JPH0899683A - Auxiliary power control method for power bicycle and device therefor - Google Patents

Auxiliary power control method for power bicycle and device therefor

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JPH0899683A
JPH0899683A JP26144594A JP26144594A JPH0899683A JP H0899683 A JPH0899683 A JP H0899683A JP 26144594 A JP26144594 A JP 26144594A JP 26144594 A JP26144594 A JP 26144594A JP H0899683 A JPH0899683 A JP H0899683A
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JP
Japan
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bicycle
acceleration
acceleration sensor
motor
pedal
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Pending
Application number
JP26144594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Matsuura
忠史 松浦
Makoto Inagaki
真 稲垣
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a method and a device for detecting depressing force at the time of pedaling by a mechanism completely different from the conventional one in a power bicycle mounted with a motor as an auxiliary power mechanism. CONSTITUTION: The workload of a bicycle is computed from the relation between bicycle speed and acceleration detected by an acceleration sensor 1 that can detect both acceleration and road surface inclination, or between the bicycle speed and the road surface inclination, and the output of a motor 4 is controlled according to the computed result. With the acceleration sensor 1 fitted to the optional position of the bicycle, depressing force detecting mechanism can be separated from driving force transmission mechanism.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、補助動力としてバッテ
リの電力で回転するモータを搭載した動力自転車に適用
する、動力自転車の補助動力制御方法およびその装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an auxiliary power control method and apparatus for a power bicycle, which is applied to a power bicycle equipped with a motor that rotates with battery power as auxiliary power.

【0002】[0002]

【従来の技術】自転車は、これに搭乗した者が足でペダ
ルを踏んで駆動側のスプロケットを回転させ、この回転
力をチェンで後車輪に取付けた被駆動側のスプロケット
に伝えて走行する。自転車の特徴の一つは、搭乗者が通
常の力でペダルを踏んだとき、歩行者の歩行より速い速
度で移動できることである。このため駆動側のスプロケ
ットの歯数を被駆動側のスプロケットの歯数に対して十
分に多くしてある。
2. Description of the Related Art In a bicycle, a person riding on the bicycle depresses a pedal with his / her foot to rotate a sprocket on a driving side, and the rotational force is transmitted to a sprocket on a driven side mounted on a rear wheel by a chain to run. One of the characteristics of the bicycle is that when the occupant depresses the pedal with normal force, the occupant can move at a speed faster than that of the pedestrian. Therefore, the number of teeth on the driving side sprocket is set sufficiently larger than the number of teeth on the driven side sprocket.

【0003】スプロケットの歯数をこのように設定する
と、平坦な舗装道路等においては快適な走行ができ、ま
た搭乗者に大きな疲労感を与えることはないが、登りの
坂道にさしかかったときには力不足になって速度が落
ち、これを上げようとすると大きな力が必要となって疲
労感が大きくなる。
When the number of teeth of the sprocket is set in this way, the sprocket can travel comfortably on a flat paved road and the like, and does not give the passengers a great feeling of fatigue, but lacks strength when approaching an uphill road. As a result, the speed slows down, and if you try to increase it, you will need a large amount of force and you will feel much tired.

【0004】そこで自転車に補助動力源としてバッテリ
の電力で回転するモータを搭載し、必要に応じてこのモ
ータを回転させて後車輪の回転を補助する動力自転車が
案出され実用化されている。この場合、モータの発生す
る回転力はペダルの踏力と等しいか僅かに小さくなるよ
うに設定するのがフィーリング上、好ましい。ペダルの
踏力を検出する構造としては、ペダルの踏力とモータの
補助動力とを合成する機構部分あるいはペダルのクラン
ク軸の部分、さらにはチェーンの部分に取り付けること
が考えられる。
Therefore, a power bicycle has been devised and put into practical use, in which a motor that rotates with the power of a battery is mounted on a bicycle as an auxiliary power source and the motor is rotated as needed to assist the rotation of the rear wheels. In this case, it is preferable for the feeling that the rotational force generated by the motor is set to be equal to or slightly smaller than the pedaling force of the pedal. As a structure for detecting the pedaling force of the pedal, it may be considered that the pedaling force is attached to a mechanical portion for combining the pedaling force with the auxiliary power of the motor, a crankshaft portion of the pedal, or a chain portion.

