JPH11180376A - Bicycle with auxiliary motive power - Google Patents
Bicycle with auxiliary motive powerInfo
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- JPH11180376A JPH11180376A JP35519197A JP35519197A JPH11180376A JP H11180376 A JPH11180376 A JP H11180376A JP 35519197 A JP35519197 A JP 35519197A JP 35519197 A JP35519197 A JP 35519197A JP H11180376 A JPH11180376 A JP H11180376A
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- auxiliary
- bicycle
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、変速機を自動変速
するとともに補助動力を得るように構成された補助動力
付自転車に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle with auxiliary power which is configured to automatically shift a transmission and to obtain auxiliary power.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、地球環境の観点から自転車の良さ
が見直されつつあり、より快適で使い易い自転車の開発
や、近距離の買物等において有用な補助動力付自転車の
開発が期待されている。このような中で、変速を自動的
に行える自動変速の技術が自転車においても普及しつつ
あり、例えば、速度センサーによって検出した走行速度
に応じて電動にて変速操作を行う自動変速装置として特
公平3−16316号公報に開示されているものがあ
る。一方、補助動力付自転車についても婦女子を中心に
普及しつつある。このような補助動力付自転車における
変速操作は、一般に搭乗者が手動にて行っているのが実
情である。2. Description of the Related Art In recent years, the advantages of bicycles are being reviewed from the viewpoint of the global environment, and the development of more comfortable and easy-to-use bicycles and the development of bicycles with auxiliary power useful for short-distance shopping and the like are expected. . Under such circumstances, the technology of automatic shifting, which can automatically shift gears, is becoming widespread in bicycles. There is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-16316. On the other hand, bicycles with auxiliary motors are also spreading, mainly among women and girls. In general, the shifting operation of such a bicycle with an auxiliary power is manually performed by a passenger.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の自
転車における自動変速装置と補助動力付自転車における
変速装置とは何ら格別の関連性を有していないために、
補助動力用モータの特性や状態に無関係に変速操作がな
されて、補助動力用モータが低効率の範囲にて使用さ
れ、これにより過大の電力が費やされるため、電池の損
失が増大して走行距離が伸びない事態を招いていた。そ
のため、本件出願人は、自転車の走行速度と人力による
ペダルに発生するトルクと補助動力用モータの駆動電流
を検出して、補助動力用モータの効率が高い方へ後輪変
速機の操作を行うようにした補助動力付自転車の自動変
速装置を提案した(特開平9−240568号公報)。
本件出願人による上記自動変速装置にあっては、走行中
の補助動力用モータの効率をウォッチングするパラメー
タとして、主として人力によるペダルに発生するトルク
を、さらに走行速度すなわちクランク軸の回転数との両
方を検出していた。また、発進後の自動変速に伴うシフ
トアップの走行中において補助動力用モータからの動力
の補助率は一定(通常、人力1に対して補助率1)に設
定されていた。Therefore, since the automatic transmission in the conventional bicycle and the transmission in the auxiliary powered bicycle do not have any particular connection,
The gearshift operation is performed regardless of the characteristics and state of the auxiliary power motor, and the auxiliary power motor is used in a low efficiency range, which consumes excessive electric power. Was not growing. Therefore, the applicant of the present application detects the torque generated on the pedal by the running speed of the bicycle and the human power and the drive current of the auxiliary power motor, and operates the rear wheel transmission in a direction in which the efficiency of the auxiliary power motor is higher. An automatic transmission for an auxiliary powered bicycle is proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-240568).
In the automatic transmission according to the present applicant, as a parameter for monitoring the efficiency of the auxiliary power motor during traveling, a torque mainly generated by a pedal by human power is further added to both a traveling speed, that is, a rotational speed of a crankshaft. Was detected. Further, during the upshifting due to the automatic shifting after the start, the assisting rate of the power from the assisting power motor is set to be constant (usually, the assisting rate is 1 for 1 human power).
【0004】一般に、法的な規制の上から、自転車にお
ける補助動力の付与による走行速度は上限が24Km/
hに制限されていることから、変速装置によってトップ
ギヤによる高速走行に移行してからの補助動力用モータ
からの補助率は漸減するように構成されているものの、
ある範囲内の速度領域であれば、前述のように補助率は
一定であるため、特にロー発進時にはペダル踏力が軽す
ぎる感じがあり、不快な乗車感覚を招き、さらにこのこ
とは、必要以上の補助を行っているとも言え、エネルギ
ー効率上無駄が多いものとなっていた。[0004] Generally, due to legal restrictions, the upper limit of the running speed of a bicycle by applying auxiliary power is 24 km / km.
h, the auxiliary ratio from the auxiliary power motor after shifting to high-speed running by the top gear by the transmission is configured to gradually decrease.
In the speed range within a certain range, the assist ratio is constant as described above, so that the pedaling force may be too light, especially at a low start, causing an uncomfortable riding feeling. It could be said that it provided assistance, but it was wasteful in terms of energy efficiency.
