CN1679039A - 提供电动助力自行车的服务器系统 - Google Patents

Abstract

为了实现能够灵活应对用户的使用目的及意向等的电动助力自行车的单元销售，提供电动助力自行车的服务器计算机(1－1)包含：控制部(1－2)，用于控制/管理整个计算机；硬盘(1－3)，存储用于提供电动助力自行车的各种信息；以及调制解调器(1－4)，能够经通信网与各种终端相连。在硬盘(1－3)中，保存着自行车信息、电动助力信息、用户信息、体力/健康信息、下载用的各种控制程序、接受订货方信息、组装站信息等。服务器计算机(1－1)按照用户经通信网(1－11)的订购，来创建在具有踏力行驶功能的普通自行车本体(1－12)上组装电动助力构成部件(1－21)的设计信息并指令给接受订货方，向用户提供定制的电动助力自行车(1－23)。

Description

提供电动助力自行车的服务器系统

技术领域

本发明涉及提供电动助力自行车的服务器系统，能够经通信网来在线购买或租赁通过在具有踏力行驶功能的自行车本体上组装电动助力构成部件而构成的电动助力自行车。

背景技术

在现有的电动助力自行车中，作为搭载在车体上的电动助力用的单元，至少包含：踏力传感器，检测踏力；驱动单元，内置了输出电动力的电机；合力机构，将从电机输出的电动力合力在踏力上；电机用的电池；以及车速传感器，检测车体速度；等等。这些单元一般是大型的，特别是踏力传感器等采用按照踏力来伸缩的大型的弹簧构件等，所以难以直接沿用普通自行车的车架，需要其专用的车体。与此关联，电动助力用的单元安装到车体上的位置是固定的。此外，用于控制如何按照踏力及车速来添加电动助力的控制程序也被固定存储为配置在驱动单元内的微处理器的控制程序。

此外，近年来，也已开发出一种电动助力自行车，不仅具备作为辅助踏力的电动助力自行车的单一功能，而且具备下述功能：通过适度施加负载力，而简便地通过有氧运动来减少体内脂肪，提高新陈代谢功能((日本)特开平10年203467号公报)。在该公报中，记载了兼用后轮刹车制动装置中的至少1个作为施加负载力的负载部的例子，将容纳电动机的电动辅助单元配置在曲轴附近，将作为作用于后轮的油压碟刹装置的负载部配置在后轮轴附近。此外，为了能够向驾驶者提供各种运动模式，还附加了用开关来变更控制程序的功能。

但是，在上述现有的电动助力自行车的销售业务中有下述问题：只存在销售预先在专用车体上组装了电动助力用的单元而成的成车的业务，难以按照用户的意向和目的等，来细致地设定自行车车架、其上安装的电动助力单元、它们的安装位置、以及控制程序等，选择范围极其狭窄。

此外，即使是能够进行有氧运动等的电动助力自行车，也由于负载部庞大，所以有可能不仅限制选择车体车架的可能性，而且限制选择其他电动助力单元的可能性。

此外，即使能够选择各运动模式的控制程序，驾驶者一般也并不了解自己的体力及健康，不一定总能选择出适当的控制程序。再者，难以实时应对骑乘时的、或者每个驾驶者的体力、健康状态的差异、或运动中的体力状态的变化。

发明内容

本发明就是鉴于电动助力自行车以往只作为成车单体来销售的上述事实而提出的，其目的在于提供一种提供电动助力自行车的服务器系统，实现能够应对用户的使用目的及意向等的电动助力自行车的单元销售。

为了解决上述课题，本发明是一种提供电动助力自行车的服务器系统，能够经通信网来在线购买或租赁通过在具有踏力行驶功能的自行车本体上组装电动助力构成部件而构成的电动助力自行车，其中，

作为上述电动助力构成部件，至少准备有

踏力检测部件，能够检测踏力；

驱动单元，能够根据控制程序来输出基于检测出的踏力的电动力；

合力部件，将输出的电动力合力在踏力上；以及

电池，用于上述驱动单元；

再者，对上述电动助力构成部件中的至少1个准备有多种方式；

上述提供电动助力自行车的服务器系统包含：

控制部件；

通信部件，能够经通信网与用户终端相连；

第1搜索部件，搜索绘制上述自行车本体的自行车信息；以及

第2搜索部件，搜索绘制上述电动助力构成部件的电动助力信息；

上述控制部件包含：

第1显示功能，将上述自行车信息中的至少一部分显示在上述用户终端上；

第2显示功能，以使用户能够选择具有多种方式的电动助力构成部件的状态，将上述电动助力信息中的至少一部分显示在用户终端上；以及

设计功能，在由用户终端选择决定了具有多种方式的电动助力构成部件中的某一种方式后，创建用于将包含选择出的方式的电动助力构成部件的电动助力构成部件组装到自行车本体上的设计信息。

这里，作为用户终端，例如有个人计算机、携带电话、PHS等；作为通信网，只要能够与这些终端进行通信则包含任意方式，例如有互联网、内联网、局域网等。此外，提供电动助力自行车的服务器系统例如可以构筑为服务器计算机。

根据本发明的提供电动助力自行车的服务器系统，例如用户从终端经通信部件访问了提供电动助力自行车的服务器系统后，服务器系统的第1搜索部件搜索绘制自行车本体的自行车信息，第2搜索部件搜索绘制电动助力构成部件的电动助力信息。第1及第2搜索部件例如可以用服务器系统的硬盘或DVD-ROM等存储部件、经互联网从其他万维网搜索信息的程序执行功能、或者两者的并用中的任一个来构筑。最好，自行车信息至少包含自行车本体的图像信息、及与各车架的尺寸、位置有关的信息，电动助力信息至少包含电动助力构成部件的图像信息、及与上述电动助力构成部件的形状、尺寸有关的信息。

接着，服务器系统的控制部件经通信网来访问用户终端，其第1显示功能将自行车信息的至少一部分、例如自行车本体的图像信息或其压缩图像显示在用户终端上。此外，第2显示功能以使用户能够选择具有多种方式的电动助力构成部件的状态，将上述电动助力信息中的至少一部分、例如电动助力构成部件的图像信息或其压缩图像显示在用户终端上。此外，在准备有多种自行车本体的情况下，第1显示功能也可以以使用户能够选择多种自行车本体的方式，将自行车信息显示在上述用户终端上。

这里，用户用终端选择决定了具有多种方式的电动助力构成部件中的某一个、及/或自行车本体的种类后，设计功能创建用于将包含选择出的方式的电动助力构成部件的电动助力构成部件组装到选择出的种类的自行车本体上的设计信息。

这样，在本发明中，能够以将用户经通信网选择出的电动助力构成部件组装到期望的自行车本体上的状态来进行销售或租赁，能够实现提供符合用户的目的及意向的定制电动助力自行车的服务。

为了扩充该服务，本发明的服务器系统最好还包含：第3搜索部件，搜索自行车本体、上述电动助力构成部件、及组装的分别的接受订货方信息；和用户信息取得部件，从用户终端取得用户信息；经通信网向各个对应的接受订货方订购用户选择出的自行车本体及上述电动助力构成部件；经通信网向各个接受订货方发送组装方的信息；向上述组装方发送用于将电动助力构成部件组装到自行车本体上的设计指示、及取得的用户信息。

根据这种方式，首先，第3搜索部件搜索自行车本体、电动助力构成部件、及组装的分别的接受订货方信息。作为自行车本体的接受订货方，有普通自行车店等。作为电动助力构成部件的接受订货方，除了有自行车店等之外，还有部件店、便利店等。接着，用户信息取得部件从用户终端取得用户信息。这里，所谓用户信息，是将电动助力自行车提供给用户所需的信息，例如是用户的姓名、地址、电话号码等。此外，为了便于联络，也可以包含传真号码、E-mail地址等。此外，也可以包含付款所需的信息，例如信用卡号码、货到付款或有无银行转帐等。

接着，控制部件的设计功能经通信网向各个对应的接受订货方订购用户选择出的自行车本体及电动助力构成部件。此时，也可以将决定出的设计指示信息发送到接受订货方。进而，经通信网向各个接受订货方发送组装方的信息。该组装方信息包含从各接受订货方将电动助力构成部件及自行车本体发送到组装方所需的信息，例如组装方的地址、公司名、电话号码等。然后，服务器系统向组装方发送用于将电动助力构成部件组装到自行车本体上的设计指示、及取得的用户信息。这样，组装方能够根据该设计指示，用从各接受订货方送来的电动助力构成部件及自行车本体来完成电动助力自行车，送达给用户。

在实现上述提供定制电动助力自行车的服务器系统方面目前最好的方式的电动助力自行车的特征在于，自行车本体包含：单向离合器部件，连结驱动轴和链轮，以便只将驱动轴的基本上单向的旋转传递给链轮；踏力检测部件检测根据单向离合器部件的与脚踏踏力相应的变形而变化的物理量。

根据这种方式的电动助力自行车，将根据一般自行车必不可少的部件——单向离合器部件的与脚踏踏力相应的变形而变化的物理量作为踏力来检测，所以为了检测踏力，无需以特殊的方式来添加大而重的弹簧构件。因此，不限于专用的车体车架，只需在具有普通车体车架的自行车上仅仅组装分离的电动助力构成部件就能够完成电动助力自行车。这样，能够大幅度增加用户选择的余地，能够提供符合用户的使用目的及意向的电动助力自行车。

更好的是，上述单向离合器部件包含：2个踏力传递部件，沿驱动轴的轴向相邻设置，只在单向旋转时才相互止动，增加其部件间隔；和弹性部件，被配置得对抗该2个踏力传递部件的间隔的增加；扭矩检测部件包含检测该弹性部件变形的变形传感器。作为单向离合器部件的例子，有棘轮装置，包含：具有可转动的挡块的扭矩传递部件、和具有只在单向旋转时才由该挡块止动的齿的扭矩传递部件。

对电动助力构成部件中的至少1个准备的多种方式例如最好是该电动助力构成部件的种类及安装位置中的至少其中一个。这里，所谓，该电动助力构成部件的种类，是不仅包含该构成部件的外形、而且包含内部的规格、性能等的概念。此时，第2显示功能用图像来显示电动助力构成部件的种类。此外，在内部规格不同的情况下，可以同时显示规格明细。此外，最好，第2显示功能以将由用户终端选择出的种类的电动助力自行车的图像实际组装到上述自行车本体的图像上的状态用图像显示在用户终端上。

作为选择电动助力构成部件的安装位置的优选例，例如在用户终端包括鼠标的情况下，第2显示功能也可以通过根据鼠标拖动来移动显示所显示的电动助力构成部件中通过点击鼠标而选择出的构成部件，能够选择该电动助力构成部件的安装位置。

为了使用户能够在尝试以各种方式改变电动助力构成部件的安装位置和种类之后进行最佳的选择，设计功能最好在通知了已由用户终端决定了具有多种方式的电动助力构成部件中的某一种方式后，指示设计信息。

为了事先排除不能实现的组合，控制部件的设计功能最好还具有：判断功能，根据自行车信息及电动助力信息来判断能否在自行车本体上组装由用户终端选择出的方式的电动助力构成部件；和通知功能，在用上述判断功能判断为不能在自行车本体上组装电动助力构成部件的情况下，将该意思通知给用户终端。作为不能实现的组合，例如有用户选择出的驱动单元的位置不能被安装在选择出的自行车本体的车架上的情况或不能与合力部件连结的情况等。在此情况下，也可以与第2显示部件联动，使得不能通过拖动鼠标而将显示的电动助力构成部件移动到不可能的安装位置。

再者，为了辅助用户的设计定制，在由用户终端选择出的电动助力构成部件需要未选择的其他电动助力构成部件的情况下，控制部件的设计功能最好创建用于组装需要的其他电动助力构成部件的设计信息。例如，在选择出的驱动单元安装了需要车体速度的控制程序的情况下，指示组装车体速度传感器。

