JPH11189193A - Bicycle equipped with motor driven auxiliary power unit - Google Patents

Bicycle equipped with motor driven auxiliary power unit

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JPH11189193A
JPH11189193A JP9358591A JP35859197A JPH11189193A JP H11189193 A JPH11189193 A JP H11189193A JP 9358591 A JP9358591 A JP 9358591A JP 35859197 A JP35859197 A JP 35859197A JP H11189193 A JPH11189193 A JP H11189193A
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Japan
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torque
torque value
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assumed
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Inventor
Yasushi Morimoto
康司 森本
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Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba TEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-priced torque detecting mechanism for a bicycle equipped with a motor driven auxiliary power unit. SOLUTION: Determination is made by a saturation determining means 203 as to whether a detected torque value detected by a torque detecting mechanism (torque sensor 100, or the like) for detecting depressing torque according to the elongation/contraction amount of a spring elongated/contracted based on a pedal depressing force during running is equal to a saturation value or higher, and if the value is lower than the saturation value, based on the detected torque value, or if the value is equal to the saturation value or higher, based on an estimated maximum torque value calculated by an estimated maximum torque value calculating means 206, an estimated current torque value is calculated by an estimated current torque value calculating means 207. Then, based on the calculated estimated current torque value, a motor output value is calculated by a motor output deciding means 208, a motor 40 is controlled to reach this motor output value, and the spring constant of a spring is reduced. Thus, a low-priced torque detecting mechanism is provided for a bicycle equipped with a motor driven auxiliary power unit.

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】この発明は、人力走行におい
て電動補助動力装置からの動力の補助を受けて走行する
電動補助動力装置付自転車に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle with an electric auxiliary power device that travels with the assistance of power from an electric auxiliary power device during manual driving.

【0002】[0002]

【従来の技術】自転車に電動機と減速機構からなる電動
補助動力装置を設けて、上り坂等での走行時に前記電動
補助動力装置から動力を供給して楽な走行ができるよう
にした電動補助動力装置付自転車は広く知られている。
そして、走行中に動力を補助する方法は、ばねの伸縮量
によって動作しぺダルの踏み込みトルク(以下踏力とも
いう)に応じて偏位する偏位部材とこの偏位部材の偏位
量応じて動作し踏力の大きさに応じたトルクを検出して
出力するトルク検出手段とからなるトルク検出機構を設
け、前記偏位部材の偏位量に応じて動作し前記踏み込み
トルクの大きさをトルク検出機構で検出し、このトルク
検出機構で検出された検出トルク値の大きさに応じて前
記電動機の出力を増減するように制御して、踏力に対応
した動力を補助して楽な走行ができるようにしているも
のである。
2. Description of the Related Art An electric auxiliary power unit including a motor and a speed reduction mechanism is provided on a bicycle, and power is supplied from the electric auxiliary power unit during traveling on an uphill or the like to enable easy driving. Bicycles with equipment are widely known.
A method of assisting power during traveling is based on a displacement member that operates according to the amount of expansion and contraction of a spring and that is displaced in accordance with a pedal depression torque (hereinafter also referred to as a stepping force) and a displacement amount of the displacement member. A torque detecting mechanism that operates and detects a torque corresponding to the magnitude of the pedaling force and outputs the torque, and operates according to the amount of deviation of the deviation member to detect the magnitude of the stepping torque. The output of the electric motor is controlled to increase or decrease according to the magnitude of the detected torque value detected by the torque detection mechanism. It is what you are doing.

【0003】そして、前記トルク検出機構における偏位
機構は、車体のハンガラグに設けた中空軸の一端側に中
空軸と一体に回転するとともに軸方向に移動を規制され
た例えば駆動歯車からなる固定部材と、両端にペダルを
有するクランクが取り付けられペダルを踏み込むことに
よって、前記固定部材と回転方向に相対移動するととも
にこの回転方向への移動に応じてクランク軸の軸方向に
移動する駆動板と、この駆動板と前記固定部材との間に
設けられ駆動板が固定部材に対して相対移動するに連れ
て圧縮されるばねと、前記駆動板の軸方向への移動つま
り固定部に対して軸方向に接近・離反する移動に応じて
クランク軸の軸方向に移動する偏位部材とから構成され
ている。そして、ペダルを踏み込むことにより前記駆動
板は前記ばねを圧縮しつつ回転方向に移動するとともに
この回転方向への相対移動量が大きくなり、この相対移
動に伴って軸方向に移動する偏位部材の偏位をトルク検
出手段つまりトルクセンサーの作動杆に作用させ、この
作動杆の移動量によって前記踏力に応じたトルク値を出
力し、この検出トルク値に基づいて電動機の出力値を決
定し、この出力値を出力するように前記電動機を制御し
て動力を補助するように構成されている。
[0003] The deflection mechanism in the torque detecting mechanism is a fixed member made of, for example, a drive gear that is integrally rotated with one end of a hollow shaft provided on a hanger lug of the vehicle body and is restricted from moving in the axial direction. And a drive plate which is attached with a crank having a pedal at both ends and which is depressed by a pedal to move relative to the fixed member in the rotational direction and to move in the axial direction of the crankshaft in accordance with the movement in the rotational direction. A spring provided between the driving plate and the fixing member and compressed as the driving plate relatively moves with respect to the fixing member; and an axial movement of the driving plate, i.e., an axial direction with respect to the fixing portion. A deflection member that moves in the axial direction of the crankshaft according to the approaching / separating movement. When the pedal is depressed, the drive plate moves in the rotation direction while compressing the spring, and the relative movement amount in the rotation direction increases, and the displacement plate moves in the axial direction with the relative movement. The deviation is applied to a torque detecting means, that is, an operating rod of a torque sensor, and a torque value corresponding to the pedaling force is output based on a movement amount of the operating rod, and an output value of the electric motor is determined based on the detected torque value. The motor is controlled so as to output an output value to assist power.

【0004】つまり、ペダルの踏力を駆動板に伝達しこ
の踏力の大きさに応じて前記ばねをばね力に抗して圧縮
させて固定部材に対して回転方向と軸方向に相対移動を
生じさせることにより、前記偏位部材を軸方向に移動さ
せて、この偏位部材の偏位量を踏力に応じたトルク値と
してトルク検出手段で検出するものである。そして、前
記ペダルの踏力が偏位部材の偏位量に変換されるのは、
駆動板の回転方向への移動に伴って回転方向に伸縮する
前記ばねの作用によるものである。
That is, the pedaling force of the pedal is transmitted to the driving plate, and the spring is compressed against the spring force in accordance with the magnitude of the pedaling force to cause relative movement in the rotational direction and the axial direction with respect to the fixed member. Thus, the displacement member is moved in the axial direction, and the displacement amount of the displacement member is detected by the torque detecting means as a torque value corresponding to the pedaling force. Then, the pedal force of the pedal is converted into the amount of deviation of the deviation member,
This is due to the action of the spring which expands and contracts in the rotation direction with the movement of the drive plate in the rotation direction.

【0005】ところで、前記トルク検出機構のばねが配
置されている位置、つまりクランク軸の軸心から前記ば
ねが配置されている位置までの距離は前記クランクの長
さの略1/4程度の距離である。したがって、前記ばね
に加わる加重つまり圧縮力の大きさはペダルの踏力の略
4倍程度の大きさになる。一方、ペダルに加わる踏力の
大きさは、急勾配の登り坂を走行する場合においては、
略50Kg重(キログラム重)を超える程度となること
から前記ばねには200Kg重を超える大きさの力が加
わることにとなる。また、ペダルを踏み込んだ時のばね
の圧縮長はできるだけ小さいことが望ましい。何故なら
ば、この圧縮長が大きいとペダルを踏み込んだ際に踏み
込み方向への遊び状態となってしまうことから、運転者
はペダルを踏み込んだという感じがなく違和感を覚え乗
り心地が悪くなるという問題が生じてしまうことにな
る。
Incidentally, the position where the spring of the torque detecting mechanism is disposed, that is, the distance from the axis of the crankshaft to the position where the spring is disposed is approximately a quarter of the length of the crank. It is. Therefore, the magnitude of the load applied to the spring, that is, the magnitude of the compression force is approximately four times the pedaling force of the pedal. On the other hand, the magnitude of the pedaling force applied to the pedal, when traveling on a steep uphill,
Since the weight exceeds approximately 50 kg weight (kilogram weight), a force having a magnitude exceeding 200 kg weight is applied to the spring. It is desirable that the compression length of the spring when the pedal is depressed is as small as possible. The reason is that if the compression length is too large, the driver will play in the depressing direction when depressing the pedal, so the driver will not feel the depression of the pedal and will feel uncomfortable and the riding comfort will be poor. Will occur.

【0006】したがって、発明者の実験的によれば、最
大圧縮となるクランクの回転角度は略10度以内が望ま
しく、この時のばねの圧縮長は3mm(ミリメートル)
以下であることが望ましいことが確認された。また、ば
ねの長さつまり自由長は15ないし20mm程度であ
る。
Therefore, according to experiments by the inventor, it is desirable that the rotation angle of the crank at which the maximum compression is obtained be within about 10 degrees, and the compression length of the spring at this time is 3 mm (millimeter).
It was confirmed that the following was desirable. The length of the spring, that is, the free length is about 15 to 20 mm.

