JPH08337192A - Motor assisted bicycle - Google Patents
Motor assisted bicycleInfo
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- JPH08337192A JPH08337192A JP7147198A JP14719895A JPH08337192A JP H08337192 A JPH08337192 A JP H08337192A JP 7147198 A JP7147198 A JP 7147198A JP 14719895 A JP14719895 A JP 14719895A JP H08337192 A JPH08337192 A JP H08337192A
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- Pending
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はペダル負荷に応じて電動
駆動装置を作動させることが可能な電気自転車に関し、
さらに詳しくは自転車の速度を検出し規定の範囲でペダ
ル負荷を補助する電動駆動装置を有する電気自転車に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric bicycle capable of operating an electric drive device according to a pedal load,
More specifically, it relates to an electric bicycle having an electric drive device that detects the speed of the bicycle and assists the pedal load within a prescribed range.
【0002】[0002]
【従来の技術】人力による駆動力と電動機による駆動力
を並列に設け、ペダル負荷に応じて規定範囲内で電動機
により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種々
提案されているが、電動駆動装置により補助する範囲は
車速が0から15km/hまでは50%、15km/hから
24km/h間では車速に応じて漸次減少せしめ、24km
/hにおいて0%となるよう制御せねばならない。2. Description of the Related Art Various electric bicycles have been proposed, in which a driving force by human power and a driving force by an electric motor are provided in parallel, and the electric power is assisted by the electric motor within a prescribed range according to a pedal load. The range of assistance by the device is 50% from 0 to 15 km / h, and gradually decreases from 15 km / h to 24 km / h according to the vehicle speed.
It must be controlled to be 0% at / h.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】一方、車速はペダル軸
またはペダル軸と歯車などにより連結された電動駆動装
置内で検出されるため、後輪に内蔵される従来の変速機
を搭載された自転車においては変速機のポジションの情
報が制御回路に提供されず、速度検出器から提供される
速度の情報が変速機ポジションによっては比例的に変化
する。On the other hand, since the vehicle speed is detected in the electric drive device which is connected by the pedal shaft or the pedal shaft and the gears, the bicycle equipped with the conventional transmission incorporated in the rear wheels is detected. In, the position information of the transmission is not provided to the control circuit, and the speed information provided from the speed detector changes proportionally depending on the transmission position.
【0004】詳しくは、前記規定範囲を超えた補助がで
きないため、後輪変速機の高速ポジションにおいて、正
確な速度を検出できるよう設定されるため、変速機の他
のポジションは変速比に比例して規定より低い速度にお
いてパワーアシスト率を低下させざるを得ない。図7は
従来の電気自転車パワーアシスト率の特性図である。中
速では12km/h以上で低速では9km/h以上でアシス
ト率が暫次低くなる。電気自転車には特に坂道において
従来の人力のみのものに比較し楽に乗れることがその最
大の利点であり、坂道においては通常中速または低速の
ポジションを使用する。しかしながら、実質的にパワー
アシスト率は前述のように限定されている。More specifically, since the assistance exceeding the specified range cannot be performed, it is set so that an accurate speed can be detected at a high speed position of the rear wheel transmission, so that the other positions of the transmission are proportional to the gear ratio. Inevitably, the power assist rate must be reduced at a speed lower than the specified speed. FIG. 7 is a characteristic diagram of a conventional electric bicycle power assist rate. At medium speeds, 12 km / h or more, and at low speeds, 9 km / h or more, the assist rate temporarily decreases. The greatest advantage of electric bicycles is that they are easier to ride than conventional human-powered vehicles, especially on slopes, and usually use medium or low speed positions on slopes. However, the power assist rate is substantially limited as described above.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は前輪または後輪にて直接回転速度を検出し、制御回
路に内蔵されているマイクロコンピュータにより車速を
算出し、それにより規定の範囲内でパワーアシストでき
ることを特徴とする電気自転車により達成される。According to the invention, the object is to detect the rotational speed directly at the front or rear wheels and to calculate the vehicle speed by means of a microcomputer built into the control circuit, whereby This is achieved by an electric bicycle characterized by being capable of power assist within the range.
【0006】[0006]
【作用】本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
後輪に内蔵された変速機のポジションに関係なく、規定
速度により規定のパワーアシストを可能とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and makes it possible to perform a prescribed power assist at a prescribed speed regardless of the position of the transmission incorporated in the rear wheels.