【0005】そこで本発明は、本件出願人による上記補
助動力付自転車の自動変速装置をさらに改良して、検出
パラメータを少なくして自動変速装置を簡素化するとと
もに、より効率的な補助動力の使用を実現した低エネル
ギー消費型の補助動力付自転車を提供することを目的と
するものである。Accordingly, the present invention is to further improve the automatic transmission for an auxiliary powered bicycle by the applicant of the present invention, to reduce the detection parameters and simplify the automatic transmission, and to use the auxiliary power more efficiently. It is an object of the present invention to provide a low-energy-consumption type auxiliary powered bicycle that achieves the above.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】このため本発明は、変速
機を自動変速するとともに補助動力を得るように構成さ
れた補助動力付自転車において、クランク軸回転数に応
じて前記補助動力からの補助率を変化させるように構成
したことを特徴とするものである。また本発明は、変速
機を自動変速するとともに補助動力を得るように構成さ
れた補助動力付自転車において、発進後のクランク軸回
転数の上昇または自動変速に伴うシフトアップに応じて
前記補助動力からの補助率を上昇させるように構成した
ことを特徴とするものである。また本発明は、変速機を
自動変速するとともに補助動力を得るように構成された
補助動力付自転車において、前記補助動力ユニットの効
率がよい所定範囲のクランク軸回転数になるように前記
変速機を自動変速することを特徴とするものである。ま
た本発明は、変速機を自動変速するとともに補助動力を
得るように構成された補助動力付自転車において、発進
後のクランク軸回転数または自動変速に伴うシフトアッ
プに応じて前記補助動力からの補助率を上昇させるよう
に構成するとともに、前記補助動力ユニットの効率がよ
い所定範囲のクランク軸回転数になるように前記変速機
を自動変速することを特徴とするもので、これらを課題
解決のための手段とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a bicycle with an auxiliary power which is configured to automatically shift the transmission and to obtain auxiliary power. The rate is changed. The present invention also provides a bicycle with auxiliary power configured to automatically shift the transmission and to obtain auxiliary power, in which the auxiliary power is increased according to an increase in the crankshaft rotation speed after starting or an upshift accompanying the automatic transmission. In which the auxiliary rate is increased. The present invention also relates to a bicycle with auxiliary power configured to automatically shift the transmission and to obtain auxiliary power, wherein the transmission is controlled so that the efficiency of the auxiliary power unit is in a predetermined range of the crankshaft rotation speed. It is characterized by automatic shifting. The present invention also provides a bicycle with an auxiliary power which is configured to automatically shift a transmission and to obtain auxiliary power. The transmission is automatically shifted so that the efficiency of the auxiliary power unit is within a predetermined range of the crankshaft rotation speed. Means.
【0007】[0007]
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1〜図6は本発明の1実施の形態を示
すもので、図1は自動変速装置を装着した本発明の補助
動力付自転車の全体側面図、図2はそのハンガー部にお
ける伝動系であるミッションケース(減速機)の側面
図、図3は図2の一部断面平面図、図4は図2における
トルク検出部の分解斜視図、図5は変速駆動部の一部断
面側面図、図6は後輪および後輪変速装置を示す側面図
である。図1に示すように、本発明の補助動力付自転車
のハンガー部の上部にはハンドルポストに沿ってバッテ
リー32が載置され、ハンガー部には補助動力モータ等
の補助動力駆動部30からの補助動力を受けて人力によ
るペダルの駆動力と合わせてクランク軸スプロケット2
2から後輪に駆動力を出力するミッションケースおよび
人力によるペダルトルクを検出して後輪変速装置である
変速用ハブ33を自動変速する変速駆動部31とが設置
されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall side view of an auxiliary powered bicycle of the present invention equipped with an automatic transmission, and FIG. 2 is a transmission system in a hanger portion thereof. FIG. 3 is a partial cross-sectional plan view of FIG. 2, FIG. 4 is an exploded perspective view of a torque detecting unit in FIG. 2, and FIG. 5 is a partial cross-sectional side view of a transmission drive unit. 6 is a side view showing a rear wheel and a rear wheel transmission. As shown in FIG. 1, a battery 32 is mounted along a handle post on an upper part of a hanger part of the bicycle with auxiliary power of the present invention, and an auxiliary power drive unit 30 such as an auxiliary power motor is mounted on the hanger part. Crankshaft sprocket 2 receiving power and combining with the manual driving force of pedal
A transmission case that outputs a driving force from the rear wheel 2 to the rear wheels and a shift drive unit 31 that detects a pedal torque by human power and automatically shifts a shift hub 33 that is a rear wheel transmission are provided.
