DE102018114144A1

DE102018114144A1 - Fahrradsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102018114144A1
Application number: DE102018114144.0A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro TSUCHIZAWA; Hiroshi Matsuda; Takuya Katsuki
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2018-12-20
Also published as: TW201904809A; US10981623B2; TWI735785B; US20180362115A1; CN109131707B; JP2019001336A; CN109131707A; JP6916047B2

Abstract

Eine Fahrradsteuervorrichtung, die ohne weiteres das Verhältnis der Unterstützungskraft, die durch einen Motor erzeugt wird, zu der menschlichen Antriebskraft, die in ein Fahrrad eingeleitet wird, bei einem vorgegebenen Verhältnis hält, umfasst eine Steuereinrichtung, die ein Getriebe, das ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis des Fahrrads zu verändern, und den Motor steuert, der den Vortrieb des Fahrrads unterstützt. Die Steuereinrichtung steuert den Motor so, dass das Verhältnis der Unterstützungskraft, die durch den Motor erzeugt wird, zu der menschlichen Antriebskraft, die in das Fahrrad eingeleitet wird, gleich dem vorgegebenen Verhältnis wird. Die Steuereinrichtung steuert das Getriebe entsprechend zumindest einem von dem Ausgangsdrehmoment des Motors und der menschlichen Antriebskraft, um das vorgegebene Verhältnis aufrechtzuerhalten.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrradsteuervorrichtung.
Die Patentschrift 1 beschreibt eine Fahrradsteuervorrichtung, die einen Motor so steuert, dass das Verhältnis einer Unterstützungskraft, die durch einen Motor erzeugt wird, zu menschlicher Antriebskraft, die in ein Fahrrad eingeleitet wird, gleich einem vorgegebenen Verhältnis wird.
Patentschrift Nr. 1: Japanisches Patent Nr. 2623419
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der oben beschriebenen Fahrradsteuervorrichtung gibt es Fälle, in denen das Verhältnis der Unterstützungskraft, die durch den Motor erzeugt wird, zu der menschlichen Antriebskraft, die in das Fahrrad eingeleitet wird, aufgrund der Ausgangseigenschaften des Motors nicht gleich dem vorgegebenen Verhältnis wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrradsteuervorrichtung bereitzustellen, die ohne weiteres das Verhältnis der Unterstützungskraft, die durch den Motor erzeugt wird, zu der menschlichen Antriebskraft, die in das Fahrrad eingeleitet wird, bei dem vorgegebenen Verhältnis hält.
Eine Fahrradsteuervorrichtung nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Steuereinrichtung, die zum Steuern eines Getriebes, das ausgebildet ist, ein Übersetzungsverhältnis eines Fahrrads zu verändern, und eines Motors ausgebildet ist, der den Vortrieb des Fahrrads unterstützt. Die Steuereinrichtung steuert den Motor so, dass ein Verhältnis einer Unterstützungskraft, die durch den Motor erzeugt wird, zu menschlicher Antriebskraft, die in das Fahrrad eingeleitet wird, gleich einem vorgegebenen Verhältnis wird, und die Steuereinrichtung steuert das Getriebe entsprechend zumindest einem von einem Ausgangsdrehmoment des Motors und der menschlichen Antriebskraft, um das vorgegebene Verhältnis aufrechtzuerhalten.
Mit dem ersten Aspekt unterscheidet sich in einem Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis verändert wird, die Last auf dem Fahrer und dem Motor an der vorgelagerten Seite des Getriebes vor und nach der Veränderung. Somit ändern sich die Drehgeschwindigkeit der Kurbel und die menschliche Antriebskraft. Die Steuereinrichtung steuert den Motor so, dass das Verhältnis der Unterstützungskraft, die durch den Motor erzeugt wird, zu der menschlichen Antriebskraft gleich dem vorgegebenen Verhältnis wird. Somit wird eine Veränderung der menschlichen Antriebskraft das Ausgangsdrehmoment des Motors verändern. Indem das Übersetzungsverhältnis entsprechend einem von dem Ausgangsdrehmoment des Motors und der menschlichen Antriebskraft so verändert wird, dass sich das Ausgangsdrehmoment des Motors in einem für die Ausgangseigenschaften des Motors geeigneten Bereich befindet, kann das Verhältnis der Hilfskraft, die durch den Motor erzeugt wird, zu der menschlichen Antriebskraft, die in das Fahrrad eingeleitet wird, ohne weiteres auf dem vorgegebenen Verhältnis gehalten werden. In der folgenden Beschreibung wird das Verhältnis der Hilfskraft, die durch den Motor erzeugt wird, zu der menschlichen Antriebskraft, die in das Fahrrad eingeleitet wird, einfach als das Verhältnis bezeichnet.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach dem ersten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors größer oder gleich einem ersten Drehmoment ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Mit dem zweiten Aspekt wird das Übersetzungsverhältnis verringert, um das Ausgangsdrehmoment des Motors zu verringern und das Verhältnis beim vorgegebenen Verhältnis zu halten. Somit kann das Verhältnis ohne weiteres beim vorgegebenen Verhältnis gehalten werden.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach dem zweiten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors größer oder gleich dem ersten Drehmoment ist und eine erste vorgegebene Bedingung in Bezug auf eine Drehgeschwindigkeit einer Kurbel des Fahrrads erfüllt ist, die Steuereinheit das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Mit dem dritten Aspekt werden durch das Verringern des Übersetzungsverhältnisses Situationen reduziert, in denen der Radfahrzustand des Fahrrads in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit der Kurbel in einen nicht wünschenswerten Zustand verändert wird.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist bei der Fahrradsteuervorrichtung nach dem dritten Aspekt das Getriebe ausgebildet, das Übersetzungsverhältnis in Stufen zu verändern. Ferner ist die erste vorgegebene Bedingung erfüllt, falls ein Schätzwert der Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads kleiner oder gleich einer vorgegebenen ersten Drehgeschwindigkeit ist, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis zu einem Übersetzungsverhältnis verändert wird, das eine Stufe niedriger als das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis ist.
Mit dem vierten Aspekt werden durch das Verringern des Übersetzungsverhältnisses Situationen reduziert, in denen die Drehgeschwindigkeit der Kurbel größer als die erste Drehgeschwindigkeit wird.
Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem zweiten bis vierten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors größer oder gleich dem ersten Drehmoment ist und das Übersetzungsverhältnis gegenwärtig größer als ein erstes Übersetzungsverhältnis ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Der fünfte Aspekt hemmt eine Steuerung, die das Übersetzungsverhältnis auf weniger als das erste Übersetzungsverhältnis einstellt.
Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem zweiten bis fünften Aspekt so ausgebildet, dass die Steuereinrichtung den Motor so steuert, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors nicht größer oder gleich einem oberen Grenzdrehmoment wird, das größer als das erste Drehmoment ist.
Mit dem sechsten Aspekt kann der Motor in einer für die Ausgangseigenschaften des Motors geeigneten Weise gesteuert werden.
Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem zweiten bis sechsten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors kleiner oder gleich einem zweiten Drehmoment ist, das kleiner als das erste Drehmoment ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Mit dem siebten Aspekt kann, indem das Übersetzungsverhältnis erhöht wird, das Ausgangsdrehmoment des Motors erhöht werden, um das Verhältnis beim vorgegebenen Verhältnis zu halten. Somit kann das Verhältnis ohne weiteres beim vorgegebenen Verhältnis gehalten werden.
Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem ersten bis sechsten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors kleiner oder gleich einem zweiten Drehmoment ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Mit dem achten Aspekt kann, indem das Übersetzungsverhältnis erhöht wird, das Ausgangsdrehmoment des Motors erhöht werden, um das Verhältnis beim vorgegebenen Verhältnis zu halten. Somit kann das Verhältnis ohne weiteres beim vorgegebenen Verhältnis gehalten werden.
Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach dem siebten oder achten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment ist und eine zweite vorgegebene Bedingung in Bezug auf eine Drehgeschwindigkeit einer Kurbel des Fahrrads erfüllt ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Mit dem neunten Aspekt werden durch das Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses Situationen reduziert, in denen der Radfahrzustand des Fahrrads in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit der Kurbel in einen nicht wünschenswerten Zustand verändert wird.
Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach dem neunten Aspekt so ausgebildet, dass das Getriebe ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis in Stufen zu verändern. Ferner ist die zweite vorgegebene Bedingung erfüllt, falls ein Schätzwert der Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads größer oder gleich einer vorgegebenen zweiten Drehgeschwindigkeit ist, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis zu einem Übersetzungsverhältnis verändert wird, das eine Stufe höher als das Übersetzungsverhältnis ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
Mit dem zehnten Aspekt werden durch das Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses Situationen reduziert, in denen die Drehgeschwindigkeit der Kurbel kleiner als die zweite Drehgeschwindigkeit wird.
Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem siebten bis zehnten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment ist und das Übersetzungsverhältnis gegenwärtig kleiner als ein zweites Übersetzungsverhältnis ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Der elfte Aspekt hemmt eine Steuerung, die das Übersetzungsverhältnis auf höher als das zweite Übersetzungsverhältnis einstellt.
Nach einem zwölften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem siebten bis elften Aspekt so ausgebildet, dass die Steuereinrichtung den Motor so steuert, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors nicht kleiner oder gleich einem unteren Grenzwert wird, der kleiner als das zweite Drehmoment ist.
Mit dem zwölften Aspekt kann der Motor in einer für die Ausgangseigenschaften des Motors geeigneten Weise gesteuert werden.
Nach einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem ersten bis zwölften Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft größer oder gleich einem ersten Wert ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Mit dem dreizehnten Aspekt wird durch das Verringern des Übersetzungsverhältnisses die menschliche Antriebskraft ohne weiteres verringert. Somit kann das Ausgangsdrehmoment des Motors verringert werden, um das Verhältnis beim vorgegebenen Verhältnis zu halten. Die ermöglicht es, dass das Verhältnis ohne weiteres beim vorgegebenen Verhältnis gehalten wird.
Nach einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach dem dreizehnten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft größer oder gleich einem ersten Wert ist und eine dritte vorgegebene Bedingung in Bezug auf eine Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads erfüllt ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Mit dem vierzehnten Aspekt werden durch das Verringern des Übersetzungsverhältnisses Situationen reduziert, in denen der Radfahrzustand des Fahrrads in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit der Kurbel in einen nicht wünschenswerten Zustand verändert wird.
Nach einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist bei der Fahrradsteuervorrichtung nach dem vierzehnten Aspekt das Getriebe ausgebildet, das Übersetzungsverhältnis in Stufen zu verändern. Ferner ist die dritte vorgegebene Bedingung erfüllt, falls ein Schätzwert der Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads kleiner als eine vorgegebene dritte Drehgeschwindigkeit ist, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis zu einem Übersetzungsverhältnis verändert wird, das eine Stufe niedriger als das Übersetzungsverhältnis ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
Mit dem fünfzehnten Aspekt werden durch das Verringern des Übersetzungsverhältnisses Situationen reduziert, in denen die Drehgeschwindigkeit der Kurbel größer als die dritte Drehgeschwindigkeit wird.
Nach einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem dreizehnten bis fünfzehnten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft größer oder gleich dem ersten Wert ist und das Übersetzungsverhältnis gegenwärtig größer als ein drittes Übersetzungsverhältnis ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Der sechzehnte Aspekt hemmt eine Steuerung, die das Übersetzungsverhältnis auf weniger als das dritte Übersetzungsverhältnis einstellt.
Nach einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem dreizehnten bis sechzehnten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft kleiner oder gleich einem zweiten Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Mit dem siebzehnten Aspekt kann durch das Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses die menschliche Antriebskraft ohne weiteres erhöht werden. Somit kann das Ausgangsdrehmoment des Motors erhöht werden, um das Verhältnis beim vorgegebenen Verhältnis zu halten. Die ermöglicht es, dass das Verhältnis ohne weiteres beim vorgegebenen Verhältnis gehalten wird.
Nach einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem ersten bis sechzehnten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft kleiner oder gleich einem zweiten Wert ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen. Mit dem achtzehnten Aspekt kann durch das Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses die menschliche Antriebskraft ohne weiteres erhöht werden. Somit kann das Ausgangsdrehmoment des Motors erhöht werden, um das Verhältnis beim vorgegebenen Verhältnis zu halten. Die ermöglicht es, dass das Verhältnis ohne weiteres beim vorgegebenen Verhältnis gehalten wird.
Nach einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach dem siebzehnten oder achtzehnten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft kleiner oder gleich dem zweiten Wert ist und eine vierte vorgegebene Bedingung in Bezug auf eine Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads erfüllt ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Mit dem neunzehnten Aspekt werden durch das Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses Situationen reduziert, in denen der Radfahrzustand des Fahrrads in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit der Kurbel in einen nicht wünschenswerten Zustand verändert wird.
Nach einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist bei der Fahrradsteuervorrichtung nach dem neunzehnten Aspekt das Getriebe ausgebildet, das Übersetzungsverhältnis in Stufen zu verändern. Ferner ist die vierte vorgegebene Bedingung erfüllt, falls ein Schätzwert der Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads größer oder gleich einer vorgegebenen vierten Drehgeschwindigkeit ist, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis zu einem Übersetzungsverhältnis verändert wird, das eine Stufe höher als das Übersetzungsverhältnis ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
Mit dem zwanzigsten Aspekt werden durch das Verringern des Übersetzungsverhältnisses Situationen reduziert, in denen die Drehgeschwindigkeit der Kurbel kleiner als die vierte Drehgeschwindigkeit wird.
Nach einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem siebzehnten bis zwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft kleiner oder gleich dem zweiten Wert ist und das Übersetzungsverhältnis gegenwärtig kleiner als ein viertes Übersetzungsverhältnis ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Der einundzwanzigste Aspekt hemmt eine Steuerung, die das Übersetzungsverhältnis auf höher als das vierte Übersetzungsverhältnis einstellt.
Nach einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach einem von dem ersten bis zweiundzwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass die Steuereinrichtung das vorgegebene Verhältnis entsprechend einem Fahrzustand des Fahrrads verändert.
Mit dem zweiundzwanzigsten Aspekt kann der Motor in einer für den Fahrzustand des Fahrrads geeigneten Weise gesteuert werden.
Nach einem dreiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Fahrradsteuervorrichtung nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass der Fahrzustand zumindest eines von der menschlichen Antriebskraft, einer Drehgeschwindigkeit einer Kurbel des Fahrrads, einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrrads, einer Beschleunigung des Fahrrads, einem Neigungswinkel des Fahrrads, einer Windgeschwindigkeit, einem Straßenoberflächenwiderstand und einem Fahrtwiderstand umfasst.
Mit dem dreiundzwanzigsten Aspekt kann der Motor in einer Weise gesteuert werden, die für zumindest eines von der menschlichen Antriebskraft, der Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads, der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrrads, der Beschleunigung des Fahrrads, dem Neigungswinkel des Fahrrads, der Windgeschwindigkeit, dem Straßenoberflächenwiderstand und dem Fahrtwiderstand geeignet ist.
Die Fahrradsteuervorrichtung nach der vorliegenden Offenbarung hält ohne weiteres das Verhältnis der Unterstützungskraft, die durch den Motor erzeugt wird, zu der menschlichen Antriebskraft, die in das Fahrrad eingeleitet wird, bei dem vorgegebenen Verhältnis.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads, das eine erste Ausführungsform einer Fahrradsteuervorrichtung umfasst.
2 ist ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau der in 1 gezeigten Fahrradsteuervorrichtung darstellt.
3 ist ein Ablaufdiagramm einer Steuerung, die durch eine in 2 gezeigte Steuereinrichtung ausgeführt wird, um ein vorgegebenes Verhältnis zu verändern.
4 ist ein Ablaufdiagramm einer Steuerung, die durch die in 2 gezeigte Steuereinrichtung ausgeführt wird, um ein Übersetzungsverhältnis zu verändern.
5 ist ein Ablaufdiagramm einer Steuerung, die durch eine Steuereinrichtung in einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, um das Übersetzungsverhältnis zu verändern.
6 ist ein Ablaufdiagramm einer Steuerung, die durch eine Steuereinrichtung in einem abgewandelten Beispiel ausgeführt wird, um das Übersetzungsverhältnis zu verändern.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER OFFENBARUNG
Erste Ausführungsform
Ein Fahrrad 10, das eine erste Ausführungsform einer Fahrradsteuervorrichtung 60 umfasst, wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Fahrrad 10 kann ein Mountainbike, ein Straßenfahrrad oder ein Citybike sein. Ferner kann das Fahrrad 10 ein Dreirad oder ein Lastenfahrrad sein.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Fahrrad 10 einen Fahrradkörper 12, Räder 14, einen Antriebsmechanismus 16 und ein Fahrradsteuersystem 40.
Der Fahrradkörper 12 umfasst einen Rahmen 18, eine Vorderradgabel 20, die mit dem Rahmen 18 verbunden ist, und einen Lenker 22B, der durch einen Lenkervorbau 22A an der Vorderradgabel 20 entfernbar befestigt ist. Die Vorderradgabel 20 wird durch den Rahmen 18 gelagert.
