DE102014112655A1

DE102014112655A1 - Fahrradsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014112655A1
Application number: DE102014112655.6A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro TSUCHIZAWA
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2034-09-04
Also published as: CN104417707A; CN104417707B; JP2015048056A; TW201509744A; JP5607225B1; TWI573727B; DE102014112655B4

Abstract

Eine Fahrradsteuerungsvorrichtung umfasst einen Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft, einen Geschwindigkeitserfassungsabschnitt und einen Steuerungsabschnitt. Der Steuerungsabschnitt legt den Referenzwert für die manuelle Antriebskraft, basierend auf der Fahrgeschwindigkeit, die von dem Geschwindigkeitserfassungsabschnitt erfasst wird, fest und wenn gemessen wird, dass die manuelle Antriebskraft, die von dem Abschnitt zur Erfassung der manuelle Antriebskraft erfasst wird größer oder gleich dem Referenzwert für die manuellen Antriebskraft ist, veranlasst der Steuerungsabschnitt den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor die Fahrunterstützung auszuführen. Außerdem, wenn erfasst wird, dass die Fahrgeschwindigkeit kleiner als ein Referenzwert für die Geschwindigkeit, der im Voraus festgelegt wird, ist, legt der Steuerungsabschnitt den Referenzwert für die manuelle Antriebskraft auf einen ersten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft fest; wenn gemessen wird, dass die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem Referenzwert für die Geschwindigkeit ist, legt der Steuerungsabschnitt den Referenzwert für die manuelle Antriebskraft auf einen zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft fest, der kleiner ist als der erste Referenzwert für die manuelle Antriebskraft.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrradsteuerungsvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren werden elektrisch unterstützte Fahrräder, die das Fahren zusätzlich zur manuellen Antriebskraft mit einem elektrischen Antriebsunterstützungsmotor unterstützen immer beliebter (zum Beispiel, Patentdokument 1). Dieses elektrisch unterstützte Fahrrad hat eine Fahrradsteuerungsvorrichtung und diese Fahrradsteuerungsvorrichtung ermittelt die angelegte Kraft für die Fahrunterstützung abhängig von der manuellen Antriebskraft, wie zum Beispiel das Drehmoment auf einer Kurbelwelle.
Dokument zum Stand der Technik
Patentdokument

[Patentdokument 1] Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2001-10581

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
ZU LÖSENDE AUFGABE DER ERFINDUNG
In dem oben beschriebenen elektrisch unterstützten Fahrrad veranlasst die Fahrradsteuerungsvorrichtung den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor die Fahrunterstützung ausführen, sobald die manuelle Antriebskraft größer oder kleiner als ein Referenzwert für die manuelle Antriebskraft wird, der im Voraus festgelegt wird. Wenn allerdings der Referenzwert für die manuelle Antriebskraft zu niedrig festgelegt ist, tritt ein Problem auf, bei dem das Fahrrad plötzlich am Beginn der Fahrt startet. Wenn der Referenzwert für die manuelle Antriebskraft zu hoch festleget ist um dies zu vermeiden, wird die Fahrunterstützung ewig brauchen zu starten während man das Fahrrad fährt, was das Problem der schlechten Fahrqualität erschafft.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Fahrradsteuerungsvorrichtung, die die Fahrunterstützung angemessen betreibt.
METHODEN DAS PROBLEM ZU LÖSEN
Entsprechend eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fahrradsteuerungsvorrichtung, die ein Fahrrad steuert einen elektrischen Antriebsunterstützungsmotor, einen Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft, einen Geschwindigkeitserfassungsabschnitt und einen Steuerungsabschnitt. Der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft erfasst die manuelle Antriebskraft. Der Geschwindigkeitserfassungsabschnitt erfasst die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads. Der Steuerungsabschnitt legt den Referenzwert für die manuelle Antriebskraft basierend auf der Fahrgeschwindigkeit, die von dem Geschwindigkeitsabschnitt erfasst wird, fest. Wenn erfasst wird, dass die manuelle Antriebskraft, die von dem Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft erfasst wird, größer oder gleich dem Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist, veranlasst der Steuerungsabschnitt den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor die Fahrunterstützung auszuführen. Ergänzend kommt hinzu, dass wenn ermittelt wird, dass die Fahrgeschwindigkeit kleiner als ein Referenzwert für die Geschwindigkeit, der im Voraus festgelegt wird, ist, der Steuerungsabschnitt den Referenzwert für die manuelle Antriebskraft auf einen ersten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft festlegt; Wenn erfasst wird, dass die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem Referenzwert für die Geschwindigkeit ist, legt der Steuerungsabschnitt den Referenzwert der manuelle Antriebskraft auf einen zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft fest, der kleiner als der erste Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist.
