JPH1035575A - Travelling device - Google Patents

Travelling device

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JPH1035575A
JPH1035575A JP35776596A JP35776596A JPH1035575A JP H1035575 A JPH1035575 A JP H1035575A JP 35776596 A JP35776596 A JP 35776596A JP 35776596 A JP35776596 A JP 35776596A JP H1035575 A JPH1035575 A JP H1035575A
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JP
Japan
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motor
sensor
battery
speed
electric bicycle
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP35776596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Hayashi
俊郎 林
Yuuichi Nanae
裕一 名苗
Hiroyoshi Hayashi
広佳 林
Ichiro Katagiri
一郎 片桐
Naomasa Sato
直正 佐藤
Tetsuo Endo
哲雄 遠藤
Hiroyuki Ito
浩之 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH1035575A publication Critical patent/JPH1035575A/en
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To charge a battery effectively to prolong traveling distance by providing a function change-over control means which makes a motor function as a generator when a situation of a road surface does not necessitate assistance of a part of force for moving a travelling device such as a bicycle provided with the motor in the travelling device. SOLUTION: In a function change-over control means of a motor 31, a coil cut relay part 200 is turned on and a relay part for charging circuit 250 is turned off when a running road surface is a climbing slope. When the traveling road surface is flat and inertia running is possible, the coil cut relay part 200 is turned off and the relay part for charging circuit 250 is also turned off. On the other hand, when the traveling road surface is down slope, the coil cut relay part 200 is turned off and the relay part for charging circuit 250 is turned on. Consequently, when the traveling road surface is down slope, the motor 31 functions as a generator, and induction power generated when the motor 31 functions as the generator is charged into a battery 40 through the relay part for charging circuit 250 and a charging circuit 300 of the battery.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、操作者が与える移
動するための力の一部を、モータにより補助するように
なっている移動装置の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a moving device which assists a part of a moving force given by an operator by a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動装置として、たとえば自転車を例に
挙げると、操作者は自転車のサドルに座り、操作者の踏
力を用いて、ペダル、クランク、チェーン等の駆動伝達
部を介して後輪を駆動することで走行できる。
2. Description of the Related Art As an example of a moving device, for example, a bicycle, an operator sits on a saddle of a bicycle and uses the pedaling force of the operator to drive a rear wheel through a drive transmission unit such as a pedal, a crank, or a chain. It can run by driving.

【0003】ところで、このように操作者が踏力を与え
て自転車で走行する場合に、平坦な道であれば苦労はし
ないが、登り坂に差しかかると、操作者の踏力だけでは
なかなか登り切れず、特に登り坂が急で長いと途中で自
転車を降りなければならないという問題がある。
[0003] By the way, when the operator gives a pedaling force and runs on a bicycle as described above, there is no difficulty if the operator is on a flat road. In particular, there is a problem that the bicycle has to be got off on the way if the climb is steep and long.

【0004】操作者の踏力を補助するためのモータを備
えた自転車が提案されている。従来のこのような自転車
は、電気自転車とも呼ばれており、操作者の踏力は、ク
ランク軸、チェーンあるいは主軸に組み込んだ図46に
示す機械的なトルクセンサ1により検出している。そし
て機械的なトルクセンサ1の踏力信号2は、制御部3に
おいて、ペダルの回転センサ4からのペダルの回転を確
認した段階で、踏力信号2に基づく操作者の踏力トルク
の1/2を算出して、踏力(人力)の1/2をモータが
常に補助(アシスト)している。
[0004] Bicycles equipped with a motor for assisting the pedaling force of the operator have been proposed. Such a conventional bicycle is also called an electric bicycle, and the pedaling force of the operator is detected by a mechanical torque sensor 1 shown in FIG. 46 incorporated in a crankshaft, a chain, or a main shaft. When the control unit 3 confirms the rotation of the pedal from the pedal rotation sensor 4, the pedaling signal 2 of the mechanical torque sensor 1 calculates half of the pedaling torque of the operator based on the pedaling signal 2. Thus, the motor always assists (assists) half of the pedaling force (human power).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電気自転車が下り坂や慣性による走行ができる平坦路を
走行する場合には、モータの動力補助は不要であるとと
もに、モータのロータは電気自転車の走行とともに回転
している。したがって、本発明者はこのモータのロータ
の回転を利用して発電してバッテリに充電することで走
行距離を伸ばすことを提案しようとするものである。
When such an electric bicycle travels on a downhill or on a flat road on which inertia can be run, no motor power assist is required and the motor rotor is connected to the electric bicycle. It is rotating with the running. Therefore, the inventor of the present invention intends to propose that the running distance is extended by using the rotation of the rotor of the motor to generate power and charge the battery.

【0006】そこで本発明は上記課題を解消し、モータ
による動力の補助が不要な時には充電を行って走行距離
を伸ばすことができる移動装置を提供することを目的と
している。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a mobile device capable of extending the mileage by performing charging when assistance of power by a motor is unnecessary.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、操作者の操作により移動する際に、移動するた
めの力の一部を補助するようになっている移動装置にお
いて、通電することにより駆動して、移動するための力
の一部を補助するモータと、移動装置が移動する路面の
状況が、移動装置の移動するための力の一部を補助する
必要がある場合には、このモータが移動するための力の
一部を補助し、しかも移動装置が移動する路面の状況
が、移動装置の移動するための力の一部の補助が不要で
ある場合には、モータを発電機として機能させる機能切
り換え制御手段と、を備える移動装置により、達成され
る。
According to the present invention, there is provided a moving device which assists a part of a moving force when moving by an operation of an operator. A motor driven by energization to assist a part of the moving force, and the condition of the road surface on which the moving device moves, when it is necessary to assist a part of the moving force of the moving device In the case where the motor assists a part of the force for moving, and if the condition of the road surface on which the moving device moves does not require a part of the force for moving the moving device, This is achieved by a moving device including: a function switching control unit that causes a motor to function as a generator.

【0008】本発明では、機能切り換え制御手段は、路
面の状況が移動装置の移動するための力の一部を補助す
る必要がある場合にはモータを駆動して移動装置を補助
するが、そうでなく路面の状況によりモータによる補助
を不要とするなら、モータを発電機として機能させるの
で、移動装置が移動しながら発電電力を充電することが
できる。従って、移動装置の走行距離を伸ばすことがで
きる。
In the present invention, the function switching control means assists the moving device by driving the motor when the condition of the road surface needs to assist a part of the moving force of the moving device. If the motor does not require assistance depending on the condition of the road surface, the motor can be made to function as a generator, so that the generated power can be charged while the moving device moves. Accordingly, the traveling distance of the moving device can be extended.

【0009】例えば機能切り換え制御手段は、第1の切
り換え部をオンすることで、バッテリからの電力をモー
タの駆動コイルに与えてモータを駆動する。モータが発
電機として機能する際には、機能切り換え制御手段は、
第2の切り換え部をオンして発電電力をバッテリへ充電
する。
For example, the function switching control means turns on the first switching unit to supply electric power from the battery to the driving coil of the motor to drive the motor. When the motor functions as a generator, the function switching control means
The second switching unit is turned on to charge the generated power to the battery.

【0010】例えば移動装置の補助をする必要のある路
面状況としては登り坂等であり、下り坂等の場合には発
電電力をバッテリへ充電する。
[0010] For example, a road surface condition that needs to assist the mobile device is an uphill or the like, and in the case of a downhill or the like, the battery is charged with the generated power.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0012】なお、以下に述べる実施の形態は、本発明
の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限
定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明にお
いて特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これら
の形態に限られるものではない。
Although the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. The present invention is not limited to these modes unless stated to limit the invention.

【0013】図1は、本発明の移動装置の好ましい実施
の形態として、電気自転車の一例を示している。
FIG. 1 shows an example of an electric bicycle as a preferred embodiment of the moving device of the present invention.

【0014】図1の電気自転車は、フレーム11、ハン
ドル12、握り13、クランク14、サドル15、前輪
16、後輪17、ギヤ18a、ギヤ18b、走行情報把
握手段である制御手段100、動力補助手段30等を備
えている。制御手段100は、フレーム11およびクラ
ンク14の付近に配置されている。動力補助手段30
は、図1の実施の形態では後輪17に配置されている。
クランク14、前輪16、後輪17、ギヤ18a,18
bは、走行時の回転部である。また、クランク14は、
操作者の操作により回転が発生する被操作部となってお
り、該被操作部の回転は後輪17に伝達され、該後輪1
7が電気自転車1000を移動させるための駆動輪とし
て機能する。
The electric bicycle shown in FIG. 1 includes a frame 11, a handle 12, a grip 13, a crank 14, a saddle 15, a front wheel 16, a rear wheel 17, gears 18a and 18b, a control means 100 which is a means for grasping running information, a power assist. Means 30 and the like. The control means 100 is arranged near the frame 11 and the crank 14. Power assisting means 30
Are arranged on the rear wheel 17 in the embodiment of FIG.
Crank 14, front wheel 16, rear wheel 17, gears 18a, 18
b is a rotating part at the time of running. Also, the crank 14
The rotation of the operated portion is transmitted to the rear wheel 17 and the rotation of the rear wheel 1 is performed.
Reference numeral 7 functions as a drive wheel for moving the electric bicycle 1000.

【0015】フレーム11の三角形の空間部分の空間に
は、取付プレート21が設けられている。この取付プレ
ート21は、バッテリ40、制御手段100および傾斜
センサ90等が配置されている。
A mounting plate 21 is provided in the space of the triangular space of the frame 11. On this mounting plate 21, a battery 40, a control means 100, an inclination sensor 90 and the like are arranged.

【0016】大径のギヤ18aと小径の18bには、動
力を伝達するためのチェーン18cが設けられている。
図1の電気自転車1000は、たとえば車重が20Kg
程度であり、バッテリ40は取付プレート21から取外
し可能になっている。このバッテリ40は家庭用の商用
電源100Vで充電可能である。動力補助手段30が、
操作者の踏力の一部をアシストした状態で、電気自転車
1000はたとえば70kmまで走行可能である。バッ
テリ40は、一例として約4時間で満充電可能であり、
このバッテリ容量はたとえば28.8V−5Ah(14
4Wh)程度である。そのバッテリ40の重さは、たと
えば1.3kgと軽いものである。
The large-diameter gear 18a and the small-diameter gear 18b are provided with a chain 18c for transmitting power.
Electric bicycle 1000 in FIG. 1 has a vehicle weight of, for example, 20 kg.
The battery 40 is detachable from the mounting plate 21. The battery 40 can be charged by a household commercial power supply of 100V. The power assisting means 30
The electric bicycle 1000 can travel up to 70 km, for example, with a part of the pedaling force of the operator assisted. The battery 40 can be fully charged in about 4 hours as an example,
This battery capacity is, for example, 28.8 V-5 Ah (14
4 Wh). The battery 40 has a light weight of, for example, 1.3 kg.

【0017】図2は、図1の動力補助手段30および制
御手段(走行情報把握手段)100、傾斜センサ90
(傾斜情報把握手段)等を含んだ電気自転車1000の
統合制御部2000を示している。図3は図2の統合制
御部2000における電気自転車1000の制御イメー
ジを示している。
FIG. 2 shows the power assisting means 30, the control means (running information grasping means) 100, and the inclination sensor 90 of FIG.
9 shows an integrated control unit 2000 of the electric bicycle 1000 including (tilt information grasping means) and the like. FIG. 3 shows a control image of the electric bicycle 1000 in the integrated control unit 2000 of FIG.

【0018】まず図3を参照すると、速度センサ11
0、傾斜センサ90、クランク回転センサ120、前ブ
レーキセンサ130、後ブレーキセンサ140からのそ
れぞれの信号に基づいて、制御手段100が、電気自転
車の走行状態を把握し、そして制御手段100が速度セ
ンサ110からの速度信号VSに基づいて速度変化情報
(加速度情報)を合成し、これにより、制御手段100
は動力補助手段30に対して、操作者(ライダー)の意
思に忠実なパワーアシストを実現させるようになってい
る。
Referring first to FIG. 3, the speed sensor 11
0, based on signals from the tilt sensor 90, the crank rotation sensor 120, the front brake sensor 130, and the rear brake sensor 140, the control means 100 grasps the running state of the electric bicycle, and the control means 100 controls the speed sensor. Speed change information (acceleration information) is synthesized based on the speed signal VS from the
The power assisting means 30 realizes power assist faithful to the intention of the operator (rider).

【0019】そのために先ず、速度情報と傾斜情報か
ら、一般式により、その時点における走行動力(P)を
算出して、かかる走行動力情報と加速度情報とを加えて
リアルタイムなアシスト量を決定する。
For this purpose, first, the running power (P) at that time is calculated from the speed information and the inclination information by a general formula, and the running power information and the acceleration information are added to determine the real-time assist amount.

【0020】速度情報と傾斜情報とから、その時点にお
ける走行動力(P)を一般式により算出することができ
るが、ここで算出された走行動力(P)は、その時点に
おいて電気自転車1000をその速度で走行させるのに
必要な力でしかない。
From the speed information and the inclination information, the running power (P) at that time can be calculated by a general formula, and the running power (P) calculated at this time is applied to the electric bicycle 1000 at that time. It is just the force needed to run at speed.

【0021】そこで、上述のように、速度信号VSに基
づいて速度変化情報(加速度情報)を求め、この加速度
情報に基づく走行動力の値(加速走行動力値)と上記算
出した走行動力の値(定速走行動力値)とを加えること
で、操作者の意思を電気自転車1000の走行に反映さ
せることができる。
Therefore, as described above, speed change information (acceleration information) is obtained based on the speed signal VS, and the value of the running power (accelerated running power value) based on this acceleration information and the value of the calculated running power (acceleration running power value) are calculated. By adding the constant-speed running power value), the intention of the operator can be reflected on the running of the electric bicycle 1000.

【0022】具体的には、ある時点(微少時間)におい
て、速度情報から加速度情報を算出することで、操作者
が加速しようとしているのか減速しようとしているのか
を判断することができ、例えば、加速しようとしている
ときはアシスト量を増加する。また、例えば、同じ加速
度情報であっても、その時の走行速度が遅いときはアシ
スト量を大きく、速いときはアシスト量を小さくして低
速時における走行性を高めたり、さらに、路面の傾斜状
態が大きいときは、加速度情報がマイナスになった場合
(減速状態)でもそのアシスト量を大きくすることによ
り、登り坂での走行性を高めたりすることができる。
Specifically, by calculating acceleration information from speed information at a certain point in time (a minute time), it is possible to determine whether the operator is about to accelerate or decelerate. When trying to do so, increase the assist amount. In addition, for example, even with the same acceleration information, when the traveling speed at that time is low, the assist amount is large, and when the traveling speed is high, the assist amount is small to improve the traveling performance at low speed. When the acceleration information is large, even when the acceleration information becomes negative (deceleration state), it is possible to improve the traveling performance on an uphill by increasing the assist amount.

【0023】このような速度情報、傾斜情報、加速度情
報を用いて、アシスト量を決定するには、各種の状況
(速度情報、傾斜情報、加速度情報から得られる状況)
に対応した計算式を用意し、その状況に対応した計算式
により各別に算出しても良く、或いは、予め、算出され
たデータをテーブルに格納しておき、各状況に対応した
テーブルデータに基づいてアシスト量を決定するように
しても良い。
In order to determine the assist amount using the speed information, the inclination information, and the acceleration information, various situations (a situation obtained from the speed information, the inclination information, and the acceleration information) are used.
May be prepared and calculated separately for each condition using a calculation formula corresponding to the situation. Alternatively, calculated data may be stored in a table in advance, and based on table data corresponding to each situation. Alternatively, the assist amount may be determined.

【0024】まず図2において、制御手段(走行情報把
握手段)100の中央演算処理装置101は、バスを介
してデジタル入出力部102、カウンタ103、アナロ
グ入力部(アナログ/デジタル変換部)104、PWM
信号生成ロジック部109のPWM(パルス幅変調)デ
ータ部105に接続されている。
First, in FIG. 2, the central processing unit 101 of the control means (driving information grasping means) 100 includes a digital input / output unit 102, a counter 103, an analog input unit (analog / digital conversion unit) 104, PWM
The signal generation logic unit 109 is connected to a PWM (pulse width modulation) data unit 105.

【0025】クロック発生部106はカウンタ103と
中央演算処理装置101にシステム動作の基準用のシス
テムクロックを与える。
The clock generator 106 supplies the counter 103 and the central processing unit 101 with a reference system clock for system operation.

【0026】アナログ入力部104は、傾斜センサ9
0、電流センサ150、温度センサ160からのアナロ
グ信号を受けてデジタル変換する。
The analog input unit 104 is connected to the tilt sensor 9
0, receives an analog signal from the current sensor 150 and the temperature sensor 160 and converts it into a digital signal.

【0027】カウンタ103は、クロック発生部106
からのシステムクロックに基づいて、PWMデータ部1
05に対してPWMクロックφ(1/128キャリア)
を与える。PWMデータ部105は、チャンネルch0
〜チャンネルch3のカウンタユニット105a〜10
5kを有し、チャンネルch3はチャンネルch0〜チ
ャンネルch2の値をクリアするためのカウンタリセッ
トを備えている。
The counter 103 includes a clock generator 106
Data unit 1 based on the system clock from
PWM clock φ for 05 (1/128 carrier)
give. The PWM data unit 105 stores the channel ch0
~ Counter unit 105a ~ 10 of channel ch3
5k, and the channel ch3 has a counter reset for clearing the values of the channels ch0 to ch2.

