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JP2000062681A - Bicycle with electric motor - Google Patents

Bicycle with electric motor

Info

Publication number
JP2000062681A
JP2000062681A JP11249333A JP24933399A JP2000062681A JP 2000062681 A JP2000062681 A JP 2000062681A JP 11249333 A JP11249333 A JP 11249333A JP 24933399 A JP24933399 A JP 24933399A JP 2000062681 A JP2000062681 A JP 2000062681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
force
drive system
speed
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11249333A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3327874B2 (en
Inventor
Nozomi Takada
望 高田
Tatsuji Yokoyama
達二 横山
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.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP24933399A priority Critical patent/JP3327874B2/en
Publication of JP2000062681A publication Critical patent/JP2000062681A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3327874B2 publication Critical patent/JP3327874B2/en
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  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モ−タによる駆動力FMを踏力FLに遅れるこ
となく良好に追従させることにより運転感を向上させ、
またエネルギ−の有効利用により効率の向上が可能な電
動モ−タ付き自転車を提供する。 【構成】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設け、人
力による踏力の変化に対応して電気駆動系の出力を制御
する電動モータ付き自転車において、車速に対応するモ
−タ回転速度となる無負荷モ−タ電圧(VM0)を求め、
この無負荷モ−タ電圧(VM0)以上にモ−タ電圧
(VM)を保ちつつ踏力に対応してモ−タによる駆動力
を制御する。
(57) Abstract: OBJECTIVE motor - to improve the sense of operation by satisfactorily follow without delay the driving force F M by data in pedaling force F L,
Also, a bicycle with an electric motor capable of improving efficiency by effective use of energy is provided. [Constitution] A bicycle with an electric motor, in which a human drive system and an electric drive system are provided in parallel and the output of the electric drive system is controlled in response to a change in treading force due to human power, has a motor rotation speed corresponding to the vehicle speed. Obtain the no-load motor voltage (V M0 )
The no-load mode - Capacitor Voltage (V M0) above mode - corresponding to the pedal force while maintaining the data voltage (V M) mode - controls the driving force by motor.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、人力による駆動系
と電動モータによる駆動系とを並列に設け、電動モータ