Mit dieser Konfiguration wird die Fahrunterstützung nicht ausgeführt, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der Referenzwert für die Geschwindigkeit wird, außer die manuelle Antriebskraft wird größer oder gleich dem ersten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft. Ergänzend kommt hinzu, dass wenn die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem Referenzwert für die Geschwindigkeit ist und die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft wird, der kleiner als der erste Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist, die Fahrunterstützung ausgeführt wird. Auf diese Weise wird die Fahrunterstützung nicht ausgeführt wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads kleiner ist als der Referenzwert für die Geschwindigkeit, außer die manuelle Antriebskraft wird größer oder gleich eines größeren Referenzwertes für die manuelle Antriebskraft, was den plötzlichen Start des Fahrrads am Beginn der Fahrt verhindern kann. Außerdem, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads größer oder gleich dem Referenzwert für die Geschwindigkeit ist, wird die Fahrunterstützung ausgeführt wenn die manuelle Antriebskraft größer oder gleich einem kleineren Referenzwert für die manuelle Antriebskraft wird, kann das Problem, dass die Fahrunterstützung ewig braucht bis sie ausgeführt wird behoben werden. Deshalb kann die Fahrradsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine angemessene Fahrunterstützung ausführen.
Bevorzugt umfasst die Fahrradsteuerungsvorrichtung einen ersten Rotationserfassungsabschnitt, der den Rotationszustand der Fahrradkurbel des Fahrrads erfasst. Wenn ermittelt wird, das die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist und sich die Kurbel, basierend auf dem Rotationszustand, erfasst von dem ersten Rotationserfassungsabschnitt, in die Vorwärtsrichtung dreht, führt der Steuerabschnitt die Fahrunterstützung aus. Mit dieser Einstellung wird die Fahrunterstützung unter geeigneteren Bedingungen ausgeführt.
Bevorzugt erfasst der erste Rotationserfassungsabschnitt zusätzlich den Rotationswinkel der Kurbel. Wenn ermittelt wird, dass die manuelle Antriebskraft größer oder gleich des Referenzwertes der manuellen Antriebskraft ist, die Kurbel sich in Vorwärtsrichtung dreht und die Kurbel mit einer Geschwindigkeit größer oder gleich eines Referenzwertes für den Rotationswinkel, der im Voraus basierend auf dem Rotationswinkel, erfasst durch den ersten Rotationserfassungsabschnitt, festgelegt wurde, führt der Steuerungsabschnitt die Fahrunterstützung des elektrischen Antriebsunterstützungsmotors aus. Mit dieser Konfiguration wird die Fahrunterstützung unter geeigneteren Bedingungen betrieben.
Bevorzugt wird im Falle einer ausgeführten Fahrunterstützung, wenn ermittelt wurde, dass die Kurbel sich in Rückwärtsrichtung, basierend auf dem Rotationszustand der von dem ersten Rotationserfassungsabschnitt erfasst wird, die Fahrunterstützung vom Steuerungsabschnitt gestoppt. Mit dieser Konfiguration kann die Fahrunterstützung apprupt beendet werden, wenn die Fahrunterstützung nicht nötig ist.
Bevorzugt ist die Fahrradsteuerungsvorrichtung außerdem mit einem zweiten Rotationserfassungsabschnitt ausgestattet, welcher die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbel erfasst. Im Falle, dass die Fahrunterstützung ausgeführt wird, beendet der Steuerungsabschnitt die Fahrunterstützung, sobald ermittelt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit kleiner oder gleich eines Referenzwertes für die Rotationsgeschwindigkeit ist, der im Voraus, basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit, welche von dem zweiten Rotationserfassungsabschnitt erfasst wird, festgelegt wird.
Der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft kann das Drehmoment, das auf die Kurbelwelle des Fahrrads wirkt als die manuelle Antriebskraft oder das Drehmoment welches auf den Kurbelarm des Fahrrads wirkt als die manuelle Antriebskraft erfassen.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann eine Fahrradsteuerungsvorrichtung bereit gestellt werden, die eine geeignete Fahrunterstützung ausführt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads an dem eine Fahrradsteuerungsvorrichtung angebracht ist.
