TWI469895B - Bicycle electrical components control system - Google Patents

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TWI469895B TW100112318A TW100112318A TWI469895B TW I469895 B TWI469895 B TW I469895B TW 100112318 A TW100112318 A TW 100112318A TW 100112318 A TW100112318 A TW 100112318A TW I469895 B TWI469895 B TW I469895B
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Shimano Kk
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Description

自行車用電氣元件控制系統
本發明，是有關於自行車用的電氣元件控制系統，特別是，將可搭載於藉由馬達補助人力驅動的電動自行車的複數電氣元件控制用的自行車用的電氣元件控制系統。
自行車，已知有藉由電動馬達補助人力驅動力的輔助自行車(例如，專利文獻1參照)。在這種習知的輔助自行車中，搭乘者若選擇輔助模式的話，搭乘者的驅動力是藉由電動馬達被補助。另一方面，搭乘者若選擇動能回收充電模式的話，藉由將從電動馬達得到的電力供給至電池，使電池被動能回收充電。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-304283
在習知的輔助自行車中，因電池的充電量不足而使主電源斷開(OFF)，或因一部分的電氣元件無法正常地動作的情況時，多就停止全部的電氣元件的動作。只有一部分的電氣元件無法正常地動作，就停止全部的電氣元件的動作的話，無法完全活用輔助自行車的優點。且，一部分的電氣元件無法正常地動作的情況時，將包含無法正常地動作的電氣元件的全部的電氣元件繼續動作的情況時，有可能反而導致正常地動作的電氣元件發生問題。
本發明的課題，是提供一種可以對應電氣元件的動作狀態，適切地控制電氣元件的系統。
發明1的自行車用的電氣元件控制系統，是將可搭載於藉由馬達補助人力驅動的電動自行車的複數電氣元件控制用的系統。
電氣元件控制系統具備控制部，控制部是依據複數電氣元件的動作狀態，從3個以上的動作模式之中選擇動作模式，將由所選擇的動作模式動作的電氣元件控制。
此情況，首先，控制部，是依據複數電氣元件的動作狀態，從3個以上的動作模式之中選擇動作模式。例如，電動自行車，是由第1動作模式、第2動作模式、及第3動作模式動作的情況，電動自行車是在第1動作模式動作中的話，控制部，是依據複數電氣元件的動作狀態，選擇第2動作模式或第3動作模式，作為電動自行車的動作模式。同樣地，電動自行車是在第2動作模式或第3動作模式由動作中的話，控制部，是依據複數電氣元件的動作狀態，選擇除了動作中的動作模式以外的其他的動作模式，作為電動自行車的動作模式。在此控制部所選擇的動作模式，是對應電氣元件的動作狀態的動作模式。
如此，在本發明中，依據複數電氣元件的動作狀態，從3個以上的動作模式之中，選擇對應電氣元件的動作狀態的動作模式。且，在此藉著由被選擇的動作模式使電動自行車動作，就可以對應電氣元件的動作狀態，適切地控制電氣元件。
發明2的自行車用的電氣元件控制系統，是如發明1的系統，進一步具備與各電氣元件進行通訊的通訊部。在此，控制部，是依據通訊部的通訊結果，判斷電氣元件的動作狀態。
此情況，通訊部是與各電氣元件進行通訊，且控制部是依據此通訊結果，判斷電氣元件的動作狀態。例如，控制部，是依據通訊部及電氣元件之間的通訊的有無，判斷電氣元件的動作狀態。由此，可以適切地判斷電氣元件的動作狀態。
在發明3的自行車用的電氣元件控制系統中，如發明1或2的系統，控制部，是藉由比較：由3個以上的動作模式各別動作的電氣元件的動作形態、及複數電氣元件的動作狀態，從3個以上的動作模式之中，選擇由對應複數電氣元件的動作狀態的電氣元件的動作形態而動作的動作模式。
此情況，控制部，是比較：由3個以上的動作模式各別動作的電氣元件的動作形態即在各動作模式中定義被要求動作的電氣元件用的電氣元件的動作形態、及複數電氣元件的動作狀態。且，控制部，是選擇由對應複數電氣元件的動作狀態的動作形態而動作的動作模式。由此，可以依據複數電氣元件的動作狀態，選擇適切的動作模式。
在發明4的自行車用的電氣元件控制系統中，如發明3的系統，電氣元件的動作形態，是對應各動作模式中的電氣元件的重要度被設定。
此情況，各動作模式中的電氣元件的重要度，即在各動作模式中因為對應被要求動作的電氣元件的重要度，來設定電氣元件的動作形態，所以就可以控制使電氣元件的重要度愈高的電氣元件，愈可在各動作模式動作。
