TWI503257B - 電動輔助自行車 - Google Patents
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Description
本發明是關於:針對騎乘者踩踏踏板所產生的踏力,具備「用來對踏力的驅動力進行輔助的馬達」的電動輔助自行車,特別是關於:可在踏板的高轉速時,有效率地形成馬達所產生之補助的電動輔助自行車。
電動輔助自行車具備以下所構成:用來偵測在踏板所產生之踏力的踏力感測器;和對應於前述踏力感測器的輸出,執行驅動力之補助的馬達;和用來偵測連結著踏板之曲柄軸的角度的曲柄角感測器;及用來偵測曲柄軸之旋轉數的曲柄旋轉數感測器。
舉例來說,已揭示一種如專利文獻1所示的構造:判定曲柄軸的旋轉周期,採用「已添加特定值」的值對所輸入的踏力產生補助扭力,降低偵測扭力的周期變動,降低馬達的驅動電流,防止在踏力趨近於零時扭力不足的感覺。
[專利文獻1]日本特開2004-314753號公報
然而,根據上述的構造,雖然配合旋轉周期來作用「施加於踏力的扭力(輸入扭力)」,但在曲柄軸的旋轉
數變高的高轉速時之類的狀態下,卻產生旋轉周期與輸入扭力之間的相位差。
舉例來說,在「第7圖所示的踏板對曲柄軸71的上死點呈現0度」時之自行車的踩踏形成以下的關係:在曲柄軸71的低轉速時,如第8圖(a)所示,相對於顯示曲柄角度(相位)的橫軸,騎乘者所施加的踏板踏力(縱軸)在90度湧現出峰值。另外,在曲柄軸71的高轉速時,由於騎乘者對踏板所施加的踏力具有無意識地形成延遲的傾向,因此如第8圖(b)所示,在曲柄角度為135度附近偵測到踏板踏力的峰值。
在踏板踏力的峰值延遲的狀態下執行對應於旋轉周期之踏力輔助的場合中,由於「由踏力與輔助驅動力的合成所形成」的扭力峰值將形成超過90度的延遲,並無法有效地將馬達所產生的輸入扭力作用於踏板踏力,而存在「用來執行踏力輔助之踏板效率不彰」的課題。
本發明是有鑑於上述問題所研發而成的發明,本發明的目的為提供一種:在電動輔助自行車中具備「即使曲柄形成高轉速時,也能將馬達所產生的輸入扭力,有效率地作用於踏板踏力」之機構的電動輔助自行車。
用來達成上述目的的請求項1,是具備以下構件的電動輔助自行車:用來偵測在踏板所產生之踏力的踏力感測器(2);和對應於前述踏力感測器(2)的輸出,執行驅
動力之補助的馬達(5);及用來偵測連結著前述踏板的曲柄軸之曲柄角的曲柄角感測器(3),其特徵為:具有根據前述曲柄角來計算曲柄軸之旋轉數的曲柄旋轉數計算手段(14),並具有輔助量控制部(10),該輔助量控制部(10)在前述曲柄旋轉數計算手段(14)所算出的曲柄旋轉數為特定值(第2閾值)以上的場合中,對應於前述曲柄角感測器(4)所測得之曲柄角的相位,使前述馬達(5)產生:相對於前述踏力感測器(2)所測得之踏力(曲柄軸的旋轉扭力值f)而設定的驅動力輔助量。
請求項2,其特徵為:在請求項1的電動輔助自行車中,相對於前述踏力所設定驅動力輔助量,是被設定成:該驅動力輔助量與前述踏力的合成扭力,在前述曲柄軸所連結的踏板上死點成為0度的場合中,於90度的相位產生扭力峰值。
請求項3,其特徵為:在請求項2的電動輔助自行車中,前述驅動力輔助量,當在偵測曲柄軸的前一次旋轉之踏力的扭力曲線,於踏板上死點與踏板下死點之間的中間位置存有扭力峰值之相位差的場合中,採用「前述合成扭力的扭力峰值可抵銷前述相位差的驅動力輔助量及相位」而作用。
請求項4,其特徵為:在請求項3的電動輔助自行車中,前述輔助量控制部,在具有前述相位差的場合中,持續執行前述驅動力輔助量的設定。
