CN111065575A - 电动辅助系统和电动辅助车辆 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的实施例的能够用于电动辅助自行车(1)的电动辅助系统(51)包括:电动马达(53),其产生对电动辅助自行车(1)的骑乘者的人力进行辅助的辅助力;旋转传感器(35、46),其输出与可旋转部件(26、53)的旋转相对应的信号,该可旋转部件旋转以使电动辅助自行车(1)行驶;加速度传感器(38),其输出与电动辅助自行车(1)在其行进方向上的加速度相对应的信号;以及控制装置(70),其通过使用旋转传感器(35、46)的输出信号和加速度传感器(38)的输出信号来计算电动辅助自行车(1)的行驶速度。
Description
技术领域
本发明涉及能够用于电动辅助车辆的电动辅助系统以及包括电动辅助系统的电动辅助车辆。
背景技术
已知一种通过电动马达对骑乘者踩踏自行车的动力进行辅助的电动辅助自行车。在这样的电动辅助自行车中,电动马达产生与骑乘者施加到踏板上的人力相对应的辅助力,并且作为人力和辅助力之和的驱动力传递至驱动轮。人力可以通过电动马达来辅助,使得减轻骑乘者踩踏自行车所需提供的动力(例如,专利文献1)。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本专利特开平09-226664号公报
发明内容
技术问题
电动辅助自行车可以进行根据车辆的行驶速度来改变电动马达所产生的辅助力的大小的控制。为了实现这一点,电动辅助自行车检测车辆的行驶速度。然而,可能存在根据车辆的行驶状态而无法持续且稳定地检测行驶速度的情况。例如,在车辆刚起动之后和在车辆即将停止之前,可能不易于持续且稳定地检测行驶速度。
本发明提供能够持续且稳定地检测行驶速度的电动辅助系统以及包括电动辅助系统的电动辅助车辆。
解决的技术问题
根据本发明的实施例的电动辅助系统是能够用于电动辅助车辆的电动辅助系统。电动辅助系统包括:电动马达,其产生对电动辅助车辆的骑乘者的人力进行辅助的辅助力;旋转传感器,其输出与可旋转部件的旋转相对应的信号,该可旋转部件旋转以使电动辅助车辆行驶;加速度传感器,其输出与电动辅助车辆在其行进方向上的加速度相对应的信号;以及控制装置,其通过使用旋转传感器的输出信号和加速度传感器的输出信号来计算电动辅助车辆的行驶速度。
根据本发明的实施例,电动辅助车辆的行驶速度通过一起使用旋转传感器和加速度传感器来计算。在通过使用旋转传感器难以检测行驶速度的条件下,使用加速度传感器来计算行驶速度。在通过使用加速度传感器难以检测行驶速度的条件下,使用旋转传感器来计算行驶速度。可以在各种条件中的任何条件下持续地检测车辆的速度,并且可以根据行驶速度来控制电动辅助车辆。
在实施例中,控制装置可以在第一条件下使用旋转传感器的输出信号和加速度传感器的输出信号两者来计算行驶速度,并且可以在第二条件下使用旋转传感器的输出信号和加速度传感器的输出信号中的一者来计算行驶速度。
可以根据条件来改变用于计算行驶速度的传感器,使得在各种条件中的任何条件下持续地检测车辆的速度。
在实施例中,控制装置可以根据从旋转传感器的输出信号获取的转数,来改变旋转传感器与加速度传感器之间用于计算行驶速度的传感器。
可以将用于计算行驶速度的传感器改变为适合于当前转数的传感器,使得在各种条件中的任何条件下持续地检测车辆的速度。
在实施例中,在从旋转传感器的输出信号获取的转数至少为预定转数的情况下,控制装置可以使用旋转传感器的输出信号和加速度传感器的输出信号两者来计算电动辅助车辆的行驶速度,并且在从旋转传感器的输出信号获取的转数小于预定转数的情况下,控制装置可以使用加速度传感器的输出信号来计算电动辅助车辆的行驶速度。
在从旋转传感器获取的转数较低或为零的情况下(例如,在车辆刚起动之后、在车辆即将停止之前或在电动马达停止时),通过使用旋转传感器难以检测行驶速度。在从旋转传感器获取的转数小于预定转数的情况下,通过使用加速度传感器来计算行驶速度。即使在通过使用旋转传感器难以检测行驶速度的条件下,也可以通过使用加速度传感器来检测行驶速度,使得根据行驶速度来控制电动辅助车辆。
在实施例中,在从旋转传感器的输出信号获取的转数至少为预定转数的情况下,控制装置可以通过使用旋转传感器的输出信号来计算第一速度,通过使用加速度传感器的输出信号来计算第二速度,对第一速度和第二速度中的每一者进行加权,并且使用加权的第一速度和加权的第二速度两者来计算电动辅助车辆的行驶速度。
分别对从旋转传感器获取的速度和从加速度传感器获取的速度进行加权。可以增加适合于当前转数的、从传感器获取的速度被采用的比率,使得提高行驶速度的检测精度。
在实施例中,在从旋转传感器的输出信号获取的转数至少为预定转数的情况下,控制装置可以通过使用旋转传感器的输出信号来计算第一速度,使用加速度传感器的输出信号来计算第二速度,将第一速度乘以第一系数并将第二速度乘以第二系数,并且使用乘以第一系数的第一速度和乘以第二系数的第二速度两者来计算电动辅助车辆的行驶速度。
从旋转传感器获取的速度和从加速度传感器获取的速度分别乘以系数。可以增加适合于当前转数的、从传感器获取的速度被采用的比率,使得提高行驶速度的检测精度。
在实施例中,控制装置可以根据从旋转传感器的输出信号获取的速度,来改变旋转传感器与加速度传感器之间用于计算行驶速度的传感器。
可以将用于计算行驶速度的传感器改变为适合于当前转数的传感器,使得在各种条件中的任何条件下持续地检测车辆的速度。
在实施例中,可旋转部件可以是电动马达,并且旋转传感器可以输出与电动马达的旋转相对应的信号。
一起使用与电动马达的旋转相对应的信号和加速度传感器的输出信号来计算电动辅助车辆的行驶速度。即使在通过使用旋转传感器无法检测行驶速度的条件下(例如,即使在电动马达停止的状态下),也可以通过使用加速度传感器来检测行驶速度,并且可以根据行驶速度来控制电动辅助车辆。
在实施例中,可旋转部件可以是电动辅助车辆的车轮,并且旋转传感器可以输出与车轮的旋转相对应的信号。
一起使用与车轮的旋转相对应的信号和加速度传感器的输出信号来计算电动辅助车辆的行驶速度。在车轮的旋转较慢的情况下(例如,在车辆刚起动之后或在车辆即将停止之前),通过使用旋转传感器难以检测行驶速度。即使在通过使用旋转传感器难以检测行驶速度的条件下,也可以通过使用加速度传感器来检测行驶速度,使得根据行驶速度来控制电动辅助车辆。
在实施例中,每当车轮旋转预定角度时,旋转传感器可以输出脉冲信号,控制装置可以通过使用两个或更多个脉冲信号来计算行驶速度,并且在未检测到脉冲信号的时间段内,控制装置可以使用加速度传感器的输出信号来计算行驶速度。
在旋转传感器未输出脉冲信号的时间段期间,无法通过使用任何脉冲信号来检测行驶速度。在通过使用旋转传感器无法检测行驶速度的时间段期间,使用加速度传感器的输出信号来检测行驶速度。通过这样的配置,即使在通过使用旋转传感器无法检测行驶速度的时间段期间,也可以根据行驶速度来控制电动辅助车辆。
在实施例中,每当车轮旋转预定角度时,旋转传感器可以输出脉冲信号,控制装置可以通过使用两个或更多个脉冲信号来计算行驶速度,并且在检测到脉冲信号之后但是在检测到下一个脉冲信号之前的时间段内,控制装置可以使用加速度传感器的输出信号来计算行驶速度。
在旋转传感器输出一个脉冲信号之后但是在旋转传感器输出下一个脉冲信号之前的时间段期间,无法通过使用任何脉冲信号来检测行驶速度。在通过使用旋转传感器无法检测行驶速度的时间段期间,使用加速度传感器来检测行驶速度。通过这样的配置,即使在通过使用旋转传感器无法检测行驶速度的时间段期间,也可以根据行驶速度来控制电动辅助车辆。
在实施例中,在检测到脉冲信号后,控制装置可以通过使用检测到的脉冲信号和先前刚检测到的脉冲信号来计算行驶速度,并且可以将从加速度传感器的输出信号获取的行驶速度的大小校正为从脉冲信号获取的行驶速度的大小。
在未检测到脉冲信号的时间段期间,使用加速度传感器来检测行驶速度。相反,在检测到脉冲信号的时刻,使用旋转传感器可以比使用加速度传感器提供更高的行驶速度检测精度。在这种情况下,将通过使用加速度传感器获取的行驶速度的大小校正为通过使用旋转传感器获取的行驶速度的大小。在这样的校正之后,在未检测到脉冲信号的时间段期间,通过使用加速度传感器来检测行驶速度。通过这样的配置,可以提高行驶速度的精度。
在实施例中,在检测到脉冲信号之后但是在检测到下一个脉冲信号之前的时间段内,控制装置可以基于从脉冲信号获取的行驶速度通过使用加速度传感器的输出信号来计算行驶速度。
基于通过使用旋转传感器所检测到的行驶速度使用加速度传感器的输出信号来计算行驶速度。通过这样的配置,可以提高使用加速度传感器的行驶速度的检测精度。
在实施例中,可旋转部件可以是电动马达,旋转传感器可以输出与电动马达的旋转相对应的信号,并且控制装置可以通过使用旋转传感器的输出信号和加速度传感器的输出信号来计算电动辅助车辆中所包括的动力传递机构的变速比。
在行驶速度较低的情况下(例如,在车辆刚起动之后或在车辆即将停止之前),通过使用旋转传感器难以检测行驶速度。然而,使用加速度传感器允许检测行驶速度。可以根据旋转传感器的输出信号来计算电动马达的转数。根据通过使用加速度传感器所检测到的行驶速度和通过使用旋转传感器所检测到的电动马达的转数来计算动力传递机构的变速比。通过这样的配置,可以根据变速比来控制电动辅助车辆。
