WO2025154383A1 - Control device and electrically assisted bicycle - Google Patents
Control device and electrically assisted bicycleInfo
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- WO2025154383A1 WO2025154383A1 PCT/JP2024/040879 JP2024040879W WO2025154383A1 WO 2025154383 A1 WO2025154383 A1 WO 2025154383A1 JP 2024040879 W JP2024040879 W JP 2024040879W WO 2025154383 A1 WO2025154383 A1 WO 2025154383A1
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/45—Control or actuating devices therefor
Definitions
- the present invention relates to a control device and an electrically assisted bicycle.
- a control device that determines whether or not assistance is required based on the force applied to the pedals, and if assistance is required, rotates the motor to provide assistance to the electrically assisted bicycle, and an electrically assisted bicycle equipped with such a control device are known (see, for example, Patent Document 1).
- the rotation of the pedals i.e. the rotation of the crankshaft connected to the pedals
- the driving force of a motor drive unit (MDU) equipped with a motor is transmitted to the crankshaft via a clutch, and the rotation of the pedals is assisted based on the control of the control device.
- MDU motor drive unit
- the clutch When the clutch is not transmitting the driving force of the motor drive unit to the crankshaft, for example, if the pedal is pressed in a direction to accelerate the electric assist bicycle, the clutch transitions to a state where it transmits driving force to the crankshaft. At this time, if the motor suddenly starts to operate, for example, by pressing hard on the pedal to move the electric assist bicycle that has stopped, metal parts such as the clutch may suddenly come into contact, and abnormal noises such as metallic sounds may be generated due to this sudden contact.
- one of the objectives of the present invention is to provide a control device that can prevent abnormal noises from occurring in an electrically assisted bicycle, and an electrically assisted bicycle that can prevent the occurrence of abnormal noises.
- the control device increases the magnitude of assistance for pedal rotation when the ratio of the rotation speed of the wheel to the rotation speed of the motor is within a predetermined range, compared to the magnitude of assistance for pedal rotation when the ratio of the rotation speed of the wheel to the rotation speed of the motor is outside the predetermined range.
- an electrically assisted bicycle includes the above-mentioned control device, a rotating device having the motor and a reducer, the pedal, and the wheel, and when the pedal is assisted by the rotating device, the magnitude of the following equation (1) is within a predetermined range, where Nw is the rotation speed (rpm) of the wheel, Nm is the rotation speed (rpm) of the motor, and gr MDU is the reduction ratio of the rotating device. Nm/(Nw ⁇ gr MDU )...(1)
- FIG. 1 is a side view showing an electrically assisted bicycle according to one embodiment of the present invention.
- the electrically assisted bicycle 1 includes a frame F, a handlebar H, a saddle S, a transmission body C, a chain ring CR, a sprocket SP, a battery B, a motor drive unit (MDU) 100 (hereinafter referred to as "MDU 100") as a rotating device, wheels (front wheel 2 and rear wheel 3), and pedals 4.
- MDU 100 motor drive unit
- the sprocket SP is attached to the rear wheel 3.
- the transmission body C is stretched across the chain ring CR and the sprocket SP.
- the MDU 100 includes a motor 40 and a control device 50 that controls the driving of the motor 40 to provide assistance to the electrically assisted bicycle 1.
- a driving force is transmitted to the wheel (typically the rear wheel 3) via the chain ring CR, the sprocket SP, and the transmission body C, enabling forward travel.
- the motor 40 of the MDU 100 rotates based on the control of the control device 50, and the force exerted by the driver on the pedal 4 is reduced (assisted) by the assistance provided by the rotation of the motor 40.
- the transmission body C may be a chain or a belt.
- a first sensor 5 is arranged, for example near the rotation axis of the front wheel 2 or rear wheel 3, for detecting the rotation speed Nw (rpm) of the wheel (front wheel 2 and rear wheel 3) and the vehicle speed Vb (km/h) of the electric assisted bicycle 1.
- detecting the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h) may mean that the first sensor 5 itself calculates the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h), that the first sensor 5 outputs a signal required to calculate the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h) to the control device 50, and the control device 50 calculates the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h), or that the first sensor 5 outputs a signal required to calculate the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h) to another calculation device (not shown), and the calculation device to which the output signal is input calculates the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h) and outputs them to the control device 50.
- a fourth sensor 8 for detecting a predetermined rotation angle An (deg) of the wheel is disposed, for example, near the rotation axis of the front wheel 2 or the rear wheel 3.
- "detecting a predetermined rotation angle An (deg) of the wheel” may mean that the fourth sensor 8 itself calculates the predetermined rotation angle An (deg), that the fourth sensor 8 outputs a signal required to calculate the predetermined rotation angle An (deg) of the wheel to the control device 50, and that the control device 50 calculates the predetermined rotation angle An (deg), or that the fourth sensor 8 outputs a signal required to calculate the predetermined rotation angle An (deg) of the wheel to another calculation device (not shown), and that the calculation device to which the output signal is input calculates the predetermined rotation angle An (deg) of the wheel and outputs it to the control device 50.
- the fourth sensor 8 outputs a signal Sa to the control device 50 each time the wheel (e.g., rear wheel 3) rotates a predetermined rotation angle An (deg). That is, the fourth sensor 8 outputs a signal Sa to the control device 50 indicating that the wheel has rotated a predetermined rotation angle An (deg).
- the predetermined rotation angle An (deg) is not particularly limited, but may be, for example, 30°, 120°, 90°, 60°, 45°, 15°, 10°, or any predetermined angle selected within the range of 1° to 360°.
- a second sensor 6 is disposed on the motor 40 for detecting the rotation speed Nm (rpm) of the rotor of the motor 40 (hereinafter simply referred to as “rotation speed Nm (rpm) of the motor 40").
- the reducer 10 of the rotation device 70 includes an output gear 16, a clutch 33, and a group of other members 11.
- the clutch 33 is a one-way clutch.
- the group of other members 11 is configured to transmit the rotational force of the output shaft 40S of the motor 40 to the output gear 16 at a certain reduction ratio, and may include, for example, a plurality of gears, a plurality of shafts, and a plurality of clutches (e.g., one-way clutches). Therefore, the reducer 10 has a predetermined reduction ratio gr MDU resulting from the output gear 16 and the group of other members 11, and can decelerate the rotation of the motor 40 based on this reduction ratio gr MDU .
- the output gear 16 has a cylindrical shape and includes a substantially annular gear 16a and a substantially cylindrical protrusion 16b that is arranged coaxially with the gear 16a.
- the crankshaft 23 passes through the space inside the output gear 16.
- the gear 16a of the output gear 16 is fixed to the crankshaft 23 via the clutch 33. More specifically, the inner circumferential surface of the gear 16a (the circumferential surface on the side closer to the crankshaft 23) is fixed to the outer circumferential surface of the clutch 33 (the circumferential surface on the side farther from the crankshaft 23). Meanwhile, the outer circumferential surface of the gear 16a meshes with gears included in the other member group 11 of the reducer 10.
- the gear 16a is housed inside the housing 60.
- the protrusion 16b of the output gear 16 is connected to the gear 16a, and protrudes from the gear 16a toward the other end 23b in the extension direction (axial or longitudinal direction) of the crankshaft 23. If necessary, the protrusion 16b may have an area with multiple teeth arranged in the circumferential direction (e.g., a gear) or an area with a spirally formed groove (e.g., a worm).
- a part of the protrusion 16b of the output gear 16 is outside the housing 60.
- a chain ring CR is fixed to the outer peripheral surface of the part of the protrusion 16b that is outside the housing 60.
- the clutch 33 is configured to transmit rotation of the crankshaft 23 in one direction (forward direction) and not transmit rotation in the other direction (reverse direction).
- the crankshaft 23 rotates in the reverse direction relative to the output gear 16.
- the metal members of the clutch 33 are disengaged, and the rotation of the crankshaft 23 is not transmitted to the output gear 16. That is, in this case, the rotation of the pedal 4 (rotation of the crankshaft 23) is not transmitted to the chain ring CR fixed to the output gear 16, preventing the rear wheel 3 from rotating in response to pedaling of the pedal 4.
- the output gear 16 may momentarily advance relative to the crankshaft 23 due to the rotational force assisted by the motor 40 immediately before, and the crankshaft 23 may momentarily rotate in the opposite direction relative to the output gear 16. Therefore, in this case, the metal members of the clutch 33 are in a disengaged state, and the rotation of the crankshaft 23 is not transmitted to the output gear 16. The crankshaft 23 then rotates in the forward direction.
- the metal members of the clutch 33 and the clutches of the other member group 11 come into contact with each other, connecting the crankshaft 23, the clutch 33, and the output gear 16, and the crankshaft 23 and the output gear 16 rotate together, and the rotation of the crankshaft 23 is transmitted to the output gear 16.
- the rotational force of the motor 40 can be transmitted to the rear wheel 3 via the output gear 16, and the force required to step on the pedal 4 is reduced (assisted) under certain conditions.
- a clutch RC is provided on the axle of the rear wheel 3.
- This clutch RC may be a one-way clutch such as a ratchet.
- the clutch RC is configured to transmit the rotation of the sprocket SP rotating in the forward direction relative to the rotation direction of the rear wheel 3 to the rear wheel 3, and not transmit the rotation of the sprocket SP rotating in the reverse direction relative to the rotation direction of the rear wheel 3 to the rear wheel 3.
- the rotation speed of the rear wheel 3 becomes greater than the rotation speed of the sprocket SP transmitted from the pedals 4, the rotation speed of the rear wheel 3 will become the same as the rotation speed of the sprocket SP transmitted from the pedals 4 (synchronize).
- the sprocket SP will rotate in the opposite direction to the rear wheel 3, so the metal members of the clutch RC will be released and the force applied to the pedals 4 will no longer be transmitted to the rear wheel 3, so it is desirable to release the drive (assist) of the motor 40.
- the control circuit 50a includes, as functional blocks, a first calculation unit 51, a second calculation unit 52, a third calculation unit 53, a fourth calculation unit 54, an output suppression unit 55, a judgment unit 56, a mode determination unit 57, a storage unit (memory) 58, and a drive signal generation unit 59.
- the storage unit 58 may be all or part of each storage device such as the RAM and ROM described above.
- the first calculation unit 51, the second calculation unit 52, the third calculation unit 53, the fourth calculation unit 54, the output suppression unit 55, the judgment unit 56, the mode determination unit 57, and the drive signal generation unit 59 are realized, for example, by a processor in a program processing device serving as the control circuit 50a, which executes various arithmetic processing according to the programs stored in each storage device described above, including the storage unit 58, and controls peripheral circuits such as a counter and an A/D conversion circuit.
- the control circuit 50a receives signals output from the first sensor 5 that detects the rotation speed Nw of the wheel and the vehicle speed Vb of the electrically assisted bicycle 1 as described above, the second sensor 6 that detects the rotation speed Nm of the rotor of the motor 40 as described above, the third sensor 7 as a torque sensor as described above, and the fourth sensor 8 that detects the predetermined rotation angle An of the wheel as described above.
- the first calculation unit 51 calculates the rotation speed Nw (rpm) of the wheel and the vehicle speed Vb (km/h) based on the signal input from the first sensor 5.
- the second calculation unit 52 calculates the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 based on the signal input from the second sensor 6.
- a sensor that detects the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 may be able to detect the rotation angle with higher accuracy than a sensor that directly detects the rotation speed Np (rpm) of the pedal (crankshaft), so by calculating the rotation speed Np (rpm) of the pedal 4 using formula (B), data on the rotation speed Np (rpm) of the pedal 4 can be obtained with higher accuracy (for example, at a time interval that is desired to be used in the software).
- the rotation speed can be obtained more accurately using a sensor that detects the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40
- a sensor that directly detects the rotation speed Np (rpm) of the pedal the distance between the magnet on the shaft connecting both pedals 4 and the magnetic sensor changes slightly due to the effect of the shaft being distorted by the pedaling force.
- the sensor that detects the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 is fixed so that it is always in the same position relative to the rotor of the motor 40, so that the sensor that detects the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 can practically always obtain accurate magnetism.
- the control device 50 determines that "the ratio R is within the predetermined range Ra" when the ratio R is within the predetermined range Ra each time the first signal S1 is input N or more times in succession, and executes the normal output mode.
- it may be configured to determine that "the ratio R is within the predetermined range Ra" when the ratio R is within the predetermined range Ra when the first signal S1 is first input to the control device 50, and execute the normal output mode. That is, in this case, for example, there is no need to provide a counter 57C in the mode determination unit 57, step St6 can be omitted, and there is no need to repeat the mode determination flow MF.
