JP2014193683A - Electric vehicle - Google Patents

Electric vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2014193683A
JP2014193683A JP2013070735A JP2013070735A JP2014193683A JP 2014193683 A JP2014193683 A JP 2014193683A JP 2013070735 A JP2013070735 A JP 2013070735A JP 2013070735 A JP2013070735 A JP 2013070735A JP 2014193683 A JP2014193683 A JP 2014193683A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pedal
resistance
vehicle
rotational speed
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013070735A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Suzuki
誠一 鈴木
Kenichi Shimakawa
憲一 島川
Munehiro Takahashi
宗裕 高橋
Hitoshi Kamiya
斉 神谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Equos Research Co Ltd
Original Assignee
Equos Research Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Equos Research Co Ltd filed Critical Equos Research Co Ltd
Priority to JP2013070735A priority Critical patent/JP2014193683A/en
Publication of JP2014193683A publication Critical patent/JP2014193683A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric vehicle capable of obtaining pedaling feeling which is similar to that of a vehicle in which a pedal rotation mechanism and a drive wheel are mechanically connected together.SOLUTION: A crank shaft 250 into which a rotational torque is inputted by pedals 251L, 251R and cranks 25L, 25R, and resistance imparting means (GU) for imparting a resistance upon pressing a pedal to the crank shaft 250 in a vehicle in which the crank shaft 250 and a drive wheel 23f are not connected by a mechanical transfer mechanism, are provided, to thereby adjust a resistance imparted from the resistance imparting means based on variation of the rotational frequency of the crank shaft 250.

Description

この発明は、電動車両に係り、詳しくは、運転者が漕ぐペダルの回転を駆動指令として走行する電動車両に関するものである。   The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to an electric vehicle that travels using a rotation of a pedal pedaled by a driver as a drive command.

従来、自転車に代表されるように、入力軸に接続されたクランクのペダルを左右の足で漕ぐことによって、チェーンを介して駆動車輪に駆動力を伝えて前進する車両が存在し、このような機械的な動力伝達機構に加えて、電動モータで駆動力を補強するアシスト自転車が提案されている。
一方、これに対して、下記特許文献の通り、機械的な伝達機構を持たず、ペダルによる入力装置と、駆動輪を駆動させる駆動装置が電気的に接続されている自転車が提案されている。
Conventionally, as represented by a bicycle, there is a vehicle that moves forward by transmitting driving force to a driving wheel via a chain by rowing a crank pedal connected to an input shaft with left and right feet. In addition to mechanical power transmission mechanisms, assist bicycles that reinforce the driving force with an electric motor have been proposed.
On the other hand, as described in the following patent document, there is proposed a bicycle that does not have a mechanical transmission mechanism and is electrically connected to an input device using a pedal and a drive device that drives a drive wheel.

特開2001−114184号公報JP 2001-114184 A 特開2010−187479号公報JP 2010-187479 A

上記従来の電動自転車においては、駆動輪とペダルの回転機構とが機械的に接続されていないので、運転者がペダルを踏み込んだ際に、ペダルのトルクが直接駆動輪に伝わらない構成となっている。このため、機械的な動力伝達機構を含む従来の自転車やアシスト自転車では、ペダルの踏み応えを感じながらペダルを踏む力を調節して漕いでいたが、上記電気自転車は、ペダルに駆動輪から伝わる反力が感じられないので、従来の自転車と同じ感覚でペダルを漕ぐことができず、運転に際して違和感を感じることとなっていた。
例えば、自転車には、自転車自体の重量と運転者の体重によって、慣性力が生じているため、停止状態から漕ぎ始める時(漕ぎだし時)、或いは走行中に加速する時には、定速走行時に比較して、ペダルが重く感じられる。
In the above-described conventional electric bicycle, the driving wheel and the pedal rotation mechanism are not mechanically connected, so that when the driver steps on the pedal, the pedal torque is not directly transmitted to the driving wheel. Yes. For this reason, in conventional bicycles and assist bicycles including a mechanical power transmission mechanism, the pedaling force is adjusted while feeling the response of the pedal, but the electric bicycle is transmitted to the pedal from the driving wheel. Since no reaction force was felt, the pedal could not be pedaled in the same way as a conventional bicycle, and the driver felt uncomfortable.
For example, because inertia force is generated in the bicycle due to the weight of the bicycle itself and the weight of the driver, when starting to row from the stopped state (when starting rowing), or when accelerating during traveling, compared to constant speed traveling And the pedal feels heavy.

これに対して、上記従来の電動自転車では、機械的に駆動輪と接続されていないので、走行状況に応じたペダル感覚(ペダルの重さ)を、漕ぎ足が感じることが少なく、これが違和感となってしまっていた。
特許文献1に記載の電動自転車では、一般の自転車の走行感覚を模倣するような観点からペダルクランク軸に回転抵抗となるような部材(例えば、発電機)を設けることが記載されているが、具体的にどのような制御を行って、一般の自転車の走行感覚を模倣するのか、といった構成は記載されていない。
On the other hand, the conventional electric bicycle is not mechanically connected to the drive wheel, so the pedal feel (the weight of the pedal) according to the driving situation is less likely to be felt by the rowing foot, which is uncomfortable. It had become.
In the electric bicycle described in Patent Document 1, it is described that a member (for example, a generator) that provides rotational resistance is provided on the pedal crankshaft from the viewpoint of imitating the running feeling of a general bicycle. There is no description of what kind of control is specifically performed to imitate a general bicycle running sensation.

特許文献2に記載の電動自転車は、ペダルの重さを調整する機構が設けられているが、バッテリの残量などの車両の状況に基づいてペダルの重さが変化するものであり、一般の自転車の走行感覚を模倣するための制御が行われるものではない。
この発明は、ペダル回転機構と駆動輪とが機械的に接続されている車両と、同様な漕ぎ感覚を得られる電動車両を提供することを目的とするものである。
The electric bicycle described in Patent Document 2 is provided with a mechanism for adjusting the weight of the pedal. However, the weight of the pedal changes based on the state of the vehicle such as the remaining amount of the battery. Control for imitating the running feeling of a bicycle is not performed.
An object of the present invention is to provide a vehicle in which a pedal rotation mechanism and drive wheels are mechanically connected, and an electric vehicle capable of obtaining a similar rowing sensation.

以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。
(1)運転者を載せる車体と、
該車体の前後にそれぞれ支持された前輪と後輪とを有する車両であって、
運転者の踏力を受けるペダルと、
回転軸と、
前記ペダルが先端部に設けられ、踏力をトルクとして前記回転軸に伝えるクランクと、
前記前輪又は前記後輪の少なくとも一方を駆動させるモータとを備え、
ペダルの踏力によって前記回転軸にトルクが加えられた時に、これに抗する抵抗を前記回転軸に発生させる抵抗付与手段と、
前記回転軸の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数検出手段によって検出された回転数の変化量を検出する回転数変化量検出手段と、
前記回転数変化量検出手段によって検出された変化量に応じて前記抵抗付与手段によって付与される抵抗の度合を調整する抵抗調整手段とを備えることを特徴とする電動車両。
The present invention for solving the above problems has the following configuration.
(1) a vehicle body on which the driver is placed;
A vehicle having front and rear wheels supported respectively on the front and rear of the vehicle body;
A pedal that receives the pedaling force of the driver,
A rotation axis;
A crank provided at the tip of the pedal, and transmitting a pedaling force to the rotating shaft as torque;
A motor for driving at least one of the front wheel or the rear wheel,
Resistance applying means for generating resistance against the rotating shaft when torque is applied to the rotating shaft by a pedaling force;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the rotary shaft;
A rotational speed change amount detecting means for detecting a rotational speed change amount detected by the rotational speed detecting means;
An electric vehicle comprising: a resistance adjusting unit that adjusts a degree of resistance applied by the resistance applying unit according to a change amount detected by the rotation speed change amount detecting unit.

