JPH0937417A - 電気自転車用モータ・スリップ防止装置 - Google Patents
電気自転車用モータ・スリップ防止装置Info
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- JPH0937417A JPH0937417A JP7182918A JP18291895A JPH0937417A JP H0937417 A JPH0937417 A JP H0937417A JP 7182918 A JP7182918 A JP 7182918A JP 18291895 A JP18291895 A JP 18291895A JP H0937417 A JPH0937417 A JP H0937417A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Sustainable Energy (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気自転車のモータの回転が駆動輪に伝わる
際のスリップを確実に防止する。 【解決手段】 バイパス・コンデンサ３２は、直流モー
タ１６の回転速度に対応するパルスを検出し、センサ３
４及びパルス検出器３６は、駆動輪の回転速度に対応す
るパルスを検出する。周波数・電圧変換器３８２及び３
８４は、コンデンサ３２及びパルス検出器３６からのパ
ルス周波数に対応する電圧を夫々発生する。比較器３８
６は、変換器３８２及び３８４の出力信号を比較する。
減算回路２６４は、この比較結果に応じて指令手段２８
からのモータ駆動指令信号の値を減算し、電流制御回路
２６２からモータ１６への電流を制御する。モータ及び
駆動輪がスリップすると、モータの回転数が駆動輪の回
転数よりも高くなるので、比較回路３８６の出力信号に
より、電流制御回路２６２への指令信号の値を小さく
し、モータの回転数が低下して、スリップを防止でき
る。
際のスリップを確実に防止する。 【解決手段】 バイパス・コンデンサ３２は、直流モー
タ１６の回転速度に対応するパルスを検出し、センサ３
４及びパルス検出器３６は、駆動輪の回転速度に対応す
るパルスを検出する。周波数・電圧変換器３８２及び３
８４は、コンデンサ３２及びパルス検出器３６からのパ
ルス周波数に対応する電圧を夫々発生する。比較器３８
６は、変換器３８２及び３８４の出力信号を比較する。
減算回路２６４は、この比較結果に応じて指令手段２８
からのモータ駆動指令信号の値を減算し、電流制御回路
２６２からモータ１６への電流を制御する。モータ及び
駆動輪がスリップすると、モータの回転数が駆動輪の回
転数よりも高くなるので、比較回路３８６の出力信号に
より、電流制御回路２６２への指令信号の値を小さく
し、モータの回転数が低下して、スリップを防止でき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気自転車用の
モータ・スリップ防止装置、特に、モータ及び駆動輪の
間のスリップを防止することを特徴とする電気自転車用
モータ・スリップ防止装置に関する。
モータ・スリップ防止装置、特に、モータ及び駆動輪の
間のスリップを防止することを特徴とする電気自転車用
モータ・スリップ防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気自転車やパワー・アシスト自
転車（本明細書では、単に電気自転車と総称する。）が
開発され、種々の形式のものが実用化されている。かか
る電気自転車は、駆動モータの回転をゴム・ローラなど
の仲介物を介して駆動輪、例えば後輪に伝え、この後輪
を回転させ動力走行する構成とされている。なお、電気
自転車は、駆動モータのみの力で自転車を走行できる
が、特に、パワー・アシスト自転車では、モータの駆動
力及び運転者の駆動力の両方で自転車を走行させ、モー
タはあくまでも運転者の駆動力の援助を行うことが特徴
である。
転車（本明細書では、単に電気自転車と総称する。）が
開発され、種々の形式のものが実用化されている。かか
る電気自転車は、駆動モータの回転をゴム・ローラなど
の仲介物を介して駆動輪、例えば後輪に伝え、この後輪
を回転させ動力走行する構成とされている。なお、電気
自転車は、駆動モータのみの力で自転車を走行できる
が、特に、パワー・アシスト自転車では、モータの駆動
力及び運転者の駆動力の両方で自転車を走行させ、モー
タはあくまでも運転者の駆動力の援助を行うことが特徴
である。
【０００３】図４は、従来の電気自転車１０の概略図を
示している。電気自転車１０のサドル下側のフレーム部
分に、電池及び制御機構が納められたボックス１２が取
り付けられ、このボックス１２からの電流供給線が、後
輪近傍のフレームに取り付けられたモータ・ボックス１
４に配線されている。また、図示しないが、モータの回
転を制御する駆動力制御指令レバーがハンドルに取り付
けられ、このレバーと、電池及び制御ボックス１２との
間も結線されている。運転者は、サドルにまたがり、ペ
ダルをこぐことにより、通常の自転車走行ができると共
に、ハンドルの制御指令レバーを操作することにより、
モータを制御して、モータ動力による走行や、モータ動
力で援助したパワーアシスト走行が行われる。
示している。電気自転車１０のサドル下側のフレーム部
分に、電池及び制御機構が納められたボックス１２が取
り付けられ、このボックス１２からの電流供給線が、後
輪近傍のフレームに取り付けられたモータ・ボックス１
４に配線されている。また、図示しないが、モータの回
転を制御する駆動力制御指令レバーがハンドルに取り付
けられ、このレバーと、電池及び制御ボックス１２との
間も結線されている。運転者は、サドルにまたがり、ペ
ダルをこぐことにより、通常の自転車走行ができると共
に、ハンドルの制御指令レバーを操作することにより、