請求項5,其特徵為:在請求項2的電動輔助自行車
中,前述驅動力輔助量是根據以下所決定:依據記憶著曲柄旋轉數與相位間之關係的圖像(MAP)所決定的相位、及將前述踏力(曲柄軸的旋轉扭力值f)作為基礎所計算的驅動力。
請求項6,其特徵為:在請求項3的電動輔助自行車中,前述輔助量控制部,具備用來驗證前述相位差之偵測錯誤的手段,當偵測錯誤驗證時,是對應於前述曲柄角感測器所測得之曲柄角的相位,而產生與前述踏力感測器所算出的踏力(譬如,感測器所測得的踏力、或者踏力實效值)形成比例的驅動力輔助量。
請求項7,其特徵為:在請求項1的電動輔助自行車中,前述輔助量控制部,在曲柄旋轉數未達特定值得場合中,對應於前述曲柄角感測器所測得之曲柄角的相位,產生與前述踏力感測器所算出之踏力(譬如,感測器所測得的踏力、或者踏力實效值)形成比例的驅動力輔助量。
根據請求項1的構造,藉由在高轉速時,對應於相位,作用相對於踏力(曲柄軸的旋轉扭力值f)所設定的驅動力輔助量,而對踏力執行扭力峰值發生時的修正而消除周期輸入的誤差,且可對低轉速時之輔助量的輸入,執行更直覺(direct feeling)之驅動力的作用。
根據請求項2的構造,由於驅動力輔助量被設定成:驅動力輔助量與踏力的合成扭力,在曲柄軸所連結的踏板
上死點成為0度的場合中,於90度的相位產生扭力峰值,因此可將扭力峰值設定在最需要踏力的相位,可在曲柄軸的高轉速時,執行馬達驅動力的理想(適當)輔助。
根據請求項3的構造,驅動力輔助量,當在偵測曲柄軸的前一次旋轉之踏力的扭力曲線,於踏板上死點與踏板下死點之間的中間位置存有扭力峰值之相位差的場合中,採用「合成扭力的扭力峰值可抵銷前述相位差的驅動力輔助量及相位」而作用,因此在曲柄軸的高轉速時,可執行馬達驅動力的理想(適當)輔助。
根據請求項4的構造,在踏力之扭力峰值的相位對90度產生相位差的場合中,持續執行輔助量的輸入,可使馬達的驅動力趨近於理想的輔助。
根據請求項5的構造,驅動力輔助量是根據以下所決定:依據記憶著曲柄旋轉數與相位間之關係的圖像(MAP)所決定的相位、及將踏力(曲柄軸的旋轉扭力值f)作為基礎所計算的驅動力,藉此,在曲柄軸的高轉速時,可使馬達的驅動力趨近於理想的輔助。
根據請求項6的構造,輔助量控制部具備「用來驗證相位差之偵測錯誤的手段」,因此當偵測錯誤驗證時,可作用一般相位的驅動力輔助。
根據請求項7的構造,在曲柄旋轉數較低的領域,周期輸入與理想的扭力峰值發生時之間的誤差較小,因此,藉由在輔助量控制部,作用與「由踏力感測器算出之踏力(譬如,感測器所測得的踏力、或踏力實效值)」形成比
例的驅動力輔助量,可無損於踩踏踏板的同時所輔助之感覺地進行控制。
針對本發明電動輔助自行車之實施形態的其中一例,參考圖面進行說明。第1圖,是具備本發明中特徵性構造之輔助驅動力控制裝置的電動輔助自行車的側面圖。輔助驅動力控制裝置,是當踏板高轉速時,特別是以連續的高轉速踩踏踏板的狀態下,用來有效率地執行馬達之驅動力輔助的裝置。
電動輔助自行車50具備:位於車體前方的頭管51;和從該頭管51朝向後方,且朝向下方延伸的下降框架52;及從下降框架52的後端朝上方豎起的座管53。朝下方延伸的前叉54是可轉向地連接於頭管51,且在該前叉54的下端軸支承有前輪WF。在前輪WF配設有:用來偵測電動輔助自行車50之車速的車速感測器1。在頭管51的上方設有把手55。
