JP2011005935A - Bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自転車に関し、特に、自転車のハンドル操作性を制御する機能を有する自転車に関するものである。 The present invention relates to a bicycle, and more particularly to a bicycle having a function of controlling the handle operability of the bicycle.
図１３は、駐停車時において、ハンドルの自由回動を阻止するための自転車のハンドルストッパー装置を示す図である（特許文献１を参照）。ハンドルストッパー装置本体１０１にスライド軸１０２がセットされたハンドルストッパー装置を自転車フレーム１１０に固定バンド１０６、ボルト１１２、ナット１１３を用いて取り付けるようにしている。スライド軸１０２のスライドノブ１０３を上昇させて、荷物カゴ取り付け用ブラケット１０９の切欠け穴に挿入することで連結固定するようにしている。
FIG. 13 is a diagram showing a bicycle handle stopper device for preventing free rotation of the handle during parking and stopping (see Patent Document 1). A handle stopper device in which a
図１４は、荷物用の籠（またはチャイルドシート）２１６が固着されるハンドル２１２の回動規制装置を示す図である（特許文献２を参照）。ハンドル２１２の回転中心に備えられたステアリング軸２１３が車体フレーム前端のヘッドパイプ２１１に回転自在に装着され、ステアリング軸２１３の軸上に荷物用の籠または子供を乗せるためのチャイルドシート２１６が取付可能なハンドル２１２を備える。籠またはチャイルドシート２１６の下方の可動部と、車体フレーム２０１との間に、ハンドル２１２の切れ込みを規制し、ハンドル２１２を中立方向に戻すためのばね部材２２６を備えている。このようにしてハンドルが大きく切れ込むことを防いでいる。
FIG. 14 is a view showing a rotation restricting device for the handle 212 to which the luggage bag (or child seat) 216 is fixed (see Patent Document 2). A steering shaft 213 provided at the center of rotation of the handle 212 is rotatably mounted on the
特許文献１には、自転車の駐停車時において、ハンドルの自由回動を阻止する技術が開示されている。特許文献２には、ばね部材２２６を設けて、走行時にハンドルが大きく切れ込むことを防止する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の技術と特許文献２に記載の技術を組み合わせて、駐停車時において、ハンドルの自由回動を阻止し、走行時に大きく切れ込むことを防止するようにすると、構造が複雑になってしまう。また、走行時における切れ込み特性を、自転車の走行速度、荷物籠またはチャイルドシートに積載する物または子供の重量に応じて変化させることはできない。すなわち、従来技術では、走行条件、積載条件に応じて自転車のハンドル操作性を制御することができない。 Patent Document 1 discloses a technique for preventing free rotation of a handle when a bicycle is parked or stopped. Patent Document 2 discloses a technique for providing a spring member 226 to prevent the handle from being largely cut during traveling. However, if the technique described in Patent Document 1 and the technique described in Patent Document 2 are combined to prevent free turning of the handle during parking and stopping and prevent a large cut during traveling, the structure becomes complicated. Become. In addition, the notch characteristics at the time of traveling cannot be changed according to the traveling speed of the bicycle, the load placed on the luggage bag or the child seat, or the weight of the child. That is, in the prior art, the steering wheel operability of the bicycle cannot be controlled in accordance with the traveling condition and the loading condition.
本発明は、上述した課題を解決して、自転車の構造を変化させることなく、自転車のハンドル操作性を制御することができる自転車を提供するものである。 The present invention solves the above-described problems and provides a bicycle capable of controlling the handle operability of the bicycle without changing the structure of the bicycle.
本発明の自転車は、フレーム固定部に対して回動する前輪と該前輪に連結されたハンドルレバーとの回動軸に対して回動力を付与するために該フレーム固定部に配される負荷装置と、前記負荷装置が発生する所望回動力の大きさを求め、該負荷装置が該所望回動力を発生するように制御する演算制御部と、を備える。 The bicycle according to the present invention includes a load device disposed on the frame fixing portion in order to apply a turning force to a rotation shaft of a front wheel rotating with respect to the frame fixing portion and a handle lever coupled to the front wheel. And an arithmetic control unit that obtains the magnitude of the desired turning power generated by the load device and controls the load device to generate the desired turning power.
本発明の自転車では、負荷装置とこの負荷装置を制御する演算制御部とを備え、ハンドルレバーに回動力を付与することができる。 The bicycle according to the present invention includes a load device and an arithmetic control unit that controls the load device, and can provide turning force to the handle lever.
本発明の自転車によれば、負荷装置を制御して、ハンドル操作性を制御することができる。 According to the bicycle of the present invention, the handle device can be controlled by controlling the load device.
実施形態の自転車は、フレーム固定部に対して回動する前輪と前輪に連結されたハンドルレバーとの回動軸に対して回動力を付与するためにフレーム固定部に固着される負荷装置と、負荷装置が発生する回動力の大きさを求め、負荷装置が回動力を発生するように制御する演算制御部と、を備える自転車である。以下、図面を参照して、具体的な実施形態について説明をする。 The bicycle according to the embodiment includes a load device that is fixed to the frame fixing portion in order to give a turning force to a rotation shaft of a front wheel that rotates with respect to the frame fixing portion and a handle lever that is connected to the front wheel, The bicycle includes an arithmetic control unit that obtains the magnitude of the rotational power generated by the load device and controls the load device to generate the rotational power. Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the drawings.
（実施形態の自転車の構造の説明）
図１は、実施形態の自転車を示す図である。図２は、図１に示す自転車のＡ−Ａ’線を含む面の断面図である。図３は、図１に示す自転車のＣ−Ｃ’線（ハンドル回動軸）を含む面の断面図である。図４は、図１に示す自転車の負荷装置のＢ−Ｂ’線を含む面の断面図である。以下、図１〜図４に沿って順に実施形態の自転車の構造の説明をする。
(Description of structure of bicycle of embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a bicycle according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of a plane including the AA ′ line of the bicycle shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a plane including a CC ′ line (handle turning shaft) of the bicycle shown in FIG. 1. 4 is a cross-sectional view of a plane including the BB ′ line of the bicycle load device shown in FIG. 1. Hereinafter, the structure of the bicycle according to the embodiment will be described in order with reference to FIGS.
図１に示す自転車１は電動アシスト自転車である。電動アシスト自転車は、電池を動力源として走行力の一部を電動モータから得るものである。電動アシストの技術は周知の技術であるので説明を省略する。実施形態の自転車について、必要な範囲でその構造を簡単に説明する。 The bicycle 1 shown in FIG. 1 is an electrically assisted bicycle. The electric assist bicycle uses a battery as a power source to obtain a part of running power from an electric motor. Since the electric assist technique is a well-known technique, the description thereof is omitted. About the bicycle of embodiment, the structure is demonstrated easily in the required range.
自転車１は、一般的な自転車が通常備えると同様な、前輪３０、後輪３１を有している。また、ダウンチューブ２７とシートチューブ２８とシートスティブリッジ３４とチェンスティ３５とでフレーム固定部を形成している。ダウンチューブ２７の先端には、負荷装置５０が備えられている。負荷装置５０については詳細に後述するが、負荷装置５０は誘導電動機として構成されている。負荷装置５０の内部で回動する回転子（図３の符号５４を参照）に連結される回動軸５５の一方の端部である回動軸５５ａと他方の端部である回動軸５５ｂとが負荷装置５０の外部に伸びている。図１に示す一点鎖線は回動軸５５の回動中心を示すものである。
The bicycle 1 has a
回動軸５５ｂにはカップリング装置２４を介して前輪３０を支持するフォークブレード２６が連結されている。また、回動軸５５ａにはカップリング装置２２を介してステム回動軸２１が連結されている。ステム回動軸２１はステム２０と固着され、ステム回動軸２１と固着されるステム２０の底部は平板状となっている。また、ステム２０の上部はハンドルレバー１０を支持するようにされている。
A
ステム２０の底部には、荷物籠取付板１７が固着されている。荷物籠取付板１７は荷物を積載するための荷物籠１５の底面を水平にするために設けられている。荷物籠１５と荷物籠取付板１７との間には、荷物籠１５に積載する荷物の重量を検出するための積載量測定装置１６が備えられている。積載量測定装置１６は、磁歪センサ、ストレインゲージ等の通常用いられる圧力検出装置であり重量が電圧量に変換して検出される。
A luggage
フォークブレード２６の先端部に前輪３０が支持され、ハンドルレバー１０の操作によって、フレーム固定部に対して前輪３０を一点鎖線で示す回動軸を中心として回動させて、自転車の進行方向を制御できるようにされている。
The
シートチューブ２８とシートスティブリッジ３４とチェンスティ３５とで形成される三角形の先端部分に後輪３１が支持されている。後輪３１の回転中心部にはスプロケット３８が配置され、チェンスティ３５に沿って配置されるチェン３７がスプロケット３８に駆動力を伝達して、後輪３１を回転させる。チェン３７に駆動力を与えるためにペダル３３と電動モータ部３６とが配置され、ペダルからの駆動力に加えて、電動モータ部３６に格納される電動モータ（図示せず）からの駆動力が後輪３１の回転力として合成され、ペダルからの駆動力をアシストするようになされている。
