NL1021277C2

NL1021277C2 - Bicycle with auxiliary motor.

Info

Publication number: NL1021277C2
Application number: NL1021277A
Authority: NL
Inventors: Satoshi Honda
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2003-06-13
Also published as: JP2003104274A; DE10243751B4; CN1410318A; DE10243751A1; CN1212953C; NL1021277A1

Description

FIETS MET HULPMOTORBIKE WITH AID MOTOR

[Technisch veld waarop de uitvinding betrekking heeft][Technical field to which the invention relates]

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 fiets met hulpmotor, en in het bijzonder op een fiets met hulpmotor geschikt voor het geven van een toepasselijke motorhulpkracht (hulpkracht) met het oog op een periodisch variërende trapkracht in overeenstemming met de draaihoek van een krukas.The present invention relates to a bicycle with an auxiliary motor, and in particular to a bicycle with an auxiliary motor suitable for providing an appropriate motor auxiliary force (auxiliary force) with a view to a periodically varying pedaling force in accordance with the rotation angle of a crankshaft.

10 [Stand van de techniek]10 [State of the art]

Een fiets met hulpmotor bevattende een aandrijfsysteem op menskracht voor het doorgeven van een kracht uitgeoefend door een rijder, namelijk, de trapkracht naar een achterwiel en een motoraandrijfsysteem geschikt voor het 15 toevoegen van een hulpvermogen aan het aandrijfsysteem op menskracht in overeenstemming met de trapkracht is bekend.A bicycle with auxiliary motor comprising a human-powered drive system for transmitting a force exerted by a rider, namely, the pedaling force to a rear wheel and a motor drive system suitable for adding an auxiliary power to the human-powered driving system in accordance with the pedaling force is known .

1021277 21021277 2

Indien de trapkracht gegeven is door gebruik te maken van krukaspedalen in de fiets met hulpmotor, dan wordt de trapkracht periodiek gevarieerd in overeenstemming met de draaihoek van een krukas, namelijk, de krukhoek. Daarom 5 wordt een electrische stroom toegevoerd aan de motor voor het geven van hulpvermogen ook gevarieerd samengaand met de variatie van de trapkracht. Daar waar de stroom periodiek gevarieerd wordt, wordt de hulpkracht ook periodiek gevarieerd, en geacht wordt dat het verbruik van een 10 batterij versneld is. Om dit probleem te verbeteren, is een fiets met hulpmotor voorgesteld waarin de krukhoek gedetecteerd is en de motor-hulpkracht bepaald is volgens de trapkracht als een gemiddelde van een geplande krukhoek (de publicatie van het Japanse octrooi nr. 3105570) .If the pedaling force is given by using crankshaft pedals in the bicycle with auxiliary engine, then the pedaling force is varied periodically in accordance with the rotation angle of a crankshaft, namely, the crank angle. Therefore, an electric current is supplied to the motor for giving auxiliary power also varied together with the variation of the pedaling force. Where the current is varied periodically, the auxiliary force is also varied periodically, and it is considered that the consumption of a battery is accelerated. To improve this problem, an auxiliary motor bike has been proposed in which the crank angle is detected and the motor auxiliary force is determined according to the pedaling force as an average of a planned crank angle (the publication of Japanese Patent No. 3105570).

15 [Problemen die door de uitvinding moeten worden opgelost][Problems to be solved by the invention]

In de hierboven besproken fiets met hulpmotor, is het gemiddelde van de trapkracht gebruikt, zodat de variatie van de benodigde hoeveelheid hulp klein is, en de variatie van de aan de motor toegevoerde stroom ook klein is.In the bicycle with auxiliary motor discussed above, the average of the pedaling force is used, so that the variation of the required amount of assistance is small, and the variation of the current supplied to the motor is also small.

20 Echter, het gemiddelde van de gedetecteerde trapkracht is een gemiddelde van de verleden trapkracht herleid tot de geplande krukhoek vanaf het huidige tijdstip. Daarom is de hulpkracht afgegeven op het huidige tijdstip in overeenstemming met de verleden trapkracht, zodat een 25 regelvertraging gegenereerd is, en het onmogelijk is om een snelle variatie van de trapkracht te volgen.However, the average of the detected pedaling force is an average of the past pedaling force reduced to the planned crank angle from the current time. Therefore, the auxiliary force is delivered at the current time in accordance with the past pedaling force, so that a control delay is generated, and it is impossible to follow a rapid variation of the pedaling force.

Met het oog op het hierboven genoemde probleem, is het een doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een fiets met hulpmotor geschikt voor het toepasselijk 30 geven van een benodigde hulpkracht zonder het volgen van de frequente variaties van de trapkracht.In view of the above-mentioned problem, it is an object of the present invention to provide a bicycle with an auxiliary motor suitable for appropriately providing a necessary auxiliary force without following the frequent variations of the pedaling force.

[Middelen voor het oplossen van de problemen] 1021277 3[Resources for solving the problems] 1021277 3

Om het hierboven genoemde doel te bereiken, wordt de onderhavige uitvinding ten eerste gekenmerkt doordat voorzien is in een trapkrachtreferentiewaarde opslagmiddelen waarin een trapkrachtreferentiewaarde 5 overeenkomstig met een krukhoek opgeslagen is, schattingsmiddelen voor het schatten van een trapkracht in een volgende geplande periode door het vergelijken van de gedetecteerde trapkracht met de trapkrachtreferentiewaarde overeenstemmend met de krukhoek op het moment van detectie 10 van de trapkracht, en regelmiddelen voor het bepalen van een hulpkracht door een motor op basis van de trapkrachtschatting door de schattingsmiddelen.To achieve the above object, the present invention is firstly characterized in that there is provided a pedaling force reference value storage means in which a pedaling force reference value corresponding to a crank angle is stored, estimation means for estimating a pedaling force in a next scheduled period by comparing the detected pedaling force with the pedaling force reference value corresponding to the crank angle at the time of detection of the pedaling force, and control means for determining an auxiliary force by a motor based on the pedaling force estimation by the estimation means.

Volgens het eerste kenmerkend element, wordt de verhouding tussen de referentietrapkrachtwaarde en de 15 actuele trapkracht gedetecteerd door het vergelijken van de actueel gedetecteerde trapkracht en de actuele krukhoek met de trapkrachtreferentiewaarde, zodat de trapkracht voor iedere krukhoek geschat kan worden in overeenstemming met de verhouding. Vervolgens, wordt een hulpkracht bepaald op 20 basis van een geschatte waarde van de trapkracht in een geplande periode, bijvoorbeeld, in een halve rotatie van de krukas.According to the first characteristic element, the ratio between the reference pedaling force value and the actual pedaling force is detected by comparing the currently detected pedaling force and the actual crank angle with the pedaling force reference value, so that the pedaling force for each crank angle can be estimated according to the ratio. Subsequently, an auxiliary force is determined on the basis of an estimated value of the pedaling force in a planned period, for example, in a half rotation of the crankshaft.

De onderhavige uitvinding wordt ten tweede gekenmerkt doordat de schattingmiddelen samengesteld zijn voor een 25 trapkrachtpiekwaarde te berekenen in de volgende geplande periode op basis van de gedetecteerde trapkracht en de krukhoek op het moment van detectie van de trapkracht en het afgeven van een gemiddelde van de trapkracht in de geplande periode op basis van de trapkrachtpiekwaarde als 30 een geschatte trapkrachtwaarde. Volgens het tweede kenmerkend element, is het bepaalde trapkrachtgemiddelde niet gebaseerd op de gedetecteerde trapkracht in het 1021277 4 verleden maar gebaseerd op de geschatte trapkrachtpiekwaarde, en de hulpkracht is berekend op basis van het trapkrachtgemiddeld.The present invention is secondly characterized in that the estimation means are composed for calculating a pedaling force peak value in the next planned period based on the detected pedaling force and the crank angle at the time of detection of the pedaling force and delivering an average of the pedaling force in the planned period based on the pedaling force peak value as an estimated pedaling force value. According to the second characteristic element, the determined pedaling force average is not based on the detected pedaling force in the past but based on the estimated pedaling force peak value, and the auxiliary force is calculated based on the pedaling power average.

De onderhavige uitvinding is ten derde gekenmerkt door 5 een aandrijfkettingwiel verbonden met een krukas dat gevormd is in een elliptische vorm, en de krukhoekdetectiemiddelen omvatten snelheidstoename-verhouding-detectiemiddelen voor het detecteren van een snelheidstoenameverhouding op basis van het toerental van 10 het aandrijfkettingwiel en het toerental van een achterwiel, referentie-snelheidstoename-verhouding opslagmiddelen waarin een referentie snelheidstoenameverhouding overeenkomstig met de krukhoek opgeslagen is, krukhoekdetectiemiddelen voor het detecteren van een 15 krukhoek kandidaat door een vergelijking tussen de gedetecteerde snelheidstoenameverhouding en de referentiesnelheidstoenameverhouding, en krukhoek-vaststelmiddelen voor het vaststellen van de krukhoek volgens de variatie richting van de 20 snelheidstoenameverhouding.The present invention is thirdly characterized by a drive sprocket connected to a crankshaft formed in an elliptical shape, and the crank angle detection means include speed increase ratio detection means for detecting a speed increase ratio based on the speed of the drive sprocket and the speed of rotation of a rear wheel, reference speed increase ratio storage means in which a reference speed increase ratio corresponding to the crank angle is stored, crank angle detection means for detecting a crank angle candidate through a comparison between the detected speed increase ratio and the reference speed increase ratio, and crank angle determining means for determining the crank angle according to the variation direction of the speed increase ratio.

