JPH08276887A - アシストモータ付き自転車におけるクランクペダル位置制御装置 - Google Patents
アシストモータ付き自転車におけるクランクペダル位置制御装置Info
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- JPH08276887A JPH08276887A JP7902595A JP7902595A JPH08276887A JP H08276887 A JPH08276887 A JP H08276887A JP 7902595 A JP7902595 A JP 7902595A JP 7902595 A JP7902595 A JP 7902595A JP H08276887 A JPH08276887 A JP H08276887A
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- assist motor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アシストモータ付き自転車において、発進時
におけるクランクペダルの回転位置を乗員の好みに応じ
た初期位置に自動的にセットする。 【構成】 後輪を駆動する駆動スプロケット１０は第１
一方向クラッチ３５を介してクランクペダルを有するク
ランク軸７に接続されるとともに、第２一方向クラッチ
４９を介してアシストモータ１３に接続されており、ク
ランクペダルの踏力がアシストモータ１３の出力により
アシストされる。自転車の発進時に回転位置センサ６９
で検出したクランクペダルの回転位置が記憶手段に記憶
された初期位置に一致していない場合、第２一方向クラ
ッチ４９をロックした状態でアシストモータ１３を逆回
転させることにより、クランクペダルを前記初期位置ま
で回転させる。発進時に最初に踏力が加えられたクラン
クペダルの回転位置が、初期位置として記憶手段に記憶
される。
におけるクランクペダルの回転位置を乗員の好みに応じ
た初期位置に自動的にセットする。 【構成】 後輪を駆動する駆動スプロケット１０は第１
一方向クラッチ３５を介してクランクペダルを有するク
ランク軸７に接続されるとともに、第２一方向クラッチ
４９を介してアシストモータ１３に接続されており、ク
ランクペダルの踏力がアシストモータ１３の出力により
アシストされる。自転車の発進時に回転位置センサ６９
で検出したクランクペダルの回転位置が記憶手段に記憶
された初期位置に一致していない場合、第２一方向クラ
ッチ４９をロックした状態でアシストモータ１３を逆回
転させることにより、クランクペダルを前記初期位置ま
で回転させる。発進時に最初に踏力が加えられたクラン
クペダルの回転位置が、初期位置として記憶手段に記憶
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クランクペダルの踏力
を車輪に伝達する動力伝達系に走行用バッテリで駆動さ
れるアシストモータを介装し、クランクペダルの踏力に
応じてアシストモータを駆動するアシストモータ付き自
転車に関し、特にそのクランクペダル位置制御装置に関
する。
を車輪に伝達する動力伝達系に走行用バッテリで駆動さ
れるアシストモータを介装し、クランクペダルの踏力に
応じてアシストモータを駆動するアシストモータ付き自
転車に関し、特にそのクランクペダル位置制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】かかるアシストモータ付き自転車は、例
えば、特開平４−３２１４８２号公報、特開平５−２４
６３７８号公報により公知である。
えば、特開平４−３２１４８２号公報、特開平５−２４
６３７８号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アシストモ
ータの有無に関わらず、自転車を発進させるときにクラ
ンクペダルの回転位置が適切でないと強い踏力を加える
ことが難しいため、従来は足でクランクペダルを逆回転
させて乗員の好みにあった初期位置にセットしてから自
転車を発進させていた。
ータの有無に関わらず、自転車を発進させるときにクラ
ンクペダルの回転位置が適切でないと強い踏力を加える
ことが難しいため、従来は足でクランクペダルを逆回転
させて乗員の好みにあった初期位置にセットしてから自
転車を発進させていた。
【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、クランクペダルを乗員の好みにあった初期位置に自
動的にセットすることが可能なアシストモータ付き自転
車におけるクランクペダル位置制御装置を提供すること
を目的とする。
で、クランクペダルを乗員の好みにあった初期位置に自
動的にセットすることが可能なアシストモータ付き自転
車におけるクランクペダル位置制御装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明は、クランクペダルの踏
力を車輪に伝達する動力伝達系に走行用バッテリで駆動
されるアシストモータを介装し、クランクペダルの踏力
に応じてアシストモータを駆動するアシストモータ付き
自転車において、アシストモータによるアシスト走行を
可能にする電源スイッチと、クランクペダルの回転位置
を検出する回転位置センサと、発進時におけるクランク
ペダルの初期位置を記憶する記憶手段と、電源スイッチ
の閉成時にクランクペダルの回転位置を初期位置記憶手
段に記憶された初期位置に一致させるべくアシストモー
タを駆動する制御手段とを備えたことを特徴とする。
に、請求項１に記載された発明は、クランクペダルの踏
力を車輪に伝達する動力伝達系に走行用バッテリで駆動
されるアシストモータを介装し、クランクペダルの踏力
に応じてアシストモータを駆動するアシストモータ付き
自転車において、アシストモータによるアシスト走行を
可能にする電源スイッチと、クランクペダルの回転位置
を検出する回転位置センサと、発進時におけるクランク
ペダルの初期位置を記憶する記憶手段と、電源スイッチ
の閉成時にクランクペダルの回転位置を初期位置記憶手
段に記憶された初期位置に一致させるべくアシストモー
タを駆動する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、クランクペダルを初期位置に停止さ
せるべく該クランクペダルの回転を制動する制動手段を
備えたことを特徴とする。
１の構成に加えて、クランクペダルを初期位置に停止さ
せるべく該クランクペダルの回転を制動する制動手段を
備えたことを特徴とする。