(2)前記抵抗調整手段は、前記回転数の変化量の増加に応じて抵抗を低減するものである上記(1)に記載の電動車両。 (2) The electric vehicle according to (1), wherein the resistance adjusting means reduces the resistance according to an increase in the amount of change in the rotational speed.

(3)前記抵抗調整手段は、前記回転数の変化量が所定の値を超えた場合に、抵抗を低減するものである上記(2)に記載の電動車両。 (3) The electric vehicle according to (2), wherein the resistance adjusting unit reduces the resistance when the amount of change in the rotation speed exceeds a predetermined value.

(4)前記抵抗付与手段は発電機であって、前記抵抗調整手段は発電機に流れる電流を制御することによって抵抗を調節するものである上記(1)〜(3)のいずれか1に記載の電動車両。 (4) The resistance applying unit is a generator, and the resistance adjusting unit adjusts the resistance by controlling a current flowing through the generator, according to any one of the above (1) to (3). Electric vehicle.

(5)前記抵抗調整手段は発電機の回転数を変更することにより抵抗を調整する上記(4)に記載の電動車両。 (5) The electric vehicle according to (4), wherein the resistance adjusting means adjusts the resistance by changing a rotational speed of a generator.

(6)さらに、車両の速度を検出する車速検出手段を備え、
前記抵抗調整手段は、車速検出手段で検出された車速に基づいて発電機の回転数を変更する上記(5)に記載の電動車両。
(6) Furthermore, a vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle is provided,
The electric resistance vehicle according to (5), wherein the resistance adjusting unit changes the rotational speed of the generator based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting unit.

請求項1に記載の発明によれば、ペダルを踏み込む力に対して抵抗が付与されるので、駆動輪から機械的な反力が伝わらない電動車両のペダル漕ぎ感覚を、一般の自転車のペダルを漕いだ場合の感覚に近づける事が可能となる。特に、ペダルによって入力される回転軸の回転数の変化に応じて、ペダルに対する抵抗が調整されるので、一層通常の自転車の漕ぎ感覚に沿った抵抗感を演出することができる。
請求項2に記載の発明によれば、回転数の変化量の増加に応じて、抵抗を低減するように調整するので、単純な制御内容で違和感の解消を容易に実現できる。
According to the first aspect of the present invention, resistance is applied to the force of depressing the pedal, so that the pedaling feeling of an electric vehicle in which a mechanical reaction force is not transmitted from the driving wheel can be reduced by using a general bicycle pedal. It is possible to get close to the sensation of craving. In particular, since the resistance to the pedal is adjusted in accordance with the change in the rotational speed of the rotating shaft input by the pedal, it is possible to produce a sense of resistance that is more in line with the normal rowing sensation of a bicycle.
According to the second aspect of the present invention, since the resistance is adjusted so as to decrease in accordance with the increase in the amount of change in the rotational speed, it is possible to easily eliminate the uncomfortable feeling with simple control contents.

請求項3に記載の発明によれば、回転数の変化量が大きくなる程、ペダルの漕ぎ感覚に違和感を感じる傾向が大きくなるので、変化量が所定値を超えたところで、抵抗を調整する制御を開始することにより、処理効率を上げることができる。
請求項4に記載の発明によれば、発電機によって抵抗が付与されるので、発電機に供給される電流を制御することで、より細かい抵抗値の制御が可能となり、漕ぎ感覚の調節を精密に行うことが可能となる。
According to the third aspect of the invention, the greater the amount of change in the rotational speed, the greater the tendency for the pedal to feel uncomfortable. Therefore, the control for adjusting the resistance when the amount of change exceeds a predetermined value. By starting the process, the processing efficiency can be increased.
According to the invention described in claim 4, since the resistance is given by the generator, it is possible to control the resistance value more finely by controlling the current supplied to the generator, and precisely adjust the rowing sensation. Can be performed.

請求項5に記載の発明によれば、発電機の回転数の決定することによって抵抗を調節するので、発電機の制御が容易となり、その結果漕ぎ感覚の演出を一層精密に行うことができる。
請求項6に記載の発明によれば、車両の速度に応じて、発電機回転数を変更するので、ペダルの漕ぎ感の演出に加えて、ペダルの回転量に対する車速の感覚も、一般自転車を運転する際の感覚に沿ったものとすることが可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the resistance is adjusted by determining the rotational speed of the generator, the control of the generator is facilitated, and as a result, the effect of rowing can be performed more precisely.
According to the sixth aspect of the invention, since the generator rotational speed is changed according to the speed of the vehicle, in addition to the effect of pedaling feeling, the feeling of the vehicle speed with respect to the amount of pedal rotation is also the same as that of a general bicycle. It is possible to follow the feeling when driving.

本発明の電動車両の側面全体図である。1 is an overall side view of an electric vehicle according to the present invention. 本発明の電動車両における電気系統の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric system in the electric vehicle of this invention. 本発明の電動車両の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of the electric vehicle of this invention. 本発明の電動車両の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of the electric vehicle of this invention. 本発明の電動車両の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of the electric vehicle of this invention. ペダルに加わる力の方向を示すベクトル図である。It is a vector diagram which shows the direction of the force applied to a pedal. ペダルの位置に応じた力の方向を示すベクトル図である。It is a vector diagram which shows the direction of the force according to the position of a pedal. ペダル回転数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of pedal rotation speed. 本発明の電動車両の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of the electric vehicle of this invention.

以下、本発明の車両の好適実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の電動車両1の一実施形態を示すもので、電動自転車の全体斜視図である。車体2は、操作部20と、本体21とを備える。操作部20は、ハンドル22と、ハンドル22の回動軸であるステム221と、前輪23fを備える。本体21は、例えば、1本の基体や、複数の部材を組み合わせたフレームで構成されており、この実施形態では、1つの基体で構成されている。本体21の先端部ヘッドチューブ211には、ハンドル22のステム221が回動自在に支持されており、後端部では、従動輪である後輪23bが支持され、制御ユニットCUとバッテリユニットBUが搭載されている。なお、ハンドル22には、両端のハンドルグリップ部分223に制動装置を操作する制動操作手段としてのブレーキレバー224が設けられている。このブレーキレバー224には、制動するための操作量を検出するブレーキセンサBBSが設けられている。   Hereinafter, preferred embodiments of the vehicle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an electric vehicle 1 according to the present invention, and is an overall perspective view of an electric bicycle. The vehicle body 2 includes an operation unit 20 and a main body 21. The operation unit 20 includes a handle 22, a stem 221 that is a rotation shaft of the handle 22, and a front wheel 23f. The main body 21 is composed of, for example, a single base or a frame in which a plurality of members are combined. In this embodiment, the main body 21 is composed of a single base. A stem 221 of the handle 22 is rotatably supported by the front end head tube 211 of the main body 21, and a rear wheel 23 b that is a driven wheel is supported at the rear end, and the control unit CU and the battery unit BU are connected to each other. It is installed. The handle 22 is provided with a brake lever 224 as a braking operation means for operating the braking device to the handle grip portions 223 at both ends. The brake lever 224 is provided with a brake sensor BBS that detects an operation amount for braking.

