JPH11351947A - Moving unit with auxiliary power source, method for detecting mass of vehicle with the unit and method for controlling the unit - Google Patents

Moving unit with auxiliary power source, method for detecting mass of vehicle with the unit and method for controlling the unit

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JPH11351947A
JPH11351947A JP15571398A JP15571398A JPH11351947A JP H11351947 A JPH11351947 A JP H11351947A JP 15571398 A JP15571398 A JP 15571398A JP 15571398 A JP15571398 A JP 15571398A JP H11351947 A JPH11351947 A JP H11351947A
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JP
Japan
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auxiliary power
power source
moving
speed
acceleration
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Application number
JP15571398A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyoshi Hayashi
広佳 林
Toshiro Hayashi
俊郎 林
Yuichi Nanae
裕一 名苗
Naomasa Sato
直正 佐藤
Hirotake Sunaguchi
洋毅 砂口
Masaji Tanina
正次 谷名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH11351947A publication Critical patent/JPH11351947A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an overall mass of a vehicle having a moving unit from detected information of its motion in the unit having an auxiliary power source. SOLUTION: The moving unit 1 has an auxiliary power source SS for a main power source MS, and moves together with a drive subject of the power source MS. An acceleration 'at' of a vehicle (moving object having the unit 1 and the subject) of the case of driving the power source SS by a predetermined force 'Fa' and an acceleration 'αn' of the vehicle of the case of driving the power source SS by a force 'Fa'' different from the force 'Fa' are detected. An overall mass 'M' of the vehicle is calculated as a value of a ratio of dividing a difference 'Fa-Fa'' of the force by the power source SS by difference information 'αt-αn' of the accelerations, an auxiliary power value is obtained from this, and the power source SS is controlled.

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、補助動力源を備え
た移動装置を含む移動体の質量検出や補助動力値の算出
に係る技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for detecting the mass of a moving object including a moving device having an auxiliary power source and calculating an auxiliary power value.

【0002】[0002]

【従来の技術】主動力を補助するための補助動力源を有
する移動装置としては、例えば、モータを補助動力源と
して備えたアシスト自転車(あるいは電気自転車)が知
られている。つまり、この場合の主動力とは運転者の脚
力(踏力)であり、これを検出して、その大小に応じた
補助動力をモータで発生させ、運転者の脚力の不足分を
補うことで人力の負担を軽減するように構成されてい
る。
2. Description of the Related Art As a moving apparatus having an auxiliary power source for assisting a main power, for example, an assist bicycle (or electric bicycle) having a motor as an auxiliary power source is known. In other words, the main power in this case is the driver's leg force (treading force), and by detecting this, the motor generates auxiliary power according to the magnitude of the power, and compensates for the driver's insufficient leg force by manpower. It is configured to reduce the burden on the user.

【0003】ところで、自転車の移動速度や加速度の検
出情報から補助動力値を算出するにあたっては、車体の
質量や運転者の体重、あるいは荷台に積まれた荷物等を
含む移動体の全質量を把握する必要があり、例えば、車
体の質量についてはこれを既知として、運転者等の質量
をキー操作入力で装置に知らせることで、全質量を加算
計算で求める方法が挙げられる。
When calculating the auxiliary power value from the detection information of the moving speed and acceleration of the bicycle, the mass of the vehicle body, the weight of the driver, or the total mass of the moving object including the luggage loaded on the bed is grasped. For example, a method is known in which the mass of the vehicle body is known, and the mass of the driver or the like is notified to the device by key operation input, and the total mass is obtained by addition calculation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方法にあっては、車体や運転者等を含む全質量の算出
に必要な入力操作が面倒であり、また質量についての正
確性の欠如を来す虞がある。
However, in the above-described method, the input operation required for calculating the total mass including the vehicle body and the driver is troublesome, and the accuracy of the mass is lacking. There is a risk of doing so.

【0005】つまり、不特定の運転者に使用されるアシ
スト自転車のような移動装置において、当該運転者の体
重をいちいち入力していたのでは使い勝ってが悪くなっ
てしまう。
[0005] That is, in a mobile device such as an assisted bicycle used by an unspecified driver, if the weight of the driver is input one by one, the usability is deteriorated.

【0006】かといって、体重検出のための専用のセン
サを装置に付設したのでは、車体重量の増加やコストの
上昇をもたらす原因となる。
However, if a dedicated sensor for detecting the weight is attached to the device, the weight of the vehicle body increases and the cost increases.

【0007】そこで、本発明は、補助動力源を備えた移
動装置において、その運動状態の検出情報から移動装置
を含む移動体の全質量を検出することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to detect the total mass of a moving object including a moving device from detection information of its motion state in a moving device provided with an auxiliary power source.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、補助動力源を予め決められた力「F
a」で駆動した場合の、移動体(移動装置及び駆動主体
を含む移動物体)の加速度「αt」と、補助動力源を力
「Fa」とは異なる力「Fa′」で駆動した場合(Fa′
=0の場合を含む。)の、移動体の加速度「αn」とを
検出する加速度検出手段と、加速度の差情報「αt−α
n」で補助動力源に係る力の差「Fa−Fa′」を割るこ
とによって、移動体の全質量「M」を算出してこれから
補助動力値を求めて補助動力源に制御信号を送出する制
御手段とを備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an auxiliary power source having a predetermined force "F".
a), the acceleration “αt” of the moving body (moving object including the moving device and the driving subject) and the auxiliary power source are driven by a force “Fa ′” different from the force “Fa” (Fa). ′
= 0. ), Acceleration detecting means for detecting the acceleration “αn” of the moving object, and acceleration difference information “αt−α
By dividing the difference "Fa-Fa '" of the force applied to the auxiliary power source by "n", the total mass "M" of the moving body is calculated, the auxiliary power value is obtained from this, and the control signal is sent to the auxiliary power source. Control means.

【0009】従って、本発明によれば、補助動力源の駆
動力を変化させた場合の力の差と、加速度の差から移動
体の全質量を算出することができる。
Therefore, according to the present invention, the total mass of the moving body can be calculated from the difference in acceleration when the driving force of the auxiliary power source is changed and the difference in acceleration.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る質量検出につ
いての原理説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of mass detection according to the present invention.

【0011】移動装置1は、移動に必要な主動力の一部
を補助するための補助動力源SSを有する。例えば、
(電動)アシスト自転車の場合には、主動力である脚力
に対してモータが補助動力源であり、また、補助用モー
タ付きの車椅子や台車等の場合には、主動力である腕力
に対してモータが補助動力源である。
The moving device 1 has an auxiliary power source SS for assisting a part of the main power required for the movement. For example,
In the case of (electric) assisted bicycles, the motor is the auxiliary power source for the leg power, which is the main power. In the case of a wheelchair or bogie with an auxiliary motor, the motor is the power for the arm power, which is the main power. The motor is the auxiliary power source.

【0012】尚、移動装置1の質量と、主動力源の駆動
主体(例えば、運転者や動物、ロボット装置等。)の質
量との和、つまり、全質量を「M」とする。
Note that the sum of the mass of the moving device 1 and the mass of the driving entity of the main power source (eg, driver, animal, robot device, etc.), that is, the total mass is "M".

【0013】図1(A)は、移動装置1及び主動力源M
Sの駆動主体において、補助動力源SSを使用しない場
合の運動状態を概念的に示したものであり、力「Fp」
は主動力源MSによる推(進)力を示し、「αn」はそ
のときの加速度を示している。例えば、アシスト自転車
の場合には、主動力源MSが運転者の脚であり、「F
p」が人力による推力、「αn」が人力による加速度であ
る。
FIG. 1A shows a moving device 1 and a main power source M.
FIG. 6 conceptually shows a motion state in a case where the auxiliary power source SS is not used in the driving body of S, and the force “Fp”
Indicates the thrust (advancing) force by the main power source MS, and “αn” indicates the acceleration at that time. For example, in the case of an assisted bicycle, the main power source MS is the driver's leg and “F
“p” is the thrust by human power, and “αn” is the acceleration by human power.

【0014】図1(B)は、上記移動体において、補助
動力源SSを使用した場合の運動状態を概念的に示した
ものであり、力「Fa」が補助動力源SSによる推力を
示し、「αt」が推力の合力「Fp+Fa」による加速度
を示している。
FIG. 1B conceptually shows a motion state when the auxiliary power source SS is used in the moving body, wherein a force "Fa" indicates a thrust by the auxiliary power source SS, “Αt” indicates the acceleration due to the resultant thrust “Fp + Fa”.

【0015】図1(A)や(B)に示す状態についての
運動方程式をそれぞれ立てると、下式のようになる。
The equations of motion for the states shown in FIGS. 1A and 1B are as follows.

【0016】[0016]

【数1】 (Equation 1)

【0017】補助動力源SSの駆動について、そのオン
/オフ制御を短時間内で繰り返した場合において、推力
Fpはほぼ一定であると考えることができるという点に
着目し、上記[数1]式の第1式と第2式からFpを消
去し、全質量Mについて連立方程式を解くと下式が得ら
れる。
Focusing on the fact that the thrust Fp can be considered to be substantially constant when the on / off control of the driving of the auxiliary power source SS is repeated within a short time, the above equation (1) is used. By eliminating Fp from the first and second equations, and solving the simultaneous equations for the total mass M, the following equation is obtained.

【0018】[0018]

【数2】 (Equation 2)

【0019】従って、全質量Mは、Faと「αt−αn」
から求めることができる。つまり、補助動力源SSの制
御時に知ることのできるFaと、移動装置1を含む移動
体の運動状態の検出手段によって得られる加速度情報に
基づいて全質量Mを算出することができる。尚、推力F
aについては、「αt−αn」の検出を充分に行える範囲
を予め調べて決めておく必要がある。
Therefore, the total mass M is represented by Fa and “αt−αn”.
Can be obtained from That is, the total mass M can be calculated based on Fa which can be known at the time of controlling the auxiliary power source SS, and acceleration information obtained by the motion state detecting means including the moving device 1. In addition, thrust F
As for a, it is necessary to determine in advance a range in which “αt−αn” can be sufficiently detected.

【0020】尚、上記の説明では、図1(A)において
説明の便宜上、「Fa=0」(動力補助無し)とした
が、Faの値をFpとは違う値、「Fa′」とした場合の
運動状態と、図1(B)の運動状態との比較から、やは
り「Fp」を一定としてこれを運動方程式から消去する
ことで全質量Mを算出することもできる。つまり、この
場合には、上記[数1]式における第1式が、「Fp+
Fa′=M・an」となるので、連立方程式をMについて
解いた結果は、下式のようになる。
In the above description, "Fa = 0" (no power assist) for convenience of explanation in FIG. 1A, but the value of Fa is set to a value different from Fp, "Fa '". From the comparison between the motion state in the case and the motion state in FIG. 1B, it is also possible to calculate the total mass M by also eliminating “Fp” from the equation of motion while keeping “Fp” constant. That is, in this case, the first expression in the above [Equation 1] is “Fp +
Fa ′ = M · an ”, and the result of solving the simultaneous equations for M is as follows.

【0021】[0021]

【数3】 (Equation 3)

【0022】従って、全質量Mは、「Fa−Fa′」と
「αt−αn」との比から求めることができる(つまり、
[数3]式でFa′=0とした式が[数2]式に他なら
ない。)。
Accordingly, the total mass M can be obtained from the ratio of “Fa−Fa ′” to “αt−αn” (that is,
The equation in which Fa '= 0 in Equation 3 is the same as Equation 2. ).

【0023】尚、補助動力源を短時間に亘って力「F
a」と「Fa′」とで交互に駆動したときの、加速度情報
αt、αnを検出すると、上記した力Fpの時間的な変動
をほとんど無視することができ、当該力Fpを短時間で
は一定とみなすことができるので、質量検出の正確性を
高めるのに有効である。また、上記[数3]式の導出過
程から分かるように、「Fp=0」(但し、Fa、Fa′
≠0)であっても構わないが、主動力をかけない状態で
補助動力だけが移動体に作用する状態が生じることに起
因する問題を避けるには「Fp≠0」においてのみ補助
動力が移動体に作用するように制御を行うことが好まし
い。
The auxiliary power source is operated for a short time with a force "F".
When the acceleration information αt and αn when driving alternately with “a” and “Fa ′” are detected, the above-mentioned temporal fluctuation of the force Fp can be almost ignored, and the force Fp is constant in a short time. Therefore, it is effective to increase the accuracy of mass detection. Also, as can be seen from the derivation process of the above [Equation 3], "Fp = 0" (where Fa, Fa '
(0), but to avoid the problem caused by the situation where only the auxiliary power acts on the moving body without applying the main power, the auxiliary power moves only at “Fp ≠ 0”. It is preferable to perform control so as to act on the body.

【0024】図2は本発明に係る移動装置の基本構成を
示す説明図であり、移動装置1は補助動力源2を有し、
主動力源の駆動主体とともに移動する。
FIG. 2 is an explanatory view showing the basic structure of the moving device according to the present invention. The moving device 1 has an auxiliary power source 2 and
It moves together with the driving entity of the main power source.