による駆動力を人力による駆動力(以下踏力という)の
変化に対応して制御するようにした電動モータ付き自転
車に関するものである。 【0002】 【従来の技術】踏力を検出し、この駆動力の大小に対応
して電動モータの駆動力を制御するものが公知である
(実開昭56−76590、特開平2−74491
号)。すなわち人力が大きくなると電動モータの駆動力
も増やして人力の負荷を減らすものである。ここにモ−
タの駆動系には一方向クラッチが介在され、モ−タの無
通電時あるいは人力走行による車速がモ−タの回転速度
より速い時にモ−タが回されるのを防止している。 【0003】人力の駆動力(踏力)はクランクペダルか
ら入力されフリーホイールクラッチを介して後輪に伝え
られるため、クランク軸の半回転の周期を持って変化す
る。クランクペダルが上死点または下死点に来る時には
踏力がほぼ零になるからである。 【0004】図7はこの人力による駆動力すなわち踏力
Lの時間tに対する変化を示す。この踏力FLの変化周
期はクランクペダルの半回転に対応する。既提案のもの
はこのように周期的変化をする踏力FLを検出してモ−
タの駆動力を増減させるものであった。 【0005】 【従来の技術の問題点】しかしこの場合には、モ−タは
この踏力FLがほぼ零になる度にその速度がほぼ零にな
るようにすなわちその駆動力FMもほぼ零になるように
制御され、その後踏力FLが正になるのに伴ってモ−タ
電圧VMを増加させモ−タを加速してモ−タ駆動力FM
正になるようにしている。このようにモ−タの駆動力F
Mはほぼ零の状態と所望の駆動力との間で周期的に変動
することになる。 【0006】この時モ−タは速度がほぼ零の状態から車
速に対応した回転速度N0に到達するまでの間は、一方
向クラッチが切れていてモ−タの駆動力FMは走行に寄
与しない。従ってこの間のモ−タの加速に要する時間
(図7のa)だけモ−タの駆動力FMが踏力FLに対応し
て遅れることになる。 【0007】またモ−タは速度零から車速に対応する速
度(図7のN0)までの加速を繰り返し、この間は走行
駆動力の増加には全く寄与できないから、この間のモ−
タの加速に要するエネルギ−が無駄に消費されることに
なる。 【0008】 【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、モ−タによる駆動力FMを踏力FLに遅れる
ことなく良好に追従させることにより運転感を向上さ
せ、またエネルギ−の有効利用により効率の向上が可能
な電動モ−タ付き自転車のモータ制御方法を提供するこ
とを目的とする。 【0009】 【発明の構成】本発明によればこの目的は、人力駆動系
と電気駆動系とを並列に設け、人力による踏力の変化に
対応して前記電気駆動系の出力を制御する電動モータ付
き自転車において、前記電気駆動系に介在された一方向
クラッチと、踏力を検出する踏力検出手段と、車速を検
出する車速検出手段と、前記車速に対応するモ−タ回転
速度となる無負荷モ−タ電圧(VM0)を求めこの無負荷
モ−タ電圧(VM0)以上にモ−タ電圧(VM)を保ちつ
つ前記踏力に対応してモ−タによる駆動力を制御するコ
ントロ−ラとを備えることを特徴とする電動モータ付き
自転車により達成される。 【0010】 【原理】直流モ−タにおいては、モ−タの印加電圧(V
M)、モ−タ電流(I)、回転速度(N)の間に次式が
成立する。 VM=I・R+k・N ここにRはアマチュア等価抵抗、kは比例定数であり、
k・Nは電機子逆起電圧を示すものである。 【0011】またモ−タトルク(TM)は、直巻、分巻
などの形式によるが一般にモ−タ電流(I)にほぼ比例
する。従ってCを定数として次式が得られる。 TM=C・I 従って(R/C)=jとおいて、次式が得られる。 VM=j・TM+k・N…(1) この(1)式において、右辺の第1項(j・TM)はト
ルクに関する項であり、第2項(k・N)は回転速度に
関する項である。 【0012】従来の装置においては踏力FL が0になっ
た時にはモ−タの駆動力FMを0にしてモ−タ回転速度
Nを0にしようとする。すなわち(1)式においてTM
=0、N=0にする。従ってモ−タ印加電圧VMも0と
なるように制御していた。 【0013】これに対し本発明では、車速が略零でない
時には踏力FLが0になる時にもモ−タ回転速度Nは車
速に対応する無負荷回転速度N0に維持するようにし
た。すなわちこの無負荷時にモ−タトルクTM=0で回
転速度N=N0となるようにした。この無負荷回転速度
0は電気駆動系の一方向クラッチが接続開始または切
れ始める回転速度にほぼ一致する。従って(1)式から VM=j・0+k・N0=k・N0 【0014】この電圧VM を無負荷モ−タ電圧VM0
し、モ−タ電圧VMがVM0以下になる時にはモ−タ電圧
MをこのVM0に維持することにより、踏力FLが小さく
なった時にもモ−タ回転速度Nは無負荷回転速度N0
保たれる。従って踏力FLが増大しVM≧VM0になった時
にはモ−タはN0から駆動力FMを発生すればよいから、
モ−タの加速に要する時間遅れが無くなり、その間の加
速に消費されるエネルギ−(Ea)も不要になる。 【0015】なおモ−タを回転速度N0に維持する無負
荷モ−タ電圧VM0の期間では、電流Iは極めて小さくな