准备多种方式的驱动单元，各个方式至少也有控制程序分别不同的方式。在此情况下，控制程序以外的外形、规格也可以相同。作为不同的多个控制程序，例如也可以准备下述中的至少某一个：以不同的方法来分别产生与车体速度有关的助力比率变化的多个电动助力控制程序、能够进行有氧运动的有氧运动控制程序、以及用于只用电动力来行驶的控制程序。当然，这些控制程序的目的、控制内容等由第2显示功能显示在用户终端上。例如有老人、虚弱者用的助力比为1.0以上的控制程序、施加了时速限制的助力比增大程序等。

有氧运动控制程序或肌肉运动控制程序控制的驱动单元最好至少能够根据踏力检测部件检测出的踏力，来选择电动力及负载力中的其中一个以便达到能够进行有氧运动或肌肉运动的踏力级别，经合力部件来附加到踏力上。例如，在有氧运动控制中，在检测出的踏力超过该踏力级别的上坡行驶的情况下，该驱动单元输出控制电动力，使得该踏力达到该踏力级别。由此，能够防止用很大负载来进行肌肉运动，同时消耗热量。此外，在检测出的踏力小于该踏力级别的下坡行驶的情况下，驱动单元增大控制负载力，使得检测出的踏力达到该踏力级别。由此，能够促使驾驶者施加对抗负载力的踏力，产生热量消耗。其中，踏力级别也可以包含某个一定的踏力范围。在肌肉运动控制的情况下，踏力级别比有氧运动控制设定得高，例如不管坡道、平地，都控制得能够以恒定的肌肉力来行驶。

这样，在本方式中，负载力及电动力从1个驱动单元输出。因此，与将负载装置实现为和电动单元分离的庞大的制动装置的现有技术相比，不仅能够简化整个电动助力自行车的机构，减轻重量，而且能够将制作专用的车体车架的必要抑制到最小限度，充分利用普通的车架制造工序。因此，能够大幅度扩展用户选择的余地。

用驱动单元来实现输出的负载力的方式具有：电动机；和电磁离合器，位于电动机和合力部件之间；负载力作为在电动机未被供给电源的状态下用电磁离合器连接电动机和合力部件而产生的该电动机的旋转阻力来提供。这样，提供电动力及负载力的部件被一体化，所以能够进一步推进车体的简化，从而能够扩展选择范围。其中，在不是助力驾驶模式及有氧运动模式中的任一个的普通行驶时，通过分离电磁离合器，能够不施加电机负载。

电池可以选择在电动机未被供给电力的状态下由用踏力对抗负载力而旋转时产生的电动势来充电的方式。根据这种方式，能够使用户节省充电的时间。

作为优选的电动助力构成部件，也可以还准备有人体参数测定部件，驱动单元至少根据该人体参数测定部件测定出的人体参数来设定踏力级别，执行使检测出的踏力达到该踏力级别的控制。

在优选的方式中，准备有多种人体参数，控制部件的第2显示功能在用户终端上显示多种人体参数中的1种或一种以上以供选择；设计功能至少创建将测定选择出的人体参数的人体参数测定部件、和可根据选择出的人体参数来执行控制的驱动单元组装到自行车本体上的设计信息。该人体参数例如可以包含心率及血压中的至少一个。

在选择出心率作为人体参数的情况下，驱动单元至少根据心率检测部件检测出的心率来设定踏力级别。例如，如果心率高，则降低设定踏力级别；相反，如果心率低，则提高设定踏力级别。由此，能够逐次应对骑乘时驾驶者的健康状态、或每个驾驶者的体力的差异、驾驶中的体力状态的变化来进行适当的电动助力控制。

更好的服务器系统的方式还包含：体力/健康信息取得部件，经通信网取得用户的体力/健康信息；程序选择部件，根据取得的体力/健康信息来选择最适合用户的控制程序或该控制程序的参数；以及程序发送部件，将上述程序选择部件选择出的控制程序或该控制程序的参数经通信网发送到用户终端。在该方式中，通过用无线或有线连接用户终端和驱动单元来下载用户终端接收到的控制程序，在电动助力自行车作为成品被提供后也能够升级控制程序。

体力/健康信息取得部件也可以是从用户终端输入的健康诊断结果或用户终端调查形式的询问，但是最好准备用户终端及人体参数测定部件作为电动助力构成部件，用户终端最好人体参数测定部件测定出的人体参数作为用户的体力/健康信息。此外，踏力检测部件检测出的踏力的大小(平均值)及其随时间的变化等也可作为驾驶者的体力信息。这里，用户终端最好能够将从本发明的服务器系统的程序那里接收到的控制程序或该控制程序的参数下载到用户的电动助力自行车的驱动单元。

根据后一方式，在行驶中，也能够根据来自服务器系统的指示来更新控制程序或其参数，能够按照用户的体力状况来实时进行适当的运动。

另一方式还包含：体力/健康信息取得部件，经通信网取得用户的体力/健康信息；程序选择部件，根据取得的体力/健康信息来选择最适合用户的控制程序或该控制程序的参数；控制部件的设计功能创建将选择出的控制程序或该控制程序的参数下载到驱动单元的设计信息。在该方式中，能够在用户选择电动助力构成部件的阶段选择下载了适合用户的体力/健康信息的控制程序的驱动单元。

在选择出助力比极大、或者存储了能够只用电动力来行驶的控制程序的驱动单元的情况下，有时需要自动二轮车执照。为了应对这种情况，优选方式的控制部件还包含ID输入功能，在用户终端上选择出需要取得认证的电动助力构成部件的情况下，在该用户终端上显示请求输入表示认证ID的信息的输入画面。认定ID包含执照号码等表示是取得执照者的信息。

为了容易而且灵活地安装以上所述的电动助力构成部件，驱动单元最好经单元安装托架安装到上述自行车本体上。

更好的是，自行车本体包含用踏力来旋转的驱动轴及轴支承该驱动轴的支承部；单元安装托架具有一对侧部板、和连结在该一对侧部板上的底部板；单元安装托架以驱动轴贯通一对侧部板并且上述支承部被夹持在该一对侧部板之间的状态被固定在该支承部上，在底部板上安装驱动单元，从而将该驱动单元固定到车体上。

在本方式中，在经单元安装托架将驱动单元安装到电动助力自行车上时，可以将安装了驱动单元的底部板保持得可绕使驱动轴通过的侧部板的侧部孔来变更旋转位置。在此情况下，单元安装托架最好在驱动轴贯通一对侧部孔、上述支承部被夹持在该一对侧部板之间的状态下被夹紧在该驱动轴的轴向内侧，从而被固定在支承部上。这样，不用专用的框架，就能够准确而且自如地调整驱动单元的安装位置，所以能够扩展用户选择驱动单元安装位置的范围。

在用户选择决定了驱动单元的安装位置时，控制部件的设计功能最好按照选择出的驱动单元的方式及自行车本体来创建指示单元安装托架的安装方式及配置的设计信息。

自行车本体具有用于将踏力传递给驱动轮的可旋转的主链轮；合力部件包含：副链轮，可与主链轮一起同轴旋转；动力链轮，由驱动单元旋转；以及辅助链条，被张设在副链轮及动力链轮之间。由此，只要该动力链轮与主链轮或其他车体车架不干扰，则能够将动力链轮安装到任意部位，大幅度扩大了设置驱动单元的自由度。例如，能够将动力链轮配置到副链轮(及从而主链轮)的圆周方向的任意位置。再者，如果变更辅助链条的长度，则能够自如地调整动力链轮与副链轮(及主链轮)的距离。这样，即使是不具有专用车架的普通自行车也能够容易地电动化，能够扩展用户选择驱动单元安装位置的范围。

在此情况下，最好，上述第2显示功能按照驱动单元的安装位置，以辅助链条被张设在驱动单元的动力链轮上的状态来进行显示。由此，提高了对组装状态下的自行车外观的认知性。控制部件的设计功能按照选择出的驱动单元的方式及自行车本体，来决定辅助链条的长度，创建指示的设计信息。

优选的方式的电池经电池托架安装在自行车本体的车架上；该电池托架包含：托架部，能够装卸自如地容纳该电池，用销来止动所容纳的电池；和托架止动件，与该托架部连结，以便夹持车体车架。能够在托架部中装卸自如地容纳电池，用销来止动所容纳的电池。由此能够同时实现容易拆卸和防盗，能够向用户添加优选的选择。最好，固定电池托架的车体车架是座杆。当然，也可以固定到车体车架的其他部位、例如座管上。在由用户终端选择了电池的位置时，控制部件的设计功能创建指示电池托架被安装到的车架及该车架上的安装位置的设计信息。

最好，作为电动助力构成部件，还准备有检测车体的速度的速度传感器；该速度传感器包含：环形磁铁，可安装得与被检测部大致同心地旋转，包括大致平坦的表面，在该表面上，形成多个磁铁分区，以便在该表面上产生沿圆周方向以一定角度周期在空间上变化的磁场；磁场检测部件，在与环形磁铁的表面相邻的固定位置上检测磁场；以及信号处理部件，根据磁场检测部件检测出的磁场信号，来检测被检测部的转速或与其关联的物理量。最好，被检测部是驱动单元内的旋转部分，在此情况下，在驱动单元内预先内置了速度传感器。

其特征在于，作为电动助力构成部件，还准备有用于操作性地开关指示驱动单元的工作的操作开关；操作开关在初始状态下处于不是接通状态及切断状态中的任一个状态的中性状态，在操作到该接通状态及切断状态中的任一个状态后返回到中性状态。即使将操作开关从中性状态切换到接通状态及切断状态中的某一个状态，在操作完成后也必定返回到原来的中性状态。因此，即使由于某种理由而切断了电源，在再次接通电源时，用与开始接通电源时同样的过程从中性状态开关操作到接通状态即可。此外，在本发明中，在接通状态电源不会切断。由此，能够选择用户友好的电动助力自行车。

作为电动助力构成部件，还准备有覆盖由自行车本体的车架划定的区域的外罩；控制部件的第2显示功能还进行显示，使得能够由用户终端来指示应由外罩覆盖的区域；设计功能还创建用于组装适合覆盖由用户终端指示的区域的外罩的设计信息。

首先，由用户终端来指示应由外罩覆盖的区域。例如用鼠标等点击了终端上显示的自行车本体图像的几个车架后，服务器系统的控制部件将点击了的车架包围的区域判断为应由外罩覆盖的区域。然后设计功能计算用于组装适合覆盖所指示的区域的外罩的设计信息、例如该外罩的尺寸等。最好，设计功能至少根据与上述自行车本体的车架及其他电动助力构成部件的位置关系来设计适合覆盖由用户终端指示的闭区域的外罩的形状及尺寸。例如，在驱动单元的一部分从外罩突出的情况下，创建用于在突出部分上开孔的设计信息。

最好，控制部件的第2显示功能显示得能够选择外罩的颜色、透明度、及装饰的种类中的至少某一种。由此，能够提供符合用户的意向的电动助力自行车。

本发明的第2方式是一种提供电动助力自行车的服务器系统，能够经通信网来在线购买或租赁通过在具有踏力行驶功能的自行车本体上组装电动助力构成部件而构成的电动助力自行车，其中，

准备有多种上述自行车本体；

作为上述电动助力构成部件，至少准备有

踏力检测部件，能够检测踏力；

驱动单元，能够根据控制程序来输出基于检测出的踏力的电动力；

合力部件，将输出的电动力合力在踏力上；以及

电池，用于上述驱动单元；

上述提供电动助力自行车的服务器系统包含：

控制部件；

通信部件，能够经通信网与用户终端相连；

第1搜索部件，搜索绘制上述自行车本体的自行车信息；以及

第2搜索部件，搜索绘制上述电动助力构成部件的电动助力信息；

上述控制部件包含：

第1显示功能，以使用户能够选择多种自行车本体的方式，将上述自行车信息中的至少一部分显示在上述用户终端上；

第2显示功能，将上述电动助力信息中的至少一部分显示在用户终端上；以及

设计功能，在由用户终端选择了自行车本体的种类的情况下，创建用于将适合选择出的种类的自行车本体的电动助力构成部件组装到该自行车本体上的设计信息。

本发明的第2方式即使各个电动助力构成部件对用户来说是黑匣子，用户只要选择自行车本体，就自动选择了适合选择出的自行车本体的电动助力构成部件的种类、安装位置及尺寸等，发出了用于将这些电动助力构成部件组装到自行车本体上的指令。