【0008】図2および図3に示すように、ハンガー部
に設置される本体1、側部2、3および底部4からなる
ミッションケース(減速機)内には、バッテリー32か
らの電力の供給を受けて駆動される補助動力モータ56
と人力によるペダルに連結されたクランク軸9の回転駆
動力によりスプロケット22が回転してチェーンを介し
て後輪に駆動力が伝達される。補助動力モータ56から
の駆動力は駆動ベルトを介してベルトプーリ13からC
ギヤ15のベルトプーリ14に伝達される。ベルトプー
リ14からCギヤ15へはワンウェイクラッチを介して
回転が伝えられ、補助動力モータ56からの駆動力のみ
がCギヤ15側へ伝達されて、人力側から隔離されて補
助動力モータ56を人力で駆動しないように構成されて
いる。Cギヤ15からの駆動力はDギヤ16を介してE
ギヤ18から従動円板7に伝達される。As shown in FIGS. 2 and 3, a power supply from a battery 32 is supplied to a transmission case (reducer) including a main body 1, side parts 2, 3 and a bottom part 4 installed on a hanger part. Auxiliary power motor 56 driven and received
The sprocket 22 is rotated by the rotational driving force of the crankshaft 9 connected to the pedal, and the driving force is transmitted to the rear wheels via the chain. The driving force from the auxiliary power motor 56 is transmitted from the belt pulley 13 to the C
The power is transmitted to the belt pulley 14 of the gear 15. The rotation is transmitted from the belt pulley 14 to the C gear 15 via a one-way clutch, and only the driving force from the auxiliary power motor 56 is transmitted to the C gear 15 side. It is configured not to be driven. The driving force from the C gear 15 is transmitted to the E gear via the D gear 16.
The power is transmitted from the gear 18 to the driven disk 7.
【0009】一方、図3および図4に示すように、人力
によるペダルに連結されたクランク軸9からの回転駆動
力は、ラチェット10を介して駆動円板6に伝えられ、
さらに該駆動円板6から一対のトルクプレート8A、8
Bを介して従動円板7を駆動する。かくして前述のよう
に補助動力モータ56から前記Eギヤ18を介して補助
動力をも受けた従動円板7が回転し、該従動円板7の外
周に螺子嵌合したスプロケット22が回転して、チェー
ンを介してそれらの駆動力が後輪側に伝達される。図6
に示すように、チェーンを介して伝達された駆動力は、
後輪スプロケット35に伝えられた後、後輪ハブに内装
された内装式変速装置を介して後輪を回転駆動する。On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the rotational driving force from the crankshaft 9 connected to the pedal by human power is transmitted to the driving disk 6 via the ratchet 10,
Further, a pair of torque plates 8A, 8
The driven disk 7 is driven via B. Thus, as described above, the driven disk 7 that has also received auxiliary power from the auxiliary power motor 56 via the E gear 18 rotates, and the sprocket 22 screwed to the outer periphery of the driven disk 7 rotates, The driving force is transmitted to the rear wheels via the chain. FIG.
As shown in the figure, the driving force transmitted through the chain is
After being transmitted to the rear wheel sprocket 35, the rear wheel is rotationally driven via an internal transmission installed in the rear wheel hub.
【0010】また、自転車の走行中に前記人力によるペ
ダルの踏動によってクランク軸9にかかるトルクが増大
すると、前記駆動円板6と従動円板7とがずれて相対回
転を引き起こして、これら駆動円板6と従動円板7との
間に配置されたU字状のトルクプレート8A、8Bが撓
んでそれらの両端部が近接する。一方、前記クランク軸
9における駆動円板6の背面側にはフェイスカムコーン
5が嵌合されており、コイルスプリング20によって従
動円板7側に付勢されている。該フェイスカムコーン5
の軸動に応じてその移動量を検出する人力検出トルクセ
ンサー23がその背面に配置され、検出子がコイルスプ
リング24によってフェイスカムコーン5の背面に当接
している。前記駆動円板6に対する従動円板7の相対回
転の量すなわちクランク軸9にかかる人力によるペダル
の踏動力であるトルクの大きさに応じて、前記従動円板
7の外周のカム突起7Cとフェイスカムコーン5のカム
部5Cとのカム作用によってフェイスカムコーン5が軸
方向外側(図3において左側)へ所定量移動する。これ
によって、フェイスカムコーン5の背面に当接している
人力検出トルクセンサー23の検出子が所定量後退して
クランク軸9のトルクの大きさを検出するとともに、ク
ランク軸回転数センサーの信号に応じて、後述するよう
に補助動力モータ56からの補助率を変更して後輪変速
装置である変速用ハブ33を自動変速するためのパラメ
ータを得る。When the torque applied to the crankshaft 9 by the pedaling by the human power increases while the bicycle is running, the driving disk 6 and the driven disk 7 are displaced to cause relative rotation, and these driving disks are driven. The U-shaped torque plates 8A and 8B disposed between the disk 6 and the driven disk 7 bend and their both ends approach. On the other hand, a face cam cone 5 is fitted on the rear side of the drive disk 6 in the crankshaft 9, and is urged toward the driven disk 7 by a coil spring 20. The face cam cone 5
A human-power-detecting torque sensor 23 for detecting the amount of movement in accordance with the axial movement of the face cam cone 5 is disposed on the back of the face cam cone 5 by a coil spring 24. According to the amount of relative rotation of the driven disk 7 with respect to the driving disk 6, that is, the magnitude of the torque which is the pedaling power of the pedal by human power applied to the crankshaft 9, the cam projection 7 </ b> C on the outer periphery of the driven disk 7 The cam action of the cam cone 5 with the cam portion 5C causes the face cam cone 5 to move axially outward (to the left in FIG. 3) by a predetermined amount. Thereby, the detector of the human power detection torque sensor 23 abutting on the back surface of the face cam cone 5 is retracted by a predetermined amount to detect the magnitude of the torque of the crankshaft 9 and responds to the signal of the crankshaft rotation speed sensor. Then, as will be described later, the auxiliary ratio from the auxiliary power motor 56 is changed to obtain a parameter for automatically shifting the transmission hub 33 as the rear wheel transmission.
