JP2002321683A - 電動アシスト自転車 - Google Patents
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
- B60L7/16—Dynamic electric regenerative braking for vehicles comprising converters between the power source and the motor
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- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動アシスト自転車は、モータとタイヤ間の
伝達効率が低いばかりでなく、減速機構を有しているた
めに大形となり、且つ、バッテリーに充電された電圧が
なくなると自転車が重くなる。 【解決手段】 駆動モータとしてアウターロータータイ
プの永久磁石式同期モータを使用し、このモータを制御
する装置として力行，回生切換え可能に構成された変換
部を設け、自転車が許容速度以上となったきに回生制動
をかけるようにしたものである。
伝達効率が低いばかりでなく、減速機構を有しているた
めに大形となり、且つ、バッテリーに充電された電圧が
なくなると自転車が重くなる。 【解決手段】 駆動モータとしてアウターロータータイ
プの永久磁石式同期モータを使用し、このモータを制御
する装置として力行，回生切換え可能に構成された変換
部を設け、自転車が許容速度以上となったきに回生制動
をかけるようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動アシスト式の
自転車に係わり、特に回生制動機能を有する電動アシス
ト自転車に関するものである。
自転車に係わり、特に回生制動機能を有する電動アシス
ト自転車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電動アシスト式自転車は２つの駆動力を
備えており、その一つはペタルからの駆動力でチェーン
を介してケーシングの回転側に伝達して車輪を回転させ
る駆動力と、他の一つは、ペタルにかかるトルクを検出
し、そのトルクと同じ大きさのトルクでモータを回転
し、減速機構を介して車輪を駆動するように構成されて
いる。このような電動アシスト式自転車は種々提案され
ているが、何れも駆動部にモータを配設することに伴な
い、その構成の小形軽量化を図ることを目的として駆動
モータを高速化し、ギヤーやプーリにより減速して必要
とするトルクを得るようにしている。更に、駆動部とタ
イヤ部をチェーンおよびワンウエクラッチを介して連結
しているものと、タイヤ部に駆動モータを設けた場合で
も減速機構を設けている。
備えており、その一つはペタルからの駆動力でチェーン
を介してケーシングの回転側に伝達して車輪を回転させ
る駆動力と、他の一つは、ペタルにかかるトルクを検出
し、そのトルクと同じ大きさのトルクでモータを回転
し、減速機構を介して車輪を駆動するように構成されて
いる。このような電動アシスト式自転車は種々提案され
ているが、何れも駆動部にモータを配設することに伴な
い、その構成の小形軽量化を図ることを目的として駆動
モータを高速化し、ギヤーやプーリにより減速して必要
とするトルクを得るようにしている。更に、駆動部とタ
イヤ部をチェーンおよびワンウエクラッチを介して連結
しているものと、タイヤ部に駆動モータを設けた場合で
も減速機構を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動アシスト式
自転車は、何れも減速機構を設けているためにコンパク
トな機構にまとめることができず、通常の自転車の基本
構造を大幅に変更する必要があってコスト的にも高価と
なっており、且つ、バッテリーに充電された電圧がなく
なった場合には必要な人力駆動力が大きくなっている。
また、駆動モータとしてはブラシを有するモータを採用
しているため、モータと走行タイヤ間の伝達効率が低
く、回生制動してもモータおよび伝達機構の損失で制動
エネルギーが吸収されてしまい、バッテリーを充電する
ことができなくなる等の問題を有している。
自転車は、何れも減速機構を設けているためにコンパク
トな機構にまとめることができず、通常の自転車の基本
構造を大幅に変更する必要があってコスト的にも高価と
なっており、且つ、バッテリーに充電された電圧がなく
なった場合には必要な人力駆動力が大きくなっている。
また、駆動モータとしてはブラシを有するモータを採用
しているため、モータと走行タイヤ間の伝達効率が低
く、回生制動してもモータおよび伝達機構の損失で制動
エネルギーが吸収されてしまい、バッテリーを充電する
ことができなくなる等の問題を有している。
【０００４】よって、本発明が目的とするところは、駆
動部を小形化すると共に、回生制動を可能とした自転車
を提供することにある。
動部を小形化すると共に、回生制動を可能とした自転車
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１は、ペタル
