TWI666143B - Electric auxiliary system and electric auxiliary vehicle - Google Patents

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TWI666143B
TWI666143B TW106136777A TW106136777A TWI666143B TW I666143 B TWI666143 B TW I666143B TW 106136777 A TW106136777 A TW 106136777A TW 106136777 A TW106136777 A TW 106136777A TW I666143 B TWI666143 B TW I666143B
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蓮見光晴
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日商山葉發動機股份有限公司
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Abstract

本發明之實施形態之電動輔助系統(51)具備:曲軸(57),其藉由施加於踏板(55)之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達(53),其產生輔助騎乘者之人力之輔助力;控制裝置(70),其控制電動馬達(53)所產生之輔助力之大小;及加速度感測器(38),其輸出與電動輔助車輛(1)之行進方向之加速度對應之信號。控制裝置(70)根據與騎乘者踩蹬踏板(55)之動作連動的加速度之變化,變更電動馬達(53)所產生之輔助力之大小。

Description

電動輔助系統及電動輔助車輛
本發明係關於一種用於電動輔助車輛之電動輔助系統、及具備該電動輔助系統之電動輔助車輛。
已知有利用電動馬達輔助騎乘者踩蹬踏板之力之電動輔助腳踏車。於電動輔助腳踏車中,使電動馬達產生與騎乘者施加於踏板之人力對應之輔助力,將人力與輔助力相加所得之驅動力傳遞至驅動輪。藉由利用電動馬達輔助人力,可減輕騎乘者踩蹬踏板之力(例如專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開平09-226664號公報
[發明所欲解決之問題] 有當電動輔助腳踏車因路面傾斜及頂風等而自行駛環境承受較大負荷時,騎乘者希望獲得更大之輔助力之情形。為了改變輔助力之大小,需要藉由手動操作變更輔助模式,騎乘者有時會覺得麻煩。 本發明提供一種產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力的電動輔助系統及具備該電動輔助系統之電動輔助車輛。 [解決問題之技術手段] 本發明之實施形態之電動輔助系統用於具備踏板之電動輔助車輛,具備:曲軸,其藉由施加於上述踏板之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達,其產生輔助上述騎乘者之人力之輔助力;控制裝置,其控制上述電動馬達所產生之輔助力之大小;及加速度感測器,其輸出與上述電動輔助車輛行進方向之加速度對應之信號;且上述控制裝置根據與上述騎乘者踩蹬踏板之動作連動的加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。 就騎乘者用腳踩蹬踏板之腳踏車之構造而言,施加於踏板之騎乘者之人力之大小係根據騎乘者踩蹬踏板時之曲軸之旋轉角度而變化。因此,電動輔助腳踏車之行進方向之加速度根據騎乘者踩蹬踏板時之曲軸之旋轉角度而變化。藉由根據連動於騎乘者踩蹬踏板之動作而變化之加速度變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,進而具備輸出與於上述曲軸產生之扭矩對應之信號的扭矩感測器,且藉由施加於上述踏板之上述騎乘者之人力而於上述曲軸產生之扭矩根據上述曲軸之旋轉而變化,上述控制裝置根據與上述扭矩之變化連動的上述加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。 施加於踏板之騎乘者之人力之大小根據騎乘者踩蹬踏板時之曲軸之旋轉角度而變化。施加於踏板之騎乘者之人力之變化表現為於曲軸產生之扭矩之變化。電動輔助腳踏車之行進方向之加速度根據於曲軸產生之扭矩之變化而變化。藉由根據連動於該扭矩之變化而變化之加速度變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,藉由施加於上述踏板之上述騎乘者之人力而於上述曲軸產生之扭矩之大小根據上述曲軸之旋轉而增減,上述控制裝置根據上述增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的上述加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力。 於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由施加於踏板之人力而於曲軸產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之變化變大。另一方面,於行駛時之負荷較小之情形時,在藉由施加於踏板之人力而於曲軸產生之扭矩變小之時序加速度不會怎麼減小。因此,扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之變化變小。藉由根據扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之變化而變更電動馬達所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,藉由施加於上述踏板之上述騎乘者之人力而於上述曲軸產生之扭矩之大小根據上述曲軸之旋轉而增減,上述控制裝置求出上述增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的上述加速度之最大值與最小值之差,根據上述加速度之最大值與最小值之差,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。 藉由根據扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值與最小值之差而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,上述控制裝置係上述增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的上述加速度之變化越大,則越增大上述電動馬達所產生之輔助力。 於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由施加於踏板之人力而於曲軸產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,曲軸旋轉半圈之期間之加速度之變化變大。於曲軸旋轉半圈之期間之加速度之變化較大之情形時,藉由增大電動馬達所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,進而具備用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器,且上述控制裝置根據上述曲軸旋轉半圈之期間之上述加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。 當騎乘者用腳踩蹬踏板時,於曲軸旋轉半圈之期間,施加於踏板之騎乘者之人力之大小變化。電動輔助腳踏車之行進方向之加速度根據施加於該踏板之人力之大小之變化而變化。藉由根據該曲軸旋轉半圈之期間之加速度之變化而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,上述控制裝置求出上述曲軸旋轉半圈之期間的上述加速度之最大值與最小值之差,根據上述加速度之最大值與最小值之差,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。 藉由根據曲軸旋轉半圈之期間的加速度之最大值與最小值之差而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器係檢測於上述曲軸產生之扭矩之扭矩感測器,上述控制裝置基於上述扭矩之變化而檢測上述曲軸之旋轉。 藉由施加於踏板之騎乘者之人力而於曲軸產生扭矩。於曲軸產生之扭矩之大小根據曲軸之旋轉角度而變化。據此,可自扭矩之大小之變化檢測出曲軸之旋轉。藉由使用扭矩感測器檢測出曲軸之旋轉,根據曲軸旋轉半圈之期間之加速度之變化而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器係旋轉感測器。 藉由使用旋轉感測器檢測出曲軸之旋轉,根據曲軸旋轉半圈之期間之加速度之變化而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,上述控制裝置於上述加速度之最大值與最小值之差為第1特定值以上之情形時,增大上述電動馬達所產生之輔助力。 於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由施加於踏板之人力而於曲軸產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,加速度之最大值與最小值之差變大。於加速度之最大值與最小值之差較大之情形時,藉由增大電動馬達所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,上述控制裝置於上述加速度之最大值與最小值之差未達第2特定值之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。 於行駛時之負荷較小之情形時,在藉由施加於踏板之人力而於曲軸產生之扭矩變小之時序加速度不會怎麼減小。因此,加速度之最大值與最小值之差變小。於加速度之最大值與最小值之差較小之情形時,藉由減小電動馬達所產生之輔助力,可產生與較小之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,上述控制裝置預先記憶有將上述加速度之最大值與最小值之差劃分為複數個範圍之表格,上述控制裝置根據上述複數個範圍內之、使用上述加速度感測器求出的上述加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍,變更上述電動馬達所產生之輔助力。 藉由根據加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,上述複數個範圍包含第1範圍、及第2範圍,該第2範圍係較上述第1範圍大之上述差之值之範圍;上述控制裝置於上述差處於上述第2範圍內之情形時,使上述電動馬達所產生之輔助力大於上述差處於上述第1範圍內之情形。 於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由施加於踏板之人力而於曲軸產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,加速度之最大值與最小值之差變大。於加速度之最大值與最小值之差較大之情形時,藉由增大電動馬達所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,上述控制裝置預先記憶有上述騎乘者之人力與上述輔助力之關係互不相同之複數種輔助模式、及將上述加速度之最大值與最小值之差劃分為複數個範圍之表格;上述控制裝置根據上述複數個範圍內之、使用上述加速度感測器求出的上述加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍,變更上述輔助模式。 藉由根據加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍而變更輔助模式,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,上述複數個範圍包含第1範圍、及第2範圍,該第2範圍係較上述第1範圍大之上述差之值之範圍;上述複數種輔助模式包含第1輔助模式、及第2輔助模式,該第2輔助模式係使相對於上述騎乘者之人力之上述輔助力大於上述第1輔助模式之模式,且上述控制裝置於使用上述加速度感測器求出的上述加速度之最大值與最小值之差處於上述第1範圍內之情形時,根據上述第1輔助模式而使上述電動馬達產生輔助力,於使用上述加速度感測器求出的上述加速度之最大值與最小值之差處於上述第2範圍內之情形時,根據上述第2輔助模式而使上述電動馬達產生輔助力。 於加速度之最大值與最小值之差較大之情形時,藉由以相對於騎乘者之人力之輔助力變大之輔助模式控制電動馬達,可產生與負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,亦可為,上述電動輔助系統進而具備用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器、及用以檢測上述電動輔助車輛之行駛速度之感測器,且上述控制裝置判定是否滿足上述曲軸之轉數為特定轉數以上、上述電動輔助車輛之行駛速度為特定速度以上、且上述加速度之最大值與最小值之差未達特定值之條件,於判定滿足上述條件之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。 