【0005】動力自転車の先行技術としては、特開平4
−100790号公報に開示されたものがある。この公
報のものは、そのうちの7A、7B図に示されるよう
に、ペダル側とモータ側の合力機構部分に弾性体の棒を
取付け、その棒のねじれ量により踏力を検出するように
している。
As a prior art of a power bicycle, there is Japanese Patent Laid-Open No.
There is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 100790. In this publication, as shown in FIGS. 7A and 7B, elastic rods are attached to the resultant mechanism parts on the pedal side and the motor side, and the pedaling force is detected by the amount of twist of the rods.

【0006】先行技術の他の例としては、特開平4−2
44496号に開示されたものがある。この公報のもの
は、搭乗者がペダルを踏むことにより走行するときのチ
ェーンの張り具合からペダルの踏力を検出するようにし
たものである。
Another example of the prior art is Japanese Patent Laid-Open No. 4-2.
No. 44496. In this publication, the pedaling force of the pedal is detected from the tension of the chain when the occupant travels by stepping on the pedal.

【0007】先行技術のさらに他の例としては、特開平
5−58379号公報に開示されたものがある。この公
報のものは、そのうちの図3に示すように、遊星ギヤの
キャリヤにペダルのクランク軸を連係させ、リングギヤ
にはモータ補助動力を伝達することにより、サンギヤに
発生する反力から踏力を検出するようにしたものであ
る。
Still another example of the prior art is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-58379. In this publication, as shown in FIG. 3 of the drawings, the pedal force is linked to the carrier of the planetary gear and the motor auxiliary power is transmitted to the ring gear to detect the pedaling force from the reaction force generated in the sun gear. It is something that is done.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの方式でも、駆動力の伝達機構上に複雑な踏力検出
機構を用いるため、踏力の伝達が不可能となる虞があ
る。踏力の伝達機構が故障した場合にはモータの補助動
力も発生しないので、モータ、バッテリその他を搭載し
たために重量が大きくなった自転車を押して移動させる
以外には移動する手段がなくなることになる。
However, in any of the above methods, since a complicated pedal force detection mechanism is used on the drive force transmission mechanism, the pedal force may not be transmitted. When the pedaling force transmission mechanism fails, auxiliary power for the motor is not generated, so that there is no means for moving the bicycle except pushing the bicycle that has become heavy due to the motor, battery, etc. being mounted.

【0009】本発明はこの点に鑑みてなされたものであ
り、ペダルを踏むときの踏力を全く異なった機構によっ
て検出することにより、上記各引用例のものが有する問
題点を持たない動力自転車の補助動力制御方法と装置を
提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of this point, and by detecting the pedaling force at the time of stepping on the pedal by a completely different mechanism, a power bicycle which does not have the problems of the above cited examples. The present invention seeks to provide an auxiliary power control method and apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明は、加速度と路面の傾斜角の両方を検出できる加速度
センサにより検出した加速度と自転車の速度とから自転
車の仕事量を算出し、該算出結果によってモータの出力
制御を行うことを特徴とする動力自転車の補助動力制御
方法である。
According to a first aspect of the present invention, the work of a bicycle is calculated from the acceleration detected by an acceleration sensor capable of detecting both the acceleration and the inclination angle of the road surface and the speed of the bicycle. An auxiliary power control method for a power bicycle, characterized in that output control of a motor is performed according to the calculation result.

【0011】請求項2に記載された発明は、加速度と路
面の傾斜角の両方を検出できる加速度センサにより検出
した路面の傾斜角と自転車の速度とから自転車の仕事量
を算出し、該算出結果によってモータの出力制御を行う
ことを特徴とする動力自転車の補助動力制御方法であ
る。
According to a second aspect of the present invention, the work of the bicycle is calculated from the inclination angle of the road surface detected by an acceleration sensor capable of detecting both the acceleration and the inclination angle of the road surface and the bicycle speed, and the calculation result is obtained. A method for assisting power control of a power-assisted bicycle, comprising:

【0012】請求項3に記載された発明は、上端を支持
して回動自在に設けたプレートで加速度センサを形成
し、該加速度センサの出力側を仕事量の算出回路に接続
すると共に、該加速度センサをペダルの踏力伝達機構と
は独立させて自転車に取付けたことを特徴とする動力自
転車の補助動力制御装置である。
According to a third aspect of the present invention, an acceleration sensor is formed by a plate rotatably supported at an upper end thereof, the output side of the acceleration sensor is connected to a work amount calculation circuit, and An auxiliary power control device for a power bicycle, wherein an acceleration sensor is attached to a bicycle independently of a pedaling force transmission mechanism of a pedal.