【0011】図5に示すように、前記人力検出トルクセ
ンサー23からの入力を受けて、変速駆動部31のケー
ス44内に配置された変速用モータ43が適宜角度回転
し、減速ギヤ42を介してプーリ41を回転させて変速
用ワイヤー38を牽引する。このときの変速用ワイヤー
38の巻取り量は変速モータ回転センサー40によって
検出されて、変速段位が読み取られる。図6に示すよう
に、変速用ワイヤー38が牽引されると、該変速用ワイ
ヤー38の終端に固定された変速ワイヤー止めナット3
6がブラケット39に設置された変速用プーリ37を操
作して、例えば後輪ハブ軸の軸動によって変速歯車装置
の噛合組合せを変更する等の形式の内装式変速装置を自
動変速する。As shown in FIG. 5, in response to an input from the human-power detecting torque sensor 23, a speed change motor 43 disposed in a case 44 of the speed change drive unit 31 is rotated by an appropriate angle and is transmitted through a speed reduction gear 42. The pulley 41 is rotated to pull the speed change wire 38. The winding amount of the speed change wire 38 at this time is detected by the speed change motor rotation sensor 40, and the speed position is read. As shown in FIG. 6, when the speed change wire 38 is pulled, the speed change wire fixing nut 3 fixed to the end of the speed change wire 38.
6 operates the speed change pulley 37 mounted on the bracket 39 to automatically change the speed of an internal type speed change device such as changing the meshing combination of the speed change gear device by axial movement of the rear wheel hub shaft.
【0012】図示はしないが、本発明において採用され
るクランク軸9の回転数を検出するためのクランク軸回
転センサー50(図8)としては、回転部に設置した磁
石と固定部に設置したリードスイッチ間において発生す
るパルス数をカウントする形式等が採用され得るが、そ
の設置場所としては、前記図3におけるクランク軸9の
付近や、変速が後輪の変速用ハブ33にて行われること
から変速前にある後輪スプロケット35の回転数を検出
するようにしてもよい。Although not shown, the crankshaft rotation sensor 50 (FIG. 8) for detecting the number of rotations of the crankshaft 9 employed in the present invention includes a magnet provided on a rotating part and a lead provided on a fixed part. A method of counting the number of pulses generated between the switches may be adopted, but the installation location may be in the vicinity of the crankshaft 9 shown in FIG. 3 or because the shift is performed by the shift hub 33 of the rear wheel. The rotation speed of the rear wheel sprocket 35 before the shift may be detected.
【0013】図8は、以上のようにして構成された本発
明の補助動力付自転車の制御部のブロック線図を示すも
ので、バッテリー32からの電力を電源スイッチ57の
投入下において、クランク軸回転センサー50、変速モ
ータ回転センサー40および人力検出トルクセンサー2
3からの各入力を得て、マイコン51等を備えた制御回
路によってモータドライバー53およびモータドライバ
ー54を介して変速用モータ55および補助動力モータ
56をそれぞれ適正に駆動制御するものである。符号5
2はマイコン51に接続された変速段位の表示LEDで
ある。FIG. 8 is a block diagram of the control unit of the assisted powered bicycle according to the present invention constructed as described above. When the power from the battery 32 is turned on and the power switch 57 is turned on, the crankshaft is turned on. Rotation sensor 50, transmission motor rotation sensor 40, and human power detection torque sensor 2
The control circuit provided with the microcomputer 51 and the like receives the respective inputs from the control unit 3 and appropriately drives and controls the speed change motor 55 and the auxiliary power motor 56 via the motor driver 53 and the motor driver 54, respectively. Code 5
Reference numeral 2 denotes a shift stage display LED connected to the microcomputer 51.
