JPH11278360A - 補助動力装置付き車輌の制御方法 - Google Patents
補助動力装置付き車輌の制御方法Info
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- JPH11278360A JPH11278360A JP7906798A JP7906798A JPH11278360A JP H11278360 A JPH11278360 A JP H11278360A JP 7906798 A JP7906798 A JP 7906798A JP 7906798 A JP7906798 A JP 7906798A JP H11278360 A JPH11278360 A JP H11278360A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 補助動力装置付き車輌において、道路条件あ
るいは運転者の体力等の種々の条件に対し適切な駆動力
を与えるために変速機構を多段にする必要があるが、重
量が増大し操作性が悪化するという問題点を有してい
た。 【解決手段】 変速状態検出手段２７で変速装置の状態
Ｐｈ、速度検出手段２５で速度、人力駆動力検出手段１
９で人力駆動力Ｆｈをそれぞれ検出し、変速状態、変速
用補助比率決定手段２９で、所望の変速状態Ｐｄを設定
する。次にこの変速状態Ｐｄを得るために、速度に応じ
て変速装置１０の状態ＰｈをＰｈ’に切替え、また電動
駆動部４の印加電圧を計算して変速用補助比率ａを決定
する。人力駆動力用補助比率決定手段２１で、人力駆動
力Ｆｈに応じて人力駆動力用補助比率ｂを決定し、最後
に補助比率決定手段２３で、変速用補助比率ａと人力駆
動力用補助比率ｂから最終の補助比率ｃを決定する。
るいは運転者の体力等の種々の条件に対し適切な駆動力
を与えるために変速機構を多段にする必要があるが、重
量が増大し操作性が悪化するという問題点を有してい
た。 【解決手段】 変速状態検出手段２７で変速装置の状態
Ｐｈ、速度検出手段２５で速度、人力駆動力検出手段１
９で人力駆動力Ｆｈをそれぞれ検出し、変速状態、変速
用補助比率決定手段２９で、所望の変速状態Ｐｄを設定
する。次にこの変速状態Ｐｄを得るために、速度に応じ
て変速装置１０の状態ＰｈをＰｈ’に切替え、また電動
駆動部４の印加電圧を計算して変速用補助比率ａを決定
する。人力駆動力用補助比率決定手段２１で、人力駆動
力Ｆｈに応じて人力駆動力用補助比率ｂを決定し、最後
に補助比率決定手段２３で、変速用補助比率ａと人力駆
動力用補助比率ｂから最終の補助比率ｃを決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの動力によ
って人力を補助する補助動力装置付き車輌の制御方法に
関する。
って人力を補助する補助動力装置付き車輌の制御方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、補助動力装置付き車輌としては特
開平９−１５０７７９号に記載された補助動力装置付き
自転車が知られている。この補助動力装置付き自転車で
は、道路条件あるいは運転者の体力等の種々の条件によ
り適切な駆動力を与えるために手動変速機構が設けられ
ている。
開平９−１５０７７９号に記載された補助動力装置付き
自転車が知られている。この補助動力装置付き自転車で
は、道路条件あるいは運転者の体力等の種々の条件によ
り適切な駆動力を与えるために手動変速機構が設けられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、駆動力
をより適切なものとするためには変速機構を多段にする
必要があるが、多段の変速機構では構造が複雑なものと
なり、重量が増大し操作性が悪化するという問題点を有
していた。
をより適切なものとするためには変速機構を多段にする
必要があるが、多段の変速機構では構造が複雑なものと
なり、重量が増大し操作性が悪化するという問題点を有
していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の請求項１に記載の発明は、ペダル踏力によっ
て車輪を回転させる駆動部と、電動機の駆動によって前
記車輪を回転させる電動駆動部とを備え、前記踏力によ
る人力駆動力を検出し、検出された人力駆動力に基づい
て前記電動駆動部の回転運動を制御する補助動力装置付
き車輌において、前記電動駆動部のＥＰ加電圧を変化さ
せることにより、補助動力による変速状態を得るための
変速用補助比率を決定するものであり、構造を変更せず
に自由な変速感を得られるため、補助動力装置付き車輌
の操作性が向上するという作用を有する。
に本発明の請求項１に記載の発明は、ペダル踏力によっ
て車輪を回転させる駆動部と、電動機の駆動によって前
記車輪を回転させる電動駆動部とを備え、前記踏力によ
る人力駆動力を検出し、検出された人力駆動力に基づい
て前記電動駆動部の回転運動を制御する補助動力装置付
き車輌において、前記電動駆動部のＥＰ加電圧を変化さ
