CN102219042A - 电动辅助自行车 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，根据行驶环境施加最佳的辅助动力。本发明的电动辅助自行车具有：通过人力产生驱动力的人力驱动系统；电池(2)；以及通过从电池(2)输出的电力来产生辅助动力的电力驱动系统，在基于检测人力所产生的踏力的转矩检测部(3)的输出而赋予电力驱动系统的辅助动力的电动辅助自行车中，设置控制电路(11)，该控制电路对转矩检测部(3)检测出的转矩和根据检测行驶速度的速度检测部(4)的输出而预先决定的转矩进行比较，来判定行驶环境负荷，并将电力驱动系统的辅助动力设定为与行驶环境负荷对应的协助比率。

Description

电动辅助自行车

技术领域

本发明涉及一种具有传递踏板的踏力的人力驱动系统和传递电动单元的辅助动力的电动机驱动系统的电动辅助自行车的改进。

背景技术

近年来，已知有如下的电动辅助自行车，即，将传递电动机等电动单元的动力的电动机驱动系统的辅助动力施加作用于通过驾驶者蹬踏板而产生的人力驱动系统，来辅助行驶，从而能够减轻驾驶者蹬踏板的力。

在这样的电动辅助自行车中，提出了在高速行驶时减少辅助动力，从而使自行车进行保持合适的车速的行驶的方法(专利文献1)。

【专利文献1】JP特开平6-107266号公报

专利文献1的发明是根据施加到踏板的驾驶者的踏力而计算出协助比率，并控制成施加与踏力和行驶速度对应的辅助动力，使得高速域的辅助动力最弱，中速域、低速域和行驶速度越慢，辅助动力越强。

在专利文献1的结构中，若踏力和行驶速度相同，则在平地等对驾驶者来说负荷比较小的环境中行驶的情况、和在上坡时或搭载了重物的状态或者逆风等对驾驶者来说负荷比较大的环境中行驶的情况下，会施加相同的辅助动力。

但是，在对驾驶者来说负荷比较小的环境中行驶时和对驾驶者来说负荷比较大的环境中行驶时施加相同的辅助动力的结构中，在将协助比率设定为在负荷比较小的环境中行驶时提供合适的辅助动力的情况下，在负荷比较大的环境中行驶时辅助动力就会不足，相反，在将协助比率设定为在负荷比较大的环境中行驶时提供合适的辅助动力的情况下，在负荷比较小的环境中行驶时辅助动力就会过强，从而存在伴随危险的隐患。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而形成，课题在于提供一种能够与行驶环境对应地施加合适的辅助动力的电动辅助自行车。

本发明是一种电动辅助自行车，具有：通过人力产生驱动力的人力驱动系统；电池；以及通过从该电池输出的电力来产生辅助动力的电力驱动系统，在基于检测人力所产生的踏力的转矩检测部的输出赋予电力驱动系统的辅助动力的电动辅助自行车中，设置了控制电路，该控制电路对所述转矩检测部检测出的转矩和根据检测行驶速度的速度检测部的输出而预先决定的转矩进行比较，来判定行驶环境负荷，并将电力驱动系统的辅助动力设定为与行驶环境负荷对应的协助比率。

(发明效果)

根据本发明，起到能够根据坡道的倾斜角度、搭载的货物的重量、逆风等行驶环境负荷而施加合适的辅助动力等的效果。

附图说明

图1是表示本实施方式的控制单元的方框图。

图2是说明上述动作的流程图。

图中：1…电动机；2…电池；3…转矩检测部；4…速度检测部；11…控制电路。

具体实施方式

以下，参照附图详细叙述本发明的实施方式。

图1是表示电动辅助自行车的控制单元的方框图，图2是表示电动辅助自行车的控制的流程图。

如图1所示，1是电动机，配置在未图示的电动辅助自行车的前车轮的轮轴单元(hub unit)内，通过从电池2提供的电力来旋转前车轮，或者利用前车轮的旋转来发电，从而对电池2进行充电。

3是转矩检测部，检测施加到踏板的驾驶者的踏力。4是速度检测部，通过电动机1的转速来检测自行车的行驶速度。5是制动检测部，检测施加了自行车的制动的情况。

6是模式设定开关，设置在安装于方向盘附近的未图示的操作部中，是由驾驶者操作的，通过所述模式设定开关6，设定为“标准”、“重复充电”、“大功率”中的任一个驾驶模式。若设定为“标准”驾驶模式，则在施加了制动的情况下，利用再生制动产生大的发电电流，对电池进行充电。若选择“重复充电”驾驶模式，则除了施加制动的情况外，在以比通常在平地行驶时所产生的转矩低的转矩行驶的情况下，判断为在缓慢的下坡行驶或者顺风等对于驾驶者来说负荷比较轻的行驶环境下行驶，从而进行再生制动，并进行充电。若选择“大功率”驾驶模式，则进行施加了与“标准”驾驶模式相比增大了协助比率的辅助动力的驾驶。