【0014】図7は、本発明における補助動力モータの
補助率とそのユニット効率のクランク軸回転数および変
速前後におけるクランク軸のトルクと補助率との関係を
示したものである。図7(B)は、一般に、補助動力モ
ータからの動力によってクランク軸に加わるトルクの大
小に係わらず、ユニットとしての効率が最もよいクラン
ク軸の回転数は所定の範囲X4〜X5にあることを示す
図である。図7(A)は、このようなユニットとしての
効率がよいクランク軸の所定の範囲X1〜X2の回転数
域に至るまでの発進時からの補助動力モータからの駆動
力の補助率を明示したもので、斜線部分が補助動力モー
タによる補助部分である。法的規制の上から補助動力が
付与できる走行速度の上限24Km/hのクランク軸回
転数をX3として、クランク軸回転数X2〜X3に至る
までは補助動力モータによる補助率を漸減させる必要が
ある。FIG. 7 shows the relationship between the auxiliary ratio of the auxiliary power motor, the unit efficiency of the auxiliary power motor, the crankshaft rotational speed, and the torque of the crankshaft before and after the shift and the auxiliary ratio in the present invention. FIG. 7B shows that, in general, regardless of the magnitude of the torque applied to the crankshaft by the power from the auxiliary power motor, the rotational speed of the crankshaft with the best efficiency as a unit is in the predetermined range X4 to X5. FIG. FIG. 7 (A) clearly shows the auxiliary ratio of the driving force from the auxiliary power motor from the time of starting up to the rotation speed range of the predetermined range X1 to X2 of the crankshaft with high efficiency as such a unit. The hatched portion is an auxiliary portion provided by the auxiliary power motor. Due to legal restrictions, the crankshaft rotation speed at which the upper limit of the running speed at which the auxiliary power can be applied is 24 Km / h is X3, and it is necessary to gradually reduce the auxiliary ratio by the auxiliary power motor up to the crankshaft rotation speeds X2 to X3. .
【0015】発進時(クランク軸回転数X0)からユニ
ットとしての効率がよいクランク軸の回転数域X1〜X
2に達するまでは、本件出願人による前記提案のもので
は点線に示すように補助動力モータによる補助率が人力
1に対して1であったために低速ギヤによる発進時には
高い補助率を必要とせず、余分な補助力の付加によって
エネルギーの無駄を生じていたが、改良後の本発明で
は、図7(A)の斜線に示すように、発進後のクランク
軸回転数に応じて補助動力モータからの補助率を上昇さ
せるように構成したものである。図7(C)は、変速前
後におけるクランク軸のトルクと補助率との関係を示し
たもので、1回転毎のクランク軸に発生するトルクは増
減を繰り返しながら、補助動力と人力による合力に占め
るペダル踏力すなわち人力の割合は、クランク軸回転数
の増加に伴って低下している。このことは、補助率の増
大を示すことに他ならない。From the start (crankshaft rotation speed X0), the crankshaft rotation speed ranges X1 to X are high in efficiency as a unit.
Until the number reaches 2, since the auxiliary ratio by the auxiliary power motor is 1 for human power 1 as shown by the dotted line in the proposal of the present applicant, a high auxiliary ratio is not required when starting with the low-speed gear, Although the addition of extra auxiliary force causes waste of energy, in the improved invention, as indicated by the hatched portion in FIG. It is configured to increase the auxiliary rate. FIG. 7 (C) shows the relationship between the torque of the crankshaft and the auxiliary ratio before and after the shift, and the torque generated on the crankshaft for each revolution occupies the combined force of the auxiliary power and the human power while repeating increase and decrease. The pedaling force, that is, the ratio of human power, decreases as the crankshaft rotation speed increases. This is nothing less than an increase in the assistance rate.
【0016】図9は、本発明によって、以上述べたよう
な補助動力モータのユニット効率が最適となるように前
記マイコン51等の制御回路によって行われる制御フロ
ー図であり、スタート開始後、制御回路の異常の有無が
判断された後、クランク軸回転数を検出し、次いで人力
検出トルクセンサーによってクランクのトルクの大きさ
が検出され、走行負荷が大きい場合にはアシスト処理に
よって補助動力モータからの動力を供給すべく補助動力
モータ56を駆動するモータドライバ54を作動させる
(図8)。該アシスト処理部では、前述した図7(A)
における発進後のX0〜X1における補助率を漸増させ
る制御が行われ、発進時等のクランク軸回転数が低い部
分では、補助動力モータによる補助率をゼロかきわめて
低い値とし、増速してユニット効率が高くなるクランク
軸回転数まで補助率を所定値以下で漸増させるように補
助動力モータ56を制御するものである。ここでは、前
記図5の変速モータ回転センサー40によって読み取ら
れた変速段位を入力してシフトアップに応じて前記補助
動力モータ56からの補助率を上昇させるように構成さ
れている。つまり、図8におけるモータドライバ54を
駆動させて補助動力用モータ56が発生する駆動力を漸
増させるべく制御をおこなうものである。FIG. 9 is a control flow chart of the control circuit such as the microcomputer 51 for optimizing the unit efficiency of the auxiliary power motor as described above according to the present invention. After determining whether there is an abnormality in the crankshaft, the crankshaft rotation speed is detected, and then the magnitude of the crank torque is detected by a human-power-detecting torque sensor. The motor driver 54 that drives the auxiliary power motor 56 to supply the power is operated (FIG. 8). In the assist processing section, FIG.
