ES2284221T3 - Dispositivo y metodo para la deteccion de fuerza de depresion de pedal para bicicleta. - Google Patents

Abstract

OBJETO: DAR LA POSIBILIDAD DE DETECTAR CON PRECISION LA FUERZA DE APOYO EN EL PEDAL, INCLUSO CUANDO UN PAR DE MIEMBROS GIRATORIOS PARA DETECTAR LA FUERZA DE PRESION SOBRE EL PEDAL ESTAN DESALINEADOS ENTRE SI. EXPLICACION: EN UN DISPOSITIVO PARA DETECTAR LA FUERZA DE PRESION SOBRE EL PEDAL DE UNA BICICLETA, DISEÑADO PARA TRANSMITIR LA FUERZA DE PRESION APLICADA A UN PEDAL A TRAVES DE UN MIEMBRO ELASTICO A UNA RUEDA DENTADA, UNOS ANILLOS MAGNETICOS PRIMERO Y SEGUNDO, (141 Y 142), CADA UNO DE LOS CUALES TIENE UNA SERIE DE POLOS N Y POLOS S, DISPUESTOS ALTERNATIVAMENTE, SE FIJAN AL PEDAL Y A LA RUEDA DENTADA, RESPECTIVAMENTE. UN PRIMER PAR DE SENSORES (151A Y 151A''), PARA DETECTAR LOS POLOS MAGNETICOS DEL PRIMER ANILLO MAGNETICO (141) ESTAN SITUADOS A UNOS 180 ENTRE SI, Y UN SEGUNDO PAR DE SENSORES (152A Y 152A'') PARA DETECTAR LOS POLOS MAGNETICOS DEL SEGUNDO ANILLO MAGNETICO (142) ESTAN SITUADOS A UNOS 180 ENTRE SI. SE OBTIENE UNA DIFERENCIA DE FASE ENTRE LOS ANILLOS MAGNETICOS PRIMERO Y SEGUNDO, (141 Y 142), SACANDO LA MEDIA DE LAS DIFERENCIAS DE FASE OBTENIDAS POR LOS PARES PRIMERO Y SEGUNDO DE SENSORES. CON ESTA CONFIGURACION, SE PUEDE OBTENER CORRECTAMENTE LA DIFERENCIA DE FASE ENTRE LOS ANILLOS MAGNETICOS PRIMERO Y SEGUNDO, (141 Y 142), Y DETECTARSE CON PRECISION LA FUERZA APLICADA AL PEDAL, INDEPENDIENTEMENTE DE CUALQUIER DESALINEACION ENTRE LOS ANILLOS MAGNETICOS PRIMERO Y SEGUNDO, (141 Y 142).

Description

Dispositivo y método para la detección de fuerza de depresión de pedal para bicicleta.

La presente invención se refiere a un dispositivo y método de detección de fuerza de depresión de pedal para una bicicleta, y más en particular a un dispositivo y método de detección de fuerza de depresión de pedal para una bicicleta que puede detectar exactamente una fuerza de depresión de pedal independientemente de la desalineación entre un par de elementos rotativos para detectar la fuerza de depresión de pedal, y aunque una desviación inicial entre el par de elementos rotativos para detectar la fuerza de depresión de pedal en su dirección de giro sea grande al montar el elemento de giro.

Varias invenciones relativas a una bicicleta asistida por motor se han hecho en la técnica anterior. Un dispositivo de detección de fuerza de depresión de pedal según el preámbulo de la reivindicación 1 y un método según el preámbulo de la reivindicación 2 son conocidos por DE-A-196 17 959. Además, en la Publicación de Patente japonesa número Hei 9-290795, por ejemplo, un sistema de accionamiento manual y un sistema de accionamiento eléctrico están dispuestos en paralelo, y una salida del sistema de accionamiento eléctrico es controlada según un cambio en el sistema de accionamiento manual, moderando por ello un cambio en la fuerza de accionamiento del motor debido a un cambio rápido en el par de accionamiento manual y reduciendo un choque debido a tal cambio en la fuerza de accionamiento del motor. Consiguientemente, se puede mejorar la comodidad de la marcha en la bicicleta asistida por motor.

La técnica anterior indicada incluye medios de detección de par de accionamiento manual que tienen la configuración siguiente. Se ha previsto un par de elementos rotativos para transmitir rotación a través de un elemento elástico al sistema de accionamiento manual, y unos imanes permanentes están fijados a cada uno de los elementos rotativos de manera que estén dispuestos a intervalos angulares dados. Un sensor (por ejemplo, sensor Hall) está fijado a una carrocería de vehículo de la bicicleta, de manera que detecten los imanes permanentes que pasan cerca. Según estos medios de detección de par de accionamiento manual, se puede realizar una estructura simple y un tamaño compacto de los mismos.

En los medios anteriores de detección de par de accionamiento manual, sin embargo, si el par de elementos rotativos están desalineados uno con respecto a otro, el par de accionamiento manual no puede ser detectado exactamente. Y si una diferencia de fase inicial entre el par de elementos rotativos en su dirección de giro es grande al montar los elementos rotativos, hay posibilidad de que, cuando se introduce un par manual grande, se puede generar una gran diferencia de fase no menos que un período de pulsos generado del sensor, de modo que la diferencia de fase entre el par de elementos rotativos no pueda ser obtenida exactamente. Como resultado, se requiere una alta exactitud de montaje del par de elementos rotativos, y también se requiere una alta exactitud estructural de los elementos rotativos. Consiguientemente, el tiempo y la mano de obra requeridos para el montaje de los elementos rotativos se incrementan produciendo un aumento de costos.

Consiguientemente un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo y método de detección de fuerza de depresión de pedal para una bicicleta que puede detectar exactamente una fuerza de depresión de pedal independientemente de la desalineación entre el par de elementos rotativos para detectar la fuerza de depresión de pedal.

Consiguientemente un objeto de la presente invención es proporcionar un método de detección de fuerza de depresión de pedal para una bicicleta que puede detectar exactamente una diferencia de fase entre un par de elementos rotativos para detectar una fuerza de depresión de pedal durante la marcha de la bicicleta independientemente de una gran diferencia de fase inicial entre los elementos rotativos, detectando por ello exactamente la fuerza de depresión de pedal. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método de detección de fuerza de depresión de pedal para una bicicleta que puede proporcionar un mecanismo barato de detección de fuerza de depresión de pedal sin requerir una alta exactitud de montaje de los elementos rotativos.

Estos objetos se logran con un dispositivo o método de detección de fuerza de depresión de pedal como los definidos en las reivindicaciones 1 a 4.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista lateral de una bicicleta asistida por motor según una realización preferida de la presente invención.

La figura 2 es una vista ampliada de una parte esencial de la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 3-3 en la figura 2.

La figura 4 es una vista ampliada de una parte esencial de la figura 3.

La figura 5 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 5-5 en la figura 4.

La figura 6 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 6-6 en la figura 4.

La figura 7 es una vista en sección transversal ampliada tomada a lo largo de la línea 7-7 en la figura 2.

La figura 8 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 8-8 en la figura 4.

La figura 9 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 9-9 en la figura 4.

La figura 10 es una vista esquemática que representa una relación posicional relativa entre primeros sensores y polos magnéticos de un primer aro magnético.

La figura 11 es una vista esquemática para ilustrar configuraciones de detección por los primeros sensores en asociación con cambios en la posición circunferencial relativa del primer aro magnético.

La figura 12 es un diagrama de flujo que representa una rutina de control para un motor eléctrico a ejecutar en una unidad de control.

La figura 13 es una vista esquemática para ilustrar configuraciones de detección por los sensores primero y segundo en asociación con la rotación relativa de los aros magnéticos primero y segundo.

Las figuras 14(a) y 14(b) son gráficos de tiempo para ilustrar la detección de una diferencia de fase en una condición de marcha normal de la bicicleta.

Las figuras 15(a) a 15(d) son vistas esquemáticas que representan condiciones rotacionales típicas de los aros magnéticos primero y segundo en el caso de que estén desalineados uno con respecto a otro.

Las figuras 16(a) a 16(c) son gráficos de tiempo para ilustrar diferencias de detección de fase en la condición de marcha representada en las figuras 15(a) a 15(d).

La figura 17 es una vista en perspectiva que representa una relación posicional entre los aros magnéticos primero y segundo y sensores primero a cuarto según la presente invención.

Las figuras 18(a) a 18(d) son vistas esquemáticas que representan condiciones rotacionales de los aros magnéticos primero y segundo en relación a los sensores primero a cuarto en el caso de que los aros magnéticos primero y segundo estén desalineados uno con respecto a otro.

Las figuras 19(a) a 19(d) son gráficos de tiempo para ilustrar diferencias de detección de fase en la condición de marcha representada en las figuras 18(a) a 18(d).

La figura 20 es un diagrama de flujo que representa una rutina de control para el motor eléctrico a ejecutar en la unidad de control según la presente invención.

Las figuras 21(a) a 21(d) son gráficos de tiempo para ilustrar la detección de la diferencia de fase entre los aros magnéticos primero y segundo durante la marcha de la bicicleta en el caso de que la diferencia de fase inicial entre los dos aros magnéticos sea grande.

La figura 22 es un diagrama de flujo que representa una rutina de control para el motor eléctrico a ejecutar en la unidad de control según la presente invención.

Una realización preferida de la presente invención se describirá ahora con referencia a los dibujos anexos.

Las figuras 1 a 14 muestran una realización preferida de la presente invención aplicada a una bicicleta asistida por motor, en la que la figura 1 es una vista lateral de la bicicleta asistida por motor; la figura 2 es una vista ampliada de una parte esencial de la figura 1. La figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 3-3 en la figura 2; la figura 4 es una vista ampliada de una parte esencial de la figura 3. La figura 5 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 5-5 en la figura 4; la figura 6 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 6-6 en la figura 4; la figura 7 es una vista en sección transversal ampliada tomada a lo largo de la línea 7-7 en la figura 2; la figura 8 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 8-8 en la figura 4. La figura 9 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 9-9 en la figura 4; la figura 10 es una vista esquemática que representa una relación posicional relativa entre primeros sensores y polos magnéticos de un primer aro magnético; la figura 11 es una vista esquemática para ilustrar configuraciones de detección por los primeros sensores en asociación con cambios en posición circunferencial relativa del primer aro magnético; la figura 12 es un diagrama de flujo que representa una rutina de control para un motor eléctrico a ejecutar en una unidad de control; la figura 13 es una vista esquemática para ilustrar configuraciones de detección por los sensores primero y segundo en asociación con la rotación relativa del primero y segundo aro magnético; y las figuras 14(a) y 14(b) son gráficos de tiempo para ilustrar la detección de una diferencia de fase en una condición de marcha normal de la bicicleta.

