DE69500314T2

DE69500314T2 - Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor

Info

Publication number: DE69500314T2
Application number: DE69500314T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Honda; Yoshihiro Nakazawa; Sumitaka Ogawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2015-08-18
Also published as: JP3350236B2; EP0697332A1; CN1124705A; JPH0858668A; ES2104453T3; EP0697332B1; CN1060728C; DE69500314D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch unterstütztes Fahrrad, welches durch einen Motor desselben ausgegebene elektrische Leistung als eine Ergänzung zu menschlicher Leistung zum Treten des Fahrrads verwendet. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein elektrisch unterstütztes Fahrrad, bei welchem durch Überwachung des einem Motor desselben zugeführten Spannungswerts oder Stroms verhindert werden kann, daß unnötige elektrische Leistung zugeführt wird.
In dem japanischen offengelegten Patent Nr. H-5-310177 ist eine bei einem elektrisch unterstützten Fahrrad übernommene Technologie vorgeschlagen, bei welcher die Ausgabe eines auf elektrischer Leistung basierenden Antriebssystems, welches zusammen mit einem auf menschlicher Leistung basierenden Antriebssystem vorgesehen ist, nach Maßgabe von Anderungen der Tretkraft gesteuert wird. Der Betrieb eines darin eingesetzten dynamischen Teils einer Tretkrafterfassungseinrichtung ist nicht glatt, und wenn ein Zustand, in welchem eine erfaßte Tretkraft einen vorab eingestellten Referenzwert überschreitet, für eine Dauer anhält, welche länger ist als eine vorbestimmte Zeit, wird die Ausgabe des auf elektrischer Leistung basierenden Systems begrenzt, um zu verhindern, daß das auf elektrischer Leistung basierende System eine unnötige Ausgabe erzeugt, und somit zu verhindem, daß sich das Fahrgefühl verschlechtert.
Die Technologie einer Überstrom-Schutzschaltung ist ebenfalls bekannt. Ein in einen Motor fließender Strom wird erfaßt, indem der Spannungswert, welcher zwischen den Enden eines Stromerfassungswiderstands, welcher in Reihe mit dem Motor angeschlossen ist, überwacht wird, und die Überstrom- Schutzschaltung schaltet die Leitung von Strom durch den Motor ab, wenn der Strom einen vorab eingestellten zulässigen Stromwert überschreitet.
Wenn der Betrieb des Hauptsteuersystems zum Steuern des Antriebs des Motors zum Erzeugen von ergänzender elektrischer Leistung nach Maßgabe der erfaßten Tretkraft abnormal wird, und zwar selbst dann, wenn eine Tretkrafterfassungseinrichtung selbst normal arbeitet, wird durch den Motor unweigerlich unnötige elektrische Leistung erzeugt, was die Gefahr eines Verlusts des Fahrgefühls erhöht.
Im Falle eines PWM-gesteuerten Motorbetriebs kann ein Fehler aufgrund eines erhöhten Leckstroms auftreten, welcher Fehler mittels der herkömmlichen Überstrom-Schutzschaltung schwierig angemessen zu behandeln ist. Dies deshalb, weil ein solcher erhöhter Leckstrom in seiner Größe nicht so groß ist, wie ein einen zulässigen Stromwert überschreitender Überstrom, so daß der Fehler nicht als so schwerwiegend betrachtet wird, wie ein Fehler, der durch einen Kurzschluß in einer Halbleiterschaltvorrichtung, wie etwa einem Leistungsfeldeffekttransistor zum Steuern der Leitung von Strom durch den Motor oder zum An- und Ausschalten der Leitung, verursacht wird.
Die vorliegende Erfindung ist den oben beschriebenen Problemen gewidmet. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisch unterstütztes Fahrrad vorzusehen, bei welchem keine unnötige ergänzende elektrische Leistung zugeführt wird, und zwar selbst dann, wenn der Betrieb des Hauptsteuersystems zum Erzeugen eines PWM-Signals zum Treiben eines Motors zur Bereitstellung von ergänzender elektrischer Leistung nach Maßgabe einer erfaßten Tretkraft, der Betrieb einer Halbleiterschaltvorrichtung zum An- und Ausschalten der Leitung von Strom durch den Motor oder der Betrieb anderer Vorrichtungen abnormal wird.
Um das vorangehend beschriebene Problem zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein elektrisch unterstütztes Fahrrad vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das elektrisch unterstützte Fahrrad mit einer Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung versehen ist, um einen Betrieb zum Zuführen elektrischer Leistung an einen Motor zu beenden, wenn ein Zustand, in welchem die Größe eines dem Motor zugeführten Spannungswerts oder Stroms nicht gleich einem vorab eingestellten Wert nahe null wird, während einer Periode angedauert hat, die länger ist als eine vorab eingestellte zulässige Zeit.
Die durch den Motor bereitgestellte ergänzende elektrische Leistung wird nach Maßgabe der Tretkraft (oder einer ein Pedal betätigenden Kraft) gesteuert. Somit wird die Tretkraft an den oberen und unteren Totpunkten nahezu null, wenn die Tretkrafterfassung und die auf der erfaßten Tretkraft basierende Motorbetriebssteuerung normal arbeiten. Folglich wird der dem Motor zugeführte Spannungswert oder Strom periodisch gleich einem Wert nahe null. Wenn die Tretkrafterfassung und das auf der erfaßten Tretkraft basierende Motorbetriebssteuersystem nicht normal arbeiten, wird andererseits der dem Motor zugeführte Spannungswert oder Strom nicht periodisch gleich einem Wert nahe null. Es kann somit verhindert werden, daß der Motor unnötige elektrische Leistung bereitstellt, indem die Zuführung elektrischer Leistung an den Motor beendet wird, wenn die Tatsache erkannt wird, daß der dem Motor zugeführte Spannungswert oder Strom nicht gleich einem Wert nahe null wird.
Zusätzlich kann auch verhindert werden, daß der Motor unnötige elektrische Leistung bereitstellt, indem die Zuführung von elektrischer Leistung an den Motor beendet wird, wenn eine Abnormalität, wie etwa ein Fehler erfaßt wird, der durch einen erhöhten Leckstrom in der Halbleiterschaltvorrichtung zum An- und Ausschalten der Zuführung von elektrischer Leistung an den Motor verursacht wird.
Figur 1 ist eine graphische Darstellung, welche eine Seitenansicht eines durch die vorliegende Erfindung vorgesehenen elektrisch unterstützten Fahrrads zeigt,
Figur 2 ist eine graphische Darstellung, welche einen senkrechten Querschnitt eines Batteriegehäuses zeigt,
Figur 3 ist eine graphische Darstellung, welche einen senkrechten Seitenquerschnitt des hinteren Teils des Batteriegehäuses und des unteren Teils eines zentralen Gehäuses zeigt,
Figur 4 ist eine modellmäßige graphische Darstellung, welche Strukturen eines Getriebemechanismus und einer Tretkrafterfassungseinrichtung zeigt,
Figur 5 ist eine Blockdarstellung, welche den Aufbau einer Steuervorrichtung zeigt, die bei dem mit elektrischer Leistung unterstützten Fahrrad, welches durch die vorliegende Erfindung vorgesehenen ist, eingesetzt ist,
Figur 6 ist eine graphische Darstellung, welche typische Schaltungskonfigurationen einer Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung und einer Gate-Treiberschaltung zeigt,
Figur 7 zeigt Zeitdiagramme des Betriebs der Steuervorrichtung,
Figur 8 ist eine graphische Darstellung, welche eine weitere typische Konfiguration der Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung zeigt,
Figur 9 ist eine Blockdarstellung, welche den Aufbau einer auf Motorspannungswerterfassung basierenden Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung zeigt,
Figur 10 ist eine graphische Darstellung, welche den Schaltungsaufbau eines tatsächlichen Beispiels des Steuersystems zeigt,
Figur 11 zeigt Zeitdiagramme des Betriebs der Motorantriebsbegrenzungseinrichtung,
Figur 12 zeigt ein Ablaufdiagramm des gesamten Betriebs der Steuervorrichtung und
Figur 13 ist eine erläuternde graphische Darstellung, welche einen weiteren typischen Aufbau einer Stromerfassungseinrichtung zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden graphischen Darstellungen deutlich.
Figur 1 ist eine graphische Darstellung, welche eine Seitenansicht eines durch die vorliegende Erfindung vorgesehenen elektrisch unterstützten Fahrrads zeigt.
Wie in der Figur gezeigt ist, erstreckt sich ein Unterrohr 3 von einem Kopfrohr 2 des mit elektrischer Leistung unterstützten Fahrrads 1 aus in eine nach hinten und unten geneigte Richtung. Das untere Ende des Unterrohrs 3 ist in eine nach hinten und oben geneigte Richtung gebogen, und ein Sitzrohr 4 erstreckt sich von dem unteren Ende des Unterrohrs 3 aus. Das Unterrohr 3 und das Sitzrohr 4 bilden einen Hauptrahmen 5, welcher eine Form aufweist, die fast dem Buchstaben V ähnelt. Ein Sitz 6 ist an dem oberen Ende des Sitzrohrs 4 vorgesehen.
