JP2018008611A - Electric power assisted bicycle and method of detecting driving torque - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動アシスト自転車、および、電動アシスト自転車のクランク軸に付与される駆動トルクの算出方法に関する。 The present invention relates to an electrically assisted bicycle and a method for calculating a driving torque applied to a crankshaft of the electrically assisted bicycle.
特許文献1に記載の電動アシスト自転車においては、ペダル部のペダルクランクの周辺にトルクセンサが設けられ、ペダルクランクに発生するトルクの検出を行っている。さらに、マイコンでは、トルクセンサからの検出信号から得られるペダルの踏力が計算され、これに基づいてアシスト量が算出される。
In the electrically assisted bicycle described in
しかしながら、特許文献1におけるトルクセンサのように、ペダルクランクに発生するトルクをクランク軸またはその周辺で測定する手法は、原理的にトルクセンサが大型化したり重くなったりしてしまうという問題がある。また、トルクセンサの測定部がペダルクランクのクランク軸と一体に回転する構成にした場合、トルクセンサの測定部から伝送される電気信号の伝達機構、すなわち配線の引き回しや接続の構造等が複雑化しやすいという問題があった。
また、従来の負荷センサは、クランク軸に軸支されるスプロケットや、ペダルクランクの両端に設けられたペダルなどの回転系に設置されており、この場合も、信号の伝送が複雑化しやすいというに課題があった。
However, the method of measuring the torque generated in the pedal crank at or around the crankshaft, like the torque sensor in
In addition, conventional load sensors are installed in rotating systems such as sprockets that are supported on the crankshaft and pedals that are provided at both ends of the pedal crank. In this case, signal transmission is likely to be complicated. There was a problem.
そこで本発明は、重量の大幅な増加を招くことがなく、かつ、複雑な配線を用いることなく、簡易かつ正確にトルク検出を行うことができる電動アシスト自転車、および、駆動トルク検出方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an electrically assisted bicycle and a driving torque detection method capable of simply and accurately detecting torque without causing a significant increase in weight and without using complicated wiring. For the purpose.
上記課題を解決するために、本発明の電動アシスト自転車は、フレームと、フレームに設けられ、駆動輪を回転可能に軸支する車輪駆動軸と、フレームに回転可能に設けられ、駆動トルクが付与されるクランク軸と、駆動トルクをクランク軸から車輪駆動軸へ伝達可能となるように環状に掛け回された、帯状の駆動伝達部材と、車輪駆動軸にアシストトルクを付与することによって駆動輪の回転駆動を補助するアシスト駆動手段と、クランク軸に加わった駆動トルクを検出するトルク検出手段と、クランク軸に加わった駆動トルクに基づいてアシスト駆動手段を制御する制御手段とを有する電動アシスト自転車であって、トルク検出手段は、駆動伝達部材に発生する張力を検出可能な張力検出手段と、検出した張力に基づいて駆動トルクを算出するトルク算出手段と、を備えることを特徴としている。
これにより、重量の大幅な増加を招くことがなく、かつ、複雑な配線を用いることなく、簡易かつ正確にトルク検出を行うことが可能となる。
In order to solve the above-mentioned problems, an electric assist bicycle according to the present invention is provided with a frame, a wheel drive shaft that is provided on the frame and rotatably supports a drive wheel, and is provided rotatably on the frame and imparts a drive torque. Of the drive wheel by applying an assist torque to the wheel drive shaft, a belt-like drive transmission member that is looped around the crankshaft to be able to transmit the drive torque from the crankshaft to the wheel drive shaft. An electrically assisted bicycle having assist drive means for assisting rotational drive, torque detection means for detecting drive torque applied to the crankshaft, and control means for controlling the assist drive means based on the drive torque applied to the crankshaft The torque detection means calculates the drive torque based on the tension detection means capable of detecting the tension generated in the drive transmission member and the detected tension. Is characterized by comprising a torque calculation unit for, a.
