JPH11245876A - Human-driven vehicle with auxiliary power - Google Patents

Human-driven vehicle with auxiliary power

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JPH11245876A
JPH11245876A JP10055264A JP5526498A JPH11245876A JP H11245876 A JPH11245876 A JP H11245876A JP 10055264 A JP10055264 A JP 10055264A JP 5526498 A JP5526498 A JP 5526498A JP H11245876 A JPH11245876 A JP H11245876A
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JP
Japan
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human
auxiliary power
speed
torque
transmission
Prior art date
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JP10055264A
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Japanese (ja)
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Kazue Sumiya
和重 角谷
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a constant assist ratio at any of the speed reduction ratios of a speed change mechanism. SOLUTION: A human-driven vehicle with auxiliary power, comprising a human drive system wherein human driving forces are supplied to a driving wheel 17 via a transmission capable of changing speed ratio and a power drive system wherein auxiliary power from an electric motor 22 is supplied to the driving wheel 17 in a different system from the human drive system, includes a torque detection mechanism 50 detecting the human driving torque of the human drive system, a switching dial 80 switching the speed stages of the transmission, reed switches detecting the speed stage of the switching dial 80, and a control part 130 controlling the output of the electric motor 22 according to the human driving toque and the speed stage.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人力による人力駆
動トルクを車輪に供給する人力駆動系と、補助動力装置
からの補助力を車輪に供給する動力駆動系とを設け、人
力駆動トルクの変化に応じて補助動力装置の出力が制御
される補助動力付人力走行車に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a human-powered drive system for supplying human-powered drive torque to wheels by a human power, and a power-drive system for supplying auxiliary power from an auxiliary power unit to wheels. The present invention relates to a human-powered traveling vehicle with auxiliary power in which the output of the auxiliary power device is controlled in accordance with the vehicle speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の補助動力付人力走行車として
は、一般に、踏力による人力駆動系と電動モータによる
動力駆動系との合力によって駆動される補助動力付自転
車がよく知られている。この補助動力付自転車は、運転
者がペダルを踏んで駆動輪である後輪に推進力を与え、
例えば、上り坂等を走行することによって踏力の負担が
大きくなったとき、電動モータの出力を増大させて踏力
の負担を軽減するものである。
2. Description of the Related Art As this type of human-powered traveling vehicle with an auxiliary power, a bicycle with an auxiliary power that is generally driven by a combined force of a human-powered driving system using a treading force and a power driving system using an electric motor is well known. In this auxiliary powered bicycle, the driver steps on the pedal to apply propulsion to the rear wheel, which is the driving wheel,
For example, when the load on the pedaling force is increased by traveling on an uphill or the like, the output of the electric motor is increased to reduce the load on the pedaling force.

【0003】このとき、人力駆動系の入力の大きさを運
転者がペダルを踏み込む踏力トルクにより検出し、この
踏力トルクが大きいときに電動モータによる補助力を増
加させている。また、電動モータによる補助力は、踏力
トルクに対して所定の比率となるように設定されてい
る。
[0003] At this time, the magnitude of the input of the human-powered drive system is detected by the pedal effort torque at which the driver depresses the pedal, and when the pedal effort torque is large, the assisting force of the electric motor is increased. Further, the assisting force of the electric motor is set to have a predetermined ratio to the pedaling force torque.

【0004】ところで、このような補助動力付自転車で
あっても、動力伝達系の速比が固定されていると、道路
条件あるいは運転者の体調等の種々の条件によっては、
適切な駆動力を与えることが困難になってくる場合があ
る。
[0004] Incidentally, even with such an auxiliary powered bicycle, if the speed ratio of the power transmission system is fixed, depending on various conditions such as road conditions or the physical condition of the driver, there are some problems.
It may be difficult to provide an appropriate driving force.

【0005】これを解消する方式としては、周知の変速
機を人力駆動系と動力駆動系との合力点よりも人力駆動
系における下流側(駆動輪側)に設ける方式と、上流側
(ペダル側)に設ける方式とが考えられる。
As a method for solving this problem, a known transmission is provided on the downstream side (drive wheel side) of the human-powered drive system with respect to the combined point of the human-powered drive system and the power drive system. ) Can be considered.

【0006】前者の合力点よりも下流側に変速機を設け
る方式によれば、変速機の変速段を切り換えても、人力
駆動系の踏力と動力駆動系の補助力とが共に変速機を介
して駆動輪に伝達されるため、駆動輪に作用する人力駆
動系の駆動輪出力トルクに対する動力駆動系の駆動輪出
力トルクの比率(アシスト比)は変化しない。従って、
変速機の変速段が変わっても車速が変化するだけで、ア
シスト比が変化しないため、不都合は生じない。
According to the former system in which the transmission is provided downstream of the resultant point, both the stepping force of the manual drive system and the assisting force of the power drive system are transmitted through the transmission even when the gear position of the transmission is switched. Thus, the ratio (assist ratio) of the drive wheel output torque of the power drive system to the drive wheel output torque of the manual drive system acting on the drive wheels does not change. Therefore,
Even if the gear position of the transmission changes, only the vehicle speed changes and the assist ratio does not change, so that no inconvenience occurs.

【0007】これに対して、後者の合力点よりも上流側
に変速機を設ける方式では、変速機が、人力駆動系の動
力伝達経路中において、踏力トルクを検出する踏力トル
ク検出機構と、人力駆動系及び動力駆動系の合力点との
間に組み込まれているため、変速機の変速段を切り換え
ることによってアシスト比が変動するという不具合が発
生してしまう。即ち、動力駆動系の駆動輪出力トルク
は、変速機の速比による影響を受ける前の踏力トルクの
大きさによって決定されるため、変速機の切り換えによ
っても変動しないのに対し、人力駆動系の駆動輪出力ト
ルクは、人力駆動系の動力伝達経路中に変速機が介装さ
れているため、変速機の切り換えによって変動してしま
い、これによりアシスト比が変動する。
On the other hand, in the latter system in which the transmission is provided upstream of the resultant point, the transmission is provided with a pedal force torque detecting mechanism for detecting a pedal force torque in a power transmission path of a human drive system, Since it is incorporated between the drive system and the resultant point of the power drive system, there occurs a problem that the assist ratio fluctuates by switching the gear position of the transmission. That is, since the drive wheel output torque of the power drive system is determined by the magnitude of the pedaling force torque before being affected by the speed ratio of the transmission, it does not fluctuate even when the transmission is switched. Since the transmission is interposed in the power transmission path of the manual drive system, the drive wheel output torque fluctuates due to switching of the transmission, and the assist ratio fluctuates accordingly.

【0008】例えば、変速機を低速段(速比が大)から
高速段(速比が小)に切り換えると、人力駆動系と動力
駆動系とは別の系として駆動輪に動力を伝達しているた
め、同じ踏力トルクに対して、駆動輪に作用する人力駆
動系の駆動輪出力トルクが減少するのに対し、動力駆動
系の駆動輪出力トルクは変化しない。このため、合力点
におけるアシスト比は、大きくなる。
For example, when the transmission is switched from a low speed stage (high speed ratio) to a high speed stage (low speed ratio), power is transmitted to the drive wheels as a separate system from a human drive system and a power drive system. Therefore, for the same pedaling force torque, the drive wheel output torque of the manual drive system acting on the drive wheels decreases, while the drive wheel output torque of the power drive system does not change. For this reason, the assist ratio at the resultant point increases.

