JPH09286378A - 電動アシスト自転車の制御装置 - Google Patents
電動アシスト自転車の制御装置Info
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- JPH09286378A JPH09286378A JP12250796A JP12250796A JPH09286378A JP H09286378 A JPH09286378 A JP H09286378A JP 12250796 A JP12250796 A JP 12250796A JP 12250796 A JP12250796 A JP 12250796A JP H09286378 A JPH09286378 A JP H09286378A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の電力の浪費、及び電池の過放電を防止
する。 【解決手段】 制御装置１０は、走行用モータ１２へ電
池１４の電力を供給する駆動回路１６と、ペダルでの踏
力ＦL を検出する踏力センサ１８と、踏力センサ１８で
検出された踏力ＦL に基づき駆動回路１６を制御する制
御回路２２と、電池１４の出力電圧Ｖを検出する電圧セ
ンサ２４と、電池１４の出力電流Ｉを検出する電流セン
サ２６とを備えている。電池容量検出手段は、電圧セン
サ２４、電流センサ２６及び制御回路２２の機能の一部
によって構成されている。故障診断手段は、制御回路２
２の機能の一部として実現されている。制御回路２２
は、故障診断手段で異常が検出されると、走行用モータ
１２への電力供給を停止させ、電池１４の残存容量が一
定値以下に減少していれば、一定時間経過後にすべての
電力供給を停止させる。
する。 【解決手段】 制御装置１０は、走行用モータ１２へ電
池１４の電力を供給する駆動回路１６と、ペダルでの踏
力ＦL を検出する踏力センサ１８と、踏力センサ１８で
検出された踏力ＦL に基づき駆動回路１６を制御する制
御回路２２と、電池１４の出力電圧Ｖを検出する電圧セ
ンサ２４と、電池１４の出力電流Ｉを検出する電流セン
サ２６とを備えている。電池容量検出手段は、電圧セン
サ２４、電流センサ２６及び制御回路２２の機能の一部
によって構成されている。故障診断手段は、制御回路２
２の機能の一部として実現されている。制御回路２２
は、故障診断手段で異常が検出されると、走行用モータ
１２への電力供給を停止させ、電池１４の残存容量が一
定値以下に減少していれば、一定時間経過後にすべての
電力供給を停止させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行用モータを補
助的に用いつつ走行可能な電動アシスト自転車の制御装
置に関する。
助的に用いつつ走行可能な電動アシスト自転車の制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在市販されている電動アシスト自転車
は、入力される人力に対する一定比率のパワーを、走行
用モータで補う（パワーアシスト）ものである。この電
動アシスト自転車に組み込まれている制御装置は、走行
用モータへ電池の電力を供給する駆動回路と、ペダルで
の踏力を検出する踏力センサと、車速を検出する車速セ
ンサと、前記踏力センサで検出された踏力及び前記車速
センサで検出された車速に基づき前記駆動回路を制御す
る制御回路とを備えたものである。制御回路は、踏力と
車速とに基づき必要なモータ駆動力を算出し、このモー
タ駆動力に相当する電池の電力を、駆動回路を介して走
行用モータへ供給する。
は、入力される人力に対する一定比率のパワーを、走行
用モータで補う（パワーアシスト）ものである。この電
動アシスト自転車に組み込まれている制御装置は、走行
用モータへ電池の電力を供給する駆動回路と、ペダルで
の踏力を検出する踏力センサと、車速を検出する車速セ
ンサと、前記踏力センサで検出された踏力及び前記車速
センサで検出された車速に基づき前記駆動回路を制御す
る制御回路とを備えたものである。制御回路は、踏力と
車速とに基づき必要なモータ駆動力を算出し、このモー
タ駆動力に相当する電池の電力を、駆動回路を介して走
行用モータへ供給する。
【０００３】ここで、時間をｔ、車速をｖ、踏力を
ＦL 、モータ駆動力をＦM 、駆動力をＦ（＝ＦL ＋
ＦM ）、アシスト比をη（＝ＦM ／ＦL ）とする。
ＦL 、モータ駆動力をＦM 、駆動力をＦ（＝ＦL ＋
ＦM ）、アシスト比をη（＝ＦM ／ＦL ）とする。
【０００４】図８及び図９は従来の制御装置の動作を示
し、図８が時間ｔと駆動力Ｆとの関係を示すグラフ、図
９が車速ｖとアシスト比ηとの関係を示すグラフであ
る。以下、これらの図面に基づき説明する。
し、図８が時間ｔと駆動力Ｆとの関係を示すグラフ、図
９が車速ｖとアシスト比ηとの関係を示すグラフであ
る。以下、これらの図面に基づき説明する。
【０００５】図８に示すように、踏力ＦL は、時間ｔに
対して凸状の曲線を描く。踏力ＦLの周期Ｔは、クラン
クの半回転に対応している。これは、ペダルが上死点又
は下死点の位置になると、踏力ＦL がほぼ零になるから
である。また、踏力ＦL の一周期Ｔ内では、アシスト比