【０００７】また請求項３に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、発進時にクランクペダルに第１踏力
が加えられたとき、そのときのクランクペダルの回転位
置を初期位置として記憶手段に記憶することを特徴とす
る。
１の構成に加えて、発進時にクランクペダルに第１踏力
が加えられたとき、そのときのクランクペダルの回転位
置を初期位置として記憶手段に記憶することを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】請求項１の構成によれば、発進時に電源スイッ
チを閉成するとアシストモータが駆動されてクランクペ
ダルの回転位置が予め記憶された初期位置にセットされ
るため、クランクペダルの回転位置を人力で前記初期位
置にセットする必要がなくなり、発進を容易に行うこと
が可能となる。
チを閉成するとアシストモータが駆動されてクランクペ
ダルの回転位置が予め記憶された初期位置にセットされ
るため、クランクペダルの回転位置を人力で前記初期位
置にセットする必要がなくなり、発進を容易に行うこと
が可能となる。
【０００９】請求項２の構成によれば、アシストモータ
によりクランクペダルが初期位置まで回転したときに制
動手段が作動してクランクペダルの回転を制動する。こ
れにより、クランクペダルが慣性で初期位置を通過する
ことが防止される。
によりクランクペダルが初期位置まで回転したときに制
動手段が作動してクランクペダルの回転を制動する。こ
れにより、クランクペダルが慣性で初期位置を通過する
ことが防止される。
【００１０】請求項３の構成によれば、発進時にクラン
クペダルに第１踏力が加えられたときの回転位置が初期
位置として記憶され、次回の発進時に記憶された初期位
置にクランクペダルがセットされる。
クペダルに第１踏力が加えられたときの回転位置が初期
位置として記憶され、次回の発進時に記憶された初期位
置にクランクペダルがセットされる。
【００１１】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１２】図１〜図９は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は自転車の全体側面図、図２は図１の２−２線
拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３
の４−４線断面図、図５は図２の５−５線拡大断面図、
図６は図４の６部拡大図、図７は図１の７方向から見た
スケルトン図、図８は制御系のブロック図、図９は作用
を説明するフローチャートである。
で、図１は自転車の全体側面図、図２は図１の２−２線
拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３
の４−４線断面図、図５は図２の５−５線拡大断面図、
図６は図４の６部拡大図、図７は図１の７方向から見た
スケルトン図、図８は制御系のブロック図、図９は作用
を説明するフローチャートである。
【００１３】図１に示すように、自転車Ｂは側面視でＶ
字状をなすメインフレーム１を備えており、このメイン
フレーム１の前端に設けたヘッドパイプ２に回動自在に
枢支されたフロントフォーク３の上端及び下端に、それ
ぞれハンドル４及び前輪Ｗｆが支持される。メインフレ
ーム１の下端近傍から後方に延びてステー５，５によっ
て補強されたリヤフォーク６，６に後輪Ｗｒが支持され
る。メインフレーム１の下端に回転自在に支持されたク
ランク軸７は左右一対のクランクアーム８L ，８R を備
えており、これらクランクアーム８L ，８R の先端にそ
れぞれクランクペダル９L ，９R が設けられる。クラン
ク軸７によって回転する駆動スプロケット１０と後輪Ｗ
ｒの車軸に設けた従動スプロケット１１とがチェーン１
２で接続されており、クランクペダル９L ，９R の踏力
によりクランク軸７が回転すると、その回転が駆動スプ
ロケット１０、チェーン１２及び従動スプロケット１１
を介して後輪Ｗｒに伝達される。
字状をなすメインフレーム１を備えており、このメイン
フレーム１の前端に設けたヘッドパイプ２に回動自在に
枢支されたフロントフォーク３の上端及び下端に、それ
ぞれハンドル４及び前輪Ｗｆが支持される。メインフレ
ーム１の下端近傍から後方に延びてステー５，５によっ
て補強されたリヤフォーク６，６に後輪Ｗｒが支持され
る。メインフレーム１の下端に回転自在に支持されたク
ランク軸７は左右一対のクランクアーム８L ，８R を備
えており、これらクランクアーム８L ，８R の先端にそ
れぞれクランクペダル９L ，９R が設けられる。クラン
ク軸７によって回転する駆動スプロケット１０と後輪Ｗ
ｒの車軸に設けた従動スプロケット１１とがチェーン１
２で接続されており、クランクペダル９L ，９R の踏力
によりクランク軸７が回転すると、その回転が駆動スプ
ロケット１０、チェーン１２及び従動スプロケット１１
を介して後輪Ｗｒに伝達される。
【００１４】メインフレーム１の下部に設けられて駆動
スプロケット１０に接続されたアシストモータ１３は、
クランクペダル９L ，９R の踏力をアシストする駆動力
を発生する。メインフレーム１の前部に設けられたバッ
テリボックス１４にはアシストモータ１３を駆動する複
数のＮｉ−Ｃｄ電池よりなる走行用バッテリ１５が収納
され、バッテリボックス１４の前端に電源スイッチ１６
が設けられる。メインフレーム１の後部にはアシストモ
ータ１３の駆動を制御する電子制御ユニットやモータド
ライバー等の制御装置１７が設けられる。
スプロケット１０に接続されたアシストモータ１３は、
クランクペダル９L ，９R の踏力をアシストする駆動力
を発生する。メインフレーム１の前部に設けられたバッ
テリボックス１４にはアシストモータ１３を駆動する複
数のＮｉ−Ｃｄ電池よりなる走行用バッテリ１５が収納
され、バッテリボックス１４の前端に電源スイッチ１６
が設けられる。メインフレーム１の後部にはアシストモ
ータ１３の駆動を制御する電子制御ユニットやモータド
ライバー等の制御装置１７が設けられる。
【００１５】次に、図２〜図７に基づいて自転車Ｂの駆
動機構Ｄの構造を詳述する。
動機構Ｄの構造を詳述する。
【００１６】駆動機構Ｄを収納するギヤハウジングは、
その主体部を構成する左ハウジング２１と、左ハウジン
グ２１に右側面開口部を閉塞する右ハウジング２２と、
左ハウジング２１の下面に結合される下部ハウジング２
３とからなる。左ハウジング２１の前上部は２本のボル
ト２４，２４によってメインフレーム１の下端に結合さ
れるとともに、左ハウジング２１及び右ハウジング２２
