CN103339026A - 电动自行车 - Google Patents

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    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts

Abstract

本发明提供一种电动自行车，其能够抑制在惯性行驶状态下开始蹬踏板而开始电动机对车轮的旋转驱动时产生冲击的情况。施加给踏板(11)的踏力由传感器(12)检测。离合器(22)在通过电动机(3)的转子(29)进行旋转的输出旋转部(51)的旋转速度上升到前轮(5)的旋转速度时接合，而从输出旋转部(51)向前轮(5)传递辅助驱动力。在传感器(12)检测出规定的大小以上的踏力时，若输出旋转部(51)的旋转速度为前轮(5)的旋转速度以上，则控制部(75)以规定的第一加速度以上使输出旋转部(51)旋转。另一方面，若为输出旋转部(51)的旋转速度小于前轮(5)的旋转速度的惯性行驶状态，则控制部(75)至少在离合器(22)接合时，以比第一加速度小的第二加速度使输出旋转部(51)旋转。由此，从输出旋转部(51)向前轮(5)平滑地传递辅助驱动力。

Description

电动自行车
技术领域
本发明涉及电动自行车。
背景技术
已知有在前轮或后轮的轮毂中内置有电动机的电动自行车(参照专利文献1)。
在专利文献1所记载的电动自行车中，在前轮的轮毂中内置有电动机。在该电动机中，定子固定于自行车的前叉，通过转子进行旋转的输出旋转部经由单向离合器与前轮连结。
在坡道等对于乘客来说通过人力蹬踏板前进的话负担大的路面中，电动机产生与乘客蹬踏板的强度(转矩)对应的驱动力，来使转子旋转。当通过转子进行旋转的输出旋转部的旋转速度(换言之，角速度)超过前轮(安装有电动机的车轮)的旋转速度时，单向离合器接合，将输出旋转部的旋转力经由单向离合器向前轮传递。由此，前轮被电动机的驱动力辅助而强力地旋转，因此在坡道等中能够降低乘客蹬踏板的负担。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2009-12627号公报
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
当自行车的行驶速度中带有某程度的势头时，在平坦道路等上，即使乘客不蹬踏板，自行车也在惯性的作用下以大致固定的速度前进。在这样的惯性行驶状态下，由于乘客没有蹬踏板，因此电动机的驱动(转子及输出旋转部的旋转)停止。
在惯性行驶状态下，存在乘客出于想要提高行驶速度等理由而开始蹬踏板的情况。在该情况下，与开始蹬踏板对应而开始电动机的驱动，从而使转子开始旋转，当输出旋转部的旋转速度超过前轮的旋转速度时，单向离合器接合，开始电动机对前轮的旋转驱动(辅助驱动)。
由于在惯性行驶状态下车轮的旋转速度大致固定，因此车轮的旋转速度几乎不发生变化，车轮的角加速度接近零。另一方面，在惯性行驶状态下开始电动机的驱动之后至通过转子进行旋转的输出旋转部的旋转速度超过前轮的旋转速度为止的期间，输出旋转部的旋转速度(角速度)以大的加速度(角加速度)比较急剧地上升。因此，在输出旋转部的旋转速度超过前轮的旋转速度而单向离合器接合来将输出旋转部的旋转力向车轮传递时，在电动自行车中，可能产生因输出旋转部的角加速度与车轮的角加速度之差引起的冲击。由此，难以实现乘车舒适性的提高，并且可能因冲击而使电动自行车的部件(尤其是离合器等)过度地磨损。
发明内容
本发明在这样的背景下提出，其目的在于提供一种电动自行车，其能够抑制在惯性行驶状态下开始蹬踏板而开始电动机对车轮的旋转驱动时产生冲击的情况。
【用于解决课题的手段】
本发明的第一方面涉及的电动自行车利用电动机产生的辅助驱动力对通过人力使踏板旋转所产生的驱动力进行辅助，所述电动自行车的特征在于，具有：踏力检测机构，其检测向所述踏板施加的踏力；电动机，其具有转子，在所述踏力检测机构检测出规定的大小以上的踏力时，该电动机使所述转子及通过该转子进行旋转的输出旋转部旋转，从而在车轮上产生所述辅助驱动力；离合器，其在通过所述转子进行旋转的输出旋转部的旋转速度小于所述车轮的旋转速度时断开，从而切断所述输出旋转部与所述车轮之间的力的传递，在所述输出旋转部的旋转速度上升到所述车轮的旋转速度时接合，而从所述输出旋转部向所述车轮传递所述辅助驱动力；车轮速度检测机构，其检测所述车轮的旋转速度；旋转速度检测机构，其检测所述输出旋转部或与所述输出旋转部对应的转子等的旋转速度；旋转控制机构，在所述踏力检测机构检测出所述规定的大小以上的踏力时，基于所述车轮速度检测机构及旋转速度检测机构的检测值进行控制，若所述输出旋转部的旋转速度为所述车轮的旋转速度以上，则以规定的第一加速度以上使所述输出旋转部旋转，若所述输出旋转部的旋转速度小于所述车轮的旋转速度，则至少在所述离合器接合时，以比所述第一加速度小的第二加速度使所述输出旋转部旋转。
