| 【発明の名称】 |
電動補助自転車の補助動力制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】林 一宏
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| 【要約】 |
【課題】消費電流を低く抑えてバッテリの１回の充電当たりの航続距離を延ばすことができる電動補助自転車の補助動力制御方法を提供する。
【構成】踏力を検出してその踏力の大きさに応じたアシスト電流を電動モータ１２に供給し、該電動モータ１２が発生する補助動力によるアシストを受けて走行する電動補助自転車１において、正弦波状に変化する踏力波形の下死点から上死点までの踏力上昇部においては正規のアシスト電流を供給し、上死点を超えて下死点に至るまでの踏力下降部においてはアシスト電流の供給を中止又はアシスト電流を正規の設定値よりも低く設定する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏力を検出してその踏力の大きさに応じたアシスト電流を電動モータに供給し、該電動モータが発生する補助動力によるアシストを受けて走行する電動補助自転車において、正弦波状に変化する踏力波形の下死点から上死点までの踏力上昇部においては正規のアシスト電流を供給し、上死点を超えて下死点に至るまでの踏力下降部においてはアシスト電流の供給を中止又はアシスト電流を正規の設定値よりも低く設定することを特徴とする電動補助自転車の補助動力制御方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動補助自転車の補助動力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
踏力を検出してその踏力の大きさに応じたアシスト電流を電動モータに供給し、該電動モータが発生する補助動力によるアシストを受けて走行する電動補助自転車が開発され、既に実用に供されている。
【０００３】
斯かる電動補助自転車においては、バッテリから電動モータに供給されるアシスト電流は電動モータが乗員の踏力とほぼ同等の補助動力を発生するような値に設定される。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開平５−２４６３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の電動補助自転車の補助動力の制御においては、補助動力によるアシストが不要である場合、或はアシストは必要であっても少なくて良い場合にも規定のアシスト電流を電動モータに供給して所定の補助動力を発生させていたため、無駄な電流消費が生じ、バッテリの１回の充電当たりの航続距離が延びないという問題があった。
【０００５】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、消費電流を低く抑えてバッテリの１回の充電当たりの航続距離を延ばすことができる電動補助自転車の補助動力制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、踏力を検出してその踏力の大きさに応じたアシスト電流を電動モータに供給し、該電動モータが発生する補助動力によるアシストを受けて走行する電動補助自転車において、正弦波状に変化する踏力波形の下死点から上死点までの踏力上昇部においては正規のアシスト電流を供給し、上死点を超えて下死点に至るまでの踏力下降部においてはアシスト電流の供給を中止又はアシスト電流を正規の設定値よりも低く設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、乗員が電動補助自転車を漕ぐサイクルの中で力を加えていく踏力上昇部では正規のアシスト電流が電動モータに供給されて必要十分な正規の補助動力が得られる反面、力を抜いていく踏力下降部ではアシスト電流の供給を中止又はアシスト電流を正規の設定値よりも低くして消費電流を低く抑えることができるため、合理的な電流消費が可能となって全体として消費電流を低く抑えることができ、結果としてバッテリの１回の充電当たりの電動補助自転車の航続距離を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
先ず、本発明が適用される電動補助自動車１の概略構成を図１に基づいて説明する。
【００１０】