As a result, torque can be detected easily and accurately without causing a significant increase in weight and without using complicated wiring.
本発明の電動アシスト自転車において、張力検出手段は、張力の変化に伴って弾性変形可能な変形部と、変形部に発生する歪み量を計測可能な歪みゲージとを備え、歪み量に基づいて駆動伝達部材に発生する張力を検出することが好ましい。
これにより、小型かつ簡易な構成によって駆動伝達部材の張力を検出でき、これによって正確なトルク検出が可能となる。
In the electric assist bicycle according to the present invention, the tension detecting means includes a deformable portion that can be elastically deformed in accordance with a change in tension, and a strain gauge that can measure the amount of strain generated in the deformed portion, and is driven based on the amount of strain. It is preferable to detect the tension generated in the transmission member.
As a result, the tension of the drive transmission member can be detected with a small and simple configuration, thereby enabling accurate torque detection.
本発明の電動アシスト自転車において、張力検出手段は、駆動伝達部材に係合し駆動伝達部材の動きにともなって回動可能なギア部を有し、変形部は少なくともギア部を介して駆動伝達部材に連結されることが好ましい。
これにより、駆動伝達部材の動きを大きく妨げることなく、駆動伝達部材の張力を検出することができる。
In the electrically assisted bicycle according to the present invention, the tension detecting means has a gear portion that engages with the drive transmission member and is rotatable with the movement of the drive transmission member, and the deformation portion is at least the drive transmission member via the gear portion. It is preferable that it is connected to.
Thereby, the tension of the drive transmission member can be detected without greatly hindering the movement of the drive transmission member.
本発明の電動アシスト自転車において、張力検出手段によって検出される張力を記憶可能な記憶手段を有し、トルク算出手段は、記憶手段が記憶した、単位期間内における複数回分の張力の平均値である平均張力を算出可能であり、トルク算出手段による駆動トルクの算出に用いる張力は、平均張力であることが好ましい。
これにより、瞬間的にイレギュラーなトルク変動があったとしても、変動のたびにアシストトルクを急激に変化させることがなくなるため、アシストトルクの急変による運転への影響を抑えることができる。
The electrically assisted bicycle according to the present invention has storage means capable of storing the tension detected by the tension detection means, and the torque calculation means is an average value of tensions for a plurality of times within a unit period stored by the storage means. The average tension can be calculated, and the tension used for calculating the driving torque by the torque calculating means is preferably the average tension.
As a result, even if there is an instantaneous irregular torque fluctuation, the assist torque is not suddenly changed every time the fluctuation occurs, so that the influence on the operation due to the sudden change of the assist torque can be suppressed.
本発明の電動アシスト自転車において、トルク算出手段が算出した駆動トルクを記憶可能な記憶手段を有し、トルク算出手段は、記憶手段が記憶した単位期間内における複数回分の駆動トルクの平均値である平均駆動トルクを算出可能であり、制御手段によるアシスト駆動手段の制御に用いる駆動トルクは、平均駆動トルクであることが好ましい。
これにより、瞬間的にイレギュラーなトルク変動があったとしても、変動のたびにアシストトルクを急激に変化させることがなくなるため、アシストトルクの急変による運転への影響を抑えることができる。
The electrically assisted bicycle of the present invention has storage means capable of storing the drive torque calculated by the torque calculation means, and the torque calculation means is an average value of the drive torque for a plurality of times within the unit period stored by the storage means. The average driving torque can be calculated, and the driving torque used for controlling the assist driving means by the control means is preferably the average driving torque.
As a result, even if there is an instantaneous irregular torque fluctuation, the assist torque is not suddenly changed every time the fluctuation occurs, so that the influence on the operation due to the sudden change of the assist torque can be suppressed.