一方、本体21の中央部には、支柱24が立設され、支柱24の基端部には発電ユニットGUが設けられている。支柱24の先端部には、サドル241が取り付けられている。ステム下端部にはフロントフォーク222が接続されており、該フロントフォーク222の先端には、駆動輪である前輪23fが設けられている。前輪23fの中心軸部分には駆動モータユニットMCが設けられている。駆動モータユニットMCは、駆動モータMであるインホイールモータを有する。該インホイールモータの出力軸はフロントフォーク222に固定されており、駆動輪23fは、インホイールモータの駆動によって駆動輪として回転駆動する。駆動モータユニットMUには、走行状況検出手段としての駆動輪回転数センサMRSと駆動モータ電流センサMTSが設けられており、駆動輪回転数センサMRSは、駆動輪の回転数を検出し、駆動モータ電流センサMTSは、駆動モータに流れる電流値を検出する。この電流値によって駆動モータMが出力しているトルクTmを知ることができる。   On the other hand, a column 24 is erected at the center of the main body 21, and a power generation unit GU is provided at the base end of the column 24. A saddle 241 is attached to the tip of the support column 24. A front fork 222 is connected to the lower end portion of the stem, and a front wheel 23f that is a drive wheel is provided at the front end of the front fork 222. A drive motor unit MC is provided at the central shaft portion of the front wheel 23f. The drive motor unit MC has an in-wheel motor that is the drive motor M. The output shaft of the in-wheel motor is fixed to the front fork 222, and the driving wheel 23f is rotationally driven as a driving wheel by driving the in-wheel motor. The drive motor unit MU is provided with a drive wheel rotational speed sensor MRS and a drive motor current sensor MTS as traveling state detection means. The drive wheel rotational speed sensor MRS detects the rotational speed of the drive wheel and drives the drive motor. The current sensor MTS detects a current value flowing through the drive motor. The torque Tm output from the drive motor M can be known from this current value.

発電ユニットGUの左右両側には、入力軸が突出し、各左右入力軸は、クランク25L、25Rが、それぞれ逆方向に向けて接続されたクランク軸250L(右側のクランク軸250Rは図示されていない)となっている。左右のクランク25L、25Rの先端には、ペダル251L、251Rがそれぞれ回動自在に支持されている。また、発電ユニットGUは、抵抗付与手段としての発電機Gを備え、クランク25L、25Rに加えられた踏力が、入力軸を介して回転トルクTpとして、発電機Gのロータに伝達される。発電ユニットGUは、入力軸に加わったトルクTpを発電機Gに伝達する機械的な伝達機構、例えば変速装置などを備えてもよい。発電ユニットGUは、更に、発電機電流センサPIS、走行状態検出手段としてのペダル用トルクセンサPTS、ペダル用回転数センサPRSを備えている。ペダル用トルクセンサPTSは、運転者の踏み込みによってペダルから伝えられるトルクTpを検出するセンサであり、ペダル用回転数センサPRSは、ペダルの回転数を検出する。発電機電流センサPISは、発電機に流れる電流値を検出する。この電流値は、発電機によってペダルに与えられる抗力を測るものである。   An input shaft protrudes from the left and right sides of the power generation unit GU, and each left and right input shaft has a crank shaft 250L to which cranks 25L and 25R are connected in opposite directions (the right crank shaft 250R is not shown). It has become. Pedals 251L and 251R are rotatably supported at the ends of the left and right cranks 25L and 25R, respectively. The power generation unit GU includes a generator G as resistance applying means, and the pedaling force applied to the cranks 25L and 25R is transmitted to the rotor of the generator G as a rotational torque Tp via the input shaft. The power generation unit GU may include a mechanical transmission mechanism, such as a transmission, for transmitting the torque Tp applied to the input shaft to the generator G. The power generation unit GU further includes a generator current sensor PIS, a pedal torque sensor PTS as a running state detection means, and a pedal rotation speed sensor PRS. The pedal torque sensor PTS is a sensor that detects torque Tp transmitted from the pedal when the driver depresses, and the pedal rotation speed sensor PRS detects the rotation speed of the pedal. The generator current sensor PIS detects a current value flowing through the generator. This current value measures the drag applied to the pedal by the generator.

制御ユニットCUは、集積回路及びメモリ等によって構成された車両制御回路ECや、バッテリの放電や充電を制御するバッテリ制御回路BC、発電機制御回路GC、モータ制御回路MCを備えている。制御ユニットCUに隣接して設けられているバッテリユニットBUは、バッテリBTと、バッテリBTから出力される電流値を検出するバッテリ電流センサBIS、バッテリBTから出力される電圧を検出する電圧センサBVSを備えている。バッテリユニットBUは、車体2に対して、機械的及び電気的に着脱自在に設けられており、車体2から取り外した状態で外部電源によって充電可能に構成されている。バッテリBTの電力は、駆動モータMに供給され、駆動モータMの回生時には、回生電力がバッテリBTに供給される。また、バッテリBTの電力は発電機Gによってペダル抗力を発生させる際には、発電機Gに供給され、発電機Gによって発電された電力は、バッテリBTに供給されて蓄積される。駆動モータMと発電機Gは、それぞれ電気エネルギーと機械的な回転エネルギーとの間で相互にエネルギー変換を行うアクチュエータであり、駆動モータMは、主として電力を回転トルクに変換するが、回生時には回転トルクを電力に変換する。また、発電機Gは、主として回転トルクを電力に変換するが、ペダルの回転数を制御する場合には、発電機制御回路GCによって電力を回転トルクに変換する場合もある。   The control unit CU includes a vehicle control circuit EC configured by an integrated circuit and a memory, a battery control circuit BC that controls discharging and charging of a battery, a generator control circuit GC, and a motor control circuit MC. The battery unit BU provided adjacent to the control unit CU includes a battery BT, a battery current sensor BIS that detects a current value output from the battery BT, and a voltage sensor BVS that detects a voltage output from the battery BT. I have. The battery unit BU is detachably provided mechanically and electrically with respect to the vehicle body 2 and is configured to be rechargeable by an external power source in a state of being detached from the vehicle body 2. The electric power of the battery BT is supplied to the drive motor M, and the regenerative electric power is supplied to the battery BT when the drive motor M is regenerated. In addition, when the pedal drag is generated by the generator G, the electric power of the battery BT is supplied to the generator G, and the electric power generated by the generator G is supplied to the battery BT and stored. The drive motor M and the generator G are actuators that mutually convert energy between electric energy and mechanical rotational energy. The drive motor M mainly converts electric power into rotational torque, but rotates during regeneration. Convert torque to electric power. The generator G mainly converts rotational torque into electric power. However, when controlling the number of rotations of the pedal, the generator control circuit GC may convert electric power into rotational torque.

図2は、本発明の制御系の構成を示すブロック図である。制御系は、車両制御回路EC、バッテリ制御回路BC、発電機制御回路GC、モータ制御回路MCを備え、各車両制御回路ECから他の制御回路へ向けて指示信号が供給される。車両制御回路ECには、各センサから検出値が入力され、入力された値に基づいて、ペダルの回転軸に与える抗力の値、ペダルの目標回転数、目標車速等を決定する。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system of the present invention. The control system includes a vehicle control circuit EC, a battery control circuit BC, a generator control circuit GC, and a motor control circuit MC, and an instruction signal is supplied from each vehicle control circuit EC to another control circuit. Detection values are input from the sensors to the vehicle control circuit EC, and based on the input values, the value of the drag applied to the rotating shaft of the pedal, the target rotational speed of the pedal, the target vehicle speed, and the like are determined.

発電機制御回路GCは、車両制御回路ECからペダル目標回転数の指示に基づいて、実際のペダルの回転数が目標回転数となるよう発電機の回転を制御する。具体的には、発電機の電流を制御することにより発電機のロータの回転に抵抗を与え、ペダルの回転数を制御する。   The generator control circuit GC controls the rotation of the generator so that the actual pedal rotation speed becomes the target rotation speed based on the instruction of the pedal target rotation speed from the vehicle control circuit EC. Specifically, by controlling the current of the generator, resistance is given to the rotation of the rotor of the generator, and the rotation speed of the pedal is controlled.

