JP3382597B2 - 電動モータ付き自転車およびその制御方法 - Google Patents
電動モータ付き自転車およびその制御方法Info
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- JP3382597B2 JP3382597B2 JP2000221305A JP2000221305A JP3382597B2 JP 3382597 B2 JP3382597 B2 JP 3382597B2 JP 2000221305 A JP2000221305 A JP 2000221305A JP 2000221305 A JP2000221305 A JP 2000221305A JP 3382597 B2 JP3382597 B2 JP 3382597B2
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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
る駆動力を人力による駆動力（以下踏力という）の変化
に対応して制御するようにした電動モータ付き自転車に
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
る駆動力を人力による駆動力（以下踏力という）の変化
に対応して制御するようにした電動モータ付き自転車に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】踏力を検出し、この踏力の大きさに比例
して電動モータの駆動力を制御するものが公知である
（特開昭５０−１２５４３８号、実開昭５６−７６５９
０号、特開平２−７４４９１号等）。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。
して電動モータの駆動力を制御するものが公知である
（特開昭５０−１２５４３８号、実開昭５６−７６５９
０号、特開平２−７４４９１号等）。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】ここに踏力は通常踏力を機械的変位に変
え、この機械的変位を電気的に検出することにより求め
られる。例えば踏力をチェーンを介して後輪に伝えるも
のでは、張り側のチェーンにばねによりチェーン走行方
向に直交する方向の変位を付与し、踏力の増減に伴うチ
ェーンの変位量から踏力を求めることができる（特開昭
５０−１２５４３８）。
え、この機械的変位を電気的に検出することにより求め
られる。例えば踏力をチェーンを介して後輪に伝えるも
のでは、張り側のチェーンにばねによりチェーン走行方
向に直交する方向の変位を付与し、踏力の増減に伴うチ
ェーンの変位量から踏力を求めることができる（特開昭
５０−１２５４３８）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この場合踏力は正確に
検出することが必要である。またこのように検出した踏
力によって、換言すれば踏力の大きさのみによってモー
タの駆動力を制御するものでは、仮にスタート時に過大
な踏力が加わることがあるとモータ出力も過大になって
しまうという不都合が生じる。
検出することが必要である。またこのように検出した踏
力によって、換言すれば踏力の大きさのみによってモー
タの駆動力を制御するものでは、仮にスタート時に過大
な踏力が加わることがあるとモータ出力も過大になって
しまうという不都合が生じる。
【０００５】
【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、踏力に基づいてモータ出力を正確に制御す
ることができ、常に運転者の踏力に対応した適切なモー
タ出力が得られるようにする電動モータ付き自転車の制
御方法を提供することを第１の目的とする。この発明は
この方法の実施に直接使用する電動モータ付き自転車を
提供することを第２の目的とする。
ものであり、踏力に基づいてモータ出力を正確に制御す
ることができ、常に運転者の踏力に対応した適切なモー
タ出力が得られるようにする電動モータ付き自転車の制
御方法を提供することを第１の目的とする。この発明は
この方法の実施に直接使用する電動モータ付き自転車を
提供することを第２の目的とする。
【０００６】
【発明の構成】本発明によれば第１の目的は、人力駆動
系と電気駆動系とを並列に設け、人力による踏力の変化
