JP3192296B2 - 電動モータ付き乗り物 - Google Patents
電動モータ付き乗り物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人力による駆動系と電
動モータによる駆動系とを並列に設け、電動モータによ
る駆動力（補助力）を人力による駆動力に略比例させて
制御するようにした電動モータ付き乗り物に関するもの
である。
動モータによる駆動系とを並列に設け、電動モータによ
る駆動力（補助力）を人力による駆動力に略比例させて
制御するようにした電動モータ付き乗り物に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】人力による駆動を例えば踏力により検出
し、予め記憶した電流−駆動力特性を用いてこの踏力の
大小に対応して電動モータの駆動力（すなわち駆動電
流）を制御するものが公知である（例えば実開昭５６−
７６５９０、特開平２−７４４９１号等参照）。すなわ
ち人力の負担が大きい時には電動モータの駆動力も増や
して人力の負荷を減らすものである。
し、予め記憶した電流−駆動力特性を用いてこの踏力の
大小に対応して電動モータの駆動力（すなわち駆動電
流）を制御するものが公知である（例えば実開昭５６−
７６５９０、特開平２−７４４９１号等参照）。すなわ
ち人力の負担が大きい時には電動モータの駆動力も増や
して人力の負荷を減らすものである。
【０００３】また人力と電動モータとの合力を検出し、
この合力によって電動モータの駆動力（補助力）を制御
するようにした電動モータ付きの自転車も提案されてい
る（実開平４−１２７０９０）。ここに人力をＴｈ、電
動モータの駆動力（補助力）をＴｍ＝ｋＴｈ（但しｋは
一定の係数）とすれば合力ＴｐはＴｐ＝Ｔｈ（１＋ｋ）
となる。
この合力によって電動モータの駆動力（補助力）を制御
するようにした電動モータ付きの自転車も提案されてい
る（実開平４−１２７０９０）。ここに人力をＴｈ、電
動モータの駆動力（補助力）をＴｍ＝ｋＴｈ（但しｋは
一定の係数）とすれば合力ＴｐはＴｐ＝Ｔｈ（１＋ｋ）
となる。
【０００４】しかし１回目の演算で合力Ｔｐ1 ＝Ｔｈ
（１＋ｋ）が求められると、２回目の演算では合力Ｔｐ
2 がＴｐ2 ＝（Ｔｈ＋ｋＴｐ1 ）＝Ｔｈ（１＋ｋ＋ｋ
2 ）となる。同様にｎ回目の演算では、Ｔｐｈ＝Ｔｈ×
Σｋn-1 （但しΣはｎ＝０からｎ＝ｎまでの総和を示
す）となる。この合力Ｔｐが演算を繰り返えすことによ
り発散しないためにはｋ＜１に設定する必要があり、例
えばｋ＝１／２にするとΣ（１／２）n ＝２となるか
ら、Ｔｐｎ＝２Ｔｈになる。
（１＋ｋ）が求められると、２回目の演算では合力Ｔｐ
2 がＴｐ2 ＝（Ｔｈ＋ｋＴｐ1 ）＝Ｔｈ（１＋ｋ＋ｋ
2 ）となる。同様にｎ回目の演算では、Ｔｐｈ＝Ｔｈ×
Σｋn-1 （但しΣはｎ＝０からｎ＝ｎまでの総和を示
す）となる。この合力Ｔｐが演算を繰り返えすことによ
り発散しないためにはｋ＜１に設定する必要があり、例
えばｋ＝１／２にするとΣ（１／２）n ＝２となるか
ら、Ｔｐｎ＝２Ｔｈになる。
【０００５】
【従来の技術の問題点】一般に電動モータでは、性能特
性のばらつきが発生することは避けられない。このため
電動モータの駆動力を踏力あるいは合力から求めた目標
値に一致させるように電流値を求めても、この電流・駆
動力特性がモータごとに変化する以上、目標とするモー
タ駆動力を正確に得ることは非常に困難である。
性のばらつきが発生することは避けられない。このため
電動モータの駆動力を踏力あるいは合力から求めた目標
値に一致させるように電流値を求めても、この電流・駆
動力特性がモータごとに変化する以上、目標とするモー
タ駆動力を正確に得ることは非常に困難である。
【０００６】そこでモータ駆動力を検出して目標の駆動
力に一致させるようにフィードバック制御することが考
えられる。しかし前記した踏力を検出してモータ駆動力
を決めるものでは、踏力のセンサの他に、モータ駆動力
のセンサが必要になり、センサの数が増えるという問題
がある。
力に一致させるようにフィードバック制御することが考
えられる。しかし前記した踏力を検出してモータ駆動力