A
シートチューブ２８とシートスティブリッジ３４とチェンスティ３５とで形成される三角形の別の先端部分から、シートチューブ２８の長手方向に伸びるポストの先にサドル２９が配されている。
A
図１に示す自転車１のＡ−Ａ’線を含む面の断面図である、図２に沿って説明をする。図２（ａ）と図２（ｂ）とでは、積載量測定装置の構成が異なっている。図２（ａ）では、ストレインゲージ、磁歪センサ等を利用した１個の積載量測定装置１６を用いて荷物籠１５に積載される荷物の総重量を測定するようになされている。一方、図２（ｂ）では、積載量測定装置は、積載量測定装置１６ａと積載量測定装置１６ｂと積載量測定装置１６ｃと積載量測定装置１６ｄとの４個の積載量測定装置を備えている。
A description will be given along FIG. 2, which is a cross-sectional view of the plane including the A-A ′ line of the bicycle 1 shown in FIG. 1. 2A and 2B are different in the configuration of the load amount measuring apparatus. In FIG. 2A, the total weight of the load loaded on the
積載量測定装置１６ａからの検出信号と積載量測定装置１６ｂからの検出信号との和の検出信号は荷物籠１５の前方向（進行方向）に加重される重量である前方向荷重を表し、積載量測定装置１６ｃからの検出信号と積載量測定装置１６ｄからの検出信号との和の検出信号は荷物籠１５の後方向に加重される重量である後方向荷重を表す。また、積載量測定装置１６ｂからの検出信号と積載量測定装置１６ｄからの検出信号との和の検出信号は荷物籠１５の右方向（進行方向に向かって右の方向）に加重される重量である右方向荷重を表す。また、積載量測定装置１６ａからの検出信号と積載量測定装置１６ｃからの検出信号との和の検出信号は荷物籠１５の左方向に加重される重量である左方向荷重を表す。
The sum detection signal of the detection signal from the load
前方向荷重から後方向荷重を引き算した演算結果は、積載物の荷物籠１５における前後の重心位置を表し、演算結果が０であれば、荷物籠１５の前後方向の中心位置に積載物が配置されていることを表す。演算結果が正値であれば、荷物籠１５の中心位置から前方に重心位置が移動して積載物が配置されていることを表す。演算結果が負値であれば、荷物籠１５の中心位置から後方に重心位置が移動して積載物が配置されていることを表す。
The calculation result obtained by subtracting the backward load from the forward load represents the center of gravity position of the load on the front and rear sides of the
また、右方向荷重から左方向荷重を引き算した演算結果は、積載物の荷物籠１５における左右の重心位置を表し、演算結果が０であれば、荷物籠１５の左右方向の中心位置に積載物が配置されていることを表す。演算結果が正値であれば、荷物籠１５の中心位置から右に重心位置が移動して積載物が配置されていることを表す。演算結果が負値であれば、荷物籠１５の中心位置から左に重心位置が移動して積載物が配置されていることを表す。積載量測定装置１６、または、積載量測定装置１６ａ〜積載量測定装置１６ｄがどのように用いられるかについては後述する。
Further, the calculation result obtained by subtracting the left load from the right load represents the left and right center of gravity positions of the
ハンドルレバー１０の両方の先端には、左グリップ１２Ｌ、右グリップ１２Ｒが配され、ハンドルレバー１０の回動が容易にできるようにされている。ハンドルレバー１０の回動の中心は、ステム回動軸２１の回動の中心と一致している。左ブレーキレバー１１Ｌ、右ブレーキレバー１１Ｒによって自転車１の速度を減速し、ベル１３は警告音を発することができる。
A
左ハンドル操作圧検出器１４Ｌは、ハンドルレバー１０のａ面とｂ面とに各々ストレインゲージを貼り付けて構成されている（図２を参照）。ハンドルレバー１０は金属等を材料とするが、左グリップ１２Ｌに加えられる回動力に応じて、ａ面とｂ面との各々は、一方が伸びると他方は縮むので、ａ面のストレインゲージの出力とｂ面のストレインゲージの出力との差から、左グリップ１２Ｌが与える回動力の大きさを検出することができる。
The left handle
同様にして、右ハンドル操作圧検出器１４Ｒは、ハンドルレバー１０のａ面とｂ面とに各々ストレインゲージを貼り付けて構成されている（図２を参照）。右グリップ１２Ｒに加えられる回動力に応じて、ａ面とｂ面との各々は、一方が伸びると他方は縮むので、ａ面のストレインゲージの出力とｂ面のストレインゲージの出力との差から、右グリップ１２Ｒが与える回動力の大きさを検出することができる。
Similarly, the right handle
ハンドルレバー１０には手動入力装置４４が取り付けられている。手動入力装置４４がどのように用いられるかについては後述する。なお、荷物籠１５に替えてチャイルドシートを用いる場合においても同様な積載量測定装置１６、または、積載量測定装置１６ａ〜積載量測定装置１６ｄを用いて子供の体重を測定することができる。
A
図１に示す自転車のＣ−Ｃ’線（ハンドル回動軸）を含む面であって紙面と平行する面の断面図である、図３に沿って説明をする。図３は、負荷装置５０を中心に示す図である。負荷装置５０は固定部と回転子５４とを有している。固定部は、磁気枠部５１と、磁気鉄心５２ａ、磁気鉄心５２ｂ、磁気鉄心５２ｃ、磁気鉄心５２ｄ（磁気鉄心５２ｂ、磁気鉄心５２ｄは図４を参照）とを有している。また、磁気鉄心５２ａ〜磁気鉄心５２ｄの各々には、巻線５３ａ〜巻線５３ｄ（巻線５３ｂ、巻線５３ｄは図４を参照）が巻回されている。
A description will be given with reference to FIG. 3, which is a cross-sectional view of a plane including the C-C ′ line (handle rotation axis) of the bicycle shown in FIG. 1 and parallel to the paper surface. FIG. 3 is a view mainly showing the
回転子５４の中心には、負荷装置５０の外部に突出した回動軸５５ａと回動軸５５ｂとをその一部として有する回動軸５５が連結されている。回転子５４は、回動軸５５の伸びる方向の両端には短絡環を有し、両方の短絡環は二次導体で連結されている。負荷装置５０は、このような固定部と回転子５４とを有して、周知技術である誘導電動機として機能する。
A rotating
つまり、巻線５３ａ〜巻線５３ｄに流れる電流によって生じる回転磁界の方向が右回りである場合には回転子５４に右回りの回転力を発生させ、巻線５３ａ〜巻線５３ｄに流れる電流によって生じる回転磁界の方向が左回りである場合には回転子５４に左回りの回転力を発生させる。そして、ハンドルレバー１０を右方向に手動で回動させる場合において回転子５４に右回りの回転力を発生させる場合には手動による回動力をアシストし、ハンドルレバー１０を右方向に手動で回動させる場合において回転子５４に左回りの回転力を発生させる場合には手動による回動力を減殺する。また、ハンドルレバー１０を左方向に手動で回動させる場合において回転子５４に左回りの回転力を発生させる場合には手動による回動力をアシストし、ハンドルレバー１０を左方向に手動で回動させる場合において回転子５４に右回りの回転力を発生させる場合には手動による回動力を減殺する。
That is, when the direction of the rotating magnetic field generated by the current flowing through the
また、負荷装置５０は回動角度測定装置５８を有している。回動角度測定装置５８は回動軸５５とともに回動する回動角度測定装置回動部５８ｂと固定部である磁気枠部５１に固着された回動角度測定装置固定部５８ａとを有している。回動角度測定装置５８は、周知技術であり、磁気方式、光学方式等の種々の周知技術に基づくものとすることができる。回転子５４、すなわち、回動軸５５の回動角度は、回動角度測定装置固定部５８ａから電気信号として検出することができる。
The
回動軸５５ａはカップリング装置２２に挿入されてビス２３ｂによって係止され、ステム回動軸２１はカップリング装置２２に挿入されてビス２３ａによって係止されている。また、回動軸５５ｂはカップリング装置２４に挿入されてビス２５ａによって係止され、フォークブレード２６はカップリング装置２４に挿入されてビス２５ｂによって係止されている。また、磁気枠部５１には、取付部５６ａと取付部５６ｂ（図４を参照）とが一体成型されており、取付部５６ａと取付部５６ｂとの各々がボルトとナットとでダウンチューブ２７と連結されている。
The
図１、図３に示す負荷装置５０のＢ−Ｂ’線を含む面の断面図である、図４に沿って誘導電動機である負荷装置５０の構造をさらに説明する。図４に付した符号が示す各部は、図３に示す同一符号を付した部分と同一部分を指し示すのでその説明は省略する。巻線５３ａ〜巻線５３ｄに流れる電流を制御することによって、磁気鉄心５２ａ〜磁気鉄心５２ｄに回転磁界を発生させ、回転子５４の二次導体に流れる電流との相互作用で回転子５４に回転力を得ることができる。
The structure of the
（実施形態の負荷装置の制御系の説明）
図５を参照して、負荷装置５０の動作原理を説明する。負荷装置５０の巻線５３ａ〜巻線５３ｄの各々は巻線駆動部４１の４個のドライバーの各々に接続されている。巻線駆動部４１に対しては、演算制御部４２から巻線制御信号Ｓdが送出される。演算制御部４２は、回動角度測定装置固定部５８ａから回動軸５５の回動角度を得て、演算制御部４２の内部で演算して巻線制御信号Ｓdを発生させる。
(Description of control system of load device of embodiment)
The operation principle of the
ここで、演算制御部４２でおこなう演算は、誘導電動機の制御技術に基づく演算である。例えば、一次電圧制御の演算、または、周波数制御の演算、または、Ｖ／ｆ一定制御の演算、さらに、瞬時の応答を良くするために、ベクトル制御の演算のいずれかである。以上の制御の方法はいずれも周知の技術である。このようにして、各種の演算によって回動軸５５に発生するトルク、すなわち、ハンドルレバー１０を通じてハンドルを介して自転車を操作する者が感知するトルクの大きさの制御をおこなうことができ、ハンドル操作性を所望のものとすることができる。
Here, the calculation performed by the
（実施形態の自転車の全体の制御系の説明）
演算制御部４２は、上述したように負荷装置５０を制御する制御系の一部として機能するのみならず、各種の制御機能を有する。
(Description of overall control system of bicycle of embodiment)
The
図６は、自転車の制御系の構成を示す図である。図６を参照して制御系の説明をする。制御系においては、演算制御部４２が中心となって制御をおこなう。なお、実施形態では自転車１は電動アシスト自転車であるとして説明をしているので、電動アシストの機能も演算制御部４２でおこなうが、電動アシストの技術は周知技術であるので、説明を省略する。アシストモータを備えない自転車、常時、電動モータで駆動力が与えられる電動二輪車においても、図６に示す実施形態の制御系は適用できるものである。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a bicycle control system. The control system will be described with reference to FIG. In the control system, the
演算制御部４２は、いずれも図示しない、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＡＭ（ラム）、書き換え可能な不揮発性メモリ、ＲＯＭ（ロム）、Ｉ／Ｏインターフェイス回路（入出力インターフェイス回路）を有している。ＣＰＵのバスライン（アドレスバスライン・データバスライン）にはＣＰＵ、ＲＡＭ（ラム）、ＲＯＭ（ロム）、Ｉ／Ｏインターフェイス回路が接続されている。
The
ＲＯＭはＣＰＵで実行されるプログラムを記憶し、ＲＡＭはＣＰＵでの演算データを一時記憶する。また、Ｉ／Ｏインターフェイス回路は外部回路とＣＰＵとの間での信号の入出力のためのＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を有している。また、ＲＯＭには、負荷装置５０の制御のためのルックアップテーブルが格納されている。不揮発性メモリには、記憶内容の書き換え後、電源を切断した後でも、記憶内容が保持される。
The ROM stores a program executed by the CPU, and the RAM temporarily stores calculation data in the CPU. The I / O interface circuit includes an A / D converter and a D / A converter for inputting / outputting signals between the external circuit and the CPU. The ROM stores a lookup table for controlling the
ハンドル操作圧検出装置４６は、ハンドルレバー１０を回動するためのハンドル操作圧信号Ｓｈを検出する。ハンドル操作圧信号Ｓｈは、左グリップ１２Ｌに加わる操作圧信号と右グリップ１２Ｒに加わる操作圧信号との差分として求められる。そして、後述するハンドル操作圧を一定とする制御処理では、この差分信号が前輪３０に連結される回動軸５５を回動させる回動力を負荷装置５０に発生させるのである。
The handle operation
速度測定装置４５は、チェン３７の走行速度、または、後輪３１の回転角速度から自転車の走行速度に応じた速度信号Ｓｖを求める。
The
演算制御部４２には、入力信号として、ハンドル操作圧検出装置４６からのハンドル操作圧信号Ｓｈが入力される。また、積載量測定装置１６、または、積載量測定装置１６ａ〜積載量測定装置１６ｄからの積載量信号Ｓｗが入力される。また、回動角度測定装置５８の回動角度測定装置固定部５８ａからの回動角度信号Ｓａが入力される。また、手動入力装置４４からの手動入力信号Ｓｍが入力される。また、速度測定装置４５からの速度信号Ｓｖが入力される。そして、上述したように、演算制御部４２からは、巻線制御信号Ｓｄが出力され、巻線制御信号Ｓｄは巻線駆動部４１に入力される。