本发明的第二方面涉及的电动自行车以第一方面为基础，其特征在于，所述旋转控制机构在所述踏力检测机构检测出所述规定的大小以上的踏力的情况下，若所述输出旋转部的旋转速度比所述车轮的旋转速度低规定速度以上，则以比所述第二加速度大的第三加速度使所述输出旋转部旋转，直至所述输出旋转部的旋转速度与所述车轮的旋转速度的速度差小于所述规定速度为止。
【发明效果】
根据本发明的第一方面，在电动自行车中，利用电动机产生的辅助驱动力对通过人力使踏板旋转所产生的驱动力进行辅助。
向踏板施加的踏力由踏力检测机构检测。电动机具有转子，在踏力检测机构检测出规定的大小以上的踏力时，该电动机使转子及通过该转子进行旋转的输出旋转部旋转，从而在车轮上产生辅助驱动力。
并且，在电动自行车中，离合器在输出旋转部的旋转速度小于车轮的旋转速度时断开，从而切断输出旋转部与车轮之间的力的传递，在输出旋转部的旋转速度上升到车轮的旋转速度时接合，而从输出旋转部向车轮传递辅助驱动力。
另外，车轮速度检测机构检测车轮的旋转速度，旋转速度检测机构检测输出旋转部的旋转速度。
在此，在踏力检测机构检测出规定的大小以上的踏力时，旋转控制机构基于车轮速度检测机构及旋转速度检测机构的检测值进行控制，若输出旋转部的旋转速度为车轮的旋转速度以上，则以规定的第一加速度以上使输出旋转部旋转。作为输出旋转部的旋转速度成为车轮的旋转速度以上的状态，假想已经产生了辅助驱动力的通常(辅助)行驶状态或者输出旋转部及车轮的旋转速度都为零的停止状态。
另一方面，若输出旋转部的旋转速度小于车轮的旋转速度，则电动自行车处于在之前未蹬踏板而通过惯性行驶的惯性行驶状态下开始蹬踏板的状况。这种情况下，旋转控制机构至少在离合器接合时，以比第一加速度小的第二加速度使转子旋转。由此，在离合器接合时，与第一加速度的情况相比，输出旋转部的旋转速度平缓地上升而到达车轮的旋转速度，因此从输出旋转部向车轮平滑地传递辅助驱动力。
其结果是，能够抑制在惯性行驶状态下开始蹬踏板而开始电动机对前轮的旋转驱动时产生冲击的情况。
根据本发明的第二方面，在踏力检测机构检测出规定的大小以上的踏力的情况下，若输出旋转部的旋转速度比车轮的旋转速度低规定速度以上，则旋转控制机构以比第二加速度大的第三加速度使输出旋转部旋转，直至输出旋转部的旋转速度与车轮的旋转速度的速度差小于规定速度为止。
由此，输出旋转部的旋转速度与车轮的旋转速度的速度差在比第二加速度的情况早的时刻变成小于规定速度，因此能够相应地缩短使输出旋转部的旋转速度上升到车轮的旋转速度(离合器接合)所需要的时间。其结果是，能够使从输出旋转部向车轮的辅助驱动力的传递(基于辅助驱动力的辅助行驶)在早的时刻开始。
附图说明
图1是本发明的一实施方式涉及的电动自行车1的右侧视图。
图2是轮毂单元4的主剖视图。
图3是电动自行车1的控制电路框图。
图4是表示在电动自行车1中进行的控制动作的一例的流程图。
图5是用于说明在惯性行驶状态下开始输出旋转部的旋转时的输出旋转部的旋转速度的变化的图表。
图6是表示在电动自行车1中进行的控制动作的变形例的流程图。
图7是用于说明在惯性行驶状态下开始输出旋转部的旋转时的变形例中的输出旋转部的旋转速度的变化的图表。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式具体地进行说明。
图1是本发明的一实施方式涉及的电动自行车1的右侧视图。
需要说明的是，以下，以从正面侧(图1中的左侧)观察电动自行车1时为基准来规定电动自行车1的方向。因此，在图1中，纸面左侧为前侧，纸面右侧为后侧，纸面跟前侧为右侧，纸面里侧为左侧。
参照图1，在电动自行车1中，在前叉2的前端(下端)安装内置有电动机3的轮毂单元4，并通过辐条7将前侧的车轮(前轮)5的轮圈6和轮毂单元4相连。另外，在电动自行车1中，在座椅支柱8与后轮9之间搭载有电池10。并且，在电动自行车1中，在踏入踏板11的力(踏力)所作用的位置设有对施加给踏板11的踏力进行检测的传感器12(踏力检测机构)，当传感器12检测出踏力为规定以上时，从电池10向轮毂单元4的电动机3通电，电动机3在前轮5产生驱动力(称为“辅助驱动力”)。通过该辅助驱动力使前轮5旋转，由此即使以小的踏力也能够使电动自行车1前进。即，在该电动自行车1中，通过人力使踏板11旋转所产生的驱动力由电动机3产生的辅助驱动力进行辅助。