【0009】反対に、変速機を高速段(減速比が小)か
ら低速段(減速比が大)に切り換えると、同じ踏力トル
クに対して、駆動輪に作用する人力駆動系の駆動輪出力
トルクが増加するのに対し、動力駆動系の駆動輪出力ト
ルクは変化しない。このため、合力点におけるアシスト
比は、小さくなる。
Conversely, when the transmission is switched from a high speed stage (small reduction ratio) to a low speed stage (high reduction ratio), the output torque of the driving wheel of the human-powered driving system acting on the driving wheels for the same pedaling torque is obtained. Increases, while the output torque of the drive wheels of the power drive system does not change. For this reason, the assist ratio at the resultant point becomes small.

【0010】このように、変速機の変速段に応じて、合
力点である駆動輪に作用する人力駆動系の駆動輪出力ト
ルクに対する動力駆動系の駆動輪出力トルクの比率であ
るアシスト比は、変速機の変速段を切り換えることによ
って変動してしまう。
As described above, according to the gear position of the transmission, the assist ratio, which is the ratio of the drive wheel output torque of the power drive system to the drive wheel output torque of the human power drive system acting on the drive wheel serving as the resultant point, It is fluctuated by switching the gear position of the transmission.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このア
シスト比は、規定値(1:1)以内にしなければならな
いという制約があり、この制約を満たすためには、変速
機の最低速段におけるアシスト比を規定値以内にするこ
とが必要となる。このため、高速段においては、低速段
と比較してアシスト比が小さくなり、充分な補助を行う
ことができないという問題が生じてしまう。
However, there is a restriction that this assist ratio must be within a specified value (1: 1). To satisfy this restriction, the assist ratio at the lowest speed of the transmission is required. Must be within the specified value. For this reason, in the high-speed gear, the assist ratio becomes smaller than in the low-speed gear, and there arises a problem that sufficient assistance cannot be performed.

【0012】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、変速機構のいずれの減速比においても一定
のアシスト比を得ることができる補助動力付人力走行車
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a human-powered vehicle with auxiliary power that can obtain a constant assist ratio at any reduction ratio of a transmission mechanism. And

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の補助動力付人力
走行車は、人力による駆動力が速比可変な変速機を介し
て車輪に供給される人力駆動系と、補助動力装置からの
補助力が人力駆動系とは別の系として車輪に供給される
動力駆動系と、からなる補助動力付人力走行車におい
て、人力駆動系の人力駆動トルクを検出するトルク検出
手段と、変速機の変速段を切り換える切換手段と、変速
機の変速段を検出する変速段検出手段と、トルク検出手
段にて検出された人力駆動トルク及び変速段検出手段に
て検出された変速段に基づいて補助動力装置の出力を制
御する制御手段と、を備えている。
According to the present invention, there is provided a human-powered traveling vehicle with auxiliary power, a human-powered driving system in which driving power by human power is supplied to wheels via a transmission having a variable speed ratio, and an auxiliary power unit. A power drive system in which power is supplied to wheels as a system separate from the human drive system, a torque detecting means for detecting a human drive torque of the human drive system, Switching means for switching gears; gear position detecting means for detecting the gear position of the transmission; and an auxiliary power device based on the manual driving torque detected by the torque detecting means and the gear position detected by the gear position detecting means. And control means for controlling the output of

【0014】このような構成とすることにより、トルク
検出手段にて検出される人力駆動トルクだけでなく、変
速段検出手段にて検出される変速段を用いて補助動力装
置の出力が制御されるため、各変速段毎に適した制御が
行われる。
With such a configuration, the output of the auxiliary power unit is controlled using not only the manual driving torque detected by the torque detecting means but also the shift speed detected by the shift speed detecting means. Therefore, control suitable for each gear position is performed.

【0015】また、制御手段は、トルク検出手段にて検
出された人力駆動トルク及び変速段検出手段にて検出さ
れた変速段の速比に基づいて補助動力装置の出力目標を
演算し、その出力目標と補助動力装置の出力とが一致す
るように制御するものである。
The control means calculates an output target of the auxiliary power unit based on the manual drive torque detected by the torque detection means and the speed ratio of the shift speed detected by the shift speed detection means. The control is performed so that the target and the output of the auxiliary power unit coincide with each other.

【0016】また、制御手段は、人力駆動トルクに補助
動力装置の出力目標が対応する複数の変換テーブルを備
え、変速段検出手段にて検出された変速段に基づいて、
複数の変換テーブルの中から対応する変換テーブルを選
択し、その変換テーブルに基づいて、トルク検出手段に
て検出された人力駆動トルクから対応する補助動力装置
の出力目標を決定し、その出力目標と補助動力装置の出
力とが一致するように制御するものである。
Further, the control means has a plurality of conversion tables in which the output target of the auxiliary power unit corresponds to the manual driving torque, and based on the gear position detected by the gear position detecting means,
A corresponding conversion table is selected from the plurality of conversion tables, and based on the conversion table, an output target of the corresponding auxiliary power unit is determined from the human-powered driving torque detected by the torque detecting means, and the output target and The control is performed so that the output of the auxiliary power unit matches.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき、図1
〜図16に沿って以下に詳述する。以下では、人力走行
車として、後輪17を駆動輪とする2輪の自転車1に実
施した場合について説明する。尚、ペダル45を漕いだ
ときに自転車1が進む方向を前方とし、また、自転車1
の進行方向の前方に向かって左右の方向をとるものとす
る。 (第1の実施の形態)まず、自転車1全体の構成につい
て、以下に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG.
The details will be described below with reference to FIG. Hereinafter, a case will be described in which the present invention is applied to a two-wheeled bicycle 1 having the rear wheel 17 as a driving wheel as a human-powered vehicle. The direction in which the bicycle 1 advances when the pedal 45 is rowed is defined as the forward direction.
In the right and left directions toward the front of the traveling direction. (First Embodiment) First, the configuration of the entire bicycle 1 will be described below.

【0018】自転車1は、図1に示すように、フレーム
11の前部に前輪16及びハンドル14を備え、後部に
駆動輪となる後輪17を備えている。ハンドル14に
は、変速機70(図8参照)の変速段を切り換える切換
手段としての切換ダイヤル80が配備されている。
As shown in FIG. 1, the bicycle 1 has a front wheel 16 and a handle 14 at the front of a frame 11 and a rear wheel 17 at the rear as a driving wheel. The handle 14 is provided with a switching dial 80 as switching means for switching the gear position of the transmission 70 (see FIG. 8).

【0019】フレーム11の略中央には、上端にサドル
13を備えるシートチューブ12が配備され、シートチ
ューブ12の下端には、図2に示すように、ペダル機構
4を枢支したボトムブラケット15が配備されている。
At substantially the center of the frame 11, a seat tube 12 having a saddle 13 at the upper end is provided. At the lower end of the seat tube 12, a bottom bracket 15 pivotally supporting the pedal mechanism 4 is provided, as shown in FIG. Have been.

【0020】ペダル機構4は、図4及び図5に示すよう
に、ボトムブラケット15に枢支されたクランク軸40
と、そのクランク軸40の両端に固定されたクランクア
ーム44と、そのクランクアーム44の先端に枢支され
たペダル45と、クランク軸40の右端に相対回転可能
に嵌められたスプロケットよりなる原動ホイール5とを
備えている。
The pedal mechanism 4 includes a crankshaft 40 pivotally supported by the bottom bracket 15 as shown in FIGS.
And a crank arm 44 fixed to both ends of the crankshaft 40, a pedal 45 pivotally supported at the tip of the crankarm 44, and a sprocket that is rotatably fitted to the right end of the crankshaft 40. 5 is provided.