2 ist ein Blockdiagramm einer Fahrradsteuerungsvorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform.
3 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Fahrradsteuerungsvorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform erklärt, wenn die Fahrunterstützung ausgeführt wird.
4 ist ein Blockdiagramm einer Fahrradsteuerungsvorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform.
5 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Fahrradsteuerungsvorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform erklärt, wenn die Fahrunterstützung ausgeführt wird.
6 ist ein Flussdiagramm, welches einen weiteren Betrieb der Fahrradsteuerungsvorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform erklärt, wenn die Fahrunterstützung ausgeführt wird.
7 ist ein Blockdiagramm einer Fahrradsteuerungsvorrichtung entsprechend einem veränderten Beispiel 1.
8 ist ein Blockdiagramm einer Fahrradsteuerungsvorrichtung entsprechend einem veränderten Beispiel 2.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nachstehend wird jede Ausführungsform einer Fahrradsteuerungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads 101, an dem eine Fahrradsteuerungsvorrichtung angebracht ist. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Fahrrad 101, an das entsprechend der ersten Ausführungsform eine Fahrradsteuerungsvorrichtung angebracht wurde, einen Rahmen 102, einen Lenker 104, einen Antriebsabschnitt 105, ein Vorderrad 106 und ein Hinterrad 107.
Der Antriebsabschnitt 105 umfasst eine Kette 110, eine Kurbel 112, an der Pedale 111 angebracht sind, einen Unterstützungsmechanismus 115 und eine wieder aufladbare Batterie 113, die abnehmbar ist und als Spannungsquelle für den Unterstützungsmechanismus 115 dient; sie sind jeweils auf einem Rahmen 102 befestigt. Die Kurbel 112 beinhaltet eine Kurbelwelle 112a und ein Paar Kurbelarme 112b. Jeder Kurbelarm 112b ist an beiden Enden der Kurbelwelle 112a angebracht. Die wieder aufladbare Batterie 113 ist ein Akkumulator, der zum Beispiel eine Nickel-Hydrid-Zelle oder eine Lithium-Ionen-Zelle benutzt und abnehmbar am Rahmen 102 befestigt ist.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Fahrradsteuerungsvorrichtung 1 entsprechend der ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Fahrradsteuerungsvorrichtung 1 einen Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2, einen Geschwindigkeitserfassungsabschnitt 3 und einen Steuerungsabschnitt 6. Der Unterstützungsmechanismus 115 ist verbunden mit der Fahrradsteuerungsvorrichtung 1.
Der Unterstützungsmechanismus 115 umfasst einen elektrischen Antriebsunterstützungsmotor 116 und einen Motortreiber 117. Der elektrische Antriebsunterstützungsmotor 116 wird von dem Motortreiber 117 gesteuert. Außerdem steuert der Motortreiber 117 den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor 116 aufgrund eines Befehls des Steuerungsabschnitts 6.
Der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2 erfasst eine manuelle Antriebskraft. Insbesondere gibt der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2 ein Signal aus, das auf einer manuellen Antriebskraft basiert. Zum Beispiel umfasst der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2 einen Drehmomentsensor, der ein Signal (zum Beispiel elektrische Spannung), basierend auf dem, auf die Kurbelwelle 112a der Kurbel 112 wirkenden Drehmoment, ausgibt. Zum Beispiel kann der Drehmomentsensor ein magnetostriktiven Sensor oder ein Dehnungsmesser sein. Informationen bezüglich des Drehmoments, das von dem Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2 erfasst wird, werden zum Steuerungsabschnitt 6 gesendet. Der Steuerungsabschnitt 6 steuert den Unterstützungsmechanismus 115 basierend auf einem Signal, das von dem Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2 ermittelt wird. Zum Beispiel veranlasst der Steuerungsabschnitt 6 den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor 116 ein Zusatzdrehmoment zu generieren, das, vorher festgelegt, so groß ist, wie das auf die Kurbelwelle 112a wirkende Drehmoment.
Der Geschwindigkeitserfassungsabschnitt 3 erfasst die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads 101. Insbesondere umfasst der Geschwindigkeitserfassungsabschnitt einen Geschwindigkeitssensor. Zum Beispiel ist der Geschwindigkeitserfassungsabschnitt 3 bevorzugt ein Sensor, der auf einer Vodergabel 103 des Fahrrads 101 angebracht ist und magnetisch manipulierbar ist, sodass ein Magnet 30, der an einer der Speichen auf dem Vorderrad 106 (siehe 1) angebracht ist, erkannt wird. Informationen bezüglich der Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads 101, die von dem Geschwindigkeitserfassungsabschnitt 3 erfasst werden, werden zu dem Steuerungsabschnitt 6 gesendet.