本発明の駆動トルク検出方法は、クランク軸に付与された駆動トルクを、駆動伝達部材を介して車輪駆動軸へ伝達する電動アシスト自転車においてクランク軸に加わった駆動トルクを算出する駆動トルク検出方法であって、駆動伝達部材に連結された変形部に発生した歪み量を計測する歪み計測ステップと、計測した歪み量に基づいて駆動伝達部材に発生した張力を検出する張力検出ステップと、張力検出ステップで検出した張力に基づいてクランク軸に加わった駆動トルクを算出するトルク算出ステップとを有することを特徴としている。
これにより、重量の大幅な増加を招くことがなく、かつ、複雑な配線を用いることなく、簡易かつ正確にトルク検出を行うことが可能となる。
The drive torque detection method of the present invention is a drive torque detection method for calculating the drive torque applied to the crankshaft in an electrically assisted bicycle that transmits the drive torque applied to the crankshaft to the wheel drive shaft via the drive transmission member. A strain measurement step for measuring a strain amount generated in the deformed portion connected to the drive transmission member, a tension detection step for detecting a tension generated in the drive transmission member based on the measured strain amount, and a tension detection step. And a torque calculating step for calculating a driving torque applied to the crankshaft based on the tension detected in step (b).
As a result, torque can be detected easily and accurately without causing a significant increase in weight and without using complicated wiring.
本発明によると、重量の大幅な増加を招くことがなく、かつ、複雑な配線を用いることなく、簡易かつ正確にトルク検出を行うことが可能な電動アシスト自転車、および、駆動トルク検出方法を提供することができる。 According to the present invention, an electrically assisted bicycle and a driving torque detection method capable of simply and accurately detecting torque without causing a significant increase in weight and without using complicated wiring are provided. can do.
以下、本発明の実施形態に係る電動アシスト自転車および駆動トルク検出方法について図面を参照しつつ詳しく説明する。
図1は、本実施形態に係る電動アシスト自転車10を一部拡大して示す側面図である。図2は、電動アシスト自転車10の構成を示すブロック図である。図3は、本実施形態における張力検出部27の構成を示す正面図である。図4は、張力検出部27の構成を示す平面図である。図5は、張力検出部27の回路構成を示す図である。
図1、図3、および図4には、基準座標としてX−Y−Z座標が示されている。Z方向は鉛直方向に沿っており、X−Y面はZ方向に直交する水平方向に沿った面である。
Hereinafter, an electrically assisted bicycle and a driving torque detection method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a partially enlarged
In FIG. 1, FIG. 3, and FIG. 4, XYZ coordinates are shown as reference coordinates. The Z direction is along the vertical direction, and the XY plane is a plane along the horizontal direction orthogonal to the Z direction.