の後部は１本のボルト２５によってリヤフォーク６，６
の前端に共締めされる。また、下部ハウジング２３は複
数本のボルト２６…（図３に１本のみ図示）によって左
ハウジング２１の下面に結合される。
その主体部を構成する左ハウジング２１と、左ハウジン
グ２１に右側面開口部を閉塞する右ハウジング２２と、
左ハウジング２１の下面に結合される下部ハウジング２
３とからなる。左ハウジング２１の前上部は２本のボル
ト２４，２４によってメインフレーム１の下端に結合さ
れるとともに、左ハウジング２１及び右ハウジング２２
の後部は１本のボルト２５によってリヤフォーク６，６
の前端に共締めされる。また、下部ハウジング２３は複
数本のボルト２６…（図３に１本のみ図示）によって左
ハウジング２１の下面に結合される。
【００１７】クランク軸７の右端は、右ハウジング２２
にボールベアリング２７を介して支持したスリーブ２８
の内周にローラベアリング２９を介して支持され、また
クランク軸７の左端は、左ハウジング２１にボールベア
リング３０を介して支持される。クランク軸７の軸方向
中間部には、直径方向に貫通して軸方向に延びる貫通孔
７1 が形成される。貫通孔７1 の内部にクランク軸７と
同軸に収納されたトーションバー３１は、その左端（入
力端）に形成された頭部３１1 がカラー３２を介してク
ランク軸７に結合されるとともに、その右端（出力端）
に形成された頭部３１2 が環状の駆動部材３３の内周に
形成した凹溝に圧入により結合される（図４参照）。図
５に最も良く示されるように、クランク軸７の貫通孔７
1 の互いに対向する壁面は概略円弧状に湾曲しており、
これによりトーションバー３１の自由端側の頭部３１2
の固定端側の頭部３１1 に対する所定角度の相対回転を
許容するとともに、過大な荷重が作用したときのトーシ
ョンバー３１の最大捩じれ量を規制して該トーションバ
ー３１の破断を防止している。
にボールベアリング２７を介して支持したスリーブ２８
の内周にローラベアリング２９を介して支持され、また
クランク軸７の左端は、左ハウジング２１にボールベア
リング３０を介して支持される。クランク軸７の軸方向
中間部には、直径方向に貫通して軸方向に延びる貫通孔
７1 が形成される。貫通孔７1 の内部にクランク軸７と
同軸に収納されたトーションバー３１は、その左端（入
力端）に形成された頭部３１1 がカラー３２を介してク
ランク軸７に結合されるとともに、その右端（出力端）
に形成された頭部３１2 が環状の駆動部材３３の内周に
形成した凹溝に圧入により結合される（図４参照）。図
５に最も良く示されるように、クランク軸７の貫通孔７
1 の互いに対向する壁面は概略円弧状に湾曲しており、
これによりトーションバー３１の自由端側の頭部３１2
の固定端側の頭部３１1 に対する所定角度の相対回転を
許容するとともに、過大な荷重が作用したときのトーシ
ョンバー３１の最大捩じれ量を規制して該トーションバ
ー３１の破断を防止している。
【００１８】前記スリーブ２８の内周に固着されたベベ
ルギヤ３４と前記駆動部材３３との間に第１一方向クラ
ッチ３５が設けられる。図５から明らかなように、第１
一方向クラッチ３５は駆動部材３３の外周に枢支されて
図示せぬスプリングで拡開する方向に付勢された４個の
ラチェッチ爪３６…と、ベベルギヤ３４の内周に形成さ
れた多数のラチェッチ歯３４1 …とから構成される。
ルギヤ３４と前記駆動部材３３との間に第１一方向クラ
ッチ３５が設けられる。図５から明らかなように、第１
一方向クラッチ３５は駆動部材３３の外周に枢支されて
図示せぬスプリングで拡開する方向に付勢された４個の
ラチェッチ爪３６…と、ベベルギヤ３４の内周に形成さ
れた多数のラチェッチ歯３４1 …とから構成される。
【００１９】従って、クランクペダル９L ，９R を踏ん
でクランク軸７を正転させると、クランク軸７のトルク
はトーションバー３１、駆動部材３３、第１一方向クラ
ッチ３５、ベベルギヤ３４及びスリーブ２８を介して該
スリーブ２８の外周にスプライン結合された前記駆動ス
プロケット１０に伝達される。また、クランクペダル９
L ，９R を踏んでクランク軸７を逆転させると、第１一
方向クラッチ３５がスリップすることにより、前記クラ
ンク軸７の逆転が許容される。
でクランク軸７を正転させると、クランク軸７のトルク
はトーションバー３１、駆動部材３３、第１一方向クラ
ッチ３５、ベベルギヤ３４及びスリーブ２８を介して該
スリーブ２８の外周にスプライン結合された前記駆動ス
プロケット１０に伝達される。また、クランクペダル９
L ，９R を踏んでクランク軸７を逆転させると、第１一
方向クラッチ３５がスリップすることにより、前記クラ
ンク軸７の逆転が許容される。
【００２０】図３から明らかなように、左ハウジング２
１に支持されたアシストモータ１３から前下方に延びる
出力軸１３1 は、その先端部がボールベアリング４１を
介して左ハウジング２１の下端に支持される。左ハウジ
ング２１及び下部ハウジング２３に、一対のボールベア
リング４２，４３を介して第１中間軸４４が支持される
とともに、一対のボールベアリング４５，４６を介して
第２中間軸４７が支持される。アシストモータ１３の出
力軸１３1 に固設したスパーギヤ４８が第１中間軸４４
に第２一方向クラッチ４９を介して支持したスパーギヤ
５０に噛合し、第１中間軸４４に固設したスパーギヤ５
１が第２中間軸４７に固設したスパーギヤ５２に噛合す
る。そして第２中間軸４７に固設したベベルギヤ５３が
前記スリーブ２８に固設したベベルギヤ３４に噛合す
る。
１に支持されたアシストモータ１３から前下方に延びる
出力軸１３1 は、その先端部がボールベアリング４１を
介して左ハウジング２１の下端に支持される。左ハウジ
ング２１及び下部ハウジング２３に、一対のボールベア
リング４２，４３を介して第１中間軸４４が支持される
とともに、一対のボールベアリング４５，４６を介して
第２中間軸４７が支持される。アシストモータ１３の出
力軸１３1 に固設したスパーギヤ４８が第１中間軸４４
に第２一方向クラッチ４９を介して支持したスパーギヤ
５０に噛合し、第１中間軸４４に固設したスパーギヤ５
１が第２中間軸４７に固設したスパーギヤ５２に噛合す
る。そして第２中間軸４７に固設したベベルギヤ５３が
前記スリーブ２８に固設したベベルギヤ３４に噛合す
る。
【００２１】従って、アシストモータ１３が回転する
と、その出力軸１３1 のトルクは４個のスパーギヤ４
８，５０，５１，５２、２個のベベルギヤ５３，３４及
びスリーブ２８を介して駆動スプロケット１０に伝達さ
れる。また、走行用バッテリ１５の放電等によりアシス
トモータ１３の駆動が停止したとき、クランクペダル９
