TWI466800B - Bicycle kinetic energy recovery brake control device - Google Patents

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Description

自行車用動能回收制動控制裝置
本發明，是有關於制動控制裝置，特別是，關連於可裝設於藉由馬達補助人力驅動的電動自行車的制動裝置，將馬達控制用的自行車用動能回收制動控制裝置。
對於藉由馬達補助人力驅動的輔助自行車，為了抑制蓄電池的電力的消耗，習知是進行動能回收制動的技術(例如非專利文獻1參照)。在習知的動能回收制動裝置中，在剎車桿配置檢出操作桿操作的有無的感測器。且，剎車桿被操作時進行制動動能回收，並進行動能回收充電。且，檢出下坡進行的話也進行動能回收充電，進一步即使在平地也進行賦予弱的動能回收制動力的時常動能回收來旋轉充電。
[先行技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1]三洋電機股份有限公司2010年3月2日新聞稿，[online]，<URL：http：/jp.sanyo.com/news/2010/03/02-1/html>
在前述習知的構成中，在上行坡以外的狀況是藉由時常動能回收、下坡動能回收及制動動能回收進行充電。因此與只有由下坡動能回收及制動動能回收進行動能回收充電的情況時相比，動能回收充電的機會增加，充電效率提高。
但是藉由剎車桿的操作進行制動動能回收時，其動能回收制動力為一定。因此，制動動能回收時的動能回收充電無法效率佳地進行。
本發明的課題，是對於進行時常動能回收及制動動能回收的動能回收制動控制裝置，可效率佳地進行制動動能回收的動能回收充電。
發明1的自行車用動能回收制動控制裝置，是關連於可裝設於藉由馬達補助人力驅動的電動自行車中的制動器機構，將馬達控制的裝置。自行車用動能回收制動控制裝置，具備：第1控制部、及第2控制部、及切換控制部。第1控制部，是控制馬達使一定的第1動能回收制動力發生。第2控制部，當制動器機構從初期狀態朝制動狀態遷移時，控制馬達使漸漸地變大的第2動能回收制動力發生。切換控制部，是進行第1控制部的控制時，當制動器機構從初期狀態朝制動狀態遷移時，切換成第2控制部的控制。
在此動能回收制動控制裝置中，無關於制動器機構的狀態即機械的制動器機構的制動是否進行，進行使第1控制部的一定的第1動能回收制動力發生的動能回收充電。第1動能回收制動力，是設定成不會妨礙通常行走程度的制動力。進行第1控制部的控制時制動器機構是從初期狀態朝制動狀態遷移的話，例如，操作剎車桿的話，切換成第2控制部的控制，進行漸漸地變大的第2動能回收制動力的動能回收充電。因此，充電量是比第1動能回收制動力的動能回收充電更多。因此，制動動能回收時的動能回收充電量變多，就可效率佳地進行制動動能回收的動能回收充電。
發明2的自行車用動能回收制動控制裝置，是如發明1的裝置，制動器機構，是具備自行車用剎車桿。第2控制部，是依據自行車用剎車桿的動作將馬達控制。
在此情況下，第2控制部的控制時，剎車桿的動作，是例如依據剎車桿的移動位置來控制馬達。因此，藉由剎車桿的動作使第2動能回收制動力漸漸地變大，就可以使第2動能回收制動力平滑地增加。
發明3的自行車用動能回收制動控制裝置，是如發明1或2的裝置，進一步具備模式切換部，可切換：制動器機構從初期狀態朝制動狀態遷移時，藉由切換控制部從第1控制部的控制切換成第2控制部的控制的第1制動模式；及在制動器機構從初期狀態朝制動狀態遷移時，由第2控制部進行所產生的控制的第2制動模式。
在此情況下，在第1制動模式中，由第1動能回收制動力進行時常動能回收制動地動能回收充電，若制動器機構從初期狀態朝動作狀態變化的話，由漸漸地變大第2動能回收制動力進行動能回收使制動動能回收充電量變多。另一方面，在第2制動模式中，制動器機構的狀態若是在初期狀態時不進行動能回收制動，若從初期狀態朝動作狀態遷移的話，由漸漸地變大第2動能回收制動力進行制動及動能回收充電。在此，可以配合騎士的喜好調整充電量。例如，電池殘量少時，是由第1制動模式使充電量多，電池殘量多時，是由第2制動模式當制動器機構不動作時可以減輕踩踏力。
發明4的自行車用動能回收制動控制裝置，是如發明2或3的裝置，進一步具備移動位置檢出部及位置判斷部。移動位置檢出部，是檢出剎車桿的擺動的操作桿構件的從初期位置的移動位置，即以操作桿構件的初期位置為基準時的操作桿構件的位置。位置判斷部，是判斷從初期位置的移動位置是否超越預定位置。切換控制部，是直到移動位置超越預定位置為止，是藉由第1控制部控制馬達使發生第1動能回收制動力。且切換控制部，是移動位置若超越預定位置的話，藉由第2控制部控制馬達使第2動能回收制動力發生。
在此情況下，直到剎車桿的操作桿構件的移動位置超越預定位置為止是藉由第1控制部由一定的第1動能回收制動力進行動能回收制動。移動位置若超越預定位置的話，藉由第2控制部對應移動位置由漸漸地變大的第2動能回收制動力進行動能回收制動。在此，因為藉由操作桿構件的移動位置切換馬達控制，所以可平順地進行動能回收制動力的切換。
發明5的自行車用動能回收制動控制裝置，是如發明4的裝置，第2控制部，是對應從初期位置的移動位置控制馬達使第2動能回收制動力漸漸地變大。
在此情況下，對應來自初期位置的移動位置使第2動能回收制動力變大。因此，設定成：第1動能回收制動力及操作桿構件是位於預定位置時的第2動能回收制動力為相等的話，就可以無異樣感地使動能回收制動力從第1控制部的第1動能回收制動力朝第2控制部的第2動能回收制動力變化。
