CN107826205A - 电动辅助自行车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动辅助自行车。电动辅助自行车包括：电动机，其产生辅助骑乘者的人力的辅助力；可拆卸电池，其向电动机供应电力；前照灯；和操作面板，其包括显示器、电源按钮、照度传感器和控制器，显示器显示信息，电源按钮打开或关闭电动辅助自行车，光学传感器根据接收到的光输出信号，控制器被配置或编程为对前照灯的打开或关闭进行控制。电源按钮和照度传感器彼此靠近地位于操作面板上或操作面板中。在控制器通过骑乘者按压电源按钮而被激活之后经过预定时间段之后，控制器被配置或编程为开始根据照度传感器输出的信号对前照灯的打开或关闭进行控制。

Description

电动辅助自行车
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月15日递交的日本专利申请No.2016-180400的优先权。该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及包括操作面板的电动辅助自行车。
背景技术
已知利用电动机来辅助骑乘者推动踏板的力的电动辅助自行车(例如，参见日本专利特开09-226664号公报)。这样的电动辅助自行车根据骑乘者施加到踏板的人力而在电动机中产生驱动力，以便于例如当电动辅助自行车在斜坡上行驶或运载负载时，减小施加在骑乘者上的负载。
电动辅助自行车的车把的把手附近设置有包括多个按钮的操作面板，多个按钮接受骑乘者所做的输入操作。有这样一种类型的操作面板，该操作面板包括液晶面板并且允许各种类型的信息显示在液晶面板上。有另一种类型的操作面板，该操作面板包括用于控制前照灯打开或关闭的光学传感器。
为了增加可以在液晶面板上显示的信息量或者提高所显示的信息的可视性，期望操作面板中所包含的液晶面板具有较大的尺寸。然而，为了包含这种较大的液晶面板，操作面板需要具有定位较大的液晶面板的空间。为了包含光学传感器，操作面板需要具有定位光学传感器的空间，使得来自电动辅助自行车周围的区域的光入射到光学传感器上。
同时，操作面板附装到车把，并且期望操作面板的从车把突出的一部分尽可能小。因此，操作面板的外壳要求不能较大。还要求骑乘者应易于对操作面板上或操作面板中的按钮进行操作。
在操作面板包括较大的液晶面板的情况下，对按钮和光学传感器的位置具有限制。在按钮和光学传感器在有限的空间内彼此靠近的情况下，对一个按钮进行操作的骑乘者的手指可能阻挡朝光学传感器行进的光。在这种情况下，前照灯可能被不注意地打开。
发明内容
本发明的优选实施例提供了一种电动辅助自行车，其防止前照灯由于朝光学传感器行进的光被骑乘者的对操作面板上的按钮进行操作的手指阻挡而不必要地打开。
根据本发明的优选实施例的电动辅助自行车包括：电动机，其产生辅助力以辅助骑乘者的人力；电池，其向电动机供应电力；前照灯；和操作面板，其包括显示器、电源按钮、光学传感器和控制器，显示器显示信息，电源按钮打开或关闭电动辅助自行车，光学传感器根据接收到的光输出信号，控制器被配置或编程为对前照灯的打开或关闭进行控制。电源按钮和光学传感器彼此靠近地位于操作面板中；并且在控制器通过骑乘者按压电源按钮而被激活之后经过预定时间段之后，控制器被配置或编程为开始根据光学传感器输出的信号对前照灯的打开或关闭进行控制。
在电源按钮和光学传感器彼此靠近地位于操作面板中的情况下，操作电源按钮的手指可能阻挡朝光学传感器行进的光。根据本发明的优选实施例，在控制器通过骑乘者按压电源按钮而被激活之后经过预定时间段之后，开始对前照灯的打开或关闭进行控制。也就是说，直到在控制器通过骑乘者按压电源按钮而被激活之后经过预定时间段之后，才开始对前照灯的打开或关闭进行控制。在预定时间段期间，用于操作电源按钮的手指可以从电源按钮和光学传感器附近的区域移开。因此，防止前照灯由于朝光学传感器行进的光被操作电源按钮的手指阻挡而打开。
在本发明的优选实施例中，例如，预定时间段优选为约1秒或更长且短于约3秒。因此，显著地减少或防止前照灯由于朝光学传感器行进的光被操作电源按钮的手指阻挡而打开。此外，在合适的时间开始对前照灯的打开或关闭进行控制。
在本发明的优选实施例中，例如，预定时间段优选为约1.5秒。因此，显著地减少或防止前照灯由于朝光学传感器行进的光被操作电源按钮的手指阻挡而打开。此外，在合适的时间开始对前照灯的打开或关闭进行控制。
在本发明的优选实施例中，操作面板可以包括时钟；并且控制器被配置或编程为根据其激活的时间来改变预定时间段的长度。预定时间段的长度可以根据激活时间是一天中的期望快速打开前照灯的时间还是一天中的不一定期望快速打开前照灯的时间而改变，使得在合适的时间开始对前照灯的打开或关闭进行控制。
在本发明的优选实施例中，操作面板可以包括时钟；并且控制器被配置或编程为根据包括其激活时间的时段来改变预定时间段的长度。预定时间段的长度可以根据激活时间是期望快速打开前照灯的时段还是不一定期望快速打开前照灯的时段而改变。例如，预定时间段的长度根据激活时间是在晚上(此时期望快速打开前照灯)还是在白天期间(此时不一定期望快速打开前照灯)而改变。因此，在合适的时间开始对前照灯的打开或关闭进行控制。