モータ制御回路MCは、車両制御回路ECから目標車速値の指示に基づいて、実際の車速が目標値となるように、駆動モータMに供給される電力を制御する。また、回生時には、駆動モータから得られる回生電力をバッテリBTへ供給できるように回路を切り換え制御する。
バッテリ制御回路BCは、車両制御回路ECの指示に基づいてモード切り換えを行う。バッテリ制御回路BCは、発電機系統と駆動モータ系統とに分けられ、それぞれについて、駆動モータMに電力を供給するモード、駆動モータMからの回生電力を充電するモード及び発電機Gに電力を供給するモード、発電機Gから発電された電力を充電するモードとの間で、モードの切り換えを行う。
The motor control circuit MC controls the electric power supplied to the drive motor M so that the actual vehicle speed becomes the target value based on the instruction of the target vehicle speed value from the vehicle control circuit EC. Further, during regeneration, the circuit is switched and controlled so that regenerative power obtained from the drive motor can be supplied to the battery BT.
The battery control circuit BC performs mode switching based on an instruction from the vehicle control circuit EC. The battery control circuit BC is divided into a generator system and a drive motor system. For each, a mode for supplying power to the drive motor M, a mode for charging regenerative power from the drive motor M, and a power supply to the generator G are provided. The mode is switched between the mode to perform and the mode to charge the electric power generated from the generator G.

以下、図3〜図6に示されているフローチャートに基づいて、本発明の電動車両の走行制御処理について説明する。本制御処理は、車両を停止している状態からペダルを踏んで漕ぎ出す際の行われる漕ぎ出し判定制御処理S101と、車両を走行させる際に駆動出力に関して行われる駆動制御処理S103と、走行時の運転者のペダルの踏み込み操作に対して、機械的な動力伝達機構でペダルと駆動輪とがつながっている一般自転車のペダル漕ぎ感覚に沿うようにペダル回転軸の抵抗を制御するペダル制御処理S105とを備えている。   Hereinafter, based on the flowchart shown by FIGS. 3-6, the traveling control process of the electric vehicle of this invention is demonstrated. This control process includes a rowing determination control process S101 that is performed when a pedal is stepped on from a state where the vehicle is stopped, a drive control process S103 that is performed with respect to a drive output when the vehicle is traveling, Pedal control process S105 for controlling the resistance of the pedal rotation shaft so as to follow the pedaling feeling of a general bicycle in which the pedal and the drive wheel are connected by a mechanical power transmission mechanism in response to the driver's pedal depression operation And.

図4に示されているフローチャートに基づいて、漕ぎ出し判定処理について説明する。本発明の電動車両では、駆動輪に加わっている走行抵抗がペダルの踏み込みの抗力として伝わらない構成となっているので、ペダルの踏力を受けつつペダルの回転を制御する処理が行われる。
ブレーキセンサBBSからブレーキ操作量を取得する(ステップS201)。取得した操作量からブレーキに基づいて、ブレーキがONとなっているか否か、即ち、駆動輪をロックする操作が行われているか否か判断する(ステップS203)。ブレーキがOFFとなっている場合には、駆動モータ回転数センサMRSから駆動モータの回転数N1を取得し(ステップS205)、取得した回転数から車速Vを演算する(ステップS207)。この車速の取得は、別個に車速センサを設けて、該車速センサから車速を取得してもよい。
Based on the flowchart shown in FIG. 4, the rowing start determination process will be described. In the electric vehicle according to the present invention, since the running resistance applied to the drive wheel is not transmitted as a drag force of the pedal, a process of controlling the rotation of the pedal while receiving the pedal force is performed.
A brake operation amount is acquired from the brake sensor BBS (step S201). From the acquired operation amount, based on the brake, it is determined whether or not the brake is ON, that is, whether or not an operation for locking the drive wheels is being performed (step S203). If the brake is OFF, the rotational speed N1 of the drive motor is acquired from the drive motor rotational speed sensor MRS (step S205), and the vehicle speed V is calculated from the acquired rotational speed (step S207). The vehicle speed may be acquired by providing a vehicle speed sensor separately and acquiring the vehicle speed from the vehicle speed sensor.

次に、ステップS207で取得した車速Vがゼロ以下(V≦0)であるか判定する(ステップS209)。車速Vがゼロ以下である場合には、車両が前進可能な状態であることを意味しているので、次に漕ぎ出し操作が行われているか判定する。即ち、ペダル用トルクセンサPTSからペダルを介して加えられているトルクTpを取得して、そのトルクTpが予め定められている閾値aより大きいか判断する(ステップS211)。クランク軸250がフリー回転する状態ではペダル踏力によるトルク検出ができないので、ペダル用トルクセンサPTSにトルク検出させるために、予め発電機Gに0回転数指令がされており、ステップS211に先だって、クランク軸250の回転が規定された状態となっている。   Next, it is determined whether the vehicle speed V acquired in step S207 is equal to or lower than zero (V ≦ 0) (step S209). If the vehicle speed V is less than or equal to zero, it means that the vehicle is in a state where it can move forward, and therefore it is determined whether a rowing operation is being performed next. That is, the torque Tp applied via the pedal is acquired from the pedal torque sensor PTS, and it is determined whether the torque Tp is larger than a predetermined threshold value a (step S211). Since the torque cannot be detected by the pedal depression force when the crankshaft 250 rotates freely, the generator G is instructed to have 0 rotation speed in advance in order to cause the pedal torque sensor PTS to detect the torque. The rotation of the shaft 250 is defined.

閾値aは、例えば次のような値に設定される。チェーンなどの動力伝達機構を含む従来型の自転車では、駆動輪が止まっている停止状態ではペダルも前進方向には動かない。このように前記従来型の自転車のペダル操作感覚を再現させるために、閾値aは、車両停止時において、ペダルが固定されている感覚を演出するために必要なトルク値に設定される。或いは、車両を前進させるために必要な最低値として設定された値としてもよい。又は、高齢者等のように踏力が、一般健常者よりも弱い人でも発進できるようにするため、閾値aは、単にペダルに足を載せた程度で加わるトルクに設定してもよい。トルク値Tpが、閾値aより大きい場合には、ペダルに前進させるための踏力が加わっている(或いは、運転者に前進させる意思がある)と判断できるので、駆動走行制御処理に移行する(ステップS213)。   The threshold value a is set to the following value, for example. In a conventional bicycle including a power transmission mechanism such as a chain, the pedal does not move in the forward direction when the driving wheel is stopped. As described above, in order to reproduce the pedal operation feeling of the conventional bicycle, the threshold value a is set to a torque value necessary to produce a feeling that the pedal is fixed when the vehicle is stopped. Or it is good also as a value set as a minimum value required in order to advance a vehicle. Alternatively, the threshold value a may be set to a torque that is applied just by placing the foot on the pedal so that even a person with weaker pedaling force, such as an elderly person, can start. If the torque value Tp is larger than the threshold value a, it can be determined that the pedaling force for advancing the pedal is applied (or the driver intends to move forward), and the process proceeds to the drive travel control process (step S213).

ステップS203でブレーキONである(車輪を止めた状態)と判断された場合、これは車両を止めた状態とする意思があることを意味する。そこで、モータ制御回路MCに対して、駆動モータMの目標回転数を0にする指令を供給する(ステップS219)。このような処理によって、駆動モータMの回転は規制され、実質的に駆動輪にブレーキが掛かった状態となる。ステップS219の後、発電機制御回路GCに対して、目標回転数を0にする指令を供給する(ステップS221)。この処理によって、ペダルが固定される。   If it is determined in step S203 that the brake is ON (the state where the wheel is stopped), this means that there is an intention to make the vehicle stop. Therefore, a command to set the target rotational speed of the drive motor M to 0 is supplied to the motor control circuit MC (step S219). By such processing, the rotation of the drive motor M is restricted, and the drive wheel is substantially braked. After step S219, a command to set the target rotational speed to 0 is supplied to the generator control circuit GC (step S221). By this process, the pedal is fixed.

ステップS209で車速Vがゼロ又はマイナスでないと判断された場合、少なくとも車両は前進していることを意味する。車両の状態としては、例えば、運転者はサドルに乗っていないか、または、サドルに乗ったままペダルを漕いでいない状態で前進していると推定される。次に、漕ぎ出し判定処理においてペダルに加わるトルクを検出するためにペダルを固定する必要があり、ペダル回転数を0にする指令を発電機制御回路GCに供給する(ステップS221)。   If it is determined in step S209 that the vehicle speed V is not zero or negative, it means that at least the vehicle is moving forward. As the state of the vehicle, for example, it is estimated that the driver is not riding on the saddle, or is moving forward while riding the saddle and not pedaling. Next, it is necessary to fix the pedal in order to detect the torque applied to the pedal in the rowing determination process, and a command to set the pedal rotation speed to 0 is supplied to the generator control circuit GC (step S221).