Control is performed to gradually increase the auxiliary ratio at X0 to X1 after the start, and the auxiliary power motor sets the auxiliary ratio to zero or a very low value in a portion where the crankshaft rotational speed is low, such as at the time of start, to increase the unit speed. The auxiliary power motor 56 is controlled so that the auxiliary rate is gradually increased below a predetermined value until the crankshaft rotation speed at which the efficiency is increased. Here, the shift stage read by the shift motor rotation sensor 40 in FIG. 5 is input to increase the assist ratio from the auxiliary power motor 56 in accordance with the upshift. That is, control is performed to drive the motor driver 54 in FIG. 8 to gradually increase the driving force generated by the auxiliary power motor 56.
【0017】次いで、本発明のもう1つの重要な構成で
ある自動変速については、クランク軸回転数のみのウォ
ッチングにより、クランク軸回転数が図7(A)(B)
におけるX4〜X5の範囲の最適値から外れている場合
で、最適値より大であれば高速段位とすべきであり、変
速段位がトップギヤでなければシフトアップさせる。ま
たクランク軸回転数が最適値より小であれば低速段位と
すべきであり、変速段位がローギヤでなければシフトダ
ウンさせる。Next, regarding the automatic transmission, which is another important configuration of the present invention, the crankshaft rotation speed is reduced by watching only the crankshaft rotation speed, as shown in FIGS.
In the case where the speed deviates from the optimum value in the range of X4 to X5 in the above, if the value is larger than the optimum value, the gear should be set to the high-speed gear. If the gear is not the top gear, the gear is shifted up. If the rotational speed of the crankshaft is smaller than the optimum value, the gear should be set to the low gear, and if the gear is not the low gear, the gear is downshifted.
【0018】図10は、前記図9における制御フローに
おけるシフトアップあるいはシフトダウン処理部の詳細
制御フローを示しており、自転車が曲り角や坂道等に差
しかかり走行速度度が低下すると、現在の変速段位が所
定のユニット効率を満たさなくなり、シフト位置が適正
かどうかが判断された後、飛び越し変速段位の設定等も
判断されて移動量に応じてプラス側あるいはマイナス側
に要求された分だけパルスモータからなる変速用モータ
43を駆動して、最適な段位に自動変速が行われる。速
度が低下して、自動変速がシフトダウン方向に進むと、
停止時にはローギヤまで達し、再発進時にはローギヤに
て発進を行うことができる。FIG. 10 shows a detailed control flow of the shift-up or shift-down processing section in the control flow of FIG. 9 described above. When the running speed decreases when the bicycle approaches a turning angle or a slope, the current gear position is changed. After determining that the predetermined unit efficiency is not satisfied and the shift position is appropriate, the setting of the jump speed is also determined, and the pulse motor is constituted by the amount required on the plus side or the minus side according to the moving amount. By driving the speed change motor 43, the automatic speed change is performed to the optimum gear. When the speed decreases and the automatic transmission shifts down,
When the vehicle stops, it reaches the low gear, and when it restarts, it can start in the low gear.
【0019】以上、本発明の実施の形態について説明し
てきたが、本発明の趣旨の範囲内で補助動力モータの形
式、減速機の形式、クランク軸のトルク検出方式、自動
変速機の形式およびその変速モータ等による変速方式、
クランク軸回転数の検出方式等については適宜選定でき
るものである。The embodiment of the present invention has been described above. However, within the scope of the present invention, the type of the auxiliary power motor, the type of the speed reducer, the method of detecting the torque of the crankshaft, the type of the automatic transmission, and the Speed change method by speed change motor, etc.
The method of detecting the number of revolutions of the crankshaft and the like can be appropriately selected.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上詳細に述べてきたように、本発明に
おける第1および第2の発明では、変速機を自動変速す
るとともに補助動力を得るように構成された補助動力付
自転車において、発進後のクランク軸回転数の上昇また
は自動変速に伴うシフトアップに応じて前記補助動力か
らの補助率を上昇させるように構成したので、発進後か
ら補助動力としてのモータのユニットとしての効率が高
い所定速度に達するまでの間、発進後のクランク軸回転
数の上昇または自動変速に伴うシフトアップに応じて補
助率をゼロから最大補助率まで漸増させることができ
て、発進時の不必要な飛出しを防止できる他、低速から
最大補助率まで全体に補助動力を減少させることができ
るので、モータ電流を小さくしてモータブラシ等のコス
トを低減化したり、バッテリーの小型化や、走行距離の
向上が図れるとともに、補助率が低い部分は自動変速機
によってローギヤに設定されるため、最適でないギヤ位
置のように踏力が増大するのを防ぎ軽快なフィーリング
が得られる。これは低消費電力と軽快さを同時に満たす
と言える。さらに、補助動力による走行フィーリングも
自然で違和感がなくなる。As described above in detail, according to the first and second aspects of the present invention, in a bicycle with an auxiliary power, which is configured to automatically shift a transmission and to obtain auxiliary power, The auxiliary ratio from the auxiliary power is increased in accordance with an increase in the crankshaft rotation speed or an upshift accompanying an automatic transmission, so that the efficiency as a unit of the motor as the auxiliary power after the start is high. In the meantime, the auxiliary rate can be gradually increased from zero to the maximum auxiliary rate according to the increase in the crankshaft rotation speed after starting or the shift up accompanying automatic transmission, and unnecessary jumping at the time of starting can be prevented. In addition to this, the auxiliary power can be reduced from low speed to the maximum auxiliary rate, so that the motor current can be reduced to reduce the cost of motor brushes, etc. The size of the battery can be reduced and the mileage can be improved, and the part with a low assist ratio is set to the low gear by the automatic transmission, which prevents the pedaling force from increasing like a non-optimal gear position and provides a light feeling. can get. This can be said to simultaneously satisfy low power consumption and lightness. Furthermore, the driving feeling by the auxiliary power is also natural and the feeling of discomfort is eliminated.