Die Räder 14 umfassen ein Vorderrad 24 und ein Hinterrad 26. Das Vorderrad 24 umfasst eine Achswelle 24A, die mit einem Ende der Vorderradgabel 20 verbunden ist. Das Hinterrad 26 umfasst eine Achswelle 26A, die mit einem hinteren Ende des Rahmens 18 verbunden ist.
Ein Antriebsmechanismus 16 umfasst eine Kurbel 28 und Pedale 34. Die Kurbel 28 umfasst eine Kurbelwelle 30 und Kurbelarme 32. Ein Antriebsmechanismus 16 überträgt menschliche Antriebskraft, die auf die Pedale 34 ausgeübt wird, auf das Hinterrad 26. Der Antriebsmechanismus 16 umfasst einen vorderen Drehkörper 36, der durch eine Freilaufkupplung an die Kurbelwelle 30 gekoppelt ist. Die Freilaufkupplung funktioniert so, dass sie den vorderen Drehkörper 36 in einem Fall vorwärts dreht, in dem sich die Kurbel 28 vorwärts dreht, und die Rückwärtsdrehung des vorderen Drehkörpers 36 in einem Fall hemmt, in dem sich die Kurbel 28 rückwärts dreht. Der vordere Drehkörper 36 kann ein Ritzel, eine Riemenscheibe oder ein Kegelrad umfassen. Der vordere Drehkörper 36 kann ohne die Freilaufkupplung an die Kurbelwelle 30 gekoppelt sein. Der Antriebsmechanismus 16 überträgt die Drehung der Kurbel 28 beispielsweise mit einer Kette, einem Riemen oder einer Welle auf einen hinteren Drehkörper 38, der an das Hinterrad 26 gekoppelt ist. Der hintere Drehkörper 38 kann ein Ritzel, eine Riemenscheibe oder ein Kegelrad umfassen. Eine Freilaufkupplung ist zwischen dem hinteren Drehkörper 38 und dem Hinterrad 26 vorgesehen. Die Freilaufkupplung funktioniert so, dass sie das Hinterrad 26 in einem Fall vorwärts dreht, in dem sich der hintere Drehkörper 38 vorwärts dreht, und die Rückwärtsdrehung des hinteren Drehkörpers 38 in einem Fall hemmt, in dem sich das Hinterrad 26 rückwärts dreht. Zumindest eine von der Freilaufkupplung, die an den vorderen Drehkörper 36 gekoppelt ist, und der Freilaufkupplung, die an den hinteren Drehkörper 38 gekoppelt ist, kann entfallen. Der vordere Drehkörper 36 kann eine Mehrzahl von vorderen Ritzeln umfassen. Der hintere Drehkörper 38 kann eine Mehrzahl von hinteren Ritzeln umfassen.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das Fahrradsteuersystem 40 ein Getriebe 42, ein elektrisches Stellglied 44, einen Motor 46, eine Treiberschaltung 48 des Motors 46, eine Betätigungseinheit 50, eine Batterie 52, einen Drehmomentsensor 54, einen Kurbeldrehsensor 56, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 und eine Fahrradsteuervorrichtung 60.
Das Getriebe 42 ist ausgebildet, das Übersetzungsverhältnis R des Fahrrads 10 zu verändern. Das Getriebe 42 ist ausgebildet, das Übersetzungsverhältnis R in Stufen zu verändern. Das elektrische Stellglied 44 verändert Übersetzungsverhältnisse mit dem Getriebe 42. Das Getriebe 42 wird durch eine Steuereinrichtung 62 der Fahrradsteuervorrichtung 60 gesteuert. Das elektrische Stellglied 44 kann mit der Steuereinrichtung 62 durch eine drahtgebundene Verbindung oder eine drahtlose Verbindung kommunizieren. Das elektrische Stellglied 44 kann mit der Steuereinrichtung 62 beispielsweise durch Stromleitungskommunikation (power line communication, PCL) kommunizieren. Das elektrische Stellglied 44 verändert Übersetzungsverhältnisse mit dem Getriebe 42 in Abhängigkeit von Steuersignalen von der Steuereinrichtung 62. Bei einem Beispiel ändert das Getriebe 42 die Geschwindigkeit der Drehung, die in die Kurbelwelle 30 eingeleitet wird, die in 1 gezeigt wird, und überträgt dann die Drehung an das Hinterrad 26. In diesem Fall umfasst das Getriebe 42 eine interne Getriebevorrichtung. Die interne Getriebevorrichtung ist in der Umgebung der Kurbelwelle 30 oder in der Nabe des Hinterrades 26 vorgesehen. Die interne Getriebevorrichtung kann in einem Leistungsübertragungsweg zwischen der Kurbel 28 und dem vorderen Drehkörper 36 vorgesehen sein. Bei einem weiteren Beispiel nutzt das Getriebe 42 eine Kette, die zwischen vorderen Ritzeln oder hinteren Ritzeln verschoben wird, um die Geschwindigkeit der Drehung zu verändern, die in die Kurbelwelle 30 eingeleitet wird, und die Drehung an das Hinterrad zu übertragen. In diesem Fall umfasst das Getriebe 42 eine externe Getriebevorrichtung (Umwerfer). Die externe Getriebevorrichtung umfasst eine von einer vorderen externen Getriebevorrichtung, die die Kette zwischen den vorderen Ritzeln (nicht gezeigt) verschiebt, und einer hinteren externen Getriebevorrichtung, die die Kette zwischen den hinteren Ritzeln (nicht gezeigt) verschiebt. Das elektrische Stellglied 44 umfasst einen Elektromotor. Das Getriebe 42 wird durch das elektrische Stellglied 44 angetrieben, um Übersetzungsverhältnisse zu verändern, so dass das Übersetzungsverhältnis R des Fahrrads 10 in Stufen verändert wird. In einem Fall, in dem das Getriebe 42 eine interne Getriebevorrichtung ist, umfasst die Aktion zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses eine Aktion, die die Verbindung von Zahnrädern verändert, die einen Planetenzahnradmechanismus in dem Getriebe 42 bilden. In einem Fall, in dem das Getriebe 42 eine externe Getriebevorrichtung ist, umfasst die Aktion zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses das Verschieben der Kette zwischen Ritzeln. Die interne Getriebevorrichtung kann einen stufenlos verstellbaren Getriebemechanismus (continuously variable transmission, CVT) umfassen. Bei einem Beispiel wird der CVT-Mechanismus durch einen Planetenmechanismus gebildet, der einen Eingangskörper, einen Ausgangskörper und einen Getriebekörper umfasst. Der Getriebekörper wird gedreht, um kontinuierlich das Übersetzungsverhältnis R zu variieren.
Bevorzugt sind der Motor 46 und die Antriebsschaltung 48, die in 2 gezeigt werden, im selben Gehäuse (nicht gezeigt) vorgesehen. Die Antriebsschaltung 48 steuert die Energie, die von der Batterie 52 dem Motor 46 zugeführt wird. Die Antriebsschaltung 48 kann mit der Steuereinrichtung 62 durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung kommunizieren. Die Antriebsschaltung 48 kann mit der Steuereinheit 62 beispielsweise durch serielle Kommunikation kommunizieren. Die Antriebsschaltung 48 steuert den Motor 46 in Abhängigkeit von einem Steuersignal von der Steuereinrichtung 62. Der Motor 46 unterstützt den Vortrieb des Fahrrads 10. Der Motor 46 umfasst einen Elektromotor. Der Motor 46 ist in einem Übertragungsweg der menschlichen Antriebskraft vorgesehen, der sich von den Pedalen 34 bis zum Hinterrad 26 erstreckt, die in 1 gezeigt werden, oder vorgesehen, im Drehung an das Vorderrad 24 zu übertragen. Der Motor 46 ist an dem Rahmen 18 des Fahrrads 10, an dem Hinterrad 26 oder an dem Vorderrad 24 vorgesehen. Bei einem Beispiel ist der Motor 46 mit einem Antriebskraftübertragungsweg verbunden, der von der Kurbelwelle 30 zu dem vorderen Drehkörper 36 verläuft. Bevorzugt ist der Kraftübertragungsweg zwischen dem Motor 46 und der Kurbelwelle 30 mit einer Freilaufkupplung (nicht gezeigt) versehen, so dass die Drehkraft der Kurbel 28 den Motor 46 in einem Fall nicht dreht, in dem die Kurbelwelle 30 in eine Drehung gedreht wird, die das Fahrrad 10 vorwärts bewegt. Der Motor 46 und die Antriebsschaltung 48 sind in einem Gehäuse vorgesehen, das andere Elemente als den Motor 46 und die Antriebsschaltung 48 aufnehmen kann, beispielsweise ein Untersetzungsgetriebe, das die Geschwindigkeit der Drehung reduziert, die durch den Motor 46 erzeugt wird, und dann die Drehung ausgibt.
