JP2007145277A - Electric-assisted bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人力駆動部とモータによる電動駆動部を有し、人力トルクに応じた電動駆動力によって補助して走行する電動アシスト自転車のアシスト力の設定方法に関するものである。 The present invention relates to a method for setting the assist force of an electrically assisted bicycle that has a human power drive unit and an electric drive unit including a motor and travels with assistance by an electric drive force corresponding to human power torque.
従来、この種の電動アシスト自転車は搭乗者が、手動により走行しながらアシスト力の程度を選択できるスイッチを有する(例えば、特許文献1及び2参照)。
Conventionally, this type of electrically assisted bicycle has a switch that allows a passenger to select the level of assist force while traveling manually (see, for example,
図15、図16は、特許文献1及び2に記載された従来の電動アシスト自転車の手元スイッチ部を示すものである。図15が手元スイッチ8を設置したハンドル7であり、図16が特許文献1の記載内容を具現化した手元スイッチ8の拡大図であり、アシスト切替部9に、「標準/パワー」の2段階が設定されている。
しかしながら、上記従来の構成において、任意にアシスト力を変更できるという事は、アシストを必要と感じない壮年層においても不必要なアシスト力を使用するばかりでなく、いたずらにバッテリーを消耗し走行距離を短くすることになる。また、走行中に手元スイッチを見ながらアシスト力の設定変更を行う事は、特に高齢者にあっては安全上、好ましいものではない。 However, in the above-described conventional configuration, the ability to change the assist force arbitrarily means that not only the unnecessary assist force is used even in the middle class who does not feel the need for assist, but also the battery is depleted and the mileage is reduced. It will be shortened. Also, changing the setting of the assist force while looking at the hand switch while traveling is not preferable for safety, particularly for elderly people.
従来の電動アシスト自転車は、本来アシスト力が必要な女性、体重の重たい人、老齢者にはきっちりとしたアシスト力を与え、アシスト力が不必要な壮年者には、アシスト力よりも走行距離を大とすることに対して対応できていないという課題を有していた。 Conventional electric assist bicycles give women who need assist power, heavy weight people, and elderly people with precise assist power, while older people who do not need assist power need more driving distance than assist power. There was a problem that it was not possible to cope with the increase.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電動アシスト自転車を運転する搭乗者の個人能力の違いに対し、搭乗する前に電動アシスト自転車にその固有能力情報を覚え込ませることで、最適なアシスト力を与える事が出来る電動アシスト自転車を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and it is optimal for the difference in the individual ability of the rider who drives the electric assist bicycle by letting the electric assist bicycle remember the specific ability information before boarding. An object is to provide an electrically assisted bicycle that can give a strong assist force.
上記従来の課題を解決するために、本発明の電動アシスト自転車は、該電動アシスト自転車のハンドル部に設置してなる手元コントローラに、搭乗者の固有情報、つまり性別・年齢・体重等をテンキーにより入力し、記憶させる事により、搭乗者にとって常に最適なアシスト力条件を提供するものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the electric assist bicycle of the present invention has a controller on the hand of the electric assist bicycle installed on the handle portion of the passenger's unique information, that is, gender, age, weight, etc., using a numeric keypad. By inputting and memorizing it, the optimum assisting force condition is always provided for the passenger.
これによって、アシスト力が必要な女性、体重の重たい人、老齢者にはきっちりとしたアシスト力を与え、不必要な壮年者には、アシスト力よりも走行距離を大とすることが可能となる。 As a result, it is possible to give a precise assist force to women who need assist power, heavy weight people, and elderly people, and to make the mileage longer than the assist force for unnecessary elderly people. .
本発明の電動アシスト自転車は、搭乗者にとって最適なアシスト力が得られる電動自転車を提供する事で、使用者によっては不必要なスピードが出てしまう事、そして走行距離が短くなってしまう事が防止できる。更に、搭乗者が電動アシスト自転車使用の都度毎にアシスト力を選択(調節)するのではなく、性別・年齢等から必要とされるアシスト力が記憶されているため設定変更のわずらわしさを軽減することが出来、自転車事故の防止にも繋がる。 The electric assist bicycle according to the present invention provides an electric bicycle that can obtain the optimum assist force for the passenger, which may cause unnecessary speeds depending on the user and shorten the travel distance. Can be prevented. Furthermore, instead of selecting (adjusting) the assist power every time a passenger uses an electrically assisted bicycle, the assist power required by gender, age, etc. is stored, reducing the troublesome setting changes. Can also help prevent bicycle accidents.