とバッテリーを電源とした駆動モータとの２つの駆動力
を有する自転車において、前記駆動モータをアウタロー
タータイプの永久磁石式同期モータとし、このモータの
回転子位置に対応してモータ電流極性を切換える位置検
出部と、この位置検出部によって検出された信号をもと
にトルク一定と速度一定の制御手段を有する制御部と、
この制御部の出力信号によって制御され、力行，回生へ
の状態変更可能に構成された変換部とを備え、前記自転
車の速度許容範囲を越えたとき、若しくはブレーキ操作
による減速動作を検出したとき前記同期モータに発生し
た電力を変換部を介してバッテリーへ回生するよう構成
したことを特徴としたものである。
とバッテリーを電源とした駆動モータとの２つの駆動力
を有する自転車において、前記駆動モータをアウタロー
タータイプの永久磁石式同期モータとし、このモータの
回転子位置に対応してモータ電流極性を切換える位置検
出部と、この位置検出部によって検出された信号をもと
にトルク一定と速度一定の制御手段を有する制御部と、
この制御部の出力信号によって制御され、力行，回生へ
の状態変更可能に構成された変換部とを備え、前記自転
車の速度許容範囲を越えたとき、若しくはブレーキ操作
による減速動作を検出したとき前記同期モータに発生し
た電力を変換部を介してバッテリーへ回生するよう構成
したことを特徴としたものである。
【０００６】本発明の第２は、前記自転車のブレーキ操
作時に発生した同期モータの電力をバッテリーへ回生す
ることを特徴としたものである。
作時に発生した同期モータの電力をバッテリーへ回生す
ることを特徴としたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
制御回路の構成図である。１は駆動モータで、この駆動
モータ１は、アウターロータタイプの永久磁石式同期モ
ータが使用される。永久磁石式同期モータを使用するこ
とによって、励磁成分電流を永久磁石で置換しているの
で、モータ電流はトルク成分の電流のみとなって高効率
でモータを運転することができる。２は位置検出部で、
ホール素子ＨＡ，ＨＢ，ＨＣを有してモータの回転子磁
石の位置を検出し、検出信号に応じてモータ電流の極性
を切り替える。３は人力継ぎ手側に設けられたホール素
子ＨＭよりなる位置検出器で、人力駆動力がないときに
はホール素子ＨＡとＨＭとの出力位相が零となるように
設けられている。４は電力の順逆変換を行う変換部で、
三相ブリッジに接続されたトランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｔ
１〜Ｔ６を有している。Ｃはコンデンサ、５はバッテリ
ー、６は制御部で、マイクロコンプュータよりなってお
り、この制御部６には、人力トルク演算部７、トルク指
令演算部８、最適電流指令演算部９、速度検出部１０、
３／２相座標変換部１１、ｄ／ｑ軸変換部１２、３／２
相座標変換部１３、デッドタイム補償部１４およびＰＷ
Ｍ信号発生部１５とを備えている。１６は電流検出部で
ある。
制御回路の構成図である。１は駆動モータで、この駆動
モータ１は、アウターロータタイプの永久磁石式同期モ
ータが使用される。永久磁石式同期モータを使用するこ
とによって、励磁成分電流を永久磁石で置換しているの
で、モータ電流はトルク成分の電流のみとなって高効率
でモータを運転することができる。２は位置検出部で、
ホール素子ＨＡ，ＨＢ，ＨＣを有してモータの回転子磁
石の位置を検出し、検出信号に応じてモータ電流の極性
を切り替える。３は人力継ぎ手側に設けられたホール素
子ＨＭよりなる位置検出器で、人力駆動力がないときに
はホール素子ＨＡとＨＭとの出力位相が零となるように
設けられている。４は電力の順逆変換を行う変換部で、
三相ブリッジに接続されたトランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｔ
１〜Ｔ６を有している。Ｃはコンデンサ、５はバッテリ
ー、６は制御部で、マイクロコンプュータよりなってお
り、この制御部６には、人力トルク演算部７、トルク指
令演算部８、最適電流指令演算部９、速度検出部１０、
３／２相座標変換部１１、ｄ／ｑ軸変換部１２、３／２
相座標変換部１３、デッドタイム補償部１４およびＰＷ
Ｍ信号発生部１５とを備えている。１６は電流検出部で
ある。
【０００８】上記のように構成された制御回路を有する
駆動部Ｄは、図３で示すように自転車の後輪に配設され
る。
駆動部Ｄは、図３で示すように自転車の後輪に配設され
る。
【０００９】図２はその自転車の後輪に設置される駆動
部Ｄの構成図を示したもので、２０は車軸、２１は車軸
に嵌合されたベアリングで、その外側にはクラッチ２２
を介して一体的にスプロケット２３が回動自在に取り付
けられている。このスプロケット２３には、図示省略さ
れているが、ペタルに連設されたチェンが張られてい
る。 ２４は第２の継ぎ手で、円盤状で且つ中空部を有
するように形成され、その一部はクラッチ２２と連結さ
れており、その外側には車輪のスポークが取り付けられ
るスポーク孔２５が設けられている。継ぎ手２４の中空