發明6的自行車用動能回收制動控制裝置，是如發明4或5的裝置，位置判斷部，是判斷第2動能回收制動力超越第1動能回收制動力時的移動位置為預定位置。在此情況下，判斷一定的第1動能回收制動力及從初期位置漸漸地變大的第2動能回收制動力成為相同時的移動位置為預定位置。例如依據負荷工作控制設定動能回收制動力的情況，負荷工作比若成為相同時，判斷為預定位置。因此，操作桿構件的初期位置即使變動，第2動能回收制動力仍會從第1動能回收制動力漸漸地變大。
發明7的自行車用動能回收制動控制裝置，是如發明4的裝置，第2控制部，是至少對應從預定位置的移動位置控制前述馬達使第2動能回收制動力從第1動能回收制動力漸漸地變大。
在此情況下，將預定位置即使被固定在初期位置及制動器機構的制動開始位置之間，在預定位置也可使第2動能回收制動力從第1動能回收制動力漸漸地變大。且，因為不是初期位置而可以從預定位置使第2動能回收制動力變大地設定，所以控制可以簡化。
依據本發明，一定的第1動能回收制動力的動能回收制動是無關於制動器機構的狀態時常進行並進行對於電源的動能回收充電時，若制動器機構從初期狀態在制動狀態遷移的話，就進行可漸漸地變大變的第2動能回收制動力的動能回收充電。因此，制動動能回收時的動能回收充電量變多，就可效率佳地進行制動動能回收的動能回收充電。
 <第1實施例>
在第1圖中，採用本發明的第1實施例的自行車是藉由馬達組件10補助人力驅動的輔助自行車。又，在以下的說明中，自行車的左右，通常是規定，將自行車從後方所見時的右側作為右，將左側作為左。
自行車，具備：設有車架體102及前叉103的車架101、及手把部104、及驅動部105、及前輪106f、及後輪106r、及前制動裝置107f及後制動裝置107r、及前照燈23、及尾燈24。前叉103，是繞傾斜的軸可擺動自如地裝設於車架體102的前部。前制動裝置107f及後制動裝置107r，是各別接觸前輪106f及後輪106r的前輪框121f及後輪框121r地進行制動。
在車架101中，安裝有包含鞍座111和手把部104的各部。驅動部105，具有：可旋轉自如地被支撐於車架體102的吊架部的曲軸116、及被固定於曲軸116的兩端的齒輪曲軸118a及左曲軸(無圖示)、及橫跨在齒輪曲軸118a的鏈條119、及被裝設於後輪106r的後輪轂110的齒輪109、及前撥鏈器108f、及後撥鏈器108r。
前撥鏈器108f，是將鏈條119架設在被裝設於齒輪曲軸118a的例如3枚的鏈輪的其中任一。後撥鏈器108r，是將鏈條119架設在被安裝於後輪轂110的齒輪109的例如9枚的鏈輪的其中任一。皆被電動驅動。
在車架體102的後上部中，安裝有後載物架112。在後載物架112中，裝設有包含整體控制部12的後載物架組件13。後載物架組件13，是可裝卸地搭載：成為後述的馬達組件10、整體控制部12及前照燈23等的電源的蓄電部14。蓄電部14，是包含例如鎳氫電池或鋰離子電池等的蓄電池。尾燈24是一體被安裝在蓄電部14。
在前輪106f的中心，裝設有前輪106f的驅動補助用的馬達組件10。在馬達組件10的內部，如第5圖所示，設有：輔助馬達60、及變頻器61、及速度感測器62。輔助馬達60，是例如3相無電刷DC馬達或交流馬達。變頻器61，是從蓄電部14將被直流出力的電流變換成使發生對應輔助馬達60的輔助模式的輔助力的交流電流。且，使輔助馬達60的動能回收制動力變化。變頻器61，是藉由變化負荷工作比使輔助力及動能回收制動力變化。速度感測器62，是檢出輔助馬達60的旋轉速度即自行車的速度。
且在吊架部122中，如第5圖所示，設有後述的吊架組件122a，其具有：檢出作用於曲軸116的踏力用的扭矩感測器17及檢出曲軸116的旋轉角度用的角度感測器19。
後載物架組件13，是在內部具有整體控制部12。整體控制部12，是具有微電腦，將被連接的電氣元件控制。整體控制部12，是輔助模式時，可控制馬達組件10使騎乘者的踏力的最大N1倍的輔助力發生。整體控制部12，是由複數動能回收制動模式及複數輔助模式控制輔助馬達60。具體而言，整體控制部12，在輔助模式中，具有：由踏力的N1倍的輔助力補助的強輔助模式、由N2倍的輔助力補助的中輔助模式、由N3倍的輔助力補助的弱輔助模式的3個輔助模式。N1、N2及N3，是表示預先決定的數字，且N1>N2>N3。N1是例如2，N2是例如1.5，N3是例如1。
且在動能回收制動模式中，具有：時常動能回收模式(第1制動模式的一例)、及對應後述的右剎車桿16f的操作桿構件31的移動位置使制動力變化的制動動能回收模式(第2制動模式的一例)的2個制動模式。且，馬達組件10的動作模式，也具有輔助及動能回收制動雙方皆不進行的斷開(OFF)模式。在時常動能回收模式中，右剎車桿16f的操作桿構件31是從初期位置移動時直到到達預定位置為止，是由一定的第1動能回收制動力進行制動，超越預定位置的話，對應操作桿構件31的移動位置由使動能回收制動的制動力變大的第2動能回收制動力進行制動。在制動動能回收模式中，不進行時常動能回收，而是對應右剎車桿16f的操作桿構件31的移動位置，由第2動能回收制動力進行控制。在時常動能回收及制動動能回收制動模式中，將從輔助馬達60發生的電力儲存在蓄電部14並將前輪106f制動。