【0007】したがって、上記のような条件を満たすよ
うなばね定数の大きいばねはその製作が困難であるとと
もに高価となるという問題がある。
Therefore, there is a problem that a spring having a large spring constant that satisfies the above conditions is difficult to manufacture and expensive.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
トルク検出機構を構成つまり用いられるばねは製作が困
難であるとともに高価となるという問題がある。
As described above, there is a problem that the spring constituting the conventional torque detecting mechanism, that is, the spring used therein is difficult to manufacture and expensive.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、請求項1記載の発明は、電動機
から動力補助を受けて走行する電動補助動力装置付自転
車において、ばねの伸縮量によって動作しぺダルの踏み
込みトルクに応じて偏位する偏位機構、この偏位機構の
偏位量に応じて踏み込みトルク値を電圧信号に変換して
出力するトルク検出手段からなるトルク検出機構と、こ
のトルク検出機構で最初にトルク値が検出されたことを
検知し検知信号を出力する検知手段と、前記トルク検出
機構からの検出トルク値が飽和値以上となったか否かを
判断するとともに、検出トルク値が飽和値以上のときに
計時信号を、未満の時に前記検出トルク値を出力する飽
和判断手段と、前記検知手段の検知信号に基づいて計時
を開始するとともに飽和判断手段からの計時信号までの
時間を計時しこの計時時間を出力する計時手段と、車速
を検出する車速検出手段と、この車速検出手段で検出さ
れた車速に基づいて前記トルク検出機構で検出されるト
ルク信号の周期を算出する周期算出手段と、この周期算
出手段からの周期と前記計時手段からの計時時間とに基
づいて想定最大トルク値を算出する想定最大トルク値算
出手段と、この想定最大トルク値算出手段からの想定最
大トルク値に基づいて想定現在トルク値を算出する想定
現在トルク値算出手段と、想定現在トルク値算出手段か
らの想定現在トルク値または前記飽和判断手段からの検
出トルク値のいずれか一方の値に基づいて電動機の出力
値を決定する電動機出力決定手段と、この電動機出力決
定手段からの出力値に基づいて前記電動機を制御する制
御手段とを備えた電動補助動力装置付自転車としたもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an invention according to a first aspect of the present invention provides a bicycle with an electric auxiliary power device which travels with power assist from an electric motor. A torque detecting mechanism comprising: a displacement mechanism which operates according to the amount and is displaced in accordance with the pedaling stepping torque; and a torque detecting means for converting the stepping torque value into a voltage signal and outputting the voltage signal in accordance with the amount of displacement of the displacement mechanism. Detecting means for detecting that a torque value is first detected by the torque detecting mechanism and outputting a detection signal; and determining whether a detected torque value from the torque detecting mechanism is equal to or greater than a saturation value. A timing signal when the detected torque value is equal to or greater than the saturation value, a saturation determination unit that outputs the detected torque value when the detected torque value is less than the saturation value, and a time measurement is started based on the detection signal of the detection unit. A time measuring means for measuring a time until a time measuring signal from the saturation determining means and outputting the time measured; a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed; and the torque detecting mechanism detecting the torque based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means. Cycle calculating means for calculating a cycle of the torque signal to be performed; assumed maximum torque value calculating means for calculating an assumed maximum torque value based on a cycle from the cycle calculating means and a time measured from the time measuring means; An assumed current torque value calculation means for calculating an assumed current torque value based on the assumed maximum torque value from the maximum torque value calculation means; and an assumed current torque value from the assumed current torque value calculation means or a detected torque from the saturation determination means. A motor output determining means for determining an output value of the motor based on one of the values; and It is obtained by an electric auxiliary power unit Bicycles and control means for controlling the motive.

【0010】このように構成した請求項1発明は、ペダ
ルの踏力に応じてトルク検出機構で検出された検出トル
ク値が飽和値以上となった否かを判断し、飽和値未満の
場合は前記検出トルク値に基づいて決定された電動機の
出力値によって電動機を制御し、飽和値以上の時は、ト
ルク検出機構で最初にトルク値が検出されてから検出ト
ルク値が飽和値を超えたつまり達した時点までの計時時
間と、検出トルク値が飽和値に達した時点における車速
検出手段で検出されて車速に基づいて算出されたトルク
信号の周期とから想定最大トルク値を算出し、この想定
最大トルク値に基づいて現在の想定トルク値を算出し、
この現在想定トルク値に基づいて決定された電動機の出
力値によって電動機を制御するようにしたことから、ト
ルク検出機構のばねが最大圧縮された後さらに大きなペ
ダルの踏力がばねに加わったとしても、ばねが最大圧縮
された状態のトルク検出機構からの出力を飽和値に達し
た状態と判断するとともに、計時手段で計時された計時
時間と、車速検出手段で検出された車速とから現在想定
トルク値を求めて電動機出力値を決定し電動機を制御し
て動力の補助ができるため、ばね定数の小さいばねを使
用でき、安価とすることができるという作用を有するも
のである。
According to the first aspect of the present invention, it is determined whether or not the detected torque value detected by the torque detecting mechanism is equal to or greater than a saturation value in accordance with the pedaling force of the pedal. The motor is controlled by the output value of the motor determined based on the detected torque value, and when the torque value is equal to or higher than the saturation value, the detected torque value exceeds the saturation value after the torque value is first detected by the torque detection mechanism. The estimated maximum torque value is calculated from the time counted up to the time when the detected torque value reaches the saturation value and the period of the torque signal detected by the vehicle speed detection means at the time when the detected torque value reaches the saturation value and calculated based on the vehicle speed. Calculate the current assumed torque value based on the torque value,
Since the motor is controlled by the output value of the motor determined based on the current assumed torque value, even if a greater pedal force is applied to the spring after the spring of the torque detection mechanism is compressed to the maximum, The output from the torque detection mechanism in a state where the spring is in the maximum compression state is determined to have reached the saturation value, and the current estimated torque value is determined from the time measured by the time measurement means and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means. , The motor output value is determined and the motor is controlled to assist the power, so that a spring having a small spring constant can be used and the cost can be reduced.

【0011】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明において、所定値を設定した記憶手段を設ける
とともに、前記所定値と前記想定現在トルク値算出手段
からの想定現在トルク値とを比較し、想定現在トルク値
が前記所定値以上のとき想定現在トルク値に代えて前記
所定値を前記電動機出力決定手段に出力する電動補助動
力装置付自転車としたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, storage means for setting a predetermined value is provided, and the predetermined value and an assumed current torque value from the assumed current torque value calculating means are stored. And a bicycle with an electric auxiliary power unit that outputs the predetermined value to the electric motor output determining means in place of the assumed current torque value when the assumed current torque value is equal to or greater than the predetermined value.

【0012】このように請求項2記載の発明は、請求項
1記載の発明において、所定値を設定した記憶手段を設
けるとともに、前記所定値と前記想定現在トルク値算出
手段からの想定現在トルク値とを比較し、想定現在トル
ク値が前記所定値以上のとき想定現在トルク値に代えて
前記所定値を前記電動機出力決定手段に出力するように
したことか、請求項1記載の発明の作用に加えて、脚力
の強いあるいは体重の重い運転者の運転等により、想定
現在トルク値が異常に大きくなったとしても想定現在ト
ルク値に代えて前記所定値に基づいて電動機の出力を決
定して電動機を制御して動力を補助できるため、異常に
大きな動力が補助されることを防止できるという作用を
有するものである。
Thus, the invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, storage means for setting a predetermined value is provided, and the predetermined current value and the estimated current torque value from the assumed current torque value calculation means are provided. Wherein when the assumed current torque value is equal to or greater than the predetermined value, the predetermined value is output to the motor output determining means instead of the assumed current torque value. In addition, even if the assumed current torque value becomes abnormally large due to driving of a driver with strong leg strength or heavy weight, the output of the motor is determined based on the predetermined value instead of the assumed current torque value, based on the predetermined value. Is controlled, and power can be assisted, so that an abnormally large power can be prevented from being assisted.

【0013】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは請求項2記載の発明において、想定現在トルク値算
出手段の想定現在トルク値の算出は、現在の車速に基づ
くトルク信号周期を用いて算出する電動補助動力装置付
自転車としたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the assumed current torque value is calculated by the assumed current torque value calculating means using a torque signal cycle based on the current vehicle speed. It is a bicycle with an electric auxiliary power unit calculated by the above.

【0014】このように請求項3記載の発明は、請求項
1または請求項2記載の発明において、想定現在トルク
値算出手段記の想定現在トルク値の算出は、現在の車速
に基づくトルク信号周期を用いて算出する電動補助動力
装置付自転車としたことから、走行中に車速が変化した
場合この変化した現在の車速に基づいて算出されたトル
ク信号周期と想定最大トルク値とに基づいて現在想定ト
ルク値を算出し、この現在想定トルク値に基づいて決定
された電動機出力値となるように電動機を制御できるた
め、走行中に車速が変化したとしてもこの車速の変化に
応じて適正な動力補助ができるという作用を有するもの
である。
According to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the calculation of the assumed current torque value by the assumed current torque value calculating means is based on the torque signal cycle based on the current vehicle speed. If the vehicle speed changes during running, the bicycle is currently assumed based on the torque signal cycle calculated based on the changed current vehicle speed and the assumed maximum torque value. Since the torque value can be calculated and the electric motor can be controlled so that the electric motor output value is determined based on the current assumed torque value, even if the vehicle speed changes during traveling, appropriate power assist can be performed according to the change in the vehicle speed. It has the effect of being able to do.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態を
図1ないし図8に基づいて説明する。図1に示すよう
に、電動補助動力装置付自転車(以下単に自転車とい
う)Aは、車体Bとこの車体Bに取り付けられた補助動
力装置(以下単に動力装置という)C等から構成されて
いる。そして、前記車体Bは、ハンガラグ1に一端側を
固定された立パイプ2および下パイプ3と、この下パイ
プ3の他端側に固定されたへッドパイプ4に一端側を固
定され他端側を前記立パイプ2の下方部に固定された上
パイプ5とからなるフレーム6、前記ハンガラグ1に一
端側を固定されたチェーンステー7、前記へッドパイプ
4に取り付けられた前ホーク8、この前ホーク8の上端
に取り付けられたハンドル9、前記前ホーク8の下端部
に取り付けられた前輪10、前記立パイプ2の上部に一
端側を固定され他端側を前記チェーンステー7の他端側
と図示しない後つめを介して固定されたバックホーク1
1、前記チェーンステー7の他端側に取り付けられた後
輪12、前記立パイプ2の上方に取り付けられたサドル
13、前記後輪12の上部に設けた荷受台14等から構
成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a bicycle A with an electric auxiliary power device (hereinafter simply referred to as a bicycle) A includes a vehicle body B and an auxiliary power device (hereinafter simply referred to as a power device) C attached to the vehicle body B. The vehicle body B includes a standing pipe 2 and a lower pipe 3 having one end fixed to a hanger lug 1, a head pipe 4 fixed to the other end of the lower pipe 3, and one end fixed to the other end. A frame 6 comprising an upper pipe 5 fixed to a lower portion of the standing pipe 2; a chain stay 7 having one end fixed to the hanger lug 1; a front fork 8 attached to the head pipe 4; , A front wheel 10 attached to the lower end of the front fork 8, one end is fixed to the upper part of the standing pipe 2 and the other end is not shown as the other end of the chain stay 7. Backhawk 1 fixed via rear pawl
1, a rear wheel 12 attached to the other end of the chain stay 7, a saddle 13 attached above the standing pipe 2, a load receiving stand 14 provided above the rear wheel 12, and the like.

【0016】また、前記ハンガラグ1には後述するクラ
ンク軸80が回動自在に設けられ、このクランク軸80
の両端部にはそれぞれペダル81aと82aが設けられ
た左クランク81と右クランク82が取り付けられてい
る。また、前記荷受台14の上部には電源としての蓄電
池14bを収納した蓄電池ケース14aが取り付けられ
ている。また、蓄電池14bは後述する電動機40等と
はリード線16を介して電力が供給されるようになって
いる。また、走行時の回転力を伝達するスプロケット1
7と後輪12の図示しないスプロケットにはチェーン1
8が架けられている。
The hanger lug 1 is provided with a crankshaft 80 described later so as to be rotatable.
A left crank 81 and a right crank 82 provided with pedals 81a and 82a, respectively, are attached to both ends. A storage battery case 14a containing a storage battery 14b as a power supply is mounted on the upper part of the receiving table 14. The storage battery 14b is supplied with electric power via a lead 16 to a motor 40 and the like described later. In addition, a sprocket 1 for transmitting rotational force during traveling.
7 and a sprocket (not shown) of the rear wheel 12
8 are bridged.