Eine Lenksäule 7 ist in das Kopfrohr 2 derart eingefügt, daß die Lenksäule 7 frei gedreht werden kann. Ein Lenkgriff 8 ist an dem oberen Ende der Lenksäule 7 angebracht, um mit der Lenksäule 7 eine Baugruppe zu bilden, welche Baugruppe auch ein Paar Gabeln 9, nämlich eine linke und eine rechte Gabel umfaßt, die sich von dem unteren Ende der Lenksäule 7 aus erstrecken. Die Achse eines Vorderrads 10 ist an den unteren Enden der linken und rechten Gabel 9 derart angebracht, daß das Vorderrad 10 um die Achse frei drehen kann.
Eine in Figur 3 dargestellte, nach unten vorstehende Stütze 5a ist an dem unteren Teil des gebogenen Bereichs des Hauptrahmens 5, einem Kreuzungsbereich des Unterrohrs 3 und des Sitzrohrs 4, vorgesehen. Ein Getriebegehäuse 11, welches einen Getriebemechanismus aufnimmt und auch als ein Kurbelgehäuse dient, ist an der Stütze 5a angebracht, um mit der Stütze 5a eine Paugruppe zu bilden. Die Baugruppe umfaßt auch eine Hintergabel 12, welche in die Längsrichtung des elektrisch unterstützten Fahrrads 1 orientiert ist, wobei das Vorderende der Hintergabel 12 an dem Getriebegehäuse 11 befestigt ist. Eine Strebe 13 ist zwischen dem Hinterende der Hintergabel 12 und dem Sitzrohr 4 aufgehängt. Die Achse eines Hinterrads 14 ist an dem Hinterende der Hintergabel 12 derart angebracht, daß das Hinterrad 14 um die Achse frei drehen kann.
Eine Kurbelwelle 15 ist durch das Getriebegehäuse 11 derart gehalten, daß die Kurbelwelle 15 frei drehen kann. Kurbelarme 16 sind an dem rechten und linken Ende der Kurbelwelle 15 befestigt, um eine Kurbelwellenbaugruppe zu bilden. Ein Pedal 17 ist an dem Ende jedes der Kurbelarme 16 vorgesehen.
Eine Endloskette 20 ist an einem an der Kurbelwelle 15 als Teil der Kurbelwellenbaugruppe befestigten antreibenden Kettenzahnrad 18 und an einem an dem Hinterrad 14 als eine Baugruppe befestigten getriebenen Kettenzahnrad 19 aufgehängt. Wenn die Kurbelwelle 15 durch auf die Pedale 17 ausgeübte Tretkräfte zur Drehung angetrieben wird, werden die Tretkräfte auf das Hinterrad 14 übertragen, um über das antreibende Kettenzahnrad 18, die Endloskette 20 und das getriebene Kettenzahnrad 19 ebenfalls das Hinterrad 14 zu drehen. Folglich kann das elektrisch unterstützte Fahrrad 1 als ein gewöhnliches Fahrrad angetrieben werden.
Ferner ist an dem Getriebegehäuse 11 ein Antriebsmotor 21 in eine Richtung parallel zu dem Sitzrohr 4 befestigt. Eine Steuervorrichtung 22 ist an der rückwärtigen Fläche des Sitzrohrs 4 oberhalb des Antriebsmotors 21 installiert. Die Steuervorrichtung 22 umfaßt, neben anderen Komponenten, eine elektronische Steuereinheit und einen Motortreiber zum Steuern der Drehung des Antriebsmotors 21. Bei der Drehung des Antriebsmotors 21 unter der Steuerung der Steuervorrichtung 22 wird ein durch den Antriebsmotor 21 ausgegebenes Drehmoment auf die Kurbelwelle 15 über den Übersetzungsmechanismus übertragen, was dazu führt, daß die durch den Antriebsmotor 21 ausgegebene elektrische Leistung die menschliche Leistung ergänzt.
Wie vorangehend beschrieben, werden das Unterrohr 3 auf der linken Seite und das Sitzrohr 4 auf der rechten Seite, welche den Hauptrahmen 5 mit einer dem Buchstaben V ähnelnden Gestalt bilden, durch eine seitliche Abdeckung 23 bzw. eine mittlere Abdeckung 24 verdeckt. Eine lange Batteriegehäusebaugruppe 25 ist an der oberen Fläche der geneigten seitlichen Abdeckung 23 zum Verdecken des Unterrohrs 3 derart angebracht, daß die Batteriegehäusebaugruppe 25 leicht entfernt werden kann.
Ein Schlüsselschalter(Kombinationsschalter) und derglei chen umfassender Hauptschalter 41 ist an dem Vorderende der seitlichen Abdeckung 23 vorgesehen. Es sollte beachtet werden, daß die Batteriegehäusebaugruppe 25 derart ausgebildet ist, daß, wenn der Hauptschalter 41 in eine AN- Stellung gestellt wird, eine mit dem Betrieb des Hauptschalters 41 verbundene Verriegelungsvorrichtung die Batteriegehäusebaugruppe 25 unentfernbar macht. Beachte, daß die Verriegelungsvorrichtung selbst in der Figur nicht dargestellt ist.
Zudem ist eine einen Ladeverbinder und dergleichen umfassende Verbindereinheit 42 an einer Seitenfläche der Batteriegehäusebaugruppe 25 vorgesehen, was es erlaubt, die Batterie zu laden, selbst wenn die Batteriegehäusebaugruppe 25 an dem elektrisch unterstützten Fahrrad 1 wie es ist angebracht ist.
Figur 2 ist eine graphische Darstellung, welche einen senkrechten Querschnitt der Batteriegehäusebaugruppe 25 zeigt.
Wie in der Figur dargestellt ist, ist die Batteriegehäusebaugruppe 25 in ein unteres Gehäuse 36 an der Unterseite und ein oberes Gehäuse 27 an der Oberseite geteilt. Die Batteriegehäusebaugruppe 25 enthält einen Spannungsversorgungsbatteriesatz 29, welcher eine untere Reihe von zehn Batteriezellen 28a und eine obere Reihe von zehn Batteriezellen 28b umfaßt. Die Batteriezellen 28a und 28b sind jeweils eine Ni-Cd(Nickel-Cadmium)-Batteriezelle vom zylindrischen Einfachtyp. Der Spannungsyersorgungsbatteriesatz 29 kann aus der Batteriegehäusebaugruppe 25 leicht entfernt werden.
Zusätzlich ist das obere Gehäuse 27 der Batteriegehäusebaugruppe 25 Teil der äußeren Fläche des Rumpfes des mit elektrischer Leistung ergänzten Fahrrads 1.
Der Spannungsversorgungsbatteriesatz 29 weist den folgenden Aufbau auf. Zwei benachbarte Ni-Cd-Batteriezellen 28a haben alternierend angeordnete positive und negative Pole. Die zehn Ni-Cd-Batteriezellen 28a sind derart angeordnet daß ihre Außenflächen in einer unteren Reihe, welche senkrecht zu den Mittellinien der Ni-Cd-Batteriezellen 28a verlaufen, miteinander in Kontakt treten. In jeder oberen Einbuchtung zwischen zwei benachbarten Ni-Cd-Batteriezellen 28a an der unteren Reihe ist eine obere Ni-Cd-Batteriezelle 28b derart abgelegt, daß die zehn Ni-Cd-Batteriezellen 28b eine obere Reihe oberhalb der unteren Reihe bilden. Der positive Pol einer Ni-Cd-Batteriezelle 28a an der unteren Reihe ist mit den negativen Polen der beiden dieser benachbarten Ni-Cd- Batteriezellen 28a durch Verbindungsplatten 30a, welche jeweils als ein gestricheltes Rechteck in Figur 2 dargestellt sind, verbunden, und zwar durch Verlöten beider Enden der Verbindungsplatte 30a mit den positiven und negativen Polen von zwei benachbarten Ni-Cd-Batteriezellen 28a. Ahnlich werden Verbindungsplatten 30b jeweils zum Verbinden der positiven und negativen Pole von zwei benachbarten oberen Ni-Cd-Batteriezellen 28b verwendet. Der negative Pol einer Ni-Cd-Batteriezelle 28a und der positive Pol einer Ni-Cd-Batteriezelle 28b an den Vorderenden der unteren bzw. oberen Reihe, oder den in der Figur gezeigten linken Enden, sind miteinander durch eine Verbindungsplatte 30c verbunden. Die unteren und oberen Ni-Cd-Batteriezellen 28a und 28b sind in einen aus thermisch schrumpfendem Harzgemisch gefertigten zylindrischen Film 31 eingefügt. Der zylindrische Film 31 aus thermisch schrumpfendem Harzgemisch wird dann geschrumpft, indem er erwärmt wird.
Eine Verbindungsplatte 32a, welche mit dem positiven Pol einer Ni-Cd-Batteriezelle 28a an dem Hinterende der unteren Reihe oder dem in der Figur dargestellten rechten Ende verbunden ist, ist mit einem Anschluß 33a durch Verlöten eines Endes des Anschlusses 33a mit der Verbindungsplatte 32a zusammengefügt. Ahnlich ist eine Verbindungsplatte 32b, welche mit dem negativen Pol einer Ni-Cd-Batteriezelle 28b an dem Hinterende der oberen Reihe oder dem in der Figur dargestellten rechten Ende verbunden ist, mit einem Anschluß 33b durch Verlöten eines Endes des Anschlusses 33b mit der Verbindungsplatte 32b zusammengefügt. Die anderen Enden der Anschlüsse 33a und 33b sind mit einem elektrische Spannung zuführenden Verbinder 34 verbunden, durch welchen der Steuervorrichtung 22 elektrische Spannung zugeführt wird. Für Details der Verbindungen zwischen der Verbindungsplatte 32a und dem Anschluß 33a sowie der Verbindungsplatte 32b und dem Anschluß 33b ist auf Figur 3 Bezug zu nehmen.