在本发明的优选实施例中，控制器被配置或编程为计算日期；并且控制器被配置或编程为根据控制器被激活的日期来改变预定时间段的长度。考虑到日照时间根据季节而变化，预定时间段的长度例如根据控制器是在冬天还是夏天被激活而改变。因此，在合适的时间开始对前照灯的打开或关闭进行控制。
在本发明的优选实施例中，当在控制器通过骑乘者按压电源按钮而被激活时电源按钮保持打开的情况下，在电源按钮从按压状态释放之后经过预定时间段之后，控制器被配置或编程为根据光学传感器输出的信号开始对前照灯的打开或关闭进行控制。在手指按压电源按钮之后移开手指所需的时间段根据个体骑乘者而变化。在手指即使在控制器被激活之后仍保持按压电源按钮的情况下，当控制器开始对前照灯的打开或关闭进行控制时，手指可能阻挡朝光学传感器行进的光。因此，在电源按钮从按压状态释放之后经过预定时间段之后，开始对前照灯的打开或关闭进行控制。以这种方式，显著地减少或防止前照灯由于朝光学传感器前进的光被手指阻挡而打开。
在本发明的优选实施例中，电动辅助自行车还可以包括车把，该车把包括由骑乘者握持的左把手和右把手。操作面板可以位于车把的左侧。操作面板还可以包括：辅助力设置按钮，其设置电动机的辅助力；切换按钮，其切换待显示在显示器上的关于电动辅助自行车的行驶状态的信息；和灯按钮，其打开或关闭前照灯。从靠近左把手的位置到远离左把手的位置，辅助力设置按钮、切换按钮、灯按钮、电源按钮和光学传感器优选依次位于操作面板中。
更频繁地使用的按钮位于更靠近左把手的位置处。因此，骑乘者的手离开对操作面板进行操作的把手的程度较低。
电源按钮优选位于远离左把手的位置处。因此，显著地减少或防止骑乘者在对任何其他按钮进行操作时不注意地按压电源按钮的可能性。
光学传感器优选位于离左把手最远的位置处。因此，显著地减少或防止骑乘者的手指在对任何其他按钮进行操作时阻挡光入射到光学传感器上的可能性。
在本发明的优选实施例中，操作面板还可以包括单个印刷电路板；并且显示器、辅助力设置按钮、切换按钮、灯按钮、电源按钮、光学传感器和控制器优选位于单个印刷电路板上。
显示器、按钮、光学传感器和控制器位于相同的印刷电路板上，使得操作面板较薄。印刷电路板的线路图案用于将部件彼此电连接，从而显著地减少或防止断线，从而提高了操作面板的操作的可靠性。
在电源按钮和光学传感器彼此靠近地位于操作面板中的情况下，操作电源按钮的骑乘者的手指可能阻挡朝照度传感器行进的光。在本发明的优选实施例中，在控制器通过骑乘者按压电源按钮而被激活之后经过预定时间段之后，开始对前照灯的打开或关闭进行控制。也就是说，直到控制器通过骑乘者按压电源按钮而被激活之后经过预定时间段之后，才开始对前照灯的打开或关闭进行控制。在预定时间段期间，用于操作电源按钮的手指可以从电源按钮和光学传感器附近的区域移开。因此，防止前照灯由于朝光学传感器行进的光被操作电源按钮的手指阻挡而打开。
从以下参照附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述和其它元件、特征、步骤、特征和优点将变得更加明显。
附图说明
图1是根据本发明的优选实施例的电动辅助自行车的侧视图。
图2是示出了本发明的优选实施例的电动辅助自行车的前部的等距视图。
图3是示出了本发明的优选实施例的电动辅助自行车的机电结构的框图。
图4是本发明的优选实施例中的操作面板的外观图。
图5是示出了本发明的优选实施例的前照灯的等距视图。
图6是示出了在本发明的优选实施例中设置在把手附近的操作面板的等距视图。
图7示出了本发明的优选实施例中的操作面板的硬件结构。
图8A示出了本发明的优选实施例中的印刷电路板的前表面，并且图8B示出了本发明的优选实施例中的印刷电路板的后表面。
图9是示出了本发明的优选实施例中的控制器对前照灯的打开或关闭进行控制的操作的流程图。
图10是示出了本发明的优选实施例中的控制器对前照灯的打开或关闭进行控制的操作的修改例的流程图。
图11是示出了本发明的优选实施例中的控制器对前照灯的打开或关闭进行控制的操作的另一修改例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述根据本发明的优选实施例的电动辅助自行车。在以下优选实施例中，相同的部件将具有相同的附图标记，并且相同的描述将不再重复。在本发明的优选实施例中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”分别指在电动辅助自行车的骑乘者坐在其鞍座(座椅)上同时面向其车把的状态下的前、后、左、右、上和下。
在以下描述中，以包括允许小孩乘坐的小孩座椅的电动辅助自行车为例进行描述。在以下描述中，术语“骑乘者”并非指电动辅助自行车上的小孩，而是指操作自行车的人。无需小孩位于电动辅助自行车上。本发明的优选实施例可应用于不包括小孩座椅的电动辅助自行车。以下优选实施例是图示性的，并且本发明不限于以下优选实施例。
图1是根据本发明的优选实施例的电动辅助自行车1的侧视图。图1示出作为电动辅助自行车1的非限制性示例的二轮电动辅助自行车。
电动辅助自行车1包括沿前后方向延伸的车架11。车架11包括头管12、下管5、支架6、链撑7、座管16和座撑19。头管12位于车架11的前端。车把杆13可旋转地插入到头管12中。车把14固定到车把杆13的顶部。前叉15固定在车把杆13的底部。在前叉15的底端，作为转向轮的前轮25经由轴22被可旋转地支撑。在前叉15的底端，设置检测前轮25的旋转的前轮旋转传感器49。前照灯2位于前轮25的一侧。前照灯2附装到前叉15。
