JPH1059263A - 電動自転車 - Google Patents
電動自転車Info
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- JPH1059263A JPH1059263A JP8223435A JP22343596A JPH1059263A JP H1059263 A JPH1059263 A JP H1059263A JP 8223435 A JP8223435 A JP 8223435A JP 22343596 A JP22343596 A JP 22343596A JP H1059263 A JPH1059263 A JP H1059263A
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- Japan
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- driving force
- battery
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- electric bicycle
- electric motor
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
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- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
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- B60L2200/12—Bikes
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
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- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動自転車の充電式電池の急激な消耗を防止
し、路上での電池切れという事態を回避する。 【解決手段】 充電式電池の電池残量を電池残量測定手
段で測定し、電池残量が少なくなった時に補助駆動率を
制限することで充電式電池の消耗を抑制する。
し、路上での電池切れという事態を回避する。 【解決手段】 充電式電池の電池残量を電池残量測定手
段で測定し、電池残量が少なくなった時に補助駆動率を
制限することで充電式電池の消耗を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人力による駆動力
に対して電動機による回転力を補助駆動力として付加す
る電動自転車に関するものである。
に対して電動機による回転力を補助駆動力として付加す
る電動自転車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、人力によって駆動される人的駆動
手段に電動機によって駆動される補助駆動手段を並列し
て設け、運転者がペダルを踏むことによって人的駆動手
段を作動させた時にその踏力を検出し、補助駆動手段に
より踏力に比例した補助駆動力を発生させる電動自転車
が登場し、脚力の弱い運転者や、上り坂や、向かい風の
場合でも容易に乗ることができるという利点から広く利
用されるようになってきた。
手段に電動機によって駆動される補助駆動手段を並列し
て設け、運転者がペダルを踏むことによって人的駆動手
段を作動させた時にその踏力を検出し、補助駆動手段に
より踏力に比例した補助駆動力を発生させる電動自転車
が登場し、脚力の弱い運転者や、上り坂や、向かい風の
場合でも容易に乗ることができるという利点から広く利
用されるようになってきた。
【０００３】以下、従来の電動自転車について図５を参
照しながら説明する。図５において、１１はペダルで運
転者がこれを踏むことによりスプロケット１２が回転
し、その回転力はチェーン１３を介して後輪１４に伝達
されて自転車を推進させる。３は電動機でその出力軸は
減速機６に連結されスプロケット１２に対して回転力を
伝達するように構成されている。５は電動機および減速
機を防水収納しているケースであり、スプロケット１２
に加えられた運転者による踏力を検出するトルク検出手
段７もこのケース５に収納されている。２は電動機を駆
動する充電式電池で制御回路４を介して電動機に電流を
供給している。制御回路４はトルク検出手段７により検
出された踏力に基づき適切な補助駆動力を発生させるよ
うに電動機を制御している。
照しながら説明する。図５において、１１はペダルで運
転者がこれを踏むことによりスプロケット１２が回転
し、その回転力はチェーン１３を介して後輪１４に伝達
されて自転車を推進させる。３は電動機でその出力軸は
減速機６に連結されスプロケット１２に対して回転力を