在下降框架52的後端,配設有朝後方延伸的後叉56,且在該後叉56的後端軸支承有後輪WR。此外,在座管53的上部與後叉56的後部之間,配設有左右一對支桿57。
在下降框架52及後叉56支承著輔助驅動單元61。在座管53,於上端具有座椅58的座椅支柱59被安裝成可調整座椅58的上下位置。在座管53的後方,用來對輔
助驅動單元60供給電力的電池62是可裝卸地安裝於座管53的支桿63。
曲柄軸71是貫穿輔助驅動單元60及鏈輪(輸出部)64並設成朝車體的寬度方向延伸,在曲柄軸71的兩側連接有:具有踏板72L的曲柄73L、及具有踏板72R的曲柄73R。藉由騎乘者對踏板72L、72R進行踩踏,而對曲柄軸71作用旋轉扭力(動力)。因為作用於曲柄軸71的旋轉扭力而促使鏈輪64旋轉,鏈輪64的旋轉,是透過鏈條65傳達至後輪WR側的鏈輪66而使後輪WR旋轉。
用來偵測作用於曲柄軸71之旋轉扭力值f的踏力感測器(磁應變型扭力感測器)2,是被配置於曲柄軸38上。而踏力感測器2,是以特定的周期來偵測曲柄軸71的旋轉扭力值f。
由騎乘者作用於曲柄軸71的踏板踏力(旋轉扭力值f),如第7圖所示,是騎乘者踩踏踏板72時所產生的踏力F之旋轉方向的分力,實際上是與「騎乘者作用於踏板的踏力(踏力實效值)F」不同。旋轉扭力值f與踏力F,可採用旋轉扭力值f=踏力F×cos θ的關係式來表示。由於騎乘者踩踏踏板72L、72R時,是朝向垂直方向踩踏踏板72L、72R,因此踏力F的方向成為垂直方向。
此外,在曲柄軸71的附近位置安裝有:用來偵測連結於曲柄軸71的曲柄73之曲柄角度的曲柄角感測器3。
輔助驅動單元60是將下述的構件一體地保持於殼體
內所構成:馬達5;和用來驅動馬達5的馬達驅動迴路(驅動致動器);和根據踏力感測器2所測得的旋轉扭力值f,執行馬達驅動迴路之PWM控制的輔助量控制部10;及由馬達5的馬達驅動軸67傳達驅動力而旋轉的輔助鏈輪61。藉由將鏈條65安裝於輔助鏈輪61,輔助驅動單元60可將馬達5的驅動力傳達至前述驅動機構。
輔助控制部10對馬達驅動迴路執行PWM控制(執行輔助控制,而使馬達5產生:將踏力感測器2所測得的旋轉扭力值f作為基礎而算出的輔助扭力(輔助力)。
輔助扭力(輔助力)是採用「曲柄軸的高轉速時與低轉速時對旋轉扭力值f的不同順序」所計算。亦即,在曲柄軸的高轉速時,是以旋轉扭力值f作為基礎來計算輔助扭力,在低轉速時,則從旋轉扭力值f來計算騎乘者朝鉛直方向作用於踏板的踏力(踏力實效值)F,且計算相對於踏力F成為特定值的輔助扭力。曲柄軸的高轉速時及低轉速時的輔助扭力之計算順序的細節,將於稍後說明。
馬達5所產生的輔助扭力,是透過輔助鏈輪61傳達至鏈條65。因此,藉由騎乘者踩踏踏板72L、72R而作用於曲柄軸71的旋轉扭力f(驅動力)、與馬達5所產生的輔助扭力,是透過鏈條65傳達至後輪側的鏈輪66,而使後輪WR旋轉。
而在輔助鏈輪61的後方設有:用來增大鏈條65之捲繞角(度)的惰輪68。
此外,輔助驅動單元60具有以下的機構:當朝向電
動輔助自行車50向前行進的方向(正方向)踩踏踏板72L、72R時,可促使鏈輪64旋轉,當朝向與正方向相反的方向踩踏踏板72L、72R時,無法使鏈輪64旋轉。
接下來,針對電動輔助自行車的輔助驅動力控制裝置,參考第2圖及第3圖的塊狀圖進行說明。
該扭力控制裝置如第2圖所示,是具備以下構件所構成:用來偵測電動輔助自行車之車速的車速感測器1;和用來偵測在踏板所產生之踏力(旋轉扭力值)的踏力感測器2;和用來偵測連結前述踏板的曲柄軸之角度的曲柄角感測器3;和對應於前述踏力感測器2的輸出,執行驅動力之補助的馬達5;和用來控制驅動力之輔助量的輔助量控制部10;及根據來自於輔助量控制部10的驅動訊號,執行成馬達5之驅動的馬達驅動迴路6。