在实施例中,电动辅助系统还可以包括输出与电动马达的旋转相对应的信号的旋转传感器。控制装置可以通过使用与电动马达的旋转相对应的信号和加速度传感器的输出信号来计算电动辅助车辆中所包括的动力传递机构的变速比。
在车轮的旋转较慢的情况下(例如,在车辆刚起动之后或在车辆即将停止之前),需要较长的时间来输出与车轮的旋转相对应的信号。在这种状态下,无法计算出行驶速度,或者需要较长的时间才能计算出行驶速度。即使在这种情况下,使用加速度传感器允许检测行驶速度。可以根据旋转传感器的输出信号来计算电动马达的转数。可以根据通过使用加速度传感器所检测到的行驶速度和通过使用旋转传感器所检测到的电动马达的转数来计算动力传递机构的变速比。通过这样的配置,可以根据变速比来控制电动辅助车辆。
根据本发明的实施例的电动辅助系统是能够用于电动辅助车辆的电动辅助系统。电动辅助系统包括:电动马达,其产生对电动辅助车辆的骑乘者的人力进行辅助的辅助力;旋转传感器,其输出与电动马达的旋转相对应的信号;加速度传感器,其输出与电动辅助车辆在其行进方向上的加速度相对应的信号;以及控制装置,其通过使用旋转传感器的输出信号和加速度传感器的输出信号来计算电动辅助车辆中所包括的动力传递机构的变速比。
可以通过使用加速度传感器来检测行驶速度,并且可以通过使用旋转传感器来检测电动马达的转数。可以根据检测到的行驶速度和检测到的电动马达的转数来计算变速器的变速比,并且可以根据变速比来控制电动辅助车辆。
根据本发明的实施例的电动辅助车辆包括上述电动辅助系统。因此,提供了具有上述电动辅助系统的特征的电动辅助车辆。
发明的有益效果
根据本发明的示意性实施例,一起使用旋转传感器和加速度传感器来计算电动辅助车辆的行驶速度,旋转传感器输出与电动辅助车辆的可旋转部件的旋转相对应的信号,加速度传感器输出与车辆在其行进方向上的加速度相对应的信号。在通过使用旋转传感器难以检测行驶速度的条件下,使用加速度传感器来计算行驶速度。在通过使用加速度传感器难以检测行驶速度的条件下,使用旋转传感器来计算行驶速度。可以在各种条件中的任何条件下持续且稳定地检测车辆的速度,并且可以根据行驶速度来控制电动辅助车辆。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的电动辅助自行车的侧视图。
图2是示出根据本发明的实施例的电动辅助自行车的机械结构的框图。
图3是示出根据本发明的实施例的电动辅助自行车中所包括的旋转传感器的立体图。
图4是根据本发明的实施例的操作面板的外观图。
图5是示出根据本发明的实施例的计算行驶速度的处理的流程图。
图6是示出根据本发明的实施例的计算行驶速度的处理的流程图。
图7(a)和图7(b)示出根据本发明的实施例的计算行驶速度的处理。
图8是示出根据本发明的实施例的计算变速比的处理的流程图。
图9是示出根据本发明的实施例的计算行驶速度的处理的流程图。
具体实施方式
以下,将参考附图描述根据本发明的电动辅助系统和电动辅助车辆的实施例。在实施例的描述中,相同的元件将带有相同的附图标记,并且将省略重复的描述。在本发明的实施例中,术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”分别指乘坐在鞍座(座部)上的电动辅助车辆的骑乘者在面向把手时所看到的前、后、左、右、上和下。以下实施例是示例,并且本发明不限于以下任何实施例。
图1是示出根据实施例的电动辅助自行车1的侧视图。电动辅助自行车1包括以下详细描述的驱动单元51。电动辅助自行车1是根据本发明的实施例的电动辅助车辆的示例。驱动单元51是根据本发明的实施例的电动辅助系统的示例。
电动辅助自行车1包括在前后方向上延伸的车架11。车架11包括头管12、下管5、托架6、链撑7、座管16和座撑19。头管12位于车架11的前端。把手杆13可旋转地插入头管12中。把手14紧固至把手杆13的顶端。前叉15紧固至把手杆13的底端。在前叉15的底端,可旋转地支撑有作为转向轮的前轮25。前叉15设置有对前轮25进行制动的制动器8。前筐21设置在头管12的前方。前叉15设置有头灯22。
下管5从头管12倾斜地向后并向下延伸。座管16从下管5的后端向上延伸。链撑7从座管16的底端向后延伸。托架6将下管5的后端、座管16的底端与链撑7的前端彼此连接。
座柱17插入到座管16中,并且座柱17的顶端设置有供骑乘者乘坐的鞍座27。链撑7的后部支撑作为驱动轮的后轮26,使得后轮26可旋转。链撑7的后方设置有对后轮26进行制动的制动器9。链撑7的后方设置有支架29。当停车时,电动辅助自行车1通过支架29而保持站立。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支撑设置在鞍座27的后方的载物台24,并且还支撑覆盖后轮26的顶部的挡泥板18。挡泥板18的后部设置有尾灯23。
在车辆中心附近的位置处位于车架11上的托架6设置有驱动单元51。驱动单元51包括电动马达53、曲柄轴57和控制装置70。向电动马达53等供电的电池56安装在托架6上。电池56可以由座管16支撑。
曲柄轴57以沿左右方向贯穿驱动单元51的状态被支撑。曲柄轴57的两端设置有曲柄臂54。每个曲柄臂54的末端可旋转地设置有踏板55。
控制装置70控制电动辅助自行车1的操作。控制装置70通常包括能够处理数字信号的半导体集成电路,诸如微控制器、信号处理器等。当骑乘者用他/她的脚踩踏并旋转每个踏板55时所产生的曲柄轴57的旋转输出经由链条28传递至后轮26。控制装置70控制电动马达53以根据曲柄轴57的旋转输出来产生驱动辅助输出。电动马达53产生的辅助力经由链条28传递至后轮26。可以使用皮带、轴等来代替链条28。
图2是示出电动辅助自行车1的机械和电气结构的框图。驱动单元51包括加速度传感器38、控制装置70、电动马达53、马达旋转传感器46、减速器45、单向离合器44、曲柄轴57、单向离合器43、转矩传感器41、曲柄旋转传感器42、合成机构58和驱动链轮59。驱动单元51是辅助输出控制系统,该辅助输出控制系统使电动马达53根据施加到踏板55(图1)上的骑乘者的人力来产生驱动辅助输出。
首先,将描述动力传递路径。当骑乘者踩踏踏板55(图1)以使曲柄轴57旋转时,曲柄轴57的旋转经由单向离合器43传递至合成机构58。电动马达53的旋转经由减速器45和单向离合器44传递至合成机构58。
合成机构58例如包括筒状构件,并且曲柄轴57位于筒状构件的内部。驱动链轮59附装至合成机构58。合成机构58以与曲柄轴57和驱动链轮59的旋转轴相同的旋转轴为中心旋转。
单向离合器43将曲柄轴57的正向旋转传递至合成机构58,但是不将曲柄轴57的反向旋转传递至合成机构58。“正向旋转”是使得提供使车辆前进的驱动力的方向上的旋转。“反向旋转”是使得不提供使车辆前进的驱动力的方向上的旋转。单向离合器44将电动马达53产生的使得使合成机构58正向旋转的方向上的旋转传递至合成机构58,但是不将电动马达53提供的使得使合成机构58反向旋转的方向上的旋转传递至合成机构58。当电动马达53停止时,在骑乘者旋转踏板55以使合成机构58旋转的情况下,单向离合器44不将旋转传递至电动马达53。骑乘者施加到踏板55的踏板力和电动马达53产生的辅助力传递至合成机构58并被合成。由合成机构58获得的合力经由驱动链轮59传递至链条28。
链条28的旋转经由从动链轮32传递至驱动轴33。驱动轴33的旋转经由变速机构36和单向离合器37传递至后轮26。
变速机构36是根据骑乘者在变速操作器67上进行的操作来改变变速比的机构。变速操作器67例如附装至把手14(图1)。在该示例中,变速机构36是内置变速器。替代地,变速机构36可以是外部安装的变速器。在变速机构36是外部安装的变速器的情况下,可以使用多级链轮作为从动链轮32。仅在变速机构36的输出轴的旋转速度高于后轮26的旋转速度的情况下,单向离合器37将变速机构36的旋转传递至后轮26。在变速机构36的输出轴的旋转速度低于后轮26的旋转速度的情况下,单向离合器37不将变速机构36的旋转传递至后轮26。
通过上述动力传递路径,骑乘者施加到踏板55的踏板力和电动马达53产生的辅助力传递至后轮26。
对骑乘者的踏板力和电动马达53产生的辅助力进行合成的机构不限于如上所述的能够以与曲柄轴57的旋转轴相同的旋转轴为中心旋转的合成机构58。踏板力和辅助力可以由链条28合成。
现在,将描述控制装置70对电动马达53的驱动控制。控制装置70例如是MCU(MotorControl Unit,马达控制单元)。控制装置70包括计算电路71、存储器72和马达驱动电路79。计算电路71控制电动马达53的操作,并且还控制电动辅助自行车1的每个部件的操作。存储器72上存储有计算机程序,该计算机程序定义对电动马达53的操作和电动辅助自行车1的每个部件的操作进行控制的过程。计算电路71从存储器72读取计算机程序并执行各种控制。
加速度传感器38检测电动辅助自行车1的车辆主体的加速度。加速度传感器38例如是压电电阻型、静电电容型或热感应型的三轴加速度传感器。一种这样的三轴加速度传感器能够测量彼此垂直的三个轴方向(X轴、Y轴和Z轴方向)中的每一个方向上的加速度。