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Abstract
Description
本発明は、制御装置及び電動アシスト自転車に関する。 The present invention relates to a control device and an electrically assisted bicycle.
ペダルに付与される踏力に基づいてアシストの必要の有無を判断し、アシストが必要な場合にはモータを回転させて電動アシスト自転車にアシストを提供するように構成された制御装置、及びかかる制御装置を備える電動アシスト自転車が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A control device that determines whether or not assistance is required based on the force applied to the pedals, and if assistance is required, rotates the motor to provide assistance to the electrically assisted bicycle, and an electrically assisted bicycle equipped with such a control device are known (see, for example, Patent Document 1).
電動アシスト自転車においては、典型的に、ペダルの回転(すなわち、ペダルに連結するクランクシャフトの回転)が所定の条件下にある場合に、モータを備えるモータドライブユニット(MDU)の駆動力がクラッチを介してクランクシャフトに伝わり、制御装置の制御に基づいてペダルの回転がアシストされる。 Typically, in an electrically assisted bicycle, when the rotation of the pedals (i.e. the rotation of the crankshaft connected to the pedals) is under certain conditions, the driving force of a motor drive unit (MDU) equipped with a motor is transmitted to the crankshaft via a clutch, and the rotation of the pedals is assisted based on the control of the control device.
クラッチが、クランクシャフトにモータドライブユニットの駆動力を伝えない状態にある場合に、例えば電動アシスト自転車を加速させる方向にペダルを踏み込むと、クラッチがクランクシャフトに駆動力を伝える状態に移行する。この際、例えば、停止した電動アシスト自転車を動かすためにペダルを強く踏み込む等の理由により、モータが急激に駆動すると、クラッチ等の金属部品が急激に接触し、この急激な接触に起因する金属音等の異音が発生することがある。 When the clutch is not transmitting the driving force of the motor drive unit to the crankshaft, for example, if the pedal is pressed in a direction to accelerate the electric assist bicycle, the clutch transitions to a state where it transmits driving force to the crankshaft. At this time, if the motor suddenly starts to operate, for example, by pressing hard on the pedal to move the electric assist bicycle that has stopped, metal parts such as the clutch may suddenly come into contact, and abnormal noises such as metallic sounds may be generated due to this sudden contact.
そこで、本発明は、電動アシスト自転車に異音が発生することを抑制することができる制御装置及び異音の発生を抑制し得る電動アシスト自転車を提供することを課題の一つとする。 Therefore, one of the objectives of the present invention is to provide a control device that can prevent abnormal noises from occurring in an electrically assisted bicycle, and an electrically assisted bicycle that can prevent the occurrence of abnormal noises.
本発明に係る制御装置は、車輪の回転数とモータの回転数との比が所定の範囲内にあるときにおける、ペダルの回転をアシストする大きさを、当該車輪の回転数と当該モータの回転数との比が所定の範囲外にあるときにおける、当該ペダルの回転をアシストする大きさよりも大きくする。 The control device according to the present invention increases the magnitude of assistance for pedal rotation when the ratio of the rotation speed of the wheel to the rotation speed of the motor is within a predetermined range, compared to the magnitude of assistance for pedal rotation when the ratio of the rotation speed of the wheel to the rotation speed of the motor is outside the predetermined range.
また、本発明に係る電動アシスト自転車は、上述の制御装置と、前記モータと減速機とを有する回転装置と、前記ペダルと、前記車輪と、を備え、前記回転装置により前記ペダルがアシストされているとき、Nwを前記車輪の回転数(rpm)、Nmを前記モータの回転数(rpm)、及びgrMDUを前記回転装置の減速比として、以下の式(1)の大きさが所定の範囲内にある。
Nm/(Nw・grMDU)・・・(1)
Furthermore, an electrically assisted bicycle according to the present invention includes the above-mentioned control device, a rotating device having the motor and a reducer, the pedal, and the wheel, and when the pedal is assisted by the rotating device, the magnitude of the following equation (1) is within a predetermined range, where Nw is the rotation speed (rpm) of the wheel, Nm is the rotation speed (rpm) of the motor, and gr MDU is the reduction ratio of the rotating device.
Nm/(Nw・gr MDU )...(1)
また、上記電動アシスト自転車において、前記所定の範囲外にある前記モータのトルクの大きさは、前記所定の範囲内にある前記モータのトルクの大きさに対して小さくてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned electrically assisted bicycle, the magnitude of the torque of the motor outside the specified range may be smaller than the magnitude of the torque of the motor within the specified range.
以下、本発明に係る制御装置及び電動アシスト自転車を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。また、上記添付図面では、理解を容易にするために各部材の寸法が誇張又は縮小して示されていたり、ハッチングが省略されて示されていたりする場合がある。 Below, examples of embodiments for implementing the control device and electrically assisted bicycle according to the present invention are illustrated with the accompanying drawings. The embodiments illustrated below are intended to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the interpretation of the present invention. The present invention can be modified or improved from the following embodiments without departing from the spirit of the invention. In addition, in the above attached drawings, the dimensions of each component may be exaggerated or reduced, and hatching may be omitted, in order to facilitate understanding.
図1は、本発明の一実施形態に係る電動アシスト自転車を示す側面図である。図1に示すように、電動アシスト自転車1は、フレームFと、ハンドルHと、サドルSと、伝達体Cと、チェーンリングCRと、スプロケットSPと、バッテリBと、回転機器としてのモータドライブユニット(MDU)100(以下、「MDU100」と記載する。)と、車輪(前輪2及び後輪3)と、ペダル4とを含んでいる。スプロケットSPは、後輪3に取り付けられている。伝達体Cは、チェーンリングCRとスプロケットSPとに架け渡されている。MDU100は、モータ40と、電動アシスト自転車1にアシストを提供するためにモータ40の駆動を制御する制御装置50とを含んでいる。運転者が電動アシスト自転車1のサドルSに座り、ペダル4を漕いでペダル4を回転させると、所定の条件下、チェーンリングCR、スプロケットSP、及び伝達体Cを介して車輪(典型的には後輪3)に駆動力が伝達され、前方への走行が可能となる。この際、所定の条件下、MDU100のモータ40が制御装置50の制御に基づいて回転し、このモータ40の回転によるアシストによって、運転者がペダル4を漕ぐ力が低減(アシスト)される。伝達体Cは、チェーンであってもよく、ベルトであってもよい。 FIG. 1 is a side view showing an electrically assisted bicycle according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electrically assisted bicycle 1 includes a frame F, a handlebar H, a saddle S, a transmission body C, a chain ring CR, a sprocket SP, a battery B, a motor drive unit (MDU) 100 (hereinafter referred to as "MDU 100") as a rotating device, wheels (front wheel 2 and rear wheel 3), and pedals 4. The sprocket SP is attached to the rear wheel 3. The transmission body C is stretched across the chain ring CR and the sprocket SP. The MDU 100 includes a motor 40 and a control device 50 that controls the driving of the motor 40 to provide assistance to the electrically assisted bicycle 1. When a rider sits on the saddle S of the electrically assisted bicycle 1 and rotates the pedals 4, under certain conditions, a driving force is transmitted to the wheel (typically the rear wheel 3) via the chain ring CR, the sprocket SP, and the transmission body C, enabling forward travel. At this time, under certain conditions, the motor 40 of the MDU 100 rotates based on the control of the control device 50, and the force exerted by the driver on the pedal 4 is reduced (assisted) by the assistance provided by the rotation of the motor 40. The transmission body C may be a chain or a belt.
前輪2又は後輪3の例えば回転軸近傍には、車輪(前輪2及び後輪3)の回転数Nw(rpm)及び電動アシスト自転車1の車速Vb(km/h)を検出するための第1センサ5が配置されている。本明細書において、「車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を検出する」とは、第1センサ5そのものが車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を算出することであってもよく、車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を算出するために必要な信号を第1センサ5が制御装置50に出力し、制御装置50が車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を算出することであってもよく、車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を算出するために必要な信号を第1センサ5がその他の演算装置(図示せず)に出力し、出力信号を入力された演算装置が車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を算出して制御装置50に出力することであってもよい。図1には、後輪3の回転軸近傍に第1センサ5を配置した例が示されている。第1センサ5としては、車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を検出可能な、又は車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を算出するために必要な信号を出力可能な公知のセンサを用いることができる。第1センサ5は、例えば、車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を検出可能な磁気センサ又はホールセンサであってもよく、車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を検出可能な光学センサであってもよい。また、第1センサ5を配置する位置は、車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を検出可能な位置であればよく、例えば、前輪2又は後輪3の回転軸から離れた位置に配置されていてもよい。 A first sensor 5 is arranged, for example near the rotation axis of the front wheel 2 or rear wheel 3, for detecting the rotation speed Nw (rpm) of the wheel (front wheel 2 and rear wheel 3) and the vehicle speed Vb (km/h) of the electric assisted bicycle 1. In this specification, "detecting the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h)" may mean that the first sensor 5 itself calculates the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h), that the first sensor 5 outputs a signal required to calculate the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h) to the control device 50, and the control device 50 calculates the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h), or that the first sensor 5 outputs a signal required to calculate the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h) to another calculation device (not shown), and the calculation device to which the output signal is input calculates the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h) and outputs them to the control device 50. FIG. 1 shows an example in which the first sensor 5 is disposed near the rotation axis of the rear wheel 3. The first sensor 5 may be a known sensor capable of detecting the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h) or outputting a signal required to calculate the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h). The first sensor 5 may be, for example, a magnetic sensor or a hall sensor capable of detecting the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h), or an optical sensor capable of detecting the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h). The first sensor 5 may be located at any position where the wheel rotation speed Nw (rpm) and the vehicle speed Vb (km/h) can be detected, and may be located, for example, away from the rotation axis of the front wheel 2 or the rear wheel 3.
同様に、前輪2又は後輪3の例えば回転軸近傍には、車輪の所定の回転角An(deg)を検出するための第4センサ8が配置されている。本明細書において、「車輪の所定の回転角An(deg)を検出する」とは、第4センサ8そのものが車輪の所定の回転角An(deg)を算出することであってもよく、車輪の所定の回転角An(deg)を算出するために必要な信号を第4センサ8が制御装置50に出力し、制御装置50が所定の回転角An(deg)を算出することであってもよく、車輪の所定の回転角An(deg)を算出するために必要な信号を第4センサ8がその他の演算装置(図示せず)に出力し、出力信号を入力された演算装置が車輪の所定の回転角An(deg)を算出して制御装置50に出力することであってもよい。図1には、後輪3の回転軸近傍に第4センサ8を配置した例が示されている。第4センサ8としては、車輪の所定の回転角An(deg)を検出可能な、又は車輪の所定の回転角An(deg)を算出するために必要な信号を出力可能な公知のセンサを用いることができる。第4センサ8は、例えば、車輪の所定の回転角An(deg)を検出可能な磁気センサ又はホールセンサであってもよく、車輪の所定の回転角An(deg)を検出可能な光学センサであってもよい。また、第4センサ8を配置する位置は、車輪の所定の回転角An(deg)を検出可能な位置であればよく、例えば、前輪2又は後輪3の回転軸から離れた位置に配置されていてもよい。 Similarly, a fourth sensor 8 for detecting a predetermined rotation angle An (deg) of the wheel is disposed, for example, near the rotation axis of the front wheel 2 or the rear wheel 3. In this specification, "detecting a predetermined rotation angle An (deg) of the wheel" may mean that the fourth sensor 8 itself calculates the predetermined rotation angle An (deg), that the fourth sensor 8 outputs a signal required to calculate the predetermined rotation angle An (deg) of the wheel to the control device 50, and that the control device 50 calculates the predetermined rotation angle An (deg), or that the fourth sensor 8 outputs a signal required to calculate the predetermined rotation angle An (deg) of the wheel to another calculation device (not shown), and that the calculation device to which the output signal is input calculates the predetermined rotation angle An (deg) of the wheel and outputs it to the control device 50. FIG. 1 shows an example in which the fourth sensor 8 is disposed near the rotation axis of the rear wheel 3. The fourth sensor 8 may be a known sensor capable of detecting the predetermined rotation angle An (deg) of the wheel or capable of outputting a signal required to calculate the predetermined rotation angle An (deg). The fourth sensor 8 may be, for example, a magnetic sensor or a Hall sensor capable of detecting the predetermined rotation angle An (deg) of the wheel, or an optical sensor capable of detecting the predetermined rotation angle An (deg). The fourth sensor 8 may be located at any position where it can detect the predetermined rotation angle An (deg), and may be located, for example, away from the rotation axis of the front wheel 2 or the rear wheel 3.