Ein thermisch empfindliches Widerstandselement 35, wie etwa ein Thermistor, ist zwischen den Ni-Cd-Batteriezellen 28a an der unteren Reihe und den Ni-Cd-Batteriezellen 28b an der oberen Reihe vorgesehen. Das thermisch empfindliche Widerstandselement 35 ist mit einem in Figur 3 dargestellten Verbinder 36 zum Laden elektrischer Leistung über einen Anschluß 35a verbunden. Wenn die Ni-Cd-Batteriezellen 28a und 28b durch eine in der Figur nicht dargestellte Ladevorrichtung geladen werden, kann die Ladevorrichtung die Temperatur der Ni-Cd-Batteriezellen 28a und 28b durch Messen des Widerstands des thermisch empfindlichen Widerstandselements 35 überwachen.
Zusätzlich umfaßt die Batteriegehäusebaugruppe 25 auch eine Mehrzahl von Sicherungen 37 und Schaltungskomponenten, wie etwa Dioden, um zu verhindern, daß eine Ladespannung mit einer inversen Polarität angelegt wird. Es sollte beachtet werden, daß die Schaltungskomponenten selbst in der Figur nicht dargestellt sind.
Figur 3 ist eine graphische Darstellung, welche einen senkrechten Seitenquerschnitt des hinteren Teils der Batteriegehäusebaugruppe und des unteren Teils eines zentralen Gehäuses zeigt.
Ein elektrische Spannung liefernder Verbinder 38 ist an dem Hinterende der Batteriegehäusebaugruppe 25 vorgesehen. Der elektrische Spannung liefernde Verbinder 38 weist ein Paar von rechten und linken Kontaktanschlüssen 38a auf, welche aus einem leitenden und elastischen Material, wie etwa einer Kupferlegierungsplatte, gefertigt sind. Jeder der Kontaktanschlüsse 38a ist an einem Verbindergehäuse befestigt, indem eines seiner Enden unter Verwendung einer Schraube 40 festgelegt ist, und er ist auch mit den Anschlüssen 33a und 33b elektrisch verbunden. Ein Verbinder 39, ein Gegenstück des elektrische Spannung liefernden Verbinders 38, ist an einer Bodenwand 24a der mittleren Abdeckung 24 vorgesehen. Der Verbinder 39 weist ein an der rechten und der linken Seite vorstehendes Paar von Stabanschlüssen 39a auf. Wenn die Batteriegehäusebaugruppe 25 angebracht ist, sind die vorstehenden Stabanschlüsse 39a in eine an einem unteren Gehäuse 26 gebildete Öffnung 26a bzw. eine Öffnung 38b an dem elektrische Spannung liefernden Verbinder 38 eingeführt, bis die Kanten der vorstehenden Stabanschlüsse 39a mit den Kontaktanschlüssen 38a in Kontakt treten. Bei einer derartigen Anordnung kann elektrische Spannung von den Batteriezellen 28a und 28b geliefert werden. Die anderen Enden der Kontaktanschlüsse 38a werden durch die vorstehenden Stabanschlüsse 39a durch eine Verlagerung gegen die Kräfte von an den verlagerten Bereichen vorgesehenen Schraubenfedern 38c nach oben geschoben. Durch einen solchen Mechanismus werden ausreichende Kontaktdrücke erzielt, was die Unterbrechung der Bereitstellung von elektrischer Spannung schwierig werden läßt, welche Unterbrechung durch während der Fahrt des mit elektrischer Leistung ergänzten Fahrrads 1 erzeugter Vibration oder dergleichen verursacht wird.
Figur 4 ist eine modellmäßige graphische Darstellung, welche Strukturen des Getriebemechanismus und der Tretkrafterfassungseinrichtung zeigt.
In Längsrichtung gesehen ist in der Mitte der Kurbelwelle 15 ein Durchgangsloch 15a ausgebildet, welches sich in die Axialrichtung erstreckt und in die Radialrichtung hindurchtritt. Ein Torsionsstab 51, welcher die gleiche Achse aufweist wie die Kurbelwelle 15, ist innerhalb des Durchgangslochs 15a aufgenommen. Ein an dem linken Ende (oder dem Eingangsende) des Torsionsstabs 51 ausgebildeter Kopf 51a ist mit der Kurbelwelle 15 über einen Kragen 52 verbunden. Ein an dem rechten Ende (oder dem Ausgangsende) des Torsionsstabs 51 ausgebildeter Kopf 51b ist andererseits durch Druck an dem Innenumfang eines Antriebselements 53 angebracht, welches eine einem Ring ähnelnde Form aufweist. Wandflächen des Durchgangslochs 15a der Kurbelwelle 15, welche einander gegenüberliegen, sind derart gebogen, daß ihre Querschnitte jeweils näherungsweise einen Kreisbogen bilden, welcher eine Drehung des Torsionsstabs 51 um einen vorbestimmten Winkel relativ zu dem Kopf 51b an dessen freier Endseite erlaubt und gleichzeitig verhindert, daß der Torsionsstab 51 durch eine auf diesen ausgeübte übermäßig große Last gebrochen wird.
Eine erste Einwegkupplung 56 ist zwischen einem an dem Innenumfang einer Hülse 54 befestigten Kegelrad 55 und dem ringförmigen Antriebselement 53 vorgesehen. Wenn auf die in der Figur nicht dargestellten Pedale 17 Kräfte ausgeübt werden, um die Kurbelwelle 15 in die Vorwärtsrichtung zu drehen, wird ein durch die Kurbelwelle 15 abgegebenes Drehmoment über den Torsionsstab 51, das ringförmige Antriebselement 53, das Kegelzahnrad 55 und die Hülse 54 auf das antreibende Kettenzahnrad 18 übertragen, welches mit dem Außenumfang der Hülse 54 spline-verbunden ist. Das Drehmoment wird dann über die Endloskette 20 und das in Figur 1 dargestellte getriebene Zahnrad 19 auf das Hinterrad 14 übertragen. Wenn andererseits auf die in der Figur nicht dargestellten Pedale 17 Kräfte ausgeübt werden, um die Kurbelwelle 15 in die Rückwärtsrichtung zu drehen, schlupft die erste Einwegkupplung 56, was es der Kurbelwelle 15 erlaubt, in die Rückwärtsrichtung zu drehen.
Wenn der Antriebsmotor 21 zur Drehung angetrieben wird, wird ein durch dessen Ausgangswelle 21a erzeugtes Drehmoment über vier Überzahnräder 57, 58, 59 und 60, das Kegelzahnrad 55 und ein weiteres Kegelzahnrad 61 auf das treibende Kettenzahnrad 18 übertragen. Eine zweite Einwegkupplung 62 ist an einer ersten Zwischenwelle 63 vorgesehen, um eine Behinderung der Drehung des durch menschliche Leistung angetriebenen antreibenden Kettenzahnrads 18 selbst dann zu vermeiden, wenn der Antriebsmotor 21 in einem Stillstand ist. Es sollte beachtet werden, daß Bezugsziffer 64 eine zweite Zwischenwelle bezeichnet.
Die Tretkrafterfassungseinrichtung 70 umfaßt eine Drehmoment in Verlagerung wandelnde Einrichtung 71 zum Wandeln einer durch eine Tretkraft (oder ein Drehmoment) verursachte Verwindung in eine Verlagerung in die Axialrichtung sowie einen Hubsensor 72 zur Ausgabe eines die Verlagerung angebenden elektrischen Signals. Die Drehmoment in Verlagerung wandelnde Einrichtung 71 ist so aufgebaut, daß sie den Eingriff zwischen einer vorstehenden Nockenfläche, die an der Endfläche eines Gleiterinneren 71a ausgebildet ist, welcher zusammen mit der Kurbelwelle 15 als eine Baugruppe dreht, und einer eingebuchteten Nockenfläche, welche an der Endfläche des treibenden Elements 53 ausgebildet ist, umfaßt.
Um die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 15 zu erfassen, ist eine Zahneinheit 52a an dem Außenumfang des Kragens 52 ausgebildet, welcher die Kurbelwelle 15 mit dem Kopf 51a des Torsionsstabs 51 verbindet. Ein Kurbelwellengeschwindigkeitssensor 75 ist an einem der Zahneinheit 52a ausgesetzten Ort vorgesehen. Der Kurbelwellengeschwindigkeitssensor 75 ist dazu ausgelegt, Erfassungspulse auszugeben, welche von optischer oder magnetischer Erfassung der Zahneinheit 52a herrühren.
Figur 5 ist eine Blockdarstellung, welche den Aufbau einer Steuervorrichtung A zeigt, die bei dem mit elektrischer Leistung unterstützten Fahrrad, welches durch die vorliegende Erfindung vorgesehenen ist, eingesetzt ist.
Das Steuersystem A umfaßt ein Hauptsteuersystem 80 und eine Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung 90.
