JP2003267289A - 電気自転車 - Google Patents
電気自転車Info
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- JP2003267289A JP2003267289A JP2003073858A JP2003073858A JP2003267289A JP 2003267289 A JP2003267289 A JP 2003267289A JP 2003073858 A JP2003073858 A JP 2003073858A JP 2003073858 A JP2003073858 A JP 2003073858A JP 2003267289 A JP2003267289 A JP 2003267289A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気自転車の合理的な電動制御を行うことを
目的とする。 【解決手段】 ペダル負荷トルクが０のときのトルク検
出器の出力電圧を０より大きい一定値と設定し、電源ス
イッチ６投入時の前記トルク検出器の出力電圧が０より
大きい場合、前記トルク検出器の０点補正を行う０点補
正機能を有するとともに、前記トルク検出器の出力電圧
が０の場合、トルク検出器が故障していると判断するこ
ととしているため、電動駆動装置５の適正な運転が可能
となるとともに、トルク検出器の故障をも判断すること
ができるものである。
目的とする。 【解決手段】 ペダル負荷トルクが０のときのトルク検
出器の出力電圧を０より大きい一定値と設定し、電源ス
イッチ６投入時の前記トルク検出器の出力電圧が０より
大きい場合、前記トルク検出器の０点補正を行う０点補
正機能を有するとともに、前記トルク検出器の出力電圧
が０の場合、トルク検出器が故障していると判断するこ
ととしているため、電動駆動装置５の適正な運転が可能
となるとともに、トルク検出器の故障をも判断すること
ができるものである。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペダル負荷に応じ
て電動機駆動装置を作動させることが可能な電気自転車
に関し、さらに詳しくは自転車の速度を検出し、規定の
範囲でペダル負荷を補助する電動駆動装置を有する電気
自転車に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】人力による駆動力と電動機による駆動力
を並列にもうけ、ペダル負荷に応じた規定範囲内で電動
機により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種
々提案されているが、電動駆動装置により補助する範囲
は、車速が０から１５ｋｍ／ｈまでは５０％、１５ｋｍ
／ｈから２４ｋｍ／ｈ間では車速に応じて漸次減少せし
め、２４ｋｍ／ｈにおいて０％となるよう制御せねばな
らない。 【０００３】このため、前記電動駆動装置はペダル負荷
を検出する、いわゆるトルク検出器、速度検出器、電動
機、減速機部および制御回路部から構成されており、前
記トルク検出器および速度検出器からの情報を基に制御
回路部が電動機を制御し、前記規定内のパワーアシスト
を実現する。 【０００４】したがって、ペダル負荷トルクを正確に把
握することが不可欠であるが、一般的には、遊星ギヤー
の反力やトーションバーのねじれをポテンショメータの
変位に変換し、電気信号として取り出す方法が採られて
いる。そしてこのトルク検出機構を電動駆動装置に組み
込む際、０点調整が行われている。 【０００５】このほかに電気自転車には、電気エネルギ
ーとして充電式電池が使用されている。具体的には、特
開平７−４０８７８号公報にその構造が開示されてい
る。自転車本体のメインパイプおよびシートパイプ周辺
に、電動機、減速機、制御回路、各種検出器が組み込ま
れ、その間を電気的に接続するための配線があり、その
全体を樹脂カバーで覆っている。電気自転車を作動させ
るための電源スイッチは、ハンドル下の前記樹脂ケース
の上面または、側面に配置されている。 【０００６】自転車に乗る前にまずこの電源スイッチ
（一般にはメインスイッチと呼ばれる）をＯＮすると、
内蔵されているマイクロコンピュータが制御回路部の点
検を実施し、しかる後異常がなければスタンバイ状態と
なり、運転可能となる。ペダルをこぎ出すと、内蔵され
ているペダル回転速度検出器および負荷トルク検出器か
らの情報により必要とされている電動駆動装置の出力を
決定し、電動機を作動させる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電気自転車における０点調整では、自転車を使用し
ている間に初期に設定した０点のずれに対応することが