せることにより、補助動力による変速状態を得るための
変速用補助比率を決定するものであり、構造を変更せず
に自由な変速感を得られるため、補助動力装置付き車輌
の操作性が向上するという作用を有する。
【０００５】請求項２に記載の発明は、変速用補助比率
の決定を、補助動力装置付き車輌の速度に応じて行うも
のであり、補助動力装置付き車輌の操作性が向上すると
いう作用を有する。
の決定を、補助動力装置付き車輌の速度に応じて行うも
のであり、補助動力装置付き車輌の操作性が向上すると
いう作用を有する。
【０００６】請求項３に記載の発明は、変速装置による
変速状態を併用するものであり、簡単な機構の変速装置
の切替えと、補助動力による変速作用の相乗効果によ
り、補助動力装置付き車輌の操作性が向上し、走行距離
を伸ばすことができるという作用を有する。
変速状態を併用するものであり、簡単な機構の変速装置
の切替えと、補助動力による変速作用の相乗効果によ
り、補助動力装置付き車輌の操作性が向上し、走行距離
を伸ばすことができるという作用を有する。
【０００７】請求項４に記載の発明は、変速装置の切替
えを、補助動力装置付き車輌の速度に応じて行うもので
あり、補助動力装置付き車輌の操作性が向上し、走行距
離を伸ばすことができるという作用を有する。
えを、補助動力装置付き車輌の速度に応じて行うもので
あり、補助動力装置付き車輌の操作性が向上し、走行距
離を伸ばすことができるという作用を有する。
【０００８】請求項５に記載の発明は、変速装置の切替
え前後で、前記変速用補助比率の値を同じとするもので
あり、補助動力による変速を連続的に行えるため、補助
動力装置付き車輌の操作性が向上するという作用を有す
る。
え前後で、前記変速用補助比率の値を同じとするもので
あり、補助動力による変速を連続的に行えるため、補助
動力装置付き車輌の操作性が向上するという作用を有す
る。
【０００９】請求項６に記載の発明は、変速装置の切替
えでの減速比の変化の割合に応じて、補助動力による変
速状態の切替えでの減速比の変化の割合を決定するもの
であり、補助動力による変速が速度に応じて順次切替わ
るため、補助動力装置付き車輌の操作性が向上するとい
う作用を有する。
えでの減速比の変化の割合に応じて、補助動力による変
速状態の切替えでの減速比の変化の割合を決定するもの
であり、補助動力による変速が速度に応じて順次切替わ
るため、補助動力装置付き車輌の操作性が向上するとい
う作用を有する。
【００１０】請求項７に記載の発明は、前記変速装置の
切替えと前記変速用補助比率の決定を、補助動力装置付
き車輌の速度、人力駆動力に応じて行うものであり、補
助動力装置付き車輌の操作性が向上し、走行距離を伸ば
すことができるという作用を有する。
切替えと前記変速用補助比率の決定を、補助動力装置付
き車輌の速度、人力駆動力に応じて行うものであり、補
助動力装置付き車輌の操作性が向上し、走行距離を伸ば
すことができるという作用を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図１から図２１を用いて説明する。
いて図１から図２１を用いて説明する。
【００１２】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施形態における補助動力装置付き車輌の一例である自転
車１の側面図で、運転者はペダル２を踏むことにより自
転車１を駆動する。補助動力装置３は運転者のペダル踏
力による人力駆動力２０に加え、補助動力を付加するた
めのものである。補助動力源としての電動駆動部４の駆
動源である直流モータの特性は、モータ発生トルクを
τ、電機子コイルの抵抗をＲ、トルク定数をＫｔ、電動
駆動部の印加電圧をＶ、逆起電力定数をＫｅ、電機子の
回転角速度をωとすると（数１）の関係が成り立つ。
施形態における補助動力装置付き車輌の一例である自転
車１の側面図で、運転者はペダル２を踏むことにより自
転車１を駆動する。補助動力装置３は運転者のペダル踏
力による人力駆動力２０に加え、補助動力を付加するた
めのものである。補助動力源としての電動駆動部４の駆
動源である直流モータの特性は、モータ発生トルクを
τ、電機子コイルの抵抗をＲ、トルク定数をＫｔ、電動
駆動部の印加電圧をＶ、逆起電力定数をＫｅ、電機子の
回転角速度をωとすると（数１）の関係が成り立つ。
【００１３】
【数１】
【００１４】また補助動力装置付き車輌の電動駆動部４
−駆動輪間の減速比を１／ｉ、駆動輪７の半径をｒ、自
転車１の駆動力、速度をそれぞれＦ、Ｓとすると（数
２）、（数３）の関係が成り立つ。
−駆動輪間の減速比を１／ｉ、駆動輪７の半径をｒ、自
転車１の駆動力、速度をそれぞれＦ、Ｓとすると（数
２）、（数３）の関係が成り立つ。
【００１５】
【数２】
【００１６】
【数３】
【００１７】したがって（数１）〜（数３）よりτ、ω
を消去することにより（数４）の関係が成り立つ。
を消去することにより（数４）の関係が成り立つ。
【００１８】
【数４】
【００１９】（数４）の関係を図に示したものが図２
で、図２において実線は電動駆動部４に定電圧Ｖｎを印