Die Funktionen des Hauptsteuersystems 80 sind durch einen Ein-Chip-Mikrocomputer implementiert, welcher neben anderen Komponenten, eine CPU 81, eine ROM/RAM-Einheit 82 und einen A/D-Wandler 83 enthält. Wenn der Hauptschalter, der in der Figur nicht gezeigt ist, angeschaltet ist, gibt die CPU 81 ein Relais-Treibersignal 81a aus, um einen Relais-Treibertransistor 84 anzuschalten. Der Relais-Treibertransistor 84 wiederum aktiviert ein Relais 85, was den Antriebsmotor 21 in einen Zustand versetzt, in welchem in diesem Stromleitung auftreten kann. Es sollte beachtet werden, daß die CPU 81a so programmiert werden kann, daß das Relais-Treibersignal 81 aus gegeben wird, wenn eine Tretkraft erfaßt wird, die größer ist als ein vorbestimmter Wert.
Die CPU 81 liest digitale Daten ein, welche aus Analog/Digital-Wandlung eines Spannungssignals 70a durch den A/D-Wandler 83 entstehen, welches Spannungssignal 70a von einer Tretkrafterfassungseinrichtung 70 ausgegeben wird, um eine erfaßte Tretkraft anzugeben. Beim Einlesen der digitalen Daten erzeugt die CPU 81 ein PWM-Signal 81b zum Treiben des Motors 21, um ergänzende elektrische Leistung nach Maßgabe der erfaßten Tretkraft zu erzeugen, und gibt dieses aus. Dieses PWM-Signal 81b wird an das Gate eines Feldeffekttransistors 87 über eine Gate-Treiberschaltung 86 zugeführt, um den PWM-Betrieb des Antriebsmotors 21 zu implementieren
Die Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung 90 umfaßt eine Stromerfassungseinrichtung 91, eine Schwellenkritenumseinrichtung 92, eine Zeitüberwachungseinrichtung 93 und eine Einrichtung zur Steuerung des Beendens der Leistungs zuführung 94.
Die Stromerfassungseinrichtung 91 liest einen FET-AN-Spannungswert synchron mit dem AN-Zustand des Feldeffekttransistors 87 ein. Der FET-AN-Spannungswert ist ein Spannungswert, welcher zwischen der Drain und der Source des Feldeffekttransistors 87 bei dessen AN-Zustand auftritt. Der FET-AN-Spannungswert wird dann durch einen Tiefpaßfilter (LPF), eine Zeitkonstantenschaltung oder dergleichen in einen Gleichstrom-Spannungswert umgewandelt. Es sollte angemerkt werden, daß der FET-AN-Spannungswert auch einer Gleichstromverstärkung unterworfen werden kann, um einen großen Gleichstrom-Spannungswert bereitzustellen.
Die Schwellenkriteriumseinrichtung 92 vergleicht den Gleichstrom-Spannungswert, welcher von der Stromerfassungseinrichtung 91 zur Angabe des Motorstroms ausgegeben wird, mit einem vorab eingestellten Schwellenspannungswert. Wenn festgestellt wird, daß der zugeführte Motorstrom größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, wird ein Motorleitungserfassungssignal 92a auf typischerweise einen H-(hoch)- Pegel gesetzt. Das Schwellenkritenum wird auf einen Wert von näherungsweise größer als null eingestellt.
Die Zeitüberwachungseinrichtung 93 mißt die Dauer, während welcher das Motorleitungserfassungssignal 92a kontinuierlich auf dem H-(hoch)-Pegel gehalten wird. Wenn festgestellt wird, daß die Dauer länger ist als eine vorbestimmte Zeitperiode, wird ein Leistungszuführungsbeendigungssignal 93a auf typischerweise einen H-(hoch)-Pegel gesetzt. Die vorbestimmte Zeitperiode ist eine zulässige Fortdauer-Zeit, welche auf einen Wert mit einem Zeitbereich eingestellt ist, während dem die ein Pedal langsam betätigende Tretkraft nahezu null ist, was als eine Referenz angenommen wird.
Die Einrichtung zur Steuerung des Beendens der Leistungszuführung 94 ist dazu ausgelegt, die Zuführung von Leistung an den Antriebsmotor 21 nach Maßgabe des Leistungszuführungsbeendigungssignals 93a zu beenden.
Bei dem in Figur 5 gezeigten Aufbau versetzt das Leistungszuführungsbeendigungssignal einen NPN-Transistor 94a in einen leitenden Zustand, was es dem durch das Hauptsteuersystem 80 ausgegebenen Relais-Treibersignal 81a ermöglicht, zu dem NPN-Transistor 94a zu fließen anstatt zu einem Relais-Treiber-NPN-Transistor 84 zum Treiben des Relais 85. Normalerweise versetzt das Relais-Treibersignal 81a die Basis und den Emitter des NPN-Transistors 84 in einen kurzgeschlossenen Zustand, was das Relais 85 betätigt. Wenn das Relais-Treibersignal 81a zu dem NPN-Transistor 94a anstatt zu dem NPN-Transistor 84 fließt, wird jedoch das Relais 85 nicht betätigt, was die Zuführung von elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21 beendet. Es sollte beachtet werden, daß die Bezeichnung BAT eine Batteriespannungsversorgung bezeichnet, wohingegen die Bezeichnungen RA und RB jeweils ein Basiswiderstand sind.
Figur 6 ist eine graphische Darstellung, welche den Aufbau einer typischen Gate-Treiberschaltung 86 zeigt, welche in der Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung eingesetzt wird.
Die Gate-Treiberschaltung 86 weist einen Aufbau auf, bei welchem das PWM-Signal 81b, welches eine logische Amplitude von typischerweise 5 V aufweist, durch eine Pegelschieberschaltung 86a, welche einen NPN-Transistor Q1 einsetzt, in ein Signal mit einer logischen Amplitude von typischerweise 12 V umgewandelt wird, um das Gate des Feldeffekttransistors 87 über eine Treiberschaltung 86b zu treiben, welcher einen NPN-Transistor Q2 und einen PNP-Transistor Q3, die miteinander in Reihe verbunden sind, umfaßt.
Eine in der Stromerfassungseinrichtung 91 eingesetzte Eingangsschaltung 91A empfängt das PWM-Signal 81b, was einen NPN-Transistor Q4 und einen PNP-Transistor Q5 anschaltet, um den FET-AN-Spannungswert des Feldeffekttransistors 87 einzulesen. Es sollte angemerkt werden, daß mit dem PNP-Transistor Q5 ein FET-AN-Spannungswert, welcher kleiner ist als eine zwischen der Basis und dem Emitter des PNP-Transistors Q5 auftretender Spannungswert, nicht erfaßt werden kann. Folglich kann zum Erfassen eines kleinen Motorstroms auch eine alternative Auslegung, welche eine Schaltvorrichtung, wie etwa einen Feldeffekttransistor verwendet, eingesetzt werden.
Der durch die Eingangsschaltung 91A synchron mit dem PWM- Signal 81b eingelesene FET-AN-Spannungswert wird in einen Gleichstrom-Spannungswert umgewandelt, genauer gesagt in einen Ripple-Spannungswert, und zwar durch eine einen Widerstand und einen Kondensator umfassende Umwandlungsschaltung 918, bevor er Gleichstromverstärkung bei einer Verstärkungsschaltung 91C durchläuft, welche neben anderen Komponenten, einen Operationsverstärker einsetzt. Ein durch die Verstärkungsschaltung 91C ausgegebenes Signal 91a wird der Schwellenkriteriumseinrichtung 92 zugeführt.
Die Schwellenkriteriumseinrichtung 92 setzt einen Spannungswertkomparator oder dergleichen ein, um das den Motorstrom angebende Signal 91a mit einem Schwellenspannungswert 92TH zu vergleichen. Wenn festgestellt wird, daß das Signal 91a größer ist als der Schwellenspannungswert 92TH, wird ein Kriterium-Signal 92a auf einen H-(hoch)-Pegel gesetzt.
Die Zeitüberwachungsschaltung 93 ist so ausgelegt, daß sie eine Zeitgeberschaltung vom Lade-Entladetyp einsetzt. Die Zeitkonstante einer einen Widerstand 93b und einen Kondensator 93c umfassenden Ladeschaltung ist auf einen großen Wert eingestellt, während die Zeitkonstante einer eine Diode 93d und einen Widerstand 93e umfassenden Entladeschaltung auf einen niedrigen Wert eingestellt ist. Somit steigt der zwischen den Anschlüssen des Kondensators 93c auftretende Spannungswert proportional mit der Zeit, während der der Motorstrom fließt. Wenn der Motorstrom unter einen Schwellenstrom nahe null abfällt, wird die elektrische Ladung des Kondensators 93c jedoch mit einer sehr großen Geschwindigkeit entladen. Ein Spannungskomparator 93f vergleicht den Spannungswert, welcher zwischen den Anschlüssen des Kondensators 93c auftritt, mit einem eingestellten Schwellenspannungswert 93TH und setzt seinen Ausgang auf einen H-(hoch)-Pegel, wenn festgestellt wird, daß ersterer größer ist als letzterer. Die H-Pegelausgabe wiederum setzt eine Flip-Flop-Schaltung 93g. Bei gesetzter Flip-Flop-Schaltung 93g wird ein in der Einrichtung zur Steuerung des Beendens der Leistungszuführung 94 eingesetzter NPN-Transistor 94g angeschaltet, was die Leitung von Strom durch das Relais 85 unterbricht. Als eine Folge davon wird die Zuführung elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21 angehalten. Es sollte angemerkt werden, daß ein Rücksetzsignal von einer in der Figur nicht gezeigten Rücksetzschaltung oder dergleichen der Flip-Flop-Schaltung 93g zugeführt wird, um einen Anfangszustand der Flip-Flop- Schaltung 93g einzustellen.