图2是轮毂单元4的主剖视图。
参照图2，轮毂单元4包括：构成其外部轮廓的轮毂壳体20；上述的电动机3；减速机构21；离合器22。
轮毂壳体20为具有沿左右方向延伸的中心轴的中空圆筒状。在轮毂壳体20的外周面上，在左右方向上隔开间隔且在周向上隔开间隔的多个位置处一体地设有从轮毂壳体20向径向外侧突出的突出部23。在各突出部23上形成有贯通孔24，在贯通孔24中将辐条7(参照图1)卡止。轮毂壳体20在右侧的突出部23的位置处能够左右分割，轮毂壳体20的左侧部分和右侧部分能够通过螺钉25进行组装。轮毂壳体20的左右的侧壁为圆板形状，在各自的圆中心位置形成有将上述的侧壁左右贯通的插通孔26。
电动机3在轮毂壳体20内配置在靠左的位置。电动机3包括构成其外部轮廓的电动机壳体27、定子28和转子29。电动机壳体27为具有沿左右方向延伸的中心轴的中空圆筒状。在电动机壳体27中，其左端部27A被缩径而从右侧穿过轮毂壳体20的左侧壁的插通孔26。在电动机壳体27的左端部27A与轮毂壳体20的左侧壁中对插通孔26进行镶边的部分之间夹有环状的轴承31。因此，轮毂壳体20和电动机壳体27能够相对旋转地连结。在电动机壳体27的左端部27A一体地设有从左端部27A的圆中心位置向左外侧突出的支承轴32。支承轴32的右端面面向电动机壳体27的内部，在该右端面上形成有向左侧凹陷的凹部33。在凹部33中嵌入有环状的轴承34。电动机壳体27的右侧壁为圆板形状，在其圆中心位置形成有将该右侧壁左右贯通的贯通孔35。在贯通孔35中嵌入有环状的轴承36。并且，在该右侧壁中比贯通孔35靠径向外侧的位置，沿着周向等间隔地设有三个向右方外侧突出的轴37。
定子28为具有沿左右方向延伸的中心轴的环状，收容在电动机壳体27的内部。定子28通过螺钉38固定于电动机壳体27。在定子28的中空部分与定子28同心状地配置有转子29。在转子29中，在与定子28的圆中心位置一致的位置处一体地设有向左右两侧突出的支承轴39。支承轴39穿过电动机壳体27的右侧壁的贯通孔35的轴承36的中空部分和电动机壳体27的左端部27A侧的支承轴32的轴承34的中空部分。由此，转子29经由轴承36及轴承34而由电动机壳体27支承为能够旋转。支承轴39的右端部从电动机壳体27的右侧壁向右外侧伸出，在其外周面上形成有齿轮齿40。
减速机构21在轮毂壳体20内与电动机3的右侧相邻配置。减速机构21包括三个齿轮45、旋转盘46、支架44。需要说明的是，在图2中，仅图示出一个齿轮45。
各齿轮45为具有沿左右延伸的中心轴的圆筒状，在其圆中心部分穿过电动机壳体27的右侧壁上的任一个轴37，从而将各齿轮45由对应的轴37支承为能够旋转。各齿轮45一体地具有左侧的大径部45A、在大径部45A的右侧比大径部45A缩径的小径部45B。在大径部45A及小径部45B各自的外周面上形成有齿轮齿47。各齿轮45的大径部45A的齿轮齿47与转子29的支承轴39的右端部的齿轮齿40啮合。
旋转盘46与各齿轮45的右侧相邻配置。旋转盘46从左右方向观察时为圆形状，其外侧周缘部在整周上向左侧折弯，在该折弯的部分的内周面上形成有齿轮齿48。齿轮齿48与各齿轮45的小径部45B的齿轮齿47啮合。因此，构成以支承轴39的齿轮齿40为太阳轮且以三个齿轮45为行星齿轮的行星齿轮机构。
支架44为比旋转盘46小径的圆板形状，在被三个齿轮45和旋转盘46从左右夹着的位置处以与齿轮45及旋转盘46非接触的状态配置。支架44以相对于电动机壳体27的右侧壁夹着三个齿轮45的状态从右侧与电动机壳体27的右侧壁对置配置，并对该右侧壁的各轴37的右端部进行支承。支架44通过螺钉49固定于电动机壳体27的右侧壁。沿左右延伸的支承轴50穿过支架44的圆中心位置而固定于支架44。支承轴50从支架44向右外侧突出。
离合器22在轮毂壳体20内与减速机构21的右侧相邻且与轮毂壳体20的右侧壁的左侧相邻配置。离合器22为所谓的单向离合器，包括通过电动机3的转子29经由减速机构21而进行旋转的作为输出旋转部发挥功能的第一旋转盘51和第二旋转盘52。