加したときの車輌の速度Ｓと駆動力Ｆの関係を示し、破
線は電動駆動部４の印加定電圧をＶｈに増加させたとき
の車輌の速度Ｓと駆動力Ｆの関係と、電動駆動部４の印
加定電圧をＶｌに減少させたときの車輌の速度Ｓと駆動
力Ｆの関係を示している。図３は変速装置１０の構造を
示しており、変速段切替え装置１１を操作することによ
りスライダ１２の位置が変わり、駆動力伝達系の接続さ
れている歯車を歯車Ａ１３の状態から歯車Ｂ１４の状態
に切替えること、すなわち変速段を切替えることがで
き、減速比を１／ｉｌから１／ｉｈに変更することがで
きる。図４は変速装置１０および補助動力装置付き車輌
の速度と駆動力の関係を示しており、変速装置１０の変
速段を切替えることで補助動力装置付き車輌の速度と駆
動力の関係が、実線の状態から破線の状態へ変化するこ
とを示している。ところで、図２に示したように電動駆
動部４の印加電圧を変化させることにより、車輌の速度
８と駆動力９の関係を任意に設定することができるの
で、例えば高速領域では印加電圧をＶｌ（＝ｉｌ・Ｖｎ
／ｉｈ）に、低速領域では印加電圧をＶｈ（＝ｉｈ・Ｖ
ｎ／ｉｌ）に、中間の領域では印加電圧をＶｎに設定す
ると、図５のような特性を得ることができる。印加電圧
のＶｌからＶｎ、ＶｎからＶｈへの変更を細やかにする
ことにより図４に示す変速装置１０の切替えによって得
られた特性と同等の特性（図５の細線に示す特性）を得
ることが可能である。すなわち電動駆動部４の印加電圧
を変化させることにより電気的に変速状態を再現するこ
とが可能となる。図６に本実施形態における補助動力装
置付き車輌の制御方法のブロック図を、図７に制御フロ
ーを示す。まず所望の変速状態Ｐｄを設定し、所望の変
速状態入力手段１６により入力する。これは例えば図５
の実線に示す変速特性を設定することである。変速用補
助比率決定手段１７では、所望の変速状態Ｐｄとなる電
動駆動部４の印加電圧を計算し、この印加電圧が得られ
るように変速用補助比率ａを決定している。また、人力
駆動力検出手段１９では人力駆動力Ｆｈを検出し、人力
駆動力用補助比率決定手段２１で、人力駆動力Ｆｈに応
じて人力駆動力用補助比率ｂを決定している。これは、
例えば図８に示すような人力駆動力と同等の補助駆動力
を得る特性とするように人力駆動力用補助比率ｂの設定
をするものである。最後に補助比率決定手段２３で、変
速用補助比率ａと人力駆動力用補助比率ｂから最終の補
助比率ｃ２４を決定している。これは例えばａにｂを乗
することにより最終の補助比率ｃとすることである。Ｐ
ＷＭ制御で考えるとデューティの上限を変速用補助比率
ａで設定し、次に人力駆動力用補助比率ｂを乗すること
で実際のデューティを決定することである。
で、図２において実線は電動駆動部４に定電圧Ｖｎを印
加したときの車輌の速度Ｓと駆動力Ｆの関係を示し、破
線は電動駆動部４の印加定電圧をＶｈに増加させたとき
の車輌の速度Ｓと駆動力Ｆの関係と、電動駆動部４の印
加定電圧をＶｌに減少させたときの車輌の速度Ｓと駆動
力Ｆの関係を示している。図３は変速装置１０の構造を
示しており、変速段切替え装置１１を操作することによ
りスライダ１２の位置が変わり、駆動力伝達系の接続さ
れている歯車を歯車Ａ１３の状態から歯車Ｂ１４の状態
に切替えること、すなわち変速段を切替えることがで
き、減速比を１／ｉｌから１／ｉｈに変更することがで
きる。図４は変速装置１０および補助動力装置付き車輌
の速度と駆動力の関係を示しており、変速装置１０の変
速段を切替えることで補助動力装置付き車輌の速度と駆
動力の関係が、実線の状態から破線の状態へ変化するこ
とを示している。ところで、図２に示したように電動駆
動部４の印加電圧を変化させることにより、車輌の速度
８と駆動力９の関係を任意に設定することができるの
で、例えば高速領域では印加電圧をＶｌ（＝ｉｌ・Ｖｎ
／ｉｈ）に、低速領域では印加電圧をＶｈ（＝ｉｈ・Ｖ
ｎ／ｉｌ）に、中間の領域では印加電圧をＶｎに設定す
ると、図５のような特性を得ることができる。印加電圧
のＶｌからＶｎ、ＶｎからＶｈへの変更を細やかにする
ことにより図４に示す変速装置１０の切替えによって得
られた特性と同等の特性（図５の細線に示す特性）を得
ることが可能である。すなわち電動駆動部４の印加電圧
を変化させることにより電気的に変速状態を再現するこ
とが可能となる。図６に本実施形態における補助動力装
置付き車輌の制御方法のブロック図を、図７に制御フロ
ーを示す。まず所望の変速状態Ｐｄを設定し、所望の変
速状態入力手段１６により入力する。これは例えば図５
の実線に示す変速特性を設定することである。変速用補
助比率決定手段１７では、所望の変速状態Ｐｄとなる電
動駆動部４の印加電圧を計算し、この印加電圧が得られ
るように変速用補助比率ａを決定している。また、人力
駆動力検出手段１９では人力駆動力Ｆｈを検出し、人力
駆動力用補助比率決定手段２１で、人力駆動力Ｆｈに応
じて人力駆動力用補助比率ｂを決定している。これは、
例えば図８に示すような人力駆動力と同等の補助駆動力
を得る特性とするように人力駆動力用補助比率ｂの設定