できず、また、トルク検出器が故障した場合の異常判断
が不可能であった。さらに、トルク検出機構を電動駆動
装置に組み込む際に０点調整を行うことは、組立工数の
増加を招くことにつながっていた。 【０００８】本発明はこのような従来の課題を解消した
もので、電気自転車の合理的な電動制御を行うことを目
的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ペダル負荷トルクが０のときのトルク検出
器の出力電圧を０より大きい一定値と設定し、電源スイ
ッチ投入時の前記トルク検出器の出力電圧が０より大き
い場合、前記トルク検出器の０点補正を行う０点補正機
能を有するとともに、前記トルク検出器の出力電圧が０
の場合、トルク検出器が故障していると判断することと
しているため、電動駆動装置の適正な運転が可能となる
とともに、トルク検出器の故障をも判断することができ
るものである。 【００１０】 【発明の実施の形態】本願請求項１に記載の発明は、人
力によって駆動されるペダル駆動装置と、電動駆動装置
に内蔵されるルク検出器からの情報に基づき前記人力に
よる駆動を補助する電気自転車において、前記電動駆動
装置は、ペダル負荷トルクが０のときのトルク検出器の
出力電圧を０より大きい一定値と設定し、電源スイッチ
投入時の前記トルク検出器の出力電圧が０より大きい場
合、前記トルク検出器の０点補正を行う０点補正機能を
有するとともに、前記トルク検出器の出力電圧が０の場
合、トルク検出器が故障していると判断することを特徴
とする電気自転車としたものである。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して説明する。 【００１２】図１において、車体フレーム１は従来の自
転車と基本構造は同一であり、前輪２と後輪３とサドル
４を一体に連結しているパイプが車体の中央のサドルパ
イプの下端で一体化している。電動駆動装置５が車体フ
レーム１の下方外側中央部に、電源スイッチ６が後輪３
と電池ボックス７の間にそれぞれ組み込まれている。 【００１３】この電動駆動装置５には、ペダル回転速度
検出器およびトルク検出器が内蔵され、ペダル回転速度
から人力で自転車をこいでいることと、その時の車速を
計算するための情報を得ている。また、トルク検出器か
ら、ペダルの負荷トルクの情報を得、これらの情報から
電動駆動装置５の出力を決定して電動機を動作させてい
る。 【００１４】ここで、電源スイッチ６をＣの位置まで回
すと（図２参照）、電動駆動装置５に内蔵されているマ
イクロコンピュータが制御回路の点検をし、さらにトル
ク検出器の０点補正を行い、０点の出力電圧が０．３か
ら１．０Ｖの範囲に設定されれば異常なしとし、自転車
本体にある表示灯が消灯し、スタンバイ状態となる。 【００１５】一方、０点の出力電圧が前記範囲に設定さ
れない場合は異常とし、制御回路の異常と同様に、自転
車本体にある表示灯を連続点灯し、かつ電動駆動装置５
は作動しない状態にする。 【００１６】０点設定電圧が０．３から１．０Ｖの範囲
からはずれるということは、明らかにトルク検出器に異
常が発生していることが予想されるので、点検修理の必
要がある。 【００１７】図３に一般的に採用されているトルク検出
構成を示す。ペダルを回すと、クランクシャフトと一体
になっている遊星歯車軸１２が回転し、遊星歯車１３が
自転しながらインナー歯車１４内を回転し、これと一体
構造になっているスプロケット１５が回転し、チェーン
により後輪へ伝達される。 【００１８】このとき、ペダルにかかる負荷は、遊星歯
車の固定歯１６へ反力として伝達され、この固定歯はト
ルクアーム１７を介してバネ１８で押さえられている。
固定歯はペダルトルクの反力によりバネを押し、トルク
アームが動くのでトルクアームに一体となっているポテ
ンショメータの軸１９が回転し、電圧信号として取り出
す。 【００１９】通常ペダル負荷トルクが０の場合、ポテン
ショメータの出力電圧を０より大きい一定値とし、その
点から最大負荷トルクまでのトルクと電圧の関係を事前
に求めマイクロコンピュータにデータとして書き込む。
本実施例では電源スイッチを投入すると、マイクロコン
ピュータはその時点で、ポテンショメータからの出力電
圧を読み、その値を０点と設定する。 【００２０】その後、ポテンショメータの出力電圧と、
０点での電圧の差を読み、運転中の負荷トルクと判定
し、電動駆動装置を動作させる。 【００２１】ここで、負荷トルク０でのポテンショメー
タの出力電圧を０としないのは、ポテンショメータが故
障し、出力０となることが考えられるので、異常判断が
不可能となるためであり、具体的には測定誤差などを勘
案し出力電圧の最低値を０．３Ｖとしている。 【００２２】なお、トルク検出器の０点補正は、実質的