部は密封されるように構成され、その部内には車軸２１
に固着された支柱板２６が延伸して配設されており、そ
の先端円周に沿って固定子鉄心２７が配設され、この固
定子鉄心２７には巻線２８が巻装されている。固定子鉄
心２７とはギャップＧを介して永久磁石２９が円周に沿
ってＮ，Ｓ極交互に配設されて回転子となっている。
部Ｄの構成図を示したもので、２０は車軸、２１は車軸
に嵌合されたベアリングで、その外側にはクラッチ２２
を介して一体的にスプロケット２３が回動自在に取り付
けられている。このスプロケット２３には、図示省略さ
れているが、ペタルに連設されたチェンが張られてい
る。 ２４は第２の継ぎ手で、円盤状で且つ中空部を有
するように形成され、その一部はクラッチ２２と連結さ
れており、その外側には車輪のスポークが取り付けられ
るスポーク孔２５が設けられている。継ぎ手２４の中空
部は密封されるように構成され、その部内には車軸２１
に固着された支柱板２６が延伸して配設されており、そ
の先端円周に沿って固定子鉄心２７が配設され、この固
定子鉄心２７には巻線２８が巻装されている。固定子鉄
心２７とはギャップＧを介して永久磁石２９が円周に沿
ってＮ，Ｓ極交互に配設されて回転子となっている。
【００１０】この２７〜２９によって図１で示すアウタ
ロータータイプの永久磁石式同期モータが構成されてお
り、このモータの回転子とタイヤ部とをスポークで張設
結合することによって、減速機構を設けることなく効率
よくタイヤを駆動することができる。
ロータータイプの永久磁石式同期モータが構成されてお
り、このモータの回転子とタイヤ部とをスポークで張設
結合することによって、減速機構を設けることなく効率
よくタイヤを駆動することができる。
【００１１】３０はプリント板で、このプリント板３０
には変換部４や制御部６の回路部品が実装されていて支
柱板２６にボルト等によって固定されている。３１は第
１の継ぎ手で、クラッチ２２の側面に固着され、且つ、
第２の継ぎ手２４との間に撓み継ぎ手３２を介在させて
いる。３３は支柱板２６に配設されたホール素子で、こ
のホール素子３３と対向した面の第１継ぎ手３１には磁
石が配設されてＡ相用の位置検出が行われる。３４はＢ
相用位置検出の磁石である。３５，３６はそれぞれベア
リングである。
には変換部４や制御部６の回路部品が実装されていて支
柱板２６にボルト等によって固定されている。３１は第
１の継ぎ手で、クラッチ２２の側面に固着され、且つ、
第２の継ぎ手２４との間に撓み継ぎ手３２を介在させて
いる。３３は支柱板２６に配設されたホール素子で、こ
のホール素子３３と対向した面の第１継ぎ手３１には磁
石が配設されてＡ相用の位置検出が行われる。３４はＢ
相用位置検出の磁石である。３５，３６はそれぞれベア
リングである。
【００１２】図２のように構成された駆動部は、ペタル
を踏み込むことによりスプロケット２３、クラッチ２２
および第２の継ぎ手２４に駆動力が伝達され、それらは
各ベアリング２１、３５、３６によって支承されながら
回転する。この回転によって継ぎ手２４に固着された永
久磁石２９も回転し、回転する永久磁石２９と固定子巻
線２８との間で発生する吸引力と反発力を利用して回転
子位置によって固定子巻線２８に流れる電流方向を切り
替えることにより回転を継続させる。
を踏み込むことによりスプロケット２３、クラッチ２２
および第２の継ぎ手２４に駆動力が伝達され、それらは
各ベアリング２１、３５、３６によって支承されながら
回転する。この回転によって継ぎ手２４に固着された永
久磁石２９も回転し、回転する永久磁石２９と固定子巻
線２８との間で発生する吸引力と反発力を利用して回転
子位置によって固定子巻線２８に流れる電流方向を切り
替えることにより回転を継続させる。
【００１３】前記のように、図１における各ホール素子
ＨＡ、ＨＢ、ＨＣは、回転子磁石２９の位置に対応して
モータ電流極性を切り替えるための素子であり、また、
ホール素子ＨＭは人力駆動力が無いときには素子ＨＡと
ＨＭとの出力位相が零になるように設けられている。
ＨＡ、ＨＢ、ＨＣは、回転子磁石２９の位置に対応して
モータ電流極性を切り替えるための素子であり、また、
ホール素子ＨＭは人力駆動力が無いときには素子ＨＡと
ＨＭとの出力位相が零になるように設けられている。
【００１４】今、人力駆動がペタルを踏むことによって
加えられると、タイヤ側に設けられた継ぎ手２４の磁石
３４と人力側に設けられた継ぎ手３１の磁石との間に、
撓み継ぎ手３２による位置ずれが生ずる。その結果、ホ
ール素子ＨＡ，ＨＭの出力ＳＵ，ＳＭ間に位相ずれが発
生する。この位相ずれ量は入力トルクに比例することか
ら、この位相ずれ量をもってペタル踏み込み力とみなす
ことができる。したがって、ホール素子ＨＡ，ＨＭによ
って検出された信号θＡ，θＭを人力トルク演算部７に
おいて演算し、その演算結果をトルク指令演算部８に出
力する。トルク指令演算部８では、速度検出部１０にお
いて求められた速度信号ωを参照しながら検出量に対応
したトルクを演算し、モータのトルク指令値として最適
電流指令演算部９に出力する。
加えられると、タイヤ側に設けられた継ぎ手２４の磁石