輔助量控制部10具備:將來自於車速感測器1的訊號作為基礎,計算車速及車速變化量的車速.變化量計算手段11;和將來自於踏力感測器2的訊號作為基礎,偵測踏力實效值的踏力實效值偵測手段12;和將來自於曲柄角感測器3的訊號作為基礎,偵測曲柄角度的曲柄角偵測手段13;和將來自於曲柄角感測器3的訊號作為基礎,計算曲柄旋轉數及曲柄旋轉數變化量的曲柄旋轉數.變化量計算手段14;及根據來自於車速.變化量計算手段11的車速及車速變化量、來自於踏力實效值偵測手段11的旋轉扭力值及踏力實效值、來自於曲柄角偵測手段13的曲柄角度、來自於曲柄旋轉數.變化量計算手段14的曲
柄旋轉數及曲柄旋轉數變化量,而設定驅動力輔助量的驅動力輔助量設定手段20。
車速.變化量計算手段11,是在每個一定的時間(certain time)輸入來自於車速感測器1的訊號來計算車速,並在每個一定的時間計算車速變化。
曲柄角偵測手段13,是在每個一定的時間輸入來自於曲柄角感測器3的訊號,並偵測當下的曲柄角度。
曲柄旋轉數.變化量計算手段14,是在每個一定的時間輸入來自於曲柄角感測器3的訊號來計算曲柄旋轉數,並在每個一定的時間計算曲柄旋轉數變化量。
踏力實效值偵測手段12,是根據由踏力感測器2所測得之行駛中的踏板踏力(對曲柄軸作用於直角方向的旋轉扭力值f),來推估偵測朝垂直方向下方作用的力,也就是指踏力實效值(實際上騎乘者作用於踏板72的踏力)F。而亦可不設置踏力實效值偵測手段12,而僅採用踏力感測器2的輸出值(旋轉扭力值)。
驅動力輔助量設定手段20,是對應於曲柄角的相位,來設定對「由踏力感測器2所測得的旋轉扭力值」、或「由踏力實效值偵測手段12所計算的踏力實效值」成為特定值的驅動力輔助量。
驅動力輔助量設定手段20具備:用來記憶在踏板所產生之踏力實效值(或者,踏力感測器2的輸出值)的踏力記憶手段21;和根據曲柄旋轉數、曲柄角、旋轉扭力值或者踏力實效值,計算驅動力輔助量的輔助量計算手段
22;和用來計算「對應於經計算的驅動力輔助量」之電流值的扭力一電流值計算手段23;和用來計算電流值之負載比(duty ratio)的負載比計算手段24;及相位差偵測錯誤的驗證手段26(第3圖)。驅動力輔助量設定手段20,譬如是由CPU所構成,並藉由預先設定的程式或者硬體迴路,來執行前述的各手段。
踏力記憶手段21,在每個一定的時間依序記憶「相對於曲柄軸之數個周期量的踏板踏力(旋轉扭力值)」。
輔助量計算手段22,在曲柄軸的高轉速時,根據曲柄軸之前一次旋轉的踏板踏力(旋轉扭力值)來偵測扭力曲線,並計算該扭力曲線中「踏板上死點與踏板下死點間」的中間位置、與扭力峰值之間的相位差,並且根據踏板踏力(旋轉扭力值)來計算作為驅動力輔助量(對踏力而言成為特定值的驅動力輔助量)所必須的加工扭力值。換言之,該加工扭力值,驅動力輔助量與踏板踏力的合成扭力被設定成:在曲柄軸的踏板上死點成為0度的場合中,於90度的相位產生扭力峰值。針對加工扭力值之具體性的計算方法,將於稍後說明。
扭力一電流值計算手段23,是輸入加工扭力值,來計算對應於加工扭力值的電流指令值。
負載比計算手段24,是計算驅動脈衝的負載比,並作為PWM輸出而輸出至馬達驅動迴路6。
在馬達驅動迴路6,對應於PWM輸出執行扭力控制,並驅動馬達5。馬達驅動迴路6具有複數相(UVW的