【0021】また第3の発明では、変速機を自動変速す
るとともに補助動力を得るように構成された補助動力付
自転車において、前記補助動力ユニットの効率が最もよ
い所定範囲のクランク軸回転数になるように前記変速機
を自動変速するようにしたので、クランク軸回転数のみ
のウォッチングによって補助動力モータのユニット効率
が高いところで走行できるように、変速装置が自動変速
されるので、検出パラメータを少なくして自動変速装置
を簡素化でき、バッテリーの消耗が少なく、走行距離が
伸びるとともに、適正なギヤ比による走行によって、補
助動力モータのトルク不足や回転数不足を効果的に解消
できる。According to a third aspect of the present invention, in a bicycle with auxiliary power configured to automatically shift the transmission and obtain auxiliary power, the auxiliary power unit has a crankshaft rotation speed in a predetermined range in which the efficiency of the auxiliary power unit is the best. As described above, the transmission is automatically shifted, so that the transmission is automatically shifted so that the vehicle can travel in a place where the unit efficiency of the auxiliary power motor is high by watching only the crankshaft rotation speed. As a result, the automatic transmission can be simplified, the consumption of the battery can be reduced, the running distance can be increased, and running with an appropriate gear ratio can effectively eliminate the insufficient torque and the insufficient number of revolutions of the auxiliary power motor.
【0022】また、これらの第1、第2および第3の発
明を統合して、変速機を自動変速するとともに補助動力
を得るように構成された補助動力付自転車において、発
進後のクランク軸回転数の上昇または自動変速に伴うシ
フトアップに応じて前記補助動力からの補助率を上昇さ
せるように構成するとともに、前記補助動力ユニットの
効率がよい所定範囲のクランク軸回転数になるように前
記変速機を自動変速するようにすれば、前述の各発明の
効果が相乗されて、より優れた補助動力付自転車が提供
される。Further, in the bicycle with auxiliary power configured to integrate the first, second, and third inventions to automatically shift the transmission and to obtain auxiliary power, the crankshaft rotation after the start is started. The auxiliary power unit is configured to increase an auxiliary ratio from the auxiliary power in accordance with an increase in the number of gears or an upshift accompanying an automatic transmission, and the speed change is performed so that the efficiency of the auxiliary power unit falls within a predetermined range of the crankshaft rotation speed. By automatically shifting the machine, the effects of the above-described inventions are synergistically provided, and a more excellent bicycle with auxiliary power is provided.
【図1】本発明の補助動力付自転車の1実施の形態を示
すもので、自動変速装置を装着した本発明の補助動力付
自転車の全体側面図である。FIG. 1 shows an embodiment of an auxiliary powered bicycle according to the present invention, and is an overall side view of the auxiliary powered bicycle of the present invention equipped with an automatic transmission.
【図2】本発明の補助動力付自転車の伝動系であるミッ
ションケース(減速機)の側面図である。FIG. 2 is a side view of a transmission case (reduction gear) which is a transmission system of the bicycle with auxiliary power according to the present invention.
【図3】図2の一部断面平面図である。FIG. 3 is a partial sectional plan view of FIG. 2;
【図4】本発明の補助動力付自転車の伝動系のトルク検
出部の分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of a torque detector of the transmission system of the bicycle with auxiliary power according to the present invention.
【図5】本発明の補助動力付自転車の伝動系の変速駆動
部の一部断面側面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional side view of a transmission drive unit of the transmission system of the bicycle with auxiliary power according to the present invention.
【図6】本発明の補助動力付自転車の後輪および後輪変
速装置を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a rear wheel and a rear wheel transmission of the bicycle with auxiliary power according to the present invention.
【図7】本発明における補助動力モータの補助率とその
ユニット効率のクランク軸回転数との関係を示した図お
よび変速前後におけるクランク軸のトルクと補助率との
関係を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the auxiliary ratio of the auxiliary power motor and the crankshaft rotation speed of its unit efficiency in the present invention, and the diagram showing the relationship between the torque of the crankshaft and the auxiliary ratio before and after shifting.
【図8】本発明の補助動力付自転車における制御部のブ
ロック線図を示す。FIG. 8 is a block diagram of a control unit in the bicycle with auxiliary power according to the present invention.