Volgens het derde kenmerkend element varieert de radius van het elliptisch kettingwiel langs de omtrekrichting, zodat de snelheidstoenameverhouding varieert met de krukhoek. Daardoor kan de actuele krukhoek 25 gedetecteerd worden door een vergelijking tussen de voorafgaand ingestelde referentiesnelheidstoename verhouding en de gedetecteerde snelheidstoenameverhouding.According to the third characteristic element, the radius of the elliptical sprocket varies along the circumferential direction, so that the speed increase ratio varies with the crank angle. Therefore, the current crank angle 25 can be detected by a comparison between the preset reference speed increase ratio and the detected speed increase ratio.

De onderhavige uitvinding wordt ten vierde gekenmerkt doordat er voorzien is in stabiele trapkrachtreferentie-30 waarde-opslagmiddelen waarin een stabiele trapkracht- referentiewaarde evenredig met een vlakke ondergrond loopweerstand van een lichte fiets overeenkomstig de 1021277 5 voertuigsnelheid opgeslagen is, en de regelmiddelen samengesteld zijn voor het berekenen van een stabiele hulpkracht door een PID regeling op basis van de geschatte trapkrachtwaarde en de stabiele trapkrachtreferentiewaarde, 5 zodat de stabiele hulpkracht toeneemt als de geschatte trapkrachtwaarde toeneemt en de stabiele hulpkracht afneemt als de stabiele trapkrachtreferentiewaarde toeneemt, en voor het afgeven van de onveranderlijke stabiele hulpkracht onafhankelijk van periodieke variaties van de trapkracht.The present invention is characterized in the fourth place in that stable pedal force reference value storage means are provided in which a stable pedal force reference value is stored in proportion to a flat surface running resistance of a light bicycle according to the vehicle speed, and the control means are arranged for calculating a stable auxiliary force through a PID control based on the estimated pedaling force value and the stable pedaling force reference value, so that the stable auxiliary force increases as the estimated pedaling force value increases and the stable auxiliary force decreases as the stable pedaling force reference value increases, and for delivering the invariably stable auxiliary force independent of periodic variations of the pedaling force.

10 Volgens het vierde kenmerkend element, wordt een vertraging van de regeling voorkomen door gebruik van de geschatte gemiddelde trapkrachtwaarde. Bovendien, daar de stabiele trapkrachtreferentiewaarde evenredig is met de vlakke ondergrondloopweerstand gevarieerd volgens de 15 voertuigsnelheid, wordt de stabiele hulpkracht niet extreem vergroot zelfs als de gemiddelde trapkrachtwaarde toeneemt in het geval van, bijvoorbeeld, het beklimmen van een helling waar de voertuigsnelheid niet zozeer toeneemt ondanks dat de trapkracht toeneemt. Als resultaat, 20 daardoor, neemt de stabiele hulpkracht toe, en neemt de hulpkracht toe.According to the fourth characteristic element, a delay of the control is prevented by using the estimated average pedaling force value. Moreover, since the stable pedaling force reference value is proportional to the flat surface running resistance varied according to the vehicle speed, the stable auxiliary force is not extremely increased even if the average pedaling force value increases in the case of, for example, climbing a slope where the vehicle speed does not increase so much despite that the pedaling force increases. As a result, thereby, the stable auxiliary force increases, and the auxiliary force increases.

[Resultaten van de uitvinding][Results of the invention]

Het is duidelijk van de beschrijving hierboven, dat volgens de uitvinding zoals hierboven uiteengezet in 25 conclusies 1 tot en met 4, dat de hulpkracht bepaald is op basis van een geschatte trapkracht, zodat een vertraging van de regeling is opgelost. In het bijzonder, volgens de uitvinding van conclusie 2, is de hulpkracht bepaald op basis van een gemiddelde trapkracht-waarde, zodat een 30 stabiele hulp zonder het opvolgen van de periodieke variatie gegenereerd door de rotatie van de krukas uitgevoerd kan worden.It is clear from the above description that according to the invention as set forth above in claims 1 to 4, that the auxiliary force is determined on the basis of an estimated pedaling force, so that a delay in control is solved. In particular, according to the invention of claim 2, the auxiliary force is determined on the basis of an average pedaling force value, so that a stable auxiliary force can be carried out without following the periodic variation generated by the rotation of the crankshaft.

1021277 61021277 6

Bovendien, volgens de uitvinding van conclusie 3, kan de krukhoek gedetecteerd worden door gebruik te maken van de kenmerken van rotatie door de vorm van het aandrijf kettingwiel, zodat het niet nodig is om te voorzien in een 5 krukhoek detectie-sensor voor exclusief gebruik.Moreover, according to the invention of claim 3, the crank angle can be detected by making use of the rotation characteristics through the shape of the drive sprocket, so that it is not necessary to provide a crank angle sensor for exclusive use.

Verder, volgens de uitvinding van conclusie 4, kan een hulp aangepast aan de loop-condities zoals voertuigsnelheid en wegoppervlak-condities verkregen worden. Daarnaast, dankzij het oplossen van de regelvertraging, 10 wordt geen overlapping gegenereerd tussen de variatie van de trapkracht en de variatie van de werkelijke loopsnelheid van het voertuig, zodat een goed loopgevoel verkregen kan worden.Furthermore, according to the invention of claim 4, an aid adapted to the walking conditions such as vehicle speed and road surface conditions can be obtained. In addition, due to resolving the control delay, no overlap is generated between the variation of the pedaling force and the variation of the actual walking speed of the vehicle, so that a good walking feeling can be obtained.

[Korte beschrijving van de tekeningen] 15 Figuur 1 is een blokdiagram dat de samenstelling van de regelinrichting toont in een fiets met hulpmotor volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.[Brief description of the drawings] Figure 1 is a block diagram showing the composition of the control device in an auxiliary motor bicycle according to an embodiment of the present invention.

Figuur 2 is een zij-aanzicht van de fiets met hulpmotor volgens de onderhavige uitvinding.Figure 2 is a side view of the bicycle with auxiliary motor according to the present invention.

20 Figuur 3 is een zij-aanzicht van een belangrijk deel van een aandrijf-gedeelte op menskracht omvattende een trapkracht detector.Figure 3 is a side view of an important part of a human-powered driving section including a pedaling force detector.

Figuur 4 is een aanzicht genomen langs de pijl A-A van figuur 3.Figure 4 is a view taken along the arrow A-A of Figure 3.

25 Figuur 5 is een vergroot dwarsdoorsnede aanzicht van een belangrijk deel van figuur 3.Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of an important part of Figure 3.

Figuur 6 is een dwarsdoorsnede aanzicht van een in de fiets met hulpmotor volgens de onderhavige uitvinding gebruikte motor.Figure 6 is a cross-sectional view of an engine used in the bicycle with auxiliary motor according to the present invention.

30 Figuur 7 is een diagram dat de relatie toont tussen de krukhoek en de trapkracht.Figure 7 is a diagram showing the relationship between the crank angle and the pedaling force.

1021277 71021277 7

Figuur 8 is een diagram dat de waarde van de verhouding (factor fl) van een piekwaarde van sterke trapkracht tot een trapkracht corresponderend met de krukhoek toont.Figure 8 is a diagram showing the value of the ratio (factor f1) of a peak value of strong pedaling force to a pedaling force corresponding to the crank angle.

5 Figuur 9 is een diagram dat de sne1heids-toename- verhouding overeenkomstig met de krukhoek toont.Figure 9 is a diagram showing the speed increase ratio corresponding to the crank angle.

Figuur 10 is een diagram dat de stabiele trapkracht-referentie-waarde toont afhankelijk van de voertuig snelheid.Figure 10 is a diagram showing the stable pedaling force reference value depending on the vehicle speed.

10 Figuur 11 toont tijdgrafieken van een werking op het moment van stabiele loop op een vlakke ondergrond, op het moment van een versnelde loop op een vlakke ondergrond, en op het moment van overgang van een vlakke ondergrond naar een klimmende helling.Figure 11 shows time graphs of an operation at the moment of a stable run on a flat surface, at the moment of an accelerated run on a flat surface, and at the moment of transition from a flat surface to a climbing slope.

15 [Manier voor het uitvoeren van de uitvinding][Method for carrying out the invention]

Een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zal hieronder beschreven worden refererend naar de tekeningen. Figuur 2 is een zijaanzicht van een fiets met hulpmotor omvattende een regelinrichting volgens een uitvoeringsvorm 20 van de onderhavige uitvinding. Een voertuigframe 1 van de fiets met hulpmotor omvat een hoofdbuis 2 geplaatst aan de voorzijde van een voertuigframe, een aflopende buis 3 die zich achterwaarts en benedenwaarts uitstrekt vanaf de hoofdbuis 2, een achtervork 4 verbonden met de aflopende 25 buis 3 en achterwaarts uitstrekkend, en een zit-stijl 5 opwaarts opgericht van het laagste uiteinde van de aflopende buis 3.An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 2 is a side view of a bicycle with an auxiliary motor comprising a control device according to an embodiment of the present invention. A vehicle frame 1 of the bicycle with auxiliary engine comprises a main tube 2 placed at the front of a vehicle frame, a descending tube 3 extending backwards and downwards from the main tube 2, a rear fork 4 connected to the descending tube 3 and extending rearwardly, and a seat post 5 erected upwards from the lowest end of the descending tube 3.