に対応して前記電気駆動系の出力を制御する電動モータ
付き自転車において、走行開始前の電源投入のたびに正
の踏力下限値を再設定し、その後踏力計測を開始して求
めた踏力計測値と前記踏力下限値との差から踏力指示値
を求め、この踏力指示値に基づいて前記電気駆動系の出
力を制御することを特徴とする電動モータ付き自転車の
制御方法、により達成される。
系と電気駆動系とを並列に設け、人力による踏力の変化
に対応して前記電気駆動系の出力を制御する電動モータ
付き自転車において、走行開始前の電源投入のたびに正
の踏力下限値を再設定し、その後踏力計測を開始して求
めた踏力計測値と前記踏力下限値との差から踏力指示値
を求め、この踏力指示値に基づいて前記電気駆動系の出
力を制御することを特徴とする電動モータ付き自転車の
制御方法、により達成される。
【０００７】ここに踏力下限値は、電源投入のたびに通
常運転での踏力の上限付近の値から走行に従って踏力の
各周期ごとの最小値に次第に接近させるように書き換え
ることによって求めることができる。
常運転での踏力の上限付近の値から走行に従って踏力の
各周期ごとの最小値に次第に接近させるように書き換え
ることによって求めることができる。
【０００８】また第２の目的は、人力駆動系と電気駆動
系とを並列に設け、人力による踏力の変化に対応して前
記電気駆動系の出力を制御する電動モータ付き自転車に
おいて、踏力を検出して踏力計測値を求める踏力検出手
段と；走行開始前の電源投入直後では通常の運転範囲で
の踏力計測値の上限近くに設定されかつ走行に従って踏
力計測値の各周期ごとの最小値に次第に接近させるよう
に書き換えられる踏力下限値を演算する踏力下限値演算
手段と；踏力計測値と前記踏力下限値との差を演算し踏
力指示値とする踏力指示値演算手段と；この踏力指示値
に基づいてモータ出力を制御する走行制御手段と；を備
えることを特徴とする電動モータ付き自転車、により達
成される。
系とを並列に設け、人力による踏力の変化に対応して前
記電気駆動系の出力を制御する電動モータ付き自転車に
おいて、踏力を検出して踏力計測値を求める踏力検出手
段と；走行開始前の電源投入直後では通常の運転範囲で
の踏力計測値の上限近くに設定されかつ走行に従って踏
力計測値の各周期ごとの最小値に次第に接近させるよう
に書き換えられる踏力下限値を演算する踏力下限値演算
手段と；踏力計測値と前記踏力下限値との差を演算し踏
力指示値とする踏力指示値演算手段と；この踏力指示値
に基づいてモータ出力を制御する走行制御手段と；を備
えることを特徴とする電動モータ付き自転車、により達
成される。
【０００９】
【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は正常時の踏力に基づく動作説明図、図
５は異常時の踏力を示す図、図６は同じく異常時の踏力
を示す図、図７は動作流れ図である。
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は正常時の踏力に基づく動作説明図、図
５は異常時の踏力を示す図、図６は同じく異常時の踏力
を示す図、図７は動作流れ図である。
【００１０】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。
【００１１】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。
【００１２】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。
【００１３】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４２（図２）を介して伝えられる。
【００１４】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。またこ
のクランク軸３２と駆動軸３０との間には遊星歯車機構
が介在されている。
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。またこ
のクランク軸３２と駆動軸３０との間には遊星歯車機構
が介在されている。
【００１５】この遊星歯車機構は遊星歯車からペダル踏
力が入力され、リング歯車から駆動軸３０に踏力が出力
される。そして中央のサン歯車に加わるトルクを踏力検
出手段としてのポテンショメータ４６で検出することに
より踏力Ｆを検出するように構成されている。モータ２