【0013】[0013]

【作用】請求項1に記載された発明によれば、加速度と
路面の傾斜角の両方を検出できる加速度センサとの出力
値により、加速度との関係において現在必要な仕事量が
わかる。この仕事量によってモータの出力制御を行うこ
とになる。
According to the first aspect of the invention, the amount of work currently required in relation to the acceleration can be known from the output value of the acceleration sensor capable of detecting both the acceleration and the inclination angle of the road surface. The output of the motor is controlled by this work amount.

【0014】請求項2に記載された発明によれば、加速
度と路面の傾斜角の両方を検出できる加速度センサとの
出力値により、路面の傾斜角との関係において現在必要
な仕事量がわかる。この仕事量によってモータの出力制
御を行うことになる。
According to the second aspect of the invention, the amount of work currently required in relation to the road surface inclination angle can be known from the output value of the acceleration sensor capable of detecting both the acceleration and the road surface inclination angle. The output of the motor is controlled by this work amount.

【0015】請求項3に記載された発明によれば、加速
度センサの上端を回動自在に車体に支持したので、この
加速度センサは自転車が走行開始するときに支持部を中
心にして後方に回動する。この回動量で走行開始時に必
要な仕事量がわかる。一方、自転車が登坂路に差し掛か
ったときにも加速度センサは後方(下方)に回動する。
これにより同様に、そのときに必要な仕事量がわかるこ
とになる。したがってこれら検出した仕事量に応じてモ
ータの出力制御を行うことができる。ペダルの踏力伝達
機構とは独立させて自転車に取付けたので、踏力の伝達
が不可能となる虞がない。
According to the third aspect of the present invention, the upper end of the acceleration sensor is rotatably supported on the vehicle body. Therefore, when the bicycle starts running, the acceleration sensor rotates backward around the support portion. Move. From this rotation amount, the amount of work required at the start of traveling can be known. On the other hand, even when the bicycle approaches an uphill road, the acceleration sensor rotates backward (downward).
This will likewise reveal the amount of work required at that time. Therefore, the output control of the motor can be performed according to the detected work amount. Since it is attached to the bicycle independently of the pedal effort transmission mechanism, there is no risk that the pedal effort cannot be transmitted.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。まず図1において1は加速度センサであり、2は速
度センサである。加速度センサ1の具体的な構造につい
ては後述するが、加速度あるいは車体の傾斜度が変わっ
たときにその変化量をディジタル信号として出力するも
のと、比例信号すなわちアナログ信号として出力するも
のがある。速度センサ2も、自転車の走行速度を、その
変化量をディジタル信号として出力するものと、変化量
に対応した電圧信号(アナログ信号)として出力するも
のの二通りがある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, in FIG. 1, 1 is an acceleration sensor and 2 is a speed sensor. Although a specific structure of the acceleration sensor 1 will be described later, when the acceleration or the inclination of the vehicle body changes, the amount of change is output as a digital signal and the proportional signal, that is, an analog signal is output. The speed sensor 2 also has two types: one that outputs the amount of change in the traveling speed of the bicycle as a digital signal and one that outputs the voltage signal (analog signal) corresponding to the amount of change.

【0017】加速度センサ1と速度センサ2の出力側
は、仕事量の算出回路としてのコントローラ3の入力側
に接続されている。コントローラ3の出力側にはモータ
4が接続されている。この接続によりコントローラ3
は、両センサ1,2からの入力信号から自転車の仕事量
を算出し、その算出結果によってモータ4の出力制御を
行うことになる。この場合においてコントローラ3は、
加速度センサ1の出力信号のうち加速度信号を使用する
場合と、路面の傾斜角を使用する場合がある。
The output sides of the acceleration sensor 1 and the speed sensor 2 are connected to the input side of a controller 3 as a work amount calculation circuit. The motor 4 is connected to the output side of the controller 3. With this connection, controller 3
Calculates the work of the bicycle from the input signals from the sensors 1 and 2, and controls the output of the motor 4 based on the calculation result. In this case, the controller 3
The acceleration signal may be used among the output signals of the acceleration sensor 1 and the inclination angle of the road surface may be used.