を決めるものでは、踏力のセンサの他に、モータ駆動力
のセンサが必要になり、センサの数が増えるという問題
がある。
【０００７】また合力を検出するものにおいても合力の
センサの他にモータ駆動力または踏力を求めるセンサが
必要になり、同様の問題がある。
センサの他にモータ駆動力または踏力を求めるセンサが
必要になり、同様の問題がある。
【０００８】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、電動モータの性能や特性にばらつきがあっ
ても、また電動モータの特性が経年変化しても、常に正
しいモータ駆動力を発生させることができ、しかもセン
サの数が増えることもない電動モータ付き乗り物を提供
することを目的とする。
ものであり、電動モータの性能や特性にばらつきがあっ
ても、また電動モータの特性が経年変化しても、常に正
しいモータ駆動力を発生させることができ、しかもセン
サの数が増えることもない電動モータ付き乗り物を提供
することを目的とする。
【０００９】
【発明の構成】本発明によればこの目的は、人力駆動系
と電気駆動系とを並列に設け、前記電気駆動系による補
助力を前記人力駆動系による駆動力に略比例させて制御
する電動モータ付き乗り物において、前記補助力の休止
期間と印加期間を交互に周期的に設け、前記休止期間内
に前記人力駆動力を、また印加期間内に前記人力駆動力
および補助力の合力をそれぞれ検出する人力／合力検出
手段と、前記検出した人力駆動力に対応する前記補助力
の目標値を記憶するメモリと、前記人力／合力検出手段
で検出した合力から前記人力駆動力を減算することによ
り求めた前記補助力の実際値を前記目標値と比較して前
記目標値を修正する補助力演算／修正手段と、前記補助
力を前記修正した目標値に一致させるように前記補助力
を制御する電力回路とを備えることを特徴とする電動モ
ータ付き乗り物、により達成される。
と電気駆動系とを並列に設け、前記電気駆動系による補
助力を前記人力駆動系による駆動力に略比例させて制御
する電動モータ付き乗り物において、前記補助力の休止
期間と印加期間を交互に周期的に設け、前記休止期間内
に前記人力駆動力を、また印加期間内に前記人力駆動力
および補助力の合力をそれぞれ検出する人力／合力検出
手段と、前記検出した人力駆動力に対応する前記補助力
の目標値を記憶するメモリと、前記人力／合力検出手段
で検出した合力から前記人力駆動力を減算することによ
り求めた前記補助力の実際値を前記目標値と比較して前
記目標値を修正する補助力演算／修正手段と、前記補助
力を前記修正した目標値に一致させるように前記補助力
を制御する電力回路とを備えることを特徴とする電動モ
ータ付き乗り物、により達成される。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例の側面図、図２はそ
の動力系統図、図３はそのコントローラの機能を示すブ
ロック図、図４はその動作流れ図、図５は動作説明図、
図６はモータ印加電圧波形を模式的に示す図である。
の動力系統図、図３はそのコントローラの機能を示すブ
ロック図、図４はその動作流れ図、図５は動作説明図、
図６はモータ印加電圧波形を模式的に示す図である。
【００１１】図１において、符号１０はメインフレーム
であり、ヘッドパイプ１２から斜下後方へのびて後輪１
４の車軸に至る。このメインフレーム１０にほぼ直交す
るようにシートチューブ１６が固着され、このシートチ
ューブ１６の上端にはサドル１８を支持するシートポス
ト２０が固定されている。
であり、ヘッドパイプ１２から斜下後方へのびて後輪１
４の車軸に至る。このメインフレーム１０にほぼ直交す
るようにシートチューブ１６が固着され、このシートチ
ューブ１６の上端にはサドル１８を支持するシートポス
ト２０が固定されている。
【００１２】シートチューブ１６の下部には下に開いた
筒部１６ａが形成され、この中に永久磁石式直流電動モ
ータ２２が収容される。シートチューブ１６の下端には
動力ユニット２４が固定されている。この動力ユニット
２４はボトムブラケットケース（以下ＢＢケースとい
う）２６と、このＢＢケース２６から後方へのびるリヤ
