる入力トルクを
検出できるトルク検出機構が設けられており、その代表
例としては、クランク軸の回転力によりトーションバー
にねじり変形を加え、該トーションバーの先端における
軸方向での移動量やクランク軸との相対回転角度を検出
する構造のものが採用されている。
[0003] For this reason, electric assist bicycles are usually provided with a torque detecting mechanism capable of detecting an input torque applied to the crankshaft by a pedal depressing force. As a typical example, a torsion bar is provided by the rotational force of the crankshaft. The torsion bar is subjected to torsional deformation to detect the axial movement amount at the tip of the torsion bar and the relative rotation angle with respect to the crankshaft.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記トーショ
ンバーのねじり変形によって入力トルクを検出しようと
する場合には、該入力トルク検出機構と、クランク軸か
ら後車輪に入力トルクを伝える動力伝達機構とが別系統
となって各別に配設する必要があり、その全体構造が複
雑化してコスト高を招いてしまうのみならず、全体の大
型化や重量化をも招く不都合があった。
However, when the input torque is to be detected by the torsional deformation of the torsion bar, the input torque detecting mechanism and the power transmission mechanism for transmitting the input torque from the crankshaft to the rear wheel are provided. However, it is necessary to arrange them separately as separate systems, and the overall structure becomes complicated, resulting in an increase in cost and also an increase in the size and weight of the entire system.

【0005】本発明は従来技術の上記課題に鑑み、クラ
ンク軸から後車輪に入力トルクを伝達する動力伝達機構
のもとで、クランク軸からの入力トルクと後車輪からの
負荷トルクとを正確に検出できるようにして、低コスト
化と軽量小型化とを同時に実現できる電動補助自転車及
びその駆動制御方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems in the prior art, the present invention accurately analyzes input torque from a crankshaft and load torque from a rear wheel under a power transmission mechanism for transmitting input torque from a crankshaft to a rear wheel. It is an object of the present invention to provide an electric assisted bicycle and a drive control method for the same, which can simultaneously detect the cost and reduce the size and weight of the electric assisted bicycle.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
すべくなされたものであり、そのうち、本発明に係る電
動補助自転車(第1の発明)は、ペダル踏力が入力トル
クとなって強制回転されるクランク軸に固定された原動
側カムプレートと、それぞれの凹陥面を相互に対面させ
て介挿させた一対のさらばねにより前記原動側カムプレ
ート側への軸方向での押圧力が付勢されて前記クランク
軸の側に回転と軸方向での移動とが自在に軸支されたチ
ェーン大歯車に固定された従動側カムプレートとは、原
動側カムプレートに設けられた隆起部と従動側カムプレ
ートに設けられた凹陥部とが複数箇所にて回転方向への
摺動を自在に嵌合するように対面配置され、後車輪から
加えられる負荷トルクが増大するにつれて原動側カムプ
レートの前記隆起部の側が摺動して従動側カムプレート
に生ずる回転方向での位置ずれに伴って変動する相互間
の離間距離は、原動側カムプレートと従動側カムプレー
トとの外周を囲繞してチェーン大歯車の内側に固着され
た磁気リングの内端面側の適宜の2か所に磁力の検出を
自在に近接配置されたトルクセンサが各別に検出する検
出値の平均値に変換されて駆動モータの作動を制御する
ことにより後車輪への駆動補助トルクの付与を自在とす
るとともに、前記チェーン大歯車とは軸方向での反対側
に位置して連結されたクランクの内側に位置するクラン
ク軸には、前記チェーン大歯車と略同一形状を呈する車
速検出用大歯車を軸固定し、該車速検出用大歯車の歯部
との対面部位に設置したスピードセンサを介して走行速
度の検出を自在としたことに構成上の特徴がある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above object. Among them, an electric assist bicycle (first invention) according to the present invention has a forcible force when a pedal depression force becomes an input torque. A driving force in the axial direction is applied to the driving cam plate by a driving cam plate fixed to the rotating crankshaft and a pair of flat springs interposed with the respective concave surfaces facing each other. A driven cam plate fixed to a chain gear wheel that is urged to rotate and move in the axial direction freely on the side of the crankshaft is fixed to a raised portion provided on the driving cam plate. The concave portion provided on the side cam plate is arranged facing each other so as to freely slide in the rotational direction at a plurality of locations, and as the load torque applied from the rear wheel increases, the driving side cam plate becomes Bump Of the chain large gear that surrounds the outer periphery of the driving side cam plate and the driven side cam plate and that varies with the rotational displacement of the driven side cam plate caused by the A torque sensor, which is disposed at an appropriate position on the inner end face side of the magnetic ring fixed inside to freely detect the magnetic force, is converted into an average value of detection values detected separately and controls operation of the drive motor. In this way, the drive assist torque can be freely applied to the rear wheels, and the chain shaft is mounted on the crankshaft located on the inside of the connected crank on the opposite side in the axial direction from the chain large gear. A vehicle speed detection gear that has substantially the same shape as the gear is fixed on the shaft, and the traveling speed can be freely detected via a speed sensor installed at a position facing the tooth portion of the vehicle speed detection gear. Up There is a feature.

【0007】この場合、前記一対のさらばねは、凹陥面
相互間に弾性材を介在させて配設するのが好ましい。ま
た、前記磁気リングは、その周回時にトルクセンサと対
面する部位に位置させた円環状を呈するマグネット部
と、該マグネット部の内端面を除く部位に覆設された樹
脂補強部とで一体的に形成されたものを好適に用いるこ
とができる。さらに、従動側カムプレートに対する原動
側カムプレートの位置ずれは、前記隆起部の上面に凹陥
掛合部を設け、該凹陥掛合部との対面部位に位置する従
動側カムプレートの凹陥部の始端側に掛止ピンを立設
し、該掛止ピンを前記凹陥掛合部の始端から終端に至る
ストロークを限度に移動の規制を自在とするのが望まし
い。
In this case, it is preferable that the pair of flat springs is disposed with an elastic material interposed between the concave surfaces. Further, the magnetic ring is integrally formed by a ring-shaped magnet portion positioned at a portion facing the torque sensor at the time of its rotation, and a resin reinforcing portion covered at a portion except an inner end surface of the magnet portion. The formed one can be suitably used. Further, the displacement of the driving side cam plate with respect to the driven side cam plate is provided by providing a concave engagement portion on the upper surface of the raised portion, and at a starting end side of the concave portion of the driven side cam plate located at a portion facing the concave engagement portion. It is preferable that a hook pin is provided upright, and that the movement of the hook pin can be freely controlled within a stroke from the start end to the end of the concave engagement portion.

