CN102275625B - 自行车用再生制动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自行车用再生制动控制装置。在进行始终再生和制动再生的再生制动控制装置中，能够高效地进行基于制动再生的再生充电。再生制动控制部（74）具备第一控制部（75）、第二控制部（76）以及切换控制部（77）。第一控制部（75）以产生恒定的第一再生制动力（BF1）的方式控制助力马达（60）。在前制动机构（117f）从初始状态转变为制动状态时，第二控制部（76）以产生逐渐增大的第二再生制动力（BF2）的方式控制助力马达（60）。在进行基于第一控制部（75）的控制时，若前制动机构（117f）从初始状态转变为制动状态，则切换控制部（77）切换至基于第二控制部（76）的控制。

Description

自行车用再生制动控制装置

技术领域

本发明涉及制动控制装置，特别涉及自行车用再生制动控制装置，与能够装配于通过马达辅助基于人力的驱动的电动自行车的制动装置相关联地对马达进行控制。

背景技术

在通过马达辅助基于人力的驱动的助力自行车中，为了抑制蓄电池的电力消耗，以往公知有进行再生制动的技术（例如参照非专利文献1）。在以往的再生制动装置中，在制动杆上配置有对有无杆操作进行检测的传感器。进而，在制动杆被操作时进行制动再生，并进行再生充电。并且，当检测到下坡时进行再生充电，进而在平地时也进行赋予弱的再生制动力的始终再生来进行旋转充电。

【非专利文献1】三洋电机株式会社 2010年3月2日新闻发布，[online]，<URL：http：/jp.sanyo.com/news/2010/03/02-1/html>

在上述以往的结构中，在上坡以外的状况下通过始终再生、下坡再生以及制动再生进行充电。因此，与仅通过下坡再生和制动再生进行再生充电的情况相比，再生充电的机会增加，充电效率提高。

但是，当通过制动杆的操作进行制动再生时，其再生制动力是恒定的。因此无法高效地进行制动再生时的再生充电。

发明内容

本发明的课题在于，在进行始终再生和制动再生的再生制动控制装置中，能够高效地进行基于制动再生的再生充电。

本发明第一方面的自行车用再生制动控制装置是与能够装配于通过马达辅助基于人力的驱动的电动自行车的制动机构相关联地对马达进行控制的装置。自行车用再生制动控制装置具备第一控制部、第二控制部以及切换控制部。第一控制部以产生恒定的第一再生制动力的方式控制马达。在制动机构从初始状态转变为制动状态时，第二控制部以产生逐渐增大的第二再生制动力的方式控制马达。在进行基于第一控制部的控制时，若制动机构从初始状态转变为制动状态，则切换控制部切换至基于第二控制部的控制。

在该再生制动控制装置中，与制动机构的状态即是否进行基于机械式制动机构的制动无关，进行基于第一控制部的产生恒定的第一再生制动力的再生充电。第一再生制动力设定为不妨碍通常的行进的程度的制动力。在进行基于第一控制部的控制时，若制动机构从初始状态转变为制动状态，例如若操作制动杆，则切换至基于第二控制部的控制，从而进行基于逐渐增大的第二再生制动力的再生充电。因此，充电量比基于第一再生制动力的再生充电多。

因此，制动再生时的再生充电量增多，能够高效地进行基于制动再生的再生充电。

本发明第二方面的自行车用再生制动控制装置在第一方面所述的装置中，制动机构具备自行车用制动杆。第二控制部根据自行车用制动杆的动作控制马达。

在该情况下，在利用第二控制部进行控制时，通过制动杆的动作例如制动杆的移动位置来控制马达。因此，通过制动杆的动作，第二再生制动力逐渐增大，能够使第二再生制动力平滑地增加。

本发明第三方面的自行车用再生制动控制装置在第一或第二方面所述的装置中，该自行车用再生制动控制装置还具备模式切换部，该式切换部在第一制动模式和第二制动模式之间进行切换，在所述第一制动模式中，在制动机构从初始状态转变为制动状态时，通过切换控制部从基于第一控制部的控制切换至基于第二控制部的控制；在所述第二制动模式中，在制动机构从初始状态转变为制动状态时，进行基于第二控制部的控制。

在该情况下，在第一制动模式中，以第一再生制动力进行始终再生制动来进行再生充电，当制动机构从初始状态变化至动作状态时，以逐渐增大的第二再生制动力进行再生制动从而再生充电量增多。另一方面，在第二制动模式中，在制动机构的状态为初始状态期间，不进行再生制动，当从初始状态转变为动作状态时，以逐渐增大的第二再生制动力进行制动而进行再生充电。这里，能够根据骑行者的喜好来调节充电量。例如在电池剩余量少时，处于第一制动模式而增多充电量，在电池剩余量多时，处于第二制动模式，从而在制动机构不动作时能够轻松地踩下踏板。

本发明第四方面的自行车用再生制动控制装置在第二或第三方面所述的装置中，该自行车用再生制动控制装置还具备移动位置检测部和位置判断部。移动位置检测部对制动杆的进行摆动的杆部件自初始位置的移动位置、即以杆部件的初始位置为基准时的杆部件的位置进行检测。位置判断部判断自初始位置的移动位置是否超过了预定位置。切换控制部在移动位置超过预定位置之前，通过第一控制部以产生第一再生制动力的方式控制马达，并且，切换控制部在移动位置超过预定位置时，通过第二控制部以产生第二再生制动力的方式控制马达。