図1に示すように、電動アシスト自転車10は、フレーム11と、車輪駆動軸としての後輪スプロケット12と、駆動伝達部材としての駆動チェーン13と、ペダル部スプロケット14と、クランク軸15と、ペダル16と、検出部スプロケット21とを備える。さらに、図2に示すように、電動アシスト自転車10は、トルク検出手段としてのトルク検出部20と、メモリ32と、制御部41と、電源ユニット42と、モータ駆動部43と、モータ44と、入力部51と、表示部52とを備える。トルク検出部20は、張力検出手段としての張力検出部27と、トルク算出手段としてのトルク算出部31とを備える。電源ユニット42、モータ駆動部43、およびモータ44はアシスト駆動手段を構成する。また、図示しないが、電動アシスト自転車10は、フレーム11に組み付けられたフロントフォーク、フロントフォークに対して駆動軸が回転自在に支持された前輪、高さ調整可能にフレーム11に設けられたサドルなどを備える。
なお、図1においては、トルク検出部20のうち検出部スプロケット21以外の構成要素の図示を省略している。
As shown in FIG. 1, an electrically assisted
In FIG. 1, components of the
電動アシスト自転車10は、モータ44を駆動することによってアシストトルクを生じさせ、このアシストトルクを後輪スプロケット12へ与えることによって、ペダル16を踏む力Tr(図1)を低減させることが可能な自転車であり、トルク検出部20においてクランク軸15に加わった駆動トルクを検出し、この駆動トルクに基づいて、制御部41がモータ44の駆動を制御する。モータ44の駆動によって生じたアシストトルクは後輪スプロケット12に付与され、これにより、駆動輪としての後輪の回転駆動を補助する。
The electrically assisted
モータ44によるアシストのオン・オフや、モードの設定などは入力部51を操作することによって行い、設定内容は表示部52に表示されるとともにメモリ32に記憶される。入力部51と表示部52はハンドルバー(不図示)に設けられる。また、メモリ32には、張力の検出結果、トルクの算出結果、これらに係わる各種設定、例えばペダル部スプロケット14の半径r、ペダル部スプロケット14の中心14cとペダル16の連結位置16cとの距離Rなどが保存されている。
Assist on / off by the
車輪駆動軸としての後輪スプロケット12は、フレーム11によって回転可能に支持され、駆動輪としての後輪(不図示)を回転可能に軸支する。
The
また、フレーム11は、回転軸(不図示)を介して、ペダル部スプロケット14と2つのクランク軸15を回転可能に支持している。上記回転軸は、左右方向(X方向)に延び、フレーム11によって回転可能に支持されている。
Further, the
ペダル部スプロケット14は、半径rを有し、上記回転軸の左右方向の端部に取り付けられる。ペダル部スプロケット14は、その中心14cが上記回転軸の中心軸上に配置される。
The
2つのクランク軸15は、アーム状に延び、その一端がペダル部スプロケット14の左右両側から中心14cにそれぞれ係止されている。2つのクランク軸15は、ペダル部スプロケット14の半径方向において、中心14cを挟んで互いに反対方向に延びている。以上の構成によって、2つのクランク軸15とペダル部スプロケット14は、上記回転軸を介してフレーム11に支持され、上記回転軸を中心として回転可能とされる。
The two
2つのクランク軸15の他端には、左右方向に延びるペダル軸部15aがそれぞれ設けられ、2つのペダル軸部15aは互いに離れる方向に延設されている。これらのペダル軸部15aにはペダル16がそれぞれ保持されている。ペダル部スプロケット14の中心14cから、クランク軸15から延びるペダル軸部15aとペダル16との連結位置16cまでの長さはRである。連結位置16cはYZ平面においてペダル16の略中心に位置する。
The other end of the two
後輪スプロケット12とペダル部スプロケット14には、帯状のローラーチェーンで構成される駆動チェーン13が環状に掛け回されており、駆動チェーン13が有する複数のローラが後輪スプロケット12とペダル部スプロケット14の複数の歯底にそれぞれ嵌まる。このように、駆動チェーン13が後輪スプロケット12とペダル部スプロケット14のそれぞれに巻き付く構成により、駆動チェーン13には張力が作用する。電動アシスト自転車10においては、使用者がペダル16を踏むと、クランク軸15を介してペダル部スプロケット14が回転し、これによって張力が作用した駆動チェーン13は、そのローラが後輪スプロケット12とペダル部スプロケット14の歯底からそれぞれ外れることなく駆動され、後輪スプロケット12に支持された駆動輪に動力が伝達される。
なお、駆動伝達部材としては、ローラーチェーンで構成される駆動チェーンに代えて、帯状のベルトを環状にして後輪スプロケット12とペダル部スプロケット14に掛け回した形態も可能である。
A
As the drive transmission member, instead of the drive chain formed of a roller chain, a form in which a belt-like belt is looped and hung around the