车把14设置有小孩座椅90，使得小孩座椅90可与车把14一起枢转。当骑乘者枢转车把14以操作车把14时，小孩座椅90与车把14一起枢转。
下管5从头管12倾斜地向下并向后延伸。座管16从下管16的后端向上延伸。链撑7从座管16的底端向后延伸。支架6将下管5的后端、座管16的底端和链撑7的前端彼此连接。
座柱17插入到座管16中。骑乘者乘坐的鞍座27设置在座柱17的顶端。链撑7的后端可旋转地支撑作为驱动轮的后轮26。座撑19从座管16的顶部倾斜地向后并向下延伸。座撑19的底端与链撑7的后部连接。座撑19支撑设置于鞍座27后方的托架24。
驱动单元30附装到位于车架11的车辆中心处或附近的支架6。驱动单元30包括控制装置32、电动机33、曲柄臂34、踏板35、曲轴37、驱动链轮42、辅助链轮44、转矩传感器47和曲柄传感器48。驱动单元30中所包括的这些部件合并到单元外壳31内。从动链轮45与后轮26的驱动轴23同轴地设置。将电力供应至电动机33等的可拆卸电池36安装在支架6上。可拆卸电池36可以由座管16支撑。可拆卸电池36可以附装到电动辅助自行车1并且可以从电动辅助自行车1上拆下。在可拆卸电池36从电动辅助自行车1上拆下的状态下，可拆卸电池36与待充电的外部充电器(未示出)连接。
曲轴37通过沿左右方向延伸通过驱动单元30而被支撑。曲轴37的两个端部处，设置有曲柄臂34。在每个曲柄臂34的末端处，可旋转地设置踏板35。骑乘者施加到踏板35的人力(踩踏力)由转矩传感器47检测为在曲轴37中产生的转矩。曲柄传感器48检测曲轴37的旋转。
控制装置32控制电动辅助自行车1的各种操作。当骑乘者踩踏并旋转踏板35时产生的曲轴37的旋转输出经由驱动链轮42传递到后轮26、链条28和从动链轮45。控制装置32被配置或编程为控制电动机33，使得电动机33根据曲轴37的旋转输出产生驾驶辅助输出。来自电动机33的驾驶辅助输出经由辅助链轮44、链条28和从动链轮45传递到后轮26。可以使用带、轴等来代替链条28。在电动辅助自行车1中，电动机33产生辅助骑乘者的人力的辅助动力，使得例如当电动辅助自行车1在斜坡上行驶或运载负荷时，减小骑乘者的负担。
车把14设置有操作面板60。骑乘者操作操作面板60以打开或关闭电动辅助自行车1，或者设置电动机33的辅助动力的大小。操作面板60经由线路38向控制装置32发送信息并且接收来自控制装置32的信息。
图2是示出电动辅助自行车1的前部的等距视图。车把14包括右车把杆81和左车把杆82。在右车把杆81的后端，设置有右把手83。在左车把杆82的后端，设置有左把手84。骑乘者使电动辅助自行车1转向同时抓握右把手83和左把手84。
前轮制动杆85设置在右把手83的附近。后轮制动杆86设置在左把手84附近。当骑乘者用其右手抓握右把手83和前轮制动杆85时，制动力提供应前轮25。当骑乘者用其左手抓握左把手84和后轮制动杆86时，制动力提供应后轮26。
在右车把杆81上设置的右把手83附近，设置有骑乘者可用来切换变速比的变速操作器87。在左把手杆82处设置的左把手84附近，设置有操作面板60。
车把14支撑小孩座椅90，小孩可以坐在小孩座椅90上。小孩座椅90位于右车把杆81和左车把杆82之间。小孩座椅90呈具有顶部开口的凹形。小孩座椅90在其底表面处包括座部92，小孩可以坐在其上。小孩座椅90包括通孔93，通孔93允许小孩的腿部插入到座部92的前方。在通孔93的下方，设置有搁脚板95。小孩座椅90包括安全带94，当小孩乘坐时安全带94保持小孩的身体。安全带94包括紧固或松开安全带94的带扣98。小孩能抓握的杆96设置在相对于座部92向前和向上的位置处。
图3是示出电动辅助自行车1的机电结构的框图。驱动单元30包括曲轴37、转矩传感器47、单向离合器43、曲柄传感器48、驱动链轮42、控制装置32、电动机33、电机旋转传感器52、减速器51、单向离合器53和辅助链轮44。驱动单元30是辅助输出控制系统，该系统使电动机33根据骑车者施加到踏板35的人力来产生驾驶辅助输出。
首先，将描述机械功率的传输路径。当骑乘者踩踏踏板35以使曲轴37旋转时，曲轴37的旋转经由单向离合器43和驱动链轮42传递到链条28。单向离合器43仅传递向驱动链轮42传递曲轴37的向前旋转，而不向驱动链轮42传递曲轴37的反向旋转。电动机33的旋转经由减速器51、单向离合器51和辅助链轮44传递到链条28。单向离合器51仅沿着使链条28向前方旋转的方向将电动机33的旋转传递到辅助链轮44，而不沿着使链条28反向旋转的方向将电动机33的旋转传递到辅助链轮44。由骑乘者施加到踏板35的人力所产生的曲柄旋转输出和由电动机33产生的驾驶辅助输出由链条28相结合。人力和由电动机33产生的辅助力在链条28处相结合并且在如下机构处相结合，该机构与曲轴37围绕相同的旋转轴线旋转。
链条28的旋转经由从动链轮45传递到驱动轴23。驱动轴28的旋转经由变速机构55和单向离合器56传递到后轮26。
变速机构55根据骑乘者在变速操作器87上进行的输入操作来改变变速比。单向离合器56仅在驱动轴23的转速高于后轮26的转速时才将驱动轴23的旋转传递到后轮26。当驱动轴23的转速低于后轮26的转速时，单向离合器56不向后轮26传递驱动轴23的旋转。