をするものである。最後に補助比率決定手段２３で、変
速用補助比率ａと人力駆動力用補助比率ｂから最終の補
助比率ｃ２４を決定している。これは例えばａにｂを乗
することにより最終の補助比率ｃとすることである。Ｐ
ＷＭ制御で考えるとデューティの上限を変速用補助比率
ａで設定し、次に人力駆動力用補助比率ｂを乗すること
で実際のデューティを決定することである。
【００２０】なおこの例では、電動駆動部４に直流モー
タを用い、印加電圧の変化で電気的に変速するとした
が、電動駆動部４に用いるモータは電圧、電流等を工夫
することにより図４に示す変速と同等の効果が得られれ
ば、どのような種類のモータでもよい。また、図７の制
御フローの中で人力駆動力用補助比率決定より変速用補
助比率決定を先としているが、後でもよい。
タを用い、印加電圧の変化で電気的に変速するとした
が、電動駆動部４に用いるモータは電圧、電流等を工夫
することにより図４に示す変速と同等の効果が得られれ
ば、どのような種類のモータでもよい。また、図７の制
御フローの中で人力駆動力用補助比率決定より変速用補
助比率決定を先としているが、後でもよい。
【００２１】（実施の形態２）図９は本発明の第２の実
施形態による補助動力装置付き車輌の補助比率を算出す
るブロック図、図１０は制御フローを示しており、速度
検出手段２５において補助動力装置付き車輌の速度を検
出し、変速状態決定手段２６でこの補助動力装置付き車
輌の速度に応じた望ましい変速状態Ｐｄを決定する。こ
れは例えば図５に示す変速特性を設定することである。
これ以降のフローは第１の実施形態１と同じである。
施形態による補助動力装置付き車輌の補助比率を算出す
るブロック図、図１０は制御フローを示しており、速度
検出手段２５において補助動力装置付き車輌の速度を検
出し、変速状態決定手段２６でこの補助動力装置付き車
輌の速度に応じた望ましい変速状態Ｐｄを決定する。こ
れは例えば図５に示す変速特性を設定することである。
これ以降のフローは第１の実施形態１と同じである。
【００２２】なおこの例では変速状態決定を補助動力装
置付き車輌の速度のみから決定しているが、図１１のよ
うに人力駆動力Ｆｈから決定してもよく、また速度と人
力駆動力Ｆｈの両方から決定してもよい。さらに、運転
者にとって違和感のない自然な変速となるのであれば、
過去の走行状態、道路条件、気象条件等を考慮して決定
してもよい。また人力駆動力用補助比率決定手段２１
で、例えば図１２に示すような補助動力装置付き車輌の
速度に応じた人力駆動力用補助比率ｂとしてもよい。
置付き車輌の速度のみから決定しているが、図１１のよ
うに人力駆動力Ｆｈから決定してもよく、また速度と人
力駆動力Ｆｈの両方から決定してもよい。さらに、運転
者にとって違和感のない自然な変速となるのであれば、
過去の走行状態、道路条件、気象条件等を考慮して決定
してもよい。また人力駆動力用補助比率決定手段２１
で、例えば図１２に示すような補助動力装置付き車輌の
速度に応じた人力駆動力用補助比率ｂとしてもよい。
【００２３】（実施の形態３）図１３は本発明の第３の
実施形態による変速装置１０を備えた補助動力装置付き
車輌の速度と駆動力の関係を示しており、図３に示す簡
単な構造の変速装置１０により実線で示す駆動特性を得
ている。ところで、破線で示す駆動特性は変速装置１０
の切替えでは得られないが、第１の実施形態において示
したように電動駆動部４の印加電圧を工夫することによ
り得ることができる。例えば、減速比が１／ｉｌの変速
段では最高速の時に印加電圧をＶｎからＶｌへ降下さ
せ、速度０の時には印加電圧をＶｎからＶ２（＝Ｖｎ2
／Ｖ１）へ上昇させることで、また減速比が１／ｉｈの
変速段では最高速の時に印加電圧をＶｎからＶ３に上昇
させ、速度０の時には印加電圧をＶｎからＶ４（＝Ｖｎ
2／Ｖ３）へ降下させることで得ることができる。逆に
現在選択されている変速段の位置、すなわち変速装置の
状態Ｐｈ２８を検出していなければ所望の変速状態Ｐｄ
を得ることができない。図１４は本発明の第３の実施形
態による補助動力装置付き車輌の補助比率を算出するブ
ロック図、図１５は制御フローを示しており、変速状態
検出手段２７において変速装置１０の状態Ｐｈを検出す
る。そして変速状態決定手段２６で設定した所望の変速
状態Ｐｄを得るために、変速用補助比率決定手段１７で
は、変速装置の状態Ｐｈに応じて所望の変速状態Ｐｄと
なる電動駆動部４の印加電圧を計算し、この印加電圧が
得られるように変速用補助比率ａを決定している。ま
た、人力駆動力検出手段１９では人力駆動力Ｆｈを検出
し、人力駆動力用補助比率決定手段２１で、人力駆動力
Ｆｈに応じて人力駆動力用補助比率ｂを決定している。
最後に補助比率決定手段２３で、変速用補助比率ａと人
力駆動力用補助比率ｂから最終の補助比率ｃを決定して
いる。
実施形態による変速装置１０を備えた補助動力装置付き
車輌の速度と駆動力の関係を示しており、図３に示す簡
単な構造の変速装置１０により実線で示す駆動特性を得
ている。ところで、破線で示す駆動特性は変速装置１０
の切替えでは得られないが、第１の実施形態において示