Een voorvork 6 is draaibaar ondersteund door de hoofdbuis 2. Een voorwiel 7 is aan de as ondersteund aan 30 het lager uiteinde van de voorvork 6, en een stuur 8 is gemonteerd aan het bovenste einde van de voorvork 6. Het stuur 8 is voorzien van een remhendel 9, en een kabel 10 1021277A front fork 6 is rotatably supported by the main tube 2. A front wheel 7 is supported on the shaft at the lower end of the front fork 6, and a handlebar 8 is mounted on the upper end of the front fork 6. The handlebar 8 is provided with a brake lever 9, and a cable 10 1021277

I II I

8 afkomstig van de remhendel 9 is verbonden aan een voorwielrem 11 bevestigd aan de voorvork 6. Op een vergelijkbare manier is het stuur 8 ook voorzien met een remhendel voor een achterwielrem, maar deze is weggelaten 5 in de figuur. De remhendel 9 is voorzien van een remsensor (niet getoond) voor het registeren dat de remhendel 9 bediend is.8 from the brake lever 9 is connected to a front wheel brake 11 attached to the front fork 6. In a similar manner, the handlebar 8 is also provided with a brake lever for a rear wheel brake, but this is omitted in the figure. The brake lever 9 is provided with a brake sensor (not shown) for registering that the brake lever 9 is operated.

Een links-rechts paar stijlen 12 verbonden met het bovenste uiteinde van de zitstijl 5 strekken zich 10 achterwaarts en neerwaarts uit, en zijn in de nabijheid van hun lagere uiteinden verbonden met een achtervork 4. Een achterwiel 13 is ondersteund op een deel dat gevormd wordt door het aan elkaar bevestigen van de achtervork 4 en de stijlen 12, en een motor 14 als een hulpkrachtbron is 15 ondersteund door het deel co-axiaal met een naaf van het achterwiel 13. Als de motor 14, is bij voorkeur in drie fasen borstelloze motor met hoge torsie en lage wrijving gebruikt. De specifieke structuur en regeling van de motor 14 zal later beschreven worden.A left-right pair of posts 12 connected to the upper end of the seat post 5 extend rearwardly and downwardly, and are connected to a rear fork 4 near their lower ends. A rear wheel 13 is supported on a portion being formed by attaching the rear fork 4 and the struts 12 together, and a motor 14 as an auxiliary power source 15 is supported by the part coaxial with a hub of the rear wheel 13. As the motor 14, preferably three-phase brushless high torque and low friction motor used. The specific structure and control of the motor 14 will be described later.

20 Een draagschacht 16 aan het bovenste uiteinde voorzien van een zitting 15 is gemonteerd aan de zitstijl 5 zodat de hoogte van de zitting 15 aangepast kan worden. Onder de zitting 15 en tussen de zitstijl 5 en het achterwiel 13 is een batterij 17 aangebracht voor het toevoeren van 25 electrisch vermogen naar de motor 14. De batterij 17 is vastgehouden door beugels 18 aan de zitstijl 5. Een electriciteitsvoorzieningsdeel 19 is aangebracht aan de beugels 18, en het electriciteitsvoorzieningsdeel 19 is aangesloten aan de motor 14 door draden die niet getoond 30 zijn, en is aangesloten aan de electrodes van de batterij 17. Een bovenste gedeelte van de batterij 17 is ondersteund 1021277 9 door de zitstijl 5 door bevestigingsmiddelen die een band 20 en een metalen gesp 21 vormen.A support shaft 16 provided with a seat 15 at the upper end is mounted on the seat post 5 so that the height of the seat 15 can be adjusted. Below the seat 15 and between the seat post 5 and the rear wheel 13, a battery 17 is provided for supplying electric power to the motor 14. The battery 17 is held by brackets 18 on the seat post 5. An electricity supply part 19 is arranged on the brackets 18, and the electricity supply part 19 is connected to the motor 14 by wires that are not shown, and is connected to the electrodes of the battery 17. An upper part of the battery 17 is supported 1021277 9 by the seat post 5 by fasteners which forming a strap 20 and a metal buckle 21.

Een krukas 22 die zich uitstrekt in de links-rechts richting van het voertuigframe, is ondersteund op een 5 kruisend gedeelte van de aflopende buis 3 en de zitstijl 5, en pedalen 24 zijn bevestigd aan de krukas 22 via de krukken 23. Een aandrijfkettingwiel 25 is verbonden met de krukas 22 via een niet getoonde trapkrachtsensor, en trapkrachten uitgeoefend op de pedalen 24 worden 10 doorgegeven aan het aandrijfkettingwiel 25 via de trapkrachtsensor. Het aandrijfkettingwiel 25 is elliptisch gevormd aan zijn buitenste omtrekvorm.A crankshaft 22 extending in the left-right direction of the vehicle frame is supported on a crossing portion of the descending tube 3 and the seat post 5, and pedals 24 are attached to the crankshaft 22 via the cranks 23. A drive sprocket 25 is connected to the crankshaft 22 via a pedal force sensor (not shown), and pedal forces exerted on the pedals 24 are transmitted to the drive sprocket 25 via the pedal force sensor. The drive sprocket 25 is elliptically shaped on its outer peripheral shape.

Een ketting 27 is aangebracht tussen het aandrijfkettingwiel 25 en een aandrijfkettingwiel 26 15 geplaatst aan de naaf van het achterwiel 13 . De spanningszijde van de ketting 27 en het aandrijfkettingwiel 25 zijn bedekt met een kettingkast 28. De krukas 22 is voorzien van een rotatiesensor (niet getoond) voor de krukas 22. Als rotatiesensor kan een bekende gebruikt 20 worden zoals een sensor gebruikt voor het detecteren van de rotatie van een krukas in een automotor.A chain 27 is arranged between the drive sprocket 25 and a drive sprocket 26 placed on the hub of the rear wheel 13. The tension side of the chain 27 and the drive sprocket 25 are covered with a chain housing 28. The crankshaft 22 is provided with a rotation sensor (not shown) for the crankshaft 22. As a rotation sensor, a known 20 such as a sensor used for detecting the rotation of a crankshaft in a car engine.

Vervolgens is een trapkrachtdetector beschreven die gemonteerd is op de krukas 22. Figuur 3 is een dwarsdoorsnede aanzicht van de omgeving van de krukas 22, 25 en figuur 4 is een aanzicht genomen langs de pijl A-A van figuur 3. Kogellagers 102L, 102R zijn aangebracht tussen afsluitkappen 101L, 101R aangebracht door schroeven aan beide uiteinden van een steunbuis 100 verbonden met de aflopende buis 3 en treden gevormd in de krukas 22, 30 waardoor de krukas 22 draaibaar ondersteund is.Next, a pedal force detector is described which is mounted on the crankshaft 22. Figure 3 is a cross-sectional view of the environment of the crankshaft 22, 25 and Figure 4 is a view taken along the arrow AA of Figure 3. Ball bearings 102L, 102R are arranged between closure caps 101L, 101R mounted by screws at both ends of a support tube 100 connected to the down tube 3 and steps formed in the crankshaft 22, whereby the crankshaft 22 is rotatably supported.

De krukken 23 zijn respectievelijk bevestigd aan de linker en rechter uiteinden van de krukas 22 door moeren 1021277 10 103C aangepast aan bouten 103B (alleen de rechterzijde is getoond). Een binnenste ring 105 van een eenrichtingkoppeling 104 is aangebracht tussen de kruk 23 en de ondersteuningsbuis 100. Het aandrijfkettingwiel 25 is 5 draaibaar ondersteund aan de buitenste rand van de binnenste ring 105 via een ring 105A. De positie van het aandrijfkettingwiel 25 in een voortstuwingsrichting is beperkt door een moer 106A en een plaat 106B.The cranks 23 are respectively attached to the left and right ends of the crankshaft 22 by nuts 1021277 10 103C adapted to bolts 103B (only the right side is shown). An inner ring 105 of a one-way clutch 104 is provided between the crank 23 and the support tube 100. The drive sprocket 25 is rotatably supported on the outer edge of the inner ring 105 via a ring 105A. The position of the drive sprocket 25 in a direction of propulsion is limited by a nut 106A and a plate 106B.

Het aandrijfkettingwiel 25 is integraal voorzien van 10 een afscherming 107, en een overbrengingsplaat 108 is aangebracht in de ruimte omgeven door het aandrijfkettingwiel 25 en de afscherming 107. De overbrengingsplaat 108 is co-axiaal geplaatst met het aandrijfkettingwiel 25 en is zodanig ondersteund dat een 15 verwachte hoeveelheid van onderlinge overlapping daartussen in de draairichting rond de as van de krukas 22 toegestaan is.The drive sprocket 25 is integrally provided with a shield 107, and a transmission plate 108 is provided in the space surrounded by the drive sprocket 25 and the shield 107. The transmission plate 108 is co-axially arranged with the drive sprocket 25 and is supported such that a sprocket expected amount of mutual overlap between them in the direction of rotation around the axis of the crankshaft 22 is permitted.