在發明5的自行車用的電氣元件控制系統中，如發明1～4中任一的系統，3個以上的動作模式，是包含補助人力驅動的馬達的動作各不同的複數輔助模式。
此情況，3個以上的動作模式，因為包含補助人力驅動的馬達的動作各不同的複數輔助模式，所以即使電動自行車是由各式各樣的輔助模式動作的情況，也可以對應電氣元件的動作狀態，適切地控制電氣元件。
在發明6的自行車用的電氣元件控制系統中，如發明1～5中任一的系統，設定將動作模式切換至各動作模式用的預定的順序。控制部，是依據此預定的順序，將動作模式切換並選擇。
此情況，控制部，是在各動作模式依據將動作模式切換用的預定的順序，選擇動作模式切換。例如，從某動作模式朝其他的動作模式切換動作模式時的切換路徑，因為是依據預定的順序被設定，所以動作模式可以平順且適切地切換。且，藉由此設定，因為可以將不用的控制除外，所以可以減少控制部中的處理時的負荷。
依據本發明，依據複數電氣元件的動作狀態，從3個以上的動作模式之中，選擇對應電氣元件的動作狀態的動作模式。且，藉著由被選擇的動作模式使電動自行車動作，就可以對應電氣元件的動作狀態，適切地控制電氣元件。
如第1圖所示，採用本發明的一實施例的自行車是藉由馬達內藏輪轂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，是將自行車從後方所見時的右側作為右，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的輪框121f及121r來進行制動。
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122a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)、及被橫跨齒輪曲軸118a的鏈條119、及被裝設於後輪106r的後輪轂110的齒輪109、及後撥鏈器108r。
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。後撥鏈器108r，是被電動驅動，如第2圖所示，各別具有變速馬達20r、及檢出現在的變速段的段數感測器21r。
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，裝設有包含將自行車整體的電氣元件20控制的整體控制部12及整體通訊部30的後載物架組件13。且，在後載物架組件13中，裝設有記憶部31。
後載物架組件13，是可裝卸地搭載成為馬達內藏輪轂10、整體控制部12及前照燈23等的電氣元件20(參照第3圖)的電源的蓄電部14。蓄電部14，是包含蓄電池。蓄電池，是包含例如鎳氫電池或是鋰離子電池等。尾燈24是一體被安裝在蓄電部14中。
整體控制部12，是使用被充電在蓄電部14電力而作動。整體控制部12，是包含無圖示的CPU(Central Processing Unit)。例如，CPU，是將有關於控制的命令，從ROM(Read Only Memory)讀出，朝外部發行。且，CPU，是將有關於計算的命令，從ROM讀出，朝外部發行。此情況，依據來自CPU的命令，從ROM讀出各種的資料，並容納於RAM(Random Access Memory)。且，CPU是使用被容納在RAM的資料，實行各種處理。且，CPU是依據此處理結果，將各種命令，朝外部發行。
整體通訊部30，是依據來自整體控制部12的命令，控制與電氣元件20的通訊。例如，整體通訊部30，若發行從整體控制部12訊號的發訊命令的話，依據此命令，朝後述的電氣元件用的通訊部78將訊號發訊。且，整體通訊部30，是收訊來自電氣元件用的通訊部78(參照第3圖)的訊號。
記憶部31，是記憶各種資料。記憶部31，是包含ROM(Read Only Memory)、及RAM(Random Access Memory)。ROM，是記憶預先被定義的基本程式、基本資料、及基本參數等。RAM，是暫時地記憶各種的程式、各種的資料、處理中的資料、通訊資料等。
蓄電部14，是在蓄電狀態下使輸出變化。例如，在此蓄電部14中，在充滿電的狀態將最高電壓輸出。且，隨著蓄電部14的充電量減少，電壓是從最高電壓朝最低電壓輸出下降。例如，隨著蓄電部14的充電量減少，電壓是從24V(最高電壓)朝18V(最低電壓)輸出下降。且，此蓄電部14沒有蓄電，或是蓄電量成為預定量以下的話，停止從此蓄電部14的輸出。在此，蓄電部14，是與整體控制部12連接，來自蓄電部14的電力的供給，是藉由整體控制部12被控制。
馬達內藏輪轂10，是構成自行車的前輪106f的輪轂。馬達內藏輪轂10，是被裝設於前叉103的先端，供補助人力用。馬達內藏輪轂10，是包含被裝設於馬達殼的內部的馬達本體(第2圖參照)。馬達本體10a，是包含例如無電刷DC馬達。馬達本體，具有：可旋轉自如地被支撐於輪轂軸的旋轉件、及在旋轉件的徑方向外周側被固定於馬達殼的內周面的固定件、及將旋轉件的旋轉傳達至馬達殼的旋轉傳達機構。在馬達殼中，連接有輻絲。馬達本體的機械的構成，不限定於上述構成。例如上述的構成，雖是內轉子的馬達，但是外轉子的馬達也可以，且旋轉傳達機構不使用行星齒輪機構，使轉子直接與馬達殼連接的構成也可以。