【0021】即ち、クランク軸40の両端(右端側のみ
図示)には、クランクアーム44に嵌まる角軸41が突
設されており、その角軸41に、クランクアーム44の
基端に開設された角孔46を嵌め、座金49aを介して
抜止め用のネジ49を角軸41上のネジ孔に螺合させる
ことによって、クランクアーム44とクランク軸40と
が固定されている。
That is, at both ends (only the right end side is shown) of the crankshaft 40, a square shaft 41 that fits into the crank arm 44 protrudes, and the square shaft 41 is formed at the base end of the crank arm 44. The crank arm 44 and the crank shaft 40 are fixed by fitting the formed square hole 46 and screwing a retaining screw 49 into a screw hole on the square shaft 41 via a washer 49a.

【0022】また、クランクアーム44の基端には、取
付板47が固定されており、その取付板47の原動ホイ
ール5側に向かう面の外周近傍には、押し片48が突設
されている。原動ホイール5のリブ片52には、押し片
48と対向する位置に受け片55が突設されており、こ
の受け片55と押し片48との間に磁歪材料からなるコ
ア56が配置されている。
A mounting plate 47 is fixed to the base end of the crank arm 44, and a pressing piece 48 is protrudingly provided near the outer periphery of a surface of the mounting plate 47 facing the driving wheel 5 side. . A receiving piece 55 protrudes from the rib piece 52 of the driving wheel 5 at a position facing the pressing piece 48, and a core 56 made of a magnetostrictive material is arranged between the receiving piece 55 and the pressing piece 48. I have.

【0023】後輪17は、変速機70(図8参照)を介
して、フレーム11の後端に回転自由に取り付けられて
いる。この変速機70にスプロケットよりなる従動ホイ
ール76が取り付けられている。
The rear wheel 17 is rotatably attached to the rear end of the frame 11 via a transmission 70 (see FIG. 8). A driven wheel 76 composed of a sprocket is attached to the transmission 70.

【0024】そして、原動ホイール5と従動ホイール7
6との間には、無端状のチェーン75が張設され、これ
により、原動ホイール5に作用する人力が、チェーン7
5、従動ホイール76及び変速機70を介して後輪17
に伝達される。
The driving wheel 5 and the driven wheel 7
6, an endless chain 75 is stretched.
5. Rear wheel 17 via driven wheel 76 and transmission 70
Is transmitted to

【0025】原動ホイール5は、外周に設けられた平歯
部51と、内周に設けられたハブリング54と、それら
の間を繋ぐ5つのリブ片52とから構成されている。ま
た、この原動ホイール5のボトムブラケット15側の側
面には、回転側回路200(図6参照)が配置されてい
る。
The driving wheel 5 comprises a spur tooth portion 51 provided on the outer periphery, a hub ring 54 provided on the inner periphery, and five rib pieces 52 connecting them. A rotating circuit 200 (see FIG. 6) is disposed on a side surface of the driving wheel 5 on the bottom bracket 15 side.

【0026】後輪17の外径は、図1に示すように、前
輪16の外径よりも小さく形成されている。フレーム1
1には、シートチューブ12と後輪17との間におい
て、人力による駆動力を補助する補助動力ユニット2が
取り付けられている。補助動力ユニット2は、補助動力
装置としての電動モータ22と、その回転を減速して後
輪17に伝える動力伝達機構3とを備えている。
The outer diameter of the rear wheel 17 is formed smaller than the outer diameter of the front wheel 16, as shown in FIG. Frame 1
1 is provided with an auxiliary power unit 2 for assisting the driving force by human power between the seat tube 12 and the rear wheel 17. The auxiliary power unit 2 includes an electric motor 22 as an auxiliary power device, and a power transmission mechanism 3 that reduces the speed of rotation and transmits the rotation to the rear wheel 17.

【0027】即ち、図2及び図3に示すように、フレー
ム11には、ベースプレート24が固定部材21により
固定されており、このベースプレート24の上面に固定
側回路100(図6参照)が配置されている。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, a base plate 24 is fixed to the frame 11 by the fixing member 21, and a fixed circuit 100 (see FIG. 6) is disposed on the upper surface of the base plate 24. ing.

【0028】電動モータ22は、ベースプレート24の
側壁の右側に配置され、左側には、電動モータ22の出
力軸23に固定された原動プーリ31が配置されるとと
もに、第1従動プーリ33が支持されている。この原動
プーリ31と第1従動プーリ33との間には、ベルト3
2が張設されている。
The electric motor 22 is disposed on the right side of the side wall of the base plate 24. On the left side, a driving pulley 31 fixed to the output shaft 23 of the electric motor 22 is disposed, and a first driven pulley 33 is supported. ing. A belt 3 is provided between the driving pulley 31 and the first driven pulley 33.
2 is stretched.

【0029】第1従動プーリ33の側方には、その第1
従動プーリ33と同軸に位置し、且つ、その第1従動プ
ーリ33より小径の第2従動プーリ35が固定され、後
輪17のリム74左側には、そのリム74と略同径の第
3従動プーリ37が一体成形されている。この第2従動
プーリ35と第3従動プーリ37との間には、ベルト3
6が張設されいる。
At the side of the first driven pulley 33, its first
A second driven pulley 35 which is coaxial with the driven pulley 33 and has a smaller diameter than the first driven pulley 33 is fixed, and a third driven pulley having substantially the same diameter as the rim 74 is provided on the left side of the rim 74 of the rear wheel 17. The pulley 37 is integrally formed. A belt 3 is provided between the second driven pulley 35 and the third driven pulley 37.
6 is installed.

【0030】そして、電動モータ22の回転は、その電
動モータ22の出力軸23と一体に回転する原動プーリ
31からベルト32を経て第1従動プーリ33に伝わ
り、第2従動プーリ35からベルト36を経て第3従動
プーリ37に伝わる。これにより、電動モータ22は、
動力伝達機構3を介して後輪17を所定の速比で減速駆
動することができる。このとき、電動モータ22の出力
は、図4乃び図5のトルク検出機構50からの検出トル
ク信号に基づいて制御部130(図6参照)によって制
御される。
The rotation of the electric motor 22 is transmitted from the driving pulley 31 rotating integrally with the output shaft 23 of the electric motor 22 to the first driven pulley 33 via the belt 32 and the second driven pulley 35 to the belt 36. Through the third driven pulley 37. Thus, the electric motor 22
Via the power transmission mechanism 3, the rear wheels 17 can be driven at a reduced speed at a predetermined speed ratio. At this time, the output of the electric motor 22 is controlled by the control unit 130 (see FIG. 6) based on the detected torque signal from the torque detection mechanism 50 shown in FIGS.

【0031】尚、シートチューブ12には、電動モータ
22の電源となるバッテリ26が取り付けられている。
次に、トルク検出機構50について、以下に説明する。
A battery 26 serving as a power supply for the electric motor 22 is attached to the seat tube 12.
Next, the torque detection mechanism 50 will be described below.

【0032】図4及び図5に示すように、原動ホイール
5は、ハブリング54のボトムブラケット15側に、ボ
トムブラケット15に向かって開口を有する断面U字状
のリングコア43を備え、そのリングコア43内に原動
ホイール5の回転方向に沿って巻回された回転コイル2
01が配置されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the driving wheel 5 has a ring core 43 having a U-shaped cross section having an opening toward the bottom bracket 15 on the bottom bracket 15 side of the hub ring 54. Rotary coil 2 wound along the direction of rotation of wheel 5
01 is arranged.