【0017】つぎに、前記動力装置Cの構成を図2ない
し図4に基づいて説明する。図に示すように動力装置C
は、ケース本体23と蓋ケース25とからなるケース2
0、このケース20に取り付けられた前記電動機40、
減速機構50から構成されており、また前記ケース20
には軸受を介して取り付けられ前記減速機構50から回
転力が伝達される中空軸70と、この中空軸70を貫通
してクランク軸80が設けられている。また、前記ケー
ス20内には後述するマイクロコンピュータ、ROM、
RAM等からなる制御装置200等が収納されている。
Next, the structure of the power unit C will be described with reference to FIGS. As shown in FIG.
Is a case 2 composed of a case body 23 and a lid case 25.
0, the electric motor 40 attached to the case 20;
The case 20 is constituted by a speed reduction mechanism 50.
Is provided with a hollow shaft 70 which is mounted via a bearing and to which rotational force is transmitted from the speed reduction mechanism 50, and a crankshaft 80 penetrating through the hollow shaft 70. In the case 20, a microcomputer, a ROM,
The control device 200 including a RAM and the like is housed.

【0018】そして、前記ケース20には、減速機構5
0と前記制御装置200等が収納されている。前記減速
機構50は、前記電動機40の出力軸41の先端部に取
り付けられた歯車51、この歯車51と噛合する径大な
歯車52、この歯車52と一体に設けられた径小な歯車
53、この歯車53と噛合する径大な歯車54bと傘歯
車54cとからなる歯車54、前記傘歯車54cと噛合
する傘歯車55、この傘歯車55が取り付けられている
軸と同じ軸55aに取り付けられた歯車55b、この歯
車55bに噛合する駆動歯車56とから構成されてい
る。
The case 20 includes a speed reduction mechanism 5.
0 and the control device 200 are stored. The reduction mechanism 50 includes a gear 51 attached to a tip end of an output shaft 41 of the electric motor 40, a large-diameter gear 52 meshed with the gear 51, a small-diameter gear 53 provided integrally with the gear 52, A gear 54 composed of a large-diameter gear 54b and a bevel gear 54c meshing with the gear 53, a bevel gear 55 meshing with the bevel gear 54c, and a shaft 55a mounted on the same shaft as the shaft on which the bevel gear 55 is mounted. The gear 55b includes a drive gear 56 that meshes with the gear 55b.

【0019】そして、前記歯車55bは前記軸55aに
一方向性クラッチ55fを介して取り付けられている。
この一方向性クラッチ55fは前記電動機40の回転力
を自転車が正規に走行つまり前進方向に走行するように
前記駆動歯車56に伝達するように前記歯車55bを回
転させるが、逆方向には空転するように機能するもので
ある。つまり一方向性クラッチ55fは後述する人力走
行の際にペダル81a、82aが取り付けられているク
ランク81、82が走行方向に回転したときは空転する
ように機能するものである。
The gear 55b is mounted on the shaft 55a via a one-way clutch 55f.
The one-way clutch 55f rotates the gear 55b so as to transmit the torque of the electric motor 40 to the drive gear 56 so that the bicycle travels normally, that is, travels in the forward direction, but idles in the opposite direction. It works like that. In other words, the one-way clutch 55f functions so as to idle when the cranks 81, 82 to which the pedals 81a, 82a are attached rotate in the traveling direction during manual driving described below.

【0020】また、前記駆動歯車56の中央部には軸孔
56aが形成されており、この軸孔56aには凹凸条5
6cが形成され、また、駆動歯車56の蓋ケース25側
の側面には軸孔56aの外周に図2、図3に示すように
同心状に配置された複数(実施例では3個、図2および
図3では1個のみ図示)の突起部57が形成されてお
り、この突起部57は図4に示す矢印方向つまり駆動歯
車56が走行時に回転する方向に沿って同図に示すよう
に上方に向かって次第に上昇する傾斜面57aが形成さ
れている。また、駆動歯車56の前記蓋ケース25側の
側面には、図3に示すように前記隣接する突起部57の
間に位置して軸孔56aと同心状に配置された複数(実
施例では3個設けられており、図2および図3では1個
のみ図示)の後述するばねとしての圧縮ばね60の一端
側を規制するL字状の規制部材58が形成されている。
A shaft hole 56a is formed at the center of the drive gear 56, and the shaft hole 56a
2c are formed on the side surface of the drive gear 56 on the side of the lid case 25 and concentrically arranged on the outer periphery of the shaft hole 56a as shown in FIGS. 2 and 3 (three in the embodiment, FIG. 2). And only one projection 57 is formed in FIG. 3), and the projection 57 extends upward in the direction of the arrow shown in FIG. 4, that is, in the direction in which the driving gear 56 rotates during traveling as shown in FIG. The inclined surface 57a which gradually rises toward is formed. On the side surface of the drive gear 56 on the side of the lid case 25, as shown in FIG. 3, a plurality (3 in this embodiment) disposed concentrically with the shaft hole 56a between the adjacent protrusions 57. An L-shaped regulating member 58 for regulating one end side of a compression spring 60 as a spring described later (only one is shown in FIGS. 2 and 3) is formed.

【0021】また、前記駆動歯車56に形成された軸孔
56aには、減速機構50を介して伝達される前記電動
機40の動力つまり回転力をスプロケット17に伝達す
る前記中空軸70が嵌合しており、この中空軸70は前
記ハンガラグ1に回転自在に設けられ、内部に貫通孔7
1を有するとともに一端側に前記軸孔56aに形成され
た凹凸条56cと係合する凹凸条72が形成され、前記
軸孔56aに嵌合した状態では両凹凸条56c、72の
係合によって周方向に回り止めされて、中空軸70は駆
動歯車56と一体に回転するようになっている。また、
中空軸70の他端側にはスプロケット17が取り付けら
れている取付部材17aが取り付けられており、また、
この中空軸70は凹凸条72が形成された近傍をボール
ベアリング77の内輪に圧入されて、このボールベアリ
ング77の外輪を前記ケース本体23に設けた軸受取付
部23bに圧入することによって中空軸70はケース本
体23に取り付けられている。
The hollow shaft 70 for transmitting the power of the electric motor 40, that is, the rotational force, transmitted through the reduction mechanism 50 to the sprocket 17, is fitted into the shaft hole 56a formed in the drive gear 56. The hollow shaft 70 is rotatably provided on the hanger lug 1 and has a through hole 7 therein.
1 and at one end thereof, a concave / convex ridge 72 is formed to engage with the concave / convex ridge 56c formed in the shaft hole 56a. The shaft 70 is prevented from rotating in the direction, so that the hollow shaft 70 rotates integrally with the drive gear 56. Also,
A mounting member 17a to which the sprocket 17 is mounted is mounted on the other end of the hollow shaft 70.
The hollow shaft 70 is press-fitted into the inner race of the ball bearing 77 in the vicinity of the area where the concave and convex strips 72 are formed. Is attached to the case body 23.

【0022】また、前記中空軸70の貫通孔71を貫通
してクランク軸80が回転自在に設けられ、このクラン
ク軸80の両端に取付部83および取付部84がそれぞ
れ形成されている。
A crankshaft 80 is rotatably provided through the through hole 71 of the hollow shaft 70, and mounting portions 83 and 84 are formed at both ends of the crankshaft 80, respectively.

【0023】また、前記クランク軸80には、前記中空
軸70に取り付けられた駆動歯車56に接近した部位に
一方向性クラッチ85が取り付けられ、この一方向性ク
ラッチ85を介してクランク軸80には駆動板90が取
り付けられている。そして、前記一方向性クラッチ85
はクランク軸80が人力走行の際にぺダル81a、82
aが取り付けられた左右クランク81、82によって走
行方向に回転させられる場合は前記駆動板90を回転さ
せ、これとは逆にクランク軸80が回転したときは空転
し、前記駆動版90を回転させないように機能するもの
である。また、前記駆動板90の前記蓋ケース25側に
は前記駆動歯車56の側面との間に空間を形成するよう
に所定距離離間して形成された円盤形のフランジ部91
が形成され、このフランジ部91の駆動歯車56側の面
には、図3に示すように前記圧縮ばね60の他端側に当
接して圧縮する圧縮部92が形成されている。そして、
前記L字状の規制部材58と前記圧縮部92との間に前
記圧縮ばね60が配設されている。
A one-way clutch 85 is attached to the crankshaft 80 at a position close to the drive gear 56 attached to the hollow shaft 70, and is connected to the crankshaft 80 via the one-way clutch 85. Has a drive plate 90 attached. The one-way clutch 85
Are the pedals 81a, 82 when the crankshaft 80 is running manually.
In the case where the drive plate 90 is rotated in the traveling direction by the left and right cranks 81 and 82 to which the a is attached, the drive plate 90 is rotated. It works like that. A disc-shaped flange portion 91 is formed on the cover case 25 side of the drive plate 90 at a predetermined distance so as to form a space between the drive plate 90 and a side surface of the drive gear 56.
A compression portion 92 is formed on the surface of the flange portion 91 on the side of the drive gear 56, as shown in FIG. And
The compression spring 60 is disposed between the L-shaped regulating member 58 and the compression section 92.

【0024】そして、この圧縮ばね60の付勢力の大き
さは、人力走行の際に前記クランク軸80、一方向性ク
ラッチ85を介して駆動板90に加えられる回転力に応
じて圧縮するように設定されるとともに通常の使用者に
よって生じる最大踏力による圧縮力よりも小さい圧縮力
で最大圧縮状態となるばね定数に設定されているもので
ある。つまり、人力走行の際には、前記クランク軸80
の回転に伴って一方向性クラッチ85とともに回転する
駆動板90の回転力に応じて駆動歯車56と相対移動が
生じるとともに通常の使用者によって生じる最大踏力に
よる圧縮力よりも小さい踏力によって最大圧縮されるつ
まり少なくとも最大踏力が加わったときは圧縮ばね60
はばね作用をしない状態(それ以上圧縮しない状態)に
設定されているものである。
The magnitude of the urging force of the compression spring 60 is adjusted so as to be compressed in accordance with the rotational force applied to the drive plate 90 via the crankshaft 80 and the one-way clutch 85 during manual driving. The spring constant is set so as to be in the maximum compression state with a compression force smaller than the compression force due to the maximum pedaling force generated by a normal user. In other words, during manual driving, the crankshaft 80
Relative to the drive gear 56 in accordance with the rotational force of the drive plate 90 that rotates together with the one-way clutch 85 with the rotation of the one-way clutch 85, and is maximally compressed by a pedaling force smaller than the compressive force by the maximum pedaling force generated by a normal user. That is, at least when the maximum pedaling force is applied, the compression spring 60
Is set to a state where no spring action is applied (a state where it is not compressed any more).