在该情况下，在制动杆的杆部件的移动位置超过预定位置之前，通过第一控制部以恒定的第一再生制动力进行再生制动。当移动位置超过预定位置时，通过第二控制部以对应于移动位置逐渐增大的第二再生制动力进行再生制动。这里，通过杆部件的移动位置切换马达控制，因此能够平滑地进行再生制动力的切换。

本发明第五方面的自行车用再生制动控制装置在第四方面所述的装置中，第二控制部以第二再生制动力对应于自初始位置的移动位置逐渐增大的方式控制马达。

在该情况下，第二再生制动力对应于自初始位置的移动位置而增大。因此，若第一再生制动力和杆部件处于预定位置时的第二再生制动力设定为相等，则能够没有不适感地使再生制动力从基于第一控制部的第一再生制动力变化为基于第二控制部的第二再生制动力。

本发明第六方面的自行车用再生制动控制装置在第四或第五方面所述的装置中，位置判断部将第二再生制动力超过第一再生制动力时的移动位置判断为预定位置。在该情况下，将恒定的第一再生制动力与从初始位置逐渐增大的第二再生制动力相同时的移动位置判断为预定位置。例如在通过占空比控制设定再生制动力的情况下，当占空比相同时，判断为预定位置。因此，即使杆部件的初始位置变动，第二再生制动力也从第一再生制动力逐渐增大。

本发明第七方面的自行车用再生制动控制装置在第四方面所述的装置中，第二控制部以如下方式控制上述马达：第二再生制动力至少对应于自预定位置的移动位置而从第一再生制动力逐渐增大。

在该情况下，即便将预定位置固定在初始位置和制动机构的制动开始位置之间，第二再生制动力也在预定位置从第一再生制动力逐渐增大。而且，第二再生制动力设定为不是从初始位置而是能够从预定位置增大，因此能够简化控制。

根据本发明，当与制动机构的状态无关地始终进行基于恒定的第一再生制动力的再生制动从而对电源进行再生充电时，若制动机构从初始状态转变为制动状态，则进行基于逐渐增大的可变的第二再生制动力的再生充电。因此，制动再生时的再生充电量增多，能够高效地进行基于制动再生的再生充电。

附图说明

图1是采用本发明的第一实施方式的自行车的侧视图。

图2是表示制动杆以及显示装置的俯视图。

图3是表示显示装置的模式画面的显示的一例的图。

图4是表示显示装置的循环计算机画面的一例的图。

图5是表示本发明的第一实施方式的电气系统的结构的框图。

图6是表示其连接方式的框图。

图7是表示整体控制部的功能结构的框图。

图8是表示再生制动控制部的控制动作的流程图。

图9是表示初始位置改写部的动作的流程图。

图10是表示再生制动控制动作的流程图。

图11是表示制动再生和始终再生时的再生制动力的变化的曲线图。

图12是第二实施方式的相当于图10的图。

图13是第二实施方式的相当于图11的图。

标号说明

12整体控制部；16f右制动杆；31杆部件；50初始位置调节部；53制动传感器（移动位置检测部的一例）；55线性霍尔元件；60助力马达；74再生制动控制部（再生制动控制装置的一例）；75第一控制部；76第二控制部；77切换控制部；78模式切换部；79位置判断部；80初始位置改写部；81调节位置写入部；93固定占空比存储部；94可变占空比存储部；117f前制动机构；117r后制动机构。

具体实施方式

〈第一实施方式〉

在图1中，采用本发明的第一实施方式的自行车是利用马达单元10对基于人力的驱动进行辅助的助力自行车。另外，以下的说明中，自行车的左右通常规定为，从后方观察自行车时位于右方的部分为右，位于左方的部分为左。

自行车具备：具有车架体102和前叉103的车架101；车把部104；驱动部105；前轮106f；后轮106r；前制动装置107f和后制动装置107r；前灯23；以及尾灯24。前叉103以绕倾斜的轴摆动自如的方式装配于车架体102的前部。前制动装置107f和后制动装置107r分别与前轮106f的前轮缘121f和后轮106r的后轮缘121r接触来进行制动。

在车架101上安装有包括鞍座111和车把部104在内的各部分。驱动部105具有：旋转自如地支承于车架体102的悬架部的曲柄轴116；固定于曲柄轴116的两端的齿轮曲柄118a和左曲柄（未图示）；架设于齿轮曲柄118a的链条119；装配于后轮106r的后轮毂110的齿轮109；前拨链器108f；以及后拨链器108r。

前拨链器108f是在装配于齿轮曲柄118a的例如3个链轮中的任一个上架设链条119的部件。后拨链器108r是在安装于后轮毂110的齿轮109的例如9个链轮中的任一个上架设链条119的部件。前拨链器108f和后拨链器108r都是电动驱动的部件。

在车架体102的后上部安装有后座112。在后座112上装配有包括整体控制部12的后座单元13。后座单元13以能够拆装的方式搭载有作为后述的马达单元10、整体控制部12以及前灯23等的电源的蓄电部14。蓄电部14例如包括镍氢电池或锂离子电池等蓄电池。在蓄电部14上一体地安装有尾灯24。

