JP2016022798A - 自転車用制御装置、自転車用制御装置を備える電動アシスト自転車、及び電動アシスト自転車のモータ制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に記載の電動アシスト自転車は、押し歩き用のスイッチを備える。この電動アシスト自転車の制御装置は、押し歩き用のスイッチが押されたとき、ペダルに作用する踏力及びクランクシャフトの回転速度に基づいて押し歩きであるか否かを判定する。そして、制御装置は、押し歩き状態であると判定すると、規定のモードでモータを駆動する。押し歩き用のスイッチは、通常の乗車時の補助駆動力を調整するためのスイッチと兼用されている。
(3)上記自転車用制御装置において、前記制御部は、前記乗車モードのときに、前記第1操作スイッチが操作されることによって前記乗車モードから前記ウォークモードに切り替え、前記ウォークモードのときに、前記第2操作スイッチが操作されることによって前記ウォークモードから前記乗車モードに切り替え、前記ウォークモードに切り替えるための第1操作スイッチの操作が終了した後、前記ウォークモードのときに、前記第1操作スイッチが操作されることによって前記モータを駆動する。
(5)上記自転車用制御装置において、前記制御部は、前記ウォークモードのときに、前記第1操作スイッチが操作されると、前記第2操作スイッチが操作されるまで、前記モータを駆動する。
(12)上記自転車用制御装置において、前記制御部は、前記ウォークモードのとき、前記自転車の車速が予め定める値以上になると、前記モータの駆動を停止する。
(15)上記自転車用制御装置において、前記制御部は、前記入力部の操作に応じて前記モータを駆動しているとき、車輪の回転速度が予め定める値以下になった場合、前記モータの駆動を停止する。
(17)上記課題を解決する電動アシスト自転車は、上記のいずれかの自転車用制御装置と前記モータとを含む。
図1〜図5を参照して自転車用制御装置について説明する。
以降の説明において、「左側」とは、電動アシスト自転車(自転車)に乗車したユーザの左手側を示し、「右側」とは、電動アシスト自転車に乗車したユーザの右手側を示す。「前方」とは、電動アシスト自転車の前進方向を示す。「後方」とは、電動アシスト自転車の後進方向を示す。
電動アシスト自転車は、フレーム2と、フレーム2に回転可能に取り付けられる一対の車輪(前輪4及び後輪6)と、後輪6を駆動するための駆動機構8と、前輪4の向きを変えるためのハンドル10と、サドル12と、バッテリー14と、操作部16と、表示部18とを備える。
バッテリー14は、例えば、フレーム2若しくはリアキャリアに、またはフレーム2及びリアキャリアの両者に取り付けられる。バッテリー14は、駆動機構8に電力を供給する。
自転車用制御装置は、制御部32と、入力部34(図3参照)とを有する。入力部34は、ユーザの操作に対応する信号を制御部32に出力する。制御部32は、例えば、クランク部20に配置される。制御部32は、マイクロコンピュータ、メモリ、モータ30を駆動するためのインバータを含んで構成される。メモリは、不揮発性メモリを含むことが好ましい。
ケイデンスセンサ36は、クランク部20に設けられて、クランクシャフト26の回転数(1分間あたりの回転数、以下「ケイデンス」という。)を検出する。ケイデンスセンサ36は、例えば、クランクアームに取り付けられる磁石を検出するセンサによって実現される。
制御部32は、ケイデンスセンサ36からの信号を受信して、この信号に基づいてケイデンスを計算する。計算したケイデンスは、表示部18で表示されてもよい。
また、制御部32は、スピードセンサ40からの信号を受信して、この信号に基づいて電動アシスト自転車の車速を計算する。計算した車速は、表示部18で表示されてもよい。
制御部32は、モータ30の制御態様として複数の動作モードを有する。動作モードを分類すると、乗車モードとウォークモードとに区分される。乗車モードは、電動アシスト自転車にユーザが乗っている状態(以下、「乗車状態」という。)において実行されうるモータ30の動作モードを示す。具体的には、乗車モードでは、制御部32は、人力駆動力に応じてモータ30を駆動する。ウォークモードは、電動アシスト自転車がユーザにより押されている状態(以下、「押し歩き状態」という。)において実行されうるモータ30の動作モードを示す。具体的には、ウォークモードでは、制御部32は、入力部34の操作に応じてモータ30を駆動したり、モータ30の駆動を停止したりする。