3相)的各開關元件(switching element),輔助控制部10,是藉由採用所決定的負載比對UVW相的各開關元件進行ON/OFF控制,而對馬達驅動迴路6執行PWM控制。藉由該PWM控制,馬達驅動迴路6將電池62的直流電力轉換成3相的交流電力,並將3相的交流電流對馬達5的U相定子線圈、V相定子線圈、W相定子線圈形成通電,而使馬達5的馬達驅動軸67旋轉。
MAP記憶手段25,是當在輔助量計算手段22中作用驅動力輔助時,用來推估並提供輔助相位的手段,並記憶著「已預先設定了旋轉數與相位間之關係」的圖像。
相位差偵測錯誤的驗證手段26,在所推估的輔助相位為理論上不可能的值的場合中,便視為相位差的偵測錯誤。偵測是否錯誤的驗證,舉例來說是相對於所測得之曲柄角度的相位,判斷輔助相位是否產生90度以上的相位差,在相位差為90度以上的場合中,則視為偵測錯誤。在該場合中,將偵測錯誤的閥值設定成90度來執行驗證判斷即可。
接下來,針對在驅動力輔助量設定手段20中設定驅動力輔助量的順序,參考第4圖進行說明。
當電動輔助自行車於行駛時,在選擇了輔助行駛模式的場合(步驟100)中,首先執行「由曲柄旋轉數.變化量計算手段14所輸入的踏板旋轉數變化量」、或「由車速.車速變化量計算手段11所輸入的車速變化量」與「已設定成特定值的第1閾值」之間的比較(步驟101)。
當該值(變化量)為第1閥值以上時,被預設為「踏板無法以高轉速連續踩踏」的場合、或「因為煞車操作而使速度下降」的場合,因此被判斷為「不適合踏板高轉速時的控制」,並執行一般(低轉速時)的輔助控制(一般的輔助控制)。
在一般的輔助控制中,計算踏力實效值(步驟201),並利用踏力比例控制來計算「對踏力實效值形成比例的輔助」(步驟202),且採用「對踏力實效值形成比例的扭力峰值」來作用驅動力(加工扭力值)。此外,即使在一般的輔助控制的場合中,當不使用踏力實效值而僅使用踏力感測器2的輸出值(旋轉扭力值)時,也採用「對旋轉扭力值形成比例的扭力峰值」來作用驅動力(加工扭力值)。
此外,在一般的輔助控制中,亦可採用車速比例控制取代踏力比例控制,來計算輔助量。
另外,當踏板旋轉數或者車速的變化量未達第1閥值時,是將踏力感測器2所測得的踏板踏力(旋轉扭力值)保存於踏力記憶手段21(步驟102)。
接著,對「由曲柄旋轉數計算手段14所依序輸的踏板旋轉數(曲柄旋轉數)」、與第2閥值執行比較(步驟103)。第2閥值(踏板旋轉數)譬如是設成:一般行駛中不會發生的70轉/分。
在踏板旋轉數未達第2閥值的場合中,判斷為「踏板無法以高轉速旋轉」,並執行一般(低轉速時)的輔助控
制(步驟201、202)。
當踏板旋轉數為第2閥值以上時,則判斷為「踏板以高轉速旋轉中」,首先,偵測當下的曲柄角度(步驟104)。接著,計算曲柄旋轉數(步驟105)。
接下來,連續地執行:可根據所測得的曲柄角與曲柄旋轉數而作用驅動力之相位(輔助相位)的計算(步驟106);前一個周期之踏板踏力(旋轉扭力值)的讀取(步驟107);輔助量的計算(步驟108)。
舉例來說,在「根據旋轉數一相位的圖像(MAP)推估輔助相位」之前饋控制的場合中,根據所測得的曲柄旋轉數,使用MAP記憶手段25的圖像求取對應於曲柄旋轉數的輔助相位,並利用預先決定的計算式來執行驅動力輔助之輔助量的求取。該場合中的輔助相位及輔助量被設定成:驅動力輔助量與踏板踏力的合成扭力,在曲柄軸71的踏板上死點成為0度時,在90度(270度)的相位產生扭力峰值。