Een groot aantal (hier, zes) vensters 109 zijn voorzien in gebieden uitstrekkende over het 20 aandrijfkettingwiel 25 en de overbrengingsplaat 108, en compressiedrukveren 110 zijn respectievelijk ingesloten in de binnenkant van de vensters 109. Indien een gemeenschappelijke overlapping gegenereerd wordt in de rotatierichting tussen het aandrijfkettingwiel 25 en de 25 overbrengingsplaat 108, werken de compressiespiraalveren 110 voor het genereren van weerstandkrachten tegen de overlapping.A large number (here, six) of windows 109 are provided in areas extending over the drive sprocket 25 and the transfer plate 108, and compression compression springs 110 are respectively enclosed in the inside of the windows 109. If a common overlap is generated in the direction of rotation between the drive sprocket 25 and transmission plate 108, compression coil springs 110 operate to generate resistive forces against the overlap.

Rateltanden 111 als een buitenste ring van de eenrichtingkoppeling 104 zijn aangebracht aan de binnenste 30 omtrek van een naaf van de overbrengingsplaat 108, en de rateltanden 111 zijn in elkaar grijpend met ratelpallen 113 ondersteund door de hierboven genoemde binnenste ring 105 1021277 11 en bekrachtigd door veren 112 in de radiale richting. De eenrichtingkoppeling 104 is voorzien van een afdekking 114 voor stofwering.Ratchet teeth 111 as an outer ring of the one-way clutch 104 are provided on the inner circumference of a hub of the transmission plate 108, and the ratchet teeth 111 are interlocked with ratchet paws 113 supported by the aforementioned inner ring 105 1021277 11 and energized by springs 112 in the radial direction. The one-way coupling 104 is provided with a cover 114 for dust protection.

De overbrengingsplaat 108 is voorzien van sluitgaten 5 116 waarmee uitstekende gedeelten 115 bevestigd aan een trapkrachtoverbrengingsring 124 voor het overbrengen van een trapkracht in elkaar grijpend zijn. Het aandrijfkettingwiel 25 is voorzien van vensters 117 om het in elkaar grijpen van de uitstekende gedeeltes 115 met de 10 sluitgaten 116 mogelijk te maken, en de uitstekende gedeeltes 115 zijn aangebracht in de sluitgaten 116 via de vensters 117.The transfer plate 108 is provided with closing holes 116 through which projecting portions 115 attached to a pedaling force transfer ring 124 for transmitting a pedaling force are interlocking. The drive sprocket 25 is provided with windows 117 to enable the projecting portions 115 with the closing holes 116 to engage into each other, and the projecting portions 115 are provided in the closing holes 116 via the windows 117.

Een groot aantal (hier, drie) kleine vensters verschillend van de vensters 109 zijn aangebracht in 15 gebieden die de aandrijfkettingwiel 25 en de overbrengingsplaat 108 afdekken, en compressie spiraalveren 118 zijn respectievelijk opgesloten in de binnenzijde van de kleine vensters. De compressiespiraalveren 118 zijn zodanig geplaatst dat zij de overbrengingsplaat 108 20 bekrachtigen naar de zijde van de rotatierichting 119. De compressiespiraalveren 118 werken, namelijk, in de richting van het adsorberen van de trillingen van een bevestigingsgedeelte tussen het aandrijfkettingwiel 25 en de overbrengingsplaat 108, en werkt zodanig dat de 25 verplaatsing van de overbrengingsplaat 108 met goede responsie eigenschappen doorgegeven wordt aan het aandrijvingkettingswiel 25.A large number (here, three) of small windows different from the windows 109 are arranged in areas covering the drive sprocket 25 and the transfer plate 108, and compression coil springs 118 are enclosed in the interior of the small windows, respectively. The compression coil springs 118 are positioned to actuate the transfer plate 108 towards the direction of rotation 119. The compression coil springs 118 operate, namely, in the direction of adsorbing the vibrations of a mounting portion between the drive sprocket 25 and the transfer plate 108, and operates in such a way that the displacement of the transfer plate 108 with good response properties is transmitted to the drive sprocket 25.

Een sensorgedeelte (trapkrachtsensor) 47 van een trapkrachtdetector is aangebracht aan de voertuig 30 framezijde, namelijk, de aflopende buis 3 zijde van het aandrijvingkettingwiel 25. De trapkrachtsensor 47 bevat een buitenste ring 120 bevestigd aan het aandrijvingkettingwiel 1021277 12 25, en een sensor hoofdlichaam 121 voor het vormen van een magnetisch circuit dat relatief tot de buitenzijdering 120 roteerbaar aangebracht is.A sensor portion (pedaling force sensor) 47 of a pedaling force detector is provided on the vehicle frame side, namely, the descending tube 3 side of the drive sprocket 25. The pedaling force sensor 47 comprises an outer ring 120 attached to the drive sprocket 1021277 12 25, and a sensor main body 121 for forming a magnetic circuit rotatably mounted relative to the outer side 120.

De buitenste ring 120 is gevormd van een electrisch 5 isolerend materiaal, en is aangebracht aan het aandrijvingkettingwiel 25 door een niet getoonde bout. Een afdekking 122 is aangebracht op de aandrijvingkettingwiel 25 zijde van de buitenste ring 120, en is bevestigd aan de buitenste ring 120 door een instelschroef 123.The outer ring 120 is formed from an electrically insulating material, and is mounted on the drive sprocket 25 by a bolt (not shown). A cover 122 is mounted on the drive sprocket side of the outer ring 120, and is attached to the outer ring 120 by an adjustment screw 123.

10 Figuur 5 is een uitvergroot deel-aanzicht van het sensor hoofdlichaam 121. Een spoel 125 is concentrisch met de krukas 22 aangebracht, en een paar kernen 126A, 126B zijn aangebracht welke aan beide zijden geplaatst zijn in de axiale richting van de spoel 125 en steken uit in de 15 richting van de buitenste omtrek van de spoel 125. Een ringvormig eerste inductielichaam 127 en een ringvormig tweede inductielichaam 128 zijn aangebracht tussen de kernen 126A en 126B. Het eerste inductielichaam 127 en het twee inductielichaam 128 zijn onderling verplaatsbaar in de 20 omtreksrichting volgens de trapkracht doorgegeven van de trapkracht doorgeefring 124, en de hoeveelheid van onderlinge overlap bij het gedeelte tussen de kernen 126A en 126B wordt gevarieerd door de verplaatsing. Dit heeft ten gevolge dat als de spoel 125 voorzien is van een 25 electrische stroom, de magnetische flux van een magnetisch circuit omvattende de kernen 126A, 126B, een kernkraag 129, een eerste inductielichaam 127 en het tweede inductielichaam 128 gevarieerd wordt in overeenstemming met de trapkracht. Vervolgens kan de trapkracht gedetecteerd 30 worden door het detecteren van de variatie van de inductie van de spoel 125 die een functie is van de magnetische flux. De nummers 130, 131 in figuur 5 duiden steundelen 1021277 13 voor het sensorhoofdlichaam 121 aan, nummer 132 duidt een lager aan, en nummer 133 duidt aansluitdraden geleid uit de spoel 125 aan.Figure 5 is an enlarged partial view of the sensor main body 121. A coil 125 is arranged concentrically with the crankshaft 22, and a pair of cores 126A, 126B are provided which are positioned on both sides in the axial direction of the coil 125 and project in the direction of the outer circumference of the coil 125. An annular first induction body 127 and an annular second induction body 128 are provided between the cores 126A and 126B. The first induction body 127 and the two induction body 128 are mutually displaceable in the circumferential direction according to the pedaling force transmitted from the pedaling force passing ring 124, and the amount of mutual overlap at the portion between the cores 126A and 126B is varied by the displacement. This has the consequence that if the coil 125 is provided with an electric current, the magnetic flux of a magnetic circuit comprising the cores 126A, 126B, a core collar 129, a first induction body 127 and the second induction body 128 is varied in accordance with the pedalforce. The pedaling force can then be detected by detecting the variation of the induction of the coil 125 which is a function of the magnetic flux. The numbers 130, 131 in Figure 5 denote support members 1021277 13 for the sensor main body 121, number 132 denotes a bearing, and number 133 denotes lead wires led from the coil 125.

De trapkrachtsensor is in meer detail beschreven in de 5 beschrijving van een vorige aanvrage van de onderhavige aanvrager (Japanse octrooiaanvrage nr. Hei 11-251870 (ref.nr. A99-1026)). De trapkrachtsensor is niet gelimiteerd tot degene voorzien van de hierboven besproken structuur, en een bekende sensor kan gebruikt worden.The pedaling force sensor is described in more detail in the description of a previous application of the present applicant (Japanese Patent Application No. Hei 11-251870 (ref. No. A99-1026)). The pedaling force sensor is not limited to the one provided with the structure discussed above, and a known sensor can be used.