一方、ステップS211でペダルトルクTpが閾値aより小さい場合には、前進するための十分なトルクが出るような踏力がペダルに加わっていないと判断されるので、漕ぎ出しを意識した運転操作はされていないと判定され、駆動制御処理(ステップS213)には移行せず、ペダル回転数を0とする指示を発電機制御回路GCに供給する(ステップS221)。ペダル回転数を0とする制御は、踏力によってクランク軸250に入力されるトルクの値が、後述する閾値bを越えるまで実行される。   On the other hand, if the pedal torque Tp is smaller than the threshold value a in step S211, it is determined that the pedaling force is not applied to the pedal so as to generate a sufficient torque to move forward, so that the driving operation is performed in consideration of starting out. It is determined that it is not, and the control is not shifted to the drive control process (step S213), and an instruction to set the pedal rotation number to 0 is supplied to the generator control circuit GC (step S221). The control for setting the pedal rotation speed to 0 is executed until the torque value input to the crankshaft 250 by the pedal effort exceeds a threshold value b described later.

以上の処理において、ステップS211で閾値aよりペダルトルクTpが小さいと判断された状態とは、具体的には、自転車のサドル241に乗った運転者がプレーキレバー224を戻して(OFFにして)、片足をペダルに載せ、漕ぎ出すために準備を整えた状態である。この時点では、運転者及び車体の自重などによってステップS219によって、駆動輪は止められており、また、クランク25R、25Lも止められた状態となっている。   In the above processing, the state in which it is determined in step S211 that the pedal torque Tp is smaller than the threshold value a is specifically that the driver riding on the bicycle saddle 241 returns the brake lever 224 (turns it OFF). , One foot on the pedal and ready to row. At this time, the driving wheel is stopped and the cranks 25R and 25L are also stopped by step S219 due to the driver's weight and the weight of the vehicle body.

ここで、ペダルに載せている足を踏ん張って、ペダル踏力を増加させ、閾値aよりペダルトルクTpが大きくなると、自転車を発進させるために必要なトルクがペダルによって加えられたと推定されるので、駆動制御処理が開始される(ステップS213)。これは、一般の自転車において、片足を地面に付け、他方の足でペダルを踏んで、自転車を発進させた状態と同様の状態と推定される。   Here, when the foot on the pedal is stretched to increase the pedal depression force and the pedal torque Tp becomes larger than the threshold value a, it is presumed that the torque necessary for starting the bicycle is applied by the pedal. Control processing is started (step S213). This is presumed to be similar to a state in which a bicycle is started by putting one foot on the ground and stepping on the pedal with the other foot in a general bicycle.

次に、図5に示されているフローチャートに基づいて駆動制御処理について説明する。ペダル用トルクセンサPTSよりペダルから入力されるトルクTpを取得する(ステップS301)。取得されたペダルトルクTpが閾値aより大きいか判断する(ステップS303)。閾値aより大きい場合には、駆動輪23fを駆動させる意思があると判断できるので、車速Vを、駆動輪回転数センサMRSで取得した回転数から算出する(ステップS305)。
ステップS305で得られた車速Vが閾値cより大きいか判断する(ステップS307)。閾値cは、自転車が速度0状態から加速され、両足を両側のペダルにそれぞれ載せられる程度の速度に設定されている。
車速Vが閾値cより大きい場合には、ステップS301で取得したペダルトルクTpに基づいて目標車速を演算する(ステップS309)。次に、車速が目標車速となるために、駆動モータMが出力する必要があるトルク値を演算しトルク指令値T0とする(ステップS311)。このようなトルク指令値T0の演算は、現在車速と目標車速との差や、速度0から発進した時の加速の度合いを考慮して決定される。
Next, drive control processing will be described based on the flowchart shown in FIG. Torque Tp input from the pedal is acquired from the pedal torque sensor PTS (step S301). It is determined whether the acquired pedal torque Tp is greater than a threshold value a (step S303). If it is greater than the threshold value a, it can be determined that there is an intention to drive the drive wheel 23f, and therefore the vehicle speed V is calculated from the rotation speed acquired by the drive wheel rotation speed sensor MRS (step S305).
It is determined whether the vehicle speed V obtained in step S305 is greater than the threshold value c (step S307). The threshold value c is set to a speed at which the bicycle is accelerated from the speed 0 state and both feet can be put on the pedals on both sides.
If the vehicle speed V is greater than the threshold value c, the target vehicle speed is calculated based on the pedal torque Tp acquired in step S301 (step S309). Next, since the vehicle speed becomes the target vehicle speed, a torque value that the drive motor M needs to output is calculated and set as a torque command value T0 (step S311). Such calculation of the torque command value T0 is determined in consideration of the difference between the current vehicle speed and the target vehicle speed and the degree of acceleration when starting from speed 0.

決定されたトルク指令値T0は、モータ制御回路MCに供給され(ステップS313)、モータ制御回路MCでは指令されたトルク値T0が駆動モータMから出力されるように電流値を制御する。
ステップS307で、車速Vが閾値cより小さい場合には、両足をペダルに載せられる程の速度に達していないことを意味するので、車両の状態は不安定な状態なので、安定走行できる程度の速度まで早急に加速する必要がある。つまり、早急に閾値cまで速度を上げる必要があり、トルク指令値T0を駆動モータMの出力トルクの最大値に設定し(ステップS317)て、指令する(ステップS313)。この処理(ステップS313)で設定される出力トルク値は最大値でなくてもよいが、加速が必要であるので、少なくとも、現在駆動モータMが出力しているトルクよりも大きなトルクが必要である。この最大値出力は、車速が閾値cに達した時にキャンセルされる。以後はステップS309〜311の処理が行われる。
The determined torque command value T0 is supplied to the motor control circuit MC (step S313), and the motor control circuit MC controls the current value so that the commanded torque value T0 is output from the drive motor M.
If the vehicle speed V is smaller than the threshold value c in step S307, it means that the vehicle has not reached a speed sufficient to place both feet on the pedal. It is necessary to accelerate immediately. That is, it is necessary to quickly increase the speed to the threshold value c, and the torque command value T0 is set to the maximum value of the output torque of the drive motor M (step S317) and commanded (step S313). The output torque value set in this process (step S313) may not be the maximum value, but since acceleration is necessary, at least a torque larger than the torque currently output by the drive motor M is necessary. . This maximum value output is canceled when the vehicle speed reaches the threshold value c. Thereafter, processing in steps S309 to 311 is performed.

また、ステップS303で、ペダルトルクTpが閾値aより小さい場合には、加速する意思がないものと判断できるので、駆動モータMの出力トルクを0に決定し(ステップS315)、トルク指令値T0(=0)をモータ制御回路MCに供給する(ステップS313)。この状態は、駆動モータMは駆動せず、自転車が惰性で進行している状態である。上記ステップS301、ステップS305、ステップS309、ステップ311、ステップS317及びステップS313によって駆動制御手段が構成される。ステップS301によってペダルトルク取得手段が構成される。ステップS305によって車速取得手段が構成される。ステップS309〜313によって、駆動トルク決定手段が構成される。ステップS317によって加速トルク決定手段が構成される。   In step S303, if the pedal torque Tp is smaller than the threshold value a, it can be determined that there is no intention to accelerate, so the output torque of the drive motor M is determined to be 0 (step S315), and the torque command value T0 ( = 0) is supplied to the motor control circuit MC (step S313). This state is a state in which the drive motor M is not driven and the bicycle is traveling in inertia. The drive control means is configured by the above steps S301, S305, S309, 311, S317, and S313. Step S301 constitutes pedal torque acquisition means. Step S305 constitutes vehicle speed acquisition means. Steps S309 to 313 constitute drive torque determining means. Step S317 constitutes acceleration torque determining means.

