JP2014193685A - Electric vehicle - Google Patents

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JP2014193685A JP2013070737A JP2013070737A JP2014193685A JP 2014193685 A JP2014193685 A JP 2014193685A JP 2013070737 A JP2013070737 A JP 2013070737A JP 2013070737 A JP2013070737 A JP 2013070737A JP 2014193685 A JP2014193685 A JP 2014193685A
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pedal
torque
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drive motor
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JP2013070737A
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Seiichi Suzuki
誠一 鈴木
Kenichi Shimakawa
憲一 島川
Munehiro Takahashi
宗裕 高橋
Hitoshi Kamiya
斉 神谷
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Equos Research Co Ltd
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Equos Research Co Ltd
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric vehicle having pedaling feeling at start which is similar to the pedaling feeling at start in a general vehicle in which a pedal rotation mechanism and a drive wheel are mechanically connected together.SOLUTION: An electric vehicle has: a crank shaft 250L into which a rotational torque is inputted by pedals 251L, 251R and cranks 25L, 25R; and resistance imparting means GU for locking the crank shaft 250L by imparting a resistance to the crank shaft 250L in the stand-by state in a vehicle in which the crank shaft 250L and a drive wheel 23f driven by a motor are not connected by a mechanical transfer mechanism. When an input torque upon pressing a pedal reaches a prescribed value, drive of the drive wheel 23f is started together with lock release of the crank shaft 250L.

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する。また、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。
2. Description of the Related Art 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 stroking a crank pedal connected to an input shaft with left and right feet. In addition to such a mechanical power transmission mechanism, an assist bicycle that reinforces the driving force with an electric motor has 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2010−120599号公報JP 2010-120599 A

上記従来の電動自転車においては、ペダルはアクセルとして利用され、ペダルの回転量に応じた出力が駆動輪から出力される。このような電動自転車では、ペダルの回転機構と駆動輪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のトルクが、直接駆動輪に伝わらない構成となっている。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るが、上記電気自転車は、駆動輪から伝わる反力がペダルで感じられないので、従来の自転車と同じ感覚でペダルを漕ぐことができず、どの程度踏み込めば、どの程度加速が付くのか感覚的に把握できない。   In the above conventional electric bicycle, the pedal is used as an accelerator, and an output corresponding to the amount of rotation of the pedal is output from the drive wheel. In such an electric bicycle, the pedal rotation mechanism and the drive wheel are not mechanically connected, so that the torque when the driver steps on the pedal is not directly transmitted to the drive wheel. In conventional bicycles and assist bicycles that include a mechanical power transmission mechanism, the pedaling force is adjusted by adjusting the force with which the pedal is depressed while feeling the response of the pedal. I can't feel it, so I can't push the pedal with the same feeling as a conventional bicycle, and I can't know how much acceleration is required.

例えば、一般自転車においては、自転車自体の重量と運転者の体重によって、慣性が生じているため、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。
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ため、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。
For example, in general bicycles, inertia occurs due to the weight of the bicycle itself and the weight of the driver, so when starting rowing from a stopped state (when starting rowing), or when accelerating during running, compared to constant speed running And the pedal feels heavy.
On the other hand, the conventional electric bicycle is not mechanically connected to the driving wheel, so the pedal feel (the weight of the pedal) according to the running 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には、ペダルに回転負荷を付与する装置や、発進時に操作する発進スイッチが設けられているが、発進ボタンがない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、発進時のペダルの漕ぎ感覚が、ペダル回転機構と駆動輪とが機械的に接続されている一般車両における発進時漕感に近似した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 device that applies a rotational load to the pedal and a start switch that is operated at the time of start, but control for imitating the running feeling of a general bicycle that does not have a start button. Is not done.
An object of the present invention is to provide an electric vehicle in which the feeling of pedaling at the time of starting is similar to the feeling of starting at a general vehicle in which a pedal rotation mechanism and a drive wheel are mechanically connected. is there.

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、
ペダル踏力によって回転軸に加えられるトルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段によって検出されたトルク値に基づいて運転者の加速の意図を判定する加速判定手段と、
前記加速判定手段が、運転者に加速の意図があると判定した場合に、駆動モータの出力を決定する駆動モータ制御手段とを有する電動車両。
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;
Torque detecting means for detecting torque applied to the rotating shaft by pedal depression force;
Acceleration determination means for determining the driver's intention to accelerate based on the torque value detected by the torque detection means;
An electric vehicle having drive motor control means for determining an output of a drive motor when the acceleration determination means determines that the driver intends to accelerate.

(2)前記加速判定手段は、前記トルク検出手段で検出されたトルクが所定値を越えた時に発進の意図があると判定する上記(1)に記載の電動車両。 (2) The electric vehicle according to (1), wherein the acceleration determination unit determines that the vehicle has an intention to start when the torque detected by the torque detection unit exceeds a predetermined value.

(3)前記抵抗付与手段は、トルク検出手段によって検出されるトルク値が所定値を超えるまで、前記回転軸をロックできる程度の抵抗を付与する上記(2)に記載の電動車両。 (3) The electric vehicle according to (2), wherein the resistance applying unit applies a resistance sufficient to lock the rotating shaft until a torque value detected by the torque detecting unit exceeds a predetermined value.

(4)前記駆動モータ制御手段は、トルク検出手段によって検出された値に基づいて駆動モータの出力を決定する上記(1)〜(3)のいずれか1に記載の電動車両。 (4) The electric vehicle according to any one of (1) to (3), wherein the drive motor control means determines an output of the drive motor based on a value detected by the torque detection means.