The
（実施形態における制御系の作用）
実施形態の自転車１は、図６に示すような制御系を有して、自転車１の回動軸５５の動きを様々に制御することが可能となる。以下に実施例としていくつかの制御方法を述べる。
(Operation of control system in embodiment)
The bicycle 1 of the embodiment has a control system as shown in FIG. 6 and can control the movement of the
図７は、自転車１の制御系におけるＣＰＵがおこなう処理のフローチャートである。図７のフローチャートに沿って、演算制御部４２のＣＰＵがおこなう処理の内容を説明する。
FIG. 7 is a flowchart of processing performed by the CPU in the control system of the bicycle 1. The contents of the processing performed by the CPU of the
演算制御部４２の電源が電源ＯＮ（オン）とされることによって、処理は開始する。
所定の周期毎にステップＳＴ１０の処理が開始されるタイマー割込み処理とされている。
The processing starts when the power source of the
A timer interrupt process is started in which the process of step ST10 is started every predetermined cycle.
ステップＳＴ１１では、ＣＰＵは駐輪モードを選択するか否かを判断する。
駐輪モードとは自転車を走行させることなく、スタンドを立てて自転車を自立させるモードである。
駐輪モードであるか否かの判断は、ＣＰＵが手動入力装置４４の駐輪ボタンが押されたことを検出して駐輪モードであると判断しても良く、また、所定時間、例えば、３０秒間、速度測定装置４５からの速度信号Ｓｖが速度０であることを示す場合に駐輪モードであると判断するようにしても良い。
ステップＳＴ１１において、ＣＰＵが駐輪モードであると判断する場合（Ｙｅｓ）には処理はステップＳＴ１２に移動し、ＣＰＵが駐輪モードであると判断しない場合（Ｎｏ）には処理はステップＳＴ１３に移動する。
In step ST11, the CPU determines whether or not to select a bicycle parking mode.
The bicycle parking mode is a mode in which the bicycle stands on its own without standing the bicycle.
The determination as to whether or not the bicycle parking mode is in may determine that the CPU is in the parking mode by detecting that the parking button of the
If it is determined in step ST11 that the CPU is in the parking mode (Yes), the process moves to step ST12. If the CPU is not determined to be in the parking mode (No), the process moves to step ST13. To do.
ステップＳＴ１２では、ＣＰＵはハンドルロック制御処理をおこなう。
ハンドルロック制御処理は、前輪３０が直進方向（回動角度０度）に向くようにハンドルレバーを維持する処理である。ここで、回動角度０度であるということは、サドルの中心位置にある点（中心点）から左グリップ１２Ｌまでの距離と、サドルの中心点から右グリップ１２Ｒまでの距離とが等しくなった状態である。
ハンドルロック状態では、自転車の地面に対する射影面積が最小となり、複数台の自転車を並列に駐輪するには最も効率的である。また、重い荷物を荷物籠１５に積載する場合には、重心位置の僅かなアンバランスで前輪３０とハンドルレバー１０が大きく回動する可能性が大きいが、ハンドルロック制御処理はこのような場合に回動角度０度に維持するものである。
ステップＳＴ１２でおこなうハンドルロック制御処理の内容については後述する。
ステップＳＴ１２での処理が完了すると処理はステップＳＴ１０に移動する。
In step ST12, the CPU performs a handle lock control process.
The handle lock control process is a process of maintaining the handle lever so that the
In the handle lock state, the projected area on the ground of the bicycle is minimized, and it is most efficient to park a plurality of bicycles in parallel. In addition, when a heavy load is loaded on the
The details of the handle lock control process performed in step ST12 will be described later.
When the process in step ST12 is completed, the process moves to step ST10.
ステップＳＴ１３では、ＣＰＵは操作圧一定モードを選択するか否かを判断する。
操作圧一定モードとは自転車を走行中にハンドル操作をおこなう場合において、荷物籠１５の荷物の重量が重い場合でも、荷物の重量が軽い場合と同様のハンドルレバー１０の操作感を得ることができるようにするモードである。
駐輪モードであるか否かの判断は、ＣＰＵが、手動入力装置４４によって操作圧一定モードとされたことを検出することによっておこなわれる。
ステップＳＴ１３において、ＣＰＵが操作圧一定モードであると判断する場合（Ｙｅｓ）には処理はステップＳＴ１７に移動し、ＣＰＵが操作圧一定モードであると判断しない場合（Ｎｏ）には処理はステップＳＴ１４に移動する。
In step ST13, the CPU determines whether to select the constant operation pressure mode.
In the constant operation pressure mode, when the steering wheel is operated while riding a bicycle, even when the weight of the
The determination as to whether or not the bicycle parking mode is in effect is made by detecting that the
If it is determined in step ST13 that the CPU is in the constant operation pressure mode (Yes), the process proceeds to step ST17. If the CPU is not determined to be in the constant operation pressure mode (No), the process is step ST14. Move to.
ステップＳＴ１７では、ＣＰＵは操作圧一定モード処理、すなわち、ハンドル操作圧を一定とする制御処理をおこなう。
ハンドル操作圧を一定とする制御処理の内容は後述する。
ステップＳＴ１７での処理が完了すると処理はステップＳＴ１０に移動する。
In step ST17, the CPU performs a constant operation pressure mode process, that is, a control process for keeping the steering wheel operation pressure constant.
The details of the control process for keeping the steering wheel operating pressure constant will be described later.
When the process in step ST17 is completed, the process moves to step ST10.
ステップＳＴ１４では、ＣＰＵは走行状況検出をおこなう。
ＣＰＵは、回動角度信号Ｓａから現在のハンドル回動量（回動角度）を検出し、速度信号Ｓｖから現在の自転車の走行速度を検出し、積載量信号Ｓｗから荷物籠１５に積載された荷物の現在の重量を検出する。
ステップＳＴ１４での処理が完了すると処理はステップＳＴ１５に移動する。
In step ST14, the CPU performs a traveling state detection.
The CPU detects the current steering wheel turning amount (turning angle) from the turning angle signal Sa, detects the current traveling speed of the bicycle from the speed signal Sv, and loads loaded on the
When the process in step ST14 is completed, the process moves to step ST15.
ステップＳＴ１５では、ＣＰＵは走行速度に応じたハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理をおこなう。
ハンドル回動角速度制御処理と、ハンドル回動量制限処理とは、別個独立の２つの処理である。どちらか一方の処理をおこなった後に他方の処理をおこなうようにしても良く、また、選択的にどちらか一方の処理のみをおこなうようにしても良い。
In step ST15, the CPU performs a handle rotation angular velocity control process and a handle rotation amount restriction process in accordance with the traveling speed.
The handle rotation angular velocity control process and the handle rotation amount restriction process are two independent processes. Either one process may be performed and the other process may be performed, or only one process may be selectively performed.
ステップＳＴ１５での処理は、自転車の走行速度が遅いときに前輪３０（ハンドルレバー１０）に直線方向に進路を戻す復元力が働かないために操作が安定しないことに鑑みおこなわれる処理である。または、走行速度が速いときの急激（高回転角速度）なるハンドル操作、大（大きな回転角度）なるハンドル操作の危険性に鑑みて行われる処理である。例えば、負荷装置５０を備えない自転車では、自転車の走行速度が遅いときには、前輪３０（ハンドルレバー１０）が小さな回動力（例えば、地面の凹凸によって生じる回動力、人がハンドルレバー１０を操作することによる回動力、荷物籠１５の荷物のアンバランスによる回動力）で簡単に回動してしまう（前輪の切れ込み）。このような急激な前輪３０の切れ込みは、自転車の走行を不安定とする。一方、自転車が比較的高速で走行する場合には、ジャイロ作用によって前輪３０の走行方向は安定しているので、急に切れ込みが生じることは少なくなるが、急激、大なるハンドル操作には危険性が伴う。
The process in step ST15 is a process performed in view of the fact that the operation is not stable because the restoring force for returning the course to the front wheel 30 (the handle lever 10) in the linear direction does not work when the traveling speed of the bicycle is low. Alternatively, the processing is performed in view of the dangers of a steering operation that is abrupt (high rotational angular velocity) and a steering operation that is large (large rotational angle) when the traveling speed is high. For example, in a bicycle that does not include the
負荷装置５０を備える実施形態の自転車では、ステップＳＴ１５において、ハンドル回動角速度制御処理をおこない、自転車の走行速度に応じて前輪３０の動き易さを制御し、または、自転車の走行速度によらず一定の動き易さを得るようにしている。そして、急激な前輪３０の切れ込みを防止して良好なる自転車の操作感が得られることとなる。
また、ステップＳＴ１５において、自転車の走行速度に応じて、ハンドルの回動角度の量を制限するハンドル回動量制限処理をおこない、前輪３０の回動角度の範囲を制限することによって、急激な前輪３０の切れ込みを防止して良好なる自転車の操作感が得られることとなる。
ステップＳＴ１５の処理の詳細な内容は後述する。
ステップＳＴ１５の処理が完了すると処理はステップＳＴ１６に移動する。
In the bicycle according to the embodiment including the
Further, in step ST15, a handle rotation amount limiting process for limiting the amount of the rotation angle of the handle is performed in accordance with the traveling speed of the bicycle, and the range of the rotation angle of the
Detailed contents of the processing of step ST15 will be described later.