【0008】一方、本発明に係る電動補助自転車の駆動
制御方法(第2の発明)は、電動補助自転車のフレーム
に着脱自在に設置される充電可能なバッテリと、該バッ
テリからの印加電圧のもとで後車輪をハブを介して強制
回転させるべく配設される駆動モータと、電動補助自転
車の車速をクランク軸に直結された車速検出用大歯車の
回転状況から検出するスピードセンサと、電動補助自転
車に加えられる負荷トルクをペダル踏力が入力トルクと
なって強制回転されるクランク軸に固定された原動側カ
ムプレートと、それぞれの凹陥面を相互に対面させて介
挿させた一対のさらばねにより前記原動側カムプレート
側への軸方向での押圧力が付勢されて前記クランク軸の
側に回転と軸方向での移動とが自在に軸支されたチェー
ン大歯車に固定された従動側カムプレートとの間の接離
状況から検出するトルクセンサと、操作部の各種スイッ
チの入力操作状況に応じてその全体を統括制御する制御
部とを少なくとも備え、前記操作部からのONスイッチ
投入が真正なものであるときに限り前記制御部からの指
令に基づき制御系の正否をチェックする自己診断を行
い、正常であれば装着されているバッテリの充電状況の
チェックが行われ、充電状況に問題ながければ真正なO
FFスイッチの投入があるまで、常時、スピードセンサ
からの検出信号に基づいてスピードを測定するととも
に、トルクセンサからの検出信号に基づいてトルクを測
定し、これら測定されたスピードとトルクとからパルス
を算出し、あらかじめ設定されている基準値との関係で
パルス幅の漸増・漸減制御を行い、該制御後に得られる
パルスを出力して電動補助自転車が走行動作状態にある
限り駆動モータの作動を制御して行うことにある。
On the other hand, a drive control method for an electric assist bicycle according to the present invention (a second invention) includes a rechargeable battery detachably mounted on a frame of the electric assist bicycle, and a voltage applied from the battery. A drive motor arranged to forcibly rotate the rear wheel through a hub, a speed sensor for detecting the vehicle speed of the electric assist bicycle from the rotation state of a vehicle speed detecting large gear directly connected to the crankshaft, and an electric assist. The load torque applied to the bicycle is driven by the driving cam plate fixed to the crankshaft, which is forcibly rotated by the pedaling force as the input torque, and a pair of flat springs inserted with their concave surfaces facing each other. An axial pressing force is applied to the driving cam plate in the axial direction, so that the driving gear is fixed to a chain gear that is rotatably supported on the crankshaft side so as to freely rotate and move in the axial direction. At least a torque sensor that detects from the contact / separation state with the driven cam plate, and a control unit that performs overall control in accordance with the input operation state of various switches of the operation unit. The self-diagnosis of checking the correctness of the control system is performed based on a command from the control unit only when the switch-on is genuine, and if it is normal, the charging status of the attached battery is checked, and the charging is performed. Authentic O if there is no problem in the situation
Until the FF switch is turned on, always measure the speed based on the detection signal from the speed sensor, measure the torque based on the detection signal from the torque sensor, and generate a pulse from the measured speed and torque. The pulse width is gradually increased / decreased in relation to a preset reference value, and a pulse obtained after the control is output to control the operation of the drive motor as long as the electric assist bicycle is in a running operation state. To do it.

【0009】この場合、トルクの測定は、各別に配置し
た2個のトルクセンサが各別に取得した検知信号から得
られるそれぞれの検出値の平均値に基づき行うのが望ま
しい。
In this case, it is desirable to measure the torque based on the average value of the respective detection values obtained from the detection signals separately obtained by the two torque sensors disposed separately.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の概略構成例を模
式的に示す説明図であり、電動補助自転車11は、ペダ
ル13を踏み込んで得られる踏力Fによりハンガラック
16に回転自在に挿通支持されているクランク軸17を
クランク14,15を介して強制回転させる入力トルク
が生成され、該クランク軸17に固定されているチェー
ン大歯車18からチェーン41とチェーン小歯車42と
を経て伝達される入力トルクにより後車輪43を強制回
転させて、平坦な路面Rを人力走行できるようになって
いる。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a schematic configuration example of the present invention. An electric assisted bicycle 11 is rotatable on a hanger rack 16 by a pedaling force F obtained by depressing a pedal 13. An input torque for forcibly rotating the inserted and supported crankshaft 17 via the cranks 14 and 15 is generated, and transmitted from the chain large gear 18 fixed to the crankshaft 17 via the chain 41 and the chain small gear 42. The rear wheels 43 are forcibly rotated by the applied input torque, so that the vehicle can travel manually on a flat road surface R.

【0011】また、操作部38の所定のスイッチを操作
した後における走行開始時や坂道などの斜面を走行する
際においては、フレーム12に着脱自在に支持させたバ
ッテリ44からの給電を受けて後車輪43のチェーン小
歯車42と同軸状となって配設されているハウジング4
5内の駆動モータMが作動し、該駆動モータMの回転力
により後車輪43に駆動補助トルクが付加され、その支
援のもとで容易に走行できるようになっている。なお、
図中の符号46は、駆動モータの作動制御や必要な演算
を行わせるために別途配設されている制御部を示す。
When the vehicle starts traveling after operating a predetermined switch of the operation section 38 or when traveling on a slope such as a hill, the vehicle receives power from a battery 44 detachably supported by the frame 12 to receive power. A housing 4 disposed coaxially with the chain pinion 42 of the wheel 43
The drive motor M in 5 is operated, and a drive assist torque is added to the rear wheel 43 by the rotational force of the drive motor M, so that the vehicle can travel easily with the assistance. In addition,
Reference numeral 46 in the figure denotes a control unit separately provided for controlling the operation of the drive motor and performing necessary calculations.

【0012】図2は、図1におけるクランク軸17を含
む動力伝達機構の詳細を一部を切り欠いて示す要部構成
図であり、図1に示すように先端にペダル13を取り付
けたクランク14,15は、それぞれの基端にボス部1
4a,15aが設けられており、これらボス部14a,
15aを介してクランク軸17の両端部に固定されてい
る。したがって、ペダル13からクランク14,15を
介して交互に加えられた踏力Fは、入力トルクとなって
クランク軸17に伝達され、該クランク軸17を強制回
転させる。
FIG. 2 is a main part configuration diagram showing a power transmission mechanism including the crankshaft 17 shown in FIG. 1 with a part cut away. As shown in FIG. , 15 have bosses 1 at their base ends.
4a and 15a are provided, and these boss portions 14a and
It is fixed to both ends of the crankshaft 17 via 15a. Therefore, the pedaling force F alternately applied from the pedal 13 via the cranks 14 and 15 is transmitted as an input torque to the crankshaft 17 and forcibly rotates the crankshaft 17.

【0013】しかも、一方のクランク14のボス部14
aは、クランク軸17の軸方向への長さを比較的長くし
て確保されており、該ボス部14aの内端側に原動側カ
ムプレート22が一体的となって回転できるように軸着
されている。また、ボス部14aの中間部分の外周に
は、原動側カムプレート22の一側面22aとその一側
面25aが対面合致する配置関係のもとで従動側カムプ
レート25が遊挿されている。さらに、従動側カムプレ
ート25の適宜位置には、螺孔28が配設されており、
該螺孔28との対面部位に位置するチェーン大歯車18
に穿設された通孔19を介して螺着されたビス31によ
り従動側カムプレート25とチェーン大歯車18とが一
体化されている。このため、従動側カムプレート25と
チェーン大歯車18とは、クランク軸17に対し一体と
なっての軸方向での移動が可能で、かつ、回転自在とな
って軸支されることになる。
In addition, the boss portion 14 of one crank 14
a is secured by making the length of the crankshaft 17 in the axial direction relatively long, and is mounted on the inner end side of the boss portion 14a so that the driving side cam plate 22 can rotate integrally. Have been. The driven side cam plate 25 is loosely inserted into the outer periphery of the intermediate portion of the boss portion 14a in such a manner that one side surface 22a of the driving side cam plate 22 and one side surface 25a thereof face each other. Further, a screw hole 28 is provided at an appropriate position of the driven side cam plate 25,
Chain gear 18 located at a position facing screw hole 28
The driven side cam plate 25 and the chain large gear 18 are integrated by a screw 31 screwed through a through hole 19 formed in the shaft. For this reason, the driven side cam plate 25 and the chain large gear 18 can move in the axial direction integrally with the crankshaft 17 and are rotatably supported by the shaft.