ηが常に一定である。
対して凸状の曲線を描く。踏力ＦLの周期Ｔは、クラン
クの半回転に対応している。これは、ペダルが上死点又
は下死点の位置になると、踏力ＦL がほぼ零になるから
である。また、踏力ＦL の一周期Ｔ内では、アシスト比
ηが常に一定である。
【０００６】しかし、アシスト比ηが常に一定では、高
速時において、車速の出し過ぎや電力消費の増大等の問
題が生ずる。そこで、図９に示すように、ある車速ｖH
以上になると、アシスト比ηを漸減させるものが知られ
ている（例えば特開平6-107266号公報）。
速時において、車速の出し過ぎや電力消費の増大等の問
題が生ずる。そこで、図９に示すように、ある車速ｖH
以上になると、アシスト比ηを漸減させるものが知られ
ている（例えば特開平6-107266号公報）。
【０００７】また、電池の残存容量が一定値以下となる
と、走行用モータへの電力供給を停止させる、電動アシ
スト自転車の制御装置が従来から知られている（例えば
特開平6-255563号公報）。さらに、故障診断機能を有
し、故障が検出されると、走行用モータへの電力供給を
停止させる、電動アシスト自転車の制御装置が従来から
知られている（例えば特開平7-33069 号公報）。
と、走行用モータへの電力供給を停止させる、電動アシ
スト自転車の制御装置が従来から知られている（例えば
特開平6-255563号公報）。さらに、故障診断機能を有
し、故障が検出されると、走行用モータへの電力供給を
停止させる、電動アシスト自転車の制御装置が従来から
知られている（例えば特開平7-33069 号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来の制御装
置では、走行用モータへの電力供給が停止された後で
も、ランプ、センサ、制御回路等への電力供給はそのま
ま続けられる。したがって、走行用モータへの電力供給
が停止された後に、メインスイッチを切らないまま電動
アシスト自転車を放置すると、電池の電力を無駄に消費
してしまうだけでなく、電池が過放電によって劣化して
しまうという問題があった。
置では、走行用モータへの電力供給が停止された後で
も、ランプ、センサ、制御回路等への電力供給はそのま
ま続けられる。したがって、走行用モータへの電力供給
が停止された後に、メインスイッチを切らないまま電動
アシスト自転車を放置すると、電池の電力を無駄に消費
してしまうだけでなく、電池が過放電によって劣化して
しまうという問題があった。
【０００９】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、電池の電力の
浪費を防止できるとともに、電池の過放電を防止でき
る、制御装置を提供することにある。
浪費を防止できるとともに、電池の過放電を防止でき
る、制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく研究を重ねた結果、電池の残存容量が一定値
以下になったら、すべての電力供給を停止させれば、い
かなる場合でも電池の過放電を回避できることを見い出
した。本発明は、この知見に基づきなされたものであ
る。
達成すべく研究を重ねた結果、電池の残存容量が一定値
以下になったら、すべての電力供給を停止させれば、い
かなる場合でも電池の過放電を回避できることを見い出
した。本発明は、この知見に基づきなされたものであ
る。
【００１１】すなわち、本発明に係る制御装置は、走行
用モータへ電池の電力を供給する駆動回路と、ペダルで
の踏力を検出する踏力センサと、この踏力センサで検出
された踏力に基づき前記駆動回路を制御する制御回路
と、前記踏力センサ等の異常を検出する故障診断手段
と、前記電池の残存容量を検出する電池容量検出手段と
を備えている。以下、「踏力センサ等の異常」を「故
障」という。
用モータへ電池の電力を供給する駆動回路と、ペダルで
の踏力を検出する踏力センサと、この踏力センサで検出
された踏力に基づき前記駆動回路を制御する制御回路
と、前記踏力センサ等の異常を検出する故障診断手段
と、前記電池の残存容量を検出する電池容量検出手段と
を備えている。以下、「踏力センサ等の異常」を「故
障」という。
【００１２】前記制御回路は、前記故障診断手段で故障
が検出されると、次のように動作する機能を有してい
る。前記走行用モータへの電力供給を停止させるよう
に、前記駆動回路を制御する。このとき、前記電池容量
検出手段で検出された前記残存容量が一定値以下に減少
していれば、一定時間経過後にすべての電力供給を停止
させるように、電源スイッチを制御する。
が検出されると、次のように動作する機能を有してい
る。前記走行用モータへの電力供給を停止させるよう
に、前記駆動回路を制御する。このとき、前記電池容量
検出手段で検出された前記残存容量が一定値以下に減少
していれば、一定時間経過後にすべての電力供給を停止
させるように、電源スイッチを制御する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る制御装置の
一実施形態の基本的構成を示す機能ブロック図である。
以下、この図面に基づき説明する。
一実施形態の基本的構成を示す機能ブロック図である。