電動輔助腳踏車中,於騎乘者踩蹬踏板之速度較大且車輛速度較大之情形時,存在自電動馬達向合成機構傳遞之旋轉之速度變得較大,對踩蹬踏板之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。於電動馬達高速旋轉且騎乘者施加於踏板之踏力較小之狀態下,加速度之最大值與最小值之差變小。於滿足曲軸之轉數為特定轉數以上、行駛速度為特定速度以上、且加速度之最大值與最小值之差未達特定值之條件之情形時,減小輔助力。對踩蹬踏板之騎乘者之腳施加之負荷按輔助力減小之量,相應變大。藉此,可抑制對踩蹬踏板之腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 於一實施形態中,亦可為,上述電動輔助系統進而具備用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器、及用以檢測上述電動輔助車輛之行駛速度之感測器,且上述控制裝置判定是否滿足上述曲軸之轉數為特定轉數以上、上述電動輔助車輛之行駛速度為特定速度以上、且上述加速度為特定加速度以上之條件,於判定滿足上述條件之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。 電動輔助腳踏車中,當於騎乘者踩蹬踏板之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下踩蹬踏板時,自電動馬達向合成機構傳遞之旋轉之速度變大。若於電動馬達高速旋轉之狀態下騎乘者停止增大踩蹬踏板之速度,則存在對踩蹬踏板之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。於滿足曲軸之轉數為特定轉數以上、行駛速度為特定速度以上、且加速度為特定加速度以上之條件之情形時,預先減小輔助力。對踩蹬踏板之騎乘者之腳施加之負荷按輔助力減小之量,相應變大。藉此,可抑制騎乘者停止增大踩蹬踏板之速度時對腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 於一實施形態中,亦可為,上述電動輔助系統進而具備用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器、及用以檢測上述電動輔助車輛之行駛速度之感測器,且上述控制裝置判定是否滿足上述曲軸之轉數為特定轉數以上、上述電動輔助車輛之行駛速度為特定速度以上、且上述加速度於先達到第1特定值以上後變成未達小於上述第1特定值之第2特定值的條件,於判定滿足上述條件之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。 電動輔助腳踏車中,當於騎乘者踩蹬踏板之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下踩蹬踏板時,自電動馬達向合成機構傳遞之旋轉之速度變大。若於電動馬達高速旋轉之狀態下騎乘者停止增大踩蹬踏板之速度,則存在對踩蹬踏板之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。若騎乘者縮小使踩蹬踏板之速度增大之比率,則隨之車輛行進方向之加速度亦變小。即,上升之加速度變小意味著其後可能會發生對踩蹬踏板之腳施加之負荷變得過小之現象。於滿足曲軸之轉數為特定轉數以上、行駛速度為特定速度以上、且加速度於先達到第1特定值以上後變成未達第2特定值的條件之情形時,減小輔助力。對踩蹬踏板之騎乘者之腳施加之負荷按輔助力減小之量,相應變大。藉此,可抑制騎乘者停止增大踩蹬踏板之速度時對腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 於一實施形態中,亦可為,上述電動輔助系統進而具備用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器、及用以檢測上述電動輔助車輛之行駛速度之感測器,且上述控制裝置判定是否滿足滿足上述曲軸之轉數為特定轉數以上、上述電動輔助車輛之行駛速度為特定速度以上、且上述加速度為特定加速度以上之時間已經過特定時間以上的條件,於判定滿足上述條件之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。 電動輔助腳踏車中,當於騎乘者踩蹬踏板之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下踩蹬踏板時,自電動馬達向合成機構傳遞之旋轉之速度變大。若於電動馬達高速旋轉之狀態下騎乘者停止增大踩蹬踏板之速度,則存在對踩蹬踏板之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。於滿足曲軸之轉數為特定轉數以上、行駛速度為特定速度以上、且加速度為特定加速度以上之時間已經過特定時間以上之情形時,減小輔助力。對踩蹬踏板之騎乘者之腳施加之負荷按輔助力減小之量,相應變大。藉此,可抑制騎乘者停止增大踩蹬踏板之速度時對腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 於一實施形態中,亦可為,上述電動輔助車輛可設定上述騎乘者之人力與上述輔助力之關係互不相同之複數種輔助模式,上述控制裝置於判定滿足上述條件之情形時,以產生較基於當前設定之上述輔助模式而計算出之輔助力小的輔助力之方式控制上述電動馬達。 於判定滿足上述條件之情形時,使電動馬達所產生之輔助力較通常控制時小。藉此,可抑制對踩蹬踏板之腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 本發明之實施形態之電動輔助車輛具備上述電動輔助系統。本發明之實施形態之具備電動輔助系統之電動輔助車輛可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 [發明之效果] 由本發明之例示性之實施形態可知,根據與騎乘者踩蹬踏板之動作連動的加速度之變化,變更電動馬達所產生之輔助力之大小。就騎乘者用腳踩蹬踏板之腳踏車之構造而言,施加於踏板之騎乘者之人力之大小係根據騎乘者踩蹬踏板時之曲軸之旋轉角度而變化。因此,電動輔助腳踏車之行進方向之加速度根據騎乘者踩蹬踏板時之曲軸之旋轉角度而變化。藉由根據連動於騎乘者踩蹬踏板之動作而變化之加速度變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。
以下,一面參照隨附之圖式,一面對本發明之電動輔助系統及電動輔助車輛之實施形態進行說明。於實施形態之說明中,對相同之構成要素標註相同之參照符號,於重複之情形時省略其說明。本發明之實施形態中所謂之前後、左右、上下係指以騎乘者面朝把手乘坐於電動輔助車輛之鞍座(座部)之狀態為基準之前後、左右、上下。再者,以下之實施形態係例示,本發明並不限定於以下之實施形態。 圖1係表示本實施形態之電動輔助腳踏車1之側視圖。電動輔助腳踏車1具有將於下文詳述之驅動單元51。電動輔助腳踏車1係本發明之實施形態之電動輔助車輛之一例。驅動單元51係本發明之實施形態之電動輔助系統之一例。 電動輔助腳踏車1具有於前後方向延伸之車體框架11。車體框架11包含頭管12、下管5、托架6、後下叉7、座管16、後上叉19。頭管12配置於車體框架11之前端。把桿13可旋轉地插入頭管12中。把手14固定於把桿13之上端部。於把桿13之下端部固定有前叉15。於前叉15之下端部可旋轉地支持有轉向輪即前輪25。於前叉15設置有制動前輪25之刹車8。於頭管12之前方之位置設置有前筐21。於前叉15設置有頭燈22。 下管5自頭管12向後斜下方延伸。座管16自下管5之後端部向上方延伸。後下叉7自座管16之下端部向後方延伸。托架6將下管5之後端部、座管16之下端部、後下叉7之前端部連接。 於座管16插入有座桿17,於座桿17之上端部設置有供騎乘者騎坐之鞍座27。後下叉7之後方部可旋轉地支持驅動輪即後輪26。於後下叉7之後方部設置有制動後輪26之刹車9。又,於後下叉7之後方部設置有停靠時使車輛保持站立狀態之支架29。後上叉19自座管16之上部向後斜下方延伸。後上叉19之下端部連接於後下叉7之後方部。後上叉19支持設置於鞍座27之後方之載物台24,並且支持覆蓋後輪26之上部之擋泥板18。於擋泥板18之後方部設置有尾燈23。 於配置在車體框架11之車輛中央部附近之托架6設置有驅動單元51。驅動單元51包含電動馬達53、曲軸57、控制裝置70。於托架6搭載有向電動馬達53等供給電力之電池56。電池56亦可由座管16所支持。 曲軸57於左右方向貫通驅動單元51並由驅動單元51所支持。於曲軸57之兩端部設置有曲柄臂54。於曲柄臂54之前端可旋轉地設置有踏板55。 控制裝置70控制電動輔助腳踏車1之動作。較典型為,控制裝置70具有能進行數位信號處理之微控制器、信號處理器等半導體積體電路。騎乘者用腳踩踏踏板55使之旋轉時所產生的曲軸57之旋轉輸出經由鏈條28傳遞至後輪26。控制裝置70以產生與曲軸57之旋轉輸出對應之驅動輔助輸出之方式控制電動馬達53。電動馬達53所產生之輔助力經由鏈條28傳遞至後輪26。再者,亦可使用皮帶、軸桿等代替鏈條28。 其次,對控制裝置70之具體構成、生成控制裝置70之動作中所利用之信號的感測器群進行詳細說明。 圖2A係主要表示控制裝置70之構成的電動輔助腳踏車1之硬體方塊圖。圖2A中示有控制裝置70及其周邊環境。作為周邊環境,例如示有向控制裝置70輸出信號之各種感測器、及接受控制裝置70之動作之結果而被驅動之電動馬達53。 首先,自控制裝置70之周邊環境進行說明。 如上所述,控制裝置70包含於驅動單元51中。圖2A中示有同樣包含於驅動單元51中之加速度感測器38、扭矩感測器41、曲柄旋轉感測器42及電動馬達53。控制裝置70具有運算電路71、平均化電路78、及馬達驅動電路79。運算電路71進行用以按照對應於加速度之最大值與最小值之差P-P的輔助比率使電動馬達53旋轉之運算、及控制信號之輸出。 加速度感測器38檢測電動輔助腳踏車1之車輛本體之加速度。加速度感測器38例如為壓阻型、靜電容量型或熱檢測型之三軸加速度感測器。藉由1個三軸加速度感測器便能測定出正交之3條軸(X軸、Y軸、Z軸)之各方向之加速度。 再者,於本說明書中,正交之3條軸(X軸、Y軸、Z軸)並非為絕對座標系,而為相對座標。更具體而言,正交之3條軸(X軸、Y軸、Z軸)之方向分別為搭載有加速度感測器38之電動輔助腳踏車1之前後方向、左右方向、及上下方向。再者,電動輔助腳踏車1之前方向與其行進方向一致,上下方向與垂直於路面之方向一致。因此,有於平坦道路行駛之電動輔助腳踏車1之X軸、Y軸、Z軸與於傾斜道路行駛之電動輔助腳踏車1之X軸、Y軸、Z軸並不一致之情況。 再者,為了使加速度感測器38能測定出電動輔助腳踏車1之前後方向、左右方向、及上下方向之加速度值,可考慮各種方法。例如,只要以使加速度感測器38之X軸、Y軸及Z軸分別與車輛之前後方向、左右方向、及上下方向一致之方式將加速度感測器38安裝於驅動單元51即可。此種加速度感測器38之安裝方法意味著將加速度感測器38載置於水平面。 加速度感測器38載置於未圖示之電子電路基板上。於電子電路基板,亦配置有用以將來自電池56之電力饋送至電動輔助腳踏車1之各電子零件之電源部、包含運算電路71、馬達驅動電路79等各種IC(Integrated Circuit,積體電路)晶片之控制部。 此種電子電路基板有因尺寸之制約等而以垂直豎立之狀態配置於驅動單元51內之情形。於該情形時,加速度感測器38便不再為載置於水平面之狀態。因此,需使加速度感測器38將與加速度感測器38相對於驅動單元51之安裝角度相應之量的偏差扣除後再輸出信號。換言之,需進行檢測方向修正。檢測方向修正之具體處理內容眾所周知,因此本說明書中省略詳細之說明。藉由預先修正加速度感測器38之輸出值,可測定出加速度感測器38之X軸、Y軸及Z軸之輸出值作為電動輔助腳踏車1之前後方向、左右方向、及上下方向之加速度值。 再者,加速度感測器38更佳為設置於靠近電動輔助腳踏車1之重心之位置。如自圖1所瞭解般,驅動單元51配置於踏板55附近,因此可說成加速度感測器38配置於電動輔助腳踏車1之重心附近。 為了不受電子電路基板之設置方向制約,亦可考慮將加速度感測器38與電子電路基板分開設置。藉由將兩者分開設置,可使設置加速度感測器38之位置以更佳精度靠近電動輔助腳踏車1之靜止時之重心。 再者,三軸加速度感測器係加速度感測器38之一例。作為加速度感測器38,亦可採用能測定出X軸之加速度Gx及Z軸方向之加速度Gz之雙軸加速度感測器。作為加速度感測器38,亦可採用能測定出X軸之加速度Gx之單軸加速度感測器。加速度感測器38只有能至少測定出沿著車輛行進方向之X軸之加速度Gx即可。再者,亦可使用複數個加速度感測器,檢測各不相同之軸向之加速度。於圖2A所示之例中,加速度感測器38配置於驅動單元51內,但配置位置並不限定於此,而可配置於電動輔助腳踏車1之任意位置。 扭矩感測器41檢測出騎乘者施加於踏板55之人力(踏力)作為於曲軸57產生之扭矩。扭矩感測器41例如為磁致伸縮式扭矩感測器。扭矩感測器41輸出與所檢測出之扭矩之大小對應之振幅之電壓信號。扭矩感測器41亦可具有將電壓信號換算成扭矩之扭矩運算電路(未圖示)。扭矩運算電路將例如所輸出之類比電壓信號轉換成數位電壓信號。所檢測出之扭矩之大小係以數位電壓信號之值之大小的方式輸出。如上所述,扭矩感測器41既可輸出類比信號,亦可輸出數位信號。 曲柄旋轉感測器42檢測曲軸57之旋轉角度。