【0014】図3は、上記動力伝達機構を構成している
原動側カムプレート22と従動側カムプレート25とを
その対向面である一側面22a,25a相互が見開き状
となるように引き離した状態のもとで示す斜視図であ
る。同図によれば、原動側カムプレート22の一側面2
2aの側には、その周方向に等間距離をおいて計3個の
隆起部23が設けられている。しかも、該隆起部23の
それぞれは、原動側カムプレート22の回転方向に沿っ
て次第に前上りに傾斜する斜面23aと、該斜面23a
の終端に稜線23bを形成して前下がりに傾斜する斜面
23cとを備えた山形を呈して形成されている。
FIG. 3 shows a state in which the driving side cam plate 22 and the driven side cam plate 25 constituting the power transmission mechanism are separated from each other so that the side faces 22a and 25a facing each other are open. It is a perspective view shown under. According to the figure, one side 2 of the driving side cam plate 22
On the side of 2a, a total of three raised portions 23 are provided at equal intervals in the circumferential direction. In addition, each of the raised portions 23 has a slope 23a which is gradually inclined forward in the rotation direction of the driving side cam plate 22, and a slope 23a.
A ridgeline 23b is formed at the end of the groove, and a slope 23c that is inclined forward and downward is formed in a mountain shape.

【0015】さらに、いずれかひとつの隆起部23にお
ける斜面23aから稜線23bにかけては、原動側カム
プレート22の回転方向での外周部に沿ってやや湾曲さ
せた略長円切欠形状を呈する有底の凹陥掛合部24が形
成されている。なお、該凹陥掛合部24は、有底長穴と
したり、該有底長穴と略同じ形状に穿設された長孔や、
内周部に削成された切欠部により形成することもでき
る。
Further, from the slope 23a to the ridge line 23b of any one of the raised portions 23, a bottomed bottom having a substantially elliptical notch shape slightly curved along the outer peripheral portion in the rotation direction of the driving side cam plate 22 is provided. A concave engagement portion 24 is formed. In addition, the concave engagement portion 24 may be a long hole with a bottom, a long hole formed in substantially the same shape as the long hole with a bottom,
It can also be formed by a cutout formed in the inner periphery.

【0016】一方、原動側カムプレート22の一側面2
2aとの対面側である従動側カムプレート25の一側面
25aには、原動側カムプレート22の各隆起部23と
相互に対面合致する断面形状を呈する谷形となった計3
個の凹陥部26が設けられている。
On the other hand, one side 2 of the driving side cam plate 22
On one side surface 25a of the driven side cam plate 25 facing the side 2a, a valley shape having a cross-sectional shape matching the raised portions 23 of the driving side cam plate 22 is formed.
A plurality of recesses 26 are provided.

【0017】また、凹陥掛合部24が設けられている隆
起部23と対面する位置関係にある凹陥部26の始端2
6a側には、凹陥掛合部24内に納まる長さと太さとを
有する掛止ピン27が立設されている。
Further, the starting end 2 of the concave portion 26 in a positional relationship facing the raised portion 23 provided with the concave engaging portion 24.
On the 6a side, a retaining pin 27 having a length and a thickness that fits in the concave retaining portion 24 is provided upright.

【0018】さらに、図2に示すようにクランク14の
ボス部14aの外端側に設けられたフランジ20とチェ
ーン大歯車18との間には、一対のさらばね29,29
がその凹陥面相互を向き合わせた配置関係のもとで介挿
されており、これによりチェーン大歯車18と従動側カ
ムプレート25とを常に駆動側カムプレート22側へと
押圧付勢できるようになっている。また、この場合、一
対のさらばね29,29の凹陥面相互間には、ゴム材や
軟質樹脂材などからなる弾性材30を介在させておくの
が好ましい。なお、さらばね29,29は、フランジ2
0の周端とチェーン大歯車18の外側面との間に取り付
けられた防塵ゴムカバー36で覆われている。
Further, as shown in FIG. 2, a pair of flat springs 29, 29 is provided between a flange 20 provided on the outer end side of the boss portion 14a of the crank 14 and the chain large gear 18.
Are inserted in such a manner that their concave surfaces face each other, so that the chain large gear 18 and the driven side cam plate 25 can always be pressed and urged toward the drive side cam plate 22 side. Has become. In this case, it is preferable that an elastic member 30 made of a rubber material or a soft resin material is interposed between the concave surfaces of the pair of flat springs 29, 29. In addition, the flat springs 29, 29
0 is covered with a dustproof rubber cover 36 attached between the peripheral end of the chain gear 0 and the outer surface of the chain large gear 18.

【0019】また、チェーン大歯車18の内側面には、
駆動側カムプレート22と従動側カムプレート25とを
その外周側から覆うように配設された磁気リング32が
固着されている。該磁気リング32は、円環状に形成さ
れた例えばゴム磁石やフェライト磁石などからなるマグ
ネット部33と、該マグネット部33の内端面33aを
表出させてその全体を覆う円盤状の補強樹脂部34とで
形成されているものを好適に用いることができる。しか
し、必要により図示しない金属製磁気リングにより形成
されているものを用いることもできる。また、該マグネ
ット部33の内端面33aと対向する適宜の2か所、図
示例によれば上下各1か所には、磁力の検出が自在なト
ルクセンサ39が例えばセンサカバー39aに支持させ
るなどしてそれぞれ近接配置されている。したがって、
これらのトルクセンサ39は、各別に検出する検出値の
平均値に基づきマグネット部33の内端面33aとの間
の離間距離、つまり、その時々の負荷トルクが別途用意
される磁気回路を介して検出できるようになっている。
On the inner surface of the chain gear 18,
A magnetic ring 32 disposed so as to cover the driving side cam plate 22 and the driven side cam plate 25 from the outer peripheral side thereof is fixed. The magnetic ring 32 includes a ring-shaped magnet portion 33 made of, for example, a rubber magnet or a ferrite magnet, and a disk-shaped reinforcing resin portion 34 that exposes an inner end surface 33 a of the magnet portion 33 and covers the whole. And those formed by the above can be preferably used. However, if necessary, a magnetic ring formed of a metal magnetic ring (not shown) can be used. Further, at appropriate two locations facing the inner end surface 33a of the magnet portion 33, one upper and lower locations in the illustrated example, a torque sensor 39 capable of detecting magnetic force is supported by, for example, a sensor cover 39a. And are arranged close to each other. Therefore,
These torque sensors 39 detect the distance between the inner end surface 33a of the magnet portion 33 based on the average value of the detection values detected separately, that is, the load torque at each time is detected via a magnetic circuit separately prepared. I can do it.

【0020】しかも、チェーン大歯車18とは反対側に
位置して連結されたクランク15のボス部15aの内側
に位置するクランク軸17には、チェーン大歯車18と
略同一形状を呈する車速検出用大歯車37が軸固定され
ており、該車速検出用大歯車37の歯部37aとの対面
部位に近接配置した例えばフォトセンサや磁気センサな
どからなるスピードセンサ35を介して走行速度が検出
できるようになっている。
In addition, a crankshaft 17 located inside the boss 15a of the crank 15 connected to the opposite side to the chain gear 18 has a vehicle speed detecting shape which has substantially the same shape as the chain gear 18. A large gear 37 is fixed to the shaft, and the traveling speed can be detected via a speed sensor 35 such as a photo sensor or a magnetic sensor disposed in proximity to a portion of the large gear 37 for vehicle speed detection facing the tooth portion 37a. It has become.

【0021】この場合、トルクセンサ39とスピードセ
ンサ35とから得られるそれぞれの検出信号は、制御部
46へと各別に送られ、該制御部46にて演算され、ク
ランク軸17に加えられる入力トルクと後車輪43から
加えられる負荷トルクとの間に生成される合成トルクや
車速を算出するためのデータとして利用されることにな
る。
In this case, the respective detection signals obtained from the torque sensor 39 and the speed sensor 35 are individually sent to a control unit 46, calculated by the control unit 46, and the input torque applied to the crankshaft 17 It is used as data for calculating a combined torque or a vehicle speed generated between the load torque and the load torque applied from the rear wheels 43.

