JPH09156571A - 原動補助自転車とその制御方法 - Google Patents
原動補助自転車とその制御方法Info
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- JPH09156571A JPH09156571A JP31869995A JP31869995A JPH09156571A JP H09156571 A JPH09156571 A JP H09156571A JP 31869995 A JP31869995 A JP 31869995A JP 31869995 A JP31869995 A JP 31869995A JP H09156571 A JPH09156571 A JP H09156571A
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- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
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- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
- Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、エネルギー源が効果的に利用され
ると共に、走行時の車速を自動的に常時一定に保持して
快適で安全な走行ができる原動補助自転車とその制御方
法を実現することを目的とする。 【解決手段】 この発明は、原動機７による補助駆動系
を並設して人力による踏力の変化に対応して原動機７の
出力を制御する原動補助自転車１において、踏力を検出
する踏力センサ６と、自転車の車速を検出する車速セン
サ１６と、車速センサ１６の検出した車速と踏力センサ
６で検出した踏力の各時間に対する変化率により走行状
況を判断して原動機７の補助率を自動的に制御する制御
手段１０とを備えた原動補助自転車１を構成した。
ると共に、走行時の車速を自動的に常時一定に保持して
快適で安全な走行ができる原動補助自転車とその制御方
法を実現することを目的とする。 【解決手段】 この発明は、原動機７による補助駆動系
を並設して人力による踏力の変化に対応して原動機７の
出力を制御する原動補助自転車１において、踏力を検出
する踏力センサ６と、自転車の車速を検出する車速セン
サ１６と、車速センサ１６の検出した車速と踏力センサ
６で検出した踏力の各時間に対する変化率により走行状
況を判断して原動機７の補助率を自動的に制御する制御
手段１０とを備えた原動補助自転車１を構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、人力による駆動
系と原動機による駆動系とを並列に設け、原動機による
駆動力を人の足踏み力（以下、踏力という）の変化に対
応して制御するようにした原動補助自転車とその制御方
法に関するものである。
系と原動機による駆動系とを並列に設け、原動機による
駆動力を人の足踏み力（以下、踏力という）の変化に対
応して制御するようにした原動補助自転車とその制御方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は一般的な電動補助自転車の構成を
示すブロック図である。図５において、四角な枠１は電
動補助自転車の本体を表わしている。４はクランク軸、
５はペダル、６は踏力センサ、７はモーター、８はクラ
ッチである。また、９はバッテリ、１０はコントローラ
ー、１１はメモリ、１４はチェーン、１５は後輪、１６
は車速センサである。
示すブロック図である。図５において、四角な枠１は電
動補助自転車の本体を表わしている。４はクランク軸、
５はペダル、６は踏力センサ、７はモーター、８はクラ
ッチである。また、９はバッテリ、１０はコントローラ
ー、１１はメモリ、１４はチェーン、１５は後輪、１６
は車速センサである。
【０００３】図５のブロック図において、バッテリ９
は、コントローラー１０とモーター７に電源を供給す
る。ペダル５とクランク軸４の間に設置された踏力セン
サ６は、コントローラー１０に踏力H の検出値を与え
る。また、後輪１５に設置された車速センサ１６は、コ
ントローラー１０に車速Ｖの検出値を出力する。コント
ローラー１０は検出された踏力ＦH 及び車速Ｖにより、
予めメモリ１１に記憶されたデータに基づいてモーター
電流を制御して、踏力ＦH を補助するための機械的な駆
動力ＦM を発生させる。メモリ１１は車速Ｖにより変化
する補助率ｋのデータを記憶していて、コントローラー
１０により記憶されたデータから補助率ｋが決定され
る。補助率ｋは（ＦM ／ＦH ）で定義される。
は、コントローラー１０とモーター７に電源を供給す
る。ペダル５とクランク軸４の間に設置された踏力セン
サ６は、コントローラー１０に踏力H の検出値を与え
る。また、後輪１５に設置された車速センサ１６は、コ
ントローラー１０に車速Ｖの検出値を出力する。コント