したように電動駆動部４の印加電圧を工夫することによ
り得ることができる。例えば、減速比が１／ｉｌの変速
段では最高速の時に印加電圧をＶｎからＶｌへ降下さ
せ、速度０の時には印加電圧をＶｎからＶ２（＝Ｖｎ2
／Ｖ１）へ上昇させることで、また減速比が１／ｉｈの
変速段では最高速の時に印加電圧をＶｎからＶ３に上昇
させ、速度０の時には印加電圧をＶｎからＶ４（＝Ｖｎ
2／Ｖ３）へ降下させることで得ることができる。逆に
現在選択されている変速段の位置、すなわち変速装置の
状態Ｐｈ２８を検出していなければ所望の変速状態Ｐｄ
を得ることができない。図１４は本発明の第３の実施形
態による補助動力装置付き車輌の補助比率を算出するブ
ロック図、図１５は制御フローを示しており、変速状態
検出手段２７において変速装置１０の状態Ｐｈを検出す
る。そして変速状態決定手段２６で設定した所望の変速
状態Ｐｄを得るために、変速用補助比率決定手段１７で
は、変速装置の状態Ｐｈに応じて所望の変速状態Ｐｄと
なる電動駆動部４の印加電圧を計算し、この印加電圧が
得られるように変速用補助比率ａを決定している。ま
た、人力駆動力検出手段１９では人力駆動力Ｆｈを検出
し、人力駆動力用補助比率決定手段２１で、人力駆動力
Ｆｈに応じて人力駆動力用補助比率ｂを決定している。
最後に補助比率決定手段２３で、変速用補助比率ａと人
力駆動力用補助比率ｂから最終の補助比率ｃを決定して
いる。
【００２４】なお、この例では所望の変速状態Ｐｄを実
現するために変速用補助比率決定手段１７で変速用補助
比率ａを決定しているが、変速装置１０のみで所望の変
速状態Ｐｄを実現できるときは変速用補助比率ａは考慮
しなくてもよい。
現するために変速用補助比率決定手段１７で変速用補助
比率ａを決定しているが、変速装置１０のみで所望の変
速状態Ｐｄを実現できるときは変速用補助比率ａは考慮
しなくてもよい。
【００２５】（実施の形態４）図１６は本発明の第４の
実施形態による補助動力装置付き車輌の補助比率を算出
するブロック図、図１７は制御フローを示しており、変
速状態検出手段２７において変速装置１０の状態Ｐｈ
を、速度検出手段２５において補助動力装置付き車輌の
速度を、人力駆動力検出手段１９において人力駆動力Ｆ
ｈをそれぞれ検出する。変速状態、変速用補助比率決定
手段２９では、補助動力装置付き車輌の速度等の運行状
況により所望の変速状態Ｐｄを設定し、この変速状態Ｐ
ｄを得るために、速度に応じて変速装置１０の状態Ｐｈ
をＰｈ’に切替え、また電動駆動部４の印加電圧を計算
してこの印加電圧が得られるように変速用補助比率ａを
決定している。人力駆動力用補助比率決定手段２１で、
人力駆動力Ｆｈに応じて人力駆動力用補助比率ｂを決定
している。最後に補助比率決定手段２３で、変速用補助
比率ａと人力駆動力用補助比率ｂから最終の補助比率ｃ
を決定している。図１８は変速装置１０の切替えおよび
変速用補助比率ａの切替えすなわち電動駆動部４の印加
電圧の切替えによる駆動特性の一例を示し、図１８で点
ＢＣ間を結ぶ線分は印加電圧Ｖｎで減速比１／ｉｌの変
速段における特性を、点ＥＦ間を結ぶ線分は印加電圧Ｖ
ｎで減速比１／ｉｈの変速段における特性を示してい
る。線分ＡＢ間は減速比１／ｉｌの変速段で印加電圧５
をＶｎからＶｐに滑らかに上昇させ、電気的に減速比１
／（ｉｌ・Ｖｎ／Ｖｐ）を実現している区間である。同
様に、線分ＦＧ間は減速比１／ｉｈの変速段で印加電圧
をＶｎからＶｑに滑らかに上昇させ、電気的に減速比１
／（ｉｈ・Ｖｑ／Ｖｎ）を実現している区間である。線
分ＣＥ間は変速装置１０の２つの変速段１／ｉｌと１／
ｉｈの間の減速比１／ｉｍ（ｉｌ＜ｉｍ＜ｉｈ）を電気
的に実現している区間である。線分ＣＥは２つの線分Ｃ
Ｄ、ＤＥに分けることができ、線分ＣＤ間は変速装置１
０が減速比１／ｉｌの変速段、線分ＤＥ間は変速装置１
０が減速比１／ｉｈの変速段で、それぞれ印加電圧がＶ
ｎ以上となっている。
実施形態による補助動力装置付き車輌の補助比率を算出
するブロック図、図１７は制御フローを示しており、変
速状態検出手段２７において変速装置１０の状態Ｐｈ
を、速度検出手段２５において補助動力装置付き車輌の
速度を、人力駆動力検出手段１９において人力駆動力Ｆ
ｈをそれぞれ検出する。変速状態、変速用補助比率決定
手段２９では、補助動力装置付き車輌の速度等の運行状
況により所望の変速状態Ｐｄを設定し、この変速状態Ｐ
ｄを得るために、速度に応じて変速装置１０の状態Ｐｈ
をＰｈ’に切替え、また電動駆動部４の印加電圧を計算
してこの印加電圧が得られるように変速用補助比率ａを
決定している。人力駆動力用補助比率決定手段２１で、
人力駆動力Ｆｈに応じて人力駆動力用補助比率ｂを決定
している。最後に補助比率決定手段２３で、変速用補助
比率ａと人力駆動力用補助比率ｂから最終の補助比率ｃ
を決定している。図１８は変速装置１０の切替えおよび
変速用補助比率ａの切替えすなわち電動駆動部４の印加
電圧の切替えによる駆動特性の一例を示し、図１８で点
ＢＣ間を結ぶ線分は印加電圧Ｖｎで減速比１／ｉｌの変