在前轮106f的中心装配有前轮106f的驱动辅助用的马达单元10。如图5所示，在马达单元10的内部设有助力马达60、逆变器61以及速度传感器62。助力马达60例如是三相无刷DC马达或交流马达。逆变器61将从蓄电池14直流输出的电流变换为产生与助力马达60的助力模式对应的助力的交流电流。并且使助力马达60的再生制动力变化。逆变器61通过使占空比变化而使助力和再生制动力变化。速度传感器62对助力马达60的旋转速度即自行车的速度进行检测。

并且，如图5所示，在悬架部122上设有后述的悬架单元122a，该悬架单元122a具有：用于对作用于曲柄轴116的踏力进行检测的转矩传感器17；以及对曲柄轴116的旋转角度进行检测的角度传感器19。

后座单元13在内部具有整体控制部12。整体控制部12具有微型计算机，对所连接的电气部件进行控制。整体控制部12在助力模式时能够对马达单元10进行控制，以使利用骑行者的最大踏力产生踏力的N1倍的助力。整体控制部12在多个再生制动模式和多个助力模式下对助力马达60进行控制。具体而言，整体控制部12在助力模式中具有如下三个助力模式：以踏力的N1倍的助力进行辅助的强助力模式；以踏力的N2倍的助力进行辅助的中助力模式；以及以踏力的N3倍的助力进行辅助的弱助力模式。N1、N2和N3表示预先确定的数字，选择为N1＞N2＞N3。N1例如选择为2，N2例如选择为1.5，N3例如选择为1。

并且，在再生制动模式中具有如下两个制动模式：始终再生模式（第一制动模式的一例）；以及制动再生模式（第二制动模式的一例），在该制动再生模式中，使制动力对应于后述的右制动杆16f的杆部件31的移动位置而变化。并且，作为马达单元10的动作模式，还具有使助力和再生制动这双方都不进行的切断模式。在始终再生模式中，在右制动杆16f的杆部件31从初始位置起移动、到达预定位置之前，以恒定的第一再生制动力制动，当超过预定位置时，以再生制动的制动力对应于杆部件31的移动位置而增大的第二再生制动力进行制动。在制动再生模式中，不进行始终再生，对应于右制动杆16f的杆部件31的移动位置以第二再生制动力进行控制。在始终再生和制动再生制动模式中，一边将从助力马达60产生的电力蓄积到蓄电部14一边对前轮106f进行制动。

车把部104具有：固定于前叉103的上部的车把立114；以及固定于车把立114的直把式的车把杆115。在车把杆115的两端，如从上方观察自行车的车把部104的图2所示，装配有右制动杆16f和左制动杆16r以及抓手15。在车把杆115的中央部，以跨越车把立114的方式装配有显示装置18。显示装置18具有液晶显示器画面18a。液晶显示器画面18a例如能够在图3所示的显示助力和再生制动模式的选择画面等的助力画面、和图4所示的显示自行车的速度、前拨链器108f和后拨链器108r的变速位置及行进距离等的循环计算机画面之间进行切换。另外，任一画面中都显示蓄电部14的剩余量。在图3所示的助力画面中，例如能够选择两个再生制动模式和三个助力模式，并且还能够选择不进行助力和再生制动的切断模式。当操作后述的上模式选择开关44c或下模式选择开关44d时，光标向上或向下移动。进而，当在移动目的地操作停止几秒以上时，选择该模式。并且光标停止在所选择的模式。

另外，在图3所示的助力画面中，助力模式被设定为强助力模式，再生制动模式被设定为始终再生模式。因此，在选择了助力模式和再生制动模式的情况下，显示两个光标。但是，在选择了助力再生切断的情况下，在助力再生切断上显示光标。

并且，在循环计算机画面中，变速位置的光标表示当前的变速位置。

<制动杆的结构>

右制动杆16f通过前制动拉索113f连接于前制动装置107f。左制动杆16r通过后制动拉索113r连接于后制动装置107r。通过右制动杆16f和前制动装置107f构成前制动机构117f。并且，通过左制动杆16r和后制动装置107r构成后制动机构117r。

右制动杆16f和左制动杆16r分别具备：拆装自如地装配于车把杆115的安装托架30；以及摆动自如地装配于安装托架30的杆部件31。

如图2所示，安装托架30具有：以能够装配于车把杆115的方式配置于图2下部的装配部41；以及与装配部41连结的托架部42。装配部41通过紧固未图示的固定螺栓而能够将安装托架30固定于车把杆115。在右制动杆16f和左制动杆16r的托架部42分别以能够拆装的方式安装有用于对后拨链器108r和前拨链器108f进行变速操作的后变速操作部43r和前变速操作部43f。

后变速操作部43r和前变速操作部43f例如具有左右并排配置的加速开关43a和减速开关43b。加速开关43a配置于减速开关43b的例如内侧。加速开关43a是用于变速操作至高速侧的变速级的开关，减速开关43b是用于变速操作至低速侧的变速级的开关。例如，当对前变速操作部43f的加速开关43a进行操作时，在齿轮曲柄118a中，将链条119从最小径的链轮切换架设于中间径的链轮，或者从中间径的链轮切换架设于最大径的链轮。并且，当对后变速操作部43r的加速开关43a进行操作时，在小齿轮109中，将链条119切换架设于比架设有链条119的链轮小一级的直径的链轮。当操作减速开关43b时，进行相反的动作。