２の回転は一方向クラッチ４８および減速機５０を介し
て駆動軸３０に伝えられる。
力が入力され、リング歯車から駆動軸３０に踏力が出力
される。そして中央のサン歯車に加わるトルクを踏力検
出手段としてのポテンショメータ４６で検出することに
より踏力Ｆを検出するように構成されている。モータ２
２の回転は一方向クラッチ４８および減速機５０を介し
て駆動軸３０に伝えられる。
【００１６】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。図１において５６は前輪５８の
回転速度から車速Ｓを求めるための車速センサである。
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。図１において５６は前輪５８の
回転速度から車速Ｓを求めるための車速センサである。
【００１７】ポテンショメータ４６で検出した踏力Ｆは
コントロ−ラ５４に入力され、このコントロ−ラ５４は
この踏力Ｆに基づいてモータ電流を制御しモータ出力す
なわちモータトルクＴMを発生させる。
コントロ−ラ５４に入力され、このコントロ−ラ５４は
この踏力Ｆに基づいてモータ電流を制御しモータ出力す
なわちモータトルクＴMを発生させる。
【００１８】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はサイリスタブリッジやト
ランジスタブリッジで構成される。なおモータ２２には
フライホイールダイオード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はサイリスタブリッジやト
ランジスタブリッジで構成される。なおモータ２２には
フライホイールダイオード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。
【００１９】６８はＣＰＵ、６８ａはメモリである。Ｃ
ＰＵ６８は走行制御手段６８Ａの機能を持ち、踏力Ｆや
車速Ｓなどに基づいてモータ２２の出力（トルク）ＴM
の指令値ｉを出力する。すなわち踏力Ｆの周期的増減に
同期してモータ２２の出力（トルク）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
になったらモータ出力ＴMを制限して車速Ｓを制限する
ようにしてもよい。
ＰＵ６８は走行制御手段６８Ａの機能を持ち、踏力Ｆや
車速Ｓなどに基づいてモータ２２の出力（トルク）ＴM
の指令値ｉを出力する。すなわち踏力Ｆの周期的増減に
同期してモータ２２の出力（トルク）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
になったらモータ出力ＴMを制限して車速Ｓを制限する
ようにしてもよい。
【００２０】７０はゲート回路であり、ＣＰＵ６８から
供給される指令値ｉに対応してデューティ比が変化する
ゲート信号ｇを出力する。すなわち指令値ｉがモータ出
力Ｔ Mを増加させる時にはゲート信号ｇの（オン時間）
／（オフ時間＋オン時間）の値（デューティという）を
大きくする。
供給される指令値ｉに対応してデューティ比が変化する
ゲート信号ｇを出力する。すなわち指令値ｉがモータ出
力Ｔ Mを増加させる時にはゲート信号ｇの（オン時間）
／（オフ時間＋オン時間）の値（デューティという）を
大きくする。
【００２１】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の各スイッ
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。
するゲート信号ｇは、スイッチング回路６０の各スイッ
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。
【００２２】図３において、７２は踏力増減検出手段で
あり、踏力Ｆの時間微分ｄＦ／ｄｔを検出する。この踏
力増減検出手段７２では、図４に示すようにポテンショ
メータ４６で時間ｄｔごとに検出した踏力Ｆの計測値Ｆ
aの差、すなわち前回検出した計測値（前回値）Ｆ（ｔ
−ｄｔ）と、その次に検出した計測値（次回値）Ｆ
（ｔ）との差の符号を求めフラグを出力する。従って踏
力の計測値Ｆaが増加する間はこの差の符号は＋とな
り、逆に減少する間では−になり、この差に変化が無け
れば０となるから、フラグは図４に示すように差が０か
ら＋に変化する時に−から＋に、また差が０から−に変
化する時に＋から−に変化する。