【0028】PWMデータ部105のチャンネルch0
〜チャンネルch2のカウンタユニット105a〜10
5cは、カウンタユニット105d,105e,105
fおよびアイソレーション用のフォトカプラ105g,
105h,105iを介して3相モータ31のドライバ
パワー段170に接続されている。このパワー段170
は、3相モータ31のU相,V相,W相をそれぞれPW
M制御して適宜通電する。
Channel ch0 of PWM data section 105
~ Counter unit 105a ~ 10 of channel ch2
5c is a counter unit 105d, 105e, 105
f and an isolation photocoupler 105g,
It is connected to the driver power stage 170 of the three-phase motor 31 via 105h and 105i. This power stage 170
Is PW for the U-phase, V-phase and W-phase of the three-phase motor 31 respectively.
M control is performed and electric power is supplied appropriately.

【0029】デジタル入出力部102には、アシストボ
タン180、前ブレーキセンサ130,後ブレーキセン
サ140、クランク回転センサ120、温度センサ16
0等が、アイソレーション用のフォトカプラ180aを
介して接続されている。3相モータ31の速度センサ1
10が、アイソレーション用のフォトカプラ110aを
介してデジタル入出力部102に接続されている。
The digital input / output unit 102 includes an assist button 180, a front brake sensor 130, a rear brake sensor 140, a crank rotation sensor 120, and a temperature sensor 16.
0 and the like are connected via an isolation photocoupler 180a. Speed sensor 1 for three-phase motor 31
10 is connected to the digital input / output unit 102 via a photocoupler 110a for isolation.

【0030】図4の回路ブロック図では、図2の回路ブ
ロック図に対して更にバッテリ40を含めた図であり、
バッテリ40、制御手段100、モータ基板32等を示
している。
The circuit block diagram of FIG. 4 includes the battery 40 in addition to the circuit block diagram of FIG.
3 shows a battery 40, a control unit 100, a motor board 32, and the like.

【0031】制御手段100は、中央演算処理装置10
1とメイン基板108を有している。
The control means 100 includes the central processing unit 10
1 and a main substrate 108.

【0032】中央演算処理装置101に対しては、速度
センサ110、傾斜センサ90、クランク回転センサ
(クランク軸速度センサともいう)120、前ブレーキ
センサ130、後ブレーキセンサ140が関連してい
る。傾斜センサ90はメイン基板108に配置されてお
り、DC−DC変換器108aは、バッテリ40からの
電圧を5Vに設定して中央演算処理装置101に与え
る。またメイン基板108のDC−DC変換器108b
はバッテリ40からの電圧を12Vに設定してモータ基
板32側に送ることができる。
A speed sensor 110, an inclination sensor 90, a crank rotation sensor (also referred to as a crankshaft speed sensor) 120, a front brake sensor 130, and a rear brake sensor 140 are associated with the central processing unit 101. The tilt sensor 90 is disposed on the main board 108, and the DC-DC converter 108 a sets the voltage from the battery 40 to 5 V and supplies the voltage to the central processing unit 101. The DC-DC converter 108b of the main board 108
Can set the voltage from the battery 40 to 12 V and send it to the motor board 32 side.

【0033】図4の3つの速度センサ110は、後で説
明するがモータ基板32に設けられており、モータ回転
角信号CSを、中央演算処理装置101側に送ることが
できる。中央演算処理装置101は、このモータ回転角
信号CSに基づいて、モータのロータの速度信号VSを
生成でき、かつこの速度信号VSから加速度情報(速度
変化情報)ASを合成することができる。
The three speed sensors 110 shown in FIG. 4 are provided on the motor board 32, which will be described later, and can send the motor rotation angle signal CS to the central processing unit 101. The central processing unit 101 can generate a speed signal VS of the motor rotor based on the motor rotation angle signal CS, and can synthesize acceleration information (speed change information) AS from the speed signal VS.

【0034】モータ基板32は、上述した速度センサ1
10、温度センサ160、誘起電圧検出部32aおよび
3つの駆動用コイルC1〜C3を有している。メイン基
板108のパワー段170は、これら3つのコイルC
1,C2,C3(U相,V相,W相に相当)に対して駆
動電圧を供給する。
The motor board 32 is provided with the speed sensor 1 described above.
10, a temperature sensor 160, an induced voltage detector 32a, and three drive coils C1 to C3. The power stage 170 of the main board 108 includes these three coils C
A drive voltage is supplied to 1, C2, and C3 (corresponding to the U, V, and W phases).

【0035】次に、図2のパワー段170はエラー信号
170eをアイソレーション用のフォトカプラ170f
を介してデジタル入出力部102に送ることができる。
中央演算処理装置101は、パワー段170に異常が生
じるとこのエラー信号170eを受けて、直ちに3相モ
ータ31を停止させる。
Next, the power stage 170 shown in FIG. 2 converts the error signal 170e into a photocoupler 170f for isolation.
Can be sent to the digital input / output unit 102 via the.
When an abnormality occurs in the power stage 170, the central processing unit 101 receives the error signal 170e and immediately stops the three-phase motor 31.

【0036】図2のアシストボタン180は、操作者が
オン/オフ操作するプッシュスイッチであり、アシスト
ボタン180をオンするとアシストモードとなる。そし
て、たとえば図1の電気自転車1000を操作者が押し
て歩く際に、段差等を乗り越えるとき等の必要時に3相
モータ31を作動して、図1の後輪17に対して補助動
力を与えてアシストさせる。たとえば操作者が電気自転
車1000を押して歩く際に、その車速が2.5km/
h以下の時のみにモータ31を動作させることができ
る。このようにすることで、操作者は電気自転車100
0を押して歩く際に、段差等の障害が生じて電気自転車
1000を押しにくくなっても必要に応じて軽く押して
行くことができる。
The assist button 180 shown in FIG. 2 is a push switch that is turned on / off by an operator. When the assist button 180 is turned on, an assist mode is set. For example, when the operator pushes the electric bicycle 1000 of FIG. 1 to walk, the three-phase motor 31 is operated when necessary, such as when climbing over a step or the like, to provide auxiliary power to the rear wheel 17 of FIG. Assist. For example, when the operator pushes the electric bicycle 1000 and walks, the vehicle speed is 2.5 km /
The motor 31 can be operated only at the time of h or less. By doing so, the operator can use the electric bicycle 100
When walking by pushing 0, even if an obstacle such as a step occurs and it becomes difficult to push the electric bicycle 1000, the electric bicycle 1000 can be pushed lightly as needed.

【0037】次に図2の前ブレーキセンサ130と後ブ
レーキセンサ140について説明する。
Next, the front brake sensor 130 and the rear brake sensor 140 shown in FIG. 2 will be described.

【0038】図5は図1の電気自転車1000の平面図
であり、ハンドル12には前ブレーキレバー12aと後
ブレーキレバー12bを有している。前ブレーキレバー
12aは、前輪16の回転を停止する前ブレーキ12c
を操作し、後ブレーキレバー12bは後輪17の後ブレ
ーキ12dを操作するものであり、これら前ブレーキ1
2c及び後ろブレーキ12dは電気自転車1000の制
動を行なうブレーキ手段として機能する。
FIG. 5 is a plan view of the electric bicycle 1000 of FIG. 1. The handle 12 has a front brake lever 12a and a rear brake lever 12b. The front brake lever 12a is a front brake 12c that stops the rotation of the front wheel 16.
The rear brake lever 12b operates the rear brake 12d of the rear wheel 17.
2c and the rear brake 12d function as braking means for braking the electric bicycle 1000.

【0039】図6に示すように、たとえば後ブレーキレ
バー12bにはマイクロスイッチのような後ブレーキセ
ンサ140が設けられている。操作者がレバー12bを
矢印H方向に操作することで、後ブレーキセンサ140
がオンする。そして操作者が後ブレーキレバー12bを
離すと後ブレーキセンサ140はオフする。
As shown in FIG. 6, for example, a rear brake sensor 140 such as a micro switch is provided on the rear brake lever 12b. When the operator operates the lever 12b in the direction of arrow H, the rear brake sensor 140
Turns on. Then, when the operator releases the rear brake lever 12b, the rear brake sensor 140 turns off.

【0040】同様にして操作者が前ブレーキ12aを操
作すると、前ブレーキセンサ130はオンし、前ブレー
キレバー12aを離すと、前ブレーキセンサ130はオ
フする。このように、前ブレーキレバー12aあるいは
後ブレーキレバー12bを用いて前ブレーキ12cある
いは後ブレーキ12dを操作したかどうかは、この前ブ
レーキセンサ130あるいは後ブレーキセンサ140の
ブレーキ信号に基づいて図2の中央演算処理装置101
が判断する。つまりこれらのセンサ130,140のオ
ン信号を検出することで、操作者が電気自転車1000
を止めたい意思があるかどうかを中央演算処理装置10
1が判断することができる。
Similarly, when the operator operates the front brake 12a, the front brake sensor 130 turns on, and when the front brake lever 12a is released, the front brake sensor 130 turns off. As described above, whether the front brake 12c or the rear brake 12d is operated using the front brake lever 12a or the rear brake lever 12b is determined based on the brake signal from the front brake sensor 130 or the rear brake sensor 140 in the center of FIG. Arithmetic processing unit 101
Judge. That is, by detecting the ON signals of these sensors 130 and 140, the operator can use the electric bicycle 1000.
The central processing unit 10 determines whether there is an intention to stop
One can judge.

【0041】なお図7は、前ブレーキセンサおよび後ブ
レーキセンサの別の実施の形態を示しており、図7の実
施の形態では、マイクロスイッチに代えてポテンショメ
ータ130aあるいは140aを用いている。ポテンシ
ョメータ130a,140aは、レバーの角度θに応じ
た大きさのブレーキ信号を出す。
FIG. 7 shows another embodiment of the front brake sensor and the rear brake sensor. In the embodiment of FIG. 7, a potentiometer 130a or 140a is used instead of the microswitch. The potentiometers 130a and 140a output a brake signal of a magnitude corresponding to the lever angle θ.

【0042】次に、図2の傾斜情報把握手段としての傾
斜センサ90について説明する。傾斜センサ90は、図
1の取付プレート21に設定されているが、この傾斜セ
ンサ90は、図8と図9に示すような構造である。傾斜
センサ90は鉄基板91に対して軸受92を介して、振
り子99が回転可能に支持されている。軸受92は焼結
メタルもしくは樹脂の軸受であり、鉄基板91には磁界
検出用のホール素子94が取付けられている。
Next, the tilt sensor 90 as the tilt information grasping means in FIG. 2 will be described. The tilt sensor 90 is set on the mounting plate 21 shown in FIG. 1. The tilt sensor 90 has a structure as shown in FIGS. The tilt sensor 90 has a pendulum 99 rotatably supported on an iron substrate 91 via a bearing 92. The bearing 92 is a sintered metal or resin bearing, and a Hall element 94 for detecting a magnetic field is attached to the iron substrate 91.

【0043】振り子99は、ヨーク98とボス96およ
び軸97を有している。軸97はボス96にはめ込まれ
ており、ボス96はヨーク98を保持している。軸97
はEリング93により軸受92に取付けられている。ヨ
ーク98はマグネット95を備えておりこのヨーク98
は透磁性材料で作られている。
The pendulum 99 has a yoke 98, a boss 96 and a shaft 97. The shaft 97 is fitted in a boss 96, and the boss 96 holds a yoke 98. Axis 97
Is attached to the bearing 92 by an E-ring 93. The yoke 98 has a magnet 95, and the yoke 98
Is made of a magnetically permeable material.

【0044】マグネット95は図10に示すように、N
極95aとS極95bを有している。図9のホール素子
94は、マグネット95のN極95aとS極95bの磁
界の変化を、振り子99がR方向に移動することで検出
する。
As shown in FIG. 10, the magnet 95 is N
It has a pole 95a and an S pole 95b. 9 detects a change in the magnetic field of the N pole 95a and the S pole 95b of the magnet 95 by the movement of the pendulum 99 in the R direction.

【0045】この振り子99がR方向に傾斜する角度は
プラスマイナスθで図8に示しているが、この振り子9
9の傾斜角度θは、図1の電気自転車1000の前輪1
6と後輪17を結ぶ線に対して垂直方向の線VLに対す
る傾斜角度である。たとえば登り坂の場合には振り子9
9が+θ方向に傾斜し、下り坂の場合には振り子99は
−θ方向に傾斜する。つまり、図11に示すように、ホ
ール素子95の出力は+θ方向の傾斜に対して直線的に
減少し、−θ方向の傾斜に対して直線的に上昇していく
ように設定されている。ホール素子94の出力は傾斜信
号INSとして制御手段100側に送られる。
The angle at which the pendulum 99 is inclined in the R direction is shown in FIG.
9 corresponds to the front wheel 1 of the electric bicycle 1000 shown in FIG.
This is an inclination angle with respect to a line VL in a direction perpendicular to a line connecting the rear wheel 6 and the rear wheel 17. For example, in case of uphill, pendulum 9
9 tilts in the + θ direction, and in the case of a downhill, the pendulum 99 tilts in the −θ direction. That is, as shown in FIG. 11, the output of the Hall element 95 is set to decrease linearly with the inclination in the + θ direction and to increase linearly with the inclination in the −θ direction. The output of the hall element 94 is sent to the control means 100 as an inclination signal INS.

【0046】次に、図12と図13および図14を参照
して、図1と図2のクランク回転センサ120について
説明する。
Next, the crank rotation sensor 120 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 12, 13 and 14.

【0047】クランク回転センサ120は、図1の自転
車のクランク軸14aに対応して配置されている。図1
2に示すようにクランク軸14aは2つのペダル14
b,14bを有している。クランク軸14aのギヤ18
aに対しては、反射板121が固定されている。この反
射板121は、図13に示すようにミラー部分122と
無反射部分123を交互に円周方向に配置している。こ
の反射板121は円板状の反射板であるが、この反射板
121のミラー部分122および無反射部分123は各
々24個あり、反射板121に対応するようにして、受
発光部124が設けられている。
The crank rotation sensor 120 is arranged corresponding to the crankshaft 14a of the bicycle shown in FIG. FIG.
As shown in FIG. 2, the crankshaft 14a has two pedals 14
b, 14b. Gear 18 of crankshaft 14a
The reflection plate 121 is fixed to a. As shown in FIG. 13, the reflector 121 has mirror portions 122 and non-reflection portions 123 alternately arranged in the circumferential direction. The reflection plate 121 is a disk-shaped reflection plate. The reflection plate 121 has 24 mirror portions 122 and 24 non-reflection portions 123, and a light emitting / receiving section 124 is provided corresponding to the reflection plate 121. Have been.

【0048】この受発光部124は、たとえば図14に
示すように、発光部124aと受光部124bを備えて
おり、発光部124aはたとえば発光ダイオードで受光
部124bはフォトトランジスタである。発光部124
aが発光する光Lは、ミラー部分122で反射して戻り
光LRとなり、戻り光LRは受光部124bで受光でき
る。つまり光Lはミラー部分122が受光部124bに
対面した場合に、戻り光LRを受光部124bに送るこ
とができる。これにより、クランク回転センサ120
は、クランク軸14aに一体となった反射板121の回
転数に対応するクランク回転信号CRSを制御手段10
0に出力することができる。
As shown in FIG. 14, for example, the light receiving / emitting section 124 includes a light emitting section 124a and a light receiving section 124b. The light emitting section 124a is, for example, a light emitting diode and the light receiving section 124b is a phototransistor. Light emitting unit 124
The light L emitted by a is reflected by the mirror portion 122 to become return light LR, and the return light LR can be received by the light receiving section 124b. That is, the light L can send the return light LR to the light receiving unit 124b when the mirror portion 122 faces the light receiving unit 124b. Thereby, the crank rotation sensor 120
Transmits a crank rotation signal CRS corresponding to the number of rotations of the reflector 121 integrated with the crankshaft 14a to the control means 10.
0 can be output.

【0049】なお、検出距離の長い図14の受発光部を
用いると、反射板121が反っていた場合であっても、
距離変動の影響を避けることができる。また外乱となる
光も多いことから、必要に応じて受発光部124からの
クランク回転信号CRSを受ける制御手段100の電気
回路部分において、大きめのヒステリシスを持たせるこ
とが望ましい。
When the light emitting / receiving section of FIG. 14 having a long detection distance is used, even if the reflecting plate 121 is warped,
The influence of distance fluctuation can be avoided. In addition, since there is a lot of light that causes disturbance, it is desirable that the electric circuit portion of the control unit 100 that receives the crank rotation signal CRS from the light emitting / receiving unit 124 have a large hysteresis as needed.

【0050】図9の傾斜センサ90から制御手段100
側に送られる傾斜信号INSは、電気自転車1000の
走行路面における傾きを検出するために、振り子99の
傾きを利用しているが、その傾斜信号INSはアナログ
値であり、図2のようにデジタル入出力部102でデジ
タル変換を行う必要がある。
The control means 100 from the inclination sensor 90 shown in FIG.
The inclination signal INS sent to the side uses the inclination of the pendulum 99 in order to detect the inclination of the electric bicycle 1000 on the traveling road surface. The inclination signal INS is an analog value, and as shown in FIG. It is necessary for the input / output unit 102 to perform digital conversion.