モータを制御して、モータ動力による走行や、モータ動
力で援助したパワーアシスト走行が行われる。
【０００４】図５は、モータ・ボックス１４及び後輪２
０の詳細を示す図である。モータ・ボックス１４内に駆
動モータ１６が設けられ、その回転軸にゴム・ローラ１
８が固定されているので、駆動モータ１６でゴム・ロー
ラ１８は回転駆動される。ゴム・ローラ１８は後輪のタ
イヤ・ゴム２２に圧接し、その圧力で摩擦力を発生して
タイヤ・ゴム２２に駆動モータ１８の回転動力を伝え
る。なお、図４及び図５は図示を簡単にするため、前輪
及び後輪の構造詳細を省略している。
０の詳細を示す図である。モータ・ボックス１４内に駆
動モータ１６が設けられ、その回転軸にゴム・ローラ１
８が固定されているので、駆動モータ１６でゴム・ロー
ラ１８は回転駆動される。ゴム・ローラ１８は後輪のタ
イヤ・ゴム２２に圧接し、その圧力で摩擦力を発生して
タイヤ・ゴム２２に駆動モータ１８の回転動力を伝え
る。なお、図４及び図５は図示を簡単にするため、前輪
及び後輪の構造詳細を省略している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電気自転車
の雨天時の走行や、水たまりを走行した際などにタイヤ
・ゴム２２が濡れると、ゴム・ローラ１８及びタイヤ・
ゴム２２間の摩擦係数が著しく低下し、ゴム・ローラ１
８とタイヤ・ゴム２２との間の動力伝達にスリップを起
こす。ゴム・ローラ以外の仲介物を用いても、摩擦力に
よってモータの回転を後輪に伝える場合は同様である。
前記のスリップが起きると、最終的には、駆動モータ１
６の空転が生じる。この空転により、モータ１６の駆動
力がタイヤ・ゴム２２から後輪に伝わらないばかりか、
電池のエネルギーを浪費し、タイヤ・ゴム２２が摩耗し
破損したりする。さらに、場合によっては、モータ１６
の過回転により、モータ自体が破損する可能性もある。
の雨天時の走行や、水たまりを走行した際などにタイヤ
・ゴム２２が濡れると、ゴム・ローラ１８及びタイヤ・
ゴム２２間の摩擦係数が著しく低下し、ゴム・ローラ１
８とタイヤ・ゴム２２との間の動力伝達にスリップを起
こす。ゴム・ローラ以外の仲介物を用いても、摩擦力に
よってモータの回転を後輪に伝える場合は同様である。
前記のスリップが起きると、最終的には、駆動モータ１
６の空転が生じる。この空転により、モータ１６の駆動
力がタイヤ・ゴム２２から後輪に伝わらないばかりか、
電池のエネルギーを浪費し、タイヤ・ゴム２２が摩耗し
破損したりする。さらに、場合によっては、モータ１６
の過回転により、モータ自体が破損する可能性もある。
【０００６】したがって、本発明の目的は、電気自転車
のモータの回転が駆動輪に伝わる際のスリップを確実に
防止する装置を提供することにある。
のモータの回転が駆動輪に伝わる際のスリップを確実に
防止する装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、請求項１の発明に係る電気自転車用モータ・ス
リップ防止装置は、モータ１６の回転速度を検出するモ
ータ回転速度検出手段３２と、駆動輪２０の回転速度を
検出する駆動輪回転速度検出手段３４、３６、４０と、
モータ回転速度検出手段３２の出力信号及び駆動輪回転
速度検出手段３４、３６、４０の出力信号を比較する比
較手段３８と、モータの駆動力（又はトルク）を指令す
る指令信号を発生する指令手段２８と、比較手段３８の
比較結果及び指令信号に応じて、モータ１６へ電源２４
から供給する電流を調整する電流調整手段２６とを具え
ている。そして、モータ１６の回転速度及び駆動輪２０
の回転速度の関係が所定の一定状態であることを比較手
段３８の比較結果が表す場合、電流調整手段２６は指令
信号にのみ応じてモータ１６に電流を供給する。また、
モータ１６の回転速度が駆動輪２０の回転速度に比して
早くなったことを比較手段３８の比較結果が表す場合、
電流調整手段２６は指令信号の指令よりも少ない電流を
モータ１６に供給して、モータ１６及び駆動輪２０の間
のスリップを防止する。
ために、請求項１の発明に係る電気自転車用モータ・ス
リップ防止装置は、モータ１６の回転速度を検出するモ
ータ回転速度検出手段３２と、駆動輪２０の回転速度を
検出する駆動輪回転速度検出手段３４、３６、４０と、
モータ回転速度検出手段３２の出力信号及び駆動輪回転
速度検出手段３４、３６、４０の出力信号を比較する比
較手段３８と、モータの駆動力（又はトルク）を指令す
る指令信号を発生する指令手段２８と、比較手段３８の
比較結果及び指令信号に応じて、モータ１６へ電源２４
から供給する電流を調整する電流調整手段２６とを具え
ている。そして、モータ１６の回転速度及び駆動輪２０
の回転速度の関係が所定の一定状態であることを比較手
段３８の比較結果が表す場合、電流調整手段２６は指令
信号にのみ応じてモータ１６に電流を供給する。また、
モータ１６の回転速度が駆動輪２０の回転速度に比して
早くなったことを比較手段３８の比較結果が表す場合、
電流調整手段２６は指令信号の指令よりも少ない電流を
モータ１６に供給して、モータ１６及び駆動輪２０の間
のスリップを防止する。
【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１のモー
タ１６の回転速度が駆動輪２０の回転速度に比して大き
くなったことを比較手段３８の比較結果が表す場合、電
流調整手段２６は、モータ１６の回転速度及び駆動輪２
０の回転速度の大小の差又は比に応じて、指令信号の指
令よりも少ない電流をモータ１６に供給することを特徴
としている。
タ１６の回転速度が駆動輪２０の回転速度に比して大き
くなったことを比較手段３８の比較結果が表す場合、電
流調整手段２６は、モータ１６の回転速度及び駆動輪２
０の回転速度の大小の差又は比に応じて、指令信号の指