本実施形態において、第4センサ8は、車輪(例えば後輪3)が所定の回転角An(deg)回転する毎に制御装置50に信号Saを出力する。すなわち、第4センサ8は、車輪が所定の回転角An(deg)回転したことを示す信号Saを制御装置50に出力する。所定の回転角An(deg)は、特に限定されるものではないが、例えば、30°であってもよく、120°であってもよく、90°であってもよく、60°であってもよく、45°であってもよく、15°であってもよく、10°であってもよく、1°から360°の範囲内から選ばれた所定の角度であれば、構わない。 In this embodiment, the fourth sensor 8 outputs a signal Sa to the control device 50 each time the wheel (e.g., rear wheel 3) rotates a predetermined rotation angle An (deg). That is, the fourth sensor 8 outputs a signal Sa to the control device 50 indicating that the wheel has rotated a predetermined rotation angle An (deg). The predetermined rotation angle An (deg) is not particularly limited, but may be, for example, 30°, 120°, 90°, 60°, 45°, 15°, 10°, or any predetermined angle selected within the range of 1° to 360°.
なお、第4センサ8と第1センサ5とを共通のセンサにしても構わない。 The fourth sensor 8 and the first sensor 5 may be a common sensor.
MDU100及びバッテリBは、典型的には、ペダル4に接続されたクランクシャフト23の周辺に配置されている。図2は、MDU100の構成を模式的に示す図である。 The MDU 100 and the battery B are typically arranged around the crankshaft 23 connected to the pedal 4. Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the MDU 100.
図1及び図2に示すように、MDU100は、回転装置70と、制御装置50と、ハウジング60とを含んでいる。ハウジング60は、電動アシスト自転車1の例えばフレームFに固定されており、回転装置70や制御装置50等を内側に収容している。回転装置70は、モータ40と、減速機10と、トルクセンサとしての第3センサ7とを有している。なお、図1では、回転装置70及び制御装置50は、ハウジング60内に収容されて視認できないため、破線で示されている。なお、制御装置50は、一部又は全部がハウジング60の外側に配置されていてもよい。バッテリBは、モータ40及び制御装置50に電力を供給し、この電力によってモータ40及び制御装置50が動作する。 1 and 2, the MDU 100 includes a rotation device 70, a control device 50, and a housing 60. The housing 60 is fixed to, for example, the frame F of the electrically assisted bicycle 1, and houses the rotation device 70, the control device 50, etc. inside. The rotation device 70 has a motor 40, a speed reducer 10, and a third sensor 7 as a torque sensor. In FIG. 1, the rotation device 70 and the control device 50 are shown by dashed lines because they are housed within the housing 60 and cannot be seen. The control device 50 may be located partially or entirely outside the housing 60. A battery B supplies power to the motor 40 and the control device 50, and the motor 40 and the control device 50 operate using this power.
回転装置70のモータ40は、制御装置50の制御により駆動して、減速機10を介してペダル4の回転をアシストする。なお、本明細書において、「ペダル4の回転」とは、クランクシャフト23を中心としたペダル4の回転をいう。また、本明細書において、「アシスト」とは、人力でペダル4を回転させる(ペダル4を漕ぐ)ための力(踏力)を軽減することを含む。モータ40としては特に限定されないが、例えば、3相(U相、V相、及びW相)に対応するコイルを有するブラシレスDCモータであってもよい。 The motor 40 of the rotation device 70 is driven under the control of the control device 50, and assists the rotation of the pedal 4 via the reduction gear 10. In this specification, "rotation of the pedal 4" refers to the rotation of the pedal 4 around the crankshaft 23. In this specification, "assist" also includes reducing the force (pressure) required to rotate the pedal 4 (push the pedal 4) by human power. The motor 40 is not particularly limited, but may be, for example, a brushless DC motor having coils corresponding to three phases (U phase, V phase, and W phase).
図2に示すように、モータ40には、モータ40のロータの回転数Nm(rpm)(以下、単に「モータ40の回転数Nm(rpm)」と記載する。)を検出するための第2センサ6が配置されている。本明細書において、「モータ40の回転数Nm(rpm)を検出する」とは、第2センサ6そのものがモータ40の回転数Nm(rpm)を算出することであってもよく、モータ40の回転数Nm(rpm)を算出するために必要な信号を第2センサ6が制御装置50に出力し、制御装置50がモータ40の回転数Nm(rpm)を算出することであってもよく、モータ40の回転数Nm(rpm)を算出するために必要な信号を第2センサ6がその他の演算装置(図示せず)に出力し、出力信号を入力された演算装置がモータ40の回転数Nm(rpm)を算出して制御装置50に出力することであってもよい。図2には、第2センサ6がモータ40に搭載されている例が示されているが、モータ40の回転数Nm(rpm)を検出可能な位置であれば、第2センサ6を配置する位置は特に限定されるものではない。第2センサ6としては、モータ40の回転数Nm(rpm)を検出可能な、又はモータ40の回転数Nm(rpm)を算出するために必要な信号を出力可能な公知のセンサを用いることができる。第2センサ6は、例えば、モータ40の回転数Nm(rpm)を検出可能な磁気センサ又はホールセンサであってもよく、モータ40の回転数Nm(rpm)を検出可能な光学センサなどであってもよい。 As shown in FIG. 2, a second sensor 6 is disposed on the motor 40 for detecting the rotation speed Nm (rpm) of the rotor of the motor 40 (hereinafter simply referred to as "rotation speed Nm (rpm) of the motor 40"). In this specification, "detecting the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40" may mean that the second sensor 6 itself calculates the rotation speed Nm (rpm), that the second sensor 6 outputs a signal required to calculate the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 to the control device 50 and the control device 50 calculates the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40, or that the second sensor 6 outputs a signal required to calculate the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 to another calculation device (not shown), and the calculation device that receives the output signal calculates the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 and outputs it to the control device 50. FIG. 2 shows an example in which the second sensor 6 is mounted on the motor 40, but the position of the second sensor 6 is not particularly limited as long as the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 can be detected. As the second sensor 6, a known sensor capable of detecting the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 or outputting a signal required to calculate the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 can be used. The second sensor 6 may be, for example, a magnetic sensor or a hall sensor capable of detecting the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40, or an optical sensor capable of detecting the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40.
図2に示すように、クランクシャフト23は、MDU100のハウジング60の内部を貫通している。クランクシャフト23の延在方向(軸方向又は長手方向)において、クランクシャフト23は、一端部23aと他端部23bとを有している。一端部23a及び他端部23bはハウジング60の外側にあり、一端部23a及び他端部23bのそれぞれにペダル4が固定されている。ペダル4が漕がれて回転することによって、クランクシャフト23が回転する。なお、図1は、クランクシャフト23の延在方向(軸方向又は長手方向)に視線を向けて電動アシスト自転車1を見た図である。上述の第3センサ7は、ハウジング60の内側に収容されており、例えば、クランクシャフト23を囲むように取り付けられてもよい。第3センサ7は、例えば、ペダル4に加えられた踏力に起因して変形したクランクシャフト23のひずみを検知することよって、ペダル4にかかる踏力Tf(N)を検出してもよいし、その他のセンサ(例えば、磁歪式のセンサ)によって上記踏力Tf(N)を検知してもよい。 As shown in FIG. 2, the crankshaft 23 passes through the inside of the housing 60 of the MDU 100. In the extension direction (axial or longitudinal direction) of the crankshaft 23, the crankshaft 23 has one end 23a and the other end 23b. The one end 23a and the other end 23b are outside the housing 60, and the pedal 4 is fixed to each of the one end 23a and the other end 23b. The crankshaft 23 rotates when the pedal 4 is pedaled. Note that FIG. 1 is a view of the electric assisted bicycle 1 looking in the extension direction (axial or longitudinal direction) of the crankshaft 23. The above-mentioned third sensor 7 is housed inside the housing 60 and may be attached, for example, so as to surround the crankshaft 23. The third sensor 7 may detect the pedal force Tf (N) applied to the pedal 4, for example, by detecting the strain of the crankshaft 23 that is deformed due to the pedal force applied to the pedal 4, or may detect the pedal force Tf (N) using another sensor (for example, a magnetostrictive sensor).
本明細書において、「ペダル4にかかる踏力Tf(N)を検出する」とは、第3センサ7そのものが踏力Tf(N)を算出することであってもよく、踏力Tf(N)を算出するために必要な信号を第3センサ7が制御装置50に出力し、制御装置50が踏力Tf(N)を算出することであってもよく、踏力Tf(N)を計算するために必要な信号を第3センサ7がその他の演算装置(図示せず)に出力し、信号を入力された演算装置が踏力Tf(N)を算出して制御装置50に出力することであってもよい。また、第3センサ7は、ペダル4に配置されていてもよく、ペダル4とクランクシャフト23とを接続するクランクアームに配置されていてもよく、MDU100のハウジング60に配置されていてもよく、その他の任意の箇所に配置されていてもよい。電動アシスト自転車1では、第3センサ7が検出した踏力Tf(N)等に応じて、モータ40の出力が調節される。 In this specification, "detecting the pedaling force Tf(N) applied to the pedal 4" may mean that the third sensor 7 itself calculates the pedaling force Tf(N), that the third sensor 7 outputs a signal required to calculate the pedaling force Tf(N) to the control device 50, and the control device 50 calculates the pedaling force Tf(N), or that the third sensor 7 outputs a signal required to calculate the pedaling force Tf(N) to another arithmetic device (not shown), and the arithmetic device to which the signal is input calculates the pedaling force Tf(N) and outputs it to the control device 50. The third sensor 7 may be disposed on the pedal 4, on a crank arm connecting the pedal 4 and the crankshaft 23, on the housing 60 of the MDU 100, or on any other location. In the electrically assisted bicycle 1, the output of the motor 40 is adjusted according to the pedaling force Tf(N) detected by the third sensor 7, etc.
図2に示すように、回転装置70の減速機10は、出力ギア16と、クラッチ33と、他の部材群11とを含んでいる。本実施形態において、クラッチ33は、ワンウェイクラッチである。他の部材群11は、ある減速比で、モータ40の出力軸40Sの回転力を出力ギア16に伝達するように構成されており、例えば、複数のギア、複数のシャフト、及び複数のクラッチ(例えば、ワンウェイクラッチ)を含んでもよい。したがって、減速機10は、出力ギア16と他の部材群11とから生じる所定の減速比grMDUを有しており、この減速比grMDUに基づいてモータ40の回転を減速することができる。 As shown in Fig. 2, the reducer 10 of the rotation device 70 includes an output gear 16, a clutch 33, and a group of other members 11. In this embodiment, the clutch 33 is a one-way clutch. The group of other members 11 is configured to transmit the rotational force of the output shaft 40S of the motor 40 to the output gear 16 at a certain reduction ratio, and may include, for example, a plurality of gears, a plurality of shafts, and a plurality of clutches (e.g., one-way clutches). Therefore, the reducer 10 has a predetermined reduction ratio gr MDU resulting from the output gear 16 and the group of other members 11, and can decelerate the rotation of the motor 40 based on this reduction ratio gr MDU .
本実施形態において、出力ギア16は、筒状の形状を有しており、略円環状の歯車16aと、歯車16aと同軸に設けられた略円筒状の突出部16bとを有する。出力ギア16の内側の空間をクランクシャフト23が貫通している。 In this embodiment, the output gear 16 has a cylindrical shape and includes a substantially annular gear 16a and a substantially cylindrical protrusion 16b that is arranged coaxially with the gear 16a. The crankshaft 23 passes through the space inside the output gear 16.
出力ギア16の歯車16aは、クラッチ33を介してクランクシャフト23に固定されている。より具体的には、歯車16aの内周面(クランクシャフト23に近い側の周面)は、クラッチ33の外周面(クランクシャフト23から遠い側の周面)に固定されている。一方、歯車16aの外周面は、減速機10の他の部材群11に含まれるギアに噛合している。歯車16aはハウジング60の内側に収容されている。 The gear 16a of the output gear 16 is fixed to the crankshaft 23 via the clutch 33. More specifically, the inner circumferential surface of the gear 16a (the circumferential surface on the side closer to the crankshaft 23) is fixed to the outer circumferential surface of the clutch 33 (the circumferential surface on the side farther from the crankshaft 23). Meanwhile, the outer circumferential surface of the gear 16a meshes with gears included in the other member group 11 of the reducer 10. The gear 16a is housed inside the housing 60.