例如曲柄旋轉感測器42每隔特定角度便檢測曲軸57之旋轉,並輸出矩形波信號或正弦波信號。利用所輸出之信號能算出曲軸57之旋轉角度及旋轉速度。例如,於曲軸57周圍配置複數個具有磁極(N極、S極)之磁性體。藉由位置固定之霍耳感測器,將隨著曲軸57之旋轉而發生之磁場之極性變化轉換成電壓信號。運算電路71利用來自霍耳感測器之輸出信號,對磁場之極性變化進行計數,而算出曲軸57之旋轉角度及旋轉速度。曲柄旋轉感測器42亦可具有自所獲得之信號算出曲軸57之旋轉角度及旋轉速度之運算電路。 馬達驅動電路79例如為反相器。馬達驅動電路79將具有與來自運算電路71之馬達電流指令值對應之振幅、頻率、流向等之電流自電池56供給至電動馬達53。被供給有該電流之電動馬達53旋轉,而產生經決定之大小之輔助力。電流感測器47檢測出流經電動馬達53之電流之值,並將其輸出至控制裝置70。控制裝置70利用電流感測器47之輸出信號進行反饋控制。 圖2A中例示之電動馬達53係具有三相(U相、V相、W相)之繞線之三相馬達。電動馬達53例如為無刷DC(Direct Current,直流)馬達。 於圖2A所示之例中,電流感測器47檢測流經三相各者之電流,但亦可僅檢測流經兩相之電流。於三相通電控制中流經各相之電流之值之合計理論上為零。利用該關係,可自2個電流值藉由運算求出剩餘1個電流值。藉此,可取得流經三相各者之電流之值。 電動馬達53之旋轉由馬達旋轉感測器46所檢測。馬達旋轉感測器46例如為霍耳感測器,其檢測出使電動馬達53旋轉之轉子(未圖示)所產生之磁場,並輸出與磁場之強度或極性對應之電壓信號。在電動馬達53為無刷DC馬達之情形時,於轉子配置有複數個永久磁鐵。馬達旋轉感測器46將隨著轉子之旋轉而發生之磁場之極性變化轉換成電壓信號。運算電路71利用來自馬達旋轉感測器46之輸出信號,對磁場之極性變化進行計數,而算出轉子之旋轉角度及旋轉速度。 電動馬達53所產生之輔助力經由動力傳遞機構31傳遞至後輪26。動力傳遞機構31係將利用圖2B於下文敍述之鏈條28、從動鏈輪32、驅動軸33、變速機構36、單向離合器37等之總稱。於動力傳遞機構31,亦可包含驅動單元51所具備之減速機45、單向離合器44、合成機構58、驅動鏈輪59。藉由以上之構成,可輔助電動輔助腳踏車1之騎乘者之人力。 運算電路71接收分別自加速度感測器38、扭矩感測器41及曲柄旋轉感測器42輸出之檢測信號、及自操作盤60輸出之操作信號,而決定輔助力之大小。運算電路71將用以產生所決定之大小之輔助力之馬達電流指令值發送至馬達驅動電路79。其結果,電動馬達53旋轉,電動馬達53之驅動力傳遞至後輪26。藉此,使電動馬達53之驅動力疊加於騎乘者之人力上。 再者,可設置A/D(Analog/Digital,類比/數位)轉換電路(未圖示),其於自各種感測器輸出之檢測信號為類比信號之情形時,將檢測信號輸入控制裝置70之前,一般會將類比信號轉換成數位信號。A/D轉換電路可設置於各感測器內,亦可設置於驅動單元51內之各感測器與控制裝置70之間之信號路徑上。或,A/D轉換電路亦可設置於控制裝置70內。 電動馬達53所產生之輔助力之大小會隨著當前所選擇之輔助模式而變動。輔助模式可由騎乘者操作操作盤60進行選擇。 操作盤60安裝於電動輔助腳踏車1之把手14(圖1),例如藉由有線電纜與控制裝置70連接。操作盤60將表示騎乘者所進行之操作之操作信號發送至控制裝置70,又,接收用以自控制裝置70對騎乘者進行提示之各種資訊。 其次,對電動輔助腳踏車1之動力傳遞路徑進行說明。圖2B係表示電動輔助腳踏車1之機械構成之一例之方塊圖。 若騎乘者踩下踏板55使曲軸57旋轉,則該曲軸57之旋轉經由單向離合器43傳遞至合成機構58。電動馬達53之旋轉經由減速機45、單向離合器44傳遞至合成機構58。 合成機構58具有例如筒狀構件,且於該筒狀構件之內部配置有曲軸57。於合成機構58安裝有驅動鏈輪59。合成機構58以與曲軸57及驅動鏈輪59相同之旋轉軸為中心而旋轉。 單向離合器43將曲軸57之正轉傳遞至合成機構58,曲軸57之倒轉不被傳遞至合成機構58。單向離合器44將電動馬達53所產生之使合成機構58正轉之方向之旋轉傳遞至合成機構58,使合成機構58倒轉之方向之旋轉不被傳遞至合成機構58。又,於在電動馬達53停止之狀態下,騎乘者踩蹬踏板55從而合成機構58旋轉之情形時,單向離合器44並不將該旋轉傳遞至電動馬達53。騎乘者施加於踏板55之踏力與電動馬達53所產生之輔助力傳遞至合成機構58並得到合成。經合成機構58合成所得之合力經由驅動鏈輪59傳遞至鏈條28。 鏈條28之旋轉經由從動鏈輪32傳遞至驅動軸33。驅動軸33之旋轉經由變速機構36及單向離合器37傳遞至後輪26。 變速機構36係根據騎乘者對變速操作器67之操作而變更變速比之機構。變速操作器67安裝於例如把手14(圖1)。於驅動軸33之旋轉速度快於後輪26之旋轉速度之情形時,單向離合器37將驅動軸33之旋轉傳遞至後輪26。於驅動軸33之旋轉速度慢於後輪26之旋轉速度之情形時,單向離合器37不將驅動軸33之旋轉傳遞至後輪26。 藉由此種動力傳遞路徑,騎乘者施加於踏板55之踏力及電動馬達53所產生之輔助力傳遞至後輪26。 再者,將騎乘者之踏力與電動馬達53所產生之輔助力合成之機構並不限定於如上所述之以與曲軸57相同之旋轉軸為中心而旋轉之合成機構58。踏力與輔助力亦可於鏈條28中合成。 圖3係例示之操作盤60之外觀圖。操作盤60安裝於例如把手14之左握把附近。 操作盤60具備顯示面板61、輔助模式操作開關62、及電源開關65。 顯示面板61例如為液晶面板。於顯示面板61顯示自控制裝置70提供之資訊,該資訊包括電動輔助腳踏車1之速度、電池56之剩餘容量、與使輔助比率變動之範圍相關之資訊、輔助模式及其他行駛資訊。 顯示面板61具有速度顯示區域61a、電池剩餘容量顯示區域61b、輔助比率變動範圍顯示區域61c及輔助模式顯示區域61d。顯示面板61作為將該等資訊等通知騎乘者之通知裝置發揮功能,於該例中係顯示資訊,但亦可輸出聲音以通知騎乘者。 於速度顯示區域61a,以數字形式顯示電動輔助腳踏車1之車速。於本實施形態之情形時,電動輔助腳踏車1之車速係使用設置於前輪25之速度感測器35進行檢測。 於電池剩餘容量顯示區域61b,基於自電池56輸出至控制裝置70之電池剩餘容量之資訊,以段格形式顯示電池56之剩餘容量。藉此,騎乘者可直觀地掌握電池56之剩餘容量。 於輔助比率變動範圍顯示區域61c,以段格形式顯示使控制裝置70所設定之輔助比率變動之範圍。又,亦可進而顯示該變動範圍內之當前正執行之輔助比率。 於輔助模式顯示區域61d,顯示騎乘者操作輔助模式操作開關62而選擇之輔助模式。輔助模式例如為“強”、“標準”、“自動節能”。於騎乘者操作輔助模式操作開關62選擇關閉輔助模式之情形時,輔助模式顯示區域61d顯示“無助力”。 輔助模式操作開關62係用以供騎乘者選擇上述複數種輔助模式(包括關閉輔助模式)中之一者之開關。當選擇了複數種輔助模式中之一者時,設置於操作盤60內部之微電腦(未圖示)將特定出所選擇之輔助模式之操作信號發送至控制裝置70。 電源開關65係切換電動輔助腳踏車1之電源之導通/斷開之開關。騎乘者按壓電源開關65,而切換電動輔助腳踏車1之電源之導通/斷開。 操作盤60進而具備藉由聲音向騎乘者發送必要資訊之揚聲器63、及藉由光向騎乘者發送必要資訊之指示燈64。例如,控制裝置70根據與騎乘者踩蹬踏板55之動作連動的加速度之變化,變更電動馬達53所產生之輔助力之大小。此時,藉由聲音之輸出及/或光之閃爍等,而通知騎乘者已變更輔助力之大小。藉此,騎乘者可認識到例如產生了較大之輔助力。又,例如亦可藉由使把手14及/或鞍座27產生振動,而通知騎乘者已變更輔助力之大小。 又,亦可於增大了輔助力時,使揚聲器63產生能讓電動輔助腳踏車1周圍之人們聽見之音量之聲音,或者使頭燈22及尾燈23點亮或閃爍。藉此,電動輔助腳踏車1周圍之人們可認識到電動輔助腳踏車1產生了大於通常輔助力之輔助力。 電動馬達53之輔助力係相對曲柄旋轉輸出,按照“強”、“標準”、“自動節能”之順序依次變小。 於輔助模式為“標準”之情形時,電動馬達53於例如電動輔助腳踏車1發動而於平坦道路行駛或於上坡道路行駛時產生輔助力。於輔助模式為“強”之情形時,電動馬達53與“標準”之情形時同樣地,於例如電動輔助腳踏車1發動而於平坦道路行駛或於上坡道路行駛時產生輔助力。電動馬達53於輔助模式為“強”之情形時,相對相同曲柄旋轉輸出產生較“標準”之情形時大之輔助力。於輔助模式為“自動節能”之情形時,當在平坦道路或下坡道路之行駛等中踏板踏力較小時,電動馬達53使輔助力較“標準”之情形時小,或停止輔助力之產生,而抑制電力消耗量。於輔助模式為“無助力”之情形時,電動馬達53不產生輔助力。 如此,相對曲柄旋轉輸出之輔助力根據上述輔助模式而改變。於該例中係分4個階段切換輔助模式。然而,輔助模式之切換亦可為3個階段以下,或亦可為5個階段以上。 其次,對根據連動於騎乘者踩蹬踏板55之動作而變化之加速度,變更電動馬達53所產生之輔助力之大小之動作進行說明。 首先,對騎乘者踩蹬踏板55之動作與加速度之關係進行說明。圖4係表示騎乘者踩蹬踏板55時之曲軸57之旋轉角度、於曲軸57產生之扭矩、車輛行進方向之加速度之關係的圖。於圖4所示之例中,電動輔助腳踏車1正於平坦道路行駛,將圖中自左向右之方向設為車輛行進方向x。 就騎乘者用腳踩蹬踏板55之電動輔助腳踏車1之構造而言,施加於踏板55之騎乘者之人力(踏力)之大小係根據踏板55之位置、即曲軸57之旋轉角度而增減。施加於踏板55之踏力之增減表現為於曲軸57產生之扭矩之增減。若扭矩增減,則使電動輔助腳踏車1行駛之驅動力增減。因此,電動輔助腳踏車1之行進方向x之加速度根據扭矩之增減而增減。 圖4(a)表示供騎乘者擱置右腳之電動輔助腳踏車1之右踏板55R位於曲軸57之正上方,供騎乘者擱置左腳之電動輔助腳踏車1之左踏板55L位於曲軸57之正下方之狀態。將此時之曲軸57之旋轉角度設為0度。於該狀態下,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩最小。連動於扭矩,車輛行進方向x(車輛之前方向)之加速度亦最小。 自圖4(a)之狀態,騎乘者踩下右踏板55R,隨著曲軸57之旋轉角度變大,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩逐漸變大。隨著扭矩逐漸變大,車輛行進方向x之加速度亦變大。 圖4(b)表示相對於曲軸57而言,右踏板55R位於水平方向前方,左踏板55L位於水平方向後方之狀態。將此時之曲軸57之旋轉角度設為90度。當該旋轉角度為90度時,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩最大。連動於扭矩,車輛行進方向x之加速度亦最大。 自圖4(b)之狀態,隨著曲軸57之旋轉角度進而變大,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩逐漸變小。隨著扭矩逐漸變小,車輛行進方向x之加速度亦變小。 圖4(c)表示相對於曲軸57而言,右踏板55R位於正下方,左踏板55L位於正上方之狀態。將此時之曲軸57之旋轉角度設為180度。當該旋轉角度為180度時,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩最小。連動於扭矩,車輛行進方向x之加速度亦最小。 自圖4(c)之狀態,騎乘者踩下左踏板55L,隨著曲軸57之旋轉角度進而變大,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩逐漸變大。隨著扭矩逐漸變大,車輛行進方向x之加速度亦變大。 圖4(d)表示相對於曲軸57而言,左踏板55L位於水平方向前方,右踏板55R位於水平方向後方之狀態。將此時之曲軸57之旋轉角度設為270度。當該旋轉角度為270度時,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩最大。連動於扭矩,車輛行進方向x之加速度亦最大。 自圖4(d)之狀態,隨著曲軸57之旋轉角度進而變大,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩逐漸變小。隨著扭矩逐漸變小,車輛行進方向x之加速度亦變小。 圖4(e)表示相對於曲軸57而言,右踏板55R位於正上方,左踏板55L位於正下方之狀態。即,圖4(e)表示自圖4(a)之狀態曲軸57旋轉1圈後之狀態。將此時之曲軸57之旋轉角度設為0度。當該旋轉角度為0度時,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩最小。連動於扭矩,車輛行進方向x之加速度亦最小。 如此,於曲軸57產生之扭矩根據曲軸57之旋轉角度而增減。增減之扭矩交替出現峰與谷。車輛行進方向x之加速度與該增減之扭矩同步地增減。增減之加速度與扭矩出現峰與谷之時序同步地交替出現峰與谷。 扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的峰之頂點係該區間之扭矩之最大值。扭矩之谷之底係該區間之扭矩之最小值。於本說明書中,所謂相互鄰接之峰與谷之間亦包括該峰之頂點及該谷之底之部分。 加速度之相互鄰接之峰與谷中的峰之頂點係該區間之加速度之最大值。加速度之谷之底係該區間之加速度之最小值。加速度係與增減之扭矩出現相互鄰接之峰與谷的時序同步地,出現最大值及最小值。於本實施形態中,求出增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值與最小值之差P-P(Peak to Peak),根據該加速度差P-P,變更電動馬達53所產生之輔助力之大小。 