るからその消費エネルギ−E0は加速に要するエネルギ
−Eaよりも格段に小さい。すなわちE0≪Eaであるか
ら、効率が向上する。 【0016】また車速Sは人力駆動系のフリーホイール
クラッチより上流側の回転部分(クランクギヤなど)で
検出するから、走行中にクランクペダルの回転を停止す
れば検出した車速も次第に零になる。本発明ではこの時
にはモータの駆動が停止される。すなわちモータの電圧
も電流も切れることになり、電池の消費エネルギーは一
層少くなり、効率がさらに向上する。 【0017】 【実施態様】図1は本発明の一実施態様の側面図、図2
はその動力系統図、図3はその動力系の展開図、図4は
踏力の検出部を示す側面図、図5はそのV−V線断面
図、図6はモ−タ出力特性図である。 【0018】図1において、符号10はメインフレーム
であり、ヘッドパイプ12から斜下後方へのびて後輪1
4の車軸に至る。このメインフレーム10にほぼ直交す
るようにシートチューブ16が固着され、このシートチ
ューブ16の上端にはサドル18を支持するシートポス
ト20が固定されている。 【0019】シートチューブ16の下部には下に開いた
筒部16aが形成され、この中に直流電動モータ22が
収容される。シートチューブ16の下端には動力ユニッ
ト24が固定されている。この動力ユニット24はボト
ムブラケットケース(以下BBケースという)26と、
このBBケース26から後方へのびるリヤステー28と
を備え、このリヤステー28の後端には後輪14が固定
されている。なお右側のリヤステー28(図3)には駆
動軸30が挿通される。 【0020】次に動力ユニット24を説明する。図1、
3においてBBケース26にはクランク軸32が貫挿さ
れ、その両端にクランク34が固定されている。クラン
ク34にはクランクペダル36、36が取付けられてい
る。 【0021】後輪14の車軸38の左端は、左のリヤス
テー28に固着したエンドプレート28aに固定され、
この車軸38の右端は右のリヤステー28に固定された
傘歯車ケース40に固定されている。車軸38にはハブ
42が回転自在に保持され、このハブ42には駆動軸3
0の回転が傘歯車機構44およびフリーホイールクラッ
チ43を介して伝えられる。 【0022】前記電動モータ22はBBケース26に上
から図3に示すように嵌合されて固定され、そのモ−タ
軸22aはクランク軸32に直交しかつ車体幅方向中央
付近に位置する。BBケース26は、シートチューブ1
6の筒部16a内にこのモータ22を下から挿入するよ
うにして筒部16aに嵌合され、4本のボルト46(図
3参照)によって結合される。 【0023】このモータ22の回転は図3に示すよう
に、一方向クラッチ48、遊星歯車式減速機50、小傘
歯車52、大傘歯車54を介して、クランク軸32に回
転自在に保持された筒型の合力軸56に伝えられる。こ
の合力軸56の回転はさらに傘歯車機構58によって前
記駆動軸30に伝えられる。 【0024】後輪14からモータ22へ向う回転はハブ
42に内装したフリーホイールクラッチ43により遮断
される。なお前記遊星歯車式減速機50は公知のもので
あり、モータ22により回転されるサンギヤとBBケー
ス26に固定されたリングギヤとの間にあってこれらに
噛合する遊星ギヤの公転を小傘歯車52に伝えるもので
ある。 【0025】一方ペダル36から人力により入力される
回転は、クランク軸32、一方向クラッチ60、遊星歯
車式増速機62を介して大傘歯車54に伝えられる。こ
のためクランク軸32から入力された回転はこの大傘歯
車54から合力軸56、傘歯車機構58を介して駆動軸
30に伝えられる。このクランク軸32の回転はモ−タ
22の停止中にはクラッチ48の作用によりモ−タ22
に伝わらない。またクランク軸32の停止中あるいは逆
転中には一方向クラッチ60の作用によりモ−タ22の
回転はクランク軸32に伝わらない。ここに駆動軸30
はモ−タ軸22aを含む車体前後方向の平面Aの右側に
位置する(図3参照)。 【0026】遊星歯車式増速機62は図3、5に示すよ
うに、大傘歯車54に固定されたリングギヤ62aと、
踏力検出レバー64に固定されたサンギヤ62bとこれ
らの間に介在する遊星ギヤ62cとを備える。クランク
軸32はこの遊星ギヤ62cを一方向クラッチ60を介
して公転させる。 【0027】なお踏力検出レバー64は、ペダル36に
よる人力駆動時の駆動力をサンギヤ62bに加わる反力
により検出する踏力検出手段65の一部を構成するもの
である。この踏力検出手段65は前記平面Aの左側に位
置する。 【0028】すなわちこの踏力検出手段65のレバー6
4は、図4、5に示すように2つの突起64a、64b
を持ち、一方の突起64aはストッパ66に当接して図
4で時計方向への回転、換言すればペダル36の踏力が
加わる方向と逆方向の回転を規制する。突起64bには
他の第2のレバー68が当接し、レバー64の反時計方
向の回転によってこの第2のレバー68が時計方向に回
転する。 【0029】この第2のレバー68には復帰ばね70に
より復帰習性が付与され、これによりレバー64は図4
で時計方向への復帰習性が付与される。そしてこの第2
のレバー68の回転量は踏力センサとしてのポテンショ