【0051】また図13の反射板121は、クランク用
のギヤ18aに対して貼付けて設けることができる。受
発光部124の受光部124bから得られるクランク回
転信号CRSは、図2のカウンタ103でカウントして
計測する。具体的には、図13のミラー部分122は、
一周について24個備えているので、図14の受光部1
24bはクランク用のギヤ18aの一回転に伴い24の
クランク回転信号CRSを出力する。図1の動力補助手
段30のモータ31がクランク14と同期して回転して
いる場合には、図1のクランク用のギヤ18aと後輪1
7のギヤ18bのギヤ比はたとえば44:16なので、
モータ31の方が2.75倍速く回転することになる。
なおモータ31のアシストは、通常操作者がペダルをこ
いでモータ31とクランク14が同期している場合及び
後述するようにクランク14の回転がモータの回転を上
回る場合に働く。
The reflection plate 121 shown in FIG. 13 can be provided by being attached to the gear 18a for the crank. The crank rotation signal CRS obtained from the light receiving unit 124b of the light receiving / emitting unit 124 is counted and measured by the counter 103 in FIG. Specifically, the mirror part 122 in FIG.
Since the light receiving unit 1 shown in FIG.
24b outputs a crank rotation signal CRS of 24 with one rotation of the crank gear 18a. When the motor 31 of the power assisting means 30 shown in FIG. 1 is rotating in synchronization with the crank 14, the gear 18a for the crank shown in FIG.
7, the gear ratio of the gear 18b is, for example, 44:16.
The motor 31 rotates 2.75 times faster.
The assist of the motor 31 normally works when the operator steps on the pedal to synchronize the motor 31 and the crank 14, and when the rotation of the crank 14 exceeds the rotation of the motor as described later.

【0052】また、この実施例においては、モータ31
が後輪を直接回転させるいわゆるダイレクトモータとし
て構成されているため、モータ31とクランク14との
同期等によりモータで後輪17を直接アシストするよう
にしているが、モータでクランクの回転をアシストする
場合、あるいは、モータで前輪の回転をアシストする場
合においては、後輪とクランクとの同期等によりモータ
によるアシストを行うようにすればよい。
In this embodiment, the motor 31
Is configured as a so-called direct motor that directly rotates the rear wheel, so that the rear wheel 17 is directly assisted by the motor by synchronizing the motor 31 and the crank 14, but the motor assists the rotation of the crank. In this case, or when assisting the rotation of the front wheels by the motor, the assist by the motor may be performed by synchronizing the rear wheels and the crank.

【0053】次に、図2のモータ31の構造、速度セン
サ110、電流センサ150および温度センサ160に
ついて順次説明していく。
Next, the structure of the motor 31, the speed sensor 110, the current sensor 150, and the temperature sensor 160 in FIG. 2 will be sequentially described.

【0054】図15は、図2のモータ31および各種セ
ンサの付近をより詳しく示している。
FIG. 15 shows the vicinity of the motor 31 and various sensors in FIG. 2 in more detail.

【0055】中央演算処理装置101は、傾斜センサ9
0から傾斜信号INSを受け、前ブレーキセンサ130
から前ブレーキ信号FBSを受け、後ブレーキセンサ1
40からは後ブレーキ信号BBSを受け、クランク回転
センサ120からクランク回転信号CRSを受け、そし
てモータ31の速度センサ110から速度信号VSを得
ることができる。この速度センサ110の他に、モータ
31は、温度センサ160とロータ位置センサ199を
有している。更に、モータ31と中央演算処理装置10
1の間には電流センサ150が設けられている。
The central processing unit 101 includes a tilt sensor 9
0, the inclination signal INS is received, and the front brake sensor 130
From the rear brake sensor 1
40, a rear brake signal BBS, a crank rotation signal CRS from a crank rotation sensor 120, and a speed signal VS from a speed sensor 110 of the motor 31 can be obtained. In addition to the speed sensor 110, the motor 31 has a temperature sensor 160 and a rotor position sensor 199. Further, the motor 31 and the central processing unit 10
A current sensor 150 is provided between them.

【0056】モータ31の構造は、図16と図17に示
しており、外側のロータRTが回転し内側のステータS
Tが停止しているアウターロータ型の3相のブラシレス
モータである。このモータ31は図1に示すように後輪
17のシャフト51に対応して設けられている。従って
図1の電気自転車1000は後輪駆動型の自転車であ
る。シャフト51は、図1のフレーム11に対してネジ
11aにより固定されている。
The structure of the motor 31 is shown in FIGS. 16 and 17, in which the outer rotor RT rotates and the inner stator S
This is an outer rotor type three-phase brushless motor in which T is stopped. The motor 31 is provided corresponding to the shaft 51 of the rear wheel 17 as shown in FIG. Therefore, the electric bicycle 1000 shown in FIG. 1 is a rear-wheel drive type bicycle. The shaft 51 is fixed to the frame 11 of FIG. 1 by screws 11a.

【0057】まずモータ31のステータSTについて説
明する。モータ31のステータSTは、シャフト51に
対して一体となっている鉄芯53、ステータホルダ63
を有し、その他に放熱器64、モータ基板32等を備え
ている。
First, the stator ST of the motor 31 will be described. The stator ST of the motor 31 includes an iron core 53 and a stator holder 63 integrated with the shaft 51.
And a radiator 64, a motor board 32, and the like.

【0058】ステータST側のシャフト51のフランジ
51aには、ネジ51bを用いて鉄芯53が固定されて
いる。鉄芯53にはコイルC1,C2,C3が巻かれて
いる。このコイルC1,C2,C3は、図19に示すよ
うな鉄芯歯部53eに所定のパターンで巻かれている
が、途中の鉄芯歯部53eには、逆起電圧検出用のコイ
ル53dが設けられている。これらのコイルC1,C
2,C3は、後述するロータRTのロータマグネット5
6に対して周方向(ロータRTの回転方向)に対向して
配置されている。
An iron core 53 is fixed to the flange 51a of the shaft 51 on the stator ST side using screws 51b. The coils C1, C2, and C3 are wound around the iron core 53. The coils C1, C2, and C3 are wound in a predetermined pattern around the iron core teeth 53e as shown in FIG. 19, and a coil 53d for detecting a back electromotive force is wound around the iron core teeth 53e in the middle. Is provided. These coils C1, C
2 and C3 are rotor magnets 5 of a rotor RT described later.
6 are arranged in the circumferential direction (rotational direction of the rotor RT).

【0059】図20および図16に示すモータ基板32
は、ロータRTのハウジングキャップ58の反射板67
に対面するように配置されている。図21のモータ基板
32には、速度センサ110が設けられている。この速
度センサ110は、フォトリフレクタともいい、図21
に示すように、円形状のモータ基板32の円周方向に沿
って3つ所定間隔をおいて設けられている。モータ基板
32は図16に示すように鉄芯53に対してネジ53f
により基板ホルダー53gを用いて固定されている。
The motor board 32 shown in FIGS.
Is a reflecting plate 67 of the housing cap 58 of the rotor RT.
Are arranged to face each other. A speed sensor 110 is provided on the motor board 32 of FIG. This speed sensor 110 is also called a photoreflector.
As shown in the figure, three circular motor boards 32 are provided at predetermined intervals along the circumferential direction. As shown in FIG. 16, the motor substrate 32 is
And is fixed using a substrate holder 53g.

【0060】図21のモータ基板32の給電線押さえ板
32hは給電線32jを押さえている。この給電線32
jは、図15の3つのコイルC1,C2,C3に対して
パワー段170から給電する給電線である。モータ基板
32の信号線押さえ板32kは、3本の信号線32mを
押さえている。この信号線32mは、速度センサ110
と図15の中央演算処理装置101を接続する信号線で
ある。
The feed line pressing plate 32h of the motor board 32 in FIG. 21 presses the feed line 32j. This feed line 32
j is a power supply line that supplies power from the power stage 170 to the three coils C1, C2, and C3 in FIG. The signal line holding plate 32k of the motor board 32 holds three signal lines 32m. This signal line 32m is connected to the speed sensor 110
And a signal line connecting the central processing unit 101 of FIG.

【0061】図21のモータ基板32には温度センサ1
60が設けられている。この温度センサ160は、モー
タ31のコイル内部に挿入したセンサ(ダイオード)で
あり、その温度センサ160の電圧を比較して、温度が
上がって設定値を超えたら温度センサ160は図15の
中央演算処理装置101に対して温度検出信号を出力す
る。中央演算処理装置101は、これを受けてモータ3
1に異常が生じたと判断しモータ31に対する通電を停
止して駆動を止める。なお、停止後、温度センサ160
が検出する温度が所定値より下がった場合には、ヒステ
リシスを用いた別系統の信号が出されるので、それを受
けてモータ31の駆動が再開する。
The temperature sensor 1 is mounted on the motor board 32 shown in FIG.
60 are provided. The temperature sensor 160 is a sensor (diode) inserted inside the coil of the motor 31. The voltage of the temperature sensor 160 is compared, and if the temperature rises and exceeds a set value, the temperature sensor 160 A temperature detection signal is output to the processing device 101. The central processing unit 101 receives the
It is determined that an abnormality has occurred in the motor 1 and the drive to the motor 31 is stopped by stopping the power supply to the motor 31. After the stop, the temperature sensor 160
If the detected temperature falls below a predetermined value, a signal of another system using hysteresis is output, and in response thereto, driving of the motor 31 is restarted.

【0062】この温度センサ160の温度検出信号は、
図2に示すようにアナログ入力部104においてアナロ
グ/デジタル変換されて、温度信号TS(図15参照)
として取り込まれる。
The temperature detection signal of the temperature sensor 160 is
As shown in FIG. 2, analog / digital conversion is performed in the analog input unit 104, and the temperature signal TS (see FIG. 15)
Captured as

【0063】図21の3つの速度センサ110は、図1
6のロータRTのハウジングキャップ58に取付けられ
た反射板67に対面している。この反射板67は、図2
2のように24個のミラー部分67aとの無反射部分6
7bが交互に設けられたものであり、円周方向に沿って
形成されている。各速度センサ110は、発光部111
と受光部112を備えている。発光部111の光Lは、
反射板67のミラー部分67aで反射して戻り光LRと
なり受光部112に受光できる。従って、速度センサ1
10は、非接触で光学的に、図22の反射板67のミラ
ー部分67aのみの有無を検出することで、図16のモ
ータ31のロータRTの回転にともなう速度信号VSを
図15のように中央演算処理装置101に送ることがで
きる。
The three speed sensors 110 shown in FIG.
6 faces the reflecting plate 67 attached to the housing cap 58 of the rotor RT. This reflecting plate 67 is similar to that shown in FIG.
Non-reflective portion 6 with 24 mirror portions 67a as in 2
7b are provided alternately and are formed along the circumferential direction. Each speed sensor 110 includes a light emitting unit 111
And a light receiving unit 112. The light L of the light emitting unit 111 is
The light is reflected by the mirror portion 67a of the reflection plate 67 to become return light LR, which can be received by the light receiving section 112. Therefore, the speed sensor 1
10 detects the speed signal VS accompanying the rotation of the rotor RT of the motor 31 in FIG. 16 by optically detecting the presence or absence of only the mirror portion 67a of the reflection plate 67 in FIG. It can be sent to the central processing unit 101.

【0064】3つの速度センサ110,110,110
は、図23に示すように、ゼロクロス点ZCの検出の時
間間隔ITを、図2のカウンタ103で計測している。
具体的には、モータ31のロータRTの1回転につい
て、24サイクル×6回のゼロクロス点があるので、こ
れをシステムクロックでカウントしている。なお、3つ
の速度センサ110の間にはばらつきが含まれているこ
とがあるために、内部では6回の移動平均を計算するこ
とで、3つのセンサ110のばらつきをキャンセルして
いる。図2のPWM信号作成ロジック部109は、図2
3の速度センサの出力110(a),(b),(c)に
基づいて、矩形波の速度センサ出力(u),(v),
(w)を得ている。
Three speed sensors 110, 110, 110
As shown in FIG. 23, the time interval IT for detecting the zero-crossing point ZC is measured by the counter 103 in FIG.
Specifically, since there are 24 cycles × 6 zero-cross points for one rotation of the rotor RT of the motor 31, these are counted by the system clock. In addition, since variations may be included among the three speed sensors 110, the variations of the three sensors 110 are canceled by calculating the moving average of six times internally. The PWM signal creation logic unit 109 of FIG.
3 based on the output 110 (a), (b), (c) of the speed sensor, the speed sensor outputs (u), (v),
(W).

【0065】図24は、この速度センサ出力110
(u),(v),(w)に対応して、図2のPWM信号
作成ロジック部109が形成したコイルC1,C2,C
3に対応するU相,V相,W相のスイッチングタイミン
グの一例を示している。
FIG. 24 shows the speed sensor output 110.
In correspondence with (u), (v), and (w), coils C1, C2, and C formed by the PWM signal creation logic unit 109 in FIG.
3 shows an example of U-phase, V-phase, and W-phase switching timings corresponding to No. 3.

【0066】図25は、PWM信号作成ロジック部10
9が図15のドライバ170に対するPWM信号の波形
例を示している。図2のPWMデータ部105のユニッ
ト105a〜105cは、U相,V相,W相の各相に対
応しており、それぞれ図25のようなデューティーで駆
動することができる。
FIG. 25 shows the PWM signal generation logic unit 10.
9 shows a waveform example of the PWM signal for the driver 170 in FIG. The units 105a to 105c of the PWM data unit 105 shown in FIG. 2 correspond to the U-phase, V-phase, and W-phase, and can be driven at the respective duties as shown in FIG.

【0067】次に、図15と図2の電流センサ150
は、GND側のセンス抵抗(たとえば0.5オーム)に
生じる両端の電圧を、図2のアナログ入力部104に取
り込んでアナログ/デジタル変換することで、電流に変
換する。このように電流センサが必要なのは、次の理由
からである。
Next, the current sensor 150 shown in FIGS.
Converts the voltage generated at both ends of the sense resistor (for example, 0.5 ohm) on the GND side into a current by taking it into the analog input unit 104 in FIG. 2 and performing analog / digital conversion. The need for such a current sensor is as follows.

【0068】(1)突入電流に制限をかけることで、バ
ッテリーや駆動回路素子の拡大電流定格を低く押えられ
る。特にリチウムイオンバッテリーの信頼性向上に有効
である。また瞬間的な制限であるのでアシスト効果の低
下は影響ない。
(1) By limiting the inrush current, the expanded current rating of the battery and the drive circuit element can be kept low. In particular, it is effective for improving the reliability of the lithium ion battery. In addition, since the limitation is instantaneous, the reduction of the assist effect has no effect.

【0069】(2)モータの異常検出ができる。(2) Abnormality of the motor can be detected.

【0070】図16のモータ基板32において、給電線
32jは、放熱器64に設けられた封止チューブ66を
用いて、外部から給電線押さえ板32hを介してモータ
基板32に接続されている。この封止チューブ66は、
モータ31の内部と外部との間をシールするものであ
り、コイル給電線32jが外に引っ張られると、封止チ
ューブ66が、放熱器64の穴64aに締まり、これ以
外外側へは出ない。つまり封止チューブ66は、内側部
分が外側部分に比べて径が大きくなっており、コイル給
電線32jが外側方向X1方向に引っ張られたとして
も、封止チューブ66はこれ以上出ないようになってい
る。コイル給電線32jは、ハウジングキャップ58と
接触しないように給電線押さえ板32hで固定されてい
る。
In the motor board 32 of FIG. 16, the power supply line 32j is externally connected to the motor board 32 via a power supply line pressing plate 32h by using a sealing tube 66 provided in the radiator 64. This sealing tube 66
This seals between the inside and the outside of the motor 31. When the coil power supply line 32j is pulled out, the sealing tube 66 is fastened to the hole 64a of the radiator 64 and does not go outside. In other words, the inner diameter of the sealing tube 66 is larger than that of the outer portion, so that even if the coil feed line 32j is pulled in the outer direction X1, the sealing tube 66 does not protrude any more. ing. The coil feed line 32j is fixed by a feed line pressing plate 32h so as not to contact the housing cap 58.

【0071】図16のステータホルダ63は、たとえば
アルミニウム製であり、放熱器64もたとえばアルミニ
ウム製である。放熱器64は放熱用のフィン64cを有
している。フィン64cは図17に示すように、電気自
転車100の進行方向FF方向に複数枚形成されてい
る。このようにステータホルダ63と放熱器64を放熱
性のよい材料で作ることにより、ステータSTのコイル
(C1,C2,C3)と鉄芯53付近で生じる熱を、外
部に簡単に放熱して排除することができる。
The stator holder 63 shown in FIG. 16 is made of, for example, aluminum, and the radiator 64 is also made of, for example, aluminum. The radiator 64 has fins 64c for radiating heat. As shown in FIG. 17, a plurality of fins 64c are formed in the traveling direction FF of the electric bicycle 100. By thus forming the stator holder 63 and the radiator 64 with materials having good heat dissipation properties, heat generated in the vicinity of the coils (C1, C2, C3) and the iron core 53 of the stator ST is easily radiated to the outside and eliminated. can do.

【0072】次に、モータ31のロータRTについて説
明する。
Next, the rotor RT of the motor 31 will be described.