圖5係對根據加速度之最大值與最小值之差P-P而變更電動馬達53所產生之輔助力之大小之動作進行說明之圖。圖5(a)表示於曲軸57產生之扭矩。圖5(b)表示加速度感測器38之輸出信號。圖5(c)表示電動輔助腳踏車1之行進方向x之加速度。 於本實施形態中,使用加速度感測器38,檢測電動輔助腳踏車1之行進方向x之加速度。加速度感測器38始終受重力所影響。因此,當電動輔助腳踏車1於傾斜道路行駛時,加速度感測器38所檢測出之加速度之值除車輛本體行進方向之加速度的成分以外,亦包含與朝向沿傾斜道路下滑之方向之重力之分力對應的成分。圖5(b)所示之加速度感測器38之輸出信號係車輛行進方向之加速度之成分與重力之成分混合所得之值。圖5(c)所示之車輛行進方向x之加速度被繪製為藉由高通濾波器自加速度感測器38之輸出信號將該重力之成分(加速度之低頻成分)除去後之波形。 當電動輔助腳踏車1於平坦道路勻速行駛時,騎乘者係以相同之力持續踩蹬踏板55。此時,藉由人力而於曲軸57產生之扭矩以相同之振幅反覆增減。車輛行進方向x之加速度與該增減之扭矩同步地,以相同之振幅反覆增減。 於圖5所示之例中,即便電動輔助腳踏車1所行駛之路面自平坦道路變成傾斜道路,騎乘者亦以與於平坦道路行駛時相同之力持續踩蹬踏板55。即,即便電動輔助腳踏車1所行駛之路面自平坦道路變成傾斜道路,於曲軸57產生之扭矩之最大值及最小值亦相同。 若電動輔助腳踏車1所行駛之路面自平坦道路變成傾斜道路,則負荷變大。於本說明書中,所謂“負荷”係指電動輔助腳踏車1因路面傾斜及頂風等而自行駛環境承受之負荷。於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,如圖5所示,若所行駛之路面自平坦道路變成傾斜道路,則扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值與最小值之差P-P變大。運算電路71(圖2A)一旦檢測到加速度差P-P變大,便增大電動馬達53所產生之輔助力。運算電路71之動作之詳細將於下文敍述。藉由增大電動馬達53所產生之輔助力,可抑制藉由人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序的加速度之減小量,從而加速度差P-P變小。當行駛路面自平坦道路變成傾斜道路時,即便騎乘者以與於平坦道路行駛時相同之力持續踩蹬踏板55,亦可抑制車輛速度之降低。藉由產生與行駛時之負荷之變化對應的適當之輔助力,可讓騎乘者舒適地騎乘電動輔助腳踏車1。 其次,再次參照圖2A對控制裝置70之內部構成進行說明,其後,對控制裝置70之動作進行說明。 如上所述,控制裝置70具有運算電路71、平均化電路78、及馬達驅動電路79。於本實施形態中,對運算電路71係由複數個電路統合而成之積體電路進行說明。然而,該構成係一例。亦可使用1個信號處理器藉由軟體處理而實現1個或複數個電路所實現之處理。 平均化電路78係將自加速度感測器38輸出之各軸向之檢測信號平滑化之數位濾波器電路。平均化電路78可藉由例如計算複數個檢測信號之移動平均,而將檢測信號平滑化。亦可使用其他平滑化演算法。再者,於本實施形態中設置有平均化電路78,但於本案發明中並非必須設置平均化電路78。 運算電路71進行用以按照對應於上述加速度之最大值與最小值之差P-P的輔助比率使電動馬達53旋轉之運算、及控制信號之輸出。於本實施形態中,運算電路71具有進行複數種處理之區塊。具體而言,運算電路71具有峰-谷檢測區塊72、加速度差P-P運算區塊73、馬達電流指令值運算區塊74、馬達電流指令值修正區塊75及76。各區塊既可作為運算電路71內之運算核而安裝,亦可作為電腦程式之次常式或庫而安裝。 峰-谷檢測區塊72接收表示扭矩感測器41所檢測出之踏板扭矩之大小的值。峰-谷檢測區塊72亦可接收曲柄旋轉感測器42之輸出信號。峰-谷檢測區塊72自扭矩感測器41之輸出信號抽出上述變動之扭矩之峰與谷之部分。扭矩之峰與谷可藉由檢測扭矩上升即將轉為下降之部分(即極大值)、及扭矩下降即將轉為上升之部分(即極小值)而抽出。峰-谷檢測區塊72將表示所抽出之扭矩之峰與谷之資訊輸出至加速度差P-P運算區塊73。 加速度差P-P運算區塊73每隔特定時序(例如0.1秒)便自平均化電路78接收表示所檢測出之加速度之大小之值。加速度差P-P運算區塊73抽出扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值及最小值。此時,加速度差P-P運算區塊73抽出扭矩出現峰之時刻與出現谷之時刻之間之期間內的加速度之最大值及最小值。加速度差P-P運算區塊73計算出所抽出之加速度之最大值與最小值之差P-P,並將其輸出至馬達電流指令值修正區塊75。 馬達電流指令值運算區塊74接收特定出由騎乘者使用操作盤60選擇之輔助模式之資料,而設定輔助模式。馬達電流指令值運算區塊74接收表示扭矩感測器41所檢測出之踏板扭矩之大小的值。 馬達電流指令值運算區塊74進而接收來自速度感測器35之速度資料。變速段感測器48將表示動力傳遞機構31中所包含之變速機構36(圖2B)之變速段之資料輸出至馬達電流指令值運算區塊74。馬達電流指令值運算區塊74於例如當前之變速段為預先設定之段以下之低速排檔時,亦可將流向電動馬達53之電流設定得更低。藉此,可抑制電動馬達53所產生之輔助力之大小,防止車輛之加速度變得過大。 再者,馬達電流指令值運算區塊74亦可自電動馬達53之旋轉速度及車輛本體之行駛速度計算出變速段。馬達電流指令值運算區塊74利用馬達旋轉感測器46之輸出信號及速度感測器35之輸出信號而計算變速段。於該情形時,變速段感測器48亦可予以省略。 馬達電流指令值運算區塊74計算作為後續處理之基礎之馬達電流指令值。 一般而言,由電動馬達53所產生之扭矩與流經電動馬達53之電流成正比。只要決定流向電動馬達53之電流,所產生之扭矩便亦唯一固定。即,決定馬達電流指令值便會決定電動馬達53所產生之扭矩。 馬達電流指令值運算區塊74係以使藉由踏板踏力而於後輪26之驅動軸產生之扭矩與藉由電動馬達53而於後輪26之驅動軸產生之扭矩之比率與輔助比率一致之方式,決定馬達電流指令值。輔助比率係指由電動馬達53所產生之輔助輸出相對藉由施加於踏板55之騎乘者之人力而產生之曲柄旋轉輸出的比率。再者,輔助比率亦可稱為驅動輔助比率。 馬達電流指令值運算區塊74係以例如使藉由踏板踏力而於後輪26之驅動軸產生之扭矩與藉由電動馬達53而於後輪26之驅動軸產生之扭矩相同之方式(輔助比率為1:1),求出馬達電流指令值。例如,可利用預先設定之「表示人力扭矩與馬達電流指令值之關係之表格」,求出馬達電流指令值。此時,馬達電流指令值運算區塊74將使電動馬達53之旋轉減速之減速機之減速比進而考慮在內而計算電流指令值。例如,當減速比=N時,以產生藉由踏板踏力而於後輪26之驅動軸產生的扭矩之1/N之馬達扭矩之方式,計算馬達電流指令值。例如,當減速比=2時,以產生藉由踏板踏力而於後輪26之驅動軸產生的扭矩之1/2之馬達扭矩之方式,計算馬達電流指令值。 其次,馬達電流指令值運算區塊74使馬達電流指令值乘以與使用者所設定之輔助模式對應之係數。作為一例,將輔助模式為“強”時之係數設定為2,將輔助模式為“標準”時之係數設定為1,將輔助模式為“弱”時之係數設定為0.8,使馬達電流指令值乘以與使用者所設定之輔助模式對應之係數。 其次,馬達電流指令值運算區塊74將車速考慮在內而修正馬達電流指令值。例如,當車速為低速時,將馬達電流指令值設定得略大。若車速變大,則減小馬達電流指令值。藉由如此地設定馬達電流指令值,車輛之發動時之輔助力變大,故而騎乘體驗提高。 其次,馬達電流指令值運算區塊74將變速段考慮在內而修正馬達電流指令值。如上所述,於例如當前之變速段為預先設定之段以下之低速排檔時,亦可將馬達電流指令值設定得較低。藉由根據變速段而變更馬達電流指令值,可提高騎乘體驗。 再者,上述馬達電流指令值運算區塊74之處理順序係一例,亦可按照與上述不同之順序進行處理。例如,亦可於將變速段考慮在內而修正馬達電流指令值之後,再將車速考慮在內而修正馬達電流指令值。 馬達電流指令值運算區塊74將馬達電流指令值輸出至馬達電流指令值修正區塊75。如上所述,加速度差P-P運算區塊73將所抽出之加速度之最大值與最小值之差P-P輸出至馬達電流指令值修正區塊75。 馬達電流指令值修正區塊75根據加速度差P-P而修正馬達電流指令值。例如,當加速度差P-P為某特定值以上時,增大馬達電流指令值。又,例如,當加速度差P-P未達某另一特定值時,減小馬達電流指令值。變更馬達電流指令值與變更輔助比率等效。根據加速度差P-P而變更馬達電流指令值之處理之詳情將於下文敍述。 馬達電流指令值修正區塊75於在處理過程中變更了輔助模式之情形時,將表示變更後之輔助模式之資料輸出至操作盤60。操作盤60將接收到之資料所表示之輔助模式通知騎乘者。藉此,騎乘者可認識到輔助模式已被變更。 馬達電流指令值修正區塊75將馬達電流指令值輸出至馬達電流指令值修正區塊76。 馬達電流指令值修正區塊76根據車速而修正馬達電流指令值。日本設有如下限制,即,若車速達到特定值以上(例如時速10 km以上),則降低輔助比率之上限。於時速10 km以上,輔助比率之上限與車速成比例地漸減,於時速24 km/h以上,輔助比率為1:0,即輔助輸出為零。馬達電流指令值修正區塊76例如利用預先設定之「表示車速與漸減率之關係之表格」等而決定漸減率。藉由使馬達電流指令值乘以漸減率,而使由電動馬達53所產生之扭矩漸減。漸減率變化既可為直線性,亦可為曲線性。 又,馬達電流指令值修正區塊76根據曲軸57之旋轉速度而修正馬達電流指令值。例如,於即將停車前之低速行駛時,騎乘體驗會因何時停止輔助力之產生而變化。例如,存在如下情形,即,即便踏板踏力實質上為零亦繼續產生少許輔助力之做法會使騎乘體驗提高。於該情形時,可藉由參照曲軸57之旋轉速度,而確認騎乘者之騎乘意願。於曲軸57旋動、即騎乘者踩蹬踏板之期間產生輔助力,一旦曲軸57停止便停止輔助力之產生。藉此,可提高騎乘體驗。 馬達電流指令值修正區塊76將馬達電流指令值輸出至馬達驅動電路79。馬達驅動電路79將與馬達電流指令值對應之電流供給至電動馬達53。 藉由以上之處理,運算電路71可按照與加速度差P-P對應之輔助比率使電動馬達53旋轉。 再次參照圖4,於曲軸57旋轉1圈之期間,加速度之最大值及最小值分別出現2次。換言之,於曲軸57旋轉半圈之期間,加速度之最大值及最小值分別出現1次。藉由檢測該曲軸57旋轉半圈之期間之加速度之最大值及最小值,亦能進行根據與騎乘者踩蹬踏板55之動作連動的加速度之變化而變更電動馬達53所產生之輔助力之大小的控制。 曲軸57之半圈旋轉可利用曲柄旋轉感測器42之輸出信號進行檢測。又,曲軸57之半圈旋轉亦可利用扭矩感測器41之輸出信號進行檢測。例如,亦可檢測出變動之扭矩出現峰起至出現谷止之區間而作為曲軸57之半圈旋轉。又,亦可檢測出變動之扭矩出現谷起至出現峰至之區間而作為曲軸57之半圈旋轉。 於該例中,峰-谷檢測區塊72(圖2A)係利用扭矩感測器41之輸出信號及曲柄旋轉感測器42之輸出信號中之至少一者,檢測曲軸57之半圈旋轉。峰-谷檢測區塊72將表示所檢測出之曲軸57之半圈旋轉的資訊輸出至加速度差P-P運算區塊73。 加速度差P-P運算區塊73自平均化電路78接收表示所檢測出之加速度之大小的值。加速度差P-P運算區塊73抽出曲軸57旋轉半圈之期間之加速度之最大值及最小值。加速度差P-P運算區塊73計算出所抽出之加速度之最大值與最小值之差P-P,並將其輸出至馬達電流指令值修正區塊75。馬達電流指令值修正區塊75利用加速度差P-P修正馬達電流指令值之動作與上述相同。 藉由根據曲軸57旋轉半圈之期間之加速度差P-P而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。於本發明之實施形態中,亦可實施求出曲軸57旋轉半圈之期間的加速度之最大值與最小值之差P-P的處理,代替求出變動之扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值與最小值之差P-P的處理。 其次,對根據加速度差P-P而變更輔助比率之處理之詳情進行說明。如上所述,變更輔助比率與變更馬達電流指令值等效。 圖6係表示根據加速度差P-P而變更輔助模式之處理之流程圖。圖7係表示加速度差P-P之大小與所選擇之輔助模式之關係之圖。若輔助模式改變,則輔助比率改變,相對於相同大小之踏板踏力所產生的馬達53之輔助力之大小變化。於該例中,自動輔助切換有效之動作模式下所能選擇之輔助模式為輔助模式1~N(N:2以上之整數)。於該等複數種輔助模式下,騎乘者之踏力與電動馬達53之輔助力之關係互不相同。於圖7所示之例中,依照輔助模式1、2、3、…、N之順序,相對於騎乘者之踏力所產生之輔助力依次變大。又,於該例中,將加速度差P-P之值劃分為複數個範圍A1~AN(N:2以上之整數)。於圖7所示之例中,依照範圍A1、A2、A3、…、AN之順序,加速度差P-P之值依次變大。控制裝置70預先記憶有表示如此之複數種輔助模式與加速度差P-P之值之關係的表格。此種表格記憶於例如控制裝置70所具備之記憶體(未圖示)。 此處,電動輔助腳踏車1正以輔助模式2於平坦道路行駛,假設此時之加速度差P-P處於範圍A2內。若0<d1<d2<d3,則範圍A2係加速度差P-P為d1以上且未達d2之範圍。範圍A1係加速度差P-P為0以上且未達d1之範圍,範圍A3係加速度差P-P為d2以上且未達d3之範圍。 於步驟S11中,控制裝置70判定自動輔助切換是否有效。控制裝置70僅於自動輔助切換有效之情形時,進入下個步驟S12。步驟S11中判定為否時之處理係假定騎乘者將輔助模式固定之情形。