Con referencia primero a las figuras 1 a 3, la bicicleta asistida por motor tiene un bastidor de carrocería sustancialmente en forma de U 21 abierto al lado superior según se ve en alzado lateral. El bastidor de carrocería 21 tiene un tubo delantero 22, un tubo descendente 23 que se extiende hacia atrás y oblicuamente hacia abajo del tubo delantero 22, un tubo de soporte 24 fijado al extremo trasero del tubo descendente 23 y que se extiende lateralmente desde él, y un tubo de asiento 25 que sube del tubo de soporte 24.

Una horquilla delantera 26 se soporta de forma dirigible en el tubo delantero 22. Una rueda delantera WF es soportada rotativamente en los extremos inferiores de la horquilla delantera 26. Un manillar de dirección 27 está fijado al extremo superior de la horquilla delantera 26. Un par de horquillas traseras derecha e izquierda 28R y 28L se extienden hacia atrás del tubo de soporte 24 en una porción trasera del bastidor de carrocería 21. Una rueda trasera WR es soportada rotativamente en los extremos traseros de las horquillas traseras 28R y 28L. Un par de soportes derecho e izquierdo 29 se extienden entre una porción superior del tubo de asiento 25 y los extremos traseros de las horquillas traseras 28R y 28L. Un poste de asiento 31 está montado de forma verticalmente móvil en el tubo de asiento 25 de manera que se extienda hacia arriba de su extremo superior. Un asiento 30 está montado en el extremo superior del tubo de asiento 31 de modo que la altura del asiento 30 sea ajustable.

Un soporte trasero sustancialmente en forma de L 67 está situado encima de la rueda trasera WR, y una cesta trasera 33 está montada en el soporte trasero 67. El soporte trasero 67 se soporta fijamente por un par de elementos de soporte verticales derecho e izquierdo 68 que se extienden hacia arriba de los extremos traseros de las horquillas traseras 28R y 28L y por un elemento de soporte horizontal 69 que se extiende hacia atrás del extremo superior del tubo de asiento 25. Una caja de alojamiento de batería 32 para almacenar extraíblemente una batería B está dispuesta dentro de la cesta trasera 33 en su porción de extremo delantero.

Una unidad de potencia 35 que tiene un motor eléctrico 34 como una fuente de potencia de asistencia a la que se le suministra electricidad desde la batería B, está situada detrás del tubo de asiento 25. La unidad de potencia 35 es soportada por el tubo de asiento 25 y la horquilla trasera derecha 28R.

Un eje de pedal 36 se extiende coaxialmente a través del tubo de soporte 24 del bastidor de carrocería 21. Un par de pedales de manivela derecho e izquierdo 37R y 37L están conectados fijamente a los extremos derecho e izquierdo del eje de pedal 36, respectivamente. Un par de chapas de cubierta derecha e izquierda 38R y 38L se han previsto para cerrar los extremos abiertos derecho e izquierdo del tubo de soporte 24, respectivamente, de modo que el eje de pedal 36 se pase rotativamente a través de las chapas de cubierta 38R y 38L. Un par de cojinetes de bolas 39 están interpuestos entre el eje de pedal 36 y las chapas de cubierta 38R y 38L. Así, el eje de pedal 36 es soportado rotativamente en el bastidor de carrocería 21.

Una fuerza de depresión aplicada a los pedales de manivela 37R y 37L en los extremos derecho e izquierdo del eje de pedal 36 es transmitida a un primer disco rotativo 40 en sincronismo con la rotación de los pedales de manivela 37R y 37L. Un primer embrague unidireccional 41 para cortar la transmisión de par del primer disco rotativo 40 al pedal de manivela derecho 37R está dispuesto entre el pedal de manivela derecho 37R y el primer disco rotativo 40.

Con referencia también a las figuras 4 a 6, el primer embrague unidireccional 41 incluye un aro interior de embrague 42 fijado a una porción de base de extremo del pedal de manivela derecho 37R por una pluralidad de pernos 47 y rodeando coaxialmente el eje de pedal 36, un aro de embrague exterior 43 rodeando coaxialmente el aro interior de embrague 42, y una pluralidad de trinquetes de retención (por ejemplo, tres) 44 soportados pivotantemente en la circunferencia exterior del aro interior de embrague 42 y empujados radialmente hacia fuera por un muelle anular 45. Una pluralidad de dientes de trinquete 46 para enganchar los trinquetes de retención 44 están formados en la circunferencia interior del aro de embrague exterior 43. La circunferencia interior del primer disco rotativo 40 está fijada a la circunferencia exterior del aro de embrague exterior 43 por soldadura o análogos.

El primer embrague unidireccional 41 opera de tal manera que cuando se ejerce presión en los pedales de manivela 37R y 37L para girar normalmente el eje de pedal 36, la fuerza de depresión aplicada a los pedales de manivela 37R y 37L es transmitida al primer disco rotativo 40, mientras que cuando se ejerce presión en los pedales de manivela 37R y 37L para girar a la inversa el eje de pedal 36, el primer embrague unidireccional 41 resbala para permitir la rotación inversa del eje de pedal 36 y evitar la transmisión de par del primer disco rotativo 40 al pedal de manivela 37R.

Un segundo disco rotativo 48 de mayor diámetro que el primer disco rotativo 40 está situado adyacente al primer disco rotativo 40 en su interior axial a lo largo del eje del eje de pedal 36 con el fin de rodear coaxialmente el eje de pedal 36. Una porción circunferencial interior del segundo disco rotativo 48 está relativamente intercalada rotativamente entre el aro interior de embrague 42 del primer embrague unidireccional 41 y una porción de pestaña 50a de un elemento cilíndrico de soporte 50. El elemento de soporte 50 está conectado con la circunferencia interior del aro interior de embrague 42 por roscas de tornillo, por ejemplo, y rodea de forma relativamente rotativa el eje de pedal 36. Además, una chapa de sujeción en forma de aro 49 está situada adyacente al primer disco rotativo 40 en su exterior axial a lo largo del eje del eje de pedal 36 con el fin de emparedar una porción circunferencial exterior del primer disco rotativo 40 en cooperación con el segundo disco rotativo 48.

Una pluralidad de agujeros de guía igualmente espaciados (por ejemplo, cuatro) 51, cada uno alargado de forma arqueada a lo largo de un círculo en transparencia alrededor del eje del eje de pedal 36, están formados en una porción circunferencial exterior del primer disco rotativo 40. Una pluralidad de aros cilíndricos 52 están montados en los agujeros de guía 51, respectivamente, de manera que estén intercalados entre el segundo disco rotativo 48 y la chapa de sujeción 49. Una pluralidad de remaches 53 están insertados a través de los aros 52, respectivamente, para conectar el segundo disco rotativo 48 y la chapa de sujeción 49. Consiguientemente, el segundo disco rotativo 48 y la chapa de sujeción 49 pueden girar con relación al primer disco rotativo 40 en un rango móvil de cada aro 52 dentro del agujero de guía correspondiente 51. Aunque no se representa, películas anticorrosión para evitar la generación de óxido están unidas a caras opuestas del primer disco rotativo 40 y el segundo disco rotativo 48, y películas anticorrosión similares también están unidas a caras opuestas del primer disco rotativo 40 y la chapa de sujeción 49.

Una pluralidad de agujeros de retención de muelle 54, cada uno alargado circunferencialmente del primer disco rotativo 40, están formados también en la porción circunferencial exterior del primer disco rotativo 40. Cada dos de los múltiples agujeros de retención de muelle 54 están situados entre los agujeros de guía adyacentes 51. El segundo disco rotativo 48 está formado con una pluralidad de agujeros de restricción de muelle 55 respectivamente correspondientes a los múltiples agujeros de retención de muelle 54 del primer disco rotativo 40, y la chapa de sujeción 49 también está formada con una pluralidad de agujeros de restricción de muelle 56 respectivamente correspondientes a los múltiples agujeros de retención de muelle 54 del primer disco rotativo 40. Una pluralidad de muelles helicoidales 57 son retenidos en los múltiples agujeros de retención de muelle 54, respectivamente, y restringidos por los múltiples agujeros de restricción de muelle 55 y 56 en la dirección axial a lo largo del eje del eje de pedal 36. Cuando el primer disco rotativo 40 no está en rotación con relación al segundo disco rotativo 48 y la chapa de sujeción 49, ambos extremos de cada muelle helicoidal 57 están en contacto con los extremos opuestos del agujero de retención de muelle correspondiente 54 del primer disco rotativo 40, los extremos opuestos del agujero de retención de muelle correspondiente 55 del segundo disco rotativo 48, y los extremos opuestos del agujero de restricción de muelle correspondiente 56 de la chapa de sujeción 49. Cuando el primer disco rotativo 40 se gira con relación al segundo disco rotativo 48 y la chapa de sujeción 49, un extremo de cada muelle helicoidal 57 se mantiene en contacto con un extremo del agujero de retención correspondiente 54, y el otro extremo de cada muelle helicoidal 57 es empujado por el otro extremo de cada uno de los agujeros de retención correspondientes 55 y 56 de manera que se aleje del otro extremo del agujero de retención correspondiente 54. Así, el primer disco rotativo 40 se gira con relación al segundo disco rotativo 48 y la chapa de sujeción 49 con los muelles helicoidales 57 se comprime.

Para mantener la condición retenida de los muelles helicoidales 57 en los agujeros de retención 54 y los agujeros de restricción 55 y 56, el segundo disco rotativo 48 está formado con una pluralidad de pares de lengüetas de restricción 55a, sobresaliendo cada par de los bordes laterales opuestos del agujero de restricción correspondiente 55 sustancialmente a lo largo de la superficie cilíndrica exterior del muelle helicoidal correspondiente 57, y la chapa de sujeción 49 también está formada con una pluralidad de pares de lengüetas de restricción 56a, sobresaliendo cada par de los bordes laterales opuestos del agujero de restricción correspondiente 56 sustancialmente a lo largo de la superficie cilíndrica exterior del muelle helicoidal correspondiente 57.

Una cubierta anular 58 está montada en la circunferencia exterior de la chapa de sujeción 49 con el fin de cubrir el primer disco rotativo 40 y la chapa de sujeción 49. Un elemento hermético elástico anular 59 está montado en el aro de embrague exterior 43 del primer embrague unidireccional 41. El elemento de sellado 59 tiene una porción circunferencial exterior de labio 59a mantenida en contacto elástico con la superficie interior de la porción circunferencial interior de la cubierta 58, y además tiene una porción circunferencial interior de labio 59b mantenida en contacto elástico con el aro interior de embrague 42. Un espacio anular entre el aro interior de embrague 42 y el aro de embrague exterior 43 del primer embrague unidireccional 42 se llena de grasa 60 de tal manera que la grasa 60 sea sellada por la porción de labio 59b del elemento de sellado 59.