此外,在考慮「前一個周期所產生的踏板踏力(旋轉扭力值)」來決定輔助相位及輔助量的反饋控制的場合中,譬如「在曲柄軸的高轉速時中,前一個周期(0~360度)之踏板踏力的扭力曲線為第5圖所示的曲線X時」,在下一個周期(0~360度)中對驅動力進行輔助之際,採下的方式控制:當「相對於踏板踏力的扭力曲線X,踏板上死點與踏板下死點之間的中間位置、與扭力峰值間存有相位差θ」時,作用「使扭力曲線X、與輔助驅動力之
扭力曲線Y的合成扭力的扭力峰值抵銷相位差θ」的驅動力(輔助量)及相位(0~360度的各輔助相位)。
在根據前饋控制或反饋控制所計算的驅動輔助量以及相位來執行馬達驅動的場合中,執行「用來判斷輔助量相對於車速是否適當」的行駛狀態確認(步驟109),並透過馬達驅動迴路6朝馬達5下達輔助量,而執行馬達5的驅動。在行駛狀態確認中,當車速為一定速度以上時,判斷是否是對應於「不執行輔助」之類的原始設定(或者,對車速而言,輔助量是否適當)等。
接著,在輔助量控制部10,當扭力峰值與前一個周期之踏板踏力的扭力曲線間存有相位差時,驅動力輔助量的設定以及作用則繼續執行。
接下來,參考第6圖(a)、(b),說明在每一個前饋控制、反饋控制的控制中,根據相位差偵測錯誤的驗證手段26所進行的驗證順序。
在前饋控制的場合中,如第6圖(a)所示,當執行曲柄角度偵測的輔助相位周期計算時(步驟301),是根據所測得的曲柄旋轉數,並使用MAP記憶手段25的圖像來求出所對應的輔助相位(步驟302),當該輔助相位相對於偵測曲柄角度具有閥值(譬如90度)以上的相位時,視為相位差偵測錯誤(步驟303),並結束輔助相位的計算(步驟304),而採用偵測曲柄角的相位來執行一般的輔助(一般的輔助控制)。
換言之,當偵測錯誤驗證時,是對應於曲柄角偵測手
段13所測得之曲柄角的相位,產生對「踏力實效值偵測手段12所計算的踏力實效值」形成比例之驅動力的輔助量。
在反饋控制的場合中,則如第6圖(b)所示,當執行曲柄角度偵測的輔助相位周期計算(步驟401)時,是根據所測得的曲柄旋轉數,並以特定的計算式來求出輔助相位(步驟402),而如同第5圖中所示,當驅動力輔助量與踏板踏力的合成扭力,在曲柄軸的踏板上死點成為0度的場合中,於90度(踏板上死點與踏板下死點的中間位置)的相位產生扭力峰值,當該輔助相位相對於偵測曲柄角度具有閥值(譬如90度)以上的相位時,則視為相位差偵測錯誤(步驟403),並結束輔助相位的計算(步驟404),而採用偵測曲柄角的相位執行一般的輔助(一般的輔助控制)。
換言之,當偵測錯誤驗證時,是對應於曲柄角偵測手段13所測得之曲柄角的相位,產生對「踏力實效值偵測手段12所計算的踏力實效值」形成比例之驅動力的輔助量。
根據以上所述的電動輔助自行車,當曲柄旋轉數計算手段14所測得的曲柄旋轉數為第2閥值(70轉/分)以上時,對應於曲柄角感測器3所測得之曲柄角的相位來述定輔助相位,而使馬達5產生:對踏力感測器2所計算的踏力(旋轉扭力值f),成為以特定計算式所算出之特定值的驅動力輔助量,因此可如同第5圖所記載,使驅動力輔
助量與踏板踏力的合成扭力,在曲柄軸71的踏板上死點成為0度時,在90度(踏板上死點與踏板下死點的中間位置)的相位產生扭力峰值,可在曲柄軸於高轉速時執行馬達之驅動力的理想輔助,而可發揮良好的踏板效率。
1‧‧‧車速感測器
2‧‧‧踏力感測器
3‧‧‧曲柄角感測器
5‧‧‧馬達
6‧‧‧馬達驅動迴路
10‧‧‧輔助量控制部
11‧‧‧車速.變化量計算手段
12‧‧‧踏力實效值偵測手段
13‧‧‧曲柄角偵測手段
14‧‧‧曲柄旋轉數.變化量計算手段