【図9】本発明の補助動力付自転車における制御部の制
御フロー図である。FIG. 9 is a control flowchart of a control unit in the bicycle with auxiliary power according to the present invention.
【図10】図9の制御フローにおけるシフトアップある
いはシフトダウン処理部の詳細制御フロー図である。FIG. 10 is a detailed control flow chart of a shift-up or shift-down processing unit in the control flow of FIG. 9;
1〜4 ミッションケース 5 フェイスカムコーン 6 駆動円板 7 従動円板 8 トルクプレート 9 クランク軸 10 ラチェット 11 ラチェットばね 13、14 ベルトプーリ 15 Cギヤ 16 Dギヤ 18 Eギヤ 20 コイルスプリング 21 止め板 22 スプロケット 23 人力検出トルクセンサー 24 コイルスプリング 30 補助動力駆動部 31 変速駆動部 32 バッテリー 33 変速用ハブ 35 後輪スプロケット 36 変速ワイヤー止めナット 37 変速用プーリ 38 変速用ワイヤー 39 ブラケット 40 変速モータ回転センサー 41 プーリ 42 減速ギヤ 43 変速用モータ 44 変速駆動部ケース 50 クランク軸回転センサー 51 マイコン 52 表示用LED 53、54 モータドライバ 56 補助動力用モータ 57 電源スイッチ 1-4 Transmission case 5 Face cam cone 6 Driving disk 7 Follower disk 8 Torque plate 9 Crank shaft 10 Ratchet 11 Ratchet spring 13, 14 Belt pulley 15 C gear 16 D gear 18 E gear 20 Coil spring 21 Stopper plate 22 Sprocket Reference Signs List 23 Human power detection torque sensor 24 Coil spring 30 Auxiliary power drive unit 31 Transmission drive unit 32 Battery 33 Transmission hub 35 Rear wheel sprocket 36 Transmission wire lock nut 37 Transmission pulley 38 Transmission wire 39 Bracket 40 Transmission motor rotation sensor 41 Pulley 42 Reduction gear 43 speed change motor 44 speed change drive unit case 50 crankshaft rotation sensor 51 microcomputer 52 display LED 53, 54 motor driver 56 auxiliary power motor 57 power switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 俊晴 埼玉県上尾市中妻 3−1−1 ブリヂス トンサイクル株式会社内 (72)発明者 佐藤 行 埼玉県上尾市中妻 3−1−1 ブリヂス トンサイクル株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Toshiharu Furukawa 3-1-1 Nakatsuma, Ageo-shi, Saitama Bridgestone Cycle Co., Ltd. (72) Inventor Yuki Sato 3-1-1 Nakatsuma, Ageo-shi, Saitama Bridge Toncycle Co., Ltd.
Claims (4)
を得るように構成された補助動力付自転車において、ク
ランク軸回転数に応じて前記補助動力からの補助率を変
化させるように構成したことを特徴とする補助動力付自
転車。1. An auxiliary power-assisted bicycle configured to automatically shift a transmission and to obtain auxiliary power, wherein an auxiliary ratio from the auxiliary power is changed in accordance with a crankshaft rotation speed. Characteristic bicycle with auxiliary power.
を得るように構成された補助動力付自転車において、発
進後のクランク軸回転数の上昇または自動変速に伴うシ
フトアップに応じて前記補助動力からの補助率を上昇さ
せるように構成したことを特徴とする補助動力付自転
車。2. A bicycle with auxiliary power configured to automatically shift the transmission and to obtain auxiliary power, wherein the auxiliary power is used in response to an increase in the crankshaft rotation speed after starting or a shift-up accompanying the automatic transmission. An auxiliary powered bicycle, characterized in that the auxiliary rate is increased.
を得るように構成された補助動力付自転車において、前
記補助動力ユニットの効率がよい所定範囲のクランク軸
回転数になるように前記変速機を自動変速することを特
徴とする補助動力付自転車。3. A bicycle with auxiliary power configured to automatically shift the transmission and to obtain auxiliary power, wherein the transmission is controlled so that the efficiency of the auxiliary power unit is within a predetermined range of crankshaft rotation speed. An auxiliary powered bicycle characterized by automatic shifting.
を得るように構成された補助動力付自転車において、発
進後のクランク軸回転数の上昇または自動変速に伴うシ
フトアップに応じて前記補助動力からの補助率を上昇さ
せるように構成するとともに、前記補助動力ユニットの
効率がよい所定範囲のクランク軸回転数になるように前
記変速機を自動変速することを特徴とする補助動力付自
転車。4. An auxiliary power-assisted bicycle configured to automatically shift a transmission and to obtain auxiliary power, wherein the auxiliary power is increased in response to an increase in crankshaft rotation speed after starting or an upshift accompanying the automatic shift. A bicycle with auxiliary power, wherein the transmission is automatically shifted so that the auxiliary power unit has a high efficiency within a predetermined range of crankshaft rotation speed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP35519197A JPH11180376A (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Bicycle with auxiliary motive power |
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