【0018】正面を示した図2およびその側面を示した
図3に基づき、本発明に係る加速度センサ1を説明す
る。この加速度センサ1は、外周形状を円弧状にした扇
形のプレート5と、その上端に位置してプレート5を回
動自在に支持する軸6とを有する。プレート5には多数
個の孔7が規則的に設けられている。実施例における孔
7は4列になっており、軸6に近い列が1個、次の列が
2個、三列目が4個、そして最外周列が8個となってい
る。そして数が多い列のものほど小さな面積になってい
る。孔7の配置は、図示するように複数個有する列のも
のは等間隔になっており、すべての列のものが図におけ
る右側に寄せたようになっている。
An acceleration sensor 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 showing a front surface and FIG. 3 showing a side surface thereof. This acceleration sensor 1 has a fan-shaped plate 5 having an arcuate outer peripheral shape, and a shaft 6 located at the upper end of the plate 5 for rotatably supporting the plate 5. The plate 5 is regularly provided with a large number of holes 7. There are four rows of holes 7 in the embodiment, one row near the axis 6, two rows next to it, four rows to the third row, and eight rows to the outermost periphery. The larger the number of rows, the smaller the area. The holes 7 are arranged at equal intervals in a plurality of rows as shown in the drawing, and all the rows are arranged on the right side in the drawing.

【0019】このプレート5を挟むように、発光素子8
と受光素子9とを配設したフォトインタラプタ10が設
けられている。発光素子8としては発光ダイオードを、
受光素子9としてはフォトトランジスタが一般的である
が、他の素子であってもよい。これら発光素子8と受光
素子9とは、図3に示すように、プレート5の孔7に対
応させて設ける。これにより、プレート5が軸6を中心
にして回動するとき、発光素子8からの光線が孔7によ
って断続して受光素子9に入ることになる。
The light emitting element 8 is sandwiched so as to sandwich the plate 5.
A photo interrupter 10 having the light receiving element 9 and the light receiving element 9 is provided. A light emitting diode is used as the light emitting element 8,
A phototransistor is generally used as the light receiving element 9, but another element may be used. The light emitting element 8 and the light receiving element 9 are provided corresponding to the holes 7 of the plate 5, as shown in FIG. As a result, when the plate 5 rotates about the axis 6, the light beam from the light emitting element 8 is intermittently entered by the hole 7 and enters the light receiving element 9.

【0020】加速度センサ1は、図4に示すように自転
車11のペダルの踏力伝達機構とは関係のない位置、す
なわち、後輪12の上部に設けられた荷台13に取付け
られている。なお、この位置は自転車11に搭乗する者
に対していちばん邪魔にならないところとして選定した
ものであり、他の場所に取付けても、機能上なんら問題
を生ずるものではない。
As shown in FIG. 4, the acceleration sensor 1 is attached to a position not related to the pedaling force transmission mechanism of the pedal of the bicycle 11, that is, to the luggage carrier 13 provided on the upper portion of the rear wheel 12. It should be noted that this position is selected as the place where it is the most unobtrusive to the person riding the bicycle 11, and even if it is attached to another place, it does not cause any functional problem.

【0021】図4においては、自転車11が角度θS
勾配を有する坂道を登るところを示している。これにつ
いては、作用とともに後に説明する。自転車11の本体
としてはごく一般的な構造をしている。すなわち、フレ
ーム14の中央にクランク機構15を設け、このクラン
ク機構に取付けられたスプロケット16と、後輪12に
取付けられたフリーホイール17との間にチェーン18
を掛け渡したものである。19はペダル、20はサドル
である。
FIG. 4 shows the bicycle 11 climbing a slope having an inclination of an angle θ S. This will be described later along with the operation. The body of the bicycle 11 has a very general structure. That is, the crank mechanism 15 is provided at the center of the frame 14, and the chain 18 is provided between the sprocket 16 attached to the crank mechanism and the free wheel 17 attached to the rear wheel 12.
It has been passed over. Reference numeral 19 is a pedal, and 20 is a saddle.