La circunferencia exterior del segundo disco rotativo 48 que sobresale radialmente hacia fuera de la cubierta 58 está formada con un piñón de pedal 61 coaxial con el eje de pedal 36. Una cadena sinfín 64 está enrollada alrededor del piñón de pedal 61, un piñón de asistencia 62 a mover por la unidad de potencia 35, y un piñón accionado 63 dispuesto en el eje de la rueda trasera WR. Un tensor 65 para aplicar tensión a la cadena 64 está dispuesto entre el piñón de asistencia 62 y el piñón accionado 63. El tensor 65 tiene un piñón 66 que engrana con la cadena 64.

Consiguientemente, una fuerza de depresión aplicada a los pedales de manivela 37R y 37L es transmitida a través del primer embrague unidireccional 41 al primer disco rotativo 40, también es transmitida al segundo disco rotativo 48, es decir, el piñón de pedal 61 comprimiendo los muelles helicoidales 57, y además es transmitida a través de la cadena 64 y el piñón accionado 63 a la rueda trasera WR. Por otra parte, la potencia de asistencia aplicada desde la unidad de potencia 35 al piñón de asistencia 62 es transmitida a través de la cadena 64 y el piñón accionado 63 a la rueda trasera WR. Entonces, se evita que el par ejercido por la potencia de asistencia de la unidad de potencia 35 sea transmitido a los pedales de manivela 37R y 37L por la operación del embrague unidireccional 41.

Con referencia a la figura 7, el número de referencia 70 denota una caja de la unidad de potencia 35. La caja 70 se compone de una mitad de caja izquierda 71, una mitad de caja derecha 72 conectada a la mitad de caja izquierda 71 de modo que se defina una primera cámara 74 entre la mitad de caja izquierda 71 y la mitad de caja derecha 72, y una cubierta 73 conectada a la mitad de caja izquierda 71 de modo que se defina una segunda cámara 75 entre la mitad de caja izquierda 71 y la cubierta 73. Una junta estanca de caucho 76 está montada en una superficie de extremo de la cubierta 73 conectada a la mitad de caja izquierda 71.

El motor eléctrico 34 que tiene un eje de rotación paralelo al eje de rotación del eje de pedal 36 está montado en la caja 70. Una salida del motor eléctrico 34 es transmitida a través de un tren de engranajes reductores 77 al piñón de asistencia 62, con el fin de asistir una fuerza de depresión aplicada a los pedales de manivela 37R y 37L.

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El tren de engranajes reductores 77 para transmitir la potencia motriz del motor eléctrico 34 al piñón de asistencia 62 incluye un engranaje de accionamiento 79 fijado a un eje motor 78 del motor eléctrico 34 en la segunda cámara 75, un primer engranaje intermedio 81 fijado a un extremo de un eje loco 80 y que engrana con el engranaje de accionamiento 79 en la segunda cámara 75, un segundo engranaje intermedio 82 formado integralmente en la circunferencia exterior del eje loco 80 en la primera cámara 74, un engranaje movido 83 que engrana con el segundo engranaje intermedio 82 en la primera cámara 74, un eje de rotación 84 dispuesto coaxialmente con el engranaje movido 83 en la primera cámara 74, y un segundo embrague unidireccional 85 interpuesto entre el engranaje movido 83 y el eje de giro 84. El eje de giro 84 sobresale de la mitad de caja derecha 72, y el piñón de asistencia 62 está fijado a una porción de extremo derecho del eje de giro 84 que sobresale de la mitad de caja derecha 72.

El eje loco 80 tiene un eje paralelo al eje del eje motor 78 del motor eléctrico 34. Un cojinete de bolas 86 está interpuesto entre la mitad de caja derecha 72 y el eje loco 80, y un cojinete de bolas 87 está interpuesto entre la mitad de caja izquierda 71 y el eje loco 80. El eje de giro 84 tiene un eje paralelo al eje del eje loco 80. Un cojinete de bolas 88 está interpuesto entre la mitad de caja derecha 72 y el eje de giro 84, y un cojinete de bolas 89 está interpuesto entre la mitad de caja izquierda 71 y el eje de giro 84.

En el tren de engranajes reductores 77, el par generado por la operación del motor eléctrico 34 es transmitido al piñón de asistencia 62. Cuando se para la operación del motor eléctrico 34, el funcionamiento en vacío del eje de giro 84 es permitido por la operación del segundo embrague unidireccional 85 para evitar la interferencia con la rotación del piñón de asistencia 62 por la fuerza de depresión aplicada a los pedales de manivela 37R y 37L.

La mitad de caja izquierda 71 de la caja 70 está formada integralmente con una porción cilíndrica 90 que sobresale al lado opuesto a la cubierta 73. El motor eléctrico 34 tiene un alojamiento cilíndrico de motor 91 que tiene un extremo cerrado derecho y un extremo izquierdo abierto. El alojamiento del motor 91 está enganchado en su extremo abierto con la porción cilíndrica 90 de la mitad de caja izquierda 71 y fijado a la mitad de caja izquierda 71 por una pluralidad de pernos (por ejemplo, dos) 92. Un pasador de posición 93 está implantado en la mitad de caja izquierda 71 y es enganchado con el extremo abierto del alojamiento del motor 91, con el fin de colocar circunferencialmente el alojamiento del motor 91 dentro de la porción cilíndrica 90. Además, la superficie exterior del alojamiento del motor 91 en una porción cerca del extremo abierto y la superficie interior de la porción cilíndrica 90 están formados con porciones salientes mutuamente opuestas para sujetar un elemento anular de sellado 94 entremedio, de modo que cuando el alojamiento del motor 91 es enganchado con la porción cilíndrica 90 y fijado a la mitad de caja izquierda 71, el elemento de sellado 94 se mantiene entre el alojamiento del motor 91 y la porción cilíndrica 90.

El motor eléctrico 34 tiene el eje motor 78 que tiene un eje paralelo al eje del eje de pedal 36. Un conmutador 95 está dispuesto en el eje motor 78, y una pluralidad de escobillas 96 están en contacto deslizante con el conmutador 95. Además, la mitad de caja izquierda 71 está formada integralmente con una porción de pared de soporte 100 enfrente del extremo abierto del alojamiento del motor 91 con el fin de cerrar el extremo interior de la porción cilíndrica 90. Una chapa de soporte no conductora 97 está fijada a la porción de pared de soporte 100, y una pluralidad de soportes 98 están montados en la chapa de soporte 97. Las múltiples escobillas 96 se mantienen entre la chapa de soporte 97 y los soportes 98, respectivamente. Una pluralidad de muelles 99 están interpuestos entre los soportes 98 y las escobillas 96, respectivamente, de modo que las escobillas 96 sean empujadas por los muelles 99 de manera que entren en contacto deslizante con el conmutador 95.

El eje motor 78 se pasa rotativamente a través de la porción de pared de soporte 100 de manera que sobresalga a la segunda cámara 75. Es decir, un cojinete de bolas 101 está encajado a presión con la porción de pared de soporte 100 y el eje motor 78 se pasa a través del cojinete de bolas 101. Un aro de tope 102 está montado en el eje motor 78 para parar el movimiento axial del aro interior del cojinete de bolas 101 hacia el conmutador 95.

La caja 70 se soporta en el tubo de asiento 25 del bastidor de carrocería 21 y la horquilla trasera derecha 28R de tal manera que el motor eléctrico 34 esté situado detrás y encima del eje de pedal 36. Es decir, una porción sustentadora 106 que sobresale hacia arriba del extremo superior de la mitad de caja izquierda 71 está fijada a una ménsula 105 por medio de un perno 107 y una tuerca 108. La ménsula 105 está fijada al tubo de asiento 25. Además, una porción sustentadora 110 que sobresale hacia delante de las mitades de caja derecha e izquierda 72 y 71 está fijada a una ménsula 109 por medio de un perno 111 y una tuerca 112. La ménsula 109 está fijada a la horquilla trasera derecha 28R.

El engranaje de accionamiento 79 está acanalado con una porción de extremo del eje motor 78 que sobresale a la segunda cámara 75. Un perno 113 está enganchado a rosca con la porción de extremo sobresaliente del eje motor 78 en relación coaxial con él de tal manera que mantenga el engranaje de accionamiento 79 y un reluctor 114 en cooperación con el aro interior del cojinete de bolas 101, fijando por ello el engranaje de accionamiento 79 al eje motor 78 y evitando el movimiento axial del engranaje de accionamiento 79 a lo largo del eje del eje motor 78.

Como se representa en la figura 2, un sensor de velocidad rotacional del tipo de bobina captadora electromagnética 116 para detectar una velocidad rotacional del eje motor 78 en cooperación con el reluctor 114 está fijado a la mitad de caja izquierda 71 de la caja 70 y situado en la segunda cámara 75 de manera que mire al reluctor 114.

El primer engranaje intermedio 81 tiene una porción circunferencial exterior formada de resina sintética, que engrana con el engranaje de accionamiento 79. Es decir, el primer engranaje intermedio 81 se compone de un saliente de metal 117 y un aro de resina sintética 119 fijado uno a otro por medio de una pluralidad de pernos 120. El saliente 117 está conectado al eje loco 80, y el aro 119 tiene una porción dentada circunferencial exterior 118.

El saliente 117 está acanalado con el eje loco 80 de tal manera que un extremo del saliente 117 apoye contra el aro interior del cojinete de bolas 87 soportado en el eje loco 80. Un aro de tope 121 está montado en el eje loco 80 en su extremo presente en la segunda cámara 75, y un aro de retención de muelle 122 está montado en el eje loco 80 de manera que se evite que se aleje axialmente del saliente 117. Un muelle de disco cónico 123 está interpuesto entre el otro extremo del saliente 117 y el aro de retención de muelle 122. El muelle de disco cónico 123 ejerce una fuerza elástica para empujar el primer engranaje intermedio 81 contra el aro interior del cojinete de bolas 87, fijando por ello el primer engranaje intermedio 81 al eje loco 80. Además, un disco de refuerzo de metal 124 apoya contra una superficie lateral del aro 119, y está fijado al aro 119 por los pernos 120 para fijar el aro 119 al saliente
117.

El eje de giro 84 se soporta rotativamente en la caja 70 de tal manera que una porción inferior del engranaje movido 83 montado en el eje de giro 84 a través del segundo embrague unidireccional 85 esté situado entre las horquillas traseras derecha e izquierda 28R y 28L. Las mitades de caja derecha e izquierda 72 y 71 están fijadas una a otra por una pluralidad de pernos 125. Porciones inferiores de las mitades de caja derecha e izquierda 72 y 71 se extienden hacia abajo entre las horquillas traseras derecha e izquierda 28R y 28L con el fin de cubrir una porción inferior del engranaje movido 83. Así, las porciones inferiores de las mitades de caja derecha e izquierda 72 y 71, es decir, la porción inferior de la caja 70 está situada a un nivel más bajo que el nivel de las horquillas traseras 28R y 28L, de modo que el centro de gravedad de la unidad de potencia 35 pueda estar situado en un nivel lo más bajo que sea posible, contribuyendo por ello a la bajada del centro de gravedad de la bicicleta asistida por motor.