【0073】図16のハウジングキャップ58はネジ5
8nを用いてハウジング55に対して固定されている。
ハウジング55とハウジングキャップ58はステータS
Tを収容するための収容部材を構成している。ハウジン
グキャップ58とハウジング55は、すでに述べたステ
ータSTを収容している。ハウジング55は穴55hを
有しており、この穴55hにはシャフト51が非接触で
通っている。ハウジング55はベアリング52、52b
を介してステータSTに回転可能に支持されている。ハ
ウジングキャップ58は、モータ基板32のモータシー
ルド板32sに対面しており、ベアリング52bを受け
ている。つまりハウジング55とハウジングキャップ5
8は、たった2つのベアリング52、52bによりステ
ータST側のシャフト51に対して回転可能に支持され
ている。ハウジング55は、図26と図27のように図
1の後輪17の各スポーク17pに対して取付けられて
いる。従ってロータRTは後輪17と一体に回転する。
ハウジング55とハウジングキャップ58は、ステータ
STをほぼ囲っており、シャフト51はフレーム11に
固定されている。
The housing cap 58 shown in FIG.
8n and is fixed to the housing 55.
The housing 55 and the housing cap 58 are
It constitutes a housing member for housing T. The housing cap 58 and the housing 55 house the stator ST described above. The housing 55 has a hole 55h, and the shaft 51 passes through the hole 55h in a non-contact manner. The housing 55 includes bearings 52 and 52b.
And is rotatably supported by the stator ST via the. The housing cap 58 faces the motor shield plate 32s of the motor board 32 and receives the bearing 52b. That is, the housing 55 and the housing cap 5
8 is rotatably supported by the shaft 51 on the stator ST side by only two bearings 52 and 52b. The housing 55 is attached to each spoke 17p of the rear wheel 17 in FIG. 1 as shown in FIGS. 26 and 27. Therefore, the rotor RT rotates integrally with the rear wheel 17.
The housing 55 and the housing cap 58 substantially surround the stator ST, and the shaft 51 is fixed to the frame 11.

【0074】ハウジング55の内側には、ネジ22dに
よりロータヨークとして働くロータケース54が設けら
れている。このロータケース54には、一方向に着磁さ
れた短冊状の焼結ネオジマグネットのようなロータマグ
ネットであるマグネット56が配置されている。そのマ
グネット56の配列状態は図19と図28に示してい
る。つまりマグネット56はロータケース54の内周囲
方向に沿って48枚挿入してロータケース54に対して
接着されており、N極56aとS極56bの組み合わせ
が24組設けられている。各マグネット56はロータR
Tの鉄芯53に所定の間隔をおいて対面している。つま
り、ロータRTのマグネット56とロータケース54
と、ステータSTのコイルC1,C2,C3と鉄芯53
等は磁気回路を形成している。そしてマグネット56は
コイルC1,C2,C3と所定間隔をおいて周方向に沿
って対面している。
Inside the housing 55, there is provided a rotor case 54 which functions as a rotor yoke by means of the screws 22d. In the rotor case 54, a magnet 56 which is a rotor magnet such as a strip-shaped sintered neodymium magnet magnetized in one direction is arranged. The arrangement of the magnets 56 is shown in FIGS. That is, 48 magnets 56 are inserted along the inner peripheral direction of the rotor case 54 and adhered to the rotor case 54, and there are provided 24 combinations of the N pole 56a and the S pole 56b. Each magnet 56 has a rotor R
It faces the iron core 53 of T at a predetermined interval. That is, the magnet 56 of the rotor RT and the rotor case 54
And the coils C1, C2, C3 of the stator ST and the iron core 53
Etc. form a magnetic circuit. The magnet 56 faces the coils C1, C2, C3 along the circumferential direction at a predetermined interval.

【0075】図27と図19に示すように、鉄芯53に
はスキュー角を設定している。このようにスキューをか
けて斜めに設定しているのは、コギングトルク(所謂ト
ルク変動)を防ぐためである。
As shown in FIGS. 27 and 19, the iron core 53 has a skew angle. The oblique setting with the skew is for preventing cogging torque (so-called torque fluctuation).

【0076】なお、図19に示すように各相(U,V,
W相)に対して1スロット分逆起電圧検出コイル53d
を巻き、この逆起電圧検出コイル53dは受発光部11
0の代わりにコイルの通電タイミングを取るセンサとし
て用いることも勿論できる。この場合には、センサレス
ドライブと同等の機能を有しているが、用途として起動
が問題にならないというメリットがある。すなわち、電
気自転車が完全に停止状態では、逆起電圧検出コイル5
3dには、通電タイミングを取る出力は発生しないが、
操作者(ライダー)が運転を始める場合、自転車を動か
すか、ペダルをこぐ為、検出コイル53dに出力が発生
し、モータの通電タイミングが得られ、センサレスドラ
イブに特有の起動時の迷いがないからである。
As shown in FIG. 19, each phase (U, V,
Counter electromotive voltage detection coil 53d for one slot for W phase)
The back electromotive voltage detection coil 53d is
As a matter of course, it can be used as a sensor that takes the energization timing of the coil instead of 0. In this case, although it has a function equivalent to that of the sensorless drive, there is an advantage that activation does not pose a problem as an application. That is, when the electric bicycle is completely stopped, the back electromotive voltage detection coil 5
In 3d, there is no output that takes the energization timing, but
When the operator (rider) starts driving, the bicycle is moved or the pedal is pedaled, so that an output is generated in the detection coil 53d, so that the energization timing of the motor can be obtained, and there is no hesitation at the time of startup peculiar to the sensorless drive It is.

【0077】図16のモータ31を組立てる際には、熱
伝導性のよいアルミニウム製のステータホルダ63は、
シャフト51に圧入する。シャフト51のフランジ51
aに対して、鉄芯53と基板ホルダ53gをネジ51b
で共締めする。この時鉄芯53とステータホルダ63
は、十分に熱結合させる。
When assembling the motor 31 shown in FIG. 16, the aluminum-made stator holder 63 having good heat conductivity is
Press into the shaft 51. Flange 51 of shaft 51
a, the iron core 53 and the substrate holder 53g are screwed with the screws 51b.
Together. At this time, the iron core 53 and the stator holder 63
Are fully thermally bonded.

【0078】基板ホルダ53gに対してモータシールド
板32sをネジ53fで固定する。モータシールド板3
2sに対してモータ基板32を角度調整しながらネジ5
3pで固定する。
The motor shield plate 32s is fixed to the substrate holder 53g with screws 53f. Motor shield plate 3
Screw 5 while adjusting the angle of the motor substrate 32 with respect to 2s.
Fix at 3p.

【0079】その角度は、フォトリフレクタである受発
光部110の反射板67による信号がコイル(C1,C
2,C3)の通電タイミングになるようにする。マグネ
ット56の極数と反射板67の歯数(ミラー部分の数)
は等しくなるようになっている。放熱器64はシャフト
51に挿入して、モータシールド板32sに密着させ
て、コイル(C1,C2,C3)からの輻射熱がモータ
基板32に伝わりにくくする。これによりモータ基板3
2を熱から保護することができる。
The angle is determined by the fact that the signal from the reflector 67 of the light emitting / receiving section 110, which is a photoreflector, corresponds to the coils (C1, C1).
2, C3). Number of poles of magnet 56 and number of teeth of reflector 67 (number of mirror parts)
Are to be equal. The radiator 64 is inserted into the shaft 51 and is brought into close contact with the motor shield plate 32s, so that radiant heat from the coils (C1, C2, C3) is less likely to be transmitted to the motor substrate 32. Thereby, the motor substrate 3
2 can be protected from heat.

【0080】またステータホルダ63を通じてコイルC
1,C2,C3や鉄芯53の熱をも逃がすことができ
る。ただしコイルの耐熱が200℃程度であるのに対し
て、モータ基板32上の半導体は80℃程度なので、温
度勾配がつくようにステータホルダ63とモータシール
ド板32sとの間にスペーサを入れる方法もある。
The coil C is passed through the stator holder 63.
Heat of 1, C2, C3 and the iron core 53 can be released. However, while the heat resistance of the coil is about 200 ° C., the semiconductor on the motor substrate 32 is about 80 ° C., and therefore, a method of inserting a spacer between the stator holder 63 and the motor shield plate 32s so as to have a temperature gradient is also available. is there.

【0081】ロータRTはステータSTに対してベアリ
ング52,52bで回転可能に支持されているが、ロー
タRTはハウジング55とハウジングキャップ58によ
り両側から挟み込んでネジ58nで固定している。この
場合に両者の間にパッキンを挟むことも考えられる。
The rotor RT is rotatably supported by the bearings 52 and 52b with respect to the stator ST. The rotor RT is sandwiched from both sides by a housing 55 and a housing cap 58 and fixed by screws 58n. In this case, it is conceivable to insert a packing between the two.

【0082】本実施の形態のホイールインモータとも呼
ばれるモータ31は、上述したアウターロータ型のブレ
シレスモータであり、このモータ31を用いることによ
り、次のようなメリットがある。
The motor 31 of this embodiment, which is also called a wheel-in motor, is the outer rotor type brushless motor described above, and the use of this motor 31 has the following advantages.

【0083】(1)図16のように、ロータRTのハウ
ジング55とハウジングキャップ58は、たった2つの
ベアリング52、52bを用いて、ロータRTの両側位
置において、ステータST側のシャフト51と放熱器6
4に対して回転可能に支持している。従って、シャフト
51の軸方向に関して、モータ31の幅を小さくするこ
とができ、しかも回転時のロータRTの荷重を左右バラ
ンス良く受けることができる。
(1) As shown in FIG. 16, the housing 55 and the housing cap 58 of the rotor RT use only two bearings 52 and 52b, and the shaft 51 on the stator ST side and the radiator at both sides of the rotor RT. 6
4 is rotatably supported. Therefore, the width of the motor 31 can be reduced in the axial direction of the shaft 51, and the load of the rotor RT during rotation can be received with good left-right balance.

【0084】(2)ホイールともいう図16の収容部材
を構成するロータRTのハウジング55とハウジングキ
ャップ58は、図1の電気自転車1000の後輪17に
対してスポーク17bを用いてダイレクトに固定されて
いるので、ロータRTが生じる駆動回転力を後輪17に
対して直接与えることができる。しかもステータSTは
ロータRT内に配置され、かつロータRTは後輪17内
に配置されていることから、図1のように外観デザイン
上すっきりしたものにできる。
(2) The housing 55 and the housing cap 58 of the rotor RT, which also constitute the accommodating member of FIG. 16, also called wheels, are directly fixed to the rear wheel 17 of the electric bicycle 1000 of FIG. 1 using the spokes 17b. Therefore, the driving torque generated by the rotor RT can be directly applied to the rear wheel 17. In addition, since the stator ST is disposed in the rotor RT and the rotor RT is disposed in the rear wheel 17, the appearance can be reduced as shown in FIG.

【0085】(3)ステータSTの鉄芯53は、直接シ
ャフト51に固定するので、構造が簡単である。
(3) Since the iron core 53 of the stator ST is directly fixed to the shaft 51, the structure is simple.

【0086】(4)モータ31の駆動コイル付近での発
熱は、放熱器64、ステータホルダ63、シャフト51
を通じて外部に放散することができるとともに、ハウジ
ング55とハウジングキャップ58も熱を外部に放散す
ることができることから、このモータ31には特別な冷
却手段が不要である。
(4) The heat generated near the drive coil of the motor 31 is reduced by the radiator 64, the stator holder 63, and the shaft 51.
And the housing 55 and the housing cap 58 can also radiate heat to the outside, so that the motor 31 does not require any special cooling means.

【0087】(5)モータ31のコイル部分を備えるス
テータSTは、ロータRTのハウジング55とハウジン
グキャップ58(収容部材)内に密封した形で収容され
ているので、ステータSTとロータRTの内部を防水と
防塵できる。
(5) The stator ST having the coil portion of the motor 31 is housed in a sealed manner in the housing 55 and the housing cap 58 (housing member) of the rotor RT. Waterproof and dustproof.

【0088】(6)ロータRTのマグネット56が、ハ
ウジング55の外形部に近い内周面に配置されており、
発生トルクをハウジング55の最外形部分で得ることが
できることから、必要とする発生トルクが得られればロ
ータRTの最外形寸法をできる限り小さくでき、厚みも
小さくできることから、図1の車輪17内に納めるモー
タ31の重量が軽くできる。そして、低速で大きいトル
クが得られる。
(6) The magnet 56 of the rotor RT is arranged on the inner peripheral surface near the outer portion of the housing 55,
Since the generated torque can be obtained at the outermost portion of the housing 55, if the required generated torque is obtained, the outermost dimension of the rotor RT can be reduced as much as possible and the thickness can be reduced. The weight of the motor 31 to be stored can be reduced. And a large torque is obtained at low speed.

【0089】次に、図29および図30を参照して、モ
ータ31に関連して設けられているモータの機能切り換
え制御手段3000を説明する。この機能切り換え制御
手段3000は、コイルカットリレー部(第1の切り換
え部)200と充電回路用リレー部(第2の切り換え
部)250、バッテリ40、バッテリの充電回路30
0、パワー段170等を有している。
Next, with reference to FIGS. 29 and 30, the motor function switching control means 3000 provided in connection with the motor 31 will be described. The function switching control unit 3000 includes a coil cut relay unit (first switching unit) 200, a charging circuit relay unit (second switching unit) 250, the battery 40, and the battery charging circuit 30.
0, a power stage 170 and the like.

【0090】コイルカットリレー部200は、モータ3
1のコイルC2,C3の一端部と、モータドライバパワ
ー段170の間をオン/オフするためのリレー部であ
る。
The coil cut relay unit 200
This is a relay unit for turning on / off between one end of each of the first coils C2 and C3 and the motor driver power stage 170.

【0091】また充電回路用リレー部250は、コイル
C2,C3と、バッテリ(2次電池)40の充電回路3
00との間を電気的にオン/オフするリレーである。
The charging circuit relay section 250 includes coils C2 and C3 and a charging circuit 3 for the battery (secondary battery) 40.
This is a relay that electrically turns on and off between 00 and 00.

【0092】コイルカットリレー部200はモータ31
がアシスト用に駆動している場合に接続しており、中央
演算処理回路101からは制御信号CSSが与えられる
と、コイルC2,C3とパワー段170との間をオンす
る。そうでなくて、制御信号CSSが与えられないとコ
イルカットリレー部200はオフとなる。
The coil cut relay unit 200 includes the motor 31
Are connected when driving for assist, and when a control signal CSS is given from the central processing circuit 101, the connection between the coils C2 and C3 and the power stage 170 is turned on. Otherwise, if the control signal CSS is not applied, the coil cut relay unit 200 is turned off.

【0093】一方充電回路用リレー部250は、充電制
御信号PSSによりオンでき、充電制御信号PSSが与
えられないと充電回路用リレー部250はオフとなる。
On the other hand, charging circuit relay section 250 can be turned on by charging control signal PSS, and charging circuit relay section 250 is turned off if charging control signal PSS is not supplied.

【0094】図30は、路面走行状況と2つのリレー部
200,250のオン/オフ状況の一例を示している。
走行路面が登りである場合には、図29のコイルカット
リレー部200はオンとなり充電回路用リレー部250
はオフとなる。走行路面が平坦であり慣性走行ができる
場合には、コイルカットリレー部200はオフとなり充
電回路用リレー部250もオフとなる。
FIG. 30 shows an example of the road running condition and the on / off condition of the two relay units 200 and 250.
When the traveling road surface is climbing, the coil cut relay unit 200 shown in FIG.
Turns off. When the traveling road surface is flat and inertial traveling is possible, the coil cut relay unit 200 is turned off, and the charging circuit relay unit 250 is also turned off.

【0095】走行路面が下りである場合には、コイルカ
ットリレー部200がオフとなり充電回路用リレー部2
50はオンになる。これにより走行路面が下りである場
合には、モータ31はその電気自転車の下り走行により
発電機として機能する。つまり、図12の後輪17の回
転とともに図16のモータ31のロータRTがステータ
STに対して回転することから、鉄芯53のコイルC
1,C2,C3に誘導電力が生じる。したがって、モー
タ31が発電機として機能したときの誘導電力は、充電
回路用リレー部250を介してバッテリの充電回路30
0を経てバッテリ40に対して充電することができる。
尚、後述する電気自転車1000の動作においては走行
路面が下りで、かつ、後ブレーキレバー12bを操作し
て、後ブレーキセンサ140をオンした状態において上
記充電回路用リレー部250がオンして、充電が行われ
るようになっている。
When the traveling road surface is down, the coil cut relay unit 200 is turned off and the charging circuit relay unit 2 is turned off.
50 turns on. Thus, when the traveling road surface is down, the motor 31 functions as a generator by traveling down the electric bicycle. That is, since the rotor RT of the motor 31 in FIG. 16 rotates with respect to the stator ST with the rotation of the rear wheel 17 in FIG.
1, C2, and C3 generate induced power. Therefore, the induction power when the motor 31 functions as a generator is supplied to the battery charging circuit 30 through the charging circuit relay unit 250.
The battery 40 can be charged through 0.
In the operation of the electric bicycle 1000 described below, the charging circuit relay unit 250 is turned on in a state where the traveling road surface is down and the rear brake sensor 140 is turned on by operating the rear brake lever 12b. Is performed.

【0096】このようにすることで、走行しながらバッ
テリの充電電力が増加でき、より長い距離の走行ができ
る。
[0096] By doing so, the charging power of the battery can be increased while the vehicle is running, and the vehicle can run for a longer distance.

【0097】次に、図1に示すバッテリ40について説
明する。
Next, the battery 40 shown in FIG. 1 will be described.

【0098】繰り返して充電の可能な2次電池として、
たとえば最も好ましくはリチウムイオン電池を採用して
いる。このリチウムイオン電池は、リチウムをドープ・
脱ドープできる炭素質材料を負極として、リチウムと遷
移金属の複合酸化物を正極とし、非水溶媒に電解質を加
えた非水電解液を用いている2次電池である。
As a rechargeable secondary battery,
For example, most preferably a lithium ion battery is employed. This lithium-ion battery is
This is a secondary battery using a non-aqueous electrolyte obtained by adding an electrolyte to a non-aqueous solvent, using a carbonaceous material which can be de-doped as a negative electrode, a composite oxide of lithium and a transition metal as a positive electrode.