在右制动杆16f的托架部42左右并排配置有灯开关44a和显示切换开关44b。显示切换开关44b是用于在助力画面和循环计算机画面之间切换显示装置18的液晶显示器画面18a的开关。灯开关44a是使前灯23接通和切断的开关。灯开关44a每次被按压操作时，前灯23就接通或切断。并且，显示切换开关44b每次被按压操作时，就在助力画面和循环计算机画面之间切换显示装置18的液晶显示器画面18a。

在左制动杆16r的托架部42配置有上模式选择开关44c、下模式选择开关44d和电源开关44e。上模式选择开关44c是在图3所示的画面向上方向依次选择再生制动模式和助力模式的开关。下模式选择开关44d是在图3所示的画面向下方向依次选择多个再生制动模式或多个助力模式的开关。电源开关44e是在图2中配置于下模式选择开关44d的上方的圆形的按钮开关，是接通或切断整体控制部12的电源的软件开关。每次按压上模式选择开关44c时，用于选择再生制动模式或助力模式的光标就向画面向上方向依次移动。当光标的移动停止时，选择该模式。对于下模式选择开关44d，同样，光标向下方依次移动。这里，在显示画面中显示的各模式在上下方向上排列，但各模式也可以在左右方向上排列来显示。电源开关44e每次被按压操作时，整体控制部12的电源就被接通或切断。

在托架部42中设有初始位置调节部50，该初始位置调节部50具有能够调节杆部件31的初始位置的调节螺栓。并且，在托架部42的内部设有使用了线性霍尔元件的制动传感器（移动位置检测部的一例）53，该制动传感器53通过与杆部件31的距离来检测杆部件31自初始位置的移动位置。制动传感器53具有线性霍尔元件55，该线性霍尔元件55通过距埋入杆部件31中的磁铁54的距离来检测杆部件31自初始位置的移动位置。整体控制部12对应于该移动位置在制动再生模式和始终再生模式时进行再生制动控制。

杆部件31在初始位置和最大摆动位置之间摆动自如地装配于托架部42。初始位置是杆部件31距离车把杆115最远的位置。杆部件31由未图示的施力部件向初始位置侧施力。初始位置能够如上所述地通过初始位置调节部50来调节。前制动拉索113f（或后制动拉索113r）的内拉索卡定于杆部件31。前制动拉索113f（或后制动拉索113r）的外壳体卡定于托架部42。

<电气系统的结构>

如图5和图6所示，搭载于自行车的电气系统100具备：作为电气部件的后座单元13、马达单元10、悬架单元122a、前拨链器108f和后拨链器108r、前灯23、显示装置18、右制动杆16f和左制动杆16r。这些电气部件通过能够进行通信的第一电力线70a～70g以及第二电力线71连接。在图5中用实线表示第一电力线70a～70g，第二电力线71用比表示第一电力线70a～70g的线粗的线表示。第一电力线70a～70g和第二电力线71构成为包括两根导线。两根中的一根为接地线。

后座单元13具有：控制电气系统100的电气部件的整体控制部12、蓄电部14和尾灯24。后座单元13装配于后座112。整体控制部12具有微型计算机。在整体控制部12中拆装自如地装配有作为电气系统100的电源的蓄电部14。尾灯24一体地安装于蓄电部14。 

在后座单元13上经由第二电力线71连接有马达单元10。第二电力线71例如是使24伏特的电源电流流过的电力线。第一电力线70a～70g例如是使6伏特的电源电流流过的电力线。

在第一电力线70a～70g和第二电力线71中流过对各电气部件进行控制的控制信号重叠得到的电源电流。

并且，在后座单元13上经由第一电力线70a连接有悬架单元122a。悬架单元122a如上所述具有转矩传感器17和角度传感器19。在悬架单元122a上经由第一电力线70b、第一电力线70g和第二电力线70c分别连接着前灯23、前拨链器108f和后拨链器108r。前灯23例如是使用LED（发光元件）的省电型部件，装配于前叉103的前表面。

前拨链器108f和后拨链器108r分别具有前变速马达20f、前级数传感器21f和后变速马达20r、前级数传感器21f和后级数传感器21r。并且，前拨链器108f和后拨链器108r分别具有对前变速马达20f和后变速马达20r进行控制的未图示的前控制部和后控制部。通过该前级数传感器21f和后级数传感器21r的输出，使前拨链器108f和后拨链器108r的级数分别显示于显示装置18。在前灯23上经由第二电力线70d连接有显示装置18。

在显示装置18上经由第一电力线70e和第一电力线70f分别连接有右制动杆16f和左制动杆16r。

如图6所示，各电气部件由串行总线构造连接。由此，除了搭载整体控制部12的电气部件（例如后座单元13）以外，即便某一个电气部件连接或脱离，电气系统也能够动作。例如在图6中，即使卸下前灯23，通过将第一电力线70b连接于显示装置18，使电气系统100进行动作。并且，在前拨链器108f和后拨链器108r以通常的变速拉索进行动作的情况下，只要卸下第一电力线70g和第一电力线70c即可。在该情况下，电气系统100也进行动作。