駆動チェーン13は、後輪スプロケット12とペダル部スプロケット14のほかに、Z方向上側の上部13aにおいてトルク検出部20の検出部スプロケット21に掛け回されている。ギア部としての検出部スプロケット21は、図3に示すように、保持具22によって保持され、保持具22は支持板23に固定されている。
In addition to the
保持具22は、本体部22aの内部空間においてX方向に延びる軸部22bを備える。この軸部22bを、検出部スプロケット21を厚み方向(X方向)に貫通する孔部21a内に回転可能に挿通させることによって、検出部スプロケット21は、駆動チェーン13の上部13aと噛み合った状態で回転可能となる。また、保持具22の本体部22aの上面からは円筒状の結合部22cが上方へ延びている。この結合部22cを、支持板23を厚み方向(Z方向)に貫通する孔部23a内に挿入・固定することによって、保持具22と支持板23が互いに結合される。
The
支持板23は、図3と図4に示すように、弾性変形可能な長板状の変形部24(起歪体)の長手方向(X方向)の中央に固定されている。この変形部24の長手方向の両端には固定部25、26がそれぞれ固定されている。これらの固定部25、26は、フレーム11にそれぞれ固定されている。この構成により、検出部スプロケット21は、変形部24の長手方向の中央において保持具22を介して保持され、また、変形部24の弾性力により、検出部スプロケット21に噛み合う駆動チェーン13の張力の変化に応じてZ方向に変位可能となる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
検出部スプロケット21は、検出部スプロケット21を設けない状態C1(図1)の駆動チェーン13の上部13aの位置よりも上方で変位できるような高さ位置に配置されている。これにより、駆動チェーン13の上部13aには、駆動トルクによって変化する駆動チェーン13の張力に応じた、Z方向に沿った力F(図1)がかかる。
The
図4に示すように、変形部24のうち、支持板23と固定部25との間の領域の上面24aには、支持板23側から順に歪みゲージG1、G3が設けられ、支持板23と固定部26との間の領域の上面24bには、支持板23側から順に歪みゲージG4、G2が設けられている。なお、図4においては、歪みゲージG1〜G4の詳細なパターンの表示は省略している。歪みゲージG1〜G4は、例えば、絶縁性のベース材上に所定の金属パターンを印刷したものであり、変形部24の所定位置に貼り付けて使用する。
As shown in FIG. 4, strain gauges G <b> 1 and G <b> 3 are provided in order from the
図5に示すように、歪みゲージG1〜G4は、抵抗値R1〜R4をそれぞれ有し、ブリッジ回路を形成している。すなわち、第1の歪みゲージG1と第3の歪みゲージG3が直列に配置され、また、第4の歪みゲージG4と第2の歪みゲージG2が直列に配置されており、歪みゲージG1、G3と、歪みゲージG4、G2とは、電圧V1を有する電源Sに対して互いに並列になるように接続されている。また、増幅部Uが設けられており、その正極入力には第1の歪みゲージG1と第3の歪みゲージG3の接続点P1の電圧V2が入力され、負極入力には第4の歪みゲージG4と第2の歪みゲージG2の接続点P2の電圧V3とが入力される。 As shown in FIG. 5, the strain gauges G1 to G4 have resistance values R1 to R4, respectively, and form a bridge circuit. That is, the first strain gauge G1 and the third strain gauge G3 are arranged in series, and the fourth strain gauge G4 and the second strain gauge G2 are arranged in series, and the strain gauges G1, G3 and The strain gauges G4 and G2 are connected in parallel to the power source S having the voltage V1. Further, an amplifying unit U is provided, and a voltage V2 at a connection point P1 between the first strain gauge G1 and the third strain gauge G3 is input to the positive electrode input, and a fourth strain gauge G4 is input to the negative electrode input. And the voltage V3 at the connection point P2 of the second strain gauge G2.