10 Figuur 6 is een dwarsdoorsnedeaanzicht van de motor 14. Een cilinder 13 met een schakelinrichting daarin opgenomen is ondersteund door een as 31, op een plaat 29 die zich achterwaarts uitstrekt vanaf een gezamenlijk gedeelte van het achterste uiteinde van de achtervork 4 en 15 de lagere uiteinde van de stijlen 12. Een wielnaaf 32 is aangebracht aan de buitenomtrek van de cilinder 30. De wielnaaf 32 is een ringvormig lichaam dat een binnenbuis en een buitenbuis vormt, en het binnenste omtrekoppervlak van de binnenbuis maakt contact met de buitenomtrek van de 20 cilinder 30. Een aansluitplaat 33 uitstrekkend vanaf de cilinder 30 is bevestigd aan een zijoppervlak van de wielnaaf 32 door een moer 34. Neodiniummagneten 35 die de rotor-zijde polen van de motor 14 vormen zijn aangebracht op vooraf bepaalde intervallen aan de binnenomtrek van de 25 buitenbuis van de wielnaaf 32. De buitenbuis vormt namelijk een de magneten 35 houdende rotorkern.Figure 6 is a cross-sectional view of the engine 14. A cylinder 13 with a switching device included therein is supported by a shaft 31, on a plate 29 extending rearwardly from a common portion of the rear end of the rear fork 4 and the lower one end of the pillars 12. A wheel hub 32 is provided on the outer circumference of the cylinder 30. The wheel hub 32 is an annular body forming an inner tube and an outer tube, and the inner peripheral surface of the inner tube contacts the outer circumference of the cylinder 30. A connecting plate 33 extending from the cylinder 30 is attached to a side surface of the wheel hub 32 by a nut 34. Neodinium magnets 35 forming the rotor-side poles of the motor 14 are arranged at predetermined intervals on the inner circumference of the outer tube. of the wheel hub 32. The outer tube namely forms a rotor core containing the magnets 35.

Een lager 36 is aangebracht aan de buitenomtrek van de binnenbuis van de wielnaaf 32, en een statordraagplaat 37 is aangebracht aan de buitenomtrek van het lager 36. Een 30 stator 38 is aan de buitenomtrek van de statordraagplaat 3 7 geplaatst, en is bevestigd door een bout 40. De stator 38 is geplaatst voor het hebben van een vooraf bepaalde dunne t Q 'i i'ij 14 spleet tussen hemzelf en de rotorkern, namelijk, de buitenbuis van de wielnaaf 32, en een drie-fasenspoel 39 is rond de stator 38 gewikkeld.A bearing 36 is mounted on the outer circumference of the inner tube of the wheel hub 32, and a stator bearing plate 37 is mounted on the outer circumference of the bearing 36. A stator 38 is placed on the outer circumference of the stator bearing plate 7, and is attached by a bolt 40. The stator 38 is positioned to have a predetermined thin gap 14 between itself and the rotor core, namely, the outer tube of the wheel hub 32, and a three-phase coil 39 is around the stator 38 wrapped.

Lichtsensoren 41 zijn aangebracht aan een zijoppervlak 5 van de stator-draagplaat 37. Elk van de lichtsensoren 41 is zodanig geconstrueerd dat indien de wielnaaf 32 geroteerd wordt, een optisch pad periodiek onderbroken wordt door een ringvormig deel 42 geplaatst op de wielnaaf 32 en, als resultaat, wordt een golfvormig pulssignaal afgegeven. Het 10 ringvormige deel 42 heeft een regelmatige rechthoekige tandvorm zodat het het optisch pad van elk van de lichtsensoren op het moment van rotatie periodiek kan onderbreken. Een positiesignaal van de wielnaaf 32 als een rotor is gedetecteerd op basis van het golfvormig 15 pulssignaal. De lichtsensoren 41 zijn op drie posities aangebracht corresponderend met de fasen van de motor 14, en zijn allen werkzaam als een rotatiesensor en een pulssensor voor de motor 14.Light sensors 41 are mounted on a side surface 5 of the stator support plate 37. Each of the light sensors 41 is constructed such that if the wheel hub 32 is rotated, an optical path is periodically interrupted by an annular portion 42 placed on the wheel hub 32 and, if As a result, a wave-shaped pulse signal is output. The annular part 42 has a regular rectangular tooth shape so that it can periodically interrupt the optical path of each of the light sensors at the time of rotation. A position signal from the wheel hub 32 as a rotor is detected based on the wave-shaped pulse signal. The light sensors 41 are arranged at three positions corresponding to the phases of the motor 14, and all act as a rotation sensor and a pulse sensor for the motor 14.

Een regelsubstraat 43 is aangebracht als een 20 zijoppervlak van de stator draagplaat 37, en de doorgang van electrische stroom naar de drie-fasenspoel 39 is gestuurd volgens de positiesignalen van de lichtsensoren 41 als poolsensoren. Besturingsinrichtingen zoals een CPU en FETs zijn aangebracht op het besturingssubstraat 43. Het 25 regelsubstraat 43 kan geïntegreerd zijn met substraten voor het aanbrengen van de lichtsensoren 41.A control substrate 43 is provided as a side surface of the stator support plate 37, and the passage of electrical current to the three-phase coil 39 is controlled according to the position signals of the light sensors 41 as pole sensors. Control devices such as a CPU and FETs are mounted on the control substrate 43. The control substrate 43 can be integrated with substrates for mounting the light sensors 41.

Spaken 44 verbonden aan een velg van het niet getoonde achterwiel zijn verbonden aan de buitenomtrek van de wielnaaf 32. Verder, is een beugel 46 bevestigd door een 30 bout 45 aan de zijde van de stator draagplaat 37 tegenover de zijde waar het regelsubstraat 43 en dergelijke 1021277 15 aangebracht zijn, en de beugel 46 is verbonden met de plaat 29 van het voertuigframe door een niet getoonde bout.Spokes 44 connected to a rim of the rear wheel (not shown) are connected to the outer circumference of the wheel hub 32. Furthermore, a bracket 46 is attached by a bolt 45 on the side of the stator support plate 37 opposite the side where the control substrate 43 and the like 1021277, and the bracket 46 is connected to the plate 29 of the vehicle frame by a bolt (not shown).

De wielnaaf 32 is voorzien van een venster waarin in transparante hars (doorzichtige lens) 32A aangebracht is en 5 een vaste afdekking 37A aangebracht aan de stator draagplaat 37 is ook voorzien van een venster waarin een doorzichtige lens 37B op een vergelijkbare wijze aangebracht is. Door de doorzichtige lenzen 32A en 37B, kan de binnenzijde van de motor 14 van buitenaf bekeken worden, 10 zodat een speciaal esthetisch effect verkregen kan worden. Bovendien, met de wielnaaf 32 en de vaste afdekking 37A gedeeltelijk gevormd van hars, kan ook een effect met betrekking tot een gewichtsreductie verkregen worden.The wheel hub 32 is provided with a window in which transparent resin (transparent lens) 32A is arranged and a fixed cover 37A applied to the stator support plate 37 is also provided with a window in which a transparent lens 37B is arranged in a similar manner. Through the transparent lenses 32A and 37B, the inside of the motor 14 can be viewed from the outside, so that a special aesthetic effect can be obtained. In addition, with the wheel hub 32 and the fixed cover 37A partially formed from resin, an effect with regard to a weight reduction can also be obtained.

Op deze wijze is de drie-fasen borstelloze motor 14 15 gevormd door met de schacht 31 van het achterwiel 13 coaxiaal geplaatste stator en rotor voorzien voor het opwekken van hulpvermogen dat toegevoegd is aan de menselijke kracht doorgegeven door de ketting 27 en het aandrijfkettingwiel 26.In this way, the three-phase brushless motor 14 is formed by a stator and rotor coaxially arranged with the shaft 31 of the rear wheel 13 for generating auxiliary power added to the human force transmitted by the chain 27 and the drive sprocket 26.

20 De belangrijkste functies van de regelinrichting van de fiets met hulpmotor zoals hierboven beschreven zal beschreven worden. In een regelblokdiagram van figuur 1, de menselijke kracht, of de trapkracht, gedetecteerd door de trapkrachtsensor 47 is ingevoerd aan een proportionele 25 hulprekengedeelte 50 en een filtergedeelte 51. Het filtergedeelte 51 berekent en geeft een trapkracht-gemiddelde af door een middel dat later gedetailleerd zal worden. Het proportionele hulpberekengedeelte 50 vermenigvuldigt de ingevoerde trapkracht met een vooraf 30 bepaalde factor, en geeft een proportionele hulpkracht af. De factor kan bijvoorbeeld ingesteld zijn zodat de verhouding tussen de proportionele hulpkracht en de 1021277 16 trapkracht 1:1 is in een gebied van de voertuigsnelheid tot maximaal 15 km per uur, en de proportionele hulpkracht wordt geleidelijk tot nul gereduceerd in een voertuigsnelheidsgebied van meer dan 15 km per uur, 5 proportioneel volgens een overschot gedeelte, bijvoorbeeld, tot aan een voertuigsnelheid van 24 km per uur.The main functions of the control device of the bicycle with auxiliary motor as described above will be described. In a control block diagram of Figure 1, the human force, or the pedaling force, detected by the pedaling force sensor 47 is input to a proportional auxiliary arithmetic portion 50 and a filtering portion 51. The filtering portion 51 calculates and outputs a pedaling force average by means later detailed will be. The proportional auxiliary calculation portion 50 multiplies the input pedaling force by a predetermined factor, and outputs a proportional auxiliary force. For example, the factor may be set so that the ratio between the proportional assist force and the 1021277 16 pedal force is 1: 1 in a vehicle speed range up to a maximum of 15 km per hour, and the proportional assist force is gradually reduced to zero in a vehicle speed range of more than 15 km per hour, 5 proportionally according to a surplus part, for example, up to a vehicle speed of 24 km per hour.