【0025】移動装置1は、その速度を検出するための
速度検出手段3と、移動装置1の加速度を検出するため
の加速度検出手段4とを備えている。これらの検出手段
には軽量化に適したセンサを用いることができ、検出情
報は後段の制御手段6に送出される。尚、速度検出手段
3、加速度検出手段4については両者を独立した手段と
して設ける方法もあるが、図2に1点鎖線で示すよう
に、速度検出手段3から加速度検出手段4に送出される
速度情報の時間微分を計算することによって加速度を算
出し、これを制御手段6に送出する方法を採用する方が
構成の簡単化やコスト低減等の点で有利である。
The moving device 1 is provided with speed detecting means 3 for detecting the speed, and acceleration detecting means 4 for detecting the acceleration of the moving device 1. Sensors suitable for weight reduction can be used for these detection means, and the detection information is sent to the control means 6 at the subsequent stage. The speed detecting means 3 and the acceleration detecting means 4 may be provided as independent means. However, as shown by a dashed line in FIG. Adopting a method of calculating the acceleration by calculating the time derivative of the information and sending the acceleration to the control means 6 is advantageous in terms of simplification of the configuration, cost reduction, and the like.

【0026】移動装置1及び主動力7の駆動主体を含む
移動体の全質量「M」を検出するにあたって、上記加速
度検出手段4は、下記に示す加速度を検出する。
In detecting the total mass "M" of the moving object including the driving device of the moving device 1 and the main power 7, the acceleration detecting means 4 detects the following acceleration.

【0027】(i)補助動力源を予め決められた力「F
a」で駆動した場合の、移動体の加速度「αt」 (ii)補助動力源を「Fa′」(≠Fa)で駆動した場
合(Fa′=0の場合を含む。)の、移動体の加速度
「αn」。
(I) The auxiliary power source is set to a predetermined force "F
acceleration of the moving object when driven by "a" (ii) (ii) when the auxiliary power source is driven by "Fa '" (@Fa) (including the case where Fa' = 0) Acceleration “αn”.

【0028】制御手段6は、これらの加速度の差情報
「αt−αn」を求めて、これで補助動力源2に係る力の
差「Fa−Fa′」を割ることによって(前記[数3]式
参照。)、移動体の全質量「M」を算出するとともに、
当該質量「M」に基づいて主動力7の補助に必要な補助
動力値を算出して、当該値を得るための制御信号を補助
動力源2に送出する。尚、移動体の全質量「M」を検出
するための質量検出(あるいは算出)手段はこの場合に
おいて制御手段6に含まれるが、該質量検出手段を制御
手段6とは別個に付設しても良いことは勿論である。
The control means 6 obtains the acceleration difference information "αt-αn" and divides the acceleration difference information "Fa-Fa '" according to the above equation (3). Equation), and calculate the total mass “M” of the moving object,
An auxiliary power value required for assisting the main power 7 is calculated based on the mass “M”, and a control signal for obtaining the value is sent to the auxiliary power source 2. The mass detecting (or calculating) means for detecting the total mass “M” of the moving object is included in the control means 6 in this case, but the mass detecting means may be provided separately from the control means 6. The good thing is, of course.

【0029】全質量「M」の検出にあたっては、例え
ば、下記に示す方法が挙げられる。
In detecting the total mass "M", for example, the following method can be used.

【0030】(I)移動体の加速中に検出を行う方法 (II)移動体の減速中に検出を行う方法。(I) Method of detecting during acceleration of moving object (II) Method of detecting during deceleration of moving object

【0031】先ず、方法(I)について、図3を使って
説明する。尚、図3は、横軸に時間「t」をとり、縦軸
に移動体の速度「v」をとって運動の一例を示したもの
である。
First, the method (I) will be described with reference to FIG. Note that FIG. 3 shows an example of the motion with the time “t” on the horizontal axis and the speed “v” of the moving body on the vertical axis.

【0032】図中の点P1は、時刻t=t1での速度が
v=v1とされる点を示し、t=0での位置の起点から
移動距離「s1」だけ移動した時点を示している。ま
た、点P2は、時刻t=t2(>t1)での速度がv=
v2(>v1)とされる点を示し、t=0での位置の起点
から移動距離「s2」だけ移動した時点を示している。
A point P1 in the figure indicates a point at which the speed at time t = t1 is set to v = v1, and indicates a time point at which the movement distance "s1" has been moved from the starting point of the position at t = 0. . In addition, the speed of the point P2 at time t = t2 (> t1) is v =
v2 (> v1), and indicates a point in time when the position has moved by a movement distance "s2" from the starting point of the position at t = 0.

【0033】2つの点P1、P2のそれぞれについて運
動方程式を立てると、下式のようになる。
When an equation of motion is established for each of the two points P1 and P2, the following equation is obtained.

【0034】[0034]

【数4】 (Equation 4)

【0035】尚、上式中の、変数「αi」(i=1、
2)、「Fi」(i=1、2)等の意味は下記の通りで
ある。
In the above equation, the variable "αi" (i = 1,
2), “Fi” (i = 1, 2) and the like are as follows.

【0036】 αi=(点Pi(i=1、2)での加速度) Fi=(点Pi(i=1、2)での力) M =(移動体の全質量) R =(摩擦抵抗あるいは走行抵抗)。Αi = (acceleration at point Pi (i = 1, 2)) Fi = (force at point Pi (i = 1, 2)) M = (total mass of moving body) R = (frictional resistance or Running resistance).

【0037】上式[数4]において力Fiを、「Fi=
Fhi+Fmi」(但し、「Fhi」は点Pi(i=1、2)
での主動力源による力であり、「Fmi」は点Pi(i=
1、2)での補助動力源2による力である。)とし、Δ
t=t2−t1の期間では、Fh1とFh2とがほぼ等し
いとすると、全質量Mは下式のようになる。
In the above equation [Equation 4], the force Fi is expressed as “Fi =
Fhi + Fmi ”(where“ Fhi ”is the point Pi (i = 1, 2)
At the point Pi (i =
1 and 2). ) And Δ
In the period of t = t2−t1, assuming that Fh1 and Fh2 are substantially equal, the total mass M is as follows.

【0038】[0038]

【数5】 (Equation 5)

【0039】ここで、0≦t<t1の期間やt1≦t<t
2の期間では運動が滑らかであってこれを等加速度直線
運動とみなせる場合には、0≦t<t1の期間(T1)
について、「α1=[(v1)^2]/(2・s1)」
(但し、「X^2」はXの2乗を意味する。)の関係式
が成立し、また、t1≦t<t2の期間(T2)につい
て、「α2=[(v2)^2−(v1)^2]/[2・
(s2−s1)]」の関係式が成立するので、これらを
[数5]式に代入することによって下式が得られる。
Here, the period of 0 ≦ t <t1 or the time t1 ≦ t <t
If the motion is smooth in the period of 2 and can be regarded as a uniform acceleration linear motion, a period (T1) of 0 ≦ t <t1
For “α1 = [(v1) ^ 2] / (2 · s1)”
(However, “X ^ 2” means the square of X.) A relational expression of “α2 = [(v2) ^ 2− (t2) is satisfied for a period (T2) where t1 ≦ t <t2. v1) ^ 2] / [2 ·
(S2−s1)] ”, the following equation is obtained by substituting these into the equation (5).

【0040】[0040]

【数6】 (Equation 6)

【0041】従って、移動距離s1の時点で速度v1を計
測し、次いで力を変えた上で距離s2の時点で速度v2を
計測することによって全質量Mを求めることができる。
尚、力「Fm1、Fm2」については制御手段6による補助
動力源2の制御値から知ることができる。
Accordingly, the total mass M can be obtained by measuring the speed v1 at the time of the movement distance s1, and then measuring the speed v2 at the time of the distance s2 after changing the force.
The forces “Fm1, Fm2” can be known from the control value of the auxiliary power source 2 by the control means 6.

【0042】このように、移動体の加速時において、補
助動力源2を力「Fm1」で駆動したときの移動体の移動
距離「s1」及び速度「v1」を検出するとともに、その
後、補助動力源2を力「Fm2(≠Fm1)」で駆動したと
きの移動体の移動距離「s2」及び速度「v2」を検出
し、これらの情報から加速度の差情報を算出して、これ
で力の差「Fm1−Fm2」を割ることによって移動体の全
質量「M」を容易に計算することができる。
As described above, when the moving body is accelerated, the moving distance "s1" and the speed "v1" of the moving body when the auxiliary power source 2 is driven by the force "Fm1" are detected. The moving distance “s2” and the speed “v2” of the moving body when the source 2 is driven by the force “Fm2 (≠ Fm1)” are detected, and acceleration difference information is calculated from these information. By dividing the difference “Fm1−Fm2”, the total mass “M” of the moving object can be easily calculated.

【0043】次に、上記方法(II)について、図4を
使って説明する。尚、図4は、横軸に時間「t」をと
り、縦軸に移動体の速度「v」をとって運動の一例を示
したものである。
Next, the method (II) will be described with reference to FIG. Note that FIG. 4 shows an example of the movement with time “t” on the horizontal axis and speed “v” of the moving body on the vertical axis.

【0044】図中に示す点P0は、t=t0でv=v0の
時点を示し、また、点P1はt=t1(>t0)でv=v
1(<v0)の時点を示している。
A point P0 shown in the figure indicates a point in time when t = t0 and v = v0, and a point P1 when t = t1 (> t0) and v = v0.
1 (<v0).

【0045】図示するように、期間「0≦t<t0」で
の加速運動の後、期間「t0≦t<t1」で減速し(ここ
で質量検出が行われる。)、その後、t≧t1で再び移
動体が加速される。
As shown in the drawing, after the acceleration movement in the period "0≤t <t0", the vehicle is decelerated in the period "t0≤t <t1" (mass detection is performed here), and thereafter, t≥t1. Then the moving object is accelerated again.

【0046】「Δt=t1−t0」とし、Δtが微小時間
である場合には、期間「t0≦t<t1」における減速運
動を等加速度直線運動とみなすことができ、そのときの
加速度を「a」とすると、下式が成立する。
If Δt = t1−t0, and Δt is a minute time, the deceleration movement in the period “t0 ≦ t <t1” can be regarded as a constant acceleration linear movement, and the acceleration at that time is referred to as “acceleration linear movement”. a ", the following equation is established.

【0047】[0047]

【数7】 (Equation 7)

【0048】運動方程式「F=M・a」に対して、「F
=Fm−Fr」(但し、「Fm」は補助動力源2による
力、「Fr」は期間t0≦t<t1における摩擦抵抗、つ
まり、摩擦係数を「μ」とし、重力加速度を「g」とす
るとき、「Fr=μ・M・g」をそれぞれ示してい
る。)を代入してaを求め、これを上式[数7]に代入
して「M」について式変形を行うと、下式のようにな
る。
For the equation of motion “F = M · a”, “F
= Fm−Fr ”(where“ Fm ”is the force from the auxiliary power source 2,“ Fr ”is the frictional resistance during the period t0 ≦ t <t1, that is, the friction coefficient is“ μ ”, and the gravitational acceleration is“ g ”. In this case, “Fr = μ · M · g” is respectively assigned.) To obtain a, and this is substituted into the above equation [Equation 7] to perform the equation transformation on “M”. It looks like an expression.

【0049】[0049]

【数8】 (Equation 8)

【0050】つまり、Δtを測定対象時間とし、gを既
知の値として、速度v0、v1を計測することによって上
式から質量Mを求めることができる。
That is, the mass M can be obtained from the above equation by measuring the speeds v0 and v1 with Δt being the measurement target time and g being a known value.

【0051】尚、μの値については上記[数8]式にお
いて「Fm=0」(つまり、減速時に動力補助を行わな
い場合)として得られる下式から求まる。
The value of μ can be obtained from the following equation obtained as “Fm = 0” (ie, when power assist is not performed during deceleration) in the above equation (8).

【0052】[0052]

【数9】 (Equation 9)

【0053】このように、移動体の減速時において、補
助動力源2を力「Fm」で駆動したときの減速開始時点
「t0」での速度「v0」と、減速終了時点「t1」での
速度「v1」を検出し、これらの情報から速度差情報
「v1−v0」を算出するとともに、摩擦力又は走行抵抗
力の加速度(Fr/M)に時間差「t1−t0」を掛けた
ものを当該速度差情報に加えて、これで上記力「Fm」
と時間差「t1−t0」との積を割ることによって移動体
の全質量「M」を容易に計算することができる。
As described above, when the moving body is decelerated, the speed "v0" at the deceleration start time "t0" when the auxiliary power source 2 is driven by the force "Fm" and the speed "v0" at the deceleration end time "t1" The speed "v1" is detected, speed difference information "v1-v0" is calculated from the information, and the acceleration (Fr / M) of the frictional force or running resistance is multiplied by the time difference "t1-t0". In addition to the speed difference information, the force "Fm"
By dividing the product of the time difference "t1-t0" and the time difference "t1-t0", the total mass "M" of the moving object can be easily calculated.

【0054】また、その際、補助動力源2の力「Fm」
をゼロにした時の速度差情報「v1−v0」及び測定時間
「t1−t0」から上記[数9]式に従って摩擦係数
「μ」を算出することができるので、移動装置1と走行
路との摩擦力の変化に対処することができる。
At this time, the force “Fm” of the auxiliary power source 2
Since the friction coefficient “μ” can be calculated from the speed difference information “v1−v0” and the measurement time “t1−t0” when “0” is zero, the moving device 1 and the traveling path can be calculated. Can cope with changes in frictional force.