Figur 7 zeigt Zeitdiagramme des Betriebs der Steuervorrichtung.
Wie in Figur 7(a) gezeigt ist, betreibt das Hauptsteuersystem 80 den Motor 21 unter Verwendung eines PWM-Treiberspannungswerts nach Maßgabe von Anderungen der Tretkraft. Der an den Antriebsmotor 21 fließende Strom ist in Figur 7(b) gezeigt. Wenn die Geschwindigkeit, mit der die Pedale betätigt werden, zunimmt, nimmt auch die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 21 zu, womit eine induzierte elektromotorische Kraft entlang einer Windung des Antriebsmotors 21 zunimmt. Als Folge davon nimmt die durch die Batteriespannungsversorgung BAT dem Antriebsmotor 21 zugeführte elektrische Leistung ab.
Die in der Einrichtung zur Steuerung des Beendens der Leistungszuführung 94 eingesetzte Schwellenkritenumseinrichtung 92 gibt, wie in Figur 7(c) gezeigt, das Kriterium- Signal 92a während einer Periode aus, in der der Motorstrom 1 den Schwellenstrom ITH überschreitet. Wenn der Motorstrom 1, wie in den Figuren 7(d) und (e) gezeigt, beginnend zu einem Zeitpunkt tl aus irgendwelchen Gründen, wie etwa deshalb, weil das PWM-Signal 81b auf einen H(hoch)-Pegel beibehalten wird oder aufgrund eines zu einem Kurzschluß zwischen der Drain und der Source des Feldeffekttransistors 87 führenden Fehlers, während einer Periode weiterfließt, die eine zulässige Zeit TK überschreitet, wird die Zuführung von elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21 sofort angehalten.
Wenn der Motorstrom I aus irgendwelchen Gründen, wie etwa eines Fehlers aufgrund eines erhöhten Leckstroms in dem Feldeffekttransistor 87 oder eines abnormalen Betriebs der Funktion zur Erfassung der Tretkraft, beginnend zu einem Zeitpunkt t2, wie in den Figuren 7(f) und (g) gezeigt, nicht mehr auf null zurückgeht, wird die Zuführung von elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21 durch das durch die Zeitüberwachungseinrichtung 93 ausgegebene Signal 93a beendet.
Figur 8 ist eine Blockdarstellung, welche eine weitere typische Konfiguration der Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung zeigt.
Bei einem in Figur 8 gezeigten Steuersystem B ist ein Widerstand RI zur Stromerfassung in Reihe mit dem Feldeffekttransistor 87 zur Steuerung der Leitung von Strom durch den Antriebsmotor 21 vorgesehen. Ein Spannungswert VMI, welcher zwischen den Anschlüssen des Stromerfassungswiderstands RI auftritt, gibt den Motorstrom an. Die Spannung VMI wird durch einen in der Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung 100 eingesetzten Gleichspannungsverstärker 101 verstärkt. Ein durch den Gleichspannungsverstärker 101 ausgegebener Spannungswert 101a wird mit einer Referenz verglichen, um zu bestimmen, ob der durch den Antriebsmotor 21 fließende Strom einen vorbestimmten Wert überschreitet. Wenn ein Motorstrom, der größer ist als der vorbestimmte Wert, während einer Periode weiterfließt, die länger als eine zulässige Zeit ist, wird das Relais 85 in einen deaktivierten Zustand gesetzt, was die Zuführung von elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21 unterbricht. Es sollte angemerkt werden, daß, als eine Alternative, ein durch die Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung 94 ausgegebenes Signal 94b zum Treiben eines UND- Gatters verwendet wird, um die Lieferung des Motortreibersignals 81a an den NPN-Transistor 84, welcher zum Treiben des Relais 85 verwendet wird, zu blockieren.
Die in dem Hauptsteuersystem 8D8 eingesetzte CPU 81 stellt die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle aus dem von dem Kurbelwellengeschwindigkeitssensor 75 ausgegebenen Signal 75a fest, wobei sie den Betrieb des Antriebsmotors 21 nach Maßgabe der festgestellten Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle und der Tretkraft steuert.
Figur 9 ist eine graphische Darstellung, welche ein Blockdiagramm einer Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung zeigt, welche eine Technik zur Überwachung des Motorspannungswerts einsetzt, wodurch das Beenden des Betriebs zur Zuführung elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21 nach Maßgabe des Spannungswerts des Antriebsmotors 21 gesteuert wird.
Ein in der Figur gezeigtes Steuersystem C steuert den Betrieb zur Zuführung elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21, indem ein NPN-Transistor 88 und ein PNP- Transistor 89 in Übereinstimmung mit dem durch ein Hauptsteuersystem 80C ausgegebenen PWM-Signal 81b zum An- und Ausschalten getrieben werden. Ein zwischen den Anschlüssen des Antriebsmotors 21 auftretender Spannungswert wird mittels eines Widerstände RC und RD umfassenden Potentiometers geteilt. Ein durch das Potentiometer ausgegebener geteilter Spannungswert wird einer in der Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung 110 eingesetzten Spannungswertvergleichseinrichtung 111 zugeführt. Die Spannungswertvergleichseinrichtung 111 vergleicht den geteilten Spannungswert mit einem Schwellenspannungswert und setzt ein hierdurch ausgegebenes Signal 111a typischerweise auf einen H-(hoch)-Pegel, wenn festgestellt wird, daß der geteilte Spannungswert größer ist als der Schwellenspannungswert. Die Zeitüberwachungseinrichtung 93 überwacht die Zeitperiode, während der der Antriebsmotor 21 stromleitend bleibt. Wenn der an dem Antriebsmotor 21 angelegte Spannungswert nicht innerhalb einer zulässigen Zeit auf näherungsweise null zurückgesetzt wird, wird der Betrieb zur Zuführung elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21 beendet.
Figur 10 ist eine graphische Darstellung, welche den Schaltungsaufbau eines tatsächlichen Beispiels des Steuersystems zeigt.
Durch eine elektrische Spannungsversorgung BAT in der Batteriegehäusebaugruppe 25 bereitgestellte elektrische Spannung wird von Kontakten B+ und B- des elektrische Spannung bereitstellenden Verbinders 38 an Spannungsversorgungsstifte B+ und B- einer Steuervorrichtung 200 über eine Sicherung FO an der Spannungsversorgungsseite angelegt. Es sollte beachtet werden, daß elektrische Leistung von einem Stift 36a auf seiten des positiven Pols des elektrische Leistung ladenden Verbinders 36 über eine Diode DI und eine Sicherung FI auf der Leistungsladeseite geladen wird. Ein Ende des thermisch empfindlichen Widerstandselements 35 zum Überwachen der Temperatur der Batterie während des elektrischen Ladens ist mit einem Stift 36b auf seiten des negativen Pols des elektrische Leistung ladenden Verbinders 36 verbunden, während dessen anderes Ende mit einem Signalkontakt 36c verbunden ist.
Wenn der Hauptschalter (Schlüsselschalter) 41 in die AN- Stellung gestellt wird, wird elektrische Spannung der Batteriespannungsversorgung BAT von einem Spannungsversorgungskontakt VB auf seiten des positiven Pols der Steuervorrichtung 200 an eine Spannungsversorgungs- und Rücksetzschaltung 201 über die Sicherung FO, den Hauptschalter 41 und einen Kontakt SW geliefert, und gleichzeitig wird ein Kondensator C1 zum Regulieren einer Motorspannungsversorgung über eine Ladeschaltung 202, welche eine Diode D1 und einen Ladestrombegrenzungswiderstand R1 umfaßt, geladen.
Die Spannungsversorgungs- und Rücksetzschaltung 201 umfaßt 12 V- und 5 V-Spannungsversorgungen 201a zum Bereitstellen von Spannung bei regulierten Spannungswerten von 12 V bzw. 5 V über Spannungsabfälle aus der Batteriespannungsversorgung BAT von typischerweise 24 V und einen durch die 5 V- Spannungsversorgung getriebene Rücksetzschaltung 201b. Die 12 V-Spannungsversorgung wird an den Kurbelwellengeschwindigkeitssensor 75 angelegt und wird als ein Spannungswert zum Steuern des Gates des Leistungsfeldeffekttransistors (FET) verwendet, welcher wiederum die Leitung von in den Antriebsmotor 21 fließendem Strom steuert. Die 5 V-Spannungsversorgung wird andererseits zur Bereitstellung von elektrischer Spannung an unter anderem einen Ein-Chip- Mikrocomputer 203, die Motorantriebsbegrenzungseinrichtung 210 und eine Motorstromerfassungsschaltung 204 verwendet.