３４と人力側に設けられた継ぎ手３１の磁石との間に、
撓み継ぎ手３２による位置ずれが生ずる。その結果、ホ
ール素子ＨＡ，ＨＭの出力ＳＵ，ＳＭ間に位相ずれが発
生する。この位相ずれ量は入力トルクに比例することか
ら、この位相ずれ量をもってペタル踏み込み力とみなす
ことができる。したがって、ホール素子ＨＡ，ＨＭによ
って検出された信号θＡ，θＭを人力トルク演算部７に
おいて演算し、その演算結果をトルク指令演算部８に出
力する。トルク指令演算部８では、速度検出部１０にお
いて求められた速度信号ωを参照しながら検出量に対応
したトルクを演算し、モータのトルク指令値として最適
電流指令演算部９に出力する。
【００１５】最適電流指令演算部９はトルク指令値と速
度信号ωをもとに最適な電流を演算し、磁束成分電流ｉ
ｄ＊とトルク成分電流ｉｑ＊の二軸変換してデッドタイ
ム補償部１４とｄ／ｑ軸電流制御部１２に出力する。ｄ
／ｑ軸電流制御部１２には、速度信号ωと３／２相座標
変換部１１よりの信号ｉｄ＊とｉｑ＊とが入力されてお
り、これら入力された各信号に基づきｖｄ＊，ｖｑ＊の
二軸電圧を演算する。演算結果は、２／３相座標変換部
１３に出力されて三相に変換され、ＰＷＭ信号発生部１
５を介して変換部４をインバータとして制御し、モータ
１の巻線に電流を供給する。
度信号ωをもとに最適な電流を演算し、磁束成分電流ｉ
ｄ＊とトルク成分電流ｉｑ＊の二軸変換してデッドタイ
ム補償部１４とｄ／ｑ軸電流制御部１２に出力する。ｄ
／ｑ軸電流制御部１２には、速度信号ωと３／２相座標
変換部１１よりの信号ｉｄ＊とｉｑ＊とが入力されてお
り、これら入力された各信号に基づきｖｄ＊，ｖｑ＊の
二軸電圧を演算する。演算結果は、２／３相座標変換部
１３に出力されて三相に変換され、ＰＷＭ信号発生部１
５を介して変換部４をインバータとして制御し、モータ
１の巻線に電流を供給する。
【００１６】ところで、アシスト式自転車においては、
図４で示すように時速１５ｋｍまではモータトルクによ
るアシスト率は１と規定されている。この規定に基づき
速度検出部１０では１５ｋｍ／ｈ以上では一定速度に切
り替えるＡＳＲ（自動速度制御）機能を有しており、ま
た、トルク指令演算部８においては、１５ｋｍ／ｈ以下
では一定トルクに切り替えるＡＴＲ（自動トルク制御）
機能を有している。図５は速度に対するモータ１の出力
電圧の関係を示したもので１５ｋｍ／ｈで最大となって
いる。
図４で示すように時速１５ｋｍまではモータトルクによ
るアシスト率は１と規定されている。この規定に基づき
速度検出部１０では１５ｋｍ／ｈ以上では一定速度に切
り替えるＡＳＲ（自動速度制御）機能を有しており、ま
た、トルク指令演算部８においては、１５ｋｍ／ｈ以下
では一定トルクに切り替えるＡＴＲ（自動トルク制御）
機能を有している。図５は速度に対するモータ１の出力
電圧の関係を示したもので１５ｋｍ／ｈで最大となって
いる。
【００１７】次ぎに回生制動について説明する。回生状
態が発生した場合、アシスト制御が許容される範囲を越
えた走行速度以上となった領域で定速度制御をすること
が望まれる。すなわち、長い下り坂や、あるいは障害物
や人の多いところではブレーキの使用頻度が多発する。
このような状態では安全性の上からも回生制動が好適で
ある。ブレーキ使用時の検出は、ブレーキ使用したこと
をハンドルやブレーキワイヤ等に設置した磁石などによ
って検出し、変換部４をコンバータとして動作させる。
自転車のスピードが、制限速度である１５ｋｍ／ｈ以上
となったときには速度検出部１０でこれを検出し、トル
ク制御から速度制御に切り替えて運転する。その結果、
変換部４をコンバータとして駆動モータ１からの回生電
力をバッテリー５に供給して充電する。また、自転車の
許容速度２４ｋｍ／ｈまでの高速走行を楽しむことを希
望する場合には、１５ｋｍ／ｈでの速度制限をすること
を望まない。このような要求に対しては２４ｋｍ／ｈ以
上ではＡＳＲ制御による回生制御を行うことになるが、
道路状況によってはブレーキ操作が発生する。このよう
な時はブレーキ操作と同時に回生制動を開始して減速
し、ブレーキ操作解放時をＡＳＲ制御とするが、この時
のＡＳＲ制御の解除は、人力によるペタル踏み込みを検
出したときとしてＡＴＲ制御の通常制御に切り替える。
態が発生した場合、アシスト制御が許容される範囲を越
えた走行速度以上となった領域で定速度制御をすること
が望まれる。すなわち、長い下り坂や、あるいは障害物
や人の多いところではブレーキの使用頻度が多発する。
このような状態では安全性の上からも回生制動が好適で
ある。ブレーキ使用時の検出は、ブレーキ使用したこと
をハンドルやブレーキワイヤ等に設置した磁石などによ
って検出し、変換部４をコンバータとして動作させる。
自転車のスピードが、制限速度である１５ｋｍ／ｈ以上
となったときには速度検出部１０でこれを検出し、トル
ク制御から速度制御に切り替えて運転する。その結果、
変換部４をコンバータとして駆動モータ１からの回生電
力をバッテリー５に供給して充電する。また、自転車の
許容速度２４ｋｍ／ｈまでの高速走行を楽しむことを希
望する場合には、１５ｋｍ／ｈでの速度制限をすること