【0055】尚、移動装置1の走行路が常に平坦である
とは限らないので、図2に示すように、移動装置1又は
走行路の傾斜状態を検出するための傾斜検出手段5を設
けることが好ましい。尚、傾斜検出については移動装置
1の姿勢の傾きを検出することで走行路の傾斜を検出す
る方法と、走行路自体の傾斜を直接検出する方法とがあ
る。
Since the traveling path of the moving device 1 is not always flat, it is necessary to provide an inclination detecting means 5 for detecting the inclination of the moving device 1 or the traveling path as shown in FIG. Is preferred. The inclination detection includes a method of detecting the inclination of the traveling path by detecting the inclination of the posture of the moving device 1 and a method of directly detecting the inclination of the traveling path itself.

【0056】制御手段6は、速度検出手段3、加速度検
出手段4、傾斜検出手段5による検出情報に基づいて補
助動力値(以下、これを「PL」と記す。)を算出して
補助動力源2を制御し、これによって主動力7を補助す
る。即ち、速度検出手段3及び傾斜検出手段5からの検
出情報に基づいて移動体が現在の速度を維持するのに必
要な仕事率(以下、これを「Pv」と記す。)を算出す
るとともに、上記速度検出手段3及び加速度検出手段4
からの検出情報に基づいて移動体の加速に必要な仕事率
(以下、これを「Pa」と記す。)を算出した後、両仕
事率の和「Pv+Pa」に「1」未満の係数値(以下、こ
れを「β」(0<β<1)と記す。)を掛けることによ
って補助動力値を求める(PL=β・(Pv+Pa))。
The control means 6 calculates an auxiliary power value (hereinafter referred to as "PL") based on information detected by the speed detection means 3, acceleration detection means 4, and inclination detection means 5, and generates an auxiliary power source. 2 to thereby assist the main power 7. That is, based on the detection information from the speed detecting means 3 and the inclination detecting means 5, the power required for the moving body to maintain the current speed (hereinafter, referred to as "Pv") is calculated, and The speed detecting means 3 and the acceleration detecting means 4
After calculating the power required for accelerating the moving body (hereinafter, referred to as “Pa”) based on the detection information from, the sum of both powers “Pv + Pa” is a coefficient value less than “1” ( Hereinafter, this is multiplied by “β” (0 <β <1) to obtain an auxiliary power value (PL = β · (Pv + Pa)).

【0057】例えば、図5に示すように、質量「M」の
移動体MBが勾配角「θ」の斜面Sを走行している場合
のモデルで説明すると、移動体MBには重力「M・g」
の分力「M・g・sinθ」と、分力「M・g・cos
θ」に等しく反対向きの抗力「n」に摩擦係数「μ」を
乗じた摩擦力が作用する。つまり、同図に矢印Aで示す
ように、移動体MBが登り坂を上がっていく際に、現速
度を維持するのに必要な均衡力の大きさ(F)は、「M
・g・(sinθ+μ・cosθ)」であり、移動体M
Bの速度を「v」とすると、この場合の仕事率Pvは下
式のようになる。
For example, as shown in FIG. 5, a model in which a moving body MB having a mass “M” is traveling on a slope S having a slope angle “θ” will be described. g "
Component “M · g · sinθ” and component component “M · g · cos
The frictional force is obtained by multiplying the drag “n” in the opposite direction equal to “θ” by the friction coefficient “μ”. In other words, as shown by the arrow A in FIG. 3, when the moving body MB goes uphill, the magnitude (F) of the balancing force required to maintain the current speed is “M”.
G · (sin θ + μ · cos θ) ”, and the moving object M
Assuming that the speed of B is “v”, the power Pv in this case is as follows.

【0058】[0058]

【数10】 (Equation 10)

【0059】このように制御手段6は、傾斜検出手段5
によって検出される走行路の勾配角に応じた走行抵抗と
摩擦抵抗との和を、移動体の全質量Mに基づいて計算
し、この計算結果に対して、移動体の速度vを掛けるこ
とによって、移動体が現在の速度を維持するのに必要な
仕事率Pvを算出する。
As described above, the control means 6 includes the inclination detecting means 5
Is calculated based on the total mass M of the moving body, and the calculated result is multiplied by the speed v of the moving body. , Calculate the power Pv required for the moving body to maintain the current speed.

【0060】また、加速度を「α」とすると、移動体の
加速に必要な仕事率Paは、下式のようになる。
Further, if the acceleration is “α”, the power Pa required for accelerating the moving body is as follows.

【0061】[0061]

【数11】 [Equation 11]

【0062】従って、補助動力値PLは下式のように求
められる。
Accordingly, the auxiliary power value PL is obtained as shown in the following equation.

【0063】[0063]

【数12】 (Equation 12)

【0064】尚、上式において、例えば、アシスト自転
車ではβ=0.5である。
In the above equation, for example, β = 0.5 for an assist bicycle.

【0065】また、[数10]乃至[数12]式によれ
ば、補助動力値PLは速度vに比例する量であり、速度
vの増大に従って増加していくが、このような制御に限
らず、速度vがある値を越えた時点から補助動力値PL
を次第に減少させていく制御も可能である。つまり、こ
の場合には、移動体の速度が予め決められている閾値に
達するまでの間は、補助動力値が移動体の速度の増加に
つれて直線的あるいは曲線的に増大し、また、移動体の
速度が当該閾値を越した場合には、補助動力値が移動体
の速度の増加につれて直線的あるいは曲線的に減少する
ように制御手段6によって補助動力源2の駆動制御が行
われるので、移動速度が最終的には頭打ちとなるように
制限される(つまり、必要以上の動力補助は行われな
い。)。
According to the equations [10] to [12], the auxiliary power value PL is an amount proportional to the speed v and increases as the speed v increases. From the point when the speed v exceeds a certain value, the auxiliary power value PL
It is also possible to control to gradually reduce. In other words, in this case, the auxiliary power value increases linearly or curvedly as the speed of the moving object increases until the speed of the moving object reaches a predetermined threshold value. When the speed exceeds the threshold value, the driving control of the auxiliary power source 2 is performed by the control means 6 so that the auxiliary power value decreases linearly or in a curve as the speed of the moving body increases. Is eventually limited to a plateau (that is, no extra power assistance is provided).

【0066】図6(A)は横軸に速度vをとり、縦軸に
補助動力値PLをとって制御の一例を示したものであ
り、実線で示すグラフ線G0が勾配角θ=0(平地)で
の制御線を示し、1点鎖線で示すグラフ線G1が勾配角
θ=θ1(>0)での制御線をそれぞれ示している。
FIG. 6A shows an example of the control in which the horizontal axis indicates the speed v and the vertical axis indicates the auxiliary power value PL. The solid line graph line G0 indicates the gradient angle θ = 0 ( A flat line indicates a control line, and a dashed line graph line G1 indicates a control line at a gradient angle θ = θ1 (> 0).

【0067】これらの制御線はいずれも三角形状をして
おり、PLがそのピーク値を示すときの速度の大きさを
「va」とし、v>vaにおいてPL=0となる速度の
大きさを「vb」とするとき、下式のように表される。
Each of these control lines has a triangular shape, and the magnitude of the velocity when PL indicates its peak value is “va”, and the magnitude of the velocity at which PL = 0 when v> va is represented by “va”. When “vb” is used, it is expressed as the following equation.

【0068】[0068]

【数13】 (Equation 13)

【0069】尚、上式中の「PK」はPLのピーク値
(つまり、v=vaでの値)を示す。
Note that “PK” in the above equation indicates the peak value of PL (that is, the value at v = va).

【0070】補助動力源2の制御についてはその特性を
考慮して行う必要があり、例えば、補助動力源2として
DCモータを取り上げると、その出力(パワー)を「P
m」とし、回転速度を「N」(正確には角速度)、トル
クを「T」とするとき、「Pm=N・T」となり、例え
ば、モータのT−N特性が1次関数式「T=Ts・[E
/E0−N/N0]」(但し、Ts:始動トルク、E:モ
ータ駆動電圧、E0:基準電圧(静特性の測定電圧)、
N0:無負荷時の回転数)で表されるとすると、下式の
ようになる。
It is necessary to control the auxiliary power source 2 in consideration of its characteristics. For example, if a DC motor is taken as the auxiliary power source 2, its output (power) is set to "P".
m ”, the rotational speed is“ N ”(accurately, angular speed), and the torque is“ T ”. For example,“ Pm = NT ”, and for example, the TN characteristic of the motor is a linear function expression“ T = Ts · [E
/ E0−N / N0] ”(where Ts: starting torque, E: motor drive voltage, E0: reference voltage (measurement voltage of static characteristics),
N0: the number of revolutions at the time of no load), the following expression is obtained.

【0071】[0071]

【数14】 [Equation 14]

【0072】上記PmはNの2次式であり、図6(B)
に示すように、横軸にNをとり、縦軸にPmをとって示
すグラフ曲線Hi(i=1、2、3)のように上に凸の
放物線状となる。即ち、制御パラメータであるE値が大
きい程、Pmのピーク値が大きくなり、かつN軸との交
点(つまり、N=N0・E/E0)におけるN値が大きく
なっていく。尚、図にはグラフ曲線HiについてのE値
が「Ei」(i=1、2、3)とされ、「E1<E2<
E3」の関係とされている。尚、E値が連続量であるこ
とから明らかなようにこれに対応するグラフ曲線は無数
に存在し、モータの特性はこれらの曲線群によって表わ
される。
The above Pm is a quadratic expression of N, as shown in FIG.
As shown in the graph, the horizontal axis indicates N and the vertical axis indicates Pm, and the graph curve Hi (i = 1, 2, 3) shows an upwardly convex parabolic shape. That is, as the E value which is a control parameter increases, the peak value of Pm increases, and the N value at the intersection with the N axis (that is, N = N0.E / E0) increases. In the drawing, the E value of the graph curve Hi is “Ei” (i = 1, 2, 3), and “E1 <E2 <
E3 ". As is apparent from the fact that the E value is a continuous amount, there are countless graph curves corresponding thereto, and the characteristics of the motor are represented by these curve groups.

【0073】図6(A)と図6(B)について、それら
の横軸を比べると、移動速度vと回転速度Nはともに速
さを示す量であり、両者の間には比例関係があるので、
適当な換算比(車輪の円周や減速比等。)によって両者
を同じ単位に合せることができる。そして、縦軸のPL
とPmはともに仕事率の次元を有しているので、図6
(A)、図6(B)の縦横軸を同一の単位にとることで
両グラフを重ね合せることができ、これによって制御の
動作点を求めることができる。
6 (A) and 6 (B), when their horizontal axes are compared, the moving speed v and the rotating speed N are both amounts indicating speed, and there is a proportional relationship between them. So
Both can be adjusted to the same unit by an appropriate conversion ratio (wheel circumference, reduction ratio, etc.). And PL on the vertical axis
Since both Pm and Pm have the dimension of power, FIG.
By taking the vertical and horizontal axes of (A) and FIG. 6 (B) in the same unit, both graphs can be superimposed, whereby the control operating point can be obtained.

【0074】即ち、補助動力値PLを縦軸にとり、横軸
に速度をとって補助動力値PLの速度vに対する変化を
示したグラフ線(PL−v特性)と、縦軸に補助動力源
2の出力(仕事率)Pmをとり、横軸に補助動力源2の
動作速度Nをとって制御パラメータEに応じた補助動力
源2の特性を示すグラフ線群(Pm−N特性)とを重ね
合わせたときのグラフ線の交点として規定される動作点
を制御手段6が求め、当該動作点に対応する補助動力源
2の仕事率が得られるように制御パラメータEを決定し
て制御手段6から補助動力源2に制御信号が送出され
る。尚、この場合において、補助動力源の動作速度と移
動装置の速度との間に正の相関性(つまり、補助動力源
の動作速度の増加方向と移動装置の速度の増加方向とが
一致していること)が認められることは勿論である。
That is, the auxiliary power value PL is plotted on the vertical axis, the speed is plotted on the horizontal axis, a graph line (PL-v characteristic) showing the change of the auxiliary power value PL with respect to the speed v, and the auxiliary power source 2 is plotted on the vertical axis. (Power) Pm, the operating speed N of the auxiliary power source 2 is plotted on the horizontal axis, and a graph line group (Pm-N characteristic) showing the characteristics of the auxiliary power source 2 according to the control parameter E is superimposed. The control means 6 obtains an operating point defined as the intersection of the graph lines at the time of the adjustment, and determines the control parameter E so that the power of the auxiliary power source 2 corresponding to the operating point is obtained. A control signal is sent to auxiliary power source 2. In this case, a positive correlation is found between the operating speed of the auxiliary power source and the speed of the moving device (that is, the direction in which the operating speed of the auxiliary power source increases and the direction in which the speed of the moving device increases). Of course) is recognized.

