(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人力によって駆動されるペダル駆動装置と、それを補助する電動駆動装置とを具備する電気自転車において、前記電動駆動装置は、電源スイッチを投入したとき、内蔵されているトルク検出器の０点の設定を行う０点補正機能を有するとともに、通常ペダル負荷トルクが０の時のトルク検出器の出力電圧を０より大きい一定値とすることを特徴とする電気自転車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペダル負荷に応じて電動機駆動装置を作動させることが可能な電気自転車に関し、さらに詳しくは自転車の速度を検出し、規定の範囲でペダル負荷を補助する電動駆動装置を有する電気自転車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人力による駆動力と電動機による駆動力を並列にもうけ、ペダル負荷に応じた規定範囲内で電動機により駆動力を補助する機能を有する電気自転車は種々提案されているが、電動駆動装置により補助する範囲は、車速が０から１５ｋｍ／ｈまでは５０％、１５ｋｍ／ｈから２４ｋｍ／ｈ間では車速に応じて漸次減少せしめ、２４ｋｍ／ｈにおいて０％となるよう制御せねばならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、前記電動駆動装置はペダル負荷を検出する、いわゆるトルク検出器，速度検出器，電動機，減速機部および制御回路部から構成されており、前記トルク検出器および速度検出器からの情報を基に制御回路部が電動機を制御し、前記規定内のパワーアシストを実現する。
【０００４】
このほかに電気自転車には、電気エネルギーとして充電式電池が使用されている。具体的には、特開平７−４０８７８号公報にその構造が開示されている。自転車本体のメインパイプおよびシートパイプ周辺に、電動機，減速機，制御回路，各種検出器が組み込まれ、その間を電気的に接続するための配線があり、その全体を樹脂カバーで覆っている。電
気自転車を作動させるための電源スイッチは、ハンドル下の前記樹脂ケースの上面または、側面に配置されている。
【０００５】
自転車に乗る前にまずこの電源スイッチ（一般にはメインスイッチと呼ばれる）をＯＮすると、内蔵されているマイクロコンピュータが制御回路部の点検を実施し、しかる後異常がなければスタンバイ状態となり、運転可能となる。ペダルをこぎ出すと、内蔵されているペダル回転速度検出器および負荷トルク検出器からの情報により必要とされている電動駆動装置の出力を決定し、電動機を作動させる。
【０００６】
電動駆動装置の出力は、ペダル負荷トルクを正確に把握することが不可欠であり、遊星ギヤーの反力やトーションバーのねじれをトルク検出器の変位に変換し、電気信号として取り出す方法が一般的である。そしてこのトルク検出機構を電動駆動装置に組み込む際、０点調整が不可避である。しかし、この０点調整は組立工数の増加を招いたり、さらには自転車を使用している間に初期に設定した０点がずれることがあり、場合によっては所定の値より高出力で運転されるおそれも考えられる。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解消したもので、電気自転車の合理的な電動制御を行うことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、人力によって駆動されるペダル駆動装置と、それを補助する電動駆動装置とを具備し、上記電動駆動装置は、電源スイッチを投入したとき、内蔵されているトルク検出器の０点の設定を行う０点補正機能を有するとともに、通常ペダル負荷トルクが０の時のトルク検出器の出力電圧を０より大きい一定値とすることにより、電動駆動装置の適正な運転ができるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するために本発明は、人力によって駆動されるペダル駆動装置と、それを補助する電動駆動装置とを具備する電気自転車において、前記電動駆動装置は、電源スイッチを投入したとき、内蔵されているトルク検出器の０点の設定を行う０点補正機能を有するとともに、通常ペダル負荷トルクが０の時のトルク検出器の出力電圧を０より大きい一定値としている。
【００１０】
このように電動駆動装置は、電源スイッチを投入したとき内蔵されているトルク検出器の０点の設置を行う０点補正機能を有するものであるから、常に正確なトルク検出がなされるものである。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１において、車体フレーム１は従来の自転車と基本構造は同一であり、前輪２と後輪３とサドル４を一体に連結しているパイプが車体の中央のサドルパイプの下端で一体化している。電動駆動装置５が車体フレーム１の下方外側中央部に、電源スイッチ６が後輪３と電池ボックス７の間にそれぞれ組み込まれている。