第1の発明では電動アシスト自転車において、手元のコントローラに搭乗者固有の情報、例えば性別、年齢、体重を入力することにより、搭乗者用の最適なアシスト力を得る事が出来る。健常な壮年者(例えば、20歳代の男性)は、十分な脚力があり、発進時に於いても、また登坂に於いてもアシスト力は小さなものでも高齢者ほど苦痛を感じない。むしろ不必要に大きいアシスト力を与える事によって、急激な発進をする事にもなるし、また通常走行中では、わずかな踏力を加える事でスピードも出すぎる事になる。反対に中〜高齢者は、高いアシスト力が有る事によって、特に老年になるほど発進時の高いアシスト力による加速を恐れる傾向がある。つまり壮年者には小さいアシスト力を、高齢者には大きいアシスト力を手元コントローラにおいて設定するわけである。 According to the first aspect of the present invention, in the electrically assisted bicycle, it is possible to obtain the optimum assisting force for the passenger by inputting information specific to the passenger, such as gender, age, and weight, to the controller at hand. A healthy elderly person (for example, a man in his twenties) has sufficient leg strength and does not feel as much pain as an elderly person even at the time of starting or climbing even though his assist power is small. Rather, by giving an unnecessarily large assist force, you can start abruptly, and during normal driving, adding a small amount of pedaling force will cause too much speed. On the other hand, middle-aged and elderly people tend to be afraid of acceleration due to the high assist force at the start, especially as they get older, because they have a high assist force. That is, a small assist force is set for the elderly person and a large assist force is set for the elderly person at the hand controller.
女性と男性に関する踏力の関係も同様で、傾向として女性の踏力は小さい事から女性には大きなアシスト力を与え、男性には小さなアシスト力を設定する。 The relationship between the treading force for women and men is the same, and as women tend to have a small treading force, a large assisting force is given to women and a small assisting force is set to men.
また、体重の軽重に関しても、一般的に重い人ほど相対的に体力は無く、登坂に於いてはなおさらハンディがあることから、体重が軽いほどアシスト力は小とし、重いほどアシスト力を大きく設定する。 Also, with regard to light weight, in general, heavier people have less physical strength, and there is even more handy in climbing, so the lower the weight, the lower the assist power, and the heavier the assist power is set larger To do.
以上の様に性別、年齢、体重とそれに対する最適なアシスト率の相関を自転車に覚え込ませる事で全ての人に使いやすい電動アシスト自転車とすることが出来る。 As described above, by making the bicycle remember the correlation of sex, age, weight, and the optimal assist rate for it, it is possible to make an electric assist bicycle easy to use for all.
この事により、結果として不必要なアシスト力を与えない事でバッテリーの寿命を延ばすばかりで無く、運転中のアシスト力設定を頻繁に行う事も必要がなくなり、安全性の向上にも繋がる事になる。 This not only extends the battery life by not giving unnecessary assist force as a result, but also eliminates the need to frequently set the assist force during driving, leading to improved safety. Become.
第2の発明は、特に、第1の発明の搭乗者固有の情報入力を初回のみ不揮発性メモリに記憶させる事により、搭乗ごとの入力のわずらわしさを解消することができる。そして、入力したモードを使用したくない場合はいつでも解除して標準モードに戻す事が出来るものである。 In the second invention, in particular, by storing the information input unique to the passenger of the first invention in the nonvolatile memory only for the first time, it is possible to eliminate the troublesome input for each boarding. If you do not want to use the input mode, you can cancel it at any time and return to the standard mode.
第3の発明は、第1発明の固有情報の入力を手元コントローラ上のテンキー等で行うことにより一般的な汎用性を持ち、誰にでも入力操作が出来る事になる。更に別々の人向けのキーを増加する事により、複数人数の情報入力も可能となる。また、解除スイッチ(クリアスイッチ)を設定しており、アシスト力に不満を感じた場合は何も設定をしていない状態の標準モードに戻るものである。 The third invention has general versatility by inputting the unique information of the first invention with the numeric keypad on the hand controller, and anyone can perform the input operation. Furthermore, by increasing the keys for different persons, it becomes possible to input information for a plurality of persons. In addition, when a release switch (clear switch) is set and the assist force is dissatisfied, the mode returns to the standard mode in which nothing is set.