作为输出旋转部的第一旋转盘51为具有沿着左右方向延伸的中心轴的圆环状，其外周部分通过螺钉53而固定于减速机构21的旋转盘46。第一旋转盘51的内周部分向右侧突出，在该突出的内周部分的外周面整周上设有多个棘轮爪54。各棘轮爪54朝向第一旋转盘51的周向上的一个方向(详细而言，与前轮5的旋转方向一致的方向)，同时向径向外侧弹性地突出。在第一旋转盘51的中空部分嵌入有环状的轴承55，支架44的支承轴50从左侧穿过轴承55的中空部分。支承轴50经由轴承55将第一旋转盘51支承为能够旋转。
第二旋转盘52为具有沿左右方向延伸的中心轴的圆环状，其外周部分通过螺钉59固定于轮毂壳体20的右侧壁。在第二旋转盘52的内周面整周上形成有多个棘轮槽58。各棘轮槽58朝向第二旋转盘52的周向上的一个方向(详细而言，与前轮5的旋转方向一致的方向)，同时朝向径向外侧凹陷。
在此，在轮毂壳体20的右侧壁的插通孔26中嵌入有环状的轴承56，支承轴50从左侧穿过轴承56的中空部分。支承轴50经由轴承56将轮毂壳体20及第二旋转盘52支承为能够旋转。支承轴50的右端部从轮毂壳体20的右侧壁向右外侧伸出。
第一旋转盘51的棘轮爪54位于在左右方向上与第二旋转盘52的棘轮槽58相同的位置，且相对于棘轮槽58位于径向内侧。在右侧视下，在第一旋转盘51及第二旋转盘52逆时针(前轮5的旋转方向)旋转的情况下，当作为输出旋转部的第一旋转盘51的旋转速度超过第二旋转盘52的旋转速度时，棘轮爪54啮入棘轮槽58而使第一旋转盘51及第二旋转盘52一体化。该状态为离合器22接合的状态。
另一方面，当第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度低于第二旋转盘52的旋转速度时，棘轮爪54从棘轮槽58离开而使第一旋转盘51及第二旋转盘52分离。该状态为离合器22断开的状态。在第一旋转盘51及第二旋转盘52旋转中离合器22被断开的状态下，棘轮爪54弹性地向第一旋转盘51的径向内侧缩回，因此在旋转方向上相对于各棘轮槽58未卡挂，从而第一旋转盘51与第二旋转盘52能够不卡挂地相对旋转。
在这样的轮毂单元4中，电动机壳体27侧的支承轴32、50固定在前叉2(参照图2)的前端。并且，在轮毂壳体20的外周面的各突出部23的贯通孔24中将前轮5的辐条7(参照图2)卡止。因此，在轮毂单元4中，至少是电动机壳体27及定子28固定于前叉2，且轮毂壳体20及第二旋转盘52固定于前轮5。因此，前轮5的旋转速度与轮毂壳体20及第二旋转盘52的旋转速度相同。
并且，当电动机3经由配线57而从电池10(参照图1)接受电力时，使转子29在右侧视下与前轮5呈同心状地顺时针旋转，从而产生上述的辅助驱动力。该辅助驱动力从转子29的支承轴39经由减速机构21的各齿轮45而向旋转盘46传递，使旋转盘46带动离合器22的第一旋转盘(输出旋转部)51而在右侧视下逆时针旋转。
通过减速机构21的存在，而使第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度比转子29的旋转速度低，但还考虑了不存在减速机构21而将转子29和第一旋转盘51直接相连的结构。需要说明的是，在这样的结构的情况下，作为输出旋转部的第一旋转盘51的旋转速度与转子29的旋转速度相同。另外，在该实施方式中，通过减速机构21的存在，而使作为输出旋转部的第一旋转盘51的旋转方向与转子29的旋转方向相反，但在将转子29和第一旋转盘51直接相连的情况下，第一旋转盘51及转子29的旋转方向相同(在右侧视下为逆时针的方向)。因此，关于第一旋转盘51的旋转速度与转子29的旋转速度成比例而言，未考虑第一旋转盘51及转子29各自的旋转方向。
在此，在离合器22中，在第一旋转盘51的旋转速度与第二旋转盘52(前轮5)的旋转速度相同(也存在都为零的情况)、或者第一旋转盘51的旋转速度为第二旋转盘52的旋转速度以上的情况下，第一旋转盘51和第二旋转盘52一起旋转，由此离合器22接合。于是，固定了第二旋转盘52的轮毂壳体20向与第一旋转盘51相同的方向(右侧视下为逆时针的方向)旋转，并使前轮5(参照图1)向相同的方向旋转。
另一方面，若第一旋转盘51的旋转速度小于第二旋转盘52(前轮5)的旋转速度，则离合器22断开。
即，离合器22在作为输出旋转部的第一旋转盘51的旋转速度小于前轮5(第二旋转盘52)的旋转速度时断开而将第一旋转盘51与前轮5之间的力的传递切断，当第一旋转盘51的旋转速度上升到前轮5的旋转速度时接合，而从第一旋转盘51向前轮5传递辅助驱动力。需要说明的是，关于离合器22的详细情况在上述的专利文献1(日本特开2009-12627号公报)中公开。