令よりも少ない電流をモータ１６に供給することを特徴
としている。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１のモータ１６
が直流ブラシ・モータであり、この直流ブラシ・モータ
の駆動力は、ゴム・ローラ１８を介して駆動輪２０に伝
達され、モータ回転速度検出手段３２は、直流ブラシ・
モータ１６の通電パルスを検出し、駆動輪回転速度検出
手段３４、３６、４０は、駆動輪２０の回転に応じたパ
ルスを検出すること、そして、比較手段３８は、モータ
回転速度検出手段３２からのパルス及び駆動輪回転速度
検出手段３４、３６、４０からのパルスの周波数を比較
することを特徴とする。
が直流ブラシ・モータであり、この直流ブラシ・モータ
の駆動力は、ゴム・ローラ１８を介して駆動輪２０に伝
達され、モータ回転速度検出手段３２は、直流ブラシ・
モータ１６の通電パルスを検出し、駆動輪回転速度検出
手段３４、３６、４０は、駆動輪２０の回転に応じたパ
ルスを検出すること、そして、比較手段３８は、モータ
回転速度検出手段３２からのパルス及び駆動輪回転速度
検出手段３４、３６、４０からのパルスの周波数を比較
することを特徴とする。
【００１０】請求項４の発明は、請求項３のモータ回転
速度検出手段３２は、モータ１６へ電流を供給する電流
路に一端が接続され、他端からパルスを出力するコンデ
ンサであること、そして、駆動輪回転速度検出手段３
４、３６、４０は、駆動輪２０に等間隔に設けられた永
久磁石４０と、電気自転車のフレームに固定的に設けら
れた磁気センサ３４とで構成されていることが特徴であ
る。
速度検出手段３２は、モータ１６へ電流を供給する電流
路に一端が接続され、他端からパルスを出力するコンデ
ンサであること、そして、駆動輪回転速度検出手段３
４、３６、４０は、駆動輪２０に等間隔に設けられた永
久磁石４０と、電気自転車のフレームに固定的に設けら
れた磁気センサ３４とで構成されていることが特徴であ
る。
【００１１】請求項５の発明は、請求項４の比較手段３
８は、コンデンサ３２からのパルスの周波数を電圧に変
換する第１周波数／電圧変換器３８２と、磁気センサ３
４からのパルスの周波数を電圧に変換する第２周波数／
電圧変換器３８４と、第１周波数／電圧変換器３８２か
らの電圧及び第２周波数／電圧変換器３８４からの電圧
を比較するアナログ比較器３８６とで構成されている。
８は、コンデンサ３２からのパルスの周波数を電圧に変
換する第１周波数／電圧変換器３８２と、磁気センサ３
４からのパルスの周波数を電圧に変換する第２周波数／
電圧変換器３８４と、第１周波数／電圧変換器３８２か
らの電圧及び第２周波数／電圧変換器３８４からの電圧
を比較するアナログ比較器３８６とで構成されている。
【００１２】請求項６の発明は、請求項４の比較手段３
８が、コンデンサ３２からのパルスを所定期間毎に計数
する第１カウンタ３８１と、センサ３４からのパルスを
この所定期間毎に計数する第２カウンタ３８３と、これ
ら第１カウンタ３８１及び第２カウンタ３８３の計数値
を比較する比較器３８７とで構成されていることを特徴
とする。
８が、コンデンサ３２からのパルスを所定期間毎に計数
する第１カウンタ３８１と、センサ３４からのパルスを
この所定期間毎に計数する第２カウンタ３８３と、これ
ら第１カウンタ３８１及び第２カウンタ３８３の計数値
を比較する比較器３８７とで構成されていることを特徴
とする。
【００１３】
【発明の実施の形態及び実施例】図１は、本発明の好適
な第１実施例を示したブロック図であり、特に図４に示
したように電気自転車のフレームに取り付けられた電池
及び制御ボックス１２の内部を詳細に示している。電源
である電池２４は、電流制御回路２６２を介して駆動モ
ータ１６に電流を供給し、このモータからの戻り電流を
受ける。なお、電源は、蓄電池のみではなく、この電池
及びコンデンサの並列回路又は直列回路でもよい。ま
た、電流制御回路２６２は、減算回路２６４を介して指
令手段２８からのモータ駆動指令信号（アナログ信号）
を受け、電池２４からモータ１６へ供給する電流を調整
する回路であり、インバータや、シリーズ・レギュレー
タ等で構成できる。これら電流制御回路２６２及び減算
回路２６４により電流調整手段２６を構成する。なお、
指令手段２８が、電気自転車のハンドルに取り付けられ
た指令制御レバーからの制御に応じたモータ駆動指令ア
ナログ信号を発生する場合、運転者がこのレバーを操作
してモータの駆動力を制御する電気自転車となる。この
場合、指令手段２８は、可変抵抗器などで構成できる。
また、指令手段２８が、ペダル・クランクに取り付けら
れたトルク・センサならば、このセンサで運転者の人力
駆動力を検出し、この検出した駆動力が小さい程、モー
タの駆動力が大きくなるように制御するパワー・アシス
ト自転車となる。
な第１実施例を示したブロック図であり、特に図４に示
したように電気自転車のフレームに取り付けられた電池
及び制御ボックス１２の内部を詳細に示している。電源
である電池２４は、電流制御回路２６２を介して駆動モ
ータ１６に電流を供給し、このモータからの戻り電流を
受ける。なお、電源は、蓄電池のみではなく、この電池
及びコンデンサの並列回路又は直列回路でもよい。ま
た、電流制御回路２６２は、減算回路２６４を介して指
令手段２８からのモータ駆動指令信号（アナログ信号）
を受け、電池２４からモータ１６へ供給する電流を調整
する回路であり、インバータや、シリーズ・レギュレー
タ等で構成できる。これら電流制御回路２６２及び減算
回路２６４により電流調整手段２６を構成する。なお、
指令手段２８が、電気自転車のハンドルに取り付けられ
た指令制御レバーからの制御に応じたモータ駆動指令ア
ナログ信号を発生する場合、運転者がこのレバーを操作
してモータの駆動力を制御する電気自転車となる。この
場合、指令手段２８は、可変抵抗器などで構成できる。