メータ72に伝えられる。この結果ペダル36の踏力に
比例してレバー64が図4で反時計方向に回動し、第2
のレバー68が時計方向に回動するから、この踏力がポ
テンショメータ72の回転量から求められる。 【0030】図1で80は鉛電池などの充電可能な電
池、82はコントローラであり、これらは前記メインフ
レーム10のヘッドパイプ12とシートチューブ16と
の間に収容されている。図3において84は大傘歯車に
対向して設けた車速検出手段であり、この大傘歯車56
の回転を電磁的にあるいは光学的に検出する公知の構造
のものが使用できる。 【0031】ポテンショメータ72で検出した踏力FL
および車速検出手段84で検出した車速Sはコントロ−
ラ82に入力され、このコントロ−ラ82はこの踏力F
Lと車速Sに基づいてモータ電流を制御しモータトルク
Mを発生させる。 【0032】すなわちコントロ−ラ82では車速Sに対
応するモ−タ回転速度すなわち無負荷回転速度N0を求
め、この速度をN0に対応する無負荷モータ電圧V
M0(=KN 0)を求める一方、踏力FL に対応するモ−
タトルクTMを求める。この演算に用いるデ−タはメモ
リ82a(図2)に予め記憶しておくのは勿論である。 【0033】さらに前記の(1)式に基づいてモ−タ印
加電圧VMを求める。この(1)式においてj>0、TM
≧0だから、VM≧VM0である。 【0034】次にこの時の動作を図6を用いて説明す
る。(1)式の特性は実線で示すように右下がりの傾き
−(k/j)の直線である。今ある踏力FLにより決ま
るモ−タのトルクTMを出力させるためのモ−タ電圧VM
をその時のモ−タ回転速度N0を用いて(1)式から求
めると、その時の動作点は図6にAで示す点となる。 【0035】ここで踏力FLが減少する場合を考える。
実際の走行中における車速Sは慣性により変化しないと
考えられ、クランク軸32は一方向クラッチ60および
フリーホイールクラッチ43が切れない速度で回転し、
車速検出手段84はその時の実際の車速を検出している
ものとする。 【0036】この時には車速検出手段84は実際の車速
Sを検出しているから、コントロ−ラ82はモ−タ回転
速度はN0のままにしてVMだけを減少してゆく。すなわ
ちこの時の動作点Aは速度がN0の直線AB上を下降す
る。そして踏力FLがほぼ0になるとVM=VM0=kN0
となって、コントロ−ラ82はモ−タ電圧VMをVM0
保つ。従ってモ−タの動作点はB点に保たれ無負荷運転
される。 【0037】踏力FLが再び増加してVM>VM0になる
と、動作点もB点からA点に向って移動する。この時モ
−タはすでに速度N0で回転しているから、モ−タの加
速により一方向クラッチ48が接続するまでの時間遅れ
が発生せず、前記図7で説明した遅れaがほとんど無く
なる。 【0038】また本発明では車速検出手段84を大傘歯
車54に対向させて設けている。すなわち人力駆動系の
クランク軸32とフリーホイールクラッチ43との間に
設けている。このため降坂時や慣性走行時などにクラン
ク軸32の回転を停止すれば、大傘歯車54は次第に減
速してこの車速検出手段84が出力する速度N0は0と
なる。従ってこの時には車両は現実には走行中であるに
もかかわらず無負荷モ−タ電圧VM0も0としてモータ2
2の駆動を停止することになり、エネルギ−消費を一層
減らすことができる。 【0039】なお本発明は演算に用いるFM、VM
M、N、N0やデ−タ等は、本発明の効果を得られる範
囲で増減したり変化させてもよく、本発明はこの場合を
包含する。例えば無負荷モ−タ電圧VM0は、(1)式で
求めたkN0より多少高くても低くてもよい。また車速
検出手段84は人力駆動系のフリーホイールクラッチ4
3の上流側に設ければよく、実際の車速を検出しないよ
うにすればよい。 【0040】以上の実施態様は駆動軸30を用いたシャ
フトドライブ機構からなる伝動系により後輪14を駆動
するが、本発明は合力軸56にスプロケットを固定して
チェ−ンドライブ機構からなる伝動系により後輪14を
駆動するものであってもよい。 【0041】 【発明の効果】本発明は以上のように、踏力(FL)に
対応したモ−タ電圧(VM)が、その時の車速に対応す
るモ−タ速度(N0)での無負荷モ−タ電圧(VM0)に
なると、モ−タ電圧(VM)をこの無負荷モ−タ電圧
(VM0)以下にならないように制御するものであるか
ら、踏力(FL)が周期的に減少してもモ−タ速度
(N)が車速に対応する速度(N0)以下に低下しな
い。このためモ−タの加減速がほとんどなくなり、モ−
タの駆動力(FM)の踏力(FL)に対する遅れを小さく
することができ、運転感が向上する。またモ−タの加減
速がなくなるからエネルギ−の消費も少なくなり、効率
が向上する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] TECHNICAL FIELD The present invention relates to a drive system driven by human power.
And a drive system by an electric motor are provided in parallel.
Of driving force by human power (hereinafter referred to as pedaling force)
Rotation with an electric motor that is controlled according to changes
It is about cars. [0002] 2. Description of the Related Art Detecting pedaling force and responding to the magnitude of this driving force
To control the driving force of an electric motor
(Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-76590,
issue). That is, when the human power increases, the driving force of the electric motor increases.
To reduce the load of human power. Here
A one-way clutch is interposed in the motor drive system,
The motor speed is the motor speed when energized or driven manually.
The motor is prevented from turning at higher speeds. [0003] The manual driving force (pedal force) is a crank pedal.
Input to the rear wheel via the freewheel clutch
Change with a cycle of half a revolution of the crankshaft.
You. When the crank pedal comes to the top or bottom dead center
This is because the pedaling force becomes almost zero. FIG. 7 shows the driving force by human power, that is, the pedaling force.
FLShows a change with respect to time t. This pedal force FLChange lap
The period corresponds to a half turn of the crank pedal. Already proposed
Is the pedaling force F which changes in this manner.LIs detected and the
The drive force of the motor. [0005] However, in this case, the motor is
This pedal force FLWhenever becomes almost zero, its speed becomes almost zero.
That is, the driving force FMSo that also becomes almost zero
Controlled and then the pedaling force FLMotor becomes positive as
Voltage VMAnd the motor is accelerated to increase the motor driving force FMBut
I try to be positive. Thus, the driving force F of the motor
MPeriodically fluctuates between a nearly zero state and the desired driving force
Will do. At this time, the motor starts moving from a state where the speed is almost zero.
Rotation speed N corresponding to speed0Until you reach
Motor clutch F is disengaged and motor drive force FMStop by
Do not give. Therefore, the time required for motor acceleration during this period
Only the driving force F of the motor (FIG. 7A)MIs the pedaling force FLCorresponding to
Will be late. The motor has a speed corresponding to the vehicle speed from zero speed.
Degree (N in FIG. 7)0), And drive during this time
Since it cannot contribute to an increase in driving force at all,
The energy required to accelerate the motor is wasted
Become. [0008] SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances.
And the driving force F by the motorMIs the pedaling force FLBe late
Driving feeling is improved by following well without
And efficient use of energy can improve efficiency
To provide a motor control method for a bicycle with an electric motor.
aimed to. [0009] SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, it is an object of the present invention to provide a manual drive system.
And an electric drive system are installed in parallel to
With an electric motor that controls the output of the electric drive system correspondingly
Bicycle, one direction interposed in the electric drive system
A clutch, a pedaling force detecting means for detecting a pedaling force, and a vehicle speed
Vehicle speed detecting means for outputting the motor speed, and motor rotation corresponding to the vehicle speed.
No-load motor voltage (VM0Sought this no load
Motor voltage (VM0) Motor voltage (VMKeep)
And a motor for controlling the driving force of the motor in accordance with the pedaling force.
Controller with an electric motor
Achieved by bicycle. [0010] [Principle] In a DC motor, the applied voltage (V
M), Motor current (I) and rotational speed (N)
To establish. VM= I · R + k · N Where R is the amateur equivalent resistance, k is the proportionality constant,
k · N indicates the armature back electromotive voltage. The motor torque (TM), Series winding, shunt winding
In general, it is almost proportional to the motor current (I)
I do. Therefore, the following equation is obtained using C as a constant. TM= CI Therefore, when (R / C) = j, the following equation is obtained. VM= JTM+ KN (1) In the equation (1), the first term (j · TM) Is
The second term (kN) relates to the rotation speed.
Related section. In the conventional device, the pedaling force FL Becomes 0
The motor drive force FMTo 0 and the motor rotation speed
Try to set N to 0. That is, in equation (1), TM
= 0 and N = 0. Therefore, the motor applied voltage VMAlso 0
It was controlled to become. On the other hand, in the present invention, the vehicle speed is not substantially zero.
Sometimes pedaling force FLWhen the motor rotation speed N becomes zero,
No-load rotation speed N corresponding to speed0To keep
Was. That is, the motor torque TM= 0 times
Rolling speed N = N0It was made to become. This no-load speed
N0Is the one-way clutch of the electric drive system
It almost matches the rotation speed at which it starts to change. Therefore, from equation (1) VM= J · 0 + k · N0= KN0 This voltage VM To the no-load motor voltage VM0When
And the motor voltage VMIs VM0When it becomes less than motor voltage
VMThis VM0By maintaining the pedal force FLIs small
The motor speed N is the no-load speed N0To
Will be kept. Therefore, the pedaling force FLIncreases and VM≧ VM0When it became
The motor is N0From the driving force FMShould be generated,
The time delay required for motor acceleration is eliminated,
The energy consumed quickly (Ea) Is also unnecessary. When the motor is rotated at a rotational speed N0To maintain innocence
Load motor voltage VM0Is extremely small during the period
Energy consumption E0Is the energy required for acceleration
-EaMuch smaller than. That is, E0≪EaIs
Efficiency is improved. The vehicle speed S is a freewheel of a manual drive system.
In the rotating part upstream of the clutch (crank gear, etc.)
Stop the crank pedal rotation while driving
Then, the detected vehicle speed gradually becomes zero. At this time,
, The driving of the motor is stopped. That is, the voltage of the motor
Power will be cut off, and the battery will consume less energy.
The number of layers is reduced, and the efficiency is further improved. [0017] FIG. 1 is a side view of one embodiment of the present invention, and FIG.
Is a power system diagram, FIG. 3 is a development view of the power system, and FIG.
FIG. 5 is a side view showing a treading force detecting section, and FIG.
FIG. 6 and FIG. 6 are motor output characteristic diagrams. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a main frame.
The rear wheel 1 extends from the head pipe 12 obliquely rearward and downward.
4 axles. Substantially perpendicular to the main frame 10
The seat tube 16 is fixed so that
At the upper end of the tube 16 is a seat post for supporting the saddle 18.
20 is fixed. The lower part of the seat tube 16 is opened downward.
A cylindrical portion 16a is formed, in which the DC electric motor 22 is mounted.
Will be accommodated. The power unit is located at the lower end of the seat tube 16.
24 is fixed. This power unit 24 is
Bracket case (hereinafter referred to as BB case) 26,
A rear stay 28 extending rearward from the BB case 26
The rear wheel 28 is fixed to the rear end of the rear stay 28
Have been. The right rear stay 28 (Fig. 3)
The driving shaft 30 is inserted. Next, the power unit 24 will be described. Figure 1,
3, the crankshaft 32 is inserted into the BB case 26.
The crank 34 is fixed to both ends. Clan
The crank pedals 36, 36 are attached to the
You. The left end of the axle 38 of the rear wheel 14
Fixed to an end plate 28a fixed to the table 28,
The right end of this axle 38 is fixed to the right rear stay 28
It is fixed to the bevel gear case 40. Hub on axle 38
42 is rotatably held, and the hub 42 has a drive shaft 3
0 rotation is bevel gear mechanism 44 and freewheel
The information is transmitted through the link 43. The electric motor 22 is mounted on a BB case 26.
3 is fitted and fixed as shown in FIG.
The shaft 22a is perpendicular to the crankshaft 32 and at the center in the vehicle width direction.
Located near. The BB case 26 is a seat tube 1
The motor 22 is inserted from below into the cylindrical portion 16a of No. 6.
The four bolts 46 (see FIG.
3). The rotation of the motor 22 is as shown in FIG.
, One-way clutch 48, planetary gear reducer 50, small umbrella
The gear 52 is turned around the crankshaft 32 through the large bevel gear 54.
It is transmitted to a cylindrical resultant force shaft 56 held rotatably. This
Of the resultant shaft 56 is further moved forward by the bevel gear mechanism 58.
This is transmitted to the drive shaft 30. The rotation from the rear wheel 14 to the motor 22 is a hub.
Disengaged by freewheel clutch 43 installed in 42
Is done. In addition, the said planetary gear type speed reducer 50 is a well-known thing.
The sun gear and the BB case
Between the ring gear fixed to the
The rotation of the meshing planetary gear is transmitted to the small bevel gear 52.
is there. On the other hand, an input is made manually from the pedal 36.
Rotation is by crankshaft 32, one-way clutch 60, planetary teeth
It is transmitted to the large bevel gear 54 via the vehicle type gearbox 62. This
Therefore, the rotation input from the crankshaft 32 is
Drive shaft from a wheel 54 via a resultant force shaft 56 and a bevel gear mechanism 58
It is conveyed to 30. The rotation of the crankshaft 32 is a motor
While the motor 22 is stopped, the operation of the motor
Does not reach. Also, while the crankshaft 32 is stopped or reverse
During the rotation, the motor 22 is actuated by the one-way clutch 60.
The rotation is not transmitted to the crankshaft 32. Here the drive shaft 30
Is located on the right side of the plane A in the vehicle longitudinal direction including the motor shaft 22a.
(See FIG. 3). The planetary gearbox 62 is shown in FIGS.
Thus, a ring gear 62a fixed to the large bevel gear 54,
Sun gear 62b fixed to pedal force detection lever 64 and this
And a planet gear 62c interposed therebetween. crank
The shaft 32 is connected to the planetary gear 62c via a one-way clutch 60.
And revolve. The pedaling force detection lever 64 is connected to the pedal 36.
Reaction force applied to the sun gear 62b during the manual driving by the
Constituting part of the pedaling force detection means 65 for detecting
It is. The treading force detecting means 65 is located on the left side of the plane A.
Place. That is, the lever 6 of the pedaling force detecting means 65
4 are two projections 64a, 64b as shown in FIGS.
And one projection 64a contacts the stopper 66 to
4 the clockwise rotation, in other words, the pedaling force of the pedal 36
Restricts rotation in the direction opposite to the direction in which it is applied. On the projection 64b
The other second lever 68 abuts and the counterclockwise movement of the lever 64
The second lever 68 is turned clockwise by the
Turn over. The second lever 68 has a return spring 70
The return habit is given more, so that the lever 64 is moved as shown in FIG.
With this, return behavior in the clockwise direction is given. And this second
The amount of rotation of the lever 68 is a potentiometer as a pedaling force sensor.
It is transmitted to the meter 72. As a result, the pedaling force of the pedal 36
The lever 64 rotates in the counterclockwise direction in FIG.
Lever 68 rotates clockwise.
It is obtained from the rotation amount of the tension meter 72. In FIG. 1, reference numeral 80 denotes a rechargeable battery such as a lead battery.
A pond 82 is a controller, and these are the main
The head pipe 12 and the seat tube 16 of the frame 10
Is housed between. In FIG. 3, 84 is a large bevel gear
The bevel gear 56 is a vehicle speed detecting means provided opposite thereto.
Well-known structure that detects the rotation of a magnet electromagnetically or optically
Can be used. The pedaling force F detected by the potentiometer 72L
And the vehicle speed S detected by the vehicle speed detecting means 84 is controlled by a controller.
The controller 82 receives the pedaling force F.
LAnd the motor current is controlled based on the vehicle speed S and the motor torque.
TMGenerate. That is, the controller 82 controls the vehicle speed S.
Corresponding motor rotation speed, that is, no-load rotation speed N0Seeking
The speed, N0No-load motor voltage V corresponding to
M0(= KN 0) And the pedaling force FL Mode corresponding to
Tatork TMAsk for. The data used for this calculation is a memo.
Needless to say, the information is stored in advance in the file 82a (FIG. 2). Further, based on the above equation (1),
Applied voltage VMAsk for. In this equation (1), j> 0, TM
≧ 0, so VM≧ VM0It is. Next, the operation at this time will be described with reference to FIG.
You. The characteristic of equation (1) has a downward slope as shown by the solid line.
It is a straight line of-(k / j). Present pedaling force FLDetermined by
Motor torque TMMotor voltage V to outputM
Is the motor rotation speed N at that time.0From equation (1) using
In other words, the operating point at that time is the point indicated by A in FIG. Here, the pedaling force FLIs reduced.
If the vehicle speed S during actual driving does not change due to inertia,
Conceivably, the crankshaft 32 has a one-way clutch 60 and
The freewheel clutch 43 rotates at an unbreakable speed,
The vehicle speed detecting means 84 detects the actual vehicle speed at that time.
Shall be. At this time, the vehicle speed detecting means 84 determines the actual vehicle speed.
Since S is detected, the controller 82 rotates the motor.
Speed is N0Leave VMOnly decrease. Sand
The operating point A at this time has a speed of N0Descend on the straight line AB
You. And the pedaling force FLIs almost zeroM= VM0= KN0
Thus, the controller 82 outputs the motor voltage VMTo VM0To
keep. Therefore, the operating point of the motor is kept at point B, and no-load operation is performed.
Is done. Treading force FLIncreases again and VM> VM0become
Then, the operating point also moves from the point B toward the point A. At this time
Is already at speed N0The motor is rotating at
Time delay until one-way clutch 48 is engaged due to speed
Does not occur, and the delay a described in FIG.
Become. In the present invention, the vehicle speed detecting means 84 is a large bevel tooth.
It is provided to face the vehicle 54. In other words,
Between the crankshaft 32 and the freewheel clutch 43
Provided. For this reason, during downhill driving or inertial driving,
When the rotation of the lock shaft 32 is stopped, the large bevel gear 54 gradually decreases.
Speed N output from the vehicle speed detecting means 840Is 0 and
Become. Therefore, at this time, the vehicle is actually running.
Nevertheless, no-load motor voltage VM0Motor 0 as well
2 is stopped, and energy consumption is further increased.
Can be reduced. Note that the present invention uses FM, VM,
TM, N, N0And data are in a range where the effects of the present invention can be obtained.
It may be increased or decreased or changed by the box.
Include. For example, no-load motor voltage VM0Is given by equation (1)
KN found0It may be slightly higher or lower. Also vehicle speed
The detecting means 84 is a free-wheel clutch 4 of a manual drive system.
3 and will not detect the actual vehicle speed.
You can do it. The above embodiment employs a shaft using the drive shaft 30.
Drives the rear wheels 14 by a transmission system consisting of a vertical drive mechanism
However, according to the present invention, the sprocket is fixed to the resultant shaft 56.
The rear wheel 14 is driven by a transmission system consisting of a chain drive mechanism.
It may be driven. [0041] According to the present invention, as described above, the pedaling force (FL)
Corresponding motor voltage (VM) Corresponds to the vehicle speed at that time.
Motor speed (N0), The no-load motor voltage (VM0)
Then, the motor voltage (VM) Is the no-load motor voltage
(VM0) Is it controlled so as not to be less than
Treading force (FL) Periodically decreases even if motor speed decreases
(N) is the speed corresponding to the vehicle speed (N0) Do not drop below
No. As a result, there is almost no acceleration or deceleration of the motor,
Drive force (FM) Pedaling force (FL)
Can improve the driving feeling. In addition, adjustment of motor
Since the speed is lost, energy consumption is reduced and efficiency is reduced.
Is improved.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例の側面図 【図2】その動力系統図 【図3】その動力系の展開図 【図4】踏力の検出部を示す側面図 【図5】そのV−V線断面図 【図6】モ−タの動作特性図 【図7】踏力およびモ−タ駆動力の周期的変動を示す図 【符号の説明】 14 後輪 22 電動モータ 30 伝動系を形成する駆動軸 32 クランク軸 43 フリーホイールクラッチ 48 電気駆動系の一方向クラッチ 60 人力駆動系の一方向クラッチ 65 トルク検出手段 82 コントロ−ラ 84 車速検出手段[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a side view of one embodiment of the present invention. Fig. 2 Power system diagram FIG. 3 is a development view of the power system. FIG. 4 is a side view showing a treading force detection unit. FIG. 5 is a sectional view taken along line VV. FIG. 6 is an operating characteristic diagram of a motor. FIG. 7 is a diagram showing periodic fluctuations in pedaling force and motor driving force. [Explanation of symbols] 14 Rear wheel 22 Electric motor 30 Drive shafts forming transmission systems 32 crankshaft 43 Freewheel Clutch 48 One-way clutch for electric drive system 60 One-way clutch with human power drive 65 Torque detecting means 82 Controller 84 Vehicle speed detection means

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、人力による踏力の変化に対応して前記電気駆動系の
出力を制御する電動モータ付き自転車において、前記電
気駆動系に介在された一方向クラッチと、踏力を検出す
る踏力検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前
記車速に対応するモ−タ回転速度となる無負荷モ−タ電
圧(VM0)を求めこの無負荷モ−タ電圧(VM0)以上に
モ−タ電圧(VM)を保ちつつ前記踏力に対応してモ−
タによる駆動力を制御するコントロ−ラとを備えること
を特徴とする電動モータ付き自転車。
Claims: 1. A bicycle with an electric motor, wherein a human-powered drive system and an electric drive system are provided in parallel, and an output of the electric drive system is controlled in response to a change in pedaling force due to human power. A one-way clutch interposed in the drive system, a treading force detecting means for detecting a treading force, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and a no-load motor voltage (V M0) which is a motor rotation speed corresponding to the vehicle speed. ) asking the unloaded motor - capacitor voltage (V M0) above mode - mode in response to the depression force while maintaining the data voltage (V M) -
A bicycle with an electric motor, comprising: a controller for controlling a driving force by the motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10507886B2 (en) * 2016-07-29 2019-12-17 Shimano Inc. Bicycle controller

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011101944A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 パナソニック株式会社 Control method for motor of electrically assisted bicycle
JP2011168181A (en) * 2010-02-19 2011-09-01 Panasonic Corp Method for controlling motor of electric power-assisted bicycle

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