在馬達內藏輪轂10中，設有將馬達本體10a驅動控制用的控制電路。控制電路，是具有將從蓄電部14被供給的直流開閉變換成交流的DC-AC變頻器的功能。控制電路中，作為輔助人力驅動馬達的功能，具有：將馬達本體10a驅動的輔助功能、及進行動能回收制動的方式將馬達本體10a驅動的動能回收制動功能、及將馬達本體10a作為發電部作動的發電機功能、及使控制用的電源成為斷開(OFF)狀態的電源斷開(OFF)功能。
在輔助功能中，控制電路，是藉由將馬達本體10a驅動控制，輔助人力驅動。在動能回收驅動功能中，控制電路，是藉由將馬達本體10a中的動能回收制動的比率藉由整體控制部12的控制而變化，來進行動能回收制動。在發電機功能中，控制電路，是將馬達本體10a作為發電機使用，將可使電氣元件20動作的電力，供給至電氣元件20。在電源斷開(OFF)功能中，控制電路，是將輔助功能、動能回收驅動功能及發電機功能停止，使其無法作用。
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的中央部中，裝設有：顯示輔助模式及動能回收制動模式等的動作模式的顯示組件18、及前照燈23。
且在車手把115的兩端中，裝設有：左剎車桿16r及右剎車桿16f。在左剎車桿16r及右剎車桿16f中，各別具備：可裝卸自如地裝設於車手把115的安裝托架(無圖示)、及可擺動自如地裝設於安裝托架的操作桿構件40。
在安裝托架的內部中，如第2圖所示，裝設有制動器感測器53。制動器感測器53，是檢出操作桿構件40的擺動位置。整體控制部12，是對應此擺動位置，在制動器動能回收模式及時常動能回收模式時進行動能回收制動控制。在安裝托架中，裝設有：選擇各種動作模式用的模式選擇開關44c、將整體控制部12的電源導通(ON)或是斷開(OFF)的電源開關44e、將後撥鏈器朝高速側的變速段變速操作用的昇檔開關43a、及將後撥鏈器朝低速側的變速段變速操作用的降檔開關43b。且，在安裝托架中，裝設有顯示切換開關44b，其是切換至燈泡開關44a、輔助畫面及循環電腦畫面用。
在吊架部130中，設有吊架組件122a。吊架組件122a，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的旋轉角度的旋轉感測器19。扭矩感測器17，是使用於供檢出輔助控制所使用的踏力。旋轉感測器19，是檢出曲軸的旋轉狀態。旋轉感測器19，是例如為了只有在曲軸116朝正轉方向(曲軸朝進行方向旋轉的方向)旋轉時進行輔助動作而使用。
在第2圖中，顯示上述的複數電氣元件20的各連接狀態。複數電氣元件20，是例如具有：馬達內藏輪轂10、吊架組件122a、後撥鏈器108r、前照燈23、顯示裝置18、左剎車桿16r、及右剎車桿16f。各電氣元件20，是如第3圖所示，在各電氣元件20中具有：實行各種控制的電氣設備控制部79、及電氣元件用的通訊部78。複數電氣元件20各別藉由電力線70彼此之間被連結，藉由例如PLC(Power Line Communications)，進行電源的供給及訊號的通訊。電源的供給及訊號的通訊，是在各電氣元件用的通訊部78中被控制。
<電氣元件控制系統的構成>
在第3圖中，顯示電氣元件控制系統的功能方塊圖。
電氣元件控制系統，是將複數電氣元件20控制用的系統。電氣元件控制系統，是主要具備：記憶部31、及整體通訊部30、及整體控制部12、及電氣元件用的通訊部78、及電氣設備控制部79、及動作模式切換部80。
‧記憶部的功能
記憶部31，是記憶本系統中使用的各種資訊。記憶部31，具有：動作狀態記憶部76、及動作形態記憶部77。動作狀態記憶部76，是記錄複數電氣元件20的各動作狀態。例如，動作狀態記憶部76，是記錄後述的動作狀態確認部72已確認的複數電氣元件20的各動作狀態。
動作形態記憶部77，是記錄各別對應複數動作模式的電氣元件20的動作形態。如第4圖所示，電氣元件20的動作形態，是被區分成：要求電氣元件20動作的「必須動作的狀態(顯示圓記號)」、及未要求電氣元件20動作的「停止動作的狀態(顯示X記號)」、及可要求電氣元件20動作的「可動作的狀態(顯示三角記號)」。在此，在「可動作的狀態」中，因為電氣元件20只要可動作即可，所以電氣元件20動作也可以，電氣元件20停止也可以。
且在各電氣元件20中，顯示各動作模式中的各電氣元件20的重要度的等級設定。上述的各電氣元件20的動作形態是對應此等級被設定。又，在第4圖中，顯示對應各動作模式的電氣元件20的動作形態(動作表)的一例。此動作表，可適宜修正。
如第4圖所示，動作模式，具有：輔助模式、動能回收模式、中立模式、發電機模式、及電源斷開(OFF)模式。輔助模式，具有：第1輔助模式、第2輔助模式、及第3輔助模式。第1輔助模式、第2輔助模式、及第3輔助模式，是人力驅動補助的馬達的動作各不同。例如，在第1輔助模式中，對應變速段進行輔助。第2輔助模式，是對應旋轉感測器的檢出結果進行輔助。第3輔助模式，是只有對應扭矩感測器的檢出結果進行輔助。