【0033】また、ボトムブラケット15の回転コイル
201と対向する位置には、回転コイル201に向かっ
て開口を有する断面U字状のリングコア42が設けら
れ、そのリングコア42内に原動ホイール5の回転方向
に沿って巻回された固定コイル101が回転コイル20
1と平行な面内において近接配置される。このように断
面U字状のリングコア42、43を、夫々の開口が対向
するように配置し、それらの間に閉磁路を形成する。
A ring core 42 having a U-shaped cross section having an opening toward the rotary coil 201 is provided at a position of the bottom bracket 15 facing the rotary coil 201, and the ring core 42 is provided in the ring core 42 in the rotation direction of the driving wheel 5. The fixed coil 101 wound along the rotating coil 20
1 are arranged close to each other in a plane parallel to 1. In this manner, the ring cores 42 and 43 having a U-shaped cross section are arranged so that the respective openings face each other, and a closed magnetic path is formed therebetween.

【0034】また、原動ホイール5のリブ片52には、
押し片48と対向するように受け片55が突設されてい
る。この受け片55が突設されたリブ片52とそれに隣
接するリブ片52に、回転側回路200(図6参照)が
架設されている。
The rib pieces 52 of the driving wheel 5 include
A receiving piece 55 is provided to protrude so as to face the pressing piece 48. A rotation-side circuit 200 (see FIG. 6) is bridged between the rib piece 52 on which the receiving piece 55 protrudes and the rib piece 52 adjacent thereto.

【0035】押し片48と受け片55とは、磁歪材料か
らなる円柱状のコア56を介して連結されており、これ
により、クランク軸40と原動ホイール5は、一体回転
可能となっている。コア56の外周には、コイル57が
巻回されてインダクタを形成している。
The pushing piece 48 and the receiving piece 55 are connected via a columnar core 56 made of a magnetostrictive material, whereby the crankshaft 40 and the driving wheel 5 can rotate integrally. A coil 57 is wound around the outer periphery of the core 56 to form an inductor.

【0036】次に、固定側回路100と回転側回路20
0とからなるトルク検出回路の構成について、以下に説
明する。図6に示すように、トルク検出回路は、LC発
振回路113を固定側回路100に設け、固定コイル1
01側からみたインダクタンスを原動ホイール5に加わ
るトルクに応じて変化させて、このときのLC発振回路
113の発振周波数を測定することにより、原動ホイー
ル5に加わるトルクを測定するものである。
Next, the fixed side circuit 100 and the rotating side circuit 20
The configuration of the torque detection circuit consisting of 0 will be described below. As shown in FIG. 6, in the torque detection circuit, an LC oscillation circuit 113 is provided in the fixed side circuit 100, and the fixed coil 1
The torque applied to the driving wheel 5 is measured by changing the inductance seen from the 01 side according to the torque applied to the driving wheel 5 and measuring the oscillation frequency of the LC oscillation circuit 113 at this time.

【0037】原動ホイール5に固定された受け片55
と、クランク軸40にクランクアーム44を介して固定
された取付板47の押し片48とは、図4に示すよう
に、磁歪材料からなる円柱状のコア56を介して連繋さ
れており、そのコア56と、それに巻回されたコイル5
7と、回転コイル201とから回転側回路200が構成
されている。
Receiving piece 55 fixed to driving wheel 5
As shown in FIG. 4, the pressing piece 48 of the mounting plate 47 fixed to the crankshaft 40 via the crank arm 44 is connected via a cylindrical core 56 made of a magnetostrictive material. Core 56 and coil 5 wound therearound
7 and the rotating coil 201 constitute a rotation-side circuit 200.

【0038】また、固定側回路100は、回転コイル2
01に近接して配置された固定コイル101と、固定コ
イル101のインダクタンスに応じて発振周波数を変化
させるLC発振回路113と、そのLC発振回路113
から発振された信号の発振周波数を測定する周波数測定
回路120と、その周波数測定回路120の測定結果に
応じて電動モータ22の駆動力を制御する制御部130
と、直流電源103とから構成されている。
The fixed-side circuit 100 includes a rotating coil 2
01, a fixed coil 101, an LC oscillation circuit 113 for changing the oscillation frequency according to the inductance of the fixed coil 101, and the LC oscillation circuit 113
Frequency measuring circuit 120 for measuring the oscillation frequency of the signal oscillated from the controller, and a control unit 130 for controlling the driving force of the electric motor 22 according to the measurement result of the frequency measuring circuit 120
And a DC power supply 103.

【0039】LC発振回路113は、固定コイル101
からみたインダクタンスに応じて発振周波数が変化す
る。この固定コイル101からみたインダクタンスは、
固定コイル101の自己インダクタンスと、回転コイル
201の自己インダクタンスと、固定コイル101及び
回転コイル201の相互インダクタンスと、コイル57
の自己インダクタンスとによって決まるものである。
The LC oscillation circuit 113 includes the fixed coil 101
The oscillation frequency changes according to the inductance as seen from the viewpoint. The inductance seen from the fixed coil 101 is
The self-inductance of the fixed coil 101, the self-inductance of the rotating coil 201, the mutual inductance of the fixed coil 101 and the rotating coil 201,
Is determined by the self inductance.

【0040】そして、自転車1の始動時、加速時、登坂
時等に、原動ホイール5に大きな負荷が加わると、この
負荷により、クランク軸40と原動ホイール5との間に
設けられた磁歪材料からなるコア56に圧縮力が加わ
り、コア56を通る磁束が変化し、コイル57のインダ
クタンスが変化する。その結果、固定コイル101から
みたインダクタンスが変化するため、LC発振回路11
3の発振周波数が変化する。この発振周波は、周波数測
定回路120にて測定され、その測定値が制御部130
に入力される。
When a large load is applied to the driving wheel 5 at the time of starting, accelerating, climbing a hill or the like of the bicycle 1, this load causes the magnetostrictive material provided between the crankshaft 40 and the driving wheel 5 to be removed. When a compressive force is applied to the core 56, the magnetic flux passing through the core 56 changes, and the inductance of the coil 57 changes. As a result, the inductance as viewed from the fixed coil 101 changes, so that the LC oscillation circuit 11
The oscillation frequency of No. 3 changes. This oscillation frequency is measured by the frequency measurement circuit 120, and the measured value is
Is input to

【0041】制御部130では、内蔵するメモリ(図示
省略)に記憶されたLC発振回路113の発振周波数に
対応する測定値と原動ホイール5に加わるトルクとの関
係に基づいて、原動ホイール5に加わるトルクが算出さ
れる。
The control unit 130 applies a voltage to the driving wheel 5 based on a relationship between a measured value corresponding to the oscillation frequency of the LC oscillation circuit 113 stored in a built-in memory (not shown) and a torque applied to the driving wheel 5. The torque is calculated.

【0042】次に、自転車1に搭載された内装式三段変
速機構の構成について、以下に説明する。この変速機構
は、図7及び図8に示すように、ハンドル14に取り付
けられた切換ダイヤル80と、その切換ダイヤル80に
ワイヤ86を介して連繋された回動レバー90と、変速
機70とからなり、切換ダイヤル80には変速段を検出
する変速段検出機構が配置されている。
Next, the configuration of the internal three-speed transmission mechanism mounted on the bicycle 1 will be described below. As shown in FIGS. 7 and 8, this transmission mechanism includes a switching dial 80 attached to the handle 14, a rotating lever 90 connected to the switching dial 80 via a wire 86, and a transmission 70. The shift dial 80 is provided with a shift speed detecting mechanism for detecting a shift speed.