あり、踏力Ｆの時間微分ｄＦ／ｄｔを検出する。この踏
力増減検出手段７２では、図４に示すようにポテンショ
メータ４６で時間ｄｔごとに検出した踏力Ｆの計測値Ｆ
aの差、すなわち前回検出した計測値（前回値）Ｆ（ｔ
−ｄｔ）と、その次に検出した計測値（次回値）Ｆ
（ｔ）との差の符号を求めフラグを出力する。従って踏
力の計測値Ｆaが増加する間はこの差の符号は＋とな
り、逆に減少する間では−になり、この差に変化が無け
れば０となるから、フラグは図４に示すように差が０か
ら＋に変化する時に−から＋に、また差が０から−に変
化する時に＋から−に変化する。
【００２３】図３において７４は踏力周期検出手段であ
り、踏力Ｆの増減の周期Ｔを求める。実際には図４に示
すように、フラグが＋から−に変化する時点ｔ1から、
−が＋に変化する時点ｔ2までの時間を計時することに
より周期Ｔの半分Ｔ／２を求める。
り、踏力Ｆの増減の周期Ｔを求める。実際には図４に示
すように、フラグが＋から−に変化する時点ｔ1から、
−が＋に変化する時点ｔ2までの時間を計時することに
より周期Ｔの半分Ｔ／２を求める。
【００２４】７６は異常判別手段であり、求めた周期Ｔ
またはＴ／２が適正な範囲に入っているか否かを調べ、
適正範囲外なら異常有りとしてモータ２２の駆動を停止
させる。実際にはＴ／２を正常時にとり得る最長限界と
比較し、最長限界以下なら正常と判定する。例えば図５
のように周期Ｔまたはその半分Ｔ／２が最長限界を越え
て長くなった時には異常と判別し、周期が最長限界を越
えた直後にモータによる動力補助を停止する。
またはＴ／２が適正な範囲に入っているか否かを調べ、
適正範囲外なら異常有りとしてモータ２２の駆動を停止
させる。実際にはＴ／２を正常時にとり得る最長限界と
比較し、最長限界以下なら正常と判定する。例えば図５
のように周期Ｔまたはその半分Ｔ／２が最長限界を越え
て長くなった時には異常と判別し、周期が最長限界を越
えた直後にモータによる動力補助を停止する。
【００２５】なおこの実施例では、踏力の計測値Ｆaを
そのまま踏力Ｆとしてモータ出力ＴMを求めるのでな
く、踏力計測値Ｆaと所定の踏力下限値Ｆmとの差（Ｆa
−Ｆm）を踏力指示値Ｆiとして求め、この指示値Ｆi に
基づいてモータ出力ＴMを求めている。図３の７８はこ
の演算を行う踏力指示値演算手段である。
そのまま踏力Ｆとしてモータ出力ＴMを求めるのでな
く、踏力計測値Ｆaと所定の踏力下限値Ｆmとの差（Ｆa
−Ｆm）を踏力指示値Ｆiとして求め、この指示値Ｆi に
基づいてモータ出力ＴMを求めている。図３の７８はこ
の演算を行う踏力指示値演算手段である。
【００２６】ここに踏力下限値Ｆmは電源投入直後では
通常の運転範囲での踏力計測値Ｆaの上限近くに設定し
ておき、走行に従って踏力計測値Ｆaの各周期ごとの最
小値に次第に接近させるように書き換えてゆく。この演
算は踏力下限値演算手段８０で行われる。図４の踏力下
限値比較の欄の○印は、この書き換えを行うタイミング
を示している。
通常の運転範囲での踏力計測値Ｆaの上限近くに設定し
ておき、走行に従って踏力計測値Ｆaの各周期ごとの最
小値に次第に接近させるように書き換えてゆく。この演
算は踏力下限値演算手段８０で行われる。図４の踏力下
限値比較の欄の○印は、この書き換えを行うタイミング
を示している。
【００２７】このように踏力下限値Ｆmとの差（Ｆa−Ｆ
m）を踏力指示値Ｆiとしてモータ出力ＴMを求めること
により、万一過大な踏力計測値Ｆaが入力されてもモー
タ出力ＴMが過大になるのを防ぐことができる。なぜな
ら踏力下限値Ｆmは最初大きな値であり、その後書き換
えられて踏力計測値Ｆaの最小値付近に収れんしてゆく
からである。従って図６のように踏力計測値Ｆaが踏力
下限値Ｆmより小さく一定で変化しなければ、踏力指示
値Ｆiは負となり、異常とする。
m）を踏力指示値Ｆiとしてモータ出力ＴMを求めること
により、万一過大な踏力計測値Ｆaが入力されてもモー
タ出力ＴMが過大になるのを防ぐことができる。なぜな
ら踏力下限値Ｆmは最初大きな値であり、その後書き換
えられて踏力計測値Ｆaの最小値付近に収れんしてゆく
からである。従って図６のように踏力計測値Ｆaが踏力
下限値Ｆmより小さく一定で変化しなければ、踏力指示
値Ｆiは負となり、異常とする。
【００２８】次に図７を用いて動作を説明する。まず走
行開始前に電源を投入すると、ＣＰＵ６８はフラグを＋
に設定し（ステップ１００）、踏力下限値Ｆmを設定し