When the process of step ST15 is completed, the process moves to step ST16.
ステップＳＴ１６での処理は、荷物籠１５に大きな荷物が積載されている場合において、特に、力が弱い女性、高齢者、低年齢者が自転車を操作する場合、荷物の重量によって、前輪３０が急に切れ込む事態が生じることに鑑みおこなわれる処理である。例えば、負荷装置５０を備えない自転車では、積載物の重量が重い場合に、積載物の重心位置の移動、路面の不安定によって、前輪３０（ハンドルレバー１０）が急速に回転する切れ込みが発生する。
The process in step ST16 is performed when the large baggage is loaded on the
負荷装置５０を備える実施形態の自転車では、ステップＳＴ１６において、ハンドル回動角速度制御処理をおこない、荷物籠１５の積載物の重量に応じて前輪３０の回動角速度を制御し、または、積載物の重量よらず前輪３０の回動角速度を一定として、急激な前輪３０の切れ込みを防止して良好なる自転車の操作感が得られることとなる。
また、ステップＳＴ１６において、積載物の重量に応じて回動角度の範囲を定めるハンドル回動量制限処理をおこない、前輪３０（ハンドルレバー１０）の回動範囲を制限して、積載物の重量に振られて前輪３０が急激に切れ込むことがないようにする。
ステップＳＴ１６の処理の内容は後述する。
ステップＳＴ１６の処理が完了すると処理はステップＳＴ１０に移動する。
In the bicycle according to the embodiment including the
In step ST16, a handle rotation amount limiting process is performed to determine the range of the rotation angle in accordance with the weight of the load, and the rotation range of the front wheel 30 (handle lever 10) is limited so that the weight of the load can be adjusted. So that the
The contents of the process of step ST16 will be described later.
When the process of step ST16 is completed, the process moves to step ST10.
上述したようにして、実施形態の自転車では、走行速度に応じたハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理の後で、積載量に応じたハンドルハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理をおこなうようにしたが、ステップＳＴ１５の処理とステップＳＴ１６の処理のどちらを先に処理するかは任意に選択が可能であり、また、どちらか一方のみをおこなうようにしても良い。
さらに、自転車の走行速度と積載物の重量のどちらを重要視するか、両者の各々の値の大きさを考慮して、例えば、走行速度と重量を変数とする連立方程式によって、回動角速度を制御し、ハンドル回動量の制限範囲を定めるようにしても良い。
As described above, in the bicycle according to the embodiment, after the handle rotation angular velocity control process / handle rotation amount restriction process according to the traveling speed, the handle handle rotation angular speed control process / handle rotation amount restriction according to the load amount is performed. Although the process is performed, it is possible to arbitrarily select which of the process of step ST15 and the process of step ST16 is performed first, or only one of them may be performed.
Furthermore, considering which of the traveling speed of the bicycle and the weight of the load is important, considering the magnitude of each value, for example, the rotational angular speed is determined by simultaneous equations with the traveling speed and weight as variables. It may be controlled to define a limit range of the handle rotation amount.
以下において、図８を参照してハンドルロック制御処理の説明をし、図９を参照して走行速度に応じたハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理の説明をし、図１０を参照して積載量に応じたハンドルハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理の説明をし、図１１を参照してハンドル操作圧を一定とする制御処理の説明をする。 Hereinafter, the handle lock control process will be described with reference to FIG. 8, the handle rotation angular speed control process / handle rotation amount restriction process according to the traveling speed will be described with reference to FIG. 9, and FIG. 10 will be referred to. Then, the handle handle turning angular velocity control process / handle turn amount limiting process according to the loading amount will be described, and the control process for making the handle operating pressure constant will be described with reference to FIG.
（ハンドルロック制御処理）
図８は、ステップＳＴ１２でおこなわれるハンドルロック制御処理のフローチャートである。図８を参照して、ハンドルロック制御処理の内容を説明する。
(Handle lock control processing)
FIG. 8 is a flowchart of the handle lock control process performed in step ST12. The contents of the handle lock control process will be described with reference to FIG.
ステップＳＴ１２０では、ＣＰＵはハンドルレバー１０の回動量（回動角度）であるハンドル回動量の目標値を０°（度）に設定する。
ここで、０°とは、上述したようにサドルの中心位置にある点（中心点）から左グリップ１２Ｌまでの距離と、サドルの中心点から右グリップ１２Ｒまでの距離とが等しくなった状態であり、自転車が直進する向きに前輪３０がされる状態である。サドルの中心点からの右グリップ１２Ｒまでの距離が、サドルの中心点からの左グリップ１２Ｌまでの距離よりも短くなった状態（自転車が右手方向に旋回する状態）では、ハンドル回動量（回動角度）は正の値であり、サドルの中心点からの右グリップ１２Ｒまでの距離が、サドルの中心点からの左グリップ１２Ｌまでの距離よりも長くなった状態（自転車が左手方向に旋回する状態）では、ハンドル回動量（回動角度）は負の値である。
In step ST120, the CPU sets the target value of the handle rotation amount, which is the rotation amount (rotation angle) of the
Here, 0 ° means that the distance from the point (center point) at the center position of the saddle to the
ステップＳＴ１２１では、ＣＰＵは回動角度信号Ｓａから現在の回動角度を検出する。そして、ハンドル回動量の目標値である０°から現在の回動角度を引き算した差である回動角度誤差信号を求める演算をおこなう。 In step ST121, the CPU detects the current rotation angle from the rotation angle signal Sa. Then, calculation is performed to obtain a rotation angle error signal that is a difference obtained by subtracting the current rotation angle from 0 ° which is the target value of the handle rotation amount.
ステップＳＴ１２２では、ＣＰＵは、得られた回動角度誤差信号に応じた巻線制御信号Ｓｄを求める、そして、ＣＰＵはこの巻線制御信号Ｓｄを巻線駆動部４１に出力する。
例えば、現在の回動角度が正値である場合（自転車が右手方向に旋回する状態）には、負荷装置５０の巻線５３ａ〜巻線５３ｄに、自転車を左手方向に旋回させるような回転磁界を生じさせる。
また、回動角度誤差信号の大きさの絶対値が大きくなる程、回動軸５５を駆動する力（トルク）を大きくするような巻線制御信号Ｓｄを発生させる。
具体的には、ＣＰＵの指令に従い演算制御部４２が、巻線５３ａ〜巻線５３ｄに与える駆動電力の周波数、駆動電圧、または、駆動電流、もしくは、これらの２以上を同時に制御する。この際に、上述した周知技術である、一次電圧制御、周波数制御、Ｖ／ｆ一定制御、ベクトル制御等が採用される。
In step ST122, the CPU obtains a winding control signal Sd corresponding to the obtained rotation angle error signal, and the CPU outputs this winding control signal Sd to the winding
For example, when the current rotation angle is a positive value (a state in which the bicycle turns in the right hand direction), the rotating magnetic field that turns the bicycle in the left hand direction in the
Further, the winding control signal Sd is generated so as to increase the force (torque) for driving the
Specifically, the
ステップＳＴ１２０〜ステップＳＴ１２２の処理はフィードバック処理であり、タイマー割込みごとに、ステップＳＴ１２０〜ステップＳＴ１２２の処理が繰り返されることによって、回動角度誤差信号は０に収束し、回動角度も０°に収束する。 The processing from step ST120 to step ST122 is feedback processing, and the rotation angle error signal converges to 0 and the rotation angle also converges to 0 ° by repeating the processing from step ST120 to step ST122 for each timer interruption. To do.
このようにして、ハンドルレバー１０の回動量が０°とされ、前輪３０は直進する向きに制御されて駐輪をする。負荷装置５０を備えない場合には、荷物籠１５に積載する荷物の重量が重くその重心位置が左右のいずれかの一方向にずれている場合に、前輪３０が重心のずれている方向に回動し、その結果、自転車の全体の重量バランスが崩れて自転車が転倒することがある。しかしながら、負荷装置５０を備え、ハンドルロック制御処理を採用する実施形態の自転車では、前輪３０は直進する向きに維持されるので自転車が転倒する事態は生じない。特に、自転車のスタンドを用いて自立させ、重い荷物を両手で運び、荷物籠１５に積載するに際して、常時、前輪３０は直進する向きに維持されるので、自転車に手を触れないでも自転車の自立状態は維持される。
In this way, the rotation amount of the
（走行速度に応じたハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理）
図９は、走行速度に応じたハンドル回動制限処理のフローチャートである。図９を参照して、ステップＳＴ１５でおこなわれる走行速度に応じたハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理について説明をする。ステップＳＴ１５０からステップＳＴ１５３までが、走行速度に応じたハンドル回動角速度制御処理であり、ステップＳＴ１５４からステップＳＴ１５５までが、走行速度に応じたハンドル回動量制限処理である。
(Handle rotation angular velocity control processing / handle rotation amount restriction processing according to travel speed)
FIG. 9 is a flowchart of the handle rotation restriction process according to the traveling speed. With reference to FIG. 9, the handle rotation angular velocity control process / handle rotation amount restriction process according to the traveling speed performed in step ST15 will be described. Step ST150 to step ST153 is a handle rotation angular speed control process according to the travel speed, and step ST154 to step ST155 is a handle rotation amount limiting process according to the travel speed.