駆動制御が開始されると、次に、ペダルトルクTpが閾値bより大きいか判断する(ステップS215)。閾値bは、更に加速させるために必要な値であって、閾値b>閾値aとなっている。ペダルトルクTpが閾値bより小さい場合には、加速する意図がないものと判定し、ペダル回転数は0に設定された状態に維持される(ステップS221)。   When the drive control is started, it is next determined whether or not the pedal torque Tp is larger than the threshold value b (step S215). The threshold value b is a value necessary for further acceleration, and the threshold value b> the threshold value a. If the pedal torque Tp is smaller than the threshold value b, it is determined that there is no intention to accelerate, and the pedal rotation speed is maintained at 0 (step S221).

ペダルトルクTpが閾値bより大きい場合には、ペダル制御処理(ステップS217)が行われる。以下、ペダル制御処理の概要について説明する。図6に示されているように、ペダル251Lに足を載せて踏み込む力(踏力)Kは、略鉛直方向に向かって加えられる。この踏力がクランク軸250Lを回転させる力、即ちトルクは、ペダル251Lの回転軌跡(円輪)の接線方向に分解された分力Qにクランクの長さを乗した値となる。図7に示されているように、ペダル踏力Kは、ペダルの位置によって変化し、また、分力Qも大きく変化する。ペダル踏力Kは、頂点近傍にペダルが位置すると加わり始め、前側近傍から下方にかけて最大となり、後方へ移動するに従って減少する。更に、分力Qは、円周に沿って移動するペダルの移動方向が下方に向いている辺りで踏力Kの向きと重なり、大きさが最大となる。   If the pedal torque Tp is greater than the threshold value b, pedal control processing (step S217) is performed. Hereinafter, an outline of the pedal control process will be described. As shown in FIG. 6, a force (stepping force) K for placing the foot on the pedal 251L and stepping on the pedal 251L is applied in a substantially vertical direction. This pedaling force rotates the crankshaft 250L, that is, the torque is a value obtained by multiplying the component force Q decomposed in the tangential direction of the rotation locus (ring) of the pedal 251L by the length of the crank. As shown in FIG. 7, the pedal effort K changes with the position of the pedal, and the component force Q also changes greatly. The pedal depression force K starts to be applied when the pedal is positioned in the vicinity of the apex, becomes maximum from the vicinity of the front side to the lower side, and decreases as it moves rearward. Further, the component force Q overlaps with the direction of the pedaling force K around the direction in which the movement direction of the pedal moving along the circumference is directed downward, and the magnitude becomes maximum.

従って、ペダルが一回転する間にクランク軸250Lに加わるトルクTpは周期的に変化し、これに基づき回転数も周期的に変化する。図8は、運転車によるペダル漕ぎ操作に応じて変化するペダル回転数の周期的変化を示す図である。図中のグラフ(a)は、平坦地で定速を維持しつつ走行する場合の回転数の変化を概念的に示すものであり、回転数変化は略正弦波に沿った曲線によって示される。このような回転数の変化は、ペダルのクランク軸から動力が機械的に駆動輪に伝わる一般の自転車においても同様に生じているが、走行する車両の慣性が駆動輪からペダルに直接伝わるため、運転者がペダルを漕ぐ際にペダルから感じる感覚には、グラフで示されている程の大きな変化はない。しかしながら、本発明の車両のように駆動輪23fとクランク軸250とが機械的に接続されていない場合には、慣性による反力が伝わらないので、回転数の変化がペダルを踏む足に直接感じられ、一般自転車の運転時感覚と大きく異なる感覚が生じて、これが違和感となる。特に、登坂時や、加速時等において、ペダル踏力を上げた場合には、グラフ(b)に示されているように、変化する回転数の幅が大きくなり、特に違和感が大きくなる傾向がある。そこで、ペダル漕ぎ時の違和感を解消するため、ペダル漕ぎ時において、クランク軸250にペダル踏力に抗する力を与えて、機械的に駆動輪とペダルが接続されている一般自転車と近似したペダル漕ぎ感覚を演出する。さらに、違和感が増幅されるペダル踏力増加時には、クランク軸250Lの回転数を調整する処理を更に実行することで、違和感の発生を抑制する。   Accordingly, the torque Tp applied to the crankshaft 250L during one rotation of the pedal changes periodically, and based on this, the rotation speed also changes periodically. FIG. 8 is a diagram illustrating a periodic change in the number of pedal rotations that changes in response to a pedaling operation by the driver's vehicle. Graph (a) in the figure conceptually shows changes in the rotational speed when traveling on a flat ground while maintaining a constant speed, and the rotational speed change is indicated by a curve substantially along a sine wave. Such a change in the number of revolutions occurs in a general bicycle in which power is mechanically transmitted from the crankshaft of the pedal to the driving wheel, but since the inertia of the traveling vehicle is directly transmitted from the driving wheel to the pedal, The feeling that the driver feels when pedaling does not change as much as shown in the graph. However, when the drive wheel 23f and the crankshaft 250 are not mechanically connected as in the vehicle of the present invention, the reaction force due to inertia is not transmitted, so that the change in the rotational speed is directly felt on the foot of the pedal. This results in a feeling that is very different from the driving feeling of a general bicycle, which is uncomfortable. In particular, when the pedal depression force is increased when climbing or accelerating, as shown in the graph (b), the range of the changing rotational speed is increased, and in particular, there is a tendency that a sense of incongruity increases. . Therefore, in order to eliminate a sense of incongruity when pedaling, a force that resists pedaling force is applied to the crankshaft 250 during pedaling, and pedaling similar to that of a general bicycle in which the drive wheels and pedals are mechanically connected. Produce a sense. Furthermore, when the pedal depression force that increases the uncomfortable feeling is increased, the process of adjusting the rotation speed of the crankshaft 250L is further executed to suppress the unnatural feeling.

以下、図9に示されているフローチャートに基づいて、ペダル制御処理について説明する。ペダル用トルクセンサPTSからペダルから入力されるトルクTpを取得する(ステップS401)。取得したトルクTpが閾値bより大きいか判断する(ステップS403)。閾値bより小さい場合には、運転者は加速を意図していないと判断し、ペダル回転数を0に設定、即ちペダルが固定された状態とすることを決定する(ステップS419)。トルクTpが閾値bより大きい場合には、ステップS221又はステップS419で設定されたペダル回転数0設定が解除される。即ち、ペダルは回転可能状態となる。そして、ペダル回転数センサPRSから供給されるクランク25L、25Rの回転量θをモニターする(ステップS405)。クランク25L、25Rの回転量θが所定値dより大きくなったか判断する(ステップS407)。所定値dは、ペダルが回転しているか否かを判定するための値である。   Hereinafter, the pedal control process will be described based on the flowchart shown in FIG. Torque Tp input from the pedal is acquired from the pedal torque sensor PTS (step S401). It is determined whether the acquired torque Tp is larger than the threshold value b (step S403). If it is smaller than the threshold value b, it is determined that the driver does not intend to accelerate, and the pedal rotation speed is set to 0, that is, the pedal is determined to be fixed (step S419). If the torque Tp is larger than the threshold value b, the pedal rotation speed 0 setting set in step S221 or step S419 is canceled. That is, the pedal is in a rotatable state. Then, the rotation amount θ of the cranks 25L and 25R supplied from the pedal rotation speed sensor PRS is monitored (step S405). It is determined whether the rotation amount θ of the cranks 25L and 25R has become larger than a predetermined value d (step S407). The predetermined value d is a value for determining whether or not the pedal is rotating.