La mitad de caja derecha 72 está formada integralmente en su extremo inferior con una porción de brazo 126. Un tensor 65 para aplicar una tensión a la cadena 64 está montado en la porción de brazo 126. El tensor 65 incluye una palanca 127 soportada en su porción de base de extremo a la porción de brazo 126 de manera que pueda pivotar alrededor de un eje paralelo al eje del eje de giro 84, un piñón 66 soportado rotativamente en el extremo delantero de la palanca 127, y un muelle 128 para empujar la palanca 127 en una dirección de apretar la cadena 64 que engrana con el piñón 66.

En su porción de base de extremo la palanca 127 está provista de una porción cilíndrica 127a que tiene un eje paralelo al eje del eje de giro 84. Un eje cilíndrico de pivote 129 está insertado en la porción cilíndrica 127a de la palanca 127 y fijado a la porción de brazo 126 por un perno 130. El muelle 128 es un muelle de torsión que rodea la porción cilíndrica 127a y que tiene un extremo enganchado con la porción de brazo 126 y el otro extremo enganchado con la palanca 127.

Un eje 131 que tiene un eje paralelo al eje del eje de pivote 129 está fijado a la porción de extremo delantero de la palanca 127, y el piñón 66 está montado rotativamente en la porción de extremo delantero de la palanca 127 a través de un cojinete de bolas 132 interpuesto entre el eje 131 y el piñón 66.

El piñón de asistencia 62 montado en el eje de giro 84 engrana con una línea de cadena inferior como una porción floja de la cadena 64 enrollada entre el piñón de pedal 61 y el piñón accionado 63. El eje de giro 84, o el piñón de asistencia 62 está situado encima de las horquillas traseras 28R y 28L, y el piñón 66 del tensor 65 está situado cerca del piñón de asistencia 62 en una posición más baja que una línea que conecta el centro del piñón de pedal 61 y el centro del piñón de asistencia 62. Además, un ángulo de envoltura \alpha de la cadena 64 alrededor del piñón de asistencia 62 se establece a un ángulo grande no inferior a 120°, por ejemplo, a 160° como se representa en la figura 2.

Se define un rebaje 135 en la superficie lateral exterior de la mitad de caja derecha 72 entre el eje de giro 84 y el motor eléctrico 34. Una cubierta 137 para cubrir el rebaje 135 y una parte del motor eléctrico 34 está fijada a la mitad de caja izquierda 71 por una pluralidad de pernos 138. Una cámara 136 está definida por la cubierta 137 y el rebaje 135 para acomodar una unidad de control 140. Como se representa en la figura 7, la unidad de control 140 está situada entre la cadena 64 y el tren de engranajes reductores 77.

La operación del motor eléctrico 34 es controlada por la unidad de control 140. Más específicamente, la unidad de control 140 controla la operación del motor eléctrico 34 según una velocidad rotacional del motor eléctrico 34 detectada por el sensor de velocidad rotacional 116 y un par de entrada generado por los pedales de manivela 37R y 37L.

La superficie exterior de la cubierta 137 está formada integralmente con una guía saliente 139 para guiar la cadena 64 de tal manera que evite el contacto mutuo de una porción de la cadena 64 enrollada alrededor del piñón de asistencia 62 y una porción de la cadena 64 que se extiende entre el piñón accionado 63 y el piñón de pedal 61. Como se representa en la figura 2, el saliente de guía 139 cubre la porción enrollada de la cadena 64 alrededor del piñón de asistencia 62 desde su lado superior.

Con referencia de nuevo a la figura 4, un primer aro magnético 141 que gira con el primer disco rotativo 40 está situado enfrente del primer disco rotativo 40 con respecto al segundo disco rotativo 48. Además, un segundo aro magnético 142 que gira con el segundo disco rotativo 48 está situado de modo que el primer aro magnético 141 esté interpuesto entre el segundo aro magnético 142 y el segundo disco rotativo 48. En otros términos, los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están yuxtapuestos en un lado de los discos rotativos primero y segundo 40 y 48 en su dirección axial.

Con referencia también a la figura 8, el primer aro magnético 141 está compuesto de un primer alojamiento cilíndrico 144 formado de un material no magnético tal como resina sintética y un aro que consta de una pluralidad de polos N 143N y una pluralidad de polos S 143S dispuestos en la circunferencia interior del primer alojamiento 144 de modo que estén dispuestos alternativamente. Por ejemplo, 60 polos N y 60 polos S están dispuestos alternativamente como los polos N 143N y los polos S 143S, respectivamente, con un ángulo central de 3 grados para cada uno en la circunferencia interior del primer alojamiento 144.

El segundo disco rotativo 48 adyacente al primer aro magnético 141 está formado con una pluralidad de agujeros pasantes (por ejemplo, cuatro) 145 dispuestos circunferencialmente a intervalos. Igualmente, el primer disco rotativo 40 está formado con una pluralidad de agujeros de enganche 146 correspondientes a los agujeros pasantes 145. Por otra parte, el primer alojamiento 144 del primer aro magnético 141 está formado integralmente con una pluralidad de porciones de pata 144a insertadas respectivamente a través de los agujeros pasantes 145 del segundo disco rotativo 48 y que apoyan contra el primer disco rotativo 40, y una pluralidad de porciones de gancho 144b insertadas respectivamente a través de los agujeros pasantes 45 del segundo disco rotativo 48 y que enganchan elásticamente con los agujeros de enganche 146 del primer disco rotativo 40. Así, el primer aro magnético 141 es enganchado elásticamente con el primer disco rotativo 40. Los discos rotativos primero y segundo 40 y 48 pueden girar uno con relación a otro. Consiguientemente, cada agujero pasante 145 es relativamente largo en la dirección circunferencial del segundo disco rotativo 48 con el fin de evitar el contacto de la porción de pata correspondiente 144a y la porción de gancho correspondiente 144b con los extremos circunferencialmente opuestos del agujero pasante 145 incluso durante la rotación relativa de los discos rotativos primero y segundo 40 y 48.

Con referencia también a la figura 9, el segundo aro magnético 142 se compone de un segundo alojamiento cilíndrico 148 formado de un material no magnético tal como resina sintética y un aro que consta de una pluralidad de polos N 147N y una pluralidad de polos S 147S dispuestos en la circunferencia interior del segundo alojamiento 148 de manera que estén dispuestos alternativamente. Los polos N 147N y los polos S 147S están dispuestos en la circunferencia interior del segundo alojamiento 148 con el mismo ángulo central para cada uno que el de los polos N 143N y los polos S 143S del primer aro magnético 141.

El segundo disco rotativo 48 está formado con una pluralidad de agujeros de enganche (por ejemplo, cuatro) 149 dispuestos circunferencialmente a intervalos. El segundo alojamiento 148 del segundo aro magnético 142 está formado integralmente con una pluralidad de porciones de pata (por ejemplo, cuatro) 148a que apoyan contra el segundo disco rotativo 48 y una pluralidad de porciones de gancho 148b que enganchan elásticamente con los agujeros de enganche 149 del segundo disco rotativo 48, respectivamente. Así, el segundo aro magnético 142 es enganchado elásticamente con el segundo disco rotativo 48. Por otra parte, el primer disco rotativo 40 está formado con una pluralidad de agujeros 150 para recibir respectivamente las porciones de gancho 148b enganchadas con los agujeros de enganche 149. Dado que los discos rotativos primero y segundo 40 y 48 pueden girar uno con relación a otro, cada agujero 150 es relativamente largo en la dirección circunferencial del primer disco rotativo 40 con el fin de evitar el contacto de la porción de gancho correspondiente 148b con los extremos circunferencialmente opuestos del agujero 150 incluso durante la rotación relativa de los discos rotativos primero y segundo 40 y 48.

El segundo alojamiento 148 del segundo aro magnético 142 está formado integralmente con una porción anular cubierta 148c que se extiende radialmente hacia fuera de la posición donde las porciones de pata 148a están formadas. La porción de cubierta 148c cubre los agujeros de restricción 55 del segundo disco rotativo 48 desde su lado opuesto al primer disco rotativo 40.

Una pluralidad de primeros sensores (por ejemplo, cuatro) 151 para detectar los polos N 143N y los polos S 143S del primer aro magnético 141 están dispuestos radialmente dentro del primer aro magnético 141 a intervalos iguales. Igualmente, una pluralidad de segundos sensores (por ejemplo, cuatro) 152 para detectar los polos N 147N y los polos S 147S del segundo aro magnético 142 están dispuestos radialmente dentro del segundo aro magnético 142 a intervalos iguales. Se puede usar sensores capaces de detectar polos magnéticos, tales como elementos Hall y elementos MR, como los sensores primero y segundo 151 y 152.

Los primeros sensores 151 y los segundos sensores 152 están incrustados en un elemento base 153 formado de resina sintética o análogos. El elemento base 153 está fijado por una pluralidad de elementos de tornillo (por ejemplo, dos) 155 a un aro de soporte 154 mantenido entre la chapa de cubierta 38R enganchada a rosca con el tubo de soporte 24 del bastidor de carrocería 21 y el extremo derecho del tubo de soporte 24.

Con referencia a la figura 10, los cuatro primeros sensores 151 están dispuestos de forma anular a intervalos iguales con un ángulo central de 6,75°, mientras que el ángulo central de cada uno de los polos N 143N y los polos S 143S se pone a 3°. Con esta disposición de los polos N 143N, los polos S 143S, y los primeros sensores 151, una primera etapa ST1 a una octava etapa ST8 se ponen de manera que tengan un rango angular de 0,75N (N es un entero de 1 a 8). Consiguientemente, cuando el primer aro magnético 141 es desplazado angularmente con relación a los primeros sensores fijos 151 en una dirección representada por una flecha en la figura 10, la configuración de combinación de las señales de detección de los cuatro primeros sensores 151 es diferente según la diferencia de las etapas primera a octava ST1 a ST8.