在所述操作部中，除了所述模式设定开关6以外，还设置有电源开关7、控制成为电动辅助自行车的前照灯的灯的点亮的灯点亮开关8、显示所述电池2的余量的电池余量显示部9、以及显示由所述模式设定开关6设定的驾驶模式的模式显示部10。

11是控制装置，输入来自所述转矩检测部3、速度检测部4、制动检测部5、模式设定开关6、电源开关7以及灯点亮开关8的信号，并控制电动机1、电池2、电池余量显示部9、模式显示部10以及未图示的灯。

此外，电动辅助自行车的后车轮构成为被施加驾驶者的踏力，且包含变速器，所述控制装置11基于转矩检测部3的输出，检测踏板旋转一次的间隔，并基于速度检测部4的输出，计算出踏板旋转一次期间的电动机1的转速，从而判定变速器的变速级数。

接着说明动作。若驾驶者蹬踏板，则转矩检测部3检测施加到踏板的转矩(步骤1)，速度检测部4基于电动机1的转速而计算出自行车的行驶速度(步骤2)，且基于转矩检测部3的输出和速度检测部4的输出而判定变速器的变速级数(步骤3)。

基于判定出的变速器的变速级数和自行车的行驶速度，根据预先设定的数据，判别转矩检测器3检测的转矩在当前的行驶环境中对驾驶者来说是什么样的行驶环境负荷，例如是平地行驶状态，还是缓慢的上坡行使状态，还是陡坡行驶状态，还是下坡行驶状态等，即判别行驶路径的倾斜角度等行驶环境负荷(步骤4)。作为行驶环境负荷，除了上述的行驶路径的倾斜角度以外，还有是逆风行驶状态还是装载了货物的行驶状态等，按变速器的变速级数和自行车的行驶速度，将对应于所述各种行驶环境负荷的转矩作为数据而预先输入，并比较该预先输入的数据和转矩检测部4检测出的转矩，来判定行驶环境负荷。

接着，判定行驶环境负荷是否大(步骤5)，若行驶环境负荷大，则将目标协助比率设定为大(步骤6)。若在步骤5中行驶环境负荷并不大，则判定行驶环境负荷是否为中(步骤7)，若行驶环境负荷为中，则将目标协助比率设定为中(步骤8)。若在步骤7中行驶环境负荷不是中，则判断行驶环境负荷是否小(步骤9)，若行驶环境负荷小，则将目标协助比率设定为小(步骤10)。若在步骤9中行驶环境负荷并不小，则将目标协助比率设定为极小(步骤11)。

接着，基于速度检测部4的输出，判断是否为正在行驶中(步骤12)，若不是正在行驶中，则以决定为要开始蹬的预定的协助比率来开始协助(步骤13)，并判断踏板是否旋转了一半(是否蹬了一次)(步骤14)。若在步骤12中是正在行驶中，或者在步骤14中踏板旋转了一半(蹬了一次)，则判断协助比率是否达到了设定的目标协助比率(步骤15)，若没有达到目标协助比率，则将协助比率增大一定值(步骤16)。设定为增大的一定值的协助比率不会成为急剧的协助比率的增大。由于设定为在每一次蹬的过程中缓慢地增大协助比率，所以能够安全且顺利地增大辅助动力。

若在步骤16中增大一定值的协助比率，则转移到步骤14，若踏板旋转了一半(蹬了一次)，则在步骤15中判断协助比率是否达到了设定的目标协助比率，若没有达到目标协助比率，则在步骤15中，进一步增大一定值的协助比率，直到达到目标协助比率为止，且逐渐增大协助比率，若达到目标协助比率，则以目标协助比率继续行驶。

在从行驶环境负荷大的状态转移到小的状态的情况下，若将行驶环境负荷变化的状态持续规定时间，在本实施方式中是约1秒，则基于转矩检测部3检测出的转矩，将目标协助比率设定得较小，并逐渐降低协助比率，使得从当前的协助比率成为新的目标协助比率。

此外，在本实施方式中，构成为对前车轮施加辅助动力，但也可以构成为对后车轮施加辅助动力，此外，构成为在后车轮中具备变速器，但也可以不具备变速器。

(产业上的可利用性)

本发明可利用于施加与坡道的倾斜角度、搭载的货物的重量、逆风等行驶环境负荷对应的辅助动力的电动辅助自行车。

Claims (2)

1.一种电动辅助自行车，具有：通过人力产生驱动力的人力驱动系统；电池；以及通过从该电池输出的电力来产生辅助动力的电力驱动系统，该电动辅助自行车基于检测人力所产生的踏力的转矩检测部的输出，赋予电力驱动系统的辅助动力，所述电动辅助自行车的特征在于，

设置了控制电路，该控制电路对所述转矩检测部检测出的转矩和根据检测行驶速度的速度检测部的输出而预先决定的转矩进行比较，来判定行驶环境负荷，并将电力驱动系统的辅助动力设定为与行驶环境负荷相对应的协助比率。

2.根据权利要求1所述的电动辅助自行车，其特征在于，

所述控制电路按照成为根据行驶环境负荷设定的目标协助比率的方式在每个预定的时刻逐渐增大协助比率。

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