此種情形時,無需違背該意願使電動輔助腳踏車1動作。自動輔助切換是否有效既可藉由硬體按鈕進行切換,亦可藉由例如軟體處理進行設定。關於後者之例,只要判定是否為藉由長按電源開關65而禁止助力切換之鎖定模式即可。再者,亦可進行是否允許與加速度差P-P對應之輔助比率之變更的設定,代替自動輔助切換是否有效之判斷,或疊加於該判斷上。該設定之切換亦能藉由硬體按鈕或軟體處理而實現。 於步驟S12中,峰-谷檢測區塊72自扭矩感測器41之輸出信號抽出變動之扭矩之峰與谷之部分。 於步驟S13中,加速度差P-P運算區塊73抽出扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值及最小值。加速度差P-P運算區塊73計算所抽出之加速度之最大值與最小值之差P-P。 此處,電動輔助腳踏車1正以輔助模式2於平坦道路行駛,加速度差P-P處於範圍A2內。於步驟S14中,馬達電流指令值修正區塊75判定加速度差P-P是否為值d2以上。由於加速度差P-P未達值d2,故而處理移至步驟S16。於步驟S16中,馬達電流指令值修正區塊75判定加速度差P-P是否未達值d1。由於加速度差P-P為值d1以上,故而處理返回至步驟S11,維持相同之輔助模式2。 在以輔助模式2於平坦道路行駛之過程中,於行駛路面自平坦道路變成上坡道路從而負荷變大之情形時,加速度差P-P變大。於步驟S14中,馬達電流指令值修正區塊75判定加速度差P-P是否為值d2以上。馬達電流指令值修正區塊75一旦判定加速度差P-P為值d2以上,便提昇輔助模式。於該例中係將輔助模式自模式2向模式3變更。若輔助模式自模式2變為模式3,則輔助比率改變,相對於相同大小之踏板踏力所產生的馬達53之輔助力變大。藉此,可增大相對於騎乘者之踏力所產生的輔助力。於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,加速度差P-P變大。於加速度差P-P較大之情形時,藉由增大電動馬達53所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 另一方面,在以輔助模式2於平坦道路行駛之過程中,於行駛路面自平坦道路變成下坡道路從而負荷變小之情形時,加速度差P-P變小。於行駛時之負荷較小之情形時,在藉由人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序加速度不會怎麼減小。因此,加速度差P-P變小。於步驟S14中,馬達電流指令值修正區塊75判定加速度差P-P是否為值d2以上。加速度差P-P未達值d2,故而處理移至步驟S16。於步驟S16中,馬達電流指令值修正區塊75判定加速度差P-P是否未達值d1。馬達電流指令值修正區塊75一旦判定加速度差P-P未達值d1,便降低輔助模式。於該例中係將輔助模式自模式2向模式1變更。若輔助模式自模式2變為模式1,則輔助比率改變,相對於相同大小之踏板踏力所產生的馬達53之輔助力變小。藉此,可減小相對於騎乘者之踏力所產生的輔助力。於下坡等負荷較小時,藉由減小輔助力,可抑制車輛之加速度變得過大。 於本實施形態中,使用加速度感測器38,檢測電動輔助腳踏車1之行進方向之加速度。加速度感測器38檢測並輸出沿著車輛行進方向之X軸之加速度Gx。加速度感測器38始終受重力所影響。因此,當電動輔助腳踏車1於傾斜道路行駛時,加速度感測器38所檢測出之加速度Gx之值除車輛本體行進方向之加速度的成分以外,亦包含與朝向沿傾斜道路下滑之方向之重力之分力對應的成分。加速度Gx之值係車輛行進方向之加速度之成分與重力之成分混合所得之值。因此,只看加速度Gx之值難以判斷加速度Gx之值之變化由何引起。 於本發明之實施形態中,自該混合所得之值即加速度Gx,抽出增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的加速度Gx之最大值及最小值。然後,藉由取所抽出之最大值與最小值之差,可抵消重力之成分,而獲得與負荷對應之值即加速度差P-P。根據與該負荷對應之值即加速度差P-P,變更電動馬達53所產生之輔助力之大小。藉此,可產生與負荷對應之適當之輔助力。 圖8係對根據增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值與最小值之差P-P而變更電動馬達53所產生之輔助力之大小的動作進行說明之圖。 圖8(a)至圖8(g)各者之橫軸表示時刻。圖8(a)之縱軸表示電動輔助腳踏車1所行駛之路面傾斜角度。圖8(a)之實線表示路面傾斜角度之變化。圖8(b)之縱軸表示車輛行進方向上之車輛速度。圖8(b)之虛線表示車輛速度之變化。圖8(c)之縱軸表示加速度感測器38所輸出之x軸方向之加速度Gx。圖8(c)之單點鏈線表示通過低通濾波器(LPF)後之加速度Gx之值。低通濾波器可包含於例如控制裝置70中。 圖8(d)之縱軸表示於曲軸57產生之扭矩。圖8(d)之實線表示於曲軸57產生之扭矩之變化。圖8(e)之縱軸表示加速度感測器38所輸出之x軸方向之加速度Gx。圖8(e)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的加速度Gx之變化。圖8(f)之縱軸表示設為目標之車輛加速度。圖8(f)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的加速度之變化。圖8(f)之實線表示進行過與加速度差P-P對應之控制之情形時的加速度之變化。圖8(g)之縱軸表示設為目標之車輛行進方向上之車輛速度。圖8(g)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的車輛速度之變化。圖8(g)之實線表示進行過與加速度差P-P對應之控制之情形時的車輛速度之變化。 於圖8所示之例中,電動輔助腳踏車1係朝自圖中之左側向右側之方向行進。於狀態C10下,電動輔助腳踏車1停止於平坦道路上。自該狀態,騎乘者踩下踏板55使電動輔助腳踏車1發動。發動時,騎乘者會用力踩踏踏板55,因此於曲軸57產生之扭矩變大。連動於騎乘者踩蹬踏板55之動作,扭矩及加速度Gx反覆增減。於使車輛速度增大之過程中,藉由慣性法則,加速度感測器38會受到與車輛行進方向為相反方向之力。因此,通過低通濾波器後之加速度Gx增大。 騎乘者於發動時用力踩踏踏板55,但於車輛速度增大之過程中逐漸減小踩蹬踏板55之力。於狀態C11下,若達到所期望之車輛速度,則騎乘者以相同之力持續踩蹬踏板55以維持該車輛速度。 於狀態C12下,電動輔助腳踏車1所行駛之路面自平坦道路變成傾斜道路,電動輔助腳踏車1開始於傾斜道路攀爬。如上所述,當於傾斜道路行駛時,加速度感測器38所檢測出之加速度Gx之值除車輛本體行進方向之加速度的成分以外,亦包含與朝向沿傾斜道路下滑之方向之重力之分力對應的成分。因此,與於平坦道路行駛時相比,上坡時所檢測出之加速度Gx之值成為整體上較大之值。上坡時通過低通濾波器後之加速度Gx變大。 上坡時加速度感測器38所檢測出之加速度Gx之值係車輛行進方向之加速度之成分與重力之成分混合所得之值。自該混合所得之值即加速度Gx,抽出增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的加速度Gx之最大值及最小值。然後,藉由取所抽出之最大值與最小值之差,可抵消重力之成分,而獲得與負荷對應之值即加速度差P-P。 於圖8所示之例中,即便行駛路面自平坦道路變成傾斜道路,騎乘者亦以與於平坦道路行駛時相同之力持續踩蹬踏板55。即,即便行駛路面自平坦道路變成傾斜道路,於曲軸57產生之扭矩之最大值及最小值亦固定。若電動輔助腳踏車1所行駛之路面自平坦道路變成傾斜道路,則負荷變大。因此,如圖8(e)所示,傾斜道路上之加速度差P-P變大。 控制裝置70(圖2A)一旦檢測到加速度差P-P變大,便增大電動馬達53所產生之輔助力。 圖8(e)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的加速度。圖8(f)之虛線之波形與圖8(e)所示之波形相同。圖8(g)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的車輛速度之降低。 另一方面,圖8(f)之實線表示設為目標之加速度。圖8(g)之實線表示設為目標之速度。以達到設為目標之加速度差P-P之方式,即以使加速度差P-P之值變小之方式,使電動馬達產生輔助力。藉此,即便騎乘者以與於平坦道路行駛時相同之力持續踩蹬踏板55,亦可抑制車輛速度之降低。藉由產生與行駛時之負荷之變化對應的適當之輔助力,可讓騎乘者舒適地騎乘電動輔助腳踏車1。 再者,於自狀態C10使電動輔助腳踏車1發動並加速之過程中,加速度差P-P亦變大。於此種過程中,亦可如圖8(f)中之實線所示,以加速度差P-P之值變小之方式使電動馬達產生輔助力。藉此,可減輕騎乘者於使車輛發動並加速之過程中踩蹬踏板55之力。 圖9係對根據加速度差P-P而變更輔助力之大小之動作之另一例進行說明之圖。 圖9(a)至圖9(h)各者之橫軸表示時刻。圖9(a)之縱軸表示電動輔助腳踏車1所行駛之路面傾斜角度。圖9(a)之實線表示路面傾斜角度之變化。圖9(b)之縱軸表示車輛行進方向上之車輛速度。圖9(b)之虛線表示車輛速度之變化。圖9(c)之縱軸表示加速度感測器38所輸出之x軸方向之加速度Gx。圖9(c)之單點鏈線表示通過低通濾波器(LPF)後之加速度Gx之值。低通濾波器可包含於例如控制裝置70中。 圖9(d)之縱軸表示於曲軸57產生之扭矩。圖9(d)之虛線表示於曲軸57產生之扭矩之變化。圖9(e)之縱軸表示加速度感測器38所輸出之x軸方向之加速度Gx。圖9(e)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的加速度Gx之變化。圖9(f)之縱軸表示設為目標之車輛加速度。圖9(f)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的加速度之變化。圖9(f)之實線表示進行過與加速度差P-P對應之控制之情形時的加速度之變化。 圖9(g)之縱軸表示設為目標之車輛行進方向上之車輛速度。圖9(g)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的車輛速度之變化。圖9(g)之實線表示進行過與加速度差P-P對應之控制之情形時的車輛速度之變化。圖9(h)之縱軸表示設為目標之踏力。圖9(h)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的踏力之變化。圖9(h)之實線表示進行過與加速度差P-P對應之控制之情形時的踏力之變化。 於圖9所示之例中,電動輔助腳踏車1係朝自圖中之左側向右側之方向行進。於狀態C10至狀態C12,電動輔助腳踏車1之狀態與圖8所示之狀態相同。 於圖9所示之例中,行駛路面自平坦道路變成傾斜道路後,騎乘者增大踩蹬踏板55之力,從而於傾斜道路電動輔助腳踏車1再次使速度上升。狀態C13下,於曲軸57產生之扭矩略微變大,狀態C14下,扭矩進而變大。儘管車輛速度藉由騎乘者增大踩蹬踏板55之力而有所上升,但由於上坡時負荷變大,故而如圖9(e)所示加速度差P-P變大。 控制裝置70(圖2A)一旦檢測到加速度差P-P變大,便增大電動馬達53所產生之輔助力。 圖9(e)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的加速度。圖9(f)之虛線之波形與圖9(e)所示之波形相同。圖9(g)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的車輛速度。圖9(h)之虛線表示未進行與加速度差P-P對應之控制之情形時的踏力。 另一方面,圖9(f)之實線表示設為目標之加速度。圖9(g)之實線表示設為目標之速度。圖9(h)之實線表示設為目標之踏力。 以達到設為目標之加速度差P-P之方式,即以使加速度差P-P之值變小之方式,使電動馬達產生輔助力。從而可於負荷較大之狀態下依照希望加速之騎乘者之意願而產生適當之輔助力。藉由減輕騎乘者踩蹬踏板55之力,可讓騎乘者舒適地騎乘電動輔助腳踏車1。 其次,對根據加速度差P-P而變更輔助比率之處理之另一例進行說明。 圖10係表示根據加速度差P-P而變更輔助比率之處理之流程圖。圖11係表示加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。若輔助比率改變,則相對於相同大小之踏板踏力所產生的馬達53之輔助力之大小變化。加速度差P-P與輔助比率之關係可藉由任意函數而表示。於圖11所示之例中,加速度差P-P與輔助比率之關係係藉由非線性函數而表示。加速度差P-P越大則輔助比率越大。此種函數記憶於例如控制裝置70所具備之記憶體(未圖示)。 於步驟S21中,控制裝置70判定自動輔助切換是否有效。控制裝置70僅於自動輔助切換有效之情形時,進入下個步驟S22。 於步驟S22中,峰-谷檢測區塊72自扭矩感測器41之輸出信號抽出變動之扭矩之峰與谷之部分。 於步驟S23中,加速度差P-P運算區塊73抽出扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值及最小值。加速度差P-P運算區塊73計算所抽出之加速度之最大值與最小值之差P-P。 於步驟S24中,馬達電流指令值修正區塊75利用表示加速度差P-P與輔助比率之關係之函數,決定與加速度差P-P運算區塊73所計算出之加速度差P-P對應的輔助比率。 於行駛時之負荷較大之情形時,加速度差P-P變大。馬達電流指令值修正區塊75係加速度差P-P越大則使輔助比率越大。