在本说明书中,彼此垂直的三个轴方向(X轴、Y轴和Z轴方向)不代表绝对坐标系,而是代表相对坐标系。更具体地,彼此垂直的三个轴方向(X轴、Y轴和Z轴方向)分别是包括加速度传感器38的电动辅助自行车1的前后方向、左右方向和上下方向。电动辅助自行车1的向前方向与行进方向相匹配,并且电动辅助自行车1的上下方向与垂直于路面的方向相匹配。因此,在平坦道路上行驶的电动辅助自行车1的X轴、Y轴和Z轴可能与在斜坡上行驶的电动辅助自行车1的X轴、Y轴和Z轴不匹配。
为了允许加速度传感器38测量电动辅助自行车1的前后方向、左右方向和上下方向上的加速度值,可以考虑各种方法。例如,加速度传感器38可以附装至驱动单元51,以使得加速度传感器38的X轴、Y轴和Z轴分别与车辆的前后方向、左右方向和上下方向相匹配。当以这种方式附装时,加速度传感器38放置在水平面上。
加速度传感器38放置在电子电路板(未示出)上。电子电路板上还放置有电源和包括各种IC芯片(诸如马达驱动电路79、计算电路71、存储器72等)的控制部,该电源将来自电池56的电力传递至电动辅助自行车1的每个电子部件。
由于尺寸限制等原因,上述电子电路板可以竖直地站立在驱动单元51中。在这种情况下,加速度传感器38未放置在水平面上。因此,从加速度传感器38输出的加速度值需要比在加速度传感器38放置在水平面上的情况下输出的加速度值小与加速度传感器38附装至驱动单元51的角度对应的大小。换句话说,需要进行检测方向校正。检测方向校正的具体处理内容是已知的,并且在本说明书中将不再详细描述。可以预先校正加速度传感器38的输出值,使得将加速度传感器38的关于X轴、Y轴和Z轴的输出值作为电动辅助自行车1在前后方向、左右方向和上下方向上的加速度值测量。
优选地,加速度传感器38位于靠近电动辅助自行车1的重心的位置。如根据图1所理解的,驱动单元51靠近踏板55定位。因此,加速度传感器38被认为靠近电动辅助自行车1的重心定位。
为了防止加速度传感器38受到电子电路板安置方向的限制,可以想到的是,将加速度传感器38与电子电路板分开设置。在加速度传感器38与电子电路板彼此分开的情况下,加速度传感器38可以以更高的精度靠近电动辅助自行车1在静止状态下的重心定位。
三轴加速度传感器是加速度传感器38的示例。可以采用能够测量X轴方向上的加速度Gx和Z轴方向上的加速度Gz的两轴加速度传感器来作为加速度传感器38。可以采用能够测量X轴方向上的加速度Gx的单轴加速度传感器来作为加速度传感器38。加速度传感器38只需要能够至少测量沿着车辆的行进方向的X轴方向上的加速度Gx即可。可以使用多个加速度传感器来分别检测不同的轴方向上的加速度。在图2所示的示例中,加速度传感器38位于驱动单元51中。加速度传感器38的位置不限于此,并且加速度传感器38可以位于电动辅助自行车1中的任何位置。
计算电路71例如根据从加速度传感器38输出的检测信号来计算车辆在其行进方向上的加速度。计算电路71可以对车辆在其行进方向上的加速度进行积分,以获取车辆的行驶速度。
转矩传感器41检测由骑乘者施加至踏板55的人力(踏板力),以作为在曲柄轴57上产生的转矩。转矩传感器41例如是磁致伸缩式转矩传感器。转矩传感器41向计算电路71输出电压信号,该电压信号具有与检测到的转矩的大小相对应的振幅。计算电路71将来自转矩传感器41的电压信号转换为转矩值。例如,计算电路71将从转矩传感器41输入的模拟电压信号转换为数字值,并且根据数字值的大小来计算转矩。
转矩传感器41可以包括将电压信号转换成转矩值的转矩计算电路(未示出)。例如,转矩计算电路将输出的模拟电压信号转换为数字电压信号。检测到的转矩的大小作为数字电压信号的大小输出。转矩传感器41可以输出模拟信号或数字信号。
曲柄旋转传感器42检测曲柄轴57的旋转角度。曲柄旋转传感器42向计算电路71输出与曲柄轴57的旋转角度相对应的信号。例如,曲柄旋转传感器42每隔预定的角度检测曲柄轴57的旋转,并且输出矩形波信号或正弦波信号。输出信号可以用于计算曲柄轴57的旋转角度和旋转速度。例如,具有磁极(N极、S极)的多个磁性体位于曲柄轴57周围。位于固定位置的霍尔传感器将曲柄轴57的旋转引起的磁场极性的变化转换成电压信号。计算电路71使用从霍尔传感器输出的信号对磁场极性的变化进行计数,以计算曲柄轴57的旋转角度和旋转速度。曲柄旋转传感器42可以包括根据所获取的信号来计算曲柄轴57的旋转角度和旋转速度的计算电路。计算电路71将曲柄轴57的转矩与曲柄轴57的旋转速度相乘,以计算曲柄旋转输出。
电动马达53设置有马达旋转传感器46。马达旋转传感器46例如是编码器。马达旋转传感器46检测电动马达53的旋转角度,并且向计算电路71和马达驱动电路79输出与旋转角度相对应的信号。例如,马达旋转传感器46每隔预定的角度检测马达的旋转,并且输出矩形波信号或正弦波信号。计算电路71和马达驱动电路79根据马达旋转传感器46的输出信号来计算电动马达53的转数和旋转速度。
车轮旋转传感器35例如检测后轮26的旋转角度,并且向计算电路71输出与旋转角度相对应的信号。例如,车轮旋转传感器35每隔预定的角度检测后轮26的旋转,并且输出矩形波信号或正弦波信号。计算电路71根据车轮旋转传感器35的输出信号来计算后轮26的转数和旋转速度。
图3是示出车轮旋转传感器35的示例的立体图。在该示例中,车轮旋转传感器35包括霍尔传感器35s和永磁体35m。霍尔传感器35s例如设置在支撑后轮26的一对链撑7(图1)中的一者上。永磁体35m例如设置在后轮26的轮辐34上。后轮26上可以设置一个或多个永磁体35m。在该示例中,后轮26上设置一个永磁体35m。每当后轮26旋转一次时,永磁体35m经过霍尔传感器35s附近一次。当永磁体35m接近霍尔传感器35s时,霍尔传感器35s检测由永磁体35m产生的磁性,并且输出脉冲信号。每当永磁体35m经过霍尔传感器35s附近时,霍尔传感器35s输出一个脉冲信号。即,在该示例中,后轮26每旋转一次,霍尔传感器35s输出一个脉冲信号。计算电路71使用霍尔传感器35s的输出信号来计算后轮26的转数和旋转速度。
车轮旋转传感器35可以检测前轮25的旋转。在这种情况下,例如,霍尔传感器35s设置在前叉15(图1)上,并且永磁体35m设置在前轮25的轮辐上。计算电路71使用霍尔传感器35s的输出信号来计算前轮25的转数和旋转速度。
挡位传感器48向计算电路71输出表示变速机构36的挡位的数据。计算电路71根据表示挡位的数据来计算曲柄轴57与后轮26之间的动力传递机构的变速比。如下所述,计算电路71可以根据电动马达53的旋转速度和车辆主体的行驶速度来计算变速比。在这种情况下,可以省略挡位传感器48。
计算电路71根据曲柄轴57的转矩和旋转速度、车辆的行驶速度、变速比、骑乘者对操作装置80进行的开关操作、存储器72上存储的信息等来计算使得产生适当的驱动辅助输出的命令值,并且将命令值传递至马达驱动电路79。计算电路71例如通过参考映射表来计算命令值,该映射表基于骑乘者施加在踏板55上的人力所产生的曲柄旋转输出与电动马达53所产生的驱动辅助输出之间的关系来创建。存储器72具有存储在其上的多种类型的映射表。计算电路71从存储器72读取与条件相匹配的映射表,并且参考所读取的映射表来计算命令值。
马达驱动电路79例如是反相器。马达驱动电路79将具有与来自计算电路71的命令值相对应的振幅、频率、流动方向等的电流从电池56供给至电动马达53。供给有电流的电动马达53旋转,以产生预定的驱动辅助输出。以这种方式,计算电路71使电动马达53产生辅助力,使得在行驶期间辅助骑乘者的旋转踏板55的操作。
可以根据当前选择的辅助模式来改变电动马达53产生的辅助力的大小。可以通过骑乘者对操作面板60进行操作来选择辅助模式。
操作面板60附装至电动辅助自行车1的把手14(图1),并且通过例如有线线缆与控制装置70连接。操作面板60向控制装置70传递表示骑乘者所进行的操作的操作信号,并且从控制装置70接收要呈现给骑乘者的各种信息。
图4是操作面板60的示意性外观图。操作面板60例如在靠近把手的左握把的位置处附装至把手14。
操作面板60包括显示面板61、辅助模式操作开关62和电源开关65。
显示面板61例如是液晶面板。显示面板61显示由控制装置70提供的信息,该信息包括电动辅助自行车1的速度、电池56的剩余容量、关于辅助比率改变范围的信息、辅助模式和关于运行的其他信息。
显示面板61包括速度显示区域61a、电池剩余容量显示区域61b、辅助比率改变范围显示区域61c和辅助模式显示区域61d。显示面板61用作将这种信息等通知给骑乘者的通知装置。在该示例中,将信息进行显示。替代地,可以输出音频信号以将信息通知给骑乘者。
速度显示区域61a通过数字显示电动辅助自行车1的车速。在该实施例中,电动辅助自行车1的车速由设置在后轮26或前轮25上的车轮旋转传感器35检测。
电池剩余容量显示区域61b基于从电池56输出至控制装置70的关于电池剩余容量的信息,按段显示电池56的剩余容量。通过这种显示,骑乘者可以直观地掌握电池56的剩余容量。
辅助比率改变范围显示区域61c显示由控制装置70设定的、辅助比率将要改变的范围。该范围按段显示。也可以显示当前使用的在变化比率内的辅助比率。