【0099】リチウムイオン電池は充電が可能な電池で
ありニッケル−カドミウム電池に代わる有力な電池であ
る。図31は、リチウムイオン電池と、鉛電池およびニ
ッケル−カドミウム電池の放電特性を示している。図3
1の縦軸が電池の電圧を示し、横軸が時間経過を示して
いる。リチウムイオン電池の放電特性は、特に電池容量
が少くなると時間の経過とともに比較的大きな傾斜をも
って低下していく。そしてリチウムイオン電池の初期の
電圧は4V以上であり電圧が高く、電圧が低下していっ
ても3V程度までである。
The lithium ion battery is a rechargeable battery and is an effective alternative to a nickel-cadmium battery. FIG. 31 shows the discharge characteristics of a lithium ion battery, a lead battery, and a nickel-cadmium battery. FIG.
The vertical axis of 1 indicates the voltage of the battery, and the horizontal axis indicates the passage of time. The discharge characteristics of a lithium-ion battery decrease with a relatively large slope as time passes, especially when the battery capacity decreases. The initial voltage of the lithium-ion battery is 4 V or higher, and the voltage is high, and is about 3 V even if the voltage is low.

【0100】これに対して鉛電池は初期の電圧が2V程
度であり時間経過とともにあまり電圧の変化がなく、ニ
ッケル−カドミウム電池は初期の電圧が1.数V程度で
あり、やはり電圧の変化が少ない。従って、リチウムイ
オン電池は、他の鉛電池やニッケル−カドミウム電池に
比べて、特に電池容量が少なくなると経時変化による電
圧の変化を把握し易いので、リチウムイオン電池の初期
電圧たとえば4.2Vから終止電圧2.7V程度までな
だらかに電圧が降下することを利用して、その電圧の降
下は電池の残量にほぼ比例することから、リチウムイオ
ン電池の残量の検知が簡単に行えるというメリットがあ
る。
On the other hand, the lead battery has an initial voltage of about 2 V and does not change much with the passage of time, and the nickel-cadmium battery has an initial voltage of 1.0 V. It is on the order of several volts, and the voltage change is also small. Accordingly, compared to other lead batteries and nickel-cadmium batteries, when the battery capacity is reduced, it is easier to grasp the change in voltage due to aging, so the lithium ion battery is terminated from the initial voltage of the lithium ion battery, for example, 4.2V. Utilizing the fact that the voltage drops gently to a voltage of about 2.7 V, the drop in the voltage is almost proportional to the remaining amount of the battery, so that there is an advantage that the remaining amount of the lithium ion battery can be easily detected. .

【0101】このようなリチウムイオン電池は、エネル
ギー密度が高く、図31に示したように電圧が他の種類
の2次電池に比べて高く、しかも無公害な電池である。
Such a lithium ion battery has a high energy density, a higher voltage than other types of secondary batteries as shown in FIG. 31, and is a non-polluting battery.

【0102】図32はリチウムイオン電池の作動原理を
示しており、正極41a、負極42a、+の集電体4
1、−の集電体42およびセパレータ43を有してい
る。これらの集電体41,42およびセパレータ43は
容器44の電解液45の中に配置されている。リチウム
イオン46はセパレータ43を通り集電体42(負極4
2a)側に向かうことで充電をする。これに対してリチ
ウムイオン46が負極42a)側に向かうことで充電を
する。これに対してリチウムイオン46が負極42aか
らセパレータ43を通り正極41a側に向かうとき放電
を起こす。
FIG. 32 shows the operation principle of the lithium ion battery, in which the positive electrode 41a, the negative electrode 42a,
1,-current collector 42 and separator 43. The current collectors 41 and 42 and the separator 43 are arranged in an electrolyte 45 of a container 44. The lithium ions 46 pass through the separator 43 and the current collector 42 (negative electrode 4
2a) The battery is charged by going to the side. On the other hand, the lithium ions 46 are charged by moving toward the negative electrode 42a). On the other hand, when the lithium ions 46 travel from the negative electrode 42a to the positive electrode 41a through the separator 43, a discharge occurs.

【0103】図33は、リチウムイオン電池のバッテリ
40の残量を測定して、図1の電気自転車が後どの位走
行可能であるかの距離を推定して表示するための残量走
行距離表示装置700の一例を示している。
FIG. 33 shows the remaining running distance display for measuring the remaining amount of the battery 40 of the lithium ion battery and estimating and displaying the distance to which the electric bicycle of FIG. 1 can run afterward. An example of the device 700 is shown.

【0104】この残量走行距離表示装置700は、たと
えば図1のハンドル12の付近あるいは取付プレート2
1等に取付けることができる。残量走行距離表示装置7
00はモータ31および制御手段100に対して接続端
子701,702を介して接続されている。
The remaining travel distance display device 700 is provided, for example, in the vicinity of the handle 12 in FIG.
It can be attached to 1 etc. Remaining mileage display device 7
00 is connected to the motor 31 and the control means 100 via connection terminals 701 and 702.

【0105】残量走行距離表示装置700は、バッテリ
40の充放電制御回路48に対して接続端子703,7
04を介して接続されている。接続端子703,701
の間には電流検出器706が設けられている。この電流
検出器706は充放電制御回路48からモータ31側に
流れる電流値を検出している。この電流値は、電流の時
間平均値算出部799において、電流の時間平均値が算
出される。そして電流の時間平均値は、メモリ708に
記憶される。
The remaining travel distance display device 700 connects the connection terminals 703, 7 to the charge / discharge control circuit 48 of the battery 40.
04. Connection terminals 703, 701
A current detector 706 is provided therebetween. The current detector 706 detects a current value flowing from the charge / discharge control circuit 48 to the motor 31 side. This current value is calculated by the current time average value calculation unit 799 as the current time average value. Then, the time average value of the current is stored in the memory 708.

【0106】一方、接続端子703は電圧検出器707
に接続されている。この電圧検出器707は、充放電制
御回路48から得られるバッテリ40の電圧値を検出す
る。
On the other hand, the connection terminal 703 is connected to the voltage detector 707
It is connected to the. The voltage detector 707 detects a voltage value of the battery 40 obtained from the charge / discharge control circuit 48.

【0107】電圧検出器707は、図31で示したよう
に、初期電圧の4.2V程度から最終的な電圧の2.7
V程度まで変化するのを検出する。電圧検出器707で
検出されたバッテリ40の電圧はメモリ708に記憶さ
れる。
As shown in FIG. 31, the voltage detector 707 changes the initial voltage from about 4.2V to the final voltage 2.7V.
A change to about V is detected. The voltage of the battery 40 detected by the voltage detector 707 is stored in the memory 708.

【0108】メモリ708は、電流の時間平均値に対す
るバッテリ40の残容量と、モータ31による走行可能
距離のデータとの関係を示すテーブルを格納している。
従って電流の時間平均値と電圧値の値により、メモリ7
08が持っているテーブルの値に基づいて、残量距離
は、残量距離表示部709において表示する。
The memory 708 stores a table showing the relationship between the remaining capacity of the battery 40 with respect to the time average value of the current and the data of the travelable distance by the motor 31.
Therefore, according to the time average value of the current and the voltage value, the memory 7
The remaining distance is displayed on the remaining distance display section 709 based on the value of the table 08 has.

【0109】この残量距離表示部709は、図34に示
すように、たとえばデジタル的に残量走行距離を表示す
ることができる。あるいは図35に示すように、残量距
離表示部709は、4つのLED(発光ダイオード)7
10,711,712,713の点灯あるいは消灯によ
り残量走行距離の表示をアナログ的にすることができ
る。たとえば、LED710が点灯すると、残量走行距
離は1〜5Kmであると表示でき、LED711が点灯
すると残量走行距離が6〜19Kmであると表示でき、
LED712が点灯すると残量走行距離は11〜30K
mであり、LED713が点灯すると残量走行距離は3
1〜70Kmであると表示できる。
As shown in FIG. 34, this remaining distance display section 709 can digitally display the remaining traveling distance, for example. Alternatively, as shown in FIG. 35, the remaining distance display unit 709 includes four LEDs (light emitting diodes) 7.
By turning on or off the lights 10, 711, 712, 713, the display of the remaining travel distance can be made analog. For example, when the LED 710 is turned on, the remaining travel distance can be displayed as 1 to 5 km, and when the LED 711 is turned on, the remaining travel distance can be displayed as 6 to 19 km.
When the LED 712 lights up, the remaining travel distance is 11-30K
m, and when the LED 713 is lit, the remaining travel distance is 3
It can be displayed that the distance is 1 to 70 km.

【0110】図31で示したように、満充電の電圧が
4.2Vであり、放電終止の時の電圧が2.7Vである
場合に、電気自転車100のバッテリ42、バッテリ4
0の残量に対して電圧が、検出可能な程度に単調減少を
する特性を有する2次電池を用いている。
As shown in FIG. 31, when the voltage of the full charge is 4.2 V and the voltage at the end of discharge is 2.7 V, the battery 42 and the battery 4 of the electric bicycle 100
A secondary battery having a characteristic that the voltage monotonously decreases to a detectable level with respect to the remaining amount of 0 is used.

【0111】たとえば、図33の電圧検出器707は、
アナログ/デジタル変換器を用いており、バッテリ40
の満充電から放電終止の範囲内、すなわち図31のリチ
ウムイオン電池の曲線で示す範囲内でバッテリ40の電
圧を測定できる。電圧検出器707が検出する電圧をア
ナログ/デジタル変換器を用いてメモリ708に与える
場合には、概ね満充電4.2Vから放電終止2.7Vの
範囲で、バッテリ40の残量に対応する電圧がバッテリ
40の電圧の1/100以上で単調減少するのが好まし
い。
For example, voltage detector 707 in FIG.
An analog / digital converter is used and the battery 40
The voltage of the battery 40 can be measured within the range from the full charge to the end of discharge, that is, within the range shown by the curve of the lithium ion battery in FIG. When the voltage detected by the voltage detector 707 is supplied to the memory 708 using an analog / digital converter, the voltage corresponding to the remaining amount of the battery 40 is approximately in the range of 4.2 V from full charge to 2.7 V at the end of discharge. Preferably decreases monotonically at 1/100 or more of the voltage of the battery 40.

【0112】ところで、図33のバッテリ40と充放電
制御回路48からなるバッテリパック49は、残量走行
距離表示装置700から取り外すことが可能である。ま
た残量走行距離表示装置700は、電気自転車1000
の取付プレート21から接続端子701,702を介し
て取り外すこともできる。従って残量走行距離表示装置
700は、そのまま室内に持ち込んだ場合であっても、
単独でバッテリ40の残量走行距離表示を行うことがで
きる。
By the way, the battery pack 49 including the battery 40 and the charge / discharge control circuit 48 shown in FIG. Also, the remaining mileage display device 700 is an electric bicycle 1000.
Can be removed from the mounting plate 21 via the connection terminals 701 and 702. Therefore, even if the remaining travel distance display device 700 is brought into a room as it is,
The remaining travel distance of the battery 40 can be displayed alone.

【0113】上述したように、図33において残量走行
距離表示装置700を接続端子701,702で電動自
転車1000側から取り外すことができるようになる
と、複数個の同じ残量走行距離表示装置700を用いる
場合や家庭内で電灯線を用いてバッテリ40を充電して
いる途中であっても、電気自転車1000に対して残量
走行距離表示装置700を設定することなく残量走行距
離表示を行うことができるので便利である。
As described above, in FIG. 33, when the remaining mileage display device 700 can be detached from the electric bicycle 1000 via the connection terminals 701 and 702, a plurality of the same remaining mileage display devices 700 are connected. Even when the battery 40 is being charged using a power line at home or during use at home, the remaining mileage display is performed on the electric bicycle 1000 without setting the remaining mileage display device 700. It is convenient because it can be done.

【0114】なお、残量距離表示部709は、図34あ
るいは図35以外の、たとえば可動コイル型の指針型電
圧計等を用いることも勿論できる。また、残量距離表示
709は、残量距離の他にリチウムイオン電池の残容量
自体を表示するようにしてもよい。
The remaining distance display section 709 can be, for example, a moving coil type pointer-type voltmeter other than that shown in FIG. 34 or 35. Also, the remaining distance display 709 may display the remaining capacity of the lithium ion battery itself in addition to the remaining distance.

【0115】次に上述した電気自転車1000の動作を
説明する。
Next, the operation of electric bicycle 1000 will be described.

【0116】図36は図1の電気自転車1000の動作
を示すメインルーチンである。図36において、メイン
ルーチンがスタートすると、図2の中央演算処理装置1
01はデジタル入出力部102やPWM信号作成ロジッ
ク部109等の初期化、その他の部分の初期化を行う
(ステップST1)。
FIG. 36 is a main routine showing the operation of electric bicycle 1000 in FIG. In FIG. 36, when the main routine starts, the central processing unit 1 shown in FIG.
01 initializes the digital input / output unit 102, the PWM signal creation logic unit 109, and the like, and initializes other parts (step ST1).

【0117】図36のステップST2において、駆動パ
ターンのセットサブルーチンに移る。この駆動パターン
のセットサブルーチンは図37に示しており、駆動パタ
ーンセットサブルーチンがスタートすると、ステップS
T2−1ではセンサパターンの読取りを行う。このセン
サパターンの読取りとは、図21の3つの速度センサ1
10が図22の反射板67のミラー部分67aのパター
ンを読取ることであり、このようにすることで、モータ
31のマグネット56とコイルC1,C2,C3の位置
関係の把握を行う。
In step ST2 of FIG. 36, the process proceeds to a drive pattern setting subroutine. This drive pattern setting subroutine is shown in FIG. 37. When the drive pattern setting subroutine starts, step S
At T2-1, the sensor pattern is read. This reading of the sensor pattern means that the three speed sensors 1 shown in FIG.
Reference numeral 10 denotes reading of the pattern of the mirror portion 67a of the reflection plate 67 in FIG.

【0118】図37のステップST2−2では、モータ
31の駆動パターンを決定する。この駆動パターンの決
定では、図21の速度センサ110が反射板67のパタ
ーンを読取ることで次のことを決定する。すなわち、図
24に示す通りこの速度センサ出力のパターンに対応し
てモータ31を正しく回転させるコイルの通電パターン
が一意に決まるので、これを設定するということであ
る。
In step ST2-2 of FIG. 37, the drive pattern of the motor 31 is determined. In determining the drive pattern, the speed sensor 110 in FIG. 21 reads the pattern on the reflector 67 to determine the following. That is, as shown in FIG. 24, the energization pattern of the coil for correctly rotating the motor 31 is uniquely determined in accordance with the pattern of the speed sensor output, and this is set.

【0119】そしてステップST2−3ではCTCの再
設定を行う。このCTCとは、PWM信号作成ロジック
部109を構成するカウンタ105a〜105kのこと
である。
In step ST2-3, CTC is reset. The CTC refers to the counters 105a to 105k included in the PWM signal creation logic unit 109.

【0120】ステップST2−4ではアーム方向の再設
定を行う。このアーム方向の再設定とは、3相モータ3
1のパワー段170のどのモジュールにPWM制御信号
を入力するかを設定するとういうことである。
In step ST2-4, the arm direction is reset. This resetting of the arm direction means that the three-phase motor 3
That is, it is set which module of one power stage 170 receives the PWM control signal.

【0121】図37の駆動パターンセットサブルーチン
が終了すると、図36のステップST3に戻り図2のモ
ータ31のPWM制御の準備を開始する。
When the drive pattern setting subroutine of FIG. 37 is completed, the process returns to step ST3 of FIG. 36 to start preparation for PWM control of the motor 31 of FIG.

【0122】図36のステップST4では、図21の3
つの速度センサ110の図23におけるゼロクロス点Z
Cのチェックをする。ゼロクロス点のチェックを行う場
合には図38のステップST5のモータのサブルーチン
に移る。モータ31の速度センサ110のチェックを行
わない場合には、ステップST6において、図13のク
ランク14に対して配置されているクランク回転センサ
120のチェックを行う。
In the step ST4 of FIG. 36, 3 in FIG.
Zero cross point Z in FIG.
Check C. If the zero cross point is to be checked, the process proceeds to the motor subroutine of step ST5 in FIG. When the speed sensor 110 of the motor 31 is not checked, in step ST6, the crank rotation sensor 120 arranged for the crank 14 in FIG. 13 is checked.

【0123】図38のステップST5−1において、図
21の速度センサ110が図22のミラー部分67aを
検出することでその速度センサ110の検出信号は図2
のデジタル入出力部102を介してカウンタ103でカ
ウントされる。ステップST5−2において図2のカウ
ンタ103をリセットし、ステップST5−3とステッ
プST5−4において中央演算処理装置101が速度計
算(V)を行い速度信号VSを作るとともに、加速度計
算(Α)を計算して加速度(速度変化)信号ASを作
る。図38のステップST5−5では図37の駆動パタ
ーンセットサブルーチンに戻り、駆動パターンセットサ
ブルーチンST2の所定の処理を行う。このように駆動
パターンセットサブルーチンST2に移るのは、図23
のゼロクロスZC点において速度センサ110の出力信
号のパターンが切り換わるので、図24より、コイルの
通電パターンを切り換える必要があるからである。
In step ST5-1 of FIG. 38, the speed sensor 110 of FIG. 21 detects the mirror portion 67a of FIG.
Is counted by the counter 103 via the digital input / output unit 102 of the above. In step ST5-2, the counter 103 shown in FIG. 2 is reset. In steps ST5-3 and ST5-4, the central processing unit 101 performs speed calculation (V) to generate a speed signal VS, and calculates acceleration (加速度). The acceleration (speed change) signal AS is calculated. In step ST5-5 in FIG. 38, the process returns to the drive pattern setting subroutine in FIG. 37, and performs a predetermined process in the drive pattern setting subroutine ST2. The process of moving to the drive pattern setting subroutine ST2 as described above is performed in FIG.
This is because the pattern of the output signal of the speed sensor 110 is switched at the zero-crossing ZC point of FIG.

