JP5207769B2

JP5207769B2 - Automatic shifting method for electric bicycle

Info

Publication number: JP5207769B2
Application number: JP2008042297A
Authority: JP
Inventors: 義明中井; 武博三好; 裕二福岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: JP2009196570A

Description

本発明は、自動変速装置を備えた電動自転車の自動変速方法に関するものであり、特に、シフトダウンの制御方法に関するものである。 The present invention relates to an automatic transmission method for an electric bicycle equipped with an automatic transmission device, and more particularly to a shift-down control method.

従来、一般に、電動自転車は、補助電動機によって踏力に応じた補助動力を発生し、踏力と補助動力との合力を後車軸に伝達して後車輪を回転駆動させている。このような電動自転車に自動変速装置を設けたものがある。 Conventionally, in general, an electric bicycle generates auxiliary power corresponding to a pedaling force by an auxiliary electric motor, and transmits a resultant force of the pedaling force and the auxiliary power to a rear axle to rotationally drive a rear wheel. Some of such electric bicycles are provided with an automatic transmission.

このような自動変速装置を備えた電動自転車においては、自動的に減速操作と増速操作が行われるが、自動的に減速操作が行われる時、一定値以上の駆動力が存在すると、自動変速装置に過大な負荷がかかり、減速操作を円滑に行うことができないという問題があった。このような問題を解決する自動変速方法としては、以下のような方法が知られている。 In an electric bicycle equipped with such an automatic transmission device, the deceleration operation and the acceleration operation are automatically performed. When the deceleration operation is automatically performed, if there is a driving force exceeding a certain value, the automatic transmission There was a problem that an excessive load was applied to the apparatus, and the deceleration operation could not be performed smoothly. The following methods are known as automatic transmission methods for solving such problems.

すなわち、図１１に示すように、速度と踏力とを検出し、検出された速度と踏力に応じて最適なシフトポジションを算出する（ステップＳ１）。前記最適なシフトポジションと現在のシフトポジションとが同じであるか否かを判断し（ステップＳ２）、同じである場合には再び最適シフトポジションを算出し（ステップＳ１）、異なる場合にはシフト操作が減速操作か否かを判断する（ステップＳ３）。 That is, as shown in FIG. 11, the speed and the pedaling force are detected, and the optimum shift position is calculated according to the detected speed and the pedaling force (step S1). It is determined whether or not the optimum shift position and the current shift position are the same (step S2). If they are the same, the optimum shift position is calculated again (step S1). Is a deceleration operation (step S3).

前記シフト操作が減速操作である場合には、踏力値が或る値以下に下がるまで待機し（ステップＳ４）、踏力値が或る値以下に下がった時点で、制御装置がシフトチェンジ指示信号（減速信号）をアクチュエータモータに送信してアクチュエータモータを駆動する（ステップＳ５）。アクチュエータモータの駆動により、シフトチェンジ装置（変速機）が作動して所望の減速操作がなされるが、この場合、踏力が低下するタイミングに合わせて減速操作を行うようにしたため、円滑な減速操作が安定してなされる。 If the shift operation is a deceleration operation, the control unit waits until the pedaling force value falls below a certain value (step S4). When the pedaling force value falls below a certain value, the control device sends a shift change instruction signal ( A deceleration signal) is transmitted to the actuator motor to drive the actuator motor (step S5). When the actuator motor is driven, the shift change device (transmission) is actuated to perform a desired deceleration operation. In this case, the deceleration operation is performed in accordance with the timing at which the pedal force decreases, so that a smooth deceleration operation is performed. Made stable.

尚、前記のような自動変速方法については下記特許文献１に開示されている。
特開２００１−１０５８１ The automatic transmission method as described above is disclosed in Patent Document 1 below.
JP 2001-10581 A

しかしながら前記の従来形式では、踏力が低下するタイミングに合わせて減速操作を行うのであるが、具体的にどのようなタイミングでどのような減速操作を行うのかが不明である。すなわち、前記ステップＳ４に示されるように、踏力値が或る値以下に下がった時点で制御装置がシフトチェンジ指示信号をアクチュエータモータに送信した場合、制御装置がシフトチェンジ指示信号をアクチュエータモータに送信してから実際にシフトチェンジ装置が作動して減速操作が実行されるまでには若干の時間差（時間的ずれ）が生じる。 However, in the above-described conventional format, the deceleration operation is performed in accordance with the timing at which the pedal force decreases, but it is unclear what kind of deceleration operation is performed at what timing. That is, as shown in step S4, when the control device transmits a shift change instruction signal to the actuator motor when the pedaling force value falls below a certain value, the control device transmits the shift change instruction signal to the actuator motor. After that, there is a slight time difference (time shift) from when the shift change device is actually operated to when the deceleration operation is executed.

したがって、前記のような時間差によって、タイミングがずれてしまい、踏力値が或る値よりも増大した時に、実際に変速機が作動し始めて、踏力値が最も大きくなるピーク付近で減速操作が実行されてしまう虞れがある。このようにタイミングがずれて減速操作が実行された場合、シフトチェンジ装置に過大な負荷がかかり、減速操作を円滑に行うことができないという課題が生じてしまう。 Accordingly, when the timing is shifted due to the time difference as described above and the pedaling force value increases beyond a certain value, the transmission actually starts to operate, and the deceleration operation is executed near the peak where the pedaling force value becomes the largest. There is a risk of it. When the deceleration operation is executed with the timing shifted in this way, an excessive load is applied to the shift change device, which causes a problem that the deceleration operation cannot be performed smoothly.

本発明は、制御装置が減速信号をアクチュエーターに送信してから実際に変速機が作動して減速操作が実行されるまでの時間差を考慮して、より確実に円滑な減速操作を可能にする電動自転車の自動変速方法を提供することを目的とする。 The present invention takes into account the time difference from when the control device transmits a deceleration signal to the actuator until the transmission is actually operated and the deceleration operation is executed. It aims at providing the automatic transmission method of a bicycle.

前記目的を達成するために、本第１発明における電動自転車の自動変速方法は、ペダルによって回転されるクランク軸に作用する踏み込みトルクを検出し、前記検出された踏み込みトルクに基づいて移動平均トルクを求め、前記移動平均トルクが所定のトルク閾値以上になった場合、その直後に検出された踏み込みトルクの１番目のピークを検出し、前記踏み込みトルクの１番目のピークを検出すると、制御装置が減速信号をアクチュエーターに送信してアクチュエーターを駆動させて減速を開始し、前記踏み込みトルクの１番目のピークとその次に検出される２番目のピークとの間の谷間において、変速機が現在の変速段から一段減速側の変速段へ切換えられる切換途中の状態になり、踏み込みトルクの２番目のピークに達する前に変速機の減速動作を終了するものである。 In order to achieve the above object, an automatic shifting method for an electric bicycle according to the first aspect of the present invention detects a stepping torque acting on a crankshaft rotated by a pedal, and calculates a moving average torque based on the detected stepping torque. When the moving average torque exceeds a predetermined torque threshold, the first peak of the depression torque detected immediately after that is detected, and when the first peak of the depression torque is detected, the control device decelerates. A signal is transmitted to the actuator to drive the actuator to start deceleration, and in the valley between the first peak of the stepping torque and the second peak detected next, the transmission moves to the current gear stage. The gearbox is in the middle of switching to be switched from the first gear position to the first gear position, and before reaching the second peak of the stepping torque, the transmission It is intended to end the deceleration.

これによると、踏み込みトルクの１番目のピークを検出した時点で、制御装置が減速信号をアクチュエーターに送信することにより、変速機が作動し始め、若干の時間差を経て、踏み込みトルクの１番目のピークと２番目のピークとの間の谷間において、変速機が現在の変速段から一段減速側の変速段へ切換えられる切換途中の状態になり、踏み込みトルクの２番目のピークに達する前に変速機の減速動作が終了する。 According to this, when the first peak of the depression torque is detected, the control device sends a deceleration signal to the actuator, so that the transmission starts to operate, and after a slight time difference, the first peak of the depression torque. In the valley between the second peak and the second peak, the transmission is in the process of being switched from the current shift stage to the first reduction stage, and before reaching the second peak of the depression torque, Deceleration operation ends.