出力ギア16の突出部16bは、歯車16aに接続されており、クランクシャフト23の延在方向(軸方向又は長手方向)において、歯車16aから他端部23bの側に突出している。なお、必要に応じ、突出部16bは、周方向に並んだ複数の歯を有する領域(例:歯車)や、螺旋状に形成された溝を有する領域(例:ウォーム)を有していてもよい。出力ギア16の突出部16bの一部は、ハウジング60の外側にある。突出部16bのうちハウジング60の外側にある部分の外周面には、チェーンリングCRが固定されている。 The protrusion 16b of the output gear 16 is connected to the gear 16a, and protrudes from the gear 16a toward the other end 23b in the extension direction (axial or longitudinal direction) of the crankshaft 23. If necessary, the protrusion 16b may have an area with multiple teeth arranged in the circumferential direction (e.g., a gear) or an area with a spirally formed groove (e.g., a worm). A part of the protrusion 16b of the output gear 16 is outside the housing 60. A chain ring CR is fixed to the outer peripheral surface of the part of the protrusion 16b that is outside the housing 60.
クラッチ33は、クランクシャフト23の一方向(正方向)の回転を伝達し、他方向(逆方向)の回転を伝達しないように構成されている。例えば、ペダル4を逆方向(電動アシスト自転車1を前進させるためにペダル4を回転させる方向とは反対側の方向)に回転させる場合、これに伴い、クランクシャフト23は、出力ギア16に対して相対的に逆方向に回転する。この場合、クラッチ33の金属部材が離れた状態になり、クランクシャフト23の回転は出力ギア16に伝達されない。すなわち、この場合、ペダル4の回転(クランクシャフト23の回転)が、出力ギア16に固定されたチェーンリングCRに伝達されないため、ペダル4の漕ぎに応じて後輪3が回転することが防止されている。一方、ペダル4を正方向(電動アシスト自転車1を前進させるためにペダル4を回転させる方向)に回転させ、ペダル4(クランクシャフト23)の正方向への回転数が、ある回転数に達すると、クラッチ33の金属部材同士が相互に接触して、クランクシャフト23、クラッチ33、及び出力ギア16が連結し、クランクシャフト23と出力ギア16とが一体的に回転する。こうして、クランクシャフト23の回転が出力ギア16に伝達される。そして、これにより、出力ギア16に固定されたチェーンリングCRが回転し、チェーンリングCRとスプロケットSPとに架け渡された伝達体Cを介して後輪3に駆動力が伝達される。換言すると、ペダル4(クランクシャフト23)の正方向への回転数が、ある回転数に達すると、クラッチ33と他の部材群11のクラッチとによって、モータ40の回転力が後輪3に伝わることが可能となり、ペダル4を踏むのに必要な力が所定の条件下で軽減(アシスト)される。一方、ペダル4(クランクシャフト23)が相対的に逆方向に回転する場合には、クラッチ33と他の部材群11のクラッチとによって、モータ40のアシストが後輪3に伝わることが防止される。なお、「相対的な逆方向への回転」を以後、単に「逆方向への回転」と記載することがある。 The clutch 33 is configured to transmit rotation of the crankshaft 23 in one direction (forward direction) and not transmit rotation in the other direction (reverse direction). For example, when the pedal 4 is rotated in the reverse direction (the direction opposite to the direction in which the pedal 4 is rotated to move the electric-assisted bicycle 1 forward), the crankshaft 23 rotates in the reverse direction relative to the output gear 16. In this case, the metal members of the clutch 33 are disengaged, and the rotation of the crankshaft 23 is not transmitted to the output gear 16. That is, in this case, the rotation of the pedal 4 (rotation of the crankshaft 23) is not transmitted to the chain ring CR fixed to the output gear 16, preventing the rear wheel 3 from rotating in response to pedaling of the pedal 4. On the other hand, when the pedal 4 is rotated in the forward direction (the direction in which the pedal 4 is rotated to move the electric-assisted bicycle 1 forward), and the number of rotations of the pedal 4 (crankshaft 23) in the forward direction reaches a certain number of rotations, the metal members of the clutch 33 come into contact with each other, the crankshaft 23, the clutch 33, and the output gear 16 are connected, and the crankshaft 23 and the output gear 16 rotate together. In this way, the rotation of the crankshaft 23 is transmitted to the output gear 16. This causes the chain ring CR fixed to the output gear 16 to rotate, and the driving force is transmitted to the rear wheel 3 via the transmission body C that is stretched across the chain ring CR and the sprocket SP. In other words, when the number of rotations of the pedal 4 (crankshaft 23) in the forward direction reaches a certain number of rotations, the clutch 33 and the clutch of the other member group 11 enable the rotational force of the motor 40 to be transmitted to the rear wheel 3, and the force required to step on the pedal 4 is reduced (assisted) under a specified condition. On the other hand, when the pedal 4 (crankshaft 23) rotates in the relative reverse direction, the clutch 33 and the clutch of the other member group 11 prevent the assist of the motor 40 from being transmitted to the rear wheel 3. Note that "relative rotation in the reverse direction" may hereinafter be referred to simply as "rotation in the reverse direction."
また、例えば、スプロケットSPの変速ギア(図示せず)が重いギアから軽いギアへシフトされた場合、直前までのモータ40のアシストされた回転力によって出力ギア16がクランクシャフト23に対して一瞬進み、クランクシャフト23が出力ギア16に対して一瞬逆方向に回転することがある。したがって、この場合、クラッチ33の金属部材が離れた状態になり、クランクシャフト23の回転は出力ギア16に伝達されない。その後、クランクシャフト23が正方向に回転する。この場合、クラッチ33及び他の部材群11のクラッチのそれぞれの金属部材同士が相互に接触してクランクシャフト23、クラッチ33、及び出力ギア16が連結し、クランクシャフト23と出力ギア16とが一体的に回転し、クランクシャフト23の回転が出力ギア16に伝達される。換言すると、モータ40の回転力が出力ギア16を介して後輪3に伝わることが可能となり、ペダル4を踏むのに必要な力が所定の条件下で軽減(アシスト)される。 Also, for example, when the speed change gear (not shown) of the sprocket SP is shifted from a heavy gear to a light gear, the output gear 16 may momentarily advance relative to the crankshaft 23 due to the rotational force assisted by the motor 40 immediately before, and the crankshaft 23 may momentarily rotate in the opposite direction relative to the output gear 16. Therefore, in this case, the metal members of the clutch 33 are in a disengaged state, and the rotation of the crankshaft 23 is not transmitted to the output gear 16. The crankshaft 23 then rotates in the forward direction. In this case, the metal members of the clutch 33 and the clutches of the other member group 11 come into contact with each other, connecting the crankshaft 23, the clutch 33, and the output gear 16, and the crankshaft 23 and the output gear 16 rotate together, and the rotation of the crankshaft 23 is transmitted to the output gear 16. In other words, the rotational force of the motor 40 can be transmitted to the rear wheel 3 via the output gear 16, and the force required to step on the pedal 4 is reduced (assisted) under certain conditions.
また、図1に示すように、後輪3の車軸には、クラッチRCが設けられている。このクラッチRCは、ラチェット等のワンウェイクラッチであってもよい。クラッチRCは、後輪3の回転方向に対して正方向に回転するスプロケットSPの回転を後輪3に伝達し、後輪3の回転方向に対して逆方向に回転するスプロケットSPの回転を後輪3に伝達しない構成を備えている。したがって、後輪3の回転方向に対して正方向に回転するスプロケットSPの回転が後輪3に伝達されるタイミングで、後輪3におけるクラッチRCを構成する金属部材同士が相互に接触する結果、ペダル4の回転力及びモータ40の回転力が、チェーンリングCR、スプロケットSP、伝達体C、及び後輪3のクラッチRCを介して、後輪3に伝達される。 Also, as shown in FIG. 1, a clutch RC is provided on the axle of the rear wheel 3. This clutch RC may be a one-way clutch such as a ratchet. The clutch RC is configured to transmit the rotation of the sprocket SP rotating in the forward direction relative to the rotation direction of the rear wheel 3 to the rear wheel 3, and not transmit the rotation of the sprocket SP rotating in the reverse direction relative to the rotation direction of the rear wheel 3 to the rear wheel 3. Therefore, at the timing when the rotation of the sprocket SP rotating in the forward direction relative to the rotation direction of the rear wheel 3 is transmitted to the rear wheel 3, the metal members constituting the clutch RC on the rear wheel 3 come into contact with each other, and the rotational force of the pedal 4 and the rotational force of the motor 40 are transmitted to the rear wheel 3 via the chain ring CR, sprocket SP, transmission body C, and clutch RC of the rear wheel 3.
また、例えば、電動アシスト自転車1が下り坂を走行してから平地や上り坂を走行する場合を考える。この場合、下り坂では後輪3の回転数が、ペダル4の回転から伝わるスプロケットSPの回転数よりも大きくなる場合があるが、そのような場合でも、平地や上り坂になると、やがて、後輪3の回転数はペダル4の回転から伝わるスプロケットSPの回転数と同じになる(同期する)。すなわち、後輪3の回転数がペダル4から伝わるスプロケットSPの回転数よりも大きくなった後、後輪3の回転数がペダル4から伝わるスプロケットSPの回転数と同じになる(同期する)。特に、電動アシスト自転車1が下り坂を走行している場合には、スプロケットSPが後輪3に対して逆方向に回転することになるため、クラッチRCの金属部材が離れた状態になり、ペダル4へ加える踏力は後輪3に伝達されなくなるためモータ40の駆動(アシスト)は解除されることが望ましい。一方、電動アシスト自転車1が下り坂から平地又は上り坂へと走行して、後輪3の回転数が、スプロケットSPの回転数まで下がった場合には、クラッチRCを構成する金属部材同士が相互に接触して、後輪3とスプロケットSPが一体的に回転する。換言すると、駆動されたモータ40の回転力が後輪3に伝わることが可能となり、後輪3を回転させるのに必要なペダル4へ加える踏力が所定の条件下で軽減(アシスト)される。 Also, for example, consider a case where the electrically assisted bicycle 1 travels downhill and then travels on flat ground or uphill. In this case, the rotation speed of the rear wheel 3 may be greater than the rotation speed of the sprocket SP transmitted from the rotation of the pedals 4 when traveling downhill, but even in such a case, when the road is flat or uphill, the rotation speed of the rear wheel 3 will eventually become the same as the rotation speed of the sprocket SP transmitted from the rotation of the pedals 4 (synchronize). In other words, after the rotation speed of the rear wheel 3 becomes greater than the rotation speed of the sprocket SP transmitted from the pedals 4, the rotation speed of the rear wheel 3 will become the same as the rotation speed of the sprocket SP transmitted from the pedals 4 (synchronize). In particular, when the electrically assisted bicycle 1 travels downhill, the sprocket SP will rotate in the opposite direction to the rear wheel 3, so the metal members of the clutch RC will be released and the force applied to the pedals 4 will no longer be transmitted to the rear wheel 3, so it is desirable to release the drive (assist) of the motor 40. On the other hand, when the electrically assisted bicycle 1 travels from a downhill slope to flat ground or uphill, and the rotation speed of the rear wheel 3 drops to the rotation speed of the sprocket SP, the metal members that make up the clutch RC come into contact with each other, and the rear wheel 3 and the sprocket SP rotate together. In other words, the rotational force of the driven motor 40 can be transmitted to the rear wheel 3, and the force applied to the pedals 4 required to rotate the rear wheel 3 is reduced (assisted) under certain conditions.
次に、制御装置50について詳細に説明する。図3は、制御装置50、第1センサ5、第2センサ6、第3センサ7、第4センサ8、及びモータ40の構成を示すブロック図である。図3に示されるように、制御装置50は、制御回路50aと駆動回路50bとを含んでいる。なお、図3に示される制御装置50の機能や構成は、制御装置50の全体の機能や構成の一部であってもよい。すなわち、制御装置50は、図3に示される機能や構成以外の機能又は構成を含んでもよい。 Next, the control device 50 will be described in detail. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control device 50, the first sensor 5, the second sensor 6, the third sensor 7, the fourth sensor 8, and the motor 40. As shown in FIG. 3, the control device 50 includes a control circuit 50a and a drive circuit 50b. Note that the functions and configuration of the control device 50 shown in FIG. 3 may be part of the overall functions and configuration of the control device 50. In other words, the control device 50 may include functions or configurations other than the functions and configurations shown in FIG. 3.
制御回路50aは、例えば、CPU等のプロセッサと、RAMやROM等の各記憶装置と、カウンタ(タイマ)、A/D変換回路、D/A変換回路、クロック発生回路、及び入出力I/F回路等の周辺回路とが、バスや専用線を介して互いに接続された構成を有するプログラム処理装置(例えばマイクロコントローラ)によって実現されている。 The control circuit 50a is realized by a program processing device (e.g., a microcontroller) having a configuration in which a processor such as a CPU, various storage devices such as RAM and ROM, and peripheral circuits such as a counter (timer), an A/D conversion circuit, a D/A conversion circuit, a clock generation circuit, and an input/output I/F circuit are connected to each other via a bus or dedicated lines.