また、指令手段２８が、ペダル・クランクに取り付けら
れたトルク・センサならば、このセンサで運転者の人力
駆動力を検出し、この検出した駆動力が小さい程、モー
タの駆動力が大きくなるように制御するパワー・アシス
ト自転車となる。
【００１４】駆動モータ１６が直流ブラシ・モータの場
合、このモータの回転中に、ブラシが通電される毎に、
回転数に応じたパルスがモータの電流路に発生する。電
流路に流れる駆動電流は直流であり、モータ１６からの
パルスは高周波成分を含むので、モータ回転速度検出手
段であるバイパス・コンデンサ３２は、電流路に生じた
モータからのパルスを駆動直流電流と分離して検出し、
モータの回転数に応じたパルスとして発生する。一方、
詳細に後述するセンサ３４は、電気自転車の駆動輪（後
輪）２０の回転に応じたパルスを発生する。しかし、セ
ンサ３４の出力信号に、駆動輪の回転パルス以外の信号
成分も混在している場合は、パルス検出器３６がセンサ
３４の出力信号から回転パルスのみを検出する。よっ
て、センサ３４の出力信号が明瞭なパルス信号の場合、
パルス検出器３４は不要であり、センサ３４の出力信号
を周波数／電圧変換器３８４に直接供給してもよいの
で、パルス検出器３６のブロックは点線で示す。
合、このモータの回転中に、ブラシが通電される毎に、
回転数に応じたパルスがモータの電流路に発生する。電
流路に流れる駆動電流は直流であり、モータ１６からの
パルスは高周波成分を含むので、モータ回転速度検出手
段であるバイパス・コンデンサ３２は、電流路に生じた
モータからのパルスを駆動直流電流と分離して検出し、
モータの回転数に応じたパルスとして発生する。一方、
詳細に後述するセンサ３４は、電気自転車の駆動輪（後
輪）２０の回転に応じたパルスを発生する。しかし、セ
ンサ３４の出力信号に、駆動輪の回転パルス以外の信号
成分も混在している場合は、パルス検出器３６がセンサ
３４の出力信号から回転パルスのみを検出する。よっ
て、センサ３４の出力信号が明瞭なパルス信号の場合、
パルス検出器３４は不要であり、センサ３４の出力信号
を周波数／電圧変換器３８４に直接供給してもよいの
で、パルス検出器３６のブロックは点線で示す。
【００１５】第１周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）変換器３８２
は、バイパス・コンデンサ３２からのパルスの周波数を
電圧に変換する。第２周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）変換器３
８４は、（パルス検出器３６を介して）センサ３４から
のパルスの周波数を電圧に変換する。すなわち、これら
周波数／電圧変換器の出力は、入力パルス周波数に比例
したアナログ電圧となる。アナログ比較器３８６は、周
波数／電圧変換器３８２及び３８４からのアナログ電圧
を比較し、これらの差に応じた電圧を発生し、減算回路
２６４へ供給する。なお、周波数／電圧変換器３８２及
び３８４並びに比較器３８６が、駆動モータ１６の回転
速度及び駆動輪２０の回転速度を比較する比較手段３８
を構成する。比較手段３８の出力信号は、モータの回転
速度と駆動輪の回転速度の大小を表す２値（論理「高」
及び「低」）でもよいし、これら回転速度の差に応じた
値でもよい。この点については、詳細に後述する。減算
回路２６４は、指令手段２８からの指令信号から、比較
器３８６からの比較出力信号に応じた値を減算する差動
増幅器でもよく、減算結果を電流制御回路２６２に供給
する。
は、バイパス・コンデンサ３２からのパルスの周波数を
電圧に変換する。第２周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）変換器３
８４は、（パルス検出器３６を介して）センサ３４から
のパルスの周波数を電圧に変換する。すなわち、これら
周波数／電圧変換器の出力は、入力パルス周波数に比例
したアナログ電圧となる。アナログ比較器３８６は、周
波数／電圧変換器３８２及び３８４からのアナログ電圧
を比較し、これらの差に応じた電圧を発生し、減算回路
２６４へ供給する。なお、周波数／電圧変換器３８２及
び３８４並びに比較器３８６が、駆動モータ１６の回転
速度及び駆動輪２０の回転速度を比較する比較手段３８
を構成する。比較手段３８の出力信号は、モータの回転
速度と駆動輪の回転速度の大小を表す２値（論理「高」
及び「低」）でもよいし、これら回転速度の差に応じた
値でもよい。この点については、詳細に後述する。減算
回路２６４は、指令手段２８からの指令信号から、比較
器３８６からの比較出力信号に応じた値を減算する差動
増幅器でもよく、減算結果を電流制御回路２６２に供給
する。
【００１６】図２は、本発明に用いるモータ・ボックス
１４及び後輪２０の関係を示した図であり、図５と同じ
要素に同じ参照番号を付し、その説明を省略する。図５
との違いは、後輪２０の一方の側のスポークに、同心円
状に、且つ等間隔に永久磁石４０を取り付け、この永久
磁石４０に対向するモータ・ボックス１４の下部位置に
磁気センサ３４を設けた点である。よって、駆動輪２０
の回転に応じて、永久磁石４０が磁気センサ３４の磁気
検知範囲領域を横切り、回転速度に応じた周波数のパル
スがセンサ３４から発生する。これら磁気センサ３４、
永久磁石４０（及びパルス検出器３６）が駆動輪回転速
度検出手段を構成する。
１４及び後輪２０の関係を示した図であり、図５と同じ
要素に同じ参照番号を付し、その説明を省略する。図５
との違いは、後輪２０の一方の側のスポークに、同心円
状に、且つ等間隔に永久磁石４０を取り付け、この永久
磁石４０に対向するモータ・ボックス１４の下部位置に
磁気センサ３４を設けた点である。よって、駆動輪２０
の回転に応じて、永久磁石４０が磁気センサ３４の磁気
検知範囲領域を横切り、回転速度に応じた周波数のパル