ステップＳＴ１５０では、ＣＰＵは現在の走行速度に対応する、所望の制限回動角速度をテーブルから読み出す。
現在の走行速度は、速度測定装置４５から入力される速度信号ＳｖをＣＰＵが検出して得る。
所望の制限回動角速度が書き込まれているテーブルは、不揮発性メモリ、または、ＲＯＭ（ロム）とされる。ＣＰＵはこれらから所望の制限回動角速度を得る。不揮発性メモリに、予め、所望の制限回動角速度を書き込むに際しては手動入力装置４４が用いられる。
In step ST150, the CPU reads a desired limit rotation angular velocity corresponding to the current traveling speed from the table.
The current traveling speed is obtained by the CPU detecting the speed signal Sv input from the
The table in which the desired limit rotation angular velocity is written is a non-volatile memory or ROM (ROM). The CPU obtains a desired limited rotation angular velocity from these. A
ステップＳＴ１５１では、ＣＰＵは現在のハンドル回動角速度を演算する。
現在のハンドル回動角速度は、回動角度を時間微分して得られるが、実施形態では、ＣＰＵを用いる離散制御系とされているので、ＣＰＵが回動角度測定装置５８から得られる回動角度信号Ｓａ（現在のハンドル回動角度）から前回の割り込み処理において得た回動角度を引き算して時間差分を得て、これを時間微分に替えて用いる。
In step ST151, the CPU calculates the current steering wheel rotational angular velocity.
The current handle rotation angular velocity can be obtained by time differentiation of the rotation angle. However, in the embodiment, the rotation angle obtained by the CPU from the rotation
ステップＳＴ１５２では、ＣＰＵは、｜現在のハンドル回動角速度｜＞制限回動角速度か否かを判断する。
｜現在のハンドル回動角速度｜＞制限回動角速度である場合（Ｙｅｓ）には処理はステップＳＴ１５３へ移動し、｜現在のハンドル回動角速度｜＞制限回動角速度でない場合（Ｎｏ）には処理はステップＳＴ１５４へ移動する。つまり、｜現在のハンドル回動角速度｜が制限回動角度の範囲である場合には、負荷装置５０は、なにもしないで、前輪３０の負荷とならないように回転子５４を自由に回転させる状態にしておく。
In step ST152, the CPU determines whether or not | current steering wheel angular velocity |> restricted rotational angular velocity.
If the current steering wheel angular velocity is higher than the limiting rotational angular velocity (Yes), the process moves to step ST153. If the current steering wheel angular velocity is not higher than the limiting angular velocity (No), the process is performed. Moves to step ST154. In other words, when | the current steering wheel angular velocity | is in the range of the limiting rotational angle, the
ステップＳＴ１５３では、ＣＰＵは｜現在のハンドル回動角速度｜から制限回動角速度を引く差分信号を得る演算をおこない、｜現在のハンドル回動角速度｜を減少させる向きの極性を付してこの差分信号の大きさに応じた巻線制御信号Ｓｄを出力する。
つまり、巻線駆動部４１は、回転子５４が現在回転している方向と反対側に回転する回転磁界を発生するように巻線５３ａ〜巻線５３ｄに電力を供給する。これによってハンドル回動角速度は減殺され、｜現在のハンドル回動角速度｜は制限回動角速度に近づく。そして、最終的にはハンドル回動角速度誤差信号の値を０にする方向に制御（フィードバック制御）がおこなわれるようにされている。
In step ST153, the CPU performs an operation to obtain a difference signal by subtracting the limited rotation angular velocity from the current steering wheel angular velocity, and attaches a polarity in a direction to decrease the current steering angular velocity. The winding control signal Sd corresponding to the magnitude of the is output.
That is, the winding
ここで、現在の走行速度に対応する、所望の制限回動角速度をどのように決定するかであるが、自転車に乗る者の好みによって種々に決定することができる。制限回動角速度を小さく設定する場合には、急激なハンドル操作がし難くなる一方、外力、例えば、路面の凹凸によってハンドルが不安定に動くという事態の発生を軽減することができる。 Here, how to determine a desired limited rotation angular velocity corresponding to the current traveling speed can be variously determined according to the preference of the person riding the bicycle. When the limited rotational angular velocity is set to a small value, it is difficult to handle the abrupt steering wheel, but it is possible to reduce the occurrence of a situation in which the steering wheel moves unstable due to external force, for example, road surface unevenness.
例えば、走行速度が遅い場合には、前輪３０が振られやすく、切れ込みが発生し易くなるので、走行速度が遅い場合に、制限回動角速度を小さくして、急速なハンドル操作ができないようにすることを好む者は、このように設定することができる。例えば、走行速度が（８００ｍ／時）未満のときは制限回動角速度を（９°／秒）以内として、走行速度に比例して制限回動角速度を大きくし、または、走行速度が（８００ｍ／時）以上の場合には制限回動角速度を設けない等である。さらには、走行速度によらず制限回動角速度を一定値の比較的に小さな値とすることによっても同様の効果を得ることができる。
For example, when the traveling speed is slow, the
一方、走行速度が遅い場合の前輪３０の切れ込みにはあまり不安を感ぜず、むしろ、高速での急激なハンドル操作を危険防止の観点から好まない者は、走行速度が速い場合に、制限回動角速度を小さくする設定とすることができる。例えば、走行速度が（２０ｋｍ／時）以上のときは制限回動角速度を（４５°／秒）以内とする等である。なお、所望の制限回動角速度の値を非常に大きく設定する場合には、ステップＳＴ１５３での処理は常にスキップされ、処理は、常にステップＳＴ１５２からステップＳＴ１５４へ移動することとなる。つまり、ハンドル回動角速度の制御はおこなわれないこととなる。
On the other hand, those who do not feel much anxiety about the cutting of the
ステップＳＴ１５４では、ＣＰＵは、｜現在のハンドル回動量｜＞制限回動角度か否かを判断する。
ＣＰＵは、回動角度測定装置５８からの回動角度信号Ｓａを検出して現在のハンドル回動量（回動角度）を得る。
｜現在のハンドル回動量｜＞制限回動角度である場合（Ｙｅｓ）には処理はステップＳＴ１５５へ移動し、｜現在のハンドル回動量｜＞制限回動角度ではない場合（Ｎｏ）には処理は終了する。つまり、｜現在のハンドル回動量｜が制限回動角度の範囲であれば、負荷装置５０は、なにもしないで、前輪３０の負荷とならないように回転子５４を自由に回転させる状態にしておく。
In step ST154, the CPU determines whether or not | current handle rotation amount |> limited rotation angle.
The CPU detects the rotation angle signal Sa from the rotation
If | current handle rotation amount |> restricted rotation angle (Yes), the process moves to step ST155. | If the current handle rotation amount |> not the limited rotation angle (No), the process is performed. finish. In other words, if | current handle rotation amount | is in the range of the limit rotation angle, the
ステップＳＴ１５５では、ＣＰＵは現在のハンドル回動量が正であればハンドル回動量を負方向とする所定の巻線制御信号を出力する。また、現在のハンドル回動量が負であればハンドル回動量を正方向とする所定の巻線制御信号を出力する。
このように巻線制御信号Ｓｄの極性は定められ、ハンドル回動角度を所定の範囲に抑えるように負荷装置５０は作用する。つまり、急激な前輪３０の切れ込みが、ステップＳＴ１５５における処理で抑えられる。
In step ST155, if the current handle rotation amount is positive, the CPU outputs a predetermined winding control signal with the handle rotation amount in the negative direction. Further, if the current handle rotation amount is negative, a predetermined winding control signal with the handle rotation amount as the positive direction is output.
Thus, the polarity of the winding control signal Sd is determined, and the
ここで、現在の走行速度に対応する、所望の制限回動角度をどのように決定するかであるが、自転車に乗る者の好みによって種々に決定することができる。例えば、走行速度が遅い場合には、前輪３０が振られやすく、切れ込みが発生し易くなるので、走行速度が遅い場合に、制限回動角度を小さくすることを好む者は、このように設定することができる。例えば、走行速度が（８００ｍ／時）未満のときは制限回動角度を（３０°）以内として、走行速度に比例して制限回動角度を大きくする等である。さらには、走行速度によらず制限回動角度を一定値、例えば６０°に制限することもできる。
Here, how to determine a desired limit rotation angle corresponding to the current traveling speed can be variously determined according to the preference of the person riding the bicycle. For example, when the traveling speed is low, the
一方、走行速度が遅い場合の前輪３０の切れ込みにはあまり不安を感ぜず、むしろ、高速での大きな角度のハンドル操作を危険防止の観点から好まない者は、走行速度が速い場合に、制限回動角度を小さくする設定とすることができる。例えば、走行速度が（２０ｋｍ／時）以上のときは制限回動角速度を（４５°）以内とする等である。なお、所望の制限回動角度の値を非常に大きく設定する場合には、ステップＳＴ１５５での処理は常にスキップされ、処理は、常にステップＳＴ１５４で終了して、ステップＳＴ１６へ移動することとなる。つまり、ハンドル回動角度の制御はおこなわれないこととなる。
On the other hand, those who do not feel much anxiety about the cutting of the
（積載重量に応じたハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理）
図１０は、積載重量に応じたハンドル回動制限処理のフローチャートである。図１０を参照して、ステップＳＴ１６でおこなわれる積載量に応じたハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理について説明をする。ステップＳＴ１６０からステップＳＴ１６３までが、積載量に応じたハンドル回動角速度制御処理であり、ステップＳＴ１６４からステップＳＴ１６５までが、積載量に応じたハンドル回動量制限処理である。
(Handle rotation angular velocity control processing / handle rotation amount restriction processing according to load weight)
FIG. 10 is a flowchart of the handle rotation restriction process according to the loaded weight. With reference to FIG. 10, the handle rotation angular velocity control process / handle rotation amount restriction process according to the loading amount performed in step ST16 will be described. Step ST160 to step ST163 is a handle rotation angular velocity control process according to the loading amount, and step ST164 to step ST165 is a handle rotation amount limiting process according to the loading amount.