Suponiendo que los cuatro primeros sensores 151 son numerado con nº 1 a nº 4 en el orden de disposición y que cada uno de los primeros sensores 151 salidas una señal de alto nivel a la detección de cada N polo 143N, los primeros sensores 151 de nº 1 a nº 4 emiten señales de nivel alto y de nivel bajo en las etapas primera a octava ST1 a ST8 como se representa en la figura 11. Más específicamente, si "1" denota la señal de alto nivel y "0" denota el de señal de bajo nivel, la combinación de las señales enviadas desde los primeros sensores 151 en la primera etapa ST1 se expresa como "1111" en notación binaria (0F en notación hexadecimal). Igualmente, la combinación de las señales salidas de los primeros sensores 151 en la segunda etapa ST2 se expresa como "1110" en notación binaria (0E en notación hexadecimal); la combinación de las señales salidas de los primeros sensores 151 en la tercera etapa ST3 se expresa como "1100" en notación binaria (0C en notación hexadecimal); la combinación de las señales salidas de los primeros sensores 151 en la cuarta etapa ST4 se expresa como "1000" en notación binaria (08 en notación hexadecimal); la combinación de las señales salidas de los primeros sensores 151 en la quinta etapa ST5 se expresa como "0000" en notación binaria (00 en notación hexadecimal); la combinación de las señales salidas de los primeros sensores 151 en la sexta etapa ST6 se expresa como "0001" en notación binaria (01 en notación hexadecimal); la combinación de las señales salidas de los primeros sensores 151 en la séptima etapa ST7 se expresa como "0011" en notación binaria (03 en notación hexadecimal); y la combinación de las señales salidas de los primeros sensores 151 en la octava etapa ST8 se expresa como "0111" en notación binaria (07 en notación hexadecimal).

Los cuatro segundos sensores 152 están incrustados en el elemento base 153 de manera que miren a los polos N 147N y los polos S 147S del segundo aro magnético 142 con la misma relación posicional que entre los primeros sensores 151 y los polos N 143N y los polos S 143S del primer aro magnético 141. Consiguientemente, cuando el segundo aro magnético 142 es desplazado angularmente con relación a los segundos sensores fijos 152 de la primera etapa ST1 a la octava etapa ST8, la configuración combinada de señales de detección por los cuatro segundos sensores 152 es diferente como en el caso de los cuatro primeros sensores 151.

Consiguientemente, si el valor máximo de una diferencia de fase rotacional entre los discos rotativos primero y segundo 40 y 48 es del rango de la octava etapa ST8 (8 x 0,75° = 6°), la configuración combinada de señales de detección por los sensores primero y segundo 151 y 152 cambia según la diferencia de fase rotacional anterior producida por un par de entrada a los pedales de manivela 37R y 37L, de modo que la unidad de control 140 puede determinar la diferencia de fase rotacional entre los discos rotativos 40 y 48.

Las señales de detección de los primeros sensores 151 y los segundos sensores 152 son introducidas en la unidad de control 140. La unidad de control 140 controla la operación del motor eléctrico 34 según las señales de detección de los sensores primero y segundo 151 y 152 según la rutina de control representada en la figura 12.

Con referencia a la figura 12, la velocidad del vehículo es calculada en el paso S1, y se determina en el paso S2 si la velocidad del vehículo es o no igual o mayor que una velocidad establecida VS. La velocidad establecida VS es un valor preestablecido cerca de "0" para determinar si la bicicleta asistida por motor está o no casi en reposo antes de iniciar la marcha accionando los pedales de manivela 37R y 37L. Por ejemplo, este valor preestablecido es del rango de 0,5 a 1 km/h. Si la velocidad del vehículo es menor que la velocidad establecida VS, es decir, si los pedales de manivela 37R y 37L empiezan a ser accionados, el programa pasa al paso S3.

En el paso S3, se leen las señales salidas de los cuatro primeros sensores 151, y en el paso S4, se calcula una configuración de detección por los cuatro primeros sensores 151. Además, en el paso S5, se leen señales salidas de los cuatro segundos sensores 152, y en el paso S6, se calcula una configuración de detección por los cuatro segundos sensores 152. Además, en el paso S7, la diferencia de fase entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142, es decir, una diferencia de fase rotacional entre los discos rotativos primero y segundo 40 y 48 se calcula a partir de la combinación de las configuraciones de detección por los primeros sensores 151 y los segundos sensores 152.

Ahora se supone que las señales salidas de los primeros sensores 151 de nº 1 a nº 4 y las señales salidas de los segundos sensores 152 de nº 1 a nº 4 se representan en la figura 13 en asociación con la generación de la diferencia de fase rotacional entre los discos rotativos 40 y 48 según el par de entrada. En este caso, la configuración de detección por los primeros sensores 151 en un tiempo de detección T1 se expresa como "0E" (notación hexadecimal), mientras que la configuración de detección por los segundos sensores 152 en el tiempo de detección T1 se expresa como "07" (notación hexadecimal). Es decir, la configuración de detección por los primeros sensores 151 en el tiempo de detección T1 indica la segunda etapa ST2, mientras que la configuración de detección por los segundos sensores 152 en el tiempo de detección T1 indica la octava etapa ST8. Consiguientemente, la diferencia de fase rotacional entre los discos rotativos 40 y 48 es igual a (2-8 = -6). Este valor se somete a un procesado complementario basado en la condición de que el número de etapas es "8" para obtener un resultado de que la diferencia de fase rotacional es un rango angular de dos etapas (1,5°). Igualmente, la configuración de detección por los primeros sensores 151 en un tiempo de detección T2 se expresa como "00" (notación hexadecimal), mientras que la configuración de detección por los segundos sensores 152 en el tiempo de detección T2 se expresa como "08" (notación hexadecimal). Es decir, la configuración de detección por los primeros sensores 151 en el tiempo de detección T2 indica la quinta etapa ST5, mientras que la configuración de detección por los segundos sensores 152 en el tiempo de detección T2 indica la cuarta etapa ST4. Consiguientemente, la diferencia de fase rotacional entre los discos rotativos 40 y 48 es igual a (5-4 = 1), que corresponde a un rango angular de una etapa (0,75°).

De esta manera, cuando se introduce 1/8 a 2/8 de un par máximo detectable, la diferencia de fase rotacional correspondiente a un rango angular de una o dos etapas según un tiempo de detección se obtiene como un valor digital por la combinación de las configuraciones de detección por los primeros sensores 151 y los segundos sensores 152 en el paso S7. En el paso S8, la diferencia de fase rotacional es multiplicada por una constante elástica de cada muelle helicoidal 57 dispuesto entre los discos rotativos primero y segundo 40 y 48 para obtener un par de entrada.

En el paso S9, la cantidad de control del motor se decide según el par de entrada obtenido en el paso S8. Más específicamente, la operación del motor eléctrico 34 es controlada por trabajo. Consiguientemente, una cantidad de control de trabajo del motor eléctrico 34 es calculada en el paso S9, y esta cantidad de control de trabajo calculada es enviada posteriormente en el paso S10.

El procedimiento anterior de los pasos S1 a S10 se lleva a cabo para detectar un par de entrada aplicado a los pedales de manivela 37R y 37L y controlar la operación del motor eléctrico 34 según el par de entrada detectado al iniciar la depresión de los pedales de manivela 37R y 37L. Cuando la bicicleta asistida por motor está en una condición de marcha normal, se realizan los pasos S11 a S17 y posteriormente se realizan los pasos S8 a S10. Es decir, cuando la velocidad del vehículo es igual o mayor que la velocidad establecida VS en la decisión de paso S2, el programa pasa al paso S11. En el paso S11, se determina si la señal de salida del primer sensor nº 1 151 de los cuatro primeros sensores 151 es o no de alto nivel. Si la señal de salida del primer sensor nº 1 151 es de alto nivel, un temporizador inicia el recuento en el paso S12.

En el paso S13, se determina si la señal de salida del segundo sensor nº 1 152 de los cuatro segundos sensores 152 es o no de alto nivel. Si la señal de salida del segundo sensor nº 1 152 tiene ser un alto nivel, un valor de recuento t por el temporizador es almacenado en el paso S14. En el paso S15, se determina si la señal de salida del primer sensor nº 1 151 es o no de nuevo de alto nivel. Si la señal de salida del primer sensor nº 1 151 es de nuevo alto nivel, se almacena un valor de recuento T por el temporizador y el temporizador se resetea en el paso S16.

En el caso de que la señal de salida del primer sensor nº 1 151 se representa en la figura 14(a) y la señal de salida del segundo sensor nº 1 152 se representa en la figura 14(b) en el procedimiento de los pasos S11 a S16, el valor de recuento t indica un retardo de tiempo de la señal de salida del segundo sensor nº 1 152 de la señal de salida del primer sensor nº 1 151, y el valor de recuento T indica un período de detección de la señal de salida del primer sensor nº 1 151.

En el paso S17, se calcula t/T. Es decir, una diferencia de fase entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142, es decir, una diferencia de fase entre los discos rotativos primero y segundo 40 y 48 puede ser obtenida como t/T que es un valor analógico en el paso S17. A continuación, los pasos S8 a S10 son realizados secuencialmente para controlar por ello la operación del motor eléctrico 34 durante la marcha normal de la bicicleta asistida por motor.

En el procedimiento de los pasos S11 a S17, la diferencia de fase entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 puede ser detectada exactamente en la condición de que los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están perfectamente alineados uno con otro. Si la alineación del pedal de manivela 37R y el piñón 61 es pobre, de modo que los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están desalineados uno con respecto a otro, la exactitud de la detección de la diferencia de fase anterior se reduce por la razón siguiente.

Las figuras 15(a) a 15(d) son vistas esquemáticas que representan cuatro condiciones diferentes en un lugar de rotación excéntrica en el caso de que los ejes 141c y 142c de los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 estén desviados del centro C de rotación excéntrica de los aros 141 y 142. Las condiciones de los aros 141 y 142 cambian de la figura 15(a) a la figura 15(d) y la figura 15(c) a la figura 15(b) en asociación con la rotación de los aros 141 y 142 en una dirección representada por una flecha a. En las figuras 15(a) a 15(d), los números de referencia 151a y 152a denotan uno de los primeros sensores 151 y uno de los segundos sensores 152 correspondientes.

Ahora se supone que los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 giran en la dirección a. En el caso de que los ejes 141c y 142c de los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están desviados verticalmente uno de otro, es decir, los ejes 141c y 142c toman posiciones verticales con respecto al centro C de rotación como se representa en las figuras 15(a) y 15(c), los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están fuera de fase en el caso de la figura 15(a) de tal manera que el primer sensor 151a detecta el eje 141c del primer aro magnético 141 y el segundo sensor 152a detecta el eje 142c del segundo aro magnético 142. Consiguientemente, el eje 142c es detectado como una posición retardada del eje 141c. En el caso de la figura 15(c), el eje 142c es detectado como una posición avanzada del eje 141c. Así, las posiciones del aro 142 al aro 141 en los casos de las figuras 15(a) y 15(c) es una posición retardada y una posición avanzada, respectivamente. Por otra parte, en el caso de que los ejes 141c y 142c de los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están desviados horizontalmente uno de otro, es decir, los ejes 141c y 142c toman posiciones horizontales con respecto al centro C de rotación como se representa en las figuras 15(b) y 15(d), los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están en fase.