如上所述，根据本发明，能得到下述优良效果：能够实现可灵活应对用户的使用目的及意向等的电动助力自行车的单元销售。

通过参考以下结合下述附图说明的本发明的优选实施例，将能更明了地理解本发明的其他目的及优点。

附图说明

图1是本发明实施例的提供电动助力自行车的服务器计算机的系统示意图。

图2是用户终端与图1的服务器计算机进行通信来构成电动助力自行车时该用户终端的选择画面的示例示意图。

图3是本发明的提供电动助力自行车的服务器计算机提供的定制电动助力自行车的示意图。

图4是图3的电动助力自行车的控制系统及检测系统的示意图。

图5是电动助力自行车的主要控制流程的流程图。

图6是有氧运动模式驾驶的控制流程的流程图。

图7是另一方式的踏力级别设定流程的流程图。

图8是用于示出电动助力构成部件的合力单元的一例——双链(doublechain system)方式的、从主链轮的背面一侧看到的放大主视图。

图9是图8的合力机构的图，图9(a)是从主链轮的正面一侧看到的放大主视图，图9(b)是其侧断面图。

图10是用于示出安装位置不同的双链方式的安装方式的、从主链轮的背面一侧看到的放大主视图。

图11是作为电动助力自行车上组装的转速传感器的一构件的NS极化环形磁铁的顶视图及侧视图。

图12是将图11的NS极化环形磁铁组装在齿轮表面上而构成了转速传感器的状态的主视图及沿该转速传感器的垂直线取得的侧断面图。

图13是图12的转速传感器的透视图。

图14是与NS极化环形磁铁相邻而配置的霍耳IC检测出的磁场信号随时间变化的波形。

图15是实现本发明的电动助力自行车的踏力检测机构的包含单向离合器的驱动轴周围的侧断面图。

图16是图15所示的单向离合器的分解透视图。

图17是用于说明电动助力自行车的踏力检测原理的单向离合器(棘轮装置)的齿及挡块的嵌合状态的图。

图18是防止挡块部相对于驱动轴旋转的旋转防止部件的示例图，图18(a)是滚珠花键的示意结构的顶视图，图18(b)是花键(spline key)的示意结构的顶视图，图18(c)是键槽的示意结构的顶视图。

图19是图6的处理中在例示的公路上行驶的情况下的具体控制内容及结果的图，图19(a)涉及不考虑心率时的控制，图19(b)涉及考虑到心率时的控制。

图20是电动助力构成部件的一例——杠杆式操作开关的示意图。

图21是与图20的杠杆式操作开关不同种类的按钮式操作开关的示意图。

图22是本发明实施例的电动助力自行车使用的、用于将驱动单元安装到车体车架上的本发明第1实施例的单元安装托架的顶视图及侧视图。

图23是将图22所示的单元安装托架安装到车体车架上的过程的示意透视图，图23(a)示出最初使托架与驱动轴安装孔对齐的状态，图23(b)示出从图23(a)的状态起安装了驱动轴、曲轴、及驱动单元的状态。

图24是在另一类型的车体车架上直立安装了单元安装托架的状态的示意透视图，图24(a)是没有外罩的图，图24(b)是带外罩安装的图。

具体实施方式

(提供电动助力自行车的服务器系统)

图1示出了提供电动助力自行车的服务器计算机的系统概要。如该图所示，服务器计算机1-1包含：控制部1-2，用于控制/管理整个计算机；硬盘1-3，存储用于提供电动助力自行车的各种信息；以及调制解调器1-4，能够经通信网与各种终端相连。在硬盘1-3中，保存着后面还将详述的自行车信息、电动助力信息、用户信息、体力/健康信息、下载用的各种控制程序、接受订货方信息、组装站信息等。这些存储内容可通过从外部存储媒体保存到硬盘1-3上，或者经通信网1-11用各种终端1-5、...、1-10、及/或控制部1-2的搜索功能从互联网上的其他站点上提取来更新。

该服务器计算机1-1使得能够按照用户的订购，经通信网来在线购买或租赁在具有踏力行驶功能的普通自行车本体1-12上组装了电动助力构成部件1-21的定制电动助力自行车1-23。为了实现该功能，服务器计算机1-1例如安装了具有与使各家庭的个人计算机能够访问互联网的提供商的服务器计算机相同或类似的功能的程序。

作为电动助力构成部件1-21，包含后面将详述的：电池单元1-13；踏力传感器单元1-14，检测自行车驾驶者的踏力；速度传感器单元1-15，检测车体速度；驱动单元1-16，根据控制程序来输出基于检测出的踏力及车体速度的电动力；合力单元1-17，将从驱动单元输出的电动力合力在踏力上；操作开关单元1-18，用于操作性地开关指示驱动单元的工作；防盗单元1-19；及外罩1-20，覆盖由车架包围的闭区域。这些电动助力构成部件1-21中的一些例如可以用通用蓝筐(universal basket)1-22等简单地安装在自行车车体1-12的车架等上。

作为可与服务器计算机1-1相连的终端，有在线购买电动助力自行车的用户使用的用户终端1-5、1-6、...、1-7、...，销售自行车本体1-12的自行车店等中设置的接受订货方终端1-8，制造电动助力构成部件1-21的部件店等中设置的接受订货方终端1-9，将电动助力构成部件1-21组装到自行车本体1-12上、将构成的定制电动助力自行车1-23配送给用户的发送中心中设置的组装站终端1-10等。

作为用户终端1-5、1-6、...、1-7，除了有例如各家庭、公司内部、或者为了销售或租赁电动助力自行车而设的专用场所等中设置的个人计算机或服务器计算机之外，还有携带电话或PHS等便携终端等。接受订货方终端1-8、1-9、组装站终端1-10也同样。

其中，通信网包含互联网、内联网、及局域网等能够与其他终端传递信息的所有通信网。此外，在互联网的情况下，通常从用户终端经电话线路与提供商的服务器计算机进行通信后进入互联网，而图1的通信网1-11包含了所有这些状况。

接着，说明由用户终端来在线购买定制电动助力自行车的一例。

图2示出了用户终端1-5、1-6、1-7、...的显示器上显示的定制电动助力自行车1-23的选择画面1-30。该选择画面1-30例如通过从用户终端经互联网访问服务器计算机1-1提供的用于提供定制电动助力自行车的主页来显示。

在服务器计算机1-1的硬盘1-3的自行车信息中，至少包含多种自行车本体分别的图像信息、与各车架的尺寸、位置有关的信息、及规格信息。此外，在硬盘1-3的电动助力信息中，至少包含电动助力构成部件、即电池、踏力传感器、速度传感器、合力单元、操作开关、防盗单元等、及外罩分别的图像信息、与形状、尺寸有关的信息及规格信息。根据打开了选择画面1-30的用户终端上的来自用户的请求，读出服务器计算机的硬盘1-3的自行车信息及电动助力信息中的至少一部分，按照来自用户的请求或者自动传送到用户终端。

用户用鼠标点击了选择画面1-30的自行车菜单按钮1-48后，显示所传送的自行车信息中包含的某一个自行车图像1-31(也可以是压缩图像)。此外，也可以同时显示与显示的自行车本体的规格有关的信息。点击了菜单按钮1-48的“下一个(NEXT)”后，依次显示下一种类的自行车图像。点击了“后退(BACK)”后，依次返回到先前显示的自行车图像。或者，点击了自行车本体一览显示按钮1-49后，一次显示多种小尺寸的自行车图像，点击了其中之一后，选择出的图像如图像1-31那样被放大显示，其余图像则被删除。此外，在选择画面1-30上的自行车图像的周围，设有方向显示按钮1-43、...、1-47。点击了方向显示按钮1-43、...、1-47中的某一个后，显示从该按钮所示的方向看到的电动助力自行车的图像。例如，点击了顶面方向显示按钮1-45后，显示从顶面看到的自行车本体1-31的图像。这样，用户能够容易地选择期望的自行车本体。

再者，在选择画面1-30上，显示了电动助力构成部件、即电池、踏力传感器、速度传感器、合力单元、操作开关、防盗单元等、及外罩分别的选择按钮1-32、1-33、1-34、1-35、1-36、1-37、1-38、及1-39。点击了这些按钮中的某一个后，显示选择出的电动助力构成部件的图像(也可以是压缩图像)及详细规格。此时，也可以起动另一窗口，在该窗口上显示电动助力构成部件的信息。选择出准备有多种电动助力构成部件后，显示用于指定选择其中哪一种的选择画面。

例如，点击了驱动单元的选择按钮1-35后，在选择画面1-30内显示驱动单元的图像1-41及其信息窗口1-42。最好，驱动单元图像1-41是实际的驱动单元的压缩图像，该图像在画面内的尺寸以与显示着的自行车图像1-31在画面内的尺寸相同的缩小比例来显示。

在信息窗口1-42中，记载着选择出的驱动单元1-41的控制程序的简单内容。例如在图2的例子中，显示为“电动助力(适合老人的控制)”(助力比大的控制)。进一步点击了该项目后，依次切换显示“电动助力(适合年轻人的控制)”(助力比小的控制)、“电动力行驶控制”(切换只有电动力的行驶和只有踏力的行驶)...。此外，点击了“带有氧运动模式”后，依次切换显示“没有有氧运动模式”、“带肌肉训练运动模式”、及“带有氧运动及肌肉训练运动这两种模式”。

此外，也可以选择电动助力控制(也包含有氧运动、肌肉训练运动)中应考虑的人体参数。作为人体参数，例如有心率、血压等。在选择了人体参数的情况下，自动选择用于测定该人体参数的传感器作为电动助力构成部件。在此情况下，传感器图像也出现在画面上，也可以在可能的范围内变更安装位置。

在想进一步了解详细信息时，通过点击信息窗口1-42内的详细信息按钮，例如显示与车体速度有关的助力比率变化的曲线图等考虑了人体参数等的电动助力控制内容、或有氧运动的详细说明。

在想确定选择出的控制内容时，例如将鼠标光标1-40拖动到信息窗口1-42内，并点击右键后，确定了选择出的控制程序。此时，在尽管选择出电动助力控制中采用车体速度的控制程序、但是尚未选择速度传感器的情况下，服务器计算机1-1的控制部1-2自动选择速度传感器，或者将需要速度传感器的意思显示在选择画面1-30上，使用户点击速度传感器选择按钮1-34。该速度传感器可以被设在驱动单元内，由于用户在外观和功能方面意识不到也行，所以也可以从选择画面1-30的选择项目中拿去。在设有该选择项目的情况下，例如也可以设有是否安装用于显示车体速度的速度表的选择。

此外，也可以将驱动单元1-41的物理规格、例如内置的电动机的最大输出值、重量、大小、成本等也显示在信息窗口1-42内，使得能够选择几个项目。

此外，在准备有多种驱动单元1-41的形状的情况下，可以通过将鼠标光标1-40拖动到驱动单元图像1-41上并依次点击，来依次显示各个形状，通过点击右键等进行确定，来选择用户期望的形状的驱动单元。

此外，驱动单元图像1-41可以由用户通过拖动鼠标而移动到期望的位置。例如，例如将鼠标拖动到自行车图像1-31内的可安装驱动单元的位置并进行双击等后，以在该位置上安装了驱动单元的状态来进行显示。这样，用户能够订购、指定电动助力构成部件的安装位置。在选择安装位置时，服务器计算机1-1搜索自行车信息及电动助力信息，根据选择出的自行车本体的车架的位置关系及驱动单元及其他电动助力构成部件的形状、尺寸信息等，来判断该安装位置是否碍事，在选择出不可能的安装位置的情况下，在显示画面上通知该意思。最好，使得不能将驱动单元图像1-41拖动到不可能安装的位置上。由此，用户能够在可安装驱动单元图像1-41的范围内微调安装位置。