现在将描述控制装置32在电动机33上执行的驱动控制。控制装置32例如是MCU(电机控制单元)。因此，控制装置32也称为“控制单元”。控制装置32包括微控制器101、存储器102和电机驱动电路107。微控制器101控制电动机33的操作并且还控制电动辅助自行车1的部件的操作。存储器102中例如存储计算机程序，该计算机程序定义用于对电动机33和电动辅助自行车1的部件进行控制的过程。微控制器101从存储器102读取计算机程序以执行各种控制。图3中的单点划线包围的区域示出了微控制器101的功能块。微控制器101用作转矩计算器103、辅助输出计算器104和变速比检测器105。
驾驶员施加在踏板35上的人力(踩踏力)由转矩传感器47检测为曲轴37中产生的转矩。转矩传感器47根据检测到的转矩将电压信号输出到转矩计算器103。转矩计算器103将来自转矩传感器47的电压信号转换成转矩。例如，转矩计算器103将从转矩传感器47输入的模拟电压信号转换为数字电压信号，并且基于数字电压信号的电平来计算转矩。转矩计算器103将计算的转矩输出到辅助输出计算器104。
曲柄传感器48检测曲轴37的旋转角度。曲柄传感器48根据曲轴37的旋转角度向辅助输出计算器104输出信号。例如，曲柄传感器48以预定角度间隔检测曲轴37的旋转并且输出方波信号或正弦波信号。辅助输出计算器104基于来自曲柄传感器48的输出信号来计算曲轴37的转速。辅助输出计算器104将曲轴37的转速乘以由转矩计算器103计算出的转矩，以计算出曲柄旋转输出。
电动机33设置有电机旋转传感器52。电机旋转传感器52例如是编码器。电机旋转传感器52检测电动机33的转子的旋转角度，并且根据旋转角度向变速比检测器105和电机驱动电路107输出信号。例如，电机旋转传感器52以预定角度间隔检测转子的旋转，并且输出方波信号或正弦波信号。变速比检测器105和电机驱动电路107基于来自电机旋转传感器52的输出信号来计算电动机33的转速。
前轮旋转传感器49检测前轮25的旋转角度，并且根据旋转角度向变速比检测器105输出信号。例如，前轮旋转传感器49以预定角度间隔检测前轮25的旋转，并且输出方波信号或正弦波信号。变速比检测器105基于来自前轮旋转传感器49的输出信号来计算前轮25的转速。变速比检测器105基于电动机33的转速和前轮25的转速来计算变速比，并且将计算出的变速比输出到辅助输出计算器104。
辅助输出计算器104基于来自转矩计算器103、曲柄传感器48和变速比检测器105的输出、骑乘者在操作面板60上的按钮操作、存储在存储器102中的信息等来计算指令值，以使电动机33产生适当的驾驶辅助输出。然后，辅助输出计算器104向电机驱动电路107输出指令值。辅助输出计算器104例如参照如下映射来计算指令值：该映射基于例如由骑乘者施加到踏板35上的人力产生的曲柄旋转输出和由电动机33产生的驾驶辅助输出之间的关系所创建。在存储器102中，存储多种类型的映射。辅助输出计算器104从存储器102中读取适于与某些条件相对应的映射，并且参照该映射来计算指令值。
电机驱动电路107例如是逆变器，并且根据来自辅助输出计算器104的指令值将电力经由可拆洗电池36供应给电动机33。当被供电时，电动机33旋转以产生预定的驾驶辅助输出。以这种方式，辅助输出计算器104允许电动机33产生驾驶辅助输出，以在电动辅助自行车1行驶时辅助骑乘者踩踏踏板35的运动。
现在将详细描述操作面板60。
图4是操作面板60的外观图。操作面板60包括接收骑乘者所做的输入操作的多个按钮64a、64b、66、68和70并且还包括光学传感器63和液晶面板72。多个按钮具体包括例如辅助力设置按钮64a和64b、切换按钮66、前照灯按钮68和电源按钮70。
辅助力设置按钮64a和64b用于设置电动机33的辅助力或者与辅助力的大小相对应的行驶模式。电动机33的“辅助力”是辅助人力的力。在该示例中，为电动辅助自行车1提供四种行驶模式。四种行驶模式例如从对人力进行辅助的大小最弱的模式开始，依次是无辅助模式、生态模式、标准模式和强模式。在无辅助模式下，电动机33不产生任何辅助力。
当辅助驾驶员在无辅助模式下按压辅助力设置按钮64a时，无辅助模式改变为生态模式。当骑乘者在生态模式下按压辅助力设置按钮64a时，生态模式改变为标准模式。当骑乘者在标准模式下按压辅助力设置按钮64a时，标准模式改变为强模式。即使骑乘者在强模式下按压辅助力设置按钮64a，强模式也保持不改变。相反，如果在该状态下按压辅助力设置按钮64b，则强制模式改变为标准模式，如下所述。
按压辅助力设置按钮64b，来选择与辅助力设置按钮64a相反的提供较弱辅助力的行驶模式。当骑乘者在强模式下按压辅助力设置按钮64b时，强模式改变为标准模式。当骑乘者在标准模式下按压辅助力设置按钮64b时，标准模式改变为生态模式。当骑乘者在生态模式下按压辅助力设置按钮64b时，生态模式改变为无辅助模式。即使骑乘者在无辅助模式下按压辅助力设置按钮64b，无辅助模式也保持不变。当骑乘者在该状态下按压辅助力设置按钮64a时，无辅助模式改变为生态模式。
在图4所示的示例中，液晶面板72的显示屏的左部设置有行驶模式显示区。在图4所示的示例中，中间的标准模式被突出显示，以示出现在选择了标准模式。