Las figuras 16(a) a 16(c) son gráficos de tiempo de señales de detección de los sensores primero y segundo 151a y 152a en el caso de que los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 estén desalineados uno con respecto a otro. Más específicamente, la figura 16(a) representa una señal de detección del primer sensor 151a que detecta los polos magnéticos del primer aro magnético 141, y la figura 16(b) representa una señal de detección del segundo sensor 152a que detecta los polos magnéticos del segundo aro magnético 142 que gira a una velocidad constante sin par aplicado. En esta condición, cuando se aplica par a los pedales de manivela, el segundo sensor 152a envía una señal de detección como se representa en la figura 16(c).

En el caso de que los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 estén perfectamente alineados uno con otro o de que estén en la posición donde los ejes de los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están desviados horizontalmente uno de otro como se representa en la figura 15(b) o 15(d), los aros 141 y 142 están en fase durante la rotación a una velocidad constante sin par aplicado. Cuando se aplica par, una diferencia de fase entre los aros 141 y 142 es detectada como t1 proporcional al par. En el caso de la figura 15(a), una diferencia de fase entre los aros 141 y 142 es detectada a t2 más corto que la diferencia de fase original t1 producida por un par real de los pedales, dado que el segundo aro magnético 142 está retardado originalmente t0 en fase del primer aro magnético 141 durante la rotación a una velocidad constante sin par aplicado. Por otra parte, en el caso de la figura 15(c), una diferencia de fase entre los aros 141 y 142 es detectada como t3 más largo que t1 porque el segundo aro magnético 142 está avanzado originalmente t0 en fase con respecto al primer aro magnético 141.

En el paso S17 representado en la figura 12, un ángulo de cambio de fase A a la aplicación de par puede ser obtenido de la ecuación siguiente.

A = {(t1 - t0)/T} x {360º/(el número de polos magnéticos de aros magnéticos)/2}

Sin embargo, en el caso de la figura 15(a), la diferencia de fase original t1 producida por un par real de los pedales se cambia a t2 como se ha mencionado anteriormente, mientras que en el caso de la figura 15(c), la diferencia de fase t1 se cambia a t3 como se ha mencionado anteriormente (t3 > t1 > t2). En asociación con la rotación de los aros 141 y 142, la diferencia de fase cambia en la secuencia de t2 \rightarrow t1 \rightarrow t3 \rightarrow t1 \rightarrow t2..., de modo que no se puede obtener un valor correcto del ángulo de cambio de fase A.

Así, en el caso de que los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 estén desalineados uno con respecto a otro, no se puede obtener establemente un valor correcto del ángulo de cambio de fase A, de modo que no se puede obtener una fuerza correcta de depresión de pedal.

Para resolver este problema, la presente invención incluye una configuración como la representada en la figura 17. Es decir, un tercer sensor 151a' está situado aproximadamente 180° separado del primer sensor 151a en la dirección de rotación del primer aro magnético 141, y un cuarto sensor 152a' está situado aproximadamente 180° separado del segundo sensor 152a en la dirección de rotación del segundo aro magnético 142. Mientras que los sensores primero y tercero 151a y 151a' están situados fuera del primer aro magnético 141, y los sensores segundo y cuarto 152a y 152a' están situados fuera del segundo aro magnético 142, estos sensores pueden estar situados dentro de los aros respectivos 141 y 142.

Las figuras 18(a) a 18(d) son vistas esquemáticas que representan cuatro condiciones diferentes en un lugar de rotación excéntrica en el caso de que los ejes 141c y 142c de los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 estén desviados del centro C de rotación excéntrica de los aros 141 y 142 según la configuración representada en la figura 17. Las condiciones de los aros 141 y 142 cambian de la figura 18(a) a la figura 18(d) y la figura 18(c) a la figura 18(b) en asociación con la rotación de los aros 141 y 142 en una dirección representada por una flecha a. Las figuras 19(a) a 19(d) muestran gráficos de tiempo de señales de detección de los sensores primero, segundo, tercero y cuarto 151a, 152a, 151 a', y 152a'.

En la condición representada en la figura 18(a), el segundo aro magnético 142 es retardado en fase del primer aro magnético 141, de modo que el segundo sensor 152a detecta una diferencia de fase t2 (= t1 · \Deltat) como se representa en la figura 19(c). Por otra parte, la fase del segundo aro magnético 142 al primer aro magnético 141 en la posición del cuarto sensor 152a' es opuesto a la anterior, porque el cuarto sensor 152a' está situado aproximadamente 180° separado del segundo sensor 152a como se ha mencionado anteriormente. Es decir, el segundo aro magnético 142 está avanzado en fase con respecto al primer aro magnético 141. Consiguientemente, el cuarto sensor 152a' detecta una diferencia de fase t3 (= t1 + \Deltat) como se representa en la figura 19(d).

Se obtiene un ángulo de cambio de fase B a la aplicación de par por la ecuación siguiente según la presente invención.

... (1)B = [{ (t2 - t0) /T} + {(t3 - t0')/T}]/2 x {360º/(el número de polos magnéticos de aros magnéticos)/2}

\hskip1cm

= [{t1-(t0 + t0')/2}/T] x {360º/(el número de polos magnéticos de aros magnéticos)/2} \hskip1.5cm

Obteniendo el ángulo de cambio de fase B de la ecuación (1), la diferencia de fase retardada y la diferencia de fase avanzada pueden ser canceladas y se puede obtener establemente un valor correcto del ángulo de cambio de fase B. Como resultado, se puede obtener una fuerza correcta de depresión de los pedales.

La figura 20 representa una rutina para controlar la operación del motor eléctrico 34 según la presente invención. En la figura 20, no se representan los mismos pasos que los representados en la figura 12 y se omitirá su descripción aquí. En el paso S21, se determina si se han detectado o no desviaciones iniciales. Si la respuesta en el paso S21 es SÍ, el programa pasa al paso S1, mientras que si la respuesta en el paso es NO, el programa pasa al paso S22. En el paso S22, se detectan las desviaciones iniciales t0 y t0' donde t0 es una desviación entre los sensores 151a y 152a, y t0' es una desviación entre los sensores 151a' y 152a'

En el paso S23, se determina si un interruptor de memoria está encendido o no. Si la respuesta en el paso S23 es SÍ, el programa pasa al paso S24, en el que las desviaciones iniciales detectadas t0 y t0' son almacenadas en una memoria. Una vez que las desviaciones iniciales t0 y t0' son almacenadas en la memoria, la respuesta en el paso S21 en el ciclo siguiente de la rutina siempre es SÍ. En general, los pasos S22 a S24 se realizan en la factoría antes del transporte.

La velocidad del vehículo es calculada en el paso S1, y se determina en el paso S2 si la velocidad del vehículo es o no igual o mayor que una velocidad establecida VS. Si la respuesta en el paso S2 es NO, el programa pasa al paso S3 representado en la figura 12 para realizar la misma operación que la mencionada anteriormente. Si la respuesta en el paso S2 es SÍ, el programa pasa al paso S25, en el que una diferencia de fase t2 es detectada por los sensores 151a y 152a representados en la figura 17 o 18. A continuación, en el paso S26, una diferencia de fase t3 es detectada por los sensores 151a' y 152a' respectivamente espaciados aproximadamente 180° de los sensores 151a y 152a. A continuación, en el paso S27, un período T es detectado por el sensor 151a o 151a'. A continuación, en el paso S28, un ángulo de cambio de fase B se obtiene a partir de la ecuación (1). A continuación, los pasos S8 a S10 representados en la figura 12 son realizados secuencialmente para controlar la operación del motor eléctrico 34 durante la marcha normal de la bicicleta asistida por motor.

Ahora se examinará el caso donde los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están bien alineados uno con otro y la diferencia de fase inicial t0 entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 es grande como se representa en la figura 21(b). En el caso de que la fuerza de depresión de pedal sea relativamente pequeña, es decir, en el caso de que la diferencia de fase t11 de la señal detectada por el sensor 152a del rango de t0 \leq t11 < T como se representa en la figura 21(c), el ángulo de cambio de fase A entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 puede ser obtenido correctamente a partir de la ecuación (1).

Cuando la fuerza de depresión de pedal es grande, es decir, cuando la diferencia de fase t13 entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 cae en el rango de T \leq t13 < T + t0 como se representa en la figura 21(d), la diferencia de fase de la señal detectada por el sensor 152a es t12 (< t0). Como resultado, el ángulo de cambio de fase A obtenido de la ecuación (1) es negativo, de modo que no puede ser obtenido correctamente.

Para resolver este problema, se sustituye la ecuación (1) por la ecuación (3) representada a continuación en el caso de que la diferencia de fase t12 detectada por el sensor 152a sea menor que la diferencia de fase inicial t0.

...(3)A = [{t12 \cdot t0)/T} + 1] x {360º/(el número de polos magnéticos de aros magnéticos/2)}

En el caso donde los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están desalineados uno con respecto a otro, es decir, en el caso donde los ejes 141c y 142c de los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están desviados uno de otro, el ángulo de cambio de fase B a la aplicación de par se obtiene del siguiente manera según la magnitud de la diferencia de fase inicial. En las ecuaciones siguientes, t0 es la diferencia de fase inicial entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 en los sensores 151a y 152a; t11 es la diferencia de fase detectada por los sensores 151a y 152a; t0' es la diferencia de fase inicial entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 en los sensores 151a' y 152a' angularmente espaciados aproximadamente 180° de los sensores 151a y 152a con respecto a los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142, respectivamente; y t11' es la diferencia de fase detectada por los sensores 151a' y 152a'.

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\+\hfil#\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 (1) \+ Para t11  \geq  t0 y t11' \geq  t0',\+\cr  \+ B =
[\{t11-t0)/T\}+[(T11'-t0')/T\}]/2 x
\{360º/(el número de polos magnéticos de aros magnéticos/2)\} \+
...(4)\cr \+\+\cr  (2) \+ Para t11   \geq  t0 y t11' < t0',\+\cr 
\+ B =
[\{t11+T-t0)/T\}+\{(t11'+T-t0')/T\}]/2
x \{360º/(el número de polos magnéticos de aros magnéticos/2)\} \+
...(5)\cr \+\+\cr  (3) \+ Para t11 < t0 y t11'  \geq  t0',\+\cr 
\+ B =
[(t11+T-t0)/T\}+\{(t11'-t0')/T\}]/2
x \{360º/(el número de polos magnéticos de aros magnéticos/2)\} \+
...(6)\cr \+\+\cr  (4) \+ Para t11 < t0 y t11' < t0',\+\cr  \+
B =
[(t11+T-t0)/T\}+\{(t11'+T-t0')/T\}]/2
x \{360º/(el número de polos magnéticos de aros magnéticos/2)\} \+
...(7)\cr}

La rutina de control para la operación del motor eléctrico 34 según la presente invención se describirá ahora con referencia a la figura 22, en la que no se representan los mismos pasos que los representados en las figuras 12 y 20 y se omitirá su descripción aquí.