図3に、操作部16を示す。モータ30の動作モードは入力部34が操作されることによって切り替えられる。操作部16は、グリップの近傍に設けられる。本実施形態では、操作部16は、例えば、左側グリップ10aの近傍でかつ表示部18の近傍で、表示部18と左側グリップ10aの間に設けられる。操作部16には、入力部34として、2個のスイッチが設けられている。スイッチは、例えば、押しボタン式のスイッチ、タッチ式のスイッチ、またはスライド式のスイッチ等により構成される。本実施形態では、入力部34は、第1操作スイッチ42及び第2操作スイッチ44を含む。ハンドル10に操作部16を取り付けた時に、第1操作スイッチ42は、第2操作スイッチ44よりも下方に配置される。
図4は、第1操作スイッチ42の押下状態に基づく制御部32の処理を示し、図5は、第2操作スイッチ44の押下状態に基づく制御部32の処理を示す。このモード切替処理では、まず、第1操作スイッチ42の押下状態に基づいて各種の処理を実行し、次いで、第2操作スイッチ44の押下状態に基づいて各種の処理を実行する。なお、制御部32は、モード切替処理を所定周期毎に繰り返し実行する。
制御部32は、ウォークモードに切り替えた後、入力部34の操作に応じてモータ30を駆動したり停止したりするため、ユーザの意図により忠実に、押し歩き時の車輪駆動のアシストが実行される。
図6を参照して、他の実施形態に係る制御部32について説明する。本実施形態に係る制御部32は、第1実施形態に示した制御部32と同じ構成を有する。以降の説明では、各構成には、第1実施形態に示した制御部32における対応構成と同じ符号を付す。
ステップS41では、制御部32は、第1操作スイッチ42について前回処理時のスイッチ状態を読み込み、前回処理時のスイッチ状態が押下状態であったか否かを判定する。前回処理時のスイッチ状態が押下状態でなかった場合には(NO判定)、ステップS21(図5参照)に移行する。一方、前回処理時のスイッチ状態が押下状態であった場合には(YES判定)、ステップS42に移行して、制御部32は、モータ30をウォークモードで駆動しているか否かを判定する。
制御部32は、動作モードがウォークモードであってかつモータ30が駆動中であるとき、第1操作スイッチ42が押下状態から非押下状態になると、すなわち第1操作スイッチ42が操作されている状態から操作されていない状態になると、ウォークモードでのモータ30の駆動を停止する。制御部32は、動作モードがウォークモードであってかつモータ30が駆動中であるとき、第1操作スイッチ42の押下状態が維持されていると(ステップS33におけるYES判定)、動作モードを変更しない。すなわち、ウォークモードでのモータ30の駆動状態は、第1操作スイッチ42の連続した押下(押し続けること)により維持される。
第1操作スイッチ42の操作を止めるだけで、モータ30によるアシストを解除することができる。
図7を参照して、操作部16及び表示部18の別の形態を説明する。以下、第1実施形態に示した操作部16及び表示部18と同じ構成については同一符号を付して、その説明を省略する。なお、第1実施形態では、入力部34は、他の装置と独立に設けられているが、本実施形態では、入力部34としての操作部16の一部の機能が変速操作ユニット62に設けられる。
・上記第1及び第2実施形態では、制御部32は、動作モードがオフモードにあるときに、第1操作スイッチ42が押されると、動作モードをオフモードからウォークモードに切り替えるが(ステップS15,ステップS35)、ウォークモードへの切替条件を次のように構成してもよい。例えば、制御部32は、動作モードがオフモードにあるときに、第1操作スイッチ42の押下状態が所定時間以上にわたって持続されるときに、動作モードをオフモードからウォークモードに切り替える。この構成では、ユーザの意思に反して動作モードがオフモードからウォークモードに切り替わることを抑制することができる。
・上記の各実施形態において、表示部18,64は、操作部16とは別体で設けられてもよい。この場合、表示部18,64は、例えばハンドル10の左右方向の中央部に設けられてもよい。
Claims (20)
- 自転車の車輪駆動をアシストするためのモータを制御する自転車用制御装置において、
入力部と、
人力駆動力に応じて前記モータを制御する乗車モード、及び前記入力部の操作に応じて前記モータを駆動するウォークモードを、前記入力部の操作によって切り替え可能な制御部とを有し、
前記制御部は、前記ウォークモードに切り替えた後、前記入力部の操作に応じて前記モータを駆動する自転車用制御装置。 - 前記入力部は、少なくとも第1操作スイッチと第2操作スイッチとを含む
請求項1に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、
前記乗車モードのときに、前記第1操作スイッチが操作されることによって前記乗車モードから前記ウォークモードに切り替え、
前記ウォークモードのときに、前記第2操作スイッチが操作されることによって前記ウォークモードから前記乗車モードに切り替え、
前記ウォークモードに切り替えるための第1操作スイッチの操作が終了した後、前記ウォークモードのときに、前記第1操作スイッチが操作されることによって前記モータを駆動する