ステー２８とを備え、このリヤステー２８の後端に後輪
１４が固定されている。なお右側のリヤステー２８には
駆動軸３０（図２参照）が挿通される。
筒部１６ａが形成され、この中に永久磁石式直流電動モ
ータ２２が収容される。シートチューブ１６の下端には
動力ユニット２４が固定されている。この動力ユニット
２４はボトムブラケットケース（以下ＢＢケースとい
う）２６と、このＢＢケース２６から後方へのびるリヤ
ステー２８とを備え、このリヤステー２８の後端に後輪
１４が固定されている。なお右側のリヤステー２８には
駆動軸３０（図２参照）が挿通される。
【００１３】動力ユニット２４のＢＢケース２６にはク
ランク軸３２が貫挿され、その両端にクランク３４が固
定されている。クランク３４にはクランクペダル３６、
３６が取付けられている。
ランク軸３２が貫挿され、その両端にクランク３４が固
定されている。クランク３４にはクランクペダル３６、
３６が取付けられている。
【００１４】後輪１４の車軸３８の左端は、左のリヤス
テー２８に固着したエンドプレート２８ａに固定され、
この車軸３８の右端は右のリヤステー２８に固定された
傘歯車ケース（図示せず）に固定されている。車軸３８
にはハブ（図示せず）が回転自在に保持され、このハブ
には駆動軸３０の回転が傘歯車機構および一方向クラッ
チ４０および内装式変速機構４２（図２）を介して伝え
られる。
テー２８に固着したエンドプレート２８ａに固定され、
この車軸３８の右端は右のリヤステー２８に固定された
傘歯車ケース（図示せず）に固定されている。車軸３８
にはハブ（図示せず）が回転自在に保持され、このハブ
には駆動軸３０の回転が傘歯車機構および一方向クラッ
チ４０および内装式変速機構４２（図２）を介して伝え
られる。
【００１５】動力ユニット２４には、クランク軸３２の
回転を一方向クラッチ４４（図２）を介して駆動軸３０
に伝える傘歯車（図示せず）が内装されている。モータ
２２の回転は一方向クラッチ４６および減速機４８を介
して駆動軸３０に伝えられる。
回転を一方向クラッチ４４（図２）を介して駆動軸３０
に伝える傘歯車（図示せず）が内装されている。モータ
２２の回転は一方向クラッチ４６および減速機４８を介
して駆動軸３０に伝えられる。
【００１６】駆動軸３０あるいは駆動軸３０から後輪１
４に至る間の回転駆動系には、この駆動軸３０に加わる
駆動力Ｔを検出するためのセンサ（人力／合力検出セン
サ）５０が取付けられている。このセンサ５０は例えば
駆動力３０の捩れを検出する構造のものとし、駆動軸３
０に貼着した歪みゲージの出力をスリップリングなどを
介して取出すものとすることができる。また後輪１４の
ハブ内に設けた内装式変速機構４２の遊星歯車によって
駆動反力を検出し、この反力を駆動力Ｔとするものであ
ってもよい。
４に至る間の回転駆動系には、この駆動軸３０に加わる
駆動力Ｔを検出するためのセンサ（人力／合力検出セン
サ）５０が取付けられている。このセンサ５０は例えば
駆動力３０の捩れを検出する構造のものとし、駆動軸３
０に貼着した歪みゲージの出力をスリップリングなどを
介して取出すものとすることができる。また後輪１４の
ハブ内に設けた内装式変速機構４２の遊星歯車によって
駆動反力を検出し、この反力を駆動力Ｔとするものであ
ってもよい。
【００１７】図１で５２は鉛電池などの充電可能な電
池、５４はコントローラであり、これらは前記メインフ
レーム１０のヘッドパイプ１２とシートチューブ１６と
の間に収容されている。
池、５４はコントローラであり、これらは前記メインフ
レーム１０のヘッドパイプ１２とシートチューブ１６と
の間に収容されている。
【００１８】コントローラ５４はチョッパ方式によりモ
ータ電流を制御するものである。すなわち直流電圧をク
ランク軸３２の回転周期に比べて十分に高い周波数でオ
ン・オフし、そのデューティ比｛＝オン時間／（オン時
間＋オフ時間）｝を変えることによりモータ電流・電圧
を連続的に制御するものである。
ータ電流を制御するものである。すなわち直流電圧をク
ランク軸３２の回転周期に比べて十分に高い周波数でオ
ン・オフし、そのデューティ比｛＝オン時間／（オン時