骑乘者使用切换按钮66来切换液晶面板72上的显示。在该优选实施例中，液晶面板72能够显示可拆卸电池36的剩余容量、还能辅助行驶的剩余距离和当前行驶速度。每当骑乘者按压切换按钮66时，液晶面板72上的显示顺序地切换到可拆卸电池36的剩余容量、还能辅助行驶的剩余距离和当前行驶速度。在图4所示的示例中，这些信息显示在液晶面板72的显示屏的右上部。在图4中，可拆卸电池36的剩余容量例如显示为“90％”。其他项目，具体地“剩余km”和“km/h”分别表示还能辅助行驶的剩余距离和当前行驶速度。
操作面板60包括时钟功能。在液晶面板72的显示屏的右下部的显示区域中，显示出时间。在图4中，显示出时间“16:09”。在该优选实施例中，包含在操作面板60中的控制器62(图7)被配置或编程为计算时间并且在液晶面板72上显示出时间。
电源按钮70用于打开或关闭电动辅助自行车1。当电动辅助自行车1处于电源打开状态时，驱动单元30可操作。当电动辅助自行车1处于电源关闭状态时，驱动单元30不可操作。
在该优选实施例中，液晶面板72例如使用段系统来显示字母、符号、图标等。这仅仅是图示性的。液晶面板72可以使用点阵系统在显示区域中显示字母、符号、图标等或者显示运动图像。液晶面板72被示为操作面板60的显示器的示例。或者，可以使用液晶面板之外的显示器，例如有机EL面板或电子纸。
前照灯按钮68用于交替地打开或关闭前照灯2。图5是示出前照灯2的等距视图。在图5所示的示例中，前照灯2经由前照灯支架2a附装至前叉15。当按压前照灯按钮68以打开前照灯2时，前照灯2发光以照亮电动辅助自行车1前进的路径。
光从电动辅助自行车1周围的区域入射到光学传感器63上。光学传感器63根据所接收的光输出信号。前照灯2根据来自光学传感器63的输出信号来打开或关闭。以这种方式，前照灯2根据电动辅助自行车1周围的区域的亮度来自动地打开或关闭。光学传感器63例如是照度传感器，但是并不限于此。光学传感器63可以是检测可见光的任何传感器。在以下描述中，作为非限制性示例，光学传感器63是照度传感器。
在图5所示的示例中，前照灯2位于前轮25的侧面。本发明的优选实施例不限于这种结构。例如，在电动辅助自行车1包括前筐的情况下，前照灯2可以附装在前筐的前部、底表面等上。
图6是示出设置在车把14的左把手84附近的操作面板60的等距视图。操作面板60从靠近左把手84的位置至远离左把手84的位置依次包括辅助力设置按钮64a和64b、切换按钮66、前照灯按钮68、电源按钮70和照度传感器63。照度传感器63位于电源按钮70附近。
在该优选实施例中，更频繁地使用的按钮位于更靠近左把手84的位置处。例如，辅助力设置按钮64a和64b比其他按钮更频繁地使用。相对于辅助力设置按钮64a和64b的使用频率，切换按钮66的使用频率为第二高。前照灯按钮68的使用频率较低，并且电源按钮70的使用频率最低。如图6所示，更频繁地使用的按钮位于更靠近左把手84的位置处，使得骑乘者的手离开左把手84以操作操作面板60的程度较低。
电源按钮70位于远离左把手84的位置处。通过这样的布置，显著地减少或防止骑乘者在操作任何其他按钮时不注意地按压电源按钮70并且无意地关闭电动辅助自行车1的可能性。
照度传感器63位于离左把手84最远的位置处。通过这样的布置，显著地减少或防止骑乘者的手指在操作任何其他按钮时阻挡光入射在照度传感器63上的可能性。
图7示出了操作面板60的硬件结构。除了图4所示的按钮等之外，操作面板60还包括内置电池61、第二控制器62、调节器69、由石英或硅制成的振荡器74、ROM 76a和RAM 76b。
控制器62优选控制操作面板60的操作的微控制器或控制电路，并且例如是半导体集成电路。在可拆卸电池36附装到电动辅助自行车1并且电动辅助自行车1处于电源打开状态的状态下，控制器62由可拆卸电池36供应的电力供电。在电动辅助自行车1处于电源打开状态的状态下，控制器62可以由内置电池61的电力供电。内置电池61例如是原电池，例如纽扣电池等。内置电池61可以是可充电的蓄电池。在图7中，虚线表示从可拆卸电池36或内置电池61供应给控制器62的电力。
驱动单元30(图1)中的控制装置32包括调节器39(图7)。电源按钮70经由线路38(图1)与控制装置32连接。当在电动辅助自行车1处于电源关闭状态下骑乘者按压电源按钮70时，调节器39开始操作。例如，当按压电源按钮70时，控制装置32中的电路的一部分与地面导通，并且调节器39使用作为触发器的导电触点而开始操作。调节器39将可拆卸电池36的输出电压(例如，约24V)降低至控制装置32的工作电压(例如，约12V)。降低的电压经由线路38(图1)被供应给操作面板60中的调节器69。调节器69将输入电压降低至控制器62的工作电压(例如，约5.0V)并且将降低的电压供应给控制器62。控制器62被供应有来自调节器69的电力并且被激活。代替调节器39和69，可以使用DC/DC变换器。
供应有来自调节器69的电力的控制器62读取存储在ROM 76a中的计算机程序并且执行RAM 76b中的计算机程序，以在操作面板60上执行各种处理。ROM 76a和RAM 76b可以合并到控制器62中。