【0075】図6(C)は、図6(A)のグラフ線G
0、G1と、図6(B)のグラフ線Hi(i=1、2、
3)を横軸及び縦軸について同じ単位に揃えた上で重ね
合せたものであり、点Pi(i=1〜4)がグラフ線G
1とグラフ線Hi(i=1、2、3)との交点として決
まる動作点の一例を示しており、また、点Qi(i=1
〜3)がグラフ線G0とグラフ線Hi(i=1、2、
3)との交点として決まる動作点の一例を示している。
FIG. 6C is a graph line G of FIG.
0, G1 and a graph line Hi (i = 1, 2,
3) is obtained by aligning the horizontal axis and the vertical axis in the same unit, and then superimposing them. A point Pi (i = 1 to 4) is represented by a graph line G.
1 shows an example of an operating point determined as an intersection of a graph line Hi (i = 1, 2, 3) and a point Qi (i = 1
To 3) are the graph line G0 and the graph line Hi (i = 1, 2,
An example of an operating point determined as an intersection with 3) is shown.

【0076】例えば、動作点P3における速度はv=v
aであり、勾配角θ1の登り坂で補助動力値PL(v
a)を得るにはモータ駆動電圧をE=E3にすれば良い
ことが分かる。
For example, the speed at the operating point P3 is v = v
and the auxiliary power value PL (v
It can be seen that a) can be obtained by setting the motor drive voltage to E = E3.

【0077】尚、このような動作点の算出方法におい
て、上記[数13]や[数14]式に示すような比較的
簡単な数式表現が可能な場合には、交点の決定問題を容
易に解くことができるが、補助動力源2の特性が複雑な
曲線である場合には、制御パラメータを変化させたとき
のそれぞれの特性値をデータテーブルとして予め用意し
ておき、テーブル参照や補間処理を用いて交点を決定す
る等の方法を用いれば良い。
In this method of calculating the operating point, if a relatively simple mathematical expression as shown in the above [Equation 13] or [Equation 14] is possible, the problem of determining the intersection can be easily solved. Although it can be solved, when the characteristic of the auxiliary power source 2 is a complicated curve, each characteristic value when the control parameter is changed is prepared in advance as a data table, and the table reference and interpolation processing are performed. A method of determining the intersection using the method may be used.

【0078】以上に説明した制御方法を簡単にまとめる
と下記の手順(1)乃至(4)のようになる。
The above-described control methods can be briefly summarized as the following procedures (1) to (4).

【0079】(1)移動体MBの質量検出 (2)移動体MBの走行状態や走行姿勢又は走行路の傾
斜状態の検出 (3)補助動力値の算出 (4)動作点の算出及びこれに従う補助動力源2の駆動
制御。
(1) Detection of the mass of the moving body MB (2) Detection of the running state, running posture, or inclination state of the running path of the moving body MB (3) Calculation of the auxiliary power value (4) Calculation of the operating point and according to this Drive control of auxiliary power source 2.

【0080】つまり、(1)の質量検出については既述
した通りである。
That is, the mass detection in (1) is as described above.

【0081】(2)では、移動体MBの速度v、加速度
a、移動装置又は走行路の傾斜状態θを検出する。
In (2), the speed v and acceleration a of the moving body MB and the inclination state θ of the moving device or the traveling path are detected.

【0082】そして、(3)では、質量M、速度v、傾
斜情報θに基づいて移動体MBが現在の速度を維持する
のに必要な仕事率Pvを算出するとともに、質量M、速
度v、加速度aに基づいて移動体MBの加速に必要な仕
事率Paを算出した後、両仕事率の和に「1」未満の係
数値βを掛けることによって補助動力値PLを求める
([数10]式、[数11]式を参照。)。
In (3), the power Pv required for the moving body MB to maintain the current speed is calculated based on the mass M, the speed v, and the inclination information θ, and the mass M, the speed v, After calculating the power Pa required for acceleration of the moving body MB based on the acceleration a, the auxiliary power value PL is obtained by multiplying the sum of the two powers by a coefficient value β less than “1” (Equation 10). Equation, Equation [11]).

【0083】また、補助動力値PLについて、移動体M
Bの速度vが予め決められている閾値に達するまでの間
は、補助動力値が移動体の速度の増加につれて増大し、
また、移動体MBの速度vが当該閾値を越した場合に
は、補助動力値が移動体の速度の増加につれて減少する
ように制御を行う([数13]式参照。)。
Further, regarding the auxiliary power value PL, the moving body M
Until the speed v of B reaches a predetermined threshold, the auxiliary power value increases as the speed of the moving body increases,
When the speed v of the moving object MB exceeds the threshold, control is performed so that the auxiliary power value decreases as the speed of the moving object increases (see Expression 13).

【0084】その後、(4)では、PL(補助動力値)
−v(速度)特性を示すグラフ線と、Pm(補助動力源
の出力)−N(補助動力源の動作速度)特性について制
御パラメータ(E)を変化させたときのグラフ線群とを
同じ単位系でもって重ね合わせ、グラフ線の交点として
規定される動作点を求める。そして、当該動作点に対応
する補助動力源2の仕事率が得られるように制御パラメ
ータ(E)を決定して補助動力源の駆動制御を行う。
Thereafter, in (4), PL (auxiliary power value)
The same unit is used for the graph line showing the -v (speed) characteristic and the graph line group when the control parameter (E) is changed for the Pm (output of the auxiliary power source) -N (operating speed of the auxiliary power source) characteristic. The operating points defined as the intersections of the graph lines are obtained by superimposing with the system. Then, the control parameter (E) is determined so that the power of the auxiliary power source 2 corresponding to the operating point is obtained, and the driving control of the auxiliary power source is performed.

【0085】尚、上記手順(1)については、手順
(2)と並行して行っても良いことは勿論である。
It is needless to say that the procedure (1) may be performed in parallel with the procedure (2).

【0086】また、上記の説明では制御パラメータ
(E)をモータの駆動電圧としたが、これに限らず、モ
ータのトルクT(あるいは力)を制御する方法を用いて
も良い。この場合には、モータ電流「i」がトルクTに
比例するという関係式及び走行抵抗等に対する均衡力
「F=M・g・(sinθ+μ・cosθ)」が基本式
であり、モータ制御回路において電流フィードバックル
ープを形成する。これによって、例えば、図7に示すよ
うに、横軸に速度vをとり、縦軸にトルクTをとったと
きのグラフ線I0やI1のように、「0≦v<va」の
範囲でTが一定であり、「va≦v≦vb」の範囲でT
が直線的に減少してv=vbでT=0になり、「v>v
b」ではT=0となるようにモータ制御が行われる。
尚、グラフ線I0が勾配角θ=0の場合の制御、グラフ
線I1が勾配角θ=θ1(>0)の場合の制御をそれぞ
れ示している。
In the above description, the control parameter (E) is the motor drive voltage. However, the present invention is not limited to this, and a method of controlling the motor torque T (or force) may be used. In this case, the relational expression that the motor current “i” is proportional to the torque T and the balancing force “F = M · g · (sin θ + μ · cos θ)” for the running resistance and the like are the basic formulas. Form a feedback loop. Thereby, for example, as shown in FIG. 7, when the speed v is plotted on the horizontal axis and the torque T is plotted on the vertical axis, as shown in the graph lines I0 and I1, T is within the range of 0 ≦ v <va. Is constant, and T is within the range of “va ≦ v ≦ vb”.
Decreases linearly and becomes T = 0 when v = vb, and “v> v
In "b", the motor control is performed so that T = 0.
Note that the graph line I0 shows control when the gradient angle θ = 0, and the graph line I1 shows control when the gradient angle θ = θ1 (> 0).

【0087】[0087]

【実施例】図8乃至図16は、本発明をアシスト自転車
に適用した実施の一例を示すものである。
8 to 16 show an embodiment in which the present invention is applied to an assisted bicycle.

【0088】尚、(電動)アシスト自転車に関する日本
の法規制によると、車速が時速15km/hに達するま
での間は、運転者の踏力に対して1対1の動力をもって
アシスト制御を行い、車速が時速15km/hを越えて
からは次第に速度を減じていき、時速24km/h以上
では補助動力をゼロにする必要がある(つまり、図3や
[数4]式においてva=15(km/h)、vb=2
4(km/h)とされる。)。
According to Japanese laws and regulations relating to (electric) assist bicycles, assist control is performed with one-to-one power relative to the driver's treading force until the vehicle speed reaches 15 km / h, and the vehicle speed is controlled. After the speed exceeds 15 km / h, the speed is gradually reduced, and at 24 km / h or more, the auxiliary power needs to be zero (that is, va = 15 (km / h), vb = 2
4 (km / h). ).

【0089】図8に示すアシスト自転車8において、そ
の後輪9′の車軸に対してモータ10(上記補助動力源
2に相当する。)が直結されており、該モータ10は制
御ユニット11によって制御される。尚、制御ユニット
11はフレーム12に取り付けられたプレート13に固
定されており、また、モータ10の電源である電池(リ
チウムイオン電池等)14、14、・・・が同様にプレ
ート13に固定されている。
In the assisted bicycle 8 shown in FIG. 8, a motor 10 (corresponding to the auxiliary power source 2) is directly connected to the axle of the rear wheel 9 ', and the motor 10 is controlled by the control unit 11. You. The control unit 11 is fixed to a plate 13 attached to a frame 12, and batteries (such as lithium ion batteries) 14, 14, ..., which are power sources of the motor 10, are similarly fixed to the plate 13. ing.

【0090】アシスト自転車8には、動力制御の基礎情
報を得るために路面の勾配検出用センサ15、クランク
回転検出用センサ16、前輪ブレーキや後輪ブレーキの
操作検出用センサ17、17′(図8にはその一方1
7′だけを示す。)が設けられている。
The assist bicycle 8 has a sensor 15 for detecting the gradient of the road surface, a sensor 16 for detecting the rotation of the crank, and sensors 17 and 17 'for detecting the operation of the front wheel brake and the rear wheel brake in order to obtain basic information of power control. 8 has one of them
Only 7 'is shown. ) Is provided.

【0091】勾配検出用センサ15(上記傾斜検出手段
5に相当する。)は、車体の傾斜状態から路面の勾配を
検出するために設けられており、例えば、振り子に取り
付けたマグネットと、該マグネットに対向して配置され
るホール素子によって振り子の傾動角を検出する構成等
が挙げられる。
The gradient detecting sensor 15 (corresponding to the above-mentioned tilt detecting means 5) is provided for detecting the gradient of the road surface from the tilting state of the vehicle body. For example, a magnet attached to a pendulum and the magnet And a configuration in which the tilt angle of the pendulum is detected by a Hall element arranged opposite to the pendulum.

【0092】また、クランク回転検出用センサ16は、
ペダル18、18の踏み込みによって回転されるクラン
ク19、19の回転情報(回転角や回転速度等。)を得
るために設けられており、クランク19の近くに付設さ
れてクランク又はその回転に同期して回転される部材の
回転を非接触式センサ(例えば、光学式、磁気式のロー
タリーエンコーダ等。)で検出することにより、運転者
に対して脚力の負担をかけないようにしている。
The crank rotation detecting sensor 16 is
It is provided to obtain rotation information (rotation angle, rotation speed, etc.) of the cranks 19, 19 which are rotated by depressing the pedals 18, 18, and is provided near the crank 19 to synchronize with the crank or its rotation. By detecting the rotation of the member to be rotated by a non-contact type sensor (for example, an optical or magnetic rotary encoder, etc.), it is possible to prevent the driver from being burdened with leg force.

【0093】ブレーキの操作検出用センサ17、17′
は、運転者によるブレーキレバーの操作の有無を検出す
るために設けられており、センサ17は前輪9にブレー
キをかけたか否かの検出に用いられ、センサ17′が後
輪9′にブレーキをかけたか否かの検出に用いられる。
Brake operation detection sensors 17, 17 '
Is provided to detect whether or not the driver has operated the brake lever. The sensor 17 is used to detect whether or not the front wheel 9 has been braked, and the sensor 17 'applies the brake to the rear wheel 9'. It is used to detect whether or not it has been applied.

【0094】走行速度の検出手段としては、モータ10
の回転状態(回転速度を含む。)を検出するための回転
検出部10aがモータ10内に設けられている。
As a means for detecting the traveling speed, a motor 10
A rotation detection unit 10a for detecting the rotation state (including the rotation speed) of the motor 10 is provided in the motor 10.

【0095】図9は回路構成の一例を示すブロック図で
あり、上記した勾配検出用センサ15、クランク回転検
出用センサ16、ブレーキの操作検出用センサ17、1
7′によって得られる検出信号が、CPU(中央処理装
置)を内蔵するコンピュータ20に送出される。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the circuit configuration. The above-described gradient detection sensor 15, crank rotation detection sensor 16, brake operation detection sensor 17, 1
The detection signal obtained by 7 'is sent to a computer 20 having a built-in CPU (central processing unit).

【0096】コンピュータ20は、勾配検出用センサ1
5やモータ10の回転検出部10aによる検出信号に基
づいて補助動力量(所謂アシスト量)を算定し、モータ
10の制御特性に応じた制御信号を生成して、これをP
WM(パルス幅変調)信号生成ロジック回路21を介し
てモータドライブ回路22に送出する。
The computer 20 includes the gradient detecting sensor 1
5 and the assist power amount (so-called assist amount) is calculated based on the detection signal from the rotation detection unit 10a of the motor 10, and a control signal corresponding to the control characteristic of the motor 10 is generated.
The signal is sent to the motor drive circuit 22 via the WM (pulse width modulation) signal generation logic circuit 21.

【0097】尚、上記コンピュータ20や、PWM信号
生成ロジック回路21、モータドライブ回路22等は制
御ユニット11内に収容されている。
The computer 20, the PWM signal generation logic circuit 21, the motor drive circuit 22, and the like are housed in the control unit 11.