【0025】また、駆動板90のフランジ部91には、
図2、図4に示すように前記駆動歯車56の側面に形成
した突起部57に対応させた部位に貫通孔93が3個
(図2、図5では1個のみ図示)形成されている。
The flange portion 91 of the driving plate 90 has
As shown in FIGS. 2 and 4, three through holes 93 (only one is shown in FIGS. 2 and 5) are formed at portions corresponding to the protrusions 57 formed on the side surface of the drive gear 56.

【0026】また、このフランジ部91と対向して接離
可能に環状板からなる偏位プレート95が配設されてお
り、この偏位プレート95には前記それぞれの貫通孔9
3に対応した位置に一端側先端部を前記貫通孔93に貫
通するように一体的に固着されたスライド軸96が設け
られている。また、このスライド軸96の他端側先端に
は球状突起96aが形成され、この球状突起96aは前
記駆動歯車56に形成された突起部57の傾斜面57a
に、前記偏位プレート95との間に配設したコイルスプ
リング97によって圧接するように付勢されている。つ
まり、前記偏位プレート95はこの偏位プレート95に
固着されたスライド軸96を前記フランジ部91の貫通
孔93に貫通させるとともにコイルスプリング97によ
って付勢されて球状突起96aを前記傾斜面57aに圧
接された状態で駆動歯車56と駆動板90の問にクラン
ク軸80の軸方向に移動可能に配設されているものであ
る。 そして、ぺダル81a、82aの踏力が左右クラ
ンク81、82を介して前記クランク軸80に加わる
と、この回転力はクランク軸80に取り付けられている
一方向性クラッチ85を介して駆動板90に伝達され駆
動板90は回転し、そして、走行中に登り坂を走行する
等の加速状態となった場合には、それまで以上にペダル
81a、82aは強く踏み込まれるため、このぺダル8
1a、82aの踏力によって回転するクランク軸80に
一方向性クラッチ85を介して取り付けられている駆動
板90と、中空軸70と一体に回転する駆動歯車56と
の間に踏力に応じた相対移動が生じることになる。つま
り、自転車Aを加速するためにぺダル81a、82aを
強く踏み込み踏力を増加させることにより、駆動板90
と駆動歯車56との間に設けた圧縮ばね60は圧縮さ
れ、前記駆動板90は前記踏力に応じた量だけ駆動歯車
56より先行して回転することになり、その結果偏位プ
レート95に固着したスライド軸96の球状突起96a
は駆動歯車56に設けた突起部57の傾斜面57aに沿
って上方に移動し、この移動に伴ってコイルスプリング
97は圧縮され、偏位プレート95は駆動歯車56から
離反する方向に移動つまり偏位することになる。
An offset plate 95 made of an annular plate is provided so as to be able to approach and separate from the flange portion 91, and the offset plate 95 is provided with the through holes 9 respectively.
A slide shaft 96 is provided at a position corresponding to 3 and integrally fixed so as to penetrate an end on one end side into the through hole 93. A spherical projection 96a is formed at the other end of the slide shaft 96. The spherical projection 96a is formed on the inclined surface 57a of the projection 57 formed on the drive gear 56.
The coil spring 97 is biased so as to be pressed against the deflection plate 95. That is, the eccentric plate 95 allows the slide shaft 96 fixed to the eccentric plate 95 to pass through the through hole 93 of the flange portion 91 and is urged by the coil spring 97 so that the spherical projection 96a is formed on the inclined surface 57a. In a state where the drive gear 56 and the drive plate 90 are pressed against each other, the drive gear 56 and the drive plate 90 are disposed so as to be movable in the axial direction of the crankshaft 80. When the pedaling force of the pedals 81a and 82a is applied to the crankshaft 80 via the left and right cranks 81 and 82, the rotational force is applied to the drive plate 90 via a one-way clutch 85 attached to the crankshaft 80. The transmitted drive plate 90 rotates, and when the vehicle is in an accelerated state such as traveling on an uphill during traveling, the pedals 81a and 82a are depressed more strongly than before.
Relative movement according to the treading force between a drive plate 90 attached via a one-way clutch 85 to a crankshaft 80 rotated by a treading force of 1a, 82a and a driving gear 56 rotating integrally with the hollow shaft 70. Will occur. That is, to accelerate the bicycle A, the pedals 81a and 82a are strongly depressed to increase the stepping force, so that the drive plate 90
The compression spring 60 provided between the drive gear 56 and the drive gear 56 is compressed, and the drive plate 90 rotates ahead of the drive gear 56 by an amount corresponding to the pedaling force. Spherical projection 96a of the slide shaft 96
Moves upward along the inclined surface 57a of the projection 57 provided on the drive gear 56, and along with this movement, the coil spring 97 is compressed, and the deflection plate 95 moves in a direction away from the drive gear 56, that is, the deflection plate 95 moves. Will be ranked.

【0027】そして、偏位プレート95が駆動歯車56
から離反する方向に偏位すると、この偏位プレート95
の偏位量に応じて後述するトルク検出手段としてのトル
クセンサー100の作動杆140が動作し、トルクセン
サー100は踏力に応じた電気的出力を出力し、この電
気的出力は周知のA/D(アナログ/デジタル値)変換
器によってアナログ値をデジタル値につまりA/D変換
されて前記制御装置200に送られるようになってい
る。
The deflection plate 95 is connected to the drive gear 56.
When the deflection plate 95 is displaced in a direction away from the
The operating rod 140 of the torque sensor 100 as a torque detecting means described later operates in accordance with the amount of deviation of the torque sensor 100, and the torque sensor 100 outputs an electric output according to the pedaling force. (Analog / digital value) The analog value is converted into a digital value by the converter, that is, A / D converted and sent to the control device 200.

【0028】なお、前記駆動歯車56、圧縮ばね60、
一方向性クラッチ85に取り付けられた駆動板90、偏
位プレーと95、スライド軸96およびトルクセンサー
100およびスプリング97はトルク検出機構を構成し
ているものである。また、駆動歯車56の傾斜面57
a、駆動板90、スライド軸96、スプリング97は偏
位機構を構成しているものである。
The drive gear 56, the compression spring 60,
The drive plate 90, the eccentric play 95, the slide shaft 96, the torque sensor 100, and the spring 97 attached to the one-way clutch 85 constitute a torque detecting mechanism. Also, the inclined surface 57 of the drive gear 56
a, the drive plate 90, the slide shaft 96, and the spring 97 constitute a deflection mechanism.

【0029】また、前記動力装置Cの蓋ケース25には
図1に示すように始動スイッチ15が設けられており、
この始動スイッチ15にはキー挿入孔15aが設けられ
ており、このキー挿入孔15aに図示しないキーを挿入
して閉成・開成操作することにより、前記蓄電池14b
から電動機40等に電力の供給・停止がなされるように
なっている。そして、始動スイッチ15が閉成されたと
きは動力装置Cからの回転力の補助により楽な走行がで
きるものであり、また開成された時は人力のみによる人
力走行となるものである。
A start switch 15 is provided on the lid case 25 of the power unit C as shown in FIG.
The start switch 15 is provided with a key insertion hole 15a, and a key (not shown) is inserted into the key insertion hole 15a to perform a closing / opening operation.
The electric power is supplied to and stopped from the electric motor 40 and the like. When the start switch 15 is closed, the vehicle can travel easily with the assistance of the rotational force from the power unit C. When the start switch 15 is opened, the vehicle travels manually using only human power.

【0030】つぎに、前記トルクセンサー100の構成
を図5、図6に基づいて説明する。図5に示すようにト
ルクセンサー100は、下部ケース110とこの下部ケ
ース110に取り付けられる上部ケース120とからな
るケース本体101、このケース本体101内に配設さ
れるセンサーとしての歪みゲージ130、被検出トルク
であるぺダルの踏力つまりクランク軸80の回転トルク
の作用力を受ける作動杆140およびこの作動杆140
が受けた作用力を歪みゲージ130に伝達するコイルス
プリング150等から構成されている。
Next, the structure of the torque sensor 100 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the torque sensor 100 includes a case main body 101 including a lower case 110 and an upper case 120 attached to the lower case 110, a strain gauge 130 as a sensor disposed in the case main body 101, An operating rod 140 which receives the pedal force of the pedal which is the detected torque, that is, the operating force of the rotational torque of the crankshaft 80, and the operating rod 140
And a coil spring 150 for transmitting the acting force received to the strain gauge 130.

【0031】また、前記上部ケース120には、底壁1
21にそれぞれ内側および外側に突出した筒部125が
形成され、また、この筒部125には外側端部から略中
間部までの部位にはガイド孔126が形成されるととも
に、前記中間部から内側端部までの部位にはガイド孔1
26より径大な孔127が形成されている。
The upper case 120 has a bottom wall 1.
21 is formed with a cylindrical portion 125 protruding inward and outward, respectively. The cylindrical portion 125 is formed with a guide hole 126 at a portion from the outer end portion to a substantially intermediate portion, and is formed from the intermediate portion to the inner side. Guide hole 1 at the end
A hole 127 larger in diameter than 26 is formed.

【0032】そして、前記センサーつまり歪みゲージ1
30は、例えばアルミニウム等からなる起歪体131の
表面に絶縁被膜を介して薄膜からなる4個の抵抗体R1
ないしR4(図5では不図示)を貼着あるいはいわゆる
半導体技術等により配設するとともに、これら4個の抵
抗体R1ないしR4を導体によって、図6に示すように
ブリッジWを構成するように接続して構成されている。
そして、前記ブリッジWの抵抗体R1とR3との接続点
および抵抗体R4とR2との接続点はリード線132a
および132bを介して電源に接続され、また、抵抗体
R1とR4との接続点および抵抗体R2とR3との接続
点は出力端部となっており、この出力端部から踏力の大
きさに応じた電気的出力が出力され、この電気的出力は
リード線133aおよび133bを通して、A/D変換
器110を介して制御装置200に送られるようになっ
ている。
Then, the sensor, that is, the strain gauge 1
Reference numeral 30 denotes four thin-film resistors R1 formed on a surface of a strain body 131 made of, for example, aluminum through an insulating film.
To R4 (not shown in FIG. 5) by sticking or so-called semiconductor technology, and these four resistors R1 to R4 are connected by conductors to form a bridge W as shown in FIG. It is configured.
The connection point between the resistors R1 and R3 and the connection point between the resistors R4 and R2 of the bridge W are connected to the lead wire 132a.
And 132b are connected to a power supply, and the connection point between the resistors R1 and R4 and the connection point between the resistors R2 and R3 are output ends. A corresponding electrical output is output, and the electrical output is sent to the control device 200 via the A / D converter 110 through the leads 133a and 133b.