図１は電動補助自転車１の側面図であり、該電動補助自転車１はその車体前方上部にヘッドパイプ２を有しており、該ヘッドパイプ２にはハンドルステム３が回動自在に挿通している。そして、ハンドルステム３の上端にはハンドル４が前方にオフセットして取り付けられ、同ハンドルステム３の下端にはフロントフォーク５が結着されており、該フロントフォーク５の下端部には前輪６が回転自在に軸支されている。
【００１１】
前記ヘッドパイプ２からダウンチューブ７が車体後方に向かって斜め下方に延出しており、該ダウンチューブ７の略水平に延びる後端部からシートチューブ８が車体後方に向かって斜め上方に立設されている。そして、シートチューブ８内に上下動自在に嵌合保持されたシートポスト９の上端には可倒式のサドル１０が高さ調整可能に支持されている。
【００１２】
一方、車体の略中央下部にはパワーユニット１１が配置されている。このパワーユニット１１は、人力（踏力）による駆動系と電動モータ１２による補助動力系を並設して構成され、乗員の人力（踏力）と補助動力を合成して出力するものであって、これにはクランク軸１３が回転自在に支承されている。そして、クランク軸１３の左右にはクランク１４が取り付けられており、各クランク１４の端部にはペダル１５が回転自在に軸支されている。尚、ダウンチューブ７とシートチューブ８との接続部周辺及びパワーユニット１１の一部は樹脂製のカバー１６によって覆われている。又、パワーユニット１１には、人力（ペダル１５に入力される乗員の踏力）の大きさに応じて電動モータ１２の出力（補助動力）を制御するコントローラ１７が設けられている。ここで、電動モータ１２の出力（補助動力）の制御は該電動モータ１２に供給されるアシスト電流を制御することによってなされる。
【００１３】
前記パワーユニット１１の後部には左右一対のチェーンステー１８が略水平に延設されており、該チェーンステー１８の後端部と前記シートチューブ８の上端部とは左右一対のシートステー１９によって連結されている。そして、チェーンステー１８の後端の前記シートステー１９との連結部には後輪２０が回転自在に軸支されており、後輪２０の一部はリヤフェンダ２１によって覆われている。
【００１４】
前記後輪２０にはホイールスプロケット２２が結着されており、このホイールスプロケット２２と前記パワーユニット１１に設けられた不図示のドライブスプロケットとの間には無端状のチェーン２３が巻装されている。
【００１５】
本実施の形態に係る電動補助自転車１においては、前記サドル１０の下方であって、前記シートチューブ８とリヤフェンダ２１とで囲まれる空間にはバッテリ２４が着脱可能に装着されている。尚、バッテリ２４はサドル１０を跳ね上げて該サドル１０との干渉を避けた状態でシートチューブ８に沿って着脱される。
【００１６】
次に、前記パワーユニット１１における動力伝達経路を図２に示すブロック図に基づいて説明する。
【００１７】
乗員がペダル１５を漕いだ場合には、踏力（人力）はクランク軸１３及び一方向クラッチ２５を経て合力軸２６に伝達されるが、その伝達経路上で該踏力と車速が不図示の踏力センサと車速センサによってそれぞれ検出され、それらの検出信号はコントローラ１７に入力される。
【００１８】
すると、コントローラ１７は、これに入力される各種信号とメモリ２７に記憶された各種データに基づいて所定の補助動力（アシスト力）を算出し、その補助動力に見合う制御信号（出力指示信号）を電動モータ１２に対して出力する。
【００１９】
前記電動モータ１２が発生する補助助力は、減速機２８及び一方向クラッチ２９を経て前記合力軸２６に伝達され、合力はチェーン２３、一方向クラッチ３０と変速機構３１を経て後輪２０に伝達される。
【００２０】
次に、本発明の要旨である補助動力制御方法を図３及び図４に基づいて説明する。本実施形態に係る補助動力制御方法は、正弦波状に変化する踏力波形の下死点から上死点を超えるまでの踏力上昇部においては正規のアシスト電流を供給し、上死点を超えて下死点に至るまでの踏力下降部においてはアシスト電流の供給を中止又はアシスト電流を正規の設定値よりも低く設定することを特徴とする。
【００２１】
前記補助動力制御方法を具体的に説明する。なお尚、図３は補助動力の制御手順を示すフローチャート、図４は踏力と補助動力及び合力（＝踏力＋補助動力）の経時変化を示す図である。
【００２２】
図４に示す時間ｔo において乗員が電動補助自転車１のペダル１５を漕ぎ始めると、その踏力は図４（ａ）に示すように正弦波状に変化するが、本実施の形態に係る制御方法においては、この正弦波状に変化する踏力波形の下死点から上死点までの踏力上昇部（図４の時間ｔ1 〜ｔ2 、ｔ3 〜ｔ4 、…）においては電動モータ１２に正規のアシスト電流を供給し、上死点を超えて下死点に至るまでの踏力下降部（図４の時間ｔ2 〜ｔ3 、ｔ4 〜ｔ5 、…）においてはアシスト電流の供給を中止又はアシスト電流を正規の設定値よりも低く設定するようにしている。