【0022】次に、本発明方法(第2の発明)の一例に
つき、第1の発明である上記構成からなる電動補助自転
車11の作用とともに説明する。
Next, an example of the method of the present invention (second invention) will be described together with the operation of the electric assisted bicycle 11 having the above-described structure of the first invention.

【0023】図5は、駆動モータの作動制御系の一例を
示すブロック図であり、図6は、本発明方法の処理ステ
ップの一例を示すフローチャート図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the operation control system of the drive motor, and FIG. 6 is a flowchart showing an example of the processing steps of the method of the present invention.

【0024】これらの図と図1とによれば、電動補助自
転車11は、すでに述べたように充電が自在なバッテリ
44と、該バッテリ44により作動される駆動モータM
と、車速を検出するスピードセンサ35と、負荷トルク
を検出するトルクセンサ39と、操作部38におけるの
各種スイッチの操作状況に応じてその全体を統括制御す
る制御部46とを少なくとも備えている。
According to these figures and FIG. 1, the battery-assisted bicycle 11 has a chargeable battery 44 and a drive motor M operated by the battery 44 as described above.
, A speed sensor 35 for detecting a vehicle speed, a torque sensor 39 for detecting a load torque, and a control unit 46 for integrally controlling the whole of the switches according to the operation states of various switches in the operation unit 38.

【0025】そして、上記電動補助自転車11に適用し
て実施される本発明方法は、操作部38からのONスイ
ッチ投入が真正なものであるときに限り制御部46から
の指令に基づき制御系の正否をチェックする自己診断を
行い、正常であれば装着されているバッテリ44の充電
状況のチェックが行われ、充電状況に問題ながければ真
正なOFFスイッチの投入があるまで、常時、スピード
センサ35からの検出信号に基づいてスピードを測定す
るとともに、トルクセンサ39からの検出信号に基づい
てトルクを測定し、これらスピードとトルクからパルス
を算出し、あらかじめ設定されている基準値との関係で
パルス幅の漸増・漸減制御を行い、該制御後に得られる
パルスを出力して電動補助自転車11が走行動作状態に
ある限り駆動モータMの作動を制御することにより行わ
れる。
The method of the present invention applied to the electric assisted bicycle 11 is implemented by a control system based on a command from the control unit 46 only when the ON switch from the operation unit 38 is genuine. A self-diagnosis is performed to check for correctness. If normal, the charging status of the attached battery 44 is checked. If there is no problem in the charging status, the speed sensor is constantly checked until a genuine OFF switch is turned on. The speed is measured based on the detection signal from the torque sensor 35, the torque is measured based on the detection signal from the torque sensor 39, a pulse is calculated from the speed and the torque, and a pulse is calculated based on a relationship with a preset reference value. Pulse width increasing / decreasing control is performed, a pulse obtained after the control is output, and the driving mode is set as long as the battery-assisted bicycle 11 is in a running operation state. It is performed by controlling the operation of the M.

【0026】すなわち、運転者により電動補助自転車1
1の操作部38からONスイッチが投入されると、例え
ば2秒間以上押され続けているか否かを判断することに
より、2秒間以上押され続けている場合には真正なON
スイッチの投入であるとして、制御部46からの指令に
基づき制御系の適否を自動的にチェックする自己診断が
行われる。なお、自己診断の結果、異常であると判別さ
れたときは操作部38に設けられているLEDを点灯さ
せるなどしてエラー表示がされることになる。
That is, the electric assist bicycle 1
When the ON switch is turned on from the first operation unit 38, for example, it is determined whether or not the button is pressed for 2 seconds or more.
Assuming that the switch is turned on, a self-diagnosis is performed to automatically check the suitability of the control system based on a command from the control unit 46. If it is determined as a result of the self-diagnosis that an error has occurred, an error is displayed by, for example, turning on an LED provided on the operation unit 38.

【0027】自己診断の結果、電動補助自転車11の制
御系に異常がなければ、フレーム12に装着されている
バッテリ44の電圧がチェックされ、基準よりも低い場
合には、異常であることを操作部38のLEDを点灯さ
せるなどして運転者に知らせる。
As a result of the self-diagnosis, if there is no abnormality in the control system of the battery-assisted bicycle 11, the voltage of the battery 44 mounted on the frame 12 is checked. The driver is notified by lighting the LED of the unit 38 or the like.

【0028】一方、バッテリ44の充電状況に問題がな
ければ、操作部38から真正なOFFスイッチの投入
(例えば1秒間以上のOFFスイッチの投入)があるま
で、電源ON状態のもとでスピードセンサ35によるス
ピードの測定が行われる。
On the other hand, if there is no problem in the charging status of the battery 44, the speed sensor is kept on until the genuine OFF switch is turned on from the operation unit 38 (for example, the OFF switch is turned on for one second or more). A speed measurement according to 35 is performed.

【0029】具体的には、運転を開始してペダル13を
交互に踏み込むことにより得られる踏力Fは、クランク
14,15を介することにより入力トルクとなってクラ
ンク軸17に伝達され、ボス部14a,15aと駆動側
カムプレート22とに一体化されているクランク軸17
を強制回転させるに至る。
Specifically, a pedaling force F obtained by starting operation and alternately depressing the pedal 13 is transmitted as an input torque to the crankshaft 17 via the cranks 14 and 15, and is transmitted to the boss portion 14a. , 15a and the crankshaft 17 integrated with the drive side cam plate 22
To forcibly rotate.

【0030】該クランク軸17には車速検出用大歯車3
7が軸固定されているので、該車速検出用大歯車37も
回転され、スピードセンサ35が個々の歯部37aの通
過状況を正確に検出し、その検出信号に基づいて速度が
測定されることになる。つまり、あらかじめ設定されて
いる一定の時間内に通過する歯部18aの個数に対応す
る検出信号を制御部46に送出でき、該制御部46で
は、通過した歯部18aの個数からクランク軸17(チ
ェーン大歯車18)の回転速度を演算し、ギヤ比と後車
輪43の直径とから電動補助自転車11の車速を算出す
る。なお、車速検出用大歯車37には、チェーン大歯車
18のような負荷トルクがかかることはないので、回転
時の振れが少なく正確に回転数を検出できる。
The crankshaft 17 has a large gear 3 for detecting vehicle speed.
Since the shaft 7 is fixed, the large gear 37 for detecting the vehicle speed is also rotated, and the speed sensor 35 accurately detects the passing state of the individual teeth 37a, and the speed is measured based on the detection signal. become. That is, a detection signal corresponding to the number of the teeth 18a passing within a predetermined time set in advance can be sent to the control unit 46, and the control unit 46 determines the number of the teeth 18a passed from the crankshaft 17 ( The rotational speed of the chain large gear 18) is calculated, and the vehicle speed of the battery-assisted bicycle 11 is calculated from the gear ratio and the diameter of the rear wheel 43. In addition, since the load torque unlike the chain large gear 18 is not applied to the vehicle speed detecting large gear 37, the rotation speed can be accurately detected with little vibration during rotation.