間＋オフ時間）｝を変えることによりモータ電流・電圧
を連続的に制御するものである。
【００１９】図１において５６は駆動軸３０の回転速度
から車速Ｓを求めるための車速センササである。この車
速センサ５６は駆動軸３０の回転速度と変速機構４２の
変速比とを用いて後輪１４の回転速度を求め、さらに車
速Ｓを演算するものである。
から車速Ｓを求めるための車速センササである。この車
速センサ５６は駆動軸３０の回転速度と変速機構４２の
変速比とを用いて後輪１４の回転速度を求め、さらに車
速Ｓを演算するものである。
【００２０】人力／合力検出センサ５０で検出した駆動
力Ｔと車速センサ５６で検出した車速Ｓとはコントロ−
ラ５４に入力され、このコントロ−ラ５４はこの駆動力
Ｔおよび車速Ｓに基づいて運転状態に対応したモータ電
流を演算する。そしてこのモータ電流を演算結果に一致
させるように制御し、モータ出力すなわち補助力Ｔｍを
発生させる。
力Ｔと車速センサ５６で検出した車速Ｓとはコントロ−
ラ５４に入力され、このコントロ−ラ５４はこの駆動力
Ｔおよび車速Ｓに基づいて運転状態に対応したモータ電
流を演算する。そしてこのモータ電流を演算結果に一致
させるように制御し、モータ出力すなわち補助力Ｔｍを
発生させる。
【００２１】コントローラ５４は図３に示すように構成
される。モータ２２と電池５２とは、スイッチング回路
６０と共に閉回路を形成し、この閉回路が主回路６２と
なる。スイッチング回路６０は例えばＭＯＳ−ＦＥＴで
構成される。なおモータ２２にはフライホールダイオー
ド６４が並列接続され、また電流検出用のシャント６６
が主回路６２に取付けられている。
される。モータ２２と電池５２とは、スイッチング回路
６０と共に閉回路を形成し、この閉回路が主回路６２と
なる。スイッチング回路６０は例えばＭＯＳ−ＦＥＴで
構成される。なおモータ２２にはフライホールダイオー
ド６４が並列接続され、また電流検出用のシャント６６
が主回路６２に取付けられている。
【００２２】６８はＣＰＵであり、人力Ｔｈや車速Ｓな
どに基づいてモータ２２の補助力Ｔｍの指令値ｉを出力
する。すなわち人力Ｔｈの周期的増減に同期してモータ
２２の補助力Ｔｍを周期的に増減させるように指令値ｉ
を出力する。また一定の車速Ｓになったら補助力Ｔｍを
制限して車速Ｓを制限するようにしてもよい。
どに基づいてモータ２２の補助力Ｔｍの指令値ｉを出力
する。すなわち人力Ｔｈの周期的増減に同期してモータ
２２の補助力Ｔｍを周期的に増減させるように指令値ｉ
を出力する。また一定の車速Ｓになったら補助力Ｔｍを
制限して車速Ｓを制限するようにしてもよい。
【００２３】ここに人力Ｔｈに対する補助力Ｔｍの目標
値はメモリ６８に予め記憶されている。すなわちＴｍ＝
ｋ・Ｔｈとして補助力係数ｋがこのメモリ６８Ａに記憶
される。補助力Ｔｍの演算はＣＰＵ６８の補助力演算／
修正手段６８Ｂで行われる。
値はメモリ６８に予め記憶されている。すなわちＴｍ＝
ｋ・Ｔｈとして補助力係数ｋがこのメモリ６８Ａに記憶
される。補助力Ｔｍの演算はＣＰＵ６８の補助力演算／
修正手段６８Ｂで行われる。
【００２４】実際には補助力はモータ２２の特性に応じ
て変わるべきものであるから、この補助力演算／修正手
段６８Ｂでは種々の修正を行う。目標とする補助力が適
宜修正されて求められると電力回路６８Ｃはモータ電流
のデューティ比を求め、モータ２２を制御するための指
令値ｉを出力する。
て変わるべきものであるから、この補助力演算／修正手
段６８Ｂでは種々の修正を行う。目標とする補助力が適
宜修正されて求められると電力回路６８Ｃはモータ電流
のデューティ比を求め、モータ２２を制御するための指
令値ｉを出力する。
【００２５】７０はゲート回路であり、ＣＰＵ６８から
供給されるデューティ比が変化する指令値ｉに対応して
スイッチング回路６０を駆動するゲート信号ｇを出力す
る。すなわちモータ出力ＴM を増加させる時には指令値
ｉの（オン時間）／（オフ時間＋オン時間）の値（デュ
ーティー比）を大きくする。
供給されるデューティ比が変化する指令値ｉに対応して
スイッチング回路６０を駆動するゲート信号ｇを出力す
る。すなわちモータ出力ＴM を増加させる時には指令値