【００２３】
従って、図４（ｂ）に示すように踏力上昇部（時間ｔ1 〜ｔ2 、ｔ3 〜ｔ4 、…）においては正規の補助動力が発生し、図４（ｃ）に示す合力（＝踏力＋補助動力）によって電動補助自転車１が駆動されて走行する。
【００２４】
一方、図４（ｂ）に示すように踏力下降部（時間ｔ2 〜ｔ3 、ｔ4 〜ｔ5 、…）においてはバッテリ２４から電動モータ１２へのアシスト電流の供給が中止されて補助動力がカットされるか、破線にて示すように補助動力が正規の値よりも低く設定される。尚、図４（ｃ）において、破線はアシスト電流を正規の値よりも低く設定した場合の合力を示し、補助動力を完全にカットした場合の合力は図（ａ）に示す踏力に等しくなる。
【００２５】
而して、コントローラ１７に内蔵されたモータコントロールプログラムのメインループにおいては図３に示すような処理がなされる。
【００２６】
即ち、現在の踏力が検出され（ステップＳ１１）、検出された現在の踏力が前回に検出された踏力以上であって且つその状態が一定時間連続したか否かが判断される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２での判断結果がＹＥＳである場合には踏力は踏力波形において踏力上昇部（図４の時間ｔ1 〜ｔ2 、ｔ3 〜ｔ4 、…）にあるために電動モータ１２には正規のアシスト電流が通電されて（ステップＳ１３）正規の補助動力が発生され（図４（ｂ）参照）、現在の踏力を次回の比較のために記憶する（ステップＳ１４）。
【００２７】
他方、ステップＳ１２での判断結果がＮＯである場合には、現在の踏力が前回の踏力よりも小さい状態が一定時間連続したか否かが判断され（ステップＳ１５）、判断結果がＮＯである場合には現在の状態を維持し（ステップＳ１６）、判断結果がＹＥＳである場合には踏力は踏力波形において踏力下降部（図４の時間ｔ2 〜ｔ3 、ｔ4 〜ｔ5 、…）にあるためにバッテリ２４から電動モータ１２へのアシスト電流の供給が中止されて補助動力がカットされるか、図４（ｂ）に破線にて示すように補助動力が正規の値よりも低く設定される（ステップＳ１７）。
【００２８】
而して、本実施の形態に係る補助動力制御方法によれば、乗員が電動補助自転車１を漕ぐサイクルの中で力を加えていく踏力上昇部では正規のアシスト電流が電動モータ１２に供給されて必要十分な正規の補助動力が得られる反面、力を抜いていく踏力下降部ではアシスト電流の供給を中止又はアシスト電流を正規の設定値よりも低くして消費電流を低く抑えることができるため、合理的な電流消費が可能となって全体として消費電流を低く抑えることができ、結果としてバッテリ２４の１回の充電当たりの電動補助自転車１の航続距離を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動補助自転車の側面図である。
【図２】前記電動補助自転車のパワーユニットにおける動力伝達経路を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る補助動力制御手順を示すフローチャートである。
【図４】前記実施の形態に係る補助動力制御方法を用いた場合の踏力と補助動力及び合力（＝踏力＋補助動力）の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１電動補助自転車
１１パワーユニット
１２電動モータ
１７コントローラ
２４バッテリ
特許の図
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００７６
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１９年１０月２２日（２００７．１０．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７６１９
【弁理士】
【氏名又は名称】下市 努
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| 【公開番号】 |
特開２００８−３０７５０（Ｐ２００８−３０７５０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年２月１４日（２００８．２．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２００７−２７４１２７（Ｐ２００７−２７４１２７） |
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