図3に示すように、本実施形態において、制御回路50aは、機能ブロックとして、第1計算部51と、第2計算部52と、第3計算部53と、第4計算部54と、出力抑制部55と、判定部56と、モード決定部57と、記憶部(メモリ)58と、駆動信号生成部59とを含んでいる。記憶部58は、上述のRAM、ROM等の各記憶装置の全部又は一部であってもよい。第1計算部51、第2計算部52、第3計算部53、第4計算部54、出力抑制部55と、判定部56、モード決定部57、及び駆動信号生成部59は、例えば、制御回路50aとしてのプログラム処理装置において、プロセッサが、記憶部58を含む上述の各記憶装置に記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行するとともに、カウンタやA/D変換回路等の周辺回路を制御することによって実現される。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, the control circuit 50a includes, as functional blocks, a first calculation unit 51, a second calculation unit 52, a third calculation unit 53, a fourth calculation unit 54, an output suppression unit 55, a judgment unit 56, a mode determination unit 57, a storage unit (memory) 58, and a drive signal generation unit 59. The storage unit 58 may be all or part of each storage device such as the RAM and ROM described above. The first calculation unit 51, the second calculation unit 52, the third calculation unit 53, the fourth calculation unit 54, the output suppression unit 55, the judgment unit 56, the mode determination unit 57, and the drive signal generation unit 59 are realized, for example, by a processor in a program processing device serving as the control circuit 50a, which executes various arithmetic processing according to the programs stored in each storage device described above, including the storage unit 58, and controls peripheral circuits such as a counter and an A/D conversion circuit.
本実施形態において、記憶部58には、上述のプログラムに加えて、減速機10の減速比grMDUのデータ(以下、「減速比データ」と記載することがある。)、及び後述する比Rの範囲を示すデータ(以下、「範囲データ」と記載することがある。)等が格納されている。なお、制御回路50aは、その他の機能ブロックを有していても構わない。 In this embodiment, in addition to the above-mentioned programs, the memory unit 58 stores data on the reduction ratio gr MDU of the reducer 10 (hereinafter, may be referred to as "reduction ratio data"), data indicating a range of the ratio R (hereinafter, may be referred to as "range data"), etc. Note that the control circuit 50a may have other functional blocks.
制御回路50aには、前述した車輪の回転数Nw及び電動アシスト自転車1の車速Vbを検出する第1センサ5、前述したモータ40のロータの回転数Nmを検出する第2センサ6、前述したトルクセンサとしての第3センサ7、及び前述した車輪の所定の回転角Anを検出する第4センサ8から出力された信号が入力される。第1計算部51は、第1センサ5から入力された信号を基に、車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を算出する。第2計算部52は、第2センサ6から入力された信号を基に、モータ40の回転数Nm(rpm)を算出する。 The control circuit 50a receives signals output from the first sensor 5 that detects the rotation speed Nw of the wheel and the vehicle speed Vb of the electrically assisted bicycle 1 as described above, the second sensor 6 that detects the rotation speed Nm of the rotor of the motor 40 as described above, the third sensor 7 as a torque sensor as described above, and the fourth sensor 8 that detects the predetermined rotation angle An of the wheel as described above. The first calculation unit 51 calculates the rotation speed Nw (rpm) of the wheel and the vehicle speed Vb (km/h) based on the signal input from the first sensor 5. The second calculation unit 52 calculates the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 based on the signal input from the second sensor 6.
ところで、モータ40の回転数Nm(rpm)を検出するセンサ(典型的には、ホールセンサ)は、ペダル(クランクシャフト)の回転数Np(rpm)を直接的に検出するセンサに比べて精度高く回転角を検出できる場合があるため、式(B)を用いてペダル4の回転数Np(rpm)を算出することによって、より精度高く(例えば、ソフトウェアに使用したい時間間隔で)ペダル4の回転数Np(rpm)のデータを取得し得る。モータ40の回転数Nm(rpm)を検出するセンサを用いた方が正確に回転数を取得できる第1の場合として、ペダルの回転数Np(rpm)を直接的に検出するセンサの場合、両ペダル4を繋ぐシャフト上のマグネットと磁気センサとの間の距離が、踏力によりシャフトがひずむ影響により微小に変化する場合が挙げられる。一方、モータ40の回転数Nm(rpm)を検出するセンサは、モータ40のロータに対して常に同じ位置になるように固定されているため、モータ40の回転数Nm(rpm)を検出するセンサによれば実質的に常に正確な磁気を取得できる。また、第2の場合として、検出対象である回転体の動力による影響が挙げられる。すなわち、モータ40の回転数Nm(rpm)を検出するセンサでは、検出対象である回転体のモータ40の動力は電気であるのに対して、ペダルの回転数Np(rpm)を直接的に検出するセンサでは、検出対象である回転体の動力は人力である。例えば、検出周期を1msとした場合、人力より電気の方が、検出周期ごとの変動が小さくなり、ソフトウェア内でデータとして使用できるようになる。 Incidentally, a sensor (typically a Hall sensor) that detects the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 may be able to detect the rotation angle with higher accuracy than a sensor that directly detects the rotation speed Np (rpm) of the pedal (crankshaft), so by calculating the rotation speed Np (rpm) of the pedal 4 using formula (B), data on the rotation speed Np (rpm) of the pedal 4 can be obtained with higher accuracy (for example, at a time interval that is desired to be used in the software). As a first case in which the rotation speed can be obtained more accurately using a sensor that detects the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40, there is a case in which, in the case of a sensor that directly detects the rotation speed Np (rpm) of the pedal, the distance between the magnet on the shaft connecting both pedals 4 and the magnetic sensor changes slightly due to the effect of the shaft being distorted by the pedaling force. On the other hand, the sensor that detects the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 is fixed so that it is always in the same position relative to the rotor of the motor 40, so that the sensor that detects the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40 can practically always obtain accurate magnetism. In the second case, there is the influence of the power of the rotating body to be detected. That is, in a sensor that detects the rotation speed Nm (rpm) of the motor 40, the power of the motor 40 of the rotating body to be detected is electricity, whereas in a sensor that directly detects the rotation speed Np (rpm) of the pedal, the power of the rotating body to be detected is human power. For example, if the detection cycle is set to 1 ms, the fluctuations per detection cycle are smaller with electricity than with human power, and this can be used as data in the software.
第3計算部53は、第3センサ7から入力された信号を基にペダル4にかかる踏力Tf(N)を算出し、さらに、第1計算部51で算出された車輪の回転数Nw(rpm)及び車速Vb(km/h)を基に、所定のトルクをモータ40に発揮させる目標値であるトルク指令値Tm(Nm)を算出する。 The third calculation unit 53 calculates the force Tf (N) applied to the pedal 4 based on the signal input from the third sensor 7, and further calculates the torque command value Tm (Nm), which is the target value for causing the motor 40 to exert a predetermined torque, based on the wheel rotation speed Nw (rpm) and vehicle speed Vb (km/h) calculated by the first calculation unit 51.
第4センサ8は、車輪が所定の回転角An(deg)回転したことを示す信号Saを第4計算部54に出力する。 The fourth sensor 8 outputs a signal Sa to the fourth calculation unit 54, which indicates that the wheel has rotated a predetermined rotation angle An (deg).
第4計算部54は、信号Saが第4計算部54に入力されると、第1計算部51により算出された車輪の回転数Nw(rpm)と、第2計算部52により算出されたモータ40の回転数Nm(rpm)と、記憶部58に格納された減速比データ(減速機10の減速比grMDUのデータ)とに基づいて、以下の式(1)によって得られる大きさ(なお、この大きさを、車輪の回転数とモータの回転数との比R又は単に比Rという場合がある。)を算出する。
R=Nm/(Nw・grMDU)・・・(1)
When the signal Sa is input to the fourth calculation unit 54, the fourth calculation unit 54 calculates a magnitude (note that this magnitude may be referred to as the ratio R of the wheel rotation speed to the motor rotation speed, or simply as the ratio R) obtained by the following formula (1) based on the wheel rotation speed Nw (rpm) calculated by the first calculation unit 51, the motor rotation speed Nm (rpm) calculated by the second calculation unit 52, and the reduction ratio data (data of the reduction ratio gr MDU of the reducer 10) stored in the memory unit 58.
R=Nm/(Nw・gr MDU )...(1)
判定部56は、記憶部58から上述の範囲データを読み出して、第4計算部54で算出された比Rが所定の範囲Ra内にあるか否かを判定する。なお、範囲データである比Rの所定の範囲Raは、例えば減速機10の減速比grMDUが挙げられ、0.736≦R≦0.900であってもよく、0.225≦R≦0.275であってもよい。なお、所定の範囲Raは、電動アシスト自転車の性能(例えば、モータの出力、減速機の減速比、車輪の直径等)に基づいて個別具体的に設定されてもよく、特に限定はされない。そして、判定部56は、比Rが所定の範囲Ra内にあると判定する場合には、第1信号S1をモード決定部57に出力し、比Rが所定の範囲Ra外にあると判定する場合には、第2信号S2をモード決定部57に出力する。なお、「所定の範囲Ra内」の範囲として、範囲Raの上限値と下限値とが含まれると規定してもよいし、上限値または下限値が含まれていると規定してもよい。本明細書では、便宜上、「所定の範囲Ra内」に上限値と下限値とが含まれるものとする。 The determination unit 56 reads out the above-mentioned range data from the storage unit 58 and determines whether the ratio R calculated by the fourth calculation unit 54 is within the predetermined range Ra. The predetermined range Ra of the ratio R, which is the range data, may be, for example, the reduction ratio gr MDU of the reducer 10, and may be 0.736≦R≦0.900 or 0.225≦R≦0.275. The predetermined range Ra may be individually and specifically set based on the performance of the electric assisted bicycle (for example, the output of the motor, the reduction ratio of the reducer, the diameter of the wheels, etc.), and is not particularly limited. When the determination unit 56 determines that the ratio R is within the predetermined range Ra, it outputs the first signal S1 to the mode determination unit 57, and when the determination unit 56 determines that the ratio R is outside the predetermined range Ra, it outputs the second signal S2 to the mode determination unit 57. The range "within the predetermined range Ra" may be specified to include the upper limit value and the lower limit value of the range Ra, or may be specified to include either the upper limit value or the lower limit value. For the sake of convenience, in this specification, "within a predetermined range Ra" includes the upper limit and the lower limit.
なお、例えば車輪が30°回転する毎に信号Saが第4計算部54に入力された場合(すなわち、所定の回転角An(deg)が30°の場合)、判定部56は、第4計算部54で算出された比Rが所定の範囲Ra内にあるか否かを、車輪1回転あたり12回判定する。また、例えば車輪が60°回転する毎に信号Saが第4計算部54に入力される場合(すなわち、所定の回転角An(deg)が60°の場合)、判定部56は、第4計算部54で算出された比Rが所定の範囲Ra内にあるか否かを、車輪1回転あたり6回判定する。同様に、判定部56は、所定の回転角An(deg)が90°の場合は車輪1回転あたり4回判定し、所定の回転角An(deg)が45°の場合は車輪1回転あたり8回判定し、所定の回転角An(deg)が15°の場合は車輪1回転あたり24回判定し、所定の回転角An(deg)が10°の場合は車輪1回転あたり36回判定する。また、判定部56は、所定の回転角An(deg)が360°の場合は車輪1回転につき1回判定する。 For example, when signal Sa is input to fourth calculation unit 54 every time the wheel rotates 30° (i.e., when the specified rotation angle An (deg) is 30°), judgment unit 56 judges whether or not the ratio R calculated by fourth calculation unit 54 is within the specified range Ra 12 times per wheel rotation. Also, when signal Sa is input to fourth calculation unit 54 every time the wheel rotates 60° (i.e., when the specified rotation angle An (deg) is 60°), judgment unit 56 judges whether or not the ratio R calculated by fourth calculation unit 54 is within the specified range Ra 6 times per wheel rotation. Similarly, the determination unit 56 performs a determination four times per wheel rotation when the predetermined rotation angle An (deg) is 90°, performs a determination eight times per wheel rotation when the predetermined rotation angle An (deg) is 45°, performs a determination 24 times per wheel rotation when the predetermined rotation angle An (deg) is 15°, and performs a determination 36 times per wheel rotation when the predetermined rotation angle An (deg) is 10°. Also, the determination unit 56 performs a determination once per wheel rotation when the predetermined rotation angle An (deg) is 360°.