使用者がペダル16を踏むことによってペダル部スプロケット14に対して駆動トルクが加わると、駆動チェーン13には引っ張る方向の力が働くため、駆動チェーン13の張力に変化が生じる。すなわち、運転状況の変化に応じて駆動トルクが変化すると駆動チェーン13に生ずる張力も変化する。この張力変化によって、検出部スプロケット21に対してZ方向に沿ってかかる力F(図1)も変化し、これによって、検出部スプロケット21を保持する支持板23がZ方向において変位し、この変位にしたがって変形部24が変形する。この変形にともなって歪みゲージG1〜G4がそれぞれ変形するため、それぞれの抵抗値R1〜R4が変化することから、抵抗値の変化にともなって増幅部Uからの出力に変化が生じる。基本的には、ペダル部スプロケット14に対して加わる駆動トルクが大きいほど、駆動チェーン13は図1に示すC1の状態により近づこうとするため、Fの値が大きくなる。Fの値が大きくなると、変形部24の変形量(撓み量)が大きくなり、抵抗値R1〜R4が変化し、増幅部Uからの出力に変化が生じる。例えば、図1または図4に示すように、下向きの力Fがかかると、力Fがかかっていない場合に比べて、固定部25、26側に設けられた歪みゲージG1、G2はそれぞれ収縮するため対応する抵抗値R1、R2は小さくなり、また、支持板23側の歪みゲージG3、G4はそれぞれ伸張するため対応する抵抗値R3、R4は大きくなる。よって、力Fがかかっていない状態と比べて増幅器Uからの出力は大きくなる。
When driving torque is applied to the
増幅部Uからの出力はアナログデジタルコンバータ(ADC)でデジタル信号に変換され、張力の変化量として出力される。この出力信号は、制御部41を介してトルク算出部31へ送出されるとともに、メモリ32に保存される。
The output from the amplifying unit U is converted into a digital signal by an analog-digital converter (ADC) and output as a change in tension. The output signal is sent to the
トルク算出部31においては、ADCからの出力信号に基づいて駆動トルクを算出する。ADCからの出力信号は、張力の変化量に対応し、この信号に基づいて、検出部スプロケット21を用いた場合と用いない場合C1の駆動チェーン13の上部13aのずれ角度θ(図1)、および、検出部スプロケット21にかかる力Fを算出することができる。これらの算出結果と、ペダル部スプロケット14の半径rおよび、ペダル部スプロケット14の中心14cからペダル16の連結位置16cまでのクランク軸15の長さRから、次式(1)によって、ペダル16を踏む力Trを算出することができる。この算出結果はメモリ32に保存される。
Tr=(F・r)/(R・sinθ) (1)
このように算出した力Trと長さRに基づいて、クランク軸15に加わった駆動トルクを算出することができる。
The
Tr = (F · r) / (R · sin θ) (1)
Based on the force Tr and the length R calculated in this way, the driving torque applied to the
ここで、トルク算出部31は、メモリ32に記憶された、単位期間内における複数回分の張力の平均値である平均張力を算出し、この平均張力に基づいて駆動トルクを算出することが好ましい。例えば、張力検出部27による検出を1秒ごとに行い、単位期間としての15秒間の複数回分の張力の平均値を算出して平均張力とする。
また、トルク算出部31は、メモリ32に記憶された、単位期間内における複数回分の駆動トルクの平均値である平均駆動トルクを算出し、この平均駆動トルクに基づいて制御部41はモータ44の制御を行うことが好ましい。例えば、トルク算出部31による算出を1秒ごとに行い、単位期間としての15秒間の複数回分の駆動トルクの平均値を算出して平均駆動トルクとする。
Here, it is preferable that the
Further, the
本実施形態の駆動トルク検出方法は、以下のステップによって、クランク軸15に加わった駆動トルクを検出する。
(1)駆動チェーン13に連結された変形部24上の歪みゲージG1〜G4に発生した歪み量を計測する(歪み計測ステップ)。
(2)計測した歪み量に基づいて駆動チェーン13に発生した張力を検出する(張力検出ステップ)。
(3)(2)の張力検出ステップで検出した張力に基づいて、クランク軸15に加わった駆動トルクを算出する(トルク算出ステップ)。
The drive torque detection method of this embodiment detects the drive torque applied to the
(1) The amount of strain generated in the strain gauges G1 to G4 on the