Die Rücksetzschaltung 201b überträgt einen Rücksetzpuls RS an die CPU 103a zu der Aufbauzeit der 5 V-Spannungsversorgung und überwacht auch Wächterpulse WP, welche von der CPU 203a zu vorbestimmten Zeitintervallen ausgegeben werden. Wenn ein Wächterpuls WP von der Rücksetzschaltung 201b während mehr als einer vorbestimmten Zeitdauer nicht erfaßt wird, gibt die Rücksetzschaltung 201b einen Rücksetzpuls RS aus, wodurch die CPU 203a zurückgesetzt (oder initialisiert) wird. Wenn zudem die Bereitstellung der Wächterpulse WP, selbst nachdem der Rücksetzpuls RS ausgegeben wurde, nicht wieder aufgenommen wird, überträgt die Rücksetzschaltung 201b ein 12 V/5 V-Spannungsversorgungsabschaltsignal POFF an die 12 V- und 5 V-Spannungsversorgungen 201a, um die Bereitstellung der 5 V- und 12 V-Spannung zu beenden.
Die Funktionen des Hauptsteuersystems sind durch den Ein- Chip-Mikrocomputer 203 implementiert, welcher neben anderen Komponenten eine CPU 203a, eine ROM/RAM-Einheit 203b, einen A/D-Wandler 203c und einen Zeitgeber 203T enthält. Bei dieser Schaltung bilden die CPU 203a, der Zeitgeber 203T und die Motorstromerfassungsschaltung 204 die Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung.
Widerstände R2 und R3, welche in Reihe zwischen den Anschlüssen des die Motorspannungsversorgung regulierenden Kondensators C1 angeschlossen sind, werden als ein Potentiometer zum Teilen des zwischen den Anschlüssen des Kondensators C1 auftretenden Spannungswerts verwendet, um einen Spannungswert in einem zulässigen Eingangsspannungswertbereich an den A/D-Wandler 203c zu liefern. Ein durch das. Potentiometer ausgegebener geteilter Spannungswert wird einem Eingangskontakt AS des A/D-Wandlers 203c zugeführt. Bei Empfang eines Rücksetzpulses RS führt die CPU 203a Initialisierung aus. Hiernach gibt die CPU 203a einen Relais-Treiberbefehl 203d zu einem Zeitpunkt aus, zu dem ein aus der A/D-Wandlung des geteilten Spannungswerts entstehender Wert einen vorab eingestellten Spannungswert übersteigt. Der Relais-Treiberbefehl 203d wird einer Relais-Treiberschaltung 205 zugeführt, welche wiederum einen Strom an eine in einem Relais 206 eingesetzte Erregungswicklung liefert. Wenn die Erregungswicklung leitet, werden Kontakte des Relais 206 in einen geschlossenen Zustand gesetzt, wodurch durch die Batteriespannungsversorgung BAT erzeugte elektrische Spannung an den Antriebsmotor 21 angelegt wird.
Das Steuersystem ist so ausgelegt, daß ein zwischen den Kontakten des Kondensators C1 zum Regulieren der Motorspannungsversorgung erscheinender Spannungswert überwacht wird, und die Kontakte des Relais 206 werden nur in einen geschlossenen Zustand gesetzt, nachdem der Kondensator C1 geladen wurde. Folglich fließt kein übermäßiger Ladestrom durch die Kontakte des Relais 206, welcher übermäßige Ladestrom ansonsten die Kontakte beschädigen würde. Es sollte beachtet werden, daß das Steuersystem auch so ausgelegt sein kann, daß das Relais 206 betätigt wird, wenn das Laden des Kondensators C1 als beendet betrachtet wird, und zwar zu dem Zeitpunkt, zu dem die Zunahmerate des zwischen den Kontakten des Kondensators C1 erscheinenden Spannungswerts pro Zeiteinheit kleiner wird als ein vorbestimmter Wert. Die Beurteilung auf der Grundlage der Anderungsrate des Spannungswerts erlaubt es, die Vollendung des Ladens ohne Beachtung des Spannungswerts der Batteriespannungsversorgung BAT zu erfassen.
Wenn der Feldeffekttransistor (FET) zum Steuern des Stromflusses zu dem Antriebsmotor 21 aufgrund einer kurzgeschlossenen Verbindung zwischen dessen Drain und dessen Source schlecht wird oder eine parallel zu der Drain und der Source angeschlossene Diode D2 zum Absorbieren einer zwischen der Drain und Source entwickelten umgekehrten Stoßspannung aufgrund einer Kurzschlußverbindung darin schlecht wird, wird das Potential zwischen den Kontakten des Kondensators C1 gleich einem geteilten Spannungswert, welcher von einem Potentiometer über die Batteriespannung, welches einen Ladestrombegrenzungswiderstand R1 und den Widerstand der Wicklung des Antriebsmotors 21 umfaßt, ausgegeben wird. Nebenbei bemerkt weist der Widerstand des Ladestrombegrenzungswiderstands R1 einen Wert auf, der ausreichend größer ist als der der Wicklung des Antriebsmotors 21. Folglich wird im Falle eines vorangehend beschriebenen Kurzschlußfehlers die Spannung zwischen den Anschlüssen des Kondensators C1 nicht aufgrund von Aufladen steigen, was die Betätigung des Relais 206 verhindert. Folglich kann vorab verhindert werden, daß ein durch einen solchen Kurzschlußfehler verursachter übermäßiger Strom zugeführt wird.
Zusätzlich überwacht die CPU 203a die Spannung zwischen den Anschlüssen des Kondensators C1 selbst während der Drehung des Antriebsmotors 21, wobei das Stromflußverhältnis (Tastgrad) des PWM-Signals 203e derart einstellt wird, daß ein gewünschtes ergänzendes Drehmoment aufgrund der an den Antriebsmotor 21 angelegten tatsächlichen Spannung bereitgestellt wird. Folglich kann das gewünschte Drehmoment selbst dann erzeugt werden, wenn der Spannungswert der Batteriespannungsversorgung BAT niedrig wird.
Das Steuersystem ist so ausgelegt, daß ein Spannungsstoß mit einer umgekehrten Polarität, welcher erzeugt wird, wenn der durch den Antriebsmotor 21 fließende Strom unterbrochen wird, durch die Batteriespannungsversorgung BAT über die Diode D3 absorbiert wird. Die Sicherung FO auf seiten der Spannungsversorgung ist eine Hochstromsicherung mit einer Strom-Standhaltefähigkeit von mehreren zehn Ampere. Da dem Antriebsmotor 21 elektrische Spannung über die Kontakte des Relais 206 zugeführt wird, können der Hauptschalter 41, welcher eine kleine Strom-Standhaltefähigkeit aufweist, und eine Sicherung F1 mit einer kleinen Strom-Standhaltefähigkeit von einigen Ampere, welche in Reihe mit dem Hauptschalter 41 angeschlossen ist, eingesetzt werden.
12 V-Spannung wird dem Kurbelwellengeschwindigkeitssensor 75 über einen Vorwiderstand R4 zugeführt. Ein Kurzschlußfehler wird eher in dem Kurbelwellengeschwindigkeitssensor 75 als an einem Anschluß VC auftreten. Im Falle eines solchen Kurzschlußfehlers wird ein Kurzschlußstrom durch den Vorwiderstand R4 begrenzt, was es ermöglicht, daß das 12 V-Spannungsversorgungssystem geschützt wird. Das Signal 75a, welches einem Anschluß CP zugeführt wird, um die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 15 anzugeben, durchläuft einen Signalformungsvorgang an einer Signalformungsschaltung 206' zur Ausgabe eines Signals, welches eine logische Amplitude des 5 V-Systems aufweist. Das durch die Signalformungsschaltung 206' ausgegebene Signal wird dann einem Eingangsanschluß der CPU 203a zugeführt.
5 V-Spannung wird der Tretkrafterfassungseinrichtung 70 über einen Vorwiderstand R5 zugeführt. Ein Kurzschlußfehler kann eher in der Tretkrafterfassungseinrichtung 70 als an einem Anschluß VT auftreten. Im Falle eines solchen Kurzschlußfehlers wird ein Kurzschlußstrom durch den Vorwiderstand RS begrenzt, was es ermöglicht, daß das 5 V-Spannungsversorgungssystem geschützt wird. Das Tretkrafterfassungssignal 70a, ein einem Anschluß TS zugeführtes Spannungswertsignal wird durch zwei Potentiometer mit voneinander verschiedenen Spannungswertverhältnissen geteilt. Die von den Potentiometern ausgegebenen geteilten Spannungen werden dem A/D-Wandler 203c zugeführt. Eines der Potentiometer umfaßt Widerstände R6 und R7, um ein typisches Spannungswertverhältnis von 1/2 bereitzustellen, wohingegen das andere Potentiometer Widerstände R8 und R9 umfaßt, um ein typisches Spannungswertverhältnis von 1/4 bereitzustellen.
Die CPU 203a nimmt ein durch das Tretkrafterfassungssignal 70a angegebenes erfaßtes Drehmoment als zwei Signale auf: die beiden geteilten Spannungswerte von den Potentiometern, welche jeweils durch den A/D-Wandler 203c in digitale Daten umgewandelt werden. Im Falle eines kleinen erfaßten Drehmoments werden die digitalen Daten ausgewählt, welche sich aus der A/D-Wandlung des geteilten Spannungswerts ergeben, der durch das Potentiometer mit dem 1/2-Spannungswertverhältnis ausgegeben wird und einem A/D-Eingangsanschluß A2 zugeführt wird. Im Falle eines großen erfaßten Drehmoments werden andererseits die digitalen Daten ausgewählt, welche von der A/D-Wandlung des geteilten Spannungswerts, welcher durch das Potentiometer mit dem 1/4-Spannungswertverhältnis ausgegeben wird und einem A/D-Eingangsanschluß A3 zugeführt wird. Auf diese Weise wird das erfaßte Drehmoment in digitale Daten umgewandelt, wobei die Spannungsverhältnisse berücksichtigt werden. Ein derartiger Aufbau und eine derartige Verarbeitung ermöglichen es, daß ein Drehmoment mit einem hohen Genauigkeitsgrad über einen weiten Bereich von kleinen zu großen Drehmomentwerten erfaßt werden kann, ohne daß es notwendig ist, die Auflösung des A/D-Wandlers 203c zu erhöhen.