ステップＳＴ１６０では、ＣＰＵは積載重量に対応する、所望の制限回動角速度をテーブルから読み出す。
積載重量は、積載量測定装置１６（図２（ａ）を参照）から入力される積載量信号ＳｗをＣＰＵが検出して得る。また、積載量測定装置１６ａ〜積載量測定装置１６ｄ（図２（ｂ）を参照）のすべてから得られる信号を加算した和信号を積載量信号Ｓｗとして用いるようにしても良い。
所望の制限回動角速度が書き込まれているテーブルは、不揮発性メモリ、または、ＲＯＭ（ロム）に配される。ＣＰＵはこれらから所望の制限回動角速度を得る。不揮発性メモリに、予め、所望の制限回動角速度を書き込むに際しては手動入力装置４４が用いられる。
In step ST160, the CPU reads a desired limit rotation angular velocity corresponding to the loaded weight from the table.
The load weight is obtained by the CPU detecting a load amount signal Sw input from the load amount measuring device 16 (see FIG. 2A). Further, a sum signal obtained by adding signals obtained from all of the load
A table in which a desired limit rotation angular velocity is written is arranged in a non-volatile memory or a ROM (ROM). The CPU obtains a desired limited rotation angular velocity from these. A
ステップＳＴ１６１では、ＣＰＵは現在のハンドル回動角速度を演算する。
現在のハンドル回動角速度は、回動角度を時間微分して得られるが、実施形態では、ＣＰＵを用いる離散制御系とされているので、ＣＰＵが回動角度測定装置５８から得られる回動角度信号Ｓａ（現在のハンドル回動角度）から前回の割り込み処理において得た回動角度を引き算して時間差分を得て、これを時間微分に替えて用いる。
In step ST161, the CPU calculates the current steering wheel rotational angular velocity.
The current handle rotation angular velocity can be obtained by time differentiation of the rotation angle. However, in the embodiment, the rotation angle obtained by the CPU from the rotation
ステップＳＴ１６２では、ＣＰＵは、｜現在のハンドル回動角速度｜＞制限回動角速度か否かを判断する。
｜現在のハンドル回動角速度｜＞制限回動角速度である場合（Ｙｅｓ）には処理はステップＳＴ１６３へ移動し、｜現在のハンドル回動角速度｜＞制限回動角速度でない場合（Ｎｏ）には処理はステップＳＴ１６４へ移動する。つまり、｜現在のハンドル回動角速度｜が制限回動角度の範囲である場合には、負荷装置５０は、なにもしないで、前輪３０の負荷とならないように回転子５４を自由に回転させる状態にしておく。
In step ST162, the CPU determines whether or not | current steering wheel rotational angular velocity |> restricted rotational angular velocity.
If the current steering wheel angular velocity is higher than the limiting rotational angular velocity (Yes), the process moves to step ST163. If the current steering wheel angular velocity is not higher than the limiting rotational angular velocity, the process is performed. Moves to step ST164. In other words, when | the current steering wheel angular velocity | is in the range of the limiting rotational angle, the
ステップＳＴ１６３では、ＣＰＵは｜現在のハンドル回動角速度｜から制限回動角速度を引く差分信号を得る演算をおこない、｜現在のハンドル回動角速度｜を減少させる向きの極性を付してこの差分信号の大きさに応じた巻線制御信号Ｓｄを出力する。
つまり、巻線駆動部４１は、回転子５４が現在回転している方向と反対側に回転する回転磁界を発生するように巻線５３ａ〜巻線５３ｄに電力を供給する。これによってハンドル回動角速度は減殺され、｜現在のハンドル回動角速度｜は制限回動角速度に近づく。
In step ST163, the CPU performs an operation to obtain a difference signal by subtracting the limited rotation angular velocity from the current steering wheel angular velocity, and attaches a polarity in a direction to reduce the current steering angular velocity. The winding control signal Sd corresponding to the magnitude of the is output.
That is, the winding
ここで、積載重量に対応する、所望の制限回動角速度をどのように決定するかであるが、自転車に乗る者の好みによって種々に決定することができる。制限回動角速度を小さく設定する場合には、急激なハンドル操作がし難くなる一方、外力、例えば、路面の凹凸によってハンドルが不安定に動くという事態の発生を軽減することができる。 Here, it is how to determine a desired limit rotation angular velocity corresponding to the loaded weight, but can be variously determined according to the preference of the person riding the bicycle. When the limited rotational angular velocity is set to a small value, it is difficult to handle the abrupt steering wheel, but it is possible to reduce the occurrence of a situation in which the steering wheel moves unstable due to external force, for example, road surface unevenness.
例えば、積載重量が大きい場合には、前輪３０が振られやすく、切れ込みが発生し易くなるので、積載重量が大きい場合に、制限回動角速度を小さくして、急速なハンドル操作ができないようにすることを好む者は、このように設定することができる。例えば、積載重量が（２０ｋｇ）以上のときは制御回動角速度を（１０°／秒）以内とする等である。また、積載重量に比例して制限回動角速度を小さくするようにしても良い。
For example, when the load weight is large, the
なお、所望の制限回動角速度の値を非常に大きく設定する場合には、ステップＳＴ１６３での処理は常にスキップされ、処理は、常にステップＳＴ１６２からステップＳＴ１６４へ移動することとなる。つまり、ハンドル回動角速度の制御はおこなわれないこととなる。 Note that when the desired limit rotation angular velocity value is set to be very large, the process in step ST163 is always skipped, and the process always moves from step ST162 to step ST164. That is, the control of the handle rotation angular velocity is not performed.
ステップＳＴ１６４では、ＣＰＵは、｜現在のハンドル回動量｜＞制限回動角度か否かを判断する。
ＣＰＵは、回動角度測定装置５８からの回動角度信号Ｓａを検出して現在のハンドル回動量（回動角度）を得る。
｜現在のハンドル回動量｜＞制限回動角度である場合（Ｙｅｓ）には処理はステップＳＴ１６５へ移動し、｜現在のハンドル回動量｜＞制限回動角度ではない場合（Ｎｏ）には処理は終了する。つまり、｜現在のハンドル回動量｜が制限回動角度の範囲であれば、負荷装置５０は、なにもしないで、前輪３０の負荷とならないように回転子５４を自由に回転させる状態にしておく。
In step ST164, the CPU determines whether or not | current handle rotation amount |> limited rotation angle.
The CPU detects the rotation angle signal Sa from the rotation
If | current handle rotation amount |> restricted rotation angle (Yes), the process moves to step ST165. If | current handle rotation amount |> not the limited rotation angle (No), the process is performed. finish. In other words, if | current handle rotation amount | is in the range of the limit rotation angle, the
ステップＳＴ１６５では、ＣＰＵは現在のハンドル回動量が正であればハンドル回動量を負方向とする所定の巻線制御信号を出力する。また、現在のハンドル回動量が負であればハンドル回動量を正方向とする所定の巻線制御信号を出力する。
このように巻線制御信号Ｓｄの極性は定められ、ハンドル回動角度を所定の範囲に抑えるように負荷装置５０は作用する。つまり、急激な前輪３０の切れ込みが、ステップＳＴ１６５における処理で抑えられる。
そして、ステップＳＴ１６５の処理が終了すると、処理はステップＳＴ１０へ移動する。
In step ST165, if the current handle rotation amount is positive, the CPU outputs a predetermined winding control signal that sets the handle rotation amount in the negative direction. Further, if the current handle rotation amount is negative, a predetermined winding control signal with the handle rotation amount as the positive direction is output.
Thus, the polarity of the winding control signal Sd is determined, and the
Then, when the process of step ST165 ends, the process moves to step ST10.
ここで、積載重量に対応する、所望の制限回動角度をどのように決定するかであるが、自転車に乗る者の好みによって種々に決定することができる。例えば、積載重量が重い場合には、前輪３０が振られやすく、切れ込みが発生し易くなるので、積載重量が重い程、制限回動角度を小さくすることを好む者は、このように設定することができる。例えば、積載重量が（２０ｋｇ）以上のときは制限回動角度を（４５°）以内とする等である。また、積載重量に比例して制限回動角度を小さくするようにしても良い。
Here, how to determine a desired limit rotation angle corresponding to the loaded weight can be variously determined according to the preference of the person riding the bicycle. For example, when the load weight is heavy, the
なお、所望の制限回動角度の値を非常に大きく設定する場合には、ステップＳＴ１６５での処理は常にスキップされ、処理は、常にステップＳＴ１６４で終了し、処理はステップＳＴ１０へ移動することとなる。つまり、ハンドル回動角度の制御はおこなわれないこととなる。 When the desired limit rotation angle value is set to be very large, the process in step ST165 is always skipped, the process always ends in step ST164, and the process moves to step ST10. . That is, the control of the handle rotation angle is not performed.
（ハンドル操作圧を一定とする制御処理）
図１１は、ハンドル操作圧を一定とする制御処理のフローチャートである。図１１を参照して、ステップＳＴ１７でおこなわれるハンドル操作圧を一定とする制御処理について説明をする。
(Control processing to keep the handle operating pressure constant)
FIG. 11 is a flowchart of a control process for making the steering wheel operating pressure constant. With reference to FIG. 11, the control process performed by step ST17 which makes the steering wheel operation pressure constant will be described.