(2) The tension generated in the
(3) Based on the tension detected in the tension detection step of (2), the drive torque applied to the
以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果を奏する。
(1)ペダルを踏み込む力によって駆動チェーン13の張力は変化する。すなわち、クランク軸15に発生する駆動トルクによって駆動チェーン13の張力は変化する。したがって、駆動チェーン13の張力の変化を計測することによって、クランク軸15における駆動トルクを算出することができ、算出した駆動トルクに応じて制御部41はモータ44を駆動させてアシストトルクを付与することができる。したがって、従来のように回転計の機構部分に組み込むことがなく、重量の大幅な増加を招くことがなく、かつ、複雑な配線を用いることなく、駆動トルクを簡易かつ正確に算出することができる。このため、駆動トルクを電気信号として伝送することが容易な電動アシスト自転車を提供することができる。
(2)変形部24の歪み量を歪みゲージG1〜G4で検出することによって、駆動チェーン13の張力の変化を計測することができ、回転トルクを容易かつ正確に算出することができる。
(3)ギア部としての検出部スプロケット21を介して、変形部24を駆動チェーン13に連結させることによって、駆動チェーン13の動きを大きく妨げることなくトルクを検出することができる。
(4)駆動トルクの算出に用いる張力を平均張力とし、及び/又は、制御部41によるモータ44の制御を平均駆動トルクに基づいて行うことにより、瞬間的にイレギュラーなトルク変動があったとしても、変動のたびにアシストトルクを急激に変化させることがなくなるため、アシストトルクの急変による運転への影響を抑えることができる。
With the configuration described above, the following effects are achieved according to the above embodiment.
(1) The tension of the
(2) By detecting the strain amount of the deforming
(3) By connecting the
(4) Assuming that the tension used for calculating the drive torque is the average tension and / or that the control of the
以下に変形例について説明する。
上記実施形態においては、支持板23を変形部24の中央に配置して、変形部24の両端を2つの固定部25、26によってフレーム11へそれぞれ固定する両持ち構成としていたが、これに代えて、変形部24の一端のみをフレーム11へ固定する片持ち構成としてもよい。これによって、簡易かつコンパクトな構成とすることが可能となる。
A modification will be described below.
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、駆動チェーン13の上部13aに検出部スプロケット21を回転可能に取り付けていたが、駆動チェーン13の下部13bに検出部スプロケット21を回転可能に取り付けて駆動チェーン13の張力を測定することもできる。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
In the above-described embodiment, the
Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be improved or changed within the scope of the purpose of the improvement or the idea of the present invention.
上記実施形態においては、駆動チェーン13はリングチェーンとしたが、ベルトで駆動力を伝達する方法でも良い。
In the above embodiment, the
以上のように、本発明に係る電動アシスト自転車および駆動トルク検出方法は、簡易かつ正確にトルク検出を行うことができる点で有用である。 As described above, the electrically assisted bicycle and the drive torque detection method according to the present invention are useful in that torque detection can be performed easily and accurately.