<整体控制部的功能结构>

如图7所示，整体控制部12作为由软件实现的功能结构，具有变速控制部72、助力控制部73以及再生制动控制部（再生制动控制装置的一例）74。再生制动控制部74具有：第一控制部75、第二控制部76、切换控制部77、模式切换部78、位置判断部79、初始位置改写部80以及调节位置写入部81。并且，在整体控制部12上除了上述的蓄电部14和马达单元10等电气部件之外还连接着存储部90。存储部90例如由EEPROM（electrically erasable programmable read only memory：电可擦可编程只读存储器）或闪速存储器等非易失性存储器元件构成，具有最大调节位置存储部91、初始位置存储部92、固定占空比存储部93以及可变占空比存储部94。

在最大调节位置存储部91中存储有通过初始位置调节部50调节最大限度初始位置后的移动位置。该存储处理可以在出厂时进行，也可以由销售店或骑行者进行。在初始位置存储部92中存储有在变更初始位置的情况下通过后述的再生制动模式处理变更后的初始位置。另外，购入自行车后的最初的初始位置是未由初始位置调节部50调节的位置，在用数字表示移动位置的情况下，例如初始位置对应于移动位置“0”。

在固定占空比存储部93中存储有产生在始终再生模式时使用的第一再生制动力BF1的固定占空比FD。在可变占空比存储部94中存储有产生第二再生制动力BF2的可变占空比CD，该第二再生制动力BF2对应于制动再生时的杆部件31自初始位置的移动位置M而逐渐增大。可变占空比CD例如以基于移动位置M的函数f（M）针对每个移动位置M算出的表形式存储在可变占空比存储部94中。因此能够通过移动位置M读取可变占空比CD。

例如如图11所示，固定占空比FD例如是最大再生制动力（占空比100）的情况下的百分之三到百分之二十的占空比。并且，可变占空比CD是从初始位置逐渐增大的占空比，上限为百分之百。另外，在图11所示的示例中，由于在到达上限之前杆部件31的移动结束，因此，第二再生制动力BF2为百分之百以下。并且，图11所示的可变占空比CD的曲线是增加比例对应于移动位置M的增加而增大的曲线。

变速控制部72对应于左右的加速开关43a和左右的减速开关43b的操作来控制前拨链器108f和后拨链器108r的级数。助力控制部73在由上模式选择开关44c和下模式选择开关44d选择的助力模式下经由逆变器61对助力马达60进行控制。再生制动控制部74在由上模式选择开关44c和下模式选择开关44d选择的再生制动模式（始终再生模式和制动再生模式中的任一方）下经由逆变器61对助力马达60进行控制。

第一控制部75以产生恒定的第一再生制动力的方式对助力马达60进行控制。在前制动机构117f从初始状态转变为制动状态时，第二控制部76以产生逐渐增大的第二再生制动力的方式对助力马达60进行控制。具体而言，当杆部件31从初始位置（初始状态的一例）移动时，第二控制部76以产生对应于杆部件31的移动位置逐渐增大的第二再生制动力的方式对助力马达60进行控制。图11示出第一再生制动力和第二再生制动力的一例。在图11中，通过第一控制部75的控制使助力马达60产生的第一再生制动力FD是恒定的，通过第二控制部76的控制使助力马达60产生的第二再生制动力f（M）D由移动位置M的例如函数f（M）表示，当移动位置M增大时，第二再生制动力逐渐增大。当在始终再生模式时进行基于第一控制部75的控制时，若杆部件31从初始位置移动而超过预定位置，则切换控制部77切换至基于第二控制部76的控制。模式切换部78将再生制动模式切换至始终再生模式和制动再生模式中的任一模式。具体而言，使由上模式选择开关44c和下模式选择开关44d选择的再生制动模式动作。位置判断部79判断杆部件31自初始位置的移动位置是否超过了预定位置。

在由初始位置调节部50变更了初始位置时，初始位置改写部80将初始位置存储部92的存储内容改写为调节后的移动位置。具体而言，当由线性霍尔元件55检测到比最大调节位置小的移动位置时，将该移动位置作为初始位置存储到初始位置存储部92中，并改写初始位置。例如在由初始位置调节部50调节了最大限度初始位置后，进行各开关44a～44e中任一个的例如2秒以上的长按操作或两个以上的同时操作等操作，调节位置写入部81将进行该操作时的移动位置作为最大调节位置存储到最大调节位置存储部91。

<再生制动控制部的控制动作>

接着，根据图9、图10和图11所示的控制流程图说明再生制动控制部74的控制动作。另外，对于控制动作，图9至图11所示的处理是本发明的控制动作的一例，本发明不限于此。并且，在以下的说明中，以通过进行前轮106f用的前制动装置107f的制动操作的右制动杆16f的移动位置进行制动再生的情况为例进行说明。

当来自蓄电部14的电力被供给至整体控制部12时，整体控制部12开始控制动作。

在图8的步骤S1中，进行初始设定。在初始设定中，各种变量和特征位复位。在步骤S2中，等待电源开关44e接通。当电源开关44e接通时，转移至步骤S3。在步骤S3中，进行显示装置18的显示处理。这里，对应于显示切换开关44b的操作，显示图3所示的助力画面和图4所示的循环计算机画面中的任一方。并且进行各种显示处理。在步骤S4中，判断是否进行了开关输入。在步骤S5中，判断是否执行助力模式。在步骤S6中，判断是否变更初始位置并进行初始位置写入处理。在步骤S7中，判断是否进行再生制动处理，并转移至步骤S2。