第4の発明は、特に、第2発明の手元コントローラに磁気カードの差込口を設けることにより、入力時の操作のわずらわしさを軽減させ容易に固有情報の入力を可能とすることができる。 According to the fourth aspect of the invention, in particular, by providing a magnetic card insertion slot in the hand controller of the second aspect of the invention, it is possible to reduce the troublesome operation at the time of input and to easily input the unique information.
また固有情報入力の容易化に関しては、ICタグ、携帯電話によるものも想定できる。 For easy input of unique information, an IC tag or a mobile phone can be assumed.
第5の発明は、手元コントローラの表示部を液晶画面とする事により、固有情報入力時は入力状態が判別でき、設置後の通常使用時には電動自転車としての情報、例えばバッテリィ残量、アシスト力の発生度合いを表す事で的確な状況判断を搭乗者に求める事が出来る。 According to a fifth aspect of the present invention, the display section of the hand controller is a liquid crystal screen, so that the input state can be determined when the unique information is input, and information on the electric bicycle, for example, the remaining battery level and assist power, can be determined during normal use after installation. By representing the degree of occurrence, it is possible to ask the passenger for an accurate situation judgment.
第6の発明は、走行における効率や運転の容易化を求めるのではなく、搭乗者の嗜好によりアシスト率を変化させる事を目的とする。 The sixth aspect of the invention aims to change the assist rate according to the passenger's preference rather than seeking efficiency in driving and facilitation of driving.
Aモードは所謂スポーツモードであり、「踏力が小の時にアシスト力を大とし、踏力が大の時アシスト力を小とする」事は、通常走行においてスピードを容易に増加させ、登坂ではむしろ踏力を必要とする。つまり、スピード感が得られると共に、脚力を鍛えるトレーニングマシンになり得るわけである。 The A mode is a so-called sports mode, and “the assist force is increased when the pedal force is small and the assist force is decreased when the pedal force is large” means that the speed is easily increased in normal driving, and the pedal force is rather high in the uphill. Need. In other words, you can get a sense of speed and become a training machine that trains your legs.
逆にBモードは散歩モードであり、「踏力が小の時にアシスト力を小とし、踏力が大の時アシスト力を大とする」事は、ゆっくり走る事を前提とし、登坂時は楽になるどこまでも散歩走行のパターンである。 On the contrary, the B mode is a walk mode. “When the pedal force is small, the assist force is small, and when the pedal force is large, the assist force is large” is based on the assumption that you run slowly. This is a walking pattern.
A,Bの嗜好モードを手元コントローラ中において選択可能とする電動アシスト自転車である。 This is an electrically assisted bicycle that allows the A and B preference modes to be selected in the controller at hand.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施例によって本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
(実施例1)
図1は、本発明の第1〜5の実施例における電動アシスト自転車の後方からの外観図を示すものであり、図2は、本発明の基本構成図である。
Example 1
FIG. 1 shows an external view from the rear of an electrically assisted bicycle in the first to fifth embodiments of the present invention, and FIG. 2 is a basic configuration diagram of the present invention.
図1、図2において、バッテリィ6と制御回路14を含んだ駆動ユニット2(図1ではチェーンケース3の裏面に隠れている)が自転車に付加され電動アシスト自転車として構成されている。クランク1をペダリングすることにより、駆動ユニット2内部のクランク軸10及び駆動部11を経由して、踏力はトルクセンサ13に伝えられる。踏力の変化はトルクセンサ13からの信号を変化させ、制御回路14からモータ17への電流値が制御されることで伝えられる。モータ17の回転数は、減速機12により減速され自転車にアシスト力として与えられる。
1 and 2, a
以上のように構成された電動アシスト自転車について、以下その動作を説明する。 The operation of the electrically assisted bicycle configured as described above will be described below.
アシスト率は、アシスト率=補助動力/踏力で表され、現時点では最大値は1以下に規制されている。 The assist rate is expressed as assist rate = assisting power / stepping force, and the maximum value is currently regulated to 1 or less.