10 電動アシスト自転車
11 フレーム
12 後輪スプロケット
13 駆動チェーン(駆動伝達部材)
14 ペダル部スプロケット
15 クランク軸
15a ペダル軸部
16 ペダル
20 トルク検出部
21 検出部スプロケット
22 保持具
23 支持板
24 変形部
25、26 固定部
27 張力検出部
31 トルク算出部
32 メモリ
41 制御部
42 電源ユニット
43 モータ駆動部
44 モータ
51 入力部
52 表示部
G1、G2、G3、G4 歪みゲージ
S 電源
Tr ペダルを踏む力
U 増幅部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記フレームに設けられ、駆動輪を回転可能に軸支する車輪駆動軸と、
前記フレームに回転可能に設けられ、駆動トルクが付与されるクランク軸と、
前記駆動トルクを前記クランク軸から前記車輪駆動軸へ伝達可能となるように環状に掛け回された、帯状の駆動伝達部材と、
前記車輪駆動軸にアシストトルクを付与することによって前記駆動輪の回転駆動を補助するアシスト駆動手段と、
前記クランク軸に加わった駆動トルクを検出するトルク検出手段と、
前記クランク軸に加わった駆動トルクに基づいて前記アシスト駆動手段を制御する制御手段とを有する電動アシスト自転車であって、
前記トルク検出手段は、前記駆動伝達部材に発生する張力を検出可能な張力検出手段と、前記張力に基づいて前記駆動トルクを算出するトルク算出手段と、を備えることを特徴とする電動アシスト自転車。 Frame,
A wheel drive shaft provided on the frame and rotatably supporting a drive wheel;
A crankshaft rotatably provided on the frame and provided with a driving torque;
A belt-like drive transmission member that is looped around so that the drive torque can be transmitted from the crankshaft to the wheel drive shaft;
Assist driving means for assisting rotational driving of the drive wheels by applying assist torque to the wheel drive shaft;
Torque detecting means for detecting drive torque applied to the crankshaft;
An electrically assisted bicycle having control means for controlling the assist drive means based on drive torque applied to the crankshaft;
The torque detection means comprises: a tension detection means capable of detecting a tension generated in the drive transmission member; and a torque calculation means for calculating the drive torque based on the tension.
前記トルク算出手段は、前記記憶手段が記憶した、単位期間内における複数回分の前記張力の平均値である平均張力を算出可能であり、
前記トルク算出手段による前記駆動トルクの算出に用いる前記張力は、前記平均張力であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電動アシスト自転車。 Storage means capable of storing the tension detected by the tension detection means;
The torque calculation means can calculate an average tension, which is an average value of the tensions for a plurality of times in a unit period, stored in the storage means,
The electrically assisted bicycle according to any one of claims 1 to 3, wherein the tension used to calculate the driving torque by the torque calculating means is the average tension.
前記トルク算出手段は、前記記憶手段が記憶した単位期間内における複数回分の前記駆動トルクの平均値である平均駆動トルクを算出可能であり、
前記制御手段による前記アシスト駆動手段の制御に用いる前記駆動トルクは、前記平均駆動トルクであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電動アシスト自転車。 Storage means capable of storing the drive torque calculated by the torque calculation means;
The torque calculating means can calculate an average driving torque that is an average value of the driving torque for a plurality of times within a unit period stored in the storage means,
The electrically assisted bicycle according to any one of claims 1 to 3, wherein the driving torque used for controlling the assist driving means by the control means is the average driving torque.
前記駆動伝達部材に連結された変形部に発生した歪み量を計測する歪み計測ステップと、
計測した前記歪み量に基づいて前記駆動伝達部材に発生した張力を検出する張力検出ステップと、
前記張力検出ステップで検出した前記張力に基づいて前記クランク軸に加わった駆動トルクを算出するトルク算出ステップとを有することを特徴とする駆動トルク検出方法。 A drive torque detection method for calculating a drive torque applied to the crankshaft in an electrically assisted bicycle that transmits a drive torque applied to the crankshaft to a wheel drive shaft via a drive transmission member,
A strain measuring step for measuring the amount of strain generated in the deformed portion connected to the drive transmission member;
A tension detecting step for detecting a tension generated in the drive transmission member based on the measured strain amount;
And a torque calculating step of calculating a driving torque applied to the crankshaft based on the tension detected in the tension detecting step.
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JP2016139134A JP2018008611A (en) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Electric power assisted bicycle and method of detecting driving torque |
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JP2016139134A JP2018008611A (en) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Electric power assisted bicycle and method of detecting driving torque |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108860439A (en) * | 2018-08-15 | 2018-11-23 | 张云虎 | Its bicycle of moment sensing motor and application is set in a kind of electric assisted bicycle |
WO2021117806A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Bicycle component and bicycle |
-
2016
- 2016-07-14 JP JP2016139134A patent/JP2018008611A/en active Pending
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