【0043】変速機70は、図8に示すように、フレー
ム11の後端に固定される軸部72と、後輪17に固定
されるハブユニット71と、従動ホイール76が取り付
けられる取付部77とから構成される。この取付部77
は、軸部72との間に図示しないワンウェイクラッチが
介装され、ハブユニット71との間に図示しない複数の
遊星ギア等が介装されたものである。軸部72の左端に
は、ハブユニット71内部まで貫通する孔が設けられて
おり、この孔からピン73が外側に向けて付勢されて突
出している。そして、このピン73の突出量を変化させ
ることにより、取付部77とハブユニット71との間に
設けられた遊星ギアが切り換わって、従動ホイール76
から後輪17に伝達される人力駆動力の速比が変化す
る。
As shown in FIG. 8, the transmission 70 has a shaft portion 72 fixed to the rear end of the frame 11, a hub unit 71 fixed to the rear wheel 17, and a mounting portion 77 to which a driven wheel 76 is mounted. It is composed of This mounting part 77
Has a one-way clutch (not shown) interposed between the shaft unit 72 and a plurality of planetary gears (not shown) interposed between the hub unit 71 and the like. A hole penetrating into the hub unit 71 is provided at the left end of the shaft portion 72, and a pin 73 is urged outward and protrudes from this hole. By changing the amount of projection of the pin 73, the planetary gear provided between the mounting portion 77 and the hub unit 71 is switched, and the driven wheel 76
The speed ratio of the human-powered driving force transmitted to the rear wheel 17 from the vehicle changes.

【0044】切換ダイヤル80は、図7(a)に示すよ
うに、右側のハンドル14に固定された固定リング83
と、その固定リング83に沿って回転可能に配備された
回転リング81とから構成される。
As shown in FIG. 7A, the switching dial 80 is provided with a fixing ring 83 fixed to the right handle 14.
And a rotating ring 81 rotatably provided along the fixed ring 83.

【0045】固定リング83には、図7(b)に示すよ
うに、高速段に対応する第1のリードスイッチ84a、
中速段に対応する第2のリードスイッチ84b、低速段
に対応する第3のリードスイッチ84cが等間隔に埋設
され、その出力端は、固定側回路100の制御部130
に接続されている。回転リング81は、固定リング83
に埋設された第1乃至第3のリードスイッチ84a〜8
4cと対向する位置に磁石82が埋設されるともに、ワ
イヤ86の一端が固着されている。
As shown in FIG. 7B, a first reed switch 84a corresponding to the high-speed stage is provided on the fixed ring 83.
A second reed switch 84b corresponding to the middle speed stage and a third reed switch 84c corresponding to the low speed stage are embedded at equal intervals, and the output terminals thereof are connected to the control unit 130 of the fixed side circuit 100.
It is connected to the. The rotating ring 81 includes a fixed ring 83
First to third reed switches 84 a to 84 buried in
A magnet 82 is embedded at a position facing 4c, and one end of a wire 86 is fixed.

【0046】従って、切換ダイヤル80の回転リング8
1を矢印方向(低速段方向)に回動することによってワ
イヤ86は引っ張られ、矢印とは反対の方向(高速段方
向)に回動することによってゆるめられる。
Therefore, the rotating ring 8 of the switching dial 80
The wire 86 is pulled by rotating the wire 1 in the direction of the arrow (low-speed step), and loosened by rotating the wire 1 in the direction opposite to the arrow (the high-speed step).

【0047】また、このワイヤ86は、フレーム11に
沿って配備されたチューブ85内を通って、フレーム1
1の後端部まで伸びており、ワイヤ86の他端は、図8
に示すように、カバー95(図2参照)内側においてフ
レーム11の後端に取り付けられたL字型の回動レバー
90の一端に固定されている。この回動レバー90は、
L字型の頂点付近に位置する回動支点91においてフレ
ーム11に枢支されている。また、回動レバー90の他
端は、変速機70の軸部72左端から突出するピン73
の先端と対向する位置に配置されている。
The wire 86 passes through a tube 85 provided along the frame 11 and passes through the tube 1.
1 and the other end of the wire 86
As shown in FIG. 2, the cover 95 (see FIG. 2) is fixed to one end of an L-shaped rotating lever 90 attached to the rear end of the frame 11 inside the cover 95 (see FIG. 2). This rotating lever 90
It is pivotally supported by the frame 11 at a pivot point 91 located near the L-shaped apex. The other end of the rotating lever 90 has a pin 73 projecting from the left end of the shaft 72 of the transmission 70.
Is disposed at a position facing the tip of the.

【0048】従って、ワイヤー86が引っ張られると、
回動レバー90は、回動支点91を中心に矢印とは逆の
方向に回動してピン73を押し込み、逆にゆるめられる
と、ピン73の付勢力により矢印方向に回動する。
Therefore, when the wire 86 is pulled,
The pivot lever 90 pivots around the pivot fulcrum 91 in the direction opposite to the arrow to push the pin 73, and when it is loosened in the opposite direction, pivots in the direction of the arrow due to the urging force of the pin 73.

【0049】このような構成の変速機構において、切換
ダイヤル80が図7に示すように高速段に設定されてい
る場合、回転リング81の磁石82は固定リング83の
第1のリードスイッチ84aと対向する位置にあり、こ
の第1のリードスイッチ84aのみがオン状態になって
いる。このとき、変速機70のピン73は、図8に示す
ように最も突出量が大きい状態にあり、変速機70の変
速段は高速段に設定されている。
In the speed change mechanism having such a configuration, when the switching dial 80 is set to the high speed stage as shown in FIG. 7, the magnet 82 of the rotating ring 81 is opposed to the first reed switch 84a of the fixed ring 83. And only the first reed switch 84a is in the ON state. At this time, the pin 73 of the transmission 70 has the largest amount of protrusion as shown in FIG. 8, and the speed of the transmission 70 is set to the high speed.

【0050】この状態から、切換ダイヤル80の回転リ
ング81を図9に示す状態まで矢印方向に回転させる
と、回転リング81の磁石82は固定リング83の第2
のリードスイッチ84bと対向するようになり、第1の
リードスイッチ84aがオフすると共に第2のリードス
イッチ84bがオンする。このとき、回転リング81の
回転によりワイヤ86が引っ張られて、図8に示す状態
から回動レバー90が回動支点91を中心に矢印とは逆
の方向に回転し、ピン73が軸部72側に所定量押し込
まれて、図10に示す状態となる。その結果、変速機7
0の変速段が高速段から中速段に切り換わる。
When the rotating ring 81 of the switching dial 80 is rotated in the direction of the arrow from this state to the state shown in FIG. 9, the magnet 82 of the rotating ring 81
And the second reed switch 84b is turned on while the first reed switch 84a is turned off. At this time, the wire 86 is pulled by the rotation of the rotation ring 81, and the rotation lever 90 rotates around the rotation fulcrum 91 in the direction opposite to the arrow from the state shown in FIG. Side, and the state shown in FIG. 10 is obtained. As a result, the transmission 7
The 0 speed shifts from the high speed to the middle speed.

【0051】そして、更に切換ダイヤル80の回転リン
グ81を図11に示す状態まで矢印方向に回転させる
と、第2のリードスイッチ84bがオフするとともに第
3のリードスイッチ84cがオンする。このとき、図1
0に示す状態からピン73が軸部72側に更に押し込ま
れて、図12に示す状態となり、変速機70の変速段が
中速段から低速段に切り換わる。
When the rotary ring 81 of the switching dial 80 is further rotated in the direction of the arrow to the state shown in FIG. 11, the second reed switch 84b is turned off and the third reed switch 84c is turned on. At this time, FIG.
From the state shown in FIG. 0, the pin 73 is further pushed into the shaft portion 72 side, and the state shown in FIG. 12 is reached, and the speed stage of the transmission 70 switches from the middle speed stage to the low speed stage.