【0031】一方、ペダル13を交互に踏み込むことに
より得られる踏力Fは、クランク14,15を介するこ
とにより入力トルクとなってクランク軸17からチェー
ン大歯車18へと伝達される。このとき、従動側カムプ
レート25は、さらばね29,29によりチェーン大歯
車18共々駆動側カムプレート22方向に押圧付勢され
ているので、チェーン大歯車18にかかる負荷がさらば
ね29,29の押圧力より小である場合には、図4
(イ)に示されているように駆動側カムプレート22と
従動側カムプレート25とが隆起部23と凹陥部26と
を相互に嵌合させた状態のもとで密着して対面合致して
いる。
On the other hand, the pedaling force F obtained by alternately depressing the pedal 13 becomes an input torque via the cranks 14 and 15 and is transmitted from the crankshaft 17 to the large chain gear 18. At this time, since the driven side cam plate 25 is pressed and biased toward the drive side cam plate 22 together with the chain large gear 18 by the flat springs 29, 29, a load applied to the chain large gear 18 is applied to the flat springs 29, 29. When the pressure is smaller than the pressing force, FIG.
As shown in (a), the drive-side cam plate 22 and the driven-side cam plate 25 are brought into close contact with each other in a state in which the raised portion 23 and the recessed portion 26 are fitted to each other. I have.

【0032】この状態のもとでは、駆動側カムプレート
22と従動側カムプレート25との間に生成される摩擦
力により、駆動側カムプレート22の回転運動はそのま
ま従動側カムプレート25へと伝達され、該従動側カム
プレート25に直結されているチェーン大歯車18を強
制回転させることにより、チェーン41とチェーン小歯
車42とを介して後車輪43に回転力を付与することが
できる。
In this state, the rotational motion of the driving cam plate 22 is transmitted to the driven cam plate 25 as it is by the frictional force generated between the driving cam plate 22 and the driven cam plate 25. Then, by forcibly rotating the chain large gear 18 directly connected to the driven cam plate 25, a rotational force can be applied to the rear wheel 43 via the chain 41 and the chain small gear 42.

【0033】一方、電動補助自転車11の走行を開始す
る際や、坂道にさしかかった場合などのように後車輪4
3に大きな負荷がかかる場合には、その際に生ずる負荷
トルクがチェーン小歯車42とチェーン41とを介して
チェーン大歯車18から従動側カムプレート25へと伝
達される。
On the other hand, when the electric assist bicycle 11 starts running, or when the bicycle is approaching a hill, the rear wheels 4 are not used.
When a large load is applied to 3, the load torque generated at that time is transmitted from the large chain gear 18 to the driven cam plate 25 via the small chain gear 42 and the chain 41.

【0034】つまり、従動側カムプレート25には、上
記負荷トルクによりその回転を停止させようとするブレ
ーキがかかることから、ペダル13から得られる入力ト
ルクにより依然として回転しようとしている駆動側カム
プレート22との間に反対方向に働く力が生じて相互に
位置ずれを生じさせる。
That is, since the driven side cam plate 25 is braked to stop its rotation by the load torque, the driven side cam plate 25 and the driven side cam plate 22 still rotating by the input torque obtained from the pedal 13 Generate forces acting in opposite directions, causing mutual displacement.

【0035】このように駆動側カムプレート22と従動
側カムプレート25との間に生ずる位置ずれは、駆動側
カムプレート22の隆起部23が従動側カムプレート2
5の凹陥部26から脱出しようとする力として作用する
ことになり、斜面23aの傾斜方向へと凹陥部26を押
圧する結果、遊挿されている従動側カムプレート25
は、さらばね29,29の押圧力に抗しながらクランク
14のボス部14aの軸方向に沿って外側方向へと押し
出されるに至る。
As described above, the displacement between the driving side cam plate 22 and the driven side cam plate 25 is caused by the raised portion 23 of the driving side cam plate 22 being driven by the driven side cam plate 2.
5, which acts as a force to escape from the concave portion 26, and presses the concave portion 26 in the direction of inclination of the slope 23a.
Is pushed outwardly along the axial direction of the boss 14a of the crank 14 while resisting the pressing force of the flat springs 29, 29.

【0036】しかも、駆動側カムプレート22と従動側
カムプレート25との間に生ずる位置ずれは、ペダル1
3側からの入力トルクと後車輪43側からの負荷トルク
との均衡点にてその動きを止めることになる。したがっ
て、その際の従動側カムプレート25のボス部14aの
軸方向に沿った移動量を計測することにより、クランク
軸17に加えられる入力トルクと後車輪43から加えら
れる負荷トルクとの間に生成される合成トルクの大きさ
が求められることになる。
In addition, the displacement between the driving side cam plate 22 and the driven side cam plate 25 is caused by the displacement of the pedal 1.
The movement is stopped at the equilibrium point between the input torque from the third wheel and the load torque from the rear wheel 43. Therefore, by measuring the amount of movement of the driven side cam plate 25 along the axial direction of the boss portion 14 a at that time, a difference between the input torque applied to the crankshaft 17 and the load torque applied from the rear wheels 43 is generated. The magnitude of the resultant torque to be obtained is required.

【0037】具体的には、トルクセンサ39によりチェ
ーン大歯車18に固定されている磁気リング32におけ
るマグネット部33の内端面33aとの間の離間距離を
磁気回路により検出できる。このため、負荷トルクがゼ
ロのときは、図4(イ)に示すように離間距離t1 で、
負荷トルクが発生したときは、図4(ロ)に示すように
離間距離t2 であるとすれば、従動側カムプレート25
(チェーン大歯車18)の軸方向での移動量はt2 −t
1 となり、合成トルクもこれに比例することになる。し
たがって、トルクセンサ39から得られる検出値を制御
部46を介して演算させることにより、合成トルクの大
きさを算出できることになる。
More specifically, the distance between the magnetic ring 32 fixed to the chain large gear 18 and the inner end face 33a of the magnet portion 33 can be detected by the magnetic circuit using the torque sensor 39. Therefore, when the load torque is zero, in the distance t 1 as shown in FIG. 4 (b),
When the load torque is generated, if the separation distance t 2 is assumed as shown in FIG.
The amount of movement of the (chain large gear 18) in the axial direction is t 2 -t
It becomes 1 and the resultant torque is also proportional to this. Therefore, by calculating the detection value obtained from the torque sensor 39 via the control unit 46, the magnitude of the combined torque can be calculated.

【0038】また、従動側カムプレート25は、さらば
ね29,29を介して駆動側カムプレート22の側に常
に押し付けられているので、該駆動側カムプレート22
に加えられる入力トルクと従動側カムプレート25にか
かる負荷トルクとが均衡した状態で、駆動側カムプレー
ト22の回転が従動側カムプレート25へと伝達され
る。したがって、従動側カムプレート25に固定されて
いるチェーン大歯車18も回転し、チェーン41を介し
て後車輪43が回転駆動されるに至る。なお、一対のさ
らばね29,29の凹陥面相互間に弾性材30を介在さ
せてある場合には、押圧力が解除された際により確実な
復元力を付与してさらばね29を元の形状に自動復帰さ
せることができる。
The driven side cam plate 25 is constantly pressed against the driving side cam plate 22 via the flat springs 29, 29, so that the driven side cam plate 22
The rotation of the drive side cam plate 22 is transmitted to the driven side cam plate 25 in a state where the input torque applied to the driven side and the load torque applied to the driven side cam plate 25 are balanced. Therefore, the chain large gear 18 fixed to the driven cam plate 25 also rotates, and the rear wheel 43 is driven to rotate via the chain 41. In the case where the elastic member 30 is interposed between the concave surfaces of the pair of flat springs 29, 29, when the pressing force is released, a more secure restoring force is applied so that the flat spring 29 has its original shape. Can be returned automatically.