对其他电动助力构成部件，特别是电池、操作开关、防盗单元等，也能够按照各构成部件的特性，来选择其安装位置、种类(性能、形状、大小、功能、外观)等方式。

此外，在外罩1-39的情况下，例如用鼠标点击了显示的自行车图像1-31的车架中的几个后，服务器计算机1-1的控制部1-2将点击的车架包围的区域判断为应用外罩来覆盖的区域。根据至少选择了的自行车的车架及其他电动助力构成部件之间的位置关系来设计适合覆盖由用户终端指示的闭区域的外罩的形状及尺寸，显示在选择画面上。例如，在驱动单元的一部分从外罩突出的情况下，在突出部分上开孔来进行显示。由此，用户能够事先知道定制电动助力自行车的接近实际的外观。

此外，也可以显示得能够选择外罩的颜色、透明度、及装饰的种类中的至少某一种。由此，能够提供符合用户的意向的电动助力自行车。

合力单元是必须的构成要件，但是用户意识不到的构件，所以也可以假设已经组装了目前认为最好的后述双链方式，并从选择画面1-30的选择项目中拿去。在双链方式的情况下，也可以按照驱动单元的安装位置改变第2链条的长度来进行显示。

踏力传感器也是必须的构成要件，但是用户意识不到的要素，所以也可以假设已经组装了目前认为最好的后述使用棘轮装置的踏力检测方式，并从选择画面1-30的选择项目中拿去。

如上所述依次选择了电动助力构成部件后，服务器计算机1-1的控制部1-2将选择出的自行车及电动助力构成部件的种类、以及该电动助力构成部件的安装位置或配位等作为设计信息保存到硬盘1-3内。再者，将组装到选择出的自行车本体上时所需的通用蓝筐1-22的尺寸及安装方法包含到设计信息中。

在上述例子中，用户能够选择电动助力构成部件中的几个，但是也可以使用户只选择自行车本体。在此情况下，电动助力构成部件是预先决定的，服务器计算机1-1的控制部1-2计算用于在选择出的自行车本体上组装规定的电动助力构成部件的设计信息。

此外，也可以点击了目的/规格设定按钮1-50后，出现关于多个目的及规格的输入项目，通过点击其中某一个，无需用户有意识地选择电动助力构成部件，服务器计算机1-1就按照该目的及期望的规格来自动选择电动助力构成部件。

此外，例如在选择了高助力比的电动助力控制、或可只用电动力来行驶的控制等、定制电动助力自行车的驾驶需要认定的情况下，也可以出现用于确认驾驶执照等的认定画面。在认定画面上，输入认定ID(能够唯一地决定用户是本人、而且取得了执照的信息)。在该认定ID有误、或者未输入的情况下，禁止选择该电动助力构成部件。

在用户用以上某一种方法选择了自行车本体及/或所有电动助力构成部件后，如果点击订货画面按钮1-52，则确定了组装，切换到订货画面。在订货画面上，显示构成的定制电动助力自行车的价格，出现姓名、地址、电话号码及支付方法等输入项目。输入了这些项目后，服务器计算机1-1经通信网1-11向自行车店的终端1-8订购用户选择出的自行车本体。此外，经通信网1-11向部件店的终端1-9订购该自行车本体上应组装的电动助力构成部件。与此同时，向终端1-8、1-9也发送组装站的公司名、地址、电话号码等。再者，向组装站的终端1-10发送设计信息及用户的送货地址。这样，组装站能够根据该设计信息，用从各接受订货方送来的电动助力构成部件及自行车本体来完成电动助力自行车，送达给用户。

此外，服务器计算机1-1不仅能够应对定制电动助力自行车的组装，而且也能够应对已经入手的作为成品的定制电动助力自行车的升级。例如，最好，驱动单元将踏力传感器检测出的踏力、及/或检测出的心率等人体参数存储到存储器中。前者为驾驶者的体力信息，后者为健康信息。例如，在选择画面1-30上，设有体力/健康信息按钮1-50，点击了该按钮后，用户终端用无线或有线从该驱动单元的存储器中提取驾驶者的体力/健康信息，自动发送到服务器计算机1-1。或者，用户终端也可以向服务器计算机定期发送体力/健康信息。由此，服务器计算机1-1能够选择适合驾驶者的体力/健康信息的控制程序。例如，将体力/健康信息的级别和各种控制程序之间的对应关系作为表事先存储在硬盘1-3中，控制部1-2选择与接收到的体力/健康信息的级别对应的控制程序，并自动发送到用户终端。用户终端通过将接收到的控制程序下载到驱动单元，能够进行适合用户的体力/健康的行驶。如果用可将用户终端安装到自行车上的便携终端来实现，则能够进行合乎行驶中实时变化的体力的行驶。再者，也可以将服务器计算机1-1经通信网1-11与用户的定点医生或医院的管理中心的终端相连，以后按定点医生的诊断指示来设定控制程序中的踏力级别，或者在医生的管理下使用等，灵活运用于驾驶者的体力恢复、康复等。

以下，参照附图来说明已完成的定制电动助力自行车的优选方式、各个电动助力构成部件、及通用蓝筐1-22的例子。

(定制电动助力自行车)

图3示出了能够进行电动助力控制及有氧运动的定制电动助力自行车1的示意。如该图所示，该电动助力自行车1的主要骨骼部分与普通自行车同样，由金属管制造的车体车架3构成，在该车体车架3上，以众所周知的方式安装了前轮20、后轮22、车把16、及鞍座18等。

此外，在车体车架3的中央下部，驱动轴4被旋转自如地轴支承，在其左右两端部，经曲柄6L、6R分别安装着脚踏8L、8R。在该驱动轴4上，经用于只传递与车体的前进方向相当的R方向的旋转的单向离合器(后述图9(b)的99)同轴地安装着主链轮2。在该主链轮2、和后轮22的中央部所设的后轮动力机构10之间张设着环形转动的链条12。

本实施例的电动助力自行车1能够以下述模式中的某一种模式来行驶：有氧运动模式，使驾驶者能够一边行驶，一边执行有氧运动；电动助力模式，至少根据由车体行驶速度及踏力决定的助力比率(辅助电动力/踏力)用电动力辅助踏力来行驶；及普通驾驶模式，是不附加电动力或负载力、作为普通自行车的用法。

参照图4，示出了本实施例的电动助力自行车1中用于执行有氧运动模式及电动助力模式的主要部的示意。该主要部由1个16位单片微机14控制。单片微机14的1个单位的数据及命令由16位构成，根据未图示的非易失性存储器内存储的任意程序来执行处理。再者，单片微机14内置了时钟功能，能够用时钟数来计测任意事件间的时间。

由16位单片微机14组成的控制系统包含：电动机37，能够进行PWM控制；和放大电路15，对从单片微机14输出的控制信号的功率进行放大并输出到该电动机37。其中，为了向电动机37供给电源，将电池17连接在放大电路15上。单片微机14根据后述规定的算法来计算辅助电动力，依次输出被调制为与该辅助电动力对应的脉宽的脉冲信号，以便指示电动机37输出与该辅助电动力对应的转矩。其中，放大电路15不仅具备对脉冲信号进行功率放大的功能，还兼备作为脉冲信号的缓冲器的功能。

在电动机37的输出轴37a上，连接着以可变的减速比来减小电动机的转速的减速部35，进而在减速部35的输出轴35a上，连接着用于将输出的电动力合力在踏力上的动力链轮33。其中，合力机构的详细情况将在后面描述。

减速部35例如可以通过由太阳齿轮、行星齿轮、冕状齿轮及离合器等构成的行星齿轮机构等来实现。在该结构例的情况下，能够根据来自单片微机14的控制信号来电磁控制各种离合器的接合及分离，从而能够控制减速部35的减速比。再者，在减速部35上，在从电动机37的输出轴37a到减速部35的输出轴35a的转矩传递路径上，设有电磁离合器250。该电磁离合器250按照单片微机14的控制信号来接合及分离，切换是否将转矩传递给动力链轮33。

此外，在未向电动机35供给电力的状态下电磁离合器250被接合后，相反，电动机35由来自动力链轮33的转矩即踏力来旋转，此时电动机35产生的反向扭矩作为抵抗踏力的负载力起作用。与此同时，在电动机35上产生电动势。也可以进行电路设计，使得放大电路15利用该电机电动势对电池17进行充电。其中，可以按照该旋转方向进行极性反转来进行充电，使得不管电机沿哪一个方向旋转，向电池供给的电压的极性始终相同。

图4所示的主要部的检测系统具有：反映车速的部分，例如转速传感器220，检测驱动轴4的转速；至少2个变形计126，输出表示踏力的信号；计算部252，对该变形传感器的输出信号进行平均并输出(或进行相加并输出)；心率检测传感器254，检测驾驶者的心率；以及模式切换操作开关256，用于在前述3个驾驶模式间进行切换。这些输出信号，即转速信号、应变计信号、心率信号及驾驶模式信号被输入到单片微机14，存储到未图示的存储器中。此外，单片微机14可以与用户终端相连以便进行数据通信。

其中，单片微机14具备下述功能：将用于识别模式切换开关256指定的驾驶模式的代码作为驾驶模式标志F_d来存储，但是即使模式切换开关256指定了有氧运动模式或电动助力模式，在电池余量不够、或者电动机的温度在容许范围外的条件下，也将驾驶模式标志F_d改写为普通驾驶模式的代码。

采用转速传感器220及变形计126的扭矩检测机构的详细情况将在后面描述。

心率检测传感器254例如可以使用安装在驾驶者的耳朵、指尖、胳膊等身体上的任意部分上的众所周知的传感器。再者，也可以取代心率检测，或者除了心率检测以外，设有检测血压等人体的各种参数的传感器。

(合力及辅助动力机构)

这里，用图8至图10来说明电动助力自行车1中的辅助动力和踏力的合力机构、以及该辅助动力的供给机构。

图8示出了从背面一侧(图3的相反侧)看主链轮2时的合力机构的一例。该合力机构包含：副链轮30，被与主链轮2同轴地轴支承；动力链轮33，可在规定条件下由输出的辅助动力旋转；以及环形转动的助力链条32，被张设在这些链轮(30、33)之间，用于将辅助动力从动力链轮33传递给副链轮30。动力链轮33及副链轮30包括同一齿距的齿，最好，动力链轮33的齿数小于副链轮30的齿数。

图8的合力机构被配置得比主链轮2更靠车体的内侧，所以副链轮30及动力链轮33不会向车体外侧突出，能够实现车体的小型化。再者，如图所示，可以使主链轮2和动力链轮33之间的间隔小于主链轮2的半径，所以能够缩小整个合力机构。因此，如图9(a)所示，从自行车外部(正面一侧)来看，合力机构几乎隐藏在主链轮2的轴向内侧，不会损害外观。为了隐藏链条12，可以通过在主链轮2上安装链盖38，来保护链条并且进一步改善外观。

图9(a)的侧断面图如图9(b)所示。如该图所示，主链轮及副链轮32由销123固定，使其相对不动(即，使其一体旋转)，它们都经单向离合器99连结在驱动轴4上。动力链轮33经与驱动轴4平行延伸的动力轴35a工作性地连接在驱动单元13上。通过在动力链轮33的中心孔34上形成锯齿(参照图8)，来防止动力轴35a和中心孔34之间的滑动旋转。

驱动单元13被安装在与一般的自行车同样的车架上，在其外罩内，容纳着上述电动机37及减速部35。接着，说明本实施例的合力机构的作用。

在规定条件下旋转控制电动机37，在其辅助动力经减速部35提供给动力链轮33时，动力链轮的扭矩经助力链条12传递给副链轮30，立即传递给相对于该副链轮30固定的、用踏力来旋转的主链轮2。这样，实现了辅助动力及踏力的合力。

在电动机37未旋转时，减速部35内所设的未图示的上述单向离合器不会将电动机的旋转负载传递给动力链轮33，能够轻快地驾驶。

这样，在本实施例中，不是像现有技术那样直接将辅助动力传递给传递踏力用的链条12，而是采用了所谓的双链方式：将动力链轮33的辅助扭矩经分离的辅助链条32传递给与主链轮2一起旋转的副链轮30。由此，与现有技术相比，配置驱动单元13的自由度大幅度扩大。例如，如图8及图9(a)所示，能够沿自行车的行进方向配置驱动单元，所以即使不是为电动助力自行车特别准备的专用车架，在普通自行车车架上也能够安装驱动单元13。

