DE10243751A1

DE10243751A1 - Motor-assisted bike

Info

Publication number: DE10243751A1
Application number: DE10243751A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Honda
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2022-09-21
Also published as: DE10243751B4; CN1212953C; JP2003104274A; NL1021277C2; NL1021277A1; CN1410318A

Abstract

Um zu ermöglichen, eine besser für die Fahrbedingungen geeignete Unterstützungskraft zu ermitteln durch Verbessern der Verzögerung der Unterstützungs-Steuerung/Regelung und der Probleme beim Ermitteln der Unterstützungskraft lediglich proportional zur Tretkraft, wird ein Filterabschnitt (51) geschaffen, der eine erfaßte Tretkraft mit einem vorgegebenen Tretkraftreferenzwert entsprechend dem Kurbelwinkel zur relevanten Zeit erfaßt und einen Spitzenwert der Tretkraft schätzt. Ferner wird ein Mittelwert auf der Grundlage des Spitzenwertes geschätzt. Ein Stationärtretkraft-Referenzwert ist proportional zum Fahrwiderstand auf flachem Untergrund entsprechend der Fahrgeschwindigkeit. Ein Stationärunterstützungs-Berechnungsabschnitt (53) berechnet eine Stationärunterstützungskraft mittels PID-Regelung anhand des Tretkraftmittelwertes und des Stationärtretkraft-Referenzwertes. Die Stationärunterstützungskraft wird so berechnet, daß sie ansteigt, wenn der Tretkraftmittelwert ansteigt, und verringert wird, wenn der Stationärtretkraft-Referenzwert ansteigt. Ein Proportionalunterstützungs-Berechnungsabschnitt (50) berechnet eine Proportionalunterstützungskraft, die proportional zur erfaßten Tretkraft ist. Die Proportionalunterstützungskraft und die Stationärunterstützungskraft werden miteinander addiert, um eine Unterstützungskraft zu erhalten.In order to make it possible to determine a support force which is more suitable for the driving conditions by improving the delay in the support control / regulation and the problems in determining the support force only in proportion to the pedaling force, a filter section (51) is created which detects a detected pedaling force with a predetermined value Pedal force reference value is detected according to the crank angle at the relevant time and estimates a peak value of the pedal force. An average is also estimated based on the peak. A stationary pedal force reference value is proportional to the driving resistance on a flat surface according to the driving speed. A stationary support calculation section (53) calculates a stationary support force by means of PID control on the basis of the average pedal force and the stationary pedal force reference value. The steady state assist force is calculated to increase as the average pedal force increases and to decrease as the steady state reference value increases. A proportional assist calculation section (50) calculates a proportional assist force that is proportional to the detected pedaling force. The proportional support force and the stationary support force are added together to obtain a support force.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein motorunterstütztes Fahrrad, und insbesondere auf ein motorunterstütztes Fahrrad, das eine geeignete Motorunterstützungskraft (Unterstützungskraft) unter Berücksichtigung einer Tretkraft, die periodisch entsprechend dem Drehwinkel einer Kurbelwelle schwankt, zur Verfügung stellen kann. The present invention relates to a motor-assisted bicycle, and especially on a motor-assisted bicycle that is a suitable one Motor support force (support force) taking into account a Pedal force that periodically corresponds to the angle of rotation of a crankshaft fluctuates, can provide.

Ein motorunterstütztes Fahrrad enthält ein Menschenkraft-Antriebssystem zum Übertragen einer vom Fahrer ausgeübten Kraft, nämlich der Tretkraft, auf ein Hinterrad, sowie ein Motorantriebssystem, das das Menschenkraft- Antriebssystem entsprechend der Tretkraft mit einer Unterstützungskraft ergänzen kann. Wenn die Tretkraft unter Verwendung von Kurbelpedalen im motorunterstützten Fahrrad erzeugt wird, schwankt die Tretkraft periodisch entsprechend dem Drehwinkel einer Kurbelwelle, d. h. entsprechend dem Kurbelwinkel. Daher wird ein dem Motor zugeführter elektrischer Strom zum Erhalten der Unterstützungskraft ebenfalls entsprechend der Änderung der Tretkraft verändert. Wenn der Strom periodisch verändert wird, wird auch die Unterstützungskraft periodisch verändert, wobei angenommen wird, daß somit die Erschöpfung einer Batterie beschleunigt wird. Um dieses Problem zu beseitigen, wird ein motorunterstütztes Fahrrad vorgeschlagen (Veröffentlichung des japanischen Patents Nr. 3105570), bei dem der Kurbelwinkel erfaßt wird und die Motorunterstützungskraft entsprechend der Tretkraft als Mittelwert eines planmäßigen Kurbelwinkels bestimmt wird. A motor-assisted bicycle contains a human power drive system to transmit a force exerted by the driver, namely the pedaling force, on a rear wheel, as well as a motor drive system that Drive system according to the pedaling force with a support force can supplement. If the pedal force is used in the motor-assisted bicycle is generated, the pedaling force fluctuates periodically according to the angle of rotation of a crankshaft, d. H. according to the Crank angle. Therefore, an electric current supplied to the motor becomes Obtaining support also according to the change in Pedal power changed. If the current is changed periodically, the Assistance periodically changed, assuming that thus accelerating the depletion of a battery. To this problem to eliminate, a motor-assisted bicycle is proposed (Japanese Patent Publication No. 3105570) in which the crank angle is detected and the motor support force corresponding to the pedaling force as Average of a planned crank angle is determined.

Beim obenerwähnten motorunterstützten Fahrrad wird der Mittelwert der Tretkraft verwendet, so daß die Änderung der benötigten Unterstützungsgröße klein ist, wobei die Änderung des dem Motor zugeführten Stroms ebenfalls klein ist. Der Mittelwert der erfaßten Tretkraft ist jedoch ein Mittelwert der vergangenen Tretkraft, der anhand eines planmäßigen Kurbelwinkels ausgehend vom aktuellen Zeitpunkt berechnet wird. Die zum aktuellen Zeitpunkt ausgegebene Unterstützungskraft entspricht daher der vergangenen Tretkraft, so daß eine Regelverzögerung erzeugt wird, wobei es unmöglich ist, einer schnellen Änderung der Tretkraft zu folgen. In the above-mentioned motor-assisted bicycle, the average of the Pedaling force used so that the change of required Support size is small, the change in the current supplied to the motor is also small. However, the mean value of the detected pedaling force is a mean value of the past pedal force, based on a planned crank angle is calculated based on the current time. The current one The support staff given at the time therefore corresponds to the past pedaling force so that a control delay is generated, taking it it is impossible to follow a rapid change in pedaling force.

Hinsichtlich des obenerwähnten Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein motorunterstütztes Fahrrad zu schaffen, das eine benötigte Unterstützungskraft geeignet bereitstellen kann, ohne den häufigen Änderungen der Tretkraft zu folgen. Regarding the problem mentioned above, it is a task of Present invention to provide a motor-assisted bicycle, the one can provide the necessary support appropriately, without the frequent Follow changes in pedaling power.

Um die obige Aufgabe zu lösen, ist die vorliegende Erfindung erstens dadurch gekennzeichnet, daß ein Tretkraftreferenzwert-Haltemittel, in welchem ein Tretkraftreferenzwert entsprechend einem Kurbelwinkel gesetzt ist, ein Schätzmittel zum Schätzen einer Tretkraft in einer nachfolgenden planmäßigen Periode durch Vergleichen der erfaßten Tretkraft mit dem Tretkraftreferenzwert entsprechend dem Kurbelwinkel zum Zeitpunkt der Erfassung der Tretkraft, und ein Steuer/Regelmittel zum Ermitteln einer Unterstützungskraft eines Motors auf der Grundlage der vom Schätzmittel geschätzten Tretkraft vorgesehen sind. To achieve the above object, the present invention is first characterized in that a pedal force reference value holding means, in which is set a pedal force reference value corresponding to a crank angle is an estimation means for estimating a pedaling force in a subsequent one scheduled period by comparing the detected pedaling force with the Pedal force reference value corresponding to the crank angle at the time of Detection of the pedaling force, and a control means for determining a Support power of an engine based on that of the estimator estimated pedal force are provided.

Gemäß dem ersten kennzeichnenden Merkmal wird das Verhältnis zwischen dem Referenztretkraftwert und der aktuellen Tretkraft erfaßt durch Vergleichen der aktuell erfaßten Tretkraft und des aktuellen Kurbelwinkels mit dem Tretkraftreferenzwert, so daß die Tretkraft für den jeweiligen Kurbelwinkel entsprechend dem Verhältnis geschätzt werden kann. Anschließend wird eine Unterstützungskraft ermittelt auf der Grundlage eines Schätzwertes der Tretkraft in einer planmäßigen Periode, z. B. in einer halben Umdrehung der Kurbelwelle. According to the first characteristic, the relationship between the reference pedaling force value and the current pedaling force detected by Compare the currently recorded pedaling force and the current crank angle with the Pedal force reference value, so that the pedal force for the respective crank angle can be estimated according to the ratio. Then will a supporting force is determined on the basis of an estimate of the Pedaling power in a scheduled period, e.g. B. in half a turn Crankshaft.

Die Erfindung ist zweites dadurch gekennzeichnet, daß das Schätzmittel so aufgebaut ist, daß es einen Tretkraftspitzenwert in der nachfolgenden planmäßigen Periode berechnet auf der Grundlage der erfaßten Tretkraft und des Kurbelwinkels zum Zeitpunkt der Erfassung der Tretkraft, und einen Mittelwert der Tretkraft in der planmäßigen Periode ausgibt auf der Grundlage des Tretkraftspitzenwertes als geschätzten Tretkraftwert. Gemäß dem zweiten kennzeichnenden Merkmal wird der Tretkraftmittelwert nicht auf der Grundlage der in der Vergangenheit erfaßten Tretkraft ermittelt, sondern auf der Grundlage des geschätzten Tretkraftspitzenwertes, wobei die Unterstützungskraft auf der Grundlage des Tretkraftmittelwertes berechnet wird. The invention is second characterized in that the estimation means is built up that there is a pedal force peak in the following scheduled period calculated on the basis of the recorded pedaling force and the crank angle at the time of detection of the pedaling force, and one Average value of the pedaling force in the scheduled period is displayed on the Basis of the peak pedal force as an estimated pedal force value. According to the second characteristic, the pedal force average is not on the Based on the pedaling force recorded in the past, but on based on the estimated pedal force peak, where the Assistive force is calculated based on the average pedaling force.