ｉの（オン時間）／（オフ時間＋オン時間）の値（デュ
ーティー比）を大きくする。
【００２６】ここにゲート信号ｇは、モータ印加電圧を
図６に示すように休止期間ｔ1 と印加時間ｔ2 とを一定
周期（例えば２０〜３０Ｈ2 ）で交互に断続させると共
に、印加時間ｔ2 内においては十分に高い周波数（例え
ば１６ｋＨZ ）で踏力に略比例したデューティ比で断続
させる。ゲート回路７０が指令値ｉに基づいて出力する
ゲート信号ｇは、スイッチング回路６０のスイッチング
素子に送られ、各スイッチング素子を選択的にオン・オ
フさせる。
図６に示すように休止期間ｔ1 と印加時間ｔ2 とを一定
周期（例えば２０〜３０Ｈ2 ）で交互に断続させると共
に、印加時間ｔ2 内においては十分に高い周波数（例え
ば１６ｋＨZ ）で踏力に略比例したデューティ比で断続
させる。ゲート回路７０が指令値ｉに基づいて出力する
ゲート信号ｇは、スイッチング回路６０のスイッチング
素子に送られ、各スイッチング素子を選択的にオン・オ
フさせる。
【００２７】図３において７２はメインスイッチであ
り、このメインスイッチ７２をオンにするとＣＰＵ６８
は主回路６２に介在するメインリレー７４をオンにする
と共に、電源部７６、補器制御部７８、ゲート回路７
０、その他コントローラ５４の各部を全て起動状態にす
る。電源部７６は、例えばスイッチングレギュレータに
よって走行用の電池５２の電圧を降圧し、ＣＰＵ６８の
電源電圧や、補器８０の駆動電圧などを作る。
り、このメインスイッチ７２をオンにするとＣＰＵ６８
は主回路６２に介在するメインリレー７４をオンにする
と共に、電源部７６、補器制御部７８、ゲート回路７
０、その他コントローラ５４の各部を全て起動状態にす
る。電源部７６は、例えばスイッチングレギュレータに
よって走行用の電池５２の電圧を降圧し、ＣＰＵ６８の
電源電圧や、補器８０の駆動電圧などを作る。
【００２８】なお電源部７６には電池５２とは別の小容
量の電池８２を接続してもよく、この場合には、電池５
２の電圧をスイッチングレギュレータにより降圧してこ
の小容量の電池８２を充電するようにする。補器８０は
ランプ、メータ類を含み、これらは補器制御部７８の指
令により電源部７６の電力により駆動される。
量の電池８２を接続してもよく、この場合には、電池５
２の電圧をスイッチングレギュレータにより降圧してこ
の小容量の電池８２を充電するようにする。補器８０は
ランプ、メータ類を含み、これらは補器制御部７８の指
令により電源部７６の電力により駆動される。
【００２９】８４はブレーキスイッチであり、ブレーキ
作動を検出してＣＰＵ６８にブレーキ信号を送出する。
ＣＰＵ６８ではこのブレーキ信号に基づき、例え人力Ｔ
ｈが一定以上であってもモータの補助力Ｔｍを０にした
り制限させる。
作動を検出してＣＰＵ６８にブレーキ信号を送出する。
ＣＰＵ６８ではこのブレーキ信号に基づき、例え人力Ｔ
ｈが一定以上であってもモータの補助力Ｔｍを０にした
り制限させる。
【００３０】なお前記人力／合力検出センサ５０は、Ｃ
ＰＵ６８が出力する指令値ｉの印加時間ｔ2 と休止時間
ｔ1 とを示す同期信号ｃに同期して駆動力Ｔを検出す
る。ここに指令値ｉの印加時間ｔ2 内の一定時に検出し
た駆動力Ｔは、人力Ｔｈとモータ補助力Ｔｍの合力Ｔｐ
（＝Ｔｈ＋Ｔｍ）の実際値を示し、指令値ｉの休止時間
ｔ1 内の一定時に検出した駆動力Ｔは人力Ｔｈの実際値
を示す。
ＰＵ６８が出力する指令値ｉの印加時間ｔ2 と休止時間
ｔ1 とを示す同期信号ｃに同期して駆動力Ｔを検出す
る。ここに指令値ｉの印加時間ｔ2 内の一定時に検出し
た駆動力Ｔは、人力Ｔｈとモータ補助力Ｔｍの合力Ｔｐ
（＝Ｔｈ＋Ｔｍ）の実際値を示し、指令値ｉの休止時間
ｔ1 内の一定時に検出した駆動力Ｔは人力Ｔｈの実際値
を示す。
【００３１】このように指令値ｉの印加時間ｔ2 内に合
力Ｔｐを、休止時間ｔ1 内に人力Ｔｈをそれぞれ時間的
に分けて検出するため、１つの人力／合力検出センサ５
０で人力Ｔｈとモータ２２の補助力Ｔｍ（＝Ｔｐ−Ｔ
ｈ）とを求めることが可能になる。
力Ｔｐを、休止時間ｔ1 内に人力Ｔｈをそれぞれ時間的