在第1輔助模式、第2輔助模式、及第3輔助模式中，動作模式切換用的預定的順序例如顯示動作模式切換時的優先度的切換順序被設定。在此，各輔助模式，是依第1輔助模式、第2輔助模式、第3輔助模式的順序進行切換。
動能回收模式，具有第1動能回收模式及第2動能回收模式。第1動能回收模式，是在馬達內藏輪轂10的旋轉中，進行馬達內藏輪轂10的動能回收制動，制動器是擺動的情況時，對應制動器的擺動量變更動能回收制動。第2動能回收模式，是在馬達內藏輪轂10的旋轉中，時常進行馬達內藏輪轂10的動能回收制動。第2動能回收模式，不進行對應制動器的擺動量的動能回收制動。且，在第1動能回收模式及第2動能回收模式中，動作模式切換用的預定的順序例如顯示動作模式切換時的優先度的切換順序被設定。在此，各動能回收模式，是依第1動能回收模式、第2動能回收模式的順序進行切換。
在中立模式中，在馬達內藏輪轂10的旋轉中，不進行馬達內藏輪轂10的動能回收制動。且，在中立模式中，制動器構件擺動的情況時，進行對應制動器構件的擺動變化的動能回收制動。在發電機模式中，將被配置於馬達內藏輪轂10內的馬達本體10a(發電部)作為發電機使用，使電氣元件20可動作的電力，是被供給至電氣元件20。在電源斷開(OFF)模式中，停止對於全部的電氣元件20的電力的供給。因此，在電源斷開(OFF)模式中，輔助功能及發電機功能皆不作用，這些功能是成為斷開(OFF)狀態。
‧整體通訊部的功能
整體通訊部30，是進行各電氣元件20及通訊。整體通訊部30，是在與電氣元件20之間，實行電力線通訊。整體通訊部30，是將訊號朝各電氣元件20發訊，將來自各電氣元件20的訊號收訊。且，整體通訊部30，是將變更動作模式用的訊號，朝馬達內藏輪轂10發訊。在電力線通訊中，如上述，使用例如PLC，使電力的供給及訊號的發訊同時進行。
‧整體控制部的功能
整體控制部12，是對於自行車整體的電氣元件20指示各種的命令，將自行車整體的電氣元件20控制。且，整體控制部12，是依據整體通訊部30的通訊結果，判斷電氣元件20的動作狀態。且，依據複數電氣元件20的動作狀態，從複數動作模式之中選擇動作模式。
詳細的話，整體控制部12，是藉由比較：由複數動作模式各別動作的電氣元件20的動作形態、及如第4圖所示的複數電氣元件20的動作狀態，從複數動作模式之中，選擇由對應複數電氣元件20的動作狀態的電氣元件20的動作形態而動作的動作模式。且，整體控制部12，若將動作模式切換時的顯示優先度的切換順序存在的情況時，依據此切換順序，將動作模式切換並選擇。且，由所選擇的動作模式將動作的電氣元件20控制。
更詳細的話，整體控制部12，具有：動作模式判斷部71、及動作狀態確認部72、及動作模式選擇部74、及電力供給停止部75。
動作模式判斷部71，是判斷自行車的動作模式。例如，動作模式判斷部71，是判斷由搭乘者所設定的動作模式。
動作狀態確認部72，是依據整體通訊部30的通訊結果，確認複數電氣元件20的各動作狀態。具體而言，整體通訊部30是將供確認電氣元件20的動作狀態用的訊號朝電氣元件20發訊時，若整體通訊部30所收訊到的來自電氣元件20的訊號，是顯示電氣元件20為動作中的訊號的情況時，動作狀態確認部72就判斷此電氣元件20為作動中。且，整體通訊部30是將供確認電氣元件20的動作狀態用的訊號朝電氣元件20發訊時，若整體通訊部30所收訊到的來自電氣元件20的訊號，是顯示電氣元件20為停止中的訊號的情況或是來自電氣元件20的訊號無法收訊的情況時，動作狀態確認部72就判斷此電氣元件20為停止中。又，對於起動電氣元件控制系統隨後的初期條件，動作狀態確認部72就判斷各電氣元件20的動作狀態為不明。
又，在本實施例中，確認動作狀態用的電氣元件20，是如第4圖所示的電氣元件。對於這些的電氣元件20，整體控制部12，是發訊動作狀態將確認用的訊號，並對應通訊結果，確認這些電氣元件20的動作狀態。
動作模式選擇部74，是依據複數電氣元件20的動作狀態，從複數動作模式之中選擇動作模式。例如，複數電氣元件20的至少其中任一個動作狀態，是未對應所對應的電氣元件20的動作形態的情況時，在動作狀態確認部72已確認的動作狀態下選擇可動作的動作模式。
詳細的話，動作模式選擇部74，若複數電氣元件20的至少其中任一個動作狀態，是未對應所對應的電氣元件20的動作形態的情況時，將動作中的動作模式，在動作狀態確認部72已確認的動作狀態下變更可動作的動作模式(對應動作模式)。又，複數電氣元件20的全部的動作狀態，是對應對應的電氣元件20的動作形態的情況時，維持現狀的動作模式。
更詳細的話，動作模式選擇部74，若複數電氣元件20的至少其中任一個動作狀態，是未對應所對應的電氣元件20的動作形態的情況時，從複數動作模式之中檢索具有對應全部的電氣元件20的動作狀態的動作形態的動作模式。且，動作模式選擇部74，是將在此被檢索的動作模式，認識作為對應的動作模式。