Da das durch die Tretkrafterfassungseinrichtung 70 ausgegebene Erfassungssignal 70a durch den dieser zugeführten Spannungswert der Spannungsversorgung beeinflußt wird, wird der der Tretkrafterfassungseinrichtung 70 tatsächlich zugeführte Spannungswert der Spannungsversorgung auch dem A/D-Wandler 203c über einen A/D-Eingangsanschluß A1 eingegeben, um auch in digitale Daten umgewandelt zu werden. Die aus der A/D-Wandlung entstehenden digitalen Daten werden dann zur Kompensierung des Erfassungssignals 70a hinsichtlich der Wirkung des Spannungswerts der Spannungsversorgung auf das Erfassungssignal 70a verwendet. Auf diese Weise kann die Tretkraft mit einem noch größeren Genauigkeitsgrad erfaßt werden.
Der von der Motorantriebsbegrenzungseinrichtung 210 eingesetzte Spannungskomparator 212 vergleicht den Schwellenspannungswert VTH, einen geteilten Spannungswert, welcher durch ein Widerstände 211a und 211b umfassendes Potentiometer zum Teilen des an die Tretkrafterfassungseinrichtung 70 angelegten Spannungswerts der Spannungsversorgung erzeugt wird, mit einem geteilten Spannungswert, welcher durch ein Widerstände R8 und R9 umfassendes Potentiometer zum Teilen des Tretkrafterfassungssignals 70a erzeugt wird. Da der Schwellenspannungswert VTH, welcher durch Teilen des an die Tretkrafterfassungseinrichtung 70 angelegten Spannungswerts der Spannungsversorgung erhalten wird, konstant ist, ist es möglich, mit einem großen Genauigkeitsgrad zu bestimmen, ob die Tretkraft (das Drehmoment) einen vorbestimmten Wert übersteigt oder nicht.
Ein Signal 212a, welches von dem Spannungskomparator 212 ausgegeben wird, wird der CPU 203a über einen Eingangsanschluß davon zugeführt. Die CPU 203a überwacht die periodische Erzeugung eines L-(niedrig)-Pegels des von dem Spannungskomparator 212 ausgegebenen Signals 212a, was anzeigt, daß die Tretkraft in einem Nullzustand ist. Wenn der Nullzustand der Tretkraft nicht periodisch erfaßt wird, während der Betrieb des Antriebsmotors 21 durch auf A/D-gewandelte Daten basierender Tretkrafterfassung gesteuert wird, wird der Betrieb zur Ausgabe des PWM-Signals 203e beendet, um den Betrieb des Antriebsmotors 21 zu beenden. Auf diese Weise kann auf jeden Fall verhindert werden, daß ein unnötiges Drehmoment erzeugt wird, wann immer der Betrieb des Tretkrafterfassungssystems, wie etwa der Tretkrafterfassungseinrichtung 70 oder des A/D-Wandlers 203c abnormal wird und dabei ein solches Drehmoment erforderlich macht.
Auf der Grundlage von über den A/D-Wandler 203c erhaltener Information über die Tretkraft und das die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 15 angebende Signal 75a durchsucht die CPU 203a eine PWM-Tasttabelle nach einem Tastgrad des PWM- Signals 203e, welches hierdurch erzeugt und ausgegeben wird.
Das PWM-Signal 203e wird an eine FET-Treiberschaltung 207 durch die Schaltung 213 zum Bilden des logischen Produkts so lange weitergegeben, wie das durch den Komparator 212 ausgegebene Signal 212a auf einem H-(Hoch)-Pegel gehalten wird oder, in anderen Worten, solange die erfaßte Tretkraft größer ist als ein vorbestimmter Wert. Die FET-Treiberschaltung 207 stellt dem Gate des Feldeffekttransistors (FET) elektrische Spannung in Übereinstimmung mit einem Signal 213a bereit, welches durch die Schaltung 213 zum Bilden des logischen Produkts ausgegeben wird, was den Feldeffekttransistor (FET) an- und ausschaltet. Als eine Folge davon wird der Antriebsmotor 21 unter PWM-Steuerung betrieben.
Die CPU 203a überwacht auch den Motorstrom, um zu bestimmen, ob der Antriebsmotor 21 normal läuft oder nicht. Wenn ein abnormaler Motorstrom erfaßt wird, wird der Betrieb des Antriebsmotors 21 begrenzt.
Wenn der Antriebsmotor 21 leitet, tritt ein im folgenden als ein FET-AN-Spannungswert bezeichneter Spannungswert zwischen der Drain und der Source des Feldeffekttransistors FET auf. Die Größe des FET-AN-Spannungswerts ist gleich dem Produkt des zu dem Antriebsmotor 21 fließenden Stroms und einem AN-Widerstand des Feldeffekttransistors FET.
Ein durch eine Motorstromerfassungsschaltung 204 eingesetzter elektronischer Schalter 204a wird synchron mit dem H- (hoch)-Pegel des durch die Schaltung 213 zum Bilden des logischen Produkts ausgegebenen Signals 213a angeschaltet, was den FET-AN-Spannungswert einer Zeitkonstantenschaltung 204b, welche einen Widerstand R10 und einen Kondensator C2 umfaßt, zuführt. Der elektronische Schalter 204a kann unter Verwendung eines bipolaren Transistors oder eines Feldeffekttransistors ausgelegt sein. Der Spannungswert des Kondensators C2, welcher aus der Zuführung des FET-AN- Spannungswerts an die Zeitkonstantenschaltung 204b in Synchronisation mit dem durch die Schaltung 213 zum Bilden des logischen Produkts ausgegebenen Signal 213a resultiert, ist ein Fast-Gleichstrom-Spannungswert (Welligkeitsspannung), welcher eine durch die Zeitkonstantenschaltung 204b bestimmte Zeitkonstante aufweist. Der Fast-Gleichstrom- Spannungswert (Welligkeitsspannung) wird durch einen Spannungswertverstärker 204c in ein Spannungswertsignal 204d gleichstromverstärkt, welches über einen A/D-Wandlereingangsanschluß A4 dem A/D-Wandler 203c zugeführt wird. Die Welligkeitsspannung wird in den Motorstrom angebende digitale Daten umgewandelt, welche Daten von der CPU 203a verwendet werden, um zu bestimmen, ob der Motorstrom übermäßig ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß der Motorstrom übermäßig ist, wird der Stromfluß-Tastgrad auf einen niedrigen Wert eingestellt oder der Betrieb des Antriebsmotors 21 wird beendet.
Zu einem Zeitpunkt, zu dem digitale Spannungsdaten von dem A/D-Wandler 203c, welche den Motorstrom angeben, einen anfänglich eingestellten Wert, der einen Motorstrom von null oder einen Motorstrom nahe null angibt, fordert die CPU 203a ferner einen Zeitgeber 203T auf, Zeitmessung zu starten. Wenn der Motorstrom innerhalb einer vorab eingestellten zulässigen Zeit nicht unter den Wert abfällt, der einen Motorstrom von etwa null angibt, wird der Betrieb zur Ausgabe eines Motortreiberkommandos 203d unterbrochen, um den Betrieb zur Zuführung elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21 zu beenden.
Bei dem vorangehend beschriebenen vorliegenden Schaltungsbeispiel umfaßt eine Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung die CPU 203a, den A/D-Wandler 203c und den Zeitgeber 203T, welche in dem Ein-Chip-Mikrocomputer 203 integriert sind.
Es sollte beachtet werden, daß der Motorstrom auch überwacht werden kann, indem ein Widerstand zur Stromüberwachung in Reihe mit dem Feldeffekttransistor (FET) geschaltet wird und ein Spannungsabfall zwischen den Enden des stromüberwachenden Widerstands gemessen wird. In dieser Ausführungsform wird dennoch die FET-AN-Spannung erfaßt, was einen Verlust eliminiert, der andernfalls in dem stromüberwachenden Widerstand erzeugt werden würde. Folglich kann die Batteriespannungsversorgung BAT mit einem hohen Grad an Effizienz verwendet werden.
Zusätzlich vergleicht die CPU 203 auch Daten, welche den über den A/D-Wandler 203c eingegebenen Spannungswert der Batteriespannungsversorgung BAT angeben, mit einem vorab eingestellten Restkriterium-Spannungswert. Wenn festgestellt wird, daß der Spannungswert der Batteriespannungsversorgung BAT kleiner ist als der Restkriterium-Spannungswert, wird ein Anzeigesignal 203f an eine Lampentreiberschaltung 208 ausgegeben, um die Lampe L anzuschalten, um auf ein Laden der Batterie zu drängen. Es sollte beachtet werden, daß die Lampe L auch an- und ausgeschaltet werden kann, anstatt kontinuierlich angeschaltet zu sein, um elektrische Leistung zu sparen. In diesem Fall wird die Lampe L mit einer Periode von typischerweise einigen Sekunden intermittierend an- und ausgeschaltet.