ローラー１０は検出された踏力ＦH 及び車速Ｖにより、
予めメモリ１１に記憶されたデータに基づいてモーター
電流を制御して、踏力ＦH を補助するための機械的な駆
動力ＦM を発生させる。メモリ１１は車速Ｖにより変化
する補助率ｋのデータを記憶していて、コントローラー
１０により記憶されたデータから補助率ｋが決定され
る。補助率ｋは（ＦM ／ＦH ）で定義される。
【０００４】図６はメモリ１１に記憶された補助率ｋと
車速Ｖの関係の一例を表わしたグラフである。図６のグ
ラフに示すように、補助率ｋは車速Ｖａまで一定の値ｋ
0 であるが、Ｖａ〜Ｖｂでは車速Ｖｂのときに０になる
ように直線的に漸減し、車速Ｖｂ以上では０である。車
速Ｖａ〜Ｖｂ間の補助率ｋは、下式で表わせられる。 ｋ＝｛−ｋ0 ／（Ｖｂ−Ｖａ）｝（Ｖ−Ｖａ）＋ｋ0 …(1) コントローラー１０は車速Ｖに対する補助率ｋをメモリ
１１に記憶された特性から求め、この時に必要なモータ
ー７の駆動力ＦM を前述の定義から導かれた次の(2) 式
により求める。 ＦM ＝（ｋ×ＦH ） …(2)
車速Ｖの関係の一例を表わしたグラフである。図６のグ
ラフに示すように、補助率ｋは車速Ｖａまで一定の値ｋ
0 であるが、Ｖａ〜Ｖｂでは車速Ｖｂのときに０になる
ように直線的に漸減し、車速Ｖｂ以上では０である。車
速Ｖａ〜Ｖｂ間の補助率ｋは、下式で表わせられる。 ｋ＝｛−ｋ0 ／（Ｖｂ−Ｖａ）｝（Ｖ−Ｖａ）＋ｋ0 …(1) コントローラー１０は車速Ｖに対する補助率ｋをメモリ
１１に記憶された特性から求め、この時に必要なモータ
ー７の駆動力ＦM を前述の定義から導かれた次の(2) 式
により求める。 ＦM ＝（ｋ×ＦH ） …(2)
【０００５】図７は、図６のような特性のデータが記憶
されているメモリ１１を持った本体１が走行している時
の、車速Ｖ及び本体１を走行させる力Ｆ（以下、走行力
という）の時間的変化を表わしたものである。ここで、
走行力Ｆは踏力ＦH とモーター７の駆動力ＦM を足し合
わせた（ＦH ＋ＦM ）であり、斜線部が踏力ＦH を表わ
し、格子で示した部分は駆動力ＦM を表わしている。車
速Ｖの特性曲線より、本体１は停車状態から発車し、加
速後一定時間は等速走行に移り、その後更に加速してい
る。
されているメモリ１１を持った本体１が走行している時
の、車速Ｖ及び本体１を走行させる力Ｆ（以下、走行力
という）の時間的変化を表わしたものである。ここで、
走行力Ｆは踏力ＦH とモーター７の駆動力ＦM を足し合
わせた（ＦH ＋ＦM ）であり、斜線部が踏力ＦH を表わ
し、格子で示した部分は駆動力ＦM を表わしている。車
速Ｖの特性曲線より、本体１は停車状態から発車し、加
速後一定時間は等速走行に移り、その後更に加速してい
る。
【０００６】車速Ｖの変化に対応する走行力Ｆは、先ず
車速０からの発車直後に大きな駆動力ＦM を必要として
おり、等速走行に移ると駆動力ＦM がほぼ一定になって
いる。時刻ｔ＝０〜ｔ1 までの踏力ＦH と駆動力ＦM の
比率はｋ0 であるが、時刻ｔ1 の車速ＶはＶａに増加
し、時刻ｔ2 には更にＶｂに達している（図６）。一
方、補助率ｋはｔ1 から漸減され、ｔ2 の時点では０と
なる。
車速０からの発車直後に大きな駆動力ＦM を必要として
おり、等速走行に移ると駆動力ＦM がほぼ一定になって
いる。時刻ｔ＝０〜ｔ1 までの踏力ＦH と駆動力ＦM の
比率はｋ0 であるが、時刻ｔ1 の車速ＶはＶａに増加
し、時刻ｔ2 には更にＶｂに達している（図６）。一
方、補助率ｋはｔ1 から漸減され、ｔ2 の時点では０と
なる。
【０００７】以上説明した通り従来の制御方法として
は、踏力ＦH を検出し、この踏力ＦHの大小に対応して
モータの駆動力ＦM を制御し、高速走行時に駆動力ＦM
を減少させ高速走行時の不必要に大きな駆動力ＦM を制
御する方式（例えば、特開平６−１０７２６６号の発
明）等が公知である。即ち、発車から或る速度に達する
まではモータの駆動力ＦM の補助率ｋを一定にして、高
速走行時に移ったときは補助率ｋを減少させている。そ
して、高速走行時のモータの駆動力ＦM を低下または零
にして、無駄な電池の消耗を防止するものであった。
は、踏力ＦH を検出し、この踏力ＦHの大小に対応して
モータの駆動力ＦM を制御し、高速走行時に駆動力ＦM
を減少させ高速走行時の不必要に大きな駆動力ＦM を制
御する方式（例えば、特開平６−１０７２６６号の発
明）等が公知である。即ち、発車から或る速度に達する
まではモータの駆動力ＦM の補助率ｋを一定にして、高
速走行時に移ったときは補助率ｋを減少させている。そ
して、高速走行時のモータの駆動力ＦM を低下または零
にして、無駄な電池の消耗を防止するものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法や装置は上
記のように、車速によって補助率ｋを一義的に決定し、
高速領域では補助率ｋを直線的に漸減させるというこの
方式は高速走行時に無駄な電池の消耗を防ぐことに有効
であった。しかし、補助率を車速により一義的に決定す