微计算器62与多个按钮64a、64b、66、68和70连接以检测各个按钮被按压。可以以“短按”和“长按”的方式按压按钮。控制器62检测“短按”和“长按”。例如，当骑乘者开始按压按钮时，控制器62检测预定或更高水平的电压值和/或电流值。当骑乘者完成按压按钮时，控制器62检测到被检测的电压值和/或电流值此时例如为零。控制器62基于从检测到电压值和/或电流值开始直至检测到电压值和/或电流值变为零的时间段来判定按压是短按还是长按。控制器62可以同时检测多个按钮的短按或长按。
控制器62被配置或编程为计算时间并在液晶面板72上显示时间。控制器62使用计数器78来计算时间。控制器62使用从振荡器74供应的时钟信号或分频信号来计算计数器78的值，分频信号是由于时钟信号的频率被分割而获得的。控制器62将计数值转换成实际时间。通过使用振荡器来计算出时间的方法是已知的，因此这里不再详细描述。
控制器62可以使用计数器78来测量时间长度。例如，控制器62使用计数值来确定按钮上的按压是短按还是长按。控制器62还使用计数值来测量未确定照度的时间段(如下所述)。
控制器62优选被配置或编程为除了计算时间之外，还计算日期。每当时间为0:00时，控制器62逐个递增日期。在这种情况下，除了时间之外，日期也可以显示在液晶面板72上。
当电动辅助自行车1从电源打开状态关闭时，驱动单元30停止操作，但是控制器62进入睡眠模式以继续操作。在睡眠模式下，控制器62通过从内置电池61供应的电力来操作。在睡眠模式下，为了显著降低或最小化功耗，控制器62在操作面板60上执行最小可操作量。“最小可操作量”例如为时间计算等。即使在睡眠模式下，仍然继续计算时间，使得当电动辅助自行车1从电源关闭状态打开并且控制器62从睡眠模式被激活时，控制器62可以在液晶面板72上显示当前时间。
在该优选实施例中，操作面板60的上述部件优选安装在单个印刷电路板上。图8A示出了操作面板60上或操作面板60中所包括的印刷电路板65的前表面。图8B示出了印刷电路板65的后表面。在操作面板60附装到电动辅助自行车1的状态下，印刷电路板65的前表面是顶表面，并且其后表面是底表面。
液晶面板72优选具有较大的尺寸，因此占据印刷电路板65的前表面的较大区域。这种较大尺寸的液晶面板72位于印刷电路板65的右上部，如图8A所示。辅助力设置按钮64a和64b、切换按钮66、前照灯按钮68、电源按钮70和照度传感器63位于印刷电路板65的前表面的其余部分。
如上参照图6所述，从靠近左把手84的位置到远离左把手84的位置，辅助力设置按钮64a和64b、切换按钮66、前照灯按钮68、电源按钮70和照度传感器63依次位于操作面板60上或操作面板60中。由于可用于按钮的区域受到限制，照度传感器63位于靠近或邻近电源按钮70的位置处。在可用于按钮的区域受到限制的状态下，这些按钮按照该顺序排列，使得操作面板60具有较小的尺寸并且提高了骑乘者对按钮的可操作性。
如图8B所示，内置电池61、控制器62、调节器69和振荡器74位于印刷电路板65的后表面。在该示例中，ROM 76a和RAM 76b与控制器62集成在一起。
在图8B中，位于印刷电路板65的前表面的部件用虚线示出。在图8B所示的示例中，内置电池61、控制器62、调节器69和振荡器74位于液晶面板72所在的区域的后侧。这些部件可以位于不与液晶面板72的电极重叠的任何位置处。在图8B所示的示例中，设置液晶面板72的区域的后侧用作用于内置电池61、控制器62、调节器69和振荡器74的区域。覆盖内置电池61的至少一部分的板61a通过螺钉附装在印刷电路板65上，使得内置电池61固定在印刷电路板65上。板61a可以用作与内置电池61电接触的电极。
在操作面板60的部件被分割为多个基板的情况下，或者在基板和液晶面板彼此分开配置的情况下，操作面板60变厚。在该优选实施例中，操作面板60的部件位于一个印刷电路板65上，使得操作面板60保持较薄。印刷电路板65的线路图案用于将部件彼此电连接，从而显著减少或防止断线，从而提高了操作面板60的操作的可靠性。
现在将详细描述控制器62使用照度传感器63对前照灯2的打开或关闭进行控制的操作。图9是示出控制器62使用照度传感器63对前照灯2的打开或关闭进行控制的操作的流程图。
如上所述，由于可用于部件的区域在操作面板60上或操作面板60中受到限制，因此照度传感器63位于靠近或邻近电源按钮70的位置处。例如，照度传感器63位于比电源按钮70以外的按钮更靠近电源按钮70的位置处。照度传感器63可以与电源按钮70接触或者可以不与电源按钮70接触。例如，电源按钮70和照度传感器63可以彼此相邻。
在电源按钮70和照度传感器63在操作面板60上或操作面板60上彼此靠近的情况下，操作电源按钮70的骑乘者的手指可能阻挡光线到达照度传感器63。在该优选实施例中，在通过电源按钮70激活控制器62之后经过预定时间段之后，开始对前照灯2的打开或关闭进行控制。也就是说，在控制器62通过被操作的电源按钮70而被激活之后直到经过预定时间段之后，才开始对前照灯2的打开或关闭进行控制。预定时间段例如为约1秒或更长且短于约3秒，并且优选约1秒或更长且短于约2.5秒。在预定时间段期间，用于操作电源按钮70的手指可以从电源按钮70和照度传感器63附近的区域移开。因此，防止前照灯2由于朝照度传感器63行进的光被操作电源按钮70的手指阻挡而被打开。
参照图9，在电动辅助自行车1处于电源关闭状态的状态下，当骑乘者按压电源按钮70时，调节器39(图7)开始操作，因此电力从可拆卸电池36供应给控制器62(步骤S101)。被供应有来自可拆卸电池36的电力的控制器62开始激活处理(步骤S102)。