辅助模式显示区域61d显示通过骑乘者对辅助模式操作开关62进行操作所选择的辅助模式。辅助模式例如是“高”、“标准”或“自动节能”。在骑乘者操作辅助模式操作开关62以选择“辅助模式关闭”的情况下,辅助模式显示区域61d显示“无辅助”。
辅助模式选择开关62用于使骑乘者选择上述多个辅助模式(包括“辅助模式关闭”)中的一者。当选择多个辅助模式中的一者时,设置在操作面板60内部的微控制器(未示出)将指定所选择的辅助模式的操作信号传递至控制装置70。
电源开关65是用于接通或断开电动辅助自行车1的电源的开关。骑乘者按压电源开关65以接通或断开电动辅助自行车1的电源。
操作面板60还包括:扬声器63,其通过音频信号向骑乘者提供必要的信息;和灯64,其通过光向骑乘者提供必要的信息。例如,控制装置70根据加速度的变化来改变电动马达53产生的辅助力的大小,该加速度的变化与骑乘者旋转踏板55的操作有关。此时,通过例如音频信号的输出和/或灯光的闪烁通知骑乘者辅助力的大小已经改变。作为通知的结果,骑乘者例如可以认识到已经产生较大的辅助力。替代地,把手14和/或鞍座27可以振动以通知骑乘者辅助力的大小已经改变。
当辅助力较大时,可以使扬声器63产生使电动辅助自行车1周围的人听到的音量的音频信号,或者可以使头灯22和尾灯23点亮或闪烁。通过这样的配置,电动辅助自行车1周围的人们认识到电动辅助自行车1产生比正常的辅助力大的辅助力。
响应于曲柄旋转输出,电动马达53的辅助力在“高”模式下最大,在“自动节能”模式下最小,并且在“标准”模式下处于中间。
在辅助模式为“标准”的情况下,例如,电动马达53在电动辅助自行车1将要起动、正在平坦的道路上行驶或正在上坡行驶时,产生辅助力。在辅助模式为“高”的情况下,与辅助模式为“标准”的情况同样地,例如,电动马达53在电动辅助自行车1将要起动、正在平坦的道路上行驶或正在上坡行驶时,产生辅助力。响应于相同的曲柄旋转输出,与辅助模式为“标准”的情况相比,在辅助模式为“高”的情况下,电动马达53产生更大的辅助力。在辅助模式为“自动节能”的情况下,当例如由于电动辅助自行车1正在平坦的道路上行驶或下坡行驶而踏板力较小时,电动马达53相比于辅助模式为“标准”的情况减小辅助力,或停止产生辅助力以抑制功耗。在辅助模式为“无辅助模式”的情况下,电动马达53不产生任何辅助力。
如上所述,响应于曲柄旋转输出的辅助力根据上述辅助模式而变化。在该示例中,辅助模式切换到四个阶段中的任何一个。替代地,辅助模式可以切换到三个或更少的阶段中的任何一个,或者五个或更多的阶段中的任何一个。
现在,将描述根据该实施例的通过使用旋转传感器的输出信号和加速度传感器的输出信号来计算电动辅助自行车1的行驶速度的处理。
如上所述,电动辅助自行车1进行根据车辆的行驶速度来改变电动马达53产生的辅助力的大小的控制。为了实现这一点,计算电路71通过使用例如车轮旋转传感器35的输出信号来计算行驶速度。然而,通过使用车轮旋转传感器35的输出信号来计算行驶速度的方法,当车辆例如在车辆刚起动之后或在车辆即将停止之前以一定状态行驶的情况下,可能不易于持续且稳定地计算行驶速度。
在该实施例中,通过使用旋转传感器的输出信号并且还通过使用加速度传感器38的输出信号来计算电动辅助自行车1的行驶速度,该旋转传感器输出与电动辅助自行车1的可旋转部件的旋转相对应的信号。
“可旋转部件”是旋转以使电动辅助自行车1行驶的部件。可旋转部件例如是电动马达53、后轮26或前轮25。可旋转部件可以是设置在电动马达53与后轮26之间的动力传递路径中的任何部件。可旋转部件可以是例如减速器45中的齿轮或变速机构36中的齿轮。“使用旋转传感器的信号和加速度传感器38的输出信号来计算”是指例如一种处理,该处理以混合状态包括使用来自旋转传感器和加速度传感器38两者的输出信号的计算和使用旋转传感器和加速度传感器38中的一者的输出信号的计算。
在该实施例中,例如通过一起使用车轮旋转传感器35和加速度传感器38来计算电动辅助自行车1的行驶速度。在使用车轮旋转传感器35难以检测行驶速度的条件下,使用加速度传感器38来计算行驶速度。在使用加速度传感器38难以检测行驶速度的条件下,使用车轮旋转传感器35来计算行驶速度。替代地,例如通过一起使用马达旋转传感器46和加速度传感器38来计算电动辅助自行车1的行驶速度。在使用马达旋转传感器46难以检测行驶速度的条件下,使用加速度传感器38来计算行驶速度。在使用加速度传感器38难以检测行驶速度的条件下,使用马达旋转传感器46来计算行驶速度。这样的配置允许在各种条件中的任何条件下持续地检测车辆的速度,并且允许根据行驶速度来适当地控制电动辅助自行车1。
图5是示出计算行驶速度的处理的示例的流程图。在图5所示的示例中,一起使用马达旋转传感器46和加速度传感器38来计算电动辅助自行车1的行驶速度。
电动马达53的转数与电动辅助自行车1的行驶速度之间的关系可以由例如下面的式1表示。
V1=60×R53×r45×r36×c26……(式1)
在式中,V1是车辆的行驶速度(km/h),R53是电动马达53的转数(rpm),r45是减速器45的减速比,r36是减速器45的输出轴与后轮26之间的变速比,并且C26是后轮26的外周长。
计算电路71可以根据马达旋转传感器46的输出信号来计算电动马达53的转数R53。减速器45的减速比r45和后轮26的外周长C26为固定值,并且计算电路71预先存储这些固定值。
计算电路71可以使用从挡位传感器48输出的表示变速机构36的挡位的信号来计算变速比r36。例如,假定变速机构36以外的位于减速器45的输出轴与后轮26之间的每个部件的齿数等是固定值。即,变速机构36以外的位于减速器45的输出轴与后轮26之间的动力传递机构的减速比或加速比为固定值,并且计算电路71预先存储该固定值。计算电路71还预先存储变速机构36的多个挡位中的每一者的减速比或加速比。计算电路71可以通过使用上述固定值和挡位传感器48的输出信号来计算变速比r36。计算电路71可以预先存储表示变速机构36的挡位、电动马达53的转数与电动辅助自行车1的行驶速度之间的关系的表格。在这种情况下,计算电路71可以参考表格来计算行驶速度。
如上所述,可以根据电动马达53的转数来计算电动辅助自行车1的行驶速度。因此,即使在例如电动辅助自行车1不包括车轮旋转传感器35的实施例中,计算电路71也可以获取电动辅助自行车1的行驶速度。即使在例如车轮旋转传感器35发生故障的实施例中,计算电路71也可以获取电动辅助自行车1的行驶速度。
然而,在从马达旋转传感器46获取的转数较低或为零的情况下(例如,在车辆刚起动之后、在车辆即将停止之前或在电动马达53停止时),通过使用马达旋转传感器46难以或无法检测行驶速度。因此,在该实施例中,在从马达旋转传感器46获取的转数小于预定转数的情况下,计算电路71通过使用加速度传感器38来计算行驶速度。计算电路71可以通过对从加速度传感器38的输出信号获取的、车辆在其行进方向上的加速度进行积分,来获取车辆的行驶速度。另外,在通过马达旋转传感器46难以检测行驶速度的条件下,可以通过使用加速度传感器38来检测行驶速度,使得根据行驶速度来控制电动辅助自行车1。
在图5所示的步骤S101中,计算电路71通过使用马达旋转传感器46的输出信号来计算电动马达53的转数。接着,在步骤S102中,计算电路71判定从马达旋转传感器46的输出信号获取的转数是否至少为预定转数。
“预定转数”例如是在电动辅助自行车1缓慢行驶时电动马达53的转数。预定转数例如是与车辆的行驶速度2km/h相对应的电动马达53的转数。在行驶速度V1=2(km/h)、减速比r45=1/40、变速比r36=38/25并且外周长C26=2(m)的情况下,根据上式1,电动马达53的转数R53为439(rpm)。即,在该示例中,预定转数为439(rpm)。该转数值是示例,并且不限制本发明。
当在步骤S102中判定从马达旋转传感器46的输出信号获取的转数至少为预定转数的情况下,计算电路71使处理进入步骤S103。在步骤S103中,计算电路71使用马达旋转传感器46的输出信号和加速度传感器38的输出信号两者来计算车辆的行驶速度。
例如,计算电路71对根据马达旋转传感器46的输出信号计算出的速度和根据加速度传感器38的输出信号计算出的速度中的每一者进行加权。计算电路71使用两个加权的速度来计算车辆的行驶速度。例如,计算电路71如下式2所示地计算车辆的行驶速度V1。
V1=a×Vm+(1–a)×Vg……(式2)
在式中,Vm是根据马达旋转传感器46的输出信号计算出的速度,Vg是根据加速度传感器38的输出信号计算出的速度,“a”是满足0<a<1的任意值。将计算出的速度Vm和Vg分别乘以系数。调整系数的值,使得适合于电动马达53的当前转数的、从传感器获取的速度被采用的比率较高。因此,可以提高行驶速度的检测精度。
“a”的值可以是固定的或可变的。例如,在电动马达53的转数较高的情况下,根据电动马达53的转数计算出的行驶速度的精度高于根据加速度传感器38的输出信号计算出的行驶速度的精度。因此,在电动马达53的转数较高的情况下,“a”的值增大,使得从马达旋转传感器46的输出信号获取的速度被采用的比率较高。相反,在电动马达53的转速较低的情况下,根据电动马达53的转速计算出的行驶速度的精度较低。因此,在电动马达53的转数较低的情况下,“a”的值减小,使得从加速度传感器38的输出信号获取的速度被采用的比率较高。通过这样的配置,可以提高行驶速度的检测精度。