手把部104，具有：被固定於前叉103的上部的車把立管114、及被固定於車把立管114的桿手把型的車手把115。在車手把115的兩端，如將自行車的手把部104從上方所見的第2圖所示，裝設有：右剎車桿16f及左剎車桿16r、及握部15。在車手把115的中央部，橫跨車把立管114地固定有顯示裝置18。顯示裝置18，具有液晶顯示器畫面18a。液晶顯示器畫面18a，是例如，可切換至：將第3圖所示的輔助及動能回收制動模式的選擇畫面等顯示的輔助畫面、及將第4圖所示的自行車的速度、前撥鏈器108f及後撥鏈器108r的變速位置以及行走距離等顯示的循環電腦畫面。又，在其中任一的畫面中皆顯示蓄電部14的殘量。在第3圖所示的輔助畫面中，例如可以選擇2個動能回收制動模式、及3個輔助模式，並且也可以選擇輔助及動能回收制動皆不進行的斷開(OFF)模式。操作後述的上模式選擇開關44c或下模式選擇開關44d的話游標會朝上或下移動。且，在移動目的地停止操作數秒以上的話該模式就會被選擇。且，游標會停止在被選擇的模式。
又，在第3圖所示的輔助畫面中，輔助模式是設定成強輔助模式，動能回收制動模式是設定成時常動能回收模式。因此，輔助模式及動能回收制動模式被選擇的情況時會有2個游標被顯示。但是，輔助動能回收斷開(OFF)被選擇的情況時，游標是被顯示在輔助動能回收斷開(OFF)。
且在循環電腦畫面中，變速位置的游標，是顯示現在的變速位置。
<剎車桿的構成>
右剎車桿16f，是藉由前制動拉索113f與前制動裝置107f連接。左剎車桿16r，是藉由後制動拉索113r與後制動裝置107r連接。藉由右剎車桿16f、及前制動裝置107f構成前制動器機構117f。且，藉由左剎車桿16r、及後制動裝置107r構成後制動器機構117r。
右剎車桿16f及左剎車桿16r，各別具備：可裝卸自如地裝設於車手把115的安裝托架30、及可擺動自如地裝設於安裝托架30的操作桿構件31。
安裝托架30，是如第2圖所示，具有：被配置於可裝設於在車手把115的第2圖下部的裝設部41、及與裝設部41連結的托架部42。裝設部41，是藉由將無圖示的固定螺栓旋緊而可以將安裝托架30固定車手把115。供將後撥鏈器108r及前撥鏈器108f變速操作用的後變速操作部43r及前變速操作部43f是各別可裝卸地被安裝在右剎車桿16f及左剎車桿16r的托架部42中。
後變速操作部43r及前變速操作部43f，是具有例如呈左右並列配置的昇檔開關43a及降檔開關43b。昇檔開關43a，是被配置於降檔開關43b的例如內側。昇檔開關43a，是朝高速側的變速段變速操作用的開關，降檔開關43b，是朝低速側的變速段變速操作用的開關。例如，將前變速操作部43f的昇檔開關43a操作的話，在齒輪曲軸118a中，從最小徑的鏈輪中間徑的鏈輪，或是從中間徑的鏈輪朝最大徑的鏈輪鏈條119切換掛架。且，後變速操作部43r的昇檔開關43a被操作的話，在小齒輪109中，從鏈條119掛架的鏈輪朝小一段的徑的鏈輪鏈條119切換掛架。降檔開關43b被操作的話，進行相反的動作。
在右剎車桿16f的托架部42中，呈左右並列配置：燈開關44a、及顯示切換開關44b。顯示切換開關44b，是將顯示裝置18的液晶顯示器畫面18a切換至輔助畫面及循環電腦畫面用的開關。燈開關44a，是將前照燈23通斷(ON/OFF)的開關。燈開關44a，是每次按壓操作，就將前照燈23導通(ON)或斷開(OFF)。且，顯示切換開關44b，是每次按壓操作，就將顯示裝置18的液晶顯示器畫面18a切換至輔助畫面及循環電腦畫面。
在左剎車桿16r的托架部42中，配置有：上模式選擇開關44c、及下模式選擇開關44d、及電源開關44e。上模式選擇開關44c，是將動能回收制動模式及輔助模式朝第3圖所示的畫面上方向依序選擇的開關。下模式選擇開關44d，是將複數動能回收制動模式或複數輔助模式朝第3圖所示的畫面下方向依序選擇的開關。電源開關44e，是在第2圖中被配置於下模式選擇開關44d的上方的圓形的按鈕開關，將整體控制部12的電源導通(ON)或斷開(OFF)的軟體開關。每次按壓上模式選擇開關44c，選擇動能回收制動模式或是輔助模式用的游標就會朝畫面上方向依序移動。游標的移動停止的話該模式會被選擇。下模式選擇開關44d，是同樣地使游標朝下方向依序移動。在此，在顯示畫面被顯示的各模式雖是呈上下方向並列顯示，但是各模式是呈左右方向並列顯示也可以。電源開關44e，是每次按壓操作，整體控制部12的電源就會被導通(ON)或斷開(OFF)。
在托架部42中，設有具有可將操作桿構件31的初期位置調整的調整螺栓的初期位置調整部50。且，在托架部42的內部，設有藉由與操作桿構件31的距離檢出使用操作桿構件31的從初期位置的移動位置的線性霍爾(Hall)元件的制動器感測器(移動位置檢出部的一例)53。制動器感測器53，具有：藉由從被埋入操作桿構件31的磁鐵54的距離，檢出操作桿構件31的從初期位置的移動位置的線性霍爾(Hall)元件55。在制動動能回收模式及時常動能回收模式時，是對應此移動位置整體控制部12，進行動能回收制動控制。
操作桿構件31，是在從初期位置至最大擺動位置之間可擺動自如地裝設於托架部42。初期位置，是操作桿構件31最遠離車手把115的位置。操作桿構件31，是藉由無圖示的推迫構件朝初期位置側被推迫。初期位置，是如前述可藉由初期位置調整部50調整。前制動拉索113f(或後制動拉索113r)的內纜線被卡止在操作桿構件31中。前制動拉索113f(或後制動拉索113r)的外殼，是被卡止於托架部42。
<電氣設備系統的構成>