を望まない。このような要求に対しては２４ｋｍ／ｈ以
上ではＡＳＲ制御による回生制御を行うことになるが、
道路状況によってはブレーキ操作が発生する。このよう
な時はブレーキ操作と同時に回生制動を開始して減速
し、ブレーキ操作解放時をＡＳＲ制御とするが、この時
のＡＳＲ制御の解除は、人力によるペタル踏み込みを検
出したときとしてＡＴＲ制御の通常制御に切り替える。
【００１８】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、自転車
の駆動モータをアウターロータータイプの永久磁石式同
期モータとし、走行速度が設定された速度以上となった
ときやブレーキ操作時に回生制動をかけるようにしたも
のであるから、モータ電流はトルク成分電流のみとなっ
て高効率で運転ができ、また、走行中に自然とバッテリ
ーが充電されるので、バッテリーの充電間隔を長くする
ことができる。
の駆動モータをアウターロータータイプの永久磁石式同
期モータとし、走行速度が設定された速度以上となった
ときやブレーキ操作時に回生制動をかけるようにしたも
のであるから、モータ電流はトルク成分電流のみとなっ
て高効率で運転ができ、また、走行中に自然とバッテリ
ーが充電されるので、バッテリーの充電間隔を長くする
ことができる。
【図１】本発明の実施形態を示す制御回路構成図。
【図２】本発明の自転車駆動部の構成図。
【図３】アシスト自転車の側面図
【図４】アシスト自転車のアシスト率ー速度特性図。
【図５】アシスト自転車のモータ出力ー速度特性図。
【符号の説明】 １…駆動モータ ２，３…位置検出部 ４…変換部 ５…バッテリー ６…制御部 ７…人力トルク演算部 ８…トルク指令演算部 ９…最適電流指令演算部 １０…速度検出部 １１，１３…３／２相座標変換部 １２…ｄ／ｑ軸電流制御部 １４…デットタイム補償部 １５…ＰＷＭ信号発生部
Claims (2)
- 【請求項１】 ペタルとバッテリーを電源とした駆動モ
ータとの２つの駆動力を有する自転車において、前記駆
動モータをアウタロータータイプの永久磁石式同期モー
タとし、このモータの回転子位置に対応してモータ電流
極性を切換える位置検出部と、この位置検出部によって
検出された信号をもとにトルク一定と速度一定の制御手
段を有する制御部と、この制御部の出力信号によって制
御され、力行，回生への状態変更可能に構成された変換
部とを備え、前記自転車の速度許容範囲を越えたとき、
若しくはブレーキ操作による減速動作を検出したとき前
記同期モータに発生した電力を変換部を介してバッテリ
ーへ回生するよう構成したことを特徴とした電動アシス
ト自転車。 - 【請求項２】 前記自転車のブレーキ操作時に発生した
同期モータの電力をバッテリーに回生することを特徴と
した請求項１記載の電動アシスト自転車。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001128583A JP2002321683A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 電動アシスト自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001128583A JP2002321683A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 電動アシスト自転車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002321683A true JP2002321683A (ja) | 2002-11-05 |
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ID=18977252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002321683A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008104324A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-05-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 駆動装置 |
| JP2013102601A (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Toyota Motor Corp | 車両および車両の制御方法 |
| CN103153772A (zh) * | 2010-04-20 | 2013-06-12 | B-莱博斯股份公司 | 马达传动装置单元 |
| KR101531624B1 (ko) * | 2013-11-15 | 2015-07-06 | 주식회사 만도 | 전기 자전거 및 그 제어방법 |
| JP2018505097A (ja) * | 2014-12-17 | 2018-02-22 | ウィリアムズ・グランプリ・エンジニアリング・リミテッド | 車両用の電気駆動ホイールハブシステム、及びそれを組み込んだ車両 |