る場合は、同じ速度でも登り坂や向い風の時には大きな
駆動力が必要となり、駆動力不足を感じる。逆に、下り
坂や追い風の時には駆動力はさほど必要ではないため、
電池の無駄な消耗が発生する。
記のように、車速によって補助率ｋを一義的に決定し、
高速領域では補助率ｋを直線的に漸減させるというこの
方式は高速走行時に無駄な電池の消耗を防ぐことに有効
であった。しかし、補助率を車速により一義的に決定す
る場合は、同じ速度でも登り坂や向い風の時には大きな
駆動力が必要となり、駆動力不足を感じる。逆に、下り
坂や追い風の時には駆動力はさほど必要ではないため、
電池の無駄な消耗が発生する。
【０００９】つまり、補助率を車速だけで一義的に決定
する従来方式では、速度が同じならば負荷（走行抵抗）
の大小に係わらず補助率が同一であるため、走行力に大
きな影響を与える道路の状態や風向き・天候等の走行時
の走行状況の変化に対応できないという欠点がある。特
に、上記した特開平６−１０７２６６号の従来の発明で
は高速走行時に補助率ｋを０にするので、下り坂を走行
すると車速Ｖが無制限に増加して危険を伴う虞がある等
の問題点があった。
する従来方式では、速度が同じならば負荷（走行抵抗）
の大小に係わらず補助率が同一であるため、走行力に大
きな影響を与える道路の状態や風向き・天候等の走行時
の走行状況の変化に対応できないという欠点がある。特
に、上記した特開平６−１０７２６６号の従来の発明で
は高速走行時に補助率ｋを０にするので、下り坂を走行
すると車速Ｖが無制限に増加して危険を伴う虞がある等
の問題点があった。
【００１０】本発明は、上述のような従来の問題点を解
消するためになされたもので、原動機による踏力の補助
率が走行状況の変化に対応して制御されてエネルギー源
が効果的に利用されると共に、走行時の車速を自動的に
常時一定に保持して快適で安全な走行ができる原動補助
自転車とその制御方法を実現することを目的とするもの
である。
消するためになされたもので、原動機による踏力の補助
率が走行状況の変化に対応して制御されてエネルギー源
が効果的に利用されると共に、走行時の車速を自動的に
常時一定に保持して快適で安全な走行ができる原動補助
自転車とその制御方法を実現することを目的とするもの
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、原動機によ
る補助駆動系を並設して人力による踏力の変化に対応し
て原動機の出力を制御する原動補助自転車において、踏
力を検出する踏力センサと、自転車の車速を検出する車
速センサと、車速センサの検出した車速と踏力センサで
検出した踏力の各時間に対する変化率により走行状況を
判断して原動機の補助率を自動的に制御する制御手段と
を備えた原動補助自転車を構成したものである。
る補助駆動系を並設して人力による踏力の変化に対応し
て原動機の出力を制御する原動補助自転車において、踏
力を検出する踏力センサと、自転車の車速を検出する車
速センサと、車速センサの検出した車速と踏力センサで
検出した踏力の各時間に対する変化率により走行状況を
判断して原動機の補助率を自動的に制御する制御手段と
を備えた原動補助自転車を構成したものである。
【００１２】また、この発明は、原動機による補助駆動
系を並設して人力による踏力の変化に対応して原動機の
出力を制御する原動補助自転車の制御方法において、自
転車の車速を検出する車速センサの検出した車速と踏力
センサで検出した踏力の各時間に対する変化率により走
行状況を判断して原動機の補助率を制御手段により自動
的に制御する原動補助自転車の制御方法を採用したもの
である。
系を並設して人力による踏力の変化に対応して原動機の
出力を制御する原動補助自転車の制御方法において、自
転車の車速を検出する車速センサの検出した車速と踏力
センサで検出した踏力の各時間に対する変化率により走
行状況を判断して原動機の補助率を制御手段により自動
的に制御する原動補助自転車の制御方法を採用したもの
である。
【００１３】踏力ＦH の変化率ΔＦH が（ΔＦH ≧０）
及び車速Ｖの変化率ΔＶが（ΔＶ＜０）であるときは、
加速しようとして踏力ＦH を増加させたが結果的に減速
されている。つまり、この条件が成立する場合は標準的
に走行状況の走行ではなく、登り坂や向かい風等の少な
くとも走行状況が悪条件で多大な負荷の中を走行してい
ることを示している。このとき、コントローラーはメモ
リに記憶してある補助率ｋよりも大きな補助率になるよ
うに駆動源を制御し、通常走行状態よりも大きな原動機
の駆動力ＦM を発生させることになる。
及び車速Ｖの変化率ΔＶが（ΔＶ＜０）であるときは、
加速しようとして踏力ＦH を増加させたが結果的に減速
されている。つまり、この条件が成立する場合は標準的
に走行状況の走行ではなく、登り坂や向かい風等の少な
くとも走行状況が悪条件で多大な負荷の中を走行してい
ることを示している。このとき、コントローラーはメモ
リに記憶してある補助率ｋよりも大きな補助率になるよ
うに駆動源を制御し、通常走行状態よりも大きな原動機