如第5圖及第6圖所示，被搭載於自行車的電氣設備系統100，具備：作為電氣元件的後載物架組件13、及馬達組件10、及吊架組件122a、及前撥鏈器108f及後撥鏈器108r、及前照燈23、及顯示裝置18、及右剎車桿16f及左剎車桿16r。這些的電氣元件是藉由可通訊的第1電力線70a～70g及第2電力線71被連接。在第5圖中由實線顯示第1電力線70a～70g，第2電力線71是由比顯示第1電力線70a～70g的線更粗的線顯示。第1電力線70a～70g及第2電力線71，是包含2條導線。2條之中的一方是接地線。
後載物架組件13，具有：將電氣設備系統100的電氣元件控制的整體控制部12、及蓄電部14、及尾燈24。後載物架組件13是裝設於後載物架112。整體控制部12，是具有微電腦。在整體控制部12中，作為電氣設備系統100的電源的蓄電部14是可裝卸自如地被裝設。尾燈24，是一體被安裝在蓄電部14。
在後載物架組件13中，馬達組件10是透過第2電力線71被連接。第2電力線71，是讓例如24伏特的電源電流流通的電力線。第1電力線70a～70g，是讓例如6伏特的電源電流流通的電力線。
在第1電力線70a～70g及第2電力線71中，有各別將電氣元件控制的控制訊號被重疊的電源電流流通。
且在後載物架組件13中，吊架組件122a是透過第1電力線70a被連接。吊架組件122a，是如前述具有：扭矩感測器17、及角度感測器19。在吊架組件122a中，前照燈23、前撥鏈器108f、及後撥鏈器108r是各別透過第1電力線70b、第1電力線70g及第2電力線70c被連接。前照燈23，是使用例如LED(發光元件)的省電力型，並被裝設於前叉103的前面。
前撥鏈器108f及後撥鏈器108r，是各別具有：前變速馬達20f、前段數感測器21f及後變速馬達20r、前段數感測器21f及後段數感測器21r。且，前撥鏈器108f及後撥鏈器108r，是各別具有：將前變速馬達20f及後變速馬達20r控制的無圖示的前控制部及後控制部。藉由此前段數感測器21f及後段數感測器21r的輸出在顯示裝置18各別顯示前撥鏈器108f及後撥鏈器108r的段數。在前照燈23中，顯示裝置18是透過第2電力線70d被連接。
在顯示裝置18中，右剎車桿16f及左剎車桿16r是各別透過第1電力線70e及第1電力線70f被連接。
如第6圖所示，各電氣元件，是由串列匯流排構造被連接。由此，除了整體控制部12被搭載的電氣元件(例如後載物架組件13)以外，即使將其中任一的電氣元件連接或是脫離，電氣設備系統100仍可動作。例如，在第6圖中，即使將前照燈23取下，藉由將第1電力線70b與顯示裝置18連接，電氣設備系統100就可動作。且，前撥鏈器108f及後撥鏈器108r是通常的變速纜線動作的情況時，可以將第1電力線70g及第1電力線70c取下。即使此情況時，電氣設備系統100仍可動作。
<整體控制部的功能構成>
如第7圖所示，整體控制部12，其由軟體被實現的功能所構成，具有：變速控制部72、及輔助控制部73、及動能回收制動控制部(動能回收制動控制裝置的一例)74。動能回收制動控制部74，具有：第1控制部75、及第2控制部76、及切換控制部77、及模式切換部78、及位置判斷部79、及初期位置改寫部80、及調整位置寫入部81。且，在整體控制部12中，除了前述的蓄電部14及馬達組件10等的電氣元件以外連接有記憶部90。記憶部90，是例如由EEPROM(電子可抹除可程式化唯讀記憶體electrically erasable programmable read only memory)或快閃記憶體等的不揮發記憶體元件所構成，具有：最大調整位置記憶部91、及初期位置記憶部92、及固定負荷工作記憶部93、及可變負荷工作記憶部94。
在最大調整位置記憶部91中，藉由初期位置調整部50使最大限度初期位置是被調整時的移動位置是被記憶。此記憶處理，是在工場出貨時進行也可以，由販售店或騎乘者進行也可以。在初期位置記憶部92中，初期位置被變更情況時，藉由後述的動能回收制動模式處理被變更的初期位置是被記憶。又，購入自行車後的最初的初期位置，是未藉由初期位置調整部50被調整的位置，將移動位置由數字顯示的情況，例如初期位置是對應移動位置「0」。
在固定負荷工作記憶部93中，使在時常動能回收模式時使用的第1動能回收制動力BF1發生的固定負荷工作FD是被記憶。在可變負荷工作記憶部94中，使對應制動動能回收時的操作桿構件31的從初期位置的移動位置M漸漸地變大的第2動能回收制動力BF2發生的可變負荷工作CD是被記憶。可變負荷工作CD，是由依據例如移動位置M的函數f(M)每移動位置M被算出的表形式被記憶於可變負荷工作記憶部94。因此，可以藉由移動位置M讀出可變負荷工作CD。
例如，如第11圖所示，固定負荷工作FD，是例如最大動能回收制動力(負荷工作比100)的情況的3百分比至20百分比的負荷工作比。且，可變負荷工作CD，是從初期位置漸漸地變大的負荷工作比，上限是100百分比。又，在第11圖所示的例中，直到到達上限為止操作桿構件31的移動因為已結束，所以第2動能回收制動力BF2，是成為100百分比以下。且，第11圖所示的可變負荷工作CD的曲線是對應移動位置M的增加使增加比率變大的曲線。
變速控制部72，是對應左右的昇檔開關43a及左右的降檔開關43b的操作來控制前撥鏈器108f及後撥鏈器108r的段數。輔助控制部73，是由上模式選擇開關44c及下模式選擇開關44d被選擇的輔助模式透過變頻器61控制輔助馬達60。動能回收制動控制部74，是由上模式選擇開關44c及下模式選擇開關44d被選擇的動能回收制動模式(時常動能回收模式及制動動能回收模式的其中任一)透過變頻器61控制輔助馬達60。