【0033】また、前記下部ケース110と上部ケース
120とに固定端を挾持して固定された起歪体131の
自由端131aは前記筒部125の内側端部の下方に位
置するとともにガイド孔126に対応する部位まで延出
されており、この先端部にはガイド孔126の軸心と一
致する軸心を有するピン134が取り付けられている。
また、前記作動杆140は前記ガイド孔126に案内
されて軸方向にスライド自在に嵌合する軸部141と、
この軸部141の一端部に形成され摩擦を低減するため
に鋼球142aが回動可能にはめ込まれている径大なス
トッパー部142とから構成され、また、作動杆140
と前記ピン134との間に前記コイルスプリング150
が所定量圧縮された状態で配設されている。
The free end 131a of the flexure element 131 fixed to the lower case 110 and the upper case 120 with the fixed end sandwiched therebetween is located below the inner end of the cylindrical portion 125 and has a guide hole 126. A pin 134 having an axis coinciding with the axis of the guide hole 126 is attached to the distal end portion.
Also, the operating rod 140 is guided by the guide hole 126 and is fitted slidably in the axial direction,
A large diameter stopper portion 142 is formed at one end of the shaft portion 141 and has a steel ball 142a rotatably fitted to reduce friction.
Between the coil spring 150 and the pin 134
Are arranged in a state compressed by a predetermined amount.

【0034】そして、このトルクセンサー100の動作
は従来周知の歪みゲージを用いたトルクセンサーと同一
の原理で動作するものである。つまりぺダル81a、8
2aの踏力は前記クランク軸80に伝えられ、このクラ
ンク軸80の回転力の大きさに応じて変化する偏位プレ
ート95の偏位量に応じた曲げ力を起歪体131に付与
し、前記抵抗体R1ないしR4の抵抗値の変化に応じた
電気的出力をブリッジWから出力させるものである。な
お、この実施の形態においては、偏位プレート95が偏
位しないとき起歪体131に最大曲げ力が加えられるよ
うに構成されている。
The operation of the torque sensor 100 is based on the same principle as that of a conventionally known torque sensor using a strain gauge. That is, Pedal 81a, 8
The pedaling force 2a is transmitted to the crankshaft 80, and a bending force corresponding to the amount of deflection of the deflection plate 95 that changes according to the magnitude of the rotational force of the crankshaft 80 is applied to the flexure element 131. The bridge W outputs an electrical output corresponding to a change in the resistance value of the resistors R1 to R4. In this embodiment, the maximum bending force is applied to the strain body 131 when the deflection plate 95 is not deflected.

【0035】また、前記ケース20の内部には図3に示
すように自転車Aの車速を検出する車速検出手段として
のスピードセンサー160が設けられており、このスピ
ードセンサー160は周知の磁気センサーが用いられ、
このスピードセンサー160の図示しない検出部は前記
駆動歯車56の歯部に近接して配置され、前記駆動歯車
56が回転することにより検出部に駆動歯車56の各歯
が近接する毎に、発生するパルス信号の単位時間当たり
のパルス数に基づいて車速を検出し、その出力を前記制
御装置200に送るものである。
As shown in FIG. 3, a speed sensor 160 as a vehicle speed detecting means for detecting the speed of the bicycle A is provided inside the case 20, and a known magnetic sensor is used as the speed sensor 160. And
A detection unit (not shown) of the speed sensor 160 is disposed close to the teeth of the drive gear 56, and is generated each time each tooth of the drive gear 56 approaches the detection unit by the rotation of the drive gear 56. The vehicle speed is detected based on the number of pulses per unit time of the pulse signal, and the output is sent to the control device 200.

【0036】つぎに、前記電動機40の駆動力の後輪1
2への伝達について説明する。
Next, the rear wheel 1 of the driving force of the electric motor 40 will be described.
2 will be described.

【0037】人力走行において登り坂等を走行する場合
のように自転車Aを加速するようにペダル81a、82
aを踏み込むと、上述したようにぺダル81a、82a
の踏力が大きくなり所定値を超え、前記駆動歯車56に
対して駆動板90が先行して回転して両者に踏力に応じ
た量の相対移動が生じ、その結果偏位プレート95のス
ライド軸96の先端部は駆動歯車56に設けた突起部5
7の傾斜面57aを上方に移動し、偏位プレート95は
踏力の大きさに応じた偏位量だけ駆動歯車56から離反
する方向に偏位する。その結果作動杆140、コイルス
プリング150を介して起歪体131に加えられていた
最大曲げ力が減少し、起歪体131は復元し、この復元
に伴いブリッジWの抵抗R1ないしR4の抵抗値が変化
して、この変化に応じた電気的出力が制御装置200に
送られる。
The pedals 81a and 82 are set so that the bicycle A is accelerated as in the case of running on an uphill or the like in manual driving.
a, as described above, the pedals 81a, 82a
The driving force increases to exceed a predetermined value, and the driving plate 90 rotates ahead of the driving gear 56 to cause relative movement of the driving plate 56 and the driving gear 56 by an amount corresponding to the pressing force. Is a protrusion 5 provided on the drive gear 56.
7 is moved upward, and the deflection plate 95 is shifted in a direction away from the driving gear 56 by a deflection amount corresponding to the magnitude of the pedaling force. As a result, the maximum bending force applied to the flexure element 131 via the operating rod 140 and the coil spring 150 decreases, and the flexure element 131 is restored. With this restoration, the resistance values of the resistors R1 to R4 of the bridge W are restored. Is changed, and an electrical output corresponding to the change is sent to the control device 200.

【0038】そして、制御装置200によって後述する
ように電動機40が駆動されて電動機40の回転力は出
力軸41に設けられた歯車42から、前記減速機構50
を介して駆動歯車56に伝達され、この駆動歯車56を
介して中空軸70に伝達され、この中空軸70に取り付
けられているスプロケット17、チェーン18を介して
後輪12に伝達されるものである。つまりぺダル81
a、82aを踏み込むことによってクランク軸80に伝
達される人力による回転力に前記電動機40の回転力す
なわち動力が付加つまり補助されて自転車は走行するも
のである。
The motor 40 is driven by the control device 200 as described later, and the rotational force of the motor 40 is transmitted from the gear 42 provided on the output shaft 41 to the speed reduction mechanism 50.
And transmitted to the hollow shaft 70 via the drive gear 56, and transmitted to the rear wheel 12 via the sprocket 17 and the chain 18 attached to the hollow shaft 70. is there. That is, Pedal 81
The bicycle runs by adding or assisting the rotational force of the electric motor 40, that is, the power, to the rotational force of the human power transmitted to the crankshaft 80 by stepping on the a and 82a.

【0039】つぎに、この実施の形態における自転車A
の踏力に応じた動力を補助する制御方法を、図7の制御
ブロック図に基づいて説明する。
Next, the bicycle A according to this embodiment
A control method for assisting the power according to the pedaling force of the vehicle will be described with reference to the control block diagram of FIG.

【0040】同図において符号200は前述した制御装
置である。つぎにこの制御装置200の構成を説明す
る。
In the figure, reference numeral 200 denotes the control device described above. Next, the configuration of the control device 200 will be described.

【0041】前記トルク検出機構を構成するトルク検出
手段であるトルクセンサー100には、トルク発生検知
手段201が接続されており、このトルク発生検知手段
201は前記トルクセンサー100がトルクを最初に検
知したことつまり検出値が零でなくなったことを検知す
るものである。また、前記トルク発生検知手段201に
はタイマーからなる計時手段202が接続されており、
この計時手段202は前記トルク発生検知手段201が
トルクを検知した時点から計時を開始するようになって
いる。
A torque generation detecting means 201 is connected to a torque sensor 100 which is a torque detecting means constituting the torque detecting mechanism. The torque generation detecting means 201 detects the torque by the torque sensor 100 first. That is, it detects that the detected value is not zero. The torque generation detecting means 201 is connected to a time measuring means 202 including a timer.
The timing unit 202 starts timing from the time when the torque generation detecting unit 201 detects the torque.

【0042】また、トルクセンサー100には飽和判断
手段203が接続されており、また、この飽和判断手段
203には飽和値記憶手段204が接続されている。そ
して、前記飽和値記憶手段204には、前記圧縮ばね6
0が最大圧縮状態つまりそれ以上圧縮できない状態とな
ったときに前記トルクセンサー100が検出するトルク
値と同じ値つまり所定値が記憶されているものである。
つまり、圧縮ばね60が最大圧縮状態となった後はペダ
ルがさらに大きな踏力で踏み込まれたとしても駆動板9
0と駆動歯車56とは踏み込み方向にはそれ以上相対移
動は生じることがなく、偏位プレーと95もそれ以上移
動することがなくトルクセンサー100で検知されるト
ルク値もまたそれ以上大きくなることはなく一定とな
る。このことはトルクセンサー100の出力側からみる
とトルクセンサー100で検出された検出トルク値が飽
和した状態の値つまり飽和値と等価となる。このことか
ら飽和値記憶手段204に、前記圧縮ばね60が最大圧
縮状態となったときに前記トルクセンサー100で検出
された検出トルク値と同じ値は、トルクセンサー100
の飽和値と見做すことができる。したがって、以下の説
明においては飽和値記憶手段204に記憶した前記所定
値を飽和値と呼ぶことにする。
The torque sensor 100 is connected to a saturation determining means 203, and the saturation determining means 203 is connected to a saturation value storage means 204. The saturation value storage means 204 stores the compression spring 6.
When 0 is the maximum compression state, that is, the state where compression is no longer possible, the same value as the torque value detected by the torque sensor 100, that is, a predetermined value is stored.
In other words, after the compression spring 60 has reached the maximum compression state, even if the pedal is depressed with a greater depression force, the drive plate 9
0 and the drive gear 56 do not move relative to each other in the stepping direction, and the deviation play 95 does not move any further, and the torque value detected by the torque sensor 100 also increases further. Is not constant. This is equivalent to a value in a state where the detected torque value detected by the torque sensor 100 is saturated, that is, a saturated value when viewed from the output side of the torque sensor 100. Therefore, the same value as the detected torque value detected by the torque sensor 100 when the compression spring 60 is in the maximum compression state is stored in the saturation value storage means 204.
Can be considered as the saturation value of Therefore, in the following description, the predetermined value stored in the saturation value storage means 204 will be referred to as a saturation value.

【0043】そして、前記飽和判断手段203は、自転
車の走行中にトルクセンサー100からから出力される
検出トルク値と前記飽和値記憶手段204の飽和値を比
較し、検出トルク値が飽和値と同じかまたは大きいと
き、つまり飽和値以上のときは前記計時手段202に計
時停止信号を出力し、また、検出トルク値が小さいとき
つまり飽和値未満のときは後述する電動機出力決定手段
208に前記検出トルク値を出力するものである。
The saturation determination means 203 compares the detected torque value output from the torque sensor 100 during running of the bicycle with the saturation value of the saturation value storage means 204, and the detected torque value is the same as the saturation value. When the detected torque value is larger or larger, that is, when the detected torque value is equal to or more than the saturation value, a time stop signal is output to the time counting means 202. Outputs the value.