L，９R の踏力による駆動スプロケット１０の回転を妨
げないように第２一方向クラッチ４９が空転する。
と、その出力軸１３1 のトルクは４個のスパーギヤ４
８，５０，５１，５２、２個のベベルギヤ５３，３４及
びスリーブ２８を介して駆動スプロケット１０に伝達さ
れる。また、走行用バッテリ１５の放電等によりアシス
トモータ１３の駆動が停止したとき、クランクペダル９
L，９R の踏力による駆動スプロケット１０の回転を妨
げないように第２一方向クラッチ４９が空転する。
【００２２】尚、第２一方向クラッチ４９はソレノイド
駆動によるロック機構を備えており、ソレノイドに通電
すると空転側がロックされ、両方の回転方向に駆動力を
伝達することが可能となる。
駆動によるロック機構を備えており、ソレノイドに通電
すると空転側がロックされ、両方の回転方向に駆動力を
伝達することが可能となる。
【００２３】クランクペダル９L ，９R の踏力を検出す
る踏力検出手段Ｓは、クランク軸７の外周に軸方向摺動
可能に嵌合し、且つクランク軸７と一体に回転するスラ
イダインナ６１を備える。スライダインナ６１の外周に
突設したフランジに複数個のボール６２…を介してスラ
イダアウタ６３が相対回転可能に支持される。図６を併
せて参照すると明らかなように、駆動部材３３のスライ
ダインナ６１側の端面にはその直径上に位置するように
一対の凹状のカム面３３1 ，３３1 が形成されるととも
に、スライダインナ６１の端面には前記凹状のカム面３
３1 ，３３1 に係合する一対の凸状のカム面６１1 ，６
１1 が形成される。前記カム部材３３及びスライダイン
ナ６１は本発明の変換手段Ｃを構成する。
る踏力検出手段Ｓは、クランク軸７の外周に軸方向摺動
可能に嵌合し、且つクランク軸７と一体に回転するスラ
イダインナ６１を備える。スライダインナ６１の外周に
突設したフランジに複数個のボール６２…を介してスラ
イダアウタ６３が相対回転可能に支持される。図６を併
せて参照すると明らかなように、駆動部材３３のスライ
ダインナ６１側の端面にはその直径上に位置するように
一対の凹状のカム面３３1 ，３３1 が形成されるととも
に、スライダインナ６１の端面には前記凹状のカム面３
３1 ，３３1 に係合する一対の凸状のカム面６１1 ，６
１1 が形成される。前記カム部材３３及びスライダイン
ナ６１は本発明の変換手段Ｃを構成する。
【００２４】左ハウジング１にはクランク軸７を挟んで
ピボットボルト６４とストロークセンサ６５とが設けら
れており、一端をピボットボルト６４に枢支されたセン
サアーム６６の他端がストロークセンサ６５の検出ロッ
ド６５1 に当接する。センサアーム６６の中央部にはク
ランク軸７、スライダインナ６１及びスライダアウタ６
３が貫通する開口６６1 （図２参照）が形成されてお
り、この開口６６1 から半径方向内向きに突出するよう
に一対の突起６６2 ，６６2 （図４参照）が形成され
る。一対の突起６６2 ，６６2 と左ハウジング２１との
間にスプリング６７が縮設されており、スプリング６７
に弾発力で図４の右方向に付勢されたセンサアーム６６
の一対の突起６６2 ，６６2 がスライダアウタ６３を押
圧することにより、ボール６２…を介してスライダイン
ナ６１を駆動部材３３に押し付ける。その結果、駆動部
材３３のカム面３３1 ，３３1 がスライダインナ６１の
カム面６１1 ，６１1 に弾発的に当接する。
ピボットボルト６４とストロークセンサ６５とが設けら
れており、一端をピボットボルト６４に枢支されたセン
サアーム６６の他端がストロークセンサ６５の検出ロッ
ド６５1 に当接する。センサアーム６６の中央部にはク
ランク軸７、スライダインナ６１及びスライダアウタ６
３が貫通する開口６６1 （図２参照）が形成されてお
り、この開口６６1 から半径方向内向きに突出するよう
に一対の突起６６2 ，６６2 （図４参照）が形成され
る。一対の突起６６2 ，６６2 と左ハウジング２１との
間にスプリング６７が縮設されており、スプリング６７
に弾発力で図４の右方向に付勢されたセンサアーム６６
の一対の突起６６2 ，６６2 がスライダアウタ６３を押
圧することにより、ボール６２…を介してスライダイン
ナ６１を駆動部材３３に押し付ける。その結果、駆動部
材３３のカム面３３1 ，３３1 がスライダインナ６１の
カム面６１1 ，６１1 に弾発的に当接する。
【００２５】クランク軸７とトーションバー３１の頭部
３１1 とを結合するカラー３２の外周に形成した歯部３
２1 に、左ハウジング２１に支持した回転数センサ６８
及び回転位置センサ６９が対向する。回転数センサ６８
はクランク軸７の回転数を検出し、また回転位置センサ
６９はクランク軸７の回転位置（即ち、クランクペダル
９L ，９R の回転位置）を検出する。尚、回転数センサ
６８及び回転位置センサ６９は、回転パルスに位置パル
スを重畳することにより一体化が可能である。
３１1 とを結合するカラー３２の外周に形成した歯部３
２1 に、左ハウジング２１に支持した回転数センサ６８
及び回転位置センサ６９が対向する。回転数センサ６８
はクランク軸７の回転数を検出し、また回転位置センサ
６９はクランク軸７の回転位置（即ち、クランクペダル
９L ，９R の回転位置）を検出する。尚、回転数センサ
６８及び回転位置センサ６９は、回転パルスに位置パル
スを重畳することにより一体化が可能である。
【００２６】前記カラー３２の外周に形成した歯部３２
1 に制動手段７０が対向しており、制動手段７０をソレ
ノイドで駆動して前記歯部３２1 に摩擦力を付与するこ
とにより、クランク軸７の回転に制動力が付与される。
また、制動手段７０はこのような機械的な手段に限定さ
れず、アシストモータ１３に逆電圧を印加したりアシス
トモータ１３の電流をショートさせる等の電気的な手段
を採用することができる。
1 に制動手段７０が対向しており、制動手段７０をソレ
ノイドで駆動して前記歯部３２1 に摩擦力を付与するこ
とにより、クランク軸７の回転に制動力が付与される。
また、制動手段７０はこのような機械的な手段に限定さ
れず、アシストモータ１３に逆電圧を印加したりアシス
トモータ１３の電流をショートさせる等の電気的な手段
を採用することができる。
【００２７】図８に示すように、制御手段７１及び記憶
手段７２を有する制御装置１７には回転数センサ６８、
回転位置センサ６９、ストロークセンサ６５及び電源ス
イッチ１６が接続されており、制御手段７１はそれらセ
ンサで検出したクランク軸回転数、クランク軸回転位
置、踏力、電源スイッチ１６のＯＮ／ＯＦＦ及び記憶手
段に記憶されたマップやプログラムに基づいてアシスト
モータ１３、ロック機構を有する第２一方向クラッチ４