当在步骤S102中判定从马达旋转传感器46的输出信号获取的转数小于预定转数的情况下,计算电路71使处理进入步骤S104。在步骤S104中,计算电路71使用加速度传感器38的输出信号来计算车辆的行驶速度。在步骤S104中,计算电路71不使用马达旋转传感器46的输出信号来计算车辆的行驶速度。
当骑乘者在不旋转电动辅助自行车1的踏板55的情况下进行惯性驱动或者在不旋转踏板55的情况下下坡行驶时,电动马达53停止。此时,电动马达53的转数为零。在这种情况下,从电动马达53的转数获取的行驶速度为零,该行驶速度与车辆的实际行驶速度不同。
在单向离合器37(图2)不将电动马达53的旋转传递至后轮26的条件下,从电动马达53的转数获取的行驶速度可以具有与车辆的实际行驶速度的值不同的值。例如,当骑乘者在进行惯性驱动或下坡行驶时稍微移动踏板55的情况下,电动马达53可以稍微旋转。然而,在变速机构36的输出轴的转数小于后轮26的转数的情况下,单向离合器37不将电动马达53的旋转传递至后轮26。在这种条件下,从电动马达53的转数获取的行驶速度可以具有与车辆的实际行驶速度的值不同的值。
因此,在步骤S104中,计算电路71不使用马达旋转传感器46的输出信号,而是使用加速度传感器38的输出信号来计算车辆的行驶速度。计算电路71可以对从加速度传感器38的输出信号获取的、车辆在其行进方向上的加速度进行积分,以获取车辆的行驶速度。
在车辆的振动较大的情况下或在车辆上坡行驶的情况下,难以根据加速度传感器38的输出信号来计算车辆的行驶速度。在这种情况下,计算电路71可以不使用加速度传感器38的输出信号,而是使用马达旋转传感器46的输出信号来计算车辆的行驶速度。替代地,计算电路71可以增大上式2中的“a”的值以计算车辆的行驶速度。
如上所述,马达旋转传感器46的输出信号和加速度传感器38的输出信号可以用于不同的情况,使得可以在各种条件中的任何条件下持续且稳定地检测车辆的速度。因此,可以在各种条件中的任何条件下根据行驶速度来适当地控制电动辅助自行车1。
在上述示例中,计算电路71根据从马达旋转传感器46的输出信号获取的转数,来改变马达旋转传感器46与加速度传感器38之间用于计算行驶速度的传感器。替代地,计算电路71可以根据电动马达53的转数或其附近的可旋转部件的转数,来改变马达旋转传感器46与加速度传感器38之间用于计算行驶速度的传感器,转数从马达旋转传感器46的输出信号来获取。“改变用于计算行驶速度的传感器”不限于切换使用马达旋转传感器46和加速度传感器38中的一者的计算与使用马达旋转传感器46和加速度传感器38两者的计算之间的计算。“改变传感器”包括切换使用马达旋转传感器46和加速度传感器38中的一者的计算与使用马达旋转传感器46和加速度传感器38中的另一者的计算之间的计算。
在上述示例中,行驶速度的单位是km/h,并且转数的单位是rpm。可以使用任何其他单位进行计算。例如,行驶速度的单位可以是米/分钟,转数的单位可以是rps。
现在,将描述通过一起使用检测后轮26的旋转的车轮旋转传感器35(图2)和加速度传感器38来计算电动辅助自行车1的行驶速度的处理。
图6是示出通过使用车轮旋转传感器35和加速度传感器38来计算电动辅助自行车1的行驶速度的处理的流程图。图7示出通过使用车轮旋转传感器35和加速度传感器38来计算电动辅助自行车1的行驶速度的处理。
如上所述,每当后轮26旋转预定角度时,车轮旋转传感器35输出脉冲信号。如例如以上参考图3所述,在后轮26设置有车轮旋转传感器35的一个永磁体35m的实施例中,每当后轮26旋转一次,车轮旋转传感器35输出一个脉冲信号。在车轮旋转传感器35输出一个脉冲信号之后但是在车轮旋转传感器35输出另一个脉冲信号之前的时间段期间,电动辅助自行车1移动与后轮26的外周长相对应的距离。计算电路71可以使用在检测到车轮旋转传感器35输出的一个脉冲信号之后但是在检测到车轮旋转传感器35输出的另一个脉冲信号之前的时间段,也可以使用后轮26的外周长,来计算车辆的行驶速度。
然而,在后轮26的旋转速度较低的情况下(例如,在车辆刚起动之后或在车辆即将停止之前),在计算电路71检测到一个脉冲信号之后但是在计算电路71检测到另一个脉冲信号之前的时间段较长。在该时间段期间,行驶速度无法更新。在该实施例中,在未检测到脉冲信号的时间段期间,行驶速度通过使用加速度传感器38的输出信号来计算,并且因此持续地更新。通过这样的配置,即使在通过使用车轮旋转传感器35无法检测行驶速度的时间段期间,也可以根据该时间段内的行驶速度来控制电动辅助自行车1。
在图7(a)中,纵轴表示电动辅助自行车1在其行进方向上的行驶速度。在图7(a)中,横轴表示时间。在图7(b)中,纵轴表示从加速度传感器38的输出信号获取的、电动辅助自行车1在其行进方向上的加速度。在图7(b)中,横轴表示时间。在图7(a)中,点线表示从加速度传感器38的输出信号获取的车辆的行驶速度81(以下,该行驶速度81称为“加速度传感器速度”)。在图7(a)中,虚线表示从车轮旋转传感器35的输出信号获取的车辆的行驶速度82(以下,该行驶速度82被称为“车轮旋转传感器速度”)。在图7(a)中,实线表示通过使用加速度传感器38的输出信号和车轮旋转传感器35的输出信号两者进行计算所获取的车辆的行驶速度83(以下,行驶速度83被称为“推定速度”)。
参考图6和图7,电动辅助自行车1在零时刻停止。当电动辅助自行车1停止时,计算电路71未检测到来自车轮旋转传感器35的任何脉冲信号,并且通过使用加速度传感器38的输出信号来计算加速度传感器速度81(步骤S111和步骤S112)。加速度传感器速度81是推定速度83。由于外部干扰等原因,加速度传感器速度81不完全为零,因此加速度传感器速度81的值为零或接近零。
当电动辅助自行车1在时间t11处起动时,加速度传感器速度81增大。在电动辅助自行车1起动之后直至后轮26旋转至少多于一圈(例如两圈)为止,计算电路71未检测到多个脉冲信号。因此,推定速度83与加速度传感器速度81相匹配。以这种方式,在通过使用车轮旋转传感器35无法检测行驶速度的时间段期间,计算电路71使用加速度传感器38来检测行驶速度。
当后轮26旋转多于一圈并且计算电路71在时间t12处检测到两个脉冲信号时,计算电路71使用脉冲信号来计算旋转传感器速度82(步骤S113)。计算电路71进行校正,该校正使与加速度传感器速度81相匹配的推定速度83与旋转传感器速度82相匹配(步骤S114)。在时间t12处,旋转传感器速度82具有大小s12,并且计算电路71将推定速度83的大小校正为s12。
在时间t12处检测到脉冲信号之后但是在时间t13处检测到另一个脉冲信号之前的时间段期间,计算电路71未检测到任何脉冲信号。在未检测到脉冲信号的该时间段期间,计算电路71使用加速度传感器速度81来计算推定速度83(步骤S115和S116)。在该时间段内,计算电路71基于旋转传感器速度82的大小s12使用加速度传感器速度81来计算推定速度83。具体而言,参考图7(a)所示的图表,推定速度83从大小s12开始增大,以便具有与由点线表示的加速度传感器速度81相同的斜率。
在时间t13处,计算电路71重新检测脉冲信号。计算电路71使用新检测到的脉冲信号和先前刚检测到的脉冲信号来计算旋转传感器速度82(步骤S113)。计算电路71进行校正,该校正将基于大小s12使用加速度传感器速度81计算出的推定速度83与新的旋转传感器速度82相匹配(步骤S114)。在时间t13处,旋转传感器速度82具有大小s13,并且计算电路71将推定速度83的大小校正为s13。
在未检测到脉冲信号的时间段期间,计算电路71使用加速度传感器38的输出信号来计算行驶速度。相反,在检测到脉冲信号的时刻,使用车轮旋转传感器35比使用加速度传感器38可以提供更高的行驶速度检测精度。因此,在检测到脉冲信号的时刻,将使用加速度传感器38获取的行驶速度校正为使用车轮旋转传感器35获取的行驶速度。在进行了这样的校正之后,计算电路71在未检测到脉冲信号的时间段期间使用加速度传感器38来计算行驶速度。通过这样的配置,可以提高通过使用加速度传感器38的输出信号持续地更新的行驶速度的精度。
在时间t13处检测脉冲信号之后但是在时间t14处检测另一个脉冲信号之前的时间段期间,计算电路71未检测到任何脉冲信号。在未检测到脉冲信号的该时间段内,计算电路71使用加速度传感器速度81来计算推定速度83(步骤S115和S116)。以与上述相同的方式,计算电路71基于旋转传感器速度82的大小s13使用加速度传感器速度81来计算推定速度83。
在时间t14处,计算电路71重新检测脉冲信号并且计算旋转传感器速度82(步骤S113)。计算电路71进行校正,该校正将基于大小s13使用加速度传感器速度81计算出的推定速度83与具有大小s14的新的旋转传感器速度82相匹配(步骤S114)。以这种方式,计算电路71使用加速度传感器速度81和旋转传感器速度82来持续地计算推定速度83。
在时间t15处,电动辅助自行车1的行驶速度开始减小。在时间t16处检测脉冲信号后,计算电路71计算旋转传感器速度82。计算电路71进行校正,该校正将推定速度83与具有大小s16的新的旋转传感器速度82相匹配。