【0022】ペダル19には、図示しないが足を置いた
ことを検出するペダルスイッチが取付けられている。サ
ドル20に腰かけた搭乗者がペダル19に足を置いてス
プロケット16を所定方向に回転させたとき、自転車1
1は前方に進行する。
Although not shown, the pedal 19 is provided with a pedal switch for detecting that a foot is placed. When an occupant sitting on the saddle 20 places his / her foot on the pedal 19 and rotates the sprocket 16 in a predetermined direction, the bicycle 1
1 goes forward.

【0023】自転車11のフリーホイール17の前部に
はモータ4が設けられている。このモータ4は直流モー
タであり、内部に減速機を備えたものである。図1につ
いて示したように、このモータ4はコントローラ3によ
って回転制御される。電源のバッテリは図示を省略す
る。
A motor 4 is provided in front of the freewheel 17 of the bicycle 11. The motor 4 is a DC motor, and has a speed reducer inside. As shown in FIG. 1, the rotation of the motor 4 is controlled by the controller 3. Illustration of the battery of the power source is omitted.

【0024】図5により、動力伝達機構の説明をする。
21は後車軸であり、両端がフレーム14に回転自在に
支持されている。この後車軸21には、フリーホイール
17とホイールギヤ22とが間隔をおいて取付けられて
おり、その間に、後車輪12のハブ23が取付けられて
いる。24はスポークである。モータ4の出力軸(減速
機の出力軸)25にはウォームギヤ26が取付けられて
おり、ホイールギヤ22と噛合している。
The power transmission mechanism will be described with reference to FIG.
Reference numeral 21 denotes a rear axle, both ends of which are rotatably supported by the frame 14. A freewheel 17 and a wheel gear 22 are attached to the rear axle 21 with a space therebetween, and a hub 23 of the rear wheel 12 is attached between them. 24 is a spoke. A worm gear 26 is attached to the output shaft 25 of the motor 4 (output shaft of the reduction gear) and meshes with the wheel gear 22.

【0025】ホイールギヤ22の外側には速度センサ2
が配設されており、後車軸21の回転から、自転車11
の走行速度を検出するようになっている。なお、この実
施例においては後車軸21がフレーム14に対して回転
するようにしてあるが、本発明はこれに限られるもので
はなく、後車軸21をフレーム14に固定して実現する
こともできる。その場合にはハブ23を後車軸21に回
転自在に支持し、そのハブ23にフリーホイール17と
ホイールギヤ22を取付けることになる。
A speed sensor 2 is provided outside the wheel gear 22.
Is installed, and the bicycle 11 is rotated from the rotation of the rear axle 21.
It is designed to detect the traveling speed of. In this embodiment, the rear axle 21 rotates with respect to the frame 14, but the present invention is not limited to this, and the rear axle 21 can be fixed to the frame 14 to realize the present invention. . In that case, the hub 23 is rotatably supported by the rear axle 21, and the free wheel 17 and the wheel gear 22 are attached to the hub 23.

【0026】図6により、本発明の加速度センサ1のプ
レート5を振り子と考えた場合の加速度算出原理を説明
する。加速度センサ1では、プレート5によって坂道の
傾斜により発生する傾斜角θS と自転車11の加速によ
り発生する傾斜角θG の和θが検出される。坂道の傾斜
による加速GS と自転車11の加速GC は下式で求める
ことができる。mを振り子の重量、gを重力とする。 GS =mg tanθSC =mg tanθG ここで加速度の和Gは、 G=GS +GC =mg(tanθS +tanθG ) =mg[tan(θS +θG )×(1+tanθS +t
anθG )] となる。ここでθS <15°、θG <15°場合、1≫
tanθS ×tanθG となることから、 G≒mg tan(θS +θG )=mgtanθ となる。すなわち、傾斜角θS ,θG が15°以上では
モータ4の出力が最大になるようにする。
The principle of acceleration calculation when the plate 5 of the acceleration sensor 1 of the present invention is considered as a pendulum will be described with reference to FIG. In the acceleration sensor 1, the plate 5 detects the sum θ of the inclination angle θ S generated by the inclination of the slope and the inclination angle θ G generated by the acceleration of the bicycle 11. The acceleration G S due to the slope of the slope and the acceleration G C of the bicycle 11 can be calculated by the following equation. Let m be the weight of the pendulum and g be the gravity. G S = mg tan θ S G C = mg tan θ G Here, the sum G of accelerations is: G = G S + G C = mg (tan θ S + tan θ G ) = mg [tan (θ S + θ G ) × (1 + tan θ S + t
an θ G )]. Where θ S <15 ° and θ G <15 °, 1 >>
Since tan θ S × tan θ G , G≈mg tan (θ S + θ G ) = mg tan θ. That is, the output of the motor 4 is maximized when the inclination angles θ S and θ G are 15 ° or more.