以下、この図面に基づき説明する。
【００１４】制御装置１０は、走行用モータ１２へ電池
１４の電力を供給する駆動回路１６と、ペダル３８（図
２）での踏力ＦL を検出する踏力センサ１８と、車速ｖ
を検出する車速センサ２０と、踏力センサ１８で検出さ
れた踏力ＦL 及び車速センサ２０で検出された車速ｖに
基づき駆動回路１６を制御する制御回路２２と、電池１
４の出力電圧Ｖを検出する電圧センサ２４と、電池１４
の出力電流Ｉを検出する電流センサ２６とを備えてい
る。電池容量検出手段は、電圧センサ２４、電流センサ
２６及び制御回路２２の機能の一部によって構成されて
いる。故障診断手段は、制御回路２２の機能の一部とし
て実現されている。もちろん、電池容量検出手段又は故
障診断手段は、制御回路２２とは別のマイクロコンピュ
ータ等によって構成することもできる。
１４の電力を供給する駆動回路１６と、ペダル３８（図
２）での踏力ＦL を検出する踏力センサ１８と、車速ｖ
を検出する車速センサ２０と、踏力センサ１８で検出さ
れた踏力ＦL 及び車速センサ２０で検出された車速ｖに
基づき駆動回路１６を制御する制御回路２２と、電池１
４の出力電圧Ｖを検出する電圧センサ２４と、電池１４
の出力電流Ｉを検出する電流センサ２６とを備えてい
る。電池容量検出手段は、電圧センサ２４、電流センサ
２６及び制御回路２２の機能の一部によって構成されて
いる。故障診断手段は、制御回路２２の機能の一部とし
て実現されている。もちろん、電池容量検出手段又は故
障診断手段は、制御回路２２とは別のマイクロコンピュ
ータ等によって構成することもできる。
【００１５】制御回路２２は、次の特徴的な機能を備え
ている。まず、踏力センサ１８の出力電圧等に基づき、
故障診断を実行する。踏力センサ１８の出力電圧は、例
えば、正常動作では0.3 〜4.7Vであるが、断線又は短絡
等の故障が発生すると0.3V以下又は4.7V以上となる。同
様にして、例えば車速センサ２０、走行用モータ１２、
駆動回路１６、制御回路２２、電池１４等の故障を診断
する。
ている。まず、踏力センサ１８の出力電圧等に基づき、
故障診断を実行する。踏力センサ１８の出力電圧は、例
えば、正常動作では0.3 〜4.7Vであるが、断線又は短絡
等の故障が発生すると0.3V以下又は4.7V以上となる。同
様にして、例えば車速センサ２０、走行用モータ１２、
駆動回路１６、制御回路２２、電池１４等の故障を診断
する。
【００１６】ここで、故障が検出されなければ、次のよ
うに動作する。．電流センサ２６で得られた出力電流
Ｉ及び電圧センサ２４で得られた出力電圧Ｖに基づき、
電池１４の残存容量Ｃを求める。そして、残存容量Ｃが
一定値Ｃｔ1 以下となると、走行用モータ１２への電力
供給を停止させるように、駆動回路１６を制御する。
．その後、電圧センサ２４で得られた出力電圧Ｖが一
定値Ｖｔ以下になると、残存容量Ｃが一定値Ｃｔ2 （＜
Ｃｔ1 ）以下であると判断し、すべての電力供給を停止
させるように、電源スイッチ２８を制御する。
うに動作する。．電流センサ２６で得られた出力電流
Ｉ及び電圧センサ２４で得られた出力電圧Ｖに基づき、
電池１４の残存容量Ｃを求める。そして、残存容量Ｃが
一定値Ｃｔ1 以下となると、走行用モータ１２への電力
供給を停止させるように、駆動回路１６を制御する。
．その後、電圧センサ２４で得られた出力電圧Ｖが一
定値Ｖｔ以下になると、残存容量Ｃが一定値Ｃｔ2 （＜
Ｃｔ1 ）以下であると判断し、すべての電力供給を停止
させるように、電源スイッチ２８を制御する。
【００１７】一方、故障が検出されると、次のように動
作する。．走行用モータ１２への電力供給を停止させ
るように、駆動回路１６を制御する。．電圧センサ２
４で得られた出力電圧Ｖが一定値Ｖｔ以下であれば、残
存容量Ｃが一定値Ｃｔ2 以下であると判断し、一定時間
Ｔｔ2 経過後にすべての電力供給を停止させるように、
電源スイッチ２８を制御する。
作する。．走行用モータ１２への電力供給を停止させ
るように、駆動回路１６を制御する。．電圧センサ２
４で得られた出力電圧Ｖが一定値Ｖｔ以下であれば、残
存容量Ｃが一定値Ｃｔ2 以下であると判断し、一定時間
Ｔｔ2 経過後にすべての電力供給を停止させるように、
電源スイッチ２８を制御する。
【００１８】次に、上記各構成要素をより具体的に例示
する。走行用モータ１２は直流ブラシレスモータ、電池
１４は酸化鉛電池である。駆動回路１６は、走行用モー
タ１２に通電するスイッチングトランジスタ回路と、通
電量をパルス幅で制御するＰＷＭ回路と、電池１４に接
続する電磁開閉器とから構成されている。踏力センサ１
８は、ロードセル又はピエゾ素子等をペダル３８又はク
ランク軸３４（図２）等に取り付けたものである。車速
センサ２０は、クランク軸３４に取り付けられたタコジ
ェネレータ又はロータリエンコーダである。なお、車速
センサ２０は、車速ｖに基づく制御をしなければ不要で
ある。制御回路２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出
力インタフェース回路等によって構成され、各種の機能
がコンピュータプログラムによって実現されている。電
圧センサ２４は、電池１４の正極に接続された導線であ