在此，参照图1，在电动自行车1的车把60上安装有手边操作部61。使用者通过操作手边操作部61，由此能够根据在平坦路面上行驶时的模式或在坡道上行驶时的模式等多个行驶模式来设定电动机3的辅助驱动力的大小和输出特性等。
图3是电动自行车1的控制电路框图。
参照图3，在手边操作部61中设有电源开关62、模式设定开关63、灯点亮开关64、制动器检测部65、车轮旋转信息部66(车轮速度检测机构)、电池余量显示部67及模式显示部68。
电源开关62是用于使电动自行车1的电源接通/断开的开关。模式设定开关63是用于设定上述的行驶模式的开关。灯点亮开关64是用于使灯69(参照图1)点亮或熄灭的开关。制动器检测部65检测是否操作了安装在车把60上的制动杆70(参照图1)而使制动器(未图示)处于工作中。在制动器处于工作中时，可以通过使手边操作部61的显示灯(未图示)点亮等来告知。车轮旋转信息部66是检测前轮5(换言之，上述的第二旋转盘52及轮毂壳体20)的旋转速度的部分。严格地说，在车轮旋转信息部66中，实际检测前轮5的旋转速度的部分安装在前轮5的附近。电池余量显示部67是显示电池10的余量的部位。模式显示部68显示当前的行驶模式。
另外，在电动自行车1中具备由微型计算机等构成的控制部75(旋转控制机构)。在电动自行车1中，在控制部75上电连接有手边操作部61(手边操作部61内的车轮旋转信息部66等各部件)、速度检测部76(旋转速度检测机构)、上述的传感器12、电池10及电动机3。电池10及电动机3经由充放电电路78与控制部75连接。
速度检测部(旋转速度检测机构)76检测电动机3的转子29的旋转速度，并基于该值及减速机构21的减速比来算出第一旋转盘51的旋转速度。通过控制部75的控制，将电池10的电力经由充放电电路78向电动机3供给。需要说明的是，也可以取代检测转子29的旋转速度，而直接检测第一旋转盘51的旋转速度，或者根据处于从转子29向第一旋转盘51的力的传递路径上的旋转部分的速度来算出第一旋转盘51的旋转速度。
图4是表示在电动自行车1中进行的控制动作的一例的流程图。图5是用于说明在惯性行驶状态下转子及第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转开始时的第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的变化的图表。
参照图4，控制部75基于车轮旋转信息部66及速度检测部76(参照图3)各自的检测结果，来监视前轮5(车轮)的旋转速度是否大于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度(步骤S1)。车轮的旋转速度大于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的状态(步骤S1为是)通常是指电动自行车1的行进速度具有某程度的势头，即使不强力地蹬踏板11(参照图1)，电动自行车1也在惯性的作用下行驶的状态(惯性行驶状态)。相反，车轮5的旋转速度不大于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的状态(步骤S1中为否)是指假想为第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度为前轮5的旋转速度以上且已经产生了辅助驱动力的通常的辅助行驶状态、或者第一旋转盘(输出旋转部)51及前轮5的旋转速度都为零的停止状态。即，控制部75在步骤S1中判断电动自行车1是否处于惯性行驶状态。需要说明的是，上述的离合器22(参照图2)在辅助行驶状态及停止状态下已经接合，而在惯性行驶状态下未接合(断开)。
需要说明的是，也可以取代旋转速度，而使用前轮5及第一旋转盘(输出旋转部)51的角速度或转数，另外，也可以使用将前轮5及第一旋转盘(输出旋转部)51各自的旋转速度换算为电动自行车1的行进速度的值。这种情况下，车轮旋转信息部66(参照图3)检测从关于前轮5(换言之，上述的第二旋转盘52)的旋转速度、角速度、转数及向行进速度换算的换算值中选择出的项。并且，速度检测部76(参照图3)检测从关于第一旋转盘(输出旋转部)51(在减速机构21不存在的情况下，为转子29)的旋转速度、角速度、转数及向行进速度换算的换算值中选择出的项。