ハンドルレバー１０の操作に際して、荷物籠１５に積載する荷物の重量、自転車の走行速度にかかわらず、一定の操作圧でハンドルレバー１０を操作することができれば、自転車を操作する者は快適な操作感を得ることができる。また、走行路面が左右方向に傾いた面であるか否か、走行路面が走行方向に傾いた坂道であるか否か、走行路面がコンクリート面であるか、泥道であるか等の路面状況に関係なく、一定の操作圧でハンドルレバー１０を操作することができれば、自転車を操作する者は快適な操作感を得ることができる。ハンドル操作圧を一定とする制御処理は、このような操作感を得ることができる処理である。
If the
ハンドル操作圧を一定とする制御処理をおこなうために、ハンドルレバー１０と人体（例えば、掌）との間の圧力を検出するためのハンドル操作圧検出装置４６と、左ハンドル操作圧検出器１４Ｌと、右ハンドル操作圧検出器１４Ｒとが設けられている。
In order to perform a control process for making the handle operating pressure constant, a handle
ステップＳＴ１７０では、ＣＰＵは手動入力装置４４によって設定された所望のハンドル操作圧を読み出す。
所望のハンドル操作圧は個人の好みによる大きさに設定することができる。例えば、女性、高齢者が、比較的に小さな力でハンドルレバー１０を操作することを好む場合には、手動入力装置４４によって所望のハンドル操作圧を小さく設定する。例えば、１００ｇに設定する。一方、ハンドルレバー１０の感触が、ずっしりと重いことを好む場合には、手動入力装置４４によって所望のハンドル操作圧を大きく設定する。例えば、５００ｇに設定する。
In step ST170, the CPU reads out a desired handle operating pressure set by the
The desired handle operating pressure can be set according to personal preference. For example, when a woman or an elderly person prefers to operate the
ステップＳＴ１７１では、ＣＰＵは所望のハンドル操作圧と現在のハンドル操作圧との差（ハンドル操作圧誤差信号）を演算する。
具体的には、ＣＰＵは、ハンドル操作圧検出装置４６からのハンドル操作圧信号Ｓｈから現在のハンドル操作圧を得て、所望のハンドル操作圧から現在のハンドル操作圧を引き算して、ハンドル操作圧誤差信号を得る。
In step ST171, the CPU calculates a difference (a handle operation pressure error signal) between a desired handle operation pressure and the current handle operation pressure.
Specifically, the CPU obtains the current handle operating pressure from the handle operating pressure signal Sh from the handle operating
ステップＳＴ１７２では、ＣＰＵはハンドル操作圧誤差信号に応じた信号を巻線制御信号Ｓｄとして出力する。
ここで、不感帯を設け、ハンドル操作圧信号Ｓｈの絶対値が所定範囲内である場合には、ＣＰＵは、回転子５４に駆動力を与える大きさの巻線制御信号Ｓｄを出力しないようにする。例えば、不感帯の幅を±５０ｇに設定し、所望のハンドル操作圧を１００ｇに設定する場合には、ハンドル操作圧信号Ｓｈが±５０ｇに対応する範囲内では負荷装置５０の回転子５４は自由に回動する。一方ハンドル操作圧信号Ｓｈが±５０ｇに対応する範囲を超えた途端にハンドルレバー１０が、１００ｇの力で、回動させようとする方向と反対の方向に押し返してくる感触を掌が感じることとなる。不感帯の中の操作としては、積極的にハンドルレバー１０を操作することなく、単に掌を左グリップ１２Ｌ、右グリップ１２Ｒに軽く触れている場合がある。このようにすれば、回転子５４および前輪３０は無駄な動きをすることがなく、また、無駄な電力を消費しない。
In step ST172, the CPU outputs a signal corresponding to the handle operation pressure error signal as the winding control signal Sd.
Here, when a dead zone is provided and the absolute value of the handle operating pressure signal Sh is within a predetermined range, the CPU does not output a winding control signal Sd having a magnitude that gives a driving force to the
ステップＳＴ１７０〜ステップＳＴ１７２までの処理はフィードバック処理であり、タイマー割込みごとに、ステップＳＴ１７０〜ステップＳＴ１７２の処理が繰り返されることによって、ハンドルレバー１０を操作する者の掌に所望のハンドル操作圧を与えながら、所望の方向に前輪３０の回動角度を制御することができる。
The process from step ST170 to step ST172 is a feedback process, and the process of step ST170 to step ST172 is repeated for each timer interruption, thereby giving a desired handle operating pressure to the palm of the person operating the
負荷装置５０を備えない自転車においては、例えば、泥道で走行方向の変更をおこなう場合にはコンクリート道で走行方向の変更をおこなう場合に比べて大きな力が必要とされるが、負荷装置５０を備え、ハンドル操作圧を一定とする制御を採用する実施形態の自転車においては、泥道では人の手による回動力がアシストされるので容易に走行方向の変更をおこなうことができる。つまり、負荷装置５０を備えることによって、路面状況に左右されることがない操作感を得ることができる。
In a bicycle that does not include the
また、負荷装置５０を備えない自転車においては、荷物籠１５に長さが長い重量物を積載する場合には左右方向の重心のアンバランスによって、所謂、左右の重心の移動した側にハンドルが取られる現象が生じるが、負荷装置５０を備え、ハンドル操作圧を一定とする制御を採用する実施形態の自転車においては、このような現象は生じない。
In addition, in a bicycle that does not include the
また、左右の一方の側に傾いた斜面を走行する場合にも、傾いた一方の側にハンドルが取られる現象が生じるが、負荷装置５０を備え、ハンドル操作圧を一定とする制御を採用する実施形態の自転車においては、このような現象は生じない。
Also, when traveling on a slope inclined to one of the left and right sides, a phenomenon occurs in which the handle is taken on one inclined side. However, a control with a
（荷物籠の積載物の重心位置に応じたハンドル回動制限処理）
荷物籠１５に積載物を積載するに際して、積載物の重量の大きさに応じて自転車全体の重心位置が変化して、ハンドル操作性を損なうので、積載物の重量に応じたハンドル回動制限処理をおこないハンドル操作性を改善することについては既に述べた。しかしながら、積載物の重量のみならず、その積載物の荷物籠１５における重心位置が前輪３０（ハンドルレバー１０）の回動特性に大きく影響を与える場合がある。
(Handle rotation restriction processing according to the center of gravity position of the load on the luggage bag)
When loading a load on the
例えば、積載物の重量は比較的小さくとも、積載物の重心位置が大きく右によっている場合には、前輪３０が右方向に回動し易くなる。つまり、ハンドルが右に取られ易くなる。反対に積載物の重量は比較的小さくとも、積載物の重心位置が大きく左によっている場合には、ハンドルが左に取られ易くなる。また、積載物の重心位置が大きく前方によっている場合には、実際の積載物の重量以上にハンドルが右または左に取られ易くなる。このような場合にも安定した走行を可能にするのが、荷物籠の積載物の重心位置に応じたハンドル回動制限処理である。
For example, even if the weight of the load is relatively small, if the center of gravity of the load is large and is on the right, the
図１２は、積載物の重心位置に応じたハンドル回動制限処理のフローチャートである。図１２を参照して処理の内容について説明をする。図１０に示す積載重量に応じたハンドル回動角速度制御処理・ハンドル回動量制限処理のフローチャートのステップＳＴ１６０の処理内容が、図１２では、ステップＳＴ２６０で示す処理内容に変更されている点が、図１０と図１２とでは異なるので、この点について説明をする。 FIG. 12 is a flowchart of the handle rotation restriction process according to the position of the center of gravity of the load. The contents of the processing will be described with reference to FIG. The processing content of step ST160 in the flowchart of the handle rotation angular velocity control processing / handle rotation amount restriction processing according to the loading weight shown in FIG. 10 is changed to the processing content shown in step ST260 in FIG. Since this is different between FIG. 10 and FIG. 12, this point will be described.
ステップＳＴ２６０ではＣＰＵは、以下の処理をおこなう。
ＣＰＵは、積載物の、前後の重心位置を表す第１係数を求め、左右の重心位置を表す第２係数を求める。
また、ＣＰＵは、積載重量に第１係数と第２係数を掛けて、これに対応する所望の制限回動角速度をテーブルから読み出す。
In step ST260, the CPU performs the following processing.
The CPU obtains a first coefficient representing the front and rear center of gravity positions of the load, and obtains a second coefficient representing the left and right center of gravity positions.
In addition, the CPU multiplies the loaded weight by the first coefficient and the second coefficient, and reads a desired limit rotation angular velocity corresponding to this from the table.
積載物の、前後の重心位置を表す第１係数、左右の重心位置を表す第２係数について説明をする。第１係数、第２係数を求めるに際しては、図２（ｂ）に示す積載量測定装置１６ａ〜積載量測定装置１６ａが用いられる。ＣＰＵに入力される積載量信号Ｓｗには、この場合には、積載量測定装置１６ａから得られる積載量信号Ｓｗａ、積載量測定装置１６ｂから得られる積載量信号Ｓｗｂ、積載量測定装置１６ｃから得られる積載量信号Ｓｗｃ、積載量測定装置１６ｄから得られる積載量信号Ｓｗｄ の各々が含まれる。
A description will be given of the first coefficient representing the front and rear center of gravity position and the second coefficient representing the left and right center of gravity position of the load. When obtaining the first coefficient and the second coefficient, the load
第１係数は以下の式で得られる。
第１係数＝１
ただし（Ｓｗａ＋Ｓｗｂ）／（Ｓｗａ＋Ｓｗｂ）＜１の場合
第１係数＝｛１＋（Ｓｗａ＋Ｓｗｂ）／（Ｓｗａ＋Ｓｗｂ）｝
ただし（Ｓｗａ＋Ｓｗｂ）／（Ｓｗａ＋Ｓｗｂ）＞１の場合、また、第１係数の値は２以上の場合は、例えば、２とする。
The first coefficient is obtained by the following equation.
First coefficient = 1
However, if (Swa + Swb) / (Swa + Swb) <1
First coefficient = {1+ (Swa + Swb) / (Swa + Sbb)}
However, when (Swa + Swb) / (Swa + Swb)> 1, and when the value of the first coefficient is 2 or more, it is set to 2, for example.
第２係数は以下の式で得られる。
第２係数＝｛１＋（Ｓｗａ＋Ｓｗｃ）／（Ｓｗｂ＋Ｓｗｄ）｝、
または、｛１＋（Ｓｗｂ＋Ｓｗｄ）／（Ｓｗａ＋Ｓｗｃ）｝のいずれかの値が大きい方。
また、第２係数の値は３以上の場合は、例えば、３とする。
The second coefficient is obtained by the following equation.
Second coefficient = {1+ (Swa + Swc) / (Swb + Swd)},
Alternatively, the larger one of {1+ (Swb + Swd) / (Swa + Swc)}.
Further, when the value of the second coefficient is 3 or more, it is set to 3, for example.