【0052】逆に、切換ダイヤル80の回転リング81
を矢印方向とは反対方向に回転させた場合、ワイヤ86
がゆるむため、回動レバー90及びピン73はともに、
ピン73の付勢力によって高速段から中速段に、中速段
から低速段に対応する状態に切り換わっていくため、こ
れに伴って変速機70の変速段が切り換わっていく。
Conversely, the rotating ring 81 of the switching dial 80
Is rotated in the direction opposite to the direction of the arrow, the wire 86
The rotation lever 90 and the pin 73 are both
Since the urging force of the pin 73 switches from the high speed stage to the middle speed stage and from the middle speed stage to the state corresponding to the low speed stage, the gear stage of the transmission 70 switches accordingly.

【0053】そして、この各リードスイッチ48a、4
8b、48dのオン/オフ状態が、リード線を介して制
御部130に伝達される。これにより制御部130にお
いて変速段が検出されることになる。
The reed switches 48a, 48a,
The on / off states of 8b and 48d are transmitted to the control unit 130 via the lead wires. Thus, the control unit 130 detects the gear position.

【0054】次に、補助動力付自転車の制御系統につい
て、以下に説明する。制御部130は、マイクロコンピ
ュータで構成されており、図13はそのソフトウェアで
実行される機能をブロック図で表したものである。
Next, the control system of the bicycle with auxiliary power will be described below. The control unit 130 is constituted by a microcomputer, and FIG. 13 is a block diagram showing functions executed by the software.

【0055】同図に示すように、制御部130には、ト
ルク検出機構50にてペダル機構4に作用する踏力トル
クに対応した値が、周波数測定回路120(図6参照)
から入力される。
As shown in the figure, the control unit 130 stores a value corresponding to the pedaling torque acting on the pedal mechanism 4 by the torque detecting mechanism 50 in the frequency measuring circuit 120 (see FIG. 6).
Is entered from

【0056】制御部130では、内蔵するメモリ(図示
省略)に記憶された周波数測定回路120から入力され
る値と踏力トルクとの関係に基づいて、踏力トルクが算
出される(ステップS1)。
The controller 130 calculates the pedaling torque based on the relationship between the value input from the frequency measuring circuit 120 and stored in a built-in memory (not shown) and the pedaling torque (step S1).

【0057】また、制御部130には、切換ダイヤル8
0の第1乃至第3のリードスイッチ48a〜48cのオ
ン/オフ状態が入力されており、この第1乃至第3のリ
ードスイッチ48a〜48cのオン/オフ状態に基づい
て、変速段が検出される(ステップS2)。
The control unit 130 includes the switching dial 8
The on / off state of the first to third reed switches 48a to 48c is input, and the shift speed is detected based on the on / off state of the first to third reed switches 48a to 48c. (Step S2).

【0058】そして、制御部130では、内蔵するメモ
リに記憶された高速段、中速段もしくは低速段それぞれ
に対応するモータ電流目標値変換テーブルの中から、対
応する変換テーブルを選択する(ステップS3)。各変
換テーブルは、踏力トルクに対し電動モータ22の出力
目標となる電流値が対応するものである。
Then, the control unit 130 selects a corresponding conversion table from the motor current target value conversion tables corresponding to each of the high speed, middle speed and low speed stages stored in the built-in memory (step S3). ). In each conversion table, a current value which is an output target of the electric motor 22 corresponds to the pedaling force torque.

【0059】例えば、変速機70の高速段における速比
を1.25、中速段における速比を1、低速段における
速比を0.75とすると、同一の踏力トルクに対して、
電動モータ22の出力目標の値は、中速段の変換テーブ
ルに基づいた値に対して、高速段の変換テーブルにおい
てはその1.25倍、低速段の変換テーブルにおいては
その0.75倍となるように設定されていればよい。こ
れにより、変速機70の変速段を切り換えて、人力駆動
系における人力伝達機構の速比が変化しても、その変速
段に応じて変換テーブルを切り換えれば、後輪16を駆
動する人力駆動系及び動力駆動系の両駆動輪出力トルク
の比率が一定となる。
For example, assuming that the speed ratio of the transmission 70 in the high speed stage is 1.25, the speed ratio in the middle speed stage is 1, and the speed ratio in the low speed stage is 0.75, the same pedaling torque is obtained.
The output target value of the electric motor 22 is 1.25 times the value based on the conversion table for the middle speed stage, 0.75 times the conversion table for the high speed stage, and 0.75 times the value based on the conversion table for the low speed stage. What is necessary is just to be set so that. As a result, even if the gear position of the transmission 70 is switched and the speed ratio of the human power transmission mechanism in the human power drive system changes, if the conversion table is switched according to the gear position, the manual drive for driving the rear wheels 16 is performed. The ratio of the output torques of both drive wheels of the system and the power drive system becomes constant.

【0060】そして、選択された変換テーブルに基づい
て、算出された踏力トルクから電動モータ22の出力目
標が決定され(ステップS4)、その値が電動モータ2
2のモータドライバ22aに入力される。モータドライ
バ22aは、この値に基づいて、バッテリ24から電動
モータ22に電流を供給して、電動モータ22を駆動さ
せる。
Then, based on the selected conversion table, the output target of the electric motor 22 is determined from the calculated pedaling torque (step S4), and the value is set to the electric motor 2 value.
2 is input to the second motor driver 22a. The motor driver 22a supplies a current to the electric motor 22 from the battery 24 based on the value to drive the electric motor 22.

【0061】また、電動モータ22に供給される電流
は、電流検出回路22bにて検出され、その電流値が制
御部130の加算器に帰還される(ステップS5)。そ
して、この加算器から実際の電流値と出力目標との差が
ドライバ22aに供給され、この差に基づいて電動モー
タ22に電流が供給される。
The current supplied to the electric motor 22 is detected by the current detection circuit 22b, and the current value is fed back to the adder of the control unit 130 (step S5). Then, a difference between the actual current value and the output target is supplied from the adder to the driver 22a, and a current is supplied to the electric motor 22 based on the difference.

【0062】従って、これら一連の処理を繰り返すこと
によって、実際の電流値と出力目標とが一致するように
制御される。尚、電動モータ22の出力目標は、所定時
間毎に更新される。
Therefore, by repeating these series of processes, control is performed so that the actual current value matches the output target. Note that the output target of the electric motor 22 is updated every predetermined time.

【0063】本実施の形態によれば、変速段を切り換え
る切換ダイヤル80に変速段を検出するリードスイッチ
48a〜48cを設けているので、検出された変速段と
踏力トルクとにより電動モータ22の出力を制御するこ
とができる。これにより、変速機70のいずれの変速段
においても一定のアシスト比を得ることができ、望まし
い走行感を得ることが可能となる。
According to the present embodiment, since the reed switches 48a to 48c for detecting the shift speed are provided on the changeover dial 80 for switching the shift speed, the output of the electric motor 22 is determined based on the detected shift speed and the pedaling torque. Can be controlled. As a result, a constant assist ratio can be obtained at any shift speed of the transmission 70, and a desired running feeling can be obtained.