【0124】次に、図36のステップST6において図
13のクランク14の回転センサ120をチェックする
場合には、ステップST7のクランクサブルーチンに移
る。このクランクサブルーチンST7は図39に示して
おり、ステップST7−1では図13のクランク回転セ
ンサ120がミラー部分122をクランク14の回転に
ともない読取り、図2のデジタル入出力部102に入力
されてカウンタ103がそれをカウントする。図39の
ステップST7−2ではカウンタ103がリセットされ
る。
Next, when the rotation sensor 120 of the crank 14 in FIG. 13 is checked in step ST6 in FIG. 36, the process proceeds to a crank subroutine in step ST7. The crank subroutine ST7 is shown in FIG. 39. In step ST7-1, the crank rotation sensor 120 shown in FIG. 103 counts it. In step ST7-2 of FIG. 39, the counter 103 is reset.

【0125】そして図39のステップST7−3では、
図13のクランク14が回転する時のクランク速度を先
程のカウント値に基づいて計算する。この後図36のス
テップST8に移る。
Then, in step ST7-3 of FIG. 39,
The crank speed when the crank 14 of FIG. 13 rotates is calculated based on the count value. Thereafter, the process proceeds to step ST8 in FIG.

【0126】図36のステップST8では、図21の温
度センサ160が、モータ31の温度をチェックする。
この温度センサ160の検出する値が所定の温度よりも
高温である場合には、図36のステップST9の高温処
理サブルーチンに移る。
At step ST8 in FIG. 36, the temperature sensor 160 in FIG. 21 checks the temperature of the motor 31.
If the value detected by the temperature sensor 160 is higher than the predetermined temperature, the process proceeds to a high temperature processing subroutine of step ST9 in FIG.

【0127】高温処理サブルーチンST9は図40に示
しており、この場合にステップST9−1では中央演算
処理装置101がコイルカットリレー部200を遮断す
ることで、パワー段170がモータ31に対して通電す
るのを停止する。これによりステップST9−2のよう
に電気自転車1000はモータ31による駆動力の補助
(アシスト)が0になる。ステップST9−3では、図
21の温度センサ160の検出する温度が所定の温度よ
りも低くなった場合には、図36のステップST10に
移る。
The high temperature processing subroutine ST9 is shown in FIG. 40. In this case, in step ST9-1, the central processing unit 101 cuts off the coil cut relay unit 200, so that the power stage 170 energizes the motor 31. Stop doing it. As a result, as in step ST9-2, the assist of the driving force by the motor 31 of the electric bicycle 1000 becomes zero. In step ST9-3, when the temperature detected by the temperature sensor 160 in FIG. 21 has become lower than the predetermined temperature, the process proceeds to step ST10 in FIG.

【0128】ステップST10は、図2のパワー段17
0の動作チェックを行う。もしパワー段170が図2の
エラー信号170eをデジタル入出力部102に出力し
た場合には、中央演算処理装置101は図41のステッ
プST11のエラーサブルーチンに移る。この場合にス
テップST11−1のように図15のコイルカットリレ
ー部200をオフにすることで、ステップST11−2
のようにモータ31による電気自転車1000の動力の
補助(アシスト)を0にする。そしてステップST11
−3ではエラーフラグを立てて、図36のステップST
12でシステムの動作をすべて終了してしまう。
Step ST10 corresponds to power stage 17 in FIG.
An operation check of 0 is performed. If the power stage 170 outputs the error signal 170e of FIG. 2 to the digital input / output unit 102, the central processing unit 101 proceeds to an error subroutine of step ST11 of FIG. In this case, by turning off the coil cut relay unit 200 in FIG. 15 as in step ST11-1, the step ST11-2 is performed.
As described above, the assist (assist) of the power of the electric bicycle 1000 by the motor 31 is set to zero. And step ST11
In step -3, an error flag is set, and step ST in FIG.
At 12, all system operations are terminated.

【0129】そうでなく図36のステップST10にお
いてパワー段170のエラーが検出されない場合には図
42のアシストサブルーチンST13に入る。
Otherwise, if no error of the power stage 170 is detected in step ST10 of FIG. 36, the operation enters the assist subroutine ST13 of FIG.

【0130】このアシストサブルーチンST13は、ス
テップST13−1において、エラーフラグがもし立っ
ている場合には、ステップST13−8で図15のコイ
ルカットリレー部200をオフにすることでモータ31
の動力の補助(アシスト)をステップST13−9で0
にして動作を終了してしまう。
In the assist subroutine ST13, when the error flag is set in step ST13-1, the coil cut relay unit 200 shown in FIG.
Power assist in step ST13-9
And end the operation.

【0131】そうでなく図42のステップST13−1
でエラーフラグが立っていない場合には、図42のST
13−2〜ST13−7の処理を行う。
Otherwise, step ST13-1 in FIG.
If the error flag is not set in ST
13-2 to ST13-7 are performed.

【0132】ステップST13−2では、図2のアシス
トボタン180を操作者がオンした状態で、かつ電気自
転車1000の速度がたとえば2.5Km/hを下回る
速度である場合には、ステップST13−10において
図15のコイルカットリレー部200をオンして、ステ
ップST13−11においてアシスト量をK(一定値)
にする。つまり、電気自転車1000を操作者が押しな
がら歩いている状態では時速2.5Kmより速度が低い
ので、図15のコイルカットリレー部200はオンし
て、一定のアシスト量をモータ31が電気自転車100
0に対して与える。これにより、操作者は電気自転車1
000をさほど力を入れずに楽に押して歩くことができ
る。
In step ST13-2, if the operator has turned on assist button 180 in FIG. 2 and the speed of electric bicycle 1000 is lower than, for example, 2.5 km / h, step ST13-10. In step ST13-11, the coil cut relay unit 200 in FIG. 15 is turned on, and the assist amount is set to K (constant value) in step ST13-11.
To That is, since the speed is lower than 2.5 km / h when the operator is walking while pushing the electric bicycle 1000, the coil cut relay unit 200 in FIG.
Give for 0. Thereby, the operator can use the electric bicycle 1
You can easily walk by pushing 000 without much effort.

【0133】図42のステップST13−2において電
気自転車1000の速度が2.5Km/h以上である場
合には、ステップST13−3でブレーキのチェックを
する。
If the speed of the electric bicycle 1000 is 2.5 km / h or more in step ST13-2 in FIG. 42, the brake is checked in step ST13-3.

【0134】このブレーキのチェックでは、操作者が図
6の前ブレーキレバー12aあるいは後ブレーキレバー
12bを操作している場合に、図2の前ブレーキセンサ
130あるいは後ブレーキセンサ140の少なくとも一
方の信号がデジタル入出力部102に与えられるので、
中央演算処理装置101は、操作者がブレーキ操作をし
ているかどうかをチェックすることができる。いずれか
のブレーキがかかっている場合には、モータ31のアシ
スト量をステップST13−9において0にする。
In the brake check, when the operator operates the front brake lever 12a or the rear brake lever 12b in FIG. 6, at least one of the signals of the front brake sensor 130 or the rear brake sensor 140 in FIG. Given to the digital input / output unit 102,
The central processing unit 101 can check whether the operator is performing a brake operation. If any of the brakes is applied, the assist amount of the motor 31 is set to 0 in step ST13-9.

【0135】そうでなくブレーキがかかっていない場合
には、ステップST13−4の傾きチェックに移る。傾
きチェックは、図8と図9の傾斜センサ90が行う。傾
きが0を下回るときには、電気自転車1000が平坦面
ではなく下り坂を移動しているので、図42のステップ
ST13−8で中央演算処理装置101がコイルカット
リレー部200をオフにしてステップST13−9でア
シスト量を0にする。
Otherwise, if the brake is not applied, the process proceeds to the inclination check in step ST13-4. The tilt check is performed by the tilt sensor 90 shown in FIGS. When the inclination is less than 0, the electric bicycle 1000 is moving on a downhill instead of a flat surface, and therefore the central processing unit 101 turns off the coil cut relay unit 200 in step ST13-8 in FIG. At 9, the assist amount is set to 0.

【0136】そうでなく傾きのチェックをした結果角度
が0以上であるときには、中央演算処理装置101が平
坦路あるいは登り坂であると判断しステップST13−
4からステップST13−5に移り、クランクの回転の
同期チェックを行う。つまり図12と図13のクランク
14を操作者が踏力で操作して回転させているかどうか
を見て、モータ31の回転数がクランク14の回転数よ
り大きい場合には、モータ31によるアシストは不要で
あるとして図15の中央演算処理装置101がコイルカ
ットリレー部200をステップST13−8でオフにし
アシスト量を0にする。
Otherwise, when the inclination is checked and the angle is equal to or greater than 0, the central processing unit 101 determines that the road is a flat road or an uphill, and determines in step ST13-
Then, the process proceeds from step 4 to step ST13-5 to check the synchronization of the rotation of the crank. That is, it is determined whether or not the operator operates the crank 14 shown in FIGS. 12 and 13 with the pedaling force to rotate the crank 14. If the rotation speed of the motor 31 is higher than the rotation speed of the crank 14, the assist by the motor 31 is unnecessary. In step ST13-8, the central processing unit 101 in FIG. 15 turns off the coil cut relay unit 200 and sets the assist amount to zero.

【0137】そうでなくモータ31の回転がクランク1
4の回転と同期(同じ)しているかあるいはクランク1
4の回転がモータ31の回転より大きい場合にはステッ
プST13−6に移り、電気自転車1000のスピード
のチェックを行う。なお、モータ31の回転数の検出
は、図21の速度センサ110と図22の反射板67で
行い、クランク14の回転数の検出は図13のクランク
回転センサ120と反射板121で行う。
Otherwise, the rotation of the motor 31
Synchronous (same) with rotation of 4 or crank 1
If the rotation of the motor 4 is larger than the rotation of the motor 31, the process moves to step ST13-6, and the speed of the electric bicycle 1000 is checked. The rotation speed of the motor 31 is detected by the speed sensor 110 in FIG. 21 and the reflection plate 67 in FIG. 22, and the rotation speed of the crank 14 is detected by the crank rotation sensor 120 and the reflection plate 121 in FIG.

【0138】また、クランク14の回転がモータ31の
回転より大きい場合とは、ペダルのこぎ始め等の微少時
間において、クランク14の回転がモータ31の回転を
上回ることを意味する。
Further, the case where the rotation of the crank 14 is larger than the rotation of the motor 31 means that the rotation of the crank 14 exceeds the rotation of the motor 31 in a very short time such as the start of pedaling.

【0139】図42のステップST13−6のスピード
チェックでは、電気自転車1000の速度が0あるいは
24Km/hよりも大きい場合には、モータ31による
アシストは不要であるとして図15の中央演算処理装置
101がコイルカットリレー部200をオフにしアシス
ト量を0にする。
In the speed check in step ST13-6 in FIG. 42, when the speed of the electric bicycle 1000 is 0 or greater than 24 km / h, it is determined that the assist by the motor 31 is unnecessary, and the central processing unit 101 in FIG. Turns off the coil cut relay unit 200 and sets the assist amount to zero.

【0140】そうでなく速度が24Km/hと等しいか
あるいはそれよりも小さくしかも0でない場合、たとえ
ば速度が10Km/hで走行しているとすれば、ステッ
プST13−7でアシスト量を計算するサブルーチンに
移る。なおアシスト量は、電気自転車1000の速度、
加速度および路面の傾きにより計算できる。
Otherwise, if the speed is equal to or less than 24 Km / h and is not zero, for example, if the vehicle is running at a speed of 10 Km / h, a subroutine for calculating the assist amount in step ST13-7 Move on to The assist amount is the speed of the electric bicycle 1000,
It can be calculated from acceleration and road slope.

【0141】図43は、図1の電気自転車1000が各
種モードで走行している場合におけるモータ31による
アシストのタイミングの一例を示す図である。
FIG. 43 is a diagram showing an example of assist timing by the motor 31 when the electric bicycle 1000 of FIG. 1 is running in various modes.

【0142】図43において、モード(A)は0から1
2まで書かれており、図44に示すようにモード0は初
期状態、モード1はブレーキ状態、モード2は停止状
態、モード3〜5は加速走行状態、モード6は慣性走行
状態、モード7は一定走行状態、モード8は減速走行状
態、モード9とモード10は下り走行状態、モード11
と12は登り走行状態を示している。図43の(B)〜
(H)は、各種部位の動作状態を、モード(A)に対応
して示している。
In FIG. 43, the mode (A) changes from 0 to 1
As shown in FIG. 44, mode 0 is the initial state, mode 1 is the brake state, mode 2 is the stop state, modes 3 to 5 are in the accelerated running state, mode 6 is the inertial running state, and mode 7 is as shown in FIG. Constant running state, Mode 8 is decelerating running state, Mode 9 and Mode 10 are descending running state, Mode 11
And 12 show the climbing running state. (B) of FIG.
(H) shows the operation state of various parts corresponding to the mode (A).

【0143】まずモード0の初期状態では、メインスイ
ッチがオフまたは図15のバッテリ40がバッテリ切れ
の状態であり、モータはフリー状態であるので、電気自
転車1000は操作者が手で動かして移動したり、通常
の自転車として乗ることができる。アシスト量は0であ
る。
First, in the initial state of mode 0, the main switch is off or the battery 40 in FIG. 15 is out of battery, and the motor is in the free state. Or you can ride as a normal bicycle. The assist amount is zero.

【0144】モード1のブレーキ状態では、メインスイ
ッチが図43(B)のようにオンされても、モード1で
は図5の前ブレーキレバー12aあるいは後ブレーキレ
バー12bを操作者が操作しているので、他のセンサよ
りも前ブレーキセンサ130あるいは140が優先され
ることから、図43(G)のアシスト量は0である。こ
の時に、たとえばモータ31のアシスト量を負(モータ
を逆トルクモードにする)にする事で、モータ31を電
磁ブレーキとして利用して、ブレーキング効果を高める
ことも可能である。
In the braking state in mode 1, even if the main switch is turned on as shown in FIG. 43B, in mode 1, the operator operates the front brake lever 12a or the rear brake lever 12b in FIG. Since the front brake sensor 130 or 140 has priority over other sensors, the assist amount in FIG. 43 (G) is zero. At this time, for example, by making the assist amount of the motor 31 negative (turning the motor to the reverse torque mode), the braking effect can be enhanced by using the motor 31 as an electromagnetic brake.

【0145】図43のモード2では電気自転車1000
が停止状態でありモータ31はフリー状態であるため
に、電気自転車を操作者が手で自由に動かすことができ
る。
In mode 2 of FIG. 43, the electric bicycle 1000
Are in a stopped state and the motor 31 is in a free state, so that the operator can freely move the electric bicycle by hand.

【0146】図43のモード3〜5では加速走行状態を
示しており、モード3ではモータ31とクランク14が
同期した加速状態(15Km/h未満)であるので、モ
ータ31は必要な仕事量の1/2分だけアシストをす
る。
Modes 3 to 5 in FIG. 43 show an accelerated running state. In mode 3, since the motor 31 and the crank 14 are in an accelerated state (less than 15 Km / h) in synchronization, the motor 31 has a required work amount. Assist for half a minute.

【0147】モード4ではモータ31とクランク14が
同期した加速状態(15〜24Km/h)であり、モー
タ31のアシスト量は1/2からそのアシスト割合を漸
減する。
In the mode 4, the motor 31 and the crank 14 are in an accelerated state (15 to 24 km / h) in synchronization with each other, and the assist amount of the motor 31 gradually decreases from 1 /.

【0148】モード5ではモータ31とクランク14が
同期した加速状態(24Km/h以上)である場合に
は、モータ31による後輪へのアシスト量をなくして、
モータフリーにする。
In mode 5, when the motor 31 and the crank 14 are in an accelerated state (24 Km / h or more) in synchronization, the amount of assist to the rear wheels by the motor 31 is eliminated.
Make the motor free.

【0149】図44のモード6ではモータ31とクラン
ク14が同期していない状態、すなわち操作者がペダル
による踏力を加えるのを停止していて慣性走行している
場合に、その速度に限らずモータ31のアシスト量はな
くし、モータはフリー状態である。
In the mode 6 in FIG. 44, when the motor 31 and the crank 14 are not synchronized, that is, when the operator stops applying the pedaling force and runs inertia, the motor is not limited to the speed. There is no assist amount of 31 and the motor is in a free state.

【0150】モード7ではモータ31とクランク14が
同期した一定速度の状態であり、モード3〜5における
加速走行状態と同様にモータ31がアシストする。
In the mode 7, the motor 31 and the crank 14 are at a constant speed in synchronization with each other, and the motor 31 assists similarly to the accelerated running state in the modes 3 to 5.

【0151】モード8では、モータ31とクランク14
が同期した減速状態であり、モード3〜5における加速
走行状態と同様にモータ31がアシストする。
In the mode 8, the motor 31 and the crank 14
Is a synchronized deceleration state, and the motor 31 assists in the same manner as in the accelerated traveling state in modes 3 to 5.

【0152】モード9とモード10は下り走行状態であ
り、モータ31とクランク14が同期していない状態で
下り坂を電気自転車1000が走行している状態であ
る。従って速度に限らずモータ31のアシスト量は0で
あり、モータがフリー状態である。モード10ではモー
タ31とクランク14が同期した加速状態であり、下り
坂を走行している。この場合であっても速度に限らずモ
ータ31のアシスト量は0でありモータはフリー状態で
ある。
Modes 9 and 10 are down-running states in which the electric bicycle 1000 is running downhill with the motor 31 and the crank 14 not synchronized. Therefore, the assist amount of the motor 31 is not limited to the speed, and the motor is in a free state. In mode 10, the motor 31 and the crank 14 are in an accelerated state in synchronization with each other, and are traveling on a downhill. Even in this case, the assist amount of the motor 31 is not limited to the speed, and the motor is in a free state.