第1控制部75，是控制輔助馬達60使一定的第1動能回收制動力發生。第2控制部76，是當前制動器機構117f從初期狀態朝制動狀態遷移時，控制輔助馬達60使漸漸地變大的第2動能回收制動力發生。具體而言，第2控制部76，是操作桿構件31若從初期位置(初期狀態的一例)移動的話對應其移動位置控制輔助馬達60使漸漸地變大的第2動能回收制動力發生。第1動能回收制動力及第2動能回收制動力的一例如第11圖所示。在第11圖中，藉由第1控制部75的控制使輔助馬達60發生的第1動能回收制動力FD是一定，藉由第2控制部76的控制使輔助馬達60發生的第2動能回收制動力f(M)D，是由移動位置M的例如函數f(M)表示，移動位置M變大的話會漸漸地變大。切換控制部77，是在時常動能回收模式時進行第1控制部75的控制時，操作桿構件31若從初期位置超越預定位置地移動的話，切換成第2制動部76的控制。模式切換部78，是將動能回收制動模式切換成時常動能回收模式及制動動能回收模式的其中任一。具體而言，使藉由上模式選擇開關44c及下模式選擇開關44d被選擇的動能回收制動模式動作。位置判斷部79，是判斷操作桿構件31的從初期位置的移動位置是否超越預定位置。
初期位置改寫部80，是藉由初期位置調整部50使初期位置被變更時，將初期位置記憶部92的記憶內容改寫成調整後的移動位置。具體而言，藉由線性霍爾(Hall)元件55檢出比最大調整位置小的移動位置的話，將該移動位置作為初期位置記憶在初期位置記憶部92，並改寫初期位置。調整位置寫入部81，是例如由初期位置調整部50調整最大限度初期位置時，藉由將各開關44a～44e的其中任一個例如2秒以上的長按操作或2個以上同時操作等的操作，將該操作被進行時的移動位置作為最大調整位置記憶在最大調整位置記憶部91。
<動能回收制動控制部的控制動作>
接著，依據第9圖、第10圖及第11圖所示的控制流程圖說明動能回收制動控制部74的控制動作。又，對於控制動作，第9圖～第11圖所示的處理雖是本發明的控制動作的一例，但本發明不限定於此。且，在之後的說明中，說明藉由進行前輪106f用的前制動裝置107f的制動操作的右剎車桿16f的移動位置進行制動動能回收的情況的例。
來自蓄電部14的電力被供給至整體控制部12的話，整體控制部12開始進行控制動作。
在第8圖的步驟S1中，進行初期設定。在初期設定中，各種的變數和標記被重設。在步驟S2中，等待電源開關44e被導通(ON)。電源開關4e被導通(ON)的話移行至步驟S3。在步驟S3中，進行顯示裝置18的顯示處理。在此，對應顯示切換開關44b的操作來顯示第3圖所示的輔助畫面及第4圖所示的循環電腦畫面的其中任一。且，進行各種的顯示處理。在步驟S4中，判斷開關是否被輸入。在步驟S5中，判斷是否實行輔助模式。在步驟S6中，判斷初期位置是否被變更且是否進行初期位置寫入處理。在步驟S7中，判斷是否進行動能回收制動處理，移行至步驟S2。
判斷為開關被輸入的話，從步驟S4移行至步驟S8。在步驟S8中，進行開關輸入處理，移行至步驟S5。在開關輸入處理中，進行對應被操作的開關的處理。例如，在第3圖所示的輔助畫面中，將上模式選擇開關44c操作的話，每次按壓操作的話，游標就會朝下方逐一地移動，而顯示在畫面右側被顯示的3個輔助模式及2個動能回收制動模式、及輔助動能回收斷開(OFF)的其中任一。且，將下模式選擇開關44d操作的話，每次按壓操作的話，游標就會朝上方逐一地移動。在游標移動後經過預定時間(例如2秒～5秒)的話，被選擇的輔助模式及動能回收制動模式被設定，且游標被固定在被設定的輔助模式及動能回收制動模式。
判斷為實行輔助模式的話，從步驟S5移行至步驟S9。在步驟S9中，由藉由開關輸入處理被選擇的輔助模式進行輔助處理，移行至步驟S6。在輔助模式中，使輔助馬達60發生由被選擇的「強」、「中」、「弱」的其中任一的輔助模式的輔助力，補助騎乘者的人力驅動。
判斷為進行初期位置改寫處理的話，從步驟S6移行至步驟S10。在步驟S10中，實行第9圖所示的初期位置寫入處理，移行至步驟S7。
判斷為進行動能回收制動處理的話，從步驟S7移行至步驟S11。在步驟S11中，實行第10圖所示的動能回收制動模式處理，移行至步驟S2。
在步驟S10的初期位置寫入處理中，由第9圖的步驟S20藉由來自速度感測器62的輸出判斷自行車的速度是否為「0」。速度不是「0」的情況時返回至第8圖所示的主例行程式。速度是「0」的情況時，移行至步驟S21。
在步驟S21中，判斷：藉由初期位置調整部50將操作桿構件31調整至最大調整位置，並將該最大調整位置寫入用的操作是否被進行。此判斷，是例如藉由燈開關44a及顯示切換開關44b的同時操作進行判斷。此判斷為「YES」的情況時移行至步驟S12。在步驟S22中，將那時的右剎車桿16f的線性霍爾(Hall)元件55所檢出的操作桿構件31的移動位置M作為最大調整位置MA寫入最大調整位置記憶部91，移行至步驟S23。在步驟S23中，判斷操作桿構件31是否移動。未移動的情況時返回至第8圖所示的主例行程式。移動的情況時，移行至步驟S24。在步驟S24中，從線性霍爾(Hall)元件55將移動位置M取入。在步驟S25中，從最大調整位置記憶部91將最大調整位置MA讀入。在步驟S26中，判斷：取入的移動位置M是否比最大值調整位置MA小，即，是否為初期位置調整部50的初期位置的調整操作。