在启动激活处理之后，控制器62读取存储在ROM 76a中的计算机程序并执行RAM76b中的计算机程序。因此，控制器62处于接受辅助力设置按钮64a和64b、切换按钮66和前照灯按钮68的操作的状态。因此，激活处理完成(步骤S103)。激活的控制器62现在能够向控制装置32发送数据或接收来自控制装置32的数据，或者能够在液晶面板72上显示各种类型的信息。
激活的控制器62使用计数器78开始计算时间并累加计数值(步骤S104和S105)。控制器62判定从时间计数开始是否经过了预定时间段(步骤S106)。在该示例中，预定时间段为约1.5秒。在从时间计数开始未经过1.5秒的情况下，控制器62继续计时。在从时间计数开始经过了1.5秒的情况下，控制器62开始对前照灯2的打开或关闭进行控制(步骤S107)。
当开始对前照灯2的打开或关闭进行控制时，控制器62接收来自照度传感器63的输出信号并且执行根据输出信号来判定是否打开前照灯2的处理(步骤S108)。例如，通过监测来自照度传感器63的输出信号约0.3秒来执行该判定处理。在例如来自照度传感器63的输出信号保持在比预定水平低的水平达约0.3秒的情况下，控制器62判定打开前照灯2(步骤S109)。在例如来自照度传感器63的输出信号保持在高于或等于预定水平的水平达约0.3秒的情况下，控制器62判定关闭前照灯2(S110)。控制器62根据判定结果来打开或关闭前照灯2。紧接在电动辅助自行车1关闭之后，前照灯2处于关闭状态。因此，在来自照度传感器63的输出信号保持在高于或等于预定水平的水平的情况下，控制器62执行保持前照灯2处于关闭状态的处理。约0.3秒的时间长度是非限制性示例，并且可以通过监测输出信号达0.3秒之外的时间段来执行判定处理。
当电动辅助自行车1处于电源打开状态时，继续判定是否打开前照灯2的处理(在步骤S111中是)。当按压电源按钮70以关闭电动辅助自行车1时，控制器62也被关闭，并且该处理完成。
在控制器62的激活之后经过预定时间段之后，控制器62开始对前照灯2的打开或关闭进行控制。在预定时间段期间，用于操作电源按钮70的手指可以从电源按钮70和照度传感器63周围的区域移开。因此，防止前照灯2由于朝照度传感器63行进的光被操作电源按钮70的手指阻挡而打开。
控制器62直到经过预定时间段才开始对前照灯2的打开或关闭进行控制。例如，如下状态对应于“控制器62尚未开始对前照灯2的打开或关闭进行控制”的状态：控制器62接收来自照度传感器63的输出信号但不将输出信号用于判定是否打开前照灯2的处理。如下状态对应于“控制器62尚未开始对前照灯2的打开或关闭进行控制”的状态：在电动辅助自行车1打开之后照度传感器63不立即导通。
控制器62未开始对前照灯2的打开或关闭进行控制所达到的预定时间段可以根据控制器62的激活时间来改变。在例如控制器62在夜间被激活的情况下，当期望快速打开前照灯2时，可以缩短预定时间段。在例如控制器62在白天被激活的情况下，当不一定需要快速打开前照灯2时，预定时间段可以延长。以这种方式，在合适的时间开始对前照灯2的打开或关闭进行控制。
图10是示出控制器62使用照度传感器63对前照灯2的打开或关闭进行控制的操作的流程图。在图10所示的操作中，控制器62被配置或编程为改变预定时间段的长度。步骤S101至S103中的处理与上述参照图9的处理相同。
激活的控制器62根据控制器62的激活时间来设置预定时间段的长度。例如，在控制器62的激活时间处于从4:00p.m.至7:59a.m.的时段中的情况下，预定时间段被设置为例如约1.0秒。例如，在控制器62的激活时间处于从8:00a.m.至3:59p.m.的时段中的情况下，预定时间段被设置为例如约2.0秒。
在设置预定时间段的长度后，控制器62开始使用计数器78计算时间(步骤S104)。除了预定时间段的长度之外，步骤S104至S112中的处理与上述参照图9所述的处理相同，故在此不再赘述。
操作面板60可以包括无线电时钟的功能。在这种情况下，时间的精度提高，因此以更高的精度设置预定时间段的长度。
在控制器62除了时间之外还计算日期的情况下，也可以根据日期来改变预定时间段的长度。日照持续时间根据季节变化。日照持续时间在冬天较短并且在夏天较长。
在日期是例如在6月1日到9月30日之间的情况下，定义为白天的时段延长，并且定义为夜间的时段缩短。例如，在控制器62的激活时间在从5:00p.m.至6:59a.m.的时段中的情况下，预定时间段的长度设置为例如约1.0秒。例如，在控制器62的激活时间在从7:00a.m.到4:59p.m.的时段中的情况下，预定时间段的长度设置为例如约2.0秒。相反，在日期是例如在10月1日至5月31日之间的情况下，定义为白天的时段缩短，并且定义为夜间的时段延长。例如，在控制器62的激活时间在从4:00p.m.至7:59a.m.的时段中的情况下，预定时间段的长度设置为例如约1.0秒。例如，在控制器62的激活时间在从8:00a.m.至3:59p.m.的时段中的情况下，预定时间段的长度设置为例如约2.0秒。以这种方式，根据季节在合适的时间开始对前照灯2的打开或关闭进行控制。