９及び制動手段７０の作動を制御する。
手段７２を有する制御装置１７には回転数センサ６８、
回転位置センサ６９、ストロークセンサ６５及び電源ス
イッチ１６が接続されており、制御手段７１はそれらセ
ンサで検出したクランク軸回転数、クランク軸回転位
置、踏力、電源スイッチ１６のＯＮ／ＯＦＦ及び記憶手
段に記憶されたマップやプログラムに基づいてアシスト
モータ１３、ロック機構を有する第２一方向クラッチ４
９及び制動手段７０の作動を制御する。
【００２８】次に、前述の構成を備えた本発明の実施例
の作用について説明する。
の作用について説明する。
【００２９】自転車Ｂを走行させるべく乗員がクランク
ペダル９L ，９R を踏むと、クランクアーム８L ，８R
を介してクランク軸７が回転し、そのクランク軸７のト
ルクはトーションバー３１から駆動部材３３、第１一方
向クラッチ３５、ベベルギヤ３４、スリーブ２８、駆動
スプロケット１０、チェーン１２及び従動スプロケット
１１を介して後輪Ｗｒに伝達される。このとき、クラン
クペダル９L ，９R の踏力の大きさが踏力検出手段Ｓに
より検出される。
ペダル９L ，９R を踏むと、クランクアーム８L ，８R
を介してクランク軸７が回転し、そのクランク軸７のト
ルクはトーションバー３１から駆動部材３３、第１一方
向クラッチ３５、ベベルギヤ３４、スリーブ２８、駆動
スプロケット１０、チェーン１２及び従動スプロケット
１１を介して後輪Ｗｒに伝達される。このとき、クラン
クペダル９L ，９R の踏力の大きさが踏力検出手段Ｓに
より検出される。
【００３０】即ち、クランクペダル９L ，９R の踏力に
応じたトルクがトーションバー３１に作用することによ
り、該トーションバー３１がクランク軸７に対して所定
角度だけ相対回転する。トーションバー３１がクランク
軸７に対して相対回転すると、図６に示すようにクラン
ク軸７に相対回転不能且つ軸方向摺動可能に支持された
スライダインナ６１が、トーションバー３１の出力端に
結合された駆動部材３３に対して矢印ａ方向に相対回転
する。その結果、スライダインナ６１のカム面６１1 ，
６１1 が駆動部材３３のカム面３３1 ，３３1 に押圧さ
れることにより、スライダインナ６１がスプリング６７
の弾発力に抗してクランク軸７上を矢印ｂ方向に摺動
し、スライダインナ６１と一体のスライダアウタ６３に
突起６６2，６６2 を押圧されたセンサアーム６６がピ
ボットボルト６４回りに揺動してストロークセンサ６５
の検出ロッド６５1 を押圧する。このとき、ストローク
センサ６５の検出ロッド６５1 のストロークはトーショ
ンバー３１の捩じれ量、即ちクランクペダル９L ，９R
の踏力に比例するため、ストロークセンサ６５の出力に
基づいて踏力を検出することができる。
応じたトルクがトーションバー３１に作用することによ
り、該トーションバー３１がクランク軸７に対して所定
角度だけ相対回転する。トーションバー３１がクランク
軸７に対して相対回転すると、図６に示すようにクラン
ク軸７に相対回転不能且つ軸方向摺動可能に支持された
スライダインナ６１が、トーションバー３１の出力端に
結合された駆動部材３３に対して矢印ａ方向に相対回転
する。その結果、スライダインナ６１のカム面６１1 ，
６１1 が駆動部材３３のカム面３３1 ，３３1 に押圧さ
れることにより、スライダインナ６１がスプリング６７
の弾発力に抗してクランク軸７上を矢印ｂ方向に摺動
し、スライダインナ６１と一体のスライダアウタ６３に
突起６６2，６６2 を押圧されたセンサアーム６６がピ
ボットボルト６４回りに揺動してストロークセンサ６５
の検出ロッド６５1 を押圧する。このとき、ストローク
センサ６５の検出ロッド６５1 のストロークはトーショ
ンバー３１の捩じれ量、即ちクランクペダル９L ，９R
の踏力に比例するため、ストロークセンサ６５の出力に
基づいて踏力を検出することができる。
【００３１】而して、制御装置１７の制御手段７１は、
踏力検出手段Ｓで検出した踏力とクランク軸回転数セン
サ６８で検出した車速とに基づいてアシストトルク（ア
シスト量及びアシストタイミング）をマップ検索し、そ
のアシストトルクを発揮させるべくアシストモータ１３
の駆動を制御する。
踏力検出手段Ｓで検出した踏力とクランク軸回転数セン
サ６８で検出した車速とに基づいてアシストトルク（ア
シスト量及びアシストタイミング）をマップ検索し、そ
のアシストトルクを発揮させるべくアシストモータ１３
の駆動を制御する。
【００３２】ところで、アシストトルクはクランクペダ
ル９L ，９R が１回転する間に踏力の変化に対応して増
減するが、個々の乗員によって踏力の加え方に個人差が
あり、しかも踏力を検出してからアシストモータ１３が
アシスト力を発揮するまでに時間遅れがあるため、乗員
に違和感を与えることがある。そこで、回転位置センサ
６９で検出したクランクペダル９L ，９R の回転位置
（クランク軸７の回転位置）と、それに対応する踏力と
を学習値として記憶手段７２に記憶しておき、蓄積され
た学習値に応じて前記マップ検索したアシストトルクの
アシスト量及びアシストタイミングを補正する。これに
より、アシストモータ１３に乗員の好みに応じた最適の
アシストトルクを発揮させることが可能となる。
ル９L ，９R が１回転する間に踏力の変化に対応して増
減するが、個々の乗員によって踏力の加え方に個人差が
あり、しかも踏力を検出してからアシストモータ１３が
アシスト力を発揮するまでに時間遅れがあるため、乗員
に違和感を与えることがある。そこで、回転位置センサ
６９で検出したクランクペダル９L ，９R の回転位置
（クランク軸７の回転位置）と、それに対応する踏力と
を学習値として記憶手段７２に記憶しておき、蓄積され
た学習値に応じて前記マップ検索したアシストトルクの
アシスト量及びアシストタイミングを補正する。これに
より、アシストモータ１３に乗員の好みに応じた最適の
アシストトルクを発揮させることが可能となる。
【００３３】次に、図９のフローチャートを参照しなが
ら、発進時におけるクランクペダル９L ，９R の初期位
置の制御について説明する。
ら、発進時におけるクランクペダル９L ，９R の初期位
置の制御について説明する。
【００３４】発進時におけるクランクペダル９L ，９R
の初期位置の制御は、乗員が自転車Ｂを発進させるとき
に、クランクペダル９L ，９R の回転位置を踏力を加え
易い初期位置に予めセットするためのものである。
の初期位置の制御は、乗員が自転車Ｂを発進させるとき
に、クランクペダル９L ，９R の回転位置を踏力を加え
易い初期位置に予めセットするためのものである。
【００３５】前記初期位置の制御は、乗員がアシスト走