の駆動力ＦM を発生させることになる。
【００１４】次に、踏力ＦH の変化率ΔＦH が（ΔＦH
＜０）で車速Ｖの変化率ΔＶが（ΔＶ≧０）の場合は、
踏力ＦH が減少しているのにも係わらず車速Ｖが増加し
ている。この場合も標準的に走行状況ではなく下り坂や
追い風の中の走行が予想され、少なくとも標準的な走行
状況の走行よりも負荷が小さい走行である。そして、コ
ントローラーはメモリに記憶してある標準的な補助率ｋ
よりも小さな補助率ｋになるように駆動源を制御する。
時には、補助率ｋを一切しない制御や電池等のエネルギ
ー源の供給を停止するような制御にして、通常走行状態
よりも小さな駆動力しか発生させない。
＜０）で車速Ｖの変化率ΔＶが（ΔＶ≧０）の場合は、
踏力ＦH が減少しているのにも係わらず車速Ｖが増加し
ている。この場合も標準的に走行状況ではなく下り坂や
追い風の中の走行が予想され、少なくとも標準的な走行
状況の走行よりも負荷が小さい走行である。そして、コ
ントローラーはメモリに記憶してある標準的な補助率ｋ
よりも小さな補助率ｋになるように駆動源を制御する。
時には、補助率ｋを一切しない制御や電池等のエネルギ
ー源の供給を停止するような制御にして、通常走行状態
よりも小さな駆動力しか発生させない。
【００１５】
実施形態１ 図１は本発明の実施形態１の構成説明図である。本実施
形態１でも従来例に倣って電動機を補助系に用いた電動
補助自転車が例示されている。図１において、１は電動
補助自転車の本体である。２は本体１のメインフレー
ム、３はシートチューブ、４はクランク軸、５はペダル
である。シートチューブ３はメインフレーム２の中央部
にほぼ直立して配置され、下端部には左右にペダル５を
設けたクランク軸４が取付けられている。６は足踏み力
を検出する踏力センサ、７は足踏み力を補助する電動
機、８は電動機７の出力を断続するクラッチである。
形態１でも従来例に倣って電動機を補助系に用いた電動
補助自転車が例示されている。図１において、１は電動
補助自転車の本体である。２は本体１のメインフレー
ム、３はシートチューブ、４はクランク軸、５はペダル
である。シートチューブ３はメインフレーム２の中央部
にほぼ直立して配置され、下端部には左右にペダル５を
設けたクランク軸４が取付けられている。６は足踏み力
を検出する踏力センサ、７は足踏み力を補助する電動
機、８は電動機７の出力を断続するクラッチである。
【００１６】踏力センサ６はクランク軸４とペダル５の
間に設置され、電動機７はクラッチ８を通してクランク
軸４に連結されている。９はバッテリ、１０はコントロ
ーラー、１１はメモリである。バッテリ９とコントロー
ラー１０およびメモリ１１はメインフレーム２に取付け
られ、バッテリ９は電動機７とコントローラー１０およ
びメモリ１１に電源を供給する。また、１２は駆動歯
車、１３は従動歯車、１４は駆動歯車１２と従動歯車１
３に懸張されたチェーン、１５は後輪、１６は車速セン
サである。車速センサ１６は後輪１５の車軸に接続され
ている。
間に設置され、電動機７はクラッチ８を通してクランク
軸４に連結されている。９はバッテリ、１０はコントロ
ーラー、１１はメモリである。バッテリ９とコントロー
ラー１０およびメモリ１１はメインフレーム２に取付け
られ、バッテリ９は電動機７とコントローラー１０およ
びメモリ１１に電源を供給する。また、１２は駆動歯
車、１３は従動歯車、１４は駆動歯車１２と従動歯車１
３に懸張されたチェーン、１５は後輪、１６は車速セン
サである。車速センサ１６は後輪１５の車軸に接続され
ている。
【００１７】このような構成の本発明の実施形態１の動
作を、次に説明する。ペダルの踏力ＦH と電動機７の駆
動力ＦM が加えられて、クランク軸４に回転力が与えら
れる。クランク軸４の回転力はチェーン１４によって後
輪１５に伝えられ、与えられた回転力で後輪１５に走行
力Ｆが生じる。一方、踏力センサ６と車速センサ１６
は、それぞれ踏力ＦH と車速Ｖを検出する。検出された
踏力ＦHと車速Ｖは、共にコントローラー１０へ入力さ
れている。
作を、次に説明する。ペダルの踏力ＦH と電動機７の駆
動力ＦM が加えられて、クランク軸４に回転力が与えら
れる。クランク軸４の回転力はチェーン１４によって後
輪１５に伝えられ、与えられた回転力で後輪１５に走行
力Ｆが生じる。一方、踏力センサ６と車速センサ１６
は、それぞれ踏力ＦH と車速Ｖを検出する。検出された
踏力ＦHと車速Ｖは、共にコントローラー１０へ入力さ
れている。
【００１８】メモリ１１には、コントローラー１０から
刻々と変化する踏力ＦH と車速Ｖが送られてくる。メモ
リ１１は或る時間だけコントローラー１０から送られて
きた踏力ＦH と車速Ｖを記憶する。また、メモリ１１に
は予めデータが記憶されている。このデータは走行状況
の変化が少ない標準的な走行状況における補助率であ
り、この補助率ｋは前記のようにｋ＝ＦM ／ＦH で示さ
れる。また、コントローラー１０は、踏力ＦH と車速Ｖ
の増減の割合を算出するため、或る時刻の前の踏力ＦHb
と車速Ｖb をメモリ１１から引き出し、これらの値と現