【0007】[0007]
【実施例】図1は本発明の一実施例である電気自転車の
側面図である。図1において、発電機1、電動駆動装置
4、制御回路3、充電式電池5および前照灯2により構
成され、人力によりペダルを踏むと電動駆動装置4に内
蔵されているトルクセンサーがその負荷を検出し、制御
回路3に内蔵されているマイクロコンピータにこの信号
を送る。マイクロコンピータはこの信号と電動機1から
送られる車速信号により、ペダル負荷に対して必要とす
るトルクを算出し、電動駆動装置4を作動させる。前輪
に内蔵された発電機1は車輪の回転速度に応じて交流電
圧信号を常時提供している。この発電機1は通常夜間の
照明用に使用されるもので、点灯の有無に関わらず走行
中は常時発電機の極数と車速に応じた周波数の交流電圧
が出力されている。通常車速と電圧は比例するが、照明
の点灯の有無により電圧は大きく変動するため電圧を車
速信号とすることは不利である。一方この発電機から
は、図2(a)に示すような交流電圧が常時出力されて
いて、交流電圧の周波数は常に車速と比例している。こ
の交流電圧を制御回路に内蔵する波形整形回路に投入し
図2(b)に示すパルス波形に変換する。このパルス波
形を内蔵マイクロコンピュータでカウントし、さらに自
転車の車輪サイズの情報を基に自転車の実車速を算出
し、15km/hまでは50%以内、15km/hから24
km/h間では車速に応じて漸次アシスト率を低下させる
よう電動駆動装置を制御する。この電気自転車では、後
輪に内蔵された速度機のポジションに関係なく常に自転
車の実車速によりパワーアシスト率が制御されるので、
特に坂道においてその利便性は大幅に向上する。1 is a side view of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a torque sensor, which is composed of a generator 1, an electric drive device 4, a control circuit 3, a rechargeable battery 5 and a headlight 2, and which is built in the electric drive device 4 when the pedal is manually depressed Is detected, and this signal is sent to the micro computer incorporated in the control circuit 3. The micro computer calculates the torque required for the pedal load based on this signal and the vehicle speed signal sent from the electric motor 1, and operates the electric drive device 4. The generator 1 built in the front wheels constantly provides an AC voltage signal according to the rotation speed of the wheels. This generator 1 is normally used for illumination at night, and an AC voltage having a frequency corresponding to the number of poles of the generator and the vehicle speed is constantly output during traveling regardless of whether or not the lamp is turned on. Although the vehicle speed is normally proportional to the voltage, it is disadvantageous to use the voltage as the vehicle speed signal because the voltage greatly changes depending on whether or not the lighting is turned on. On the other hand, an AC voltage as shown in FIG. 2A is constantly output from this generator, and the frequency of the AC voltage is always proportional to the vehicle speed. This AC voltage is applied to the waveform shaping circuit built in the control circuit and converted into the pulse waveform shown in FIG. This pulse waveform is counted by the built-in microcomputer, and the actual bicycle speed is calculated based on the bicycle wheel size information. Within 15% up to 15 km / h, from 15 km / h to 24
The electric drive device is controlled so as to gradually reduce the assist ratio according to the vehicle speed during the km / h period. In this electric bicycle, the power assist rate is always controlled by the actual vehicle speed of the bicycle, regardless of the position of the speed machine built in the rear wheels.
Especially on slopes, the convenience is greatly improved.
【0008】図3は本発明の第2の実施例の電気自転車
の側面図である。図3において、後輪に内蔵されている
ブレーキ6の回転板内側に組み込まれた、センサーマグ
ネットとブレーキハウジング内に組み込まれた、磁気セ
ンサーから提供されるパルス状回転信号を制御回路3の
内蔵マイクロコンピュータでカウントし、さらに自転車
の車輪サイズの情報を基に自転車の実車速を算出し、1
5km/hまでは50%以内、15km/hから24km/h
間では車速に応じて漸次アシスト率を低下させるよう電
動駆動装置4を制御する。FIG. 3 is a side view of an electric bicycle according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, a pulsed rotation signal provided from a magnetic sensor incorporated in the inside of a rotary plate of a brake 6 incorporated in a rear wheel, which is incorporated in a sensor magnet and a brake housing, is applied to a built-in micro controller of the control circuit 3. The actual vehicle speed of the bicycle is calculated based on the information of the wheel size of the bicycle counted by the computer and 1
Within 50% up to 5km / h, from 15km / h to 24km / h
In the meantime, the electric drive device 4 is controlled so as to gradually reduce the assist rate according to the vehicle speed.