また、電動アシスト自転車の速度が時速15km/hまではアシスト率1以下、15〜24km/hでは速度に比例してアシスト力を減少させ、時速24km/hでアシスト力をゼロにすることが義務付けられている。図3の自転車スピード−アシスト率相関図中の太実線18aがその最大値であり、本発明においては最大値までの範囲内でアシスト率を搭乗者の固有情報によって種々設け、情報の入力によって最適のアシスト率を提供するものである。太点線18cはアシスト率0.5(時速15km/h以下)を表し、1.0〜0.5の間で18bに示す如く任意に設定を行う。
In addition, the assist rate is 1 or less until the speed of the electrically assisted bicycle is 15 km / h. If the speed is 15 to 24 km / h, the assist force is reduced in proportion to the speed, and the assist force is required to be zero at 24 km / h. It has been. The thick
図4はアシスト率とアシストを受けながら走行できる距離の相関図の一例である。仮にアシスト率1の時、50km走行できるバッテリィ容量があるとすれば、アシスト率0.5においては2倍の100kmとなる。必要としないアシスト力を与えなければ走行距離は延びる事になる。 FIG. 4 is an example of a correlation diagram of the assist rate and the distance that the vehicle can travel while receiving assistance. If there is a battery capacity that can travel 50 km when the assist rate is 1, the assist rate is 0.5, which is doubled to 100 km. Unless the unnecessary assist force is given, the travel distance will be extended.
図5に本発明の電動アシスト自転車における搭乗者固有情報とアシスト率の相関の一例を示す。男性は踏力が大であり、年齢が若いほど踏力は大となる。反対に、女性の踏力は小さく、老齢になるほどそれが顕著となる。つまり、踏力の弱い女性、更に老齢者には高いアシスト力を提供し、また疲労を感じない壮健な男性に対しては、無駄なアシスト力を与えない事でむしろ走行距離を延ばす事になる。 FIG. 5 shows an example of the correlation between the passenger specific information and the assist rate in the electrically assisted bicycle of the present invention. Men have greater pedaling force, and the younger the age, the greater the pedaling force. On the contrary, women's pedaling force is small, and it becomes more remarkable as they get older. In other words, it provides a high level of assisting power to women with weak treading force, and even elderly people, and to prosperous men who do not feel fatigue, rather than extending unnecessary driving power.
体重のある搭乗者に関しても、アシスト率を大きくする事で、より安易な自転車走行を行う事が出来る。 For passengers with heavy weight, it is possible to perform easier cycling by increasing the assist rate.
また、将来においてアシスト率の法規制が変更になった時、例えば補助動力/踏力=3等が認められた場合、図5の搭乗者固有情報−アシスト率相関図に表したアシスト率モードとは別の考え方があり得る。例えば、新たな考え方として若い男性に対し、むしろアシスト率を高めスピードを出しやすくする為の別のモードを設ける事等である。 Further, when the legal regulation of the assist rate is changed in the future, for example, when assist power / stepping force = 3 is recognized, the assist rate mode shown in the passenger specific information-assist rate correlation diagram of FIG. There can be another way of thinking. For example, a new way of thinking is to provide another mode for young men to increase the assist rate and make it easier to speed up.
(実施例2)
図6は、本発明の第2の実施例の電動アシスト自転車の基本構成図である。制御回路14内に不揮発性メモリ15を設け、手元コントローラ16からの入力はメモリ内に記憶され、一回の設定で記憶される事により、以後の使用に対し常に最適なアシスト率を得る事が出来る。また、手元コントローラ16から入力された設定値を解除したい場合は、クリアボタン(図中省略)を押す事で標準モードに戻す事が出来る。その場合でも、一旦電源をOFFして使用を停止した時に次回搭乗時には再度設定モードに復活する(以下、実施例1の記載方法と同様とする)。
(Example 2)
FIG. 6 is a basic configuration diagram of an electrically assisted bicycle according to a second embodiment of the present invention. A
(実施例3)
図7、図8は、本発明の第3の実施例の電動アシスト自転車の手元コントローラの概念を説明する図である。手元コントローラ16の電源ボタン20を押すと男性と女性のイラスト22aが表れ、男性側に点滅表示23する。YESの場合、入力部である決定ボタン27を、NOの場合、他の入力部である右ボタン25を押し女性側に点滅表示23を移す。そして、さらに他の入力部である決定ボタン27を押す。
(Example 3)
7 and 8 are diagrams for explaining the concept of the hand controller of the electrically assisted bicycle according to the third embodiment of the present invention. When the
次に年齢モード22bが表れ、ここでも同様な操作を繰り返す。次の体重モード22cも同様である。これを繰り返す事で、図5の搭乗者固有情報−アシスト率相関図のテーブルに記されたアシスト率の数値を得る事が出来る。前記設定が終わった後でも図7に示すクリアボタン26を押す事で、アシスト率1の通常モードに戻す事が出来る。
Next, the
(実施例4)
図9は、本発明の第4の実施例の電動アシスト自転車のカード式手元コントローラの拡大斜視図である。カード式手元コントローラ30には磁気記憶カード31を挿入させる為の差込口32を設け、実施例1及び2の内容を磁気カード方式を用いて行うものである。
Example 4
FIG. 9 is an enlarged perspective view of a card-type hand controller of an electrically assisted bicycle according to a fourth embodiment of the present invention. The card-
磁気カード方式にする事により、固有情報の入力という手間から開放される事になる。 By using the magnetic card system, it is freed from the trouble of inputting unique information.