【0153】モード11と12では、モータ31とクラ
ンク14が同期した状態で登り坂を電気自転車1000
が走行している状態である。従って速度に応じたモータ
31のアシスト量に、坂の角度による係数が加わりモー
タ31の所定のアシスト量が後輪に加わる。
In modes 11 and 12, the electric bicycle 1000 climbs uphill with the motor 31 and the crank 14 synchronized.
Is running. Therefore, a coefficient based on the slope angle is added to the assist amount of the motor 31 according to the speed, and a predetermined assist amount of the motor 31 is applied to the rear wheels.

【0154】モード12ではモータ31にクランク14
が同期した状態で急な登り坂を登っている状態である。
坂の角度による係数が更に大きくなる。ただし、アシス
ト量はモータの特性で制限される。
In the mode 12, the crank 31 is
Is a state in which the vehicle is climbing a steep uphill slope in a synchronized state.
The coefficient depending on the angle of the slope is further increased. However, the assist amount is limited by the characteristics of the motor.

【0155】なお、登り坂の場合には、クランクが一時
的にモータに対し同期していなくても、モータ31(車
輪)が止まらない量のアシストは継続される。
[0155] In the case of an uphill, even if the crank is not synchronized with the motor temporarily, the assist of an amount that does not stop the motor 31 (wheel) is continued.

【0156】図44のモード0〜12において、モード
3〜5の加速時には図43(D)のクランク回転センサ
120が、操作者がペダルを踏んで加速していく状態に
おけるクランクの速度を検出している。またモード6〜
12においてもクランクの速度を検出している。図43
(E)の速度センサ110はモード3〜12において電
気自転車1000の速度を検出している。図43(F)
の傾斜センサ90はモード9〜12の下り坂および登り
坂で電気自転車1000の傾斜角度を検出している。図
43(G)のアシスト量は、モード3,4の加速時と、
モード7,8およびモード11,12において与えられ
ている。
In modes 0 to 12 in FIG. 44, during acceleration in modes 3 to 5, the crank rotation sensor 120 shown in FIG. 43D detects the speed of the crank when the operator steps on the pedal to accelerate. ing. Mode 6 ~
Also at 12, the crank speed is detected. FIG.
(E) Speed sensor 110 detects the speed of electric bicycle 1000 in modes 3 to 12. FIG. 43 (F)
The inclination sensor 90 detects the inclination angle of the electric bicycle 1000 on the downhill and the uphill in modes 9 to 12. The assist amount shown in FIG.
Modes 7 and 8 and modes 11 and 12 are provided.

【0157】図43(H)のコイルカットリレー部20
0は各モードに対応してモータ31をオンしたりあるい
はオフしている。
The coil cut relay unit 20 shown in FIG.
0 indicates that the motor 31 is turned on or off corresponding to each mode.

【0158】次に、図45の電気自転車1000の動作
パターンの一例を説明する。図45(A)は、電気自転
車1000の走行パターンの一例を示しており、平坦路
面T1、登坂路面T2、平坦路面T3、下り路面T4お
よび平坦路面T5を具体的な一例として示している。
Next, an example of an operation pattern of the electric bicycle 1000 shown in FIG. 45 will be described. FIG. 45A shows an example of a traveling pattern of the electric bicycle 1000, and specifically shows a flat road surface T1, an uphill road surface T2, a flat road surface T3, a down road surface T4, and a flat road surface T5.

【0159】図45(B)は傾斜センサ90の傾斜信号
INSを示し、図45(C)はクランク回転センサ12
0のクランク回転信号CRSを示し、図45(D)は速
度センサ110の速度信号VSを示している。図45
(E)は速度センサ110から得られた速度信号VS、
微分することで得られる加速度信号ASを示し、図45
(F)、(G)は、後ブレーキと前ブレーキセンサ13
0,140のオン/オフ信号を示している。
FIG. 45B shows an inclination signal INS of the inclination sensor 90, and FIG.
0 shows the crank rotation signal CRS, and FIG. 45D shows the speed signal VS of the speed sensor 110. FIG.
(E) is a speed signal VS obtained from the speed sensor 110,
FIG. 45 shows an acceleration signal AS obtained by differentiating.
(F) and (G) show the rear brake and front brake sensor 13.
0,140 ON / OFF signals are shown.

【0160】図45(H)は図15のコイルカットリレ
ー部(駆動側リレー)200のオン/オフ信号を示し、
図45(I)は図15の充電回路用リレー部250のオ
ン/オフ信号を示している。
FIG. 45H shows an on / off signal of the coil cut relay section (drive side relay) 200 in FIG.
FIG. 45 (I) shows an on / off signal of the charging circuit relay unit 250 of FIG.

【0161】また図45では平坦路面T1の初めの位置
から平坦路面T3の途中までを区間TL1で示し、平坦
路面T3の途中から下り路面T4の途中までを区間TL
2で示し、下り路面T4の途中から電気自転車1000
が停止する位置までを区間TL3で示している。
In FIG. 45, the section from the initial position of the flat road surface T1 to the middle of the flat road surface T3 is indicated by a section TL1, and the section from the middle of the flat road surface T3 to the middle of the descending road surface T4 is a section TL1.
2 and the electric bicycle 1000
Is indicated by a section TL3 up to the position where the stop of the.

【0162】図45に示すような電気自転車1000の
走行パターンでは、次のように各部分が動作する。
In the running pattern of the electric bicycle 1000 as shown in FIG. 45, each part operates as follows.

【0163】図45(A)の区間TL1の平坦路面T1
に電気自転車1000が走行している時には、コイルカ
ットリレー部200はオンされており、従って図2のモ
ータ31は後輪17をアシストする。平坦路面T1であ
るので傾斜センサ90の出力は0であり、操作者は電気
自転車1000のペダルに踏力を与えているのでクラン
ク回転信号CRSは出ている。速度センサ110の速度
信号VSとそれに基づく加速度信号ASは、その走行状
態に応じて図2の中央演算処理装置101に与えられて
いる。
The flat road surface T1 in the section TL1 in FIG.
When the electric bicycle 1000 is traveling, the coil cut relay unit 200 is turned on, and the motor 31 in FIG. The output of the inclination sensor 90 is 0 because it is a flat road surface T1, and the crank rotation signal CRS is output because the operator is applying a pedaling force to the pedal of the electric bicycle 1000. The speed signal VS of the speed sensor 110 and the acceleration signal AS based on the speed signal VS are provided to the central processing unit 101 in FIG. 2 according to the running state.

【0164】電気自転車1000が平坦路面T1から登
坂路面T2に差し掛かると、操作者のペダルの踏力は増
加しかつ傾斜センサ90が登りである傾斜信号INSを
出力するとともに速度センサ110の速度信号VSがや
や低下し加速度信号ASが変動する。
When the electric bicycle 1000 approaches the uphill road surface T2 from the flat road surface T1, the pedaling force of the operator increases, the tilt sensor 90 outputs the tilt signal INS indicating that the vehicle is climbing, and the speed signal VS of the speed sensor 110. Is slightly reduced and the acceleration signal AS fluctuates.

【0165】電気自転車1000が登坂路面T2から平
坦路面T3に移ると、操作者の踏力は減少する。次に操
作者が踏力を増加すると、電気自転車1000が加速し
ていき、速度センサ110の速度信号VSが増加する。
そして平坦路面T3の途中から操作者はペダルに対する
踏力を大きくかけると、電気自転車の時速が24Km/
h以上になるため、区間TL1の終りの時点t1におい
てモータ31のコイルカットリレー部200がオフにな
る。つまり区間TL1から区間TL2に入った期間t2
の間は、コイルカットリレー部200がオフなのでモー
タ31による後輪17への駆動力のアシストはなくな
る。
When the electric bicycle 1000 moves from the uphill road surface T2 to the flat road surface T3, the pedaling force of the operator decreases. Next, when the operator increases the pedaling force, the electric bicycle 1000 accelerates, and the speed signal VS of the speed sensor 110 increases.
Then, when the operator applies a large force to the pedal from the middle of the flat road surface T3, the speed of the electric bicycle becomes 24 km / hour.
h, the coil cut relay unit 200 of the motor 31 is turned off at time t1 at the end of the section TL1. That is, the period t2 from the section TL1 to the section TL2
During the period, since the coil cut relay unit 200 is off, the motor 31 does not assist the driving force to the rear wheel 17.

【0166】そして図45(A)の下り路面T4に電気
自転車1000が差し掛かると傾斜センサ90は下りの
傾斜信号INSを出力するとともに、操作者はペダルへ
の踏力を加えるのを中止する。従ってクランクの回転セ
ンサ120の信号CRSは時点t3において0になる。
電気自転車1000が下り路面T4の途中までくると、
操作者は時点t4で後輪ブレーキをかける。これにより
速度センサ110の速度信号VSの値が徐々に低下して
いき加速度信号ASがマイナスを示す。この時点t4に
おいて、図45(I)の充電回路用リレー部250が中
央演算処理装置101の指令によりオンする。つまり時
点t4では図2のコイルカットリレー部200がオフの
状態で充電回路用リレー部250がオンすることから、
モータ31は電動機ではなく発電機として機能し、モー
タ31は図15のバッテリ40に対して充電を開始す
る。
When the electric bicycle 1000 approaches the down road surface T4 in FIG. 45 (A), the inclination sensor 90 outputs the down inclination signal INS, and the operator stops applying the pedaling force to the pedal. Therefore, the signal CRS of the crank rotation sensor 120 becomes 0 at time t3.
When the electric bicycle 1000 comes down to the middle of the road surface T4,
The operator applies the rear wheel brake at time t4. As a result, the value of the speed signal VS of the speed sensor 110 gradually decreases, and the acceleration signal AS indicates minus. At this time point t4, the charging circuit relay section 250 of FIG. 45 (I) is turned on by a command from the central processing unit 101. That is, at time t4, the charging circuit relay unit 250 is turned on while the coil cut relay unit 200 in FIG.
The motor 31 functions not as a motor but as a generator, and the motor 31 starts charging the battery 40 in FIG.

【0167】電気自転車1000が下り路面T4を下り
終えて再び平坦路面T5に差し掛かった時点t5では、
傾斜センサ90の傾斜信号INSは0となり速度センサ
110の速度信号VSの値も更に小さくなっていく。平
坦路面T5の時点t6において操作者は図45(F)、
(G)に示すように前輪および後輪のブレーキを両方と
もかける。これによって電気自転車は時点t7において
停止する。
At the time t5 when the electric bicycle 1000 finishes descending the down road T4 and approaches the flat road T5 again,
The tilt signal INS of the tilt sensor 90 becomes 0, and the value of the speed signal VS of the speed sensor 110 further decreases. At a time point t6 on the flat road surface T5, the operator moves to FIG.
As shown in (G), apply both front and rear wheel brakes. This stops the electric bicycle at time t7.

【0168】以上のようにして、区間TL1においては
モータ31の駆動力の補助を必要とするので、コイルカ
ットリレー部200はオンになっておりモータ31は図
1の後輪17をアシストする。そして区間TL2に至る
と、モータ31の後輪17へのアシストは不要となるの
でコイルカットリレー部200をオフにすることで、モ
ータ31の回生電流が流れないので、電気自転車100
0が慣性で走行するのを妨げることがない。そして区間
TL3では下り坂であるので電気自転車1000は自重
で走行していくことからモータ31を発電機として機能
させることができ、バッテリ40に対して充電を行う。
As described above, in the section TL1, the driving force of the motor 31 needs to be assisted, so that the coil cut relay unit 200 is turned on, and the motor 31 assists the rear wheel 17 in FIG. Then, when reaching the section TL2, the assist to the rear wheel 17 of the motor 31 becomes unnecessary, so that the coil cut relay unit 200 is turned off, so that the regenerative current of the motor 31 does not flow.
It does not prevent 0 from running with inertia. Since the electric bicycle 1000 travels under its own weight because it is a downhill in the section TL3, the motor 31 can function as a generator, and the battery 40 is charged.

【0169】ただし区間TL1でモータ31をオンして
後輪17に対してアシストするのは、電気自転車100
0が設定速度以下(たとえば24Km/h以下)の場合
であり、前後輪のブレーキがオフ状態で、かつクランク
回転センサ120の信号CRSが出力されており登り坂
もしくは平坦路面である必要がある。
However, the assisting of the rear wheel 17 by turning on the motor 31 in the section TL1 is performed by the electric bicycle 100.
0 is a set speed or less (for example, 24 km / h or less). It is necessary that the brakes of the front and rear wheels are off, and that the signal CRS of the crank rotation sensor 120 is output and that the vehicle be on an uphill or a flat road surface.

【0170】また区間TL3ではコイルカットリレー部
200がオフしている状態で後ブレーキをオンすると、
後ブレーキセンサ140がオンし、後ブレーキ信号BB
Sを中央演算処理装置101が受け、これにより中央演
算処理装置101が充電制御信号PSSを発行して、充
電回路用リレー部250をオンして、モータ31が発電
機として作用し回生ブレーキおよび充電操作を行うこと
ができる。
In the section TL3, when the rear brake is turned on while the coil cut relay unit 200 is off,
The rear brake sensor 140 turns on and the rear brake signal BB
S is received by the central processing unit 101, whereby the central processing unit 101 issues a charge control signal PSS, turns on the charging circuit relay unit 250, and the motor 31 operates as a generator to generate regenerative braking and charging. Operations can be performed.

【0171】区間TL3における回生ブレーキ量は、発
電機として作用しているモータ31の回生の電流により
制御できる。たとえば図7のポテンショメータ130a
あるいは140aの角度を図5の前ブレーキレバー12
aあるいは後ブレーキレバー12bの角度により設定す
ることで回生の電流値を制御することもできる。
The amount of regenerative braking in the section TL3 can be controlled by the regenerative current of the motor 31 acting as a generator. For example, the potentiometer 130a of FIG.
Alternatively, the angle of the front brake lever 12 shown in FIG.
The regenerative current value can also be controlled by setting the angle according to a or the angle of the rear brake lever 12b.

【0172】あるいは図6のようにマイクロスイッチの
ような前ブレーキセンサあるいは後ブレーキセンサ13
0,140がオンした時そのブレーキ量を減速状態(負
の加速度情報)から検出し、それに見合うたとえば1/
2のブレーキ力を発電機として採用するモータ31に与
えることにより電気自転車ブレーキの補助力をなめらか
に与えることができる。
Alternatively, a front brake sensor or a rear brake sensor 13 such as a micro switch as shown in FIG.
When 0,140 is turned on, the brake amount is detected from the deceleration state (negative acceleration information) and, for example, 1 /
By applying the second braking force to the motor 31 employed as a generator, the assisting force of the electric bicycle brake can be smoothly provided.

【0173】下り坂で減速しない程度にブレーキをかけ
た時にその時点の速度を維持するようなブレーキ量にな
るように、発電機として作用するモータ31を制御する
こともできる。この時減速しない程度にブレーキを掛け
たかどうかは、制御手段100は傾斜センサ、ブレーキ
センサあるいは加速度情報等により認識できる。
It is also possible to control the motor 31 acting as a generator so that when the brake is applied to such an extent that the vehicle does not decelerate on a downhill, the braking amount maintains the current speed. At this time, the control means 100 can recognize whether the brake has been applied to such an extent that the vehicle does not decelerate, based on an inclination sensor, a brake sensor, acceleration information or the like.

【0174】また、モータ31をアシスト用として用い
ない時には、図15のコイルカットリレー部200をオ
フにすることで、モータ31が補助動力として働かない
時に走行負荷とならないようにすることができる。
When the motor 31 is not used for assisting, the coil cut relay unit 200 shown in FIG. 15 is turned off, so that a running load can be prevented when the motor 31 does not work as auxiliary power.

【0175】発電機として作用するモータ31の回生電
流は、速度による発電側の電圧だけではなく、バッテリ
40の残量によっても変わる。そこで安定な制動力を得
るために、バッテリ40に内蔵するCPUからの残量情
報により、回生電流のうちの充電に必要な分をバッテリ
40に流し、残りの回生電流を他で消費もしくは補助充
電するようにしてもよい。
The regenerative current of the motor 31 acting as a generator varies not only with the voltage on the power generation side depending on the speed but also with the remaining amount of the battery 40. Therefore, in order to obtain a stable braking force, the necessary amount of the regenerative current is supplied to the battery 40 based on the remaining amount information from the CPU incorporated in the battery 40, and the remaining regenerative current is consumed or used for other purposes. You may make it.

【0176】なお、後ブレーキは電気自転車の滑らかな
減速を目的として用い、フロントブレーキは電気自転車
の停止を目的として用いる。これにより速やかに強い逆
トルクモードのブレーキ力を後輪もしくは前後輪に発生
させて、安定した走行停止を実現することができる。
The rear brake is used for smooth deceleration of the electric bicycle, and the front brake is used for stopping the electric bicycle. As a result, a braking force in the strong reverse torque mode is quickly generated on the rear wheels or the front and rear wheels, and stable running stop can be realized.

【0177】本発明の実施の形態では、走行情報把握手
段である制御手段100が、回転手段である後輪17の
モータ31の速度センサ110から得られる速度情報
(速度信号VS)に基づいて走行状態を把握するように
なっている。この場合に速度センサ110は、回転部で
ある後輪17のモータ31のロータRTに対して非接触
であるので、速度情報を得るのにモータのロータRTに
機械的なロスを与えることがない。
In the embodiment of the present invention, the control means 100 as the traveling information grasping means performs traveling based on the speed information (speed signal VS) obtained from the speed sensor 110 of the motor 31 of the rear wheel 17 as the rotating means. The state is grasped. In this case, since the speed sensor 110 is not in contact with the rotor RT of the motor 31 of the rear wheel 17, which is a rotating part, no mechanical loss is applied to the rotor RT of the motor to obtain speed information. .