る。電流センサ２６は、電池１４の正極又は負極に接続
された電力線に介挿された、シャント抵抗器又は電流検
出コイルである。電源スイッチ２８は、一般的な電磁リ
レーであり、踏力センサ１８、車速センサ２０、制御回
路２２及び補器３３等へ、電池１４の電力を供給する。
補器３３は、例えば前照灯等である。また、電源スイッ
チ２８は、一個である必要はなく、複数個としてもよ
い。電源スイッチ２８を複数個とした場合は、複数系統
に対して別々に電力を供給することが可能となる。
する。走行用モータ１２は直流ブラシレスモータ、電池
１４は酸化鉛電池である。駆動回路１６は、走行用モー
タ１２に通電するスイッチングトランジスタ回路と、通
電量をパルス幅で制御するＰＷＭ回路と、電池１４に接
続する電磁開閉器とから構成されている。踏力センサ１
８は、ロードセル又はピエゾ素子等をペダル３８又はク
ランク軸３４（図２）等に取り付けたものである。車速
センサ２０は、クランク軸３４に取り付けられたタコジ
ェネレータ又はロータリエンコーダである。なお、車速
センサ２０は、車速ｖに基づく制御をしなければ不要で
ある。制御回路２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出
力インタフェース回路等によって構成され、各種の機能
がコンピュータプログラムによって実現されている。電
圧センサ２４は、電池１４の正極に接続された導線であ
る。電流センサ２６は、電池１４の正極又は負極に接続
された電力線に介挿された、シャント抵抗器又は電流検
出コイルである。電源スイッチ２８は、一般的な電磁リ
レーであり、踏力センサ１８、車速センサ２０、制御回
路２２及び補器３３等へ、電池１４の電力を供給する。
補器３３は、例えば前照灯等である。また、電源スイッ
チ２８は、一個である必要はなく、複数個としてもよ
い。電源スイッチ２８を複数個とした場合は、複数系統
に対して別々に電力を供給することが可能となる。
【００１９】図２は、制御装置１０を組み込んだ電動ア
シスト自転車の外観図である。以下、この図面に基づき
説明する。
シスト自転車の外観図である。以下、この図面に基づき
説明する。
【００２０】電動アシスト自転車３０は、普通の自転車
としての構成の他に、制御装置１０、走行用モータ１
２、電池１４、動力ユニット３２、表示ランプ５８（図
３）を含む補器３３等を内蔵している。表示ランプ５８
は、故障が発生した場合や、残存容量が極めて減少した
場合に、その情報を運転者に報知するものであり、発光
ダイオード又は液晶表示素子等からなるものである。ま
た、普通の自転車と同じように、クランク軸３４の両端
にはクランク軸３４に垂直にクランク３６が固着され、
クランク３６の先端にはペダル３８が回動自在に取り付
けられている。
としての構成の他に、制御装置１０、走行用モータ１
２、電池１４、動力ユニット３２、表示ランプ５８（図
３）を含む補器３３等を内蔵している。表示ランプ５８
は、故障が発生した場合や、残存容量が極めて減少した
場合に、その情報を運転者に報知するものであり、発光
ダイオード又は液晶表示素子等からなるものである。ま
た、普通の自転車と同じように、クランク軸３４の両端
にはクランク軸３４に垂直にクランク３６が固着され、
クランク３６の先端にはペダル３８が回動自在に取り付
けられている。
【００２１】図３は、電動アシスト自転車３０の機能ブ
ロック図である。以下、図２及び図３に基づき説明す
る。
ロック図である。以下、図２及び図３に基づき説明す
る。
【００２２】走行用モータ１２で発生した動力は、ワン
ウェイクラッチ４０及び減速機４２を介して、モータ駆
動力ＦM として合力装置４４に伝達される。ペダル３８
に加えられた踏力ＦL は、クランク軸３４及びワンウェ
イクラッチ４６を介して合力装置４４に伝達される。合
力装置４４では、モータ駆動力ＦM と踏力ＦL とを合成
して駆動力Ｆ（＝ＦL ＋ＦM ）として出力する。駆動力
Ｆは、動力伝達手段４８及びワンウェイクラッチ５０を
介して、後輪５２を回転させる。これによって、電動ア
シスト自転車３０が走行する。なお、ワンウェイクラッ
チ４０，４６，５０は、電動アシスト自転車３０が前進
する方向にのみ、動力を伝達するクラッチである。減速
機４２は、ギヤ比によって回転数を落とすものである。
動力伝達手段４８は、チェーン、駆動軸、ベルト等であ
る。
ウェイクラッチ４０及び減速機４２を介して、モータ駆
動力ＦM として合力装置４４に伝達される。ペダル３８
に加えられた踏力ＦL は、クランク軸３４及びワンウェ
イクラッチ４６を介して合力装置４４に伝達される。合
力装置４４では、モータ駆動力ＦM と踏力ＦL とを合成
して駆動力Ｆ（＝ＦL ＋ＦM ）として出力する。駆動力
Ｆは、動力伝達手段４８及びワンウェイクラッチ５０を
介して、後輪５２を回転させる。これによって、電動ア
シスト自転車３０が走行する。なお、ワンウェイクラッ
チ４０，４６，５０は、電動アシスト自転車３０が前進
する方向にのみ、動力を伝達するクラッチである。減速
機４２は、ギヤ比によって回転数を落とすものである。
動力伝達手段４８は、チェーン、駆動軸、ベルト等であ
る。
【００２３】制御装置１０は、残存容量Ｃが一定値Ｃｔ