以上のように本発明によれば、制御装置が減速信号をアクチュエーターに送信してから実際に変速機が作動して減速操作が実行されるまでの時間差（タイムラグ）を考慮して、減速操作を制御しているため、変速機にかかる負荷が低下したタイミングに合わせて減速操作が行われ、より確実に円滑な減速操作を行うことができる。 As described above, according to the present invention, the deceleration operation is performed in consideration of the time difference (time lag) from when the control device transmits a deceleration signal to the actuator until the transmission is actually operated and the deceleration operation is executed. Since the control is performed, the deceleration operation is performed at the timing when the load applied to the transmission is reduced, and the smooth deceleration operation can be performed more reliably.

前記目的を達成するために、本第１発明は、ペダルに作用する踏力に応じた補助動力を発生する補助電動機と自動変速装置とを備え、
自動変速装置は変速比の異なる複数の変速段に切換え自在な変速機とこの変速機を作動させるアクチュエーターとを有している電動自転車の自動変速方法であって、
ペダルによって回転されるクランク軸に作用する踏み込みトルクを検出し、
前記検出された踏み込みトルクに基づいて、現在より一定時間遡った時点における所定範囲の時間内の踏み込みトルクの積分値である移動平均トルクを求め、
前記移動平均トルクが所定のトルク閾値以上になった場合、その直後に検出された踏み込みトルクの１番目のピークを検出し、
前記踏み込みトルクの１番目のピークを検出すると、制御装置が減速信号をアクチュエーターに送信してアクチュエーターを駆動させて減速を開始し、
前記踏み込みトルクの１番目のピークとその次に検出される２番目のピークとの間の谷間において、変速機が現在の変速段から一段減速側の変速段へ切換えられる切換途中の状態になり、
踏み込みトルクの２番目のピークに達する前に変速機の減速動作を終了するものである。 In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention includes an auxiliary electric motor that generates auxiliary power corresponding to the pedaling force acting on the pedal, and an automatic transmission.
The automatic transmission device is an automatic transmission method for an electric bicycle having a transmission that can be switched to a plurality of shift stages with different transmission ratios and an actuator that operates the transmission,
Detecting the stepping torque acting on the crankshaft rotated by the pedal,
Based on the detected stepping torque, a moving average torque that is an integrated value of the stepping torque within a predetermined range of time at a time point that is a predetermined time backward from the present time is obtained,
When the moving average torque is equal to or greater than a predetermined torque threshold, the first peak of the depression torque detected immediately after is detected,
When the first peak of the depression torque is detected, the control device transmits a deceleration signal to the actuator to drive the actuator, and starts deceleration.
In the valley between the first peak of the stepping torque and the second peak detected next, the transmission is in the middle of switching to be switched from the current gear to the gear on the one-speed reduction side,
The speed reduction operation of the transmission is completed before the second peak of the depression torque is reached.

このように、制御装置が減速信号をアクチュエーターに送信してから実際に変速機が作動して減速操作が実行されるまでの時間差（タイムラグ）を考慮して、減速操作を制御しているため、変速機にかかる負荷が低下したタイミングに合わせて減速操作が行われ、より確実に円滑な減速操作を行うことができる。 Thus, since the control device controls the deceleration operation in consideration of the time difference (time lag) from when the deceleration signal is transmitted to the actuator until the transmission actually operates and the deceleration operation is executed, A deceleration operation is performed at the timing when the load applied to the transmission is reduced, and a smooth deceleration operation can be performed more reliably.

本第２発明は、走行速度を検出し、前記検出された走行速度が所定の速度閾値以下であり且つ移動平均トルクが所定のトルク閾値以上になった場合、その直後に検出された踏み込みトルクの１番目のピークを検出するものである。 According to the second aspect of the present invention, when the traveling speed is detected and the detected traveling speed is not more than a predetermined speed threshold and the moving average torque is not less than the predetermined torque threshold, the stepping torque detected immediately after that is detected. The first peak is detected.

これによると、移動平均トルクが所定のトルク閾値以上になっても、検出された走行速度が所定の速度閾値よりも高ければ、変速機の減速動作は行われない。したがって、自転車の走行速度を速くするために、ペダルに対する踏力を増やしてクランク軸の回転速度を急に増やし、自転車の走行速度を所定の速度閾値よりも高くした際、急に変速機の減速動作が行われ、乗員の意図に反して走行速度が急に低下してしまうといった不具合を防止することができる。 According to this, even if the moving average torque is equal to or greater than a predetermined torque threshold, if the detected traveling speed is higher than the predetermined speed threshold, the speed reduction operation of the transmission is not performed. Therefore, in order to increase the traveling speed of the bicycle, when the pedaling force against the pedal is increased to suddenly increase the rotational speed of the crankshaft and the traveling speed of the bicycle is made higher than a predetermined speed threshold, the speed reduction operation of the transmission suddenly occurs. Is performed, and a problem that the traveling speed suddenly decreases against the passenger's intention can be prevented.

本第３発明は、踏み込みトルクの１番目のピークを検出すると、補助電動機を停止し、
変速機の減速動作を終了した時点で、補助電動機を作動させるものである。
これにより、補助電動機を停止することで、補助電動機よる負荷が変速機にかからないため、変速機にかかる負荷をより一層低下した状態で減速操作が行われ、したがって、より確実に円滑な減速操作を行うことができる。 When the third invention detects the first peak of the depression torque, the auxiliary motor is stopped,
The auxiliary motor is operated when the speed reduction operation of the transmission is completed.
Thereby, since the load by the auxiliary motor is not applied to the transmission by stopping the auxiliary motor, the deceleration operation is performed in a state where the load applied to the transmission is further reduced. Therefore, the smooth deceleration operation is more reliably performed. It can be carried out.

本第４発明は、変速機が現在の変速段から一段減速側の変速段へ切換えられたことを検出した場合、変速機の減速動作を終了したと判断するものである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 In the fourth aspect of the present invention, when it is detected that the transmission has been switched from the current shift speed to the shift speed on the one-speed reduction side, it is determined that the speed reduction operation of the transmission has been completed.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１〜図３に示すように、１１は電動自転車であり、電動自転車１１は、フレーム２１と、フレーム２１の後端部に固定された後輪ハブ軸２２と、前後の車輪２６，２７と、補助動力を発生させる補助電動機１２と、補助電動機１２に電力を供給するバッテリー１３と、自動変速装置１４と、ペダル１５と、ペダル１５によって回転されるクランク軸１６と、クランク軸１６に作用する踏み込みトルクＴＯａを検出するトルク検出器１７（例えば磁歪センサ等）と、走行速度を検出する速度検出器１８と、制御装置１９と、表示装置２０とを備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, reference numeral 11 denotes an electric bicycle. The electric bicycle 11 includes a frame 21, a rear wheel hub shaft 22 fixed to the rear end portion of the frame 21, front and rear wheels 26 and 27, and Acting on the auxiliary motor 12 for generating auxiliary power, the battery 13 for supplying power to the auxiliary motor 12, the automatic transmission 14, the pedal 15, the crankshaft 16 rotated by the pedal 15, and the crankshaft 16 A torque detector 17 (for example, a magnetostrictive sensor or the like) that detects the stepping torque TOa, a speed detector 18 that detects a traveling speed, a control device 19, and a display device 20 are provided.