図5に示した搭乗者固有情報−アシスト率相関図のテーブルをより簡潔にした図10のような磁気カード方式のアシスト率簡易設定図の形態をとれば、カード枚数は、性別2通り×年齢2通りの4枚で対応できる事になる。 If the form of the assist rate simple setting diagram of the magnetic card method as shown in FIG. 10 in which the table of the passenger specific information-assist rate correlation diagram shown in FIG. 5 is simplified, the number of cards is 2 types of sex × age. It will be possible to handle with 4 kinds of 2 sheets.
(実施例5)
図7の手元コントローラ16は、実施例3で記した搭乗者の固有情報を入力する際にビジュアルで入力状態がわかるのみならず、通常使用時にはバッテリィ/パワーを示すモードに戻り、バッテリィ残量・アシスト率の現在状態がビジュアルで表示され、バッテリィ残量に関しては充電時期の目安となり、パワー状態表示に関しては任意にアシスト率の変更を希望する時24,25のボタンで調節が自由に出来る。
(Example 5)
The
手元コントローラ16は、搭乗者選択ボタン28、29を有し、複数人数の入力を可能としている。例えば、図8(a)に示すイラスト22aの左上に「1」のマークが出ているが、これは「1」番指定の搭乗者選択ボタン28をONした状態である。
The
(実施例6)
図11は、本発明の第6の実施例の電動アシスト自転車において、搭乗者嗜好選択によるスポーツモードにおける踏力(kg)とアシスト率の相関図である。一般的に踏力9kg以下は「楽」であると感じられ、これは平地走行の状態である。踏力13kg以上は「きつい」と感じられ、坂道を登る状態がこれに当たる。スポーツモードにおいては平地走行の場合、アシスト力の後押しでスピードがより出る状態となり、坂道では脚力をより必要とするようにアシスト力を下げてトレーニング状態としていく。
(Example 6)
FIG. 11 is a correlation diagram between the pedal effort (kg) and the assist rate in the sport mode based on the passenger preference selection in the electrically assisted bicycle according to the sixth embodiment of the present invention. Generally, a pedaling force of 9 kg or less is felt to be “easy”, which is a state of running on a flat ground. A pedaling force of 13 kg or more is felt “tight”, and this is the case when climbing a hill. In the sport mode, in the case of running on a flat ground, the assist force is boosted to increase the speed, and on the slope, the assist force is lowered so that the leg force is required to be in the training state.
図12は散歩モードを表し、平地はそれなりのゆっくり走行、坂道は楽な走行でいかにもゆっくり散歩をするモードとしており、どこまでものんびり行こうというパターンである。 FIG. 12 shows a walk mode, where the flat ground is a moderately slow run, and the slope is an easy run mode where you can take a leisurely walk.
図13は、図7の手元コントローラ16aにスポーツモードボタン33、さんぽモードボタン34を付加させた拡大図である。スポーツモードボタン33をONすると、図14(a)に表すスポーツ表示22dに切替り、この状態では図11の如く踏力の変化によりアシスト率が変わる事から、この変化をビジュアルに表示することが出来る。また、さんぽモードボタン34をONした時も同様に図14(b)のさんぽ表示22eに切替る。
FIG. 13 is an enlarged view in which a
以上のように、本発明にかかる電動アシスト自転車は、手元コントローラから搭乗者の固有情報入力を行う事で、電動アシスト自転車の乗り味を搭乗者に最適なものとすることが可能となるので、電動車椅子・集配のワゴン等アシスト力を必要とする機器に応用可能である。 As described above, the electrically assisted bicycle according to the present invention allows the rider's unique information to be input from the hand controller, so that the ride quality of the electrically assisted bicycle can be optimized for the passenger. It can be applied to devices that require assist power, such as electric wheelchairs and collection wagons.
2 駆動ユニット
6 バッテリィ
8 手元スイッチ
13 トルクセンサ
14 制御回路
15 不揮発性メモリ
16 手元コントローラ
17 モータ
22a〜22e 手元コントローラビジュアル部
23 点滅表示
30 カード式手元コントローラ
2 Drive
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