【0098】モータ10内に設けられた回転検出部10
aには、ロータ位置検出用センサ23及び回転速度検出
用センサ24が含まれ、これらセンサによる検出信号
は、モータ10の回転状態検出に係る情報としてコンピ
ュータ20に送出される。つまり、回転速度検出用セン
サ24が上記速度検出手段3に相当し、当該センサ24
による検出情報の時間微分によって加速度を求める加速
度検出手段3は、コンピュータ20内のソフトウェア処
理によって実現される。尚、センサ23、24について
は、これらを別個に設けることもできるし、また、ロー
タ位置検出用センサ23の検出信号だけを得てその時間
微分(例えば、センサ23による2つの位置情報間の通
過時間を計測する等。)により速度検出信号を得ること
もできる。
The rotation detector 10 provided in the motor 10
a includes a sensor 23 for detecting the rotor position and a sensor 24 for detecting the rotational speed, and detection signals from these sensors are sent to the computer 20 as information relating to the detection of the rotation state of the motor 10. That is, the rotation speed detecting sensor 24 corresponds to the speed detecting means 3 and the sensor 24
The acceleration detecting means 3 for obtaining the acceleration by the time differentiation of the detection information by the computer 20 is realized by software processing in the computer 20. The sensors 23 and 24 can be provided separately. Alternatively, only the detection signal of the rotor position detection sensor 23 is obtained and its time derivative (for example, the passage between two position information by the sensor 23) is obtained. A time detection signal can be obtained by measuring time.

【0099】次に、アシスト自転車8と運転者を含む全
質量の検出手順(質量検出モード時の処理手順)につい
て説明する。
Next, a procedure for detecting the total mass including the assist bicycle 8 and the driver (processing procedure in the mass detection mode) will be described.

【0100】アシスト自転車8の加速中に質量検出を行
う方法について、基本式は[数4]乃至[数6]式に示
した通りである。尚、この場合には、[数4]式中の摩
擦抵抗「R=μ・M・g」について「μ」が転がり摩擦
係数であり、また、「Fhi」(i=1、2)は運転者の
踏力、「Fmi」(i=1、2)はモータ10の力であ
る。
Regarding the method of performing mass detection during acceleration of the assist bicycle 8, the basic equations are as shown in equations [4] to [6]. In this case, for the frictional resistance “R = μ · M · g” in the equation (4), “μ” is a rolling friction coefficient, and “Fhi” (i = 1, 2) is an operation. The pedaling force “Fmi” (i = 1, 2) of the driver is the force of the motor 10.

【0101】図10は質量検出手順の一例を示すフロー
チャート図であり、アシスト自転車8の運動状態は、図
3に示した通りとする。尚、図3において、期間T1は
「0≦t<t1」の期間、期間T2は「t1≦t<t2」
の期間、期間T3は「t≧t2」の期間である。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the procedure for detecting the mass. The exercise state of the assist bicycle 8 is as shown in FIG. In FIG. 3, the period T1 is a period of “0 ≦ t <t1”, and the period T2 is a period of “t1 ≦ t <t2”.
And the period T3 is a period of “t ≧ t2”.

【0102】先ず、ステップS1では、期間T1におい
て車体の質量又は当該質量に運転者の標準的な体重を予
定した仮の質量を加えた値を質量Mとして暫定的に設定
した上で、上記したように補助動力値を計算してモータ
10の駆動制御を行う。
First, in step S1, the mass of the vehicle body in the period T1 or a value obtained by adding a provisional mass obtained by adding the standard weight of the driver to the mass is provisionally set as the mass M, and the above is set. Thus, the drive control of the motor 10 is performed by calculating the auxiliary power value.

【0103】次ステップS2では、移動距離「s」が上
記「s1」に達したか否かを判断する。尚、移動距離
「s」の検出は、車輪の直径と車輪(やモータ10)が
回転した数から算出することができる。
In the next step S2, it is determined whether or not the moving distance "s" has reached the above-mentioned "s1". The detection of the moving distance "s" can be calculated from the diameter of the wheel and the number of rotations of the wheel (or the motor 10).

【0104】そして、「s=s1」となった場合には、
次ステップS3に進み、t=t1についての計時及び速
度測定を行い、「v1」を得る。尚、この速度は車輪の
直径と車輪(やモータ10)が回転速度から算出するこ
とができる。
Then, when "s = s1",
In the next step S3, time measurement and speed measurement for t = t1 are performed to obtain "v1". This speed can be calculated from the diameter of the wheel and the rotation speed of the wheel (or the motor 10).

【0105】次ステップS4では、期間T2においてモ
ータ10による補助動力値を低減するか、あるいはモー
タ10による動力補助を全く行わないようにした後、ス
テップS5に進む。
In the next step S4, the auxiliary power value by the motor 10 is reduced in the period T2, or the power assistance by the motor 10 is not performed at all, and then the process proceeds to step S5.

【0106】ステップS5では、移動距離「s」が上記
「s2」に達したか否かを判断し、「s=s2」となった
場合には、次ステップS6に進み、t=t2についての
計時及び速度測定を行い、「v2」を得る。
In step S5, it is determined whether or not the movement distance "s" has reached the above-mentioned "s2". If "s = s2", the flow advances to the next step S6, where t = t2 Time measurement and speed measurement are performed to obtain “v2”.

【0107】次ステップS7では、上式[数6]から質
量Mを算出する。
In the next step S7, the mass M is calculated from the above equation [Equation 6].

【0108】そして、これ以後の期間T3では、ステッ
プS8に示すように、算出した質量Mに基づいてモータ
10による補助動力値を計算し、正規の動力補助制御
(つまり、正しい質量に基づく動力制御)が行われる。
Then, in the subsequent period T3, as shown in step S8, the auxiliary power value by the motor 10 is calculated based on the calculated mass M, and the normal power auxiliary control (that is, the power control based on the correct mass) is performed. ) Is performed.

【0109】尚、ブレーキの操作検出用センサ17、1
7′やモータ10の回転検出部10aからの情報によっ
て、アシスト自転車8の停止が検出された後に、再び当
該自転車をこぎ出す際には前回の質量と今回の質量とが
同じである保証はないので(例えば、荷台に物を積載し
た場合等。)、再び、質量検出を行うことが好ましい。
The brake operation detecting sensors 17, 1
After the stop of the assist bicycle 8 is detected based on the information from the rotation detector 7a and the rotation detector 10a of the motor 10, when the bicycle is taken out again, there is no guarantee that the previous mass is the same as the current mass. Therefore, it is preferable that mass detection be performed again (for example, when an object is loaded on the carrier).

【0110】上記の方法によれば、上記[数4]及び
[数5]式に示したように運動方程式から質量を求める
際に摩擦抵抗Rが消去されるので、転がり摩擦係数μに
係る計算を行う必要がなく、また、自転車の発進時にお
ける最初の一漕ぎで質量測定を行い、二漕ぎ目からは正
しい質量値に基づくアシスト制御を行えるという利点が
ある。
According to the above method, the frictional resistance R is eliminated when the mass is obtained from the equation of motion as shown in the above [Equation 4] and [Equation 5]. There is an advantage that the mass measurement is performed in the first row when the bicycle starts and the assist control based on the correct mass value can be performed from the second row.

【0111】次に、アシスト自転車8の減速中に質量検
出を行う方法について説明すると、この場合の基本式
は、[数7]乃至[数9]式に示した通りである。尚、
[数7]式に係る「Fr=μ・M・g」において「μ」
は転がり摩擦係数である。また、[数8]式について
は、モータ10の軸トルクを「T」とし、車輪の半径を
「r」とすると、下式のようになる(∵T=Fm・
r)。
Next, a method of performing mass detection during deceleration of the assist bicycle 8 will be described. In this case, the basic expressions are as shown in Expressions 7 to 9. still,
“Μ” in “Fr = μ · M · g” according to [Equation 7]
Is the rolling friction coefficient. [Equation 8], when the shaft torque of the motor 10 is “T” and the radius of the wheel is “r”, the following expression is obtained (∵T = Fm ·
r).

【0112】[0112]

【数15】 (Equation 15)

【0113】図11は質量検出手順の一例を示すフロー
チャート図であり、アシスト自転車8の運動状態は、図
12に示す通りとする。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of the mass detection procedure. The exercise state of the assist bicycle 8 is as shown in FIG.

【0114】尚、図12は横軸に時間「t」をとり、縦
軸に移動速度「v」をとってアシスト自転車8の運動状
態を示したものであり、時間軸の下方には、モータ10
によるアシスト状態を併せて示している(「ON」がア
シスト有りの状態、「OFF」がアシスト無しの状態を
示し、「CONST」はアシスト量が一定値の状態を示
している)。
FIG. 12 shows the exercise state of the assist bicycle 8 with the horizontal axis representing time “t” and the vertical axis representing the moving speed “v”. 10
("ON" indicates a state with assist, "OFF" indicates a state without assist, and "CONST" indicates a state with a constant assist amount).

【0115】図示するように、「t1≦t<t2」や
「t3≦t<t4」、「t≧t5」の期間ではモータ1
0によるアシストが行われ(運転者がベダルを踏んで後
輪に力をかけるとともに、モータ10による動力補助が
効いている状態)、「t2≦t<t3」の期間ではモー
タ10によるアシストが全く行われず、「t4≦t<t
5」の期間ではアシスト量が一定値とされる。尚、図4
と図12とを対比させると、図4における「t0≦t<
t1」の期間が、図12における「t2≦t<t3」又
は「t4≦t<t5」の期間に相当する。
As shown, during the period of “t1 ≦ t <t2”, “t3 ≦ t <t4” and “t ≧ t5”, the motor 1
0 (the driver applies a force to the rear wheel by stepping on the pedal and the power assist by the motor 10 is effective), and during the period of “t2 ≦ t <t3”, no assist by the motor 10 is provided. Is not performed, and “t4 ≦ t <t
In the period “5”, the assist amount is set to a constant value. FIG.
When FIG. 12 is compared with FIG. 12, “t0 ≦ t <
The period of “t1” corresponds to the period of “t2 ≦ t <t3” or “t4 ≦ t <t5” in FIG.

【0116】先ず、図11のステップS1では、期間
「t1≦t<t2」において車体の質量又は当該質量に
運転者の標準的な体重を予定した仮の質量を加えた値を
質量Mとして暫定的に設定した上で、上記したように補
助動力値を計算してモータ10の駆動制御を行う。
First, in step S1 of FIG. 11, during the period "t1≤t <t2", the mass of the vehicle body or a value obtained by adding a provisional mass of the standard weight of the driver to the mass is provisionally set as the mass M. Then, the drive power of the motor 10 is controlled by calculating the auxiliary power value as described above.

【0117】次ステップS2では、クランク回転検出用
センサ16からの検出情報に基づいて、運転者がペダル
を踏み込んでクランクに踏力をかけている状態か否かを
判断する。
In the next step S2, it is determined based on the detection information from the crank rotation detecting sensor 16 whether the driver is depressing the pedal and applying a pedaling force to the crank.

【0118】そして、運転者がクランクに力をかけなく
なった時点(t=t2)でステップS3に進み、当該時
点t2及びその時の速度v2を測定した後、ステップS
4に進む。
When the driver stops applying force to the crank (t = t2), the process proceeds to step S3. After measuring the time t2 and the speed v2 at that time, the process proceeds to step S3.
Proceed to 4.

【0119】ステップS4では、期間「t2≦t<t
3」におけるモータ10のアシスト量をゼロとする。
In step S4, the period “t2 ≦ t <t
The assist amount of the motor 10 in "3" is set to zero.

【0120】そして、次ステップS5では、クランク回
転検出用センサ16からの検出情報に基づいて、運転者
がペダルを踏み込んでクランクに踏力をかけているか否
かを判断する。
Then, in the next step S5, it is determined whether or not the driver has depressed the pedal and exerted a pedaling force on the crank based on the detection information from the crank rotation detecting sensor 16.

【0121】そして、運転者がクランクに力をかけ始め
た時点(t=t3)でステップS6に進み、当該時点t
3及びその時の速度v3を測定した後、ステップS7に
進む。
Then, when the driver starts applying force to the crank (t = t3), the process proceeds to step S6, and the time t
After measuring 3 and the speed v3 at that time, the process proceeds to step S7.

【0122】ステップS7では、期間「t3≦t<t
4」において前ステップS1と同様に、仮の質量値に基
づく補助動力値を計算してモータ10による動力補助を
行う。
In step S7, the period “t3 ≦ t <t
In step 4, similarly to the previous step S <b> 1, an auxiliary power value based on the provisional mass value is calculated, and the power is assisted by the motor 10.

【0123】次ステップS8では、転がり摩擦係数
「μ」を算出する。つまり、上記[数9]式において、
「v0」を「v2」とし、「v1」と「v3」とし、か
つ、「Δt=t3−t2」としてμ値を計算する。
In the next step S8, a rolling friction coefficient "μ" is calculated. That is, in the above equation (9),
The value μ is calculated as “v0” as “v2”, “v1” and “v3”, and “Δt = t3−t2”.

【0124】ステップS9では、クランク回転検出用セ
ンサ16からの検出情報に基づいて、運転者がペダルを
踏み込んでクランクに踏力をかけているか否かを判断す
る。
In step S9, it is determined whether or not the driver has depressed the pedal to apply a pedaling force to the crank, based on the detection information from the crank rotation detecting sensor 16.