自動変速装置１４は、変速比の異なる３段（複数の変速段）に切換え自在な内装変速機２３（変速機の一例）と、この内装変速機２３を作動させるアクチュエーター２４と、内装変速機２３とアクチュエーター２４との間に設けられた連動機構２５とを有している。 The automatic transmission 14 includes an internal transmission 23 (an example of a transmission) that can be switched to three speeds (a plurality of gear speeds) having different speed ratios, an actuator 24 that operates the internal transmission 23, and an internal transmission 23. And an interlocking mechanism 25 provided between the actuator 24 and the actuator 24.

内装変速機２３は、図４に示すように、後輪ハブの中に組み込まれた歯車を掛けかえることによって変速する方式であり、後輪ハブ軸２２に固定された太陽歯車２８と、後輪ハブ軸２２に回転自在に外嵌されたフリーホイール２９とコントローラー３０と遊星腕３１と、フリーホイール２９とコントローラー３０と遊星腕３１とに回転自在に外嵌された内歯車３２と、遊星腕３１に設けられて太陽歯車２８と内歯車３２とに歯合する複数の遊星歯車３３と、内歯車３２に回転自在に外嵌されたハブシェル３４とを有している。 As shown in FIG. 4, the internal transmission 23 is a system that shifts gears by changing a gear incorporated in the rear wheel hub, and includes a sun gear 28 fixed to the rear wheel hub shaft 22, and a rear wheel. A free wheel 29, a controller 30, and a planetary arm 31 that are rotatably fitted to the hub shaft 22, an internal gear 32 that is rotatably fitted to the free wheel 29, the controller 30, and the planetary arm 31, and a planetary arm 31. A plurality of planetary gears 33 that mesh with the sun gear 28 and the internal gear 32 and a hub shell 34 that is rotatably fitted to the internal gear 32.

フリーホイール２９は、内歯車３２に対して係脱自在なフリーホイールワンウェイクラッチ３６を有している。遊星腕３１は、ハブシェル３４に対して係脱自在な遊星腕ワンウェイクラッチ３７を有している。内歯車３２は、ハブシェル３４に対して係脱自在な内歯車ワンウェイクラッチ３８を有している。 The free wheel 29 has a free wheel one-way clutch 36 that can be freely engaged and disengaged with respect to the internal gear 32. The planetary arm 31 has a planetary arm one-way clutch 37 that is detachable with respect to the hub shell 34. The internal gear 32 has an internal gear one-way clutch 38 that can be engaged and disengaged with respect to the hub shell 34.

ハブシェル３４には後車輪２７のスポーク４０が連結されている。また、フリーホイール２９とギヤクランクのスプロケット４１との間にはチェン４２が巻回されている。
コントローラー３０は変速ロッド３９に連結され、変速ロッド３９が押し引きされることにより、変速ロッド３９と一体に後輪ハブ軸２２の軸心方向へ移動自在である。後輪ハブ軸２２の軸心上には第１〜第３の切換位置Ｐ１〜Ｐ３が設定されており、図４（ｃ）に示すように、変速ロッド３９の押し引きによって、コントローラー３０が第１の切換位置Ｐ１に移動した場合、内装変速機２３は最もギヤ比の小さな１速段に切換えられ、図４（ａ）に示すように、第３の切換位置Ｐ３に移動した場合、最もギヤ比の大きな３速段に切換えられ、図４（ｂ）に示すように、第２の切換位置Ｐ２に移動した場合、前記１速段と３速段との中間のギヤ比の２速段に切換えられる。 The spoke 40 of the rear wheel 27 is connected to the hub shell 34. A chain 42 is wound between the free wheel 29 and the sprocket 41 of the gear crank.
The controller 30 is connected to the speed change rod 39, and is movable in the axial direction of the rear wheel hub shaft 22 together with the speed change rod 39 by pushing and pulling the speed change rod 39. First to third switching positions P1 to P3 are set on the axial center of the rear wheel hub shaft 22. As shown in FIG. When moved to the first switching position P1, the internal transmission 23 is switched to the first gear position having the smallest gear ratio, and when moved to the third switching position P3 as shown in FIG. When the gear is switched to the third gear with a large ratio and moved to the second switching position P2, as shown in FIG. 4 (b), the second gear with the intermediate gear ratio between the first gear and the third gear is selected. Switched.

図４（ａ）に示すように、コントローラー３０が第３の切換位置Ｐ３に移動した場合、フリーホイール２９とコントローラー３０と遊星腕３１とが直結し、遊星歯車３３により増速される増速経路５５が形成される。この際、内歯車３２（ハブシェル３４）の回転角速度が遊星腕３１より速くなるので、遊星腕ワンウェイクラッチ３７がフリーになる。 As shown in FIG. 4A, when the controller 30 moves to the third switching position P3, the free wheel 29, the controller 30, and the planetary arm 31 are directly connected, and the speed increasing path is increased by the planetary gear 33. 55 is formed. At this time, the rotational angular velocity of the internal gear 32 (hub shell 34) is higher than that of the planetary arm 31, so that the planetary arm one-way clutch 37 becomes free.

図４（ｂ）に示すように、コントローラー３０が第２の切換位置Ｐ２に移動した場合、コントローラー３０が遊星腕３１から外れ、フリーホイール２９と内歯車３２（ハブシェル３４）との回転角速度が同じになるノーマル経路５６が形成される。この際、内歯車３２（ハブシェル３４）の回転角速度が遊星腕３１より速くなるので、遊星腕ワンウェイクラッチ３７がフリーになる。 As shown in FIG. 4B, when the controller 30 moves to the second switching position P2, the controller 30 is detached from the planetary arm 31, and the rotational angular velocities of the free wheel 29 and the internal gear 32 (hub shell 34) are the same. A normal path 56 is formed. At this time, the rotational angular velocity of the internal gear 32 (hub shell 34) is higher than that of the planetary arm 31, so that the planetary arm one-way clutch 37 becomes free.

図４（ｃ）に示すように、コントローラー３０が第１の切換位置Ｐ１に移動した場合、コントローラー３０が内歯車ワンウェイクラッチ３８に当接して、内歯車ワンウェイクラッチ３８がハブシェル３４から外れ、減速経路５７が形成される。 As shown in FIG. 4C, when the controller 30 moves to the first switching position P1, the controller 30 comes into contact with the internal gear one-way clutch 38, the internal gear one-way clutch 38 comes off from the hub shell 34, and the deceleration path 57 is formed.

尚、内装変速機２３には、変速ロッド３９をシフトダウンの方向Ａへ押し出すように付勢するスプリング（付勢部材：図示省略）が内蔵されている。
図２，図５に示すように、前記アクチュエーター２４は、減速機構を備えた変速用モータ２４ａからなる。また、連動機構２５は、変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂに設けられたピニオン４５と、ピニオン４５に歯合するラック４６と、変速ロッド３９を前記スプリングの付勢力に抗してシフトアップの方向Ｂへ押し込むベルクランク装置４７と、変速ワイヤー４８とを有している。 The internal transmission 23 incorporates a spring (biasing member: not shown) that urges the transmission rod 39 to push out in the downshifting direction A.
As shown in FIGS. 2 and 5, the actuator 24 includes a speed change motor 24a having a speed reduction mechanism. Further, the interlocking mechanism 25 shifts the pinion 45 provided on the rotating shaft 24b of the speed change motor 24a, the rack 46 meshing with the pinion 45, and the speed change rod 39 in the direction of shifting up against the biasing force of the spring. A bell crank device 47 to be pushed into B and a transmission wire 48 are provided.

アクチュエーター２４とラック４６とはフレーム２１側に支持され、ラック４６は、回転軸２４ｂの回転に応じて、変速ワイヤー４８の長さ方向（前後方向）に移動する。また、ベルクランク装置４７は、フレーム２１のチェーンステー４９に取り付けられた取付板５０と、縦軸５１を介して取付板５０に回動自在に設けられたベルクランク部材５２とを有している。変速ワイヤー４８はラック４６とベルクランク部材５２との間に接続されている。 The actuator 24 and the rack 46 are supported on the frame 21 side, and the rack 46 moves in the length direction (front-rear direction) of the transmission wire 48 according to the rotation of the rotating shaft 24b. The bell crank device 47 includes an attachment plate 50 attached to the chain stay 49 of the frame 21 and a bell crank member 52 rotatably provided on the attachment plate 50 via the longitudinal axis 51. . The transmission wire 48 is connected between the rack 46 and the bell crank member 52.