モード決定部57は、カウンタ57Cを含んでいる。このカウンタ57Cは、判定部56からカウンタ57Cに第1信号S1が連続してN回以上入力されたときに第3信号S3を出力抑制部55に出力するように構成されている。なお、Nは1以上の自然数である。すなわち、モード決定部57(カウンタ57C)は、第1信号S1が連続してN回入力されたときに出力抑制部55に第3信号S3を出力し、第1信号S1が連続して(N+1)回、(N+2)回、・・・、(N+n(nは1以上の自然数))回入力されたときも出力抑制部55に第3信号S3を出力する。一方、モード決定部57は、第1信号S1がモード決定部57に連続してN回以上入力しないとき、換言すると、第2信号S2がモード決定部57に入力されるとき、第4信号S4を出力抑制部55に出力する。なお、後に再び言及するが、モード決定部57は、第4信号S4を出力した際にカウンタ57Cの値をゼロにリセットしてもよく、nの値が所定の値に達したときにカウンタ57Cの値をNに戻してもよい。 The mode determination unit 57 includes a counter 57C. This counter 57C is configured to output the third signal S3 to the output suppression unit 55 when the first signal S1 is input from the determination unit 56 to the counter 57C N or more times in succession. Here, N is a natural number equal to or greater than 1. That is, the mode determination unit 57 (counter 57C) outputs the third signal S3 to the output suppression unit 55 when the first signal S1 is input N times in succession, and also outputs the third signal S3 to the output suppression unit 55 when the first signal S1 is input (N+1), (N+2), ..., (N+n (n is a natural number equal to or greater than 1)) times in succession. On the other hand, the mode determination unit 57 outputs the fourth signal S4 to the output suppression unit 55 when the first signal S1 is not input to the mode determination unit 57 N or more times in succession, in other words, when the second signal S2 is input to the mode determination unit 57. As will be mentioned later, the mode determination unit 57 may reset the value of the counter 57C to zero when the fourth signal S4 is output, and may return the value of the counter 57C to N when the value of n reaches a predetermined value.
出力抑制部55は、モード決定部57から第3信号S3が入力されると、第3計算部53により算出されたトルク指令値Tm(Nm)を示す第5信号S5を駆動信号生成部59に出力する。トルク指令値Tm(Nm)に基づいてモータ40を駆動させる制御モードが通常出力モードである。一方、出力抑制部55は、モード決定部57から第4信号S4が入力されると、第3計算部53により算出されたトルク指令値Tm(Nm)を抑制したトルク指令値(以下、「抑制トルク指令値RTm(Nm)」と記載することがある。)を示す第6信号S6を駆動信号生成部59に出力する。抑制トルク指令値RTm(Nm)に基づいてモータ40を駆動させる制御モードが出力抑制モードである。 When the output suppression unit 55 receives the third signal S3 from the mode determination unit 57, it outputs a fifth signal S5 indicating the torque command value Tm (Nm) calculated by the third calculation unit 53 to the drive signal generation unit 59. The control mode in which the motor 40 is driven based on the torque command value Tm (Nm) is the normal output mode. On the other hand, when the output suppression unit 55 receives the fourth signal S4 from the mode determination unit 57, it outputs a sixth signal S6 indicating a torque command value (hereinafter, sometimes referred to as "reduced torque command value RTm (Nm)") obtained by suppressing the torque command value Tm (Nm) calculated by the third calculation unit 53 to the drive signal generation unit 59. The control mode in which the motor 40 is driven based on the reduced torque command value RTm (Nm) is the output reduced mode.
ここで、出力抑制モードのための抑制トルク指令値RTm(Nm)は、通常出力モードのためのトルク指令値Tm(Nm)よりも小さく、例えば、通常出力モードのうち最も小さなモータ40のトルク(Nm)に対して1よりも小さな数M(0<M<1)を乗じたトルクであってもよい。つまり、電動アシスト自転車1において、比Rが所定の範囲Ra外にある場合におけるモータ40の抑制トルク指令値RTm(Nm)は、第1信号S1が連続してN回以上入力したときのそれぞれにおいて比Rが所定の範囲Ra内にある場合におけるモータ40のトルク指令値Tm(Nm)に対して小さい。 Here, the suppression torque command value RTm (Nm) for the output suppression mode is smaller than the torque command value Tm (Nm) for the normal output mode, and may be, for example, the torque obtained by multiplying the smallest torque (Nm) of the motor 40 in the normal output mode by a number M (0<M<1) smaller than 1. In other words, in the electrically assisted bicycle 1, the suppression torque command value RTm (Nm) of the motor 40 when the ratio R is outside the specified range Ra is smaller than the torque command value Tm (Nm) of the motor 40 when the ratio R is within the specified range Ra each time the first signal S1 is input N or more times in succession.
駆動信号生成部59は、モータ40を駆動させる駆動信号Sdを生成して、駆動回路50bに出力する。具体的には、駆動信号生成部59は、第5信号S5が入力されると第5信号S5が示すトルク指令値Tm(Nm)のトルクをモータ40に発揮させるための駆動信号Sdを、第6信号S6が入力されると第6信号S6が示す抑制トルク指令値RTm(Nm)のトルクをモータ40に発揮させるための駆動信号Sdを、駆動回路50bに出力する。駆動信号Sdは、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)信号である。 The drive signal generating unit 59 generates a drive signal Sd for driving the motor 40 and outputs it to the drive circuit 50b. Specifically, when the fifth signal S5 is input, the drive signal generating unit 59 outputs to the drive circuit 50b a drive signal Sd for causing the motor 40 to exert a torque of the torque command value Tm (Nm) indicated by the fifth signal S5, and when the sixth signal S6 is input, the drive signal generating unit 59 outputs to the drive circuit 50b a drive signal Sd for causing the motor 40 to exert a torque of the suppression torque command value RTm (Nm) indicated by the sixth signal S6. The drive signal Sd is, for example, a PWM (Pulse Width Modulation) signal.
駆動回路50bは、駆動信号Sdに基づき、例えばモータ40が3相(U相、V相、及びW相)に対応するコイルを有するブラシレスDCモータである場合には、モータ40の3相(U相、V相、及びW相)に対応するコイルを励磁することにより、モータ40を駆動する。駆動回路50bは、例えば、各コイルを駆動するインバータ回路、駆動信号Sdに応じてインバータ回路を駆動するプリドライブ回路、及び各コイルに流れる電流を検出する電流検出回路等を有していてもよい。 The drive circuit 50b drives the motor 40 by exciting the coils corresponding to the three phases (U phase, V phase, and W phase) of the motor 40 based on the drive signal Sd, for example, when the motor 40 is a brushless DC motor having coils corresponding to the three phases (U phase, V phase, and W phase). The drive circuit 50b may have, for example, an inverter circuit that drives each coil, a pre-drive circuit that drives the inverter circuit in response to the drive signal Sd, and a current detection circuit that detects the current flowing through each coil.
なお、上述のような制御装置50は、制御回路50aの一部又は全部と、駆動回路50bの一部又は全部とが一つの集積回路装置(IC)としてパッケージ化された構成であってもよいし、制御回路50aと駆動回路50bがそれぞれ個別の集積回路装置としてそれぞれパッケージ化された構成であってもよい。 The control device 50 as described above may be configured such that part or all of the control circuit 50a and part or all of the drive circuit 50b are packaged as a single integrated circuit device (IC), or the control circuit 50a and the drive circuit 50b are each packaged as separate integrated circuit devices.
次に、制御装置50による制御におけるステップの一例について説明する。図4は、制御装置50による制御におけるステップの一例を示すフローチャートである。なお、制御装置50による制御におけるステップは、図4に示される制御におけるステップに限られない。図4に示すように、本実施形態に係る制御におけるステップは、ステップSt1~ステップSt8を含んでいる。ここで、以下、図4に示す制御におけるステップのうち、ステップSt2~ステップSt8を「モード決定フローMF」と記載することがある。 Next, an example of steps in the control by the control device 50 will be described. FIG. 4 is a flow chart showing an example of steps in the control by the control device 50. Note that the steps in the control by the control device 50 are not limited to the steps in the control shown in FIG. 4. As shown in FIG. 4, the steps in the control according to this embodiment include steps St1 to St8. Hereinafter, among the steps in the control shown in FIG. 4, steps St2 to St8 may be referred to as the "mode decision flow MF."
本実施形態では、例えば、モータ40の駆動が開始されると、制御を開始させるステップが開始(START)されてもよい。具体的には、駆動信号生成部59がモータ40を駆動させる駆動信号Sdを生成して、駆動回路50bに出力したタイミングで、制御を開始させるステップが開始されてもよい。 In this embodiment, for example, when the drive of the motor 40 starts, the step of starting control may be started (START). Specifically, the step of starting control may be started at the timing when the drive signal generating unit 59 generates the drive signal Sd for driving the motor 40 and outputs it to the drive circuit 50b.
(ステップSt1)
制御装置50は、車輪が所定の回転角An(deg)回転したことを示す信号Saが第4計算部54に入力された場合には、制御におけるステップをステップSt2に進め、モード決定フローMF(St2~St8)を開始する。一方、制御装置50は、信号Saが第4計算部54に入力されない場合には、制御を開始させるステップに戻ってステップSt1に進むサイクルを信号Saが判定部56に入力されるまで繰り返す。なお、信号Saは、車輪が所定の回転角An(deg)回転したことを示す信号である必要はなく、例えば、所定のタイマから一定期間ごとに送信される信号であってもよい。
(Step St1)
When a signal Sa indicating that the wheel has rotated a predetermined rotation angle An (deg) is input to the fourth calculation unit 54, the control unit 50 advances the control step to step St2 and starts the mode decision flow MF (St2 to St8). On the other hand, when the signal Sa is not input to the fourth calculation unit 54, the control unit 50 returns to the step of starting the control and repeats the cycle of proceeding to step St1 until the signal Sa is input to the determination unit 56. Note that the signal Sa does not have to be a signal indicating that the wheel has rotated a predetermined rotation angle An (deg) and may be, for example, a signal transmitted at regular intervals from a predetermined timer.
(ステップSt2)
信号Saが第4計算部54に入力されると、制御装置50は、第4計算部54において、上述の式(1)に基づいて比Rを算出する。具体的には、第4計算部54は、第1計算部51により算出された車輪の回転数Nw(rpm)と、第2計算部52により算出されたモータ40の回転数Nm(rpm)と、記憶部58に格納された減速比データ(減速機10の減速比grMDU)とに基づいて、比Rを算出する。制御装置50は、第4計算部54が比Rを算出すると、制御におけるステップをステップSt3に進める。
(Step St2)
When the signal Sa is input to the fourth calculation unit 54, the control device 50 calculates the ratio R in the fourth calculation unit 54 based on the above-mentioned formula (1). Specifically, the fourth calculation unit 54 calculates the ratio R based on the wheel rotation speed Nw (rpm) calculated by the first calculation unit 51, the motor 40 rotation speed Nm (rpm) calculated by the second calculation unit 52, and the reduction ratio data (reduction ratio gr MDU of the reducer 10) stored in the memory unit 58. When the fourth calculation unit 54 calculates the ratio R, the control device 50 advances the control step to step St3.
(ステップSt3)
制御装置50は、記憶部58に格納された範囲データを参照して、判定部56において、第4計算部54により算出された比Rが所定の範囲Ra内にあるかを判定する。制御装置50は、比Rが所定の範囲Ra外にあると判定した場合、制御におけるステップをステップSt4に進める。具体的に、判定部56が第2信号S2をモード決定部57に出力することによって、制御におけるステップがステップSt4に進む。一方、制御装置50は、比Rが所定の範囲Ra内にあると判定した場合、制御におけるステップをステップSt5に進める。
(Step St3)
The control device 50 refers to the range data stored in the memory unit 58, and in the determination unit 56, determines whether the ratio R calculated by the fourth calculation unit 54 is within the predetermined range Ra. When the control device 50 determines that the ratio R is outside the predetermined range Ra, the control proceeds to step St4. Specifically, the determination unit 56 outputs the second signal S2 to the mode determination unit 57, whereby the control proceeds to step St4. On the other hand, when the control device 50 determines that the ratio R is within the predetermined range Ra, the control proceeds to step St5.