行を開始すべく電源スイッチ１６をＯＮしたときに実行
される（ステップＳ１）。電源スイッチ１６をＯＮした
ときに回転数センサ６８の出力に基づいて自転車Ｂが走
行中であると判断された場合には、即ち人力のみによる
走行中にアシスト走行に切り換えた場合には、初期位置
の制御は不要であるために実行されない（ステップＳ
２）。
行を開始すべく電源スイッチ１６をＯＮしたときに実行
される（ステップＳ１）。電源スイッチ１６をＯＮした
ときに回転数センサ６８の出力に基づいて自転車Ｂが走
行中であると判断された場合には、即ち人力のみによる
走行中にアシスト走行に切り換えた場合には、初期位置
の制御は不要であるために実行されない（ステップＳ
２）。
【００３６】さて、ステップＳ１，Ｓ２において自転車
Ｂの停止中に電源スイッチ１６をＯＮしたとき、回転位
置センサ６９で検出したクランクペダル９L ，９R の回
転位置が記憶手段７２に記憶した初期位置に一致してい
なければ（ステップＳ３）、第２一方向クラッチ４９を
ロックしてアシストモータ１３を逆転駆動する（ステッ
プＳ４）。
Ｂの停止中に電源スイッチ１６をＯＮしたとき、回転位
置センサ６９で検出したクランクペダル９L ，９R の回
転位置が記憶手段７２に記憶した初期位置に一致してい
なければ（ステップＳ３）、第２一方向クラッチ４９を
ロックしてアシストモータ１３を逆転駆動する（ステッ
プＳ４）。
【００３７】その結果、アシストモータ１３の出力軸１
３1 のトルクはスパーギヤ４８、スパーギヤ５０、第２
一方向クラッチ４９、スパーギヤ５１、スパーギヤ５
２、ベベルギヤ５３、ベベルギヤ３４、第１一方向クラ
ッチ３５及びトーションバー３１を介してクランク軸７
に伝達され、クランクペダル９L ，９R を逆回転（後進
方向）させる。このとき、第１一方向クラッチ３５は自
動的に係合し、また第２一方向クラッチ４９は制御手段
７からの指令でロックしているため、前記アシストモー
タ１３のトルクをクランク軸７に伝達することができ
る。
３1 のトルクはスパーギヤ４８、スパーギヤ５０、第２
一方向クラッチ４９、スパーギヤ５１、スパーギヤ５
２、ベベルギヤ５３、ベベルギヤ３４、第１一方向クラ
ッチ３５及びトーションバー３１を介してクランク軸７
に伝達され、クランクペダル９L ，９R を逆回転（後進
方向）させる。このとき、第１一方向クラッチ３５は自
動的に係合し、また第２一方向クラッチ４９は制御手段
７からの指令でロックしているため、前記アシストモー
タ１３のトルクをクランク軸７に伝達することができ
る。
【００３８】クランクペダル９L ，９R が逆転して初期
位置の所定角度だけ手前位置に達すると、制動に要する
時間遅れを考慮して早めに制動手段７０を作動させる
（ステップＳ５）。そしてクランクペダル９L ，９R が
記憶手段７２に記憶された初期位置に達したことを回転
位置センサ６９が検出すると（ステップＳ６）、アシス
トモータ１３を停止させるとともに、制動手段７０の作
動を停止してクランクペダル９L ，９R を前記初期位置
に正しく停止させる（ステップＳ７）。尚、第２一方向
クラッチ４９はクランクペダル９L ，９R の停止後に自
動的にロック解除される。
位置の所定角度だけ手前位置に達すると、制動に要する
時間遅れを考慮して早めに制動手段７０を作動させる
（ステップＳ５）。そしてクランクペダル９L ，９R が
記憶手段７２に記憶された初期位置に達したことを回転
位置センサ６９が検出すると（ステップＳ６）、アシス
トモータ１３を停止させるとともに、制動手段７０の作
動を停止してクランクペダル９L ，９R を前記初期位置
に正しく停止させる（ステップＳ７）。尚、第２一方向
クラッチ４９はクランクペダル９L ，９R の停止後に自
動的にロック解除される。
【００３９】上述のようにして、クランクペダル９L ，
９R の回転位置が、発進時に乗員が踏力を加えやすい初
期位置に自動的にセットされるので、発進の度に乗員が
クランクペダル９L ，９R の回転位置を調整する必要が
なくなり、速やかな発進が可能になって利便性が向上す
る。
９R の回転位置が、発進時に乗員が踏力を加えやすい初
期位置に自動的にセットされるので、発進の度に乗員が
クランクペダル９L ，９R の回転位置を調整する必要が
なくなり、速やかな発進が可能になって利便性が向上す
る。
【００４０】自転車Ｂが停止している状態から乗員がク
ランクペダル９L ，９R に踏力（この踏力を第１踏力と
いう）を加えて発進を行ったとき、その第１踏力が加え
られたクランクペダル９L ，９R の回転位置（この回転
位置を第１踏力導入位置という）を検出し（ステップＳ
８）、検出した第１踏力導入位置を初期位置として記憶
手段７２に記憶する（ステップＳ９）。この記憶は発進
の度に更新されるが、アシストモータ１３によりセット
された初期位置から発進が行われる限り、記憶された初
期位置は変更されない。
ランクペダル９L ，９R に踏力（この踏力を第１踏力と
いう）を加えて発進を行ったとき、その第１踏力が加え
られたクランクペダル９L ，９R の回転位置（この回転
位置を第１踏力導入位置という）を検出し（ステップＳ
８）、検出した第１踏力導入位置を初期位置として記憶
手段７２に記憶する（ステップＳ９）。この記憶は発進
の度に更新されるが、アシストモータ１３によりセット
された初期位置から発進が行われる限り、記憶された初
期位置は変更されない。
【００４１】しかしながら、乗員の好みが変わったり、
他の乗員が自転車Ｂを使用する場合には、アシストモー
タ１３によりセットされたクランクペダル９L ，９R の
初期位置を手動で変更した後に発進を行えば、その変更
された初期位置が新たな初期位置として既に記憶されて
いる前回の初期位置に代わって記憶される。このように
して、クランクペダル９L ，９R の初期位置の変更を任
意に行うことが可能となる。
他の乗員が自転車Ｂを使用する場合には、アシストモー
タ１３によりセットされたクランクペダル９L ，９R の
初期位置を手動で変更した後に発進を行えば、その変更
された初期位置が新たな初期位置として既に記憶されて
いる前回の初期位置に代わって記憶される。このように
して、クランクペダル９L ，９R の初期位置の変更を任
意に行うことが可能となる。
【００４２】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載された発
明によれば、発進時に電源スイッチを閉成するとアシス
トモータがクランクペダルを駆動して予め記憶された初
期位置にセットするので、クランクペダルの回転位置を
人力で初期位置にセットする必要がなくなって利便性が
向上する。