スがセンサ３４から発生する。これら磁気センサ３４、
永久磁石４０（及びパルス検出器３６）が駆動輪回転速
度検出手段を構成する。
【００１７】電気自転車がモータにより定常走行をして
いる場合、モータ１６の回転駆動力はゴム・ローラ１８
を介して確実にタイヤ・ゴム２２に伝達されている。こ
の場合、ゴム・ローラ１８とタイヤ・ゴム２２との間に
滑り（スリップ）がないので、モータ１６の回転数と、
駆動輪２０の回転数とは所定の関係にある。すなわち、
モータ１６がＮ回（Ｎは１以上の整数）回転すると、駆
動輪２０が１回転する。よって、Ｎ個の永久磁石４０が
駆動輪２０のスポーク４１に等間隔に取り付けられてい
ると、バイパス・コンデンサ３２のパルス周波数と、パ
ルス検出器３６からのパルス周波数とが等しくなる。こ
の場合、周波数／電圧変換器３８２及び３８４への周波
数が同じなので、比較器３８６には、同じ値のアナログ
電圧が供給されるため、比較結果がゼロになる。そし
て、減算回路２６４は、指令手段２８からの指令信号を
何ら減算することなく電流制御回路２６２に供給するの
で、モータ１６は、指令手段２８の指令通りの電流によ
り回転を行う。
いる場合、モータ１６の回転駆動力はゴム・ローラ１８
を介して確実にタイヤ・ゴム２２に伝達されている。こ
の場合、ゴム・ローラ１８とタイヤ・ゴム２２との間に
滑り（スリップ）がないので、モータ１６の回転数と、
駆動輪２０の回転数とは所定の関係にある。すなわち、
モータ１６がＮ回（Ｎは１以上の整数）回転すると、駆
動輪２０が１回転する。よって、Ｎ個の永久磁石４０が
駆動輪２０のスポーク４１に等間隔に取り付けられてい
ると、バイパス・コンデンサ３２のパルス周波数と、パ
ルス検出器３６からのパルス周波数とが等しくなる。こ
の場合、周波数／電圧変換器３８２及び３８４への周波
数が同じなので、比較器３８６には、同じ値のアナログ
電圧が供給されるため、比較結果がゼロになる。そし
て、減算回路２６４は、指令手段２８からの指令信号を
何ら減算することなく電流制御回路２６２に供給するの
で、モータ１６は、指令手段２８の指令通りの電流によ
り回転を行う。
【００１８】ところで、駆動輪２０のスポーク４１に取
り付けられた永久磁石４０の数がＮ個でない場合には、
ゴム・ローラ１８とタイヤ・ゴム２２との間に滑り（ス
リップ）がなくても、バイパス・コンデンサ３２及びパ
ルス検出器３６からのパルス周波数は異なる。よって、
この場合でも、周波数／電圧変換器３８２及び３８４の
出力電圧が同じになるように、これら周波数／電圧変換
器の定数を調整すれば、上述と同じ動作となる。
り付けられた永久磁石４０の数がＮ個でない場合には、
ゴム・ローラ１８とタイヤ・ゴム２２との間に滑り（ス
リップ）がなくても、バイパス・コンデンサ３２及びパ
ルス検出器３６からのパルス周波数は異なる。よって、
この場合でも、周波数／電圧変換器３８２及び３８４の
出力電圧が同じになるように、これら周波数／電圧変換
器の定数を調整すれば、上述と同じ動作となる。
【００１９】雨天時走行などの理由によりゴム・ローラ
１８と駆動輪２０との間にスリップが生じ、モータ１６
の回転駆動力がゴム・ローラ１８を介して確実にタイヤ
・ゴム２２に伝達されない場合、モータ１６の回転数と
駆動輪２０の回転数は不一致となり、パルス検出器３６
のパルス周波数が低下する。よって、比較器３８６が、
比較結果に応じた２値（論理「低」及び「高」）を発生
する場合、周波数／電圧変換器３８２の出力電圧が周波
数／電圧変換器３８４の出力電圧よりも、ある所定値
（モータ及び駆動輪の回転の誤差を考慮したしきい値）
だけ高くなると、比較器３８６の出力信号は、ゼロ値
（論理「低」）から所定電圧（論理「高」）に変化す
る。この変化により、減算回路２６４は、指令手段２８
からの指令信号をある一定値だけ減算するので、電流制
御回路２６２からモータ１６への電流が減少して、モー
タの回転数も低下する。依然、モータ１６の回転速度が
駆動輪２０の回転速度よりも早く、比較器３８６の出力
信号が論理「高」ならば、減算回路２６４は、指令手段
２８からの指令信号を更に一定値だけ減算して、モータ
１６への給電電流を減少させる。周波数／電圧変換器３
８２及び３８４の出力電圧がほぼ一定になるまで、即
ち、スリップがなくなるまで、上述の動作を繰り返し、
比較器３８６の出力信号がゼロになると、定常走行状態
に戻る。
１８と駆動輪２０との間にスリップが生じ、モータ１６
の回転駆動力がゴム・ローラ１８を介して確実にタイヤ
・ゴム２２に伝達されない場合、モータ１６の回転数と
駆動輪２０の回転数は不一致となり、パルス検出器３６
のパルス周波数が低下する。よって、比較器３８６が、
比較結果に応じた２値（論理「低」及び「高」）を発生
する場合、周波数／電圧変換器３８２の出力電圧が周波
数／電圧変換器３８４の出力電圧よりも、ある所定値
（モータ及び駆動輪の回転の誤差を考慮したしきい値）
だけ高くなると、比較器３８６の出力信号は、ゼロ値
（論理「低」）から所定電圧（論理「高」）に変化す
る。この変化により、減算回路２６４は、指令手段２８
からの指令信号をある一定値だけ減算するので、電流制
御回路２６２からモータ１６への電流が減少して、モー
タの回転数も低下する。依然、モータ１６の回転速度が
駆動輪２０の回転速度よりも早く、比較器３８６の出力
信号が論理「高」ならば、減算回路２６４は、指令手段
２８からの指令信号を更に一定値だけ減算して、モータ
１６への給電電流を減少させる。周波数／電圧変換器３
８２及び３８４の出力電圧がほぼ一定になるまで、即
ち、スリップがなくなるまで、上述の動作を繰り返し、
比較器３８６の出力信号がゼロになると、定常走行状態
に戻る。
【００２０】比較器３８６が、周波数／電圧変換器３８
２及び３８４の出力電圧の差に比例した電圧を出力する
場合、モータ１６及び駆動輪２０の回転速度の差が大き