在处于辅助行驶状态或停止状态时(步骤S1为否)，控制部75确认由传感器12(参照图3)检测的关于使用者(乘客)对踏板11(参照图1)的踏力(输入转矩)的检测结果(步骤S2)。在需要辅助驱动力的路面上行驶时，使用者以规定的阈值(例如14N·m)以上的踏力蹬踏板11。
在输入转矩小于需要辅助驱动力的所述规定的阈值的情况下(步骤S2为否)，不需要辅助驱动力，因此控制部75不使转子29及第一旋转盘51旋转(步骤S3)。
在输入转矩为所述规定的阈值以上的情况下(步骤S2为是)，需要辅助驱动力，因此控制部75将关于第一旋转盘51的旋转速度的加速度(旋转速度的上升率)设定为通常(大)(步骤S4)。这里的大(通常)的加速度为第一加速度，在取代旋转速度而使用向行进速度换算的换算值的情况下，例如为1.4m/s2。并且，控制部75以设定的(第一)加速度使第一旋转盘51旋转(步骤S5)。
其结果是，转子29的旋转速度沿着图5的虚线所示的直线状的轨迹上升，产生与该(第一)加速度对应的辅助驱动力。另外，由于离合器22(参照图2)已经接合，因此在第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度上升的同时，将辅助驱动力施加给前轮5，来实施上述的辅助行驶。需要说明的是，第一加速度可以不固定，而在不低于步骤S4中初始设定的值(设定最初的第一加速度)的范围内变化，这种情况下，能够使第一旋转盘51的旋转速度急剧上升。
这样，在传感器12检测出规定的大小(上述的阈值)以上的踏力的情况下，控制部75基于车轮旋转信息部66及速度检测部76(参照图3)的检测值进行控制，若第一旋转盘51的旋转速度为前轮5的旋转速度以上，则以规定的第一加速度以上使第一旋转盘51旋转来产生辅助驱动力。
另一方面，参照图4，在处于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度小于前轮5的旋转速度的惯性行驶状态时(步骤S1为是)，控制部75确认由传感器12检测的关于所述输入转矩的检测结果(步骤S6)。在输入转矩小于所述规定的阈值时(步骤S6为否)，不需要辅助驱动力，因此控制部75不使转子29及第一旋转盘51旋转(步骤S7)。
在输入转矩为所述规定的阈值以上时(步骤S6为是)，需要辅助驱动力，但控制部75在惯性行驶状态下将关于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的加速度设定为通常的一半以下(小)(步骤S8)。这里的(小)的加速度为第二加速度，在取代旋转速度而使用向行进速度换算的换算值的情况下，例如为0.6m/s2。并且，控制部75以设定的第二加速度使第一旋转盘(输出旋转部)51旋转(步骤S5)。
其结果是，第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度沿着图5的单点划线所示的直线状的轨迹，比通常的第一加速度的情况(虚线的轨迹)平缓地上升。在图5中，横向水平延伸的实线为惯性行驶状态下的车轮的旋转速度，在惯性行驶状态下，若第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度以第二加速度上升而超过车轮(前轮5)的旋转速度，则上述的离合器22(参照图2)接合，从而将辅助驱动力向前轮5传递来开始辅助行驶。
这样，在惯性行驶状态下开始蹬踏板11的情况下，控制部75至少在离合器22接合时，以比第一加速度小的第二加速度使第一旋转盘(输出旋转部)51旋转。由此，在离合器22接合时，与第一加速度的情况相比，第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度平缓地上升而到达前轮5的旋转速度，因此从转子29经由第一旋转盘(输出旋转部)51向前轮5平滑地传递辅助驱动力。其结果是，能够抑制在惯性行驶状态下开始蹬踏板11而开始电动机3对前轮5的旋转驱动时产生冲击的情况。
图6是表示在电动自行车1中进行的控制动作的变形例的流程图。图7是用于说明在惯性行驶状态下开始转子及第一旋转盘的旋转时的变形例中的第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的变化的图表。