【0064】尚、本実施の形態においては、検出された
変速段に応じて高速、中速、低速の変換テーブルを切り
換えることによりアシスト比が一定となるように制御し
たが、その都度、変速段及び踏力トルクから電動モータ
22の出力目標を演算してもよい。 (第2の実施の形態)第1の実施の形態においては、変
速段検出機構を切換ダイヤル80側に配備したが、本実
施の形態においては、変速段検出機構を変速機70側に
配備した場合について説明する。従って、以下では、変
速機70とその変速段検出機構を中心に説明する。尚、
第1の実施の形態と同一の構成については、同一の図番
を付して、その説明を省略する。
In this embodiment, the assist ratio is controlled to be constant by switching between the high speed, medium speed and low speed conversion tables in accordance with the detected shift speed. Alternatively, the output target of the electric motor 22 may be calculated from the pedaling torque. (Second Embodiment) In the first embodiment, the gear position detection mechanism is provided on the switching dial 80 side, but in this embodiment, the gear position detection mechanism is provided on the transmission 70 side. The case will be described. Therefore, the following description will focus on the transmission 70 and its gear position detection mechanism. still,
The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0065】本実施の形態における変速機70には、図
14に示すように、変速段検出機構が配備されている。
この変速段検出機構は、変速段70の軸部72左端から
突出するピン73の変位方向に沿って配置された第1及
び第2の光電スイッチ94a、94bと、ピン73の先
端から光電スイッチ94a、94b側に向かって延びる
センサロッド92と、そのセンサロッド92の先端に取
り付けられた遮光板93とから構成されている。
The transmission 70 in this embodiment is provided with a gear position detecting mechanism as shown in FIG.
The gear position detecting mechanism includes first and second photoelectric switches 94a and 94b arranged along the displacement direction of a pin 73 protruding from the left end of the shaft portion 72 of the gear position 70, and a photoelectric switch 94a from the tip of the pin 73. , 94b, and a light-shielding plate 93 attached to the tip of the sensor rod 92.

【0066】このような構成において、回動レバー90
が、図14に示すような高速段に対応した位置にある場
合、センサロッド92先端の遮光板93は、第1及び第
2の光電スイッチ94a、94bの外側に位置している
ため、両光電スイッチ94a、94bはともにオフして
いる。
In such a configuration, the rotating lever 90
Is located at a position corresponding to the high-speed stage as shown in FIG. 14, the light shielding plate 93 at the tip of the sensor rod 92 is located outside the first and second photoelectric switches 94a and 94b. Switches 94a and 94b are both off.

【0067】この状態から、第1の実施の形態において
示した切換ダイヤル80等の変速段切換機構を操作する
ことによってワイヤ86が引っ張られると、図15に示
すように、回動レバー90が矢印とは反対の方向に回転
し、変速機70のピン73がハブユニット71側に押し
込まれる。これにより、変速機70の変速段が高速段か
ら中速段に切り換わる。
In this state, when the wire 86 is pulled by operating the speed change mechanism such as the change dial 80 shown in the first embodiment, as shown in FIG. And the pin 73 of the transmission 70 is pushed into the hub unit 71 side. As a result, the speed stage of the transmission 70 is switched from the high speed stage to the middle speed stage.

【0068】このとき、センサロッド92先端の遮光板
93は、第1の光電スイッチ94aを遮断する位置にあ
り、これにより第1の光電スイッチ94aがオンする。
更に、この状態から切換機構を操作することによってワ
イヤ86が引っ張られると、図16に示すように、回動
レバー90によって、変速機70のピン73が更にハブ
ユニット71側に押し込まれる。これにより、変速機7
0の変速段が中速段から低速段に切り換わる。
At this time, the light-shielding plate 93 at the tip of the sensor rod 92 is at a position where the first photoelectric switch 94a is shut off, whereby the first photoelectric switch 94a is turned on.
Further, when the wire 86 is pulled by operating the switching mechanism from this state, the pin 73 of the transmission 70 is further pushed into the hub unit 71 side by the rotating lever 90 as shown in FIG. Thereby, the transmission 7
The 0 speed shifts from the middle speed to the low speed.

【0069】このとき、センサロッド92の先端の遮光
板93は、第2の光電スイッチ94bを遮断する位置に
あり、これにより第1の光電スイッチ94aがオフする
ともに、第2の光電スイッチ94bがオンする。
At this time, the light shielding plate 93 at the tip of the sensor rod 92 is at a position where the second photoelectric switch 94b is shut off, so that the first photoelectric switch 94a is turned off and the second photoelectric switch 94b is turned off. Turn on.

【0070】逆に、変速段切換機構をワイヤ86がゆる
む方向に操作すると、回動レバー90及びピン73はと
もに、ピン73の付勢力によって高速段から中速段に、
中速段から低速段に対応する状態に切り換わっていくた
め、これに伴って変速機70の変速段が切り換わってい
く。
Conversely, when the gear changeover mechanism is operated in the direction in which the wire 86 is loosened, both the rotating lever 90 and the pin 73 are moved from the high gear to the middle gear by the urging force of the pin 73.
Since the gear shifts from the middle gear to the lower gear, the gear of the transmission 70 switches accordingly.

【0071】そして、この第1及び第2の光電スイッチ
94a、94bのオン/オフ状態が、リード線を介して
制御部130に伝達され、これにより制御部130にお
いて変速段が検出されることになる。
The on / off state of the first and second photoelectric switches 94a and 94b is transmitted to the control unit 130 via a lead wire, and the control unit 130 detects the shift speed. Become.

【0072】以下、制御部130において、第1の実施
の形態において説明したのと同様の処理が行われる。本
実施の形態によれば、変速機70側に変速段を検出する
ための光電スイッチ94a、94b及び先端に遮光板9
3を備えたセンサロッド92を設けているので、変速段
切換機構の不具合により変速段切換手段と実際の変速段
とが適切に対応しない場合であっても、実際の変速段に
基づいて電動モータ22の出力を制御することができる
ため、信頼性、安全性を向上させることが可能となる。
Thereafter, in the control unit 130, the same processing as that described in the first embodiment is performed. According to the present embodiment, the photoelectric switches 94a and 94b for detecting the gear position on the transmission 70 side and the light shielding plate 9
Since the sensor rod 92 provided with the third gear 3 is provided, even if the gear shift means does not properly correspond to the actual gear due to a malfunction of the gear shift mechanism, the electric motor is determined based on the actual gear. 22 can be controlled, so that reliability and safety can be improved.

【0073】尚、本実施の形態においては、変速段検出
機構として、光電スイッチ73を用いたが、それに限定
されることはなく、例えば、リードスイッチ等を使用し
てもよい。
In the present embodiment, the photoelectric switch 73 is used as the gear position detecting mechanism. However, the present invention is not limited to this. For example, a reed switch or the like may be used.

【0074】また、本実施の形態においては、変速機7
0の変速段をその外側に突出するピン73の位置に基づ
いて検出したが、それに限定されることなく、ハブユニ
ット71内の遊星ギア等の状態から変速段を検出しても
よい。
In the present embodiment, the transmission 7
Although the shift stage of 0 is detected based on the position of the pin 73 projecting outward, the shift stage may be detected from the state of the planetary gears in the hub unit 71 without being limited to this.

【0075】尚、上述した各実施の形態においては、高
速、中速、低速の内装式三段変速機構を用いたが、それ
に限定されることなく、例えば4段や5段等の変速機構
を使用してもよく、また、外装式の変速機構を使用して
もよい。
In each of the above-described embodiments, a high-speed, medium-speed, and low-speed internal three-speed transmission mechanism is used. However, the present invention is not limited to this. For example, a four-speed or five-speed transmission mechanism may be used. Alternatively, an external transmission mechanism may be used.