在时间t16处检测到脉冲信号之后但是在时间t17处检测到另一个脉冲信号之前的时间段期间,计算电路71未检测到任何脉冲信号。在未检测到脉冲信号的该时间段内,计算电路71使用加速度传感器速度81来计算推定速度83。以与上述相同的方式,计算电路71基于旋转传感器速度82的大小s16使用加速度传感器81来计算推定速度83。在时间t17处检测脉冲信号后,计算电路71计算旋转传感器速度82。计算电路71进行校正,该校正将推定速度83与具有大小s17的新的旋转传感器速度82相匹配。以这种方式,计算电路71使用加速度传感器速度81和旋转传感器速度82来持续地计算推定速度83。
在该实施例中,在未检测到脉冲信号的时间段期间,行驶速度通过使用加速度传感器38的输出信号来计算,并且因此持续地更新。通过这样的配置,即使在通过使用车轮旋转传感器35无法检测行驶速度的时间段期间,也可以根据该时间段期间的行驶速度来控制电动辅助自行车1。
车轮旋转传感器35检测后轮26的旋转。替代地,车轮旋转传感器35可以检测前轮25的旋转。另外,在车轮旋转传感器35检测前轮25的旋转的实施例中,电动辅助自行车1的行驶速度可以以与上述相同的方式计算。
现在,将描述通过使用马达旋转传感器46的输出信号和加速度传感器38的输出信号来计算电动辅助自行车1的动力传递机构的变速比的处理。
在上述示例中,电动辅助自行车1包括挡位传感器48,该挡位传感器48输出表示变速机构36的挡位的信号。在下述示例中,将描述在电动辅助自行车1不包括挡位传感器48的情况下或者在挡位传感器48故障的情况下通过计算来获取变速比的处理。
该实施例中的电动辅助自行车1根据动力传递机构的变速比来控制由电动马达53产生的辅助力的大小。例如,在变速比较低的情况下,辅助力的大小减小。“变速比较低”的状态也由表述“低速挡”来表示,并且是指后轮26的旋转速度相对于电动马达53的旋转速度显著减小的变速比。相反,“变速比较高”的状态也由表达“高速挡”来表示,并且是指后轮26的旋转速度相对于电动马达53的旋转速度以较低的比率减小的变速比。
可以认为,随着变速比变低,施加至踏板的人力更易于使踏板55旋转。因此,如果在变速比较低的情况下产生较大的辅助力,则骑乘者可能会感到一些不适。因此,在将变速机构36设定为具有较低的变速比的情况下,减小辅助力的大小,以抑制骑乘者的不适感。例如,存储器72(图2)上存储有将变速比变为多个参数中的一者的映射表。计算电路71参考该映射表来计算使电动马达53被驱动的命令值。
将描述通过计算来获取变速比的处理。在电动辅助自行车1包括内置变速器的实施例中,动力传递机构的变速比例如是驱动链轮59、链条28、从动链轮32、驱动轴33与变速机构36之间的变速比。在电动辅助自行车1设置有外部变速器的实施例中,动力传递机构的变速比例如是驱动链轮59、链条28与从动链轮32之间的变速比。在该示例中,假定减速器45的输出轴和驱动链轮59具有彼此相等的旋转速度。作为动力传递机构的变速比,减速器45的输出轴与后轮26之间的变速比r36通过计算求出。
变速比r36可以基于上式1由下式3表示。
r36=V1/(60×R53×r45×C26)……(式3)
减速器45的减速比r45和后轮26的外周长C26是固定值。因此,在恒定值为A的情况下,变速比r36可以由下式4表示。
r36=A×V1/R53……(式4)
即,只要求出电动辅助自行车1的行驶速度V1和电动马达53的转数R53,就可以通过计算求出变速比r36。
然而,如上所述,在后轮26的旋转速度较低的状态下,例如,在电动辅助自行车1刚起动之后或在电动辅助自行车1即将停止之前,车轮旋转传感器35需要较长的时间才能输出脉冲信号。因此,通过仅使用车轮旋转传感器35来计算车辆的行驶速度V1,计算电路71需要较长的时间。因此,计算电路71也需要较长的时间来计算变速比r36。在这种情形下,在该实施例中,使用加速度传感器38的输出信号计算出的行驶速度V1用于计算变速比r36。通过这样的配置,即使在后轮26的旋转速度较低的状态下,计算电路71也可以根据变速比来控制电动马达53。
图8是示出计算变速比的处理的流程图。在步骤S121中,计算电路71通过使用马达旋转传感器46的输出信号来计算电动马达53的转数R53。接着,在步骤S122中,计算电路71通过使用加速度传感器38的输出信号来计算行驶速度V1。计算电路71可以对从加速度传感器38的输出信号获取的、车辆在其行进方向上的加速度进行积分,以获取行驶速度V1。接着,在步骤S123中,计算电路71通过使用电动马达53的转数R53和车辆的行驶速度V1来计算变速比r36。
以这种方式,通过使用加速度传感器38的输出信号来计算变速比r36。因此,即使在后轮26的旋转速度较低的状态下(例如,在电动辅助自行车1刚起动之后或在电动辅助自行车1即将停止之前),也可以通过计算求出变速比r36。由于求出了变速比r36,因此即使在后轮26的旋转速度较低的状态下,计算电路71也可以根据变速比来控制电动马达53。
现在,将描述通过使用马达旋转传感器46、车轮旋转传感器35和加速度传感器38来计算电动辅助自行车1的行驶速度的处理。
图9是示出通过使用马达旋转传感器46、车轮旋转传感器35和加速度传感器38来计算电动辅助自行车1的行驶速度的处理的流程图。
如从上述示例中理解的,通过使用马达旋转传感器46的输出信号计算出的车辆的行驶速度的精度相对较高。然而,在单向离合器37(图2)不将电动马达53的旋转传递至后轮26的条件下,根据电动马达53的转数求出的行驶速度与车辆的实际行驶速度可能是彼此不同的值。通过使用车轮旋转传感器35的输出信号计算出的行驶速度的精度在高速范围内较高,而在低速范围内较低。通过使用加速度传感器38的输出信号计算出的行驶速度的精度相对较低,但是通过使用加速度传感器38的输出信号,允许不间断地计算行驶速度。在该实施例中,在对马达旋转传感器46、车轮旋转传感器35和加速度传感器38彼此的不足进行补偿的同时,计算出行驶速度。以这种方式,可以在各种条件中的任何条件下持续且稳定地检测车辆的行驶速度。
参考图9,当骑乘者按压电源开关65(图4)以将电动辅助自行车1从关闭状态变换为打开状态时,计算电路71将车辆的行驶速度设定为零作为初始设定值(步骤S131)。
接着,在步骤S132中,计算电路71基于转矩传感器41的输出信号来判定曲柄轴57处是否至少产生预定水平的转矩。当骑乘者用他/她的脚踩踏踏板55时,曲柄轴57处至少产生预定水平的转矩。如上所述,转矩传感器41检测由骑乘者施加到踏板55的人力以作为在曲柄轴57处产生的转矩。当在曲柄轴57处至少产生预定水平的转矩的情况下,控制装置70进行使电动马达53产生辅助力的控制。
当判定在曲柄轴57处至少产生预定水平的转矩的情况下,计算电路71使用马达旋转传感器46的输出信号来计算电动马达53的转数(步骤S133)。接着,在步骤S134中,计算电路71判定从马达旋转传感器46的输出信号获取的转数是否至少为预定转数。
“预定转数”例如是电动马达53的如下转数,该转数与电动辅助自行车1可以被认为处于停止的行驶速度相对应。预定转数例如是电动马达53的如下转数,该转数与低于约每秒10cm的行驶速度相对应。在一个示例中,预定转数为60(rpm)。该转数值仅是示例,并且不限制本发明。
当在步骤S134中判定从马达旋转传感器46的输出信号获取的转数至少为预定转数的情况下,计算电路71使处理进入步骤S135。在步骤S135中,计算电路71使用马达旋转传感器46的输出信号来计算车辆的行驶速度。在计算行驶速度后,计算电路71使处理进入步骤S140。
在步骤S140中,计算电路71判定是否做出关闭电动辅助自行车1的系统的操作。“关闭系统的操作”例如是骑乘者按压电源开关65的操作。在未做出关闭系统的操作的情况下,处理返回到步骤S132。在做出关闭系统的操作的情况下,计算行驶速度的处理结束。
当在步骤S134中判定从马达旋转传感器46的输出信号获取的转数小于预定转数的情况下,计算电路71将车辆的行驶速度设定为零。例如,将讨论在陡坡上骑乘者踩踏踏板55而电动辅助自行车1不移动地保持停止的情况。在这种情况下,虽然电动马达53中流动有驱动电流,但可能会出现电动马达53保持停止。例如,当前轮25压在人行道上的台阶上的状态下或者当骑乘者在交通信号灯处将他/她的脚保持在踏板55上同时对车辆进行制动的状态下,也可能出现虽然驱动电流在电动马达53中流动但是电动马达53保持停止的状态。在虽然骑乘者踩踏踏板55但是电动辅助自行车1基本停止的状态下,计算电路71判定车辆的行驶速度为零。在判定车辆的行驶速度为零的情况下,计算电路71使处理进入步骤S140。
当在步骤S132中判定在曲柄轴57上未产生至少预定水平的转矩的情况下,计算电路71使处理进入步骤S137。
在步骤S137中,计算电路71判定在预定时间段内是否检测到来自车轮旋转传感器35的多个脉冲信号。在一个示例中,“预定时间段”是5秒。该时间段值仅是示例,并且不限制本发明。
当在预定时间段内检测到来自旋转传感器35的多个脉冲信号的情况下,计算电路71使用这些脉冲信号来计算车辆的行驶速度(步骤S138)。接着,在步骤S139中,计算电路71基于已经计算出的当前行驶速度使用加速度传感器38的输出信号来计算行驶速度。如以上参考图6和图7所述的,在未检测到脉冲信号的时间段期间,计算电路71使用加速度传感器38来计算行驶速度。通过这样的配置,即使在未检测到脉冲信号的时间段期间,也可以持续地更新行驶速度。在计算出行驶速度后,计算电路71使处理进入步骤S140。