明によれば、発進時に電源スイッチを閉成するとアシス
トモータがクランクペダルを駆動して予め記憶された初
期位置にセットするので、クランクペダルの回転位置を
人力で初期位置にセットする必要がなくなって利便性が
向上する。
【００４４】また請求項２に記載された発明によれば、
アシストモータがクランクペダルを初期位置にセットす
るときに制動手段が初期位置においてクランクペダルを
制動するので、クランクペダルを正確に初期位置に停止
させることができる。
アシストモータがクランクペダルを初期位置にセットす
るときに制動手段が初期位置においてクランクペダルを
制動するので、クランクペダルを正確に初期位置に停止
させることができる。
【００４５】また請求項３に記載された発明によれば、
発進時にクランクペダルに第１踏力が加えられたとき、
そのクランクペダルの回転位置を初期位置として記憶手
段に記憶するので、一度発進を行えば初期位置が自動的
に記憶され、また異なる初期位置から発進を行えば既に
記憶されている初期位置を新たな初期位置に更新するこ
とができる。
発進時にクランクペダルに第１踏力が加えられたとき、
そのクランクペダルの回転位置を初期位置として記憶手
段に記憶するので、一度発進を行えば初期位置が自動的
に記憶され、また異なる初期位置から発進を行えば既に
記憶されている初期位置を新たな初期位置に更新するこ
とができる。
【図１】自転車の全体側面図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】図２の５−５線拡大断面図
【図６】図４の６部拡大図
【図７】図１の７方向から見たスケルトン図
【図８】制御系のブロック図
【図９】作用を説明するフローチャート
【符号の説明】 ９L ，９R クランクペダル １３ アシストモータ １５ 走行用バッテリ １６ 電源スイッチ ６９ 回転位置センサ ７０ 制動手段 ７１ 制御手段 ７２ 記憶手段 Ｄ 駆動機構（動力伝達系） Ｗｒ 後輪（車輪）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 聡 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 クランクペダル（９L ，９R ）の踏力を
車輪（Ｗｒ）に伝達する動力伝達系（Ｄ）に走行用バッ
テリ（１５）で駆動されるアシストモータ（１３）を介
装し、クランクペダル（９L ，９R ）の踏力に応じてア
シストモータ（１３）を駆動するアシストモータ付き自
転車において、 アシストモータ（１３）によるアシスト走行を可能にす
る電源スイッチ（１６）と、 クランクペダル（９L ，９R ）の回転位置を検出する回
転位置センサ（６９）と、 発進時におけるクランクペダル（９L ，９R ）の初期位
置を記憶する記憶手段（７２）と、 電源スイッチ（１６）の閉成時にクランクペダル
（９L ，９R ）の回転位置を記憶手段に記憶された初期
位置に一致させるべくアシストモータ（１３）を駆動す
る制御手段（７１）と、を備えたことを特徴とするアシ
ストモータ付き自転車におけるクランクペダル位置制御
装置。 - 【請求項２】 クランクペダル（９L ，９R ）を初期位
置に停止させるべく該クランクペダル（９L ，９R ）の
回転を制動する制動手段（７０）を備えたことを特徴と
する、請求項１記載のアシストモータ付き自転車におけ
るクランクペダル位置制御装置。 - 【請求項３】 発進時にクランクペダル（９L ，９R ）
に第１踏力が加えられたとき、そのときのクランクペダ
ル（９L ，９R ）の回転位置を初期位置として記憶手段
（７２）に記憶することを特徴とする、請求項１記載の
アシストモータ付き自転車におけるクランクペダル位置
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07902595A JP3472375B2 (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | アシストモータ付き自転車におけるクランクペダル位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07902595A JP3472375B2 (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | アシストモータ付き自転車におけるクランクペダル位置制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08276887A true JPH08276887A (ja) | 1996-10-22 |
| JP3472375B2 JP3472375B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=13678408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07902595A Expired - Fee Related JP3472375B2 (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | アシストモータ付き自転車におけるクランクペダル位置制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472375B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008114851A (ja) * | 2008-01-04 | 2008-05-22 | Yamaha Motor Electronics Co Ltd | 電動自転車用駆動装置 |
| CN101962054A (zh) * | 2009-07-22 | 2011-02-02 | 三洋电机株式会社 | 折叠式电动辅助自行车 |
| CN101987650A (zh) * | 2009-07-29 | 2011-03-23 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 自行车 |
| US9327801B2 (en) | 2012-12-14 | 2016-05-03 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Driving unit and battery-assisted bicycle |