【0039】しかも、図4に示すようにマグネット部3
3の内端面33aと対向する2か所にトルクセンサ39
が近接配置されている場合には、磁気リング32がその
回転時に振れることがあっても、これらのトルクセンサ
39が各別に検出する検出値の平均値に基づきマグネッ
ト部33の内端面33aとの間の離間距離を正確に検知
することにより、その時々の負荷トルクを別途用意され
る磁気回路を介して正確に検出できる。つまり、負荷ト
ルクがゼロのときは、図4(イ)に示すように離間距離
1 とt2 で、負荷トルクが発生したときは、図4
(ロ)に示すように離間距離t3 とt4 であるとすれ
ば、従動側カムプレート25(チェーン大歯車18)の
軸方向での移動量はt3 −t1 とt2 −t4 との2値が
得られ、その平均値を制御部46を介して演算させるこ
とにより、合成トルクの大きさをより正確に算出できる
ことになる。
Further, as shown in FIG.
The torque sensors 39 are provided at two places facing the inner end face 33a of
Are arranged close to each other, even if the magnetic ring 32 oscillates during its rotation, the torque sensor 39 and the inner end surface 33a of the magnet part 33 are based on the average value of the detection values separately detected by the torque sensors 39. By accurately detecting the separation distance therebetween, the load torque at that time can be accurately detected via a separately prepared magnetic circuit. That is, when the load torque is zero, in the distance t 1 and t 2 as shown in FIG. 4 (a), when the load torque occurs, FIG. 4
If a distance t 3 and t 4 as shown in (b), the moving amount in the axial direction of the driven side cam plate 25 (chain gear wheel 18) is t 3 -t 1 and t 2 -t 4 By calculating the average value through the control unit 46, the magnitude of the combined torque can be more accurately calculated.

【0040】制御部46は、このようにして算出された
車速と合成トルクとからパルスを算出し、あらかじめ設
定されている基準値との関係でパルス幅の漸増・漸減制
御、つまりパルス幅変調(PWM)制御を行い、該制御
後に得られるパルスを出力して電動補助自転車11が走
行動作状態にある限り駆動モータMの作動を適正に制御
しながら、所定の駆動補助トルクを後車輪43に付加す
る。このため、後車輪43は、ペダル13を踏んで得ら
れる入力トルクと駆動モータMから得られる駆動補助ト
ルクとにより駆動される結果、その時々の状況に応じた
最適状態のもとで軽快な走行ができる。
The control section 46 calculates a pulse from the vehicle speed and the resultant torque calculated in this manner, and controls the pulse width to be gradually increased / decreased in relation to a preset reference value, that is, pulse width modulation (pulse width modulation). PWM) control, and outputs a pulse obtained after the control to apply a predetermined drive assist torque to the rear wheels 43 while appropriately controlling the operation of the drive motor M as long as the electric assist bicycle 11 is in a running operation state. I do. As a result, the rear wheels 43 are driven by the input torque obtained by depressing the pedal 13 and the drive assist torque obtained by the drive motor M, and as a result, the vehicle runs lightly in an optimal state according to the situation at that time. Can be.

【0041】しかも、原動側カムプレート22には、そ
の一側面22aに設けられている隆起部23のうちのい
ずれかひとつに凹陥掛合部24が、従動側カムプレート
25には、その一側面25aに設けられている凹陥部2
6のうちのいずれかひとつに掛止ピン27がそれぞれ設
けておくことができる。
Further, the driving side cam plate 22 has a recessed engaging portion 24 on one of the raised portions 23 provided on one side surface 22a thereof, and the driven side cam plate 25 has one side surface 25a thereof. Recessed part 2 provided in
6 can be provided with a locking pin 27, respectively.

【0042】したがって、この場合には、原動側カムプ
レート22と従動側カムプレート25とを凹陥掛合部2
4内に掛止ピン27を位置させて相互に対面合致させる
ことにより、原動側カムプレート22の摺動を掛止ピン
27が凹陥掛合部24の始端24aから終端24bに至
るストロークを限度に移動規制することができる。
Therefore, in this case, the driving side cam plate 22 and the driven side cam plate 25 are connected to the concave engagement portion 2.
By positioning the latching pins 27 in the inner surface 4 and making them face-to-face with each other, the sliding of the driving side cam plate 22 is moved to the extent that the latching pins 27 move from the starting end 24a of the concave engaging portion 24 to the end 24b. Can be regulated.

【0043】このため、例えば予想を越えた負荷トルク
がかかることがあっても、凹陥部26を隆起部23が乗
り越えることをなくすことができるほか、下り坂などで
チェーン大歯車18を逆回転させても負荷トルクの発生
を阻止できる。また、電動補助自転車11の停車時に不
用意にチェーン大歯車18を逆回転させた際に負荷トル
クが発生して駆動モータMを作動させ、その際の駆動補
助トルクにより後車輪43が自然回転したり、電動補助
自転車11を暴走させるといった不慮の事故の発生も未
然に防止できる。
For this reason, for example, even if an unexpected load torque is applied, it is possible to prevent the raised portion 23 from going over the concave portion 26 and to rotate the chain large gear 18 reversely on a downhill or the like. However, generation of load torque can be prevented. Also, when the chain large gear 18 is inadvertently rotated reversely when the electric assist bicycle 11 stops, a load torque is generated to operate the drive motor M, and the rear assist wheel 43 rotates naturally by the drive assist torque at that time. Also, it is possible to prevent an unexpected accident such as running the electric assist bicycle 11 out of control.

【0044】さらに、本発明に係る電動補助自転車11
においては、クランク軸17に加えられる入力トルクと
後車輪43から加えられる負荷トルクとを合成トルクと
して検出できる。したがって、合成トルクの検出と後車
輪43への動力の伝達とを同一の動力伝達機構を介して
行うことができるので、全体構造を簡素化してコスト低
減と軽量小型化とを実現できる。
Further, the electric assist bicycle 11 according to the present invention.
In, the input torque applied to the crankshaft 17 and the load torque applied from the rear wheels 43 can be detected as a combined torque. Therefore, the detection of the combined torque and the transmission of the power to the rear wheels 43 can be performed through the same power transmission mechanism, so that the overall structure can be simplified, and the cost reduction and the reduction in weight and size can be realized.

【0045】なお、図6においては、制御部46により
制御系の正否の自己診断が行われた後にバッテリ44の
充電状況のチェックが行われているが、バッテリ44の
充電状況をチェックした後に制御系の正否の自己診断を
行うようにしてもよい。
In FIG. 6, the state of charge of the battery 44 is checked after the self-diagnosis of the control system by the control unit 46. However, after the state of charge of the battery 44 is checked, Self-diagnosis of the correctness of the system may be performed.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上述べたように本発明のうち、第1の
発明によれば、原動側カムプレートの隆起部と従動側カ
ムプレートの凹陥部とが回転方向への摺動を自在に嵌合
して対面合致し、かつ、後車輪から加えられる負荷トル
クが増大するにつれて隆起部の側が摺動して回転方向に
位置ずれを検出するトルクセンサを備えているので、ク
ランク軸に加えられる入力トルクと後車輪から加えられ
る負荷トルクとを合成トルクとして同時に検出すること
ができる簡素化された動力伝達機構を備えた電動補助自
転車を提供できる。したがって、該電動補助自転車の製
品コストを低減できるばかりでなく、軽量小型化も実現
できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the raised portion of the driving side cam plate and the recessed portion of the driven side cam plate are slidably fitted in the rotating direction. Since a torque sensor is provided for detecting the positional displacement in the rotational direction by sliding the ridge side as the load torque applied from the rear wheel increases, the input applied to the crankshaft. It is possible to provide an electric assist bicycle including a simplified power transmission mechanism capable of simultaneously detecting a torque and a load torque applied from a rear wheel as a combined torque. Therefore, not only can the product cost of the electric assisted bicycle be reduced, but also the weight and size can be reduced.