変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂが一方向ｂ１へ回転することによって、変速ワイヤー４８が一方向ｂ２へ引っ張られ、ベルクランク部材５２が一方向ｂ３へ回動して、変速ロッド３９がシフトアップの方向Ｂへ押し込まれる。これにより、１速段→２速段→３速段の順でシフトアップされる。 When the rotating shaft 24b of the speed change motor 24a rotates in one direction b1, the speed change wire 48 is pulled in one direction b2, the bell crank member 52 rotates in one direction b3, and the speed change rod 39 is shifted up. Pushed in direction B. As a result, the gears are shifted up in the order of first gear → second gear → third gear.

また、変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂが逆の他方向ａ１へ回転することによって、変速ワイヤー４８が他方向ａ２へ弛められて、変速ロッド３９がスプリング（図示省略）の付勢力によってシフトダウンの方向Ａへ押し出される。これにより、３速段→２速段→１速段の順でシフトダウンされる。 Further, when the rotating shaft 24b of the speed change motor 24a rotates in the reverse other direction a1, the speed change wire 48 is loosened in the other direction a2, and the speed change rod 39 is shifted down by the urging force of a spring (not shown). Extruded in direction A. As a result, the gears are shifted down in the order of 3rd gear → 2nd gear → 1st gear.

尚、変速用モータ２４ａには、回転軸２４ｂの回転角度（又は回転数）を検出する回転角度検出器５４（パルスエンコーダー等）が設けられている。変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂの回転角度（又は回転数）とコントローラー３０の第１〜第３の各切換位置Ｐ１〜Ｐ３とが対応しているため、回転角度検出器５４によって回転軸２４ｂの回転角度（又は回転数）を検出することによって、コントローラー３０が第１〜第３のいずれの切換位置Ｐ１〜Ｐ３に移動しているかが判明し、これに基づいて内装変速機２３が１速段〜３速段のいずれの変速段に切換えられているのかを検出することができる。 The speed change motor 24a is provided with a rotation angle detector 54 (pulse encoder or the like) for detecting the rotation angle (or the number of rotations) of the rotary shaft 24b. Since the rotation angle (or the number of rotations) of the rotation shaft 24b of the speed change motor 24a corresponds to the first to third switching positions P1 to P3 of the controller 30, the rotation angle detector 54 causes the rotation shaft 24b to rotate. By detecting the rotation angle (or the number of rotations), it is determined which of the first to third switching positions P1 to P3 the controller 30 has moved to, and based on this, the internal transmission 23 is set to the first gear. It is possible to detect which of the first to third gears is switched to.

すなわち、図６に示すように、回転角度検出器５４が第１の回転角度Ｃ１（例えばＣ１＝９０°）を検出した場合、コントローラー３０が第１の切換位置Ｐ１に移動して１速段に切換えられたことが検出され、回転角度検出器５４が第２の回転角度Ｃ２（例えばＣ２＝１８０°）を検出した場合、コントローラー３０が第２の切換位置Ｐ２に移動して２速段に切換えられたことが検出され、回転角度検出器５４が第３の回転角度Ｃ３（例えばＣ３＝２７０°）を検出した場合、コントローラー３０が第３の切換位置Ｐ３に移動して３速段に切換えられたことが検出される。 That is, as shown in FIG. 6, when the rotation angle detector 54 detects the first rotation angle C1 (for example, C1 = 90 °), the controller 30 moves to the first switching position P1 and shifts to the first gear. When it is detected that the rotation has been switched and the rotation angle detector 54 detects the second rotation angle C2 (for example, C2 = 180 °), the controller 30 moves to the second switching position P2 and switches to the second gear. When the rotation angle detector 54 detects the third rotation angle C3 (for example, C3 = 270 °), the controller 30 moves to the third switching position P3 and is switched to the third gear. Is detected.

また、表示装置２０は前記検出された内装変速機２３の変速段やバッテリー１３の残量等を表示するものである。図３に示すように、制御装置１９は補助電動機用制御部１９ａと自動変速装置用制御部１９ｂとからなる。 The display device 20 displays the detected gear position of the internal transmission 23, the remaining amount of the battery 13, and the like. As shown in FIG. 3, the control device 19 includes an auxiliary motor control unit 19a and an automatic transmission control unit 19b.

補助電動機用制御部１９ａは、トルク検出器１７で検出された踏み込みトルクのデーターに基づいて補助電動機１２を制御し、且つ、前記踏み込みトルクのデーターを自動変速装置用制御部１９ｂに送信する。 The auxiliary motor controller 19a controls the auxiliary motor 12 based on the depression torque data detected by the torque detector 17, and transmits the depression torque data to the automatic transmission controller 19b.

自動変速装置用制御部１９ｂは、前記補助電動機用制御部１９ａから送信された踏み込みトルクのデーターと速度検出器１８で検出された走行速度のデーターと回転角度検出器５４で検出された変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂの回転角度のデーターとに基づいて、アクチュエーター２４と表示装置２０とを制御するものである。 The automatic transmission control unit 19b includes a stepping torque data transmitted from the auxiliary motor control unit 19a, a travel speed data detected by the speed detector 18, and a speed change motor detected by the rotation angle detector 54. The actuator 24 and the display device 20 are controlled based on the rotation angle data of the rotating shaft 24b of 24a.

また、自動変速装置用制御部１９ｂは、シフトダウンを行う場合、減速信号をアクチュエーター２４に送信し、シフトアップを行う場合、増速信号をアクチュエーター２４に送信し、アクチュエーター２４を停止させる場合、停止信号をアクチュエーター２４に送信し、さらに、補助電動機用制御部１９ａに対して、補助電動機１２を停止させる補助電動機停止信号と補助電動機１２を駆動させる補助電動機駆動信号とを送信する。 The automatic transmission control unit 19b transmits a deceleration signal to the actuator 24 when shifting down, and transmits a speed increasing signal to the actuator 24 when shifting up, and stops when the actuator 24 is stopped. A signal is transmitted to the actuator 24, and an auxiliary motor stop signal for stopping the auxiliary motor 12 and an auxiliary motor drive signal for driving the auxiliary motor 12 are transmitted to the auxiliary motor control unit 19a.

次に、前記のような構成を有する電動自転車１１の自動変速方法（シフトダウンの制御方法）について、図７〜図９のグラフと図１０のフローチャートを参照しながら説明する。 Next, an automatic transmission method (shift-down control method) of the electric bicycle 11 having the above-described configuration will be described with reference to the graphs of FIGS. 7 to 9 and the flowchart of FIG.

乗員が電動自転車１１を運転している際、ペダル１５によって回転されるクランク軸１６に作用する踏み込みトルクＴＯａ（図７の実線参照）をトルク検出器１７によって検出する。検出された踏み込みトルクＴＯａのデーターを、補助電動機用制御部１９ａに送信し、さらに、補助電動機用制御部１９ａから自動変速装置用制御部１９ｂにも送信する。 When the occupant is driving the electric bicycle 11, a stepping torque TOa (see a solid line in FIG. 7) acting on the crankshaft 16 rotated by the pedal 15 is detected by the torque detector 17. Data of the detected depression torque TOa is transmitted to the auxiliary motor controller 19a, and further transmitted from the auxiliary motor controller 19a to the automatic transmission controller 19b.