回転量θが所定値dより大きい場合には、ペダルが回転していると判断できるので、ペダルから発電機Gに入力されてくる回転数をモニターし、周期的に発生する回転数の変化の割合を検出する。そして、その変化の割合に応じて発電機の目標回転数を設定する。回転数の変化の割合は、例えば、回転数の変化をモニターした期間内での最高値と最低値の差(dN)を算出する。この回転数の差は、周期的に変化する回転数の振幅として算出してもよい。又は、平均値と最大値との差、又は平均値と最小値との差を変化の割合を示す指標として演算してもよい。或いは、平均値における曲線の傾き(回転数の加速度)を変化の割合を示す指数として取得してもよい。又は、最大値と最小値との結んだ直線の傾きや、図8の各グラフに示されている正弦波と目標回転数Ngとで囲まれた部分の面積値(積分値)を指標とすることもできる。
この実施形態では、回転数の変化の割合を示す指標として、既述の通り、回転数の最高値と最低値の差を算出する(ステップS409)。
If the amount of rotation θ is greater than the predetermined value d, it can be determined that the pedal is rotating. Therefore, the number of rotations input to the generator G from the pedal is monitored, and changes in the number of rotations that occur periodically are monitored. Detect percentage. And the target rotation speed of a generator is set according to the ratio of the change. As the rate of change in the rotational speed, for example, the difference (dN) between the highest value and the lowest value within a period in which the change in the rotational speed is monitored is calculated. This difference in rotational speed may be calculated as the amplitude of the rotational speed that changes periodically. Alternatively, the difference between the average value and the maximum value, or the difference between the average value and the minimum value may be calculated as an index indicating the rate of change. Alternatively, the slope of the curve (acceleration of rotation speed) in the average value may be acquired as an index indicating the rate of change. Alternatively, the slope of a straight line connecting the maximum value and the minimum value, or the area value (integrated value) of the portion surrounded by the sine wave and the target rotation speed Ng shown in each graph of FIG. 8 is used as an index. You can also.
In this embodiment, as described above, the difference between the maximum value and the minimum value of the rotation speed is calculated as an index indicating the change rate of the rotation speed (step S409).

回転数差dNが所定値fよりも大きいか否か判断する(ステップS411)。回転数差dNが所定値fより大きい場合には、加速を意図してペダルを踏んでいると判断し、ステップS401とステップS405で取得したペダルトルクTpと回転量θに基づき、取得されたペダルトルクTpで回転量θとなった時の車速Vを演算する(ステップS413)。そして、図8のグラフに示されているように、加速している場合(図8(b))が、特にペダルの漕ぎムラが発生して違和感が生じやすいので、次のような処理を行う。一般自転車の車速が、ステップS413で求められた車速Vとなるようにペダルを漕いだ場合のペダル回転数Ng1を演算する。そして、そのペダル回転数Ng1より高い値を発電機Gの目標回転数Ng2として決定する (ステップS415)。このように、目標回転数Ng2を、実際の自転車で予想される回転数よりも高く設定する(Ng1<Ng2:図8(b))ことにより、ペダルを回転させるために必要とされるトルクが小さくなる(換言すると、ペダル踏力によって入力されるトルクに対する抗力が小さくなる)ので、ペダルを漕いでいる時の違和感が軽減される。   It is determined whether or not the rotational speed difference dN is larger than a predetermined value f (step S411). If the rotational speed difference dN is larger than the predetermined value f, it is determined that the pedal is stepped on with the intention of acceleration, and the acquired pedal is based on the pedal torque Tp and the rotation amount θ acquired in steps S401 and S405. The vehicle speed V when the rotation amount θ is reached by the torque Tp is calculated (step S413). Then, as shown in the graph of FIG. 8, when the vehicle is accelerating (FIG. 8 (b)), unevenness of the pedals is particularly likely to cause a sense of incongruity, so the following processing is performed. . The pedal rotation speed Ng1 when the pedal is applied is calculated so that the vehicle speed of the general bicycle becomes the vehicle speed V obtained in step S413. Then, a value higher than the pedal rotation speed Ng1 is determined as the target rotation speed Ng2 of the generator G (step S415). Thus, by setting the target rotational speed Ng2 higher than the rotational speed expected for an actual bicycle (Ng1 <Ng2: FIG. 8 (b)), the torque required to rotate the pedal is increased. Since it becomes smaller (in other words, the resistance against the torque input by the pedal depression force becomes smaller), the uncomfortable feeling when pedaling is reduced.

ステップS407で回転量θが所定値dより小さいと判断された場合には、ペダルはまだ回転していないと判断されるので、駆動輪回転数センサMRSから取得した駆動輪回転数Nmに基づき、車速Vを演算する(ステップS421)。一般自転車の車速が、ステップS421で求められた車速Vとなるようにペダルを漕いだ場合のペダル回転数r0を演算し、発電機Gの目標回転数r1として決定する(ステップS423)。   If it is determined in step S407 that the rotation amount θ is smaller than the predetermined value d, it is determined that the pedal has not yet rotated. Therefore, based on the drive wheel rotation speed Nm acquired from the drive wheel rotation speed sensor MRS, The vehicle speed V is calculated (step S421). The pedal rotation speed r0 when the pedal is applied so that the vehicle speed of the general bicycle becomes the vehicle speed V obtained in step S421 is calculated and determined as the target rotation speed r1 of the generator G (step S423).

なお、ステップS403で、ペダルトルクTpが閾値bより小さい場合には、発電機Gの目標回転数を0として、ペダルを固定した状態に維持する(ステップS419)。さらに、ステップS411で、回転数差dNが所定値fより小さい場合には、減速を意図していると判断し、この様な場合には、ペダルの漕ぎムラも感じにくいので、発電機Gの待機回転数を目標回転数に設定する(ステップS425)。
そして、ステップS423、ステップS415、ステップS425及びステップS419で決定された発電機Gの目標回転数は、発電機制御回路GCに供給される(ステップS417)。ここで、発電機制御回路GCは、目標回転数となるように、ペダルの回転に適宜抵抗を与えて回転数制御を行う。
In step S403, if the pedal torque Tp is smaller than the threshold value b, the target rotational speed of the generator G is set to 0 and the pedal is kept fixed (step S419). Further, in step S411, if the rotational speed difference dN is smaller than the predetermined value f, it is determined that deceleration is intended. In such a case, it is difficult to feel uneven pedaling. The standby rotational speed is set to the target rotational speed (step S425).
Then, the target rotational speed of the generator G determined in step S423, step S415, step S425, and step S419 is supplied to the generator control circuit GC (step S417). Here, the generator control circuit GC performs rotation speed control by appropriately applying resistance to the rotation of the pedal so that the target rotation speed is obtained.

上記ステップS411、ステップS413、ステップS415、ステップS417及びステップS411、ステップS425、ステップS417によって抵抗調整手段が構成される。ステップS409によって回転数変化量検出手段が構成される。
抗力付与手段は、発電機Gのほか、ディスクブレーキなどの摩擦制動装置を用い、制動部材の押圧力を調整することによって抗力を調節する抗力調整手段を設けてもよい。或いは、抗力付与手段としてフライホイールを設け、抗力調整手段は、フライホイールとクランク軸との間に設けられた変速装置を用い、変速比を変更することによって抗力を調節する構成とすることもできる。
Step S411, Step S413, Step S415, Step S417 and Step S411, Step S425, and Step S417 constitute a resistance adjusting means. Step S409 constitutes a rotational speed change amount detecting means.
In addition to the generator G, the drag applying means may be provided with a drag adjusting means that adjusts the drag by adjusting the pressing force of the braking member using a friction braking device such as a disc brake. Alternatively, a flywheel may be provided as a drag application unit, and the drag adjustment unit may be configured to adjust the drag by changing a gear ratio using a transmission provided between the flywheel and the crankshaft. .