1 以下となると、又は故障が発生すると、表示ランプ５
８を点灯する機能も有している。
1 以下となると、又は故障が発生すると、表示ランプ５
８を点灯する機能も有している。
【００２４】図４及び図５は、合力装置４４の構成を示
す概略図である。以下、図３乃至図５に基づき説明す
る。
す概略図である。以下、図３乃至図５に基づき説明す
る。
【００２５】合力装置４４は、構造的にはオルダム軸継
手にやや類似している。すなわち、合力装置４４は、踏
力ＦL を伝達するペダル側軸６０L に固着された回転板
６２L と、モータ駆動力ＦM を伝達するモータ側軸６０
M に固着された回転板６２Mと、回転板６０L ，６０M
に間隙をもって挟持された中間板６４と、回転板６
０L ，６０M に形成された斜面状カム６６L ，６６
M と、斜面状カム６６L ，６６M に噛合するとともに中
間板６４に形成された斜面６８L ，６８M と、中間板６
４の周端６４ａを図示しない転動体を介して摺動自在に
嵌挿させる摺動凹部７０と、摺動凹部７０を互いに逆方
向に付勢する圧縮ばね７２L ，７２M と、圧縮ばね７２
L ，７２M を固定する固定部７４L ，７４M とを備えた
構造となっている。したがって、斜面状カム６６L は、
中間板６４を回転させる力Ｐと中間板６４を軸方向へ移
動させる力ｐとに踏力ＦL を分力して、斜面６８L へ伝
達する。同様に、斜面状カム６６M は、中間板６４を回
転させる力Ｍと中間板６４を軸方向へ移動させる力ｍと
にモータ駆動力ＦM を分力して、斜面６８M へ伝達す
る。
手にやや類似している。すなわち、合力装置４４は、踏
力ＦL を伝達するペダル側軸６０L に固着された回転板
６２L と、モータ駆動力ＦM を伝達するモータ側軸６０
M に固着された回転板６２Mと、回転板６０L ，６０M
に間隙をもって挟持された中間板６４と、回転板６
０L ，６０M に形成された斜面状カム６６L ，６６
M と、斜面状カム６６L ，６６M に噛合するとともに中
間板６４に形成された斜面６８L ，６８M と、中間板６
４の周端６４ａを図示しない転動体を介して摺動自在に
嵌挿させる摺動凹部７０と、摺動凹部７０を互いに逆方
向に付勢する圧縮ばね７２L ，７２M と、圧縮ばね７２
L ，７２M を固定する固定部７４L ，７４M とを備えた
構造となっている。したがって、斜面状カム６６L は、
中間板６４を回転させる力Ｐと中間板６４を軸方向へ移
動させる力ｐとに踏力ＦL を分力して、斜面６８L へ伝
達する。同様に、斜面状カム６６M は、中間板６４を回
転させる力Ｍと中間板６４を軸方向へ移動させる力ｍと
にモータ駆動力ＦM を分力して、斜面６８M へ伝達す
る。
【００２６】直線型ポテンショメータ７６は、直流定電
圧Ｖccが印加された抵抗体７６１と、摺動凹部７０に固
着された可動接点７６２とからなる。直線型ポテンショ
メータ７６からは、抵抗体７６１上の可動接点７６２の
位置によって決まる電圧ＶLが出力される。
圧Ｖccが印加された抵抗体７６１と、摺動凹部７０に固
着された可動接点７６２とからなる。直線型ポテンショ
メータ７６からは、抵抗体７６１上の可動接点７６２の
位置によって決まる電圧ＶLが出力される。
【００２７】圧縮ばね７２L ，７２M は、同一の材質及
び構造となっている。そのため、ＦM ＝ＦL であればｍ
＝ｐとなるので、中間板６４は回転板６０L ，６０M の
ちょうど中央に位置する（図４）。また、ＦM ＜ＦL で
なればとｍ＜ｐとなるので、中間板６４は、圧縮ばね７
２M の付勢力と釣り合う位置まで、回転板６０M 側に移
動する（図５）。これとは逆に、ＦM ＞ＦL でなればｍ
＞ｐとなるので、中間板６４は、圧縮ばね７２L の付勢
力と釣り合う位置まで、回転板６０L 側へ移動する（図
示せず）。
び構造となっている。そのため、ＦM ＝ＦL であればｍ
＝ｐとなるので、中間板６４は回転板６０L ，６０M の
ちょうど中央に位置する（図４）。また、ＦM ＜ＦL で
なればとｍ＜ｐとなるので、中間板６４は、圧縮ばね７
２M の付勢力と釣り合う位置まで、回転板６０M 側に移
動する（図５）。これとは逆に、ＦM ＞ＦL でなればｍ
＞ｐとなるので、中間板６４は、圧縮ばね７２L の付勢
力と釣り合う位置まで、回転板６０L 側へ移動する（図
示せず）。
【００２８】このとき、中間板６４とともに可動接点７
６２が移動することにより、モータ駆動力ＦM と踏力Ｆ
L との大小関係に対応して、電圧ＶL が直線型ポテンシ
ョメータ７６から制御回路２２（図３）へ出力される。
制御回路２２は、例えばアシスト比ηが常に１となるよ
うに、すなわち常にＦM ＝ＦL となるように、駆動回路
１６（図３）を制御する。換言すると、直線型ポテンシ
ョメータ７６は、モータ駆動力ＦM と踏力ＦL との比を
検出する、一種の踏力センサとして動作する。したがっ
て、制御回路２２は、直線型ポテンショメータ７６のみ
を用いて駆動回路１６を制御することもできるし、踏力
センサ１８（図３）のみを用いて駆動回路１６を制御す
ることもできる。
６２が移動することにより、モータ駆動力ＦM と踏力Ｆ
L との大小関係に対応して、電圧ＶL が直線型ポテンシ
ョメータ７６から制御回路２２（図３）へ出力される。