【0044】また、前記計時手段202は、飽和判断手
段203から計時停止信号を受けると前記トルク発生検
知手段201が最初にトルクを検知した時点から前記計
時停止信号を受けた時点までの時間、つまりトルクセン
サー100が最初にトルクを検出しから検出トルク値が
飽和するまでの時間を計時し、この計時時間を出力する
ものである。
When receiving the timing stop signal from the saturation judging means 203, the timing means 202 sets the time from when the torque generation detecting means 201 first detects the torque to when it receives the timing stop signal, that is, The time from when the torque sensor 100 first detects the torque to when the detected torque value is saturated is measured, and the measured time is output.

【0045】また、前記車速検出手段であるスピードセ
ンサー160には、周期算出手段205が接続されてお
り、周期算出手段205はトルクセンサー100によっ
て検出される現在のトルク信号の周期を車速に基づいて
算出しこの周期を出力するものである。
A cycle calculating means 205 is connected to the speed sensor 160 serving as the vehicle speed detecting means. The cycle calculating means 205 determines the cycle of the current torque signal detected by the torque sensor 100 based on the vehicle speed. Calculate and output this cycle.

【0046】なお、車速からトルク信号の周期が求めら
れる理由は、走行中に使用者のペダルを踏み込む動作は
回転運動であることから、トルクセンサー100の出力
つまりトルク信号は正弦波状となり、また、クランクは
左右2本であることからその周期は1/2になり、ま
た、クランクの回転数と車速とは比例関係にあることか
ら車速を検出しこの車速の基づいてトルク信号の周期を
求めることができるものである。
The reason why the cycle of the torque signal is obtained from the vehicle speed is that the operation of depressing the pedal of the user during the running is a rotary motion, so that the output of the torque sensor 100, that is, the torque signal becomes sinusoidal. Since there are two left and right cranks, the cycle is halved. Since the rotational speed of the crank is proportional to the vehicle speed, the vehicle speed is detected and the cycle of the torque signal is determined based on the vehicle speed. Can be done.

【0047】つぎに、前記計時手段202および周期算
出手段205には、想定最大トルク値算出手段(以下最
大値算出手段という)206が接続されており、この最
大値算出手段206は、前記計時手段202からの計時
時間と周期算出手段205からの周期に基づいて想定最
大トルク値を算出するものである。
Next, an assumed maximum torque value calculating means (hereinafter referred to as a maximum value calculating means) 206 is connected to the time measuring means 202 and the period calculating means 205, and the maximum value calculating means 206 The assumed maximum torque value is calculated based on the time measured from 202 and the cycle from the cycle calculating means 205.

【0048】また、最大値算出手段206には想定現在
トルク値算出手段(以下現在トルク値算出手段という)
207が接続されており、この現在トルク値算出手段2
07は、最大値算出手段206で算出された想定最大ト
ルク値に基づいて想定現在トルク値(現在ペダルの踏み
込みによって生じていると想定したトルク値)を算出す
るものである。
The maximum value calculation means 206 includes an assumed current torque value calculation means (hereinafter referred to as current torque value calculation means).
207 is connected, and the current torque value calculating means 2
Reference numeral 07 denotes an assumed current torque value (a torque value assumed to be generated by depressing the current pedal) based on the assumed maximum torque value calculated by the maximum value calculation means 206.

【0049】ここで、前記計時手段202からの計時時
間と周期算出手段205からの周期基づいて想定最大ト
ルク値が算出される理由、および想定最大トルク値に基
づいて想定現在トルク値が算出される理由を以下に説明
する。
Here, the reason why the assumed maximum torque value is calculated based on the time measured from the time measuring means 202 and the cycle from the cycle calculating means 205, and the assumed current torque value is calculated based on the assumed maximum torque value. The reason will be described below.

【0050】前述のように車速からトルク信号の周期は
求められ、一方トルクセンサー100が最初にトルクを
検知してから飽和までの時間は前記計時手段202によ
って計時されている。
As described above, the cycle of the torque signal is obtained from the vehicle speed. On the other hand, the time from when the torque sensor 100 first detects the torque to when it is saturated is measured by the timer 202.

【0051】ここで、クランクの周期をT、トルクセン
サー100が最初にトルクを検知してから飽和するまで
の時間をt、想定最大トルク値をAとすると、トルクセ
ンサー100の出力は上述のように正弦波状であること
からこれを余弦で表現すると、トルクセンサー100の
検出トルク値が飽和状態となった時間tにおけるトルク
センサー100の飽和時の出力値f(t) はつぎの式
(1)で求められる。
Here, assuming that the cycle of the crank is T, the time from when the torque sensor 100 first detects the torque until saturation is t, and the assumed maximum torque value is A, the output of the torque sensor 100 is as described above. When expressed as a cosine, the output value f (t) of the torque sensor 100 at the time of saturation when the detected torque value of the torque sensor 100 is saturated is expressed by the following equation (1). Desired.

【0052】また、式(1)を変形することにより想定
最大トルク値Aは、式(2)で求めることができる。
By modifying the equation (1), the assumed maximum torque value A can be obtained by the equation (2).

【0053】[0053]

【数1】 (Equation 1)

【0054】したがって、前記計時手段202で計時さ
れたトルクセンサー100が最初にトルクを検出した時
点から飽和する間での時間、トルクセンサー100の飽
和時の検出トルク値、前記周期算出手段205で算出さ
れた周期を前記式(2)に代入することによって、想定
最大トルク値Aを求めることができるものであり、前記
最大値算出手段206は上記演算をして想定最大トルク
値を算出するものである。
Therefore, the time from when the torque sensor 100 first detects the torque measured by the time measuring means 202 to the time when the torque sensor 100 is saturated, the detected torque value when the torque sensor 100 is saturated, and the time calculated by the cycle calculating means 205 The estimated maximum torque value A can be obtained by substituting the calculated cycle into the equation (2), and the maximum value calculating means 206 calculates the assumed maximum torque value by performing the above calculation. is there.

【0055】また、前記計時手段202が飽和トルク値
を検出した後所定時刻毎(ロックパルス信号によって指
定する)に新たな時間と、前記想定最大トルク値を前記
式(1)に代入することにより、時間の経過に応じた想
定トルク値を求めることができ、前記現在トルク値算出
手段207は上記演算をして想定現在トルク値を算出す
るものである。
Further, a new time and the assumed maximum torque value are substituted into the equation (1) at predetermined time intervals (designated by a lock pulse signal) after the timing means 202 detects the saturation torque value. The current torque value calculating means 207 calculates the assumed current torque value by performing the above calculation.

【0056】また、前記計時手段202は、飽和判断手
段203から計時停止信号を受けると前記トルク発生検
知手段201がトルクを検知した時点から前記計時停止
信号を受けた時点までの時間、つまりトルクセンサー1
00が最初にトルクを検出してから検出トルク値が飽和
するまでの時間を計時し、この計時時間を出力するもの
である。
When receiving the timing stop signal from the saturation judging means 203, the timing means 202 determines the time from when the torque generation detecting means 201 detects torque to when the torque generation detecting means 201 receives the timing stop signal, that is, the torque sensor. 1
00 measures the time from when the torque is first detected to when the detected torque value is saturated, and outputs this measured time.

【0057】また、前記現在トルク算出手段207に
は、電動機出力決定手段208が接続されており、ま
た、この電動機出力決定手段208には上述したように
飽和判断手段203が接続されている。この電動機出力
決定手段208は、前記飽和判断手段203からトルク
センサー100で検出された検出トルクが飽和値よりも
小さいときに出力される検出トルクに基づいて電動機4
0の出力値つまり補助すべき動力の大きさを決定し、ま
た、トルクセンサー100で検出された検出トルク値が
飽和値以上であるとき、現在トルク算出手段207から
の想定現在トルク値に基づいて電動機40の出力値を決
定するものである。
The motor output determining means 208 is connected to the current torque calculating means 207, and the saturation determining means 203 is connected to the motor output determining means 208 as described above. The motor output determining means 208 determines the electric motor 4 based on the detected torque output from the saturation determining means 203 when the detected torque detected by the torque sensor 100 is smaller than the saturation value.
The output value of 0, that is, the magnitude of the power to be assisted is determined. When the detected torque value detected by the torque sensor 100 is equal to or larger than the saturation value, the output value is set based on the assumed current torque value from the current torque calculation unit 207. The output value of the electric motor 40 is determined.

【0058】また、電動機出力決定手段208には電動
機制御手段209が接続されており、この電動機制御手
段209は前記現在トルク算出手段207からの想定現
在トルク値、または飽和判断手段203から出力される
検出トルク値のいずれかによって決定された電動機出力
決定手段208からの出力に基づいて電動機40を制御
するものである。
A motor control means 209 is connected to the motor output determination means 208. The motor control means 209 outputs the assumed current torque value from the current torque calculation means 207 or the saturation judgment means 203. The motor 40 is controlled based on the output from the motor output determining means 208 determined based on one of the detected torque values.

【0059】つまり、電動機40は、トルク検出機構の
一部であるトルクセンサー100で検出された検出トル
ク値が、飽和値未満(圧縮ばね60の圧縮が最大圧縮に
満たない状態におけるトルクセンサー100からの検出
トルク値)の場合は、この検出トルク値に応じた動力を
補助するように制御され、また、トルクセンサー100
で検出された検出トルク値が、飽和値以上(圧縮ばね6
0が最大圧縮された状態において検出されるトルクセン
サー100の検出トルク値)となった場合は、想定現在
トルク値によって決定される出力値に応じた動力を補助
するように制御されるものである。
That is, the electric motor 40 detects that the torque value detected by the torque sensor 100 which is a part of the torque detection mechanism is less than the saturation value (from the torque sensor 100 when the compression of the compression spring 60 is less than the maximum compression). Is detected, the control is performed so as to assist the power corresponding to the detected torque value.
Is greater than or equal to the saturation value (compression spring 6
When 0 becomes the detected torque value of the torque sensor 100 detected in the state of maximum compression), control is performed so as to assist the power corresponding to the output value determined by the assumed current torque value. .