| JP2019189191A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 株式会社シマノ | 制御装置 |
| CN111301175A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-19 | 宁波市江北九方和荣电气有限公司 | 具有主控模块的再生制动能量回馈系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035576A (ja) * | 1996-05-24 | 1998-02-10 | Sony Corp | 移動装置と移動制御方法 |
| JPH1081290A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-03-31 | Aichi Steel Works Ltd | トルク補助式電動自転車 |
| JPH11227668A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-24 | Aichi Steel Works Ltd | トルク補助自転車及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-04-26 JP JP2001128583A patent/JP2002321683A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035576A (ja) * | 1996-05-24 | 1998-02-10 | Sony Corp | 移動装置と移動制御方法 |
| JPH1081290A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-03-31 | Aichi Steel Works Ltd | トルク補助式電動自転車 |
| JPH11227668A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-24 | Aichi Steel Works Ltd | トルク補助自転車及びその製造方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008104324A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-05-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 駆動装置 |
| CN103153772A (zh) * | 2010-04-20 | 2013-06-12 | B-莱博斯股份公司 | 马达传动装置单元 |
| US20130162112A1 (en) * | 2010-04-20 | 2013-06-27 | B-Labs Ag | Motor-Gear Unit |
| JP2013102601A (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Toyota Motor Corp | 車両および車両の制御方法 |
| KR101531624B1 (ko) * | 2013-11-15 | 2015-07-06 | 주식회사 만도 | 전기 자전거 및 그 제어방법 |
| US9346516B2 (en) | 2013-11-15 | 2016-05-24 | Mando Corporation | Electric bicycle and control method thereof |
| JP2018505097A (ja) * | 2014-12-17 | 2018-02-22 | ウィリアムズ・グランプリ・エンジニアリング・リミテッド | 車両用の電気駆動ホイールハブシステム、及びそれを組み込んだ車両 |
| US10967934B2 (en) | 2014-12-17 | 2021-04-06 | Williams Advanced Engineering Limited | Electric drive wheel hub system for a vehicle and a vehicle incorporating the same |
| JP2019189191A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 株式会社シマノ | 制御装置 |
| JP7405501B2 (ja) | 2018-04-27 | 2023-12-26 | 株式会社シマノ | 制御装置 |
| CN111301175A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-19 | 宁波市江北九方和荣电气有限公司 | 具有主控模块的再生制动能量回馈系统 |
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