【0027】図7は、自転車11の速度と加速度による
自転車11の仕事量を算出するためのグラフである。こ
のグラフから、速度がVであり加速度がGである場合、
破線で示すように仕事量Wが算出できる。なお、このグ
ラフは車体重量を考慮し、測定値よりマップを作成した
ものである。
FIG. 7 is a graph for calculating the work of the bicycle 11 based on the speed and acceleration of the bicycle 11. From this graph, if the velocity is V and the acceleration is G,
The work amount W can be calculated as shown by the broken line. This graph is a map created from the measured values in consideration of the vehicle body weight.

【0028】図8のフローチャート図を用いて作用を説
明する。スタートのステップS1から、自転車11に搭
乗した者が足でペダル19を踏んで後車輪12に回転力
を与えると同時に、図示しないスイッチをオンにしてモ
ータ4を回転させる。ペダル19が踏まれるとペダルス
イッチがオン(ステップS2)になり、搭乗者が走行を
する意思であることを検出する。自転車11が走行を開
始すると、慣性により加速度センサ1のプレート5は軸
6を回動中心にして後方に回動する。回動量は加速度に
対応する(ステップS3)。
The operation will be described with reference to the flowchart of FIG. From step S1 of the start, a person who rides on the bicycle 11 depresses the pedal 19 with his / her foot to give a rotational force to the rear wheel 12, and at the same time, turns on a switch (not shown) to rotate the motor 4. When the pedal 19 is stepped on, the pedal switch is turned on (step S2), and it is detected that the passenger is willing to travel. When the bicycle 11 starts traveling, the plate 5 of the acceleration sensor 1 rotates backward about the shaft 6 due to inertia. The amount of rotation corresponds to the acceleration (step S3).

【0029】プレート5が回動すると、孔7とフォトイ
ンタラプタ10との関係でディジタル信号が生ずる。こ
の信号はコントローラ3に入力され、ここで演算され
て、プレート5の回動量より、加速度の和Gが求められ
る(ステップS4)。これと同時に、速度センサ27に
より車輪(後車輪12)の回転数Cが測定される(ステ
ップS5)。回転数Cが測定されれば、その値に車輪の
円周長さを乗ずることにより、自転車11の走行速度V
が算出される(ステップS6)。
When the plate 5 rotates, a digital signal is generated due to the relationship between the hole 7 and the photo interrupter 10. This signal is input to the controller 3, calculated here, and the sum G of accelerations is obtained from the rotation amount of the plate 5 (step S4). At the same time, the rotation speed C of the wheel (rear wheel 12) is measured by the speed sensor 27 (step S5). When the rotation speed C is measured, the value is multiplied by the circumferential length of the wheel to obtain the traveling speed V of the bicycle 11.
Is calculated (step S6).