於加速度差P-P較大之情形時,藉由增大電動馬達53所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 另一方面,於負荷較小之情形時,加速度差P-P變小。馬達電流指令值修正區塊75係加速度差P-P越小則使輔助比率越小。於下坡等加速度差P-P較小之情形時,藉由減小電動馬達53所產生之輔助力,可抑制車輛之加速度變得過大。 亦可將加速度差P-P之值劃分為複數個範圍,根據算出之加速度差P-P之值所屬的範圍,變更輔助比率。圖12係表示加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係的另一例之圖。於圖12所示之例中,加速度差P-P與輔助比率之關係係藉由階梯狀之函數而表示。依照輔助比率R1、R2、R3、…、Ri之順序,相對於騎乘者之踏力所產生之輔助力依次變大。又,將加速度差P-P之值劃分為複數個範圍A11~Ai(i:2以上之整數)。依照範圍A11、A12、A13、…、Ai之順序,加速度差P-P之值依次變大。馬達電流指令值修正區塊75根據加速度差P-P運算區塊73計算出之加速度差P-P之值所屬的範圍,而決定輔助比率。藉此,可產生與負荷對應之適當之輔助力。 圖13係表示複數種輔助模式各自的加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。於圖13所示之例中,對複數種輔助模式之每一種逐一設定表示加速度差P-P與輔助比率之關係之函數。 複數種輔助模式之間,相對於相同大小之加速度差P-P所設定的輔助比率互不相同。同一輔助模式下,加速度差P-P越大則輔助比率越大。 馬達電流指令值修正區塊75選擇當前設定之輔助模式之函數。然後,利用所選擇之函數,決定與加速度差P-P運算區塊73所計算出之加速度差P-P對應之輔助比率。藉此,可產生與負荷對應之適當之輔助力。 圖14係表示複數種輔助模式各自的加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係的另一例之圖。於圖14所示之例中,對複數種輔助模式之每一種逐一設定表示加速度差P-P與輔助比率之關係的階梯狀之函數。 馬達電流指令值修正區塊75選擇當前設定之輔助模式之函數。然後,利用所選擇之函數,決定與加速度差P-P運算區塊73所計算出之加速度差P-P對應之輔助比率。藉此,可產生與負荷對應之適當之輔助力。 加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係亦可根據所檢測出之加速度之最小值而變化。圖15及圖16係表示加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。於圖15所示之例中,加速度差P-P與輔助比率之關係係藉由非線性函數而表示。於圖16所示之例中,加速度差P-P與輔助比率之關係係藉由階梯狀之函數而表示。 加速度差P-P運算區塊73(圖2A)抽出扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值及最小值。於圖15及圖16所示之例中,馬達電流指令值修正區塊75係以扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最小值越小則相對於加速度差P-P之輔助比率越大之方式使函數變化。 加速度之最小值較小時,假定負荷較大。因此,加速度之最小值越小,則越產生更大之輔助力。藉此,可產生與負荷對應之適當之輔助力。 加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係亦可根據於曲軸57產生之扭矩而變化。圖17及圖18係表示加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。於圖17所示之例中,加速度差P-P與輔助比率之關係係藉由非線性函數而表示。於圖18所示之例中,加速度差P-P與輔助比率之關係係藉由階梯狀之函數而表示。 於圖17及圖18所示之例中,馬達電流指令值修正區塊75係以扭矩感測器41所檢測出之扭矩越大則相對於加速度差P-P之輔助比率越大之方式使函數變化。 於曲軸57產生之扭矩較大意味著施加於踏板55之騎乘者之踏力較大。若騎乘者之踏力較大,則假定騎乘者需要更大之加速。因此,扭矩越大,則越產生更大之輔助力。藉此,可產生與騎乘者之意願對應之適當之輔助力。 加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係亦可根據所檢測出之加速度之最小值、及於曲軸57產生之扭矩該兩者而變化。圖19及圖20係表示加速度差P-P之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。 於圖19及圖20所示之例中,馬達電流指令值修正區塊75係以扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最小值越小,且扭矩感測器41所檢測出之扭矩越大,則相對於加速度差P-P之輔助比率越大之方式使函數變化。 加速度之最小值較小且扭矩較大時,假定騎乘者於負荷較大之環境下希望使車輛加速。因此,當加速度之最小值較小且扭矩較大時,產生較大之輔助力。藉此,可產生與騎乘者之意願對應之適當之輔助力。 於上述本發明之實施形態中,求出了變動之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值與最小值之差P-P,但本發明並不限定於此。亦可求出變動之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的車輛速度之最大值與最小值之差,根據所求出之差,變更輔助力之大小。 其次,對騎乘者踩蹬踏板55之速度較大且車輛速度較大之情形時的電動馬達53之控制進行說明。 如上所述,於本件申請時點,日本設有如下限制,即,若電動輔助腳踏車1之車輛速度為時速10 km以上,則輔助比率之上限與車輛速度成比例地漸減,若為時速24 km/h以上,則輔助力為零。於下文利用圖21至圖27所說明之電動馬達53之控制係未設有日本之此種限制之電動輔助腳踏車1中之控制。 於電動輔助腳踏車1中,當騎乘者踩蹬踏板55之速度較大且車輛速度較大時,電動馬達53與此相應地高速旋轉。若電動馬達53高速旋轉,則自電動馬達53向合成機構58(圖2B)傳遞之旋轉之速度變大。如上所述,合成機構58係將騎乘者施加於踏板55之踏力與電動馬達53所產生之輔助力合成之機構。經合成機構58合成所得之合力經由驅動鏈輪59傳遞至鏈條28。 當騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且自電動馬達53向合成機構58傳遞之旋轉之速度較大時,存在對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。例如,於自電動馬達53向合成機構58傳遞之旋轉之速度大於藉由騎乘者踩蹬踏板55之動作而自曲軸57向合成機構58傳遞之旋轉之速度的情形時,曲軸57之旋轉並不藉由單向離合器43(圖2B)之工作而傳遞至合成機構58,從而曲軸57空轉。因此,存在對踩蹬踏板55之腳實質上不施加負荷,從而缺少正踩蹬踏板55之感覺之情形。 於自電動馬達53向合成機構58傳遞之旋轉之速度較大且騎乘者施加於踏板55之踏力較小之狀態下,與騎乘者踩蹬踏板55之動作連動的加速度之變化變小。即,上述加速度之最大值與最小值之差P-P變小。本實施形態中,於滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、車輛速度為特定速度以上、且加速度差P-P未達特定值之條件之情形時,進行減小輔助力之控制。對踩蹬踏板55之騎乘者之腳施加之負荷按電動馬達53所產生之輔助力減小之量,相應變大。藉此,可抑制對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 首先,對不進行與上述加速度差P-P對應之控制之電動馬達53之控制進行說明。圖21係對騎乘者踩蹬踏板55之速度較大且車輛速度較大之情形時的電動馬達53之控制進行說明之圖。於利用圖21所說明之電動馬達53之控制中,不進行與本實施形態之加速度差P-P對應之控制。 圖21(a)至圖21(e)各者之橫軸表示時刻。圖21(a)之縱軸表示踏頻(cadence)。圖21(a)之實線表示踏頻之變化。所謂踏頻係指曲軸57每單位時間之轉數。例如,踏頻係曲軸57每1分鐘之轉數(rpm)。踏頻與騎乘者踩蹬踏板55之速度成正比。圖21(b)之縱軸表示扭矩感測器41所輸出之於曲軸57產生之扭矩。圖21(b)之實線表示於曲軸57產生之扭矩之變化。圖21(c)之縱軸表示電動馬達53所產生之輔助力。圖21(c)之實線表示輔助力之變化。圖21(d)之縱軸表示加速度感測器38所輸出之x軸方向之加速度Gx。圖21(d)之實線表示加速度Gx之變化。圖21(e)之縱軸表示車輛行進方向上之車輛速度。圖21(e)之實線表示車輛速度之變化。於圖21所示之例中,電動輔助腳踏車1係朝自圖中之左側向右側之方向行進。於該例中,假設電動輔助腳踏車1於平坦道路行駛。 於狀態C20下,電動輔助腳踏車1停止於平坦道路上。自該狀態,騎乘者踩下踏板55使電動輔助腳踏車1發動。發動時,騎乘者會用力踩踏踏板55,因此於曲軸57產生之扭矩變大。連動於騎乘者踩蹬踏板55之動作,扭矩及加速度Gx反覆增減。 騎乘者於發動時用力踩踏踏板55,但於車輛速度增大之過程中增大踩蹬踏板55之速度,並且逐漸減小踩蹬踏板55之力。於狀態C21下,若達到所期望之車輛速度(例如20 km/h以上),則騎乘者一面維持上升之踩蹬踏板55之速度,一面繼續騎乘。例如,騎乘者以踏頻達到100 rpm以上之速度持續踩蹬踏板55。 如此,當騎乘者踩蹬踏板55之速度較大且車輛速度較大時,電動馬達53與此相應地高速旋轉,而如上所述存在對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小之情形。於狀態C22以後,對踩蹬踏板55之腳僅施加較小之負荷,從而於曲軸57產生之扭矩及車輛之加速度之變動幅度變小。若對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,則會令騎乘者感覺不適。 其次,對與本實施形態之加速度差P-P對應之電動馬達53之控制進行說明。圖22係對騎乘者踩蹬踏板55之速度較大且車輛速度較大之情形時的電動馬達53之控制進行說明之圖。圖23係表示與加速度差P-P對應之電動馬達53之控制之流程圖。於利用圖22及圖23所說明之電動馬達53之控制中,進行與加速度差P-P對應之控制。 圖22(a)至圖22(e)各者之橫軸表示時刻。圖22(a)之縱軸表示踏頻。圖22(a)之實線表示踏頻之變化。圖22(b)之縱軸表示扭矩感測器41所輸出之於曲軸57產生之扭矩。圖22(b)之實線表示於曲軸57產生之扭矩之變化。圖22(c)之縱軸表示電動馬達53所產生之輔助力。圖22(c)之實線表示輔助力之變化。圖22(d)之縱軸表示加速度感測器38所輸出之x軸方向之加速度Gx。圖22(d)之實線表示加速度Gx之變化。圖22(e)之縱軸表示車輛行進方向上之車輛速度。圖22(e)之實線表示車輛速度之變化。於圖22所示之例中,電動輔助腳踏車1係朝自圖中之左側向右側之方向行進。於該例中,假設電動輔助腳踏車1於平坦道路行駛。 利用圖23對電動馬達53之控制進行說明。於步驟S31中,運算電路71判定自動輔助切換是否有效。運算電路71僅於自動輔助切換有效之情形時,進入下個步驟S32。 於步驟S32中,運算電路71利用曲柄旋轉感測器42之輸出信號而計算踏頻。運算電路71判定所計算出之踏頻是否為特定轉數以上。例如,運算電路71判定所計算出之踏頻是否為100 rpm以上。於踏頻未達100 rpm之情形時,返回至步驟S31之處理。 於踏頻為100 rpm以上之情形時,步驟S33中,運算電路71利用速度感測器35之輸出信號而計算車輛速度。運算電路71判定所計算出之車輛速度是否為特定速度以上。例如,運算電路71判定所計算出之車輛速度是否為20 km/h以上。於車輛速度未達20 km/h之情形時,返回至步驟S31之處理。 於車輛速度為20 km/h以上之情形時,步驟S34中,運算電路71利用加速度感測器38之輸出信號而計算加速度差P-P。運算電路71判定所計算出之加速度差P-P是否未達特定值。例如,運算電路71判定所計算出之加速度差P-P是否未達50 mG。於加速度差P-P為50 mG以上之情形時,返回至步驟S31之處理。於加速度差P-P未達50 mG之情形時,運算電路71進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制(步驟S35)。 再次參照圖22,於圖22所示之狀態C20至狀態C21,電動輔助腳踏車1之狀態與圖21所示之狀態相同。於狀態C20至狀態C21,不滿足步驟S32至S34所示之條件中之至少一者,運算電路71以產生與當前設定之輔助模式對應之輔助力之方式控制電動馬達53。 於狀態C21下,若達到所期望之車輛速度(例如20 km/h以上),則騎乘者一面維持上升之踩蹬踏板55之速度,一面繼續騎乘。例如,騎乘者以踏頻達到100 rpm以上之速度持續踩蹬踏板55。此時,如上所述,車輛之加速度之變動幅度變小。即,加速度差P-P變小。 運算電路71於判定滿足步驟S32至S34所示之所有條件之情形時,進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制(步驟S35)。