【0047】この場合、一対のさらばねの凹陥面相互間
に弾性材を介在させてあれば、押圧力が解除された際に
より確実な復元力を付与してさらばねを元の形状に自動
復帰させることができる。また、磁気リングがマグネッ
ト部と樹脂補強部とで一体的に形成されている場合に
は、トルクセンサを磁気センサのみで構成することがで
きるほか、素材コストも低減でき、全体コストの低減に
有効に寄与させることができる。さらに、隆起部に設け
た凹陥掛合部内に凹陥部に立設した係止ピンが入り込む
ようにして原動側カムプレートと従動側カムプレートと
が形成されている場合には、原動側カムプレートが摺動
しても凹陥係合部の始端から終端に至るストロークを限
度に移動規制できる。このため、予想を越えた負荷トル
クがかかったり、下り坂などでチェーン大歯車を逆回転
させたり、その停車時に不用意にチェーン大歯車を逆回
転させることがあっても、電動補助自転車の暴走をなく
して不慮の事故の発生を未然に防止できる。
In this case, if an elastic material is interposed between the concave surfaces of the pair of flat springs, a more stable restoring force is applied when the pressing force is released to automatically return the flat spring to its original shape. Can be done. When the magnetic ring is formed integrally with the magnet part and the resin reinforcement part, the torque sensor can be composed of only the magnetic sensor, and the material cost can be reduced, which is effective in reducing the overall cost. Can be contributed. Further, when the driving side cam plate and the driven side cam plate are formed such that the locking pin set up in the concave portion enters into the concave engaging portion provided in the raised portion, the driving side cam plate slides. Even if it moves, the movement can be restricted to the limit from the stroke from the beginning to the end of the concave engaging portion. For this reason, even if unexpected load torque is applied, the chain gear is reversely rotated on a downhill, etc. And accidents can be prevented from occurring.

【0048】一方、第2の発明によれば、常時、スピー
ドセンサからの検出信号に基づいてスピードを測定する
とともに、トルクセンサからの検出信号に基づいてトル
クを測定し、これらスピードとトルクからパルス幅を算
出し、あらかじめ設定されている基準値との関係でパル
ス幅の漸増・漸減制御を行い、該制御後に得られるパル
スを出力することにより、電動補助自転車が走行動作状
態にある限り駆動モータの作動を制御できるので、その
時々の状況に応じた最適状態のもとで軽快な走行ができ
る。しかも、スピードセンサは、負荷トルクがかかって
その回転時に振れるチェーン大歯車ではなく、別途配設
された車速検出用大歯車からその回転数を検出できるの
で、より正確な車速を測定することができる。なお、各
別に配置した2個のトルクセンサから得られる検出値の
平均値に基づきトルクを測定する場合には、合成トルク
の大きさをより正確に算出でき、より優れた状態のもと
で軽快な走行ができる。
On the other hand, according to the second invention, the speed is always measured based on the detection signal from the speed sensor, and the torque is measured based on the detection signal from the torque sensor. Calculate the width, perform gradual increase / decrease control of the pulse width in relation to a preset reference value, and output a pulse obtained after the control, so that the drive motor is driven as long as the electric assist bicycle is in the running operation state. Can be controlled, so that the vehicle can run lightly under an optimal condition according to the situation at that time. In addition, the speed sensor can detect the number of rotations not from the chain gear that swings at the time of rotation due to the load torque but from the separately provided gear gear for vehicle speed detection, so that a more accurate vehicle speed can be measured. . In the case where the torque is measured based on the average value of the detection values obtained from the two separately arranged torque sensors, the magnitude of the combined torque can be calculated more accurately, and the torque can be reduced in a more excellent state. Can be run.

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

【図1】本発明に係る電動補助自転車の概略構成例を模
式的に示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a schematic configuration example of an electric assist bicycle according to the present invention.

【図2】図1におけるクランク軸を含む動力伝達機構の
詳細を一部を切り欠いて示す要部構成図。
FIG. 2 is a main part configuration diagram showing a detail of a power transmission mechanism including a crankshaft in FIG. 1 with a part cut away.

【図3】図2において動力伝達機構を構成している原動
側カムプレートと従動側カムプレートとを相互が見開き
状となるように引き離した状態のもとで示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing the driving-side cam plate and the driven-side cam plate constituting the power transmission mechanism in FIG. 2 in a state where the driving side cam plate and the driven side cam plate are separated from each other so as to be spread;

【図4】図2における動力伝達機構の無負荷状態を
(イ)として、従動側に負荷が発生したときの状態を
(ロ)として示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a non-load state of the power transmission mechanism in FIG. 2 as (A) and a state when a load occurs on the driven side as (B).

【図5】本発明における駆動モータの作動制御系の一例
を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of an operation control system of a drive motor according to the present invention.

【図6】本発明に係る電動補助自転車の電動モータ駆動
制御方法の処理ステップの一例を示すフローチャート
図。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of processing steps of an electric motor drive control method for an electric assist bicycle according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 電動補助自転車 12 フレーム 13 ペダル 14,15 クランク 14a,15a ボス部 16 ハンガーラック 17 クランク軸 18 チェーン大歯車 18a 歯部 19 通孔 20 フランジ 22 原動側カムプレート 22a 一側面 23 隆起部 23a 斜面 23b 稜線 23c 斜面 24 凹陥掛合部 24a 始端 24b 終端 25 従動側カムプレート 25a 一側面 26 凹陥部 26a 始端 27 掛止ピン 28 螺孔 29 さらばね 30 弾性材 31 ビス 32 磁気リング 33 マグネット部 33a 内端面 34 樹脂補強部 35 スピードセンサ 36 防塵ゴムカバー 37 車速検出用大歯車 37a 歯部 38 操作部 39 トルクセンサ 39a センサカバー 41 チェーン 42 チェーン小歯車 43 後車輪 44 バッテリ 45 ハウジング 46 制御部 F 踏力 R 路面 M 駆動モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electric assisted bicycle 12 Frame 13 Pedal 14, 15 Crank 14a, 15a Boss 16 Hanger rack 17 Crankshaft 18 Chain large gear 18a Teeth 19 Through hole 20 Flange 22 Motor side cam plate 22a One side surface 23 Ridge 23a Slope 23b Ridge 23c Slope 24 Depressed engagement portion 24a Start end 24b Termination 25 Follower cam plate 25a One side surface 26 Recessed portion 26a Start end 27 Hook pin 28 Screw hole 29 Flat spring 30 Elastic material 31 Screw 32 Magnetic ring 33 Magnet portion 33a Inner end surface 34 Resin Part 35 Speed sensor 36 Dustproof rubber cover 37 Large gear for vehicle speed detection 37a Tooth part 38 Operation part 39 Torque sensor 39a Sensor cover 41 Chain 42 Chain small gear 43 Rear wheel 44 Battery 45 Housing 46 Control unit F Treading force R Road surface M Drive motor