い程、即ち、スリップが大きい程、減算回路２４は、電
流制御回路２６２からの電流を大幅に減少するので、ス
リップ状態から迅速に抜け出ることができる。図３は、
本発明の好適な第２実施例のブロック図である。図１の
実施例と同じ参照番号は同じ要素を表す。以下、図１の
実施例との相違点のみを説明する。バイパス・コンデン
サ３２からのモータ回転速度を表す出力パルスは、第１
カウンタ３８１に供給され、パルス検出器３６からの駆
動輪回転速度を表す出力パルスは、第２カウンタ３８３
に供給される。これらカウンタ３８１及び３８３は、入
力パルスを所定期間毎に計数するので、夫々のパルス周
波数に対応するデジタル出力を発生する。比較器３８７
はデジタル比較器であり、第１カウンタ３８１及び第２
カウンタ３８３からの２つ計数値の大小を表す２値（論
理「低」及び「高」）、及びこれら２つの計数値の差を
表すデジタル・ワード、又はこれら２つの計数値の比を
表すデジタル・ワードを発生する。これらカウンタ３８
１及び３８３並びにデジタル比較器３８７が比較手段を
構成する。
２及び３８４の出力電圧の差に比例した電圧を出力する
場合、モータ１６及び駆動輪２０の回転速度の差が大き
い程、即ち、スリップが大きい程、減算回路２４は、電
流制御回路２６２からの電流を大幅に減少するので、ス
リップ状態から迅速に抜け出ることができる。図３は、
本発明の好適な第２実施例のブロック図である。図１の
実施例と同じ参照番号は同じ要素を表す。以下、図１の
実施例との相違点のみを説明する。バイパス・コンデン
サ３２からのモータ回転速度を表す出力パルスは、第１
カウンタ３８１に供給され、パルス検出器３６からの駆
動輪回転速度を表す出力パルスは、第２カウンタ３８３
に供給される。これらカウンタ３８１及び３８３は、入
力パルスを所定期間毎に計数するので、夫々のパルス周
波数に対応するデジタル出力を発生する。比較器３８７
はデジタル比較器であり、第１カウンタ３８１及び第２
カウンタ３８３からの２つ計数値の大小を表す２値（論
理「低」及び「高」）、及びこれら２つの計数値の差を
表すデジタル・ワード、又はこれら２つの計数値の比を
表すデジタル・ワードを発生する。これらカウンタ３８
１及び３８３並びにデジタル比較器３８７が比較手段を
構成する。
【００２１】電流調整手段の一部である指令変調回路２
６６は、比較器３８７の出力信号に応じて、指令手段２
８からの指令信号を変調する。すなわち、比較器３８７
の出力信号が、２つの計数値の大小を表す２値の場合又
は差を表すデジタル・ワードの場合、図１の実施例と同
様に、指令変調回路２６６は、所定値又は差に応じた値
を指令手段２８からの指令信号から減算し、電流制御回
路２６２からのモータ１６に供給する駆動電流を減少さ
せる。また、比較器３８７の出力信号が、２つの計数値
の比を表すデジタル・ワードの場合、比が１ならば、指
令変調回路２６６は指令手段２８からの指令信号をその
まま電流制御回路２６２に供給する。しかし、比が１以
外の場合、指令変調回路２６６は、その比に比例した値
だけ、指令信号の値を減少させる。この場合、比較器３
８７をデジタル除算回路で構成し、指令変調回路２６６
は、デジタル乗算回路で構成すればよい。よって、この
実施例でも、モータ及び駆動輪の間でスリップが発生し
た場合、迅速にスリップ状態を回避できる。
６６は、比較器３８７の出力信号に応じて、指令手段２
８からの指令信号を変調する。すなわち、比較器３８７
の出力信号が、２つの計数値の大小を表す２値の場合又
は差を表すデジタル・ワードの場合、図１の実施例と同
様に、指令変調回路２６６は、所定値又は差に応じた値
を指令手段２８からの指令信号から減算し、電流制御回
路２６２からのモータ１６に供給する駆動電流を減少さ
せる。また、比較器３８７の出力信号が、２つの計数値
の比を表すデジタル・ワードの場合、比が１ならば、指
令変調回路２６６は指令手段２８からの指令信号をその
まま電流制御回路２６２に供給する。しかし、比が１以
外の場合、指令変調回路２６６は、その比に比例した値
だけ、指令信号の値を減少させる。この場合、比較器３
８７をデジタル除算回路で構成し、指令変調回路２６６
は、デジタル乗算回路で構成すればよい。よって、この
実施例でも、モータ及び駆動輪の間でスリップが発生し
た場合、迅速にスリップ状態を回避できる。
【００２２】以上に本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形及
び変更が可能である。例えば、モータ及びＣＶＴ変速機
を用いた電気自転車にも本発明を適用できる。また、電
流制御回路２６２は、チョッパ回路であってもよく、こ
の場合、指令手段からの制御信号はパルス信号となり、
このパルスの衝撃係数（デュティ・ファクタ）を比較手
段３８７の出力信号に応じて可変することにより、チョ
ッパ回路の導通及び非導通の割合を制御して、電池から
モータへの供給電流を制御できる。
したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形及
び変更が可能である。例えば、モータ及びＣＶＴ変速機
を用いた電気自転車にも本発明を適用できる。また、電
流制御回路２６２は、チョッパ回路であってもよく、こ
の場合、指令手段からの制御信号はパルス信号となり、
このパルスの衝撃係数（デュティ・ファクタ）を比較手
段３８７の出力信号に応じて可変することにより、チョ
ッパ回路の導通及び非導通の割合を制御して、電池から
モータへの供給電流を制御できる。
【００２３】また、図１の実施例において、比較手段３
８６の入力端の正及び負が逆ならば、これらの極性と、
回路２６４の加算及び減算とは、相対的なものであるの
で、減算回路２６４を加算回路にしてもよい。また、図
１の実施例において、比較器３８６をアナログ除算器と
し、減算回路２６４をアナログ乗算器にしてもよい。さ