在如下情况下，不需要计算预定时间段：当控制器62在骑乘者按压电源按钮70之后完成激活处理时，电源按钮70保持打开。在手指按压电源按钮70之后移动手指所需的时间段根据个体骑乘者而变化。在如下情况下，当控制器62开始对前照灯2的打开或关闭进行控制时，手指可能阻挡朝照度传感器63行进的光：手指即使在控制器62被激活之后仍继续按压电源按钮70。因此，在电源按钮70从按压状态释放之后经过预定时间段之后，开始对前照灯2的打开或关闭进行控制。以这种方式，显著减少或防止前照灯2由于朝照度传感器63行进的光被手指阻挡而被打开。
图11是示出控制器62使用照度传感器63对前照灯2的打开或关闭进行控制的操作的流程图。在图11所示的操作中，当按压电源按钮70时，控制器62不开始计算预定时间段。图11所示的步骤S101至S103的处理与上述参照图9所述的处理相同。
激活的控制器62判定电源按钮70是否被按压(步骤S121)。当判定按压电源按钮70时，控制器62不开始计算预定时间段。当判定没有按压电源按钮70时，操作前进至步骤S104中的处理，其中，控制器62开始计算预定时间段。步骤S104至S112中的处理与上述参照图9所述的处理相同，故在此不再赘述。
在电源按钮70保持被按压的情况下，当电源按钮70从按压状态释放之后经过预定时间段之后，控制器62开始对前照灯2的打开或关闭进行控制。以这种方式，显著地减少或防止前照灯2由于朝照度传感器63行进的光被手指阻挡而打开。
可以存在一种类型的电动辅助自行车1，其包括电源锁定功能，通过该功能，电源按钮70被长按以使得在电源按钮70上进行的操作无效。在骑乘者持续按压电源按钮70以试图使电动辅助自行车1处于电源锁定模式的情况下，当控制器62开始对前照灯2的打开或关闭进行控制时，手指可能阻挡朝照度传感器63行进的光。因此，在电源按钮70从按压状态释放之后经过预定时间段之后，控制器62开始对前照灯2的打开或关闭进行控制。以这种方式，显著地减少或防止前照灯2由于朝照度传感器63行进的光被手指阻挡而打开。
在上述优选实施例中，两轮电动辅助自行车作为电动辅助自行车的示例进行了描述。本发明并不限于此。例如，电动辅助自行车可以具有三个或更多个车轮。
在上述优选实施例中，由骑乘者踩踏踏板而产生的人力和由电动机产生的辅助动力传递到的驱动轮是后轮。本发明并不限于此。根据电动辅助自行车的构造，人力和辅助动力可以传递到前轮或者前轮和后轮两者。
虽然上面已经描述了本发明的优选实施例，但是应当理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，变形例和修改例对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书来确定。

Claims (9)

1.一种电动辅助自行车，其包括：
电动机，其产生辅助力以辅助骑乘者的人力；
电池，其向所述电动机供应电力；
前照灯；和
操作面板，其包括显示器、电源按钮、光学传感器和控制器，所述显示器显示信息，所述电源按钮打开或关闭所述电动辅助自行车，所述光学传感器根据接收到的光输出信号，所述控制器被配置或编程为对所述前照灯的打开或关闭进行控制；其中
所述电源按钮和所述光学传感器彼此相邻地位于所述操作面板上或所述操作面板中；并且
所述控制器被配置或编程为在所述控制器通过所述骑乘者按压所述电源按钮而被激活之后经过预定时间段之后，开始根据所述光学传感器输出的信号对所述前照灯的打开或关闭进行控制。
2.根据权利要求1所述的电动辅助自行车，其中，所述预定时间段为约1秒或更长且短于约3秒。
3.根据权利要求1所述的电动辅助自行车，其中，所述预定时间段为约1.5秒。
4.根据权利要求1所述的电动辅助自行车，其中，所述操作面板包括时钟；并且
所述控制器被配置或编程为根据激活所述控制器的时间来改变所述预定时间段的长度。
5.根据权利要求1所述的电动辅助自行车，其中，所述操作面板包括时钟；并且
所述控制器被配置或编程为根据包括激活所述控制器的时间的时段来改变所述预定时间段的长度。
6.根据权利要求4所述的电动辅助自行车，其中，所述控制器被配置或编程为计算日期；并且
所述控制器被配置或编程为根据所述控制器被激活的日期来改变所述预定时间段的长度。
7.根据权利要求1所述的电动辅助自行车，其中，当在所述控制器通过所述骑乘者按压所述电源按钮而被激活时所述电源按钮保持打开时并且在所述电源按钮从被按压的状态释放之后经过所述预定时间段之后，所述控制器被配置或编程为开始根据所述光学传感器输出的信号对所述前照灯的打开或关闭进行控制。
8.根据权利要求1所述的电动辅助自行车，还包括车把，所述车把包括由所述骑乘者握持的左把手和右把手；其中
所述操作面板位于所述车把的左侧；
所述操作面板还包括：
辅助力设置按钮，其设置所述电动机的辅助力；
切换按钮，其切换要显示在所述显示器上的关于所述电动辅助自行车的行驶状态的信息；和
灯按钮，其打开或关闭所述前照灯；并且
从靠近所述左把手的位置到远离所述左把手的位置，所述辅助力设置按钮、所述切换按钮、所述灯按钮、所述电源按钮和所述光学传感器依次位于所述操作面板上或所述操作面板中。
9.根据权利要求1所述的电动辅助自行车，其中，所述操作面板还包括单个印刷电路板；并且
所述显示器、所述辅助力设置按钮、所述切换按钮、所述灯按钮、所述电源按钮、所述光学传感器和所述控制器位于所述单个印刷电路板上。
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