| FR3031722A1 (fr) * | 2015-01-21 | 2016-07-22 | Continental Automotive France | Dispositif de determination du couple applique a un axe de pedalier |
| WO2019146637A1 (ja) | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 株式会社アミテック | 誘導型回転検出装置 |
| US11077914B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-08-03 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| DE102020203939A1 (de) | 2020-03-26 | 2021-09-30 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren und Vorrichtung zur Erleichterung des Aufsteigens auf ein Zweirad |
| US11142283B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-10-12 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| US11167817B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-11-09 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| US11358677B2 (en) | 2017-10-13 | 2022-06-14 | Shimano Inc. | Bicycle component |
| US11433970B2 (en) | 2017-10-13 | 2022-09-06 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
-
1995
- 1995-04-04 JP JP07902595A patent/JP3472375B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008114851A (ja) * | 2008-01-04 | 2008-05-22 | Yamaha Motor Electronics Co Ltd | 電動自転車用駆動装置 |
| JP4612061B2 (ja) * | 2008-01-04 | 2011-01-12 | ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 | 電動自転車用駆動装置 |
| CN101962054A (zh) * | 2009-07-22 | 2011-02-02 | 三洋电机株式会社 | 折叠式电动辅助自行车 |
| CN101987650A (zh) * | 2009-07-29 | 2011-03-23 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 自行车 |
| US9327801B2 (en) | 2012-12-14 | 2016-05-03 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Driving unit and battery-assisted bicycle |
| CN105806529B (zh) * | 2015-01-21 | 2018-08-10 | 法国大陆汽车公司 | 用于确定施加至牙盘轴的转矩的装置 |
| CN105806529A (zh) * | 2015-01-21 | 2016-07-27 | 法国大陆汽车公司 | 用于确定施加至牙盘轴的转矩的装置 |
| US9488539B2 (en) | 2015-01-21 | 2016-11-08 | Continental Automotive France | Device for determining the torque applied to a crankset shaft |
| FR3031722A1 (fr) * | 2015-01-21 | 2016-07-22 | Continental Automotive France | Dispositif de determination du couple applique a un axe de pedalier |
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| US11358677B2 (en) | 2017-10-13 | 2022-06-14 | Shimano Inc. | Bicycle component |
| US11433970B2 (en) | 2017-10-13 | 2022-09-06 | Shimano Inc. | Bicycle drive unit |
| WO2019146637A1 (ja) | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 株式会社アミテック | 誘導型回転検出装置 |
| US11359909B2 (en) | 2018-01-23 | 2022-06-14 | Amiteq Co., Ltd. | Induction-type rotation detection device |
| DE102020203939A1 (de) | 2020-03-26 | 2021-09-30 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren und Vorrichtung zur Erleichterung des Aufsteigens auf ein Zweirad |
| DE102020203939B4 (de) | 2020-03-26 | 2022-05-25 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren und Vorrichtung zur Erleichterung des Aufsteigens auf ein Zweirad |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3472375B2 (ja) | 2003-12-02 |
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