例如,運算電路71以產生較基於當前設定之輔助模式而計算出之輔助力小的輔助力之方式控制電動馬達53。於圖22所示之例中,隨著於曲軸57產生之扭矩之減小,與當前設定之輔助模式對應之輔助力漸減,根據車輛速度之增大與加速度差P-P之減小,運算電路71進行較之當下進一步減小輔助力之控制。例如,運算電路71以產生與當前設定之輔助模式對應之輔助力的80%之大小之輔助力的方式控制電動馬達53。再者,80%之值係一例,亦可為除此以外之值。 如此,於滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、車輛速度為特定速度以上、且加速度差P-P未達特定值之條件之情形時,進行減小輔助力之控制。對踩蹬踏板55之騎乘者之腳施加之負荷按電動馬達53所產生之輔助力減小之量,相應變大。就狀態C22以後於曲軸57產生之扭矩及車輛之加速度之變動幅度而言,與圖21所示之例相比,於圖22所示之例中變大,此表示對踩蹬踏板55之腳施加了適度之負荷。如此,藉由本實施形態之電動馬達53之控制,可抑制對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 再者,圖23所示之步驟S32、S33、S34之處理順序係一例,處理順序亦可調換,或亦可將該等處理並行實施。又,上述踏頻、車輛速度、加速度差P-P之值係一例,亦可為其等以外之值。 其次,對騎乘者踩蹬踏板55之速度較大且車輛速度較大之情形時的電動馬達53之控制之另一例進行說明。 於電動輔助腳踏車1中,當在騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下踩蹬踏板55時,自電動馬達53向合成機構58傳遞之旋轉之速度變大。若於電動馬達53高速旋轉之狀態下,騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度,則存在對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。本實施形態中,於滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、車輛速度為特定速度以上、且車輛行進方向之加速度為特定加速度以上之情形時,預先減小輔助力。藉此,可抑制騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度時對腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 圖24係對騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之情形時的電動馬達53之控制進行說明之圖。圖25係表示騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之情形時的電動馬達53之控制之流程圖。 圖24(a)至圖24(g)各者之橫軸表示時刻。圖24(a)之縱軸表示車輛行進方向上之車輛速度。圖24(a)之實線表示車輛速度之變化。圖24(b)之縱軸表示加速度感測器38所輸出之x軸方向之加速度Gx。圖24(b)之實線表示通過低通濾波器(LPF)後之加速度Gx之值。低通濾波器可包含於例如控制裝置70中。圖24(c)之縱軸表示踏頻。圖24(c)之實線表示踏頻之變化。圖24(d)之縱軸表示扭矩感測器41所輸出之於曲軸57產生之扭矩。圖24(d)之實線表示於曲軸57產生之扭矩之變化。圖24(e)之縱軸表示電動馬達53所產生之輔助力。圖24(e)之實線表示輔助力之變化。圖24(f)之縱軸表示扭矩感測器41所輸出之於曲軸57產生之扭矩。圖24(f)之實線表示於曲軸57產生之扭矩之變化。圖24(g)之縱軸表示電動馬達53所產生之輔助力。圖24(g)之實線表示輔助力之變化。於圖24所示之例中,電動輔助腳踏車1係朝自圖中之左側向右側之方向行進。於該例中,假設電動輔助腳踏車1於平坦道路行駛。 利用圖25對電動馬達53之控制進行說明。於步驟S41中,運算電路71判定自動輔助切換是否有效。運算電路71僅於自動輔助切換有效之情形時,進行下個步驟S42。 於步驟S42中,運算電路71利用曲柄旋轉感測器42之輸出信號而計算踏頻。運算電路71判定所計算出之踏頻是否為特定轉數以上。例如,運算電路71判定所計算出之踏頻是否為100 rpm以上。於踏頻未達100 rpm之情形時,返回至步驟S41之處理。 於踏頻為100 rpm以上之情形時,步驟S43中,運算電路71利用速度感測器35之輸出信號而計算車輛速度。運算電路71判定所計算出之車輛速度是否為特定速度以上。例如,運算電路71判定所計算出之車輛速度是否為20 km/h以上。於車輛速度未達20 km/h之情形時,返回至步驟S41之處理。 於車輛速度為20 km/h以上之情形時,步驟S44中,運算電路71利用加速度感測器38之輸出信號,而計算車輛行進方向之加速度。例如,運算電路71使加速度感測器38之輸出信號通過低通濾波器(LPF),而獲得如圖24(b)所示之加速度之值。運算電路71判定所獲得之加速度是否為特定值以上。例如,運算電路71判定加速度是否為500 mG以上。於加速度未達500 mG之情形時,返回至步驟S41之處理。於加速度為50 mG以上之情形時,運算電路71進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制(步驟S45)。 參照圖24,於狀態C20下,電動輔助腳踏車1停止於平坦道路上。自該狀態,騎乘者踩下踏板55使電動輔助腳踏車1發動。發動時,騎乘者會用力踩踏踏板55,因此於曲軸57產生之扭矩變大。連動於騎乘者踩蹬踏板55之動作,於曲軸57產生之扭矩反覆增減。 騎乘者於車輛速度增大之過程中增大踩蹬踏板55之速度,並且逐漸減小踩蹬踏板55之力。於狀態C31下,若車輛速度增大某程度,則騎乘者以相同之力持續踩蹬踏板55以維持該車輛速度。 於圖24所示之例中,狀態C32下,騎乘者增大踩蹬踏板55之力,從而電動輔助腳踏車1再次使速度上升。騎乘者於車輛速度增大之過程中增大踩蹬踏板55之速度,並且逐漸減小踩蹬踏板55之力。於狀態C33下,騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度。騎乘者一面維持上升之踩蹬踏板55之速度,一面繼續騎乘。 圖24(d)及圖24(e)表示不進行圖25所示之電動馬達53之控制之情形時於曲軸57產生之扭矩及電動馬達53所產生之輔助力。若於騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下,騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度,則存在對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小之情形。於狀態C33以後,對踩蹬踏板55之腳僅施加較小之負荷,從而於曲軸57產生之扭矩之變動幅度變小。若對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,則會令騎乘者感覺不適。 圖24(f)及圖24(g)表示進行圖25所示之電動馬達53之控制之情形時於曲軸57產生之扭矩及電動馬達53所產生之輔助力。於狀態C30至狀態C32,不滿足步驟S42至S44所示之條件中之至少一者,運算電路71以產生與當前設定之輔助模式對應之輔助力之方式控制電動馬達53。 於狀態C32下,騎乘者增大踩蹬踏板55之力,從而踏頻、車輛速度及車輛行進方向之加速度上升。運算電路71於判定步驟S42至S44所示之所有條件均已滿足之情形時,進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制(步驟S45)。例如,運算電路71以產生較基於當前設定之輔助模式而計算出之輔助力小的輔助力之方式控制電動馬達53。圖24所示之例中,於狀態C32至狀態C33之間,隨著車輛速度之增大,與當前設定之輔助模式對應之輔助力漸減,運算電路71進行較之當下進一步減小輔助力之控制。 如此,於滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、車輛速度為特定速度以上、且加速度為特定加速度以上之條件之情形時,進行減小輔助力之控制。對踩蹬踏板55之騎乘者之腳施加之負荷按電動馬達53所產生之輔助力減小之量,相應變大。就狀態C33以後於曲軸57產生之扭矩而言,與圖24(d)所示之例相比,於圖24(f)所示之例中變大,此表示對踩蹬踏板55之腳施加了適度之負荷。如此,藉由本實施形態之電動馬達53之控制,可抑制對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 再者,圖25所示之步驟S42、S43、S44之處理順序係一例,處理順序亦可調換,或亦可將該等處理並行實施。又,上述踏頻、車輛速度、加速度之值係一例,亦可為其等以外之值。 其次,對利用圖24及圖25所說明之電動馬達53之控制的變化例進行說明。圖26係表示電動馬達53之控制之變化例之流程圖。 圖26所示之步驟S41至S44及S45之處理與圖25所示之處理相同。於圖26所示之控制中,運算電路71若於步驟S44中判定加速度為500 mG以上,則進入步驟S46之處理。於步驟S46中,運算電路71判定之前為500 mG以上之加速度是否已下降至未達特定值。例如,運算電路71判定之前為500 mG以上之加速度是否已下降至未達100 mG。若之前為500 mG以上之加速度下降至未達100 mG,則運算電路71進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制(步驟S45)。 如上所述,若於騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下,騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度,則對踩蹬踏板55之腳施加之負荷會變大過小,而令騎乘者感覺不適。若騎乘者縮小使踩蹬踏板55之速度增大之比率,則隨之車輛行進方向之加速度亦變小。即,上升之加速度變小意味著其後可能會發生對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小之現象。運算電路71於判定步驟S41至S44及S46所示之所有條件均已滿足之情形時,進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制。藉此,可抑制對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 若於判定步驟S41至S44所示之所有條件均已滿足之情形時,便立即進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制,則可能會發生輔助力違背依然希望加速之騎乘者之意圖而降低之情形。於圖26所示之例中,運算電路71於判定滿足步驟S41至S44及S46所示之所有條件之情形時,進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制。藉此,可一方面反映希望加速之騎乘者之意圖,一方面抑制對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 其次,對利有圖24及圖25所說明之電動馬達53之控制的又一變化例進行說明。圖27係表示電動馬達53之控制的又一變化例之流程圖。 圖27所示之步驟S41至S44及S45之處理與圖25所示之處理相同。於圖27所示之控制中,運算電路71若於步驟S44中判定加速度為500 mG以上,則進入步驟S47之處理。於步驟S47中,運算電路71判定滿足踏頻為100 rpm以上、車輛速度為20 km/h以上、且加速度為500 mG以上之時間是否已經過特定時間以上。例如,運算電路71判定滿足該等值之時間是否已經過2秒以上。經過2秒以上後,運算電路71進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制(步驟S45)。 如上所述,若於騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下,騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度,則存在對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。另一方面,若於判定滿足步驟S41至S44所示之所有條件之情形時,便立即進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制,則可能會發生輔助力違背依然希望加速之騎乘者之意圖而降低之情形。於圖27所示之例中,運算電路71於判定滿足步驟S41至S44及S47所示之所有條件之情形時,進行減小電動馬達53所產生之輔助力之控制。藉此,可一方面反映希望加速之騎乘者之意圖,一方面抑制騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度時對腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 再者,圖26、圖27所示之步驟S42、S43、S44之處理順序係一例,處理順序亦可調換,或亦可將該等處理並行實施。又,上述踏頻、車輛速度、加速度、時間之值係一例,亦可為其等以外之值。 