速段における特性を、点ＥＦ間を結ぶ線分は印加電圧Ｖ
ｎで減速比１／ｉｈの変速段における特性を示してい
る。線分ＡＢ間は減速比１／ｉｌの変速段で印加電圧５
をＶｎからＶｐに滑らかに上昇させ、電気的に減速比１
／（ｉｌ・Ｖｎ／Ｖｐ）を実現している区間である。同
様に、線分ＦＧ間は減速比１／ｉｈの変速段で印加電圧
をＶｎからＶｑに滑らかに上昇させ、電気的に減速比１
／（ｉｈ・Ｖｑ／Ｖｎ）を実現している区間である。線
分ＣＥ間は変速装置１０の２つの変速段１／ｉｌと１／
ｉｈの間の減速比１／ｉｍ（ｉｌ＜ｉｍ＜ｉｈ）を電気
的に実現している区間である。線分ＣＥは２つの線分Ｃ
Ｄ、ＤＥに分けることができ、線分ＣＤ間は変速装置１
０が減速比１／ｉｌの変速段、線分ＤＥ間は変速装置１
０が減速比１／ｉｈの変速段で、それぞれ印加電圧がＶ
ｎ以上となっている。
【００２６】なお、この例では変速状態、変速用補助比
率決定手段２９で人力駆動力Ｆｈの値を考慮しないよう
に、人力駆動力用補助比率決定手段２１で車輌の速度の
値を考慮しないようにしているが、それぞれ考慮して決
定してもよい。
率決定手段２９で人力駆動力Ｆｈの値を考慮しないよう
に、人力駆動力用補助比率決定手段２１で車輌の速度の
値を考慮しないようにしているが、それぞれ考慮して決
定してもよい。
【００２７】（実施の形態５）図１８において点Ｄの位
置を、線分ＢＣと線分ＥＦの交点Ｈと原点Ｏを結ぶ直線
上に設定すると、変速装置１０の切替え時の印加電圧
（点Ｄにおける印加電圧）は減速比１／ｉｌでも１／ｉ
ｈでも同じ値のＶｍとなり、領域ＣＤから領域ＤＥへ滑
らかな変更が可能となる。線分ＣＤ間は印加電圧をＶｎ
からＶｍへ滑らかに上昇させ、線分ＤＥ間は印加電圧５
をＶｍからＶｎへ滑らかに降下させている。従って変速
装置１０の切替え時に、運転者は違和感を感じることな
く補助動力装置付き車輌の操作が可能となる。
置を、線分ＢＣと線分ＥＦの交点Ｈと原点Ｏを結ぶ直線
上に設定すると、変速装置１０の切替え時の印加電圧
（点Ｄにおける印加電圧）は減速比１／ｉｌでも１／ｉ
ｈでも同じ値のＶｍとなり、領域ＣＤから領域ＤＥへ滑
らかな変更が可能となる。線分ＣＤ間は印加電圧をＶｎ
からＶｍへ滑らかに上昇させ、線分ＤＥ間は印加電圧５
をＶｍからＶｎへ滑らかに降下させている。従って変速
装置１０の切替え時に、運転者は違和感を感じることな
く補助動力装置付き車輌の操作が可能となる。
【００２８】なお変速装置１０の切替えの間を補助動力
による１段の変速作用で補完していることを想定して記
述しているが、図１９に示すように２段以上の変速作用
で補完してもよい。
による１段の変速作用で補完していることを想定して記
述しているが、図１９に示すように２段以上の変速作用
で補完してもよい。
【００２９】（実施の形態６）図１８において線分ＣＥ
間の減速比１／ｉｍを（数５）の関係とする。
間の減速比１／ｉｍを（数５）の関係とする。
【００３０】
【数５】
【００３１】また線分ＡＢ間の印加電圧の最大値Ｖｐを
（数６）、線分ＦＧ間の印加電圧の最大値Ｖｑを（数
７）のように設定する。
（数６）、線分ＦＧ間の印加電圧の最大値Ｖｑを（数
７）のように設定する。
【００３２】
【数６】
【００３３】
【数７】
【００３４】以上のように変速装置１０の切替えでの減
速比の変化の割合（ｉｈ／ｉｌ）に応じて印加電圧を設
定すると、補助動力による変速作用を含めた変速段の変
化の割合は√（ｉｈ／ｉｌ）という一定の比率となる。
これは普通の自転車の変速装置の変速割合と同等であ
る。従ってこの例では、変速装置では２段変速しかでき
ないが、補助動力による変速作用により５段変速と同等
の作用を得ることができる。
速比の変化の割合（ｉｈ／ｉｌ）に応じて印加電圧を設
定すると、補助動力による変速作用を含めた変速段の変
化の割合は√（ｉｈ／ｉｌ）という一定の比率となる。
これは普通の自転車の変速装置の変速割合と同等であ
る。従ってこの例では、変速装置では２段変速しかでき
ないが、補助動力による変速作用により５段変速と同等
の作用を得ることができる。
【００３５】さらに、（数６）（数７）から明らかなよ
うにＶｐ＝Ｖｑの関係があり、設定する印加電圧の種類
が少なくて済み、ハードウェアで実現する場合は部品を
減少させることができ、またソフトウェアで実現する場
合にはメモリを節約することができるという効果があ
る。
うにＶｐ＝Ｖｑの関係があり、設定する印加電圧の種類
が少なくて済み、ハードウェアで実現する場合は部品を
減少させることができ、またソフトウェアで実現する場
合にはメモリを節約することができるという効果があ
る。
【００３６】（実施の形態７）図２０は本発明の第７の
実施形態による補助動力装置付き車輌の補助比率を算出
するブロック図、図２１は制御フローを示し、速度検出
手段２５、変速状態検出手段２７から望ましい変速状態
Ｐｄと変速用補助比率ａを変速状態、変速用補助比率決
定手段２９で決定する。次に人力駆動力検出手段１９と
走行抵抗検出手段３０から人力駆動力用補助比率ｂを決
定し、最終の補助比率ｃを決定している。
実施形態による補助動力装置付き車輌の補助比率を算出