【0076】また、上述した各実施の形態においては、
駆動輪である後輪17が、踏力による人力駆動力と電動
モータ22からの動力駆動力とによって駆動される場合
について説明したが、その駆動輪を、人力によって駆動
される人力駆動輪と、補助動力装置によって駆動される
動力駆動輪とに分けて構成することもできる。例えば、
2輪の自転車の場合、後輪を人力駆動輪とし、前輪を動
力駆動輪とすればよい。
In each of the above embodiments,
The case where the rear wheel 17 which is the driving wheel is driven by the manual driving force by the treading force and the power driving force from the electric motor 22 has been described. It can also be configured separately from power drive wheels driven by a power device. For example,
In the case of a two-wheeled bicycle, the rear wheels may be manually driven wheels and the front wheels may be power driven wheels.

【0077】また、上述した各実施の形態においては、
人力走行車として、後輪17を駆動輪とする2輪の自転
車を用いたが、前輪駆動の自転車や、その他の人力走行
車にも適用することができる。
In each of the above embodiments,
Although a two-wheeled bicycle having the rear wheel 17 as a driving wheel is used as a human-powered vehicle, the invention can also be applied to a front-wheel-drive bicycle and other human-powered vehicles.

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明によれば、変速機もしくはその変
速段を切り換える切換手段に変速段を検出する変速段検
出手段を設けているため、検出された変速段と人力駆動
トルクとにより補助動力装置の出力を制御することがで
きる。これにより、変速機のいずれの変速段においても
一定のアシスト比を得ることができ、望ましい走行感を
得ることが可能となる。
According to the present invention, since the transmission or the shift means for switching the shift speed thereof is provided with the shift speed detecting means for detecting the shift speed, the auxiliary power is determined by the detected shift speed and the manual driving torque. The output of the device can be controlled. As a result, a constant assist ratio can be obtained at any shift speed of the transmission, and a desired running feeling can be obtained.

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

【図1】 第1の実施の形態における補助動力付自転車
を表す側面図である。
FIG. 1 is a side view illustrating a bicycle with auxiliary power according to a first embodiment.

【図2】 図1の補助動力付自転車における駆動機構を
左斜め後方から見た斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of the driving mechanism of the bicycle with auxiliary power in FIG.

【図3】 図1の補助動力付自転車における駆動機構を
上側から見た平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the driving mechanism of the bicycle with auxiliary power in FIG. 1 as viewed from above.

【図4】 図1の補助動力付自転車におけるペダル機構
を表す分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a pedal mechanism in the bicycle with auxiliary power in FIG. 1;

【図5】 図4のペダル機構のA−A断面図である。5 is a sectional view of the pedal mechanism taken along line AA of FIG. 4;

【図6】 図1の補助動力付自転車に搭載されているト
ルク検出回路の構成を表すブロック図である。
6 is a block diagram illustrating a configuration of a torque detection circuit mounted on the bicycle with auxiliary power in FIG.

【図7】 高速段に設定された切換ダイヤルを表す断面
図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a switching dial set to a high speed stage.

【図8】 高速段に設定された変速機を表す上面図であ
る。
FIG. 8 is a top view illustrating a transmission set to a high speed stage.

【図9】 中速段に設定された切換ダイヤルを表す断面
図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a switching dial set to a middle speed stage.

【図10】 中速段に設定された変速機を表す上面図で
ある。
FIG. 10 is a top view illustrating a transmission set to a middle speed.

【図11】 低速段に設定された切換ダイヤルを表す断
面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a switching dial set to a low speed stage.

【図12】 低速段に設定された変速機を表す上面図で
ある。
FIG. 12 is a top view illustrating a transmission set to a low gear.

【図13】 制御系統を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a control system.

【図14】 本発明の第2の実施の形態において高速段
に設定された変速機を表す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a transmission set to a high gear in the second embodiment of the present invention.

【図15】 中速段に設定された変速機を表す断面図で
ある。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a transmission set to a middle speed.

【図16】 低速段に設定された変速機を表す断面図で
ある。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a transmission set to a low gear.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 :フレーム 16 :前輪 17 :後輪 22 :電動モータ 24 :バッテリ 3 :動力伝達機構 5 :原動ホイール 50 :トルク検出機構 70 :変速機 71 :ハブユニット 72 :軸部 73 :ピン 76 :従動ホイール 80 :切換ダイヤル 81 :回転リング 83 :固定リング 82 :磁石 84 :リードスイッチ 86 :ワイヤ 90 :回動レバー 11: frame 16: front wheel 17: rear wheel 22: electric motor 24: battery 3: power transmission mechanism 5: driving wheel 50: torque detection mechanism 70: transmission 71: hub unit 72: shaft 73: pin 76: driven wheel 80: Switching dial 81: Rotating ring 83: Fixed ring 82: Magnet 84: Reed switch 86: Wire 90: Rotating lever

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 人力による駆動力が速比可変な変速機を
介して車輪に供給される人力駆動系と、補助動力装置か
らの補助力が前記人力駆動系とは別の系として車輪に供
給される動力駆動系と、からなる補助動力付人力走行車
において、 前記人力駆動系の人力駆動トルクを検出するトルク検出
手段と、前記変速機の変速段を切り換える切換手段と、
前記変速機の変速段を検出する変速段検出手段と、前記
トルク検出手段にて検出された人力駆動トルク及び前記
変速段検出手段にて検出された変速段に基づいて前記補
助動力装置の出力を制御する制御手段と、を備えている
ことを特徴とする補助動力付人力走行車。
1. A human-powered driving system in which driving power by human power is supplied to wheels via a transmission having a variable speed ratio, and an auxiliary power from an auxiliary power unit is supplied to wheels as a system different from the human-powered driving system. A power drive system with auxiliary power, comprising: a torque detection unit that detects a manual drive torque of the human drive system; and a switching unit that switches a gear position of the transmission.
A shift speed detecting means for detecting a shift speed of the transmission, and an output of the auxiliary power device based on a manual drive torque detected by the torque detecting device and a shift speed detected by the shift speed detecting device. And a control means for controlling the vehicle.
【請求項2】 前記制御手段は、前記トルク検出手段に
て検出された人力駆動トルク及び前記変速段検出手段に
て検出された変速段の速比に基づいて前記補助動力装置
の出力目標を演算し、 該出力目標と前記補助動力装置の出力とが一致するよう
に制御することを特徴とする請求項1記載の補助動力付
人力走行車。
2. The control means calculates an output target of the auxiliary power unit based on a human-powered driving torque detected by the torque detecting means and a speed ratio of a gear position detected by the gear position detecting means. 2. The human-powered traveling vehicle with auxiliary power according to claim 1, wherein the output target and the output of the auxiliary power device are controlled so as to match each other.
【請求項3】 前記制御手段は、前記人力駆動トルクに
前記補助動力装置の出力目標が対応する複数の変換テー
ブルを備え、 前記変速段検出手段にて検出された変速段に基づいて、
前記複数の変換テーブルの中から対応する変換テーブル
を選択し、 該変換テーブルに基づいて、人力駆動トルクから対応す
る前記補助動力装置の出力目標を決定し、 該出力目標と前記補助動力装置の出力とが一致するよう
に制御することを特徴とする請求項1記載の補助動力付
人力走行車。
3. The control means includes a plurality of conversion tables in which an output target of the auxiliary power device corresponds to the human-powered driving torque, and based on a shift speed detected by the shift speed detecting means,
A corresponding conversion table is selected from the plurality of conversion tables, and based on the conversion table, a corresponding output target of the auxiliary power unit is determined from human-powered driving torque, and the output target and the output of the auxiliary power unit are determined. 2. The human-powered traveling vehicle with auxiliary power according to claim 1, wherein the vehicle is controlled so that the vehicle speed and the vehicle speed coincide with each other.
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