参照图6，控制部75与上述的图4的步骤S1的情况同样地监视前轮5(车轮)的旋转速度是否大于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度(步骤S11)。车轮的旋转速度大于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的状态(步骤S11为是)是指上述的惯性行驶状态，车轮的旋转速度不大于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的状态(步骤S11为否)是指上述的辅助行驶状态或停止状态。即，控制部75在步骤S11中判断电动自行车1是否处于惯性行驶状态。需要说明的是，上述的离合器22(参照图2)在辅助行驶状态及停止状态下已经接合，而在惯性行驶状态下未接合(断开)。
在处于辅助行驶状态或停止状态时(步骤S11为否)，控制部75确认由传感器12检测的关于使用者对踏板11的踏力(输入转矩)的检测结果(步骤S12)。在输入转矩小于上述的规定的阈值时(步骤S12为否)，不需要辅助驱动力，因此控制部75不使第一旋转盘(输出旋转部)51旋转(步骤S13)。
在输入转矩为所述规定的阈值以上时(步骤S12为是)，需要辅助驱动力，因此控制部75将关于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的加速度设定为通常(大)，即设定为上述的第一加速度(步骤S14)。然后，控制部75以设定的(第一)加速度使转子29旋转(步骤S15)。其结果是，在第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度上升(参照图5的虚线所示的轨迹)的同时实施辅助行驶。
另一方面，在处于惯性行驶状态时(步骤S11为是)，控制部75确认由传感器12检测的关于所述输入转矩的检测结果(步骤S16)。在输入转矩小于所述规定的阈值时(步骤S16为否)，不需要辅助驱动力，因此控制部75不使转子29及第一旋转盘(输出旋转部)51旋转(步骤S17)。在输入转矩为所述规定的阈值以上时(步骤S16为是)，控制部75确认车轮(前轮5)与第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度之差是否为规定速度以上(步骤S18)。
这里的规定速度可以通过车轮(前轮5)及第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度来进行定义，还可以通过角速度来进行定义，在将车轮(前轮5)及第一旋转盘(输出旋转部)51各自的旋转速度换算为电动自行车1的行进速度的情况下，还可以通过换算后的值(行进速度)来进行定义。当通过行进速度来进行定义时，这里的规定速度在经验上例如为4km/h。在该规定速度比4km/h高的情况下，惯性行驶状态下的辅助行驶的开始延迟。另一方面，在规定速度比4km/h低的情况下，因时间不足而难以进行以后的处理(步骤S19、S15的处理)。
并且，若车轮与第一旋转盘(输出旋转部)51存在该规定速度以上的速度差(步骤S18为是)，则控制部75将关于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的加速度设定为通常(大)(步骤S14)。这里的加速度为第三加速度。第三加速度只要至少比上述的第二加速度大即可。因此，若第三加速度比第二加速度大，则第三加速度既可以为第一加速度以上，也可以小于第一加速度。并且，控制部75以设定的第三加速度使转子29旋转(步骤S15)。其结果时，第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度沿着图7的虚线所示的直线的轨迹急剧上升。
在惯性行驶状态下，若车轮与第一旋转盘(输出旋转部)51不存在所述规定速度以上的速度差(步骤S18为否)，则控制部75将关于第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度的加速度设定为通常的一半以下(小)，即设定为上述的第二加速度(步骤S19)。然后，控制部75以设定的第二加速度使第一旋转盘(输出旋转部)51旋转(步骤S15)。
其结果时，参照图7，第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度以第三加速度比较急剧地上升(参照虚线的轨迹)，直至车轮与第一旋转盘(输出旋转部)51的速度差小于该规定速度为止，当该速度差小于该规定速度时，此次沿着单点划线所示的轨迹，比以前更平缓地上升。在图7中，横向水平延伸的实线是惯性行驶状态下的车轮(前轮5)的旋转速度，在惯性行驶状态下，若第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度以第二加速度上升而超过车轮(前轮5)的旋转速度，则上述的离合器22(参照图2)接合，将辅助驱动力向前轮5传递而开始辅助行驶。