当在步骤S137中在预定时间段内未检测到多个脉冲信号的情况下,计算电路71使处理进入步骤S139。在这种情况下,计算电路71基于已经计算出的当前行驶速度使用加速度传感器38的输出信号来计算行驶速度。在当前行驶速度为零的情况下,计算电路71基于零来计算行驶速度。如上所述,在后轮26的旋转速度较低的状态下,在检测到先前不久的脉冲信号之后,计算电路71需要较长的时间才能检测到脉冲信号。在该时间段期间,无法更新行驶速度。在这种情况下,可以通过使用加速度传感器38的输出信号来计算行驶速度,使得持续地更新行驶速度。通过这样的配置,即使在通过使用车轮旋转传感器35无法检测行驶速度的时间段内,也可以根据时间段期间的行驶速度来控制电动辅助自行车1。
在计算出行驶速度后,计算电路71使处理进入步骤S140。计算电路71重复上述处理,直至做出关闭系统的操作为止。
如上所述,马达旋转传感器46的输出信号、车轮旋转传感器35的输出信号和加速度传感器38的输出信号可以用于上述不同的情况,使得在各种条件中的任何条件下都能持续且稳定地检测车辆的行驶速度。因此,可以在各种条件中的任何条件下根据行驶速度来控制电动辅助自行车1。
在上文中,将两轮电动辅助自行车描述为电动辅助自行车。本发明不限于此。电动辅助自行车可以是具有三个或更多个车轮的电动辅助自行车。
在上文中,骑乘者踩踏踏板所产生的人力和电动马达所产生的辅助力传递到的驱动轮为后轮。本发明不限于此。根据电动辅助自行车的形式,人力和辅助力可以传递至前轮,或者传递至前轮和后轮两者。
以上描述了本发明的示意性实施例。
如上所述,根据本发明的实施例的电动辅助系统51包括:电动马达53,其产生对电动辅助车辆1的骑乘者的人力进行辅助的辅助力;旋转传感器35和46,其输出与可旋转部件的旋转相对应的信号,该可旋转部件旋转以使电动辅助车辆1行驶;以及加速度传感器38,其输出与电动辅助车辆1在其行进方向上的加速度相对应的信号。电动辅助系统51还包括控制装置70,该控制装置70通过使用旋转传感器35和46中的至少一者的输出信号和加速度传感器38的输出信号来计算电动辅助车辆1的行驶速度。
根据本发明的实施例,通过一起使用旋转传感器35和46中的至少一者和加速度传感器38来计算电动辅助车辆1的行驶速度。在通过使用旋转传感器35或46难以检测行驶速度的条件下,使用加速度传感器38来计算行驶速度。在通过使用加速度传感器38难以检测行驶速度的条件下,使用旋转传感器35和46中的至少一者来计算行驶速度。可以在各种条件中的任何条件下持续地检测车辆的速度,并且可以根据行驶速度来控制电动辅助车辆1。
在实施例中,控制装置70在第一条件下使用旋转传感器35或46的输出信号和加速度传感器38的输出信号两者来计算行驶速度,并且在第二条件下使用旋转传感器35或46的输出信号和加速度传感器38的输出信号中的一者来计算行驶速度。
可以根据条件来改变用于计算行驶速度的传感器,使得在各种条件中的任何条件下持续地检测车辆的速度。
在实施例中,控制装置70根据从旋转传感器的输出信号获取的转数,来改变旋转传感器46和加速度传感器38之间用于计算行驶速度的传感器。
可以将用于计算行驶速度的传感器改变为适合于当前转数的传感器,使得在各种条件中的任何条件下持续地检测车辆的速度。
在实施例中,在从旋转传感器46的输出信号获取的转数至少为预定转数的情况下,控制装置70使用旋转传感器46的输出信号和加速度传感器38的输出信号两者来计算电动辅助车辆1的行驶速度。在从旋转传感器46的输出信号获取的转数小于预定转数的情况下,控制装置70使用加速度传感器38的输出信号来计算电动辅助车辆1的行驶速度。
在从旋转传感器46获取的转数较低或为零的情况下(例如,在车辆刚起动之后、在车辆即将停止之前或在电动马达53停止时),通过使用旋转传感器46难以检测行驶速度。在从旋转传感器46获取的转数小于预定转数的情况下,通过使用加速度传感器38来计算行驶速度。即使在通过使用旋转传感器46难以检测行驶速度的条件下,也可以通过使用加速度传感器38来检测行驶速度,使得根据行驶速度来控制电动辅助车辆1。
在实施例中,在从旋转传感器46的输出信号获取的转数至少为预定转数的情况下,控制装置70通过使用旋转传感器46的输出信号来计算第一速度,并且通过使用加速度传感器38的输出信号来计算第二速度。控制装置70对第一速度和第二速度中的每一者进行加权,并且使用加权的第一速度和加权的第二速度两者来计算电动辅助车辆1的行驶速度。
分别对从旋转传感器46获取的速度和从加速度传感器38获取的速度进行加权。可以增加适合于当前转数的、从传感器获取的速度被采用的比率,使得提高行驶速度的检测精度。
在实施例中,在从旋转传感器46的输出信号获取的转数至少为预定转数的情况下,控制装置70通过使用旋转传感器46的输出信号来计算第一速度,并且通过使用加速度传感器38的输出信号来计算第二速度。控制装置70将第一速度乘以第一系数并将第二速度乘以第二系数,并且使用乘以第一系数的第一速度和乘以第二系数的第二速度两者来计算电动辅助车辆1的行驶速度。
从旋转传感器46获取的速度和从加速度传感器38获取的速度分别乘以系数。可以增加适合于当前转数的、从传感器获取的速度被采用的比率,使得提高行驶速度的检测精度。
在实施例中,控制装置70根据从旋转传感器46的输出信号获取的速度,来改变旋转传感器46与加速度传感器38之间用于计算行驶速度的传感器。
可以将用于计算行驶速度的传感器改变为适合于当前转数的传感器,使得在各种条件中的任何条件下持续地检测车辆的速度。
在实施例中,可旋转部件是电动马达53,并且旋转传感器46输出与电动马达53的旋转相对应的信号。
一起使用与电动马达53的旋转相对应的信号和加速度传感器38的输出信号来计算电动辅助车辆1的行驶速度。即使在通过使用旋转传感器46无法检测行驶速度的条件下(例如,即使在电动马达53停止的状态下),也可以通过使用加速度传感器38来检测行驶速度,并且可以根据行驶速度来控制电动辅助车辆1。
在实施例中,可旋转部件是电动辅助车辆1的车轮25或26,并且旋转传感器35输出与车轮25或26的旋转相对应的信号。
一起使用与车轮25或26的旋转相对应的信号和加速度传感器38的输出信号来计算电动辅助车辆1的行驶速度。在车轮25和26中的每一者的旋转较慢的情况下(例如,在车辆刚起动之后或在车辆即将停止之前),通过使用旋转传感器35难以检测行驶速度。即使在通过使用旋转传感器35难以检测行驶速度的条件下,也可以通过使用加速度传感器38来检测行驶速度,使得根据行驶速度来控制电动辅助车辆1。
在实施例中,每当车轮25或26旋转预定角度时,旋转传感器35输出脉冲信号。控制装置70通过使用两个或更多个脉冲信号来计算行驶速度。在未检测到脉冲信号的时间段期间,控制装置70通过使用加速度传感器38的输出信号来计算行驶速度。
在旋转传感器35未输出脉冲信号的时间段期间,无法通过使用任何脉冲信号来检测行驶速度。在通过使用旋转传感器35无法检测行驶速度的时间段期间,使用加速度传感器38的输出信号来检测行驶速度。通过这样的配置,即使在通过使用旋转传感器35无法检测行驶速度的时间段期间,也可以根据行驶速度来控制电动辅助车辆1。
在实施例中,每当车轮25或26旋转预定角度时,旋转传感器35输出脉冲信号。控制装置70通过使用两个或更多个脉冲信号来计算行驶速度。在检测到一个脉冲信号之后但是在检测到下一个脉冲信号之前的时间段期间,控制装置70使用加速度传感器38的输出信号来计算行驶速度。
在旋转传感器35输出一个脉冲信号之后但是旋转传感器35输出下一个脉冲信号之前的时间段期间,无法通过使用任何脉冲信号来检测行驶速度。在通过使用旋转传感器35无法检测行驶速度的时间段期间,使用加速度传感器38来检测行驶速度。通过这样的配置,即使在通过使用旋转传感器35无法检测行驶速度的时间段期间,也可以根据行驶速度来控制电动辅助车辆1。
在实施例中,在检测到脉冲信号后,控制装置70通过使用此次检测到的脉冲信号和先前刚检测到的脉冲信号来计算行驶速度。控制装置70将从加速度传感器38的输出信号获取的行驶速度的大小校正为从脉冲信号获取的行驶速度的大小。
在未检测到脉冲信号的时间段期间,使用加速度传感器38来检测行驶速度。相反,在检测到脉冲信号的时刻,使用旋转传感器35可以比使用加速度传感器38提供更高的行驶速度检测精度。在这种情况下,将通过使用加速度传感器38获取的行驶速度的大小校正为通过使用旋转传感器35获取的行驶速度的大小。在这样的校正之后,在未检测到脉冲信号的时间段期间,通过使用加速度传感器38来检测行驶速度。通过这样的配置,可以提高行驶速度的精度。
在实施例中,在检测到一个脉冲信号之后但是在检测到下一个脉冲信号之前的时间段内,控制装置70基于从脉冲信号获取的行驶速度通过使用加速度传感器38的输出信号来计算行驶速度。
基于通过使用旋转传感器35检测到的行驶速度通过使用加速度传感器38的输出信号来计算行驶速度。通过这样的配置,可以提高使用加速度传感器38的行驶速度的检测精度。
在实施例中,可旋转部件是电动马达53,并且旋转传感器46输出与电动马达53的旋转相对应的信号。控制装置70通过使用旋转传感器46的输出信号和加速度传感器38的输出信号来计算电动辅助车辆1中所包括的动力传递机构的变速比。
在行驶速度较低的情况下(例如,在车辆刚起动之后或在车辆即将停止之前),通过使用旋转传感器35难以检测行驶速度。然而,使用加速度传感器38允许检测行驶速度。可以根据旋转传感器46的输出信号来计算电动马达53的转数。根据通过使用加速度传感器38所检测到的行驶速度和通过使用旋转传感器46所检测到的电动马达53的转数来计算动力传递机构的变速比。通过这样的配置,可以根据变速比来控制电动辅助车辆1。
在实施例中,电动辅助系统51还包括输出与电动马达53的旋转相对应信号的旋转传感器46。控制装置70通过使用与电动马达53的旋转相对应的信号和加速度传感器38的输出信号来计算电动辅助车辆1中所包括的动力传递机构的变速比。
在车轮25和26中的每一者的旋转较慢的情况下(例如,在车辆刚起动之后或在车辆即将停止之前),需要较长的时间来输出与车轮25或26的旋转相对应的信号。在这种状态下,无法计算出行驶速度,或者需要较长的时间才能计算出行驶速度。即使在这种情况下,允许使用加速度传感器38来检测行驶速度。可以根据旋转传感器46的输出信号来计算电动马达53的转数。可以根据通过使用加速度传感器38所检测到的行驶速度和通过使用旋转传感器46所检测到的电动马达53的转数来计算动力传递机构的变速比。通过这样的配置,可以根据变速比来控制电动辅助车辆1。
根据本发明的实施例的电动辅助系统51包括:电动马达53,其产生对电动辅助车辆1的骑乘者的人力进行辅助的辅助力;旋转传感器46,其输出与电动马达53的旋转相对应的信号;以及加速度传感器38,其输出与电动辅助车辆1在其行进方向上的加速度相对应的信号。电动辅助系统51还包括控制装置70,该控制装置70使用旋转传感器46的输出信号和加速度传感器38的输出信号来计算电动辅助车辆1中所包括的动力传递机构的变速比。
可以通过使用加速度传感器38来检测行驶速度,并且可以通过使用旋转传感器46来检测电动马达53的转数。可以根据检测到的行驶速度和检测到的电动马达53的转数来计算变速器的变速比,并且可以根据变速比来控制电动辅助车辆1。
根据本发明的实施例的电动辅助车辆1包括上述电动辅助系统51。因此,提供了具有上述电动辅助系统51的特征的电动辅助车辆1。
已经描述了本发明的一些实施例。以上实施例的描述提供了本发明的示意性示例,但是不限制本发明。可以提供适当地组合了上述实施例中描述的要素的实施例。例如,在本发明的权利要求及其等同物的范围内,可以对这些要素进行修改、替换、添加或删除。
工业适用性
本发明对于包括加速度传感器并且由辅助力辅助的人力驱动的车辆特别有用。
附图标记列表
1:电动辅助自行车(电动辅助车辆);5:下管;6:托架;7:链撑;8:制动器;9:制动器;11:车架;12:头管;13:把手杆;14:把手;15:前叉;16:座管;17:座柱;18:挡泥板19:座撑;21:前筐;22:头灯;23:尾灯24:载物台;25:前轮;26:后轮;27:鞍座;28:链条;29:支架;34:轮辐;35:车轮旋转传感器;38:加速度传感器;41:转矩传感器;42:曲柄旋转传感器;46:马达旋转传感器;51:驱动单元(电动辅助系统);53:电动马达;54:曲柄臂;55:踏板;56:电池;57:曲柄轴;60:操作面板;61:显示面板;62:辅助模式操作开关;63:扬声器;64:灯;65:电源开关;70:控制装置;71:计算电路;72:存储器;79:马达驱动电路;81:通过使用加速度传感器计算出的行驶速度;82:通过使用旋转传感器计算出的行驶速度;83:推定速度
Claims (17)
1.一种能够用于电动辅助车辆的电动辅助系统,所述电动辅助系统包括:
电动马达,其产生对所述电动辅助车辆的骑乘者的人力进行辅助的辅助力;
旋转传感器,其输出与可旋转部件的旋转相对应的信号,所述可旋转部件旋转以使所述电动辅助车辆行驶;
加速度传感器,其输出与所述电动辅助车辆在其行进方向上的加速度相对应的信号;以及
控制装置,其通过使用所述旋转传感器的输出信号和所述加速度传感器的输出信号来计算所述电动辅助车辆的行驶速度。
2.根据权利要求1所述的电动辅助系统,其中,所述控制装置在第一条件下使用所述旋转传感器的输出信号和所述加速度传感器的输出信号两者来计算所述行驶速度,并且在第二条件下使用所述旋转传感器的输出信号和所述加速度传感器的输出信号中的一者来计算所述行驶速度。
3.根据权利要求1或2所述的电动辅助系统,其中,所述控制装置根据从所述旋转传感器的输出信号获取的转数,来改变所述旋转传感器与所述加速度传感器之间用于计算所述行驶速度的传感器。
4.根据权利要求1、2或3所述的电动辅助系统,
其中,在从所述旋转传感器的输出信号获取的转数至少为预定转数的情况下,所述控制装置使用所述旋转传感器的输出信号和所述加速度传感器的输出信号两者来计算所述电动辅助车辆的所述行驶速度,并且
其中,在从所述旋转传感器的输出信号获取的转数小于所述预定转数的情况下,所述控制装置使用所述加速度传感器的输出信号来计算所述电动辅助车辆的所述行驶速度。
5.根据权利要求4所述的电动辅助系统,其中,在从所述旋转传感器的输出信号获取的转数至少为所述预定转数的情况下,所述控制装置:
通过使用所述旋转传感器的输出信号来计算第一速度,
通过使用所述加速度传感器的输出信号来计算第二速度,
分别对所述第一速度和所述第二速度进行加权,并且
使用加权的第一速度和加权的第二速度两者来计算所述电动辅助车辆的所述行驶速度。
6.根据权利要求4或5所述的电动辅助系统,其中,在从所述旋转传感器的输出信号获取的转数至少为所述预定转数的情况下,所述控制装置:
通过使用所述旋转传感器的输出信号来计算第一速度,
通过使用所述加速度传感器的输出信号来计算第二速度,
将所述第一速度乘以第一系数并将所述第二速度乘以第二系数,并且
使用乘以所述第一系数的所述第一速度和乘以所述第二系数的所述第二速度两者来计算所述电动辅助车辆的所述行驶速度。
7.根据权利要求1或2所述的电动辅助系统,其中,所述控制装置根据从所述旋转传感器的输出信号获取的速度,来改变所述旋转传感器与所述加速度传感器之间用于计算所述行驶速度的传感器。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电动辅助系统,
其中,所述可旋转部件是所述电动马达,并且
其中,所述旋转传感器输出与所述电动马达的旋转相对应的信号。
9.根据权利要求1或2所述的电动辅助系统,
其中,所述可旋转部件是所述电动辅助车辆的车轮,并且
其中,所述旋转传感器输出与所述车轮的旋转相对应的信号。
10.根据权利要求9所述的电动辅助系统,
其中,每当所述车轮旋转预定角度时,所述旋转传感器输出脉冲信号,
其中,所述控制装置通过使用两个或更多个所述脉冲信号来计算所述行驶速度,并且
其中,在未检测到所述脉冲信号的时间段内,所述控制装置使用所述加速度传感器的输出信号来计算所述行驶速度。
11.根据权利要求9或10所述的电动辅助系统,
其中,每当所述车轮旋转预定角度时,所述旋转传感器输出脉冲信号,
其中,所述控制装置通过使用两个或更多个所述脉冲信号来计算所述行驶速度,并且
其中,在检测到所述脉冲信号之后但是在检测到下一个所述脉冲信号之前的时间段内,所述控制装置使用所述加速度传感器的输出信号来计算所述行驶速度。
12.根据权利要求10或11所述的电动辅助系统,其中,在检测到所述脉冲信号后,所述控制装置通过使用检测到的脉冲信号和先前刚检测到的脉冲信号来计算所述行驶速度,并且将从所述加速度传感器的输出信号获取的所述行驶速度的大小校正为从所述脉冲信号获取的所述行驶速度的大小。
13.根据权利要求12所述的电动辅助系统,其中,在检测到所述脉冲信号之后但是在检测到下一个所述脉冲信号之前的时间段内,所述控制装置基于从所述脉冲信号获取的所述行驶速度通过使用所述加速度传感器的输出信号来计算所述行驶速度。
14.根据权利要求1或2所述的电动辅助系统,
其中,所述可旋转部件是所述电动马达,
其中,所述旋转传感器输出与所述电动马达的旋转相对应的信号,并且
其中,所述控制装置通过使用所述旋转传感器的输出信号和所述加速度传感器的输出信号来计算所述电动辅助车辆中所包括的动力传递机构的变速比。
15.根据权利要求9至13中的任一项所述的电动辅助系统,还包括输出与所述电动马达的旋转相对应的信号的旋转传感器;
其中,所述控制装置通过使用与所述电动马达的旋转相对应的信号和所述加速度传感器的输出信号来计算所述电动辅助车辆中所包括的动力传递机构的变速比。
16.一种能够用于电动辅助车辆的电动辅助系统,所述电动辅助系统包括:
电动马达,其产生对所述电动辅助车辆的骑乘者的人力进行辅助的辅助力;
旋转传感器,其输出与所述电动马达的旋转相对应的信号;
加速度传感器,其输出与所述电动辅助车辆在其行进方向上的加速度相对应的信号;以及
控制装置,其通过使用所述旋转传感器的输出信号和所述加速度传感器的输出信号来计算所述电动辅助车辆中所包括的动力传递机构的变速比。
17.一种电动辅助车辆,其包括根据权利要求1至16中的任一项所述的电动辅助系统。
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