なお、本発明は、ペダルに抗力を与えて回転を制御するための発電機Gと、駆動力を出力する駆動モータMとを、別個に制御することで、一般の自転車やアシスト自転車の操作感覚に沿った操作感を演出するものであるが、これに限らず、ペダルと駆動輪を別個に制御することによって、従来の構成では達成できない、全く新しい操作感覚の車両を提供することも可能である。ペダル回転に対する駆動輪の回転比を、従来よりも高い比率として、従来の自転車よりも高速走行できる車両を提供し、或いは、逆に従来よりも低い比率として、ペダルをより多く回転させなければ前進しない制御内容とし、ダイエット効果を発揮できる車両を提供することもできる。
以上の説明は電動車両として自転車を例に挙げて説明したが、前後に車輪を有する二輪車に限らず、三輪車や、前輪と後輪が二輪づつある四輪車であってもよい。また、駆動輪は、前輪でなく後輪であってもよい。
The present invention separately controls a generator G for controlling the rotation by applying a drag force to the pedal, and a drive motor M for outputting a driving force, so that the operation feeling of a general bicycle or an assist bicycle is sensed. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to provide a vehicle with a completely new operational feeling that cannot be achieved with the conventional configuration by separately controlling the pedal and the driving wheel. is there. Providing a vehicle that can drive at a higher speed than a conventional bicycle by setting the rotation ratio of the drive wheel to the pedal rotation to be higher than the conventional ratio, or conversely, if the pedal is not rotated more, the ratio is lower than the conventional ratio. It is also possible to provide a vehicle capable of providing a diet effect with no control content.
In the above description, a bicycle is taken as an example of the electric vehicle. However, the electric vehicle is not limited to a two-wheeled vehicle having front and rear wheels, but may be a three-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle having two front wheels and two rear wheels. Further, the drive wheels may be rear wheels instead of front wheels.

1 電動車両
2 車体
22 ハンドル
241 サドル
23f 駆動輪
23b 従動輪
CU 制御ユニット
BU バッテリユニット
GU 発電ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric vehicle 2 Car body 22 Handle 241 Saddle 23f Drive wheel 23b Driven wheel CU Control unit BU Battery unit GU Power generation unit

Claims (6)

運転者を載せる車体と、
該車体の前後にそれぞれ支持された前輪と後輪とを有する車両であって、
運転者の踏力を受けるペダルと、
回転軸と、
前記ペダルが先端部に設けられ、踏力をトルクとして前記回転軸に伝えるクランクと、
前記前輪又は前記後輪の少なくとも一方を駆動させるモータとを備え、
ペダルの踏力によって前記回転軸にトルクが加えられた時に、これに抗する抵抗を前記回転軸に発生させる抵抗付与手段と、
前記回転軸の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数検出手段によって検出された回転数の変化量を検出する回転数変化量検出手段と、
前記回転数変化量検出手段によって検出された変化量に応じて前記抵抗付与手段によって付与される抵抗の度合を調整する抵抗調整手段とを備えることを特徴とする電動車両。
A vehicle body on which the driver is placed;
A vehicle having front and rear wheels supported respectively on the front and rear of the vehicle body;
A pedal that receives the pedaling force of the driver,
A rotation axis;
A crank provided at the tip of the pedal, and transmitting a pedaling force to the rotating shaft as torque;
A motor for driving at least one of the front wheel or the rear wheel,
Resistance applying means for generating resistance against the rotating shaft when torque is applied to the rotating shaft by a pedaling force;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the rotary shaft;
A rotational speed change amount detecting means for detecting a rotational speed change amount detected by the rotational speed detecting means;
An electric vehicle comprising: a resistance adjusting unit that adjusts a degree of resistance applied by the resistance applying unit according to a change amount detected by the rotation speed change amount detecting unit.
前記抵抗調整手段は、前記回転数の変化量の増加に応じて抵抗を低減するものである請求項1に記載の電動車両。 2. The electric vehicle according to claim 1, wherein the resistance adjusting means reduces the resistance in accordance with an increase in the amount of change in the rotational speed. 前記抵抗調整手段は、前記回転数の変化量が所定の値を超えた場合に、抵抗を低減するものである請求項2に記載の電動車両。 The electric vehicle according to claim 2, wherein the resistance adjusting means reduces the resistance when the amount of change in the rotational speed exceeds a predetermined value. 前記抵抗付与手段は発電機であって、前記抵抗調整手段は発電機に流れる電流を制御することによって抵抗を調節するものである請求項1〜3のいずれか1に記載の電動車両。 The electric vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the resistance applying means is a generator, and the resistance adjusting means adjusts the resistance by controlling a current flowing through the generator. 前記抵抗調整手段は発電機の回転数を変更することにより抵抗を調整する請求項4に記載の電動車両。 The electric vehicle according to claim 4, wherein the resistance adjusting unit adjusts the resistance by changing a rotational speed of a generator. さらに、車両の速度を検出する車速検出手段を備え、
前記抵抗調整手段は、車速検出手段で検出された車速に基づいて発電機の回転数を変更する請求項5に記載の電動車両。
Furthermore, a vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle is provided,
The electric vehicle according to claim 5, wherein the resistance adjusting unit changes the rotational speed of the generator based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting unit.
JP2013070735A 2013-03-28 2013-03-28 Electric vehicle Pending JP2014193683A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013070735A JP2014193683A (en) 2013-03-28 2013-03-28 Electric vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013070735A JP2014193683A (en) 2013-03-28 2013-03-28 Electric vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014193683A true JP2014193683A (en) 2014-10-09

Family

ID=51839285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013070735A Pending JP2014193683A (en) 2013-03-28 2013-03-28 Electric vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014193683A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019188042A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 Bicycle motorization device and wheel
JP2021062640A (en) * 2019-10-10 2021-04-22 次郎 蔭山 Electric bicycle capable of traveling through self-charging
KR102676489B1 (en) 2021-10-21 2024-06-19 에이치엘만도 주식회사 Driving apparatus for electric bicycle and controlling method of electric bicycle

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019188042A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 Bicycle motorization device and wheel
CN111699130A (en) * 2018-03-29 2020-09-22 松下知识产权经营株式会社 Bicycle motorized device and wheel
JPWO2019188042A1 (en) * 2018-03-29 2020-10-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 Bicycle electrification device and wheels
US11505279B2 (en) 2018-03-29 2022-11-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Bicycle motorization device and wheel
JP7203319B2 (en) 2018-03-29 2023-01-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 bicycle electrification device
JP2021062640A (en) * 2019-10-10 2021-04-22 次郎 蔭山 Electric bicycle capable of traveling through self-charging
KR102676489B1 (en) 2021-10-21 2024-06-19 에이치엘만도 주식회사 Driving apparatus for electric bicycle and controlling method of electric bicycle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6150200B2 (en) Electric vehicle
US11459060B2 (en) Method of controlling an electromechanical drive mechanism
WO2021220823A1 (en) Electric-power-assisted bicycle
EP1886913B1 (en) Electrically assisted bicycle
JP3785095B2 (en) Foot-operated power generation health equipment
EP3360769B1 (en) Electric bicycle and method of controlling the same
JP2004149001A (en) Power-assisted bicycle
TW202214454A (en) Electric vehicle, method for driving vehicle and computer-readable medium thereof
US20150136508A1 (en) Vehicle, particularly a bicycle, comprising an electrical auxiliary drive
EP3814211B1 (en) Method for providing electrical propulsion assistance in a pedal-propelled vehicle, and controller implementing same
JP2017159867A (en) Power-assisted bicycle and pedal effort calculation method
KR20110033622A (en) Regenerating control device for motor-driven bicycle and control method the same
JP2014193683A (en) Electric vehicle
US20230034333A1 (en) Shifting control device and electric shifting system
JP2008168881A (en) Drive structure of electric bicycle
JP2014193684A (en) Electric vehicle
JP2014193685A (en) Electric vehicle
JP2014195366A (en) Electric vehicle
JP2008213802A (en) Power control signal input device for engine and motor in vehicle to be operated by human beings such as automobile
JP7474732B2 (en) bicycle
JP2012197038A (en) Two-wheel electric motor vehicle
JP7349304B2 (en) Control device
JP2022028153A (en) Electric power assist bicycle
JP2014195367A (en) Electric vehicle
JP2020196314A (en) Electric tricycle