这样，在惯性行驶状态下开始蹬踏板11而传感器12检测出规定的大小(上述的阈值)以上的踏力时，若第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度比前轮5的旋转速度低所述规定速度以上(步骤S18为是)，则控制部75以比第二加速度大的第三加速度使第一旋转盘(输出旋转部)51旋转，直至第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度与前轮5的旋转速度的速度差小于该规定速度为止。
由此，第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度与前轮5的旋转速度的速度差在比第二加速度的情况早的时刻小于规定速度，因此能够相应地缩短使第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度上升到前轮5的旋转速度(离合器22接合)所需要的时间。其结果时，能够使从第一旋转盘(输出旋转部)51向前轮5的辅助驱动力的传递(基于辅助驱动力进行的辅助行驶)在早的时刻开始。
需要说明的是，图4的处理与图6的处理的不同仅在于步骤S18的有无。因此，在图6的情况下，控制部75也至少在离合器22接合时，以比第一加速度小的第二加速度使第一旋转盘(输出旋转部)51旋转(步骤S19)。由此，在离合器22接合时，与第一加速度及第三加速度的情况相比，第一旋转盘(输出旋转部)51的旋转速度平缓地上升而到达前轮5的旋转速度，因此从转子29经由第一旋转盘(输出旋转部)51向前轮5平滑地传递辅助驱动力。其结果是，能够抑制在惯性行驶状态下开始蹬踏板11而开始电动机3对前轮5的旋转驱动时产生冲击的情况。
需要说明的是，在上述的实施方式中，叙述了与车轮的旋转速度比较速度的输出旋转部为离合器22的第一旋转盘51，且该第一旋转盘51固定在从外侧与齿轮45啮合的旋转盘46上的情况。但是，输出旋转部只要是输出将来自电动机3的力向车轮侧输出(传递)的离合器的最终的力的旋转部分即可，减速机构21的结构没有限定为上述结构。另外，如上所述，在安装于转子29的部分向离合器侧直接传递的情况下(即，没有减速机构21的情况下)，输出旋转部可以为转子29或安装于该转子29的旋转部件。
另外，本发明没有限定为以上说明的实施方式，在权利要求书的范围内能够进行各种变更。

Claims (2)

1.一种电动自行车，其利用电动机产生的辅助驱动力对通过人力使踏板旋转所产生的驱动力进行辅助，所述电动自行车的特征在于，具有：
踏力检测机构，其检测向所述踏板施加的踏力；
电动机，其具有转子，在所述踏力检测机构检测出规定的大小以上的踏力时，该电动机使所述转子及通过该转子进行旋转的输出旋转部旋转，从而在车轮上产生所述辅助驱动力；
离合器，其在通过所述转子进行旋转的输出旋转部的旋转速度小于所述车轮的旋转速度时断开，从而切断所述输出旋转部与所述车轮之间的力的传递，在所述输出旋转部的旋转速度上升到所述车轮的旋转速度时接合，而从所述输出旋转部向所述车轮传递所述辅助驱动力；
车轮速度检测机构，其检测所述车轮的旋转速度；
旋转速度检测机构，其检测所述输出旋转部或与所述输出旋转部对应的转子等的旋转速度；
旋转控制机构，在所述踏力检测机构检测出所述规定的大小以上的踏力时，基于所述车轮速度检测机构及旋转速度检测机构的检测值进行控制，若所述输出旋转部的旋转速度为所述车轮的旋转速度以上，则以规定的第一加速度以上使所述输出旋转部旋转，若所述输出旋转部的旋转速度小于所述车轮的旋转速度，则至少在所述离合器接合时，以比所述第一加速度小的第二加速度使所述输出旋转部旋转。
2.根据权利要求1所述的电动自行车，其特征在于，
所述旋转控制机构在所述踏力检测机构检测出所述规定的大小以上的踏力的情况下，若所述输出旋转部的旋转速度比所述车轮的旋转速度低规定速度以上，则以比所述第二加速度大的第三加速度使所述输出旋转部旋转，直至所述输出旋转部的旋转速度与所述车轮的旋转速度的速度差小于所述规定速度为止。
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