第１係数が大きいことは、自転車全体の重心の位置が、より前方に移動することであるので、前輪３０（ハンドルレバー１０）は切れ込みを生じ易くなる。また、第２係数は左右のいずれかに重心が移動した場合に大きくなる係数であり、第２係数が大きいことは、重心の位置が左右に移動することであるので、前輪３０（ハンドルレバー１０）は切れ込みを生じ易くなる。このように、第１係数、第２係数の値が大きくなる場合には、実際の重量に比べてより大きな重量を積載したと同様の効果が生じる。 The fact that the first coefficient is large is that the position of the center of gravity of the entire bicycle moves further forward, so that the front wheel 30 (the handle lever 10) is likely to be cut. The second coefficient is a coefficient that increases when the center of gravity moves to either the left or right. Since the second coefficient is large, the position of the center of gravity moves to the left or right, the front wheel 30 (the handle lever 10 ) Is likely to be cut. As described above, when the values of the first coefficient and the second coefficient are increased, the same effect as when a larger weight than the actual weight is loaded is produced.
そこで、以下のように実際の重量に第１係数と第２係数を掛けた得られた値が切れ込みに影響を与える重量と見なしている。ここで、第１係数の値の上限を２とし、第２係数の値を３とするのは、補正のための第１係数、第２係数の値が過大になりすぎるのを防止するためである。上限値である、２、３は、実験によって、自転車の特性に合わせて他の値とすることができる。 Therefore, the value obtained by multiplying the actual weight by the first coefficient and the second coefficient is regarded as the weight that affects the cut as follows. Here, the upper limit of the value of the first coefficient is set to 2 and the value of the second coefficient is set to 3 in order to prevent the values of the first coefficient and the second coefficient for correction from becoming excessively large. is there. The upper limit values 2 and 3 can be set to other values according to the characteristics of the bicycle by experiments.
切れ込みに影響を与える重量＝実際の重量×第１係数×第２係数
Weight affecting notch = actual weight × first coefficient × second coefficient
なお、実際の重量は、以下の式で求められる。
実際の重量＝Ｓｗａ＋Ｓｗｃ＋Ｓｗｂ＋Ｓｗｄ
The actual weight can be obtained by the following formula.
Actual weight = Swa + Swc + Swb + Swd
このようにして、実際の重量を上述した補正式によって補正して、切れ込みに影響を与える重量に対応する制限回動角速度をテーブルから読み出すことによって、回動制限処理の効果をより良好なものとできる。この補正式は、一例に過ぎず、実験によって、個々の自転車ごとに、最も良好な効果が得られる他の式を用いても良い。 In this way, the actual weight is corrected by the above-described correction formula, and the rotation limit speed corresponding to the weight that affects the notch is read from the table, so that the effect of the rotation limit process is improved. it can. This correction formula is merely an example, and other formulas that provide the best effect for each individual bicycle may be used by experiment.
実施形態の自転車は、フレーム固定部に対して回動する前輪とこの前輪に連結されたハンドルレバーとの回動軸に対して回動力を付与するためにフレーム固定部に固着される負荷装置をそなえている。また、負荷装置が発生する回動力の大きさを求め、負荷装置が該回動力を発生するように制御する演算制御部を備えている。 The bicycle according to the embodiment includes a load device that is fixed to the frame fixing portion in order to apply a turning force to the rotation shaft of the front wheel that rotates relative to the frame fixing portion and the handle lever that is connected to the front wheel. I have it. In addition, an arithmetic control unit is provided that obtains the magnitude of the rotational power generated by the load device and controls the load device to generate the rotational power.
この負荷装置を備える実施形態の自転車の技術は、通常の自転車であっても、アシスト自転車であっても、電動二輪車であっても実施が可能である。また、負荷装置としては、発生するトルク量が調整できる機構であれば、誘導電動機のみならず、直流電動機、同期機等も使用することが可能である。また、制御演算部でおこなう制御演算に関しては、上述した演算則は、一実施例であり、単に回動角速度をフィードバックする制御、自転車の走行状態に応じた種々の制御、積載物の重量に応じた種々の制御等、広範囲な制御の演算則を採用することができる。 The technique of the bicycle according to the embodiment including the load device can be applied to a normal bicycle, an assist bicycle, and an electric motorcycle. Further, as a load device, not only an induction motor but also a DC motor, a synchronous machine or the like can be used as long as the generated torque amount can be adjusted. In addition, regarding the control calculation performed by the control calculation unit, the above-described calculation rule is only one example, and it simply controls the feedback of the rotational angular velocity, various controls according to the traveling state of the bicycle, and according to the weight of the load. A wide variety of control arithmetic rules such as various controls can be employed.
実施形態の自転車は、自転車の構造を変えることなく、自転車のハンドル操作性を制御する機能を有するものである。例えば、自転車の駐停車時においてはハンドルの自由回動を阻止するハンドル操作特性とすることができ、自転車の走行時においては、自転車の走行速度、籠に積載する荷物またはチャイルドシートに乗車する子供の重量に応じて切れ込み特性を制御することができる。そして、前輪が必要以上に切られてしまい、駐停車時に転倒し、走行時に操作性が低減してしまう事態が生じることを防止できる。さらに、高速走行時において安全な操作が可能となる。 The bicycle according to the embodiment has a function of controlling the handle operability of the bicycle without changing the structure of the bicycle. For example, it is possible to have a handle operation characteristic that prevents the steering wheel from freely rotating when the bicycle is parked or stopped. When the bicycle is traveling, the traveling speed of the bicycle, the luggage loaded on the bag or the child seated in the child seat The cutting characteristics can be controlled according to the weight. And it can prevent that the front wheel is cut more than needed, falls when parked and stopped, and the situation where operativity falls at the time of driving | running | working can be prevented. Furthermore, safe operation is possible during high-speed travel.
１ 自転車、 １０ ハンドルレバー、 １１Ｌ 左ブレーキレバー、 １１Ｒ 右ブレーキレバー、 １２Ｌ 左グリップ、 １２Ｒ 右グリップ、 １３ ベル、 １４Ｌ 左ハンドル操作圧検出器、 １４Ｒ 右ハンドル操作圧検出器、 １５ 荷物籠、 １６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 積載量測定装置、 １７ 荷物籠取付板、 ２０ ステム、 ２１ ステム回動軸、 ２２、２４ カップリング装置、 ２３ａ、２３ｂ、２５ａ、２５ｂ ビス、 ２６ フォークブレード、 ２７ ダウンチューブ、 ２８ シートチューブ、 ２９ サドル、 ３０ 前輪、 ３１ 後輪、 ３３ ペダル、 ３４ シートスティブリッジ、 ３５ チェンスティ、 ３６ 電動モータ部、 ３７ チェン、 ３８ スプロケット、 ４１ 巻線駆動部、 ４２ 演算制御部、 ４４ 手動入力装置、 ４５ 速度測定装置、 ４６ ハンドル操作圧検出装置、
５０ 負荷装置、 ５１ 磁気枠部、 ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ 磁気鉄心、 ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ 巻線、 ５４ 回転子、 ５５、５５ａ、５５ｂ 回動軸、 ５６ａ、５６ｂ 取付部、 ５８ 回動角度測定装置、 ５８ａ 回動角度測定装置固定部、 ５８ｂ 回動角度測定装置回動部
1 bicycle, 10 handle lever, 11L left brake lever, 11R right brake lever, 12L left grip, 12R right grip, 13 bell, 14L left handle operation pressure detector, 14R right handle operation pressure detector, 15 luggage bag, 16, 16a, 16b, 16c, 16d Loading capacity measuring device, 17 Luggage basket mounting plate, 20 Stem, 21 Stem rotating shaft, 22, 24 Coupling device, 23a, 23b, 25a, 25b Screw, 26 Fork blade, 27 Down
50 load device, 51 magnetic frame portion, 52a, 52b, 52c, 52d magnetic core, 53a, 53b, 53c, 53d winding, 54 rotor, 55, 55a, 55b rotating shaft, 56a, 56b mounting portion, 58 times Moving angle measuring device, 58a rotating angle measuring device fixing unit, 58b rotating angle measuring device rotating unit
Claims (6)
前記負荷装置が発生する所望回動力の大きさを求め、該負荷装置が該所望回動力を発生するように制御する演算制御部と、
を備える自転車。 A load device disposed on the frame fixing portion for applying a rotational force to a rotation shaft of a front wheel that rotates relative to the frame fixing portion and a handle lever connected to the front wheel;
An arithmetic control unit that obtains the magnitude of the desired turning power generated by the load device and controls the load device to generate the desired turning power;
Bicycle equipped with.
前記演算制御部は、
前記荷物籠に積載する積載物の重量に応じた回動力を求め、前記負荷装置が該回動力を発生するように制御する、請求項１に記載の自転車。 A luggage bag that rotates with the rotating shaft and detects the weight of the load,
The arithmetic control unit is
The bicycle according to claim 1, wherein a turning power corresponding to a weight of a load loaded on the luggage bag is obtained, and the load device is controlled so as to generate the turning power.
前記演算制御部は、
前記荷物籠に積載する積載物の重量と走行速度とに応じた回動力を求め、前記負荷装置が該回動力を発生するように制御する、請求項１に記載の自転車。 A luggage bag that rotates with the rotating shaft and detects the weight of the load,
The arithmetic control unit is
The bicycle according to claim 1, wherein a turning power corresponding to a weight and a traveling speed of a load loaded on the luggage bag is obtained, and the load device is controlled to generate the turning power.
前記演算制御部は、
前記荷物籠に積載する積載物の重量に応じて前記回動軸の回動角度範囲を求め、該回動角度範囲に該回転軸の回動力を維持するように前記負荷装置が回動力を発生するように制御する、請求項１に記載の自転車。 A luggage bag that rotates with the rotating shaft and detects the weight of the load,
The arithmetic control unit is
The rotation angle range of the rotation shaft is determined according to the weight of the load loaded on the luggage, and the load device generates the rotation force so as to maintain the rotation force of the rotation shaft within the rotation angle range. The bicycle according to claim 1, wherein the bicycle is controlled to perform.
前記演算制御部は、
前記手動入力装置からの操作によって、前記回動角度をゼロ度に保つ駐輪モードを選択することができる、請求項１に記載の自転車。
With a manual input device,
The arithmetic control unit is
The bicycle according to claim 1, wherein a bicycle parking mode for maintaining the rotation angle at zero degrees can be selected by an operation from the manual input device.
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2009
- 2009-06-25 JP JP2009150734A patent/JP2011005935A/en not_active Withdrawn
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