に分けて検出するため、１つの人力／合力検出センサ５
０で人力Ｔｈとモータ２２の補助力Ｔｍ（＝Ｔｐ−Ｔ
ｈ）とを求めることが可能になる。
【００３２】ここに指令値ｉの印加時間ｔ2 内に発生す
る補助力Ｔｍは、この直前に求めた人力Ｔｈを用いてい
るから、印加時間ｔ2 内での補助力Ｔｍは一定である。
しかし人力Ｔｈの増加中（加速中）および減少中（減速
中）では、このセンサ５０で人力Ｔｈを求めた後の人力
Ｔｈは増加あるいは減少している。そこで加減速に応じ
た補正係数α1 を予めメモリ６８Ａに記憶しておき、補
助力Ｔｍを求める際にこの補正係数α1 を用いてＴｈ′
＝α1 Ｔｈ、Ｔｍ′＝（Ｔｐ−α1 Ｔｈ）の演算により
補正するのが望ましい。
る補助力Ｔｍは、この直前に求めた人力Ｔｈを用いてい
るから、印加時間ｔ2 内での補助力Ｔｍは一定である。
しかし人力Ｔｈの増加中（加速中）および減少中（減速
中）では、このセンサ５０で人力Ｔｈを求めた後の人力
Ｔｈは増加あるいは減少している。そこで加減速に応じ
た補正係数α1 を予めメモリ６８Ａに記憶しておき、補
助力Ｔｍを求める際にこの補正係数α1 を用いてＴｈ′
＝α1 Ｔｈ、Ｔｍ′＝（Ｔｐ−α1 Ｔｈ）の演算により
補正するのが望ましい。
【００３３】また補助力はＴｍ＝ｋ・Ｔｈ（ｋはメモリ
６８Ａに記憶した補助力係数）により求められるが、こ
のようにして求めた補助力Ｔｍはモータ２２の特性の変
化などにより、変化するため、計算上の目標補助力Ｔｍ
はモータ２２で発生している実補助力Ｔｍ′に一致する
とは限らない。そこでメモリ６８Ａに記憶した補助力係
数ｋを実際に求めた補助力（実際値）Ｔｍ′を用いて補
正する。すなわち、
６８Ａに記憶した補助力係数）により求められるが、こ
のようにして求めた補助力Ｔｍはモータ２２の特性の変
化などにより、変化するため、計算上の目標補助力Ｔｍ
はモータ２２で発生している実補助力Ｔｍ′に一致する
とは限らない。そこでメモリ６８Ａに記憶した補助力係
数ｋを実際に求めた補助力（実際値）Ｔｍ′を用いて補
正する。すなわち、
【００３４】
【数１】Ｔｍ′＝ｋ′Ｔｈ、 Ｔｍ＝ｋＴｈ、 Ｔｍ′＝α2 ・Ｔｍ、 ＝α2 ・ｋＴｈ＝ｋ′Ｔｈ ∴ｋ′＝α2 ・ｋ
【００３５】により補正係数α2 を求め、メモリ６８Ａ
に記憶する。そしてその後はこれらの補正係数α1 、α
2 を用いて演算を行いかつこれらの補正係数α1 、α2
を修正してゆく。
に記憶する。そしてその後はこれらの補正係数α1 、α
2 を用いて演算を行いかつこれらの補正係数α1 、α2
を修正してゆく。
【００３６】以上の動作を図４、５を用いて説明する。
まず、あるデューティ比で指令値ｉの休止時間をｔ1 、
印加時間をｔ2 、印加時間ｔ2 に入ってから合力Ｔｐを
検出するまでの時間ｔ3 をそれぞれ設定する（図４のス
テップ１００）。指令値ｉが休止の周期に入るとタイマ
１が起動し、時間Ｔ1 を測り始める（ステップ１０
２）。
まず、あるデューティ比で指令値ｉの休止時間をｔ1 、
印加時間をｔ2 、印加時間ｔ2 に入ってから合力Ｔｐを
検出するまでの時間ｔ3 をそれぞれ設定する（図４のス
テップ１００）。指令値ｉが休止の周期に入るとタイマ
１が起動し、時間Ｔ1 を測り始める（ステップ１０
２）。
【００３７】タイマ１が時間ｔ1 になると（ステップ１
０４）、タイマ１をリセットして（ステップ１０６）、
人力Ｔｈの測定を行う（ステップ１０８）。前回求めた
人力Ｔｈとの差を求め（ステップ１１０）、加速中か減
速中かに対応して前記した補正係数α1 をメモリ６８Ａ
から読出して、実際の人力Ｔｈ′をα1 Ｔｈにより求め
る（ステップ１１２）。この人力Ｔｈ′に対する補助力
係数ｋをメモリ６８Ａから求め（ステップ１１４）、補
助力Ｔｍ＝ｋＴｈ′＝Ｋ・α1 ・Ｔｈにより求める（ス
テップ１１６）。
０４）、タイマ１をリセットして（ステップ１０６）、
人力Ｔｈの測定を行う（ステップ１０８）。前回求めた
人力Ｔｈとの差を求め（ステップ１１０）、加速中か減
速中かに対応して前記した補正係数α1 をメモリ６８Ａ
から読出して、実際の人力Ｔｈ′をα1 Ｔｈにより求め
る（ステップ１１２）。この人力Ｔｈ′に対する補助力