補助電動機用制御部１９ａは、補助電動機１２を駆動し、検出された踏み込みトルクＴＯａと同じ大きさの補助トルクＴＯｂ（図７の点線参照）を発生させる。
自動変速装置用制御部１９ｂは、検出された踏み込みトルクＴＯａに基づいて、移動平均トルクＴＯｃ（図７の二点鎖線参照）を求める（ステップ−１）。尚、移動平均トルクＴＯｃとは、図８に示すように、現在より一定時間ｔ１（例えば０．５秒間）遡った時点における所定範囲の時間ｔ２（例えば０．４秒間）内の踏み込みトルクＴＯａの積分値（斜線部分）である。ここで、所定範囲の時間ｔ２は一定時間ｔ１以下（ｔ２≦ｔ１）である。 The auxiliary motor controller 19a drives the auxiliary motor 12, and generates an auxiliary torque TOb (see the dotted line in FIG. 7) having the same magnitude as the detected stepping torque TOa.
The automatic transmission control unit 19b obtains a moving average torque TOc (see the two-dot chain line in FIG. 7) based on the detected stepping torque TOa (step -1). As shown in FIG. 8, the moving average torque TOc is a stepping torque TOa within a predetermined range of time t2 (for example, 0.4 seconds) at a time point that is a predetermined time t1 (for example, 0.5 seconds) from the current time. It is an integral value (shaded area). Here, the time t2 within the predetermined range is equal to or less than the predetermined time t1 (t2 ≦ t1).

さらに、電動自転車１１の走行速度を速度検出器１８によって検出する（ステップ−２）。自動変速装置用制御部１９ｂは、前記検出された走行速度が所定の速度閾値以下かどうかを判断し（ステップ−３）、所定の速度閾値よりも高い場合は前記（ステップ−１）に戻る。 Further, the traveling speed of the electric bicycle 11 is detected by the speed detector 18 (step-2). The automatic transmission control unit 19b determines whether or not the detected traveling speed is equal to or lower than a predetermined speed threshold (step -3). If the detected traveling speed is higher than the predetermined speed threshold, the process returns to the step (step -1).

また、所定の速度閾値以下の場合、自動変速装置用制御部１９ｂは、前記移動平均トルクＴＯｃが所定のトルク閾値ＴＯｄ（図７参照）以上かどうかを判断し（ステップ−４）、所定のトルク閾値ＴＯｄよりも低い場合は前記（ステップ−１）に戻る。 If it is equal to or lower than the predetermined speed threshold, the automatic transmission control unit 19b determines whether or not the moving average torque TOc is equal to or higher than the predetermined torque threshold TOd (see FIG. 7) (step -4). If it is lower than the threshold value TOd, the procedure returns to (Step-1).

また、図７の点（イ）に示すように、移動平均トルクＴＯｃが所定のトルク閾値ＴＯｄ以上になった場合、自動変速装置用制御部１９ｂは、その直後に検出された踏み込みトルクＴＯａの１番目のピークＰ１を検出したかを判断する（ステップ−５）。尚、図９に示すように、自動変速装置用制御部１９ｂは、検出された踏み込みトルクＴＯａの３つのデータを比較し、２番目に検出された踏み込みトルク値ＴＯａ２が１番目に検出された踏み込みトルク値ＴＯａ１以上であり、且つ、３番目に検出された踏み込みトルク値ＴＯａ３が２番目に検出された踏み込みトルク値ＴＯａ２よりも小さい場合、踏み込みトルクＴＯａのピークＰ１を検出したと判断する。 Further, as shown in the point (A) of FIG. 7, when the moving average torque TOc is equal to or greater than a predetermined torque threshold value TOd, the automatic transmission control unit 19b determines that the stepping torque TOa detected immediately thereafter is 1 It is determined whether the first peak P1 has been detected (step -5). As shown in FIG. 9, the automatic transmission control unit 19b compares three data of the detected stepping torque TOa, and the stepping torque value TOa2 detected second is the first stepping detected. If the torque value TOa1 is greater than or equal to the torque value TOa1 and the stepping torque value TOa3 detected third is smaller than the stepping torque value TOa2 detected second, it is determined that the peak P1 of the stepping torque TOa has been detected.

１番目のピークＰ１を検出した場合、自動変速装置用制御部１９ｂは、回転角度検出器５４によって検出される変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂの回転角度に基づいて、内装変速機２３の現在の変速段を求め、現在の変速段が１速段かどうかを判断する（ステップ−６）。 When the first peak P1 is detected, the automatic transmission control unit 19b detects the current state of the internal transmission 23 based on the rotation angle of the rotation shaft 24b of the transmission motor 24a detected by the rotation angle detector 54. A shift speed is obtained, and it is determined whether or not the current shift speed is the first speed (step -6).

現在の変速段が例えば３速段の場合、図７の点（ロ）に示すように、自動変速装置用制御部１９ｂは、アクチュエーター２４に減速信号を送信するとともに、補助電動機用制御部１９ａに補助電動機停止信号を送信する（ステップ−７）。 When the current gear position is, for example, the third gear position, the automatic transmission control unit 19b transmits a deceleration signal to the actuator 24 and the auxiliary motor control unit 19a as shown in FIG. An auxiliary motor stop signal is transmitted (step -7).

これにより、補助電動機１２が停止し、補助電動機１２から発生していた補助トルクＴＯｂが０になる。また、図６に示すように、アクチュエーター２４の変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂが第３の回転角度Ｃ３（３速段に対応）から第２の回転角度Ｃ２（２速段に対応）に他方向ａ１へ回転する（ステップ−８）。これにより、図２に示すように、変速ワイヤー４８が他方向ａ２へ弛められて、変速ロッド３９がスプリング（図示省略）の付勢力によってシフトダウンの方向Ａへ押し出され、図４（ｂ）に示すように、コントローラー３０が遊星腕３１から外れて第３の切換位置Ｐ３から第２の切換位置Ｐ２に移動し、３速段から２速段へシフトダウンされる。 As a result, the auxiliary motor 12 stops and the auxiliary torque TOb generated from the auxiliary motor 12 becomes zero. Further, as shown in FIG. 6, the rotation shaft 24b of the speed change motor 24a of the actuator 24 is changed from the third rotation angle C3 (corresponding to the third gear) to the second rotation angle C2 (corresponding to the second gear). It rotates in the direction a1 (step-8). As a result, as shown in FIG. 2, the speed change wire 48 is loosened in the other direction a2, and the speed change rod 39 is pushed out in the downshift direction A by the urging force of the spring (not shown). As shown, the controller 30 is disengaged from the planetary arm 31 and moves from the third switching position P3 to the second switching position P2, and is shifted down from the third gear to the second gear.

このように、前記踏み込みトルクＴＯａの１番目のピークＰ１を検出した時点で、自動変速装置用制御部１９ｂがアクチュエーター２４に減速信号を送信することによって、図７の点（ハ）に示すように、若干の時間差ｔ３を経て、前記踏み込みトルクＴＯａの１番目のピークＰ１とその次に検出される２番目のピークＰ２との間の谷間５９において、内装変速機２３が３速段（現在の変速段）から２速段（一段減速側の変速段）へ切換えられる切換途中の状態になる。この場合、前記切換途中の状態とは、コントローラー３０が第３の切換位置Ｐ３と第２の切換位置Ｐ２との間に位置して遊星腕３１から外れた瞬間の状態である。 Thus, when the first peak P1 of the stepping torque TOa is detected, the automatic transmission control unit 19b transmits a deceleration signal to the actuator 24, as shown in FIG. In a valley 59 between the first peak P1 of the stepping torque TOa and the second peak P2 detected next, after a slight time difference t3, the internal transmission 23 is set to the third speed (current speed change). Stage) to the second speed stage (shift stage on the first speed reduction side). In this case, the state in the middle of switching is a state at the moment when the controller 30 is located between the third switching position P3 and the second switching position P2 and is disengaged from the planetary arm 31.