Die Betätigungseinheit 50, die in 2 gezeigt wird, kann durch den Nutzer betätigt werden. Die Betätigungseinheit 50 ist ausgebildet, den Modus des Motors 46 zu verändern, der den Vortrieb des Fahrrads 10 unterstützt. Die Veränderung des Modus des Motors 46 umfasst zumindest eine von einer Veränderung von Modi, die sich voneinander in der Stärke der Unterstützungskraft unterscheiden, die die menschliche Antriebskraft unterstützt, und einem Umschalten zwischen einem Unterstützungsmodus und einem Laufmodus. Die Betätigungseinheit 50 ist am Lenker 22B des Fahrrads 10 befestigt (siehe 1). Die Betätigungseinheit 50 umfasst beispielsweise ein Betätigungselement, einen Sensor, der die Bewegung des Betätigungselements detektiert, und eine elektrische Schaltung, die mit der Steuereinrichtung 62 eine Kommunikation durchführt. Die Betätigungseinheit 50 kann mit der Steuereinrichtung 62 durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung kommunizieren. Die Betätigungseinheit 50 kann mit der Steuereinrichtung 62 beispielsweise durch PLC kommunizieren. Eine Betätigung der Betätigungseinheit 50 durch den Nutzer führt dazu, dass die Betätigungseinheit 50 ein Ausgangssignal an die Steuereinrichtung 62 überträgt. Die Bedienungseinheit 50 umfasst ein oder mehr Betätigungselemente, die zum Verändern des Modus des Motors 46 verwendet werden. Die Betätigungselemente können durch Druckschalter, hebelartige Schalter oder eine Berührfläche definiert sein.
Die Batterie 52 umfasst eine Batterieeinheit 52A, die eine oder mehr Batteriezellen aufweist, und eine Batteriehaltevorrichtung 52B, die die Batterieeinheit 52A trägt. Die Batteriezelle umfasst eine wiederaufladbare Batterie. Die Batterie 52 ist am Fahrrad 10 montiert, um andere elektrische Komponenten, die mit der Batterie 52 durch Drähte elektrisch verbunden sind, mit Energie zu versorgen, beispielsweise den Motor 46 und die Fahrradsteuervorrichtung 60. Die Batterie 52 kann mit der Steuereinrichtung 62 durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung kommunizieren. Die Batterie 52 kann mit der Steuereinrichtung 62 beispielsweise durch PLC kommunizieren. Die Batterie 52 kann an die Außenseite des Rahmens 18 gekoppelt sein oder zumindest teilweise innerhalb des Rahmens 18 untergebracht sein.
Der Drehmomentsensor 54, der in 2 gezeigt wird, gibt ein Signal aus, das der menschlichen Antriebskraft TA entspricht. Der Drehmomentsensor 54 detektiert die menschliche Antriebskraft TA, die in den Antriebsmechanismus 16 durch die Pedale 34 eingeleitet wird, die in 1 gezeigt werden. Der Drehmomentsensor 54 kann in einem Übertragungsweg der menschlichen Antriebskraft TA zwischen der Kurbelwelle 30 und dem vorderen Drehkörper 36 vorgesehen sein. Der Drehmomentsensor 54 kann an der Kurbelwelle 30 oder dem vorderen Drehkörper 36 vorgesehen sein. Alternativ kann der Drehmomentsensor 54 an den Kurbelarmen 32 oder den Pedalen 34 vorgesehen sein. Die Funktionen des Drehmomentsensors 54 können beispielsweise durch einen Dehnungssensor, einen optischen Sensor, einen Drucksensor oder dergleichen erfüllt werden. Ein Dehnungssensor kann ein Dehnungsmesser, ein magnetostriktiver Sensor oder ein piezoelektrischer Sensor sein. Jeder Sensor kann als der Drehmomentsensor 54 eingesetzt werden, solange er ein Signal ausgibt, das der menschlichen Antriebskraft TA entspricht, die auf die Kurbelarme 32 oder die Pedale 34 ausgeübt wird. Der Drehmomentsensor 54 kann mit der Steuereinrichtung 62, die in 2 gezeigt wird, durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung kommunizieren. Der Drehmomentsensor 54 gibt ein Signal, das der menschlichen Antriebskraft TA entspricht, an die Steuereinrichtung 62 aus.
Der Kurbeldrehsensor 56 detektiert den Drehwinkel der Kurbel 28. Der Kurbeldrehsensor 56 ist an dem Rahmen 18 des Fahrrads 10 oder dem Gehäuse des Motors 46 befestigt.
Der Kurbeldrehsensor 56 wird beispielsweise durch einen Magnetsensor gebildet, der ein Signal ausgibt, das der Stärke eines Magnetfeldes entspricht. Ein Ringmagnet, dessen Magnetfeldstärke sich in der Umfangsrichtung ändert, ist an der Kurbelwelle 30 oder in einem Kraftübertragungsweg zwischen der Kurbelwelle 30 und dem vorderen Drehkörper 36 vorgesehen. Die Verwendung eines Magnetsensors, der ein Signal ausgibt, das der Magnetfeldstärke entspricht, ermöglicht es, die Drehgeschwindigkeit der Kurbel 28 und den Drehwinkel der Kurbel 28 mit demselben Sensor zu detektieren. Zusätzlich zum Drehwinkel der Kurbel 28 kann der Kurbeldrehsensor 56 die Drehgeschwindigkeit der Kurbel 28 detektieren. Der Kurbeldrehsensor 56 kann mit der Steuereinrichtung 62 durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung kommunizieren. Der Drehmomentsensor 56 gibt ein Signal, das dem Drehwinkel der Kurbel 28 entspricht, an die Steuereinrichtung 62 aus.
Anstelle eines Magnetsensors kann der Kurbeldrehsensor 56 einen Beschleunigungssensor umfassen, der an der Kurbelwelle 30 oder den Kurbelarmen 32 vorgesehen ist. Die Ausgabe des Beschleunigungssensors umfasst den Neigungswinkel des Beschleunigungssensors. Die Steuereinrichtung 62 berechnet den Drehwinkel der Kurbel 28 entsprechend dem Neigungswinkel des Beschleunigungssensors.
Der Kurbeldrehsensor 56 kann an einem Element vorgesehen sein, das sich einstückig mit der Kurbelwelle 30 in einem Übertragungsweg der menschlichen Antriebskraft TA dreht, der sich von der Kurbelwelle 30 zu dem vorderen Drehkörper 36 erstreckt. In einem Fall, in dem beispielsweise eine Freilaufkupplung nicht zwischen der Kurbelwelle 30 und dem vorderen Drehkörper 36 vorgesehen ist, kann der Kurbeldrehsensor 56 an dem vorderen Drehkörper 36 vorgesehen sein.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58, der in 1 gezeigt wird, detektiert die Drehgeschwindigkeit der Räder 14. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 ist drahtgebunden oder drahtlos mit der Steuereinrichtung 62 elektrisch verbunden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 ist an einer Kettenstrebe des Rahmens befestigt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 kann mit der Steuereinrichtung 62 durch eine drahtgebundene Verbindung oder eine drahtlose Verbindung kommunizieren. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 gibt ein Signal, das einer Änderung der Position eines Magneten M, der am Hinterrad 26 befestigt ist, relativ zu dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 entspricht, an die Steuereinrichtung 62 aus. Die Steuereinrichtung 62 berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrrads 10 aus der Drehgeschwindigkeit der Räder 14. Bevorzugt umfasst der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 ein magnetisches Reed, das einen Reedschalter bildet, oder ein Hallelement. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 kann an der Vorderradgabel 20 vorgesehen und ausgebildet sein, den Magneten zu detektieren, der am Vorderrad 24 befestigt ist.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Fahrradsteuervorrichtung 60 die Steuereinrichtung 62. Bei einem Beispiel umfasst die Fahrradsteuervorrichtung 60 des Weiteren einen Speicher 64. Die Steuereinrichtung 62 umfasst einen Computer, der ein vorgegebenes Steuerprogramm ausführt. Der Computer umfasst beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU). Die Steuereinrichtung 62 kann einen oder mehr Mikrocomputer umfassen. Die Steuereinrichtung 62 umfasst des Weiteren einen Zeitnehmer. Der Speicher 64 speichert verschieden Typen von Steuerprogrammen und Information, die für verschiedene Typen von Steuerverarbeitung verwendet werden. Der Speicher 64 umfasst beispielsweise einen nichtflüchtigen Speicher und einen flüchtigen Speicher. Die Steuereinrichtung 62 und der Speicher 64 sind beispielsweise in dem Gehäuse des Motors 46 untergebracht.
Die Steuereinrichtung 62 steuert das Getriebe 42 und den Motor 46. Die Steuereinrichtung 62 steuert den Motor 46 so, dass das Verhältnis A der Hilfskraft, die durch den Motor 46 erzeugt wird, zu der menschlichen Antriebskraft TA, die in das Fahrrad 10 eingeleitet wird, gleich einem vorgegebenen Verhältnis AX wird. Wenn der Unterstützungsmodus zwei Stufen von Unterstützungsmodi umfasst, umfasst das vorgegebene Verhältnis AX ein erstes Verhältnis A1 und ein zweites Verhältnis A2, das kleiner als das erste Verhältnis A1 ist. Das erste Verhältnis A1 entspricht dem vorgegebenen Verhältnis AX für den Unterstützungsmodus, der das größte vorgegebene Verhältnis AX aufweist. Das zweite Verhältnis A2 entspricht dem vorgegebenen Verhältnis AX für den Unterstützungsmodus, der das kleinste vorgegebene Verhältnis AX aufweist. Um das vorgegebene Verhältnis AX aufrechtzuerhalten, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42 entsprechend zumindest einem von dem Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 und der menschlichen Antriebskraft TA. Der Unterstützungsmodus kann drei oder mehr Stufen der Unterstützungsmodi umfassen. Zusätzlich zu dem ersten Verhältnis A1 und dem zweiten Verhältnis A2 umfasst in diesem Fall das vorgegebene Verhältnis AX des Weiteren ein oder mehr vorgegebene Verhältnisse AX, entsprechend der Anzahl von Unterstützungsmodusstufen.
Die Steuereinrichtung 62 verändert das vorgegebene Verhältnis AX entsprechend zu Signalen von der Betätigungseinheit 50. In einem Fall, in dem ein Signal zum Ändern zu einem Unterstützungsmodus, der ein großes vorgegebenes Verhältnis AX aufweist, von der Betätigungseinheit 50 empfangen wird, und der Unterstützungsmodus, der eingestellt ist, ein vorgegebenes Verhältnis AX aufweist, das kleiner als das erste Verhältnis A1 ist, verändert genauer die Steuereinrichtung 62 den Unterstützungsmodus zu einem vorgegebenen Verhältnis AX, das eine Stufe höher ist. In einem Fall, in dem ein Signal zum Ändern des Unterstützungsmodus zu einem Modus, der ein kleineres vorgegebenes Verhältnis AX aufweist, von der Betätigungseinheit 50 empfangen wird, und der Unterstützungsmodus, der eingestellt ist, ein vorgegebenes Verhältnis AX aufweist, das größer als das zweite Verhältnis A2 ist, verändert die Steuereinrichtung 62 den Unterstützungsmodus in einen Modus, der ein vorgegebenes Verhältnis AX aufweist, das eine Stufe niedriger ist. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 ein Signal zum Ändern zu einem Modus, der ein kleines vorgegebenes Verhältnis AX aufweist, von der Betätigungseinheit 50 empfängt, und das vorgegebene Verhältnis AX das zweite Verhältnis A2 ist, schaltet die Steuereinrichtung 62 den Unterstützungsmodus aus. In einem Zustand, in dem der Unterstützungsmodus aus ist und ein Signal zum Ändern in einen Modus, der ein großes vorgegebenes Verhältnis AX aufweist, von der Betätigungseinheit 50 empfangen wird, steuert die Steuereinrichtung 62 den Motor 46 in dem Unterstützungsmodus, dessen vorgegebenes Verhältnis AX das zweite Verhältnis A2 ist.
Die Steuereinrichtung 62 verändert das vorgegebene Verhältnis AX entsprechend dem Fahrzustand des Fahrrads 10. Der Fahrzustand umfasst zumindest eines von der menschlichen Antriebskraft TA, der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10, der Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrrads 10, der Beschleunigung des Fahrrads 10, dem Neigungswinkel des Fahrrads 10, der Windgeschwindigkeit, dem Straßenoberflächenwiderstand und dem Fahrtwiderstand. Die Beschleunigung des Fahrrads 10 wird beispielsweise durch das Differenzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit V erhalten. Der Neigungswinkel des Fahrrads 10 wird beispielsweise dadurch erhalten, dass ein Neigungssensor an dem Fahrrad 10 vorgesehen wird. Der Neigungswinkel des Fahrrads 10 kann die Straßensteigung sein, die durch einen Empfänger eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS), das Internet und dergleichen erhalten wird. Die Windgeschwindigkeit wird beispielsweise dadurch erhalten, dass ein Windgeschwindigkeitssensor an dem Fahrrad 10 vorgesehen wird. Der Straßenoberflächenwiderstand wird beispielsweise durch Berechnen des Schlupfs der Räder 14 aus der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V erhalten. Die Windgeschwindigkeit und der Straßenoberflächenwiderstand können durch einen GPS-Empfänger, das Internet und dergleichen erhalten werden. Der Fahrtwiderstand kann beispielsweise durch das Subtrahieren der kinetischen Energie des Fahrrads 10 von der Energie erhalten werden, die in das Fahrrad 10 eingeleitet wird. Die in das Fahrrad 10 eingeleitete Energie wird aus der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 und zumindest einem von der menschlichen Antriebskraft TA und dem Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 erhalten. Die kinetische Energie des Fahrrads 10 wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrrads 10 und dem Gewicht des Fahrrads 10 und des Fahrers erhalten.
Unter Bezugnahme auf 3 wird nun eine Steuerung zum Verändern des vorgegebenen Verhältnisses AX beschrieben. In einem Fall, in dem der Unterstützungsmodus bei Betätigung der Betätigungseinheit 50 eingestellt wird, startet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung und führt Schritt S11 des in 3 gezeigten Ablaufdiagramms durch. Solange der Unterstützungsmodus eingestellt ist, führt die Steuereinheit 62 die Verarbeitung von Schritt S11 an in vorgegebenen Zyklen durch.
In Schritt S11 bestimmt die Steuereinrichtung 62, ob eine Erhöhungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX erfüllt wurde oder nicht. Die Erhöhungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX wird basierend auf zumindest einem von der menschlichen Antriebskraft TA, der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10, der Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrrads 10, der Beschleunigung des Fahrrads 10, dem Neigungswinkel des Fahrrads 10, der Windgeschwindigkeit, dem Straßenoberflächenwiderstand und dem Fahrtwiderstand erfüllt. Die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass die Erhöhungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX erfüllt wurde, in einem Fall, in dem beispielsweise zumindest eines von der menschlichen Antriebskraft TA, der Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrrads 10, der Beschleunigung des Fahrrads 10, dem Neigungswinkel des Fahrrads 10, der Windgeschwindigkeit, dem Straßenoberflächenwiderstand und dem Fahrtwiderstand größer als ein vorgegebener Wert ist. Ferner bestimmt die Steuereinrichtung 62, dass die Erhöhungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX erfüllt wurde, in einem Fall, in dem beispielsweise die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass die Erhöhungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX erfüllt wurde, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S12 und bestimmt, ob das vorgegebene Verhältnis AX kleiner als das erste Verhältnis A1 ist oder nicht. Genauer bestimmt die Steuereinrichtung 62, ob der Unterstützungsmodus ein Modus ist, der dem ersten Verhältnis A1 entspricht, oder nicht. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass das vorgegebene Verhältnis AX kleiner als das erste Verhältnis A1 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S13 und erhöht das vorgegebene Verhältnis AX um eine Stufe. Dann beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S12 bestimmt, dass das vorgegebene Verhältnis AX das erste Verhältnis A1 ist, beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung, ohne das vorgegebene Verhältnis AX zu verändern.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S11 bestimmt, dass die Erhöhungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX nicht erfüllt wurde, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S14 und bestimmt, ob eine Verringerungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX erfüllt wurde oder nicht. Die Verringerungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX wird basierend auf zumindest einem von der menschlichen Antriebskraft TA, der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10, der Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrrads 10, der Beschleunigung des Fahrrads 10, dem Neigungswinkel des Fahrrads 10, der Windgeschwindigkeit, dem Straßenoberflächenwiderstand und dem Fahrtwiderstand erfüllt. Die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass die Verringerungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX erfüllt wurde, in einem Fall, in dem beispielsweise zumindest eines von der menschlichen Antriebskraft TA, der Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrrads 10, der Beschleunigung des Fahrrads 10, dem Neigungswinkel des Fahrrads 10, der Windgeschwindigkeit, dem Straßenoberflächenwiderstand und dem Fahrtwiderstand kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Ferner bestimmt die Steuereinrichtung 62, dass die Verringerungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX erfüllt wurde, in einem Fall, in dem beispielsweise die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 größer als ein vorgegebener Wert ist.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass die Verringerungsbedingung des vorgegebenen Verhältnisses AX erfüllt wurde, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S15 und bestimmt, ob das vorgegebene Verhältnis AX größer als das zweite Verhältnis A2 ist oder nicht. Genauer bestimmt die Steuereinrichtung 62, ob der Unterstützungsmodus ein Modus ist, der dem zweiten Verhältnis A2 entspricht, oder nicht. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass das vorgegebene Verhältnis AX größer als das zweite Verhältnis A2 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S16 und verringert das vorgegebene Verhältnis AX um eine Stufe. Dann beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S15 bestimmt, dass das vorgegebene Verhältnis AX das zweite Verhältnis A2 ist, beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung, ohne das vorgegebene Verhältnis AX zu verändern.
Die Steuereinrichtung 62 steuert den Motor 46 so, dass das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 nicht größer oder gleich einem oberen Grenzdrehmoment TY1 wird, das größer als ein erstes Drehmoment TX1 ist. Das obere Grenzdrehmoment TY1 wird in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Motors 46 bestimmt. Die Steuereinrichtung 62 steuert den Motor 46 so, dass das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 nicht kleiner oder gleich einem unteren Grenzdrehmoment TY2 wird, das kleiner als ein zweites Drehmoment TX2 ist. Das zweite Drehmoment TX2 ist kleiner als das erste Drehmoment TX1. Das untere Grenzdrehmoment TY2 wird in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Motors 46 bestimmt. Das erste Drehmoment TX1 wird auf einen Wert eingestellt, der nahe dem oberen Grenzdrehmoment TY1 ist. Das erste Drehmoment TX1 ist näher am oberen Grenzdrehmoment TY1 als der Medianwert zwischen dem oberen Grenzdrehmoment TY1 und dem unteren Grenzdrehmoment TY2. Das zweite Drehmoment TX2 wird auf einen Wert eingestellt, der nahe dem unteren Grenzdrehmoment TY2 ist. Das zweite Drehmoment TX2 ist näher am unteren Grenzdrehmoment TY2 als der Medianwert zwischen dem oberen Grenzdrehmoment TY1 und dem unteren Grenzdrehmoment TY2.
In einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 größer oder gleich dem ersten Drehmoment TX1 ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu verringern. In einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 größer oder gleich dem ersten Drehmoment TX1 ist und das Übersetzungsverhältnis R, das gegenwärtig eingestellt ist, größer als ein erstes Übersetzungsverhältnis R1 ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Übersetzungsverhältnis R, um das Getriebe 42 zu verringern. Das erste Übersetzungsverhältnis R1 entspricht beispielsweise dem kleinsten Übersetzungsverhältnis R, das durch das Getriebe 42 erreicht werden kann. In einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 größer oder gleich dem ersten Drehmoment TX1 ist und eine erste vorgegebene Bedingung in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 erfüllt ist, steuert die Steuereinheit 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu verringern. Die erste vorgegebene Bedingung ist erfüllt, falls ein Schätzwert NX der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 kleiner oder gleich einer vorgegebenen ersten Drehgeschwindigkeit N1 sein wird, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R verändert wird, das eine Stufe niedriger als das Übersetzungsverhältnis R ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
In einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment TX2 ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu erhöhen. In einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment TX2 ist und das Übersetzungsverhältnis R, das gegenwärtig eingestellt ist, kleiner als ein zweites Übersetzungsverhältnis R2 ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu erhöhen. Das zweite Übersetzungsverhältnis R2 entspricht beispielsweise dem größten Übersetzungsverhältnis R, das durch das Getriebe 42 erreicht werden kann. In einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment TX2 ist und eine zweite vorgegebene Bedingung in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 erfüllt ist, steuert die Steuereinheit 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu erhöhen. Die zweite vorgegebene Bedingung ist erfüllt, falls ein Schätzwert NY der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 größer oder gleich einer vorgegebenen zweiten Drehgeschwindigkeit N2 sein wird, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R verändert wird, das eine Stufe höher als das Übersetzungsverhältnis R ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 4 wird nun eine Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R beschrieben. In einem Fall, in dem der Unterstützungsmodus bei Betätigung der Betätigungseinheit 50 eingestellt wird, startet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung und führt Schritt S21 des in 4 gezeigten Ablaufdiagramms durch. Solange der Unterstützungsmodus eingestellt ist, führt die Steuereinheit 62 die Verarbeitung von Schritt S21 an in vorgegebenen Zyklen durch.
Die Steuereinrichtung 62 bestimmt in Schritt S21, ob das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 größer oder gleich dem ersten Drehmoment TX1 ist oder nicht. Wenn die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass das Ausgangsdrehmoment TX größer oder gleich dem ersten Drehmoment TX1 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S22 und bestimmt, ob das Übersetzungsverhältnis R größer als das erste Übersetzungsverhältnis R1 ist oder nicht. Wenn die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass das Übersetzungsverhältnis R größer als das erste Übersetzungsverhältnis R1 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S23 und berechnet den Schätzwert NX der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R verändert wird, das eine Stufe niedriger als das Übersetzungsverhältnis R ist, das gegenwärtig eingestellt ist. Genauer berechnet die Steuereinrichtung 62 den Schätzwert NX unter Verwendung zumindest eines von einer Abbildung, einer Tabelle und einer Gleichung, die im Vorhinein im Speicher 64 gespeichert werden und die Beziehung von Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses R bezüglich des Schätzwertes NX anzeigen. Die Abbildung, die Tabelle und die Gleichung, die die Beziehung von Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses R bezüglich des Schätzwertes NX anzeigen, können jeweils Parameter umfassen, wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die menschliche Antriebskraft TA. Dann bestimmt in Schritt S24 die Steuereinrichtung 62, ob der Schätzwert NX kleiner oder gleich der ersten Drehgeschwindigkeit N1 ist oder nicht.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S24 bestimmt, dass der Schätzwert NX kleiner oder gleich der ersten Drehgeschwindigkeit N1 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S25 und steuert das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R zu verändern, das eine Stufe niedriger ist. Dann beendet die Steuereinrichtung 42 die Verarbeitung. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S24 bestimmt, dass der Schätzwert NX größer als die erste Drehgeschwindigkeit N1 ist, beendet die Steuereinrichtung 42 die Verarbeitung, ohne das Übersetzungsverhältnis R zu verändern.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S21 bestimmt, dass das Ausgangsdrehmoment TX kleiner als das erste Drehmoment TX1 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S26. Die Steuereinrichtung 62 bestimmt in Schritt S26, ob das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment TX2 ist oder nicht. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass das Ausgangsdrehmoment TX kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment TX2 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S27 und bestimmt, ob das Übersetzungsverhältnis R kleiner als das zweite Übersetzungsverhältnis R2 ist oder nicht. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass das Übersetzungsverhältnis R kleiner als das zweite Übersetzungsverhältnis R2 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S28 und berechnet den Schätzwert NY der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R verändert wird, das eine Stufe höher als das Übersetzungsverhältnis R ist, das gegenwärtig eingestellt ist. Genauer berechnet die Steuereinrichtung 62 den Schätzwert NY unter Verwendung zumindest eines von einer Abbildung, einer Tabelle und einer Gleichung, die im Vorhinein im Speicher 64 gespeichert werden und die Beziehung von Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses R bezüglich des Schätzwertes NY anzeigen. Die Abbildung, die Tabelle und die Gleichung, die die Beziehung von Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses R bezüglich des Schätzwertes NY anzeigen, können jeweils Parameter umfassen, wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die menschliche Antriebskraft TA. Dann bestimmt in Schritt S29 die Steuereinrichtung 62, ob der Schätzwert NY größer oder gleich der zweiten Drehgeschwindigkeit N2 ist oder nicht.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S29 bestimmt, dass der Schätzwert NY größer oder gleich der zweiten Drehgeschwindigkeit N2 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S30 und steuert das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R zu verändern, das eine Stufe höher ist. Dann beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S29 bestimmt, dass der Schätzwert NY kleiner als die zweite Drehgeschwindigkeit N2 ist, beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung, ohne das Übersetzungsverhältnis R zu verändern.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S26 bestimmt, dass das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 größer als das zweite Drehmoment TX2 ist, beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung. In einem Fall, in dem eine negative Bestimmung in Schritt S21 erfolgt und eine negative Bestimmung in Schritt S26 erfolgt, die anzeigen, dass das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 sich in einem Bereich befindet, der kleiner als das erste Drehmoment TX1 und größer als das zweite Drehmoment TX2 ist, wird das Übersetzungsverhältnis R nicht verändert.
Zweite Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die 2 und 5 wird eine zweite Ausführungsform der Fahrradsteuervorrichtung 60 nun beschrieben. Die zweite Ausführungsform der Fahrradsteuervorrichtung 60 ist der ersten Ausführungsform der Fahrradsteuervorrichtung 60 ähnlich, mit Ausnahme dessen, dass die menschliche Antriebskraft anstelle des Ausgangsdrehmoments TX des Motors 46 bei der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R verwendet wird. Somit werden dieselben Bezugszeichen an die Komponenten vergeben, die dieselben sind wie die entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform. Solche Komponenten werden nicht detailliert beschrieben.
In einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft TA größer oder gleich einem ersten Wert TA1 ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu verringern. In einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft TA größer oder gleich dem ersten Wert TA1 ist und das Übersetzungsverhältnis R, das gegenwärtig eingestellt ist, größer als das dritte Übersetzungsverhältnis R3 ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu verringern. Das dritte Übersetzungsverhältnis R3 entspricht dem kleinsten Übersetzungsverhältnis R, das durch das Getriebe 42 erreicht werden kann. In einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft TA größer oder gleich dem ersten Wert TA1 ist und eine dritte vorgegebene Bedingung in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 erfüllt ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu verringern. Die dritte vorgegebene Bedingung ist erfüllt, falls der Schätzwert NX der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 kleiner oder gleich einer vorgegebenen dritten Drehgeschwindigkeit N3 sein wird, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R verändert wird, das eine Stufe niedriger als das Übersetzungsverhältnis R ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
In einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft TA kleiner oder gleich einem zweiten Wert TA2 ist, der kleiner als der erste Wert TA1 ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu erhöhen. In einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft TA kleiner oder gleich dem zweiten Wert TA2 ist und das Übersetzungsverhältnis R, das gegenwärtig eingestellt ist, kleiner als das vierte Übersetzungsverhältnis R4 ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu erhöhen. Das vierte Übersetzungsverhältnis R4 entspricht dem größten Übersetzungsverhältnis R, das durch das Getriebe 42 erreicht werden kann. In einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft TA kleiner oder gleich dem zweiten Wert TA2 ist und eine vierte vorgegebene Bedingung in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 erfüllt ist, steuert die Steuereinrichtung 62 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu erhöhen. Die vierte vorgegebene Bedingung ist erfüllt, falls der Schätzwert NY der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 größer als eine vorgegebene vierten Drehgeschwindigkeit N4 sein wird, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R verändert wird, das eine Stufe höher als das Übersetzungsverhältnis R ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 5 wird nun eine Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R beschrieben. In einem Fall, in dem der Unterstützungsmodus bei Betätigung der Betätigungseinheit 50 gestartet wird, startet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung und führt Schritt S41 des in 5 gezeigten Ablaufdiagramms durch. Solange der Unterstützungsmodus durchgeführt wird, führt die Steuereinheit 62 die Verarbeitung von Schritt S41 an in vorgegebenen Zyklen durch.
In Schritt S41 bestimmt die Steuereinrichtung 62, ob die menschliche Antriebskraft TA größer oder gleich dem ersten Wert TA1 ist oder nicht. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass die menschliche Antriebskraft TA größer oder gleich dem ersten Wert TA1 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S42 und bestimmt, ob das Übersetzungsverhältnis R größer als das dritte Übersetzungsverhältnis R3 ist oder nicht. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass das Übersetzungsverhältnis R größer als das dritte Übersetzungsverhältnis R3 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S43 und berechnet den Schätzwert NX der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R verändert wird, das eine Stufe niedriger als das Übersetzungsverhältnis R ist, das gegenwärtig eingestellt ist. Genauer berechnet die Steuereinrichtung 62 den Schätzwert NX unter Verwendung zumindest eines von einer Abbildung, einer Tabelle und einer Gleichung, die im Vorhinein im Speicher 64 gespeichert werden und die Beziehung von Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses R bezüglich des Schätzwertes NX anzeigen. Die Abbildung, die Tabelle und die Gleichung, die die Beziehung von Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses R bezüglich des Schätzwertes NX anzeigen, können jeweils Parameter umfassen, wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die menschliche Antriebskraft TA. Dann bestimmt in Schritt S44 die Steuereinrichtung 62, ob der Schätzwert NX kleiner oder gleich der dritten Drehgeschwindigkeit N3 ist oder nicht.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S44 bestimmt, dass der Schätzwert NX kleiner oder gleich der dritten Drehgeschwindigkeit N3 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S45 und steuert das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R zu verändern, das eine Stufe niedriger ist. Dann beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S44 bestimmt, dass der Schätzwert NX größer als die dritte Drehgeschwindigkeit N3 ist, beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung, ohne das Übersetzungsverhältnis R zu verändern.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S41 bestimmt, dass die menschliche Antriebskraft TA kleiner als der erste Wert TA1 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S46. Die Steuereinrichtung 62 bestimmt in Schritt S46, ob die menschliche Antriebskraft TA kleiner oder gleich dem zweiten Wert TA2 ist oder nicht. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass die menschliche Antriebskraft TA kleiner oder gleich dem zweiten Wert TA2 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S47 und bestimmt, ob das Übersetzungsverhältnis R kleiner als das vierte Übersetzungsverhältnis R4 ist oder nicht. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 bestimmt, dass das Übersetzungsverhältnis R kleiner als das vierte Übersetzungsverhältnis R4 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S48 und berechnet den Schätzwert NY der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 28 des Fahrrads 10 für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R verändert wird, das eine Stufe höher als das Übersetzungsverhältnis R ist, das gegenwärtig eingestellt ist. Genauer berechnet die Steuereinrichtung 62 den Schätzwert NY unter Verwendung zumindest eines von einer Abbildung, einer Tabelle und einer Gleichung, die im Vorhinein im Speicher 64 gespeichert werden und die Beziehung von Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses R bezüglich des Schätzwertes NX anzeigen. Die Abbildung, die Tabelle und die Gleichung, die die Beziehung von Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses R bezüglich des Schätzwertes NY anzeigen, können jeweils Parameter umfassen, wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die menschliche Antriebskraft TA. Dann bestimmt in Schritt S49 die Steuereinrichtung 62, ob der Schätzwert NY größer oder gleich der vierten Drehgeschwindigkeit N4 ist oder nicht.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S49 bestimmt, dass der Schätzwert NY größer oder gleich der vierten Drehgeschwindigkeit N4 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S50 und steuert das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R zu verändern, das eine Stufe höher ist. Dann beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S49 bestimmt, dass der Schätzwert NY kleiner als die vierte Drehgeschwindigkeit N4 ist, beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung, ohne das Übersetzungsverhältnis R zu verändern.
In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S46 bestimmt, dass die menschliche Antriebskraft TA größer als der zweite Wert TA2 ist, beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung. In einem Fall, in dem eine negative Bestimmung in Schritt S41 erfolgt und eine negative Bestimmung in Schritt S46 erfolgt, die anzeigen, dass die menschliche Antriebskraft TA sich in einem Bereich befindet, der kleiner als der erste Wert TA1 und größer als der zweite Wert TA2 ist, wird das Übersetzungsverhältnis R nicht verändert.
Abgewandelte Beispiele
Die Beschreibung, die sich auf die obigen Ausführungsformen bezieht, stellt beispielhaft eine anwendbare Form einer Fahrradsteuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dar, ohne jede Absicht der Einschränkung. Eine Fahrradsteuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise auf abgewandelte Beispiele der obigen Ausführungsformen, die unten beschrieben werden, und auf Kombinationen von zumindest zwei der abgewandelten Beispiele angewendet werden, die einander nicht widersprechen. In den hiernach beschriebenen abgewandelten Beispielen werden dieselben Bezugszeichen an die Komponenten vergeben, die dieselben sind wie die entsprechenden Komponenten der obigen Ausführungsform. Solche Komponenten werden nicht detailliert beschrieben.
In der ersten Ausführungsform können die Schritte S26 bis S30 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 4 dargestellt wird, entfallen. In dem Fall beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung, falls die Steuereinrichtung 62 in Schritt S21 bestimmt, dass das Ausgangsdrehmoment TX kleiner als das erste Drehmoment TX1 ist.
In der ersten Ausführungsform können die Schritte S21 bis S25 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 4 dargestellt wird, entfallen.
In der ersten Ausführungsform können die Schritte S23, S24, S28 und S29 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 4 dargestellt wird, entfallen. Genauer geht, wie in 6 gezeigt wird, in einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S22 bestimmt, dass das Übersetzungsverhältnis R größer als das erste Übersetzungsverhältnis R1 ist, die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S25 und steuert das Getriebe 42 um das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R zu verändern, das eine Stufe niedriger ist. Dann beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S22 bestimmt, dass das Übersetzungsverhältnis R kleiner oder gleich dem ersten Übersetzungsverhältnis R1 ist, beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung, ohne das Übersetzungsverhältnis R zu verändern. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S21 bestimmt, dass das Ausgangsdrehmoment TX kleiner als das erste Drehmoment TX1 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S26. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 62 in Schritt S26 bestimmt, dass das Ausgangsdrehmoment TX des Motors 46 kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment TX2 ist, und in Schritt S27 bestimmt, dass das Übersetzungsverhältnis R kleiner als das zweite Übersetzungsverhältnis R2 ist, geht die Steuereinrichtung 62 weiter zu Schritt S30. Die Steuereinrichtung 62 steuert in Schritt S30 das Getriebe 42, um das Übersetzungsverhältnis R zu einem Übersetzungsverhältnis R zu ändern, das eine Stufe höher ist. Dann beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung.
In der ersten Ausführungsform können die Schritte S23 und S24 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 4 dargestellt wird, entfallen. Alternativ können in der ersten Ausführungsform die Schritte S28 und S29 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 4 dargestellt wird, entfallen.
Die Schritte S26, S27 und S30 können aus dem abgewandelten Beispiel, das in 6 dargestellt wird, entfallen. In dem Fall beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung, falls die Steuereinrichtung 62 in Schritt S21 bestimmt, dass das Ausgangsdrehmoment TX kleiner als das erste Drehmoment TX1 ist.
Die Schritte S21, S22 und S25 können aus dem abgewandelten Beispiel, das in 6 dargestellt wird, entfallen.
In der zweiten Ausführungsform können die Schritte S43, S44, S48 und S49 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 5 dargestellt wird, entfallen. Alternativ können die Schritte S43 und S44 entfallen. Als weitere Option können die Schritte S48 und S49 entfallen.
In der zweiten Ausführungsform können die Schritte S46 bis S50 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 5 dargestellt wird, entfallen. In dem Fall beendet die Steuereinrichtung 62 die Verarbeitung, falls die Steuereinrichtung 62 in Schritt S41 bestimmt, dass die menschliche Antriebskraft TA kleiner als der erste Wert TA1 ist. In diesem Fall können die Schritte S43 und S44 auch entfallen.
In der zweiten Ausführungsform können die Schritte S41 bis S45 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 5 dargestellt wird, entfallen. In diesem Fall können die Schritte S48 und S49 ebenfalls entfallen.
In der zweiten Ausführungsform können die Schritte S43, S44 und S46 bis S50 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 5 dargestellt wird, entfallen.
In der zweiten Ausführungsform können die Schritte S41 bis S45 und S48 bis S49 aus der Steuerung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses R, die in 5 dargestellt wird, entfallen.
In jeder Ausführungsform kann die Steuerung zum Verändern des vorgegebenen Verhältnisses AX, die in 3 dargestellt wird, entfallen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 62 das vorgegebene Verhältnis AX entsprechend nur einer in die Betätigungseinheit 50 eingegebenen Betätigung verändern.
Bezugszeichenliste

10): Fahrrad
60): Fahrradsteuervorrichtung
62): Steuereinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2623419 [0003]

Claims

Fahrradsteuervorrichtung, umfassend: eine Steuereinrichtung, die zum Steuern eines Getriebes, das ausgebildet ist, ein Übersetzungsverhältnis eines Fahrrads zu verändern, und eines Motors ausgebildet ist, der den Vortrieb des Fahrrads unterstützt, wobei die Steuereinrichtung den Motor so steuert, dass ein Verhältnis einer Unterstützungskraft, die durch den Motor erzeugt wird, zu menschlicher Antriebskraft, die in das Fahrrad eingeleitet wird, gleich einem vorgegebenen Verhältnis wird, und die Steuereinrichtung das Getriebe entsprechend zumindest einem von einem Ausgangsdrehmoment des Motors und der menschlichen Antriebskraft steuert, um das vorgegebene Verhältnis aufrechtzuerhalten.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors größer oder gleich einem ersten Drehmoment ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors größer oder gleich dem ersten Drehmoment ist und eine erste vorgegebene Bedingung in Bezug auf eine Drehgeschwindigkeit einer Kurbel des Fahrrads erfüllt ist, die Steuereinheit das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Getriebe ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis in Stufen zu verändern, und die erste vorgegebene Bedingung erfüllt ist, falls ein Schätzwert der Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads kleiner oder gleich einer vorgegebenen ersten Drehgeschwindigkeit ist, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis zu einem Übersetzungsverhältnis verändert wird, das eine Stufe niedriger als das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis ist.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors größer oder gleich dem ersten Drehmoment ist und das Übersetzungsverhältnis gegenwärtig größer als ein erstes Übersetzungsverhältnis ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Steuereinrichtung den Motor so steuert, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors nicht größer oder gleich einem oberen Grenzdrehmoment wird, das größer als das erste Drehmoment ist.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors kleiner oder gleich einem zweiten Drehmoment ist, das kleiner als das erste Drehmoment ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors kleiner oder gleich einem zweiten Drehmoment ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment ist und eine zweite vorgegebene Bedingung in Bezug auf eine Drehgeschwindigkeit einer Kurbel des Fahrrads erfüllt ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Getriebe ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis in Stufen zu verändern, und die zweite vorgegebene Bedingung erfüllt ist, falls ein Schätzwert der Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads größer oder gleich einer vorgegebenen zweiten Drehgeschwindigkeit ist, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis zu einem Übersetzungsverhältnis verändert wird, das eine Stufe höher als das Übersetzungsverhältnis ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei in einem Fall, in dem das Ausgangsdrehmoment des Motors kleiner oder gleich dem zweiten Drehmoment ist und das Übersetzungsverhältnis gegenwärtig kleiner als ein zweites Übersetzungsverhältnis ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Steuereinrichtung den Motor so steuert, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors nicht kleiner oder gleich einem unteren Grenzwert wird, der kleiner als das zweite Drehmoment ist.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft größer oder gleich einem ersten Wert ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 13, wobei in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft größer oder gleich einem ersten Wert ist und eine dritte vorgegebene Bedingung in Bezug auf eine Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads erfüllt ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Getriebe ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis in Stufen zu verändern, und die dritte vorgegebene Bedingung erfüllt ist, falls ein Schätzwert der Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads kleiner als eine vorgegebene dritte Drehgeschwindigkeit ist, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis zu einem Übersetzungsverhältnis verändert wird, das eine Stufe niedriger als das Übersetzungsverhältnis ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft größer oder gleich dem ersten Wert ist und das Übersetzungsverhältnis gegenwärtig größer als ein drittes Übersetzungsverhältnis ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft kleiner oder gleich einem zweiten Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft kleiner oder gleich einem zweiten Wert ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft kleiner oder gleich dem zweiten Wert ist und eine vierte vorgegebene Bedingung in Bezug auf eine Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads erfüllt ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Getriebe ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis in Stufen zu verändern, und die vierte vorgegebene Bedingung erfüllt ist, falls ein Schätzwert der Drehgeschwindigkeit der Kurbel des Fahrrads größer oder gleich einer vorgegebenen vierten Drehgeschwindigkeit ist, für einen Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis zu einem Übersetzungsverhältnis verändert wird, das eine Stufe höher als das Übersetzungsverhältnis ist, das gegenwärtig eingestellt ist.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft kleiner oder gleich dem zweiten Wert ist und das Übersetzungsverhältnis gegenwärtig kleiner als ein viertes Übersetzungsverhältnis ist, die Steuereinrichtung das Getriebe steuert, um das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen.
Fahrradsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Steuereinrichtung das vorgegebene Verhältnis entsprechend einem Fahrzustand des Fahrrads verändert.
Fahrradsteuervorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Fahrzustand zumindest eines von der menschlichen Antriebskraft, einer Drehgeschwindigkeit einer Kurbel des Fahrrads, einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrrads, einer Beschleunigung des Fahrrads, einem Neigungswinkel des Fahrrads, einer Windgeschwindigkeit, einem Straßenoberflächenwiderstand und einem Fahrtwiderstand umfasst.