係数ｋをメモリ６８Ａから求め（ステップ１１４）、補
助力Ｔｍ＝ｋＴｈ′＝Ｋ・α1 ・Ｔｈにより求める（ス
テップ１１６）。
【００３８】指令値ｉが印加時間ｔ2 に入ると、タイマ
２が起動して時間ｔ2 を測り始めると共に（ステップ１
１８）、補助力Ｔｍが実際に発生する（ステップ１２
０）。またこのタイマ２の起動と同時にタイマ３も起動
して、時間ｔ3 を測り始める（ステップ１２２）。時間
ｔ3 が設定値になると（ステップ１２４）、センサ５０
は合力Ｔｐを測定し（ステップ１２６）、タイマ３をリ
セットする（ステップ１２８）。
２が起動して時間ｔ2 を測り始めると共に（ステップ１
１８）、補助力Ｔｍが実際に発生する（ステップ１２
０）。またこのタイマ２の起動と同時にタイマ３も起動
して、時間ｔ3 を測り始める（ステップ１２２）。時間
ｔ3 が設定値になると（ステップ１２４）、センサ５０
は合力Ｔｐを測定し（ステップ１２６）、タイマ３をリ
セットする（ステップ１２８）。
【００３９】指令値ｉの印加時間ｔ2 が終ってタイマ２
が設定値になると（ステップ１３０）、このタイマ２を
リセットし（ステップ１３２）、補助力Ｔｍがなくなる
（ステップ１３４）。この時実際の補助力Ｔｍ′を前記
したようにして求め（ステップ１３６）、補正係数α2
および補助力係数ｋ′を求めてメモリ６８Ａに記憶する
（ステップ１３８）。この補助力係数ｋ′はこの後の演
算で用いられる。以上の動作を指令値ｉの１周期ごとに
繰り返えす。
が設定値になると（ステップ１３０）、このタイマ２を
リセットし（ステップ１３２）、補助力Ｔｍがなくなる
（ステップ１３４）。この時実際の補助力Ｔｍ′を前記
したようにして求め（ステップ１３６）、補正係数α2
および補助力係数ｋ′を求めてメモリ６８Ａに記憶する
（ステップ１３８）。この補助力係数ｋ′はこの後の演
算で用いられる。以上の動作を指令値ｉの１周期ごとに
繰り返えす。
【００４０】以上の実施例は踏力により人力を検出して
いるが、本発明を車椅子など手駆動の乗り物に適用した
場合には腕による駆動力を検出するのは勿論である。な
お本発明は人力運搬装置に適用したものを含み、この場
合には人力による索引力を検出する。本発明の乗り物は
運転者が乗っていない運搬車等も含む。
いるが、本発明を車椅子など手駆動の乗り物に適用した
場合には腕による駆動力を検出するのは勿論である。な
お本発明は人力運搬装置に適用したものを含み、この場
合には人力による索引力を検出する。本発明の乗り物は
運転者が乗っていない運搬車等も含む。
【００４１】
【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、モータ
補助力の休止期間内に人力をまた印加期間内に合力を測
定し、メモリに記憶したデータを用いて求めた人力に対
する補助力の目標値を求める。そしてこの補助力を加え
た状態で求めた合力および人力から補助力の実際値を検
出し、目標値との差から目標値の修正を行うようにした
ものであるから、電動モータの特性が不揃いであったり
経年変化しても、常に正しいモータ補助力を発生させる
ことができる。また１つのセンサで人力を合力とを求
め、これから補助力も求めるから、センサの数が増える
こともない。
補助力の休止期間内に人力をまた印加期間内に合力を測
定し、メモリに記憶したデータを用いて求めた人力に対
する補助力の目標値を求める。そしてこの補助力を加え
た状態で求めた合力および人力から補助力の実際値を検
出し、目標値との差から目標値の修正を行うようにした
ものであるから、電動モータの特性が不揃いであったり
経年変化しても、常に正しいモータ補助力を発生させる
ことができる。また１つのセンサで人力を合力とを求
め、これから補助力も求めるから、センサの数が増える
こともない。
【図１】本発明の一実施例の側面図
【図２】その動力系統図
【図３】モータ制御系統図
【図４】動作流れ図
【図５】動作説明図
【図６】モータ印加電圧の波形を示す図