自動変速装置用制御部１９ｂは、回転角度検出器５４によって検出された回転軸２４ｂの回転角度が第２の切換位置Ｐ２に対応した第２の回転角度Ｃ２に達したかを判断し（ステップ−９）、第２の回転角度Ｃ２に達した場合、アクチュエーター２４から送信される変速完了信号によって、３速段から２速段へシフトダウンされたと判断し、アクチュエーター２４に停止信号を送信するとともに、補助電動機用制御部１９ａに補助電動機駆動信号を送信する（ステップ−１０）。これにより、アクチュエーター２４の変速用モータ２４ａが停止して、図７の点（ニ）に示すように、踏み込みトルクＴＯａの２番目のピークＰ２に達する前に内装変速機２３の３速段から２速段への減速動作が終了するとともに、補助電動機１２が作動して補助トルクＴＯｂを発生させる（ステップ−１１）。 The automatic transmission control unit 19b determines whether the rotation angle of the rotation shaft 24b detected by the rotation angle detector 54 has reached the second rotation angle C2 corresponding to the second switching position P2 (step − 9) When the second rotation angle C2 is reached, the shift completion signal transmitted from the actuator 24 determines that the gear has been shifted down from the third gear to the second gear, transmits a stop signal to the actuator 24, An auxiliary motor drive signal is transmitted to the auxiliary motor controller 19a (step -10). As a result, the speed-changing motor 24a of the actuator 24 is stopped and, as indicated by a point (d) in FIG. 7, before the second peak P2 of the stepping torque TOa is reached, the second speed 2 While the deceleration operation to the high speed is completed, the auxiliary motor 12 is activated to generate the auxiliary torque TOb (step-11).

また、前記ステップ−６において、現在の変速段が例えば２速段の場合、同様に、図７の点（ロ）に示すように、自動変速装置用制御部１９ｂは、アクチュエーター２４に減速信号を送信するとともに、補助電動機用制御部１９ａに補助電動機停止信号を送信する（ステップ−７）。 In Step-6, when the current gear is, for example, the second gear, the automatic transmission control unit 19b similarly sends a deceleration signal to the actuator 24, as indicated by a point (b) in FIG. At the same time, an auxiliary motor stop signal is transmitted to the auxiliary motor controller 19a (step -7).

これにより、補助電動機１２が停止し、補助電動機１２から発生していた補助トルクＴＯｂが０になる。また、図６に示すように、アクチュエーター２４の変速用モータ２４ａが第２の回転角度Ｃ２（２速段に対応）から第１の回転角度Ｃ１（１速段に対応）に他方向ａ１へ回転する（ステップ−８）。これにより、図２に示すように、変速ワイヤー４８が他方向ａ２へ弛められて、変速ロッド３９がスプリング（図示省略）の付勢力によってシフトダウンの方向Ａへ押し出され、図４（ｃ）に示すように、コントローラー３０が第２の切換位置Ｐ２から第１の切換位置Ｐ１に移動して内歯車ワンウェイクラッチ３８に当接し、内歯車ワンウェイクラッチ３８がハブシェル３４から外れて、２速段から１速段へシフトダウンされる。 As a result, the auxiliary motor 12 stops and the auxiliary torque TOb generated from the auxiliary motor 12 becomes zero. In addition, as shown in FIG. 6, the speed change motor 24a of the actuator 24 rotates from the second rotation angle C2 (corresponding to the second gear) to the first rotation angle C1 (corresponding to the first gear) in the other direction a1. (Step-8). As a result, as shown in FIG. 2, the speed change wire 48 is loosened in the other direction a2, and the speed change rod 39 is pushed out in the downshift direction A by the urging force of the spring (not shown). As shown in FIG. 2, the controller 30 moves from the second switching position P2 to the first switching position P1 and comes into contact with the internal gear one-way clutch 38. Shift down to 1st gear.

この際、図７の点（ハ）に示すように、若干の時間差ｔ３を経て、前記踏み込みトルクＴＯａの１番目のピークＰ１とその次に検出される２番目のピークＰ２との間の谷間５９において、内装変速機２３が２速段（現在の変速段）から１速段（一段減速側の変速段）へ切換えられる切換途中の状態になる。この場合、前記切換途中の状態とは、コントローラー３０が第２の切換位置Ｐ２と第１の切換位置Ｐ１との間に位置して内歯車ワンウェイクラッチ３８に接触した瞬間の状態である。 At this time, as indicated by a point (c) in FIG. 7, a valley 59 between the first peak P1 of the stepping torque TOa and the second peak P2 detected after that is obtained after a slight time difference t3. In FIG. 3, the internal transmission 23 is in the middle of switching to be switched from the second gear (current gear) to the first gear (the gear on the one-speed reduction side). In this case, the state in the middle of switching is a state at the moment when the controller 30 is positioned between the second switching position P2 and the first switching position P1 and contacts the internal gear one-way clutch 38.

自動変速装置用制御部１９ｂは、回転角度検出器５４によって検出された回転軸２４ｂの回転角度が第１の切換位置Ｐ１に対応した第１の回転角度Ｃ１に達したかを判断し（ステップ−９）、第１の回転角度Ｃ１に達した場合、アクチュエーター２４から送信される変速完了信号によって、２速段から１速段へシフトダウンされたと判断し、アクチュエーター２４に停止信号を送信するとともに、補助電動機用制御部１９ａに補助電動機駆動信号を送信する（ステップ−１０）。これにより、アクチュエーター２４の変速用モータ２４ａが停止して、図７の点（ニ）に示すように、踏み込みトルクＴＯａの２番目のピークＰ２に達する前に内装変速機２３の２速段から１速段への減速動作が終了するとともに、補助電動機１２が作動して補助トルクＴＯｂを発生させる（ステップ−１１）。 The automatic transmission control unit 19b determines whether the rotation angle of the rotation shaft 24b detected by the rotation angle detector 54 has reached the first rotation angle C1 corresponding to the first switching position P1 (step − 9) When the first rotation angle C1 is reached, the shift completion signal transmitted from the actuator 24 determines that the gear has been shifted down from the second gear to the first gear, transmits a stop signal to the actuator 24, An auxiliary motor drive signal is transmitted to the auxiliary motor controller 19a (step -10). As a result, the speed-changing motor 24a of the actuator 24 is stopped and, as indicated by a point (d) in FIG. 7, before the second peak P2 of the stepping torque TOa is reached, the first speed from the second speed of the internal transmission 23 is increased. While the deceleration operation to the high speed is completed, the auxiliary motor 12 is activated to generate the auxiliary torque TOb (step-11).

このように、自動変速装置用制御部１９ｂが減速信号をアクチュエーター２４に送信してから実際に内装変速機２３が作動して減速操作が実行されるまでの時間差ｔ３（タイムラグ）を考慮して、減速操作を制御しているため、内装変速機２３にかかる負荷が低下したタイミングで減速操作が行われ、より確実に円滑な減速操作を行うことができる。 In this way, taking into account the time difference t3 (time lag) from when the automatic transmission control unit 19b transmits the deceleration signal to the actuator 24 until the internal transmission 23 actually operates and the deceleration operation is executed, Since the deceleration operation is controlled, the deceleration operation is performed at the timing when the load applied to the internal transmission 23 is reduced, and the smooth deceleration operation can be performed more reliably.

また、前記ステップ−６において、現在の変速段が例えば１速段の場合、これ以上シフトダウンできないため、一連の制御を終了する。
また、前記ステップ−１において、移動平均トルクＴＯｃを求めることにより、路面の状態をある程度まで検知することができる。例えば、急な上り坂を走行する場合等において、移動平均トルクＴＯｃが増大する。 In Step-6, when the current shift speed is, for example, the first speed, a further downshift cannot be performed, and thus a series of control is terminated.
Moreover, in the said step-1, the state of a road surface can be detected to some extent by calculating | requiring the moving average torque TOc. For example, when traveling on a steep uphill, the moving average torque TOc increases.