にペダルに負荷がかからない状態でなされる必要があ
り、電気自転車の電源スイッチを投入した時点で行うこ
ととしているが、通常この時点で、ペダルに足を乗せて
いないことが条件となるため、電気自転車を運転中に電
源スイッチ６を開閉すると、０点補正がされず異常処理
され、電動駆動装置５が作動しない状態になることもあ
る。 【００２３】これを回避するためには電源スイッチ６の
配置を、運転中に電源スイッチ６の開閉のやれない位
置、具体的には、電源スイッチ６をサドル後方に配置す
るとよい。これにより自転車運転中の電源の開閉が阻止
でき便利で安全な電気自転車を提供できる。 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、トルク検出器の０点補
正を電源スイッチ投入後とに実施するので、常に正確な
トルク検出が可能となり、電動駆動ユニットの適正な運
転ができるようになるとともに、トルク検出器の故障を
判断することができる。 【００２５】また、０点補正機能を持たない場合、電動
駆動ユニットのトルク検出器組立時に、出力電圧が規定
された値にするため、組立調整が避けられず、大幅な工
数増が起こるので、本発明はかかる組立工数低減効果も
大きい。
て電動機駆動装置を作動させることが可能な電気自転車
に関し、さらに詳しくは自転車の速度を検出し、規定の
範囲でペダル負荷を補助する電動駆動装置を有する電気
自転車に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】人力による駆動力と電動機による駆動力
を並列にもうけ、ペダル負荷に応じた規定範囲内で電動
機により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種
々提案されているが、電動駆動装置により補助する範囲
は、車速が０から１５ｋｍ／ｈまでは５０％、１５ｋｍ
／ｈから２４ｋｍ／ｈ間では車速に応じて漸次減少せし
め、２４ｋｍ／ｈにおいて０％となるよう制御せねばな
らない。 【０００３】このため、前記電動駆動装置はペダル負荷
を検出する、いわゆるトルク検出器、速度検出器、電動
機、減速機部および制御回路部から構成されており、前
記トルク検出器および速度検出器からの情報を基に制御
回路部が電動機を制御し、前記規定内のパワーアシスト
を実現する。 【０００４】したがって、ペダル負荷トルクを正確に把
握することが不可欠であるが、一般的には、遊星ギヤー
の反力やトーションバーのねじれをポテンショメータの
変位に変換し、電気信号として取り出す方法が採られて
いる。そしてこのトルク検出機構を電動駆動装置に組み
込む際、０点調整が行われている。 【０００５】このほかに電気自転車には、電気エネルギ
ーとして充電式電池が使用されている。具体的には、特
開平７−４０８７８号公報にその構造が開示されてい
る。自転車本体のメインパイプおよびシートパイプ周辺
に、電動機、減速機、制御回路、各種検出器が組み込ま
れ、その間を電気的に接続するための配線があり、その
全体を樹脂カバーで覆っている。電気自転車を作動させ
るための電源スイッチは、ハンドル下の前記樹脂ケース
の上面または、側面に配置されている。 【０００６】自転車に乗る前にまずこの電源スイッチ
（一般にはメインスイッチと呼ばれる）をＯＮすると、
内蔵されているマイクロコンピュータが制御回路部の点
検を実施し、しかる後異常がなければスタンバイ状態と
なり、運転可能となる。ペダルをこぎ出すと、内蔵され
ているペダル回転速度検出器および負荷トルク検出器か
らの情報により必要とされている電動駆動装置の出力を
決定し、電動機を作動させる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電気自転車における０点調整では、自転車を使用し
ている間に初期に設定した０点のずれに対応することが
できず、また、トルク検出器が故障した場合の異常判断
が不可能であった。さらに、トルク検出機構を電動駆動
装置に組み込む際に０点調整を行うことは、組立工数の
増加を招くことにつながっていた。 【０００８】本発明はこのような従来の課題を解消した
もので、電気自転車の合理的な電動制御を行うことを目
的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ペダル負荷トルクが０のときのトルク検出
器の出力電圧を０より大きい一定値と設定し、電源スイ
ッチ投入時の前記トルク検出器の出力電圧が０より大き
い場合、前記トルク検出器の０点補正を行う０点補正機
能を有するとともに、前記トルク検出器の出力電圧が０
の場合、トルク検出器が故障していると判断することと
しているため、電動駆動装置の適正な運転が可能となる