(ステップSt4)
本ステップにおいて、制御装置50は、第4信号S4をモード決定部57から出力抑制部55に出力する。なお、制御装置50は、第4信号S4を出力した際に、モード決定部57のカウンタ57Cの値がゼロよりも大きい場合には、カウンタ57Cの値をゼロにリセットしてもよい。制御装置50は、第4信号S4が出力抑制部55に入力されると、第3計算部53が算出したトルク指令値Tm(Nm)を抑制した抑制トルク指令値RTm(Nm)を示す信号S6を駆動信号生成部59に入力する。制御装置50は、駆動信号生成部59において、抑制トルク指令値RTm(Nm)に基づく駆動信号Sdを生成して、この駆動信号Sdを駆動回路50bに出力する。そして、制御装置50は、駆動回路50bを介して、抑制トルク指令値RTm(Nm)の駆動信号Sdに基づいてモータ40の動作を制御する。こうして、制御装置50は、出力抑制モードをONにする。すなわち、本ステップを経ることにより、モータ40が通常出力モードよりも小さなトルクで回転し、その結果、モータ40によるアシストが通常出力モードに比べて低減される。そして、制御装置50は、制御におけるステップをステップSt1に戻す。
(Step St4)
In this step, the control device 50 outputs the fourth signal S4 from the mode determination unit 57 to the output suppression unit 55. When the control device 50 outputs the fourth signal S4, if the value of the counter 57C of the mode determination unit 57 is greater than zero, the control device 50 may reset the value of the counter 57C to zero. When the fourth signal S4 is input to the output suppression unit 55, the control device 50 inputs a signal S6 indicating a suppression torque command value RTm (Nm) obtained by suppressing the torque command value Tm (Nm) calculated by the third calculation unit 53 to the drive signal generation unit 59. The control device 50 generates a drive signal Sd based on the suppression torque command value RTm (Nm) in the drive signal generation unit 59 and outputs the drive signal Sd to the drive circuit 50b. Then, the control device 50 controls the operation of the motor 40 based on the drive signal Sd of the suppression torque command value RTm (Nm) via the drive circuit 50b. In this way, the control device 50 turns on the output suppression mode. That is, by passing through this step, the motor 40 rotates with a torque smaller than that in the normal output mode, and as a result, the assist by the motor 40 is reduced compared to the normal output mode. Then, the control device 50 returns the step in the control to step St1.
(ステップSt5)
制御装置50は、判定部56において、第1信号S1をモード決定部57に出力する。この第1信号S1は、モード決定部57のカウンタ57Cに入力される。すなわち、本ステップにおいて、制御装置50は、判定部56において、カウンタ入力信号である第1信号S1をモード決定部57に出力する。そして、制御装置50は、制御におけるステップをステップSt6に進める。
(Step St5)
The control device 50, in the determination unit 56, outputs a first signal S1 to the mode determination unit 57. This first signal S1 is input to the counter 57C of the mode determination unit 57. That is, in this step, the control device 50, in the determination unit 56, outputs the first signal S1, which is a counter input signal, to the mode determination unit 57. Then, the control device 50 advances the control step to step St6.
(ステップSt6、ステップSt7)
ステップSt6において、制御装置50は、モード決定部57のカウンタ57Cをプラス1するとともに、第1信号S1の入力が、N回以上の連続したカウンタ57Cへの入力であるかを判定する。なお、「連続したカウンタ57Cへの入力」とは、現在実行されているモード決定フローMFが(m+1)回目(mは自然数)のモード決定フローMFである場合に、m回目のモード決定フローMFにおけるステップSt6においても、第1信号S1がカウンタ57Cに入力していた場合をいう。以下、この点についてさらに説明する。
(Steps St6 and St7)
In step St6, the control device 50 increments the counter 57C of the mode determination unit 57 by 1, and determines whether the first signal S1 has been input to the counter 57C N or more consecutive times. Note that "consecutive inputs to the counter 57C" refers to a case where, when the currently executed mode decision flow MF is the (m+1)th (m is a natural number) mode decision flow MF, the first signal S1 has also been input to the counter 57C in step St6 in the mth mode decision flow MF. This point will be described further below.
制御装置50は、m回目のモード決定フローMFのステップSt6において、第1信号S1のカウンタ57Cへの入力がN回以上の連続したカウンタ57Cへの入力でない場合には、制御におけるステップをステップSt7に進める。制御装置50は、ステップSt7において、ステップSt4と同様に出力抑制モードをONにする。これにより、モータ40が通常出力モードよりも小さなトルクで回転し、その結果、モータ40によるアシストが通常出力モードに比べて低減される。そして、制御装置50は、制御におけるステップをステップSt1に戻す。制御装置50は、この戻されたステップSt1(すなわち、(m+1)回目のステップSt1)において、判定部56に信号Saが入力した場合には、(m+1)回目のモード決定フローMFを実行する。逆に言えば、制御装置50は、信号Saが判定部56に入力しない場合には(m+1)回目のモード決定フローMFを実行せず、信号Saが判定部56に入力するまでステップSt1を繰り返す。したがって、本実施形態では、車輪がAn(deg)(例えば、30°)回転する毎にモード決定フローMFが実行される。 If, in step St6 of the m-th mode decision flow MF, the input of the first signal S1 to the counter 57C is not N or more consecutive inputs to the counter 57C, the control device 50 advances the step in the control to step St7. In step St7, the control device 50 turns on the output suppression mode as in step St4. This causes the motor 40 to rotate with a torque smaller than that in the normal output mode, and as a result, the assist by the motor 40 is reduced compared to the normal output mode. Then, the control device 50 returns the step in the control to step St1. If the signal Sa is input to the determination unit 56 in this returned step St1 (i.e., the (m+1)th step St1), the control device 50 executes the (m+1)th mode decision flow MF. In other words, if the signal Sa is not input to the determination unit 56, the control device 50 does not execute the (m+1)th mode decision flow MF, and repeats step St1 until the signal Sa is input to the determination unit 56. Therefore, in this embodiment, the mode decision flow MF is executed every time the wheel rotates An (deg) (e.g., 30°).
制御装置50は、(m+1)回目のモード決定フローMFのステップSt3において比Rが所定の範囲Ra外の場合又は(m+1)回目のモード決定フローMFのステップSt6における第1信号S1(カウンター入力信号)の入力がN回以上連続した入力でない場合において、m回目のモード決定フローMFにおいて出力抑制モードである場合には、(m+1)回目のモード決定フローMFにおいても出力抑制モードを維持し、一方、m回目のモード決定フローMFにおいて通常出力モードである場合には、(m+1)回目のモード決定フローMFにおいて出力抑制モードに切り替える。ここで、m回目のモード決定フローMFにおいて通常出力モードであった場合に、(m+1)回目のモード決定フローMFによって出力抑制モードに切り替わり、次いで、(m+2)回目のモード決定フローMFにおいてステップSt6に至ったとしても、(m+2)回目のモード決定フローMFにおける第1信号S1(カウンター入力信号)のカウンタ57Cへの入力は、第1信号S1(カウンター入力信号)のカウンタ57Cへの連続した入力とはならない。このような場合、制御装置50は、(m+2)回目のモード決定フローMFにおけるステップSt6においてカウンタ57Cの値をゼロにリセットする。 If the ratio R is outside the specified range Ra in step St3 of the (m+1)th mode decision flow MF or the input of the first signal S1 (counter input signal) in step St6 of the (m+1)th mode decision flow MF is not an input for N or more consecutive times, and if the output suppression mode is selected in the mth mode decision flow MF, the control device 50 maintains the output suppression mode in the (m+1)th mode decision flow MF; on the other hand, if the output mode is selected in the mth mode decision flow MF, the control device 50 switches to the output suppression mode in the (m+1)th mode decision flow MF. Here, if the mth mode decision flow MF was in normal output mode, the (m+1)th mode decision flow MF switches to output suppression mode, and then, even if step St6 is reached in the (m+2)th mode decision flow MF, the input of the first signal S1 (counter input signal) to the counter 57C in the (m+2)th mode decision flow MF does not result in a continuous input of the first signal S1 (counter input signal) to the counter 57C. In such a case, the control device 50 resets the value of the counter 57C to zero in step St6 in the (m+2)th mode decision flow MF.
一方、m回目のモード決定フローMFでステップSt6に至りカウンタ57Cがプラス1されていて、かつ、m回目のモード決定フローMFにおいて第1信号S1がカウンタ57Cに連続してN回以上入力されていない場合に、(m+1)回目のモード決定フローMFでステップSt6に至った場合は、カウンタ57Cがさらにプラス1される(積算される)。ここで、例えばmが1である場合(すなわち、1回目のモード決定フローMFの場合)を考える。1回目(m回目)のモード決定フローMFでステップSt6に至ると、カウンタ57Cがプラス1されてカウンタ57Cの値が1となる。次いで、2回目((m+1)回目)のモード決定フローMFにおいてステップSt6に至った場合には、カウンタ57Cがプラス1(積算)されてカウンタ57Cの値が2となる。ここで、例えばNの値を4(回)とすると、2回目((m+1)回目)のモード決定フローMFにおけるカウンタ57Cの値は2であり、4より小さい。すなわち、この場合、2回目((m+1)回目)のモード決定フローMFにおいて第1信号S1がカウンタ57Cに連続して4回(N回)以上入力されていない。したがって、制御装置50は、2回目((m+1)回目)のモード決定フローMFのステップSt6及びステップSt7を経てステップSt1に戻し、3回目((m+2)回目)のモード決定フローMFを実行する。そして、3回目のモード決定フローMF及び4回目((m+3)回目)のモード決定フローMFのそれぞれにおいてステップSt6に至った場合には、4回目((m+3)回目)のモード決定フローMFにおいてカウンタ57Cの値が積算されて4になるため、4回(N回)以上の条件を満たす。したがって、この場合、制御装置50は、制御におけるステップをステップSt8に進める。 On the other hand, if the counter 57C reaches step St6 in the mth mode decision flow MF and the first signal S1 has not been input to the counter 57C N times or more consecutively in the mth mode decision flow MF, then when the counter 57C reaches step St6 in the (m+1)th mode decision flow MF, the counter 57C is further incremented (accumulated). Here, for example, consider the case where m is 1 (i.e., the first mode decision flow MF). When the first (mth) mode decision flow MF reaches step St6, the counter 57C is incremented by 1 and the value of the counter 57C becomes 1. Next, when the counter 57C reaches step St6 in the second ((m+1)th) mode decision flow MF, the counter 57C is incremented (accumulated) by 1 and the value of the counter 57C becomes 2. Here, for example, if the value of N is 4 (times), the value of the counter 57C in the second ((m+1)th) mode decision flow MF is 2, which is smaller than 4. That is, in this case, the first signal S1 has not been input to the counter 57C four (N) times in succession in the second ((m+1)) mode decision flow MF. Therefore, the control device 50 returns to step St1 via steps St6 and St7 of the second ((m+1)) mode decision flow MF, and executes the third ((m+2)) mode decision flow MF. Then, if step St6 is reached in each of the third mode decision flow MF and the fourth ((m+3)) mode decision flow MF, the value of the counter 57C is accumulated to 4 in the fourth ((m+3)) mode decision flow MF, so that the condition of four (N) times or more is met. Therefore, in this case, the control device 50 advances the step in the control to step St8.
(ステップSt8)
本ステップにおいて、制御装置50は、第3信号S3をカウンタ57Cから出力抑制部55に出力する。そして、制御装置50は、トルク指令値Tm(Nm)を示す第5信号S5を出力抑制部55から駆動信号生成部59へと出力する。こうして、本ステップにおいて、通常出力モードがONになる。そして、制御装置50は、制御におけるステップをステップSt1に戻す。
(Step St8)
In this step, the control device 50 outputs the third signal S3 from the counter 57C to the output suppression unit 55. Then, the control device 50 outputs the fifth signal S5 indicating the torque command value Tm (Nm) from the output suppression unit 55 to the drive signal generation unit 59. Thus, in this step, the normal output mode is turned ON. Then, the control device 50 returns the control step to step St1.
ところで、以後の制御におけるステップのサイクルにおいて比Rが連続して所定の範囲Ra内にある場合には、カウンタ57Cの値が順次積算され、カウンタ57Cの値が増大していく。そのため、これを防ぐためにカウンタ57Cの値に上限を定めておき、ある制御におけるステップのステップSt6においてカウンタ57Cの値が上限に達した場合に、カウンタ57Cの値をNに戻すようにしてもよい。 However, if the ratio R is continuously within the predetermined range Ra in the subsequent cycles of steps in the control, the value of counter 57C is sequentially accumulated, and the value of counter 57C increases. Therefore, in order to prevent this, an upper limit may be set for the value of counter 57C, and when the value of counter 57C reaches the upper limit in step St6 of a step in a certain control, the value of counter 57C may be reset to N.