【0030】自転車11の走行速度Vが算出されれば、
その値を図7のグラフに当てはめることにより、仕事量
Wを求めることができる(ステップS7)。仕事量Wが
わかれば、この値からモータ4の出力Wm を減ずること
により、踏力WF を求めることができる(ステップS
8)。この踏力WF にモータの補助比率(ペダルの踏力
に対するモータの出力の比)を乗ずることにより、モー
タ4への出力Wm+1 を算出する(ステップS9)。モー
タ4がWm+1 を出力するようにモータ4に流す電流を制
御する(ステップS10)。
If the traveling speed V of the bicycle 11 is calculated,
By applying the value to the graph of FIG. 7, the work amount W can be obtained (step S7). If the work amount W is known, the pedaling force W F can be obtained by subtracting the output W m of the motor 4 from this value (step S
8). The output W m + 1 to the motor 4 is calculated by multiplying the pedaling force W F by the motor auxiliary ratio (the ratio of the motor output to the pedaling force) (step S9). The current passed through the motor 4 is controlled so that the motor 4 outputs W m + 1 (step S10).

【0031】自転車11が走行を開始したか否かの判断
は、サドルあるいはハンドルにスイッチを取付けてお
き、搭乗者が走行姿勢をとったときにこのスイッチがオ
ンになるようにするのが便利であるが、速度センサ27
の出力信号を用いるようにしてもよい。
To determine whether or not the bicycle 11 has started running, it is convenient to attach a switch to the saddle or the steering wheel so that the switch is turned on when the occupant takes a running posture. There is a speed sensor 27
You may make it use the output signal of.

【0032】次に、図4に示すように自転車11が登り
坂道にさしかかった場合について述べる。加速度センサ
1は、プレート5が軸6を中心にして回動するようにな
っているので、自転車11がこの図に示すような姿勢に
なったときにも、プレート5はその角度に応じて回動す
る。回動量はフォトインタラプタ10によって検出され
るので、以下は先のフローチャートを用いた説明と同様
の処理がなされ、モータの出力が制御される。
Next, as shown in FIG. 4, the case where the bicycle 11 is approaching an uphill road will be described. Since the plate 5 of the acceleration sensor 1 rotates about the shaft 6, the plate 5 rotates according to the angle even when the bicycle 11 takes the posture shown in this figure. Move. Since the rotation amount is detected by the photo interrupter 10, the same processing as that described with reference to the above-described flowchart is performed below, and the output of the motor is controlled.

【0033】加速度センサ1を上記説明のようにプレー
ト5とインタラプタ10で構成した場合、路面の傾斜角
を検出するときにはよいが、加速度を検出するときには
前後方向に反復回動する虞がある。これを防止するため
の手段として、プレート5を十分に重くするか、あるい
は軸6の部分に適度の摩擦抵抗を与えて、加速度を受け
たときには回動するが、それより小さな力を受けても回
動しないようにすることが考えられる。
When the acceleration sensor 1 is composed of the plate 5 and the interrupter 10 as described above, it is good when detecting the inclination angle of the road surface, but when detecting acceleration, there is a possibility that the acceleration sensor 1 repeatedly rotates in the front-rear direction. As a means for preventing this, the plate 5 is made sufficiently heavy, or an appropriate frictional resistance is given to the portion of the shaft 6 so that the shaft 5 rotates when it receives acceleration, but even if it receives a smaller force. It is possible to prevent it from rotating.

【0034】また、これとは全く異なる構造として、孔
7を有しないプレートを容器内に充填したオイル等の粘
性液体中に回動自在に設け、回動中心となる軸にポテン
ショメータを取付けて、回動角に応じて抵抗値がかわる
ようにすることも考えられる。この場合には、上記実施
例とは異なり、アナログの出力信号になる。
Further, as a completely different structure, a plate having no holes 7 is rotatably provided in a viscous liquid such as oil filled in a container, and a potentiometer is attached to a shaft serving as a center of rotation. It is also possible to change the resistance value according to the rotation angle. In this case, unlike the above embodiment, an analog output signal is obtained.

【0035】プレート5が反復回動することの影響を避
ける他の方法として、加速度センサ1が時間経過の前後
で異なった値を出力したときには、その平均値をとって
出力信号とするのもよい。
As another method for avoiding the influence of the plate 5 repetitively rotating, when the acceleration sensor 1 outputs different values before and after the passage of time, the average value thereof may be taken as the output signal. .