制御回路２２は、例えばアシスト比ηが常に１となるよ
うに、すなわち常にＦM ＝ＦL となるように、駆動回路
１６（図３）を制御する。換言すると、直線型ポテンシ
ョメータ７６は、モータ駆動力ＦM と踏力ＦL との比を
検出する、一種の踏力センサとして動作する。したがっ
て、制御回路２２は、直線型ポテンショメータ７６のみ
を用いて駆動回路１６を制御することもできるし、踏力
センサ１８（図３）のみを用いて駆動回路１６を制御す
ることもできる。
【００２９】図６及び図７は制御装置１０の動作の一例
を示すフローチャートである。以下、図２乃至図７に基
づき、制御回路２２の動作を中心に説明する。ただし、
本例において、電源スイッチ２８は、二系統に別々に電
力供給するものである。その第一系統は制御回路２２を
除く全てのものであり、第二系統は制御回路２２のみで
ある。また、以下に述べる「タイマ」とは、制御回路２
２に内蔵されているものである。さらに、アシスト比η
は、パワーアシストを行う限り常に１以下である。
を示すフローチャートである。以下、図２乃至図７に基
づき、制御回路２２の動作を中心に説明する。ただし、
本例において、電源スイッチ２８は、二系統に別々に電
力供給するものである。その第一系統は制御回路２２を
除く全てのものであり、第二系統は制御回路２２のみで
ある。また、以下に述べる「タイマ」とは、制御回路２
２に内蔵されているものである。さらに、アシスト比η
は、パワーアシストを行う限り常に１以下である。
【００３０】運転者が図示しないメインスイッチをオン
にすると、図６及び図７に示す動作が始まる。まず、制
御回路２２は、故障診断を実行し（ステップ９９）、故
障の有無を判断する（ステップ１００）。故障が検出さ
れなければ、踏力ＦL を踏力センサ１８から、車速ｖを
車速センサ２０から、出力電流Ｉを電流センサ２６から
それぞれ入力し、パワーアシスト制御を実行する（ステ
ップ１０１）。続いて、出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖに基
づき、電池１４の残存容量Ｃが一定値Ｃｔ1 以下になっ
たか否かを判断する（ステップ１０２）。Ｃ＜Ｃｔ1 で
なければ、ステップ９９へ戻る。
にすると、図６及び図７に示す動作が始まる。まず、制
御回路２２は、故障診断を実行し（ステップ９９）、故
障の有無を判断する（ステップ１００）。故障が検出さ
れなければ、踏力ＦL を踏力センサ１８から、車速ｖを
車速センサ２０から、出力電流Ｉを電流センサ２６から
それぞれ入力し、パワーアシスト制御を実行する（ステ
ップ１０１）。続いて、出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖに基
づき、電池１４の残存容量Ｃが一定値Ｃｔ1 以下になっ
たか否かを判断する（ステップ１０２）。Ｃ＜Ｃｔ1 で
なければ、ステップ９９へ戻る。
【００３１】Ｃ＜Ｃｔ1 であれば、パワーアシスト制御
を停止し（ステップ１０３）、残存容量用の表示ランプ
５８をオンにし（ステップ１０４）、タイマをリセット
すなわち時間Ｔを‘０’にする（ステップ１０５）。続
いて、タイマをオンして時間Ｔを計測し始め（ステップ
１０６）、時間Ｔが一定時間Ｔｔ1 を越えたか否かを判
断する（ステップ１０７）。Ｔ＞Ｔｔ1 でなければ、も
う一度ステップ１０７を実行する。Ｔ＞Ｔｔ1 であれ
ば、第一系統の電源スイッチ２８をオフにする（ステッ
プ１０８）。続いて、電圧センサ２４から出力電圧Ｖを
入力し、出力電圧Ｖが一定値Ｖｔ以下になったか否かを
判断する（ステップ１０９）。Ｖ＜Ｖｔでなければ、も
う一度ステップ１０９を実行する。Ｖ＜Ｖｔであれば、
第二系統の電源スイッチ２８をオフにして（ステップ１
１０）、終了する。
を停止し（ステップ１０３）、残存容量用の表示ランプ
５８をオンにし（ステップ１０４）、タイマをリセット
すなわち時間Ｔを‘０’にする（ステップ１０５）。続
いて、タイマをオンして時間Ｔを計測し始め（ステップ
１０６）、時間Ｔが一定時間Ｔｔ1 を越えたか否かを判
断する（ステップ１０７）。Ｔ＞Ｔｔ1 でなければ、も
う一度ステップ１０７を実行する。Ｔ＞Ｔｔ1 であれ
ば、第一系統の電源スイッチ２８をオフにする（ステッ
プ１０８）。続いて、電圧センサ２４から出力電圧Ｖを
入力し、出力電圧Ｖが一定値Ｖｔ以下になったか否かを
判断する（ステップ１０９）。Ｖ＜Ｖｔでなければ、も
う一度ステップ１０９を実行する。Ｖ＜Ｖｔであれば、
第二系統の電源スイッチ２８をオフにして（ステップ１
１０）、終了する。
【００３２】このように、残存容量Ｃが一定値Ｃｔ1 以
下となると、走行用モータ１２への電力供給を停止し、
その後、残存容量Ｃがさらに減少すると、すべての電力
供給を停止させている。したがって、走行用モータ１２
への電力供給が停止された後に、メインスイッチを切ら
ないまま電動アシスト自転車３０を放置しても、電池１
４が過放電となることはない。
下となると、走行用モータ１２への電力供給を停止し、
その後、残存容量Ｃがさらに減少すると、すべての電力
供給を停止させている。したがって、走行用モータ１２
への電力供給が停止された後に、メインスイッチを切ら