Die vorliegende Erfindung ist drittens dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Kurbelwelle verbundenes Antriebskettenrad eine elliptische Form aufweist und das Kurbelwinkelerfassungsmittel versehen ist mit einem Übersetzungsverhältnis-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Drehzahl des Antriebskettenrades und der Drehzahl eines Hinterrades, einem Referenzübersetzungsverhältnis- Haltemittel, in welchem ein Referenzübersetzungsverhältnis entsprechend dem Kurbelwinkel gesetzt ist, einem Kurbelwinkelerfassungsmittel zum Erfassen eines Kurbelwinkelkandidaten durch Vergleich zwischen dem erfaßten Übersetzungsverhältnis und dem Referenzübersetzungsverhältnis, und einem Kurbelwinkelermittlungsmittel zum Ermitteln des Kurbelwinkels gemäß der Änderungsrichtung des Übersetzungsverhältnisses. Third, the present invention is characterized in that a with drive sprocket connected to a crankshaft has an elliptical shape has and the crank angle detection means is provided with a Gear ratio detection means for detecting a Gear ratio based on the speed of the drive sprocket and the speed of a rear wheel, a reference gear ratio Holding means in which a reference gear ratio corresponds accordingly the crank angle is set, a crank angle detection means for Detect a candidate crank angle by comparing the recorded gear ratio and the reference gear ratio, and crank angle determining means for determining the crank angle according to the change direction of the gear ratio.

Gemäß dem dritten kennzeichnenden Merkmal verändert sich der Radius des elliptischen Kettenrades längs der Umfangsrichtung, so daß sich das Übersetzungsverhältnis mit dem Kurbelwinkel ändert. Der aktuelle Kurbelwinkel kann daher durch Vergleich zwischen dem vorläufig gesetzten Referenzübersetzungsverhältnis und dem erfaßten Übersetzungsverhältnis erfaßt werden. According to the third characteristic, the radius changes of the elliptical sprocket along the circumferential direction, so that the Gear ratio changes with the crank angle. The current Crank angle can therefore be determined by comparison between the provisionally set Reference gear ratio and the detected gear ratio be recorded.

Die vorliegende Erfindung ist viertens dadurch gekennzeichnet, daß ein Stationärtretkraft-Referenzwert-Haltemittel vorgesehen ist, in welchem ein Stationärtretkraft-Referenzwert proportional zu einem Fahrwiderstand eines leichten Fahrrades auf flachem Untergrund entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit gesetzt ist, wobei das Steuer/Regelmittel so aufgebaut ist, daß es eine Stationärunterstützungskraft mittels PID-Regelung berechnet auf der Grundlage des geschätzten Tretkraftwertes und des Stationärtretkraft- Referenzwertes, so daß die Stationärunterstützungskraft ansteigt, wenn der geschätzte Tretkraftwert ansteigt, und die Stationärunterstützungskraft abnimmt, wenn der Stationärtretkraft-Referenzwert ansteigt, und die Stationärunterstützungskraft fest ausgibt unabhängig von der periodischen Änderung der Tretkraft. Fourth, the present invention is characterized in that a Stationary tread force reference value holding means is provided, in which a Stationary tread force reference value proportional to a driving resistance of a light bike on a flat surface according to the Vehicle speed is set, the control means being constructed so that it calculates a stationary support force using PID control on the Basis of the estimated pedal force value and the stationary pedal force Reference value so that the stationary support force increases when the estimated pedal force increases, and the stationary support force decreases as the stationary pedal force reference value increases, and the Stationary support force issues regardless of the periodic Change in pedaling power.

Gemäß dem vierten kennzeichnenden Merkmal wird eine Verzögerung der Regelung verhindert durch die Verwendung des geschätzten durchschnittlichen Tretkraftwertes. Da außerdem der Stationärtretkraft-Referenzwert proportional zum Fahrwiderstand auf flachem Untergrund ist, der sich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, wird die Stationärunterstützungskraft nicht stark erhöht, selbst wenn der durchschnittliche Tretkraftwert z. B. im Fall des Befahrens einer Steigung erhöht wird, wobei sich die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht so sehr erhöht, selbst wenn die Tretkraft zunimmt. Als Ergebnis steigt daher die Stationärunterstützungskraft an und die Unterstützungskraft nimmt zu. According to the fourth characteristic, a delay in the Scheme prevented by using the estimated average pedal force value. Since also the stationary tread force reference value is proportional to the driving resistance on a flat surface changes according to the vehicle speed, the Inpatient support force did not increase much, even if the average Pedal force value z. B. is increased in the case of driving up a slope, the Vehicle speed does not increase so much even when pedaling increases. As a result, the stationary support force increases and the support power increases.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen genauer beschrieben. Es zeigen: In the following, the invention will be explained in more detail with reference to drawings described. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Steuer/Regelvorrichtung in einem motorunterstützten Fahrrad gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 1 is a block diagram showing the structure of a control / regulating device in a motor-assisted bicycle according to an embodiment of the present invention;

Fig. 2 eine Seitenansicht des motorunterstützten Fahrrades der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 is a side view of the motor-assisted bicycle of the present invention;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Hauptteils eines Menschenkraft- Antriebsabschnitts, der einen Tretkraftdetektor enthält; Fig. 3 is a side view of a main part of a human power drive portion including a Tretkraftdetektor;

Fig. 4 eine Ansicht längs des Pfeils A-A der Fig. 3; Fig. 4 is a view along arrow AA of Fig. 3;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils der Fig. 3; Fig. 5 is an enlarged sectional view of a main part of Fig. 3;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Motors, der im motorunterstützten Fahrrad gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird; Fig. 6 is a sectional view of a motor used in motor-assisted bicycle according to the present invention;

Fig. 7 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Kurbelwinkel und der Tretkraft zeigt; Fig. 7 is a graph showing the relationship between the crank angle and the pedaling force;

Fig. 8 ein Diagramm, das den Wert des Verhältnisses (Faktor f1) eines Spitzenwerts einer starken Tretkraft zu einer dem Kurbelwinkel entsprechenden Tretkraft zeigt; Fig. 8 is a diagram showing the value of the ratio (factor f1) shows a peak value in a strong depression force to the crank angle corresponding depression force;

Fig. 9 ein Diagramm, das ein Übersetzungsverhältnis entsprechend dem Kurbelwinkel zeigt; Fig. 9 is a diagram showing the crank angle corresponding to a gear ratio;

Fig. 10 ein Diagramm, das dem Stationärtretkraft-Referenzwert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt; und FIG. 10 is a diagram showing the vehicle speed corresponding to the Stationärtretkraft reference value; and

Fig. 11 Zeitdiagramme der Operation während der stationären Fahrt auf flachem Untergrund, während der Beschleunigungsfahrt auf flachem Untergrund, und während des Übergangs vom flachen Untergrund zu einer Steigung. Fig. 11 are timing charts of the operation during the stationary driving on the flat ground while the acceleration traveling on a flat surface, and during the transition from flat ground to a slope.

Im folgenden wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines motorunterstützten Fahrrades, das eine Steuer/Regelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Ein Fahrzeugkarosserierahmen 1 des motorunterstützten Fahrrades enthält ein Kopfrohr 2, das an der Vorderseite einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, ein Fallrohr 3, das sich vom Kopfrohr 2 nach hinten unten erstreckt, eine hintere Gabel 4, die mit dem Fallrohr 3 verbunden ist und sich nach hinten erstreckt, und eine Sattelstütze 5, die vom untersten Ende des Fallrohrs 3 nach oben ragt. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Fig. 2 is a side view of a motor-assisted bicycle which incorporates a control / regulating device according to an embodiment of the present invention. A vehicle body frame 1 of the motor-assisted bicycle includes a head pipe 2 arranged at the front of a vehicle body, a down pipe 3 extending downward from the head pipe 2 , a rear fork 4 connected to the down pipe 3 and extending rearward extends, and a seat post 5 , which protrudes from the lowest end of the drop tube 3 upwards.

Eine vordere Gabel 6 ist durch das Kopfrohr 2 drehbar unterstützt. Ein Vorderrad 7 ist am unteren Ende der vorderen Gabel 6 gelagert, wobei eine Lenkstange 8 am oberen Ende der vorderen Gabel 6 angesetzt ist. Die Lenkstange 8 ist mit einem Bremshebel 9 versehen, wobei ein Kabel 10, das aus dem Bremshebel 9 herausgeführt ist, mit einer Vorderradbremse 11 verbunden ist, die an der vorderen Gabel 6 befestigt ist. In ähnlicher Weise ist die Lenkstange 8 ferner mit einem Bremshebel für eine Hinterradbremse versehen, jedoch ist dieser in der Figur weggelassen. Der Bremshebel 9 ist mit einem (nicht gezeigten) Bremssensor versehen, um zu erfassen, daß der Bremshebel 9 betätigt wird. A front fork 6 is rotatably supported by the head tube 2 . A front wheel 7 is mounted at the lower end of the front fork 6 , with a handlebar 8 being attached to the upper end of the front fork 6 . The handlebar 8 is provided with a brake lever 9 , and a cable 10 which is led out of the brake lever 9 is connected to a front wheel brake 11 which is fastened to the front fork 6 . Similarly, the handlebar 8 is further provided with a brake lever for a rear brake, but this is omitted in the figure. The brake lever 9 is provided with a brake sensor (not shown) to detect that the brake lever 9 is operated.

Ein Paar linker und rechter Streben 12, die mit dem oberen Ende der Sattelstütze 5 verbunden sind, erstrecken sich nach hinten unten und sind in der Nähe ihrer unteren Enden mit einer hinteren Gabel 4 verbunden. Ein Hinterrad 13 ist auf einem Element unterstützt, das die hintere Gabel 4 und die miteinander verbundenen Streben 12 bildet, wobei ein Motor 14 als Unterstützungskraftquelle von dem Element koaxial zu einer Nabe des Hinterrades 13 unterstützt ist. Als Motor 14 wird vorzugsweise ein bürstenloser dreiphasiger Motor mit hohem Drehmoment und geringer Reibung verwendet. Die genaue Struktur und die Steuerung des Motors 14 werden später beschrieben. A pair of left and right struts 12 connected to the upper end of the seat post 5 extend rearward downward and are connected to a rear fork 4 near their lower ends. A rear wheel 13 is supported on an element which forms the rear fork 4 and the interconnected struts 12 , a motor 14 being supported by the element coaxially with a hub of the rear wheel 13 as a support power source. A brushless three-phase motor with high torque and low friction is preferably used as motor 14 . The precise structure and control of the motor 14 will be described later.

Eine Unterstützungswelle 16, die mit einem Sitz 15 an ihrem oberen Ende versehen ist, ist an der Sattelstütze 5 so angesetzt, daß die Höhe des Sattels 15 eingestellt werden kann. Eine Batterie 17 für die Zuführung elektrischer Leistung zum Motor 14 ist unter dem Sattel 15 und zwischen der Sattelstütze 5 und dem Hinterrad 13 vorgesehen. Die Batterie 17 wird durch Klammern 18 gehalten, die an der Sattelstütze 15 befestigt sind. Ein Stromversorgungsabschnitt 19 ist an den Klammern 18 vorgesehen, wobei der Stromversorgungsabschnitt 19 mit dem Motor 14 über nichtgezeigte Drähte verbunden ist und mit den Elektroden der Batterie 17 verbunden ist. Ein oberer Abschnitt der Batterie 17 ist an der Sattelstütze 5 mittels eines Befestigungsmittels unterstützt, das einen Riemen 20 und eine Metallschnalle 21 umfaßt. A support shaft 16 , which is provided with a seat 15 at its upper end, is attached to the seat post 5 so that the height of the saddle 15 can be adjusted. A battery 17 for supplying electric power to the motor 14 is provided under the saddle 15 and between the seat post 5 and the rear wheel 13 . The battery 17 is held by clips 18 which are attached to the seat post 15 . A power supply section 19 is provided on the brackets 18 , the power supply section 19 being connected to the motor 14 via wires, not shown, and connected to the electrodes of the battery 17 . An upper portion of the battery 17 is supported on the seat post 5 by a fastener that includes a strap 20 and a metal buckle 21 .

Eine Kurbelwelle 22, die sich in Links-Rechts-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, ist an einem Schnittpunkt des Fallrohrs 3 und der Sattelstütze 5 unterstützt, wobei Pedale 24 mit der Kurbelwelle 22 über Kurbeln 23 verbunden sind. Ein Antriebskettenrad 25 ist mit der Kurbelwelle 22 über einen nicht gezeigten Tretkraftsensor verbunden, wobei die auf die Pedale 24 ausgeübten Tretkräfte über den Tretkraftsensor auf das Antriebskettenrad 25 übertragen werden. Das Antriebskettenrad 25 weist einen elliptisch geformten Außenumfang auf. A crankshaft 22 , which extends in the left-right direction of the vehicle body, is supported at an intersection of the downpipe 3 and the seat post 5 , pedals 24 being connected to the crankshaft 22 via cranks 23 . A drive sprocket 25 is connected to the crankshaft 22 via a not shown Tretkraftsensor, the pedaling forces applied to the pedals 24 is transmitted via the Tretkraftsensor on the drive sprocket 25th The drive sprocket 25 has an elliptically shaped outer circumference.

Eine Kette 27 ist zwischen dem Antriebskettenrad 25 und einem Abtriebskettenrad 26 eingesetzt, das an der Nabe des Hinterrades 13 vorgesehen ist. Die Zugseite der Kette 27 und das Antriebskettenrad 25 sind mit einer Kettenabdeckung 28 abgedeckt. Die Kurbelwelle 22 ist mit einem (nicht gezeigten) Rotationssensor für die Kurbelwelle 22 versehen. Als Rotationssensor kann ein bekannter Sensor verwendet werden, wie er z. B. für die Erfassung der Rotation einer Kurbelwelle in einem Kraftfahrzeugmotor verwendet wird. A chain 27 is inserted between the drive sprocket 25 and an output sprocket 26 which is provided on the hub of the rear wheel 13 . The pull side of the chain 27 and the drive sprocket 25 are covered with a chain cover 28 . The crankshaft 22 is provided with a rotation sensor (not shown) for the crankshaft 22 . As a rotation sensor, a known sensor can be used, as z. B. is used for detecting the rotation of a crankshaft in a motor vehicle engine.

Im folgenden wird ein an der Kurbelwelle 22 angesetzter Tretkraftdetektor beschrieben. Fig. 3 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Kurbelwelle 22, während Fig. 4 eine Ansicht längs der Linie A-A der Fig. 3 ist. Zwischen den Deckeln 101 L, 101 R, die auf beide Enden eines Unterstützungsrohres 100 geschraubt sind, das am Fallrohr 3 angebracht ist, und den in der Kurbelwelle 22 ausgebildeten Stufen sind Kugellager 102L, 102R eingesetzt, wodurch die Kurbelwelle 22 drehbar unterstützt ist. A pedal force detector attached to the crankshaft 22 is described below. FIG. 3 is a sectional view of the vicinity of the crankshaft 22 , while FIG. 4 is a view along the line AA of FIG. 3. Ball bearings 102 L, 102 R are inserted between the covers 101 L, 101 R, which are screwed onto both ends of a support tube 100 , which is attached to the downpipe 3 , and the steps formed in the crankshaft 22 , whereby the crankshaft 22 is rotatably supported ,

Die Kurbeln 23 sind jeweils an den linken und rechten Enden der Kurbelwelle 22 mittels Muttern 103c befestigt, die zu den Bolzen 103B (nur die rechte Seite ist gezeigt) passen. Ein innerer Ring 105 einer Freilaufkupplung 104 ist zwischen der Kurbel 23 und dem Unterstützungsrohr 100 befestigt. Das Antriebskettenrad 25 ist am Außenumfang des inneren Rings 105 über eine Buchse 105a drehbar unterstützt. Die Position des Antriebskettenrades 25 in Schubrichtung ist durch eine Mutter 106A und eine Platte 106B beschränkt. The cranks 23 are each attached to the left and right ends of the crankshaft 22 by means of nuts 103 c that fit the bolts 103 B (only the right side is shown). An inner ring 105 of a one-way clutch 104 is fixed between the crank 23 and the support tube 100 . The drive sprocket 25 is rotatably supported on the outer circumference of the inner ring 105 via a bush 105 a. The position of the drive sprocket 25 in the direction of thrust is limited by a nut 106 A and a plate 106 B.

Das Antriebskettenrad 25 ist in Baueinheit mit einer Abdeckung 107 versehen, wobei eine Übertragungsplatte 108 in dem Raum angeordnet ist, der vom Antriebskettenrad 25 und der Abdeckung 107 umgeben ist. Die Übertragungsplatte 108 ist koaxial zum Antriebskettenrad 25 angeordnet und so unterstützt, daß ein erwartetes Maß einer gegenseitigen Verschränkung zwischen diesen in Drehrichtung um die Achse der Kurbelwelle 22 zugelassen wird. The drive sprocket 25 is provided as a unit with a cover 107 , a transmission plate 108 being arranged in the space which is surrounded by the drive sprocket 25 and the cover 107 . The transmission plate 108 is arranged coaxially to the drive sprocket 25 and is supported in such a way that an expected degree of mutual entanglement between them is permitted in the direction of rotation about the axis of the crankshaft 22 .

Mehrere (hier sechs) Fenster 109 sind in Bereichen vorgesehen, die das Antriebskettenrad 25 und die Übertragungskette 108 abdecken, wobei Kompressionsschraubenfedern 110 jeweils im Inneren der Fenster 109 angeordnet sind. Wenn eine gegenseitige Verschränkung in Drehrichtung zwischen dem Antriebskettenrad 25 und der Übertragungsplatte 28 erzeugt wird, dienen die Kompressionsschraubenfedern 110 dazu, Widerstandskräfte gegen die Verschränkung zu erzeugen. Several (here six) windows 109 are provided in areas that cover the drive sprocket 25 and the transmission chain 108 , compression coil springs 110 being arranged in the interior of the windows 109 , respectively. When an interlocking rotation is generated between the drive sprocket 25 and the transfer plate 28 , the compression coil springs 110 serve to generate resistive forces against the interlocking.

Ratschenzähne 111 als Außenring der Freilaufkupplung 104 sind am Innenumfang einer Nabe der Übertragungsplatte 108 vorgesehen, wobei die Ratschenzähne 111 mit Ratschenklauen 113 in Eingriff sind, die durch den obenerwähnten inneren Ring 105 unterstützt werden und durch Federn 112 in Radialrichtung belastet sind. Die Freilaufkupplung 104 ist mit einer Abdeckung 114 versehen, um sie staubdicht zu machen. Ratchet teeth 111 as the outer ring of the one-way clutch 104 are provided on the inner circumference of a hub of the transmission plate 108 , the ratchet teeth 111 being engaged with ratchet claws 113 which are supported by the above-mentioned inner ring 105 and which are loaded in the radial direction by springs 112 . The one-way clutch 104 is provided with a cover 114 to make it dustproof.

Die Übertragungsplatte 108 ist mit Verriegelungslöchern 116 versehen, mit denen vorstehende Abschnitte 115 zur Übertragung der Tretkraft, die am Tretkraftübertragungsring 124 angebracht sind, in Eingriff sind. Das Antriebskettenrad 25 ist mit Fenstern 117 versehen, um einen Eingriff der vorstehenden Abschnitte 115 mit den Verriegelungslöchern 116 zu ermöglichen, wobei die vorstehenden Abschnitte 115 durch die Fenster 117 in die Verriegelungslöcher 116 eingesetzt werden. The transmission plate 108 is provided with locking holes 116 with which protruding portions 115 for transmitting the pedaling force which are attached to the pedaling force transmission ring 124 are engaged. The drive sprocket 25 is provided with windows 117 to allow the protruding portions 115 to engage the locking holes 116 , the protruding portions 115 being inserted through the windows 117 into the locking holes 116 .

Mehrere (hier drei) kleine Fenster, die von dem Fenster 109 verschieden sind, sind in Bereichen vorgesehen, die das Antriebskettenrad 25 und die Übertragungsplatte 108 abdecken, wobei Kompressionsschraubenfedern 118 jeweils im Inneren der kleinen Fenster angeordnet sind. Die Kompressionsschraubenfedern 118 sind so angeordnet, daß sie die Übertragungsplatte 108 zur Seite der Drehrichtung 119 belasten. Das heißt, die Kompressionsschraubenfedern 118 wirken in Richtung der Absorption des Klapperns eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Antriebskettenrad 25 und der Übertragungsplatte 108, und funktionieren so, daß die Verschiebung der Übertragungsplatte 108 mit guten Ansprecheigenschaften auf das Antriebskettenrad 25 übertragen wird. Several (here three) small windows other than the window 109 are provided in areas covering the drive sprocket 25 and the transfer plate 108 , with compression coil springs 118 each located inside the small windows. The compression coil springs 118 are arranged to load the transmission plate 108 to the direction of rotation 119 . That is, the compression coil springs 118 act in the direction of absorbing the rattle of a connection portion between the drive sprocket 25 and the transmission plate 108 , and function to transmit the displacement of the transmission plate 108 to the drive sprocket 25 with good response characteristics.

Ein Sensorabschnitt (Tretkraftsensor) 47 eines Tretkraftdetektors ist an der Fahrzeugkarosserieseite des Antriebskettenrades 25 befestigt, nämlich an der dem Fallrohr 3 zugewandten Seite. Der Tretkraftsensor 47 enthält einen äußeren Ring 120, der am Antriebskettenrad 25 befestigt ist, sowie einen Sensorhauptkörper 121 zum Ausbilden eines magnetischen Kreises, der bezüglich des äußeren Rings 120 drehbar angeordnet ist. A sensor section (pedal force sensor) 47 of a pedal force detector is fastened to the vehicle body side of the drive sprocket 25 , namely to the side facing the downpipe 3 . The pedaling force sensor 47 includes an outer ring 120 , which is attached to the drive sprocket 25 , and a sensor main body 121 for forming a magnetic circuit, which is rotatably arranged with respect to the outer ring 120 .

Der äußere Ring 120 ist aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt und mittels eines nicht gezeigten Bolzens am Antriebskettenrad 25 befestigt. Eine Abdeckung 122 ist an der dem Antriebskettenrad 25 zugewandten Seite des Außenrings 120 vorgesehen und am Außenring 120 mittels einer Einstellschraube 123 befestigt. The outer ring 120 is made of an electrically insulating material and fastened to the drive sprocket 25 by means of a bolt, not shown. A cover 122 is provided on the side of the outer ring 120 facing the drive sprocket 25 and is fastened to the outer ring 120 by means of an adjusting screw 123 .

Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Sensorhauptkörpers 121. Eine Spule 125 ist konzentrisch zur Kurbelwelle 22 angeordnet, wobei ein Paar Kerne 126A, 126B vorgesehen sind, die jeweils auf beiden Seiten in Axialrichtung der Spule 125 angeordnet sind und in Richtung des Außenumfangs der Spule 125 hervorstehen. Ein ringförmiger erster Induktionskörper 127 und ein ringförmiger zweiter Induktionskörper 128 sind zwischen den Kernen 126A und 126B vorgesehen. Der erste Induktionskörper 127 und der zweite Induktionskörper 128 sind in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbar, entsprechend der vom Tretkraftübertragungsring 124 übertragenen Tretkraft, wobei das gegenseitige Überlappungsmaß an dem Abschnitt zwischen den Kernen 126A und 126B durch die Verschiebung verändert wird. Wenn der Spule 125 elektrischer Strom zugeführt wird, wird als Ergebnis der magnetische Fluß des magnetischen Kreises, der die Kerne 126A, 126B, einen Kernkragen 129, den ersten Induktionskörper 127 und den zweiten Induktionskörper 128 umfaßt, entsprechend der Tretkraft verändert. Die Tretkraft kann anschließend erfaßt werden durch Erfassen der Veränderung der Induktivität der Spule 125, die eine Funktion des magnetischen Flusses ist. In Fig. 5 bezeichnen die Bezugszeichen 130, 131 Unterstützungselemente für den Sensorhauptkörper 121, während das Bezugszeichen 132 ein Lager bezeichnet und das Bezugszeichen 133 Leitungsdrähte bezeichnet, die aus der Spule 125 herausgeführt sind. Fig. 5 is an enlarged sectional view of the sensor main body 121. A coil 125 is arranged concentrically to the crankshaft 22 with a pair of cores 126 A, 126 B are provided, which are arranged respectively on both sides in the axial direction of the spool 125 and protrude towards the outer circumference of the coil 125th An annular first induction body 127 and an annular second induction body 128 are provided between the cores 126 A and 126 B. The first induction body 127 and the second induction body 128 are displaceable relative to one another in the circumferential direction, corresponding to the pedaling force transmitted by the pedal force transmission ring 124 , the mutual degree of overlap at the section between the cores 126 A and 126 B being changed by the displacement. As a result, when electric current is supplied to the coil 125 , the magnetic flux of the magnetic circuit including the cores 126 A, 126 B, a core collar 129 , the first induction body 127 and the second induction body 128 is changed in accordance with the pedaling force. The pedaling force can then be sensed by sensing the change in inductance of the coil 125 , which is a function of the magnetic flux. In FIG. 5, reference numerals 130 , 131 denote support members for the sensor main body 121 , while reference numeral 132 denotes a bearing and reference numeral 133 denotes lead wires which are led out of the coil 125 .

Der Tretkraftsensor ist in der Beschreibung einer früheren Anmeldung des vorliegenden Anmelders (japanische Patentanmeldung Nr. Hei 11-251870 (Referenznummer A99-1026)) genauer beschrieben. Der Tretkraftsensor ist nicht auf denjenigen mit der obenerwähnten Struktur beschränkt, wobei irgendein bekannter Typ verwendet werden kann. The pedal force sensor is in the description of an earlier application of the present applicant (Japanese Patent Application No. Hei 11-251870 (Reference number A99-1026)) described in more detail. The pedal force sensor is not limited to those with the above-mentioned structure, wherein any known type can be used.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht des Motors 14. Ein Zylinder 30, der ein Übersetzungsgetriebe enthält, ist über eine Welle 31 auf einer Platte 29 unterstützt, die sich von einem Verbindungsabschnitt des hinteren Endes der hinteren Gabel 4 und der unteren Enden der Streben 12 nach hinten erstreckt. Eine Radnabe 32 ist am Außenumfang des Zylinders 30 angesetzt. Die Radnabe 32 ist ein ringförmiger Körper, der ein inneres Rohr und ein äußeres Rohr umfaßt, wobei die innere Umfangsfläche des inneren Rohres mit dem Außenumfang des Zylinders 30 in Kontakt ist. Eine Verbindungsplatte 33, die sich vom Zylinder 30 erstreckt, ist an einer Seitenfläche der Radnabe 32 mittels eines Bolzens 34 befestigt. Neodym-Magneten 35, die die rotorseitigen Pole des Motors 14 bilden, sind in vorgegebenen Intervallen am Innenumfang des Außenrohrs der Radnabe 32 angeordnet. Das heißt, das äußere Rohr bildet einen Rotorkern, der den Magneten 35 hält. Fig. 6 is a sectional view of the motor 14. A cylinder 30 containing a transmission gear is supported via a shaft 31 on a plate 29 which extends rearward from a connecting portion of the rear end of the rear fork 4 and the lower ends of the struts 12 . A wheel hub 32 is attached to the outer circumference of the cylinder 30 . The wheel hub 32 is an annular body that includes an inner tube and an outer tube, the inner peripheral surface of the inner tube being in contact with the outer periphery of the cylinder 30 . A connecting plate 33 extending from the cylinder 30 is fixed to a side surface of the wheel hub 32 by means of a bolt 34 . Neodymium magnets 35 , which form the rotor-side poles of the motor 14 , are arranged at predetermined intervals on the inner circumference of the outer tube of the wheel hub 32 . That is, the outer tube forms a rotor core that holds the magnet 35 .

Ein Lager 36 ist am Außenumfang des inneren Rohres der Radnabe 32 angesetzt, wobei eine Statorunterstützungsplatte 37 am Außenumfang des Lagers 36 angesetzt ist. Ein Stator 38 ist am Außenumfang der Statorunterstützungsplatte 37 angeordnet und mittels eines Bolzens 40 angesetzt. Der Stator 38 ist so angeordnet, daß ein vorgegebener dünner Spalt zwischen diesem und dem Rotorkern, d. h. dem Außenrohr der Radnabe 32, entsteht, wobei eine dreiphasige Spule 39 um den Stator 38 gewickelt ist. A bearing 36 is attached to the outer periphery of the inner tube of the wheel hub 32 , and a stator support plate 37 is attached to the outer periphery of the bearing 36 . A stator 38 is arranged on the outer circumference of the stator support plate 37 and attached by means of a bolt 40 . The stator 38 is arranged such that a predetermined thin gap is created between it and the rotor core, ie the outer tube of the wheel hub 32 , a three-phase coil 39 being wound around the stator 38 .

Lichtsensoren 41 sind an einer Seitenfläche der Statorträgerplatte 37 vorgesehen. Jeder der Lichtsensoren 41 ist so konstruiert, daß dann, wenn die Radnabe 32 gedreht wird, ein optischer Pfad intermittierend unterbrochen wird durch ein Ringformelement 42, das an der Radnabe 32 vorgesehen ist, wodurch ein Pulswellensignal ausgegeben wird. Das Ringformelement 42 besitzt eine regelmäßige rechteckige Zahnform, so daß es den optischen Pfad der jeweiligen Lichtsensoren 41 während der Rotation intermittierend unterbrechen kann. Ein Positionssignal der Radnabe 32 als Rotor wird auf der Grundlage des Pulswellensignals erfaßt. Die Lichtsensoren 41 sind an drei Positionen vorgesehen, die den Phasen den Motors 14 entsprechen, wobei jeder als Rotationssensor und Pulssensor für den Motor 14 dient. Light sensors 41 are provided on a side surface of the stator support plate 37 . Each of the light sensors 41 is constructed so that when the wheel hub 32 is rotated, an optical path is interrupted intermittently by a ring-shaped member 42 provided on the wheel hub 32 , thereby outputting a pulse wave signal. The ring-shaped element 42 has a regular rectangular tooth shape, so that it can interrupt the optical path of the respective light sensors 41 during the rotation intermittently. A position signal of the wheel hub 32 as a rotor is detected based on the pulse wave signal. The light sensors 41 are provided at three positions corresponding to the phases of the motor 14 correspond to each serves as a rotation sensor and pulse sensor for the motor fourteenth

Ein Steuersubstrat 43 ist als Seitenfläche der Statorunterstützungsplatte 37 vorgesehen, wobei das Durchlassen des elektrischen Stroms zur dreiphasigen Spule 39 entsprechend den Positionssignalen von den Lichtsensoren 41 als Polsensoren gesteuert wird. Die Steuer/Regelvorrichtungen, wie z. B. eine CPU und FETs, sind am Steuersubstrat 43 angebracht. Das Steuersubstrat 43 kann in Baueinheit mit passenden Substraten für die Lichtsensoren 41 ausgebildet werden. A control substrate 43 is provided as the side surface of the stator support plate 37 , and the passage of the electric current to the three-phase coil 39 is controlled according to the position signals from the light sensors 41 as pole sensors. The control devices, such as. B. a CPU and FETs are attached to the control substrate 43 . The control substrate 43 can be formed as a unit with suitable substrates for the light sensors 41 .

Die Speichen 44, die mit einer Felge des nichtgezeigten Hinterrades verbunden sind, sind am Außenumfang der Radnabe 32 angebracht. Ferner ist eine Klammer 46 mittels eines Bolzens 45 an der Seite der Statorunterstützungsplatte 37 befestigt, die der Seite gegenüberliegt, an der das Steuersubstrat 43 und dergleichen angesetzt ist, wobei die Klammer 46 mittels einer nicht gezeigten Schraube mit der Platte 49 des Fahrzeugkarosserierahmens verbunden ist. The spokes 44 , which are connected to a rim of the rear wheel, not shown, are attached to the outer circumference of the wheel hub 32 . Further, a bracket 46 is fixed by a bolt 45 to the side of the stator support plate 37 opposite to the side where the control substrate 43 and the like is attached, the bracket 46 being connected to the plate 49 of the vehicle body frame by a screw, not shown.

Die Radnabe 32 ist mit einem Fenster versehen, in welchem ein transparentes Harz (Klarlinse) 32A eingesetzt ist, wobei eine feste Abdeckung 37A, die an der Statorunterstützungsplatte 37 befestigt ist, ebenfalls mit einem Fenster versehen ist, in welchem eine Klarlinse 37B in ähnlicher Weise eingesetzt ist. Durch die Klarlinsen 32A und 37B kann das Innere des Motors 14 von außen betrachtet werden, so daß ein spezieller ästhetischer Effekt erzielt werden kann. Außerdem kann mit der Radnabe 32 und der festen Abdeckung 37A, die teilweise aus Kunstharz gefertigt sind, eine Reduktion des Gewichts erzielt werden. The wheel hub 32 is provided with a window in which a transparent resin (clear lens) 32 A is inserted, and a fixed cover 37 A, which is attached to the stator support plate 37 , is also provided with a window in which a clear lens 37 B is used in a similar manner. Through the clear lenses 32 A and 37 B, the inside of the motor 14 can be viewed from the outside, so that a special aesthetic effect can be achieved. In addition, a reduction in weight can be achieved with the wheel hub 32 and the fixed cover 37 A, which are partially made of synthetic resin.

Somit wird der bürstenlose dreiphasige Motor 14 geschaffen, der den Stator und den Rotor umfaßt, die koaxial zur Welle 31 des Hinterrades 13 angeordnet sind, um eine Unterstützungskraft zu erzeugen, die die menschliche Kraft ergänzt, die von der Kette 27 und dem Abtriebskettenrad 26 übertragen wird. Thus, the three-phase brushless motor 14 is provided , which includes the stator and the rotor, which are arranged coaxially with the shaft 31 of the rear wheel 13 to produce an assist force that complements the human force transmitted from the chain 27 and the output sprocket 26 becomes.

Im folgenden werden die Hauptfunktionen der Steuer/Regelvorrichtung des obenbeschriebenen motorunterstützten Fahrrades beschrieben. In einem Steuer/Regelblockschaltbild der Fig. 1 wird die menschliche Kraft oder die Tretkraft, die vom Tretkraftsensor 47 erfaßt wird, in einen Proportionalunterstützungs-Berechnungsabschnitt 50 und einem Filterabschnitt 51 eingegeben. Der Filterabschnitt 51 berechnet den Tretkraftmittelwert mittels einer Einrichtung, die später beschrieben wird. Der Proportionalunterstützungs- Berechnungsabschnitt 50 multipliziert die eingegebene Tretkraft mit einem vorgegebenen Faktor und gibt eine proportionale Unterstützungskraft aus. Der Faktor kann z. B. so gesetzt sein, daß das Verhältnis zwischen der Proportionalunterstützungskraft und der Tretkraft in einem Fahrzeugsgeschwindigkeitsbereich von bis zu 15 km/h gleich 1 : 1 ist, und die Proportionalunterstützungskraft in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich von mehr als 15 km/h allmählich auf 0 reduziert wird, proportional entsprechend einem darüberliegenden Abschnitt von z. B. bis zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 24 km/h. The main functions of the control device of the motor-assisted bicycle described above are described below. In a control block diagram of FIG. 1, the human force or the pedaling force, which is detected by the pedaling force sensor 47 , is input to a proportional assistance calculation section 50 and a filter section 51 . The filter section 51 calculates the average pedal force by means which will be described later. The proportional assist calculation section 50 multiplies the input pedaling force by a predetermined factor and outputs a proportional assist force. The factor can e.g. B. Set so that the ratio between the proportional assist force and the pedaling force is 1: 1 in a vehicle speed range of up to 15 km / h, and the proportional assist force is gradually reduced to 0 in a vehicle speed range of more than 15 km / h, proportional to an overlying section of e.g. B. up to a vehicle speed of 24 km / h.

Ein Stationärtretkraft-Berechnungsabschnitt 52 berechnet einen Tretkraftreferenzwert während des Fahrens auf flachem Untergrund (Stationärtretkraft- Referenzwert) als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, und gibt den berechneten Wert aus. Ein Stationärunterstützungs-Berechnungsabschnitt 53 berechnet eine Stationärunterstützungskraft mittels PID-Arithmetikoperationen auf der Grundlage des Tretkraftmittelwertes und des Stationärtretkraft-Referenzwertes, und gibt den berechneten Wert aus. Ein Additionsabschnitt 54 addiert die Proportionalunterstützungskraft zur Stationärunterstützungskraft und gibt die Summe als Unterstützungskraft aus. A stationary pedaling force calculating section 52 calculates a pedaling force reference value while driving on a flat surface (stationary pedaling force reference value) as a function of the vehicle speed, and outputs the calculated value. A stationary assist calculation section 53 calculates a stationary assist force using PID arithmetic operations based on the average pedal force and the stationary pedal force reference value, and outputs the calculated value. An addition section 54 adds the proportional assist force to the stationary assist force and outputs the sum as an assist force.

Im folgenden wird die Filterschaltung 51 beschrieben. Der von der Filterschaltung 51 berechnete Tretkraftmittelwert ist nicht der Mittelwert eines integrierten Wertes der Tretkraft in einer planmäßigen Periode bis zum aktuellen Zeitpunkt, sondern ist ein Wert, der berechnet wird auf der Grundlage eines Wertes, der erhalten wird durch Multiplizieren eines geschätzten Wertes mit einem planmäßigen Faktor, wobei der geschätzte Wert ein Tretkraftspitzenwert in der Periode ist, in der der Kurbelwinkel ausgehend vom aktuellen Zeitpunkt um 180° gedreht wird, d. h. in einer halben Umdrehung der Kurbelwelle 22, geschätzt auf der Grundlage der aktuellen Tretkraft und des Kurbelwinkels. Der Tretkraftmittelwert wird wie folgt geschätzt. The filter circuit 51 will now be described. The average pedaling force calculated by the filter circuit 51 is not the average of an integrated value of the pedaling force in a scheduled period up to the present time, but is a value calculated based on a value obtained by multiplying an estimated value by a scheduled one Factor, the estimated value being a pedal force peak value in the period in which the crank angle is rotated by 180 ° starting from the current point in time, ie in half a revolution of the crankshaft 22 , estimated on the basis of the current pedal force and the crank angle. The average pedal force is estimated as follows.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Kurbelwinkel und der Tretkraft zeigt, und zeigt die Graphen zum Zeitpunkt eines kräftigen Tretens und zum Zeitpunkt eines schwachen Tretens. In der Figur stellt die Koordinatenachse die Tretkraft dar, während die Abszissenachse den Kurbelwinkel darstellt. Das Verhältnis der Tretkraft, wenn die Pedale 24 kräftig getreten werden (starke Tretkraft), zu der Tretkraft, wenn die Pedale 24 schwach getreten werden (schwache Tretkraft), ist konstant. Durch Messen der starken Tretkraft für jeden Kurbelwinkel und Halten der gemessenen Werte als Tretkraftreferenzwerte kann somit der Spitzenwert der schwachen Tretkraft für den gleichen Kurbelwinkel geschätzt werden durch Berechnung unter Verwendung der Tretkraftreferenzwerte. Fig. 7 is a graph showing the relationship between the crank angle and the pedaling force, and shows the graphs at the time of hard pedaling and at the time of pedaling lightly. In the figure, the coordinate axis represents the pedaling force, while the abscissa axis represents the crank angle. The ratio of the pedaling force when the pedals 24 are pressed hard (strong pedaling force) to the pedaling force when the pedals 24 are depressed weakly (weak pedaling force) is constant. By measuring the strong pedal force for each crank angle and holding the measured values as pedal force reference values, the peak value of the weak pedal force for the same crank angle can be estimated by calculation using the pedal force reference values.

Wenn die schwachen Tretkräfte b', c', d' bei den Kurbelwinkeln B, C, D erfaßt werden, kann der Spitzenwert der schwachen Tretkraft geschätzt werden unter Verwendung der folgenden Ausdrücke auf der Grundlage der starken Tretkräfte b, c, d bei den gleichen Kurbelwinkeln b, c, d und des Spitzenwertes A der starken Tretkraft: b' × a/b . . . (Ausdruck 1); c' × a/c . . . (Ausdruck 2); d' × a/d . . . (Ausdruck 3). When the weak pedal forces b ', c', d 'are detected at crank angles B, C, D. the peak value of weak pedaling force can be estimated using the following expressions based on the strong Pedal forces b, c, d at the same crank angles b, c, d and des Peak value A of the strong pedaling force: b '× a / b. , , (Expression 1); c '× a / c. , , (Expression 2); d '× a / d. , , (Expression 3).

Fig. 8 ist ein Diagramm, daß das Verhältnis (Faktor f1) des Spitzenwerts a des Tretkraftreferenzwerts zu den Tretkräften b, c, d entsprechend den Kurbelwinkeln zeigt. Wie aus den Ausdrücken (1) bis (3) deutlich wird, kann der Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren des Ausgangs (Tretkraftwert) des Tretkraftsensors 47 mit dem Faktor f1, geschätzt werden als Tretkraftspitzenwert zum Zeitpunkt der Erfassung der Tretkraft. Der Faktor f1 kann gesetzt werden durch Berücksichtigung der Größe der Tretkraft und der Änderung (Verzerrung) der Tretkraft. Fig. 8 is a graph showing the ratio (factor f1) of the peak value a of the pedaling force reference value to the pedaling forces b, c, d corresponding to the crank angles. As is clear from the expressions (1) to (3), the value obtained by multiplying the output (pedaling force value) of the pedaling force sensor 47 by the factor f1 can be estimated as the pedaling force peak value at the time of detecting the pedaling force. The factor f1 can be set by taking into account the size of the pedaling force and the change (distortion) of the pedaling force.

Sobald der Tretkraftspitzenwert geschätzt werden kann, kann der Tretkraftmittelwert geschätzt werden durch Multiplizieren des Tretkraftspitzenwertes mit einem Faktor f2. Zum Beispiel wird der geschätzte Tretkraftspitzenwert mit 1/2 als dem Faktor f2 multipliziert, um somit einen geschätzten Wert des Tretkraftmittelwertes zu erhalten. Der Faktor f2 kann ebenfalls als ein Wert gesetzt sein, der erhalten wird unter Berücksichtigung der Größe der Tretkraft und der Änderung der Tretkraft. As soon as the peak pedaling force can be estimated, the The average pedal force can be estimated by multiplying the peak pedal force with a factor of f2. For example, the estimated pedal force peak multiplied by 1/2 as the factor f2 to give an estimated value of To get pedal force average. The factor f2 can also be used as a value set, which is obtained taking into account the size of the Pedaling force and the change in pedaling force.

Der Kurbelwinkel kann erfaßt werden auf der Grundlage der Drehzahl des Antriebskettenrades 25. Da das Antriebskettenrad 25 elliptisch ist, schwankt die Anzahl der Zähne des Antriebskettenrades 25 äquivalent zwischen dem großen Radius r1 und dem r2. Das heißt, die Anzahl der Zähne kann erfaßt werden als eine Funktion des großen Radius r1 und des kleinen Radius r2 entsprechend dem Kurbelwinkel. Das Übersetzungsverhältnis kann berechnet werden aus der Drehzahl des Antriebskettenrades 25, die erhalten wird auf der Grundlage einer Ausgabe des Rotationssensors zum Erfassen der Rotation der Kurbelwelle 22, und der Drehzahl des Hinterrades 13 oder der Fahrzeuggeschwindigkeit, die erhalten wird auf der Grundlage von Ausgaben der Lichtsensoren 41, die am Motor 14 vorgesehen sind. Andrerseits kann das Übersetzungsverhältnis, das dem Kurbelwinkel entspricht, vorläufig berechnet werden auf der Grundlage des Radius r1 bis r2 des Antriebkettenrades 25 und des Radius r3 des Abtriebskettenrades 26. Somit kann der Kurbelwinkel erfaßt werden durch einen Vergleich zwischen dem Übersetzungsverhältnis auf der Grundlage der Sensorausgänge und dem Übersetzungsverhältnis auf der Grundlage der Radien der Kettenräder. The crank angle can be detected based on the speed of the drive sprocket 25 . Since the drive sprocket 25 is elliptical, the number of teeth of the drive sprocket 25 equivalently fluctuates between the large radius r1 and the r2. That is, the number of teeth can be detected as a function of the large radius r1 and the small radius r2 according to the crank angle. The gear ratio can be calculated from the speed of the drive sprocket 25 obtained based on an output of the rotation sensor for detecting the rotation of the crankshaft 22 and the speed of the rear wheel 13 or the vehicle speed obtained based on outputs from the light sensors 41 , which are provided on the engine 14 . On the other hand, the gear ratio that corresponds to the crank angle can be preliminarily calculated based on the radius r1 to r2 of the drive sprocket 25 and the radius r3 of the driven sprocket 26 . Thus, the crank angle can be detected by comparing the gear ratio based on the sensor outputs and the gear ratio based on the radii of the sprockets.

Fig. 9 ist ein Diagramm, das das Übersetzungsverhältnis entsprechend dem Kurbelwinkel zeigt. Das Übersetzungsverhältnis wird bestimmt entsprechend dem Radius r1 bis r2 des Antriebskettenrades 25 und dem Radius r3 des Abtriebskettenrades 26. Das Übersetzungsverhältnis beträgt maximal r1/r3 und minimal r2/r3. Übrigens wird das gleiche Übersetzungsverhältnis an zwei Punkten auf einer halben Umdrehung erhalten. Im Hinblick hierauf wird die Richtung der Änderung des Übersetzungsverhältnisses überwacht, wobei erfaßt wird, ob das Übersetzungsverhältnis ansteigt oder abnimmt, wodurch einer der zwei erfaßten Kurbelwinkel identifiziert wird. Fig. 9 is a diagram showing the gear ratio according to the crank angle. The transmission ratio is determined in accordance with the radius r1 to r2 of the drive sprocket 25 and the radius r3 of the driven sprocket 26 . The transmission ratio is a maximum of r1 / r3 and a minimum of r2 / r3. Incidentally, the same gear ratio is obtained at two points on a half turn. In view of this, the direction of change in the gear ratio is monitored, and it is detected whether the gear ratio increases or decreases, whereby one of the two detected crank angles is identified.

Fig. 10 ist ein Diagramm, das den Stationärtretkraft-Referenzwert zeigt, der der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR entspricht dem Fahrwiderstand während des Fahrens auf flachem Untergrund, und steigt an, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v ansteigt. Der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR wird ermittelt unter Berücksichtigung des Fahrwiderstands auf flachem Untergrund, und kann ermittelt werden durch Multiplizieren mit einem Faktor, der empirisch erhalten wird. Der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR ist z. B. eine Funktion des Fahrwiderstands eines leichten Fahrzeuges auf flachem Untergrund und beträgt, wie beispielsweise in Fig. 10 gezeigt ist, 7 kp bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von va (15 km/h) und 13 kp bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit vb (24 km/h). Hierbei ist das leichte Fahrzeug ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugkarosseriegewicht von 15 kg bis 20 kg. Fig. 10 is a diagram showing the Stationärtretkraft reference value corresponding to the vehicle speed. The stationary pedaling force reference value TqR corresponds to the driving resistance while driving on a flat surface, and increases as the vehicle speed v increases. The stationary pedal force reference value TqR is determined taking into account the driving resistance on a flat surface, and can be determined by multiplying by a factor that is obtained empirically. The stationary force reference value TqR is e.g. B. a function of the driving resistance of a light vehicle on a flat surface and, as shown for example in FIG. 10, is 7 kp at a vehicle speed of va (15 km / h) and 13 kp at a vehicle speed vb (24 km / h) , Here, the light vehicle is a vehicle with a vehicle body weight of 15 kg to 20 kg.

Obwohl der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR auf der Grundlage des Fahrwiderstands auf flachem Untergrund ermittelt worden ist, kann er verformt sein, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 10 gezeigt ist. Wenn der Wert zu einer steigenden Tendenz bei der Fahrzeuggeschwindigkeit va (Linie m) verändert wird, wird die Unterstützungskraft bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von nicht weniger als va erhöht, wobei dann, wenn der Wert zu einer steigenden Tendenz bei der Fahrzeuggeschwindigkeit vb (Linie n) verändert wird, die Unterstützungskraft schnell verringert wird auf im wesentlichen einen Unterstützungsstoppzustand bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von nicht weniger als vb. Although the steady-state pedaling force reference value TqR has been determined on the basis of the driving resistance on a flat surface, it can be deformed, as shown by the broken lines in FIG. 10. If the value is changed to an increasing tendency in the vehicle speed va (line m), the assist force is increased at a vehicle speed of not less than va, and when the value changes to an increasing tendency in the vehicle speed vb (line n) the assist force is rapidly reduced to substantially an assist stop state at a vehicle speed of not less than vb.

Mit Bezug auf Fig. 1 wird im folgenden die Operation eines Stationärunterstützungskraft-Berechnungsabschnitts 53 beschrieben. Wie in der Figur gezeigt ist, wird die Stationärunterstützungskraft so berechnet, daß sie ansteigt, wenn die Tretkraft Tq ansteigt, und verringert wird, wenn der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR ansteigt. Wenn der Fahrwiderstand nicht verändert wird, d. h. wenn der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR nicht verändert wird, wird die Tretkraft Tq durch die Erhöhung der Unterstützungskraft reduziert. Das heißt, es wird eine Steuerung ausgeführt, so daß der Tretkraftmittelwert TqAV gleich dem Stationärtretkraft-Referenzwert TqR wird. The operation of a steady-state assist force calculation section 53 will be described with reference to FIG. 1. As shown in the figure, the stationary assist force is calculated to increase as the pedaling force Tq increases and to decrease as the stationary pedal force reference value TqR increases. If the driving resistance is not changed, ie if the stationary pedal force reference value TqR is not changed, the pedaling force Tq is reduced by increasing the support force. That is, control is performed so that the average pedal force TqAV becomes equal to the stationary pedal force reference value TqR.

Da hier der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR eine Funktion des Fahrwiderstands während des Fahrens auf flachem Untergrund ist, entspricht der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR nicht der Tretkraft Tq, wenn der Untergrund eine Steigung ist. Das heißt, die Erhöhung der Stationärunterstützungskraft aufgrund der Tretkraft Tq wird größer als die Verringerung der Stationärunterstützungskraft aufgrund des Stationärtretkraft-Referenzwerts TqR. Somit kommt die Stationärunterstützungskraft in eine steigende Tendenz, wobei die Tretkraft Tq kleiner sein kann. Mit anderen Worten, die Unterstützungskraft wird so ausgegeben, daß die Tretkraft Tq, die für das Fahren auf flachem Untergrund erforderlich ist, selbst dann aufrechterhalten wird, wenn der Untergrund in eine Steigung übergeht. Since here the stationary pedal force reference value TqR is a function of Driving resistance while driving on a flat surface, corresponds to Stationary pedaling force reference value TqR not the pedaling force Tq if the Is a slope. That is, increasing the Stationary support force due to the pedaling force Tq becomes larger than the reduction in Stationary support force based on the stationary tread force reference value Tqr. The stationary support force thus rises Tendency, the pedal force Tq can be smaller. In other words, the Support force is output so that the pedaling force Tq, which for the Driving on a flat surface is necessary, even then maintain it when the surface changes to a slope.

Die Operation der obenerwähnten Steuer/Regelvorrichtung wird mit Bezug auf ein Zeitdiagramm beschrieben. Fig. 11(a) ist ein Zeitdiagramm der Operationen während der stationären Fahrt auf einem flachen Untergrund. Fig. 11(b) ist ein Zeitdiagramm der Operation während einer Beschleunigungsfahrt auf einem flachen Untergrund, und Fig. 11(c) ist ein Zeitdiagramm der Operation während eines Übergangs vom flachen Untergrund zu einer Steigung. In diesen Figuren stellt die Linie SA die Stationärunterstützungskraft dar, während die Linie SB die Tretkraft darstellt und die Linie SC die Unterstützungskraft darstellt, die die Summe aus der Stationärunterstützungskraft, der Tretkraft und der Proportionalunterstützungskraft ist. Das heißt, die Proportionalunterstützungskraft wird dargestellt durch die Differenz zwischen der Linie SC und der Linie SB. Während in Fig. 11 die Linie SB die Änderung der Tretkraft Tq darstellt, wird bei der Berechnung der Stationärunterstützungskraft der Mittelwert (geschätzter Wert) der Tretkraft Tq verwendet. The operation of the above-mentioned control device will be described with reference to a timing chart. Fig. 11 (a) is a time chart of the operations during stationary travel on a flat surface. Fig. 11 (b) is a time chart of the operation during acceleration on a flat surface, and Fig. 11 (c) is a time chart of the operation during a transition from flat surface to a slope. In these figures, the line SA represents the stationary support force, the line SB represents the pedal force and the line SC represents the support force, which is the sum of the stationary support force, the pedal force and the proportional support force. That is, the proportional assist force is represented by the difference between the line SC and the line SB. While the line SB in FIG. 11 represents the change in the pedaling force Tq, the mean value (estimated value) of the pedaling force Tq is used in the calculation of the stationary support force.

Während der stationären Fahrt auf einem flachen Untergrund, wie in Fig. 11 (a) gezeigt, ist die Proportionalunterstützungskraft ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren der Tretkraft Tq mit einem Faktor. Andererseits hat die Stationärunterstützungskraft einen kleinen Wert infolge der Subtraktion eines Teils, der dem Stationärtretkraft-Referenzwert TqR entspricht, von einem Teil, der den Mittelwert der Tretkraft Tq entspricht. During stationary travel on a flat surface, as shown in Fig. 11 (a), the proportional assist force is a value obtained by multiplying the pedaling force Tq by a factor. On the other hand, the steady-state assist force has a small value due to the subtraction of a part corresponding to the stationary pedaling force reference value TqR from a part corresponding to the average of the pedaling force Tq.

Während der Beschleunigungsfahrt auf einem flachen Untergrund, wie in Fig. 11 (b) gezeigt, wenn die Tretkraft Tq zum Beschleunigen erhöht wird, steigt die Proportionalunterstützungskraft an, wenn die Tretkraft Tq ansteigt, so daß die Unterstützungskraft erhöht wird. Es ist somit möglich, mit einer kleinen Tretkraft zu beschleunigen. Die Tretkraft wird größer und die Stationärunterstützungskraft tendiert dazu, nach der Beschleunigung höher zu werden als vor der Beschleunigung. Der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR steigt an aufgrund der Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Beschleunigung, wobei als Ergebnis die Stationärunterstützungskraft nicht verändert wird. Das heißt, es wird eine Erhöhung der Unterstützungskraft aufgrund der Änderung der Proportionalunterstützungskraft proportional zur Erhöhung der Tretkraft während der Beschleunigung eingerichtet. During acceleration travel on a flat surface, as shown in Fig. 11 (b), when the pedaling force Tq for accelerating is increased, the proportional assist force increases as the pedaling force Tq increases, so that the supporting force is increased. It is therefore possible to accelerate with a small pedaling force. The pedaling force increases and the stationary support force tends to become higher after acceleration than before acceleration. The stationary pedal force reference value TqR increases due to the increase in the vehicle speed by the acceleration, and as a result, the stationary support force is not changed. That is, an increase in the assist force due to the change in the proportional assist force in proportion to the increase in the pedaling force during acceleration is established.

Während des Übergangs von einem flachen Untergrund zu einer Steigung, wie in Fig. 11 (c) gezeigt, steigt die Tretkraft Tq an, jedoch wird die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht verändert oder leicht reduziert. Die Proportionalunterstützungskraft nimmt entsprechend der Erhöhung der Tretkraft Tq zu. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht verändert wird, wird der Stationärtretkraft- Referenzwert TqR nicht verändert. Somit steigt die Stationärunterstützungskraft entsprechend der Erhöhung des Mittelwerts der Tretkraft Tq an, wobei als Ergebnis die Unterstützungskraft erhöht wird und der Mittelwert der Tretkraft Tq zu seinem Ausgangswert zurückkehrt, nämlich dem Wert während des Fahrens auf flachem Untergrund. Nachdem die für die Steigungsfahrt erforderliche Kraft und die Stationärunterstützungskraft in Übereinstimmung gebracht worden sind, kehren sowohl die Tretkraft als auch die Proportionalunterstützungskraft zu ihren Ausgangswerten zurück, wobei ein Fahren mit der gleichen Tretkraft wie während der Fahrt auf flachem Untergrund durchgeführt werden kann. During the transition from a flat surface to a slope as shown in Fig. 11 (c), the pedaling force Tq increases, but the vehicle speed is not changed or slightly reduced. The proportional support force increases in accordance with the increase in the pedaling force Tq. Since the vehicle speed is not changed, the stationary pedal force reference value TqR is not changed. Thus, the steady-state assist force increases in accordance with the increase in the average value of the pedaling force Tq, as a result of which the assistive force is increased and the average value of the pedaling force Tq returns to its initial value, namely the value during driving on a flat surface. After the force required for the incline ride and the stationary support force have been brought into agreement, both the pedaling force and the proportional support force return to their initial values, and driving can be carried out with the same pedaling force as while driving on a flat surface.

Die vorliegende Ausführungsform kann modifiziert werden. Zum Beispiel wurden in der Steuer/Regelvorrichtung der Fig. 1 Beispiele einer einfachen Addition von Steuer/Regelwerten und einer einfachen Multiplikation mit einem Faktor beschrieben. Bei den arithmetischen Operationen können jedoch z. B. Wechsel der Anwesenheit oder Abwesenheit der Addition vom Steuerwerten durchgeführt werden, um somit eine optimale Unterstützungskraft entsprechend der Fahrbahnoberfläche (z. B. gemäß dem Steigungszustand) zu erhalten, wobei der Faktor bestimmt werden kann als eine Funktion der Fahrbahnoberfläche. The present embodiment can be modified. For example, in the control device of FIG. 1, examples of simple addition of control values and simple multiplication by a factor have been described. In the arithmetic operations, however, e.g. B. Change of the presence or absence of the addition of the control values can be carried out in order to obtain an optimal support force corresponding to the road surface (z. B. according to the slope state), the factor can be determined as a function of the road surface.

Während außerdem der Tretkraftspitzenwert unabhängig vom Ort des Kurbelwinkels berechnet worden ist, kann die Schätzung nicht in der Nähe des oberen und des unteren Todpunkts durchgeführt werden, um die Schätzfehler zu reduzieren. In diesem Fall kann z. B. die erfaßte Tretkraft direkt als geschätzter Wert des Tretkraftspitzenwertes in der Umgebung des oberen Todpunktes verwendet werden, wobei ein geschätzter Tretkraftspitzenwert, der unmittelbar vorher geschätzt worden ist, in der Umgebung des unteren Todpunkts verwendet werden kann. In addition, while the pedal force peak value regardless of the location of the Crank angle has been calculated, the estimate may not be close of the top and bottom dead center to be performed Reduce estimation errors. In this case, e.g. B. the detected pedaling force directly as an estimated value of the peak pedaling force in the vicinity of the top dead center, an estimated Pedal force peak, which has been estimated immediately before, in the vicinity of the bottom dead center can be used.

Es gibt einen Fall, in welchem die Unterstützungskraft negativ wird; z. B. im Fall eines Gefälles wird die Tretkraft Tq gleich 0, während die Fahrzeuggeschwindigkeit v ansteigt und der Stationärtretkraft-Referenzwert TqR erhöht wird, so daß die Unterstützungskraft negativ wird. In einem solchen Fall wird die Ausgangsleistung des Motors 14 gleich 0 gesetzt, oder der Motor 14 kann auf eine Rückgewinnungsbremse umgeschaltet werden. Hierdurch kann die Leerlaufgeschwindigkeit auf dem Gefälle beschränkt werden. There is a case where the support power becomes negative; z. B. in the case of a slope, the pedaling force Tq becomes 0 while the vehicle speed v increases and the steady-state pedaling force reference value TqR is increased so that the assist force becomes negative. In such a case, the output power of the motor 14 is set to 0, or the motor 14 can be switched to a regeneration brake. This allows the idle speed to be limited on the downhill.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, wird gemäß der Erfindung, wie in den Ansprüchen 1 bis 4 dargelegt, die Unterstützungskraft ermittelt auf der Grundlage einer geschätzten Tretkraft, so daß die Verzögerung der Regelung beseitigt wird. Genauer, gemäß der Erfindung des Anspruchs 2 wird die Unterstützungskraft ermittelt auf der Grundlage eines mittleren Tretkraftwertes, so daß eine stabile Unterstützung durchgeführt werden kann, ohne der periodischen Änderung zu folgen, die durch die Drehung der Kurbelwelle erzeugt wird. As is clear from the above description, according to the invention, as set out in claims 1 to 4, the support force is determined on based on an estimated pedaling force so that the deceleration of the Regulation is eliminated. More specifically, according to the invention of claim 2 the support power is determined on the basis of a medium one Pedal force value so that stable support can be carried out can, without following the periodic change caused by the rotation of the Crankshaft is generated.

Gemäß der Erfindung des Anspruchs 3 kann ferner außerdem der Kurbelwinkel erfaßt werden unter Verwendung der Eigenschaften der Rotation aufgrund der Form des Antriebskettenrades, so daß es nicht erforderlich ist, einen Kurbelwinkelerfassungssensor für die exklusive Verwendung vorzusehen. According to the invention of claim 3, the Crank angles can be detected using the properties of the rotation due to the shape of the drive sprocket so that it is not necessary a crank angle detection sensor for exclusive use provided.

Gemäß der Erfindung des Anspruchs 4 kann ferner eine Unterstützung erreicht werden, die für die Fahrbedingungen, wie z. B. die Fahrgeschwindigkeit und die Fahrbahnbedingungen, geeignet ist. Aufgrund der Beseitigung der Regelungsverzögerung wird ferner keine Verschränkung zwischen der Änderung der Tretkraft und der Änderung der wirklichen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges erzeugt, so daß ein gutes Fahrgefühl erreicht werden kann. According to the invention of claim 4, support can also be provided be achieved for the driving conditions such. B. the Driving speed and road conditions, is suitable. Because of the elimination the regulatory delay will also not be an entanglement between the Change in pedaling power and change in real driving speed generated of the vehicle so that a good driving experience can be achieved.

Um zu ermöglichen, eine besser für die Fahrbedingungen geeignete Unterstützungskraft zu ermitteln durch Verbessern der Verzögerung der Unterstützungs-Steuerung/Regelung und der Probleme beim Ermitteln der Unterstützungskraft lediglich proportional zur Tretkraft, wird ein Filterabschnitt geschaffen, der eine erfaßte Tretkraft mit einem vorgegebenen Tretkraftreferenzwert entsprechend dem Kurbelwinkel zur relevanten Zeit erfaßt und einen Spitzenwert der Tretkraft schätzt. Ferner wird ein Mittelwert auf der Grundlage des Spitzenwertes geschätzt. Ein Stationärtretkraft-Referenzwert ist proportional zum Fahrwiderstand auf flachem Untergrund entsprechend der Fahrgeschwindigkeit. Ein Stationärunterstützungs-Berechnungsabschnitt berechnet eine Stationärunterstützungskraft mittels PID-Regelung anhand des Tretkraftmittelwertes und des Stationärtretkraft-Referenzwertes. Die Stationärunterstützungskraft wird so berechnet, daß sie ansteigt, wenn der Tretkraftmittelwert ansteigt, und verringert wird, wenn der Stationärtretkraft- Referenzwert ansteigt. Ein Proportionalunterstützung-Berechnungsabschnitt berechnet eine Proportionalunterstützungskraft, die proportional zur erfaßten Tretkraft ist. Die Proportionalunterstützungskraft und die Stationärunterstützungskraft werden miteinander addiert, um eine Unterstützungskraft zu erhalten. Beschreibung der Bezugszeichen 1 Fahrzeugkarosserierahmen;
5 Sattelstütze;
8 Lenkstange;
9 Bremshebel;
14 Motor;
17 Batterie;
22 Kurbelwelle;
24 Pedal;
27 Kette;
32 Radnabe (Außenrotor)
41 Lichtsensor;
47 Tretkraftsensor;
50 Proportionalunterstützung-Berechnungsabschnitt;
51 Filterabschnitt;
52 Stationärtretkraft-Berechnungsabschnitt;
53 Stationärunterstützung-Berechnungsabschnitt;
54 Additionsabschnitt.
In order to make it possible to determine a support force which is more suitable for the driving conditions by improving the delay in the support control / regulation and the problems in determining the support force only in proportion to the pedaling force, a filter section is created which has a detected pedaling force with a predetermined pedaling force reference value corresponding to the Crank angle recorded at the relevant time and estimates a peak value of the pedaling force. An average is also estimated based on the peak. A stationary pedal force reference value is proportional to the driving resistance on a flat surface according to the driving speed. A stationary assist calculation section calculates a stationary assist force by means of PID control on the basis of the pedal force mean value and the stationary pedal force reference value. The steady state assist force is calculated to increase as the average pedal force increases and to decrease as the steady state reference value increases. A proportional assist calculation section calculates a proportional assist force that is proportional to the detected pedaling force. The proportional support force and the stationary support force are added together to obtain a support force. Description of the Reference Numbers 1 Vehicle Body Frame ;
5 seat post;
8 handlebar;
9 brake lever;
14 engine;
17 battery;
22 crankshaft;
24 pedal;
27 chain;
32 wheel hub (outer rotor)
41 light sensor;
47 pedal force sensor;
50 proportional assistance calculation section;
51 filter section;
52 steady-state force calculation section;
53 stationary support calculation section;
54 addition section.

Claims

A motor-assisted bicycle comprising a motor ( 14 ) for supporting a pedaling force exerted on a crankshaft ( 22 ), the motor-assisted bicycle comprising:
a pedal force detection means for detecting the pedaling force,
crank angle detection means for detecting a crank angle,
a pedal force reference value holding means in which a pedal force reference value is set in accordance with the crank angle,
estimating means for estimating a pedaling force in a subsequent scheduled period by comparing the detected pedaling force with the pedaling force reference value corresponding to the crank angle at the time of detecting the pedaling force, and
control means for determining an assist force of the motor based on the pedaling force estimated by the estimation means.

2. Motor-assisted bicycle according to claim 1, wherein the Estimating means is constructed so that there is a peak pedaling force in the subsequent scheduled period based on the recorded pedaling force and the Crank angle calculated at the time of detection of the pedaling force, and based on an average of the pedaling force in the scheduled period of the pedal force peak value as an estimated pedal force value.

3. A motor-assisted bicycle according to claim 1, wherein a drive sprocket ( 25 ) connected to the crankshaft ( 22 ) has an elliptical shape,
the motor-assisted bicycle comprising:
first speed detection means for detecting the speed of the drive sprocket ( 25 ) as the first speed, and
second speed detection means for detecting the speed of a rear wheel ( 13 ) driven by the drive sprocket ( 25 ) as a second speed; in which
the crank angle detection means comprises:
a gear ratio detection means for detecting a gear ratio based on the first speed and the second speed,
a reference gear ratio holding means in which a reference gear ratio is set according to the crank angle,
crank angle detection means for detecting a candidate crank angle by comparison between the detected gear ratio and the reference gear ratio, and
crank angle determination means for determining a crank angle based on the change direction of the gear ratio.

4. The motor assisted bicycle of claim 2, wherein the motor assisted bicycle comprises:
a stationary tread force reference value holding means in which a stationary tread force reference value is set in proportion to a running resistance of a light bicycle on a flat surface according to the vehicle speed; and where
the control means is configured to calculate a steady-state assist force by means of a PID control based on the estimated pedaling force value and the steady-state pedaling force reference value, so that the steady-state assistive force is increased when the estimated pedaling force increases and the stationary supporting force is reduced when the Stationary pedal force reference value increases, and the calculated stationary support force outputs regardless of periodic fluctuations in the pedaling force.