在此，對於動作模式切換順序被設定的情況時，動作模式選擇部74是依據此切換順序，從複數動作模式之中，檢索具有對應全部的電氣元件20的動作狀態的動作形態的動作模式。
例如，動作模式判斷部71所判斷的動作模式，是輔助模式或動能回收模式的情況時，動作模式選擇部74是依據被設定的各動作模式的切換順序，從各動作模式之中，檢索具有對應全部的電氣元件20的動作狀態的動作形態的動作模式。在此，具有對應全部的電氣元件20的動作狀態的動作形態的動作模式未被檢出的情況時，動作模式選擇部74，就判斷中立模式是否成為對應動作模式。且，電氣元件20的動作狀態，是未對應中立模式的動作形態的情況時，動作狀態確認部72，就判斷發電機模式是否成為對應動作模式。且，電氣元件20的動作狀態，是未對應發電機模式的動作形態的情況時，動作狀態確認部72，就判斷電源斷開(OFF)模式是對應動作模式。
電力供給停止部75，是應將馬達本體10a停止的動作形態時，停止朝馬達本體10a的電力的供給，是應將全部的電氣元件20停止的動作形態時，停止朝全部的電氣元件20的電力的供給。
‧電氣元件的功能
電氣設備控制部79，是對於電氣元件20實行各種控制。例如，從整體控制部12收到對於電氣元件20的命令的話，認識此命令。且，實行對應此命令的處理。更具體而言，電氣元件用的通訊部78是收訊到來自整體通訊部30的訊號的話，實行對應此訊號的處理電氣設備控制部79。且，電氣設備控制部79是朝電氣元件用的通訊部78指示將此處理結果朝整體控制部12發訊。
電氣元件用的通訊部78，是進行與整體控制部12的通訊。電氣元件用的通訊部78，是收訊到來自整體控制部12的訊號的話，將對應此訊號的訊號，朝整體控制部12發訊。此訊號的送收訊，是藉由電力線通訊被實行。又，在電力線通訊中，如上述，使用例如PLC，使電力的供給及訊號的發訊同時進行。
‧馬達內藏輪轂的功能
動作模式切換部80，是切換馬達內藏輪轂10的動作模式。例如，從整體控制部朝馬達內藏輪轂10將動作模式變更用的訊號若被發行的話，動作模式切換部80，會朝此訊號所顯示的動作模式(對應動作模式)，切換馬達內藏輪轂10的動作模式。
<電氣元件控制系統的動作>
在第5圖中，顯示電氣元件控制系統的流程。電氣元件控制系統，是將複數電氣元件20管理並控制用的自行車用的系統。以下，顯示電氣元件控制系統的動作例。
首先，電氣元件控制系統是在起動的狀態下，藉由整體控制部12判斷電氣元件20的動作狀態是否已確認(S1)。在此，電氣元件控制系統是從起動時點經過預定時間的情況，或是在前次從確認電氣元件20的動作狀態時點經過預定時間的情況時，電氣元件20的動作狀態就被確認。
接著，確認電氣元件20的動作狀態的情況(S1為Yes)時，現在的自行車的動作模式例如由搭乘者所設定的動作模式，是藉由整體控制部12進行判斷(S2)。另一方面，電氣元件控制系統是從起動時點尚未經過預定時間的情況，或是在前次從確認電氣元件20的動作狀態時點尚未經過預定時間的情況(S1為No)時，直到上述時間經過為止，在步驟1(S1)待機。
接著，確認電氣元件20的動作狀態的情況(S1為Yes)時，現在的自行車的動作模式例如由搭乘者所設定的動作模式，是藉由整體控制部12進行判斷(S2)。接著，整體控制部12，是確認各電氣元件20的動作狀態(S3)。具體而言，整體控制部12，是將確認各電氣元件20的動作狀態用的動作確認訊號，透過整體通訊部30，對於各電氣元件20發訊。如此的話，此動作確認訊號被輸入各電氣元件用的通訊部78，此動作確認訊號是在各電氣元件20的控制部被認識。
如此的話，現在的電氣元件20的動作狀態，是藉由電氣元件20的控制部被檢查。在此，例如，現在的電氣元件20的動作狀態是動作中或停止中，是藉由電氣元件20的控制部被檢查。且，發訊將此檢查結果即電氣元件20的動作狀態朝整體控制部12報知用的訊號(動作報知訊號)的命令，是從電氣設備控制部79朝電氣元件用的通訊部78發行。如此的話，顯示電氣元件20的動作狀態的訊號即動作報知訊號，是從電氣元件用的通訊部78朝整體通訊部30被發訊，使此動作報知訊號被整體控制部12認識。
如此的話，整體控制部12，是依據從各電氣元件20收訊到的動作報知訊號，使各電氣元件20的動作狀態被記錄於動作狀態記憶部76(S4)。在此，各電氣元件20的動作狀態，是已經被記錄於動作狀態記憶部76情況時，即前次的各電氣元件20的動作狀態，已被記錄於動作狀態記憶部76情況時，這次的各電氣元件20的動作狀態，可取代前次的各電氣元件20的動作狀態，被記錄於動作狀態記憶部76。即，最新的各電氣元件20的動作狀態，是優先地被記錄於動作狀態記憶部76。
接著，如第4圖所示的電氣元件20的動作形態例如動作表，是從記憶部31例如動作形態記憶部77被讀出(S5)。且，在此動作表中，對應現在的動作模式的電氣元件20的動作形態，是被整體控制部12認識(S6)。具體而言，現在的動作模式是中立模式的情況時，對應如第4圖所示的動作表中的中立模式的電氣元件20的動作形態，即動作表的中立模式中的全部的電氣元件20的動作形態(必須動作、可動作、停止動作)，是被整體控制部12認識。且，現在的動作模式是其他的動作模式情況時，也同樣地，對應現在的動作模式的動作表的電氣元件的動作形態(必須動作、可動作、停止動作)，是被整體控制部12認識。又，此所示的動作表的電氣元件，是對應如第4圖所示的電氣元件20。