【００１３】
この電動駆動装置５には、ペダル回転速度検出器およびペダル負荷検出器が内蔵され、ペダル回転速度から人力で自転車をこいでいることと、その時の車速を計算するための情報を得ている。
【００１４】
また、ペダル負荷検出器から、ペダルの負荷トルクの情報を得、これらの情報から電動駆動装置５の出力を決定して電動機を動作させている。電源スイッチ６は走行中に開閉されないようにサドル４に座って乗車しているときに手の届かない位置に配置されている。電源スイッチ６は図２のように、電気自転車を使用する場合、まず所定の鍵を電源スイッチの鍵穴８のＡに挿入しＢの位置まで回すと鍵体９を解除する。
【００１５】
次にＣの位置までさらに回すと電源が投入され、電動駆動装置５に内蔵されているマイクロコンピュータが制御回路の点検をし、さらにトルク検出器の０点補正を行い、０点の出力電圧が０．３から１．０Ｖの範囲に設定されれば異常なしとし、自転車本体にある表示灯が消灯し、スタンバイ状態となる。
【００１６】
一方、０点の出力電圧が前記範囲に設定されない場合は異常とし、制御回路の異常と同様に、自転車本体にある表示灯を連続点灯し、かつ電動駆動装置５は作動しない状態にする。
【００１７】
０点設定電圧が０．３から１．０Ｖの範囲からはずれるということは、明らかにトルク検出器に異常が発生していることが予想されるので、点検修理の必要がある。
【００１８】
トルク検出器の０点補正は、実質的にペダルに負荷がかからない状態でなされる必要があり、電気自転車の電源スイッチを投入した時点で行うこととしているが、通常この時点で、ペダルに足を乗せていないことが条件となる。
【００１９】
従って、電気自転車を運転中に電源スイッチ６を開閉すると、０点補正がされず異常処理され、電動駆動装置５が作動しない状態になることもあり、これを回避するためには電源スイッチ６の配置を、運転中にスイッチの開閉のやれない位置に設定する必要がある。
【００２０】
充電式電池の取り外し時は、鍵をＤの位置まで回すことにより電池固定装置が解除され電池が取り出せる。自転車を駐輪する場合は、鍵をＢの位置まで回し、施錠レバー１０を下方にスライドさせ、鍵体９が後輪３スポーク間を貫通するようにして対面の鍵穴１１へ挿入されたことを確認した後、さらにＡの位置まで回転し鍵を引き抜く。
【００２１】
充電式電池を固定する場合は、鍵をＤの位置まで回転電池固定装置をフリーとして行い、電池装着後鍵を再びＣ〜Ａの位置にすることでなされる。図３に一般的に採用されているトルク検出構成を示す。ペダルを回すと、クランクシャフトと一体になっている遊星歯車軸１２が回転し、遊星歯車１３が自転しながらインナー歯車１４内を回転し、これと一体構造になっているスプロケット１５が回転し、チェーンにより後輪へ伝達される。
【００２２】
このとき、ペダルにかかる負荷は、遊星歯車の固定歯１６へ反力として伝達され、この固定歯はトルクアーム１７を介してバネ１８で押さえられている。固定歯はペダルトルクの反力によりバネを押し、トルクアームが動くのでトルクアームに一体となっているトルク検出器の軸１９が回転し、電圧信号として取り出す。
【００２３】
通常ペダル負荷トルクが０の時、トルク検出器の出力電圧を０より大きい一定値とし、その点から最大負荷トルクまでのトルクと電圧の関係を事前に求めマイクロコンピュータにデータとして書き込む。本実施例では電源スイッチを投入すると、マイクロコンピュータはその時点で、トルク検出器からの出力電圧を読み、その値を０点と設定する。
【００２４】
その後、トルク検出器の出力電圧と、０点での電圧の差を読み、運転中の負荷トルクと判定し、電動駆動装置を動作させる。なお、負荷トルク０でのトルク検出器の出力電圧を０としないのは、トルク検出器が故障し、出力０となることが考えられるので、異常判断
が不可能となるためであり、測定誤差などを勘案し出力電圧の最低値を０．３Ｖとした。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、トルク検出器の０点補正を電源スイッチ投入毎に実施するので、常に正確なトルク検出が可能となり、電動駆動ユニットの適正な運転が可能となる。また、０点補正機能を持たない場合、電動駆動ユニットのトルク検出器組立時に、出力電圧が規定された値にするため、組立調整が避けられず、大幅な工数増が起こるので、本発明はかかる組立工数低減効果も大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気自転車の実施例を示す概略図
【図２】鍵の機能を説明する正面図
【図３】トルク検出部の構成を示す概略図
【符号の説明】
５  電動駆動装置
６  電源スイッチ
【図１】
0003555311.tif 000002
【図２】
0003555311.tif 000003
【図３】
0003555311.tif 000004