Figur 11 zeigt Zeitdiagramme, die den Betrieb der Motorantriebsbegrenzungseinrichtung zeigen.
Wenn die Pedale eines Fahrrads betätigt werden, werden an oberen und unteren Totpunkten Pedalkräfte nicht ausgeübt. Deshalb ist das durch die Tretkrafterfassungseinrichtung 70 ausgegebene Erfassungssignal 70a eine Spannungs-Wellenform, welche, wie in Figur 11(a) gezeigt, als periodisch wiederholte Berge und Täler erscheinen. Der Spannungskomparator 212 stellt das Signal 212a während Perioden, in welchen das Tretkrafterfassungssignal 70a größer ist als der Schwellenspannungswert VTH, auf einen H-(hoch)-Pegel ein, wie in Figur 11(c) gezeigt ist. Wenn die CPU 203a ein PWM-Signal 203e, wie es in Figur 11(b) gezeigt ist, auf der Grundlage des Tretkrafterfassungssignals 70a erzeugt und ausgibt, gibt die Schaltung zum Bilden des logischen Produkts (UND- Gatter) 213 das PWM-Signal 203e als ein Logisches-Produkt- Ausgangssignal 93a weiter, wie es in Figur 11(d) gezeigt ist, welches Logisches-Produkt-Ausgangssignal 213a zur Steuerung des Betriebs des Antriebsmotors 21 verwendet wird. D.h., nur während einer Periode, in der das Tretkrafterfassungssignal 70a größer ist als der Schwellenspannungswert VTH, wird der Betrieb des Antriebsmotors 21 zur Bereitstellung von ergänzender elektrischer Leistung erlaubt.
Es sei angenommen, daß der Ein-Chip-Mikrocomputer 203, wie in Figur 11(e) dargestellt, nach beispielsweise einem Zeitpunkt tl aus irgendwelchen Gründen nicht mehr normal arbeitet. Selbst wenn das PWM-Signal 203e nach dem Zeitpunkt tl aufgrund des abnormalen Betriebs des Ein-Chip- Mikrocomputers 203 auf einem H-(hoch)-Pegel gehalten wird, wird der Betrieb des Antriebsmotors 21, wie in Figur 11(f) dargestellt, nur während Perioden freigegeben, in denen das Tretkrafterfassungssignal 70a größer ist als der Schwellenspannungswert VTH. Folglich wird ergänzende elektrische Leistung durch den Antriebsmotor 21 keinesfalls bereitgestellt, wenn die Pedale nicht betätigt werden, und zwar selbst dann, wenn der Betrieb des Ein-Chip-Mikrocomputer 203 abnormal wird und dabei eine solche ergänzende elektrische Leistung erforderlich macht.
Ein Ablaufdiagramm des gesamten Betriebs der Steuervorrichtung ist in Figur 12 gezeigt.
In einem Schritt Sl bestimmt die CPU 203a, ob das Laden des Kondensators C1 zum Regulieren der Motorleistungszuführung vollendet wurde oder nicht. Wenn das Laden vollendet wurde, schreitet der Ablauf nach Schritt S2 fort, um nach der Vollendung des Ladens ein Relais-Treiberkommando 203d auszugeben. Der Ablauf wird dann fortgesetzt hin zu einem Schritt S3, um die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 15 zu berechnen, zu einem Schritt S4, um die Tretkraft zu erfassen, zu einem Schritt S5, um den Tastzyklus des PWM- Signals 203e festzustellen und dann zu einem Schritt S6, um das PWM-Signal 203e auszugeben.
An einem Schritt S7 erfaßt die CPU 203a den Motorstrom. Der Ablauf wird dann zu einem Schritt S8 fortgesetzt, um zu bestimmen, ob der Motorstrom einen Referenzwert übersteigt oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß der Motorstrom größer ist als der Referenzwert, wird der Ablauf zu einem Schritt S9 fortgeführt, um von dem Zeitgeber 203T die Ausführung einer Zeitmessung anzufordern. Der Ablauf schreitet dann zu einem Schritt S10 fort, um eine Periode, während welcher der Motorstrom größer ist als der Referenzwert, mit einer zulässigen Zeit zu vergleichen. Wenn festgestellt wird, daß die Periode größer ist als die zulässige Zeit, schreitet der Ablauf zu einem Schritt S11 fort, um die Vorgänge zur Ausgabe des PWM-Signals 203e und des Relais-Treiberbefehls 203d zu beenden, um die Zuführung von elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 21 zu beenden. Wenn in dem Schritt S8 andererseits festgestellt wird, daß der Motorstrom kleiner ist als der Referenzwert, schreitet der Ablauf zu dem Schritt S13 fort, um die Meßzeit in dem Zeitgeber 203T zurückzusetzen Der Ablauf kehrt dann zu dem Schritt S3 zurück, um die Verarbeitungen zur Steuerung des Betriebs des Antriebsmotors 21 zu wiederholen. Wenn in dem Schritt S10 festgestellt wird, daß die Periode kleiner ist als die zulässige Zeit, kehrt der Ablauf ebenfalls zu dem Schritt S3 zurück, um die Verarbeitungen zur Steuerung des Betriebs des Antriebsmotors 21 zu wiederholen. In dieser Ausführungsform werden die Funktionen der Einrichtung zum Beenden der Motorleistungszuführung durch die in den Schritten S7 bis S13 ausgeführten Verarbeitungen implementiert.
Figur 13 ist eine erläuternde graphische Darstellung, welche einen weiteren typischen Aufbau der Stromerfassungseinrichtung zeigt.
Wenn der Motorstrom oder der Motorspannungswert synchron mit dem PWM-Signal eingelesen werden, besteht die Gefahr einer Störung durch Stromstöße oder Spannungsstöße, welche in Zusammenhang mit dem An- und Ausschalten des Feldeffekttransistors erzeugt werden. Aus diesem Grund ist eine Abtastzeitsteuerschaltung 220, wie in Figur 13(a) dargestellt, vorgesehen. Die Abtastzeitsteuerschaltung 220 erzeugt Abtastpulse SP zum Bereitstellen von Abtastperioden, deren Abtastpulse SP sich jeweils nach der ansteigenden Flanke eines in Figur 13(b) gezeigten PWM-Signalpulses aufbauen und vor der abfallenden Flanke des PWM-Signalpulses abfallen. Durch Einlesen des FET-AN-Spannungswerts oder des Spannungswerts des Antriebsmotors 21 nur während der Abtastperioden, die durch die in Figur 13(c) gezeigten Abtastpulse SP definiert sind, können der Motorstrom oder der Motorspannungswert mit einem höheren Genauigkeitsgrad erfaßt werden.
Wie vorangehend beschrieben, wird bei dem durch die vorliegende Erfindung vorgesehenen elektrisch unterstützten Fahrrad der dem Antriebsmotor zugeführte Strom oder die an diesen angelegte Spannung erfaßt und, wenn ein Zustand, in welchem der erfaßte Motorstrom oder der Motorspannungswert während einer Periode, die länger ist als eine vorab eingestellte zulässige Zeit, nicht gleich einem vorbestimmten Wert nahe null werden, wird der Betrieb zur Zuführung elektrischer Leistung an den Antriebsmotor beendet. Wenn die Tretkrafterfassung oder das auf der erfaßten Tretkraft basierende Motorbetriebssteuersystem nicht normal arbeiten, kann folglich verhindert werden, daß dem Antriebsmotor eine unnötige ergänzende Kraft zugeführt wird, indem der Betrieb zur Zuführung elektrischer Leistung an den Antriebsmotor beendet wird. Im Falle eines Fehlers, wie etwa eines erhöhten Leckstroms, der durch eine Halbleiterschaltvorrichtung zum An- und Ausschalten der dem Antriebsmotor zugeführten elektrischen Leistung fließt, kann zudem auch verhindert werden, daß dem Antriebsmotor auch unnötige ergänzende Kraft zugeführt wird, indem der Betrieb zur Zuführung elektrischer Leistung an den Antriebsmotor beendet wird.
Die vorliegende Erfindung versucht zu verhindern, daß bei einem elektrisch unterstützten Fahrrad unnötige elektrische Leistung bereitgestellt wird, wobei an einen Motor desselben ausgegebene elektrische Leistung als eine Ergänzung zu menschlicher Leistung zum Treten des Fahrrads verwendet wird, indem der dem Motor zugeführte Spannungswert oder Strom überwacht wird.

Claims

1. Elektrisch unterstütztes Fahrrad, welches durch einen Motor (21) als eine Ergänzung zu als eine Antriebskraft dienender menschlicher Leistung ausgegebene elektrische Leistung verwendet,

dadurch gekennzeichnet, daß das mit elektrischer Leistung unterstützte Fahrrad (1) mit einer Einrichtung (90; 100; 110) zum Beenden der Motorleistungszuführung versehen ist, um einen Betrieb zum Zuführen elektrischer Leistung an den Motor (21) zu beenden, wenn ein Zustand, in welchem die Größe einer dem Motor (21) zugeführten Spannung oder eines dem Motor (21) zugeführten Stroms nicht gleich einem vorab eingestellten Wert nahe null wird, während einer Periode angedauert hat, die länger ist als eine vorab eingestellte zulässige Zeit.