20‧‧‧驅動力輔助量設定手段
25‧‧‧MAP記憶手段
26‧‧‧相位差偵測錯誤的驗證手段
50‧‧‧電動輔助自行車
60‧‧‧輔助驅動單元
61‧‧‧輔助鏈輪
67‧‧‧馬達驅動軸
71‧‧‧曲柄軸
72‧‧‧踏板
73‧‧‧曲柄
f‧‧‧旋轉扭力值
F‧‧‧踏力實效值
第1圖:為電動輔助自行車的側面說明圖。
第2圖:是電動輔助自行車之輔助驅動力控制裝置的塊狀圖。
第3圖:是構成輔助驅動力控制裝置之驅動力輔助量設定手段的塊狀圖。
第4圖:是用來說明驅動力輔助量設定手段中,輔助相位及輔助量之設定順序的流程圖。
第5圖:是顯示相對於曲柄軸的相位,踏板踏力的扭力曲線與驅動輔助量的扭力曲線間之關係的圖表。
第6圖:是相位差偵測錯誤的驗證手段中的驗證順序,其中(a)是對應於前饋控制的流程圖,(b)是對應於反饋控制的流程圖。
第7圖:是用來說明曲柄軸之相位的模式圖。
第8圖:是用來顯示相對於曲柄軸相位之踏力扭力曲線的圖,其中(a)為對應於低轉速時的圖表,(b)為對應於高轉速時的圖表。
1‧‧‧車速感測器
2‧‧‧踏力感測器
3‧‧‧曲柄角感測器
5‧‧‧馬達
6‧‧‧馬達驅動迴路
10‧‧‧輔助量控制部
11‧‧‧車速.變化量計算手段
12‧‧‧踏力實效值偵測手段
13‧‧‧曲柄角偵測手段
14‧‧‧曲柄旋轉數.變化量計算手段
20‧‧‧驅動力輔助量設定手段
Claims (5)
- 一種電動輔助自行車,是具備下述構件的電動輔助自行車:用來偵測在踏板所產生之踏力的踏力感測器(2);和對應於前述踏力感測器(2)的輸出,執行驅動力之補助的馬達(5);及用來偵測連結著前述踏板的曲柄軸之曲柄角的曲柄角感測器(3),其特徵為:具有根據前述曲柄角來計算曲柄軸之旋轉數的曲柄旋轉數計算手段(14),並具有輔助量控制部(10),該輔助量控制部(10)在由前述曲柄旋轉數計算手段(14)所算出的曲柄旋轉數為特定值以上的場合中,對應於前述曲柄角感測器(3)所測得之曲柄角的相位,使馬達(5)產生:相對於前述踏力感測器(2)所測得的踏力(曲柄軸的旋轉扭力值f)而設定的驅動力輔助量,相對於前述踏力而設定的驅動力輔助量被設定成:該驅動力輔助量與前述踏力的合成扭力,在前述曲柄軸所連結的踏板上死點成為0度的場合中,於90度的相位產生扭力峰值,前述驅動力輔助量,當在偵測曲柄軸的前一次旋轉之踏力的扭力曲線,於踏板上死點與踏板下死點之間的中間位置存有扭力峰值之相位差的場合中,採用使前述合成扭力的扭力峰值抵銷前述相位差的驅動力輔助量及相位作用。
- 如申請專利範圍第1項所記載的電動輔助自行車,其中前述輔助量控制部,在存有前述相位差的場合中,繼續執行前述驅動力輔助量的設定。
- 如申請專利範圍第1項所記載的電動輔助自行車,其中前述驅動力輔助量是根據以下所設定:依據記憶著曲柄旋轉數與相位間之關係的圖像所決定的相位、及將前述踏力作為基礎所算出的驅動力。
- 如申請專利範圍第1項所記載的電動輔助自行車,其中前述輔助量控制部,具備用來驗證前述相位差之偵測錯誤的手段,當偵測錯誤驗證時,是對應於由前述曲柄角感測器所測得之曲柄角的相位,而產生與前述踏力感測器所算出的踏力形成比例的驅動力輔助量。
- 如申請專利範圍第1項所記載的電動輔助自行車,其中前述輔助量控制部,在曲柄旋轉數未達特定值的場合中,是對應於由前述曲柄角感測器所測得之曲柄角的相位,而產生與前述踏力感測器所算出的踏力形成比例的驅動力輔助量。
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