とともに、トルク検出器の故障をも判断することができ
るものである。 【００１０】 【発明の実施の形態】本願請求項１に記載の発明は、人
力によって駆動されるペダル駆動装置と、電動駆動装置
に内蔵されるルク検出器からの情報に基づき前記人力に
よる駆動を補助する電気自転車において、前記電動駆動
装置は、ペダル負荷トルクが０のときのトルク検出器の
出力電圧を０より大きい一定値と設定し、電源スイッチ
投入時の前記トルク検出器の出力電圧が０より大きい場
合、前記トルク検出器の０点補正を行う０点補正機能を
有するとともに、前記トルク検出器の出力電圧が０の場
合、トルク検出器が故障していると判断することを特徴
とする電気自転車としたものである。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して説明する。 【００１２】図１において、車体フレーム１は従来の自
転車と基本構造は同一であり、前輪２と後輪３とサドル
４を一体に連結しているパイプが車体の中央のサドルパ
イプの下端で一体化している。電動駆動装置５が車体フ
レーム１の下方外側中央部に、電源スイッチ６が後輪３
と電池ボックス７の間にそれぞれ組み込まれている。 【００１３】この電動駆動装置５には、ペダル回転速度
検出器およびトルク検出器が内蔵され、ペダル回転速度
から人力で自転車をこいでいることと、その時の車速を
計算するための情報を得ている。また、トルク検出器か
ら、ペダルの負荷トルクの情報を得、これらの情報から
電動駆動装置５の出力を決定して電動機を動作させてい
る。 【００１４】ここで、電源スイッチ６をＣの位置まで回
すと（図２参照）、電動駆動装置５に内蔵されているマ
イクロコンピュータが制御回路の点検をし、さらにトル
ク検出器の０点補正を行い、０点の出力電圧が０．３か
ら１．０Ｖの範囲に設定されれば異常なしとし、自転車
本体にある表示灯が消灯し、スタンバイ状態となる。 【００１５】一方、０点の出力電圧が前記範囲に設定さ
れない場合は異常とし、制御回路の異常と同様に、自転
車本体にある表示灯を連続点灯し、かつ電動駆動装置５
は作動しない状態にする。 【００１６】０点設定電圧が０．３から１．０Ｖの範囲
からはずれるということは、明らかにトルク検出器に異
常が発生していることが予想されるので、点検修理の必
要がある。 【００１７】図３に一般的に採用されているトルク検出
構成を示す。ペダルを回すと、クランクシャフトと一体
になっている遊星歯車軸１２が回転し、遊星歯車１３が
自転しながらインナー歯車１４内を回転し、これと一体
構造になっているスプロケット１５が回転し、チェーン
により後輪へ伝達される。 【００１８】このとき、ペダルにかかる負荷は、遊星歯
車の固定歯１６へ反力として伝達され、この固定歯はト
ルクアーム１７を介してバネ１８で押さえられている。
固定歯はペダルトルクの反力によりバネを押し、トルク
アームが動くのでトルクアームに一体となっているポテ
ンショメータの軸１９が回転し、電圧信号として取り出
す。 【００１９】通常ペダル負荷トルクが０の場合、ポテン
ショメータの出力電圧を０より大きい一定値とし、その
点から最大負荷トルクまでのトルクと電圧の関係を事前
に求めマイクロコンピュータにデータとして書き込む。
本実施例では電源スイッチを投入すると、マイクロコン
ピュータはその時点で、ポテンショメータからの出力電
圧を読み、その値を０点と設定する。 【００２０】その後、ポテンショメータの出力電圧と、
０点での電圧の差を読み、運転中の負荷トルクと判定
し、電動駆動装置を動作させる。 【００２１】ここで、負荷トルク０でのポテンショメー
タの出力電圧を０としないのは、ポテンショメータが故
障し、出力０となることが考えられるので、異常判断が
不可能となるためであり、具体的には測定誤差などを勘
案し出力電圧の最低値を０．３Ｖとしている。 【００２２】なお、トルク検出器の０点補正は、実質的
にペダルに負荷がかからない状態でなされる必要があ
り、電気自転車の電源スイッチを投入した時点で行うこ
ととしているが、通常この時点で、ペダルに足を乗せて
いないことが条件となるため、電気自転車を運転中に電
源スイッチ６を開閉すると、０点補正がされず異常処理
され、電動駆動装置５が作動しない状態になることもあ
る。 【００２３】これを回避するためには電源スイッチ６の
配置を、運転中に電源スイッチ６の開閉のやれない位
置、具体的には、電源スイッチ６をサドル後方に配置す
るとよい。これにより自転車運転中の電源の開閉が阻止
でき便利で安全な電気自転車を提供できる。 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、トルク検出器の０点補
正を電源スイッチ投入後とに実施するので、常に正確な
トルク検出が可能となり、電動駆動ユニットの適正な運