【0060】このことを図8を参照して説明する。図8
において曲線Aはペダルの踏力の変化を示す曲線であ
り、また、曲線Bはトルクセンサー100の出力つまり
検出トルク値の変化を示す曲線である。図に示すように
時刻t0 の時点から次第に踏力が増大するにつれて圧縮
ばね60は次第に圧縮され、この圧縮につれてトルクセ
ンサー100からの検出トルク値も増加し、圧縮ばね6
0が最大圧縮状態となった時刻t1 では、検出トルク値
はそれ以上増加することなく一定に維持つまり飽和状態
となる。そして、飽和状態となると計時手段202で計
時された計時時間(時刻t0 から時刻t1 までの時間)
と、時刻t1 における車速に基づいて周期算出手段20
5によって算出されたトルク信号周期とに基づいて算出
された時刻t2 ないし時刻t(n-1) までの各時刻におけ
る想定現在トルク値は正方形の記しでプロットしたよう
に推移する。そして、時刻t0 から時刻t1 までは次第
に増加する検出トルク値によって決定される電動機出力
値で、また、時刻t2から時刻t(n-1) の間は想定現在ト
ルク値によって決定される電動機出力値となるように電
動機40は制御されるものである。
This will be described with reference to FIG. FIG.
, A curve A is a curve indicating a change in the pedal effort, and a curve B is a curve indicating a change in the output of the torque sensor 100, that is, a change in the detected torque value. As shown in the figure, the compression spring 60 is gradually compressed as the pedaling force gradually increases from the time t0, and the detected torque value from the torque sensor 100 also increases with this compression, and the compression spring 6
At time t1 when 0 is in the maximum compression state, the detected torque value is kept constant without further increase, that is, it is saturated. Then, when it becomes saturated, the time measured by the time measuring means 202 (time from time t0 to time t1)
And a period calculating means 20 based on the vehicle speed at time t1.
The estimated current torque value at each time from time t2 to time t (n-1) calculated based on the torque signal cycle calculated in step 5 changes as plotted with squares. From time t0 to time t1, the motor output value is determined by the gradually increasing detected torque value, and from time t2 to time t (n-1), the motor output value is determined by the assumed current torque value. The motor 40 is controlled so that

【0061】上述のように、圧縮ばね60が最大圧縮状
態以上となった場合においては、想定現在トルク値によ
って電動機出力値を決定し、電動機40を制御するもの
であることから圧縮ばね60はばね定数の大きいばねを
用いる必要がないものである。
As described above, when the compression spring 60 is at or above the maximum compression state, the motor output value is determined based on the assumed current torque value and the motor 40 is controlled. It is not necessary to use a spring having a large constant.

【0062】なお、脚力の強い運転者あるいは体重の重
い運転者が運転する場合においては、運転者が急激に加
速させるようにしてペダルが踏み込まれると想定最大ト
ルク値が異常に大きくなり、その結果想定現在トルク値
が異常に大きくなり異常に大きい動力が補助されること
になり好ましくない状態となる。
In the case where a driver with strong leg strength or a driver with a heavy weight drives, if the driver depresses the pedal so as to accelerate rapidly, the assumed maximum torque value becomes abnormally large. The assumed current torque value becomes abnormally large, and abnormally large power is assisted, which is an undesirable state.

【0063】これを防止するためには、図9に示すよう
に現在トルク算出手段207で算出された想定現在トル
ク値を、あらかじめ記憶手段210に記憶した所定値
(本来補助されるべき出力を決定するための値)と比較
していずれが大きいかを判断する判断手段211を設
け、この判断手段211が前記想定現在トルク値が前記
所定値よりも大きいと判断したときは、前記想定現在ト
ルク値に代えて前記所定値を電動機出力決定手段208
に出力し、この所定値によって電動機出力を決定するよ
うにすればよいものである。なお、図9においては図7
と同一部分には同一符号を付してある。
In order to prevent this, as shown in FIG. 9, the assumed current torque value calculated by the current torque calculation means 207 is replaced with a predetermined value stored in the storage means 210 in advance. And a determining means 211 for determining which is greater than the predetermined current torque value when the determining means 211 determines that the assumed current torque value is larger than the predetermined value. The predetermined value is replaced with the motor output determining means 208.
, And the motor output may be determined based on the predetermined value. In FIG. 9, FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as.

【0064】また、走行中に動力の補助がされるのは加
速状態であることから、想定最大トルク値を算出した時
点とこの想定最大トルク値に基づいて算出した想定現在
トルク値を算出し決定された電動機出力値は、その後の
車速は想定最大トルク値を算出した時点の車速より大き
くなっておりトルク信号の周期は短くなるため、実際の
踏力に対応して補助される動力は小さくなることにな
る。このことを防止するためには、図7および図9の制
御ブロック図において、最大値算出手段206で算出す
る際のトルク信号周期を記憶手段(不図示)に記憶する
とともに、現在トルク値算出手段207で想定現在トル
ク値を算出する際のトルク信号の周期とを比較手段(不
図示)によって比較し、両者に差が生じているときは想
定現在トルク値を算出する際のトルク信号の周期を用い
て想定現在トルク値を算出し、この想定現在トルク値に
基づいて電動機出力を決定するようにすればよいもので
ある。
Since the power is assisted during traveling in an acceleration state, the time when the assumed maximum torque value is calculated and the assumed current torque value calculated based on the assumed maximum torque value are calculated and determined. Motor output value, the vehicle speed after that is greater than the vehicle speed at the time when the assumed maximum torque value was calculated, and the cycle of the torque signal becomes shorter, so that the assisted power corresponding to the actual pedaling force becomes smaller become. In order to prevent this, in the control block diagrams of FIGS. 7 and 9, the torque signal cycle for the calculation by the maximum value calculation unit 206 is stored in the storage unit (not shown), and the current torque value calculation unit is stored. A comparison unit (not shown) compares the cycle of the torque signal at the time of calculating the assumed current torque value with the comparison means (not shown). If there is a difference between the two, the cycle of the torque signal at the time of calculating the assumed current torque value is determined. It is only necessary to calculate the assumed current torque value using the estimated current torque value and determine the motor output based on the assumed current torque value.

【0065】上述のように上記電動補助動力装置付自転
車は、ペダル81a、82aの踏力に応じてトルク検出
機構の一部であるトルクセンサー100で検出された検
出トルク値が飽和値を超えたか否かを判断し、飽和値未
満の場合は前記検出トルク値に基づいて決定された電動
機出力値によって電動機40を制御し、飽和値以上の時
はトルクセンサーで最初にトルク値が検出てから検出ト
ルク値が飽和値以上つまり飽和値に達した時点までの時
間と、検出トルク値が飽和値に達した時点におけるスピ
ードセンサー160で検出された車速に基づいて算出さ
れたトルク信号の周期とから想定最大トルク値を算出
し、この想定最大トルク値に基づいて現在想定トルク値
を算出し、この現在想定トルク値に基づいて決定された
電動機出力値となるように電動機40を制御するように
したことから、トルク検出機構の圧縮ばね60が最大圧
縮された後さらに大きな踏力が圧縮ばね60に加わった
としても、圧縮ばね60が最大圧縮された状態のトルク
センサー100からの出力を飽和値を超えた状態と判断
するとともに、計時手段202で計時された計時時間
と、スピードセンサー160で検出された車速とから現
在の想定トルク値を求めて電動機出力値を決定して、こ
の出力値となるように電動機40を制御して動力を補助
できるため、ばね定数の小さい圧縮ばね60を使用でき
るものである。
As described above, in the bicycle with the electric auxiliary power unit, whether or not the detected torque value detected by the torque sensor 100 which is a part of the torque detection mechanism exceeds the saturation value in accordance with the depression force of the pedals 81a and 82a. If the value is less than the saturation value, the motor 40 is controlled by the motor output value determined based on the detected torque value. From the time until the value reaches or exceeds the saturation value, that is, the time when the saturation value is reached, and the period of the torque signal calculated based on the vehicle speed detected by the speed sensor 160 at the time when the detected torque value reaches the saturation value, the assumed maximum A torque value is calculated, a current assumed torque value is calculated based on the assumed maximum torque value, and the motor output value is determined based on the current assumed torque value. Thus, even if a greater pedal force is applied to the compression spring 60 after the compression spring 60 of the torque detecting mechanism is fully compressed, the torque sensor in the state where the compression spring 60 is fully compressed is controlled. It is determined that the output from the motor 100 has exceeded the saturation value, and the current assumed torque value is determined from the time measured by the time measuring means 202 and the vehicle speed detected by the speed sensor 160 to determine the motor output value. Since the power can be assisted by controlling the electric motor 40 so that the output value is obtained, the compression spring 60 having a small spring constant can be used.

【0066】また、所定値を設定した記憶手段210を
設けるとともに、前記所定値と前記現在トルク値算出手
段207からの想定現在トルク値のいずれかが大きいか
を判断する判断手段211を設け、両者を比較し想定現
在トルク値が前記所定値を超えているときは想定現在ト
ルク値に代えて前記所定値を前記電動機出力決定手段2
08に出力するようにすることにより、脚力の強い運転
者あるいは体重の重い運転者の運転において急激な加速
運転がされ、想定現在トルク値が異常に大きくなったと
しても想定現在トルク値に代えて前記所定値に基づいて
電動機出力値を決定して電動機を制御して動力を補助で
きるため、異常に大きな動力が補助されることを防止で
きるものである。
A storage means 210 in which a predetermined value is set is provided, and a judgment means 211 for judging whether the predetermined value or the assumed current torque value from the current torque value calculation means 207 is larger is provided. When the assumed current torque value exceeds the predetermined value, the predetermined value is replaced with the motor output determination means 2 instead of the assumed current torque value.
In this case, even if the assumed current torque value becomes abnormally large in the case of a driver with strong leg strength or a heavy weight driver, the estimated current torque value becomes abnormally large. Since the power can be assisted by determining the motor output value based on the predetermined value and controlling the motor, it is possible to prevent the abnormally large power from being assisted.

【0067】また、現在トルク値算出手段207の想定
現在トルク値の算出を、現在の車速に基づくトルク信号
周期を用いて算出するようにすることにより、走行中に
車速が変化した場合この変化した現在の車速に基づいて
算出されたトルク信号の周期と想定最大トルク値とに基
づいて算出された想定現在トルク値に基づいて決定され
た電動機出力値によって電動機40を制御できるため、
走行中に車速が変化したとしてこの車速に応じて適正な
動力補助ができるものである。
Further, by calculating the assumed current torque value by the current torque value calculation means 207 using a torque signal cycle based on the current vehicle speed, when the vehicle speed changes during traveling, this change occurs. Since the motor 40 can be controlled by the motor output value determined based on the assumed current torque value calculated based on the cycle of the torque signal calculated based on the current vehicle speed and the assumed maximum torque value,
Assuming that the vehicle speed changes during traveling, appropriate power assistance can be performed according to the vehicle speed.

【0068】[0068]

【発明の効果】上記のように構成した請求項1発明は、
ペダルの踏力に応じてトルク検出機構で検出された検出
トルク値が飽和値以上となった否かを判断し、飽和値未
満の場合は前記検出トルク値に基づいて決定された電動
機の出力値によって電動機を制御し、飽和値以上の時
は、トルク検出機構で最初にトルク値が検出されてから
検出トルク値が飽和値を超えたつまり達した時点までの
計時時間と、検出トルク値が飽和値に達した時点におけ
る車速検出手段で検出された車速に基づいて算出された
トルク信号の周期とから想定最大トルク値を算出し、こ
の想定最大トルク値に基づいて現在の想定トルク値を算
出し、この現在想定トルク値に基づいて決定された電動
機の出力値によって電動機を制御するようにしたことか
ら、トルク検出機構のばねが最大圧縮された後さらに大
きなペダルの踏力がばねに加わったとしても、ばねが最
大圧縮された状態のトルク検出機構からの出力を飽和値
に達した状態と判断するとともに、計時手段で計時され
た計時時間と、車速検出手段で検出された車速とから現
在想定トルク値を求めて電動機出力値を決定し電動機を
制御して動力の補助ができるため、ばね定数の小さいば
ねを使用でき、安価とすることができるという効果を有
するものである。
According to the first aspect of the present invention configured as described above,
It is determined whether or not the detected torque value detected by the torque detection mechanism according to the pedaling force has become equal to or greater than a saturation value, and if less than the saturation value, the output value of the motor determined based on the detected torque value is used. When the motor is controlled and the saturation value is exceeded, the measured time from when the torque detection mechanism first detects the torque value to when the detected torque value exceeds the saturation value, that is, when the detected torque value reaches the saturation value, and when the detected torque value reaches the saturation value Calculate the assumed maximum torque value from the period of the torque signal calculated based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means at the time when the vehicle reaches the estimated maximum torque value, calculate the current assumed torque value based on the estimated maximum torque value, Since the motor is controlled by the output value of the motor determined based on the current assumed torque value, a greater pedal force is applied after the spring of the torque detection mechanism is compressed to the maximum. Even if it is applied to the spring, the output from the torque detecting mechanism in a state where the spring is compressed to the maximum is determined to be in a state of reaching the saturation value, and the time measured by the time measuring means and the vehicle speed detecting means are detected. Since the current assumed torque value is obtained from the vehicle speed to determine the motor output value and the motor can be controlled to assist the power, a spring having a small spring constant can be used and the cost can be reduced. .