このように、図4に示される制御におけるステップでは、制御装置50は、第1信号S1が連続してN回以上入力したときのそれぞれにおいて比Rが所定の範囲Ra内にあるとき(通常出力モード)における、ペダル4の回転をアシストする大きさ(モータ40のトルク(トルク指令値Tm(Nm)))を、比Rが所定の範囲Ra外のとき(出力抑制モード)における、ペダル4の回転をアシストする大きさ(モータ40のトルク(抑制トルク指令値Rtm(Nm)))より大きくする。換言すると、図4に示される制御におけるステップでは、制御装置50は、第1信号S1(カウンタ入力信号)が連続してN回以上入力したときのそれぞれにおいて比Rが所定の範囲Ra内にあるときを「比Rが所定の範囲Ra内にある」と判定して、通常出力モードを実行する。そして、電動アシスト自転車1は、比Rが所定の範囲Ra外にあるときのモータ40のトルクを、比Rが所定の範囲Ra内にあるときのモータ40のトルクに対して小さくするように構成されている。 In this way, in the steps of the control shown in FIG. 4, the control device 50 makes the magnitude of assisting the rotation of the pedal 4 (torque of the motor 40 (torque command value Tm (Nm))) when the ratio R is within the predetermined range Ra (normal output mode) when the first signal S1 is input N or more times in succession, greater than the magnitude of assisting the rotation of the pedal 4 (torque of the motor 40 (restricted torque command value Rtm (Nm)))) when the ratio R is outside the predetermined range Ra (output suppression mode). In other words, in the steps of the control shown in FIG. 4, the control device 50 determines that "the ratio R is within the predetermined range Ra" when the first signal S1 (counter input signal) is input N or more times in succession and the ratio R is within the predetermined range Ra, and executes the normal output mode. The electrically assisted bicycle 1 is configured to make the torque of the motor 40 when the ratio R is outside the predetermined range Ra smaller than the torque of the motor 40 when the ratio R is within the predetermined range Ra.
上述したように、クランクシャフト23が出力ギア16に対して逆方向に回転する状態から、クランクシャフト23が出力ギア16と同期して正方向に回転する状態に移行する際、クラッチ(例えば、クラッチ33、他の部材群11のクラッチ、及び後輪3の車軸に設けられたクラッチ)の金属部材同士が相互に接触して、クランクシャフト23、クラッチ33、出力ギア16、他の部材群11のクラッチ、及び後輪3の車軸に設けられたクラッチ等が連結し、モータ40の回転力が伝達可能となる。そのため、クランクシャフト23や後輪3が逆方向に回転する状態からクランクシャフト23が出力ギア16と同期して正方向に回転する状態に移行すると、モータ40の回転力によってMDU100に含まれる複数の金属部材(例えば、クラッチ33を始めとする各種クラッチに含まれる金属部材等)が急激に連結する結果、金属音が生じることがある。 As described above, when the crankshaft 23 transitions from a state in which it rotates in the reverse direction relative to the output gear 16 to a state in which it rotates in the forward direction in synchronization with the output gear 16, the metal members of the clutches (e.g., the clutch 33, the clutch of the other member group 11, and the clutch provided on the axle of the rear wheel 3) come into contact with each other, and the crankshaft 23, the clutch 33, the output gear 16, the clutch of the other member group 11, and the clutch provided on the axle of the rear wheel 3 are connected, making it possible to transmit the rotational force of the motor 40. Therefore, when the crankshaft 23 and the rear wheel 3 transition from a state in which they rotate in the reverse direction to a state in which they rotate in the forward direction in synchronization with the output gear 16, the rotational force of the motor 40 suddenly connects multiple metal members included in the MDU 100 (e.g., metal members included in various clutches such as the clutch 33) and may produce metallic noise.
この点に関して発明者らが鋭意研究した結果、発明者らは、クランクシャフト23や後輪3が逆方向に回転する状態からクランクシャフト23が出力ギア16と同期して正方向に回転する状態に移行する際、上記式(1)から得られる比Rの経時的な推移が不安定になることを見出した。具体的に、発明者らは、クランクシャフト23や後輪3が逆方向に回転する状態からクランクシャフト23が出力ギア16と同期して正方向に回転する状態に移行する際の所定の時間範囲において、比Rが所定の範囲Raから逸脱する傾向があることを見出した。すなわち、比Rが所定の範囲Ra外にあるときは、クランクシャフト23や後輪3が逆方向に回転する状態からクランクシャフト23が出力ギア16と同期して正方向に回転する状態に移行するタイミングであり、上述の金属音が発生するタイミングといえる。 As a result of the inventors' intensive research into this point, they found that when the crankshaft 23 and the rear wheel 3 transition from a state in which they rotate in the reverse direction to a state in which they rotate in the forward direction in synchronization with the output gear 16, the time-dependent change in the ratio R obtained from the above formula (1) becomes unstable. Specifically, they found that the ratio R tends to deviate from a predetermined range Ra during a predetermined time range when the crankshaft 23 and the rear wheel 3 transition from a state in which they rotate in the reverse direction to a state in which they rotate in the forward direction in synchronization with the output gear 16. In other words, when the ratio R is outside the predetermined range Ra, this is the timing when the crankshaft 23 and the rear wheel 3 transition from a state in which they rotate in the reverse direction to a state in which they rotate in the forward direction in synchronization with the output gear 16, and this is the timing at which the metallic sound described above occurs.
上述のように、本実施形態に係る制御装置50は、比Rが所定の範囲Ra内のときにおける、ペダル4の回転をアシストする大きさを、比Rが所定の範囲Ra外のときにおける、ペダル4の回転をアシストする大きさより大きくする。また、本実施形態に係る電動アシスト自転車1では、所定の範囲Ra外にあるモータ40のトルクが、所定の範囲Ra内にあるモータ40のトルクに対して小さい。このような構成によれば、金属部材が連結する際においてモータ40の回転力が抑制されるため、金属部材同士が急激に連結することが抑制され、その結果、上述の金属音等の異音が電動アシスト自転車1に発生することが抑制される。 As described above, the control device 50 according to this embodiment increases the magnitude of assistance for the rotation of the pedal 4 when the ratio R is within the specified range Ra compared to the magnitude of assistance for the rotation of the pedal 4 when the ratio R is outside the specified range Ra. Also, in the electrically power assisted bicycle 1 according to this embodiment, the torque of the motor 40 outside the specified range Ra is smaller than the torque of the motor 40 within the specified range Ra. With this configuration, the rotational force of the motor 40 is suppressed when the metal members are connected, preventing the metal members from suddenly connecting to each other, and as a result, the occurrence of abnormal noises such as the metallic sounds described above in the electrically power assisted bicycle 1 is suppressed.
また、上述のように、本実施形態に係る制御装置50は、第1信号S1(カウンタ入力信号)が連続してN回以上入力したときのそれぞれにおいて比Rが所定の範囲Ra内にあるときを「比Rが所定の範囲Ra内にある」と判定して、通常出力モードを実行する。すなわち、本実施形態に係る制御装置50は、比Rが安定して所定の範囲Ra内に収まるようになったタイミング、つまり、金属音が生じ難いことがより正確に確定したタイミングで通常出力モードを実行する。したがって、本実施形態に係る制御装置50及び電動アシスト自転車1によれば、金属音等の異音が発生することをより抑制することができる。 As described above, the control device 50 according to this embodiment determines that the ratio R is within the predetermined range Ra when the first signal S1 (counter input signal) is input N or more times in succession and the ratio R is within the predetermined range Ra, and executes the normal output mode. In other words, the control device 50 according to this embodiment executes the normal output mode when the ratio R becomes stable and falls within the predetermined range Ra, that is, when it is more accurately determined that metallic sounds are unlikely to occur. Therefore, the control device 50 and electrically assisted bicycle 1 according to this embodiment can better suppress the occurrence of abnormal sounds such as metallic sounds.
以上、本発明について上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 The present invention has been described above using the above embodiment as an example, but the present invention is not limited to this.
例えば、上記実施形態では、トルク指令値(モータ40のトルク)に基づいてペダル4の回転をアシストする大きさを調整する例を説明したが、トルク指令値に代えて、モータの回転数を指令値としてペダル4の回転をアシストする大きさを調整するようにしても構わない。 For example, in the above embodiment, an example was described in which the amount of assistance for the rotation of the pedal 4 was adjusted based on the torque command value (torque of the motor 40). However, instead of the torque command value, the amount of assistance for the rotation of the pedal 4 may be adjusted using the motor rotation speed as a command value.
また、上記実施形態では、制御装置50が、第1信号S1が連続してN回以上入力したときのそれぞれにおいて比Rが所定の範囲Ra内にあるときを「比Rが所定の範囲Ra内にある」と判定して、通常出力モードを実行する例を説明した。しかし、制御装置50に第1信号S1が始めて入力したときの比Rが所定の範囲Ra内にあるときを「比Rが所定の範囲Ra内にある」と判定して、通常出力モードを実行するようにしても構わない。すなわち、この場合、例えばモード決定部57にカウンタ57Cを設ける必要はなく、また、ステップSt6を省略することができ、また、モード決定フローMFを繰り返す必要がない。 In the above embodiment, the control device 50 determines that "the ratio R is within the predetermined range Ra" when the ratio R is within the predetermined range Ra each time the first signal S1 is input N or more times in succession, and executes the normal output mode. However, it may be configured to determine that "the ratio R is within the predetermined range Ra" when the ratio R is within the predetermined range Ra when the first signal S1 is first input to the control device 50, and execute the normal output mode. That is, in this case, for example, there is no need to provide a counter 57C in the mode determination unit 57, step St6 can be omitted, and there is no need to repeat the mode determination flow MF.
以上、本発明について上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の制御装置及び電動アシスト自転車を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 The present invention has been described above using the above-mentioned embodiment as an example, but the present invention is not limited to this, and a person skilled in the art can modify the control device and electrically assisted bicycle of the present invention as appropriate in accordance with conventional knowledge. As long as the configuration of the present invention is still included even after such modifications, it will of course be included in the scope of the present invention.
1…電動アシスト自転車、2…前輪(車輪)、3…後輪(車輪)、4…ペダル、10…減速機、40…モータ、50…制御装置、70…回転装置、R…比(大きさ)、Ra…所定の範囲 1...electrically assisted bicycle, 2...front wheel (wheel), 3...rear wheel (wheel), 4...pedal, 10...reduction gear, 40...motor, 50...control device, 70...rotation device, R...ratio (size), Ra...predetermined range
Claims (3)
前記モータと減速機とを有する回転装置と、
前記ペダルと、
前記車輪と、
を備え、
前記回転装置により前記ペダルがアシストされているとき、
Nwを前記車輪の回転数(rpm)、Nmを前記モータの回転数(rpm)、及びgrMDUを前記回転装置の減速比として、以下の式(1)の大きさが所定の範囲内にある、電動アシスト自転車。
Nm/(Nw・grMDU)・・・(1) The control device according to claim 1 ;
a rotation device having the motor and a reducer;
The pedal;
The wheel;
Equipped with
When the pedal is assisted by the rotation device,
An electrically assisted bicycle, wherein the magnitude of the following equation (1) is within a predetermined range, where Nw is the rotation speed (rpm) of the wheel, Nm is the rotation speed (rpm) of the motor, and gr MDU is the reduction ratio of the rotating device.
Nm/(Nw・gr MDU )...(1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024-005710 | 2024-01-17 | ||
| JP2024005710A JP2025111335A (en) | 2024-01-17 | 2024-01-17 | Control device and power-assisted bicycle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025154383A1 true WO2025154383A1 (en) | 2025-07-24 |
Family
ID=96471030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/040879 Pending WO2025154383A1 (en) | 2024-01-17 | 2024-11-18 | Control device and electrically assisted bicycle |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2025111335A (en) |
| WO (1) | WO2025154383A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000168672A (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-20 | Suzuki Motor Corp | Electric motor-assisted bicycle |
| JP2016005940A (en) * | 2014-06-20 | 2016-01-14 | ヤマハ発動機株式会社 | Electrically power assisted bicycle |
| JP2020090109A (en) * | 2018-12-03 | 2020-06-11 | 株式会社シマノ | Control device for human powered vehicle |
-
2024
- 2024-01-17 JP JP2024005710A patent/JP2025111335A/en active Pending
- 2024-11-18 WO PCT/JP2024/040879 patent/WO2025154383A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000168672A (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-20 | Suzuki Motor Corp | Electric motor-assisted bicycle |
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| JP2020090109A (en) * | 2018-12-03 | 2020-06-11 | 株式会社シマノ | Control device for human powered vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025111335A (en) | 2025-07-30 |
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