在の踏力ＦH と車速Ｖとの差、即ち（ＦH −ＦHb）およ
び（Ｖ−Ｖb ）を演算する。
刻々と変化する踏力ＦH と車速Ｖが送られてくる。メモ
リ１１は或る時間だけコントローラー１０から送られて
きた踏力ＦH と車速Ｖを記憶する。また、メモリ１１に
は予めデータが記憶されている。このデータは走行状況
の変化が少ない標準的な走行状況における補助率であ
り、この補助率ｋは前記のようにｋ＝ＦM ／ＦH で示さ
れる。また、コントローラー１０は、踏力ＦH と車速Ｖ
の増減の割合を算出するため、或る時刻の前の踏力ＦHb
と車速Ｖb をメモリ１１から引き出し、これらの値と現
在の踏力ＦH と車速Ｖとの差、即ち（ＦH −ＦHb）およ
び（Ｖ−Ｖb ）を演算する。
【００１９】ここで、これらの差をそれぞれΔＦH 、Δ
Ｖとして、２つの値の正又は負になったときの走行状況
との相対的な関係を検討してみる。いま、ΔＦH ≧０及
びΔＶ≧０もしくはΔＦH ＜０及びΔＶ＜０の場合に
は、加速しようとして踏力ＦH を増加したところ、車速
Ｖは上昇した結果もしくは、減速しようとして踏力ＦH
を減少させたところ、車速Ｖが下降した結果の現れであ
り、これは標準的な走行状況の走行と見做すことができ
る。そして、コントローラー１０はメモリ１１に記憶し
てある、或る補助率ｋにより電動機７の励磁電流を制御
して駆動力ＦM を発生させる。
Ｖとして、２つの値の正又は負になったときの走行状況
との相対的な関係を検討してみる。いま、ΔＦH ≧０及
びΔＶ≧０もしくはΔＦH ＜０及びΔＶ＜０の場合に
は、加速しようとして踏力ＦH を増加したところ、車速
Ｖは上昇した結果もしくは、減速しようとして踏力ＦH
を減少させたところ、車速Ｖが下降した結果の現れであ
り、これは標準的な走行状況の走行と見做すことができ
る。そして、コントローラー１０はメモリ１１に記憶し
てある、或る補助率ｋにより電動機７の励磁電流を制御
して駆動力ＦM を発生させる。
【００２０】次に、ΔＦH ≧０及びΔＶ＜０であるとき
は加速しようとして踏力ＦH を増加させたが、減速され
ている。つまり、この条件が成立する場合は標準的な走
行ではなく、登り坂や向かい風等の少なくとも多大な負
荷の中を走行している走行状況下にいることを示してい
る。このとき、コントローラー１０はメモリ１１に記憶
してある補助率ｋよりも大きな補助率ｋになるように電
動機７の励磁電流を制御して、標準的な走行状況よりも
大きな駆動力ＦM を発生させて踏力ＦH を補助すること
になる。
は加速しようとして踏力ＦH を増加させたが、減速され
ている。つまり、この条件が成立する場合は標準的な走
行ではなく、登り坂や向かい風等の少なくとも多大な負
荷の中を走行している走行状況下にいることを示してい
る。このとき、コントローラー１０はメモリ１１に記憶
してある補助率ｋよりも大きな補助率ｋになるように電
動機７の励磁電流を制御して、標準的な走行状況よりも
大きな駆動力ＦM を発生させて踏力ＦH を補助すること
になる。
【００２１】次は、ΔＦH ＜０およびΔＶ≧０の場合で
ある。この場合は踏力ＦH が減少しているのにも係わら
ず車速Ｖが増加している。これも標準的な走行ではあり
得ないことである。これは下り坂や追い風の中の走行が
予想され少なくとも、通常よりも負荷が小さい走行であ
る。そして、コントローラー１０はメモリ１１に記憶し
てある補助率ｋよりも小さな補助率ｋになるように電動
機７の励磁電流を制御する。時には補助を一切しない制
御、励磁電流を流さない制御にし、標準走行状態よりも
小さな駆動力ＦM しか発生させない。
ある。この場合は踏力ＦH が減少しているのにも係わら
ず車速Ｖが増加している。これも標準的な走行ではあり
得ないことである。これは下り坂や追い風の中の走行が
予想され少なくとも、通常よりも負荷が小さい走行であ
る。そして、コントローラー１０はメモリ１１に記憶し
てある補助率ｋよりも小さな補助率ｋになるように電動
機７の励磁電流を制御する。時には補助を一切しない制
御、励磁電流を流さない制御にし、標準走行状態よりも
小さな駆動力ＦM しか発生させない。
【００２２】本発明の実施形態の動作が、図２と図３に
示されている。図２は標準的走行状況における補助率ｋ
を示している。また、図３はΔＦH 、ΔＶの絶対値を３
段階に分けた時、標準的走行状況の補助率ｋに対して補
助率ｋの増減を行うことを示している。α、βは任意の
係数であり、α1 ＜α2 ＜α3、β1 ＜β2 ＜β3 であ
る。ΔＦH ≧０、ΔＶ＜０の場合、つまり標準的走行状
況よりも負荷が大きい場合にはΔＦH 、ΔＶの絶対値の
大きさから、適切な係数αを選択し補助率ｋに加算して
モーター駆動力ＦM を上げ、ΔＦH ＜０、ΔＶ≧０の場
合、つまり標準的走行状況よりも負荷が少ない場合には
ΔＦH 、ΔＶの絶対値の大きさから適切な係数βを選択
し補助率ｋから減算することにより補助率ｋを下げてい
る。
示されている。図２は標準的走行状況における補助率ｋ
を示している。また、図３はΔＦH 、ΔＶの絶対値を３
段階に分けた時、標準的走行状況の補助率ｋに対して補