当判断为进行了开关输入时，从步骤S4转移至步骤S8。在步骤S8中，进行开关输入处理，并转移至步骤S5。在开关输入处理中，进行与被操作的开关对应的处理。例如在图3所示的助力画面中，当操作上模式选择开关44c时，在显示于画面右侧的三个助力模式、两个再生制动模式以及助力再生切断中的任一个处所显示的光标每次被按压操作时，就向下方移动一个。并且，当操作下模式选择开关44d时，光标当每次被按压操作时，就向上方移动一个。另外，在光标移动后经过预定时间（例如2秒至5秒）时，设定所选择的助力模式和再生制动模式，光标固定于所设定的助力模式和再生制动模式。

当判断为执行助力模式时，从步骤S5转移至步骤S9。在步骤S9中，在由开关输入处理选择的助力模式下进行助力处理，并转移至步骤S6。在助力模式中，助力马达60产生所选择的“强”、“中”、“弱”中任一个助力模式下的助力，从而对骑行者的人力驱动进行辅助。

当判断为进行初始位置改写处理时，从步骤S6转移至步骤S10。在步骤S10中，执行图9所示的初始位置写入处理，并转移至步骤S7。

当判断为进行再生制动处理时，从步骤S7转移至步骤S11。在步骤S11中，执行图10所示的再生制动模式处理，并转移至步骤S2。

在步骤S10的初始位置写入处理中，在图9的步骤S20中根据来自速度传感器62的输出来判断自行车的速度是否为“0”。在速度不是“0”的情况下，返回图8所示的主程序。在速度是“0”的情况下，转移至步骤S21。

在步骤S21中，判断是否进行了通过初始位置调节部50将杆部件31调节至最大调节位置并用于写入该最大调节位置的操作。该判断例如通过同时操作灯开关44a和显示切换开关44b来判断。在该判断为“是”的情况下，转移至步骤S12。在步骤S22中，将此时右制动杆16f的线性霍尔元件55检测到的杆部件31的移动位置M作为最大调节位置MA写入最大调节位置存储部91，并转移至步骤S23。在步骤S23中，判断杆部件31是否进行了移动。在未移动的情况下，返回图8所示的主程序。在进行移动的情况下，转移至步骤S24。在步骤S24中，从线性霍尔元件55取入移动位置M。在步骤S25中，从最大调节位置存储部91读入最大调节位置MA。在步骤S26中，判断取入的移动位置M是否小于最大值调节位置MA，即是否是基于初始位置调节部50进行的初始位置的调节操作。

在判断为移动位置M小于最大调节位置MA、是初始位置的调节操作的情况下，从步骤S26转移至步骤S27。在步骤S27中，判断杆部件31是否停止了预定时间（例如2秒）以上。这是用于删除调节过程中的移动位置的处理。在杆部件31未停止预定时间的情况下，返回主程序，当杆部件31停止预定时间以上时，从步骤S27转移至步骤S28。在步骤S28中，将此时线性霍尔元件55检测到的移动位置M作为初始位置IM存储到初始位置存储部92中。由此，在制动再生模式中，变更杆部件31的初始位置IM。

当判断为移动位置M大于最大调节位置MA、是通常的制动操作的情况下，从步骤S26返回到图8所示的主程序。

在步骤S11的再生制动模式处理中，在图10的步骤S31中判断再生制动模式是否为始终制动模式。在第一实施方式中，再生制动模式只有始终制动模式和制动再生模式这两个，因此，在始终再生模式的情况下，该判断为“是”，从步骤S31转移至步骤S32。在步骤S32中，从固定占空比存储部93读入产生第一再生制动力BF1的固定占空比FD。在步骤S33中，从制动传感器53的线性霍尔元件55取入移动位置M。在步骤S34中，从可变占空比存储部94读入与产生第二再生制动力BF2的移动位置M对应的可变占空比CD。

在步骤S35中，根据移动位置M处的可变占空比CD是否超过固定占空比FD，来判断移动位置M是否超过了预定位置。在移动位置M处的可变占空比CD未超过固定占空比FD的情况下，从步骤S35转移至步骤S36。在步骤S36中，以通过固定占空比FD产生第一再生制动力BF1的方式控制助力马达60，并返回主程序。当移动位置M处的可变占空比CD超过固定占空比FD时，从步骤S35转移至步骤S37。在步骤S37中，以通过与移动位置M对应的可变占空比CD产生第二再生制动力BF2的方式控制助力马达60，并返回主程序。由此，在始终再生模式时，如图11的粗线所示，在杆部件31被操作之前，以始终恒定的第一再生制动力BF1进行再生制动。进而，当杆部件31到达预定位置时，以对应于移动位置M从第一再生制动力BF1逐渐增大的第二再生制动力BF2进行再生制动。另外，通常第二再生制动力设定为，在前制动装置107f进行制动动作之前、即在前制动装置107f的制动衬块与前轮106f的轮缘121f接触之前的移动位置M成为预定位置。