接著，電氣元件20的最新的動作狀態，是否對應對應現在的動作模式的動作表的電氣元件20的動作形態，是藉由整體控制部12進行判斷(S7)。在此，電氣元件20的動作狀態及電氣元件20的動作形態是對應的情況(S7為Yes)時，現在的動作模式被維持。如此的話，上述的步驟1(S1)的處理，再度被實行。
另一方面，最新的電氣元件20的動作狀態、及對應現在的動作模式的電氣元件20的動作形態是非對應的情況(S7為No)時，將對應最新的電氣元件20的動作狀態的電氣元件20的動作形態，從如第4圖所示的動作表中檢索的處理，是藉由整體控制部12被實行。且，對應最新的電氣元件20的動作狀態的電氣元件20的動作形態，是被檢出的情況時，具有此電氣元件20的動作形態的動作模式，是藉由整體控制部12被設定作為對應動作模式(S8)。
在此，對於對應動作模式的設定，進行更詳細的說明。在上述中，最新的電氣元件20的動作狀態、及對應現在的動作模式的電氣元件20的動作形態未對應的情況時，首先，現在的動作模式是否為輔助模式，是藉由整體控制部12進行判斷。且，現在的動作模式是輔助模式的情況時，由被設定於各輔助模式的切換順序(第4圖的優先度)，即第1輔助模式、第2輔助模式、第3輔助模式的順序，在動作表中，藉由整體控制部12檢索對應最新的電氣元件20的動作狀態的動作模式。且，對應最新的電氣元件20的動作狀態的輔助模式(第1輔助模式、第2輔助模式、第3輔助模式)存在的情況時，此動作模式，是被設定作為對應動作模式。
另一方面，最新的電氣元件20的動作狀態，是未對應第1輔助模式、第2輔助模式、及第3輔助模式的電氣元件20的動作形態的情況時，最新的電氣元件20的動作狀態，是否對應中立模式的電氣元件20的動作形態，是藉由整體控制部12進行判斷。且，最新的電氣元件20的動作狀態，是對應中立模式的電氣元件20的動作形態的情況時，中立模式是被設定成對應動作模式。
在此，最新的電氣元件20的動作狀態，是未對應中立模式的電氣元件20的動作形態的情況時，最新的電氣元件20的動作狀態，是否對應發電機模式的電氣元件20的動作形態，是藉由整體控制部12進行判斷。且，最新的電氣元件20的動作狀態，是對應發電機模式的電氣元件20的動作形態的情況時，發電機模式，是被設定成對應動作模式。在此，最新的電氣元件20的動作狀態，是未對應發電機模式的電氣元件20的動作形態的情況時，電源斷開(OFF)模式，是被設定成對應動作模式。
如此，在本實施例中，依輔助模式(第1輔助模式、第2輔助模式、第3輔助模式)、中立模式、發電機模式、電源斷開(OFF)模式的順序，使成為檢索對象的動作模式被切換，並被設定成對應動作模式。
接著，現在的動作模式不是輔助模式的情況時，現在的動作模式是否為動能回收模式，是藉由整體控制部12進行判斷。且，現在的動作模式是動能回收模式的情況時，由被設定的各動能回收模式的切換順序(第4圖的優先度)，即第1動能回收模式、第2動能回收模式的順序，在動作表中，藉由整體控制部12檢索對應最新的電氣元件20的動作狀態的動作模式。且，對應最新的電氣元件20的動作狀態的動能回收模式(第1動能回收模式、第2動能回收模式)存在的情況時，此動作模式，是被設定作為對應動作模式。
另一方面，最新的電氣元件20的動作狀態，是未對應第1動能回收模式及第2動能回收模式的電氣元件20的動作形態的情況時，與上述的輔助模式的情況同樣，依中立模式、發電機模式的順序，最新的電氣元件20的動作狀態，是否對應各模式的電氣元件20的動作形態，是藉由整體控制部12進行判斷。且，最新的電氣元件20的動作狀態，是對應中立模式的動作形態或是發電機模式的動作形態的情況，具有對應的電氣元件20的動作形態的動作模式，是設定成對應動作模式。在此，最新的電氣元件20的動作狀態，是未對應發電機模式的電氣元件20的動作形態的情況時，電源斷開(OFF)模式，是被設定成對應動作模式。
如此，在本實施例中，依動能回收模式(第1動能回收模式、第2動能回收模式)、中立模式、發電機模式、電源斷開(OFF)模式的順序，使成為檢索對象的動作模式被切換，並被設定成對應動作模式。
又，電氣元件20的最新的動作狀態是動作中的情況時，對應現在的動作模式的動作表的電氣元件20的動作形態是「必須動作(圓記號)」的話，就判斷為有對應最新的電氣元件20的動作狀態、及對應現在的動作模式的動作表的電氣元件20的動作形態。且，最新的電氣元件20的動作狀態是停止中的情況時，對應現在的動作模式的動作表的電氣元件20的動作形態是「停止動作(X記號)」的話，就判斷為有對應最新的電氣元件20的動作狀態、及對應現在的動作模式的動作表的電氣元件20的動作形態。