らに、モータ１６が直流ブラシ・モータでなければ、そ
のモータの回転軸にエンコーダを取り付けて、モータの
回転に応じたパルスを得てもよい。駆動輪の回転速度の
検出には、永久磁石及び磁気センサ以外の手段、例え
ば、光反射器及び光センサを用いてもよい。また、モー
タ及び駆動輪との間の結合には、ゴム以外で作られたロ
ーラ、例えば、プラスチック、金属等で作られたローラ
を用いてもよい。
８６の入力端の正及び負が逆ならば、これらの極性と、
回路２６４の加算及び減算とは、相対的なものであるの
で、減算回路２６４を加算回路にしてもよい。また、図
１の実施例において、比較器３８６をアナログ除算器と
し、減算回路２６４をアナログ乗算器にしてもよい。さ
らに、モータ１６が直流ブラシ・モータでなければ、そ
のモータの回転軸にエンコーダを取り付けて、モータの
回転に応じたパルスを得てもよい。駆動輪の回転速度の
検出には、永久磁石及び磁気センサ以外の手段、例え
ば、光反射器及び光センサを用いてもよい。また、モー
タ及び駆動輪との間の結合には、ゴム以外で作られたロ
ーラ、例えば、プラスチック、金属等で作られたローラ
を用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、モータ回転速度検出手
段、駆動輪回転速度検出手段及び電流調整手段を従来の
電気自転車に追加するのみで、簡単な構成によりモータ
のスリップを確実に防止できる。また、モータが直流ブ
ラシ・モータの場合、モータ回転速度検出手段がコンデ
ンサのみでよいので、構成が更に簡単になる等々の効果
を奏する。
段、駆動輪回転速度検出手段及び電流調整手段を従来の
電気自転車に追加するのみで、簡単な構成によりモータ
のスリップを確実に防止できる。また、モータが直流ブ
ラシ・モータの場合、モータ回転速度検出手段がコンデ
ンサのみでよいので、構成が更に簡単になる等々の効果
を奏する。
【図１】本発明の電気自転車用モータ・スリップ防止装
置の好適な第１実施例のブロック図である。
置の好適な第１実施例のブロック図である。
【図２】本発明に用いる駆動輪回転速度検出手段を含む
モータ・ボックス及び駆動輪の構成を示す概略図であ
る。
モータ・ボックス及び駆動輪の構成を示す概略図であ
る。
【図３】本発明の電気自転車用モータ・スリップ防止装
置の好適な第２実施例のブロック図である。
置の好適な第２実施例のブロック図である。
【図４】従来の電気自転車の概略を示す図である。
【図５】従来の電気自転車のモータ・ボックス及び駆動
輪の関係を示す図である。
輪の関係を示す図である。
１０ 電気自転車 １２ 電池及び制御ボックス １４ モータ・ボックス １６ 駆動モータ １８ ゴム・ローラ ２０ 後輪（駆動輪） ２２ タイヤ・ゴム ２４ 電池（電源） ２６ 電流調整手段 ２８ 指令手段 ３２ バイパス・コンデンサ（モータ回転速度検出手
段） ３４ センサ（駆動輪回転速度検出手段） ３６ パルス検出器（駆動輪回転速度検出手段） ３８ 比較手段 ４０ 永久磁石（駆動輪回転速度検出手段） ２６２ 電流制御回路 ２６４ 減算回路 ２６６ 指令変調回路 ３８１ カウンタ ３８２ 周波数／電圧変換器 ３８３ カウンタ ３８４ 周波数／電圧変換器 ３８６ アナログ比較器 ３８７ デジタル比較器
段） ３４ センサ（駆動輪回転速度検出手段） ３６ パルス検出器（駆動輪回転速度検出手段） ３８ 比較手段 ４０ 永久磁石（駆動輪回転速度検出手段） ２６２ 電流制御回路 ２６４ 減算回路 ２６６ 指令変調回路 ３８１ カウンタ ３８２ 周波数／電圧変換器 ３８３ カウンタ ３８４ 周波数／電圧変換器 ３８６ アナログ比較器 ３８７ デジタル比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 哲夫 神奈川県横浜市港北区新吉田町4415−２ 株式会社東京アールアンドデー横浜事業所 内
Claims (6)
- 【請求項１】 モータの駆動力を駆動輪に伝達して動力
走行する電気自転車において、 モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出手段
と、 駆動輪の回転速度を検出する駆動輪回転速度検出手段
と、 前記モータ回転速度検出手段の出力信号及び前記駆動輪
回転速度検出手段の出力信号を比較する比較手段と、 前記モータの駆動力を指令する指令信号を発生する指令
手段と、 前記比較手段の比較結果及び上記指令信号に応じて、電
源から上記モータへ供給する電流を調整する電流調整手
段とを具え、 前記モータの回転速度及び前記駆動輪の回転速度の関係
が所定の一定状態でることを上記比較手段の比較結果が
表す場合、上記電流調整手段は上記指令信号にのみ応じ
て上記モータへ電流を供給し、 上記モータの回転速度が上記駆動輪の回転速度に比して
早くなったことを上記比較手段の比較結果が表す場合、
上記電流調整手段は上記指令信号の指令よりも少ない電
流を上記モータに供給して、上記モータ及び上記駆動輪
の間のスリップを防止することを特徴とする電気自転車
用モータ・スリップ防止装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載した電気自転車用モータ
・スリップ防止装置において、 モータの回転速度が上記駆動輪の回転速度に比して大き
くなったことを比較手段の比較結果が表す場合、電流調
整手段は、前記モータの回転速度及び前記駆動輪の回転
速度の大小の差又は比に応じて、指令信号の指令よりも
少ない電流を上記モータへ供給することを特徴とする電
気自転車用モータ・スリップ防止装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載した電気自転車用モータ
・スリップ防止装置において、 モータは、直流ブラシ・モータであり、直流ブラシ・モ
ータの駆動力は、ゴム・ローラを介して駆動輪に伝達さ