Der Steuerungsabschnitt 6 führt die Fahrunterstützung des elektrischen Antriebsunterstützungsmotors 116 aus, wenn ermittelt wird, dass die manuelle Antriebskraft, welche von dem Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2 erfasst wird, größer oder gleich dem Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist. Insbesondere führt der Steuerungsabschnitt 6 die Fahrunterstützung des elektrischen Antriebsunterstützungsmotors durch Steuerung des Motortreibers 117 aus.
Weiterhin verändert der Steuerungsabschnitt 6 den oben erwähnten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft, basierend auf der Fahrgeschwindigkeit, welche von dem Geschwindigkeitserfassungsabschnitt 3 erfasst wird. Insbesondere legt der Steuerungsabschnitt 6 den ersten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft als Referenzwert für die manuelle Antriebskraft fest, wenn ermittelt wurde, dass die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der vorher festgesetzte Referenzwert für die Geschwindigkeit ist. Derweil legt der Steuerungsabschnitt 6 den zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft als Referenzwert für die manuelle Antriebskraft fest, wenn ermittelt wurde, dass die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem vorher festgesetzten Referenzwert für die Geschwindigkeit ist. Hier ist der erste Referenzwert für die manuelle Antriebskraft größer als der zweite Referenzwert für die manuelle Antriebskraft. Der Steuerungsabschnitt 6 ist zum Beispiel durch einen Mikrocomputer gebildet, der eine CPU (central processing unit), einen RAM (random acess memory), einen ROM (read only memory), einer I/O Schnittstelle und dergleichen beinhaltet.
Deshalb führt der Steuerungsabschnitt 6 die Fahrunterstützung des elektrischen Antriebsunterstützungsmotors 116 aus, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads 101 geringer als der Referenzwert für die Geschwindigkeit ist und die manuelle Antriebskraft größer oder gleich des ersten Referenzwertes für die manuelle Antriebskraft ist. Außerdem führt der Steuerungsabschnitt 6 die Fahrunterstützung des elektrischen Antriebsunterstützungsmotors 116 aus, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads 101 größer oder gleich dem Referenzwert für die Geschwindigkeit ist und die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft wird. Obwohl der im Voraus festgesetzte Referenzwert für die Geschwindigkeit nicht bestimmt begrenzt ist kann er zum Beispiel einen Wert von 5 km/h annehmen; zusätzlich kann der erste Referenzwert für die manuelle Antriebskraft zum Beispiel 10 Nm sein und der zweite Referenzwert für die manuelle Antriebskraft zum Beispiel 7 Nm.
Als nächstes wird mit Bezug auf 3 ein Betrieb der Fahrradsteuerungsvorrichtung 1 erklärt, wenn die Fahrunterstützung ausgeführt wird. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Fahrradsteuerungsvorrichtung 1 bei ausgeführter Fahrunterstützung gemäß der ersten Ausführungsform erklärt.
Wie in 3 gezeigt, erlangt zuerst der Steuerungsabschnitt 6 Informationen bezüglich der Fahrgeschwindigkeit des Fahrrades 101 von dem Geschwindigkeitserfassungsabschnitt 3. (Schritt S1) Als nächstes ermittelt der Steuerungsabschnitt 6 ob die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der Referenzwert für die Geschwindigkeit, welcher im Voraus von den in Schritt S1 ermittelten Informationen festgelegt wird, ist oder nicht (Schritt S2). Wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der Referenzwert für die Geschwindigkeit ist (Ja in Schritt S2) geht der Steuerungsabschnitt zu dem unten beschriebenen Prozess von Schritt S3 über. Andererseits, wenn der Steuerungsabschnitt ermittelt, dass die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem Referenzwert für die Geschwindigkeit ist (Nein in Schritt S2), geht der Steuerungsabschnitt zu dem unten beschriebenen Prozess von Schritt S7 über.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der Referenzwert für die Geschwindigkeit (Ja in Schritt S2) ist, legt der Steuerungsabschnitt 6 den ersten Referenzwert der manuellen Antriebskraft fest (Schritt S3). Dann erlangt der Steuerungsabschnitt 6 Informationen bezüglich der manuellen Antriebskraft von dem Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2 (Schritt S4). Als nächstes legt der Steuerungsabschnitt 6 fest, ob die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem ersten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft, basierend auf den gesammelten Informationen, ist oder nicht (Schritt S5).
Wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem ersten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft (Ja in Schritt S5) ist, veranlasst der Steuerungsabschnitt den Motortreiber 117 die Fahrunterstützung des elektrischen Antriebsunterstützungsmotors 116 auszuführen (Schritt S6). Auf der anderen Seite kehrt der Steuerungsabschnitt zu dem oben beschriebenen Schritt S1 zurück, wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass die manuelle Antriebskraft kleiner als der erste Referenzpunkt für die manuelle Antriebskraft ist (Nein in Schritt S5).
Auf der anderen Seite legt der Steuerungsabschnitt 6 den zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft als Referenzwert für die manuelle Antriebskraft fest (Schritt S7), wenn die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem Referenzwert für die Geschwindigkeit (Nein in Schritt S2) ist. Dann erlangt der Steuerungsabschnitt 6 Informationen bezüglich der manuellen Antriebskraft von dem Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2 (Schritt S8). Als nächstes ermittelt der Steuerungsabschnitt 6, ob die manuelle Antriebskraft größer oder kleiner als der zweite Referenzwert für die manuelle Antriebskraft, basierend auf den gesammelten Informationen, ist oder nicht (Schritt S9).
Wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft (Ja in Schritt S9) ist, veranlasst der Steuerungsabschnitt den Motortreiber 117 die Fahrunterstützung des elektrischen Antriebsunterstützungsmotors 116 auszuführen (Schritt S6). Auf der anderen Seite kehrt der Steuerungsabschnitt zu dem oben beschriebenen Schritt S1 zurück, wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass die manuelle Antriebskraft kleiner als der zweite Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist (Nein in Schritt S9).
Währenddessen kann der Steuerungsabschnitt 6 die Fahrunterstützung stoppen, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem oberen Limit der im Voraus gesetzten Geschwindigkeit ist. Obwohl das obere Geschwindigkeitslimit nicht bestimmt begrenzt ist, kann es zum Beispiel auf 25 km/h gesetzt werden.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Als nächstes wird eine Fahrradsteuerungsvorrichtung 11 entsprechend einer zweiten Ausführungsform erklärt. Da das Fahrrad 101 auf das die Fahrradsteuerungsvorrichtung, entsprechend der zweiten Ausführungsform, anzuwenden ist, dasselbe Fahrrad 101, das in der ersten Ausführungsform erklärt wurde ist, wurde die doppelte Beschreibung ausgelassen.
4 ist ein Blockdiagramm der Fahrradsteuerungsvorrichtung 11, entsprechend der zweiten Ausführungsform. Wie in 4 beschrieben, umfasst die Fahrradsteuerungsvorrichtung 11, im Gegensatz zur Fahrradsteuerungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, einen ersten Rotationserfassungsabschnitt 4. Da die restlichen Konfiguration der Fahrradsteuerungsvorrichtung 11 gemäß der zweiten Ausführungsform, die gleichen Konfigurationen wie die Fahrradsteuerungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform sind, wurde die doppelte Beschreibung ausgelassen.
Der erste Rotationserfassungsabschnitt 4 erfasst den Rotationszustand der Kurbel 112 des Fahrrads 101. Der erste Rotationserfassungsabschnitt 4 ist insbesondere ein Rotationswinkelsensor, zum Beispiel einen Drehgeber. Speziell der erste Rotationserfassungsabschnitt 4 erfasst als Rotationszustand der Kurbel 112, ob die Kurbel 112 sich in der Vorwärtsrichtung dreht oder sich in die Rückwärtsrichtung dreht. Informationen bezüglich des Rotationszustandes der Kurbel 112, die von diesem ersten Rotationserfassungsabschnitt 4 erfasst werden, werden zum Steuerungsabschnitt 6 gesendet. Indessen kann der erste Rotationserfassungsabschnitt 4 den Rotationszustand der Kurbelwelle 112a oder den Rotationszustand des Kurbelarmes 112b erfassen.
Der erste Rotationserfassungsabschnitt 4 erfasst außerdem den Rotationswinkel der Kurbel 112 des Fahrrads 101. Informationen bezüglich des Rotationswinkels der Kurbel 112, die durch diesen ersten Rotationserfassungsabschnitt 4 erfasst werden, werden zu dem Steuerungsabschnitt 6 gesendet. Indessen kann der erste Rotationserfassungsabschnitt 4 den Rotationswinkel der Kurbelachse 112a oder den Rotationswinkel des Kurbelarmes 112b erfassen.
Als nächstes wird ein Betrieb der Fahrradsteuerungsvorrichtung 11 gemäß der zweiten Ausführungsform bei Ausführung der Fahrunterstützung mit Bezug auf 5 erklärt. 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Fahrradsteuerungsvorrichtung 11, bei Ausführung der Fahrunterstützung, bezüglich der zweiten Ausführungsform erklärt. Nachdem die Prozesse von Schritt S1 bis Schritt S9 in 5 die gleichen wie in der oben beschriebenen Ausführungsform sind, wird auf die doppelte Beschreibung verzichtet.
Wie in 5 gezeigt, erlangt der Steuerungsabschnitt Informationen bezüglich des Rotationszustandes der Kurbel 112, erfasst von dem ersten Rotationserfassungsabschnitt 4 (Schritt S11), wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem ersten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft (Ja im Schritt S5) ist oder wenn ermittelt wird, dass die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft (Ja im Schritt S9) ist. Als nächstes ermittelt der Steuerungsabschnitt 6, ob die Kurbel 112 sich in Vorwärtsrichtung dreht oder nicht (Schritt S12).
Wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass die Kurbel 112 sich in Vorwärtsrichtung dreht (Ja im Schritt S12), führt der Steuerungsabschnitt die Fahrunterstützung des elektrischen Antriebsunterstützungsmotors 116 aus (Schritt S6). Wenn der Steuerungsabschnitt 6 allerdings ermittelt, dass die Kurbel 112 sich in Rückwärtsrichtung dreht, (Nein im Schritt S12), kehrt der Steuerungsabschnitt zum Prozess von Schritt S1 zurück.
Wenn zum Beispiel die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem oberen Limit der Geschwindigkeit, welches im Voraus gesetzt wird, ist, oder wenn die Kurbel 112 sich in Rückwärtsrichtung dreht, kann der Steuerungsabschnitt 6 die Fahrunterstützung stoppen.
Indessen kann die Fahrradsteuerungsvorrichtung 11, entsprechend der zweiten Ausführungsform, die Fahrunterstützung auf folgende Weise ausführen. 6 ist ein Flussdiagramm, das einen anderen Betrieb der Fahrradsteuerungsvorrichtung 11 entsprechend der zweiten Ausführungsform, bei Ausführung der Fahrunterstützung, erklärt. Da die Prozesse von Schritt S1 bis Schritt S9 in 6 die gleichen, wie in der oben beschriebenen Ausführungsform sind, werden sie nicht wieder im Detail erklärt.
Wie in 6 gezeigt, erlangt der Steuerungsabschnitt 6 Informationen bezüglich des Rotationszustandes und des Rotationswinkels der Kurbel 112, erfasst von dem ersten Rotationserfassungsabschnitt 4, wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem ersten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist (Ja im Schritt S5) oder wenn ermittelt wird, dass die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist (Ja im Schritt S9) (Schritt S13).
Als nächstes ermittelt der Steuerungsabschnitt 6, ob die Kurbel 112 sich um einen Wert der größer oder gleich einem Referenzwert für den Rotationswinkel, welcher im Voraus festgelegt wird, in Vorwärtsrichtung dreht oder nicht (Schritt S14). Währenddessen wird der Winkel der Kurbel 112 als Referenz für den Rotationswinkel der Kurbel 112 benutzt, wenn das Fahrrad 101 im gestoppten Zustand war. Des Weiteren kann der im Voraus festgelegte Referenzwert für den Rotationswinkel zum Beispiel 6 Grad sein, wobei der Wert nicht besonders begrenzt ist.
Wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass sich die Kurbel 112 um einen Wert, der größer oder gleich dem Referenzwert für den Rotationswinkel ist, in Vorwärtsrichtung rotiert (Ja im Schritt S14), führt der Steuerungsabschnitt die Fahrunterstützung des elektrischen Antriebsunterstützungsmotors 116 aus (Schritt S6). Währenddessen kehrt der Steuerungsabschnitt zum Prozess von Schritt S1 zurück, wenn der Steuerungsabschnitt 6 ermittelt, dass nach dem Passieren einer gesetzten Zeit nachdem die Kurbel 112 rotierte, der Rotationswinkel der Kurbel 112 kleiner als der Referenzwert für den Rotationswinkels ist (oder wenn der Steuerungsabschnitt ermittelt, dass der Rotationswinkel der Kurbel 112 kleiner als der Referenzwert für den Rotationswinkel ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads 101 0 km/h wird) (Nein, im Schritt S14).
MODIFIZIERTE BEISPIELE
Trotz der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die bis hierher vorgestellt wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt und es können verschiedene Modifikationen gemacht werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
MODIFIZIERTES BEISPIEL 1
Die Fahrradsteuerungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform kann ferner einen zweiten Rotationserfassungsabschnitt 5 umfassen, wie in 7 gezeigt. Nachdem das Fahrrad 101 gemäß dem modifizierten Beispiel 1 dasselbe Fahrrad ist, wie das Fahrrad 101, das in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, wird auf die doppelte Beschreibung verzichtet.
Der zweite Rotationserfassungsabschnitt 5 erfasst die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbel 112 des Fahrrads 101. Der zweite Rotationserfassungsabschnitt 5 ist insbesondere ein Kadenzsensor, der die Kadenz der Kurbel 112 erfasst. Informationen bezüglich der Kadenz, die von diesem zweiten Rotationserfassungsabschnitt 5 erfasst werden, werden zum Steuerungsabschnitt 6 gesendet.
Entsprechend dieses Aufbaus kann der Steuerungsabschnitt 6 die Fahrunterstützung stoppen, wenn zum Beispiel die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem oberen Limit der Geschwindigkeit, das im Voraus festgelegt wird, ist, oder die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbel 112 kleiner oder gleich einem Referenzwert für die Rotationsgeschwindigkeit, der im Voraus festgelegt wird, ist. Indessen kann der Referenzwert für die Rotationsgeschwindigkeit, der im Voraus festgelegt wird, zum Beispiel 10 rpm sein, wobei der Wert nicht besonders limitiert wird.
MODIFIZIERTES BEISPIEL 2
Die Fahrradsteuerungsvorrichtung 11 entsprechend der zweiten Ausführungsform kann ferner einen zweiten Rotationserfassungsabschnitt 5 umfassen, wie in 8 gezeigt. Nachdem das Fahrrad 101 entsprechend dem modifizierten Beispiel 2 dasselbe Fahrrad ist, wie das in der ersten Ausführungsform beschriebene Fahrrad 101, wird auf die doppelte Beschreibung verzichtet. Außerdem wird, nachdem der zweite Rotationserfassungsabschnitt 5 der gleiche wie der im modifizierten Beispiel 1 erklärte ist, auf die doppelte Beschreibung verzichtet.
Entsprechend dieser Konfiguration kann der Steuerungsabschnitt 6 die Fahrunterstützung stoppen, wenn zum Beispiel die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem oberen Limit der Geschwindigkeit, welches im Voraus festgelegt wird, ist, wenn die Kurbel 112 in Rückwärtsrichtung rotiert oder wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbel 112 kleiner oder gleich dem Referenzwert für die Rotationsgeschwindigkeit, welcher im Voraus festgelegt wird, ist. Indessen kann die Referenzgeschwindigkeit der Rotationsgeschwindigkeit, welche im Voraus festgelegt wird, zum Beispiel 10 rpm sein, wobei sie nicht besonders limitiert wird.
MODIFIZIERTES BEISPIEL 3
Der Geschwindigkeitserfassungsabschnitt 3 ist nicht beschränkt auf den oben beschriebenen Geschwindigkeitssensor. Zum Beispiel kann der Geschwindigkeitserfassungsabschnitt 3 die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads 101 aus dem Gangveränderungsverhältnis, dem Reifenumfang oder der Kadenz berechnen.
MODIFIZIERTES BEISPIEL 4
In den oben beschriebenen Ausführungsformen erfasst der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2 das Drehmoment, welches auf die Kurbelwelle 112a als die manuelle Antriebskraft wirkt, allerdings ist der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft nicht speziell darauf limitiert. Zum Beispiel kann der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft 2, das Drehmoment erfassen, das auf den Kurbelarm 112b als die manuelle Antriebskraft wirkt, oder der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft kann die Zugkraft erfassen, die auf die Kette 110 als die manuelle Antriebskraft wirken.
Bezugszeichenliste

1: Fahrradsteuerungsvorrichtung
2: Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft
3: Geschwindigkeitserfassungsabschnitt
4: Erster Rotationserfassungsabschnitt
5: Zweiter Rotationserfassungsabschnitt
6: Steuerungsabschnitt
101: Fahrrad
112: Kurbel
112a: Kurbelwelle
112b: Kurbelarm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001-10581 [0003]

Claims

Fahrradsteuerungsvorrichtung, die ein Fahrrad steuert, das einen elektrischen Antriebsunterstützungsmotor besitzt, umfassend: einen Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft, der eine manuelle Antriebskraft erfasst einen Geschwindigkeitserfassungsabschnitt, der eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads erfasst einen Steuerungsabschnitt, der einen Referenzwert für die manuelle Antriebskraft, basierend auf der Fahrgeschwindigkeit, die vom Geschwindigkeitserfassungsabschnitt erfasst wird, festlegt, und wenn erfasst wird, dass die manuelle Antriebskraft, die von dem Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft erfasst wird, größer oder gleich dem Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist, steuert der Steuerungsabschnitt den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor, sodass der elektrische Antriebsunterstützungsmotor die Fahrunterstützung ausführt und, wenn der Steuerungsabschnitt ermittelt, dass die Fahrgeschwindigkeit kleiner als ein Referenzwert für die Geschwindigkeit, welcher im Voraus festgelegt wird, ist, legt der Steuerungsabschnitt den Referenzwert für die manuelle Antriebskraft auf einen ersten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft fest und wenn ermittelt wird, dass die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich dem Referenzwert für die Geschwindigkeit ist, legt der Steuerungsabschnitt den Referenzwert für die manuelle Antriebskraft auf einen zweiten Referenzwert für die manuelle Antriebskraft fest, welcher kleiner als der erste Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist.
Fahrradsteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend einen ersten Rotationserfassungsabschnitt, der einen Rotationszustand einer Kurbel des Fahrrads erfasst und wenn der Steuerungsabschnitt ermittelt, dass die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem Referenzwert für die manuelle Antriebskraft ist und die Kurbel sich, basierend auf dem Rotationszustand, welcher vom ersten Rotationserfassungsabschnitt erfasst wird, in die Vorwärtsrichtung dreht, steuert der Steuerungsabschnitt den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor, so dass der elektrische Antriebsunterstützungsmotor die Fahrunterstützung ausführt.
Fahrradsteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der erste Rotationserfassungsabschnitt ferner einen Rotationswinkel der Kurbel erfasst und wenn der Steuerungsabschnitt ermittelt, dass die manuelle Antriebskraft größer oder gleich dem Referenzwert für die manuellen Antriebskraft ist, dass die Kurbel in die Vorwärtsrichtung rotiert und dass die Kurbel sich um einen Wert gedreht hat, der größer oder gleich einem Referenzwert für den Rotationswinkel ist, der im Voraus, basierend auf dem Rotationswinkel, der von dem ersten Rotationserfassungsabschnitt erfasst wird, festgelegt ist, steuert der Steuerungsabschnitt den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor, so dass der elektrische Antriebsunterstützungsmotor die Fahrunterstützung ausführt.
Fahrradsteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei wenn der Steuerungsabschnitt ermittelt, dass die Kurbel in eine Rückwärtsrichtung rotiert, basierend auf dem Rotationszustand, während die Fahrunterstützung ausgeführt wird, steuert der Steuerungsabschnitt den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor so, dass die Fahrunterstützung gestoppt wird.
Fahrradsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ferner umfassend einen zweiten Rotationserfassungsabschnitt, welcher eine Rotationsgeschwindigkeit einer Kurbel des Fahrrads erfasst und wenn der Steuerungsabschnitt ermittelt, dass die Rotationsgeschwindigkeit kleiner als ein Referenzwert für die Rotationsgeschwindigkeit ist, welcher im Voraus festgelegt wird, basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit, welche von dem zweiten Rotationserfassungsabschnitt erfasst wird, während die Fahrunterstützung ausgeführt wird, steuert der Steuerungsabschnitt den elektrischen Antriebsunterstützungsmotor so, dass die Fahrunterstützung gestoppt wird.
Fahrradsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft das Drehmoment erfasst, das auf eine Kurbelwelle des Fahrrads als die manuelle Antriebskraft wirkt.
Fahrradsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Abschnitt zur Erfassung der manuellen Antriebskraft ein Drehmoment erfasst, das auf einen Kurbelarm des Fahrrads als die manuelle Antriebskraft wirkt.