（ステップ１０２）、その他の初期化処理を行う。そし
て踏力計測を開始し、一定時間ｄｔごとに踏力計測値Ｆ
aを読込む（ステップ１０４）。踏力指示値演算手段７
８では踏力指示値Ｆi＝（Ｆa−Ｆm）の演算を所定時間
ｄｔの間隔で常時繰り返している（ステップ１０６）。
走行制御手段６８Ａではこの踏力指示値Ｆiに基づきモ
ータ出力ＴMを制御している。
行開始前に電源を投入すると、ＣＰＵ６８はフラグを＋
に設定し（ステップ１００）、踏力下限値Ｆmを設定し
（ステップ１０２）、その他の初期化処理を行う。そし
て踏力計測を開始し、一定時間ｄｔごとに踏力計測値Ｆ
aを読込む（ステップ１０４）。踏力指示値演算手段７
８では踏力指示値Ｆi＝（Ｆa−Ｆm）の演算を所定時間
ｄｔの間隔で常時繰り返している（ステップ１０６）。
走行制御手段６８Ａではこの踏力指示値Ｆiに基づきモ
ータ出力ＴMを制御している。
【００２９】踏力増減検出手段７２は踏力計測値Ｆaの
時間ｄｔ間の差（次回値−前回値）を求め（ステップ１
０８）、踏力が減少中であればこの差がマイナスである
として（ステップ１１０）、ステップ１００で設定した
フラグと一致するか調べる（ステップ１１２）。この場
合一致していないからフラグを＋から−に書き換える
（ステップ１１４）。すると周期検出手段７４はカウン
タにより計時を開始する（ステップ１１６）。
時間ｄｔ間の差（次回値−前回値）を求め（ステップ１
０８）、踏力が減少中であればこの差がマイナスである
として（ステップ１１０）、ステップ１００で設定した
フラグと一致するか調べる（ステップ１１２）。この場
合一致していないからフラグを＋から−に書き換える
（ステップ１１４）。すると周期検出手段７４はカウン
タにより計時を開始する（ステップ１１６）。
【００３０】そしてステップ１０６に戻り、踏力指示値
Ｆiを書き換え、モータ出力ＴMを制御する一方、時間ｄ
ｔ後において前記の差を求める（ステップ１０８）。踏
力が減少中であれば差はマイナスで（ステップ１１
０）、フラグ（−）と一致するから（ステップ１１
２）、カウンタに一定値を加算する（ステップ１１
８）。異常判別手段７６はカウンタの積算値を最長限界
と比較し、最長限界以下なら（ステップ１２０）、ステ
ップ１０６に戻る。踏力の減少中には差はマイナスでフ
ラグ（−）と一致するから（ステップ１０８、１１０、
１１２）、その間カウンタが加算されてゆく。この踏力
の減少中にカウンタの積算値が最長限界を越えると異常
有りとして、フラグを＋に変え（ステップ１２２）、カ
ウンタを０にリセットし（ステップ１２４）、モータ２
２による補助を停止させる（ステップ１２６）。
Ｆiを書き換え、モータ出力ＴMを制御する一方、時間ｄ
ｔ後において前記の差を求める（ステップ１０８）。踏
力が減少中であれば差はマイナスで（ステップ１１
０）、フラグ（−）と一致するから（ステップ１１
２）、カウンタに一定値を加算する（ステップ１１
８）。異常判別手段７６はカウンタの積算値を最長限界
と比較し、最長限界以下なら（ステップ１２０）、ステ
ップ１０６に戻る。踏力の減少中には差はマイナスでフ
ラグ（−）と一致するから（ステップ１０８、１１０、
１１２）、その間カウンタが加算されてゆく。この踏力
の減少中にカウンタの積算値が最長限界を越えると異常
有りとして、フラグを＋に変え（ステップ１２２）、カ
ウンタを０にリセットし（ステップ１２４）、モータ２
２による補助を停止させる（ステップ１２６）。
【００３１】周期ＴまたはＴ／２に対応するカウンタの
積算値が最長限界に到達する前に踏力が増加に変われ
ば、差はプラスとなり（ステップ１０８、１２８）、そ
の直前のフラグが−なので両者が不一致であるとし（ス
テップ１３０）、フラグを＋に書き換える（ステップ１
３２）。そしてカウンタを０にリセットしてから（ステ
ップ１３４）、踏力下限値Ｆmの書き換えが必要か否か
判別する（ステップ１３６）。
積算値が最長限界に到達する前に踏力が増加に変われ
ば、差はプラスとなり（ステップ１０８、１２８）、そ
の直前のフラグが−なので両者が不一致であるとし（ス
テップ１３０）、フラグを＋に書き換える（ステップ１
３２）。そしてカウンタを０にリセットしてから（ステ
ップ１３４）、踏力下限値Ｆmの書き換えが必要か否か
判別する（ステップ１３６）。
【００３２】この踏力下限値Ｆmの書き換えは図４で説
明したように踏力Ｆの最小値付近で行われ、この付近で
の踏力計測値（前回値）Ｆaが踏力下限値Ｆmより大きけ