【0009】図4は本発明によるブレーキの構造を示
す。ブレーキ6の回転板7とブレーキシューが組み込ま
れたブレーキハウジング8から構成されている。図5に
回転板の構造図を示す。回転板7は後輪の車軸に組み込
まれ、後輪と一体に回転する。回転板7の内側にセンサ
ーマグネット9が組み込まれ、このセンサーマグネット
9は、N極S極が複数交互に着磁されている。極数は低
速時の計測精度を考慮すれば多い方がよいが、一方着磁
性から1極あたりの最小幅が規制され、たとえば数10
から100極程度が選択される。さらに、図6にブレー
キハウジング構造図を示す。このブレーキハウジング8
内には、回転板外周内側に対してブレーキパッド10が
あり、ハンドルのブレーキレバーの操作によりワイヤー
を介しブレーキパッド作動レバー11を動かしブレーキ
パッド10を回転板7に押しつけ、自転車を減速または
停止させる。このブレーキハウジング8の内側に磁気セ
ンサー12が組み込まれ、センサーマグネット9が回転
することにより、この磁気センサー12からパルス状の
電圧が出力される。一方、自転車は用途,デザインから
車輪サイズはおおよそ20インチから27インチまでの
バラエティーがあり、単に車輪の回転速度だけでは実走
行速度は求められない。あらかじめ、マイクロコンピュ
ータに車輪サイズをインプットしておく必要があるが、
そのためには車輪サイズごとに電動駆動装置を準備する
必要がある。そこで、本発明では電動駆動装置制御回路
に車輪サイズ選択のためのジャンパー線を複数設け、こ
の装置を自転車に組み込む際、前記車輪サイズに適合し
たジャンパー線を切断することにより、事前に想定した
いかなる車輪サイズであってもマイクロコンピュータ内
で自動的に車輪サイズが決定され正確に実走行速度を算
出できる。FIG. 4 shows the structure of the brake according to the invention. It is composed of a rotating plate 7 of the brake 6 and a brake housing 8 incorporating a brake shoe. FIG. 5 shows a structural diagram of the rotary plate. The rotary plate 7 is incorporated in the axle of the rear wheel and rotates integrally with the rear wheel. A sensor magnet 9 is incorporated inside the rotating plate 7, and the sensor magnet 9 has a plurality of N poles and S poles alternately magnetized. The number of poles should be as large as possible in consideration of the measurement accuracy at low speeds, but on the other hand, the minimum width per pole is restricted due to magnetism.
To about 100 poles are selected. Further, FIG. 6 shows a structural view of the brake housing. This brake housing 8
There is a brake pad 10 on the inside of the outer circumference of the rotating plate, and the brake pad operating lever 11 is moved through the wire by operating the brake lever of the handle to press the brake pad 10 against the rotating plate 7 to decelerate or stop the bicycle. . A magnetic sensor 12 is incorporated inside the brake housing 8 and the sensor magnet 9 rotates, whereby a pulsed voltage is output from the magnetic sensor 12. On the other hand, bicycles have a variety of wheel sizes from about 20 inches to 27 inches depending on the use and design, and the actual traveling speed cannot be obtained only by the rotational speed of the wheels. It is necessary to input the wheel size to the microcomputer in advance,
For that purpose, it is necessary to prepare an electric drive device for each wheel size. Therefore, in the present invention, the electric drive device control circuit is provided with a plurality of jumper wires for selecting a wheel size, and when this device is incorporated into a bicycle, by cutting the jumper wires suitable for the wheel size, any assumption Even for the wheel size, the wheel size is automatically determined in the microcomputer and the actual traveling speed can be accurately calculated.
【0010】[0010]
【発明の効果】以上のように本発明は、常時車速を測定
するため後輪内蔵の変速機のポジションによらずパワー
アシスト率を規定値に制御できるため、特に坂道におけ
る走行性が向上し電気自転車の利便性をさらに高める。
さらに、同一電動駆動装置により事前に想定した車輪サ
イズをすべて自動的に設定できるため、車輪サイズに関
わらず実走行速度が算出でき、電動駆動装置の標準化に
より生産性の向上と低価格化を実現できるものである。As described above, according to the present invention, since the vehicle speed is constantly measured, the power assist ratio can be controlled to the specified value regardless of the position of the transmission with built-in rear wheels. Further enhance the convenience of bicycles.
In addition, since the same electric drive unit can automatically set all the expected wheel sizes, the actual traveling speed can be calculated regardless of the wheel size, and the standardization of the electric drive unit improves productivity and lowers the price. It is possible.
【図1】本発明の一実施例における電気自転車の側面図FIG. 1 is a side view of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention.
【図2】(a)本発明の一実施例における電気自転車の
発電機の出力波形図 (b)本発明の一実施例における波形整形後のパルス波
形図FIG. 2A is an output waveform diagram of an electric bicycle generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B is a pulse waveform diagram after waveform shaping according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の他の実施例における電気自転車の側面
図FIG. 3 is a side view of an electric bicycle according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明のブレーキ構造図FIG. 4 is a brake structure diagram of the present invention.