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、踏まれたペダルから入力される回転軸のトルクの値に応じて、加速の判定を行うので、加速する際の操作を、通常の自転車を加速させる操作に近似させることができる。従って、一般の自転車に乗り慣れた運転者が、違和感なく加速操作することができる。   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 acceleration is determined according to the torque value of the rotating shaft input from the pedal that is stepped on, the acceleration operation can be approximated to an operation of accelerating a normal bicycle. Therefore, a driver accustomed to riding a general bicycle can perform an acceleration operation without a sense of incongruity.

請求項2に記載の発明によれば、回転軸に加えられるトルクが所定値を超えた時に発進するため、一般の自転車の発進のためにペダルに載せた足を踏ん張る動作と同様の操作を再現できるので、一般の自転車を発進させる操作に一層近似させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、発進を開始する所定値を、発進に必要なトルク値とすることで、一般自転車で発進する際の操作感覚に近づけることができる。
According to the invention described in claim 2, since the vehicle starts when the torque applied to the rotating shaft exceeds a predetermined value, the same operation as the operation of straddling the foot placed on the pedal for starting a general bicycle is reproduced. Therefore, it can be more approximate to the operation of starting a general bicycle.
According to the invention described in claim 3, by setting the predetermined value for starting to be a torque value necessary for starting, it is possible to approach an operation feeling when starting with a general bicycle.

請求項4に記載の発明によれば、ペダルからのトルクが所定値を超えるまで、ペダルは回転せずにロックされるので、発進が開始するまでペダルは固定されていることとなり、ペダルの回転開始と同時に車両が発進するので、この点においても一般自転車の操作感覚に近づけることができる。
請求項5に記載の発明によれば、トルク検出手段によって検出された値に基づいて駆動モータの出力を決定するので、ペダルの踏み込みによる加速感も、一般自転車の感覚に近似させることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the pedal is locked without rotating until the torque from the pedal exceeds a predetermined value. Therefore, the pedal is fixed until the start of the start, and the rotation of the pedal Since the vehicle starts at the same time as the start, it is possible to approximate the operating feeling of a general bicycle in this respect as well.
According to the fifth aspect of the present invention, since the output of the drive motor is determined based on the value detected by the torque detecting means, the acceleration feeling due to the depression of the pedal can be approximated to that of a general bicycle.

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、トルク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 torque 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。   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.

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。駆動モータMは、回転数を制御することで制動手段として機能する。   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. The drive motor M functions as a braking means by controlling the rotation speed.

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)。
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).

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。 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。ステップS219で制動手段が構成され、ステップS221で抵抗調節手段が構成される。ステップS219とステップS221によって、駆動輪23fとクランク軸250とが同時に制動される。   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. In step S219, braking means is configured, and in step S221, resistance adjusting means is configured. By step S219 and step S221, the drive wheel 23f and the crankshaft 250 are braked simultaneously.

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、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 wheels are stopped by the driver and the weight of the vehicle body, and the cranks 25R and 25L are also stopped.

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。このステップS211とステップS213によって加速(発進)判定手段が構成される。   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. Steps S211 and S213 constitute acceleration (start) determination means.

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。
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.

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。
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S309、ステップS311、ステップS313によって駆動モータ制御手段が構成される。
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.
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. A drive motor control means is comprised by step S309, step S311, and step S313.

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。   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。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S317によって加速トルク決定手段が構成される。
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)。
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. Step S301 constitutes pedal torque acquisition means. Step S305 constitutes vehicle speed acquisition means. Step S317 constitutes acceleration torque determining means.
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。   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.

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。   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)。   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).

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。
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。
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.
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.

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。   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 applying unit, and the drag adjusting 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.

Claims (5)

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、
待機時にペダル踏力によって回転軸に加えられるトルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段によって検出されたトルク値に基づいて運転者の発進の意図を判定する発進判定手段と、
前記発進判定手段が、運転者に発進の意図があると判定した場合に、駆動モータの駆動を開始する駆動モータ制御手段とを有する電動車両。
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;
Torque detecting means for detecting torque applied to the rotating shaft by pedal depression force during standby;
Start determination means for determining the intention of the driver to start based on the torque value detected by the torque detection means;
An electric vehicle having drive motor control means for starting driving of the drive motor when the start determination means determines that the driver intends to start.
前記発進判定手段は、前記トルク検出手段で検出されたトルクが所定値を越えた時に発進の意図があると判定する請求項1に記載の電動車両。 The electric vehicle according to claim 1, wherein the start determination unit determines that the start is intended when the torque detected by the torque detection unit exceeds a predetermined value. 前記所定値は、発進に必要なトルク値である請求項2に記載の電動車両。 The electric vehicle according to claim 2, wherein the predetermined value is a torque value required for starting. 前記抵抗付与手段は、トルク検出手段によって検出されるトルク値が所定値を超えるまで、回転軸をロックする請求項2又は3に記載の電動車両。 The electric vehicle according to claim 2, wherein the resistance applying unit locks the rotating shaft until a torque value detected by the torque detecting unit exceeds a predetermined value. 前記駆動モータ制御手段は、トルク検出手段によって検出された値に基づいて駆動モータの出力を決定する請求項1〜4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 4, wherein the drive motor control means determines an output of the drive motor based on a value detected by the torque detection means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019189191A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社シマノ Control apparatus

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