れば書き換えない。小さければこの踏力計測値（前回
値）Ｆaと踏力下限値の算術平均を求めて、これを新た
な踏力下限値Ｆmとする（ステップ１３８）。このよう
に踏力計測値Ｆaの最小値が踏力下限値Ｆmより小さい間
は、１周期ごとに踏力下限値Ｆmを少しずつ減少させる
ように書き換えを繰り返す。
明したように踏力Ｆの最小値付近で行われ、この付近で
の踏力計測値（前回値）Ｆaが踏力下限値Ｆmより大きけ
れば書き換えない。小さければこの踏力計測値（前回
値）Ｆaと踏力下限値の算術平均を求めて、これを新た
な踏力下限値Ｆmとする（ステップ１３８）。このよう
に踏力計測値Ｆaの最小値が踏力下限値Ｆmより小さい間
は、１周期ごとに踏力下限値Ｆmを少しずつ減少させる
ように書き換えを繰り返す。
【００３３】本実施例ではフラグが＋から−に変化する
時点ｔ1から、−から＋に変化する時点ｔ2までを計時期
間としているが、本発明はこれに限定されない。フラグ
が−から＋に変化する時点ｔ2から次周期のフラグが＋
から−に変化する時点ｔ1までを計時してもよい。この
場合は図７の流れ図において、ステップ１００ではフラ
グをマイナス（−）に設定することになる。またクラン
ク軸の一定角度範囲の時間を計時してもよい。
時点ｔ1から、−から＋に変化する時点ｔ2までを計時期
間としているが、本発明はこれに限定されない。フラグ
が−から＋に変化する時点ｔ2から次周期のフラグが＋
から−に変化する時点ｔ1までを計時してもよい。この
場合は図７の流れ図において、ステップ１００ではフラ
グをマイナス（−）に設定することになる。またクラン
ク軸の一定角度範囲の時間を計時してもよい。
【００３４】また踏力下限値Ｆmの書き換えに際して
は、ＦaとＦmとの単純算術平均としているが、他の比率
での加重平均を用いて踏力下限値Ｆmを求めてもよい。
は、ＦaとＦmとの単純算術平均としているが、他の比率
での加重平均を用いて踏力下限値Ｆmを求めてもよい。
【００３５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、走行開始前の
電源投入のたびに正の踏力下限値（Ｆm）を再設定し、
その後踏力計測を開始して求めた踏力計測値とこの踏力
下限値との差を踏力指示値とし、この踏力指示値に基づ
きモータ出力を制御するものであるから、踏力に対応し
て適切なモータ駆動力を発生させることができ運転感を
向上させることができる。
電源投入のたびに正の踏力下限値（Ｆm）を再設定し、
その後踏力計測を開始して求めた踏力計測値とこの踏力
下限値との差を踏力指示値とし、この踏力指示値に基づ
きモータ出力を制御するものであるから、踏力に対応し
て適切なモータ駆動力を発生させることができ運転感を
向上させることができる。
【００３６】この場合に、踏力下限値（Ｆm）は、電源
投入のたびに通常走行時の踏力の上限付近から走行に従
って踏力の各周期ごとの最小値に次第に接近させるよう
に書き換えるようにすれば、仮にスタート時に過大な踏
力が加わってもモータ出力は過大にならず、その後踏力
下限値（Ｆm）も次第に減少してモータ出力も次第に増
大するからモータ出力は滑らかに増大してゆき、運転者
の踏力に適合した快適な運転感が得られる（請求項
２）。
投入のたびに通常走行時の踏力の上限付近から走行に従
って踏力の各周期ごとの最小値に次第に接近させるよう
に書き換えるようにすれば、仮にスタート時に過大な踏
力が加わってもモータ出力は過大にならず、その後踏力
下限値（Ｆm）も次第に減少してモータ出力も次第に増
大するからモータ出力は滑らかに増大してゆき、運転者
の踏力に適合した快適な運転感が得られる（請求項
２）。
【００３７】請求項３の発明によれば、この方法の実施
に直接使用する電動モータ付き自転車が得られる。
に直接使用する電動モータ付き自転車が得られる。
【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】コントローラの機能を示すブロック図
【図４】正常時の動作説明図
【図５】異常時の踏力計測値の一例を示す図
【図６】異常時の踏力計測値の他の例を示す図
【図７】動作流れ図
１４ 後輪
２２ 電動モータ
３６ クランクペダル
４６ 踏力検出手段としてのポテンショメータ
５４ コントローラ
６８ ＣＰＵ
６８Ａ 走行制御手段
７２ 踏力増減検出手段
７４ 踏力周期検出手段
７６ 異常判別手段
７８ 踏力指示値演算手段
８０ 踏力下限値演算手段
Ｆ 踏力
Ｆa 踏力計測値