伝達するように構成されている。５は電動機および減速
機を防水収納しているケースであり、スプロケット１２
に加えられた運転者による踏力を検出するトルク検出手
段７もこのケース５に収納されている。２は電動機を駆
動する充電式電池で制御回路４を介して電動機に電流を
供給している。制御回路４はトルク検出手段７により検
出された踏力に基づき適切な補助駆動力を発生させるよ
うに電動機を制御している。
【０００４】このような電動自転車で最も問題となるの
は、軽量で十分な容量を持つ充電式電池が得られないこ
とで、少しでも軽量な（即ち容量の少ない）電池で走行
可能とするために太陽電池を搭載したり、回生制動を行
うなどして運転中に充電を行う、高速時での補助駆動力
比率を低く抑えて電池の消耗を抑制するなどの工夫がさ
れている。また、電池が消耗してきた場合にはＬＥＤの
点滅等で運転者に警告するという方法で路上での突然の
電池切れという事態を防止する対策が取られている。
は、軽量で十分な容量を持つ充電式電池が得られないこ
とで、少しでも軽量な（即ち容量の少ない）電池で走行
可能とするために太陽電池を搭載したり、回生制動を行
うなどして運転中に充電を行う、高速時での補助駆動力
比率を低く抑えて電池の消耗を抑制するなどの工夫がさ
れている。また、電池が消耗してきた場合にはＬＥＤの
点滅等で運転者に警告するという方法で路上での突然の
電池切れという事態を防止する対策が取られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した工夫を施した
としても電動自転車は実用的な一充電あたりの走行距離
を確保しようとするとかなり大容量の充電式電池が必要
であり、そのため自転車が非常に重いものになり、補助
駆動力無しで走行するにはかなりの脚力が必要となる。
従って、運転者が充電式電池の消耗を警告するＬＥＤの
点滅等に気が付かずに使用していた場合には路上で突然
（運転者にとっては）補助駆動力が働かなくなり、重い
自転車を苦労して充電可能な場所まで移動させなければ
ならないという欠点があった。このような欠点は脚力の
弱い運転者や坂道の多い場所で使用する運転者にとって
は電動自転車を使用する上で致命的なものであった。
としても電動自転車は実用的な一充電あたりの走行距離
を確保しようとするとかなり大容量の充電式電池が必要
であり、そのため自転車が非常に重いものになり、補助
駆動力無しで走行するにはかなりの脚力が必要となる。
従って、運転者が充電式電池の消耗を警告するＬＥＤの
点滅等に気が付かずに使用していた場合には路上で突然
（運転者にとっては）補助駆動力が働かなくなり、重い
自転車を苦労して充電可能な場所まで移動させなければ
ならないという欠点があった。このような欠点は脚力の
弱い運転者や坂道の多い場所で使用する運転者にとって
は電動自転車を使用する上で致命的なものであった。
【０００６】本発明はこのような従来の電動自転車の問
題点を解決するもので、充電式電池の消耗により路上で
突然補助駆動力が働かなくなるという事態を回避するこ
とで安心して運転できる電動自転車を提供することを目
的としている。
題点を解決するもので、充電式電池の消耗により路上で
突然補助駆動力が働かなくなるという事態を回避するこ
とで安心して運転できる電動自転車を提供することを目
的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、充電式電池の充電残量が一定の値以下とな
った時に補助駆動力の人力による駆動力に対する比率を
制限するように構成したものである。
に本発明は、充電式電池の充電残量が一定の値以下とな
った時に補助駆動力の人力による駆動力に対する比率を
制限するように構成したものである。
【０００８】これにより、充電式電池が消耗し尽くす前
に、通常運転に比べたら少し重いが脚力の弱い運転者に
とっても十分に駆動可能な程度の補助駆動を行う時間を
設けられるので、充電可能な場所まで移動するだけの余
裕を運転者に対して与えることができる電動自転車が得
られる。
に、通常運転に比べたら少し重いが脚力の弱い運転者に
とっても十分に駆動可能な程度の補助駆動を行う時間を
設けられるので、充電可能な場所まで移動するだけの余
裕を運転者に対して与えることができる電動自転車が得
られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、人力によって駆動される人的駆動手段と、人的駆動
手段に連結された駆動輪と、前記人力による駆動力を検
出するトルク検出手段と、充電式電池によって駆動され
る電動機と、前記電動機の出力軸に連結して回転力を補
助駆動力として前記駆動輪に伝達する減速機と、前記充
電式電池の電池残量を測定する電池残量測定手段と、前
記トルク検出手段の出力信号および前記電池残量測定手
段の出力信号に基づいて前記電動機の出力を制御する制
御回路とを備えたものであり、充電式電池の電池残量に
応じて補助駆動率を変化させることにより、充電式電池
の１充電分のエネルギーをその放電期間内で自由に配分
できるという作用を有する。
は、人力によって駆動される人的駆動手段と、人的駆動
手段に連結された駆動輪と、前記人力による駆動力を検
出するトルク検出手段と、充電式電池によって駆動され
る電動機と、前記電動機の出力軸に連結して回転力を補
助駆動力として前記駆動輪に伝達する減速機と、前記充
電式電池の電池残量を測定する電池残量測定手段と、前
記トルク検出手段の出力信号および前記電池残量測定手
段の出力信号に基づいて前記電動機の出力を制御する制
御回路とを備えたものであり、充電式電池の電池残量に
応じて補助駆動率を変化させることにより、充電式電池
の１充電分のエネルギーをその放電期間内で自由に配分
できるという作用を有する。
【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の電動自転車で、電池残量測定手段により電池残
量が一定の値以下になったこちを検出した時に、電動機
による補助駆動力の人力による駆動力に対する比率を電
池残量に応じて漸減させるように電動機出力を制御する
制御回路を備えたものであり、充電式電池の電池残量が
一定の値以下では電池残量が少なくなるほどエネルギー
消費が少なくなるので、充電式電池は徐々に消耗する。
このため充電式電池の放電末期の時間を長くすることが
できるので、運転者が電動自転車を充電可能な場所へと
移動するまでの時間を確保することができるという作用
を有する。
１記載の電動自転車で、電池残量測定手段により電池残
量が一定の値以下になったこちを検出した時に、電動機
による補助駆動力の人力による駆動力に対する比率を電
池残量に応じて漸減させるように電動機出力を制御する
制御回路を備えたものであり、充電式電池の電池残量が
一定の値以下では電池残量が少なくなるほどエネルギー
消費が少なくなるので、充電式電池は徐々に消耗する。
このため充電式電池の放電末期の時間を長くすることが
できるので、運転者が電動自転車を充電可能な場所へと
移動するまでの時間を確保することができるという作用
を有する。
【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１記載の電動自転車で、電池残量測定手段により電池残
量が一定の値以下になったことを検出した時に、電動機
による補助駆動力の人力による駆動力に対する比率を少
なくとも１つ以上のステップで段階的に減少させるよう
に電動機出力を制御する制御回路を備えたものであり、
運転者は仮に他の電池消耗を警告する表示（例えばＬＥ
Ｄの点滅）を見逃していた時でもペダルの重さが急に重
くなることで電池が消耗しかかっていることを知ること
ができ、しかも補助駆動率はしばらくの間一定に保持さ
れるので、その間に電動自転車を充電可能な場所へと移
動させることができるという作用を有する。
１記載の電動自転車で、電池残量測定手段により電池残
量が一定の値以下になったことを検出した時に、電動機
による補助駆動力の人力による駆動力に対する比率を少
なくとも１つ以上のステップで段階的に減少させるよう
に電動機出力を制御する制御回路を備えたものであり、
運転者は仮に他の電池消耗を警告する表示（例えばＬＥ
Ｄの点滅）を見逃していた時でもペダルの重さが急に重
くなることで電池が消耗しかかっていることを知ること
ができ、しかも補助駆動率はしばらくの間一定に保持さ
れるので、その間に電動自転車を充電可能な場所へと移
動させることができるという作用を有する。
【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１，２又は３記載の電動自転車で、電池残量測定手段出
力に基づく補助駆動力の制御を一時的に解除する解除手
段を備えたものであり、電池が消耗しかかっている時に
運転者が電動自転車を充電可能な場所へと移動させる際
に例えば短くて急な坂道などのように一時的に大きな補
助駆動力を必要とする場所を通過しなければならない場
合や、その距離が短くて特に電池を節約してたどり着く
必要が無い時には、例えばボタンを押し続けることで通
常モードにして大きな補助駆動力を得ることが出来ると
いう作用を有する。
１，２又は３記載の電動自転車で、電池残量測定手段出
力に基づく補助駆動力の制御を一時的に解除する解除手
段を備えたものであり、電池が消耗しかかっている時に
運転者が電動自転車を充電可能な場所へと移動させる際
に例えば短くて急な坂道などのように一時的に大きな補
助駆動力を必要とする場所を通過しなければならない場
合や、その距離が短くて特に電池を節約してたどり着く
必要が無い時には、例えばボタンを押し続けることで通
常モードにして大きな補助駆動力を得ることが出来ると
いう作用を有する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の電動自転車について図１，
２，３および４を参照しながら説明する。なお、図２に
おいて従来例と同一の部分については図５と同じ符号を