特別是，在第4圖中的動作表的「可動作(三角記號)」中，也包含：電氣元件20是動作中的情況、電氣元件20是停止中的情況。因此，在動作表中某電氣元件20的動作形態是「可動作(三角記號)」的話，電氣元件20的動作狀態無論是動作中或停止中，皆判斷為有對應電氣元件20的動作狀態及動作表的動作形態。
如此對應動作模式被設定的話，在電源斷開(OFF)模式的情況中，停止朝全部的電氣元件20的電力的供給。
接著，現在的馬達內藏輪轂10的動作模式，是朝上述的對應動作模式被變更(S9)。具體而言，將現在的馬達內藏輪轂10的動作模式，朝對應動作模式變更用的命令，是從整體控制部12朝整體通訊部30發行。如此的話，變更成對應動作模式用的模式變更訊號，是從整體通訊部30朝馬達內藏輪轂10被發訊。如此的話，依據此模式變更訊號，使馬達內藏輪轂10的動作模式，被變更成對應動作模式。且，馬達內藏輪轂10的動作模式是被變更成對應動作模式的話，上述的步驟1(S1)的處理，是再度被實行。
又，整體控制部12停止的情況時，電氣元件控制系統也停止。即，在第5圖的流程中端部顯示雖未被顯示，但是整體控制部12停止的情況時，第5圖的流程也終了。
最後，對於電氣元件20的動作狀態，是否對應動作表中的電氣元件20的動作形態的判斷，進行更詳細的說明。
在上述的步驟4(S4)中，各電氣元件20的動作狀態，是被記錄於動作狀態記憶部76。例如，藉由現在的動作模式用的變數m1、及識別各電氣元件20用的變數n，定義供顯示電氣元件20的動作狀態用的狀態資料DJ(m1、n)，此狀態資料DJ(m1、n)，是被記錄於動作狀態記憶部76。
變數m1、n，是對於各電氣元件20分配個別的數值(預定的數值)。例如被設定成第1輔助模式的情況時「m1=1」，第2輔助模式的情況時「m1=2」，第3輔助模式的情況時「m1=3」。且，在中立模式、第1動能回收模式、第2動能回收模式、發電機模式、及電源斷開(OFF)模式的各變數m1中，被設定從「4」至「8」為止的自然數。即中立模式的情況時設定成「m1=4」，第1動能回收模式的情況時設定成「m1=5」，第2動能回收模式的情況時設定成「m1=6」，發電機模式的情況時設定成「m1=7」，電源斷開(OFF)模式的情況時設定成「m1=8」。
且在變數n中，被設定成「1」至「10」之間的自然數。例如，在如第4圖所示的動作表中，10個的電氣元件20是朝上下方向被並列顯示。在對應此動作表中的各電氣元件20的變數n中，由從動作表的上朝向下的順序，被設定成「1」至「10」之間的自然數。
在這種狀態資料DJ(m1、n)中，電氣元件20的動作狀態是動作中的話，被分配到例如「1」，此狀態資料DJ(m1、n)是被記錄於動作狀態記憶部76。且，電氣元件20的動作狀態是停止中的話，在狀態資料DJ(m1、n)中，被分配到例如「2」，此狀態資料DJ(m1、n)是被記錄於動作狀態記憶部76。
接著，在上述的步驟5(S5)及步驟6(S6)中，例如將如以下資料，從動作形態記憶部77讀出，使各電氣元件20的動作形態，是被整體控制部12認識。換言之，如以下資料，是被記錄於動作形態記憶部77。具體而言，動作表中的各電氣元件20的動作形態，是使用例如形態資料DK(m2、n)被定義。在此使用的變數m2的初期設定，是與上述的變數m1相同地被設定。且，變數n，是與上述的變數n相同。
且在步驟7(S7)及步驟8(S8)之間，在動作表中成為檢索對象的動作模式被變更的話，變數m2也對應此動作模式的變更而變化。例如，檢索對象是依第1輔助模式、第2輔助模式、第3輔助模式、中立模式、發電機模式、電源斷開(OFF)模式的順序被變更的話，變數m2，是依「1、2、3、4、7、8」的順序變化。且，檢索對象是依第1動能回收模式、第2動能回收模式、中立模式、發電機模式、電源斷開(OFF)模式的順序，被變更的話，變數m2，是依「5、6、4、7、8」的順序變化。
又，這種在形態資料DK(m2、n)中，動作表的動作形態是「必須動作」的情況時，預先被分配到例如「1」，並將此形態資料DK(m2、n)記錄於動作形態記憶部77。且，在動作表動作形態是「停止動作」的話，在形態資料DK(m2、n)中，預先被分配到例如「2」，並將此形態資料DK(m2、n)記錄於動作形態記憶部77。進一步，動作表中的動作形態是「可動作」的情況時，在形態資料DK(m2、n)中，預先被分配到例如「3」，並將此形態資料DK(m2、n)記錄於動作形態記憶部77。
如上述，藉著由設定狀態資料DJ(m1、n)及形態資料DK(m2、n)使變數n成為相同值的狀態資料DJ(m1、n)及形態資料DK(m2、n)比較，整體控制部12，就可以判斷各電氣元件20的動作狀態是否對應動作表中的各電氣元件20的動作形態。
例如，狀態資料DJ(m1、n)的值及形態資料DK(m2、n)的值是一致的情況、及狀態資料DJ(m1、n)的值及形態資料DK(m2、n)的值是不一致且形態資料DK(m2、n)的值是「3」的情況時，整體控制部12是判斷各電氣元件20的動作狀態為對應動作表中的各電氣元件20的動作形態。其他的情況時，整體控制部12是判斷各電氣元件20的動作狀態為不對應動作表中的各電氣元件20的動作形態。如此，整體控制部12可以判斷：各電氣元件20的動作狀態、及動作表中的各電氣元件20的動作形態的對應及非對應。