En el paso S31, una diferencia de fase t11 es detectada por los sensores primero y segundo 151a y 152a. En el paso S32, una diferencia de fase t11' es detectada por los sensores tercero y cuarto 151 a' y 152a'.

En el paso S34, se determina si se cumple o no la condición de t11 \geq t0. Si la respuesta en el paso S34 es SÍ, el programa pasa al paso S35, en el que se determina si se cumple o no la condición de t11' \geq t0'. Si la respuesta en el paso S35 es SÍ, el programa pasa al paso S37, en el que el ángulo de cambio de fase B se obtiene a partir de la ecuación (4). Si la respuesta en el paso S35 es NO, el programa pasa al paso S38, en el que el ángulo de cambio de fase B se obtiene a partir de la ecuación (5).

Si la respuesta en el paso S34 es NO, el programa pasa al paso S36, en el que se determina si se cumple o no la condición de t11' \geq t0'. Si la respuesta en el paso S36 es SÍ, el programa pasa al paso S39, en el que el ángulo de cambio de fase B se obtiene a partir de la ecuación (6). Si la respuesta en el paso S36 es NO, el programa pasa al paso S40, en el que el ángulo de cambio de fase B se obtiene a partir de la ecuación (7).

Después de obtener el ángulo de cambio de fase B como se ha mencionado anteriormente, los pasos S8 a S10 representado en la figura 12 son realizados secuencialmente para controlar exactamente la operación del motor eléctrico 34 durante la marcha normal de la bicicleta asistida por motor, independientemente de la desalineación de los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142.

Con referencia de nuevo a la figura 4, una cubierta protectora en forma de aro 158 está fijada al aro de soporte 154 por una pluralidad de elementos de tornillo 159, con el fin de cubrir los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 y el elemento base 153 en el que los sensores primero y segundo 151 y 152 se incrustan desde el lado opuesto a los discos rotativos primero y segundo 40 y 48. Además, se ha formado una estructura laberíntica 160 entre una porción circunferencial exterior de la cubierta protectora 158 y el segundo alojamiento 148 del segundo aro magnético 142 que gira alrededor del eje del eje de pedal 36, con el fin de minimizar la contaminación de los sensores primero y segundo 151 y 152 y los aros magnéticos 141 y 142 con agua, barro, etc.

Ahora se describirá la operación de la realización preferida mencionada anteriormente. Cuando los pedales de manivela 37R y 37L son accionados para poner en marcha la bicicleta asistida por motor, la fuerza de depresión aplicada a los pedales de manivela 37R y 37L es transmitida a través del primer embrague unidireccional 41, el primer disco rotativo 40, los muelles helicoidales 57, y el segundo disco rotativo 48 al piñón de pedal 61. Además, el par introducido en el piñón de pedal 61 es transmitido a través de la cadena 64 y el piñón accionado 63 a la rueda trasera WR.

Entonces, se genera una diferencia de fase rotacional entre el primer disco rotativo 40 y el segundo disco rotativo 48 con los muelles helicoidales 57 comprimidos según la fuerza de depresión aplicada a los pedales de manivela 37R y 37L. Entonces, la unidad de control 140 calcula el par de entrada según la combinación de señales de detección de los múltiples primeros sensores 151 que detectan los polos N 143N y los polos S 143S del primer aro magnético 141 que gira con el primer disco rotativo 40 y señales de detección de los múltiples segundos sensores 152 que detectan los polos N 147N y los polos S 147S del segundo aro magnético 142 que gira con el segundo disco rotativo 48. La unidad de control 140 controla además el motor eléctrico 34 de modo que el motor eléctrico 34 ejerce una potencia de asistencia según el par de entrada calculado anteriormente. Consiguientemente, el par de asistencia a introducir en el piñón de asistencia 62 puede ser controlado según la fuerza de depresión aplicada a los pedales de manivela 37R y 37L, reduciendo por ello la carga del motorista.

También cuando los pedales de manivela 37R y 37L empiezan a ser accionados y la rueda trasera WR todavía no gira, se genera una diferencia de fase rotacional del primer disco rotativo 40 con relación al segundo disco rotativo 48. Consiguientemente, se genera una diferencia de fase rotacional del primer aro magnético 141 con relación al segundo aro magnético 142, de modo que una configuración de combinación de señales de detección de los primeros sensores 151 y los segundos sensores 152 cambia con respecto a la de antes de iniciar la operación de los pedales de manivela 37R y 37L. Como resultado, un par de entrada puede ser detectado al comenzar la operación de los pedales de manivela 37R y 37L en la condición de reposo de la bicicleta asistida por motor, y una potencia de asistencia por el motor eléctrico 34 según el par de entrada detectado puede ser aplicada inmediatamente a la rueda trasera WR.

En esta condición en la que la rueda trasera WR no gira al iniciar la operación de los pedales de manivela 37R y 37L, el par de entrada se calcula según la diferencia de fase rotacional obtenida como un valor digital. En contraposición, cuando la condición de la bicicleta asistida por motor es una condición de marcha normal, la diferencia de fase rotacional puede ser obtenida como un valor analógico, y un par de entrada puede ser calculado linealmente según la diferencia de fase rotacional analógica obtenida anteriormente. Entonces, el motor eléctrico 34 puede ejercer una potencia de asistencia según el par lineal de entrada. Consiguientemente, se puede obtener un par de asistencia linealmente en respuesta al par de entrada. De esta manera, un par de entrada puede ser detectado fiablemente en toda la región de la condición de inicio de operación de los pedales de manivela 37R y 37L a la condición de marcha normal de la bicicleta asistida por motor, y se puede aplicar a la rueda trasera WR una potencia de asistencia por el motor eléctrico 34 según el par de entrada detectado.

El primer disco rotativo 40 está conectado a través del primer embrague unidireccional 41 al pedal de manivela derecho 37R, y el segundo disco rotativo 48 está situado junto al primer disco rotativo 40 con los muelles helicoidales 57 interpuestos entremedio de tal manera que los dos discos rotativos 40 y 48 giren relativamente alrededor del mismo eje. Además, los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están situados en un lado axial de los discos rotativos primero y segundo 40 y 48. Consiguientemente, es suficiente definir un espacio para localizar los sensores primero y segundo 151 y 152 en el lado axial de los discos rotativos primero y segundo 40 y 48, y no hay que asegurar un espacio extra para localizar los sensores 151 y 152. Además, los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 y los sensores primero y segundo 151 y 152 están montados colectivamente en el lado axial de los discos rotativos 40 y 48, de modo que se pueden montar fácilmente.

Los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 están enganchados elásticamente con los discos rotativos primero y segundo 40 y 48, respectivamente. Consiguientemente, la operación de mantenimiento y montaje de los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 se puede realizar fácilmente.

El primer aro magnético 141 se forma disponiendo los múltiples polos N 143N y los múltiples polos S 143S en la circunferencia interior del primer alojamiento en forma de aro 144, y el segundo aro magnético 142 se forma disponiendo los múltiples polos N 147N y los múltiples polos S 147S en la circunferencia interior del segundo alojamiento en forma de aro 148. Además, los sensores primero y segundo 151 y 152 están incrustados en el elemento base común 153 y situados respectivamente dentro de los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142. Así, los sensores primero y segundo 151 y 152 están situados dentro de los aros cilíndricos magnéticos primero y segundo 141 y 142, respectivamente, ahorrando por ello más espacio. Además, los sensores primero y segundo 151 y 152 están cubiertos con las cajas primera y segunda 144 y 148, respectivamente, asegurando por ello la protección.

El ángulo de envoltura \alpha de la cadena 64 alrededor del piñón de asistencia 62 se pone a un ángulo grande no inferior a 120°, por ejemplo, a 160°. Consiguientemente, se puede evitar que la cadena 64 se desenganche del piñón de asistencia 62, y un par de asistencia del piñón de asistencia 62 puede ser transmitido efectivamente y fiablemente a la cadena 64.

El piñón de asistencia 62 se encuentra encima de las horquillas traseras 28R y 28L y encima de la línea que conecta el centro del piñón de pedal 61 y el centro del piñón accionado 63. Además, el piñón 66 del tensor 65 se coloca debajo de esta línea cerca del piñón de asistencia 62. Consiguientemente, la unidad de potencia 35 puede estar situada efectivamente en un espacio limitado entre el eje de pedal 36 y la rueda trasera WR, y el tensor 65 puede estar situado a una altura máxima de la superficie de la carretera, montando por ello la unidad de potencia 35 en el bastidor de carrocería 21 sin reducir la altura con respecto a la carretera.

El piñón de asistencia 62 engrana con la línea de cadena inferior como una porción floja de la cadena 64 que se extiende entre el piñón de pedal 61 y el piñón accionado 63. Consiguientemente, la unidad de potencia 35 puede estar montada en el bastidor de carrocería 21 en su posición relativamente baja, colocando por ello el centro de gravedad del bastidor de carrocería 21 en una posición relativamente baja para contribuir a mejorar la estabilidad de la marcha. Además, una porción inferior de la unidad de potencia 35 está situada entre las horquillas traseras 28R y 28L, y el tensor 65 está montado en la porción inferior de la unidad de potencia 35. Consiguientemente, el piñón de asistencia 62 puede estar situado entre el nivel de las horquillas traseras 28R y 28L y la línea superior de la cadena como una porción tensa de la cadena 64 que se extiende entre el piñón de pedal 61 y el piñón accionado 63. Así, la unidad de potencia 35 se puede montar de forma compacta en el espacio reducido entre el eje de pedal 36 y la rueda trasera WR sin dañar el aspecto ligero de la bicicleta asistida por motor.

La unidad de control 140 está situada entre la cadena 64 y el tren de engranajes reductores 77. Con esta disposición, la unidad de control 140 se puede montar en la unidad de potencia 35 usando efectivamente un espacio necesariamente definido entre el tren de engranajes reductores 77 y la cadena 64. Además, la cubierta 137 montada en la caja 70 de la unidad de potencia 35 está formada integralmente con el saliente de guía 139 para cubrir la porción enrollada de la cadena 64 alrededor del piñón de asistencia 62, evitando por ello efectivamente que la cadena 64 ondee en la porción enrollada alrededor del piñón de asistencia 62 y transmitiendo más efectivamente el par de asistencia del piñón de asistencia 62 a la cadena 64.