助率ｋの増減を行うことを示している。α、βは任意の
係数であり、α1 ＜α2 ＜α3、β1 ＜β2 ＜β3 であ
る。ΔＦH ≧０、ΔＶ＜０の場合、つまり標準的走行状
況よりも負荷が大きい場合にはΔＦH 、ΔＶの絶対値の
大きさから、適切な係数αを選択し補助率ｋに加算して
モーター駆動力ＦM を上げ、ΔＦH ＜０、ΔＶ≧０の場
合、つまり標準的走行状況よりも負荷が少ない場合には
ΔＦH 、ΔＶの絶対値の大きさから適切な係数βを選択
し補助率ｋから減算することにより補助率ｋを下げてい
る。
【００２３】本発明の実施形態を適用することによっ
て、従来車速Ｖのみによって決定した一つの補助率ｋの
特性が、その走行状況における負荷量の変化に対応する
補助率ｋに自動的に補正されることになる。図４は本発
明実施形態の電動補助自転車が走行したときの走行軌跡
と走行力Ｆの対応関係が示されている。発車時、等速走
行時は標準的走行状況であるため補助率ｋは一定であ
る。ところが登り坂や下り坂では補助率ｋが増減され、
走行状況に適した補助がなされている。
て、従来車速Ｖのみによって決定した一つの補助率ｋの
特性が、その走行状況における負荷量の変化に対応する
補助率ｋに自動的に補正されることになる。図４は本発
明実施形態の電動補助自転車が走行したときの走行軌跡
と走行力Ｆの対応関係が示されている。発車時、等速走
行時は標準的走行状況であるため補助率ｋは一定であ
る。ところが登り坂や下り坂では補助率ｋが増減され、
走行状況に適した補助がなされている。
【００２４】図示のように、この発明では舗装が行届か
ない砂利道や上り坂等の道路条件は勿論のこと、向い風
や雨天等の気象条件により踏力に逆らう負荷量が大きい
走行状況のときには、原動機の駆動力が高められて大き
な補助率で乗り手の踏力が補助される。逆に、下り坂や
良く整備された道路或いは追い風等で踏力に逆らう負荷
量が減少したようなときには、原動機の駆動力が低下さ
れて小さい補助率で踏力が補助されるようになってい
る。
ない砂利道や上り坂等の道路条件は勿論のこと、向い風
や雨天等の気象条件により踏力に逆らう負荷量が大きい
走行状況のときには、原動機の駆動力が高められて大き
な補助率で乗り手の踏力が補助される。逆に、下り坂や
良く整備された道路或いは追い風等で踏力に逆らう負荷
量が減少したようなときには、原動機の駆動力が低下さ
れて小さい補助率で踏力が補助されるようになってい
る。
【００２５】実施形態２ なお、上述の実施の形態１では電動機を補助系に用いた
電動補助自転車を例示して説明したが、ガソリンをエネ
ルギー源とする内燃機関を原動機にした原動補助自転車
についても本発明を適用することができる。また、係数
α，βがα1 〜α3 とβ1 〜β3 の３段階で補助率ｋを
選択した場合で説明したが、段階数を適宜増減してもよ
く、必要があれば車速Ｖや踏力ＦH の変化に応じて連続
的に補正するようにしてもよい。
電動補助自転車を例示して説明したが、ガソリンをエネ
ルギー源とする内燃機関を原動機にした原動補助自転車
についても本発明を適用することができる。また、係数
α，βがα1 〜α3 とβ1 〜β3 の３段階で補助率ｋを
選択した場合で説明したが、段階数を適宜増減してもよ
く、必要があれば車速Ｖや踏力ＦH の変化に応じて連続
的に補正するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】この発明は、原動機による補助駆動系を
並設して人力による踏力の変化に対応して原動機の出力
を制御する原動補助自転車において、踏力を検出する踏
力センサと、自転車の車速を検出する車速センサと、車
速センサの検出した車速と踏力センサで検出した踏力の
各時間に対する変化率により走行状況を判断して原動機
の補助率を自動的に制御する制御手段とを備えた原動補
助自転車を構成した。
並設して人力による踏力の変化に対応して原動機の出力
を制御する原動補助自転車において、踏力を検出する踏
力センサと、自転車の車速を検出する車速センサと、車
速センサの検出した車速と踏力センサで検出した踏力の
各時間に対する変化率により走行状況を判断して原動機
の補助率を自動的に制御する制御手段とを備えた原動補
助自転車を構成した。
【００２７】また、この発明は、原動機による補助駆動
系を並設して人力による踏力の変化に対応して原動機の
出力を制御する原動補助自転車の制御方法において、自
転車の車速を検出する車速センサの検出した車速と踏力
センサで検出した踏力の各時間に対する変化率により走
行状況を判断して原動機の補助率を制御手段により自動
的に制御する原動補助自転車の制御方法を採用した。
系を並設して人力による踏力の変化に対応して原動機の
出力を制御する原動補助自転車の制御方法において、自
転車の車速を検出する車速センサの検出した車速と踏力
センサで検出した踏力の各時間に対する変化率により走
行状況を判断して原動機の補助率を制御手段により自動
的に制御する原動補助自転車の制御方法を採用した。
【００２８】この結果、原動機による踏力の補助率が走