另一方面，在步骤S31中判断为制动再生（步骤S31的判断为“否”）的情况下，从步骤S31转移至步骤S38。在步骤S38中，从制动传感器53的线性霍尔元件55取入移动位置M。在步骤S39中，通过移动位置M是否为初始位置即“0”来判断杆部件31是否从初始位置进行了移动。当判断为杆部件31未移动时，从步骤S39返回主程序。当判断为移动位置M大于初始位置、杆部件31进行了移动时，从步骤S29转移至步骤S37。进而，以通过与杆部件31自初始位置的移动位置M对应的可变占空比CD产生第二再生制动力BF2的方式控制助力马达60。由此，在制动再生模式时，以第二再生制动力BF2进行再生制动，该第二再生制动力BF2在图11中从自初始位置起由细线和粗线示出的曲线以粗线表示。

这里，与前制动机构117f的状态无关地始终进行基于恒定的第一再生制动力BF1的再生制动，从而对作为电源的蓄电部14进行再生充电。进而，前制动机构117f从初始状态转变为制动状态。即，当杆部件31从初始状态起移动时，进行基于逐渐增大的可变的第二再生制动力BF2的再生充电。因此，在再生制动模式中，在行进中能够始终通过第一再生制动力BF1进行再生充电，在前制动机构117f动作的制动再生时，能够以制动力逐渐增大的第二再生制动力BF2进行再生充电。因此，制动再生时的再生充电量增多，能够高效地进行基于制动再生的再生充电。

并且，在前制动机构117f的动作开始时，再生制动的第二再生制动力BF2成为大的制动力，因此，能够从再生制动平滑地转移至基于前制动机构117f的机械制动。因此，在从再生制动向机械制动转变时，不易产生制动力的急剧变化。

另外，利用制动传感器53对右制动杆16f的杆部件31的移动位置进行检测，并通过杆部件31的移动位置控制助力马达60。因此能够使第二再生制动力BF2平滑地增加。

<第二实施方式>

在第一实施方式中，使用制动再生模式的第二再生制动力BF2，设针对从初始位置设定的每个移动位置M增大的第二再生制动力BF2超过第一再生制动力BF1的位置为预定位置。因此，即使第一再生制动力BF1和第二再生制动力BF2的曲线变化，在预定位置也一定能够获得从第一再生制动力增大的第二再生制动力。但是，当第一再生制动力BF1和第二再生制动力BF2的曲线变化时，预定位置变化。

在第二实施方式中，将预先设定的移动位置M固定为预定位置SM,当移动位置M超过预定位置SM时，再生制动控制部74以产生相对于第一再生制动力BF1增加的第二再生制动力BF2的方式控制助力马达60。因此，即使第一再生制动力BF1和第二再生制动力BF2的曲线变化，预定位置SM也能够不变动。

在图12中，在第二实施方式的再生制动模式处理中，在步骤S41中判断再生制动模式是否为始终制动模式。再生制动模式在第二实施方式中也只有始终制动模式和制动再生模式这两个，因此，在始终再生模式的情况下，该判断为“是”，从步骤S41转移至步骤S42。在步骤S42中，从固定占空比存储部93读入产生第一再生制动力BF1的固定占空比FD。在步骤S43中，从制动传感器53的线性霍尔元件55取入移动位置M。在步骤S44中，判断移动位置M是否超过了预定位置SM。在移动位置M未超过预定位置SM的情况下，从步骤S44转移至步骤S45。在步骤S45中，以通过固定占空比FD产生第一再生制动力BF1的方式控制助力马达60，并返回主程序。

当移动位置M超过了预定位置SM时，从步骤S44转移至步骤S46。在步骤S46中，以通过可变占空比SD产生第二再生制动力BF2的方式控制助力马达60。

如图13所示，可变占空比SD设定为，当杆部件31的移动位置M从预定位置SM移动时，可变占空比SD从固定占空比FD逐渐增大。例如，针对基于以固定占空比FD为初始值的移动位置M的函数算出的每个移动位置M的占空比存储在可变占空比存储部94中。另外，也算出以产生可变的第三再生制动力BF3的方式针对从初始位置到预定位置SM的每个移动位置M的占空比并将其存储到可变占空比存储部94中。该第三再生制动力BF3在制动再生模式中使用。

在再生制动模式为制动再生的情况下，从图12的步骤S41转移至步骤S47。在步骤S47中，从制动传感器53的线性霍尔元件55取入移动位置M。在步骤S48中，通过移动位置M是否为初始位置即“0”来判断杆部件31是否从初始位置进行了移动。当判断为杆部件31未移动时，从步骤S48返回主程序。当判断为移动位置M大于初始位置、杆部件31进行了移动时，从步骤S48转移至步骤S49。进而，从初始位置到预定位置SM以通过与杆部件31的移动位置M对应的可变占空比CD产生可变的第三再生制动力BF3的方式控制助力马达60。并且，在超过预定位置SM时，以通过与杆部件31的移动位置M对应的可变占空比CD产生可变的第二再生制动力BF3的方式控制助力马达60。由此，在制动再生模式时，，以第三再生制动力和第二再生制动力BF2进行再生制动，该第三再生制动力和第二再生制动力BF2在图13中从自初始位置起由细线和粗线示出的曲线以粗线表示。

<其它实施方式>

以上说明了本发明的一个实施方式，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明主旨的范围内能够进行各种变更。