２２ 電動モータ ３２ クランクペダル ５４ コントローラ ６８ ＣＰＵ ６８Ａ メモリ ６８Ｂ 補助力演算／修正手段 ６８Ｃ 電力回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62M 23/02 B62K 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、前記電気駆動系による補助力を前記人力駆動系によ
る駆動力に略比例させて制御する電動モータ付き乗り物
において、前記補助力の休止期間と印加期間を交互に周
期的に設け、前記休止期間内に前記人力駆動力を、また
印加期間内に前記人力駆動力および補助力の合力をそれ
ぞれ検出する人力／合力検出手段と、前記検出した人力
駆動力に対応する前記補助力の目標値を記憶するメモリ
と、前記人力／合力検出手段で検出した合力から前記人
力駆動力を減算することにより求めた前記補助力の実際
値を前記目標値と比較して前記目標値を修正する補助力
演算／修正手段と、前記補助力を前記修正した目標値に
一致させるように前記補助力を制御する電力回路とを備
えることを特徴とする電動モータ付き乗り物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25093193A JP3192296B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 電動モータ付き乗り物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25093193A JP3192296B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 電動モータ付き乗り物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781660A JPH0781660A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3192296B2 true JP3192296B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=17215155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25093193A Expired - Fee Related JP3192296B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 電動モータ付き乗り物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192296B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5749429A (en) * | 1995-04-03 | 1998-05-12 | Suzuki Kabushiki Kaisha | Power assist apparatus of power assisted bicycle |
| JP4118984B2 (ja) * | 1997-10-01 | 2008-07-16 | 本田技研工業株式会社 | 電動補助自転車 |
| JP4183791B2 (ja) * | 1998-03-26 | 2008-11-19 | 松下電器産業株式会社 | 補助動力装置付き車輌 |
| JP5442814B2 (ja) | 2012-07-12 | 2014-03-12 | 株式会社シマノ | 自転車用駆動ユニット |
| CN104085490A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-10-08 | 蒋学福 | 具有自充电功能的电动车 |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP25093193A patent/JP3192296B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0781660A (ja) | 1995-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |