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Die vorliegende Erfindung ein muskelkraftbetätigtes Fahrzeug, insbesondere ein
Fahrrad, das ein muskelkraftbetätigtes Antriebssystem hat, ein elektrisches
Hilfsenergiesystem und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Ausgangsleistung des elektrischen
Energieantriebssystems.
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Ein Fahrrad ist bekannt, das parallel zueinander mit einem muskelkraftbetätigten
Antriebssystem zum Vorwärtsbringen des Fahrrades durch Treten auf die Fußpedalen und
mit einem elektromotorbetätigten Antriebssystem versehen ist, wobei es möglich ist das
Fahrrad durch gemeinsamen Betrieb beider Antriebssysteme vorwärts zu bewegen. Üb¬
licherweise wird die Ausgangsleistung des Gleichstrommotors, der in dem
elektromotorischen Antriebssystems verwendet wird, über einen manuellen EIN/AUS- Schalter
gesteuert, der an der Lenkstange vorgesehen ist, oder kontinuierlich über einen manuellen
Beschleunigungsschalter gesteuert. Außerdem ist ein System bekannt, das die Größe
der vom Fußpedal eingespeisten Trittkraft erfasst und die Antriebskraft des
Gleichstrommotors entsprechend der Zunahme oder Abnahme dieser Trittkraft verändert
(Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Hei 2-74491)). Das heißt, die Antriebskraft
des Elektromotors wird in Übereinstimmung mit dem Anwachsen oder Abnehmen der
erfassten muskelbetätigten Antriebskraft gesteuert, die von der Eingangsgröße von dem
Fußpedal erfasst wird, und wenn die Muskellast schwer ist, wird die Antriebskraft des
Elektromotors erhöht, um die muskuläre Belastung zu vermindern. Für solche Arten von
Fahrrädern ist es wünschenswert, dass die Antriebssysteme so aufgebaut sind, dass die
Antriebskraft des einen Antriebssystems nicht das andere parallele Antriebssystem
beeinträchtigt, sondern nur auf das Antriebsrad übertragen wird, üblicherweise das
Hinterrad des Fahrzeuges. Daher ist überlegt worden, eine Freilauf-Kupplung sowohl in
dessen muskelkraftbetätigtes, als auch in das elektromotorische Antriebssystem zu
installieren, wie es in der Japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Sho 57-74285
angegeben ist.
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Jedoch werden in diesem Fall die Freilaufkupplungen auch unter Betriebsbedingungen
eingerückt sein, in denen das Fahrrad durch das Laufen des Fahrers geschoben wird. In
dem Fall werden die Freilaufkupplungen auch eingerückt sein, wenn das Fahrrad
rückwärts bewegt wird, indem es manuell zurück gedrückt wird und der Gleichstrommotor
und die Kurbelpedale werden sich rückwärts drehen. In solch einem Fall funktioniert der
Elektromotor als Generator, wenn er in seiner umgekehrten Drehrichtung gedreht wird,
wobei ein großer Kurzschlußstrom erzeugt und eine große Bremskraft verursacht
werden.
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Zum Beispiel, wenn ein Dauermagnet-Typ Gleichstrommotor, der einen Dauermagnet
als Rotor oder Stator verwendet, umgekehrt gedreht wird, wird eine umgekehrte
elektrische Spannung erzeugt, mit einer Polarität, umgekehrt zu derjenigen der Spannung, die
erzeugt wird, wenn normal gedreht wird. Normalerweise ist parallel zu der Motorwicklung
eine Schwungraddiode verbunden, die den Fluß eines elektrischen Stromes ermöglicht,
der durch das induktive Bauelement erzeugt wird, während der Motorstrom unterbrochen
wird. So wird dann, wenn eine umgekehrte elektrische Spannung durch die umgekehrte
Drehung des Motors erzeugt wird, ein großer Rückwärtsstrom durch die Diode als
Kurzschlußstrom, durch diese umgekehrte elektrische Spannung fließen. Demzufolge
wird eine große Bremskraft erzeugt und eine große Widerstandskraft wird hinzugefügt,
wenn das Fahrrad rückwärts bewegt wird. Dies macht die Handhabung des Fahrrades
unbequem.
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Da andererseits das elektrische Hilfsenergie-Antriebssystem häufig nur benutzt und
gesteuert wird, um nur Ergänzung zu der Antriebskraft zu sein, die durch den Fahrer
erzeugt wird, beeinträchtigt das elektromotorische Antriebssystem die Handhabung des
Fahrrades, wenn dasselbe manuell durch eine Person geschoben wird, die zusammen
mit dem Fahrrad, das geschoben wird, läuft. In diesem Fall, während das Fahrrad beim
Laufen von Hand geschoben wird, wird normalerweise keine Antriebskraft durch den
Gleichstrommotor erzeugt, weil keine Trittkraft von den Pedalen erzeugt wird. Da
andererseits das Fahrrad mit einer Batterie und dem Gleichstrommotor (und einigen anderen
Antriebsmitteln, wie zum Beispiel den Freilaufkupplungen) ausgerüstet ist, wird es
schwerer als ein herkömmliches Fahrrad, was ein Schieben des Fahrrades beschwerlich
macht.
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Da außerdem die Ausgangsleistung des elektromotorischen Antriebssystems
üblicherweise nur Ergänzung ist, gibt es keine Leistungsunterstützung von dem
elektromotorischen Antriebssystem beidem Schieben des Fahrrades, zum Beispiel, wenn der Fahrer
bei der Bewältigung einer steilen Neigung absteigen und das Fahrrad von Hand
schieben muß. Auch in diesem Fall, da das Fahrrad verhältnismäßig schwer ist, sind
beträchtliche Anstrengungen erforderlich, um das Fahrrad von Hand zu schieben.
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Mit Blick auf die Nachteile der vorerwähnten herkömmlichen Systeme ist es ein Ziel der
vorliegenden Erfindung, die Handhabung eines Fahrzeuges des Typs, wie oben
angezeigt, zu erleichtern, das ein muskelkraftbetätigtes Antriebssystem und ein elektrisches
Antriebssystem hat, besonders unter den Bedingungen des manuellen Bewegens des
Fahrzeuges, insbesondere eines Fahrzeuges, das von Hand vorwärts geschoben wird.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe für ein muskelkraftbetätigtes
Fahrzeug, wie oben angezeigt, dadurch gelöst, dass eine
Schiebe-Lauf-Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, um den Betriebszustand des Fahrzeuges beim Laufen zu erfassen,
bei der das Fahrzeug von Hand in die Vorwärtsrichtung unter Auslösen der
Steuervorrichtung geschoben wird, um das elektrische Antriebssystem auf eine bestimmte
Schiebe-Laufgeschwindigkeit zu steuern.
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Auf diese Weise wird es beim Laufen zusammen mit dem Schieben des Fahrrades von
Hand möglich, das Fahrrad mit nur einer leichten Muskelkraft zu schieben und dabei das
elektrische Antriebssystems, insbesondere den Elektromotor, als eine zusätzliche
Energiequelle zu verwenden. Somit wird das Laufen, wenn das Fahrrad von Hand geschoben
wird, sehr leicht.
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Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die
Schiebe-Lauf-Erfassungseinrichtung eine Drehmoment-Vergleichseinrichtung, eine
Fahrzeuggeschwindigkeits-Vergleichseinrichtung, einen Griffschalter und einen UND-
Schaltkreis auf, um die Schiebe-Lauf-Erfassungseinrichtung des Motorschaltkreises zu
aktivieren, um dem elektrischen Antriebssystem in Abhängigkeit zu einer
Steuereinrichtung, die das Ausgangssignal des UND-Schaltkreise aktiviert, Energie zuzuführen.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Schiebe-
Lauf-Aufhebungsschalter vorgesehen, der in Abhängigkeit zu einem Bremszustand des
Fahrzeuges, der erfasst wird, betätigt wird.
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Um die Unterstützung zu verbessern, die durch das elektrische Hilfsantriebssystem in
dem Fall des Schiebens entlang einer Neigung vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, wenn
die Schiebe-Lauf-Erfassungseinrichtung eine
Antriebsdrehmoment-Vergleichseinrichtung, eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Vergleichseinrichtung, einen
Neigungswinkelsensor und einen UND-Schaltkreis aufweist, um die Schiebe-Lauf-Erfassungseinrichtung
des Motorschaltkreises zu aktivieren, um dem elektrischen Antriebssystem in
Abhängigkeit von der Steuereinrichtung, die das Ausgangssignal des UND-Schaltkreises
aktiviert, Energie zuzuführen.
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In dem Fall wird es bevorzugt und ist es vorteilhaft, wenn der UND-Schaltkreis ein
Auslösesignal ausgibt, wenn das muskelbetätigte Antriebsdrehmoment Null ist, eine erfasste
Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte, festgelegte Geschwindigkeit ist
und wenn der erfasste Neigungswinkel höher als ein vorbestimmter, festgelegter Winkel
ist.
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Andere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den
weiteren Unteransprüchen dargelegt.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit durch zwei
Ausführungsbeispiele desselben in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen erläutert,
wobei:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrrades nach dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
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Fig. 2 ein Diagramm ist, das die Funktionen des Ausführungsbeispieles beschreibt, das
in Fig. 1 gezeigt ist,
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Fig. 3 ein Blockdiagramm des muskelkraftbetätigten und elektromotorischen
Antriebssystems des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 und 2 ist,
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Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der
vorliegenden Erfindung ist, das dieselben Zwecke wie das erste Ausführungsbeispiel von
Fig. 1 erfüllt,
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Fig. 5 ein Diagramm ist, das die Funktionen des zweiten Ausführungsbeispieles nach
Fig. 4 beschreibt.
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Fig. 6 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispieles der
vorliegenden Erfindung ist,
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Fig. 7 ein Diagramm ist, das die Funktion des dritten Ausführungsbeispieles von Fig. 6
beschreibt,
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Fig. 8 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles ist, das
dieselben Ziele wie das dritte Ausführungsbeispiel der Fig. 6 in der vorliegenden Erfindung
erfüllt,
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Fig. 9 ein Diagramm ist, das die Funktion des vierten Ausführungsbeispieles von Fig. 8
beschreibt.
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Fig. 1 zeigt schematisch ein elektrisch motorisiertes Fahrrad als ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuges, das ein muskelkraftbetätigtes Antriebssystem und
parallel dazu ein elektromotorisches Antriebssystem hat.
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Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles dieser
Erfindung. Fig. 2 ist ein seine Funktion beschreibendes Diagramm und Fig. 3 ist sein
Leistungssystemdiagramm.
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In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Hauptrahmen, der sich vom
Kopfrohr 12 schräg nach unten und rückwärts erstreckt, um die Radwelle des
Hinterrades 14 zu erreichen. Nahe der Mitte des Hauptrahmens ist ein Sitzrohr 16 befestigt. An
dem oberen und unteren Abschnitt des Sitzrohres 16 ist ein Sitzstützrohr 20 installiert,
das jeweils den Sattel 18 und eine Bodenklammer 22 installiert.
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Die Bodenklammer 22 ist mit dem hinteren Ende des Hauptrahmens 10 durch ein
paar linke und rechte Rückstreben 24 verbunden. Die rechtsseitige Rückstrebe (nicht
gezeigt) hat eine in diese eingesetzte Antriebswelle 26 (Fig. 3), und die Drehung der
Kurbelwelle 28, gehalten durch die Bodenklammer 22, wird auf das Hinterrad 14 durch
eine Freilaufkupplung 30 (Fig. 3) und die Antriebswelle 26 übertragen. Das heißt, ein
muskelkraftbetätigtes Hinterrad-Antriebssystem vom Antriebswellen-Typ ist gebaut.
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An beiden Enden der Kurbelwelle 28 sind Kurbeln 32 befestigt und auf jeder von
ihnen ist ein Fußpedal 34 montiert.
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In dem unteren Abschnitt des Sitzrohres 16 ist ein zylindrisches Motorgehäuse
16a ausgebildet, in dem ein Elektromotor 36 untergebracht ist. Der Motor 36 wird von
einem kontaktbürstenlosen Gleichstrommotor gebildet, der zum Beispiel einen Rotor
vom Dauermagnet-Typ hat. Die rotierende Welle dieses Rotors ist im Wesentlichen
parallel mit dem Sitzrohr 16 gelegt. Die Rotation dieses Rotors wird auf die Antriebswelle
26 und anschließend durch eine Freilaufkupplung 38 (Fig. 3) und ein Reduktionsgetriebe
40, das einen Planetengetriebemechanismus oder dergleichen verwendet, auf ein
Hinterrad 14 übertragen. Folglich ist ein Antriebssystem, betätigt durch eine Muskelkraft,
eingegeben von der Kurbelwelle 28, und ein weiteres Antriebssystem, betätigt durch den
Motor 36, parallel zueinander vorgesehen.
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In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen 42 und 44 jeweils eine Steuerung und
bzw. eine aufladbare Batterie, und diese Teile sind in dem Hauptrahmen 10
untergebracht. Das Bezugszeichen 46 bezeichnet eine Vordergabel, die drehbar durch das
Kopfrohr 12 gehalten wird, 48 bezeichnet eine Lenkstange, und 50 bezeichnet ein
Vorderrad, montiert an der Vordergabel 46.
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Die Antriebskraft des Motors 36 wird entsprechend der Muskelantriebskraft
gesteuert, das heißt, durch die Trittkraft auf das Pedal 34. Zum Beispiel können die
Antriebssysteme von solch einer Struktur sein, in der das Antriebsdrehmoment T durch
einen Drehmomentdetektor 52 (Fig. 3) erfasst wird, der einen Aufbau zum Erfassen der
Antriebsreaktionskraft von dem in dem muskelkraftbetätigten Antriebssystem
eingesetzten Planetengetriebemechanismus hat, und die Steuerung 42 erhöht oder vermindert
den Strom in den Motor 36 hinein, entsprechend der Zunahme oder Abnahme dieses
Antriebsdrehmomentes T.
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In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen 54 und 56 einen Hauptschalter,
angeschlossen jeweils zwischen der Batterie 44 und der Steuereinrichtung 42 und einer
Schwungraddiode. Diese Diode 56 wird eingesetzt, um einen Strompfad für den
elektrischen Strom (Schwungradstrom) vorzusehen, der fortwährend fließt, auf Grund der
Induktivitätskomponente des Motors 36, für den Fall, dass die Steuerung 42 den
Motorstrom, der von der Batterie 44 zugeführt wurde, unterbrochen hat.
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Als nächstes werden der Bremsfreigabeschalter 60, der verhindert, daß
der Motor 36 die Bremskraft erzeugt und der Rückwärts-Steuerschaltkreis 62 zum
Öffnen/Schließen dieses Schalters beschrieben.
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Der Schalter 60 hat einen normalerweise geöffneten Kontakt, verbunden in dem
geschlossenen Motorstromkreislauf, bestehend aus dem Motor 36 und der Diode 56. Der
Rückwärts-Steuerschaltkreis 62 ist mit einer
Antriebsdrehmoment-Vergleichseinrichtung, einem Selbsthaltekreis 66 und eine
Fahrradgeschwindigkeits-Vergleichseinrichtung 68 versehen. Wenn die Vergleichseinrichtung 64 feststellt, daß das Ausgangssignal
(Antriebsdrehmoment) T des Drehmomentdetektors 52, zum Anzeigen der Trittkraft
anliegt, mit anderen Worten, dass T > 0 ist, gibt er ein EIN-Signal an den Selbsthalte-
Schaltkreis 66 aus. Der Selbsthaltekreis 66 schließt den Schalter 60 auf Grund dieses
EIN-Signals und hält diesen Zustand bis er neu eingestellt wird. Das heißt, dieser
Zustand wird sogar dann beibehalten, wenn die Trittkraft 0 wird (T = 0).
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Wenn die Fahrradgeschwindigkeit V, erfaßt durch den an dem Vorderrad 50 in¬
stallierten Fahrradgeschwindigkeitssensor 70, geringer wird als ein vorgegebener Wert
V&sub0; (zum Beispiel geringer als 1 km/h), rücksetzt die Vergleichseinrichtung 68 den
Selbsthaltekreis 66 und folglich wird der Schalter 60 geöffnet. Dieser Selbsthaltekreis 66 gibt
dem EIN-Signal der Drehmoment-Vergleichseinrichtung den Vorrang über das
Rücksetz-Signal der Fahrradgeschwindigkeits-Vergleichseinrichtung 68 und schließt den
Schalter 60, wenn die Pedale 38 getreten wird sogar in dem Zustand, in dem die
Fahrradgeschwindigkeit V geringer als V&sub0; ist. Demzufolge wird dieser Schalter 60, während
das Fahrrad in Ruhe ist oder rückwärts bewegt wird, geöffnet gelassen und wird,
nachdem die Pedale 34 getreten wird, geschlossen gehalten, bis die Fahrradgeschwindigkeit
V geringer als V&sub0; wird.
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Die Steuereinrichtung 42 in diesem Ausführungsbeispiel funktioniert, um die
Zuführung eines Motorstromes, mit einer Verzögerung einer bestimmten Zeit t&sub0; zu starten,
nachdem der Schalter 60 geschlossen ist. Das heißt, während ein Antriebsdrehmoment
T in die Steuerung durch den normalerweise geöffneten Kontakt 72 eingegeben wird,
wird dieser Kontakt 72 durch das Ausgangssignal eines Zeitgebers 74 geschlossen. Der
Zeitgeber 74 schließt den Kontakt 72 mit einer Zeitverzögerung t&sub0; (ungefähr 0.1~0.2
sec) nach dem EIN-Signal der Vergleichseinrichtung 64.
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Demzufolge wird die Antriebskraft TM des Motors mit einer Zeitverzögerung t&sub0;
erzeugt, nachdem der Schalter 60 geschlossen wurde (siehe Fig. 2).
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Entsprechend dieses Ausführungsbeispieles wird, während das Fahrrad im
Stillstand ist oder rückwärts geschoben wird, da das Antriebsdrehmoment T, das durch die
Pedale 34 verursacht wird, Null ist, der Schalter 60 geöffnet gelassen. Wenn
zurückgeschoben wird, fließt, obwohl eine Gegenspannung mit einer Polarität, gezeigt in Fig. 1,
durch den Motor 36 erzeugt wird, kein Kurzschlußstrom, weil kein geschlossener
Stromkreis gebildet wird. Das heißt, keine Bremskraft wird erzeugt und das Fahrrad kann leicht
rückwärts geschoben werden.
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Fig. 4 ist eine schematische Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispieles
und Fig. 5 ist sein Funktionsbeschreibungs-Diagramm. Der Rückwärts-Steuerschaltkreis
62A dieses Ausführungsbeispieles hat einen Aufbau, bei dem, während der
Hauptschalter durch einen Schlüsselschalter 80 geöffnet/geschlossen ist, der Schalter 60 für die
Rückwärtsbremsfreigabe, durch einen Strom, der durch diesen Schlüsselschalter 80
und einen normalerweise geschlossenen Kontakt 82 fließt, geöffnet wird und dieser
normalerweise geschlossene Kontakt 82 durch das Ausgangssignal der
Vergleichseinrichtung 84 zur Erfassung der Rückwärts-Drehung des Motors 36 geöffnet wird. Das heißt,
da die Polarität der Umkehrspannung, erzeugt durch den Motor 36 während des
Rückwärtsdrehens desselben (während das Fahrrad rückwärts bewegt wird) so wird, wie dies
in Fig. 4 gezeigt ist, und entgegengesetzt ist zu derjenigen der Spannung, die während
des Normaldrehens erzeugt wird (während das Fahrrad vorwärts bewegt wird) wird diese
Polarität durch den Komparator 84 erfasst und der normalerweise geschlossene Kontakt
82 wird geöffnet. Folglich ist der Schalter 60 geöffnet und der Kurzschlußstrom, der
durch die Gegenspannung des Motors 36 verursacht wird, wird am Fließen gehindert.
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Der Motor 36 ist, um in dieser Erfindung verwendet zu werden, nicht auf jenen,
der einen Stator vom Typ Dauermagnet verwendet, begrenzt, sondern es ist nur
erforderlich, dass er ein Gleichstrommotor ist, der ein Merkmal hat, dass die Polarität der
erzeugten Umkehrspannung, wenn in die umgekehrte Richtung zu jener, in der
normalerweise die Spannung erzeugt wird, umgekehrt ist, wie es in dem Fall mit einem
Motor ist, der einen Stator vom Typ Dauermagnet verwendet.
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Verschiedene Verfahren, wie zum Beispiel das Unterbrecher-Verfahren,
Spannungsschalt-Verfahren usw. können als ein Steuerverfahren der Steuerung 42
verwendet werden. Außerdem kann diese Erfindung nicht nur auf Fahrräder angewandt werden,
sondern auch bei Fahrrädern mit drei oder mehr Rädern. Diese Erfindung kann bei Rad-
Fortbewegungsmitteln angewandt werden, die ihren Motor und das Antriebsrad direkt
miteinander verbunden haben, ohne dass eine Freilaufkupplung dazwischen vorgesehen
ist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beabsichtigt eine
Schiebe-Lauf-Bewegung eines Fahrrades in die Vorwärtsrichtung, die unter Bezug auf
die Fig. 6-9 erläutert wird, zu erleichtern, wobei die Fig. 8 und 9 ein weiteres
Ausführungsbeispiel für denselben Zweck zeigen.
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Soweit dieselben Bauteile für das Fahrrad nachstehend beschrieben werden,
werden dieselben Bezugszeichen in Hinblick auf die ausführliche Beschreibung der
Bauteile verwendet, wobei auf die oben genannte Erläuterung des Ausführungsbeispieles
von Fig. 1 Bezug genommen wird. Demzufolge erscheinen die funktionalen
Erläuterungen nicht erneut notwendig und werden deshalb hier weggelassen. Die folgende
Beschreibung ist ziemlich auf die Eigenheiten der Ausführungsbeispiele des Schiebe-Lauf-
Unterstützungssystems fokussiert.
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In diesem Fall (Fig. 6) weist das Fahrrad eine
Schiebe-Lauf-Entscheidungseinrichtung 60 auf, um den Schiebe-Lauf-Zustand zu unterscheiden, d. h., den Zustand
des Laufens, bei dem das Fahrrad von Hand geschoben wird. Diese Einrichtung 60
entscheidet, dass das Fahrzeug in dem Schiebe-Lauf-Zustand ist, wenn die folgenden drei
Bedingungen erfüllt sind:
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1 Das muskelbetätigte Antriebsdrehmoment T ist Null;
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2 Die Fahrradgeschwindigkeit V ist höher als eine bestimmte Geschwindigkeit V&sub0;
in der Vorwärtsrichtung; und
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3 Der Griff des Handgriffes 48 wird gegriffen.
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Der Zustand 1 wird durch Vergleichen des Antriebsdrehmomentes T mit 0 durch
eine Vergleichseinrichtung 62 entschieden.
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Der Zustand 2 wird durch Vergleichen der Fahrradgeschwindigkeit V in der
Vorwärtsrichtung, die durch einen in dem Vorderrad 50 installierten Geschwindigkeitssensor
64 (Fig. 6) (oder durch einen Geschwindigkeitssensor, der an dem Hinterrad installiert
ist) erfasst wird, mit einer bestimmten Geschwindigkeit V&sub0; (wünschenswert ungefähr 1~
2 km/h), die durch einen Einsteller 66 durch eine Vergleichseinrichtung 68 festgelegt
wird, entschieden.
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Der Zustand 3 wird durch einen Griffschalter 70, der zumindest an einem der
Griffe des Handgriffs 48 installiert ist, entschieden.
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Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, geben jeweils die zugehörigen
Vergleichseinrichtungen oder die Schalter EIN-Signale aus, und, wenn alle drei
EIN-Signale vorhanden sind entscheidet der UND-Schaltkreis, dass das Fahrrad in dem Schiebe-
Lauf-Zustand ist und gibt ein EIN-Signal aus.
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Zusätzlich ist dieses Ausführungsbeispiel mit einem Aufhebungsschalter 74
versehen, der selbst während des Schiebe-Lauf-Zustandes diesen Zustand aufhebt, wenn
das Fahrrad gebremst wird, und der normalerweise geschlossene Kontakt 74A, der
zwischen der Elektroenergiequelle und dem Eingangsanschluss des UND-Schaltkreises 72
verbindet, wird durch diesen Schalter 74 geöffnet/geschlossen. D. h., dieser Schalter 74
öffnet den normalerweise geschlossenen Kontakt 74A, wenn das Fahrrad gebremst wird
und schaltet das Signal, das an den UND-Schaltkreis 72 gesendet werden soll, aus.
Durch dieses Aus-Signal schaltet der UND-Schaltkreis das Ausgangssignal, das den
Schiebe-Lauf-Zustand zeigt, ungeachtet der anderen Bedingungen 1, 2 und 3 aus.
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Das Ausgangssignal dieses UND-Schaltkreises 72 wird in die Steuerung 42A für
den Schiebe-Lauf eingegeben. Diese Steuerung 42A steuert die
Fahrradgeschwindigkeit auf einen Wert V&sub1; (ungefähr 2~3 km/h), was einwenig langsamer als die
gewöhnliche Laufgeschwindigkeit ist. Z. B. steuert sie den Motorstrom, um die Motorantriebskraft
TM zu steuern, die das durch den Geschwindigkeitssensor 64 ausgegebene Signal
verwendet, um die Fahrradgeschwindigkeit V zu repräsentieren, so dass die
Fahrradgeschwindigkeit V auf diesen bestimmten Wert V&sub1; kommen kann.
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Während demzufolge alle drei Bedingungen 1, 2 und 3 zutreffen sind und das
Fahrrad nicht gebremst wird, vollführt die Steuerung 42A den Fahrradlauf durch sich
selbst mit seiner Geschwindigkeit V, die auf einem festgelegten Wert V&sub1; gehalten wird.
Falls irgendeine der drei Bedingungen 1, 2 und 3 nicht zutrifft oder das Fahrrad
gebremst wird, wird der motorbetätigte Antrieb abgeschaltet und die
Fahrradgeschwindigkeit V fällt ab (siehe Fig. 7).
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Die Schiebe-Lauf-Entscheidungseinrichtung 60 für diese Erfindung können
verschiedene Typen sein. Z. B. kann das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel mit einem
Zeitgeber 68A zum Verzögern des EIN-Signals der Vergleichseinrichtung 68 versehen
sein, so dass die Bedingung 2 eine festgelegte Zeit t&sub0; später, nachdem die
Geschwindigkeit V auf den festgelegten Wert V&sub0; kam, erfüllt werden kann. Die gestrichelte Linie in
Fig. 2 zeigt die Wirkung für diesen Fall.
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Außerdem kann ein weiterer Aufbau verwendet werden, in dem ein Schalter 76
oder 76A an dem Handgriff 48 oder an dem Sattel oder dergleichen installiert ist, um
manuell betätigt zu werden, wenn es aufwärts einer Neigung geht und das Fahrrad von
Hand geschoben wird, sodass die Schiebe-Lauf-Steuerung 42A betätigt werden kann,
um die Fahrradgeschwindigkeit auf einen festgelegten Wert V&sub1;, nur während der
Schalter 76 oder 76A geschlossen ist, zu halten.
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Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles
und Fig. 9 ist ein Diagramm, das seine Funktion beschreibt.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Bedingung 4 des Erfassens des
Fahrradneigungswinkels θ an Stelle der Bedingung 3 des Griffschalters 70 verwendet. D. h.,
an dem Fahrrad ist der Neigungswinkelsensor vorgesehen und es ist entschieden, dass
das Fahrrad eine Neigung hinauffährt, wenn der erfasste Neigungswinkel θ größer als
ein bestimmter Wert θ&sub0; ist. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 82 einen Einsteller
für die Neigung θ&sub0; und 84 bezeichnet eine Vergleichseinrichtung. Da andere Teile
dieselben sind, wie jene in Fig. 6, werden ihre Beschreibungen nicht wiederholt.
Selbstverständlich kann ein normalerweise geschlossener Kontakt 74A (Fig. 6), der beim Bremsen
geöffnet wird, vorgesehen werden.
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Obwohl die Steuerung 42A in den oben genannten Ausführungsbeispielen die
Fahrradgeschwindigkeit V auf einen bestimmten Wert V&sub1; steuert, kann sie aufgebaut
sein, die Motorspannung auf einen bestimmten niedrigen Wert zu steuern, um einen
Motor bei einer geringen Geschwindigkeit anzutreiben, oder es kann auch ein Steuersystem
einer anderen Art möglich sein.
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Der in dieser Erfindung verwendete Motor 36 kann ein anderer als der oben
genannte Gleichstrommotor der Dauermagnetart sein, und kann z. B. ein Reihenschluss-
Gleichstrommotor oder dergleichen sein. Als die Steuerung 42 kann eine
Unterbrecherart verwendet werden, die das Zeitverhältnis (Auslastungsverhältnis) des EIN und AUS
der Gleichspannung entsprechend des Drehmomentes T ändert. In Fig. 6 bezeichnet
das Bezugszeichen 54 einen Hauptschlüsselschalter, der zwischen der Batterie 44 und
der Steuerung 42 verbindet.