ないまま電動アシスト自転車３０を放置しても、電池１
４が過放電となることはない。
【００３３】一方、ステップ９９，１００で故障が検出
されると、パワーアシスト制御を停止し（ステップ２０
１）、故障用の表示ランプ５８をオンにする（ステップ
２０２）。続いて、電圧センサ２４から出力電圧Ｖを入
力し、出力電圧Ｖが一定値Ｖｔ以下になったか否かを判
断する（ステップ２０３）。Ｖ＜Ｖｔであれば、タイマ
をリセットすなわち時間Ｔを‘０’にし（ステップ２０
４）、タイマをオンして時間Ｔを計測し始め（ステップ
２０５）、時間Ｔが一定時間Ｔｔ2 を越えたか否かを判
断する（ステップ２０６）。Ｔ＞Ｔｔ2 でなければ、も
う一度ステップ２０６を実行する。Ｔ＞Ｔｔ2 であれ
ば、ステップ１０８へ進む。また、Ｖ＜Ｖｔでなけれ
ば、ステップ１０８へ進む。
されると、パワーアシスト制御を停止し（ステップ２０
１）、故障用の表示ランプ５８をオンにする（ステップ
２０２）。続いて、電圧センサ２４から出力電圧Ｖを入
力し、出力電圧Ｖが一定値Ｖｔ以下になったか否かを判
断する（ステップ２０３）。Ｖ＜Ｖｔであれば、タイマ
をリセットすなわち時間Ｔを‘０’にし（ステップ２０
４）、タイマをオンして時間Ｔを計測し始め（ステップ
２０５）、時間Ｔが一定時間Ｔｔ2 を越えたか否かを判
断する（ステップ２０６）。Ｔ＞Ｔｔ2 でなければ、も
う一度ステップ２０６を実行する。Ｔ＞Ｔｔ2 であれ
ば、ステップ１０８へ進む。また、Ｖ＜Ｖｔでなけれ
ば、ステップ１０８へ進む。
【００３４】このように、故障が検出され、かつ残存容
量Ｃが一定値Ｃｔ2 以下であっても、一定時間Ｔｔ2 が
経過するまでは、故障用の表示ランプ５８が点灯してい
る。そのため、故障の発生を運転者に確実に知らせるこ
とができる。また、故障用の表示ランプ５８の代わり
に、例えば故障用の警報ブザー等を用いてもよい。
量Ｃが一定値Ｃｔ2 以下であっても、一定時間Ｔｔ2 が
経過するまでは、故障用の表示ランプ５８が点灯してい
る。そのため、故障の発生を運転者に確実に知らせるこ
とができる。また、故障用の表示ランプ５８の代わり
に、例えば故障用の警報ブザー等を用いてもよい。
【００３５】なお、本発明は、いうまでもなく、上記実
施形態に限定されない。例えば、本発明は、電動アシス
ト自転車に限らず、電動アシストボート、電動アシスト
手押し台車、電動アシスト車椅子等にも適用することが
できる。
施形態に限定されない。例えば、本発明は、電動アシス
ト自転車に限らず、電動アシストボート、電動アシスト
手押し台車、電動アシスト車椅子等にも適用することが
できる。
【００３６】
【発明の効果】本発明に係る制御装置によれば、故障を
検出したことにより走行用モータへの電力供給を停止さ
せた場合に、電池の残存容量が一定値以下であれば、す
べての電力供給を停止させるようにしたので、電池の電
力の浪費を防止できるとともに、電池の過放電を防止で
きる。しかも、電池の残存容量が一定値以下であって
も、一定時間内は電力供給を続けられるようにしたの
で、例えば表示ランプ等により、運転者に対して確実に
故障の発生を知らせることができる。
検出したことにより走行用モータへの電力供給を停止さ
せた場合に、電池の残存容量が一定値以下であれば、す
べての電力供給を停止させるようにしたので、電池の電
力の浪費を防止できるとともに、電池の過放電を防止で
きる。しかも、電池の残存容量が一定値以下であって
も、一定時間内は電力供給を続けられるようにしたの
で、例えば表示ランプ等により、運転者に対して確実に
故障の発生を知らせることができる。
【図１】本発明に係る制御装置の一実施形態における、
基本的構成を示す機能ブロック図である。
基本的構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の制御装置を組み込んだ電動アシスト自転
車の外観図である。
車の外観図である。
【図３】図２の電動アシスト自転車の機能ブロック図で
ある。
ある。
【図４】図２の電動アシスト自転車における合力装置の
構成を示す概略図である。
構成を示す概略図である。
【図５】図２の電動アシスト自転車における合力装置の
構成を示す概略図である。
構成を示す概略図である。
【図６】図３における制御装置の動作の一例を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】図３における制御装置の動作の一例を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図８】従来の制御装置の動作における、時間と駆動力
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図９】従来の制御装置の動作における、車速とアシス
ト比との関係を示すグラフである。
ト比との関係を示すグラフである。
１０ 制御装置 １２ 走行用モータ １４ 電池 １６ 駆動回路 １８ 踏力センサ ２０ 車速センサ ２２ 制御回路 ２４ 電圧センサ ２６ 電流センサ ２８ 電源スイッチ ３０ 電動アシスト自転車 ３３ 補器 ３８ ペダル ＦL 踏力 ｖ 車速 Ｖ 出力電圧 Ｉ 出力電流 Ｃ 残存容量
Claims (1)