Een stabiele-trapkracht-berekengedeelte 52 berekent een trapkracht-referentie-waarde op het moment van een loop op vlakke ondergrond (stabiele-trapkracht-referentiewaarde) 10 als functie van de voertuigsnelheid, en geeft de berekende waarde af. Een stabiele-hulp-berekengedeelte 53 berekent een stabiele-hulpkracht door PID rekenkundige operaties op basis van het trapkracht-gemiddelde en de stabiele-trapkracht-referentie-waarde, en geeft de berekende waarde 15 af. Een sommatie-gedeelte 54 sommeert de proportionele- hulpkracht met de stabiele-hulpkracht, en geeft de som als een hulpkracht af.A stable pedal force calculating section 52 calculates a pedal force reference value at the time of a run on a flat surface (stable pedal force reference value) as a function of the vehicle speed, and outputs the calculated value. A stable auxiliary calculating section 53 calculates a stable auxiliary force through PID arithmetic operations based on the pedaling force average and the stable pedaling force reference value, and outputs the calculated value 15. A summation portion 54 sums the proportional auxiliary force with the stable auxiliary force, and outputs the sum as an auxiliary force.

Het filtercircuit 51 zal beschreven worden. Het trapkracht-gemiddelde berekent door de filtercircuit 51 is 20 niet het gemiddelde over een geïntegreerde waarde van de trapkracht in een geplande periode tot aan het momentele tijdstip, maar is een waarde berekend op basis van een waarde verkregen door een vermenigvuldiging van een geschatte waarde met een geplande factor, de geschatte 25 waarde is een trapkracht-piekwaarde in de periode waarin de krukhoek over 180° geroteerd is vanaf de momentele tijd, namelijk in een halve rotatie van de krukas 22, geschat op basis van de momentane trapkracht en krukhoek. Het trapkracht-gemiddelde is als volgt geschat.The filter circuit 51 will be described. The pedaling force average calculated by the filter circuit 51 is not the average over an integrated value of the pedaling force in a planned period up to the current time, but is a value calculated on the basis of a value obtained by multiplying an estimated value by a planned factor, the estimated value is a pedaling force-peak value in the period in which the crank angle is rotated through 180 ° from the current time, namely in a half rotation of the crankshaft 22, estimated on the basis of the current pedaling force and crank angle. The pedaling force average is estimated as follows.

30 Figuur 7 is een diagram tonende de relatie tussen krukhoek en trapkracht, en toont de grafieken op het moment van sterke en op het moment van zwakke trappen. In de 1021277 17 figuur, representeert de ordinaatas de trapkracht en de absisas representeert de krukhoek. De verhouding van de trapkracht indien de pedalen 24 sterk getrapt zijn (sterke trapkracht) tot de trapkracht indien de pedalen zwak 5 getrapt zijn (zwakke trapkracht) is constant. Daarom, kan door het meten van de sterke trapkracht voor iedere krukhoek en opslaan van de gemeten waarden als trapkracht-referentiewaarden, de piekwaarden van de zwakke trapkracht voor dezelfde krukhoek geschat worden door berekeningen 10 gebruik makende van de trapkracht-referentiewaarden.Figure 7 is a diagram showing the relationship between crank angle and pedaling force, and shows the graphs at the moment of strong and at the moment of weak stairs. In the 1021277 17 figure, the ordinate axis represents the pedaling force and the absisas represents the crank angle. The ratio of the pedaling force if the pedals 24 are strongly pedaled (strong pedaling force) to the pedaling force if the pedals are weakly pedaled (weak pedaling force) is constant. Therefore, by measuring the strong pedaling force for each crank angle and storing the measured values as pedaling force reference values, the peak values of the weak pedaling force for the same crank angle can be estimated by calculations using the pedaling force reference values.

Indien zwakke trapkrachten b' , c', d' bij krukhoeken B, C, D gedetecteerd zijn, kan de piekwaarde van de zwakke trapkracht geschat worden gebruik makende van de volgende uitdrukking, gebaseerd op de sterke trapkrachten b, c, d 15 bij dezelfde krukhoeken B, C, D en de piekwaarden a van de sterke trapkracht: b' x a/b " (uitdrukking 1); c' x a/c " (uitdrukking 2) ; d' x a/d ~ (uitdrukking 3) .If weak pedaling forces b ', c', d 'are detected at crank angles B, C, D, the peak value of the weak pedaling force can be estimated using the following expression based on the strong pedaling forces b, c, d 15 at the same crank angles B, C, D and the peak values a of the strong pedaling force: b 'xa / b "(expression 1); c' xa / c" (expression 2); d 'x a / d ~ (expression 3).

Figuur 8 is een diagram dat de verhouding (factor fl) toont van de piekwaarde a van de trapkracht referentie 20 waarde tot de trapkrachten b, c, d corresponderend met krukhoeken. Zoals begrepen van de uitdrukkingen (1) tot (3) , kan de waarde verkregen door vermenigvuldiging van de uitvoer (trapkracht-waarde) van de trapkracht-sensor 47 met de factor fl geschat worden als de trapkracht-piekwaarde op 25 het moment van detectie van de trapkracht. De factor fl kan ingesteld worden door rekening te houden met de grootte van de trapkracht en variatie (afwijkingen) van de trapkracht.Figure 8 is a diagram showing the ratio (factor f1) of the peak value a of the pedaling force reference value to the pedaling forces b, c, d corresponding to crank angles. As understood from the expressions (1) to (3), the value obtained by multiplying the output (pedaling force value) of the pedaling force sensor 47 by the factor f1 can be estimated as the pedaling force peak value at the time of detection of the pedaling force. The factor f1 can be set by taking into account the magnitude of the pedaling force and variation (deviations) of the pedaling force.

Wanneer de trapkracht-piekwaarde geschat kan worden, kan het trapkracht-gemiddelde geschat worden door 30 vermenigvuldiging van de trapkracht-piekwaarde met een factor f2. Bijvoorbeeld, de geschatte trapkracht-piekwaarde is vermenigvuldigd met 1/2 als de factor f2, om daarbij een 102127? 18 geschatte waarde van het trapkracht-gemiddelde te verkrijgen. De factor f2 kan ook ingesteld worden tot een waarde die verkregen is door rekening te houden met de grootte van de trapkracht en de variatie van trapkracht.When the pedaling force peak value can be estimated, the pedaling force average can be estimated by multiplying the pedaling power peak value by a factor f2. For example, the estimated pedaling force-peak value is multiplied by 1/2 as the factor f2, thereby giving a 102127? 18 to obtain the estimated value of the pedaling force average. The factor f2 can also be set to a value obtained by taking into account the magnitude of the pedaling force and the variation of pedaling force.

5 De krukhoek kan gedetecteerd worden op basis van het toerental van de aandrijf-kettingwiel 25. Omdat het aandrijf-kettingwiel 25 elliptisch is, varieert het aantal tanden van het aandrijf-kettingwiel 25 gelijkwaardig tussen de grote radius rl naar de kleine radius r2 in 10 overeenstemming met de krukhoek. De snelheidstoename- verhouding kan berekend worden van het toerental van het aandrijf-kettingwiel 25 dat verkregen is op basis van een uitvoer van de rotatie-sensor voor het detecteren van de rotatie van de krukas 22 en het toerental van het 15 achterwiel 13, of de voertuigsnelheid, die verkregen is op basis van uitvoeren van de lichtsensoren 41 aangebracht in de motor 14. Aan de andere kant, de snelheids-toename verhouding corresponderend met de krukhoek kan voorlopig berekend worden op basis van de radius rl naar r2 van het 20 aandrijf kettingwiel 25 en de radius r3 van het aandrijf- kettingwiel 26. Daarom, kan de krukhoek gedetecteerd worden door een vergelijking tussen de snelheids-toename-verhouding gebaseerd op de sensor-uitvoeren en de snelheids-toename-verhouding gebaseerd op de radii van de 25 kettingwielen.The crank angle can be detected based on the speed of the drive sprocket 25. Because the drive sprocket 25 is elliptical, the number of teeth of the drive sprocket 25 varies equally between the large radius r1 to the small radius r2 in 10 accordance with the crank angle. The speed increase ratio can be calculated from the speed of the drive sprocket 25 obtained on the basis of an output of the rotation sensor for detecting the rotation of the crankshaft 22 and the speed of the rear wheel 13, or the vehicle speed obtained on the basis of execution of the light sensors 41 mounted in the engine 14. On the other hand, the speed increase ratio corresponding to the crank angle can be provisionally calculated on the basis of the radius r1 to r2 of the driving sprocket 25 and the radius r3 of the drive sprocket 26. Therefore, the crank angle can be detected by a comparison between the speed increase ratio based on the sensor outputs and the speed increase ratio based on the radii of the sprockets. .

Figuur 9 is een diagram dat de snelheids-toename-verhouding toont als functie van de krukhoek. De snelheids-toename-verhouding is bepaald volgens de radius rl naar r2 van het aandrijf-kettingwiel 25 en de radius r3 van het 30 aandrijf-kettingwiel 26. De snelheids-toename-verhouding is maximaal rl/r3, en is minimaal r2/r3. Soms wordt dezelfde snelheids-toename-verhouding verkregen op twee punten in 1021277 19 een halve rotatie. Daarom wordt de variatie richting van de snelheids-toename-verhouding bewaakt, en wordt gedetecteerd of de snelheids-toename-verhouding toeneemt of afneemt, waarbij één van de twee gedetecteerde krukhoeken 5 geïdentificeerd is.Figure 9 is a diagram showing the speed increase ratio as a function of the crank angle. The speed increase ratio is determined according to the radius r1 to r2 of the drive sprocket 25 and the radius r3 of the drive sprocket 26. The speed increase ratio is at most r1 / r3, and is at least r2 / r3 . Sometimes the same speed increase ratio is obtained at two points in 1021277 a half rotation. Therefore, the variation direction of the speed increase ratio is monitored, and it is detected whether the speed increase ratio increases or decreases, one of the two detected crank angles 5 being identified.