また、前記ステップ−３，４において、検出された走行速度が所定の速度閾値よりも高ければ、移動平均トルクＴＯｃが所定のトルク閾値ＴＯｄ以上になっても、内装変速機２３の減速動作は行われない。したがって、電動自転車１１の走行速度を速くするために、ペダル１５に対する踏力を増やしてクランク軸１６の回転速度を急に増やし、電動自転車１１の走行速度を所定の速度閾値よりも高くした場合等において、急に内装変速機２３の減速動作が行われ、乗員の意図に反して走行速度が急に低下してしまうといった不具合を防止することができる。 Further, if the detected traveling speed is higher than the predetermined speed threshold in Steps 3 and 4, the deceleration operation of the internal transmission 23 is performed even if the moving average torque TOc becomes equal to or higher than the predetermined torque threshold TOd. I will not. Accordingly, in order to increase the traveling speed of the electric bicycle 11, the pedal force applied to the pedal 15 is increased to suddenly increase the rotational speed of the crankshaft 16, and the traveling speed of the electric bicycle 11 is made higher than a predetermined speed threshold. Thus, it is possible to prevent a problem that the speed reduction operation of the internal transmission 23 is suddenly performed and the traveling speed is suddenly reduced against the occupant's intention.

また、前記ステップ−５，７において、踏み込みトルクＴＯａの１番目のピークＰ１を検出した場合、補助電動機１２が停止し、ステップ−１１において、内装変速機２３の減速動作を終了した時点で、補助電動機１２が作動するため、補助電動機１２による負荷が内装変速機２３にかからない状態で減速操作が行われる。したがって、内装変速機２３にかかる負荷をより一層低下した状態で減速操作が行われ、より確実に円滑な減速操作を行うことができる。 Further, when the first peak P1 of the stepping torque TOa is detected in Steps-5 and 7, the auxiliary motor 12 is stopped, and when the deceleration operation of the internal transmission 23 is completed in Step-11, the auxiliary motor 12 is stopped. Since the electric motor 12 operates, the deceleration operation is performed in a state where the load by the auxiliary electric motor 12 is not applied to the internal transmission 23. Therefore, the deceleration operation is performed in a state where the load applied to the internal transmission 23 is further reduced, and the smooth deceleration operation can be performed more reliably.

以上がシフトダウンの制御方法であり、また、シフトアップの制御方法は例えば下記のように行われる。
（１）前記速度検出器１８によって検出された走行速度の移動平均値を微分して加速度を求め、電動自転車１１の加減速の状態を検知する。 The above is the downshift control method, and the upshift control method is performed as follows, for example.
(1) The acceleration is obtained by differentiating the moving average value of the traveling speed detected by the speed detector 18 to detect the acceleration / deceleration state of the electric bicycle 11.

（２）電動自転車１１の走行状態が加速状態である場合、検出された現在の走行速度が第１の速度設定値以上になると、自動変速装置用制御部１９ｂがアクチュエーター２４に増速信号を送信する。 (2) When the traveling state of the electric bicycle 11 is the acceleration state, the automatic transmission control unit 19b transmits an acceleration signal to the actuator 24 when the detected current traveling speed is equal to or higher than the first speed set value. To do.

これにより、例えば現在の変速段が１段速の場合、図６に示すように、アクチュエーター２４の変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂが第１の回転角度Ｃ１から第２の回転角度Ｃ２に一方向ｂ１へ回転する。これにより、図２に示すように、変速ワイヤー４８が一方向ｂ２へ引っ張られて、変速ロッド３９がスプリングの付勢力に抗してシフトアップの方向Ｂへ押し込まれ、図４（ｂ）に示すように、コントローラー３０が第１の切換位置Ｐ１から第２の切換位置Ｐ２に移動して、内装変速機２３が１段速から２段速へ切換えられる。 Thereby, for example, when the current shift speed is the first speed, the rotation shaft 24b of the speed change motor 24a of the actuator 24 is unidirectional from the first rotation angle C1 to the second rotation angle C2, as shown in FIG. Rotate to b1. As a result, as shown in FIG. 2, the speed change wire 48 is pulled in one direction b2, and the speed change rod 39 is pushed in the upshift direction B against the biasing force of the spring, as shown in FIG. Thus, the controller 30 moves from the first switching position P1 to the second switching position P2, and the internal transmission 23 is switched from the first speed to the second speed.

また、現在の変速段が２段速の場合、図６に示すように、アクチュエーター２４の変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂが第２の回転角度Ｃ２から第３の回転角度Ｃ３に一方向ｂ１へ回転する。これにより、図２に示すように、変速ワイヤー４８が一方向ｂ２へ引っ張られて、変速ロッド３９がスプリングの付勢力に抗してシフトアップの方向Ｂへ押し込まれ、図４（ａ）に示すように、コントローラー３０が第２の切換位置Ｐ２から第３の切換位置Ｐ３に移動して、内装変速機２３が２段速から３段速へ切換えられる。 Further, when the current shift speed is the second speed, as shown in FIG. 6, the rotation shaft 24b of the speed change motor 24a of the actuator 24 moves from the second rotation angle C2 to the third rotation angle C3 in one direction b1. Rotate. As a result, as shown in FIG. 2, the speed change wire 48 is pulled in one direction b2, and the speed change rod 39 is pushed in the upshift direction B against the biasing force of the spring, as shown in FIG. Thus, the controller 30 moves from the second switching position P2 to the third switching position P3, and the internal transmission 23 is switched from the second speed to the third speed.

尚、現在の変速段が３段速の場合、これ以上シフトアップできないため、一連の制御を終了する。
（３）また、電動自転車１１の走行状態が加速状態ではなく一定速度で走行している状態である場合、検出された現在の走行速度が第２の速度設定値以上になり且つ算出された移動平均トルクＴＯｃが所定のトルク設定値以下になると、自動変速装置用制御部１９ｂがアクチュエーター２４に増速信号を送信する。 Note that when the current gear stage is at the third gear speed, no further up-shifting is possible, and the series of controls is terminated.
(3) Also, when the traveling state of the electric bicycle 11 is not the acceleration state but is traveling at a constant speed, the detected current traveling speed is equal to or greater than the second speed setting value and the calculated movement When the average torque TOc becomes equal to or less than a predetermined torque set value, the automatic transmission control unit 19b transmits an acceleration signal to the actuator 24.

これにより、例えば現在の変速段が１段速の場合、図６に示すように、アクチュエーター２４の変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂが第１の回転角度Ｃ１から第２の回転角度Ｃ２に一方向ｂ１に回転する。これにより、図２に示すように、変速ワイヤー４８が一方向ｂ２へ引っ張られて、変速ロッド３９がスプリングの付勢力に抗してシフトアップの方向Ｂへ押し込まれ、図４（ｂ）に示すように、コントローラー３０が第１の切換位置Ｐ１から第２の切換位置Ｐ２に移動して、内装変速機２３が１段速から２段速へ切換えられる。 Thereby, for example, when the current shift speed is the first speed, the rotation shaft 24b of the speed change motor 24a of the actuator 24 is unidirectional from the first rotation angle C1 to the second rotation angle C2, as shown in FIG. Rotate to b1. As a result, as shown in FIG. 2, the speed change wire 48 is pulled in one direction b2, and the speed change rod 39 is pushed in the upshift direction B against the biasing force of the spring, as shown in FIG. Thus, the controller 30 moves from the first switching position P1 to the second switching position P2, and the internal transmission 23 is switched from the first speed to the second speed.

また、現在の変速段が２段速の場合、図６に示すように、アクチュエーター２４の変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂが第２の回転角度Ｃ２から第３の回転角度Ｃ３へ一方向ｂ１に回転する。これにより、変速ワイヤー４８が一方向ｂ２へ引っ張られて、変速ロッド３９がスプリングの付勢力に抗してシフトアップの方向Ｂへ押し込まれ、図４（ａ）に示すように、コントローラー３０が第２の切換位置Ｐ２から第３の切換位置Ｐ３に移動して、内装変速機２３が２段速から３段速へ切換えられる。 Further, when the current shift speed is the second speed, as shown in FIG. 6, the rotation shaft 24b of the speed change motor 24a of the actuator 24 moves from the second rotation angle C2 to the third rotation angle C3 in one direction b1. Rotate. As a result, the speed change wire 48 is pulled in one direction b2, and the speed change rod 39 is pushed in the upshift direction B against the urging force of the spring. As shown in FIG. Moving from the second switching position P2 to the third switching position P3, the internal transmission 23 is switched from the second speed to the third speed.