- 【請求項１】 走行用モータへ電池の電力を供給する駆
動回路と、ペダルでの踏力を検出する踏力センサと、こ
の踏力センサで検出された踏力に基づき前記駆動回路を
制御する制御回路とを備えた、電動アシスト自転車の制
御装置において、 前記踏力センサ等の異常を検出する故障診断手段と、前
記電池の残存容量を検出する電池容量検出手段とが付設
され、 前記制御回路は、 前記故障診断手段で異常が検出されると、 前記走行用モータへの電力供給を停止させるように、前
記駆動回路を制御するとともに、このとき前記電池容量
検出手段で検出された残存容量が一定値以下に減少して
いれば、一定時間経過後にすべての電力供給を停止させ
るように、電源スイッチを制御することを特徴とする、
電動アシスト自転車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12250796A JP3508387B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 電動アシスト自転車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12250796A JP3508387B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 電動アシスト自転車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09286378A true JPH09286378A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3508387B2 JP3508387B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=14837566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12250796A Expired - Fee Related JP3508387B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 電動アシスト自転車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508387B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6593714B2 (en) * | 2000-07-18 | 2003-07-15 | Nissan Motor Co., Ltd. | Motor control apparatus with a current sensor diagnostic apparatus and a current sensor diagnostic method |
| CN108896090A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-27 | 上海钧正网络科技有限公司 | 一种电单车踏频检测系统及其检测方法 |
| WO2021192742A1 (ja) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 本田技研工業株式会社 | 電動アシスト装置及び自転車 |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP12250796A patent/JP3508387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6593714B2 (en) * | 2000-07-18 | 2003-07-15 | Nissan Motor Co., Ltd. | Motor control apparatus with a current sensor diagnostic apparatus and a current sensor diagnostic method |
| CN108896090A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-27 | 上海钧正网络科技有限公司 | 一种电单车踏频检测系统及其检测方法 |
| CN108896090B (zh) * | 2018-06-28 | 2024-04-16 | 上海钧正网络科技有限公司 | 一种电单车踏频检测系统及其检测方法 |
| WO2021192742A1 (ja) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 本田技研工業株式会社 | 電動アシスト装置及び自転車 |
| JPWO2021192742A1 (ja) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3508387B2 (ja) | 2004-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031215 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |