JPH1111375A - 電気自転車の制御方法 - Google Patents
電気自転車の制御方法Info
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- JPH1111375A JPH1111375A JP17140297A JP17140297A JPH1111375A JP H1111375 A JPH1111375 A JP H1111375A JP 17140297 A JP17140297 A JP 17140297A JP 17140297 A JP17140297 A JP 17140297A JP H1111375 A JPH1111375 A JP H1111375A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気自転車において、発進時の電動機作動開
始時のショック及びペダリング重さを軽減し、安全で、
乗り心地のよい電気自転車を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 電動駆動装置１の駆動回路部に内蔵され
ているマイクロコンピュータ１２に設定される発進時の
電動機に対する数百ミリ秒以内のソフトスタート及び数
秒以内の過剰補助出力制御により実現できる。
始時のショック及びペダリング重さを軽減し、安全で、
乗り心地のよい電気自転車を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 電動駆動装置１の駆動回路部に内蔵され
ているマイクロコンピュータ１２に設定される発進時の
電動機に対する数百ミリ秒以内のソフトスタート及び数
秒以内の過剰補助出力制御により実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペダル負荷に応じ
て電動駆動装置を作動させることが可能な電気自転車に
関し、さらに詳しくは、自転車の速度を検出し、規定の
範囲でペダル負荷を補助する電動駆動装置を有する電気
自転車の制御方法に関するものである。
て電動駆動装置を作動させることが可能な電気自転車に
関し、さらに詳しくは、自転車の速度を検出し、規定の
範囲でペダル負荷を補助する電動駆動装置を有する電気
自転車の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人力による駆動力と電動機による駆動力
を並列に設け、ペダル負荷に応じて規定範囲内で電動機
により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種々
提案されているが、電動駆動装置により補助する駆動力
範囲は、車速が、０から１５km／ｈまではペダル負荷１
に対して１以内、１５km／ｈから２４km／ｈ間では車速
に応じて漸次減少せしめ、２４km／ｈにおいて０となる
よう制御せねばならない。また、乗り手が発進しようと
したと判定するペダル負荷しきい値があり、そのしきい
値を越えた時に始めて、電動駆動装置が補助駆動力を出
力する。
を並列に設け、ペダル負荷に応じて規定範囲内で電動機
により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種々
提案されているが、電動駆動装置により補助する駆動力
範囲は、車速が、０から１５km／ｈまではペダル負荷１
に対して１以内、１５km／ｈから２４km／ｈ間では車速
に応じて漸次減少せしめ、２４km／ｈにおいて０となる
よう制御せねばならない。また、乗り手が発進しようと
したと判定するペダル負荷しきい値があり、そのしきい
値を越えた時に始めて、電動駆動装置が補助駆動力を出
力する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このため、電動駆動装
置は、ペダル負荷を検出するいわゆるペダル負荷検出
部，ペダル回転速度検出部，電動機，減速機部及び駆動
回路部から構成されており、前記ペダル負荷検出部及び
ペダル回転速度検出部からの情報を基に駆動回路部が電
動機を制御し、前記規定内のパワーアシストを実現す
る。前記規定は、自転車として安全性を考慮したもので
あるが、特に発進時のペダル負荷は、定常走行時に比較
し、数倍以上のペダル負荷となり、脚力のない人が操作
する場合、ペダルが重い、また発進したと判定するペダ
ル負荷しきい値を越え電動機が始動した時ショックが発
生する等によりスムーズな発進加速が困難な場合も発生
していた。
置は、ペダル負荷を検出するいわゆるペダル負荷検出
部，ペダル回転速度検出部，電動機，減速機部及び駆動
回路部から構成されており、前記ペダル負荷検出部及び
ペダル回転速度検出部からの情報を基に駆動回路部が電
動機を制御し、前記規定内のパワーアシストを実現す
る。前記規定は、自転車として安全性を考慮したもので
あるが、特に発進時のペダル負荷は、定常走行時に比較
し、数倍以上のペダル負荷となり、脚力のない人が操作
する場合、ペダルが重い、また発進したと判定するペダ
ル負荷しきい値を越え電動機が始動した時ショックが発
生する等によりスムーズな発進加速が困難な場合も発生
していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決手段は、電
動駆動装置の駆動回路部に内蔵されているマイクロコン
ピュータに設定される発進時の電動機の出力制御により
実現できる。
動駆動装置の駆動回路部に内蔵されているマイクロコン
ピュータに設定される発進時の電動機の出力制御により
実現できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
人力によって駆動されるペダル駆動装置と、それを補助
する電動駆動装置を有する電気自転車において、発進判
定手段を有し、発進時に、電動機の出力を制限するもの
であり、発進時の電動機の始動によるショックを和らげ
る作用がある。
人力によって駆動されるペダル駆動装置と、それを補助
する電動駆動装置を有する電気自転車において、発進判
定手段を有し、発進時に、電動機の出力を制限するもの
であり、発進時の電動機の始動によるショックを和らげ
る作用がある。
【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
気自転車の制御方法において発進時の電動機出力制限
が、発進開始から、百ミリ秒以内としたものであり、乗
り心地への悪影響を感じさせない作用がある。
気自転車の制御方法において発進時の電動機出力制限
が、発進開始から、百ミリ秒以内としたものであり、乗
り心地への悪影響を感じさせない作用がある。
【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の電気自転車の制御方法において電動機の出力制限
が、規定値に対し０．６以下としたものであり、ソフト
スタートとさせる作用がある。
記載の電気自転車の制御方法において電動機の出力制限
が、規定値に対し０．６以下としたものであり、ソフト
スタートとさせる作用がある。
【０００８】請求項４記載の発明は、人力によって駆動
されるペダル駆動装置と、それを補助する電動駆動装置
を有する電気自転車において、発進判定手段を有し、発
進時にペダル負荷に対し、電動機の出力を少なくとも規
定値以上に過剰補助としたものであり、軽いペダリング
での発進を可能とする作用がある。
されるペダル駆動装置と、それを補助する電動駆動装置
を有する電気自転車において、発進判定手段を有し、発
進時にペダル負荷に対し、電動機の出力を少なくとも規
定値以上に過剰補助としたものであり、軽いペダリング
での発進を可能とする作用がある。
【０００９】請求項５記載の発明は、請求項１または４
記載の電気自転車の制御方法において発進時のペタル負
荷に対し、電動機の過剰補助が、発進開始時から百ミリ
秒以後になされるようにしたものであり、ソフトスター
トでありながら、軽いペダリングで発進できる作用があ
る。
記載の電気自転車の制御方法において発進時のペタル負
荷に対し、電動機の過剰補助が、発進開始時から百ミリ
秒以後になされるようにしたものであり、ソフトスター
トでありながら、軽いペダリングで発進できる作用があ
る。
【００１０】請求項６記載の発明は、請求項５記載の電
気自転車の制御方法において発進時の過剰補助が発進開
始より３秒以内としたものであり、より安全な発進が可
能となる作用がある。
気自転車の制御方法において発進時の過剰補助が発進開
始より３秒以内としたものであり、より安全な発進が可
能となる作用がある。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１２】図１に本発明による電気自転車の概略図を
示す。モータ，減速機，センサー，制御回路が一体化し
た電動駆動装置１は車体のメインパイプ２とサドルパイ
プ３の結合部の下方に組み立てられている。電動駆動装
置１は一体化しているため、車体への組み立ては簡単で
あり、また車体のほぼ中央低部にあるため、低重心とな
り、操作性のよい電気自転車を実現する。さらに電池は
合成樹脂製のボックス４に内蔵され、サドルパイプ３と
後輪５間の本体に組み込まれている。
示す。モータ，減速機，センサー，制御回路が一体化し
た電動駆動装置１は車体のメインパイプ２とサドルパイ
プ３の結合部の下方に組み立てられている。電動駆動装
置１は一体化しているため、車体への組み立ては簡単で
あり、また車体のほぼ中央低部にあるため、低重心とな
り、操作性のよい電気自転車を実現する。さらに電池は
合成樹脂製のボックス４に内蔵され、サドルパイプ３と
後輪５間の本体に組み込まれている。
【００１３】図２に本発明による電動駆動装置制御のブ
ロック図を示す。電動駆動装置の制御は、電動駆動装置
に内蔵されているペダル負荷検出部１０及びペダル回転
速度検出部１１から出力される信号をマイクロコンピュ
ータ１２に入力し、その値に応じてＰＷＭインバータの
デューティ比を計算し、電動機１７への出力を決定す
る。
ロック図を示す。電動駆動装置の制御は、電動駆動装置
に内蔵されているペダル負荷検出部１０及びペダル回転
速度検出部１１から出力される信号をマイクロコンピュ
ータ１２に入力し、その値に応じてＰＷＭインバータの
デューティ比を計算し、電動機１７への出力を決定す
る。
【００１４】マイクロコンピュータ１２は、ペダル負荷
信号及びペダル回転速度信号の変化から、前記自転車が
発進時か否かの判定を行う発進判定手段１３を内蔵し、
発進と判定された時には、予め設定されたタイムスケジ
ュールにて補助率の減増指令を出力する発進補助率設定
手段１４により、ＰＷＭデューティ比計算手段１５が制
御され、パワー部１６を介して電動機１７を制御する。
信号及びペダル回転速度信号の変化から、前記自転車が
発進時か否かの判定を行う発進判定手段１３を内蔵し、
発進と判定された時には、予め設定されたタイムスケジ
ュールにて補助率の減増指令を出力する発進補助率設定
手段１４により、ＰＷＭデューティ比計算手段１５が制
御され、パワー部１６を介して電動機１７を制御する。
【００１５】発進時のペダル負荷は非常に大きく、電動
機に急激な大電流が供給されるが、発進したと判定する
ペダル負荷しきい値を越え電動機が始動した時、ＰＷＭ
インバータがＯＮとなる時、瞬間的にスパイク状の大電
流が流れるため、自転車の発進のショックが発生する。
そこで、電動機の出力を制限することで発進のショック
を防止する。
機に急激な大電流が供給されるが、発進したと判定する
ペダル負荷しきい値を越え電動機が始動した時、ＰＷＭ
インバータがＯＮとなる時、瞬間的にスパイク状の大電
流が流れるため、自転車の発進のショックが発生する。
そこで、電動機の出力を制限することで発進のショック
を防止する。
【００１６】しかしながら、発進時の電動機の出力制限
は、結果としてペダル負荷を軽減する電動補助機能を制
限するものであり、発進加速性を損なうおそれがあるの
で、発進開始からおおよそ百ミリ秒以内と制限されるべ
きものである。百ミリ秒以内とすれば、現実的には、ペ
ダルを通して使用者が電動補助不足を感じないで通常補
助へと移行できるからである。発進時の電動機作動開始
によるショックを感じさせないためには電動機の補助率
を通常の補助率１に対して、０．６以下とする必要があ
る。
は、結果としてペダル負荷を軽減する電動補助機能を制
限するものであり、発進加速性を損なうおそれがあるの
で、発進開始からおおよそ百ミリ秒以内と制限されるべ
きものである。百ミリ秒以内とすれば、現実的には、ペ
ダルを通して使用者が電動補助不足を感じないで通常補
助へと移行できるからである。発進時の電動機作動開始
によるショックを感じさせないためには電動機の補助率
を通常の補助率１に対して、０．６以下とする必要があ
る。
【００１７】図３に従来と本発明の発進時の電動機電流
の対比を示す。従来例の図３（ａ）では、発進時にスパ
イク状の電流が流れ、しかる後通常補助率に基づいた電
流が流れている。一方、本発明の図３（ｂ）では、発進
時のスパイク状電流はなく、発進開始から百ミリ秒間は
通常補助率より低い補助率となる電流が流れ、しかる後
通常補助率となる電流が流れている。自転車の発進は、
ペダル負荷が定常状態に比較し非常に大きく、そのため
不安定な走行となる。そこで、短時間で定常状態へ移行
することで電動自転車の安全性をさらに高めることがで
きる。そのため、発進時に電動機の補助率を通常の補助
率１より増加させ、ペダル負荷を軽減することによりか
かる問題が解決できる。ペダル負荷検出部から送られた
信号によりマイクロコンピュータは電動機の補助率を規
定の値となるよう計算し、モータを制御するが、発進時
のみ補助率を通常の規定値よりさらに増加させることで
解決できる。マイクロコンピュータに発進判定機能を付
加させておけば、かかる過剰アシストを発進時以外に作
動させないことは容易に可能である。発進時の過剰アシ
ストは、発進時に短時間で定常状態へ移行させ、自転車
の安全性を高めることにその目的があり、発進開始から
定常状態まで漕ぎ方にもよるがおおむね３秒間位かかる
ので、過剰補助を実施する時間を３秒以内に限定する必
要がある。また、過剰アシストを発進開始時から実施す
ると、発進開始時のスパイク電流が発生し、電動機作動
のショックが起こるので、前記電動機出力制限終了後、
つまり、発進開始から百ミリ秒経過後かかる過剰補助を
実施する必要がある。
の対比を示す。従来例の図３（ａ）では、発進時にスパ
イク状の電流が流れ、しかる後通常補助率に基づいた電
流が流れている。一方、本発明の図３（ｂ）では、発進
時のスパイク状電流はなく、発進開始から百ミリ秒間は
通常補助率より低い補助率となる電流が流れ、しかる後
通常補助率となる電流が流れている。自転車の発進は、
ペダル負荷が定常状態に比較し非常に大きく、そのため
不安定な走行となる。そこで、短時間で定常状態へ移行
することで電動自転車の安全性をさらに高めることがで
きる。そのため、発進時に電動機の補助率を通常の補助
率１より増加させ、ペダル負荷を軽減することによりか
かる問題が解決できる。ペダル負荷検出部から送られた
信号によりマイクロコンピュータは電動機の補助率を規
定の値となるよう計算し、モータを制御するが、発進時
のみ補助率を通常の規定値よりさらに増加させることで
解決できる。マイクロコンピュータに発進判定機能を付
加させておけば、かかる過剰アシストを発進時以外に作
動させないことは容易に可能である。発進時の過剰アシ
ストは、発進時に短時間で定常状態へ移行させ、自転車
の安全性を高めることにその目的があり、発進開始から
定常状態まで漕ぎ方にもよるがおおむね３秒間位かかる
ので、過剰補助を実施する時間を３秒以内に限定する必
要がある。また、過剰アシストを発進開始時から実施す
ると、発進開始時のスパイク電流が発生し、電動機作動
のショックが起こるので、前記電動機出力制限終了後、
つまり、発進開始から百ミリ秒経過後かかる過剰補助を
実施する必要がある。
【００１８】図４に発進時のソフトスタート及び過剰補
助の補助率と時間の各種パターンを示す。ただし、Ａ領
域はソフトスタート部、Ｂ領域は過剰補助部、Ｃ領域は
補助率が規定値部を示している。
助の補助率と時間の各種パターンを示す。ただし、Ａ領
域はソフトスタート部、Ｂ領域は過剰補助部、Ｃ領域は
補助率が規定値部を示している。
【００１９】図４（ａ）は基本パターンでありステップ
状に補助率を可変した場合である。図４（ｂ）はソフト
スタート部の補助率を多段階に変更した場合であり、発
進始動時の電動機作動開始時のショックを図４（ａ）に
比べて軽減できる。
状に補助率を可変した場合である。図４（ｂ）はソフト
スタート部の補助率を多段階に変更した場合であり、発
進始動時の電動機作動開始時のショックを図４（ａ）に
比べて軽減できる。
【００２０】図４（ｃ）は過剰補助部をステップ状に可
変した場合であり、図４（ｂ）に比べて加速性は劣るが
滑らかに速度が変わる。
変した場合であり、図４（ｂ）に比べて加速性は劣るが
滑らかに速度が変わる。
【００２１】図４（ｄ）はソフトスタート部の補助率を
ステップ状でなくあるレートにて変更した場合であり、
発進始動時の電動機作動開始時のショックを図４（ａ）
に比べて軽減できる。
ステップ状でなくあるレートにて変更した場合であり、
発進始動時の電動機作動開始時のショックを図４（ａ）
に比べて軽減できる。
【００２２】図４（ｅ）はソフトスタート部の補助率を
多段階かつリニアあるいはノンリニアを含むあるレート
にて変更した場合であり、発進始動時の電動機作動開始
時のショックを図４（ｄ）に比べて軽減できる。
多段階かつリニアあるいはノンリニアを含むあるレート
にて変更した場合であり、発進始動時の電動機作動開始
時のショックを図４（ｄ）に比べて軽減できる。
【００２３】図４（ｆ）は図４（ｅ）の過剰補助部をあ
るレートにて可変した場合であり、より滑らかな加速性
が得られる。
るレートにて可変した場合であり、より滑らかな加速性
が得られる。
【００２４】また、図４の例は代表例であり、補助率の
可変をステップ状、リニアあるいはノンリニアを含むあ
るレートさらに多段階の組合せにて実施してもよいこと
はいうまでもない。
可変をステップ状、リニアあるいはノンリニアを含むあ
るレートさらに多段階の組合せにて実施してもよいこと
はいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】本発明の電気自転車は発進時の電動機の
出力制御により電動機作動開始時のショックを軽減し、
いわゆるソフトスタートを電動補助不足を感じない範囲
で実施し、さらに発進加速性を良化させるため、電動補
助率を一定時間規定値より過剰とさせることにより、よ
り安全で、乗り心地のよい電気自転車を提供するもので
ある。
出力制御により電動機作動開始時のショックを軽減し、
いわゆるソフトスタートを電動補助不足を感じない範囲
で実施し、さらに発進加速性を良化させるため、電動補
助率を一定時間規定値より過剰とさせることにより、よ
り安全で、乗り心地のよい電気自転車を提供するもので
ある。
【図１】本発明の電気自転車の概略図
【図２】本発明の電気自転車電動駆動装置制御のブロッ
ク図
ク図
【図３】（ａ）従来例の電気自転車発進時の電動機電流
を示す図 （ｂ）本発明の電気自転車発進時の電動機電流を示す図
を示す図 （ｂ）本発明の電気自転車発進時の電動機電流を示す図
【図４】（ａ）発進時の補助率と時間の基本パターンを
示す図 （ｂ）同電動機の作動開始時のショックを軽減するパタ
ーンを示す図 （ｃ）同速度が滑らかに変わるパターンを示す図 （ｄ）同電動機の作動開始時のショックを軽減するパタ
ーンを示す図 （ｅ）同電動機の作動開始時のショックを軽減するパタ
ーンを示す図 （ｆ）同電動機の滑らかな加速が得られるパターンを示
す図
示す図 （ｂ）同電動機の作動開始時のショックを軽減するパタ
ーンを示す図 （ｃ）同速度が滑らかに変わるパターンを示す図 （ｄ）同電動機の作動開始時のショックを軽減するパタ
ーンを示す図 （ｅ）同電動機の作動開始時のショックを軽減するパタ
ーンを示す図 （ｆ）同電動機の滑らかな加速が得られるパターンを示
す図
１ 電動駆動装置 ２ メインパイプ ３ サドルパイプ ４ 電池ボックス ５ 後輪 １０ ペダル負荷検出部 １１ ペダル回転速度検出部 １２ マイクロコンピュータ １３ 発進判定手段 １４ 発進補助率設定手段 １５ ＰＷＭデューティ比計算手段 １６ パワー部 １７ 電動機
Claims (6)
- 【請求項１】人力によって駆動されるペダル駆動装置
と、それを補助する電動駆動装置を有する電気自転車に
おいて、発進判定手段を有し、発進時に、電動機の出力
を制限することを特徴とした電気自転車の制御方法。 - 【請求項２】発進時の電動機出力制限が、発進開始か
ら、百ミリ秒以内であることを特徴とする請求項１記載
の電気自転車の制御方法。 - 【請求項３】電動機の出力制限が、規定値に対し０．６
以下であることを特徴とする請求項１または２記載の電
気自転車の制御方法。 - 【請求項４】人力によって駆動されるペダル駆動装置
と、それを補助する電動駆動装置を有する電気自転車に
おいて、発進判定手段を有し、発進時にペダル負荷に対
し、電動機の出力を少なくとも規定値以上に過剰補助と
したことを特徴とする電気自転車の制御方法。 - 【請求項５】発進時のペタル負荷に対し、電動機の過剰
補助が、発進開始時から百ミリ秒以後になされることを
特徴とする請求項１または４記載の電気自転車の制御方
法。 - 【請求項６】発進時の過剰補助が発進開始より３秒以内
であることを特徴とする請求項５記載の電気自転車の制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17140297A JPH1111375A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 電気自転車の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17140297A JPH1111375A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 電気自転車の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1111375A true JPH1111375A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15922496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17140297A Pending JPH1111375A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 電気自転車の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1111375A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001106161A (ja) * | 1999-10-13 | 2001-04-17 | Honda Motor Co Ltd | 補助動力付き自転車 |
| JP5048519B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2012-10-17 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動アシスト自転車 |
| EP2783969A1 (en) | 2013-03-29 | 2014-10-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Controller for electric bicycle, power unit for electric bicycle, and electric bicycle |
| US9085341B2 (en) | 2012-08-08 | 2015-07-21 | Kinpo Electronics, Inc. | Electric power assist device and driving method for electric vehicle |
| JP2016088374A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | 株式会社ブリヂストン | 電動補助自転車 |
| JP2017030614A (ja) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | ブリヂストンサイクル株式会社 | 電動補助装置及び電動補助自転車 |
| JP2017074813A (ja) * | 2015-10-13 | 2017-04-20 | ブリヂストンサイクル株式会社 | 電動補助装置及び電動補助自転車 |
| CN107294460A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-10-24 | 无锡赛盈动力科技有限公司 | 一种电动自行车控制器软硬启动调整的控制方法 |
| JP2017226296A (ja) * | 2016-06-21 | 2017-12-28 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動補助車両および補助出力制御システム |
| TWI817740B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-10-01 | 宏碁股份有限公司 | 馬達控制器及其控制方法 |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP17140297A patent/JPH1111375A/ja active Pending
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| CN107294460A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-10-24 | 无锡赛盈动力科技有限公司 | 一种电动自行车控制器软硬启动调整的控制方法 |
| CN107294460B (zh) * | 2017-07-10 | 2020-02-14 | 无锡赛盈动力科技有限公司 | 一种电动自行车控制器软硬启动调整的控制方法 |
| TWI817740B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-10-01 | 宏碁股份有限公司 | 馬達控制器及其控制方法 |
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