判斷為移動位置M是比最大調整位置MA小，且是初期位置的調整操作的情況時，從步驟S26移行至步驟S27。在步驟S27中，判斷操作桿構件31是否停止預定時間(例如2秒)以上。這是將調整途中的移動位置取消用的處理。預定時間操作桿構件31未停止的情況時，返回至主例行程式，操作桿構件31若停止預定時間以上的話，從步驟S27移行至步驟S28。在步驟S28中，將那時的線性霍爾(Hall)元件55所檢出的移動位置M作為初期位置IM記憶在初期位置記憶部92。由此，在制動動能回收模式中，操作桿構件31的初期位置IM被變更。
判斷為移動位置M是比最大調整位置MA大，且是通常的制動操作的情況時，步驟S26～第8圖所示的返回至主例行程式。
在步驟S11的動能回收制動模式處理中，由第10圖的步驟S31判斷動能回收制動模式是否為時常制動模式。在第1實施例中，動能回收制動模式，因為只有時常制動模式及制動動能回收模式的2個，所以時常動能回收模式的情況時，此判斷是成為「YES」，從步驟S31移行至步驟S32。在步驟S32中，從固定負荷工作記憶部93讀入使第1動能回收制動力BF1發生的固定負荷工作FD。在步驟S33中，從制動器感測器53的線性霍爾(Hall)元件55將移動位置M取入。在步驟S34中，從可變負荷工作記憶部94將對應使第2動能回收制動力BF2發生的移動位置M的可變負荷工作CD讀入。
在步驟S35中，藉由判斷移動位置M中的可變負荷工作CD是否超越固定負荷工作FD，來判斷移動位置M是否超越預定位置。移動位置M中的可變負荷工作CD未超越固定負荷工作FD的情況時，從步驟S35移行至步驟S36。在步驟S36中，藉由固定負荷工作FD控制輔助馬達60使發生第1動能回收制動力BF1，返回至主例行程式。移動位置M中的可變負荷工作CD是超越固定負荷工作FD的話，從步驟S35移行至步驟S37。在步驟S37中，藉由對應移動位置M的可變負荷工作CD控制輔助馬達60使第2動能回收制動力BF2發生，返回至主例行程式。由此，時常動能回收模式時，是如第11圖粗線所示，直到操作桿構件31被操作為止，是由時常一定的第1動能回收制動力BF1進行動能回收制動。且，操作桿構件31是到達預定位置的話，對應移動位置M由從第1動能回收制動力BF1漸漸地變大的第2動能回收制動力BF2進行動能回收制動。又，通常，使前制動裝置107f進行制動動作之前，即，前制動裝置107f的制動來令片與前輪106f的輪框121f接觸之前的移動位置M成為預定位置的方式設定第2動能回收制動力。
另一方面，由步驟S31判斷為制動動能回收(步驟S31的判斷為「NO」)的情況時，從步驟S31移行至步驟S38。在步驟S38中，從制動器感測器53的線性霍爾(Hall)元件55將移動位置M取入。在步驟S39中，藉由移動位置M是否為初期位置「0」來判斷操作桿構件31是否從初期位置移動。若判斷為操作桿構件31未移動的話，從步驟S39返回至主例行程式。若判斷為移動位置M變比初期位置大而使操作桿構件31移動的話，從步驟S29移行至步驟S37。且，藉由對應從初期位置的操作桿構件31的移動位置M的可變負荷工作CD控制輔助馬達60使第2動能回收制動力BF2發生。由此，制動動能回收模式時，是由第11圖中的從初期位置開始的細線及粗線顯示的曲線中的粗線顯示的第2動能回收制動力BF2進行動能回收制動。
在此，無關於前制動器機構117f的狀態時常進行一定的第1動能回收制動力BF1的動能回收制動並進行對於作了電源的蓄電部14進行動能回收充電。且，前制動器機構117f是從初期狀態朝制動狀態遷移，即操作桿構件31是從初期狀態移動的話，進行漸漸地變大的可變的第2動能回收制動力BF2的動能回收充電。因此，在動能回收制動模式，行走中始終藉由第1動能回收制動力BF1進行動能回收充電，在前制動器機構117f動作的制動動能回收時，可以由制動力漸漸地變大的第2動能回收制動力BF2進行動能回收充電。因此，制動動能回收時的動能回收充電量變多，就可效率佳地進行制動動能回收的動能回收充電。
且在前制動器機構117f的動作開始時動能回收制動的第2動能回收制動力BF2因為是成為大的制動力，所以可以從動能回收制動朝前制動器機構117f的機械制動平順地移行。因此，從動能回收制動朝機械制動的遷移時不易產生制動力的急速變化。
進一步，藉由制動器感測器53檢出右剎車桿16f的操作桿構件31的移動位置，藉由操作桿構件31的移動位置控制輔助馬達60。因此，第2動能回收制動力BF2可以平順地增加。
<第2實施例>
在第1實施例中，使用制動動能回收模式的第2動能回收制動力BF2，將從初期位置每次增大被設定的移動位置M的第2動能回收制動力BF2超越第1動能回收制動力BF1的位置作為預定位置。因此，第1動能回收制動力BF1及第2動能回收制動力BF2的曲線即使變化，也必定可在預定位置，獲得從第1動能回收制動力增大的第2動能回收制動力。但是，第1動能回收制動力BF1及第2動能回收制動力BF2的曲線變化的話預定位置也變化。
在第2實施例中，將預先被設定的移動位置M固定在預定位置SM，移動位置M若超越預定位置SM的話，動能回收制動控制部74是控制輔助馬達60使對於第1動能回收制動力BF1增加的第2動能回收制動力BF2發生。因此，第1動能回收制動力BF1及第2動能回收制動力BF2的曲線即使變化，預定位置SM也不會變動。