行状況の変化に対応して制御されるので、電池や燃料に
無駄がなくなって経済的に利用されることになる。ま
た、踏力が均一に保たれるような足踏み力をペダルに加
えれば、登坂／降坂或いは順風／逆風等の走行時の走行
状況の変化に無関係に車速が自動的に常時一定に保持さ
れることになる。したがって、例えば、下り坂ではスピ
ードの出過ぎが抑制されて危険がなく安全に走行でき、
上り坂では傾斜の緩急に対応して力不足のない駆動力で
足踏み力が補助されて疲労を伴うことなくそのまま安定
走行を継続することができる。
行状況の変化に対応して制御されるので、電池や燃料に
無駄がなくなって経済的に利用されることになる。ま
た、踏力が均一に保たれるような足踏み力をペダルに加
えれば、登坂／降坂或いは順風／逆風等の走行時の走行
状況の変化に無関係に車速が自動的に常時一定に保持さ
れることになる。したがって、例えば、下り坂ではスピ
ードの出過ぎが抑制されて危険がなく安全に走行でき、
上り坂では傾斜の緩急に対応して力不足のない駆動力で
足踏み力が補助されて疲労を伴うことなくそのまま安定
走行を継続することができる。
【００２９】よって、本発明によれば、原動機による踏
力の補助率が走行状況の変化に対応して制御されてエネ
ルギー源が効果的に利用されると共に、走行時の車速を
自動的に常時一定に保持して快適で安全な走行ができる
原動補助自転車とその制御方法を提供することができ
る。
力の補助率が走行状況の変化に対応して制御されてエネ
ルギー源が効果的に利用されると共に、走行時の車速を
自動的に常時一定に保持して快適で安全な走行ができる
原動補助自転車とその制御方法を提供することができ
る。
【図１】本発明の実施形態１の構成説明図である。
【図２】本発明の実施形態１の補助率の特性図である。
【図３】本発明の実施形態１の車速Ｖと走行力Ｆの特性
図である。
図である。
【図４】本発明の実施形態１の走行軌跡と補助率の特性
図である。
図である。
【図５】一般的な電動補助自転車の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図６】従来方式の補助率の特性図である。
【図７】従来方式の車速Ｖと走行力Ｆの特性図である。
【符号の説明】 １ 本体 ２ メインフレーム ３ シートチューブ ４ クランク軸 ５ ペダル ６ 踏力センサ ７ 電動機（原動機） ８ クラッチ ９ バッテリ １０ コントローラー（制御手段） １１ メモリ １４ チェーン １５ 後輪 １６ 車速センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 原動機による補助駆動系を並設して人力
による踏力の変化に対応して原動機の出力を制御する原
動補助自転車において、 前記踏力を検出する踏力センサと、前記自転車の車速を
検出する車速センサと、該車速センサの検出した車速と
前記踏力センサで検出した踏力の各時間に対する変化率
により走行状況を判断して前記原動機の補助率を自動的
に制御する制御手段とを備えたことを特徴とした原動補
助自転車。 - 【請求項２】 原動機による補助駆動系を並設して人力
による踏力の変化に対応して原動機の出力を制御する原
動補助自転車の制御方法において、 前記自転車の車速を検出する車速センサの検出した車速
と前記踏力センサで検出した踏力の各時間に対する変化
率により走行状況を判断して前記原動機の補助率を制御
手段により自動的に制御することを特徴とした原動補助
自転車の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31869995A JPH09156571A (ja) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | 原動補助自転車とその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31869995A JPH09156571A (ja) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | 原動補助自転車とその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09156571A true JPH09156571A (ja) | 1997-06-17 |
Family
ID=18102021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31869995A Pending JPH09156571A (ja) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | 原動補助自転車とその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09156571A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11105776A (ja) * | 1997-10-01 | 1999-04-20 | Honda Motor Co Ltd | 電動補助自転車 |