付し説明を省略する。
２，３および４を参照しながら説明する。なお、図２に
おいて従来例と同一の部分については図５と同じ符号を
付し説明を省略する。
【００１４】図２は本発明の電動自転車の一実施例を示
す構成図であり、８は充電式電池の電池残量を測定する
電池残量測定手段で充電式電池からの放電電流値および
放電時間、充電時の充電電流値および充電時間、さらに
は電池を交換してからの充電回数などを監視することに
より充電式電池の電池残量を正確に把握し、制御回路４
へと信号を出力する。制御回路４は電池残量が十分な場
合はトルク検出手段７からの信号に基づき設定された補
助駆動率となるように電動機３を制御し、電池残量が一
定の値以下となった時には電池残量測定手段８とトルク
検出手段７からの信号に基づき電池残量に応じて補助駆
動率を漸減させながら電動機３を制御する。
す構成図であり、８は充電式電池の電池残量を測定する
電池残量測定手段で充電式電池からの放電電流値および
放電時間、充電時の充電電流値および充電時間、さらに
は電池を交換してからの充電回数などを監視することに
より充電式電池の電池残量を正確に把握し、制御回路４
へと信号を出力する。制御回路４は電池残量が十分な場
合はトルク検出手段７からの信号に基づき設定された補
助駆動率となるように電動機３を制御し、電池残量が一
定の値以下となった時には電池残量測定手段８とトルク
検出手段７からの信号に基づき電池残量に応じて補助駆
動率を漸減させながら電動機３を制御する。
【００１５】図１は本発明の電動自転車の一実施例にお
ける制御ブロック図である。運転者がペダルを踏むこと
により発生する人的駆動手段１はトルク検出手段７によ
ってその大きさを測定されると同時にスプロケットおよ
びチェーンを介して駆動輪である後輪１４へと伝えられ
る。一方充電式電池２からは電池残量測定手段８を通し
て制御回路４へと電流が供給される。制御回路４はトル
ク検出手段７と電池残量測定手段８とからの信号を用い
て電動機３へ供給する電流を制御している。
ける制御ブロック図である。運転者がペダルを踏むこと
により発生する人的駆動手段１はトルク検出手段７によ
ってその大きさを測定されると同時にスプロケットおよ
びチェーンを介して駆動輪である後輪１４へと伝えられ
る。一方充電式電池２からは電池残量測定手段８を通し
て制御回路４へと電流が供給される。制御回路４はトル
ク検出手段７と電池残量測定手段８とからの信号を用い
て電動機３へ供給する電流を制御している。
【００１６】図３は本発明の電動自転車の一実施例にお
ける電池残量に対する補助駆動率の特性を表した図であ
る。電池残量が一定の値以上の時には一定の補助駆動率
（例えば５０％）となるようにトルク検出器からの出力
に応じて制御し、電池残量が一定の値以下となった時に
は電池残量に応じて補助駆動率を漸減させるように制御
している。
ける電池残量に対する補助駆動率の特性を表した図であ
る。電池残量が一定の値以上の時には一定の補助駆動率
（例えば５０％）となるようにトルク検出器からの出力
に応じて制御し、電池残量が一定の値以下となった時に
は電池残量に応じて補助駆動率を漸減させるように制御
している。
【００１７】図４は本発明の電動自転車の他の実施例に
おける電池残量に対する補助駆動率の特性を表した図で
ある。電池残量が一定の値以上の時には一定の補助駆動
率（例えば５０％）となるようにトルク検出器からの出
力に応じて制御し、電池残量が一定の値以下となった時
には電池残量に応じて補助駆動率を段階的に低減させる
ように制御している。また一時的に大きな補助駆動力を
必要とする場合には解除ボタンを押し続けることで通常
の補助駆動率に復帰させることができる。
おける電池残量に対する補助駆動率の特性を表した図で
ある。電池残量が一定の値以上の時には一定の補助駆動
率（例えば５０％）となるようにトルク検出器からの出
力に応じて制御し、電池残量が一定の値以下となった時
には電池残量に応じて補助駆動率を段階的に低減させる
ように制御している。また一時的に大きな補助駆動力を
必要とする場合には解除ボタンを押し続けることで通常
の補助駆動率に復帰させることができる。
【００１８】図１に示す解除手段１５は、電池残量に応
じて補助駆動率を低減させる機能を一時的に解除するよ
う制御回路４に信号を伝達する。
じて補助駆動率を低減させる機能を一時的に解除するよ
う制御回路４に信号を伝達する。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明は、充電式電池の電
池残量が少なくなった時に、電池残量測定手段から制御
回路に送られている信号により、補助駆動率が自動的に
制限されるので充電式電池の消耗を抑制することができ
る。これにより路上での突然の電池切れを防止できるこ
とはもちろん、一充電あたりの走行距離が長くなり充電
回数を削減することができるので電池寿命を長くするこ
とができる。
池残量が少なくなった時に、電池残量測定手段から制御