在第12圖中，在第2實施例的動能回收制動模式處理中，由步驟S41判斷動能回收制動模式是否為時常制動模式。動能回收制動模式，在第2實施例因為也只有時常制動模式及制動動能回收模式的2個，所以時常動能回收模式的情況時，此判斷是成為「YES」，從步驟S41移行至步驟S42。在步驟S42中，從固定負荷工作記憶部93讀入使第1動能回收制動力BF1發生的固定負荷工作FD。在步驟S43中，從制動器感測器53的線性霍爾(Hall)元件55將移動位置M取入。在步驟S44中，判斷移動位置M是否超越預定位置SM。移動位置M未超越預定位置SM的情況時，從步驟S44移行至步驟S45。在步驟S45中，藉由固定負荷工作FD控制輔助馬達60使第1動能回收制動力BF1發生，返回至主例行程式。
移動位置M若超越預定位置SM的話，從步驟S44移行至步驟S46。在步驟S46中，藉由可變負荷工作SD控制輔助馬達60使第2動能回收制動力BF2發生。
可變負荷工作SD，是如第13圖所示，被設定成：操作桿構件31的移動位置M是從預定位置SM移動的話從固定負荷工作FD漸漸地變大。例如，依據將固定負荷工作FD作為初期值的移動位置M的函數被算出的每一移動位置M的負荷工作比是被記憶於可變負荷工作記憶部94。又，使可變的第3動能回收制動力BF3發生的方式從初期位置直到預定位置SM為止的每一移動位置M的負荷工作比也被算出並被記憶在可變負荷工作記憶部94中。此第3動能回收制動力BF3，是由制動動能回收模式被使用。
動能回收制動模式是制動動能回收的情況，從第12圖的步驟S41移行至步驟S47。在步驟S47中，從制動器感測器53的線性霍爾(Hall)元件55將移動位置M取入。在步驟S48中，藉由移動位置M是否為初期位置「0」來判斷操作桿構件31是否從初期位置移動。若判斷為操作桿構件31未移動的話，從步驟S48返回至主例行程式。若判斷為移動位置M變比初期位置大而使操作桿構件31移動的話，從步驟S48移行至步驟S49。且，從初期位置直到預定位置SM為止是藉由對應操作桿構件31的移動位置M的可變負荷工作CD控制輔助馬達60使可變的第3動能回收制動力BF3發生。且，超越預定位置SM的話，藉由對應操作桿構件31的移動位置M的可變負荷工作CD控制輔助馬達60使可變的第2動能回收制動力BF3發生。由此，制動動能回收模式時，是由第13圖中的從初期位置開始的細線及粗線顯示的曲線中的粗線顯示的第3動能回收制動力及第2動能回收制動力BF2進行動能回收制動。
<其他的實施例>
以上，雖說明了本發明的一實施例，但是本發明不限定於上述實施例，在不脫離發明的實質範圍內可進行各種變更。
(a)在前述第1實施例及第2實施例中，可變負荷工作CD的曲線雖是對應移動位置M的增加使增加比率變大的曲線，但是本發明的可變負荷工作CD不限定於此。本發明的可變負荷工作CD不限定於第11圖所示的曲線，與移動位置M成比例的直線也可以，且，對應移動位置M在途中使增加比率減少的曲線也可以。
(b)在前述實施例中，雖揭示具有藉由剎車桿及制動拉索被連結的制動裝置的制動器機構，但是本發明不限定於此。例如，具有藉由剎車桿及油壓配管被連結的制動裝置的制動器機構也可以適用本發明。使用油壓配管的情況，檢出油的壓力，對應此壓力進行動能回收控制也可以。且在前述實施例中，雖對應剎車桿的操作桿部的移動位置進行動能回收控制，但是對應制動裝置的制動器滑塊的移動位置進行動能回收控制也可以，對應制動拉索的一部分的移動位置進行動能回收控制也可以。
(c)在前述實施例中，雖藉由前制動器機構117f的動作在時常動能回收模式及制動動能回收模式中，控制動能回收制動力，但是藉由後制動器機構117r的動作來控制可變的動能回收制動力也可以。且在前述實施例中，雖對應右剎車桿16f的移動位置進行動能回收控制，但是對應左剎車桿16r的移動位置進行動能回收控制也可以。
(d)在前述實施例中，雖以在前輪106f設有馬達組件10的輔助自行車為例說明本發明，但是本發明不限定於此。例如，在後輪106r或吊架部122設有馬達組件的輔助自行車也可以適用本發明。此情況，藉由後制動器機構117r的動作來控制可變的動能回收制動力也可以。
(e)在前述實施例中，雖直到移動至操作桿構件制動終了的位置為止對於制動器機構的機械制動中也相同賦予可變的動能回收制動力，但是本發明不限定於此。例如，機械制動開始的話，停止動能回收制動，或使動能回收制動力一定，或由與制動開始為止不同的比率增加動能回收制動力也可以。
又，藉由操作桿構件31的移動速度的變化判斷機械制動的開始位置也可以。例如，機械制動開始時因為操作桿構件的移動速度變慢，所以藉由移動位置時間變化檢出移動速度，成為預定以下的速度的話判斷為機械制動已開始也可以。判斷為機械制動開始的話，變化動能回收制動力也可以。
且在制動裝置的機械制動開始時，且，騎士是預先在機械制動開始位置停止操作桿構件31的移動，藉由預定的操作(例如開關類的長按操作)將那時的移動位置M作為制動開始位置設定也可以。
(f)在前述實施例中，檢出操作桿構件的移動位置，是檢出從初期位置的操作桿構件的移動量，動能回收控制部，是對應檢出的移動量進行動能回收控制也可以。
(g)在前述實施例中，輔助自行車雖是具有外部裝備品變速機的構成，但是具有內裝變速機的構成也可以，未具備變速機構成也可以，本系統可以適用於任何輔助自行車。
(h)在前述實施例中，可變負荷工作CD雖是由表形式被記憶在可變負荷工作記憶部94，但是本發明不限定於此。例如，藉由對應移動位置隨時計算來求得可變負荷工作CD也可以。
10．．．馬達組件
12．．．整體控制部
13．．．後載物架組件
14．．．蓄電部
15．．．握部
16f．．．右剎車桿
16r．．．左剎車桿
17．．．扭矩感測器
18．．．顯示裝置
18a．．．液晶顯示器畫面
19．．．角度感測器
20f．．．前變速馬達
20r．．．後變速馬達