請求項2に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記ウォークモードのときに、前記第1操作スイッチが操作されている間のみ前記モータを駆動する
請求項3に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記ウォークモードのときに、前記第1操作スイッチが操作されると、前記第2操作スイッチが操作されるまで、前記モータを駆動する
請求項2に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記乗車モードのときに、前記第1操作スイッチが所定時間以上操作されることによって前記乗車モードから前記ウォークモードに切り替える
請求項2〜5のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。 - 前記入力部は、少なくとも第3操作スイッチと第4操作スイッチとを含み、
前記第3操作スイッチは、前記ウォークモードに変更するためのスイッチであり、
前記第4操作スイッチは、モードの変更を除く、他の機能のためのスイッチである
請求項2に記載の自転車用制御装置。 - 前記第4操作スイッチは、変速スイッチであり、
前記制御部は、前記乗車モードのときに前記第4操作スイッチに基づいて変速装置を制御し、前記ウォークモードのときに前記第4操作スイッチに基づく変速を禁止する
請求項7に記載の自転車用制御装置。 - 前記乗車モードは、人力駆動力に応じて前記モータに補助力を出力させる第1乗車モードと、前記モータに補助力を出力させない第2乗車モードとを含み、
前記制御部は、前記第1乗車モードのときに前記第1操作スイッチが操作されると、前記第2乗車モードに切り替え、前記第2乗車モードのときに前記第1操作スイッチが操作されると、前記ウォークモードに切り替える
請求項2〜6のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。 - 前記第1乗車モードは、人力駆動力に対する補助力の大きさが異なる複数のアシストモードをさらに含み、
前記制御部は、前記乗車モードのときに、前記第1操作スイッチ及び前記第2操作スイッチの操作に応じて、前記複数のアシストモードを切り替える
請求項9に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記ウォークモードのとき、前記人力駆動力が予め定める値以上になると、前記モータの駆動を停止する
請求項1〜10のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記ウォークモードのとき、前記自転車の車速が予め定める値以上になると、前記モータの駆動を停止する
請求項1〜11のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記ウォークモードで前記モータを駆動しているとき、前記自転車の車速が予め定める値以下となるように、前記モータを駆動する
請求項1〜12のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。 - 前記予め定める値は、設定変更可能である
請求項12または13に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記入力部の操作に応じて前記モータを駆動しているとき、車輪の回転速度が予め定める値以下になった場合、前記モータの駆動を停止する請求項1〜14のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記モータの駆動を停止するときに、前記モータの出力が徐々に小さくなるように前記モータを制御する請求項15に記載の自転車用制御装置。
- 請求項1〜16のいずれか一項の自転車用制御装置と、前記モータとを含む
電動アシスト自転車。 - 自転車の車輪駆動をアシストするためのモータを制御するモータ制御方法において、
人力駆動力に応じて前記モータを制御する乗車モード、及び入力部の操作に応じて前記モータを駆動するウォークモードを、前記入力部の操作によって切り替え、
前記ウォークモードに切り替えた後、前記入力部の操作に応じて前記モータを駆動する
モータ制御方法。 - 前記ウォークモードに切り替えるための第1操作スイッチの操作が終了した後、前記ウォークモードのときに、前記第1操作スイッチが再度操作されることによって前記モータを駆動する
請求項18に記載のモータ制御方法。 - 前記ウォークモードのときに電源を切った後、再度電源を投入すると、前記乗車モードで前記モータを制御する
請求項18または19に記載のモータ制御方法。
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