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
た動力自転車の補助動力制御方法およびその装置である
から、ペダルの踏力を後車輪に伝達する機構は一般の自
転車と同様であり、部品等を共通に使用することができ
る。駆動力伝達機構に踏力検出部がないため、伝達機構
の故障率を小さくすることができる。また、踏力検出部
が故障したとき、モータの補助動力は無くなるが、ペダ
ルからの駆動力は有効に作用し、走行に支障を来すこと
はない。登坂路にさしかかったときには、踏力が大きく
なる前に加速度センサが加速度の増加として坂による負
荷の増大量を検出するので、モータの補助動力を早めに
発揮させることができることになる。
Since the present invention is the auxiliary power control method and apparatus for a power bicycle constructed as described above, the mechanism for transmitting the pedal effort to the rear wheels is the same as that of a general bicycle. Parts and the like can be commonly used. Since the driving force transmission mechanism does not have the pedaling force detector, the failure rate of the transmission mechanism can be reduced. Further, when the pedal effort detection unit fails, the auxiliary power of the motor disappears, but the driving force from the pedal effectively acts and does not hinder traveling. When approaching an uphill road, the acceleration sensor detects an increase in the load due to the slope as an increase in acceleration before the pedal effort increases, so that the auxiliary power of the motor can be exerted earlier.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る加速度センサの一例を示す正面図
である。
FIG. 2 is a front view showing an example of an acceleration sensor according to the present invention.

【図3】図2のものの発光素子と受光素子を含む側面図
である。
FIG. 3 is a side view including a light emitting element and a light receiving element of FIG.

【図4】本発明を適用した動力自転車の側面図である。FIG. 4 is a side view of a power bicycle to which the present invention is applied.

【図5】図4のうちの要部を拡大して示した平面図であ
る。
5 is a plan view showing an enlarged main part of FIG. 4. FIG.

【図6】加速度センサの作動原理を説明するための説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operating principle of the acceleration sensor.

【図7】自転車の速度と仕事量との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between bicycle speed and work load.

【図8】作用を説明するためのフローチャート図であ
る。
FIG. 8 is a flow chart for explaining the operation.

【符号の説明】 1 加速度センサ 2 速度センサ 3 コントローラ 4 モータ 5 プレート 6 軸 7 孔 10 フォトインタラプタ 11 自転車 12 後車輪 16 スプロケット 17 フリーホイール 18 チェーン 19 ペダル 21 後車軸 22 ホイールギヤ 26 ウォームギヤ[Explanation of symbols] 1 acceleration sensor 2 speed sensor 3 controller 4 motor 5 plate 6 shaft 7 hole 10 photo interrupter 11 bicycle 12 rear wheel 16 sprocket 17 freewheel 18 chain 19 pedal 21 rear axle 22 wheel gear 26 worm gear

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加速度と路面の傾斜角の両方を検出でき
る加速度センサにより検出した加速度と自転車の速度と
から自転車の仕事量を算出し、該算出結果によってモー
タの出力制御を行うことを特徴とする動力自転車の補助
動力制御方法。
1. The amount of work of the bicycle is calculated from the acceleration detected by an acceleration sensor capable of detecting both the acceleration and the inclination angle of the road surface and the speed of the bicycle, and the output of the motor is controlled based on the calculated result. Power control method for power bicycle.
【請求項2】 加速度と路面の傾斜角の両方を検出でき
る加速度センサにより検出した路面の傾斜角と自転車の
速度とから自転車の仕事量を算出し、該算出結果によっ
てモータの出力制御を行うことを特徴とする動力自転車
の補助動力制御方法。
2. The amount of work of the bicycle is calculated from the inclination angle of the road surface and the speed of the bicycle detected by an acceleration sensor capable of detecting both the acceleration and the inclination angle of the road surface, and the output control of the motor is performed according to the calculation result. An auxiliary power control method for a power bicycle, characterized by:
【請求項3】 上端を支持して回動自在に設けたプレー
トで加速度センサを形成し、該加速度センサの出力側を
仕事量の算出回路に接続すると共に、該加速度センサを
ペダルの踏力伝達機構とは独立させて自転車に取付けた
ことを特徴とする動力自転車の補助動力制御装置。
3. An acceleration sensor is formed by a plate rotatably supported at an upper end thereof, an output side of the acceleration sensor is connected to a work amount calculating circuit, and the acceleration sensor is connected to a pedaling force transmission mechanism of a pedal. An auxiliary power control device for a power bicycle, which is mounted on the bicycle independently of the.
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