尚、現在の変速段が３段速の場合、これ以上シフトアップできないため、一連の制御を終了する。
（４）また、電動自転車１１の走行状態が減速状態である場合、自動変速装置用制御部１９ｂはアクチュエーター２４に増速信号を送信せず、シフトアップは行われない。 Note that when the current gear stage is at the third gear speed, no further up-shifting is possible, and the series of controls is terminated.
(4) Further, when the traveling state of the electric bicycle 11 is a deceleration state, the automatic transmission control unit 19b does not transmit a speed increase signal to the actuator 24, and the upshift is not performed.

尚、前記実施の形態では、変速機の一例として、３段の内装変速機２３を挙げたが、３段に限定されるものではなく、３段以外の複数段であってもよい。また、内装変速機２３に限定されるものではなく、外装変速機を用いたものであってもよい。 In the above-described embodiment, the three-stage internal transmission 23 is described as an example of the transmission. However, the transmission is not limited to three stages, and may be a plurality of stages other than three stages. Moreover, it is not limited to the internal transmission 23, You may use an external transmission.

また、前記実施の形態では、変速用モータ２４ａの回転軸２４ｂの回転角度（又は回転数）を回転角度検出器５４で検出することによって、内装変速機２３が１速段〜３速段のいずれの変速段に切換えられているのかを検出しているが、変速ロッド３９の先端の位置を検出することによって、内装変速機２３が１速段〜３速段のいずれの変速段に切換えられているのかを検出してもよい。 In the above-described embodiment, the rotation angle detector 54 detects the rotation angle (or the number of rotations) of the rotation shaft 24b of the speed change motor 24a, so that the internal transmission 23 is in any of the first to third speed stages. However, by detecting the position of the tip of the speed change rod 39, the internal transmission 23 is switched to the first speed to the third speed. May be detected.

また、前記実施の形態では、図８に示すように、移動平均トルクＴＯｃを、現在より一定時間ｔ１（例えば０．５秒間）遡った時点における所定範囲の時間ｔ２（例えば０．４秒間）内の踏み込みトルクＴＯａの積分値（斜線部分）と定義しているが、この場合、前記一定時間ｔ１＝所定範囲の時間ｔ２としてもよい。すなわち、ｔ１＝ｔ２とした場合は、移動平均トルクＴＯｃは、現在より一定時間ｔ１（例えば０．５秒間）遡った時点から現在までの踏み込みトルクＴＯａの積分値（斜線部分）となる。 In the above embodiment, as shown in FIG. 8, the moving average torque TOc is within a predetermined range of time t2 (for example, 0.4 seconds) at a time point that is a predetermined time t1 (for example, 0.5 seconds) from the current time. However, in this case, the predetermined time t1 may be set to a predetermined time t2. That is, when t1 = t2, the moving average torque TOc is an integrated value (shaded portion) of the stepping torque TOa from the time point that is a fixed time t1 (for example, 0.5 seconds) back to the present time.

本発明は、自動変速装置を備えた電動自転車の自動変速方法に関するものであり、特に、シフトダウンの制御方法に有効である。 The present invention relates to an automatic speed change method for an electric bicycle equipped with an automatic speed change device, and is particularly effective for a shift down control method.

本発明の実施の形態における電動自転車の側面図Side view of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention 同、電動自転車の自動変速装置の平面図The top view of the automatic transmission of the same electric bicycle 同、電動自転車の自動変速装置の制御系のブロック図Same as above, block diagram of control system of automatic transmission of electric bicycle 同、電動自転車の自動変速装置の変速機の切換動作を示す断面図Sectional drawing which shows the switching operation | movement of the transmission of the automatic transmission of the same electric bicycle 同、電動自転車の自動変速装置の連動機構の構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of the interlocking mechanism of the electric bicycle automatic transmission 同、電動自転車の自動変速装置のアクチュエーターの回転軸の回転角度と変速機の変速段との対応関係を示す図The figure which shows the correspondence of the rotational angle of the rotating shaft of the actuator of the automatic transmission apparatus of an electric bicycle, and the gear stage of a transmission 同、電動自転車の自動変速方法（シフトダウン）を示すグラフSame as above, a graph showing the automatic shifting method (shift down) of an electric bicycle 同、電動自転車の自動変速方法における移動平均トルクを示すグラフSame as above, a graph showing the moving average torque in the automatic shifting method of an electric bicycle 同、電動自転車の自動変速方法における踏み込みトルクのピークを検出する方法を説明する図The figure explaining the method of detecting the peak of the depression torque in the automatic shifting method of the electric bicycle 同、電動自転車の自動変速方法（シフトダウン）を示すフローチャートThe flowchart showing the automatic shifting method (shift down) of the electric bicycle 従来の電動自転車の自動変速方法（シフトダウン）を示すフローチャートA flowchart showing a conventional automatic shifting method (shift down) of an electric bicycle

Explanation of symbols

１１電動自転車
１２補助電動機
１４自動変速装置
１５ペダル
１６クランク軸
１９制御装置
２３内装変速機
２４アクチュエーター
５９谷間
ＴＯａ踏み込みトルク
ＴＯｃ移動平均トルク
ＴＯｄトルク閾値
ｔ１一定時間
ｔ２所定範囲の時間
Ｐ１１番目のピーク
Ｐ２２番目のピーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electric bicycle 12 Auxiliary motor 14 Automatic transmission 15 Pedal 16 Crankshaft 19 Control device 23 Internal transmission 24 Actuator 59 Valley TOa Depression torque TOc Moving average torque TOd Torque threshold t1 Fixed time t2 Time P1 in a predetermined range First peak P2 Second peak

Claims

An auxiliary electric motor that generates auxiliary power corresponding to the pedaling force acting on the pedal, and an automatic transmission,
The automatic transmission device is an automatic transmission method for an electric bicycle having a transmission that can be switched to a plurality of shift stages with different transmission ratios and an actuator that operates the transmission,
Detecting the stepping torque acting on the crankshaft rotated by the pedal,
Based on the detected stepping torque, a moving average torque that is an integrated value of the stepping torque within a predetermined range of time at a time point that is a predetermined time backward from the present time is obtained,
When the moving average torque is equal to or greater than a predetermined torque threshold, the first peak of the depression torque detected immediately after is detected,
When the first peak of the depression torque is detected, the control device transmits a deceleration signal to the actuator to drive the actuator, and starts deceleration.
In the valley between the first peak of the stepping torque and the second peak detected next, the transmission is in the middle of switching to be switched from the current gear to the gear on the one-speed reduction side,
An automatic shifting method for an electric bicycle, characterized in that the speed reduction operation of the transmission is terminated before reaching the second peak of the depression torque.

Detect travel speed,
When the detected traveling speed is equal to or lower than a predetermined speed threshold and the moving average torque is equal to or higher than a predetermined torque threshold, the first peak of the stepping torque detected immediately after that is detected. The method for automatically shifting an electric bicycle according to claim 1.

When the first peak of the depression torque is detected, the auxiliary motor is stopped,
3. The method for automatically shifting an electric bicycle according to claim 1, wherein the auxiliary motor is operated when the speed reduction operation of the transmission is completed.

4. The method according to claim 1, wherein when it is detected that the transmission has been switched from the current gear position to a gear position on the one-speed reduction side, it is determined that the speed reduction operation of the transmission has been completed. 2. An automatic shifting method for an electric bicycle according to item 1.