【0125】そして、運転者がクランクに力をかけなく
なった時点(t=t4)でステップS10に進んで、当
該時点t4及びその時の速度v4を測定した後、ステッ
プS11に進み、期間「t4≦t<t5」中、小さな一
定の出力をモータ10に発生させ([数15]式中のト
ルクTを参照。)、アシスト量が予め決められた一定値
になるように制御する。
When the driver stops applying force to the crank (t = t4), the process proceeds to step S10. After measuring the time t4 and the speed v4 at that time, the process proceeds to step S11, where the period "t4 ≦ During t <t5, a small and constant output is generated by the motor 10 (see the torque T in Expression 15), and the assist amount is controlled to be a predetermined constant value.

【0126】次ステップS12では、クランク回転検出
用センサ16からの検出情報に基づいて、運転者がペダ
ルを踏み込んでクランクに踏力をかけているか否かを判
断する。
In the next step S12, it is determined whether or not the driver depresses the pedal and applies a pedaling force to the crank based on the detection information from the crank rotation detecting sensor 16.

【0127】そして、運転者がクランクに力をかけ始め
た時点(t=t5)でステップS13に進み、当該時点
t5及びその時の速度v5を測定する。
Then, when the driver starts applying force to the crank (t = t5), the process proceeds to step S13, and the time t5 and the speed v5 at that time are measured.

【0128】次ステップS14では、上記[数15]式
に基づいて質量Mを算出する。つまり、[数15]式に
おいて、「v0」を「v4」とし、「v1」と「v5」と
し、「Δt=t5−t4」として前ステップS8で求め
たμ値を用いて全質量Mを計算する。
In the next step S14, the mass M is calculated based on the above equation (15). That is, in the equation (15), “v0” is set to “v4”, “v1” and “v5” are set, and “Δt = t5−t4”, and the total mass M is calculated using the μ value obtained in the previous step S8. calculate.

【0129】これ以後の期間「t≧t5」では、ステッ
プS15に示すように、前ステップで算出した質量Mに
基づいてモータ10による補助動力値を計算し、正規の
動力補助制御が行われる。
In the subsequent period “t ≧ t5”, as shown in step S15, an auxiliary power value by the motor 10 is calculated based on the mass M calculated in the previous step, and normal power auxiliary control is performed.

【0130】この方法では、測定の時間間隔が比較的に
長く、また、摩擦係数μの測定値を考慮した精度の良い
質量測定を行うことができるという利点がある。
This method has the advantage that the time interval of measurement is relatively long, and that accurate mass measurement can be performed in consideration of the measured value of the friction coefficient μ.

【0131】次に、図10のステップS8や図11のス
テップS15についてコンピュータ20内の計算処理に
必要な、補助動力量の計算式を説明する。
Next, a description will be given of a formula for calculating the auxiliary power required for the calculation processing in the computer 20 in step S8 in FIG. 10 and step S15 in FIG.

【0132】アシスト自転車8についての総仕事率を
「P」(単位:W)とすると、これは、現時点での速度
維持に必要な仕事率「Pv」と、加速に必要な仕事率
「Pa」との和に等しい(P=Pv+Pa)。
Assuming that the total power of the assist bicycle 8 is “P” (unit: W), this is the power “Pv” required for maintaining the speed at the present time and the power “Pa” required for acceleration. (P = Pv + Pa).

【0133】Pvについては、質量「M」(=Mf+M
h、但し、「Mf」は車体の質量、「Mh」は運転者の質
量である。)、ころがり摩擦係数「μ」、モータ駆動系
の効率「η」、速度「v」を用いて、下式のように計算
される。
For Pv, the mass “M” (= Mf + M
h, where "Mf" is the mass of the vehicle body and "Mh" is the mass of the driver. ), The rolling friction coefficient “μ”, the efficiency of the motor drive system “η”, and the speed “v” are calculated as in the following equation.

【0134】[0134]

【数16】 (Equation 16)

【0135】尚、効率「η」については、ダイレクト・
ドライブでは1である。
Note that the efficiency “η” is directly
1 for drives.

【0136】次に、Paに関しては、初速度を「v0」、
加速に要する時間を「t」とするとき、下式のようにな
る。
Next, regarding Pa, the initial speed is set to “v0”,
When the time required for acceleration is “t”, the following expression is obtained.

【0137】[0137]

【数17】 [Equation 17]

【0138】尚、上式は運動エネルギーと仕事率、所要
時間との関係から導出したものである。
The above equation is derived from the relationship between kinetic energy, power, and required time.

【0139】モータ10の特性については、[数5]式
において説明したように、T(トルク)−N(回転数)
特性が直線的、つまり、Nの増加につれてTが1次関数
的に減少するものとするとき、下式のように表される。
Regarding the characteristics of the motor 10, as described in the equation (5), T (torque) -N (rotational speed)
When the characteristic is linear, that is, when T decreases as a linear function as N increases, it is expressed by the following equation.

【0140】[0140]

【数18】 (Equation 18)

【0141】尚、「N0」、「Ts」等については既述
した通りであり、上式の第2、3式は、第1式をTやE
についてそれぞれ式変形したものに他ならない。
Note that “N0”, “Ts”, etc. are as described above, and the above equations (2) and (3) express the first equation by T or E
Is nothing but the expression of each.

【0142】車輪の半径を「r」、モータ10によって
補助される仕事率を「Pm」とするとき、これは下式の
ようになる。
When the radius of the wheel is "r" and the power assisted by the motor 10 is "Pm", this is expressed by the following equation.

【0143】[0143]

【数19】 [Equation 19]

【0144】尚、上式中の右辺の係数「g/100」
は、トルクの単位、「Kgf・cm」と「N・m(ニュ
ートン・メートル)」との間の換算率である。
Incidentally, the coefficient “g / 100” on the right side in the above equation
Is a conversion unit between torque units, “Kgf · cm” and “N · m (Newton meter)”.

【0145】従って、補助動力についての上記した法規
制を考慮し、下式のように速度範囲を3つに分けて補助
動力値PLを下式のように規定する。
Therefore, in consideration of the above-mentioned regulations on the auxiliary power, the speed range is divided into three as shown in the following equation, and the auxiliary power value PL is defined as in the following equation.

【0146】[0146]

【数20】 (Equation 20)

【0147】尚、上式中の「(1/2)・P(va)」
はv=vaでのPmのピーク値である。
In the above equation, “(1/2) · P (va)”
Is the peak value of Pm at v = va.

【0148】上式の第1式及び[数16]乃至[数1
9]式から「E」を求めると、下式のようになる。
The first equation of the above equation and [Equation 16] to [Equation 1]
9] When “E” is obtained from the equation, the following equation is obtained.

【0149】[0149]

【数21】 (Equation 21)

【0150】つまり、「E」は、勾配角θを含む角度項
「A」と、速度vに比例する速度項「B」と、加速度項
「C」とからなる。
That is, “E” is composed of an angle term “A” including the gradient angle θ, a speed term “B” proportional to the speed v, and an acceleration term “C”.

【0151】上記[数21]式における角度項「A」は
下式[数22]の第1式に示すようになり、上記した3
つの速度範囲における角度項Aを各別に示すと下式のよ
うになる。
The angle term “A” in the above equation [21] is as shown in the first equation of the following equation [22].
When the angle term A in one speed range is separately shown, the following expression is obtained.

【0152】[0152]

【数22】 (Equation 22)

【0153】尚、「A′」は速度範囲「15≦v<2
4」(単位:km/h)における角度項を示し、
「A′′」は速度範囲「v≧24」(単位:km/h)
における角度項を示している。[数22]式から分かる
ように、θを一定とした場合に角度項は、15km/h
未満の範囲で一定とされ、15km/h以上24km/
h未満の範囲で速度の上昇につれて低下して速度が24
km/h以上ではゼロとなる。
Note that "A '" is the speed range "15≤v <2".
4 "(unit: km / h).
“A ″” is the speed range “v ≧ 24” (unit: km / h)
Shows the angle term at. As can be seen from Expression 22, when θ is constant, the angle term is 15 km / h.
Less than 15 km / h and 24 km / h
h, the speed decreases as the speed increases and the speed decreases to 24.
It becomes zero at km / h or more.

【0154】また、上記速度項Bは下式に示すように速
度vに比例する。
The speed term B is proportional to the speed v as shown in the following equation.

【0155】[0155]

【数23】 (Equation 23)

【0156】上記[数21]式における加速度項Cは下
式[数24]の第1式に示すようになり、上記3つの速
度範囲における加速度項を各別に示すと下式のようにな
る。
The acceleration term C in the above equation (21) is as shown in the first equation of the following equation (24), and the acceleration terms in the above three speed ranges are as follows.

【0157】[0157]

【数24】 (Equation 24)

【0158】尚、上式の第2式では、第1式で「Δv=
v−v0」とおいて、その高次項、つまり、2次の項
「[(Δv)^2]/v」を無視する近似を用いた。ま
た、「C′」は速度範囲「15≦v<24」(単位:k
m/h)における加速度項を示し、「C′′」は速度範
囲「v≧24」(単位:km/h)における加速度項を
示している。
It should be noted that, in the second equation, “Δv =
v-v0 ", an approximation that ignores the higher-order term, that is, the second-order term" [(Δv) ^ 2] / v "is used. “C ′” is a speed range “15 ≦ v <24” (unit: k
m / h), and “C ″” indicates an acceleration term in a speed range “v ≧ 24” (unit: km / h).

【0159】図13乃至図16は上記計算式に具体的な
数値を当てはめてグラフとして視覚化したものである。
FIGS. 13 to 16 are visualized as graphs by applying specific numerical values to the above formulas.

【0160】図13は横軸に速度v(単位:km/h)
をとり、縦軸に上記仕事率PL(単位:W)をとって、
上記[数20]をグラフ化したものであり、同図に実線
で示すグラフ線がθ=0(°)の場合を示し、また、1
点鎖線で示すグラフ線がθ=3.5(°)の場合を示し
ている。
FIG. 13 shows the velocity v (unit: km / h) on the horizontal axis.
And the vertical axis represents the power PL (unit: W),
[Mathematical formula-see original document] The above [Equation 20] is graphed, and the solid line in the figure shows the case where [theta] = 0 ([deg.]).
The graph line indicated by the dashed line indicates the case where θ = 3.5 (°).

【0161】尚、アシスト自転車8の加速を、5秒間で
0km/hから10.8km/hに至る等加速度運動と
みなす(実験により実用上充分な加速であることを確認
済)と、その動力は上記[数16]や[数17]式等か
ら3.5度の勾配がついた坂道を登るのと等価であるこ
とが分かる。
If the acceleration of the assist bicycle 8 is regarded as a constant acceleration movement from 0 km / h to 10.8 km / h in 5 seconds (experimentally confirmed that the acceleration is sufficient for practical use), From the above [Equation 16] and [Equation 17] and the like, it can be understood that this is equivalent to climbing a slope having a gradient of 3.5 degrees.

【0162】図14はモータ10の出力特性を例示した
グラフ図であり、横軸に回転数N(単位:×10rp
m)をとり、縦軸に上記仕事率Pm(単位:W)をとっ
たものである。
FIG. 14 is a graph illustrating the output characteristics of the motor 10, in which the horizontal axis represents the number of rotations N (unit: × 10 rp).
m) and the vertical axis represents the power Pm (unit: W).

【0163】図中に破線で示すグラフ線は、モータ駆動
電圧Eが最大値(百分率表示で100%)の場合を示
し、また、2点鎖線で示すグラフ線は、モータ駆動電圧
Eが百分率表示で80%の場合を示している。
The graph line shown by a broken line in the figure shows the case where the motor drive voltage E is the maximum value (100% in percentage display), and the graph line shown by the two-dot chain line shows the motor drive voltage E in the percentage display. Shows the case of 80%.

【0164】図15は、図13と図14の横軸について
速度の単位(km/h)を合わせる(車輪半径を「r」
(m)として、「v=2・π・r・N」(m/s)の関
係及び時速(km/h)への換算を行う。)ことによっ
て、PL及びPmのグラフ線を併せて示したものであり、
上述したようにこれらのグラフ線の交点から動作点が決
定される。
FIG. 15 shows the unit of speed (km / h) on the horizontal axis of FIGS. 13 and 14 (the wheel radius is set to “r”).
As (m), a relationship of “v = 2 · π · r · N” (m / s) and conversion to an hourly speed (km / h) are performed. ), The graph lines of PL and Pm are shown together,
As described above, the operating point is determined from the intersection of these graph lines.

【0165】図16は横軸に電圧E(単位:V)をと
り、縦軸に上記仕事率Pm(単位:W)をとって、上記
[数19]式(Tに[数18]の第2式を代入したも
の。)をグラフ化したものであり、回転数N(単位:r
pm)をパラメータとして変化させたときのグラフ線を
示している。
In FIG. 16, the horizontal axis represents the voltage E (unit: V), and the vertical axis represents the power Pm (unit: W). This is a graph obtained by substituting 2 equations), and the number of rotations N (unit: r)
pm) as a parameter.

【0166】尚、図中に破線で示すグラフ線がN=15
0(rpm)の場合を示し、実線で示すグラフ線がN=
100(rpm)の場合を示し、1点鎖線で示すグラフ
線がN=80(rpm)の場合を示しており、これらは
電圧Eについて線形であるため制御が容易である。
Note that the graph line shown by the broken line in the figure is N = 15.
0 (rpm), and the solid line indicates the N =
The case of 100 (rpm) is shown, and the one-dot chain line shows the case of N = 80 (rpm). Since these are linear with respect to the voltage E, the control is easy.

【0167】[0167]

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項1や請求項2に係る発明によれば、補助動力
源の駆動力を変化させた場合の力の差と、加速度の差か
ら移動体の全質量を算出することができるので、車体や
運転者等を含む全質量についての入力操作は不要であ
り、移動体の質量検出を正確に行うことができる。
As is apparent from the above description, according to the first and second aspects of the present invention, the difference between the force when the driving force of the auxiliary power source is changed and the difference between the acceleration Since the total mass of the moving body can be calculated from, the input operation for the total mass including the vehicle body and the driver is unnecessary, and the mass detection of the moving body can be accurately performed.

【0168】請求項3に係る発明によれば、補助動力源
を短時間に亘って力「Fa」と「Fa′」とで交互に駆動
することで、この間の主動力をほぼ一定とみなすことが
できる。
According to the third aspect of the present invention, by driving the auxiliary power source alternately with the forces "Fa" and "Fa '" for a short period of time, the main power during this period is regarded as substantially constant. Can be.

【0169】請求項4乃至6に係る発明によれば、移動
装置の始動や再始動における加速時に移動体の全質量を
速やかに検出することができる。
According to the fourth to sixth aspects of the present invention, it is possible to quickly detect the total mass of the moving body during acceleration in starting or restarting the moving apparatus.

【0170】請求項7乃至9に係る発明によれば、移動
装置の減速中に移動体の全質量を検出することによっ
て、加速制御に悪影響を及ぼさないようにすることがで
きる。
According to the seventh to ninth aspects of the present invention, by detecting the total mass of the moving body during the deceleration of the moving device, it is possible to prevent an adverse effect on the acceleration control.

【0171】請求項10や請求項14によれば、移動装
置の速度、加速度、傾斜情報の検出手段を設けることに
よって、重量の嵩む機械式トルクセンサを不要にするこ
とができる。また、これらの検出手段の重量によって運
転者の踏力や補助動力源の動力の一部が不必要に消費さ
れることがなく、走行効率の向上及び装置の軽量化を図
ることができる。
According to the tenth and fourteenth aspects, the provision of the means for detecting the speed, acceleration and inclination information of the moving device eliminates the need for a heavy mechanical torque sensor. In addition, a part of the driver's treading power and the power of the auxiliary power source is not unnecessarily consumed due to the weight of these detecting means, so that it is possible to improve running efficiency and reduce the weight of the device.

【0172】請求項11や請求項15によれば、補助動
力値−速度特性を示すグラフ線と、補助動力源の動作速
度−速度特性を示すグラフ線群との交点を求めることに
よって、補助動力源の動作状態を規定する動作点(制御
点)を容易に算出することができる。
According to the eleventh and fifteenth aspects, the intersection of the graph line indicating the auxiliary power value-speed characteristic and the graph line group indicating the operating speed-speed characteristic of the auxiliary power source is determined, thereby obtaining the auxiliary power value. An operating point (control point) that defines the operating state of the source can be easily calculated.

【0173】請求項12や請求項13によれば、移動体
の全質量を検出し、この質量値から比例計算に基づい
て、移動体の現在の速度維持に必要な仕事率や、移動体
の加速に必要な仕事率を容易に求めることができる。
According to the twelfth and thirteenth aspects, the total mass of the moving body is detected, and the power required to maintain the current speed of the moving body and the moving power of the moving body are determined based on the mass value based on a proportional calculation. The power required for acceleration can be easily obtained.

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

【図1】本発明に係る移動体の質量検出についての原理
説明図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of detecting the mass of a moving object according to the present invention.

【図2】本発明に係る移動装置の基本構成の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a basic configuration of a mobile device according to the present invention.

【図3】加速時における質量検出について説明するため
のグラフ図である。
FIG. 3 is a graph for explaining mass detection during acceleration.

【図4】減速時における質量検出について説明するため
のグラフ図である。
FIG. 4 is a graph for explaining mass detection during deceleration.

【図5】質量Mの移動体MBが勾配角θの斜面を登って
いく状況をモデル化して示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram modeling and showing a situation in which a moving body MB having a mass M climbs a slope having a slope angle θ.

【図6】制御方法について説明するための概略的なグラ
フ図である。
FIG. 6 is a schematic graph for explaining a control method.

【図7】トルクの制御例を示す概略的なグラフ図であ
る。
FIG. 7 is a schematic graph showing an example of torque control.

【図8】図9乃至図16とともに、本発明をアシスト自
転車に適用した実施の一例を示すものであり、本図はア
シスト自転車を概略的に示す側面図である。
8 shows an embodiment in which the present invention is applied to an assisted bicycle together with FIGS. 9 to 16, and FIG. 8 is a side view schematically showing the assisted bicycle.

【図9】回路構成の一例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a circuit configuration.

【図10】図3とともに加速時における質量検出につい
て説明するための図であり、本図は検出手順の一例を示
すフローチャート図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining mass detection during acceleration together with FIG. 3, and FIG. 10 is a flowchart showing an example of a detection procedure.

【図11】図12とともに減速時における質量検出につ
いて説明するための図であり、本図は検出手順の一例を
示すフローチャート図である。
11 is a diagram for explaining mass detection at the time of deceleration together with FIG. 12, and FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a detection procedure.

【図12】アシスト自転車の運動状態の一例を示すグラ
フ図である。
FIG. 12 is a graph showing an example of the exercise state of the assist bicycle.

【図13】図14乃至図16とともに制御例を示すグラ
フ図であり、本図は動力補助量(PL)−速度(v)特
性を示す図である。
FIG. 13 is a graph showing a control example together with FIGS. 14 to 16; FIG. 13 is a graph showing a power assisting amount (PL) -speed (v) characteristic;

【図14】モータの仕事率(Pm)−回転数(N)特性
を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a power (Pm) -rotational speed (N) characteristic of a motor.

【図15】図13及び図14の縦横軸を同単位にして両
グラフを併せて示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing both graphs together with the vertical and horizontal axes of FIGS. 13 and 14 being the same unit.

【図16】モータの仕事率(Pm)−駆動電圧(E)特
性を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a power (Pm) -drive voltage (E) characteristic of a motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…移動装置、2…補助動力源、3…速度検出手段、4
…加速度検出手段、5…傾斜検出手段、6…制御手段、
7…主動力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Moving apparatus, 2 ... Auxiliary power source, 3 ... Speed detection means, 4
... acceleration detecting means, 5 ... inclination detecting means, 6 ... control means,
7 ... Main power

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 直正 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 砂口 洋毅 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 谷名 正次 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Naomasa Sato 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Hiroki Sunaguchi 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo No. Sony Corporation (72) Inventor Shoji Tanana 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動に必要な主動力源の駆動主体ととも
に移動し、かつ、主動力の一部を補助するための補助動
力源を備えた移動装置において、 上記補助動力源を予め決められた力「Fa」で駆動した
場合の、移動装置及び駆動主体を含む移動体の加速度
「αt」と、上記補助動力源を上記力「Fa」とは異なる
力「Fa′」で駆動した場合(Fa′=0の場合を含
む。)の、上記移動体の加速度「αn」とを検出する加
速度検出手段と、 上記加速度検出手段から得られる加速度の差情報「αt
−αn」で、補助動力源に係る力の差「Fa−Fa′」を
割ることによって、上記移動体の全質量「M」を算出す
るとともに、当該質量「M」に基づいて補助動力値を算
出して補助動力源に制御信号を送出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源を備えた移動装
置。
1. A moving apparatus which moves together with a driving body of a main power source necessary for the movement and has an auxiliary power source for assisting a part of the main power, wherein the auxiliary power source is predetermined. When the acceleration “αt” of the moving body including the moving device and the driving subject when driven by the force “Fa”, and when the auxiliary power source is driven by a force “Fa ′” different from the force “Fa” (Fa) ′ = 0) and acceleration detection means for detecting the acceleration “αn” of the moving object, and acceleration difference information “αt obtained from the acceleration detection means”
−αn ”, by dividing the difference“ Fa−Fa ′ ”of the force related to the auxiliary power source to calculate the total mass“ M ”of the moving body, and calculate the auxiliary power value based on the mass“ M ”. And a control means for calculating and sending a control signal to the auxiliary power source.
【請求項2】 移動に必要な主動力源の駆動主体ととも
に移動し、かつ、主動力の一部を補助するための補助動
力源を備えた移動装置について、該移動装置と駆動主体
を含む移動体の全質量「M」を検出するための、移動装
置を含む移動体の質量検出方法において、 上記補助動力源を予め決められた力「Fa」で駆動した
場合の、移動装置及び駆動主体を含む移動体の加速度
「αt」と、上記補助動力源を上記力「Fa」とは異なる
力「Fa′」で駆動した場合(Fa′=0の場合を含
む。)の、上記移動体の加速度「αn」とを検出した
後、 上記加速度の差情報「αt−αn」によって、補助動力源
に係る力の差「Fa−Fa′」を割ることで、上記移動体
の全質量「M」を算出することを特徴とする移動装置を
含む移動体の質量検出方法。
2. A moving apparatus which moves together with a driving body of a main power source necessary for the movement and has an auxiliary power source for assisting a part of the main power, including the moving apparatus and the driving body. In the method of detecting the mass of a moving body including a moving device for detecting the total mass “M” of the body, the moving device and the driving subject when the auxiliary power source is driven by a predetermined force “Fa” The acceleration of the moving body when the auxiliary power source is driven by a force “Fa ′” different from the force “Fa” (including the case where Fa ′ = 0) After detecting “αn”, the total mass “M” of the moving body is obtained by dividing the difference “Fa−Fa ′” of the force applied to the auxiliary power source by the acceleration difference information “αt−αn”. A mass detection method for a moving body including a moving device, wherein the mass is calculated.
【請求項3】 請求項2に記載した移動装置を含む移動
体の質量検出方法において、 補助動力源を短時間に亘って力「Fa」と「Fa′」とで
交互に駆動することを特徴とする移動装置を含む移動体
の質量検出方法。
3. The method for detecting mass of a moving object including the moving device according to claim 2, wherein the auxiliary power source is alternately driven with the forces "Fa" and "Fa '" for a short time. A mass detection method for a moving object including a moving device.
【請求項4】 請求項1に記載した補助動力源を備えた
移動装置において、 移動体の加速時に、補助動力源を力「Fm1」で駆動した
ときの移動体の移動距離「s1」及び速度「v1」を検出
するとともに、その後、補助動力源を力「Fm2」で駆動
したときの移動体の移動距離「s2」及び速度「v2」を
検出し、これらの情報から加速度検出手段が加速度の差
情報を算出して、これで力の差「Fm1−Fm2」を割るこ
とによって制御手段が移動体の全質量「M」を計算する
ようにしたことを特徴とする補助動力源を備えた移動装
置。
4. The moving device provided with the auxiliary power source according to claim 1, wherein the moving distance "s1" and the speed of the moving body when the auxiliary power source is driven by the force "Fm1" when the moving body is accelerated. In addition to detecting “v1”, the moving distance “s2” and the speed “v2” of the moving body when the auxiliary power source is driven by the force “Fm2” are detected. The difference information is calculated, and the control means calculates the total mass "M" of the moving body by dividing the difference "Fm1-Fm2" by the difference information. apparatus.
【請求項5】 請求項2に記載した移動装置を含む移動
体の質量検出方法において、 移動体の加速時に、補助動力源を力「Fm1」で駆動した
ときの移動体の移動距離「s1」及び速度「v1」を検出
するとともに、その後、補助動力源を力「Fm2」で駆動
したときの移動体の移動距離「s2」及び速度「v2」を
検出し、これらの情報から加速度の差情報を算出して、
これで力の差「Fm1−Fm2」を割ることによって移動体
の全質量「M」を計算するようにしたことを特徴とする
移動装置を含む移動体の質量検出方法。
5. The method for detecting the mass of a moving object including the moving device according to claim 2, wherein the moving distance of the moving object when the auxiliary power source is driven by the force “Fm1” during acceleration of the moving object is “s1”. And the speed "v1", and thereafter, the moving distance "s2" and the speed "v2" of the moving body when the auxiliary power source is driven by the force "Fm2" are detected, and the acceleration difference information is obtained from these information. Is calculated,
A method for detecting the mass of a moving object including a moving device, wherein the total mass "M" of the moving object is calculated by dividing the difference "Fm1-Fm2" between the forces.
【請求項6】 請求項3に記載した移動装置を含む移動
体の質量検出方法において、 移動体の加速時に、補助動力源を力「Fm1」で駆動した
ときの移動体の移動距離「s1」及び速度「v1」を検出
するとともに、その後、補助動力源を力「Fm2」で駆動
したときの移動体の移動距離「s2」及び速度「v2」を
検出し、これらの情報から加速度の差情報を算出して、
これで力の差「Fm1−Fm2」を割ることによって移動体
の全質量「M」を計算するようにしたことを特徴とする
移動装置を含む移動体の質量検出方法。
6. The moving body mass detection method according to claim 3, wherein the moving distance of the moving body when the auxiliary power source is driven by the force “Fm1” during acceleration of the moving body is “s1”. And the speed "v1", and thereafter, the moving distance "s2" and the speed "v2" of the moving body when the auxiliary power source is driven by the force "Fm2" are detected, and the acceleration difference information is obtained from these information. Is calculated,
A method for detecting the mass of a moving object including a moving device, wherein the total mass "M" of the moving object is calculated by dividing the difference "Fm1-Fm2" between the forces.
【請求項7】 請求項1に記載した補助動力源を備えた
移動装置において、 移動体の減速時に、補助動力源を力「Fm」で駆動した
ときの減速開始時点「t0」での速度「v0」と、減速終
了時点「t1」での速度「v1」を検出し、これらの情報
から加速度検出手段が速度差情報「v1−v0」を算出す
るとともに、摩擦力又は走行抵抗力の加速度に時間差
「t1−t0」を掛けたものを当該速度差情報に加えて、
これで上記力「Fm」と時間差「t1−t0」との積を割
ることによって制御手段が移動体の全質量「M」を計算
するようにしたことを特徴とする補助動力源を備えた移
動装置。
7. The moving device provided with the auxiliary power source according to claim 1, wherein at the time of deceleration of the moving body, when the auxiliary power source is driven by the force “Fm”, the speed at the deceleration start time point “t0” v0 "and the speed" v1 "at the end of the deceleration" t1 ", the acceleration detecting means calculates speed difference information" v1-v0 "from these information, and calculates the frictional force or the acceleration of the running resistance force. A value obtained by multiplying the time difference “t1−t0” is added to the speed difference information.
The control means calculates the total mass "M" of the moving body by dividing the product of the force "Fm" and the time difference "t1-t0". apparatus.
【請求項8】 請求項2に記載した移動装置を含む移動
体の質量検出方法において、 移動体の減速時に、補助動力源を力「Fm」で駆動した
ときの減速開始時点「t0」での速度「v0」と、減速終
了時点「t1」での速度「v1」を検出し、これらの情報
から速度差情報「v1−v0」を算出するとともに、摩擦
力又は走行抵抗力の加速度に時間差「t1−t0」を掛け
たものを当該速度差情報に加えて、これで上記力「F
m」と時間差「t1−t0」との積を割ることによって移
動体の全質量「M」を計算するようにしたことを特徴と
する移動装置を含む移動体の質量検出方法。
8. The method for detecting the mass of a moving object including the moving device according to claim 2, wherein at the time of deceleration of the moving object, the auxiliary power source is driven at a force "Fm" at a deceleration start time point "t0". The speed "v0" and the speed "v1" at the end point "t1" of the deceleration are detected, speed difference information "v1-v0" is calculated from these information, and a time difference " t1−t0 ”is added to the speed difference information.
A mass detection method for a moving object including a moving device, wherein a total mass “M” of the moving object is calculated by dividing a product of “m” and a time difference “t1−t0”.
【請求項9】 請求項3に記載した移動装置を含む移動
体の質量検出方法において、 移動体の減速時に、補助動力源を力「Fm」で駆動した
ときの減速開始時点「t0」での速度「v0」と、減速終
了時点「t1」での速度「v1」を検出し、これらの情報
から速度差情報「v1−v0」を算出するとともに、摩擦
力又は走行抵抗力の加速度に時間差「t1−t0」を掛け
たものを当該速度差情報に加えて、これで上記力「F
m」と時間差「t1−t0」との積を割ることによって移
動体の全質量「M」を計算するようにしたことを特徴と
する移動装置を含む移動体の質量検出方法。
9. The method for detecting the mass of a moving object including the moving device according to claim 3, wherein at the time of deceleration of the moving object, the auxiliary power source is driven at a force "Fm" at a deceleration start time point "t0". The speed "v0" and the speed "v1" at the end point "t1" of the deceleration are detected, speed difference information "v1-v0" is calculated from these information, and a time difference " t1−t0 ”is added to the speed difference information.
A mass detection method for a moving object including a moving device, wherein a total mass “M” of the moving object is calculated by dividing a product of “m” and a time difference “t1−t0”.
【請求項10】 請求項1に記載した補助動力源を備え
た移動装置において、 (イ)移動体の速度を検出するための速度検出手段と、
移動体の加速度を検出するための加速度検出手段と、移
動体又は走行路の傾斜状態を検出するための傾斜検出手
段とを備えていること、 (ロ)上記速度検出手段、加速度検出手段、傾斜検出手
段による検出情報に基づいて補助動力値を算出して補助
動力源を制御する制御手段を有すること、 (ハ)上記制御手段が、移動体の全質量「M」及び上記
速度検出手段、傾斜検出手段からの検出情報に基づいて
移動体が現在の速度を維持するのに必要な仕事率「P
v」を算出するとともに、移動体の全質量「M」及び上
記速度検出手段、加速度検出手段からの検出情報に基づ
いて移動体の加速に必要な仕事率「Pa」を算出した
後、両仕事率の和「Pv+Pa」に「1」未満の係数値
「β」を掛けることによって補助動力値を求めること、 を特徴とする補助動力源を備えた移動装置。
10. A moving device provided with the auxiliary power source according to claim 1, wherein: (a) speed detecting means for detecting a speed of the moving body;
(B) the speed detecting means, the acceleration detecting means, and the inclination detecting means for detecting an acceleration state of the moving object and an inclination state of the moving object or the traveling road; A control means for calculating an auxiliary power value based on information detected by the detection means and controlling the auxiliary power source; (c) the control means comprises a total mass "M" of a moving body and the speed detection means; Based on the detection information from the detection means, the power “P” required for the moving body to maintain the current speed is
v) and the power "Pa" required for acceleration of the moving body based on the total mass "M" of the moving body and the detection information from the speed detecting means and the acceleration detecting means. Determining an auxiliary power value by multiplying the sum of the rates "Pv + Pa" by a coefficient value "β" of less than "1";
【請求項11】 請求項10に記載した補助動力源を備
えた移動装置において、 補助動力値を縦軸にとり、横軸に速度をとって補助動力
値の速度に対する変化を示したグラフ線と、縦軸に補助
動力源の出力(仕事率)をとり、横軸に補助動力源の動
作速度をとって制御パラメータの変化に応じた補助動力
源の特性を示すグラフ線群とを重ね合わせたときのグラ
フ線の交点として規定される動作点を制御手段が求めて
当該動作点に対応する補助動力源の仕事率が得られるよ
うに制御手段から補助動力源に制御信号が送出されるこ
と、 を特徴とする補助動力源を備えた移動装置。
11. A moving apparatus comprising the auxiliary power source according to claim 10, wherein a vertical axis represents the auxiliary power value and a horizontal axis represents a speed, and a graph line showing a change in the auxiliary power value with respect to the speed; When the output (power) of the auxiliary power source is plotted on the vertical axis and the operating speed of the auxiliary power source is plotted on the horizontal axis, the graph is superimposed with a graph line group showing the characteristics of the auxiliary power source according to changes in control parameters. A control signal is sent from the control means to the auxiliary power source so that the control means obtains an operating point defined as the intersection of the graph lines and obtains the power of the auxiliary power source corresponding to the operating point. A moving device with an auxiliary power source.
【請求項12】 請求項10に記載した補助動力源を備
えた移動装置において、 傾斜検出手段が走行路の勾配角を検出するとともに、制
御手段が当該勾配角に応じた走行抵抗と摩擦抵抗との和
を移動体の全質量「M」に基づいて計算し、これに移動
体の速度を掛けることによって、移動体が現在の速度を
維持するのに必要な仕事率「Pv」を制御手段が算出
し、 また、移動体の全質量「M」に移動体の加速度及び速度
を掛けることによって、移動体の加速に必要な仕事率
「Pa」を制御手段が算出することを特徴とする補助動
力源を備えた移動装置。
12. A moving device provided with an auxiliary power source according to claim 10, wherein the inclination detecting means detects a gradient angle of the traveling path, and the control means controls a traveling resistance and a frictional resistance according to the gradient angle. Is calculated based on the total mass "M" of the moving object and multiplied by the speed of the moving object, the control means determines the power "Pv" required for the moving object to maintain the current speed. And calculating the power "Pa" required for acceleration of the moving body by multiplying the total mass "M" of the moving body by the acceleration and speed of the moving body. Mobile device with source.
【請求項13】 請求項11に記載した補助動力源を備
えた移動装置において、 傾斜検出手段が走行路の勾配角を検出するとともに、制
御手段が当該勾配角に応じた走行抵抗と摩擦抵抗との和
を移動体の全質量「M」に基づいて計算し、これに移動
体の速度を掛けることによって、移動体が現在の速度を
維持するのに必要な仕事率「Pv」を制御手段が算出
し、 また、移動体の全質量「M」に移動体の加速度及び速度
を掛けることによって、移動体の加速に必要な仕事率
「Pa」を制御手段が算出することを特徴とする補助動
力源を備えた移動装置。
13. A moving device provided with an auxiliary power source according to claim 11, wherein the inclination detecting means detects a gradient angle of the traveling path, and the control means controls a traveling resistance and a frictional resistance according to the gradient angle. Is calculated based on the total mass "M" of the moving object and multiplied by the speed of the moving object, the control means determines the power "Pv" required for the moving object to maintain the current speed. And calculating the power "Pa" required for acceleration of the moving body by multiplying the total mass "M" of the moving body by the acceleration and speed of the moving body. Mobile device with source.
【請求項14】 移動に必要な主動力源の駆動主体とと
もに移動し、かつ、主動力の一部を補助するための補助
動力源を備えた移動装置の制御方法において、 (イ)上記補助動力源を予め決められた力「Fa」で駆
動した場合の、移動装置及び駆動主体を含む移動体の加
速度「αt」と、上記補助動力源を上記力「Fa」とは異
なる力「Fa′」で駆動した場合(Fa′=0の場合を含
む。)の、上記移動体の加速度「αn」とを検出した
後、上記加速度の差情報「αt−αn」によって、補助動
力源に係る上記力の差「Fa−Fa′」を割ることで、上
記移動体の全質量「M」を算出した後、 (ロ)上記移動体の速度、加速度、移動装置又は走行路
の傾斜状態を検出し、 (ハ)(イ)で算出した移動体の全質量「M」と(ロ)
で検出した速度及び傾斜情報に基づいて上記移動体が現
在の速度を維持するのに必要な仕事率「Pv」を算出す
るとともに、(イ)で算出した移動体の全質量「M」と
(ロ)で検出した速度及び加速度情報に基づいて上記移
動体の加速に必要な仕事率「Pa」を算出した後、両仕
事率の和「Pv+Pa」に「1」未満の係数値「β」を掛
けることによって補助動力値を求める、 ことを特徴とする補助動力源を備えた移動装置の制御方
法。
14. A control method for a moving device which moves together with a driving subject of a main power source necessary for the movement and has an auxiliary power source for assisting a part of the main power, wherein: When the source is driven by a predetermined force “Fa”, the acceleration “αt” of the moving body including the moving device and the driving subject and the auxiliary power source are set to a force “Fa ′” different from the force “Fa”. (Including Fa '= 0), and after detecting the acceleration "αn" of the moving body, the acceleration difference information "αt-αn" is used to detect the force of the auxiliary power source. After calculating the total mass "M" of the moving body by dividing the difference "Fa-Fa '", (b) detecting the speed, acceleration, inclination of the moving device or the traveling path of the moving body, (C) The total mass "M" of the moving object calculated in (b) and (b)
The power "Pv" required for the moving body to maintain the current speed is calculated based on the speed and the inclination information detected in (1), and the total mass "M" of the moving body calculated in (A) and ( After calculating the power “Pa” required for accelerating the moving body based on the speed and acceleration information detected in b), a coefficient value “β” less than “1” is added to the sum “Pv + Pa” of the two powers. A method for controlling a mobile device having an auxiliary power source, wherein an auxiliary power value is obtained by multiplying the value.
【請求項15】 請求項14に記載した補助動力源を備
えた移動装置の制御方法において、 補助動力値を縦軸にとり、横軸に速度をとって補助動力
値の速度に対する変化を示したグラフ線と、縦軸に補助
動力源の出力(仕事率)をとり、横軸に補助動力源の動
作速度をとって制御パラメータの変化に応じた補助動力
源の特性を示すグラフ線群とを重ね合わせたときのグラ
フ線の交点として規定される動作点を求めて当該動作点
に対応する補助動力源の仕事率が得られるように補助動
力源を制御する、 ことを特徴とする補助動力源を備えた移動装置の制御方
法。
15. A control method for a mobile device provided with an auxiliary power source according to claim 14, wherein the auxiliary power value is plotted on the vertical axis and the horizontal axis is plotted to show the change of the auxiliary power value with respect to the speed. The line is superimposed on the vertical axis, which is the output (power) of the auxiliary power source, and the horizontal axis is the operating speed of the auxiliary power source, and the graph line group showing the characteristics of the auxiliary power source according to the change of the control parameter. Determining an operating point defined as the intersection of the graph lines when combined, and controlling the auxiliary power source so as to obtain the power of the auxiliary power source corresponding to the operating point; Control method of mobile device provided.
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