【図5】本発明の回転板の構造図FIG. 5 is a structural diagram of a rotating plate of the present invention.
【図6】本発明のブレーキハウジング構成図FIG. 6 is a block diagram of the brake housing of the present invention.
【図7】従来の電気自転車パワーアシスト率の特性図FIG. 7 is a characteristic diagram of a conventional electric bicycle power assist rate.
1 発電機 2 前照灯 3 制御回路 4 電動駆動装置 5 充電式電池 6 ブレーキ 7 回転板 8 ブレーキハウジング 9 センサーマグネット 10 ブレーキパッド 11 ブレーキパッド作動レバー 12 磁気センサー 1 Generator 2 Headlight 3 Control Circuit 4 Electric Drive Device 5 Rechargeable Battery 6 Brake 7 Rotating Plate 8 Brake Housing 9 Sensor Magnet 10 Brake Pad 11 Brake Pad Operating Lever 12 Magnetic Sensor
Claims (6)
と、人力を補助する電動機によって駆動される駆動装置
(以下、電動駆動装置という)を有する電気自転車にお
いて、前輪に内蔵された発電機から提供される信号によ
り自転車の速度を計算し、前記電動駆動装置を制御する
ことを特徴とした電気自転車。1. An electric bicycle having a pedal drive device driven by human power and a drive device driven by an electric motor for assisting human power (hereinafter referred to as an electric drive device), provided from a generator built in front wheels. An electric bicycle characterized in that the speed of the bicycle is calculated by a signal to control the electric drive device.
号が交流電圧で、この交流電圧の周波数が前輪の回転速
度と比例関係にあることが特徴である請求項1記載の電
気自転車。2. The electric bicycle according to claim 1, wherein the signal provided from the generator built in the front wheels is an AC voltage, and the frequency of the AC voltage is proportional to the rotation speed of the front wheels.
ス波形に変換し、パルス波形をマイクロコンピュータへ
出力する回路を内蔵する電動駆動装置制御回路を有する
請求項1または請求項2記載の電気自転車。3. The electric device according to claim 1, further comprising an electric drive device control circuit having a circuit for converting an AC voltage signal provided from a generator into a pulse waveform and outputting the pulse waveform to a microcomputer. bicycle.
と、人力を補助する電動駆動装置を有する電気自転車に
おいて、後輪のブレーキに内蔵された速度検出器から提
供される信号により自転車の速度を計算し、前記電動駆
動装置を制御することを特徴とした電気自転車。4. In an electric bicycle having a pedal drive device driven by human power and an electric drive device assisting human power, the speed of the bicycle is calculated by a signal provided from a speed detector incorporated in a brake of a rear wheel. An electric bicycle characterized by controlling the electric drive device.
ス状であって、かつ後輪の回転速度と比例関係にあるこ
とが特徴である請求項4記載の電気自転車。5. The electric bicycle according to claim 4, wherein the speed signal provided from the speed detector is pulsed and proportional to the rotational speed of the rear wheels.
ジャンパー線を設け、自転車へ組み込む以前に決められ
たジャンパー線を切断することにより車輪サイズを決定
することを可能とした請求項1または請求項2または請
求項3または請求項4または請求項5記載の電気自転
車。6. The wheel size can be determined by providing one or more jumper wires in a circuit for controlling the electric drive device, and cutting the jumper wires determined before being incorporated in the bicycle. Alternatively, the electric bicycle according to claim 2 or claim 3 or claim 4 or claim 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7147198A JPH08337192A (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Motor assisted bicycle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7147198A JPH08337192A (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Motor assisted bicycle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08337192A true JPH08337192A (en) | 1996-12-24 |
Family
ID=15424779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7147198A Pending JPH08337192A (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Motor assisted bicycle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08337192A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1159557A (en) * | 1997-08-26 | 1999-03-02 | Suzuki Motor Corp | Motor-assisted bicycle |
US6573686B2 (en) | 2001-03-22 | 2003-06-03 | Shimano, Inc. | Bicycle battery charger and speedometer circuit |
US6926637B2 (en) * | 2001-11-21 | 2005-08-09 | Shimano, Inc. | Method and apparatus for controlling a bicycle transmission |
-
1995
- 1995-06-14 JP JP7147198A patent/JPH08337192A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH1159557A (en) * | 1997-08-26 | 1999-03-02 | Suzuki Motor Corp | Motor-assisted bicycle |
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CN100414145C (en) * | 2001-11-21 | 2008-08-27 | 株式会社岛野 | Bicycle shift control device |
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Legal Events
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A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20050131 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20070117 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070424 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070925 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |