JP2002019684A - Front wheel driving power-assisted bicycle - Google Patents
Front wheel driving power-assisted bicycleInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人力の駆動力をモ
ータの駆動力によって補助する電動自転車に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric bicycle for assisting a human driving force by a motor driving force.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、人力による人力駆動部とモータに
よる電動駆動部との両方を兼ね備え、人力による駆動力
の大きさに応じてモータを駆動し、人力の駆動力をモー
タの駆動力によって補助する電動自転車が人気を呼んで
いる。2. Description of the Related Art Recently, both a human-powered drive unit and a motor-driven electric drive unit are provided, and a motor is driven in accordance with the magnitude of the manual drive force, and the human-powered drive force is assisted by the motor drive force. Electric bicycles are gaining in popularity.
【0003】従来、このような電動自転車は、本出願人
が提案したような、モータで後輪を直接回転させる、所
謂、後輪駆動タイプの電動アシスト自転車が知られてい
る。また、特開平7−329873号公報、特開平8−
150981号公報、、特開平8−207875号公報
に示すように、前輪に駆動部を設けるものも知られてい
る。Conventionally, as such an electric bicycle, a so-called rear-wheel drive type electric assist bicycle, in which a rear wheel is directly rotated by a motor, as proposed by the present applicant, is known. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-329873 and Japanese Patent Application Laid-Open
As disclosed in JP-A-150981 and JP-A-8-207875, there is also known one in which a drive unit is provided on the front wheel.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の前輪に駆動部を設ける電動自転車では、前輪
に駆動部があるため、前輪の重量が重くなり、ハンドル
操作の際に前輪の重さでハンドル操作がしにくく、コー
ナリング性が悪く、非常に乗りずらかった。また、ハン
ドルを切ってもアシスト比率が同じであるため、電動駆
動力が生じるために直進性は直進走行時と同じであり、
方向転回がしにくいといった問題があった。However, in such a conventional electric bicycle having a driving portion on the front wheel, the driving portion is provided on the front wheel, so that the weight of the front wheel becomes heavy, and the weight of the front wheel is increased when the steering wheel is operated. The steering wheel was difficult to operate, the cornering was poor, and it was very difficult to ride. Also, since the assist ratio is the same even when the steering wheel is turned, the straightness is the same as when traveling straight because the electric driving force is generated,
There was a problem that turning in the direction was difficult.
【0005】そこで本発明はかかる問題点を解決し、前
輪に駆動部を持ちながらも、コーナリング性を良好にす
ることができ、かつ操作性の良い前輪駆動電動自転車を
提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a front-wheel drive electric bicycle that can improve cornering and has good operability while having a driving portion on the front wheels, while solving the above-mentioned problems. .
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項1に係る前輪駆動電動自転車は、
ペダルからの人力駆動力を後輪に伝達する人力駆動部
と、前輪部にモータを駆動源とする電動駆動部とを有
し、ハンドル角度検出手段を備え、該検出手段の検出す
るハンドル角度に応じて電動駆動力を制御するように構
成した。In order to achieve the above object, a front-wheel drive electric bicycle according to claim 1 of the present invention is provided.
A human-powered drive unit that transmits a manual drive force from the pedal to the rear wheel, an electric drive unit that uses a motor as a drive source in the front wheel unit, and has a handle angle detection unit; The electric driving force is controlled accordingly.
【0007】この発明の請求項2に係る前輪駆動電動自
転車は、ペダルからの人力駆動力を後輪に伝達する人力
駆動部と、前輪部にモータを駆動源とする電動駆動部と
を有し、ハンドル角度検出手段を備え、該検出手段の検
出するハンドル角度に応じて電動駆動力を制御し、ハン
ドル角度が大きいほど電動駆動力が小さくなるように連
続的に制御するように構成した。A front-wheel drive electric bicycle according to a second aspect of the present invention has a human-powered drive unit that transmits a manual drive force from a pedal to a rear wheel, and an electric drive unit that uses a motor as a drive source in the front wheel unit. And a steering wheel angle detecting means, wherein the electric driving force is controlled in accordance with the steering wheel angle detected by the detecting means, and the electric driving force is continuously controlled such that the larger the steering wheel angle, the smaller the electric driving force.
【0008】この発明の請求項3に係る前輪駆動電動自
転車は、ペダルからの人力駆動力を後輪に伝達する人力
駆動部と、前輪部にモータを駆動源とする電動駆動部と
を有し、ハンドル角度検出手段を備え、該検出手段の検
出するハンドル角度に応じて電動駆動力を制御し、ハン
ドル角度が所定値以上に切られると、電動駆動力を所定
値まで減少制御するように構成した。A front-wheel drive electric bicycle according to a third aspect of the present invention has a human-powered drive unit that transmits a manual drive force from a pedal to the rear wheel, and an electric drive unit that uses a motor as a drive source in the front wheel unit. A steering angle detecting means for controlling the electric driving force in accordance with the steering wheel angle detected by the detecting means, and controlling the electric driving force to decrease to a predetermined value when the steering wheel angle is turned to a predetermined value or more. did.
【0009】この発明の請求項4に係る前輪駆動電動自
転車は、ペダルからの人力駆動力を後輪に伝達する人力
駆動部と、前輪部にモータを駆動源とする電動駆動部と
を有し、ハンドル角度検出手段を備え、該検出手段の検
出するハンドル角度に応じて電動駆動力を制御し、ハン
ドル角度が所定値以上に切られると、電動駆動力を所定
値まで減少し、ハンドル角度が所定値より大きくなるほ
ど電動駆動力が小さくなるように連続的に制御するよう
に構成した。A front-wheel drive electric bicycle according to a fourth aspect of the present invention has a human-powered drive unit for transmitting a manual drive force from a pedal to a rear wheel, and an electric drive unit using a motor as a drive source in the front wheel unit. A steering angle detecting means for controlling the electric driving force in accordance with the steering wheel angle detected by the detecting means. When the steering wheel angle is cut to a predetermined value or more, the electric driving force is reduced to a predetermined value, and the steering angle is reduced. The control is continuously performed so that the electric driving force becomes smaller as the value becomes larger than the predetermined value.
【0010】この発明の請求項5に係る前輪駆動電動自
転車は、ペダルからの人力駆動力を後輪に伝達する人力
駆動部と、前輪部にモータを駆動源とする電動駆動部と
を有し、ハンドル角度検出手段としてポテンショメータ
を備え、該検出手段の検出するハンドル角度に応じて電
動駆動力を制御するように構成した。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a front-wheel drive electric bicycle having a human-powered drive unit for transmitting a manual drive force from a pedal to a rear wheel, and an electric drive unit using a motor as a drive source in the front wheel unit. A potentiometer is provided as the steering wheel angle detecting means, and the electric driving force is controlled in accordance with the steering wheel angle detected by the detecting means.
【0011】この発明の請求項6に係る前輪駆動電動自
転車は、ペダルからの人力駆動力を後輪に伝達する人力
駆動部と、前輪部にモータを駆動源とする電動駆動部と
を有し、ハンドル角度検出手段としてポテンショメータ
をハンドル軸とフレーム間に備え、該検出手段の検出す
るハンドル角度に応じて電動駆動力を制御するように構
成した。A front-wheel drive electric bicycle according to a sixth aspect of the present invention has a human-powered drive unit for transmitting a manual drive force from a pedal to a rear wheel, and an electric drive unit using a motor as a drive source in the front wheel unit. A potentiometer is provided between the handle shaft and the frame as handle angle detecting means, and the electric driving force is controlled according to the handle angle detected by the detecting means.
【0012】これにより、本発明の前輪駆動電動自転車
は、ハンドルの切れ角度によって、角度が大きいときに
電動駆動部の出力駆動力を小さくしたので、電動駆動力
の出力が直進時よりも小さくなり、直進性が低下するた
めハンドル操作を行い易くすることができる。Thus, in the front-wheel drive electric bicycle of the present invention, the output drive force of the electric drive unit is reduced when the angle is large due to the turning angle of the steering wheel, so that the output of the electric drive force is smaller than when the vehicle is traveling straight. Since the straightness is reduced, the steering operation can be easily performed.
【0013】この発明の請求項7に係る前輪駆動電動自
転車は、ペダルからの人力駆動力を後輪に伝達する人力
駆動部と、前輪部にモータを駆動源とする電動駆動部と
を有し、ハンドル角度検出手段と前記人力駆動部の人力
駆動力を検出するトルクセンサを備え、該ハンドル角度
検出手段の検出するハンドル角度に応じて電動駆動力を
制御し、該トルクセンサの検出値に応じた駆動力で前記
電動駆動部の駆動力を制御するように構成した。A front-wheel drive electric bicycle according to a seventh aspect of the present invention has a human-powered drive unit for transmitting a manual drive force from a pedal to a rear wheel, and an electric drive unit using a motor as a drive source in the front wheel unit. A steering angle detecting means and a torque sensor for detecting a manual driving force of the manual driving section, the electric driving force is controlled in accordance with a steering angle detected by the steering angle detecting means, and a detection value of the torque sensor is controlled. The driving force of the electric driving unit is controlled by the driving force.
【0014】これにより、前輪駆動電動自転車におい
て、トルクセンサの検出値に応じた駆動力で前記電動駆
動部の駆動力を制御すると共に、特に、前スプロケット
にトルクセンサを設けた場合には、ペダルに連動したク
ランクに固定したプレートと、前スプロケットとの間に
人力の大きさによって伸縮する弾性体を設け、プレート
の周辺にトルクセンサを取り付けることができ、構成が
簡単でプレートの部分をユニット化することができるの
で組み立てが容易となる。With this, in the front-wheel drive electric bicycle, the driving force of the electric driving unit is controlled by the driving force corresponding to the detection value of the torque sensor. An elastic body that expands and contracts according to the level of human power is provided between the plate fixed to the crank linked to the front and the front sprocket, and a torque sensor can be attached around the plate, making the configuration simple and unitizing the plate part Can be easily assembled.
【0015】この発明の請求項8に係る前輪駆動電動自
転車は、ペダルからの人力駆動力を後輪に伝達する人力
駆動部と、前輪部にモータを駆動源とする電動駆動部と
を有し、ハンドル角度検出手段と前記人力駆動部の人力
駆動力を検出するトルクセンサを備え、該ハンドル角度
検出手段の検出するハンドル角度に応じて電動駆動力を
制御し、該トルクセンサの検出値に応じた駆動力で前記
電動駆動部の駆動力を制御し、かつ、駆動力の減少は、
人力駆動力に対する電動駆動力の比率を下げるように構
成した。The front-wheel drive electric bicycle according to claim 8 of the present invention has a human-powered drive unit for transmitting the manual drive force from the pedal to the rear wheel, and an electric drive unit using a motor as a drive source at the front wheel unit. A steering angle detecting means and a torque sensor for detecting a manual driving force of the manual driving section, the electric driving force is controlled in accordance with a steering angle detected by the steering angle detecting means, and a detection value of the torque sensor is controlled. Controlling the driving force of the electric drive unit with the driving force, and reducing the driving force,
The ratio of the electric driving force to the manual driving force is reduced.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、前輪直接駆動タイプの電動
自転車の例を図面に基づいて説明する。図1は前輪直接
駆動タイプの電動自転車の全体斜視図であり、図中、電
動自転車本体には後述するモータによる電動駆動部が備
えられており、人力によるトルクの大きさに応じて電動
駆動部の駆動力を変化させ、人力による力を電動駆動部
の力によって補助して走行させるようになっている。本
発明はかかるタイプのものに限らず、アクセル等の使用
者の操作で電動駆動部の駆動力を変化させるタイプのも
のにもでも構わない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of an electric bicycle of a front-wheel direct drive type will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view of an electric bicycle of a front-wheel direct drive type. In the drawing, the electric bicycle main body is provided with an electric drive unit by a motor described later. The driving force of the electric drive unit is changed to drive the vehicle by assisting the power of the human power by the power of the electric driving unit. The present invention is not limited to this type, but may be a type in which the driving force of the electric drive unit is changed by the operation of a user such as an accelerator.
【0017】前輪駆動電動自転車本体のメインフレーム
1は、前部に設けられたヘッドパイプ2、サドル4から
下方に設けられたシートチューブ3と連結されている。
ヘッドパイプ2にはハンドル12と前輪5が取付けてあ
り、前輪5はスポーク、リム、タイヤから構成され、前
輪5のハブ内の回転軸10の部分にはモータを内蔵する
盤状ケーシング20が設けられている。前輪5はハンド
ル12によって操舵されるようになっている。また、後
輪6もスポーク、リム、タイヤから構成され、人力駆動
部の駆動力で回転される。The main frame 1 of the front wheel drive electric bicycle main body is connected to a head pipe 2 provided at a front portion and a seat tube 3 provided below a saddle 4.
A handle 12 and a front wheel 5 are attached to the head pipe 2. The front wheel 5 is composed of spokes, rims, and tires. A rotating casing 10 in a hub of the front wheel 5 is provided with a disk-shaped casing 20 containing a motor. Have been. The front wheel 5 is steered by a steering wheel 12. The rear wheel 6 also includes spokes, rims, and tires, and is rotated by the driving force of the manual driving unit.
【0018】ハンドル12と前輪5を連繋するヘッドパ
イプ2のハンドルポストには、ハンドルがどれだけ切ら
れたかを検出するハンドル角度検出手段が取付けてあ
り、この検出手段として、実施例では、ポテンショメー
タで構成されたものを用いている。A handle post of the head pipe 2 connecting the handle 12 and the front wheel 5 is provided with a handle angle detecting means for detecting how much the handle is turned. In this embodiment, a potentiometer is used as the detecting means. The configured one is used.
【0019】図4(A)(B)にポテンショメータで構
成されハンドル角度検出手段の概要を示す。図4(A)
はポテンショメータ取付斜視図、図4(B)は平面断面
図である。ポテンショメータ18はフレームを構成する
ヘッドパイプ2部分に固定され、ハンドル12の軸の回
動と共にポテンショメータの回動部18aが回転するよ
うに設けられており、ハンドル12を切ると、ポテンシ
ョメータ12の抵抗値が変化するようになっている。そ
して、該ポテンショメータ12の検出するハンドル角度
に応じて電圧信号が、後述する制御回路に入力され電動
駆動力を制御する。FIGS. 4A and 4B show an outline of a steering wheel angle detecting means constituted by a potentiometer. FIG. 4 (A)
FIG. 4 is a perspective view of mounting a potentiometer, and FIG. 4B is a plan sectional view. The potentiometer 18 is fixed to the portion of the head pipe 2 constituting the frame, and is provided so that the rotating portion 18a of the potentiometer rotates with the rotation of the shaft of the handle 12. When the handle 12 is turned off, the resistance of the potentiometer 12 is reduced. Is changing. Then, a voltage signal is input to a control circuit described later in accordance with the steering wheel angle detected by the potentiometer 12 to control the electric driving force.
【0020】人力駆動部はペダル7、クランク8及びチ
ェーン9を備えており、使用者がペダル7を踏むことで
クランク8が回転し、チェーン9を介して前記後輪6を
回転させる。この例ではチェーンを人力の伝達部材とし
たが、これに限らずチェーンの代わりにベルト、回転軸
等によるものでも構わない。The human-powered drive unit includes a pedal 7, a crank 8, and a chain 9. When the user steps on the pedal 7, the crank 8 rotates, and the rear wheel 6 rotates via the chain 9. In this example, the chain is a transmission member of human power. However, the invention is not limited to this, and a chain, a belt, a rotating shaft or the like may be used instead of the chain.
【0021】前輪5の操舵をするハンドル12の左右両
端にはブレーキレバ13,13が取付けてあり、また前
輪5及び後輪6には夫々ブレーキ装置14,15が設け
てあり、ブレーキレバ13,13とブレーキ装置14,
15とはブレーキワイヤ16によって連結されている。Brake levers 13 and 13 are attached to both left and right ends of a steering wheel 12 for steering the front wheel 5, and brake devices 14 and 15 are provided for the front wheel 5 and the rear wheel 6, respectively. 13 and brake device 14,
15 is connected by a brake wire 16.
【0022】サドル4から下方に設けられたシートチュ
ーブ3はモータの電源となるバッテリ部11が取付けて
ある。このバッテリ部11は、シートチューブ3にスラ
イド着脱可能に取付けられるバッテリケースと、該バッ
テリケースに収納した単一型充電式電池によって構成さ
れており、電源電圧は略24ボルトである。A seat tube 3 provided below the saddle 4 is provided with a battery unit 11 serving as a power supply for a motor. The battery section 11 includes a battery case slidably attached to and detachable from the seat tube 3 and a single rechargeable battery housed in the battery case. The power supply voltage is approximately 24 volts.
【0023】17は、前記ペダル7の回転と共に回転す
る前スプロケットで、前スプロケット17にはチエーン
9が掛かっており、前スプロケット17の回転を前記後
輪6に伝達するようになっている。前記クランク8や前
スプロケット17を回転部材という。Reference numeral 17 denotes a front sprocket which rotates with the rotation of the pedal 7. A chain 9 is hung on the front sprocket 17, and the rotation of the front sprocket 17 is transmitted to the rear wheel 6. The crank 8 and the front sprocket 17 are called rotating members.
【0024】クランク8に固定したプレートと、前スプ
ロケット17との間には、金属製で一部を切り欠いた弾
性を有するリング状の弾性体、例えばワッシャーバネを
有し、ペダル7を踏むことで伝達する人力駆動力はクラ
ンク8を介してワッシャーバネを撓ませるので、トルク
センサとしてこの撓みを利用し検出している。Between the plate fixed to the crank 8 and the front sprocket 17, there is provided a ring-shaped elastic body made of metal and having a partially cut-out elasticity, for example, a washer spring, and the pedal 7 is depressed. Since the human-powered driving force transmitted in step (1) causes the washer spring to bend through the crank 8, the torque sensor detects the use of the bending.
【0025】このように、クランク8に固定したプレー
トと、前スプロケット17との間にワッシャーバネを設
けたので、プレートの周辺にトルクセンサを取り付ける
ことができ、構成が簡単になる他、プレートの部分をユ
ニット化することができるので組み立てが簡単になる。
また、トルクセンサは、上述のように、前スプロケット
17の回転部材に設けることのみに限定されることな
く、他の公知の手段を採用することができる。As described above, since the washer spring is provided between the plate fixed to the crank 8 and the front sprocket 17, a torque sensor can be attached to the periphery of the plate. Since the parts can be unitized, assembly is simplified.
Further, as described above, the torque sensor is not limited to being provided only on the rotating member of the front sprocket 17, and other known means can be adopted.
【0026】盤状ケーシング20は、図2に示すよう
に、前輪5と連動されて回転する回転側ケーシング21
と前輪駆動電動自転車本体に固定される固定側ケーシン
グ22とを備えており、更に、固定側ケーシング22に
はモータの制御回路(図示しない)が内蔵固定されてい
る。As shown in FIG. 2, the disc-shaped casing 20 is a rotating casing 21 which rotates in conjunction with the front wheel 5.
And a fixed-side casing 22 fixed to the front-wheel-drive electric bicycle main body. Further, the fixed-side casing 22 has a motor control circuit (not shown) fixed therein.
【0027】また、盤状ケーシング20の固定側ケーシ
ング22にはモータのステータ23とブラシ25が設け
られ、全体が車軸10に固定されている。回転側ケーシ
ング21にはモータのロータが固定され、前記ブラシ2
5から整流子26を介して給電されるロータ24の回転
力を、遊星歯車装置からなる減速装置を介して伝達され
るように構成されている。A stator 23 and a brush 25 of the motor are provided on a fixed casing 22 of the disc-shaped casing 20, and the whole is fixed to the axle 10. The rotor of the motor is fixed to the rotating casing 21 and the brush 2
The rotational force of the rotor 24, which is supplied with electric power from the motor 5 through the commutator 26, is transmitted through a reduction gear comprising a planetary gear unit.
【0028】減速装置となる遊星歯車装置は、図3に示
すように、回転側ケーシング21内に内歯車27と3個
の遊星ギヤ28及び車軸10の周りのサンギヤ19から
構成され、回転側ケーシング21に伝達された電動駆動
力は前輪5を駆動する。As shown in FIG. 3, the planetary gear device serving as a speed reducer includes an internal gear 27, three planetary gears 28 and a sun gear 19 around the axle 10 in a rotary casing 21. The electric driving force transmitted to 21 drives front wheels 5.
【0029】盤状ケーシング20の固定側ケーシング2
2はネジによって固定部材に固定され、固定部材はプレ
ート29にネジ止めされ、プレート29は、モータ駆動
による反力で固定側ケーシング22が回転しないよう
に、自転車のフレームに固定されている。Fixed side casing 2 of disc-shaped casing 20
2 is fixed to a fixing member by a screw, and the fixing member is screwed to a plate 29. The plate 29 is fixed to a bicycle frame so that the fixed casing 22 does not rotate due to a reaction force generated by a motor.
【0030】本発明の前輪駆動アシストモータの駆動回
路の概要を図5に示す。図において、バッテリ電源11
からの出力をメインスイッチ31を介して定電圧回路3
3で定電圧化されてマイコンで構成される制御回路32
に供給される。制御回路32には電流検出回路36、電
圧検出回路37、ハンドル角度センサ18の出力、トル
クセンサ38の出力が供給され、これらの検出信号に基
づいて所定のプログラムに従ってモータ駆動回路35に
駆動信号を出力し、駆動回路35は半導体素子39を介
してアシストモータMに通電制御する。また、制御回路
32はバッテリ残量表示回路34にバッテリの充電状態
を示す信号を出力する。FIG. 5 shows an outline of a drive circuit for a front wheel drive assist motor according to the present invention. In the figure, a battery power supply 11
Output from the main switch 31 to the constant voltage circuit 3
3. A control circuit 32 which is made to be a constant voltage and constituted by a microcomputer
Supplied to The control circuit 32 is supplied with the current detection circuit 36, the voltage detection circuit 37, the output of the steering wheel angle sensor 18, and the output of the torque sensor 38, and based on these detection signals, sends drive signals to the motor drive circuit 35 according to a predetermined program. The drive circuit 35 controls the power supply to the assist motor M via the semiconductor element 39. Further, the control circuit 32 outputs a signal indicating the state of charge of the battery to the battery remaining amount display circuit 34.
【0031】次に、本発明の前輪駆動電動自転車の直進
走行時における電動駆動部の電動駆動力について説明す
る。人力駆動力によって人力トルクの生じた分だけワッ
シャーバネが撓むことになり、この撓みを検知すること
により、人力トルクの大きさの変化として盤状ケーシン
グ20内の固定側ケーシング22に固定されているモー
タの制御回路32に入力することになる。Next, the electric driving force of the electric driving unit when the front-wheel drive electric bicycle of the present invention travels straight will be described. The washer spring bends by the amount of the manpower torque generated by the manpower driving force. By detecting the warpage, the washer spring is fixed to the fixed side casing 22 in the disc-shaped casing 20 as a change in the magnitude of the manpower torque. Is input to the control circuit 32 of the motor.
【0032】そして、制御回路32は、入力する人力駆
動力と電動駆動力の大きさが同じになるようにプログラ
ムされており、入力される人力駆動力と同じ大きさのト
ルクで盤状ケーシング20内に内蔵されたモータが駆動
することになり、モータの駆動力によって前輪5を回転
させる。このように、後輪6は人力駆動力で、前輪5は
人力駆動力と同じ大きさの電動駆動力によって駆動され
る。The control circuit 32 is programmed so that the magnitude of the inputted manual driving force is equal to the magnitude of the electric driving force, and the control circuit 32 is driven by the torque of the same magnitude as the inputted manual driving force. The motor built therein drives the front wheel 5 by the driving force of the motor. As described above, the rear wheel 6 is driven by the manual driving force, and the front wheel 5 is driven by the electric driving force having the same magnitude as the manual driving force.
【0033】次に、前輪駆動電動自転車が旋回し方向変
更を行う時の電動駆動部の電動駆動力について説明をす
る。自転車が旋回し方向変更を行うと、ハンドル角度検
出手段(ポテンショメータ)18は、ハンドル角度に応
じて電圧信号を検出し、モータの制御回路32に入力す
る。制御回路32はハンドル角度に応じて電動駆動力を
制御する。Next, the electric driving force of the electric driving unit when the front wheel drive electric bicycle turns and changes the direction will be described. When the bicycle turns and changes direction, the steering wheel angle detecting means (potentiometer) 18 detects a voltage signal according to the steering wheel angle and inputs the voltage signal to the motor control circuit 32. The control circuit 32 controls the electric driving force according to the steering wheel angle.
【0034】また、ハンドル角度検出手段18で検出さ
れたハンドル角度に応じた電動駆動力の大きさを、制御
回路32は内蔵するテーブルから算出し、ハンドル角度
が大きいほど制御回路32は電動駆動力が小さくなるよ
うに連続的に制御する。Further, the control circuit 32 calculates the magnitude of the electric driving force according to the steering wheel angle detected by the steering wheel angle detecting means 18 from a built-in table. Is continuously controlled so that is smaller.
【0035】また、小さいハンドル操作に対して過敏に
反応しないように、ハンドル角度が所定値以上に切られ
ると、制御回路32電動駆動力を所定値まで減少する2
値制御を行う。必要によっては、ハンドル角度が所定値
以上に切られると、制御回路32は電動駆動力を所定値
まで減少する2値制御を行い、ハンドル角度が所定値よ
り大きくなるに従って電動駆動力が小さくなるように連
続的に制御することも可能である。Further, when the steering wheel angle is cut to a predetermined value or more so as not to react excessively to a small steering operation, the control circuit 32 reduces the electric driving force to a predetermined value.
Perform value control. If necessary, when the steering wheel angle is cut to a predetermined value or more, the control circuit 32 performs binary control to reduce the electric driving force to a predetermined value, and the electric driving force decreases as the steering wheel angle becomes larger than the predetermined value. It is also possible to control continuously.
【0036】更に、ハンドル角度検出手段18で検出さ
れたハンドル角度に応じた電動駆動力の大きさ及び人力
駆動力を検出するトルクセンサ38の検出値に応じた駆
動力でアシストするようにし、ハンドル角度に応じた駆
動力の減少は人力駆動力に対する電動駆動力の比率を下
げることにより行う。Further, assisting is performed by a driving force corresponding to the magnitude of the electric driving force according to the steering wheel angle detected by the steering wheel angle detecting means 18 and the detected value of the torque sensor 38 for detecting the manual driving force. The reduction of the driving force according to the angle is performed by reducing the ratio of the electric driving force to the manual driving force.
【0037】上述した本発明の前輪駆動アシストモータ
の制御動作を図6の制御フローによって説明する。ステ
ップS1で制御をスタートする。ステップS2でハンド
ル角度が検出されると、ステップS3において、ハンド
ル角度≧所定値であるかどうかが判定される。ハンドル
角度が所定値より小であったら、ステップS2に戻り、
再びハンドル角度が検出される。The control operation of the front wheel drive assist motor of the present invention will be described with reference to the control flow of FIG. Control is started in step S1. When the steering wheel angle is detected in step S2, it is determined in step S3 whether the steering wheel angle ≥ a predetermined value. If the steering wheel angle is smaller than the predetermined value, the process returns to step S2,
The steering wheel angle is detected again.
【0038】ハンドル角度≧所定値であれば、ステップ
S4に至り、その時のハンドル角度よりモータのアシス
ト力を算出する。次にステップS5で、算出されたアシ
スト力が現在のアシスト力より大であるかどうかが判定
される。ステップS5で、算出されたアシスト力が現在
のアシスト力より小(No)と判定されたならば、ステ
ップS7に至り、電動駆動のアシスト力を下げる(do
wn)ように制御回路32はモータ駆動回路35に指令
を出す。If the steering wheel angle ≧ the predetermined value, the process proceeds to step S4, and the assist force of the motor is calculated from the steering wheel angle at that time. Next, in step S5, it is determined whether the calculated assist force is greater than the current assist force. If it is determined in step S5 that the calculated assist force is smaller than the current assist force (No), the process proceeds to step S7, in which the assist force of the electric drive is reduced (do
The control circuit 32 issues a command to the motor drive circuit 35 as shown in wn).
【0039】もし、算出されたアシスト力が現在のアシ
スト力より大(Yes)と判定されたならば、ステップ
S6に至り、電動駆動のアシスト力を上げる(up)よ
うに制御回路32はモータ駆動回路35に指令を出す。
一連のルーチンが終了すると再びステップS2に戻り、
同様な制御を繰り返す。If it is determined that the calculated assist force is larger than the current assist force (Yes), the process proceeds to step S6, where the control circuit 32 drives the motor so as to increase the electric power assist force (up). A command is issued to the circuit 35.
When a series of routines is completed, the process returns to step S2 again.
The same control is repeated.
【0040】上記実施形態では、人力トルクによる電動
駆動部の駆動力を変化させるタイプの前輪駆動電動自転
車を例に挙げて説明したが、本発明はかかるタイプのも
のに限らず、アクセル等の使用者の操作で電動駆動部の
駆動力を変化させるタイプのものでも構わないことは勿
論である。In the above embodiment, a front-wheel drive electric bicycle of a type in which the driving force of the electric drive unit is changed by human torque has been described as an example. However, the present invention is not limited to this type, and the use of an accelerator or the like is not limited to this type. Needless to say, a type in which the driving force of the electric driving unit is changed by a user's operation may be used.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上のように、本発明の前輪駆動電動自
転車は、ハンドル角度の切れの程度によって、角度が大
きい時に電動駆動部の出力駆動力を小さくしたので、電
動駆動力の出力が直進時よりも小さくなり、直進性が低
下するためハンドルを容易に旋回することができる。従
って、前輪駆動にしてもハンドル操作が楽になり、旋回
性を向上することができる。As described above, in the front-wheel drive electric bicycle of the present invention, the output drive power of the electric drive unit is reduced when the angle is large, depending on the degree of the steering wheel angle being cut, so that the output of the electric drive power goes straight. The steering wheel can be easily turned because the straightness is reduced. Therefore, the steering wheel operation becomes easy even with the front wheel drive, and the turning performance can be improved.
【0042】また、前輪駆動電動自転車において、トル
クセンサの検出値に応じた駆動力で前記電動駆動部の駆
動力を制御すると共に、特に、前スプロケットにトルク
センサを設けた場合には、ペダルに連動したクランクに
固定したプレートと、前スプロケットとの間に人力の大
きさによって伸縮する弾性体を設け、プレートの周辺に
トルクセンサを取り付けることができ、構成が簡単でプ
レートの部分をユニット化することができるので組み立
てが容易となる。In a front-wheel drive electric bicycle, the driving force of the electric driving unit is controlled by a driving force corresponding to the value detected by the torque sensor. An elastic body that expands and contracts according to the level of human power is provided between the plate fixed to the interlocked crank and the front sprocket, and a torque sensor can be attached to the periphery of the plate. Can be easily assembled.
【図1】前輪駆動電動自転車全体図。FIG. 1 is an overall view of a front-wheel drive electric bicycle.
【図2】盤状ケーシングの断面図。FIG. 2 is a sectional view of a board-shaped casing.
【図3】遊星歯車装置の配置図。FIG. 3 is a layout diagram of a planetary gear device.
【図4】ハンドル角度検出手段の概要図。FIG. 4 is a schematic diagram of a steering wheel angle detecting means.
【図5】アシストモータ駆動回路の概要図。FIG. 5 is a schematic diagram of an assist motor drive circuit.
【図6】アシストモータの制御動作フロー。FIG. 6 is a control operation flow of the assist motor.
【符号の説明】 1 メインフレーム 2 ヘッドパイプ 3 シートチューブ 4 サドル 5 前輪 6 後輪 7 ペダル 8 クランク 9 チェーン 10 車軸 11 バッテリ部 12 ハンドル 13 ブレーキレバ 14,15 ブレーキ装置 16 ワイヤ 17 前スプロケット 18 ハンドル角度検出手段(ポテンショメ
ータ) 19 サンギヤ 20 盤状ケーシング 21 回転側ケーシング 22 固定側ケーシング 23 モータのステータ 24 モータのロータ 25 ブラシ 26 整流子 27 内歯車 28 遊星ギヤ 29 プレート 31 メインスイッチ 32 制御回路 33 定電圧回路 34 バッテリ残量表示回路 35 駆動回路 36 電流検出回路 37 電圧検出回路 38 トルクセンサ 39 半導体スイッチング素子[Description of Signs] 1 Main frame 2 Head pipe 3 Seat tube 4 Saddle 5 Front wheel 6 Rear wheel 7 Pedal 8 Crank 9 Chain 10 Axle 11 Battery section 12 Handle 13 Brake lever 14, 15 Brake device 16 Wire 17 Front sprocket 18 Handle angle Detecting means (potentiometer) 19 sun gear 20 disc-shaped casing 21 rotating casing 22 fixed casing 23 motor stator 24 motor rotor 25 brush 26 commutator 27 internal gear 28 planetary gear 29 plate 31 main switch 32 control circuit 33 constant voltage circuit 34 battery remaining amount display circuit 35 drive circuit 36 current detection circuit 37 voltage detection circuit 38 torque sensor 39 semiconductor switching element
フロントページの続き (72)発明者 相良 弘明 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松本 敏宏 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 乾 誠貴 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内Continuing from the front page (72) Inventor Hiroaki Sagara 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Toshihiro Matsumoto 2-5-2-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Inside Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Seiki Inui 2-5-1-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.
Claims (8)
る人力駆動部と、前輪部にモータを駆動源とする電動駆
動部とを有し、ハンドル角度検出手段を備え、該検出手
段の検出するハンドル角度に応じて電動駆動力を制御す
ることを特徴とする前輪駆動電動自転車。1. A human-powered drive unit for transmitting a manual drive force from a pedal to a rear wheel, an electric drive unit using a motor as a drive source on a front wheel unit, a steering wheel angle detecting unit, An electric bicycle driven by a front wheel, wherein an electric driving force is controlled in accordance with a detected steering wheel angle.
小さくなるように連続的に制御することを特徴とする請
求項1記載の前輪駆動電動自転車。2. The front-wheel drive electric bicycle according to claim 1, wherein the control is continuously performed such that the larger the steering wheel angle, the smaller the electric driving force.
と、電動駆動力を所定値まで減少制御することを特徴と
する請求項1記載の前輪駆動電動自転車。3. The front-wheel drive electric bicycle according to claim 1, wherein when the steering wheel angle is turned to a predetermined value or more, the electric driving force is controlled to decrease to a predetermined value.
と、電動駆動力を所定値まで減少し、ハンドル角度が所
定値より大きくなるほど電動駆動力が小さくなるように
連続的に制御することを特徴とする請求項1記載の前輪
駆動電動自転車。4. When the steering wheel angle is cut to a predetermined value or more, the electric driving force is reduced to a predetermined value, and the electric driving force is continuously controlled so that the electric driving force decreases as the steering wheel angle becomes larger than the predetermined value. The front-wheel drive electric bicycle according to claim 1, wherein
メータによって構成されることを特徴とする請求項1記
載の前輪駆動電動自転車。5. The front wheel drive electric bicycle according to claim 1, wherein said steering wheel angle detecting means is constituted by a potentiometer.
フレーム間に設けたことを特徴とする請求項5記載の前
輪駆動電動自転車。6. The front-wheel drive electric bicycle according to claim 5, wherein the potentiometer is provided between a handle shaft and a frame.
トルクセンサを設け、該トルクセンサの検出値に応じた
駆動力で前記電動駆動部の駆動力を制御することを特徴
とする請求項1記載の前輪駆動電動自転車。7. A driving apparatus according to claim 1, further comprising a torque sensor for detecting a manual driving force of said manual driving section, wherein the driving force of said electric driving section is controlled by a driving force corresponding to a detected value of said torque sensor. The front-wheel drive electric bicycle according to 1.
動駆動力の比率を下げることを特徴とする請求項7記載
の前輪駆動電動自転車。8. The front-wheel drive electric bicycle according to claim 7, wherein the reduction of the driving force reduces the ratio of the electric driving force to the manual driving force.
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2002019684A (en) |
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