Figuur 10 is een diagram dat de stabiele trapkracht-referentie-waarde toont ten opzichte van de voertuig snelheid. De stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR komt overeen met een loopweerstand op het moment van een loop op 10 vlakke ondergrond, en neemt toe als de voertuig-snelheid v toeneemt. De stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR wordt bepaald rekening houdend met de vlakke ondergrond loopweerstand, en kan bepaald worden door vermenigvuldiging met een factor die empirisch verkregen is. De stabiele 15 trapkracht-referentie-waarde TqR is bijvoorbeeld een functie van de vlakke-ondergrond loop-weerstand van een licht voertuig, en is zoals toegelicht in figuur 10, 7 kgf bij een voertuig snelheid van va (15 km/uur), en 13 kgf bij een voertuig snelheid van vb (24 km/uur). Hier is het 20 lichte voertuig een voertuig met een voertuig-frame-gewicht van 15 kg tot 20 kg.Figure 10 is a diagram showing the stable pedaling force reference value with respect to the vehicle speed. The stable pedaling force reference value TqR corresponds to a running resistance at the moment of a run on a flat surface, and increases as the vehicle speed v increases. The stable pedaling force reference value TqR is determined taking into account the flat surface running resistance, and can be determined by multiplying by a factor that has been obtained empirically. The stable pedaling force reference value TqR is, for example, a function of the flat-surface walking resistance of a light vehicle, and as explained in Figure 10, is 7 kgf at a vehicle speed of va (15 km / hour), and 13 kgf at a vehicle speed of vb (24 km / hour). Here the 20 light vehicle is a vehicle with a vehicle frame weight of 15 kg to 20 kg.

Terwijl de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR bepaald was op basis van de vlakke-ondergrond loopweerstand, kan het vervormd worden zoals aangegeven 25 door de ketting-lijnen in figuur 10. Indien de waarde veranderd is volgens een stijgende tendens bij de voertuigsnelheid va (lijn m) , dan is de hulpkracht verkleind bij een voertuig-snelheid van niet minder dan va, en indien de waarde veranderd is naar een stijgende tendens bij de 30 voertuig-snelheid vb (lijn n) , dan is de hulpkracht snel verkleind tot een substantiële hulp stop-conditie bij een voertuigsnelheid van niet minder dan vb.While the stable pedaling force reference value TqR was determined on the basis of the flat-surface walking resistance, it can be deformed as indicated by the chain lines in figure 10. If the value has changed according to an increasing trend at the vehicle speed of ( line m), the auxiliary force is reduced at a vehicle speed of not less than va, and if the value has changed to a rising trend at the vehicle speed vb (line n), the auxiliary force is quickly reduced to a substantial auxiliary stop condition at a vehicle speed of not less than eg.

1021277 201021277 20

Teruggaand naar figuur 1, zal de werking van een stabiele hulpkracht-berekeningsgedeelte 53 beschreven worden. Zoals getoond in de figuur, is de stabiele hulpkracht berekend zodat deze toeneemt als de trapkracht 5 Tq toeneemt, en zal deze afnemen als de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR toeneemt. Indien de loop-weerstand niet gevarieerd wordt, namelijk, indien de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR niet gevarieerd wordt, is de trapkracht Tq verminderd door de toename van 10 de hulpkracht. Namelijk, een regeling is zodanig uitgevoerd zodat het trapkracht-gemiddelde TqAV gelijk wordt aan de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR.Returning to Figure 1, the operation of a stable auxiliary force calculation section 53 will be described. As shown in the figure, the stable auxiliary force is calculated to increase as the pedaling force Tq increases, and will decrease as the stable pedaling force reference value TqR increases. If the walking resistance is not varied, namely, if the stable pedaling force reference value TqR is not varied, the pedaling force Tq is reduced by the increase of the auxiliary force. Namely, a control is implemented such that the pedaling force average TqAV becomes equal to the stable pedaling force reference value TqR.

In dit geval, daar de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR een functie is van de loopweerstand op het 15 moment van een loop op vlakke ondergrond, correspondeert de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR niet met de trapkracht Tq indien het grondoppervlak een opwaartse helling is, namelijk de toename van de stabiele hulpkracht vanwege de trapkracht Tq wordt groter dan de afname van de 20 stabiele hulpkracht die toe te schrijven is aan de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR. Daardoor komt de stabiele hulpkracht in een toenemende tendens, en kan de trapkracht Tq kleiner zijn. Met andere woorden, de hulpkracht is afgegeven zodat de trapkracht Tq benodigd voor een loop op 25 vlakke ondergrond gehandhaafd is zelfs indien het grondoppervlak een opwaartse helling wordt.In this case, since the stable pedaling force reference value TqR is a function of the walking resistance at the moment of a run on a flat surface, the stable pedaling force reference value TqR does not correspond to the pedaling force Tq if the ground surface has an upward slope namely, the increase in the stable assist force due to the pedaling force Tq becomes greater than the decrease in the stable assist force due to the stable pedaling force reference value TqR. As a result, the stable auxiliary force comes in an increasing trend, and the pedaling force Tq may be smaller. In other words, the auxiliary force is released so that the pedaling force Tq required for a run on a flat surface is maintained even if the ground surface becomes an upward slope.

De werking van het hierboven genoemde regelapparaat zal beschreven worden volgens een tijdgrafiek. Figuur 11(a) is een tijdsgrafiek van de werking op het moment van 30 stabiele loop op een vlakke ondergrond, figuur 11(b) is een tijdsgrafiek van werking op het moment van versnelde loop op een vlakke ondergrond, en figuur 11(c) is een 1021277 21 tijdsgrafiek van werking op het moment van overgang van een vlakke ondergrond naar een klimmende helling. In deze figuren, representeert lijn SA de stabiele hulpkracht, lijn SB representeert de trapkracht, en lijn SC representeert de 5 hulpkracht welke de som is van de stabiele hulpkracht, de hulpkracht en de proportionele hulpkracht. Namelijk, de proportionele hulpkracht is gerepresenteerd door het verschil tussen de lijn SC en de lijn SB. Terwijl SB in figuur 11 de variatie van de trapkracht Tq representeert, 10 is het gemiddelde (geschatte waarde) van de trapkracht Tq gebruikt in de berekeningen van de stabiele hulpkracht.The operation of the above-mentioned control device will be described according to a time graph. Figure 11 (a) is a time graph of operation at the moment of stable running on a flat surface, Figure 11 (b) is a time graph of operation at the moment of accelerated running on a flat surface, and Figure 11 (c) is a 1021277 21 time chart of operation at the time of transition from a flat surface to a climbing slope. In these figures, line SA represents the stable auxiliary force, line SB represents the pedaling force, and line SC represents the auxiliary force which is the sum of the stable auxiliary force, the auxiliary force and the proportional auxiliary force. Namely, the proportional auxiliary force is represented by the difference between the line SC and the line SB. While SB in Figure 11 represents the variation of the pedaling force Tq, the average (estimated value) of the pedaling force Tq is used in the calculations of the stable auxiliary force.

Op het moment van stabiele loop op een vlakke ondergrond getoond in figuur 11(a), is de proportionele hulpkracht een waarde verkregen door vermenigvuldiging van 15 de trapkracht Tq met een factor. Aan de andere kant, heeft de stabiele hulpkracht een kleine waarde als resultaat van het aftrekken van een gedeelte overeenkomstig met de stabiele trapkracht-referentiewaarde TqR van een gedeelte overeenkomstig met het gemiddelde van de trapkracht Tq.At the moment of stable walking on a flat surface shown in figure 11 (a), the proportional auxiliary force is a value obtained by multiplying the pedaling force Tq by a factor. On the other hand, the stable auxiliary force has a small value as a result of subtracting a portion corresponding to the stable pedaling force reference value TqR from a portion corresponding to the average of the pedaling force Tq.

20 Op het moment van versnelde loop op een vlakke ondergrond getoond in figuur 11(b), indien de trapkracht Tq vergroot is om te versnellen, neemt de proportionele hulpkracht toe als de trapkracht Tq toeneemt, zodat de hulpkracht toegenomen is. Daardoor is het mogelijk te 25 versnellen met een kleine trapkracht. De trapkracht wordt groter en de stabiele hulpkracht neigt toe te nemen, na de versnelling dan voor de versnelling. Nochtans, neemt de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR toe door de toename van de voertuigsnelheid door de versnelling, en, 30 als resultaat, wordt de stabiele hulpkracht niet gevarieerd. Namelijk, een toename van de hulpkracht die toe te schrijven is aan de variatie van de proportionele 1021277 22 hulpkracht proportioneel naar de toename van de trapkracht is geforceerd op het moment van versnelling.At the moment of accelerated walking on a flat surface shown in figure 11 (b), if the pedaling force Tq is increased to accelerate, the proportional auxiliary force increases as the pedaling force Tq increases, so that the auxiliary force is increased. This makes it possible to accelerate with a small pedaling force. The pedaling force increases and the stable auxiliary force tends to increase after the acceleration than before the acceleration. However, the stable pedaling force reference value TqR increases due to the increase in vehicle speed due to the acceleration, and, as a result, the stable auxiliary force is not varied. Namely, an increase of the auxiliary force due to the variation of the proportional 1021277 22 auxiliary force proportional to the increase of the pedaling force is forced at the moment of acceleration.

Op het moment van overgang van een vlakke ondergrond naar een klimmende helling getoond in figuur 11(c), neemt 5 de trapkracht Tq toe, maar de voertuigsnelheid is niet gevarieerd of licht gereduceerd. De proportionele hulpkracht neemt toe volgens de toename van de trapkracht Tq. Daar de voertuig snelheid niet gevarieerd is, is de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR niet gevarieerd.At the moment of transition from a flat surface to a climbing slope shown in Figure 11 (c), the pedaling force Tq increases, but the vehicle speed is not varied or slightly reduced. The proportional auxiliary force increases according to the increase in pedaling force Tq. Since the vehicle speed is not varied, the stable pedaling force reference value TqR is not varied.

10 Daardoor, neemt de stabiele hulpkracht toe overeenkomstig met de toename van de gemiddelde van de trapkracht Tq, en, als resultaat, is de hulpkracht toegenomen, en het gemiddelde van de trapkracht Tq komt terug naar zijn originele waarde, namelijk, de waarde op het moment van een 15 loop op een vlakke ondergrond. Nadat de kracht benodigd voor het beklimmen van de helling en de stabiele hulpkracht samenvallen met elkaar, gaan zowel de trapkracht als de proportionele hulpkracht terug naar hun originele waarden, en kan dezelfde loop uitgevoerd worden met dezelfde 20 trapkracht als op het moment van een loop op een vlakke ondergrond.Therefore, the stable auxiliary force increases corresponding to the increase in the average of the pedaling force Tq, and, as a result, the auxiliary force is increased, and the average of the pedaling force Tq returns to its original value, namely, the value at the moment of a run on a flat surface. After the force required for climbing the slope and the stable auxiliary force coincide with each other, both the pedaling force and the proportional auxiliary force return to their original values, and the same run can be performed with the same pedal force as at the moment of a run on a flat surface.

De onderhavige uitvoeringsvorm kan aangepast worden. Bijvoorbeeld, in het regelapparaat van figuur 1, zijn voorbeelden van eenvoudige sommatie van regelwaardes en 25 eenvoudige multiplicaties door een factor beschreven.The present embodiment can be modified. For example, in the control apparatus of Figure 1, examples of simple summation of control values and simple multiplications by a factor are described.

Nochtans kan in de rekenkundige operaties, bijvoorbeeld, een omschakeling van de aanwezigheid of afwezigheid van de optelling van regelwaarden uitgevoerd worden om een optimale hulpkracht te verkrijgen volgens het wegoppervlak 30 (bijvoorbeeld, de omstandigheid van de helling), en de factor kan bepaald worden als functie van het wegoppervlak.However, in arithmetic operations, for example, a switchover of the presence or absence of the addition of control values can be performed to obtain an optimum auxiliary force according to the road surface 30 (for example, the condition of the slope), and the factor can be determined as function of the road surface.

1021277 231021277 23

Bovendien, terwijl de trapkracht-piekwaarde onafhankelijk van de positie van de krukhoek berekend is, kan een schatting niet uitgevoerd worden in de nabijheid van de bovenste en onderste dode punten, om 5 schattingsfouten te verkleinen. In dit geval, bijvoorbeeld, kan de gedetecteerde trapkracht direct gebruikt worden als een geschatte waarde van de trapkracht-piekwaarde in de nabijheid van het bovenste dode punt, en een geschatte trap-piekwaarde die onmiddellijk vooraf geschat is kan 10 gebruikt worden in de nabijheid van het benedenste dode punt.In addition, while the pedaling force peak value is calculated independently of the position of the crank angle, an estimate cannot be made in the vicinity of the upper and lower dead points to reduce estimation errors. In this case, for example, the detected pedaling force can be used directly as an estimated value of the pedaling power peak value in the vicinity of the upper dead center, and an estimated pedaling peak value that is immediately estimated in advance can be used in the vicinity of the bottom dead point.

Er is een geval waar de hulpkracht negatief wordt; bijvoorbeeld, in het geval van een aflopende helling, wordt de trapkracht Tq nul, de voertuig snelheid v neemt toe, en 15 de stabiele trapkracht-referentie-waarde TqR is toegenomen, zodat de hulpkracht negatief wordt. In zo'n geval, is de uitvoer van de motor 14 nul gemaakt, of de motor 14 kan geschakeld worden naar een regenererende afremming. Hierdoor, kan de onbelaste loopsnelheid op de aflopende 20 helling beperkt worden.There is a case where the assistant becomes negative; for example, in the case of a descending slope, the pedaling force Tq becomes zero, the vehicle speed v increases, and the stable pedaling force reference value TqR is increased, so that the auxiliary force becomes negative. In such a case, the output of the motor 14 is made zero, or the motor 14 can be switched to a regenerating deceleration. As a result, the unloaded walking speed on the descending slope can be limited.

[Beschrijving van de referentienummers] 1: voertuigframe; 5: zitstijl; 8: stuur; 9: remhendel; 14: motor; 17: batterij; 22: krukas; 24: pedaal; 27: 25 ketting; 32: wielnaaf (buitenste rotor); 41: lichtsensor; 47: trapkrachtsensor; 50: proportionele-hulp-berekenigedeelte; 51: filtergedeelte; 52: stabiele-trapkracht-berekengedeelte; 53: stabiele-hulp-berekengedeelte; 54: sommatie-gedeelte.[Description of reference numbers] 1: vehicle frame; 5: seating style; 8: send; 9: brake lever; 14: engine; 17: battery; 22: crankshaft; 24: pedal; 27: 25 chain; 32: wheel hub (outer rotor); 41: light sensor; 47: pedal force sensor; 50: proportional help calculation section; 51: filter portion; 52: stable pedal force calculating section; 53: stable auxiliary calculation section; 54: summation part.

3030

In de tekeningen: [Figuur 1] 102127? 24 50: proportionele-hulp-berekenigedeelte 51: filtergedeelte 52: stabiele-trapkracht-berekengedeelte 53: stabiele-hulp-berekengedeelte 5 Tq: Trapkracht TqIn the drawings: [Figure 1] 102127? 24 50: proportional auxiliary calculation section 51: filter section 52: stable pedaling force calculating section 53: stable auxiliary calculating section 5 Tq: pedaling force Tq

V: Voertuigsnelheid VV: Vehicle speed V

[Figuur 8] (fl): Factor fl 10 [Figuur 9] (° ): Krukhoek (° ) [Figuur 10][Figure 8] (fl): Factor fl 10 [Figure 9] (°): Crank angle (°) [Figure 10]

15 V: Voertuigsnelheid V15 V: Vehicle speed V

TqR: Stabiele trapkracht-referentiewaarde TqRTqR: Stable pedaling force reference value TqR

10212771021277

Claims

A bicycle with auxiliary motor comprising a motor for assisting a pedaling force exerted on a crankshaft, said bicycle with auxiliary motor comprising: pedaling force detection means for detecting said pedaling force pressure angle detection means for detecting a crank angle, pedaling force reference value storage means in which a pedaling force reference value corresponding to said crank angle is stored, estimation means for estimating a pedaling force in a subsequent scheduled period by comparing the detected pedaling force with said pedaling force reference value corresponding to said pedaling angle at the time of detection of said pedaling force and control means for determining an auxiliary force by said motor based on said pedaling force estimation by said estimation means.

2. A bicycle with auxiliary motor according to claim 1, wherein said estimation means are composed for calculating a pedaling force peak value in said next planned period based on said detected pedaling force and said crank angle at the time of detection of said pedaling force, and for outputting an average of the pedaling force in said next scheduled period based on said pedaling power peak value as an estimated pedaling power value.

An auxiliary motor bicycle according to claim 1, wherein a drive sprocket connected to said crankshaft is formed in an elliptical shape, 102127? said bicycle with auxiliary motor comprising: first speed means for detecting the speed of said drive sprocket as a first speed, and second speed detection means for detecting the speed of a rear wheel driven by said drive sprocket as a second speed, and said crank angle detection means comprising: speed increase ratio detection means for detecting a speed increase ratio on the basis of said first speed and said second speed, relative speed increase ratio storage means in which a reference speed increase ratio corresponding to said crank angle is stored, crank angle detection means for detecting a crank angle candidate by comparison between said detected speed increase ratio and said reference speed increase ratio, and crank angle determining means for determining a kr ukhoek based on the variation in direction of said speed increase ratio.

4. An auxiliary motor bicycle according to claim 2, wherein said auxiliary motor bicycle comprises stable pedaling force reference value storage means in which a stable pedaling force reference value is stored in proportion to a running resistance on a flat surface of a light bicycle corresponding to the speed of the vehicle, and said control means are configured to calculate a stable auxiliary force by a PID control based on said estimated pedal force value and said stable pedal force reference value, so that said stable auxiliary force increases as said estimated 1021277 pedal force value increases and said stable auxiliary force decreases as said stable pedaling force reference value increases, and for delivering said calculated invariable stable auxiliary force independent of periodic variations of said pedaling force. 1021277