如上述，在本實施例中，整體通訊部30是藉由進行與各電氣元件20的通訊，整體控制部12就可以依據此通訊結果，判斷電氣元件的動作狀態。例如，整體控制部30，可以依據整體通訊部30及電氣元件用的通訊部78之間的通訊的有無，判斷各電氣元件20的動作狀態。且，整體控制部12，是可以依據各電氣元件20的動作狀態，從3個以上的動作模式之中選擇使電氣元件20一邊適切地動作一邊行走的動作模式。如此，可以對應電氣元件的動作狀態，適切地控制電氣元件。
<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)在前述實施例中，後撥鏈器108r雖被電動驅動，但是後撥鏈器108r是由拉線與變速操作桿連結，藉由變速操作桿將拉線拉伸而被變速驅動的構成也可以。且，在前述實施例中，輔助自行車雖是具有外裝變速機的構成，但是具有內裝變速機的構成也可以，不具備變速機的構成也可以，本系統可以適用於任何輔助自行車。
(b)在前述實施例中，如第5圖所示，進行動作狀態的確認之後，雖進行動作形態的讀入，但是進行動作形態的讀入之後，進行動作狀態的確認也可以，且並列進行動作狀態的確認、及動作形態的讀入也可以。
10．．．馬達內藏輪轂
10a．．．馬達本體
12．．．整體控制部
13．．．後載物架組件
14．．．蓄電部
16r．．．左剎車桿
16f．．．右剎車桿
17．．．扭矩感測器
18．．．顯示裝置
19．．．旋轉感測器
20．．．電氣元件
20r．．．變速馬達
21r．．．段數感測器
23．．．前照燈
24．．．尾燈
30．．．整體通訊部
30．．．通訊部
31．．．記憶部
40．．．操作桿構件
43a．．．昇檔開關
43b．．．降檔開關
44a．．．燈泡開關
44b．．．顯示切換開關
44c．．．模式選擇開關
44e．．．電源開關
53．．．制動器感測器
70．．．電力線
71．．．動作模式判斷部
72．．．動作狀態確認部
74．．．動作模式選擇部
75．．．電力供給停止部
76．．．動作狀態記憶部
77．．．動作形態記憶部
78．．．電氣元件用的通訊部
79．．．電氣設備控制部
80．．．動作模式切換部
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
108r．．．後撥鏈器
109．．．齒輪
110．．．後輪轂
111．．．鞍座
112．．．後載物架
114．．．車把立管
115．．．車手把
116．．．曲軸
118a．．．齒輪曲軸
119．．．鏈條
121f．．．輪框
122a．．．吊架部
130．．．吊架部
[第1圖]本發明的一實施例所採用的自行車的右側視圖。
[第2圖]顯示電氣元件的構成的方塊圖。
[第3圖]電氣元件控制系統的功能方塊圖。
[第4圖]定義電氣元件的動作形態的動作表。
[第5圖]電氣元件控制系統的流程。
10．．．馬達內藏輪轂
12．．．整體控制部
13．．．後載物架組件
20．．．電氣元件
30．．．整體通訊部
31．．．記憶部
70．．．電力線
71．．．動作模式判斷部
72．．．動作狀態確認部
74．．．動作模式選擇部
75．．．電力供給停止部
76．．．動作狀態記憶部
77．．．動作形態記憶部
78．．．通訊部
79．．．控制部
80．．．動作模式切換部

Claims (5)

  1. 一種自行車用的電氣元件控制系統，是將可搭載於藉由馬達補助人力驅動的電動自行車中的複數電氣元件控制用，具備控制部，其是依據複數前述電氣元件的動作狀態，從3個以上的動作模式之中選擇動作模式，並控制由所選擇的前述動作模式而動作的電氣元件，前述控制部，是藉由比較：由3個以上的動作模式各別動作的電氣元件的動作形態、及複數前述電氣元件的動作狀態，從3個以上的動作模式之中，選擇由對應複數電氣元件的動作狀態之電氣元件的動作形態而加以動作的前述動作模式。
  2. 如申請專利範圍第1項的自行車用的電氣元件控制系統，其中，進一步具備與前述各電氣元件進行通訊的通訊部，前述控制部，是依據前述通訊部的通訊結果，判斷前述電氣元件的動作狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項的自行車用的電氣元件控制系統，其中，前述電氣元件的動作形態，是對應前述各動作模式中的前述電氣元件的重要度而被設定。
  4. 如申請專利範圍第1或2項的自行車用的電氣元件控制系統，其中，3個以上的前述動作模式，是包含補助人力驅動的馬達的動作各不同的複數輔助模式。
  5. 如申請專利範圍第1或2項的自行車用的電氣元件 控制系統，其中，在前述各動作模式中，設定供將前述動作模式切換用的預定的順序，前述控制部，是依據預定的前述順序，將前述動作模式切換並選擇。
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