Ｆm 踏力下限値
Ｆi 踏力指示値
Claims (3)
- 【請求項１】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、人力による踏力の変化に対応して前記電気駆動系の
出力を制御する電動モータ付き自転車において、走行開
始前の電源投入のたびに正の踏力下限値を再設定し、そ
の後踏力計測を開始して求めた踏力計測値と前記踏力下
限値との差から踏力指示値を求め、この踏力指示値に基
づいて前記電気駆動系の出力を制御することを特徴とす
る電動モータ付き自転車の制御方法。 - 【請求項２】 前記踏力下限値は、電源投入のたびに通
常運転での踏力の上限付近の値から走行に従って踏力の
各周期ごとの最小値に次第に接近させるように書き換え
ることによって求める請求項１の電動モータ付き自転車
の制御方法。 - 【請求項３】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、人力による踏力の変化に対応して前記電気駆動系の
出力を制御する電動モータ付き自転車において、 踏力を検出して踏力計測値を求める踏力検出手段と；走行開始前の 電源投入直後では通常の運転範囲での踏力
計測値の上限近くに設定されかつ走行に従って踏力計測
値の各周期ごとの最小値に次第に接近させるように書き
換えられる踏力下限値を演算する踏力下限値演算手段
と； 踏力計測値と前記踏力下限値との差を演算し踏力指示値
とする踏力指示値演算手段と； この踏力指示値に基づいてモータ出力を制御する走行制
御手段と； を備えることを特徴とする電動モータ付き自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000221305A JP3382597B2 (ja) | 1993-02-25 | 2000-07-21 | 電動モータ付き自転車およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05936593A JP3276443B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 電動モータ付き自転車 |
| JP2000221305A JP3382597B2 (ja) | 1993-02-25 | 2000-07-21 | 電動モータ付き自転車およびその制御方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05936593A Division JP3276443B2 (ja) | 1992-05-11 | 1993-02-25 | 電動モータ付き自転車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001055188A JP2001055188A (ja) | 2001-02-27 |
| JP3382597B2 true JP3382597B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=26400414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000221305A Expired - Fee Related JP3382597B2 (ja) | 1993-02-25 | 2000-07-21 | 電動モータ付き自転車およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3382597B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5107742B2 (ja) * | 2008-02-12 | 2012-12-26 | ヤマハ発動機株式会社 | 補助動力付き車両 |
| JP2015145238A (ja) * | 2015-04-03 | 2015-08-13 | 太陽誘電株式会社 | モータ駆動制御装置及び電動アシスト車 |
-
2000
- 2000-07-21 JP JP2000221305A patent/JP3382597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001055188A (ja) | 2001-02-27 |
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