【0069】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明において、所定値を設定した記憶手段を設ける
とともに、前記所定値と前記想定現在トルク値算出手段
からの想定現在トルク値とを比較し、想定現在トルク値
が前記所定値を超えているとき想定現在トルク値に代え
て前記所定値を前記電動機出力決定手段に出力するよう
にしたことか、請求項1記載の発明の効果に加えて、脚
力の強いあるいは体重の重い運転者の運転等により、想
定現在トルク値が異常に大きくなったとしても想定現在
トルク値に代えて前記所定値に基づいて電動機の出力を
決定して電動機を制御して動力を補助できるため、異常
に大きな動力が補助されることを防止できるという効果
を有するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, storage means for setting a predetermined value is provided, and the predetermined value and an assumed current torque value from the assumed current torque value calculating means are stored. Wherein the predetermined value is output to the motor output determining means in place of the assumed current torque value when the assumed current torque value exceeds the predetermined value. In addition to the above, even if the assumed current torque value becomes abnormally large due to driving of a driver with strong leg strength or heavy weight, the output of the electric motor is determined based on the predetermined value instead of the assumed current torque value. Since the power can be assisted by controlling the electric motor, it is possible to prevent an abnormally large power from being assisted.

【0070】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは請求項2記載の発明において、想定現在トルク値算
出手段記の想定現在トルク値の算出は、現在の車速に基
づくトルク信号周期を用いて算出する電動補助動力装置
付自転車としたことから、請求項1または請求項2記載
のそれぞれの発明の効果に加えて、走行中に車速が変化
した場合この変化した現在の車速に基づいて算出された
トルク信号周期と想定最大トルク値とに基づいて現在想
定トルク値を算出し、この現在想定トルク値に基づいて
決定された電動機出力値となるように電動機を制御でき
るため、走行中に車速が変化したとしてもこの車速の変
化に応じて適正な動力補助ができるという効果を有する
ものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the calculation of the assumed current torque value by the assumed current torque value calculating means is performed by setting a torque signal cycle based on the current vehicle speed. Since the bicycle with the electric auxiliary power unit is calculated by using the present invention, in addition to the effects of the respective inventions according to claim 1 or 2, when the vehicle speed changes during running, based on the changed current vehicle speed, A current assumed torque value is calculated based on the calculated torque signal period and the assumed maximum torque value, and the motor can be controlled to have a motor output value determined based on the current assumed torque value. Even if the vehicle speed changes, there is an effect that appropriate power assist can be performed according to the change in the vehicle speed.

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

【図1】本発明の電動補助動力装置付自転車の実施の形
態の全体図。
FIG. 1 is an overall view of an embodiment of a bicycle with an electric auxiliary power device according to the present invention.

【図2】上記実施の形態の補助動力装置の構成を示す断
面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of the auxiliary power unit according to the embodiment.

【図3】上記実施の形態の補助動力装置を示す側面図。FIG. 3 is a side view showing the auxiliary power unit of the embodiment.

【図4】上記実施の形態ににおける偏位機構の動作の関
係を示す部分図。
FIG. 4 is a partial view showing the relationship of the operation of the deflection mechanism in the embodiment.

【図5】上記実施の形態のトルク検出手段(トルクセン
サー)の断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the torque detecting means (torque sensor) of the embodiment.

【図6】上記実施の形態のトルク検出手段(トルクセン
サー)の回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram of a torque detecting means (torque sensor) of the embodiment.

【図7】上記実施の形態における制御ブロック図。FIG. 7 is a control block diagram in the embodiment.

【図8】上記実施の形態における踏力と検出トルク値お
よび想定現在トルク値の推移の関係を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the pedaling force and changes in detected torque value and assumed current torque value in the embodiment.

【図9】上記実施の形態における他の制御ブロック図。FIG. 9 is another control block diagram in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 電動補助動力装置付自転車。 B 車体 C 補助動力装置 40 電動機 56 駆動歯車(トルク検出機構および偏位機
構の一部) 60 圧縮ばね(ばね)(トルク検出機構の一
部) 80 クランク軸 81 クランク 82 クランク 81a ペダル 82a ぺダル 90 駆動板(トルク検出機構および偏位機構
の一部) 95 偏位プレート(トルク検出機構および偏
位機構の一部) 96 スライド軸(トルク検出機構および偏位
機構の一部) 97 スプリング(トルク検出機構および偏位
機構の一部) 100 トルクセンサー(トルク検出手段)(ト
ルク検出機構の一部) 160 スピードセンサー(車速検出手段) 200 制御装置 201 トルク発生検知手段 202 計時手段 203 飽和判断手段 204 飽和値記憶手段 205 周期算出手段 206 想定最大トルク値算出手段 207 想定現在トルク値算出手段 208 電動機出力決定手段 209 電動機制御手段
A Bicycle with electric auxiliary power unit. B Car body C Auxiliary power unit 40 Electric motor 56 Drive gear (part of torque detection mechanism and deflection mechanism) 60 Compression spring (spring) (part of torque detection mechanism) 80 Crankshaft 81 Crank 82 Crank 81a Pedal 82a Pedal 90 Driving plate (part of torque detection mechanism and deflection mechanism) 95 Deflection plate (part of torque detection mechanism and deflection mechanism) 96 Slide shaft (part of torque detection mechanism and deflection mechanism) 97 Spring (torque detection) 100 Torque sensor (torque detecting means) (part of torque detecting mechanism) 160 Speed sensor (vehicle speed detecting means) 200 Control device 201 Torque generation detecting means 202 Clocking means 203 Saturation determining means 204 Saturation Value storage means 205 cycle calculation means 206 assumed maximum torque value calculation means 207 Assumed current torque value calculation means 208 Motor output determination means 209 Motor control means

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電動機から動力補助を受けて走行する電
動補助動力装置付自転車において、ばねの伸縮量によっ
て動作しぺダルの踏み込みトルクに応じて偏位する偏位
機構、この偏位機構の偏位量に応じて踏み込みトルク値
を電圧信号に変換して出力するトルク検出手段からなる
トルク検出機構と、このトルク検出機構で最初にトルク
値が検出されたことを検知し検知信号を出力する検知手
段と、前記トルク検出機構からの検出トルク値が飽和値
以上となったか否かを判断するとともに、検出トルク値
が飽和値以上のときに計時信号を、未満の時に前記検出
トルク値を出力する飽和判断手段と、前記検知手段の検
知信号に基づいて計時を開始するとともに飽和判断手段
からの計時信号までの時間を計時しこの計時時間を出力
する計時手段と、車速を検出する車速検出手段と、この
車速検出手段で検出された車速に基づいて前記トルク検
出機構で検出されるトルク信号の周期を算出する周期算
出手段と、この周期算出手段からの周期と前記計時手段
からの計時時間とに基づいて想定最大トルク値を算出す
る想定最大トルク値算出手段と、この想定最大トルク値
算出手段からの想定最大トルク値に基づいて想定現在ト
ルク値を算出する想定現在トルク値算出手段と、想定現
在トルク値算出手段からの想定現在トルク値または前記
飽和判断手段からの検出トルク値のいずれか一方の値に
基づいて電動機の出力値を決定する電動機出力決定手段
と、この電動機出力決定手段からの出力値に基づいて前
記電動機を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る電動補助動力装置付自転車。
A bicycle with an electric power assist device that travels with power assistance from an electric motor. The bicycle has an excursion mechanism that operates according to the amount of expansion and contraction of a spring and that is deviated in accordance with the pedaling stepping torque. A torque detecting mechanism comprising torque detecting means for converting a stepping torque value into a voltage signal in accordance with the position amount and outputting the voltage signal, and detecting that a torque value is first detected by the torque detecting mechanism and a detection signal is output. Means for judging whether or not the detected torque value from the torque detecting mechanism is equal to or greater than a saturation value, and outputting a clock signal when the detected torque value is equal to or greater than the saturation value, and outputting the detected torque value when the detected torque value is less than the saturation value. A saturation determination means, a time measurement means for starting time measurement based on a detection signal of the detection means, measuring time until a time measurement signal from the saturation determination means, and outputting the time measurement time; Vehicle speed detecting means for detecting the speed, cycle calculating means for calculating a cycle of a torque signal detected by the torque detecting mechanism based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, and a cycle from the cycle calculating means. Assumed maximum torque value calculating means for calculating an assumed maximum torque value based on the time measured from the timing means, and an assumed current torque value for calculating an assumed current torque value based on the assumed maximum torque value from the assumed maximum torque value calculating means. Torque value calculation means, motor output determination means for determining the output value of the motor based on one of the estimated current torque value from the assumed current torque value calculation means or the detected torque value from the saturation determination means, A control unit for controlling the electric motor based on an output value from the electric motor output determining unit.
【請求項2】 請求項1記載の発明において、所定値を
設定した記憶手段を設けるとともに、前記所定値と前記
想定現在トルク値算出手段からの想定現在トルク値とを
比較し、想定現在トルク値が前記所定値以上のとき想定
現在トルク値に代えて前記所定値を前記電動機出力決定
手段に出力することを特徴とする電動補助動力装置付自
転車。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a storage unit in which a predetermined value is set, comparing said predetermined value with an assumed current torque value from said assumed current torque value calculation unit, and Outputting the predetermined value to the motor output determining means in place of the assumed current torque value when is equal to or greater than the predetermined value.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の発明にお
いて、想定現在トルク値算出手段の想定現在トルク値の
算出は、現在の車速に基づくトルク信号周期を用いて算
出することを特徴とする電動補助動力装置付自転車。
3. The invention according to claim 1, wherein the calculation of the assumed current torque value by the assumed current torque value calculation means is performed using a torque signal cycle based on the current vehicle speed. Bicycle with electric auxiliary power unit.
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