転ができるようになるとともに、トルク検出器の故障を
判断することができる。 【００２５】また、０点補正機能を持たない場合、電動
駆動ユニットのトルク検出器組立時に、出力電圧が規定
された値にするため、組立調整が避けられず、大幅な工
数増が起こるので、本発明はかかる組立工数低減効果も
大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気自転車の実施例を示す概略図
【図２】鍵の機能を説明する正面図
【図３】トルク検出部の構成を示す概略図
【符号の説明】
５ 電動駆動装置
６ 電源スイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松尾 亮
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 人力によって駆動されるペダル駆動装置
と、電動駆動装置に内蔵されるルク検出器からの情報に
基づき前記人力による駆動を補助する電気自転車におい
て、前記電動駆動装置は、ペダル負荷トルクが０のとき
のトルク検出器の出力電圧を０より大きい一定値に設定
し、電源スイッチ投入時の前記トルク検出器の出力電圧
が０より大きい場合、前記トルク検出器の０点補正を行
う０点補正機能を有するとともに、前記トルク検出器の
出力電圧が０の場合、トルク検出器が故障していると判
断することを特徴とする電気自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003073858A JP2003267289A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 電気自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003073858A JP2003267289A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 電気自転車 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06773696A Division JP3555311B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 電気自転車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003267289A true JP2003267289A (ja) | 2003-09-25 |
| JP2003267289A5 JP2003267289A5 (ja) | 2005-01-27 |
Family
ID=29208538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003073858A Pending JP2003267289A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 電気自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003267289A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006078304A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Moric Co Ltd | トルクセンサ |
| JP2016016699A (ja) * | 2014-07-04 | 2016-02-01 | 太陽誘電株式会社 | 制御装置及び電動アシスト車 |
-
2003
- 2003-03-18 JP JP2003073858A patent/JP2003267289A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006078304A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Moric Co Ltd | トルクセンサ |
| JP2016016699A (ja) * | 2014-07-04 | 2016-02-01 | 太陽誘電株式会社 | 制御装置及び電動アシスト車 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050426 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050708 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050823 |