するブロック図、図２１は制御フローを示し、速度検出
手段２５、変速状態検出手段２７から望ましい変速状態
Ｐｄと変速用補助比率ａを変速状態、変速用補助比率決
定手段２９で決定する。次に人力駆動力検出手段１９と
走行抵抗検出手段３０から人力駆動力用補助比率ｂを決
定し、最終の補助比率ｃを決定している。
【００３７】なお、この例では変速状態、変速用補助比
率決定手段２９で人力駆動力Ｆｈ、走行抵抗ｄの値を考
慮しないように、人力駆動力用補助比率決定手段２１で
車輌の速度の値を考慮しないようにしているが、それぞ
れ考慮して決定してもよい。
率決定手段２９で人力駆動力Ｆｈ、走行抵抗ｄの値を考
慮しないように、人力駆動力用補助比率決定手段２１で
車輌の速度の値を考慮しないようにしているが、それぞ
れ考慮して決定してもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、変速用補
助比率決定手段を設け、電気的に変速を行うことによ
り、簡単な構造で自由な変速感が得られ、駆動力をより
適切なものとすることができるため補助動力装置付き車
輌の操作性が向上する。また装置の小型軽量化が実現で
き、走行距離を伸ばすことが可能となる。さらに簡単な
構造で装置の実現ができるため信頼性の向上と安価に製
造することも可能となる効果を有する。
助比率決定手段を設け、電気的に変速を行うことによ
り、簡単な構造で自由な変速感が得られ、駆動力をより
適切なものとすることができるため補助動力装置付き車
輌の操作性が向上する。また装置の小型軽量化が実現で
き、走行距離を伸ばすことが可能となる。さらに簡単な
構造で装置の実現ができるため信頼性の向上と安価に製
造することも可能となる効果を有する。
【図１】補助動力装置付き車輌の一例である自転車の側
面図
面図
【図２】電動駆動部の印加電圧により補助動力装置付き
車輌の駆動特性が変化することを示す図
車輌の駆動特性が変化することを示す図
【図３】変速装置の構造を示す図
【図４】変速装置により補助動力装置付き車輌の電動駆
動部の駆動特性が変化することを示す図
動部の駆動特性が変化することを示す図
【図５】速度に応じて電動駆動部の印加電圧を変化させ
たときの補助動力装置付き車輌の駆動特性を示す図
たときの補助動力装置付き車輌の駆動特性を示す図
【図６】本発明の第１の実施形態による補助動力装置付
き車輌の補助比率を算出するブロック図
き車輌の補助比率を算出するブロック図
【図７】本発明の第１の実施形態において補助比率を算
出する制御フロー図
出する制御フロー図
【図８】人力駆動力と人力駆動力用補助比率の関係を示
す図
す図
【図９】本発明の第２の実施形態による補助動力装置付
き車輌の補助比率を算出するブロック図
き車輌の補助比率を算出するブロック図
【図１０】本発明の第２の実施形態において補助比率を
算出する制御フロー図
算出する制御フロー図
【図１１】駆動力に応じて電動駆動部の印加電圧を変化
させたときの補助動力装置付き車輌の駆動特性を示す図
させたときの補助動力装置付き車輌の駆動特性を示す図
【図１２】速度と人力駆動力用補助比率の関係を示す図
【図１３】本発明の第３の実施形態において変速装置を
切替えたときの補助動力装置付き車輌の駆動特性を示す
図
切替えたときの補助動力装置付き車輌の駆動特性を示す
図
【図１４】本発明の第３の実施形態による補助動力装置
付き車輌の補助比率を算出するブロック図
付き車輌の補助比率を算出するブロック図
【図１５】本発明の第３の実施形態において、補助比率
を算出する制御フロー図
を算出する制御フロー図
【図１６】本発明の第４の実施形態による補助動力装置
付き車輌の補助比率を算出するブロック図
付き車輌の補助比率を算出するブロック図
【図１７】本発明の第４の実施形態において、補助比率
を算出する制御フロー図
を算出する制御フロー図
【図１８】本発明の第４、５、６の実施形態における補
助動力装置付き車輌の駆動特性を示す図
助動力装置付き車輌の駆動特性を示す図
【図１９】変速装置の切替えの間を２段以上の変速作用
で補室する場合の駆動特性を示す図
で補室する場合の駆動特性を示す図
【図２０】本発明の第６の実施形態による補助動力装置
付き車輌の補助比率を算出するブロック図
付き車輌の補助比率を算出するブロック図
【図２１】本発明の第６の実施形態において、補助比率
を算出する制御フロー図
を算出する制御フロー図
１ 自転車 ２ ペダル ３ 補助動力装置 ４ 電動駆動部 ７ 駆動輪 １０ 変速装置 １１ 変速段切替え装置 １７ 変速用補助比率決定手段 １９ 人力駆動力検出手段 ２１ 人力駆動力用補助比率決定手段 ２３ 補助比率決定手段 ２５ 速度検出手段 ２６ 変速状態決定手段 ２７ 変速状態検出手段 ２９ 変速状態、変速用補助比率決定手段 ３０ 走行抵抗検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 ペダル踏力によって車輪を回転させる駆
動部と、電動機の駆動によって前記車輪を回転させる電
動駆動部とを備え、前記踏力による人力駆動力を検出