回路に送られている信号により、補助駆動率が自動的に
制限されるので充電式電池の消耗を抑制することができ
る。これにより路上での突然の電池切れを防止できるこ
とはもちろん、一充電あたりの走行距離が長くなり充電
回数を削減することができるので電池寿命を長くするこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例における電動自転車の制御ブ
ロック図
ロック図
【図２】本発明の一実施例における電動自転車の構成図
【図３】本発明の一実施例における電動自転車の電池残
量に対する補助駆動率特性図
量に対する補助駆動率特性図
【図４】本発明の他の実施例における電動自転車の電池
残量に対する補助駆動率特性図
残量に対する補助駆動率特性図
【図５】従来例における電動自転車の構成図
１ 人的駆動手段 ２ 充電式電池 ３ 電動機 ４ 制御回路 ５ ケース ６ 減速機 ７ トルク検出手段 ８ 電池残量測定手段 １１ ペダル １２ スプロケット １３ チェーン １４ 駆動輪（後輪） １５ 解除手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 正美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】人力によって駆動される人的駆動手段と、
人的駆動手段に連結された駆動輪と、前記人力による駆
動力を検出するトルク検出手段と、充電式電池によって
駆動される電動機と、前記電動機の出力軸に連結して回
転力を補助駆動力として前記駆動輪に伝達する減速機
と、前記充電式電池の電池残量を測定する電池残量測定
手段と、前記トルク検出手段の出力信号および前記電池
残量測定手段の出力信号に基づいて前記電動機の出力を
制御する制御回路とを備えたことを特徴とする電動自転
車。 - 【請求項２】請求項１記載の電動自転車で、電池残量測
定手段により電池残量が一定の値以下になったことを検
出した時に、電動機による補助駆動力の人力による駆動
力に対する比率を電池残量に応じて漸減させるように電
動機出力を制御する制御回路を備えたことを特徴とする
電動自転車。 - 【請求項３】請求項１記載の電動自転車で、電池残量測
定手段により電池残量が一定の値以下になったことを検
出した時に、電動機による補助駆動力の人力による駆動
力に対する比率を少なくとも１つ以上のステップで段階
的に減少させるように電動機出力を制御する制御回路を
備えたことを特徴とする電動自転車。 - 【請求項４】電池残量測定手段出力に基づく補助駆動力
の制御を一時的に解除する解除手段を備えたことを特徴
とする請求項１，２又は３記載の電動自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22343596A JP3588928B2 (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 電動自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22343596A JP3588928B2 (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 電動自転車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1059263A true JPH1059263A (ja) | 1998-03-03 |
| JP3588928B2 JP3588928B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
ID=16798108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22343596A Expired - Lifetime JP3588928B2 (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 電動自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3588928B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012009856A1 (zh) * | 2010-07-22 | 2012-01-26 | 中国航空技术广州有限公司 | 电动自行车用中置助力装置 |
| US8498764B2 (en) | 2010-07-28 | 2013-07-30 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electric vehicle and method of controlling the same |
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