| JPH11171081A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-06-29 | Miyata Ind Co Ltd | 電動補助動力自転車 |
| JP2007161219A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 補助動力付き車両 |
| JP2011240919A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-12-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 電動アシスト自転車 |
| JP2017154564A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動アシスト自転車 |
| CN109466686A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-03-15 | 深圳市金宏电子有限公司 | 电动自行车电源管理器 |
| JP2020189500A (ja) * | 2019-05-17 | 2020-11-26 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用の制御装置 |
| JP2021024303A (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用の制御装置 |
| US11377166B2 (en) | 2018-03-29 | 2022-07-05 | Shimano Inc. | Human-powered vehicle control device |
-
1995
- 1995-12-07 JP JP31869995A patent/JPH09156571A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11105776A (ja) * | 1997-10-01 | 1999-04-20 | Honda Motor Co Ltd | 電動補助自転車 |
| JPH11171081A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-06-29 | Miyata Ind Co Ltd | 電動補助動力自転車 |
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| JP4744283B2 (ja) * | 2005-12-19 | 2011-08-10 | パナソニック株式会社 | 補助動力付き車両 |
| JP2011240919A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-12-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 電動アシスト自転車 |
| JP2017154564A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動アシスト自転車 |
| US11377166B2 (en) | 2018-03-29 | 2022-07-05 | Shimano Inc. | Human-powered vehicle control device |
| CN109466686A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-03-15 | 深圳市金宏电子有限公司 | 电动自行车电源管理器 |
| JP2020189500A (ja) * | 2019-05-17 | 2020-11-26 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用の制御装置 |
| US11787498B2 (en) | 2019-05-17 | 2023-10-17 | Shimano Inc. | Control device for human-powered vehicle |
| TWI831960B (zh) * | 2019-05-17 | 2024-02-11 | 日商島野股份有限公司 | 人力驅動車用之控制裝置 |
| JP2021024303A (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用の制御装置 |
| US11787500B2 (en) | 2019-07-31 | 2023-10-17 | Shimano Inc. | Human-powered vehicle control device |
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