Habiendo descrito así una realización específica preferida de la presente invención, se deberá indicar que la presente invención no se limita a la realización preferida anterior, sino que se puede hacer varios cambios de diseño sin apartarse del alcance de la presente invención definido por las reivindicaciones anexas.

Efecto de la invención

Como es evidente por la descripción anterior, la invención definida en la reivindicación 1 produce el efecto de que, aunque los aros magnéticos primero y segundo estén desalineados uno con respecto a otro, se puede detectar una diferencia de fase correcta y una fuerza de depresión de pedal añadiendo solamente sensores magnéticos tercero y cuarto situados aproximadamente 180° separados de los sensores magnéticos primero y segundo con respecto a los aros magnéticos primero y segundo, respectivamente. Además, la detección puede ser realizada por medios simples y baratos.

Según la invención definida en la reivindicación 2 o 4, se obtiene una fuerza de depresión de pedal promediando las diferencias de fase detectadas en dos posiciones diferentes aproximadamente 180° separados una de otra con respecto a los aros magnéticos primero y segundo. Consiguientemente, aunque los aros magnéticos primero y segundo estén desalineados uno con respecto a otro, se puede obtener una diferencia de fase correcta y se puede detectar una fuerza correcta de depresión de pedal.

La presente invención definida en la reivindicación 3 o 4 produce el efecto de que, aunque la diferencia de fase inicial entre un par de elementos rotativos para detectar una fuerza de depresión de pedal sea grande, la diferencia de fase entre los elementos rotativos durante la marcha de la bicicleta puede ser detectada exactamente y la fuerza de depresión de pedal puede ser detectada exactamente. Consiguientemente, es posible proporcionar un mecanismo barato de detección de fuerza de depresión de pedal sin requerir una alta exactitud de montaje de los elementos rotativos.

Objeto: hacer posible detectar exactamente una fuerza de depresión de pedal aunque un par de elementos rotativos para detectar la fuerza de depresión de pedal estén desalineados uno con respecto a otro.

Constitución: en un dispositivo de detección de fuerza de depresión de pedal para una bicicleta diseñado para transmitir una fuerza de depresión aplicada a un pedal a través de un elemento elástico a un piñón, aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 cada uno de los cuales tiene una pluralidad de polos N y polos S dispuestos alternativamente, están fijados al pedal y el piñón, respectivamente. Un primer par de sensores 151a y 151a' para detectar los polos magnéticos del primer aro magnético 141 están situados aproximadamente 180° separados uno de otro, y un segundo par de sensores 152a y 152a' para detectar los polos magnéticos del segundo aro magnético 142 están situados aproximadamente 180° separados uno de otro. Una diferencia de fase entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 se obtiene promediando diferencias de fase obtenidas por los pares de sensores primero y segundo. Con esta configuración, la diferencia de fase entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142 puede ser obtenida correctamente y la fuerza de depresión de pedal puede ser detectada exactamente independientemente de la desalineación entre los aros magnéticos primero y segundo 141 y 142.

Explicación de los pasos individuales S1-S17 en la Figura 12:

S1: CALCULAR UNA VELOCIDAD DEL VEHÍCULO

S2: ¿VELOCIDAD DEL VEHÍCULO \geq VS?

S3: LEER SALIDAS DE PRIMEROS SENSORES

S4: CALCULAR UNA CONFIGURACIÓN DE DETECCIÓN POR PRIMEROS SENSORES

S5: LEER SALIDAS DE SEGUNDOS SENSORES

S6: CALCULAR UNA CONFIGURACIÓN DE DETECCIÓN POR SEGUNDOS SENSORES

S7: CALCULAR UNA DIFERENCIA DE FASE (DIGITAL) ENTRE AROS MAGNÉTICOS PRIMERO Y SEGUNDO

S8: CALCULAR UN PAR DE ENTRADA

S9: DECIDIR UNA CANTIDAD DE CONTROL DEL MOTOR (TRABAJO)

S10: ENVIAR LA CANTIDAD DE CONTROL DEL MOTOR (TRABAJO)

S11: ¿ES ALTA LA SALIDA DE PRIMER SENSOR Nº 1?

S12: INICIAR EL RECUENTO DEL TEMPORIZADOR

S13: ¿ES ALTA LA SALIDA DE SEGUNDO SENSOR Nº 1?

S14: ALMACENAR UN VALOR DE RECUENTO DEL TEMPORIZADOR (T)

S15: ¿ES DE NUEVO ALTA LA SALIDA DE PRIMER SENSOR Nº 1?

S16: ALMACENAR UN VALOR DE RECUENTO DEL TEMPORIZADOR (T) Y RESETEAR EL TEMPORIZADOR

S17: CALCULAR T/T (ANALÓGICO)

\vskip1.000000\baselineskip

Explicación de los pasos individuales S1, S2, S21-S28 en la Figura 20:

S21: ¿SE HAN DETECTADO DESVIACIONES INICIALES?

S22: DETECTAR DESVIACIONES INICIALES t0 Y t0'

S23: ¿ESTÁ ENCENDIDO EL INTERRUPTOR DE MEMORIA?

S24: ALMACENAR LAS DESVIACIONES INICIALES t0 Y t0'

S1: CALCULAR LA VELOCIDAD DEL VEHÍCULO

S2: ¿VELOCIDAD DEL VEHÍCULO \geq VS?

S25: DETECTAR UNA DIFERENCIA DE FASE t2 POR SENSORES 151a Y 152a

S26: DETECTAR UNA DIFERENCIA DE FASE t3 POR SENSORES 151a' Y 152a'

S27: DETECTAR UN PERÍODO T POR SENSOR 151a O 151a'

S28: CALCULAR UN ÁNGULO DE CAMBIO DE FASE B A PARTIR DE LA ECUACIÓN (2)

\vskip1.000000\baselineskip

Explicación de los pasos individuales S1, S2, S21-S24, S31, S32, S37-S40 En la Figura 22:

S21: ¿SE HAN DETECTADO DESVIACIONES INICIALES?

S22: DETECTAR DESVIACIONES INICIALES t0 Y t0'

S23: ¿ESTÁ ENCENDIDO EL INTERRUPTOR DE MEMORIA?

S24: ALMACENAR LAS DESVIACIONES INICIALES t0 Y t0'

S1: CALCULAR LA VELOCIDAD DEL VEHÍCULO

S2: ¿VELOCIDAD DEL VEHÍCULO \geq VS?

S31: DETECTAR UNA DIFERENCIA DE FASE t11 POR SENSORES 151a Y 152a

S32: DETECTAR UNA DIFERENCIA DE FASE t11' POR SENSORES 151a' Y 152a'

S37: CALCULAR UN ÁNGULO DE CAMBIO DE FASE B A PARTIR DE LA ECUACIÓN (4)

S38: CALCULAR UN ÁNGULO DE CAMBIO DE FASE B A PARTIR DE LA ECUACIÓN (5)

S39: CALCULAR UN ÁNGULO DE CAMBIO DE FASE B A PARTIR DE LA ECUACIÓN (6)

S40: CALCULAR UN ÁNGULO DE CAMBIO DE FASE B A PARTIR DE LA ECUACIÓN (7)

Claims (4)

1. Un dispositivo de detección de fuerza de depresión de pedal para una bicicleta diseñado para transmitir una fuerza de depresión aplicada a un pedal (37R, 37L) a través de un elemento elástico (57) a un piñón (61), incluyendo:

aros rotativos primero y segundo (141, 142) fijados a dicho pedal (37R, 37L) y dicho piñón (61), respectivamente, teniendo cada uno de dichos aros rotativos primero y segundo (141, 142) una pluralidad de elementos de detección (143N, 143S, 147N, 147S) dispuestos en una dirección de giro a intervalos dados; y

sensores primero y segundo (151a, 152a) situados fijamente en relación opuesta a dichos aros rotativos primero y segundo (141, 142), respectivamente, para detectar dichos elementos de detección (143N, 143S, 147N, 147S), caracterizado porque la mejora incluye además:

sensores tercero y cuarto (151a', 152a') situados fijamente aproximadamente 180° separados de dichos sensores primero y segundo (151 a, 152a) con respecto a dichos aros rotativos primero y segundo (141, 142), respectivamente, para detectar dichos elementos de detección (143N, 143S, 147N, 147S);

siendo detectada dicha fuerza de depresión aplicada a dicho pedal (37R, 37L) según una primera diferencia de fase obtenida por dichos sensores primero y segundo (151 a, 152a) y una segunda diferencia de fase obtenida por dichos sensores tercero y cuarto (151a', 152a').

2. Un método de detección de fuerza de depresión de pedal para una bicicleta diseñado para transmitir una fuerza de depresión aplicada a un pedal (37R, 37L) a través de un elemento elástico (57) a un piñón (61), incluyendo el paso de:

detectar una primera diferencia de fase (t11) entre aros magnéticos rotativos primero y segundo (141, 142) fijados a dicho pedal (37R, 37L) y dicho piñón (61), respectivamente, teniendo cada uno de dichos aros magnéticos rotativos primero y segundo (141, 142) una pluralidad de elementos magnéticos (143N, 143S, 147N, 147S) dispuestos en una dirección de giro a intervalos dados,

caracterizado porque la mejora incluye además los pasos de:

detectar una segunda diferencia de fase (t11') entre dichos aros magnéticos rotativos primero y segundo (141, 142) en una posición angularmente espaciada aproximadamente 180° separados de una posición de detección de dicha primera diferencia de fase (t11) con respecto a dichos aros magnéticos rotativos primero y segundo (141, 142);

obtener una media (B) de dichas diferencias de fase primera y segunda (t11, t11'); y

obtener dicha fuerza de depresión aplicada a dicho pedal (37R, 37L) usando dicha media (B).

3. Un método de detección de fuerza de depresión de pedal para una bicicleta según la reivindicación 2, incluyendo los pasos de:

comparar dicha diferencia de fase (t11, t11') entre dichos aros magnéticos rotativos primero y segundo (141, 142) en dos posiciones angularmente espaciadas aproximadamente 180° separados una de otra con respecto a dichos aros magnéticos rotativos primero y segundo (141, 142) con una desviación inicial detectada preliminarmente (t0, t0') entre dichos aros rotativos primero y segundo (141, 142);

corregir dicha diferencia de fase (t11, t11') cuando dicha diferencia de fase (t11, t11') es menor que dicha desviación inicial (t0, t0'); y

obtener dicha fuerza de depresión aplicada a dicho pedal (37R, 37L) usando dicha diferencia de fase (t11, t11') corregida.

4. Un método de detección de fuerza de depresión de pedal según la reivindicación 2 o 3, donde dicha media (B) es una media aritmética.