【0178】そして動力補助手段は、走行情報把握手段
である制御手段100から得られる操作者が与えようと
する速度変化情報(加速度情報である加速度信号A
S)、すなわち操作者の意志の推定をして見合った動力
を補助するようになっている。このことから、従来の機
械的なトルクセンサを用いて操作者が踏力のトルクの1
/2を算出してその踏力の1/2をモータでアシストし
ていた場合と異なり、本発明では電気自転車の回転部分
に機械的なロスを与えずにリアルタイムで操作者(ライ
ダー)の意思に忠実なモータ31による動力の補助(パ
ワーアシスト)を実現することができる。
The power assisting means provides speed change information (acceleration signal A which is acceleration information) to be given by the operator, which is obtained from the control means 100 which is the traveling information grasping means.
S), that is, the intention of the operator is estimated and the appropriate power is assisted. From this, the operator can use the conventional mechanical torque sensor to determine that the
In the present invention, unlike the case where the motor is assisted by 1/2 of the treading force calculated by the motor, the present invention allows the operator (rider) to make a real-time decision without giving a mechanical loss to the rotating part of the electric bicycle. Power assist (power assist) by the faithful motor 31 can be realized.

【0179】また図16および17に示すように、後輪
17に対して直結式のダイレクトモータを用いている。
つまりモータ31のロータステータSTが直接電気自転
車1000のシャフト(車軸に相当)51に一体に設け
られている。従って、従来用いられている電気自転車で
はモータの動力はギヤボックスを介して後輪に伝えられ
ており、ギヤによる動力伝達ロスが生じたり、大型であ
り重量のかさむという問題があったが、本発明の実施の
形態のモータ31はこれらの点をすべて解消している。
As shown in FIGS. 16 and 17, a direct motor directly connected to the rear wheel 17 is used.
That is, the rotor stator ST of the motor 31 is directly provided integrally with the shaft (corresponding to an axle) 51 of the electric bicycle 1000. Therefore, in a conventional electric bicycle, the power of the motor is transmitted to the rear wheels through a gear box, which causes power transmission loss due to gears and has a problem of being large and heavy. The motor 31 according to the embodiment of the invention eliminates all these points.

【0180】またモータ31のロータRTは、ステータ
STに対して外側に位置しており、モータ31はアウタ
ーロータ型のモータである。このアウターロータ型のモ
ータを使用することにより、ロータRTは後輪17のス
ポーク17pに対して直接接続できるので、構造が簡単
であり軽量化できる。
The rotor RT of the motor 31 is located outside the stator ST, and the motor 31 is an outer rotor type motor. By using this outer rotor type motor, the rotor RT can be directly connected to the spokes 17p of the rear wheel 17, so that the structure is simple and the weight can be reduced.

【0181】しかも、モータのステータの駆動コイルに
通電するとロータがステータに対して回転して移動装置
を動かすのであるが、この際にステータの駆動コイルが
発熱しても、その熱は放熱手段であるステータホルダ6
3と放熱器64が外部に放散できる。これにより電動機
の故障や不調を防ぐことができる。また、モータが発電
機として機能する場合に発熱しても、やはりステータホ
ルダ63と放熱器64が外部に放熱できる。
In addition, when power is supplied to the drive coil of the stator of the motor, the rotor rotates relative to the stator to move the moving device. At this time, even if the drive coil of the stator generates heat, the heat is dissipated by the heat radiating means. A certain stator holder 6
3 and the radiator 64 can be radiated to the outside. This can prevent a failure or malfunction of the electric motor. Even if the motor generates heat when functioning as a generator, the stator holder 63 and the radiator 64 can also radiate heat to the outside.

【0182】特にフィンを設けるようにすれば、その放
熱効率はさらに向上できる。放熱手段はステータ側に圧
入すれば簡単に取付けることができる。このフィンが移
動装置の移動方向に平行であれば、移動に際してフィン
を効率よく冷却できる。ステータの駆動コイルに通電す
るための給電線が、外部からステータ側の放熱器64を
通して駆動コイルに通電できるので、給電線の引き回し
が容易である。
In particular, if fins are provided, the heat radiation efficiency can be further improved. The heat dissipating means can be easily mounted by press fitting on the stator side. If the fins are parallel to the moving direction of the moving device, the fins can be efficiently cooled during the movement. Since a power supply line for supplying power to the drive coil of the stator can be supplied to the drive coil from the outside through the radiator 64 on the stator side, it is easy to route the power supply line.

【0183】本発明における回転部は、後輪と前輪の少
なくともいずれか一方であるかあるいはクランク含む概
念である。また、本発明の適用が自転車の他に、車イス
や運搬車等である場合には、回転部は、補助輪なども含
む概念である。
The rotating portion in the present invention is a concept that includes at least one of a rear wheel and a front wheel or includes a crank. In addition, when the present invention is applied to a wheelchair, a transport vehicle, and the like in addition to a bicycle, the rotating portion is a concept including auxiliary wheels and the like.

【0184】本発明の実施の形態ではバッテリとして高
電圧で使い勝手のよいリチウムイオン2次電池を用いて
いるが、Ni−MH(ニッケル−メタルハライド)電池
などの他の種類の電池を使用しても勿論構わない。
In the embodiment of the present invention, a high-voltage and easy-to-use lithium-ion secondary battery is used as the battery, but other types of batteries such as a Ni-MH (nickel-metal halide) battery may be used. Of course it doesn't matter.

【0185】リチウムイオン2次電池を用いる場合に
は、次のような変形例も考えられる。たとえば図33に
おいて電流検出器706、電圧検出器707あるいは残
量距離表示部709は、可動コイル型の指針型電圧計を
用いて、その検数値を目盛表示板に概略的に指針表示す
るようにして、操作者により目視で電流値あるいは電圧
値および残量距離表示を確認できるようにしてもよい。
In the case where a lithium ion secondary battery is used, the following modifications are also conceivable. For example, in FIG. 33, the current detector 706, the voltage detector 707, or the remaining distance display unit 709 uses a moving coil type pointer-type voltmeter to roughly indicate the detected value on a scale display plate with a pointer. Then, the operator may be able to visually confirm the current value or voltage value and the remaining distance display.

【0186】本発明の移動装置は、電気自転車に限らず
電動車椅子や電動貨物運搬台車あるいは電動遊具等他の
種類の移動装置にも採用できる。
The moving device of the present invention can be applied not only to electric bicycles but also to other types of moving devices such as electric wheelchairs, electric freight carriers and electric play equipment.

【0187】本発明の実施の形態では、モータが後輪の
車軸に対応して配置されているが、これに限らずモータ
はクランク軸に直接あるいは前輪に直接配置するように
しても勿論構わない。
In the embodiment of the present invention, the motor is arranged corresponding to the rear wheel axle. However, the present invention is not limited to this. Of course, the motor may be arranged directly on the crankshaft or directly on the front wheel. .

【0188】[0188]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータによる動力の補助が不要な時には充電を行って走
行距離を伸ばすことができる。
As described above, according to the present invention,
When power assistance by the motor is not required, charging can be performed to extend the traveling distance.

【0189】尚、上記実施の形態において、本発明移動
装置に用いるモータとして、3相のブラシレスモータを
適用したが、本発明はこれに限らず、単相モータ、2相
モータや、或いは、直流電動機を適用しても良い。
In the above embodiment, a three-phase brushless motor is applied as a motor used in the moving device of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and is not limited to a single-phase motor, a two-phase motor, or a DC motor. An electric motor may be applied.

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

【図1】本発明の移動装置の好ましい実施の形態である
電気自転車を示す側面図。
FIG. 1 is a side view showing an electric bicycle which is a preferred embodiment of a moving device according to the present invention.

【図2】図1の電気自転車の走行情報把握手段(制御手
段)とモータを示す図。
FIG. 2 is a view showing a traveling information grasping means (control means) and a motor of the electric bicycle of FIG. 1;

【図3】図2の各種センサと走行情報把握手段等を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing various sensors and running information grasping means of FIG. 2;

【図4】図2の回路において中央演算処理装置、メイン
基板およびモータ基板を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a central processing unit, a main board, and a motor board in the circuit of FIG. 2;

【図5】電気自転車の平面図。FIG. 5 is a plan view of the electric bicycle.

【図6】電気自転車のブレーキ部分を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a brake portion of the electric bicycle.

【図7】電気自転車のブレーキ部分の他の例を示す図。FIG. 7 is a view showing another example of the brake portion of the electric bicycle.

【図8】傾斜センサの一例を示す正面図。FIG. 8 is a front view showing an example of a tilt sensor.

【図9】傾斜センサの断面図。FIG. 9 is a sectional view of an inclination sensor.

【図10】傾斜センサの振り子を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a pendulum of the tilt sensor.

【図11】傾斜センサの特性を示す図。FIG. 11 is a diagram illustrating characteristics of an inclination sensor.

【図12】図1の電気自転車のクランクおよびクランク
回転センサを示す平面図。
FIG. 12 is a plan view showing a crank and a crank rotation sensor of the electric bicycle of FIG. 1;

【図13】図12のクランクおよびクランク回転センサ
を示す側面図。
FIG. 13 is a side view showing the crank and the crank rotation sensor of FIG. 12;

【図14】図13のクランク回転センサの原理を示す
図。
FIG. 14 is a diagram showing the principle of the crank rotation sensor of FIG.

【図15】図2の回路図を別の形態で示したモータの駆
動型を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a drive type of a motor in which the circuit diagram of FIG. 2 is shown in another form.

【図16】後輪に設けられたアウターロータ型のダイレ
クトモータの一例を示す断面図。
FIG. 16 is a sectional view showing an example of an outer rotor type direct motor provided on a rear wheel.

【図17】図16のモータの側面図。FIG. 17 is a side view of the motor shown in FIG. 16;

【図18】モータのステータとモータのロータの一部を
示す断面図。
FIG. 18 is a sectional view showing a part of a stator of the motor and a rotor of the motor.

【図19】モータのステータを示す側面図。FIG. 19 is a side view showing the stator of the motor.

【図20】モータに設けられたモータのモータ基板等の
一部を示す断面図。
FIG. 20 is a sectional view showing a part of a motor board and the like of the motor provided in the motor.

【図21】モータ基板を示す正面図。FIG. 21 is a front view showing a motor board.

【図22】モータ基板に対面して配置される反射板を示
す正面図。
FIG. 22 is a front view showing a reflector disposed to face the motor board.

【図23】モータの速度センサの出力例を示す図。FIG. 23 is a diagram showing an output example of a motor speed sensor.

【図24】モータの速度センサの出力例とモータのスイ
ッチングタイミングの一例を示す図。
FIG. 24 is a diagram showing an example of an output of a speed sensor of a motor and an example of switching timing of the motor.

【図25】モータをPWM駆動する時のPWM信号波形
の一例を示す図。
FIG. 25 is a diagram showing an example of a PWM signal waveform when the motor is driven by PWM.

【図26】モータを示す斜視図。FIG. 26 is a perspective view showing a motor.

【図27】モータの分解斜視図。FIG. 27 is an exploded perspective view of a motor.

【図28】図19のモータのロータの部分Zを拡大して
示す図。
FIG. 28 is an enlarged view showing a portion Z of the rotor of the motor of FIG. 19;

【図29】モータ付近の回路を示す図。FIG. 29 is a diagram showing a circuit near a motor.

【図30】モータのコイルカットリレー部と充電回路用
リレー部の動作例を示す図。
FIG. 30 is a diagram showing an operation example of a coil cut relay unit and a charging circuit relay unit of the motor.

【図31】リチウムイオン電池およびその他の種類の電
池の放電特性の一例を示す図。
FIG. 31 is a diagram showing an example of discharge characteristics of a lithium ion battery and other types of batteries.

【図32】リチウムイオン電池の動作原理を示す図。FIG 32 illustrates an operation principle of a lithium ion battery.

【図33】リチウムイオン電池の残量走行距離表示装置
の一例を示す回路図。
FIG. 33 is a circuit diagram showing an example of a display device for a remaining running distance of a lithium ion battery.

【図34】図33の残量距離表示部の一例を示す図。FIG. 34 is a view showing an example of a remaining distance display section of FIG. 33;

【図35】残量距離表示部の別の実施の形態を示す図。FIG. 35 is a diagram showing another embodiment of the remaining distance display unit.

【図36】電気自転車のメインルーチンを示す図。FIG. 36 is a view showing a main routine of the electric bicycle.

【図37】図36の駆動パターンセットサブルーチンを
示す図。
FIG. 37 is a diagram showing a drive pattern setting subroutine of FIG. 36.

【図38】図36のモータサブルーチンを示す図。FIG. 38 is a view showing a motor subroutine of FIG. 36.

【図39】図36のクランクサブルーチンを示す図。FIG. 39 is a view showing a crank subroutine of FIG. 36.

【図40】図36の高温処理サブルーチンを示す図。FIG. 40 is a view showing a high temperature processing subroutine of FIG. 36.

【図41】図36のドライバエラーサブルーチンを示す
図。
FIG. 41 is a diagram showing a driver error subroutine of FIG. 36.

【図42】図36のアシストサブルーチンを示す図。FIG. 42 is a view showing an assist subroutine of FIG. 36;

【図43】モータによるアシストのタイミングの一例を
示す図。
FIG. 43 is a view showing an example of the timing of assist by the motor.

【図44】図43のアシストのタイミングを説明する
図。
FIG. 44 is a view for explaining the timing of assistance in FIG. 43.

【図45】電気自転車の走行パターンの一例を示す図。FIG. 45 is a view showing an example of a running pattern of the electric bicycle.

【図46】従来の電気自転車の一例を示す図。FIG. 46 is a diagram showing an example of a conventional electric bicycle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・フレーム、14・・・クランク(回転部)、
16・・・前輪(回転部)、17・・・後輪(回転
部)、21・・・取付プレート、30・・・動力補助手
段、31・・・モータ(動力補助手段)、32・・・モ
ータ基板、40・・・バッテリ、90・・・傾斜セン
サ、100・・・制御手段(走行情報把握手段)、10
1・・・中央演算処理装置(CPU)、110・・・速
度センサ、120・・・クランク回転センサ、130・
・・前ブレーキセンサ、140・・・後ブレーキセン
サ、150・・・電流センサ、160・・・温度セン
サ、180・・・アシストボタン、200・・・コイル
カットリレー部(第1の切り換え部)、250・・・充
電回路用リレー部(第2の切り換え部)、3000・・
・機能切り換え制御手段、CS・・・モータ回転角信
号、VS・・・速度信号、AS・・・加速度情報信号
(速度変化信号)、C1〜C3・・・モータのコイル、
CRS・・・クランク回転信号、INS・・・傾斜信号
11 ... frame, 14 ... crank (rotating part),
16 front wheel (rotating part), 17 rear wheel (rotating part), 21 mounting plate, 30 power assisting means, 31 motor (power assisting means), 32.・ Motor board, 40 ・ ・ ・ Battery, 90 ・ ・ ・ Inclination sensor, 100 ・ ・ ・ Control means (running information grasping means), 10
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Central processing unit (CPU), 110 ... Speed sensor, 120 ... Crank rotation sensor, 130
..Front brake sensor, 140 ... rear brake sensor, 150 ... current sensor, 160 ... temperature sensor, 180 ... assist button, 200 ... coil cut relay unit (first switching unit) , 250... Charging circuit relay section (second switching section), 3000.
Function switching control means, CS: motor rotation angle signal, VS: speed signal, AS: acceleration information signal (speed change signal), C1 to C3: motor coil,
CRS: crank rotation signal, INS: inclination signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片桐 一郎 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 佐藤 直正 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 遠藤 哲雄 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 伊藤 浩之 東京都港区赤坂2−17−22 オージャス株 式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Ichiro Katagiri 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Naomasa Sato 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Tetsuo Endo 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation Inside (72) Inventor Hiroyuki Ito 2-17-22 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Augas Corporation Inside

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 操作者の操作により移動する際に、移動
するための力の一部を補助するようになっている移動装
置において、 通電することにより駆動して、移動するための力の一部
を補助するモータと、 移動装置が移動する路面の状況が、移動装置の移動する
ための力の一部を補助する必要がある場合には、このモ
ータが移動するための力の一部を補助し、しかも移動装
置が移動する路面の状況が、移動装置の移動するための
力の一部の補助が不要である場合には、モータを発電機
として機能させる機能切り換え制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする移動装置。
1. A moving device adapted to assist a part of a moving force when moving by an operation of an operator, comprising: If the condition of the road on which the moving device moves and the motor on which the moving device moves need to assist a part of the moving force of the moving device, the motor Function switching control means for assisting, and when the condition of the road surface on which the moving device moves does not require partial assistance of the force for moving the moving device, causing the motor to function as a generator. A mobile device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 路面の状況が移動装置の移動するための
力の一部を補助する必要がある場合とは、登り坂であ
り、 路面の状況が移動装置の移動するための力の一部の補助
が不要である場合とは、平坦路面の一部や下り坂である
ことを特徴とする請求項1に記載の移動装置。
2. The case where the condition of the road surface needs to assist a part of the moving force of the moving device is an ascending slope, and the condition of the road surface is a part of the moving force of the moving device. The mobile device according to claim 1, wherein the case where the assistance of the vehicle is unnecessary is a part of a flat road surface or a downhill.
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