当然，能够在圆周方向的任意位置上配置动力链轮33。图10示出了将动力链轮33的位置沿圆周方向顺时针变更了90度左右的例子。在此情况下，能够在鞍座18(图3)的支持架上安装驱动单元13。再者，通过选择辅助链条32的长度，动力链轮33的径向位置(从主链轮2的中心到动力链轮33的中心的距离)也能够更向外侧及更向内侧自如地调整。这样，也能够提高或降低驱动单元13的最低离地高度。

这样，在双链方式中，有设置自由度，所以不选择自行车的种类，就能够实现其电动化。反过来说，车架设计的自由度极高。

此外，如果如图所示使动力链轮33的齿数小于副链轮30的齿数，则只用合力机构就能够减速。由此，能将减速部35的减速比取得很小，其结果是，能够将减速部简化及小型化。这样，在本实施例中，对减速比也能够扩大设计的自由度。

图5的流程图示意性示出图4所示的单片微机14的主处理流程作为一例。按规定周期重复该主流程。

如图5所示，首先，判定寄存器中存储的驾驶模式标志F_d(步骤300)。按照该驾驶模式标志F_d的代码信息，来分支其后的处理。

在步骤300的判定的结果是选择出电动助力模式的情况下，单片微机14根据输入的转速信号来计算车速v或与其关联的物理量(步骤302)。接着，单片微机14根据来自计算器252的应变计信号来计算脚踏踏力或与其关联的物理量P_q(步骤304)。然后，根据计算出的车速及踏力P_q来决定助力比(电动力/踏力)或与其关联的控制量(步骤306)。助力比的决定例如可以通过查看在车速及踏力的各级划分和助力控制量之间建立关系的查找表来进行。接着，单片微机14在接合了电磁离合器250的状态下对电动机37进行PWM(PulseWidth Modulation，脉宽调制)，产生与决定了的助力比对应的辅助动力(步骤308)。即，依次输出被调制为与该辅助动力相应的脉宽的脉冲信号。只要驾驶模式标志F_d“电动助力模式”不被改写，就连续重复步骤302～308。

在步骤300中选择出普通驾驶模式的情况下，单片微机14分离电磁离合器250，并且停止电动机37(步骤310)。只要驾驶模式标志F_d“普通驾驶模式”不被改写，就连续重复步骤310。

在步骤300中选择出有氧运动模式的情况下，执行能够使驾驶者进行有氧运动的驾驶(步骤312)。只要驾驶模式标志F_d“有氧运动模式”不被改写，就连续重复步骤312。

接着，用图6的流程图来说明步骤312的有氧运动模式驾驶的原理性的处理流程。

首先，单片微机14根据来自计算器252的应变计信号来计算脚踏踏力或与其关联的物理量P_q(步骤330)。接着，根据来自心率检测传感器254的信号来检测心率h(步骤332)。接着，至少根据心率h，将使驾驶者能够进行有氧运动的踏力级别P_r设定为控制目标(步骤334)。例如，在心率h比较大的情况下，将踏力级别P_r设定得低；而在心率h比较小的情况下，将踏力级别P_r设定得高。该步骤可以通过搜索存储了每种心率理想的踏力级别值的表来实现。

接着，比较P_q和P_r，判定两者的大小关系(步骤336)。

在检测出的踏力P_q大于设定踏力级别P_r的情况下(P_q＞P_r)，计算将踏力P_q减少到目标值P_r所需的电动力T_e(步骤338)。该电动力T_e是(P_q-P_r)的函数(在最简单时，是其比例函数)。然后，在接合了电磁离合器250的状态下，对电动机37进行PWM控制，产生步骤338计算出的电动力T_e(步骤340)。

相反，在步骤336判定为检测出的踏力P_q小于设定踏力级别P_r的情况下(P_q＜P_r)，计算将踏力P_q增加到目标值P_r所需的负载力L(步骤342)。该负载力L是(P_r-P_q)的函数(在最简单时，是其比例函数)。接着，将减速部35齿轮变速到实现计算出的负载力L所需的减速比(步骤344)。然后，在接合了电磁离合器250的状态下，停止电动机37，产生抵抗踏力的负载力(步骤346)。其中，在即使经过一定时间、踏力P_q也达不到P_r的情况下，也可以通过进一步增加负载力L，来进一步减少车速，促使增加踏力。

在步骤336判定为检测出的踏力P_q与设定踏力级别P_r大致相等的情况下(P_q≈P_r)，分离电磁离合器250，停止电动机37。由此，既不施加电动力，也不施加负载力，只用与设定踏力级别P_r大致相等的目前的踏力来继续进行驾驶。

上述分支处理中的某一个结束后，使本流程返回，再次返回到图5的主流程的步骤300，重复同样的处理。

这样，在本发明中，作为1个单元而构成的驱动单元13本身可以不仅施加电动力，而且施加负载力。因此，与将负载装置实现为和电动单元分离的庞大的制动装置的现有技术相比，能够简化整个电动助力自行车1的机构，减轻重量。再者，在采用上述双链方式作为合力机构的同时，能够将制作专用的车体车架的必要抑制到最小限度，充分利用普通的车架制造工序。

此外，在等待红绿灯等而停止车体时，在现有技术中，利用了后轮旋转时的负载，所以必须在用双脚车撑(bipod stand)等暂时使后轮离开地面的状态下旋转脚踏，缺乏迅速性。但是，在本实施例中，将电动机的旋转阻力用作负载力，并且采用了双链方式等的合力机构，所以即使在非行驶时(即，车速为零时)后轮接触地面的状态下，只要迅速用单脚车撑(monopod stand)使车体不倒，反向旋转脚踏，则在停止时也仍旧能够在施加了负载的状态下继续进行有氧运动(停止时的有氧运动)。

用图19(a)、(b)来具体说明图6的子例程的处理的概要。首先，如图19(a)所示，设想本实施例的电动助力自行车1在由平地r₁、上坡r₂、山顶平地r₃、下坡r₄、平地r₅组成的公路上行驶的情况。此时，在各路面上行驶时所需的推进力如图所示，在平地r₁、r₃及r₅时为大致适合有氧运动的大致恒定的值(设定踏力级别值)。而在上坡r₂时为远大于平地的推进力的最大的推进力值，在下坡r₄时为最小值零。因此，在平地r₁、r₃及r₅的行驶中，踏力P_q大致等于设定踏力级别值P_r，所以在本实施例中，不施加电动力及负载力中的任一个。相反，在上坡r₂的行驶中，踏力高于设定级别值，所以用电动力对其进行补偿，使该踏力降低到设定级别值附近。相反，在下坡r₄的行驶中，即使不施加踏力也向下行驶，所以如图所示，通过施加负载力来减少车速，促使驾驶者施加踏力。

这样，即使在有上坡、下坡的公路上行驶的过程中，驾驶者也能够以大致恒定的踏力来行驶，能够适当地进行有氧运动。

实际上，在行驶中心率变化，所以将其考虑进来的控制例如图19(b)所示。如图所示，设想心率的变化在沿上坡r₂行驶时以比较大的比率上升，而在平地r₁、r₃、r₅及下坡r₄时大致恒定。

在图19(b)的例子中，在上坡r₂的行驶途中的时刻t₁，心率超过阈值H，此时，进行控制，以便向图19(a)的电动力及负载力附加基于心率的添加扭矩260。其结果是，在时刻t₁以后，驾驶者的踏力比此前的踏力减少，心率不再增加。这样，在将心率考虑进来的方式中，能够逐次应对骑乘时驾驶者的健康状态、或每个驾驶者的体力的差异、驾驶中的体力状态的变化来进行适当的有氧运动。

接着，用图7的流程图来详细说明图6的步骤334的另一方式。这是从功率的观点来设定踏力级别，并且管理有氧运动的功。

首先，对时间间隔Δt进行计数(步骤360)。时间间隔Δt是从图7的例程即将返回的时刻到下一次调用本例程的时间间隔，是可认为踏力、转速等大致恒定的微小时间。

接着，检测驱动轴4的转速R(步骤362)，读入图6的步骤330、332中已经检测出并存储到存储器中的踏力P_q及心率h(步骤364)。然后，用踏力P_q和驱动轴4的转速R之积(或其函数)来求驾驶者的踏力的功率S(步骤366)。

接着，根据心率h及功率S，将踏力级别P_r设定为控制目标(步骤368)。例如，在功率S比较大的情况下，将踏力级别P_r设定得低；而在功率S比较小的情况下，将踏力级别P_r设定得高。与心率h关联的P_r的设定也同样。该步骤可以通过搜索存储着每种心率及功率理想的踏力级别值的表来实现。

接着，用下式来计算截至此时有氧运动所做的总功W(步骤370)。

W＝W+S·Δt

这里，W在开始有氧运动时被初始化为0，每当重复该例程时上式第2项都被依次加上。在上式中，假定在步骤360中计数的Δt期间，功率S大致恒定，所以第2项S·Δt可以认为是在Δt期间驾驶者用踏力所做的功。

接着，判定功W是否在规定的阈值W₀以上(步骤372)。这里，阈值W₀被认为是有氧运动量的最佳值，可以由驾驶者按照期望的运动量来适当设定，或者由单片微机按照驾驶者的平均心率等来自动设定。在功W小于规定的阈值W₀的情况下(步骤372判定为否定)，使本例程返回，继续进行图5的有氧运动模式驾驶。

在功W在阈值W₀以上的情况下(步骤372判定为肯定)，清除变量(W、Δt、S)(步骤374)，将驾驶模式标志F_d改写为“电动助力模式”的代码(步骤376)，转移到图5的步骤300(步骤378)。即，如果有氧运动的总运动量W达到期望的运动量，则转移到电动助力模式。

步骤366中计算出的功率S与只有踏力相比，更准确地反映了耗热量(在踏力虽大而转速R却小的情况下，耗热量不高；或者在踏力虽小而转速R却大的情况下，耗热量不低)。因此，可以通过基于功率的图7的踏力级别设定，来适当进行有氧运动。

此外，能够把握有氧运动的运动量，所以也可以用于利用在预定的公路上行驶时来进行有氧运动的情况。例如，即使在通勤、通学时等确定的公路上运动量少的情况下，也能够通过事先进行上述停止时的有氧运动，来弥补不足的部分。

单片微机14最好定期检查电池的余量。在电池余量少的情况下，单片微机14也可以经电路15用电机37靠踏力旋转时(步骤346等)产生的电机电动势对电池17进行充电。此外，在进行上述停止时的有氧运动的情况下，如果用电机电动势对电池17进行充电，则也能够节省充电的时间。此时，单片微机14根据来自转速传感器220的信号来判定脚踏的旋转方向，按照该旋转方向的不同造成的电机电动势的极性的不同，用未图示的继电器等来切换电池17及电机37间的连接方式。

其中，本实施例中使用的单片微机14的1个单位的数据及命令由16位构成，所以能够根据更大的数据量来更高速地执行比现有的电动助力自行车所用的8位微机更高级的处理功能。因此，在本实施例中，省略专用的PWM控制IC，用单片微机14来一并进行上述各步骤的电子处理，并且直接对电动机37进行步骤308、340的PWM控制。该PWM控制可以由单片微机14的未图示的存储器中存储的软件(包含固件)来实现。

这样，在本实施例中，通过使用处理能力高的16位微机，不用大地变更基本设计，用1个微机就完成了例如PWM控制等以往使用专用IC的所有控制。因此，能够在整体上减少元件个数、电路板面积，有助于小型化以及削减总成本。例如，16位微机虽然比8位微机贵，但是如果作为现有的8位微机的附加功能部件而算上PWM控制专用IC、进行电池余量监视等其他电子处理的IC及它们的外围部件，则反倒是8位微机成本更高。

此外，16位微机能够用软件来从容地实现各种处理，电路可以很简单。此外，将来也同样能灵活地进行功能升级，所以从这一点来看也能降低成本。再者，能够用软件来始终监视电动助力状态，所以在任何状态下都能够立即停止电动机37。

(转速传感器)

下面说明输出被输入到单片微机14中的转速信号的转速传感器。

图11示出了转速传感器的一构件——NS极化环形磁铁200。该环形磁铁200被做成在其中央具有开口205的大致平坦的环形。环形磁铁200由将其环按等角度划分的多个磁铁分区组成，在这些磁铁分区上，从其正面来看，面向N极侧的N极分区202、和面向S极侧的S极分区204交替地配置。在此情况下，如侧视图所示，最好对磁铁分区的N-S极进行取向，以便磁力线的方向大致垂直于环面，使得N极分区202的相反侧为S极，S极分区204的相反侧为N极。在图上的例子中，形成了12个磁铁分区，但是可以比它多，也可以比它少，可以按照被检测部的转速及要求的检测精度来任意适当变更。

其中，如果相对于环面存在磁场的垂直分量，则各磁铁分区的N-S极的取向的方法可以任意适当变更。例如，也可以将相邻的N极分区及S极分区作为一个磁铁的两极而沿圆周方向配置。在此情况下，N极分区202的相反侧也为N极，S极分区204的相反侧也为S极，但是在磁场的强度方面，认为图11的例子较好。

图12示出了作为转速的被检测部的齿轮210。齿轮210靠轴214传递的扭矩来旋转，在其一个表面上，形成了能够容纳环形磁铁200的尺寸及形状的环形槽208。在该环形槽208中容纳、用粘接剂等粘贴着环形磁铁200。此时，如图所示，最好环形磁铁200和齿轮210的表面平齐。由此，环形磁铁不从齿轮表面突出，能够将设置转速传感器造成的空间减少抑制到最小限度。

与齿轮210上设置的环形磁铁200相邻，配置了用于检测磁场的霍耳IC212。该霍耳IC是现有的磁场检测IC，内置了在与半导体内的电流流动的方向成直角而有磁场的情况下通过霍耳效应沿与电流及磁场成直角的方向产生与电流和磁场成正比的电阻值的元件，将该电阻值以数字信号来输出。霍耳IC 212的输出端被连接在单片微机14上。图12的转速传感器220如用透视图表示则如图13所示。

单片微机14用任意适当的方法分析来自霍耳IC 212的磁场检测信号(转速信号)来检测齿轮210的转速。这里，霍耳IC 212的检测位置上的环形磁铁200的磁场波形的一例如图14(a)所示。霍耳IC 212检测图14(a)所示的磁场并输出图14(b)所示的脉冲信号。图14(b)的脉冲信号在时间上对应于图14(a)的磁场波形的N极侧极大部分。在此情况下，只取出了正值(N极侧)，而删除了负值(S极侧)，但是也可以只采用负值、或采用正负两值。该脉冲信号串的周期(脉冲间时间)与环形磁铁200的转速成正比。因此，单片微机14能够检测来自霍耳IC 212的脉冲信号的时间间隔，立即求出环形磁铁200、及齿轮210的转速。

当然，如果能够检测出磁场，则也可以采用霍耳IC以外的磁场检测传感器，例如线圈等。在此情况下，磁场检测传感器的输出为图14(a)所示的模拟波形，在16位单片微机14上，例如还附加了检测磁场信号的过零点(磁场强度为零的点的时刻)、N极侧峰值、或S极侧峰值并求它们的时刻的功能。图14(a)所示的N极侧峰值222及S极侧峰值224分别示出了N极分区及S极分区的最大磁极通过磁场检测传感器的检测区域的时刻，所以能够根据各峰值的出现次数及其时刻来检测齿轮210旋转一次所需的时间T。这样，能够立即求出齿轮210的转速(2π/T)。当然，也可以不等待齿轮210旋转一次，而在旋转了规定角度时求齿轮的转速。

本实施例的转速传感器的NS极化环形磁铁200是平坦的环形，所以能够不增大体积、节省空间及轻型化。此外，构造非常简单，所以容易制作，因此也能够削减成本。

此外，多个磁铁分区被合并为一个平坦的环，所以非常容易组装到设备上。例如，如图12所示，只需在齿轮210的表面挖凿环形的槽，向那里嵌入并用粘接剂等固定环形磁铁。和将与极化相当的各个磁铁嵌入到齿轮中的作业相比，能够显著提高作业效率。在此基础上，如果将槽的深度和环形磁铁的高度对齐，则完全不突出到外部，有助于节省空间。

此外，通过减小各磁铁分区所占的角度范围，能够提高转速的时间分辨率。

转速传感器220可以安装在可反映电动助力自行车1的行驶速度的旋转的任意的被检测部上。作为该被检测部，动力链轮33上直接或经其他齿轮间接工作性连结的减速部35内的齿轮(未图示)能够在驱动单元13的外罩内容纳转速传感器220，所以最好。其中，在图7的处理中，不管电磁离合器接合还是分离，都必须始终检测曲轴4的转速，所以最好将曲轴4、链轮2、或副链轮30作为被检测部。

作为其他部位，例如有后轮动力传递机构10内配置的未图示的齿轮、动力链轮33、及前轮车轴的旋转部分等。单片微机14也可以具有将如上所述求出的被检测部的转速变换为电动助力自行车1的行驶速度的查找表。

(踏力检测机构)

用图15至图18来说明输出被输入到单片微机14中的应变计信号1、2的踏力检测机构。本实施例的踏力检测机构检测根据与踏力相应的单向离合器99的变形而变化的变形。

如图15所示，主链轮2经单向离合器99被驱动轴4轴支承。该单向离合器99如图16所示，包括挡块部100及齿部112。

在挡块部100上，3个棘轮挡块102沿圆周方向按等角度配置在其第2接合面110上。该棘轮挡块102由刚体做成，可沿第2接合面110的大致径向绕轴转动。棘轮挡块102由挡块提升弹簧104来施力，使得在力未作用到棘轮挡块102上时，其长度方向与第2接合面110形成规定的角度(图17的平衡方向160)。如图17所示，在棘轮挡块102从平衡方向160向上升方向a或下降方向b偏倚时，棘轮挡块提升弹簧104向棘轮挡块102施加微小的弹力，使得该偏倚返回到平衡方向160。

此外，在挡块部100的中央部，形成了用于容纳驱动轴4的挡块部通孔106，该挡块部通孔106也贯通从挡块部100的背面101突出的圆筒部103。在背面101，在圆筒部103的外周形成圆形槽155(图15)，在该圆形槽155中，旋转自如地嵌入了许多钢球152。由此，在背面101，形成了支承轴向的载荷兼支承滑动轴用的轴承。

碟形弹簧124使圆筒部103通过其中心孔127而靠接挡块部100的背面101。此时，碟形弹簧124沿用弹力对抗来自挡块部100的压力的方向经钢球152即支承载荷轴承可滑动地接触背面101。在碟形弹簧124的表面，在以180度的位置关系对置的2处，设置了变形计126。这些变形计126经导线128电连接在单片微机14上。更好的是，也可以将3个以上的变形计设置在碟形弹簧124上。此时，最好将多个变形计设置在碟形弹簧124的表面上分别旋转对称的位置上。

碟形弹簧124被容纳在碗状的支持器130的内底部132。在支持器130上，形成了用于使驱动轴4贯通的支持孔133及从后面突出的支持圆筒部134。在支持圆筒部134的外周表面上，刻有螺纹，通过将其与支承部145的螺纹内壁螺纹配合，而将支持器固定在车体上。在该支持圆筒部134的内壁上，配合了应对轴向及径向的两个载荷的轴承138(参照图15)，轴承138由驱动轴4上形成的止动斜面144止动。同样，在驱动轴4的相反侧也安装了轴承139(参照图9(b))，所以驱动轴4相对于车体旋转自如。

在挡块部通孔106的内壁上，在4处形成了沿轴向5延伸的第1旋转防止槽108。在与挡块部通孔106的内壁滑接的驱动轴4的外壁部分，也在4处与第1旋转防止槽108对面而形成了沿轴向5延伸的第2旋转防止槽140。如图18(a)所示，第1旋转防止槽108及与其对面的第2旋转防止槽140形成沿轴向延伸的圆柱槽，在各个圆柱槽中，容纳了许多钢球150来填充它。由此，挡块部100能够沿轴向5摩擦阻力最小地移动，并且防止了相对于驱动轴4的旋转。这是一种滚珠花键，但是可以将其他形式的滚珠花键、例如环形转动的滚珠花键等用作这种可滑动的旋转防止部件。

此外，作为将挡块部100安装到驱动轴4上的方法，也可以采用图18(a)的滚珠花键以外的手段。例如，如图18(b)所示，也可以将下述所谓的键花键(key-spline)形式用作旋转防止部件：将沿轴向延伸的突起部140a设在驱动轴4上，将容纳该突起部140a的第3旋转防止槽108a形成在挡块部100上。其中，在图18(b)中，也可以将突起部140a设在挡块部100侧，将第3旋转防止槽108a设在驱动轴4侧。再者，如图18(c)所示，也可以将下述所谓的键槽形式用作旋转防止部件：将沿轴向延伸的第4旋转防止槽108b及与其对面的第5旋转防止槽140b分别设在挡块部100及驱动轴4上，在这些槽形成的长方体状槽中容纳键板。

在齿部112的第1接合面121上，形成了用于与棘轮挡块102接合的多个棘轮齿114。棘轮齿114由沿齿部的圆周方向交错地周期性地形成的相对于第1接合面121更陡的斜面118、和更缓的斜面116构成。

齿部112经轴环111被驱动轴4可滑接地轴支承，使得其第1接合面121与挡块部100的第2接合面110对面。此时，棘轮挡块102和棘轮齿112接合(图17)。即，驱动轴4只经棘轮挡块102和棘轮齿112之间的接合部分与齿部112工作性地连结。在经轴环111通过齿部孔120的驱动轴4的端部142，嵌合着垫圈122，以不使齿部112偏移到轴向外侧(图15)。在齿部112上，经销123(图15)安装着主链轮2以便使其不动，进而，在驱动轴4的前端上安装着脚踏轴146。这样，完成连结驱动轴4和主链轮2的棘轮装置，以便只将车体前进方向的脚踏踏力产生的旋转传递给主链轮2。

最好，偏置弹簧136位于驱动轴4的止动斜面144、和挡块部100的背面101之间较好。该偏置弹簧136在脚踏踏力在规定值以下的情况下(例如在事实上接近零的情况下)，使挡块部100沿轴向偏倚，以便在背面101容纳的钢球152和碟形弹簧124之间产生间隙。

接着，说明本踏力检测机构的作用。

驾驶者向脚踏8R、8L(图3)施加脚踏踏力，使驱动轴4沿车体前进方向旋转后，该旋转力被传递给不能旋转、而能滑动地轴支承在驱动轴4上的挡块部100。此时，如图17所示，棘轮挡块102由挡块部100施加了与脚踏踏力对应的力Fd，所以其前端部靠接齿部112的棘轮齿的更陡的斜面118，要将该力传递给棘轮齿。棘轮齿部112被连结在主链轮2上，所以棘轮挡块102的前端部从更陡的斜面118接受用于驱动的负载产生的力Fp。从其两端部被施加了相互反向的力Fp及Fd的棘轮挡块102沿a方向旋转而上升。此时挡块部100由于棘轮挡块102的上升而向轴向内侧移动，按压位于挡块部100和支持器130之间的碟形弹簧124。碟形弹簧124对抗它而将弹力Fr作用到挡块部100。该力Fr、和反映了使挡块部100沿轴向移动的脚踏弹力的力在短时间内平衡。这样，碟形弹簧124的应力变形、挡块部100和齿部112之间的间隙、棘轮挡块102相对于第2接合面110的角度，挡块部100相对于车体车架的位置及碟形弹簧124按压的压力等为反映脚踏弹力的物理量。因此，通过检测它们中的至少1个，能够估计踏力T。

在本实施例中，作为一例，检测碟形弹簧124的应力变形。单片微机14至少将来自碟形弹簧124上所设的2个变形计126的信号相加(包含平均)。通过这样对多处应力变形量进行平均来进行计测，即使是相同的踏力也能将输出变化取得很大而且够平滑噪声分量，所以能够改善SN比，进一步提高踏力估计精度。变形计的个数越增加，则该效果越大。

此外，在脚踏踏力在规定值以下等情况下，偏置弹簧136在挡块部100的背面101和碟形弹簧124之间产生间隙，所以钢球152频繁碰撞碟形弹簧124的情况减少。由此，应变计信号的噪声分量减轻，能够提高踏力检测及电动助力控制的稳定性。

接着，单片微机14至少根据计算出的踏力T来计算应施加的助力用的辅助动力T_e，计算、输出指示电动机37以该辅助动力进行旋转驱动的控制信号。最好，单片微机14将转速传感器220检测出的转速信号变换为车速，根据踏力T及车速这两者来决定适当的辅助动力T_e，控制电动机37产生该辅助动力T_e。

本实施例的踏力检测机构有以下所述的更优良的效果。

①用一个机构实现了棘轮装置和踏力检测机构，所以削减了部件个数，能够实现小型、轻型化及低成本。

②检测踏力的部分采用将载荷单元和载荷检测传感器一体化了的碟形弹簧，用1个单元实现了2个功能，所以除了上述效果以外，还能够实现小型、轻型化及低成本。

③如上述项目①及②所示，以更高的水平实现了踏力检测机构的小型、轻型化及简化，所以即使是普通自行车也能安装踏力检测机构的可能性进一步扩展了。

④根据上述项目①及②所示的理由，能够实现与现有机构相比载重的传递损耗减少、控制的响应性好的助力感觉。

⑤根据上述项目①及②所示的理由，与现有机构(使用螺旋弹簧)相比，没有了对脚踏的无用运动(在传感器检测到之前)，踏下脚踏时的感觉，现有机构是在踏下时有弹力感，而在本实施例中，与普通自行车的感觉相同。

(操作开关)

图20示出本发明一实施例的具有瞬时功能的杠杆式操作开关60的示意图。该操作开关60可以安装在驾驶者操作性良好的部位、例如电动助力自行车1的车把16等上。如图20所示，操作开关60包括主体部分61、和从该主体部分突出的开关杠杆64。该杠杆64在初始状态时处于中性(Neural)状态，以该中性状态为中心，能够分别操作到用于接通电源的接通状态及用于切断电源的切断状态。即使暂时将杠杆64掰到接通状态及切断状态，手松开后，该操作开关60必定返回到中性状态。当然，即使在该中性状态下，也继续暂时指示了的接通或切断电源的状态。即，接通电源时的开关杠杆动作为中性状态-＞接通状态-＞中性状态，切断电源时的开关杠杆动作为中性状态-＞切断状态-＞中性状态。

根据该操作开关60，在上述自动切断功能起作用、电源切断了的情况下再次接通电源时，无需将杠杆64返回到切断状态，而用与开始接通电源时同样的过程，将返回到中性状态的杠杆64掰到接通状态，手松开即可。此外，即使通过自动切断而切断了电源，开关也返回到中性状态，所以在接通状态下不会由于自动切断而未接通电源，驾驶者不会误解为故障。

这里，开关60的操作位置也可以在接通状态、中性状态、切断状态这3个位置以外。例如，也可以将接通状态及切断状态设在共同的位置上，或者添加降低助力比率来节约电池的节能模式等的位置。再者，也可以像图2的开关256那样，用作切换有氧运动模式及电动助力模式中的某一个的开关。

接着，图21示出本发明另一实施例的按钮式操作开关60a的示意图(主视图及侧视图)。如图21所示，操作开关60a包括从主体部分突出的接通按钮65和切断按钮66。接通按钮65及切断按钮66只在用手指按压时(如侧视图的虚线所示)才被按下到主体部分，由此能够分别指示接通及切断电源。手指松开后，接通按钮65及切断按钮66(如侧视图的实线所示)立即返回到原来的位置。图21的按钮式操作开关60a画出了中性状态作为未按压接通按钮65及切断按钮66中其中一个的状态。当然，即使在该中性状态下，也继续暂时指示了的接通或切断电源的状态。

根据图21的实施例，接通电源时的开关动作为中性状态-＞按下接通按钮65-＞中性状态(手指松开)，切断电源时的开关动作为中性状态-＞按下切断按钮66-＞中性状态(手指松开)。即，根据该操作开关60a，在上述自动切断功能起作用、电源切断了的情况下再次接通电源时，只需用与开始接通电源时同样的过程，仅仅按压接通按钮65即可。此外，即使通过自动切断而切断了电源，开关也处于中性状态，所以在接通状态下不会由于自动切断而未接通电源，驾驶者不会误解为故障。

开关60a也与开关60a同样，可以有接通按钮及切断按钮这2个按钮以外的方式。

(单元安装托架)

为了将驱动单元13安装到车体车架3上，在本发明的实施例中，采用单元安装托架。

图22所示的单元安装托架70由底部板71、和以底部板71的对置的1组侧边81R、81L为基端大致垂直地沿同一方向延伸的一对侧部板72R、72L形成。一对侧部板72R、72L分别包括驱动轴4(参照图14)可通过的侧部孔84R、84L。

底部板71具有由1组侧边81R、81L划定了横向的两个边缘的主要板分区71a、和从与该侧边不同的该主要板分区的前边81F延长的延长分区73。主要板分区71a由侧边81R、81L、前边81F及后边81B划定了全周，被做成大致矩形。延长分区73被做成锥形，使得随着远离主要板分区71a而在途中以前宽度逐渐变窄，其后被做成同一宽度。主要板分区71a及延长分区73分别包括用于使驱动单元13的安装螺栓通过的安装孔74、75。此外，在主要板分区71a上，也可以形成开口78R、78L，用于使驱动单元13的未图示的突起部分通过，并将驱动单元13固定得不动。

此外，在主要板分区71a上，形成从该底部板的一个表面(在图上的例子中为侧部板延伸的一侧)隆起、在其相反侧的表面凹陷的肋76。肋76呈直线状延伸，基本上在底部板71的整个宽度上延伸于一对侧部板72R、72L间。肋76的长度方向的延长轴线最好与一对侧部板72R、72L大致垂直地交叉。

再者，底部板71在后边81B上还有与该底部板71伸张的平面大致垂直地弯曲的弯曲分区79。此外，还有从一对侧部板72R、72L和底部板71交叉的区域向托架内侧横跨两个板凹陷的一对凹陷分区77R、77L。

肋76、弯曲分区79及一对凹陷分区77R、77L大幅度强化了单元安装托架70，以便不会由于安装的驱动单元13产生电动力时的反作用而使底部板71、及底部板及侧部板间的连接部分容易弯曲或者变形。

一对侧部板72R、72L分别包括外周一部分被做成圆形的部分圆形分区72C、和连续连接该圆形分区和底部板71的直立分区72M。在圆形分区72C的中央，分别形成了侧部孔84R、84L。

在一对侧部板上，形成了用于安装分离的部件的多个狭长孔80a、80b、80c、80d。为了提高安装时的简便性，如图所示，也可以在这些狭长孔上设有切口部分。分离的部件例如有主链轮2、链条12的盖等。

接着，用图23来说明用上述单元安装托架70安装驱动单元13的方法。

图23(a)示出了在将驱动轴4实际安装到车体上之前在支承部145上配置了单元安装托架70的状态。支承部145(参照图4(b))位于车体车架3的下部，具有用于容纳驱动轴4的轴孔90，可以在该轴孔90上经轴承(后述图4(b)的轴承138、139)来轴支承驱动轴4。

首先，如图23(a)所示，在用一对侧部板72R、72L夹着支承部145的状态下，将轴孔90和侧部孔84L、84R对齐。

接着，如图23(b)所示，使驱动轴4贯通轴孔90及侧部孔84L、84R，在其左右两端部(准确地说是图10的脚踏轴146)上经曲柄6L、6R分别安装了脚踏8L、8R。此时，一对侧部板72R、72L从左右两端部被夹紧，所以被固定在支承部145上。实际上，最初预先以不完全固定的状态(半固定)夹紧，即，使得只在施加力时才能够顺时针及逆时针(图上的M方向)旋转单元安装托架70。然后，为了容易安装螺栓，使延长部73在比最终安装位置沿逆时针方向倾斜几十度的状态下静止。

接着，使螺栓85通过底部板71的安装孔74、75，与驱动单元13的未图示的对应的螺纹孔螺纹配合而完全安装。然后，使单元安装托架70及其上安装的驱动单元13顺时针旋转到图23(b)所示的实际安装位置。

接着，从左右两端部完全夹紧固定一对侧部板72R、72L。最好，固定连接经条带86固定在车体车架3上的安装器具87和车架驱动单元13的突起部88。这样，通过在另一位置上再至少设1个固定部位，能够更坚固地固定驱动单元13。

如上所述，本实施例的单元安装托架不用重新加工普通自行车的车架，就能够容易地安装驱动单元13。但是，一旦安装完后，在图23(b)所示的螺栓85的头的上方存在车架3，所以不能松开螺栓85来拆下驱动单元13。此外，用普通工具不能松开托架70的夹紧，因此，不能容易地拆下驱动单元来改造车体。

此外，在本实施例中，托架70绕侧部孔84旋转，所以不调整安装位置，而自动地确定了准确的单元安装位置。这在上述双链方式的合力机构中定位严格的情况下，用本托架70来进行安装特别有效。

再者，本实施例的托架70能够灵活应对各种车架来安装驱动单元70。这里，图24(a)示出在使驱动单元13直立的状态下进行安装的例子。在图24(a)中，在铅直延伸的车架上固定了突起部88。

图24(b)示出了另一安装方式。在本例中，在车把轴上连结的上下车架间用托架70进行安装来配置驱动单元13，在鞍座的支持架上经条带86等夹具来固定连结安装器具87和车架驱动单元13的突起部88。然后，用外罩91来覆盖整个上下车架间及鞍座支持架下部，以改善外观及保护机械类。此时，也可以在外罩91上设孔92，使得驱动单元13从该孔突出一部分，由此，能够将驱动单元13本身作为用于改善外观的重点。

以上是本发明的实施例，本发明并不仅限于上述例子，在本发明的主旨的范围内可以任意适当变更。

例如，在图1的提供电动助力自行车的系统中，作为接受订货方，分别说明了自行车店、部件店、组装/配送店，但是也可以将兼营它们中的至少任意2个以上的店选择为接受订货方。此外，也可以将组装及配送店作为分别的接受订货方。电动助力构成部件也例如可以将踏力显示计等未图示的东西作为对象。

对扭矩检测机构，将单向离合器99的挡块及齿中的哪一个安装在链轮上，将另一个安装在驱动轴上，可以任意适当变更。例如也可以将挡块部100安装在链轮侧，将齿部112可滑动而不能旋转地安装在驱动轴4上，用齿部112来按下碟形弹簧124。

此外，在上述例子中，将碟形弹簧的应力变形作为与踏力关联的物理量来检测，但是本发明不限于此，可以检测根据与单向离合器99的踏力相应的变形来变化的任意物理量。例如，可以将棘轮挡块的斜率、棘轮挡块部及棘轮齿部的相对间隔、棘轮挡块部及棘轮齿部中的某一个相对于车体的位置、以及按压碟形弹簧的压力等选择为反映踏力的物理量。

再者，对抗单向离合器99的变形而配置的弹性体也可以任意适当变更种类及其形状。除了碟形弹簧或螺旋弹簧以外，例如也可以采用橡胶弹性体等。此外，作为检测应力变形的手段，以变形计为例，但是只要能够检测与应力变形关联的物理量，则并不限于此。

Claims (43)

1、一种提供电动助力自行车的服务器系统，能够经通信网来在线购买或租赁通过在具有踏力行驶功能的自行车本体上组装电动助力构成部件而构成的电动助力自行车，其中，

作为上述电动助力构成部件，至少准备有：

踏力检测部件，能够检测踏力；

驱动单元，能够根据控制程序来输出基于检测出的踏力的电动力；

合力部件，将输出的电动力合力在踏力上；以及

电池，用于上述驱动单元；再者，对上述电动助力构成部件中的至少1个准备有多种方式；

上述提供电动助力自行车的服务器系统包含：

控制部件；

通信部件，能够经通信网与用户终端相连；

第1搜索部件，搜索绘制上述自行车本体的自行车信息；以及

第2搜索部件，搜索绘制上述电动助力构成部件的电动助力信息；

上述控制部件包含：

第1显示功能，将上述自行车信息中的至少一部分显示在上述用户终端上；

第2显示功能，以使用户能够选择具有多种方式的电动助力构成部件的状态，将上述电动助力信息中的至少一部分显示在用户终端上；以及

设计功能，在由用户终端选择决定了具有多种方式的电动助力构成部件中的某一种方式后，创建用于将包含选择出的方式的电动助力构成部件的电动助力构成部件组装到自行车本体上的设计信息。

2、如权利要求1所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述自行车本体包含：单向离合器部件，连结驱动轴和链轮，以便只将上述驱动轴的基本上单向的旋转传递给上述链轮；

上述踏力检测部件检测根据上述单向离合器部件的与脚踏踏力相应的变形而变化的物理量。

3、如权利要求2所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述单向离合器部件包含：

2个踏力传递部件，沿上述驱动轴的轴向相邻设置，只在上述单向旋转时才相互止动，增加其部件间隔；和

弹性部件，被配置得对抗上述2个踏力传递部件的间隔的增加；

上述踏力检测部件包含检测上述弹性部件变形的变形传感器。

4、如权利要求1至3中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

准备有多种上述自行车本体；

上述第1显示功能以使用户能够选择多种自行车本体的方式，将上述自行车信息显示在上述用户终端上；

在由用户终端选择出自行车本体的种类的情况下，上述设计功能创建用于将电动助力构成部件组装到选择出的种类的自行车本体上的设计信息。

5、如权利要求1至4中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

还包含：第3搜索部件，搜索上述自行车本体、上述电动助力构成部件、及组装的分别的接受订货方信息；和

用户信息取得部件，从用户终端取得用户信息；

经通信网向各个对应的接受订货方订购用户选择出的上述自行车本体及上述电动助力构成部件；

经通信网向各个接受订货方发送组装方的信息；

向上述组装方发送上述设计信息和取得的用户信息。

6、如权利要求1至5中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述自行车信息至少包含自行车本体的图像信息、及与各车架的尺寸、位置有关的信息，上述第1显示功能将上述自行车本体的图像信息或其压缩图像显示在用户终端上；

上述电动助力信息至少包含电动助力构成部件的图像信息、及与上述电动助力构成部件的形状、尺寸有关的信息，上述第2显示功能将上述电动助力构成部件的图像信息或其压缩图像显示在用户终端上。

7、如权利要求1至6中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，对上述电动助力构成部件中的至少1个准备的多种方式是该电动助力构成部件的种类及安装位置中的至少某一个。

8、如权利要求7所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述第2显示功能用图像来显示上述电动助力构成部件的上述种类。

9、如权利要求8所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述第2显示功能以将由用户终端选择出的种类的电动助力自行车的图像实际组装到上述自行车本体的图像上的状态用图像显示在用户终端上。

10、如权利要求7至9中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

用户终端包括鼠标；

上述第2显示功能通过根据鼠标拖动来移动显示所显示的电动助力构成部件中通过点击鼠标而选择出的构成部件，能够选择该电动助力构成部件的安装位置。

11、如权利要求1至10中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述设计功能在通知了已由用户终端决定了具有多种方式的电动助力构成部件的某一个方式后，对上述设计信息进行指示。

12、如权利要求1至11中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述控制部件的设计功能还具有：

判断功能，根据上述自行车信息及上述电动助力信息来判断能否在上述自行车本体上组装由用户终端选择出的方式的电动助力构成部件；和

通知功能，在用上述判断功能判断为不能在自行车本体上组装电动助力构成部件的情况下，将该意思通知给用户终端。

13、如权利要求1至12中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

在用户终端上选择出的电动助力构成部件需要未选择的其他电动助力构成部件的情况下，上述控制部件的设计功能创建设计信息以便指示组装所需的该其他电动助力构成部件。

14、如权利要求1至13中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，准备有多种方式的驱动单元，各个方式至少控制程序分别不同。

15、如权利要求14所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

作为不同的多个控制程序，准备有：

与车体速度有关的助力比率变化的多个电动助力控制程序、

能够进行有氧运动的有氧运动控制程序、

能够进行肌肉运动的肌肉运动控制程序、以及

用于只用电动力来行驶的控制程序中的至少某一种。

16、如权利要求15所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，用上述有氧运动控制程序或上述肌肉运动控制程序控制的驱动单元至少能够根据上述踏力检测部件检测出的踏力来选择电动力及负载力中的某一个以便达到能够进行有氧运动或肌肉运动的踏力级别，经上述合力部件附加到踏力上。

17、如权利要求16所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述驱动单元具有：

电动机；和

电磁离合器，位于上述电动机和上述合力部件之间；

上述负载力作为在上述电动机未被供给电源的状态下用上述电磁离合器连接上述电动机和上述合力部件而产生的该电动机的旋转阻力来提供。

18、如权利要求17所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述电池能够选择在上述电动机未被供给电力的状态下由与上述负载力对抗的踏力来旋转时产生的电动势来充电的方式。

19、如权利要求1至18中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

作为上述电动助力构成部件，还

准备有人体参数测定部件；

上述驱动单元至少根据上述人体参数测定部件测定出的人体参数来设定踏力级别，执行使检测出的踏力达到该踏力级别的控制。

20、如权利要求19所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

准备有多种上述人体参数；

上述控制部件的第2显示功能在用户终端上显示多种人体参数中的1种或一种以上以供选择；

上述设计功能至少创建将测定选择出的人体参数的人体参数测定部件、和可根据选择出的人体参数来执行控制的驱动单元组装到自行车本体上的设计信息。

21、如权利要求19或20所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，在上述人体参数中包含心率及血压中的至少一个。

22、如权利要求1至21中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，还包含：

体力/健康信息取得部件，经通信网取得用户的体力/健康信息；

程序选择部件，根据取得的体力/健康信息来选择最适合用户的控制程序或该控制程序的参数；以及

程序发送部件，将上述程序选择部件选择出的控制程序或该控制程序的参数经通信网发送到用户终端。

23、如权利要求22所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述用户终端能够将作为电动助力构成部件而准备的、接收到的上述控制程序或该控制程序的参数下载到用户的电动助力自行车的驱动单元。

24、如权利要求23所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述用户终端及人体参数测定部件作为电动助力构成部件而被准备；

上述用户终端取得上述人体参数测定部件测定出的人体参数作为上述用户的体力/健康信息。

25、如权利要求1至24中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

还包含：

体力/健康信息取得部件，经通信网取得用户的体力/健康信息；和

程序选择部件，根据取得的体力/健康信息来选择最适合用户的控制程序或该控制程序的参数；

上述控制部件的设计功能创建将选择出的控制程序或该控制程序的参数下载到驱动单元的指示。

26、如权利要求1至25中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述控制部件还包含：

ID输入功能，在用户终端上选择出需要取得认定的电动助力构成部件的情况下，在该用户终端上显示请求输入表示认定ID的信息的输入画面；

只在输入的ID有效时才对上述设计信息进行指示。

27、如权利要求1至26中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述驱动单元经单元安装托架安装到上述自行车本体上。

28、如权利要求27所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述自行车本体包含用踏力来旋转的驱动轴及轴支承该驱动轴的支承部；

上述单元安装托架具有一对侧部板、和连结在该一对侧部板上的底部板；

上述单元安装托架以上述驱动轴贯通上述一对侧部板并且上述支承部被夹持在该一对侧部板之间的状态被固定在该支承部上，在上述底部板上安装上述驱动单元，从而将该驱动单元固定到车体上。

29、如权利要求28所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述控制部件的设计功能按照选择出的驱动单元的方式及自行车本体，来创建指示上述单元安装托架的安装方式及配置的设计信息。

30、如权利要求1至26中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述自行车本体具有用于将踏力传递给驱动轮的可旋转的主链轮；

上述合力部件包含：

副链轮，可与上述主链轮一起同轴旋转；

动力链轮，由上述驱动单元旋转；以及

辅助链条，被张设在上述副链轮及上述动力链轮之间。

31、如权利要求30所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述第2显示功能按照上述驱动单元的安装位置，以上述辅助链条被张设在上述驱动单元的动力链轮上的状态来进行显示。

32、如权利要求30或31所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述控制部件的设计功能按照选择出的驱动单元的方式及自行车本体，来决定上述辅助链条的长度，创建指示的设计信息。

33、如权利要求1至32中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

上述电池经电池托架安装在上述自行车本体的车架上；

上述电池托架包含：

托架部，能够装卸自如地容纳上述电池，用销来止动所容纳的电池；和

托架止动件，与上述托架部连结，以便夹持车体车架。

34、如权利要求33中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，在由用户终端选择了上述电池的位置时，上述控制部件的设计功能创建指示上述电池托架被安装到的车架及该车架上的安装位置的设计信息。

35、如权利要求1至34中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

作为上述电动助力构成部件，还准备有检测车体的速度的速度传感器；

该速度传感器包含：

环形磁铁，可安装得与上述被检测部大致同心地旋转，该环形磁铁包括大致平坦的表面，在该表面上，形成多个磁铁分区，以便在该表面上产生沿圆周方向以一定角度周期在空间上变化的磁场；

磁场检测部件，在与上述环形磁铁的表面相邻的固定位置上检测磁场；以及

信号处理部件，根据上述磁场检测部件检测出的磁场信号，来检测上述被检测部的转速或与其关联的物理量。

36、如权利要求35所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述被检测部是上述驱动单元内的旋转部分。

37、如权利要求1至36中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

作为上述电动助力构成部件，还准备有用于操作性地开关指示上述驱动单元的工作的操作开关；

上述操作开关在初始状态下处于不是接通状态及切断状态中的任一个状态的中性状态，在操作到该接通状态及切断状态中的任一个状态后返回到上述中性状态。

38、如权利要求1至37中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，

作为上述电动助力构成部件，还准备有覆盖由上述自行车本体的车架划定的区域的外罩；

上述控制部件的第2显示功能还进行显示，使得能够由用户终端来指示应由外罩覆盖的区域；

上述设计功能还创建用于组装适合覆盖由用户终端指示的区域的外罩的设计信息。

39、如权利要求38所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述设计功能至少根据与上述自行车本体的车架及其他电动助力构成部件的位置关系来设计适合覆盖由用户终端指示的闭区域的外罩的形状及尺寸。

40、如权利要求38或39所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述控制部件的第2显示功能显示得能够选择上述外罩的颜色、透明度、以及装饰的种类中的至少一种。

41、如权利要求1至40中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其特征在于，上述通信网是互联网、内联网及局域网中的某一个。

42、如权利要求1至41中任一项所述的提供电动助力自行车的服务器系统，其中，上述用户终端是个人计算机、携带电话及PHS中的其中一个。

43、一种提供电动助力自行车的服务器系统，能够经通信网来在线购买或租赁通过在具有踏力行驶功能的自行车本体上组装电动助力构成部件而构成的电动助力自行车，其中，

准备有多种上述自行车本体；

作为上述电动助力构成部件，至少准备有

踏力检测部件，能够检测踏力；

驱动单元，能够根据控制程序来输出基于检测出的踏力的电动力；

合力部件，将输出的电动力合力在踏力上；以及

电池，用于上述驱动单元；

上述提供电动助力自行车的服务器系统包含：

控制部件；

通信部件，能够经通信网与用户终端相连；

第1搜索部件，搜索绘制上述自行车本体的自行车信息；以及

第2搜索部件，搜索绘制上述电动助力构成部件的电动助力信息；

上述控制部件包含：

第1显示功能，以使用户能够选择多种自行车本体的方式，将上述自行车信息中的至少一部分显示在上述用户终端上；

第2显示功能，将上述电动助力信息中的至少一部分显示在用户终端上；以及

设计功能，在由用户终端选择了自行车本体的种类的情况下，创建用于将电动助力构成部件组装到选择出的种类的自行车本体上的设计信息。

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