れ、 モータ回転速度検出手段は、前記直流ブラシ・モータの
通電パルスを検出すること、 駆動輪回転速度検出手段は、駆動輪の回転に応じたパル
スを検出すること、 比較手段は、モータ回転速度検出手段からのパルス及び
駆動輪回転速度検出手段からのパルスの周波数を比較す
ることをそれぞれ特徴とする電気自転車用モータ・スリ
ップ防止装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載した電気自転車用モータ
・スリップ防止装置において、 モータ回転速度検出手段は、モータへ電流を供給する電
流路に一端が接続され、他端から上記パルスを出力する
コンデンサであり、 駆動輪回転速度検出手段は、駆動輪に等間隔に設けられ
た永久磁石と、電気自転車のフレームに固定的に設けら
れた磁気センサとで構成されていることを特徴とする電
気自転車用モータ・スリップ防止装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載した電気自転車用モータ
・スリップ防止装置において、 比較手段は、コンデンサからのパルスの周波数を電圧に
変換する第１周波数／電圧変換器と、磁気センサからの
パルスの周波数を電圧に変換する第２周波数／電圧変換
器と、第１周波数／電圧変換器からの電圧及び前記第２
周波数／電圧変換器からの電圧を比較する比較器とで構
成されていることを特徴とする電気自転車用モータ・ス
リップ防止装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載した電気自転車用モータ
・スリップ防止装置において 、 比較手段は、コンデンサからのパルスを所定期間毎に計
数する第１カウンタと、センサからのパルスを前記所定
期間毎に計数する第２カウンタと、前記第１カウンタの
計数値及び第２カウンタの計数値を比較する比較器とで
構成されていることを特徴とする電気自転車用モータ・
スリップ防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7182918A JPH0937417A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 電気自転車用モータ・スリップ防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7182918A JPH0937417A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 電気自転車用モータ・スリップ防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0937417A true JPH0937417A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16126665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7182918A Pending JPH0937417A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 電気自転車用モータ・スリップ防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0937417A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009532638A (ja) * | 2006-12-01 | 2009-09-10 | ジャキル・アガ・モトール・タシトラー・サナジ・ベ・ティジャレット・リミテッド・シルケティ | 可変速ダイレクトドライブ式伝動装置 |
| KR101146508B1 (ko) * | 2010-03-22 | 2012-05-25 | 이창권 | 보조동력장치를 갖는 자전거 |
| WO2012086460A1 (ja) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | マイクロスペース株式会社 | モータ駆動制御装置 |
| JP3185513U (ja) * | 2013-05-10 | 2013-08-22 | 和広 矢ノ下 | 電動自転車 |
| EP2711288A1 (de) * | 2012-09-21 | 2014-03-26 | Nikolaus Michels | Elektrischer Radantrieb für Leichtfahrzeuge |
| CN104443247A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-03-25 | 江苏科技大学 | 双控制器电动车防飞车系统 |
| JP2016141280A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | マイクロスペース株式会社 | モータ駆動装置 |
| CN107128428A (zh) * | 2016-02-29 | 2017-09-05 | 株式会社岛野 | 自行车用控制装置及自行车用驱动装置 |
| CN109131708A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-01-04 | 芜湖职业技术学院 | 电动自行车制动力分配系统 |
| EP3347264A4 (en) * | 2015-10-19 | 2019-10-23 | Shareroller LLC | AUTOMATIC TRACTION CONTROL FOR FRICTION DEVICES |
-
1995
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