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ペダル踏力が入力トルクとなって強制回
転されるクランク軸に固定された原動側カムプレート
と、それぞれの凹陥面を相互に対面させて介挿させた一
対のさらばねにより前記原動側カムプレート側への軸方
向での押圧力が付勢されて前記クランク軸の側に回転と
軸方向での移動とが自在に軸支されたチェーン大歯車に
固定された従動側カムプレートとは、原動側カムプレー
トに設けられた隆起部と従動側カムプレートに設けられ
た凹陥部とが複数箇所にて回転方向への摺動を自在に嵌
合するように対面配置され、後車輪から加えられる負荷
トルクが増大するにつれて原動側カムプレートの前記隆
起部の側が摺動して従動側カムプレートに生ずる回転方
向での位置ずれに伴って変動する相互間の離間距離は、
原動側カムプレートと従動側カムプレートとの外周を囲
繞してチェーン大歯車の内側に固着された磁気リングの
内端面側の適宜の2か所に磁力の検出を自在に近接配置
されたトルクセンサが各別に検出する検出値の平均値に
変換されて駆動モータの作動を制御することにより後車
輪への駆動補助トルクの付与を自在とするとともに、前
記チェーン大歯車とは軸方向での反対側に位置して連結
されたクランクの内側に位置するクランク軸には、前記
チェーン大歯車と略同一形状を呈する車速検出用大歯車
を軸固定し、該車速検出用大歯車の歯部との対面部位に
設置したスピードセンサを介して走行速度の検出を自在
としたことを特徴とする電動補助自転車。
1. The engine according to claim 1, wherein the driving force is generated by a driving cam plate fixed to a crankshaft that is forcibly rotated by a pedaling force as an input torque, and a pair of flat springs interposed with respective concave surfaces facing each other. A driven cam plate fixed to a chain large gear that is axially supported by the pressing force in the axial direction toward the side cam plate to be rotatably supported on the crankshaft side for rotation and axial movement; The raised portion provided on the driving side cam plate and the recessed portion provided on the driven side cam plate are arranged face-to-face so as to freely fit in a rotational direction at a plurality of locations, and from the rear wheel. As the applied load torque increases, the protruding portion side of the driving side cam plate slides, and the separation distance that fluctuates due to the displacement in the rotation direction generated on the driven side cam plate is:
A torque sensor disposed so as to freely detect magnetic force at two appropriate positions on the inner end face side of a magnetic ring fixed to the inside of the chain large gear so as to surround the outer periphery of the driving side cam plate and the driven side cam plate. Is converted to an average value of the detection values detected separately, and by controlling the operation of the drive motor, the drive assist torque can be freely applied to the rear wheel, and the opposite side in the axial direction from the chain large gear. On the crankshaft located inside the connected and connected crank, a gear wheel for detecting vehicle speed, which has substantially the same shape as the chain gearwheel, is fixed, and is opposed to the tooth portion of the gearwheel for detecting vehicle speed. An electric assisted bicycle characterized in that running speed can be freely detected via a speed sensor installed at a site.
【請求項2】 前記一対のさらばねは、凹陥面相互間に
弾性材を介在させて配設したことを特徴とする請求項1
記載の電動補助自転車。
2. The pair of flat springs are disposed with an elastic material interposed between the concave surfaces.
The electric assisted bicycle described.
【請求項3】 前記磁気リングは、その周回時にトルク
センサと対面する部位に位置させた円環状を呈するマグ
ネット部と、該マグネット部の内端面を除く部位に覆設
された樹脂補強部とで一体的に形成したことを特徴とす
る請求項1または2記載の電動補助自転車。
3. The magnetic ring includes an annular magnet portion positioned at a portion facing the torque sensor when the magnetic ring rotates, and a resin reinforcing portion covered at a portion excluding an inner end surface of the magnet portion. The electric assisted bicycle according to claim 1 or 2, wherein the electric assisted bicycle is formed integrally.
【請求項4】 従動側カムプレートに対する原動側カム
プレートの位置ずれは、前記隆起部の上面に凹陥掛合部
を設け、該凹陥掛合部との対面部位に位置する従動側カ
ムプレートの凹陥部の始端側に掛止ピンを立設し、該掛
止ピンを前記凹陥掛合部の始端から終端に至るストロー
クを限度に移動の規制を自在としたことを特徴とする請
求項1ないし3のいずれかに記載の電動補助自転車。
4. The displacement of the driving-side cam plate with respect to the driven-side cam plate can be achieved by providing a concave engagement portion on the upper surface of the raised portion, and a concave portion of the driven-side cam plate located at a position facing the concave engagement portion. 4. A hanging pin is provided upright on the starting end side, and the movement of the hanging pin can be freely restricted within a stroke from the starting end to the end of the concave engaging portion. The electric assisted bicycle according to 1.
【請求項5】 電動補助自転車のフレームに着脱自在に
設置される充電可能なバッテリと、該バッテリからの印
加電圧のもとで後車輪をハブを介して強制回転させるべ
く配設される駆動モータと、電動補助自転車の車速をク
ランク軸に直結された車速検出用大歯車の回転状況から
検出するスピードセンサと、電動補助自転車に加えられ
る負荷トルクをペダル踏力が入力トルクとなって強制回
転されるクランク軸に固定された原動側カムプレート
と、それぞれの凹陥面を相互に対面させて介挿させた一
対のさらばねにより前記原動側カムプレート側への軸方
向での押圧力が付勢されて前記クランク軸の側に回転と
軸方向での移動とが自在に軸支されたチェーン大歯車に
固定された従動側カムプレートとの間の接離状況から検
出するトルクセンサと、操作部の各種スイッチの入力操
作状況に応じてその全体を統括制御する制御部とを少な
くとも備え、前記操作部からのONスイッチ投入が真正
なものであるときに限り前記制御部からの指令に基づき
制御系の正否をチェックする自己診断を行い、正常であ
れば装着されているバッテリの充電状況のチェックが行
われ、充電状況に問題ながければ真正なOFFスイッチ
の投入があるまで、常時、スピードセンサからの検出信
号に基づいてスピードを測定するとともに、トルクセン
サからの検出信号に基づいてトルクを測定し、これら測
定されたスピードとトルクとからパルスを算出し、あら
かじめ設定されている基準値との関係でパルス幅の漸増
・漸減制御を行い、該制御後に得られるパルスを出力し
て電動補助自転車が走行動作状態にある限り駆動モータ
の作動を制御して行うことを特徴とする電動補助自転車
の駆動制御方法。
5. A rechargeable battery removably mounted on a frame of the battery-assisted bicycle, and a drive motor arranged to forcibly rotate a rear wheel via a hub under a voltage applied from the battery. And a speed sensor that detects the vehicle speed of the electric assist bicycle from the rotation state of the vehicle speed detecting large gear directly connected to the crankshaft, and forcibly rotates the load torque applied to the electric assist bicycle with the pedaling force as the input torque. The driving force in the axial direction toward the driving side cam plate is urged by a driving side cam plate fixed to the crankshaft and a pair of flat springs inserted with the respective concave surfaces facing each other. A torque sensor for detecting from a contact / separation state between a driven side cam plate fixed to a chain gear wheel whose rotation and axial movement are freely supported on the crankshaft side; A control unit that performs overall control according to the input operation status of various switches of the operation unit, and receives a command from the control unit only when the ON switch input from the operation unit is genuine. A self-diagnosis is performed to check whether the control system is correct or not, and if it is normal, the charging status of the installed battery is checked. If there is no problem with the charging status, the genuine OFF switch is always turned on until it is turned on. , Measures the speed based on the detection signal from the speed sensor, measures the torque based on the detection signal from the torque sensor, calculates the pulse from the measured speed and torque, and sets a predetermined reference. The pulse width is gradually increased / decreased in relation to the value, and a pulse obtained after the control is output, and the electric assist bicycle is in a running operation state. Drive control method for motor-assisted bicycle, which comprises carrying out by controlling the operation of the drive motor Ri.
【請求項6】 トルクの測定は、各別に配置した2個の
トルクセンサが各別に取得した検出信号から得られるそ
れぞれの検出値の平均値に基づき行うことを特徴とする
請求項5記載の電動補助自転車の駆動制御方法。
6. The electric motor according to claim 5, wherein the torque is measured based on an average value of respective detection values obtained from detection signals respectively obtained by two separately arranged torque sensors. Drive control method for assistive bicycle.
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