21f．．．前段數感測器
21r．．．後段數感測器
23．．．前照燈
24．．．尾燈
30．．．安裝托架
31．．．操作桿構件
41．．．裝設部
42．．．托架部
43a．．．昇檔開關
43b．．．降檔開關
43f．．．前變速操作部
43r．．．後變速操作部
44a．．．燈開關
44b．．．顯示切換開關
44c．．．上模式選擇開關
44d．．．下模式選擇開關
44e．．．電源開關
50．．．初期位置調整部
53．．．制動器感測器
54．．．磁鐵
55．．．線性霍爾(Hall)元件
60．．．輔助馬達
61．．．變頻器
62．．．速度感測器
70a．．．第1電力線
70b．．．第1電力線
70c．．．第2電力線
70d．．．第2電力線
70e．．．第1電力線
70f．．．第1電力線
70g．．．第1電力線
71．．．第2電力線
72．．．變速控制部
73．．．輔助控制部
74．．．動能回收制動控制部
75．．．第1控制部
76．．．第2控制部
77．．．切換控制部
78．．．模式切換部
79．．．位置判斷部
80．．．初期位置改寫部
81．．．調整位置寫入部
90．．．記憶部
91．．．最大調整位置記憶部
92．．．初期位置記憶部
93．．．固定負荷工作記憶部
94．．．可變負荷工作記憶部
100．．．電氣設備系統
101．．．車架
102．．．車架體
103．．．前叉
104．．．手把部
105．．．驅動部
106f．．．前輪
106r．．．後輪
107f．．．前制動裝置
107r．．．後制動裝置
108f．．．前撥鏈器
108r．．．後撥鏈器
109．．．小齒輪
110．．．後輪轂
111．．．鞍座
112．．．後載物架
113f．．．前制動拉索
113r．．．後制動拉索
114．．．車把立管
115．．．車手把
116．．．曲軸
117f．．．前制動器機構
117r．．．後制動器機構
118a．．．齒輪曲軸
119．．．鏈條
121f．．．前輪框
121r．．．後輪框
122．．．吊架部
122a．．．吊架組件
[第1圖]本發明的第1實施例所採用的自行車的側面圖。
[第2圖]顯示剎車桿及顯示裝置的平面圖。
[第3圖]顯示顯示裝置的模式畫面的顯示的一例的圖。
[第4圖]顯示顯示裝置的循環電腦畫面的一例的圖。
[第5圖]顯示本發明的第1實施例的電氣設備系統的構成的方塊圖。
[第6圖]顯示其連接形態的方塊圖。
[第7圖]顯示整體控制部的功能構成的方塊圖。
[第8圖]顯示動能回收制動控制部的控制動作的流程圖。
[第9圖]顯示初期位置改寫部的動作的流程圖。
[第10圖]顯示動能回收制動控制動作的流程圖。
[第11圖]顯示制動動能回收及時常動能回收時的動能回收制動力的變化的圖表。
[第12圖]第2實施例的相當於第10圖的圖。
[第13圖]第2實施例的相當於第11圖的圖。
12．．．整體控制部
14．．．蓄電部
53．．．制動器感測器
60．．．輔助馬達
61．．．變頻器
72．．．變速控制部
73．．．輔助控制部
74．．．動能回收制動控制部
75．．．第1控制部
76．．．第2控制部
77．．．切換控制部
78．．．模式切換部
79．．．位置判斷部
80．．．初期位置改寫部
81．．．調整位置寫入部
90．．．記憶部
91．．．最大調整位置記憶部
92．．．初期位置記憶部
93．．．固定負荷工作記憶部
94．．．可變負荷工作記憶部

Claims (4)

  1. 一種自行車用動能回收制動控制裝置，是關連於可裝設於藉由馬達補助人力驅動的電動自行車中的制動器機構，供將前述馬達控制用，具備：第1控制部，是控制前述馬達使一定的第1動能回收制動力發生；及第2控制部，是當前述制動器機構從初期狀態朝制動狀態遷移時，控制前述馬達使漸漸地變大的第2動能回收制動力發生；及切換控制部，當進行第1控制部的控制時，若前述制動器機構從前述初期狀態朝前述制動狀態遷移的話，切換成前述第2控制部的控制，前述制動器機構，是具備自行車用刹車桿，前述第2控制部，是依據前述自行車用刹車桿的動作來控制前述馬達，進一步具備：移動位置檢出部，是檢出前述刹車桿的擺動的操作桿構件的從初期位置的移動位置；及位置判斷部，判斷從前述初期位置的移動位置是否超越預定位置；前述切換控制部，直到前述移動位置超越前述預定位置為止，是藉由前述第1控制部控制前述馬達使前述第1動能回收制動力發生，若前述移動位置超越前述預定位置的話，藉由前述第2控制部控制前述馬達使前述第2動能 回收制動力發生，前述第2控制部，是對應從前述初期位置的前述移動位置控制前述馬達使前述第2動能回收制動力漸漸地變大。
  2. 如申請專利範圍第1項的自行車用動能回收制動控制裝置，其中，進一步具備模式切換部，可切換：第1制動模式，當前述制動器機構從前述初期狀態朝前述制動狀態遷移時，藉由前述切換控制部從前述第1控制部的控制切換成前述第2控制部的控制；及第2制動模式，當前述制動器機構從前述初期狀態朝前述制動狀態遷移時，進行前述第2控制部的控制。
  3. 如申請專利範圍第1項的自行車用動能回收制動控制裝置，其中，前述位置判斷部，是將前述第2動能回收制動力超越前述第1動能回收制動力時的前述移動位置判斷為前述預定位置。
  4. 如申請專利範圍第1項的自行車用動能回收制動控制裝置，其中，前述第2控制部，是至少對應從前述預定位置的前述移動位置控制前述馬達使前述第2動能回收制動力從前述第1動能回收制動力漸漸地變大。
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