し、検出された人力駆動力に基づいて前記電動駆動部の
回転運動を制御する補助動力装置付き車輌において、前
記電動駆動部のＥＰ加動圧を変化させることにより、補
助動力による変速状態を得るための変速用補助比率を決
定することを特徴とする補助動力装置付き車輌の制御方
法。 - 【請求項２】 変速用補助比率の決定は、補助動力装置
付き車輌の速度に応じて行うことを特徴とする請求項１
記載の補助動力装置付き車輌の制御方法。 - 【請求項３】 変速装置による変速状態を併用すること
を特徴とする請求項１、２記載の補助動力装置付き車輌
の制御方法。 - 【請求項４】 変速装置の切替えは、補助動力装置付き
車輌の速度に応じて行うことを特徴とする請求項３記載
の補助動力装置付き車輌の制御方法。 - 【請求項５】 変速装置の切替え前後で、前記変速用補
助比率の値を同じとすることを特徴とする請求項４記載
の補助動力装置付き車輌の制御方法。 - 【請求項６】 変速装置の切替えでの減速比の変化の割
合に応じて、前記補助動力による変速状態の切替えでの
減速比の変化の割合を決定することを特徴とする請求項
４、５記載の補助動力装置付き車輌の制御方法。 - 【請求項７】 変速装置の切替えと前記変速用補助比率
の決定は、補助動力装置付き車輌の速度、人力駆動力に
応じて行うことを特徴とする請求項３〜６記載の補助動
力装置付き車輌の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7906798A JPH11278360A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 補助動力装置付き車輌の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7906798A JPH11278360A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 補助動力装置付き車輌の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11278360A true JPH11278360A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13679550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7906798A Pending JPH11278360A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 補助動力装置付き車輌の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11278360A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010013027A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Yamaha Motor Co Ltd | アシスト力付き車両 |
| WO2011114612A1 (ja) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | パナソニック株式会社 | 電動アシスト自転車用モータ制御方法および電動アシスト自転車用モータ制御装置 |
| US9896152B2 (en) | 2015-05-25 | 2018-02-20 | Shimano Inc. | Bicycle transmission system |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP7906798A patent/JPH11278360A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010013027A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Yamaha Motor Co Ltd | アシスト力付き車両 |
| WO2011114612A1 (ja) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | パナソニック株式会社 | 電動アシスト自転車用モータ制御方法および電動アシスト自転車用モータ制御装置 |
| JP2011189914A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-09-29 | Panasonic Corp | 電動アシスト自転車用モータ制御方法および電動アシスト自転車用モータ制御装置 |
| US9896152B2 (en) | 2015-05-25 | 2018-02-20 | Shimano Inc. | Bicycle transmission system |
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