（a）在上述第一实施方式和第二实施方式中，可变占空比CD的曲线是增加比例对应于移动位置M的增加而增大的曲线，但本发明的可变占空比CD不限于此。本发明的可变占空比CD不限于图11所示的曲线，也可以是与移动位置M成比例的直线，并且还可以是增加比例对应于移动位置M在中途减少的曲线。

（b）在上述实施方式中，公开了具有制动杆和通过制动拉索连结的制动装置的制动机构，但本发明不限于此。例如本发明也可以应用于具有制动杆和通过油压配管连结的制动装置的制动机构。在使用油压配管的情况下，也可以检测油的压力并与该压力对应地进行再生控制。并且，在上述实施方式中对应于制动杆的杆部的移动位置进行再生控制，但也可以对应于制动装置的制动靴的移动位置进行再生控制，还可以对应于制动拉索的一部分的移动位置进行再生控制。

（c）在上述实施方式中，通过前制动机构117f的动作在始终再生模式和制动再生模式中控制再生制动力，但也可以通过后制动机构117r的动作控制可变的再生制动力。并且，在上述实施方式中，对应于右制动杆16f的移动位置进行再生控制，但也可以对应于左制动杆16r的移动位置进行再生控制。

（d）在上述实施方式中，以在前轮106f上设有马达单元10的助力自行车为例说明了本发明，但本发明不限于此。例如也可以将本发明应用于在后轮106r或悬架部122上设有马达单元的助力自行车。在该情况下，也可以通过后制动机构117r的动作控制可变的再生制动力。

（e）在上述实施方式中构成为，在利用制动机构的机械制动中也同样赋予可变的再生制动力，直到杆部件移动到制动结束位置为止，但本发明不限于此。例如也可以当开始机械制动时，停止再生制动，或使再生制动力恒定，或以与制动开始前不同的比例增加再生制动力。

另外，机械制动也可以通过杆部件31的移动速度的变化来判断开始位置。例如在机械制动开始时，由于杆部件的移动速度变慢，因此，可以通过移动位置的时间变化来检测移动速度，当成为预定速度以下的速度时，判断为开始了机械制动。当判断为开始了机械制动时，也可以使再生制动力变化。

并且，在制动装置的机械制动开始时，骑行者也可以预先在机械制动开始位置停止杆部件31的移动，通过预定的操作（例如开关类的长按操作）将此时的移动位置M设定为制动开始位置。

（f）在上述实施方式中检测杆部件的移动位置，但也可以检测杆部件自初始位置的移动量，并且再生控制部对应于检测到的移动量进行再生控制。

（g）在上述实施方式中助力自行车构成为具有外装变速器，但也可以构成为具有内装变速器，也可以构成为不具备变速器，本系统能够应用于所有助力自行车。

（h）在上述实施方式中，可变占空比CD以表形式存储于可变占空比存储部94，但本发明不限于此。例如也可以对应于移动位置通过随时计算来求出可变占空比CD。

Claims (5)

1.一种自行车用再生制动控制装置，该自行车用再生制动控制装置与能够装配于通过马达辅助基于人力的驱动的电动自行车的制动机构相关联地对上述马达进行控制，其特征在于，

该自行车用再生制动控制装置具备：

第一控制部，其以产生恒定的第一再生制动力的方式控制上述马达；

第二控制部，在上述制动机构从初始状态转变为制动状态时，以产生逐渐增大的第二再生制动力的方式控制上述马达；以及

切换控制部，在进行基于第一控制部的控制时，若上述制动机构从上述初始状态转变为上述制动状态，则该切换控制部切换至基于上述第二控制部的控制，

上述制动机构具备自行车用制动杆，

上述第二控制部根据上述自行车用制动杆的动作控制上述马达，

上述自行车用再生制动控制装置还具备：

移动位置检测部，其对上述制动杆的进行摆动的杆部件自初始位置的移动位置进行检测；以及

位置判断部，其判断自上述初始位置的移动位置是否超过了预定位置，

上述切换控制部在上述移动位置超过上述预定位置之前，通过上述第一控制部以产生上述第一再生制动力的方式控制上述马达，当上述移动位置超过上述预定位置时，通过上述第二控制部以产生上述第二再生制动力的方式控制上述马达。

2.根据权利要求1所述的自行车用再生制动控制装置，其特征在于，

该自行车用再生制动控制装置还具备模式切换部，该模式切换部在第一制动模式与第二制动模式之间进行切换，在所述第一制动模式中，在上述制动机构从上述初始状态转变为上述制动状态时，通过上述切换控制部从基于上述第一控制部的控制切换至基于上述第二控制部的控制；在所述第二制动模式中，在上述制动机构从上述初始状态转变为上述制动状态时，进行基于上述第二控制部的控制。

3.根据权利要求1或2所述的自行车用再生制动控制装置，其特征在于，

上述第二控制部以上述第二再生制动力对应于自上述初始位置的上述移动位置逐渐增大的方式控制上述马达。

4.根据权利要求1或2所述的自行车用再生制动控制装置，其特征在于，

上述位置判断部将上述第二再生制动力超过上述第一再生制动力时的上述移动位置判断为上述预定位置。

5.根据权利要求1或2所述的自行车用再生制动控制装置，其特征在于，

上述第二控制部以如下方式控制上述马达：上述第二再生制动力至少对应于自上述预定位置的上述移动位置而从上述第一再生制动力逐渐增大。