於上述說明中,作為電動輔助腳踏車,例示了二輪之電動輔助腳踏車,但本發明並不限定於此。例如,電動輔助腳踏車亦可為三輪以上之電動輔助腳踏車。 又,於上述說明中,被傳遞騎乘者踩踏踏板而產生之人力及電動馬達所產生之輔助力的驅動輪為後輪,但本發明並不限定於此。根據電動輔助腳踏車之形態,該等人力及輔助力亦可傳遞至前輪,或亦可傳遞至前輪及後輪兩者。 以上,對本發明之例示之實施形態進行了說明。 如上所述,本發明之實施形態之電動輔助車輛1用之電動輔助系統51具備:曲軸57,其藉由施加於踏板55之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達53,其產生輔助騎乘者之人力之輔助力;控制裝置70,其控制電動馬達53所產生之輔助力之大小;及加速度感測器38,其輸出與電動輔助車輛1之行進方向之加速度對應之信號。控制裝置70根據與騎乘者踩蹬踏板55之動作連動的加速度之變化,變更電動馬達53所產生之輔助力之大小。 就騎乘者用腳踩蹬踏板55之腳踏車之構造而言,施加於踏板55之騎乘者之人力之大小係根據騎乘者踩蹬踏板55時之曲軸57之旋轉角度而變化。因此,電動輔助腳踏車1之行進方向之加速度根據騎乘者踩蹬踏板55時之曲軸57之旋轉角度而變化。藉由根據連動於騎乘者踩蹬踏板55之動作而變化之加速度變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,電動輔助系統51進而具備輸出與於曲軸57產生之扭矩對應之信號的扭矩感測器41。藉由施加於踏板55之騎乘者之人力而於曲軸57產生之扭矩根據曲軸57之旋轉而變化。控制裝置70根據與扭矩之變化連動的加速度之變化,變更電動馬達53所產生之輔助力之大小。 施加於踏板55之騎乘者之人力之大小根據騎乘者踩蹬踏板55時之曲軸57之旋轉角度而變化。施加於踏板55之騎乘者之人力之變化表現為於曲軸57產生之扭矩之變化。電動輔助腳踏車1之行進方向之加速度根據於曲軸57產生之扭矩之變化而變化。藉由根據連動於該扭矩之變化而變化之加速度變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,藉由施加於踏板55之騎乘者之人力而於曲軸57產生之扭矩之大小根據曲軸57之旋轉而增減。控制裝置70根據增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的加速度之變化,變更電動馬達53所產生之輔助力。 於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由施加於踏板55之人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之變化變大。另一方面,於行駛時之負荷較小之情形時,在藉由施加於踏板55之人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序加速度不會怎麼減小。因此,扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之變化變小。藉由根據扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之變化而變更電動馬達53所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,藉由施加於踏板55之騎乘者之人力而於曲軸57產生之扭矩之大小根據曲軸57之旋轉而增減。控制裝置70求出增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值與最小值之差。控制裝置70根據加速度之最大值與最小值之差,變更電動馬達53所產生之輔助力之大小。 藉由根據扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度之最大值與最小值之差而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,控制裝置70係增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的加速度之變化越大則越增大電動馬達53所產生之輔助力。 於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由施加於踏板55之人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,曲軸57旋轉半圈之期間之加速度之變化變大。於曲軸57旋轉半圈之期間之加速度之變化較大之情形時,藉由增大電動馬達53所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,電動輔助系統51進而具備用以檢測曲軸57之旋轉之感測器42。控制裝置70根據曲軸57旋轉半圈之期間之加速度之變化,變更電動馬達53所產生之輔助力之大小。 當騎乘者用腳踩蹬踏板55時,於曲軸57旋轉半圈之期間,施加於踏板55之騎乘者之人力之大小變化。電動輔助腳踏車1之行進方向之加速度根據施加於該踏板55之人力之大小之變化而變化。藉由根據該曲軸57旋轉半圈之期間之加速度之變化而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,控制裝置70求出曲軸57旋轉半圈之期間的加速度之最大值與最小值之差。控制裝置70根據加速度之最大值與最小值之差,變更電動馬達53所產生之輔助力之大小。 藉由根據曲軸57旋轉半圈之期間的加速度之最大值與最小值之差而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,用以檢測曲軸57之旋轉之感測器可為檢測於曲軸57產生之扭矩之扭矩感測器41。控制裝置70基於扭矩之變化而檢測曲軸57之旋轉。 藉由施加於踏板55之騎乘者之人力而於曲軸57產生扭矩。於曲軸57產生之扭矩之大小根據曲軸57之旋轉角度而變化。據此,可自扭矩之大小之變化檢測出曲軸57之旋轉。藉由使用扭矩感測器41檢測出曲軸57之旋轉,根據曲軸57旋轉半圈之期間之加速度之變化而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,用以檢測曲軸57之旋轉之感測器亦可為旋轉感測器42。 藉由使用旋轉感測器42檢測出曲軸57之旋轉,根據曲軸57旋轉半圈之期間之加速度之變化而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,控制裝置70於加速度之最大值與最小值之差為第1特定值以上之情形時,增大電動馬達53所產生之輔助力。 於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由施加於踏板55之人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,加速度之最大值與最小值之差變大。於加速度之最大值與最小值之差較大之情形時,藉由增大電動馬達53所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,控制裝置70於加速度之最大值與最小值之差未達第2特定值之情形時,減小電動馬達53所產生之輔助力。 於行駛時之負荷較小之情形時,在藉由施加於踏板55之人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序加速度不會怎麼減小。因此,加速度之最大值與最小值之差變小。於加速度之最大值與最小值之差較小之情形時,藉由減小電動馬達53所產生之輔助力,可產生與較小之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,控制裝置70預先記憶有將加速度之最大值與最小值之差劃分為複數個範圍之表格。控制裝置70根據複數個範圍內之、使用加速度感測器38求出的加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍,變更電動馬達53所產生之輔助力。 藉由根據加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍而變更輔助力之大小,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,上述複數個範圍包含第1範圍、及第2範圍,該第2範圍係較第1範圍大之差之值之範圍。控制裝置70於差處於第2範圍內之情形時,使電動馬達53所產生之輔助力大於差處於第1範圍內之情形。 於行駛時之負荷較大之情形時,在藉由施加於踏板55之人力而於曲軸57產生之扭矩變小之時序加速度大幅減小。因此,加速度之最大值與最小值之差變大。於加速度之最大值與最小值之差較大之情形時,藉由增大電動馬達53所產生之輔助力,可產生與較大之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,控制裝置70預先記憶有騎乘者之人力與輔助力之關係互不相同之複數種輔助模式、及將加速度之最大值與最小值之差劃分為複數個範圍之表格。控制裝置70根據複數個範圍內之、使用加速度感測器38求出的加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍,變更輔助模式。 藉由根據加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍而變更輔助模式,可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,上述複數個範圍包含第1範圍、及第2範圍,該第2範圍係較第1範圍大之差之值之範圍。複數種輔助模式包含第1輔助模式、及第2輔助模式,該第2輔助模式係使相對於騎乘者之人力之輔助力較第1輔助模式大之模式。控制裝置70於使用加速度感測器38而求出之加速度之最大值與最小值之差處於第1範圍內之情形時,根據第1輔助模式而使電動馬達53產生輔助力。控制裝置70於使用加速度感測器38而求出之加速度之最大值與最小值之差處於第2範圍內之情形時,根據第2輔助模式而使電動馬達53產生輔助力。 於加速度之最大值與最小值之差較大之情形時,藉由以相對於騎乘者之人力之輔助力變大之輔助模式控制電動馬達53,可產生與負荷對應之適當之輔助力。 於一實施形態中,電動輔助系統51進而具備用以檢測曲軸57之旋轉之感測器42、及用以檢測電動輔助車輛1之行駛速度之感測器35。控制裝置70判定是否滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、電動輔助車輛1之行駛速度為特定速度以上、且加速度之最大值與最小值之差未達特定值之條件。控制裝置70於判定滿足此種條件之情形時,減小電動馬達53所產生之輔助力。 電動輔助腳踏車1中,於騎乘者踩蹬踏板55之速度較大且車輛速度較大之情形時,存在自電動馬達53向合成機構58傳遞之旋轉之速度變得較大,對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。於電動馬達53高速旋轉且騎乘者施加於踏板55之踏力較小之狀態下,加速度之最大值與最小值之差變小。於滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、行駛速度為特定速度以上、且加速度之最大值與最小值之差未達特定值之條件之情形時,減小輔助力。對踩蹬踏板55之騎乘者之腳施加之負荷按輔助力減小之量,相應變大。藉此,可抑制對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 於一實施形態中,電動輔助系統51進而具備用以檢測曲軸57之旋轉之感測器42、及用以檢測電動輔助車輛1之行駛速度之感測器35。控制裝置70判定是否滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、電動輔助車輛1之行駛速度為特定速度以上、且加速度為特定加速度以上之條件。控制裝置70於判定滿足此種條件之情形時,減小電動馬達53所產生之輔助力。 電動輔助腳踏車1中,當於騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下踩蹬踏板55時,自電動馬達53向合成機構58傳遞之旋轉之速度變大。若於電動馬達53高速旋轉之狀態下騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度,則存在對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。於滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、行駛速度為特定速度以上、且加速度為特定加速度以上之條件之情形時,預先減小輔助力。對踩蹬踏板55之騎乘者之腳施加之負荷按輔助力減小之量,相應變大。藉此,可抑制騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度時對腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 於一實施形態中,電動輔助系統51進而具備用以檢測曲軸57之旋轉之感測器42、及用以檢測電動輔助車輛1之行駛速度之感測器35。控制裝置70判定是否滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、電動輔助車輛1之行駛速度為特定速度以上、且加速度於先達到第1特定值以上後變成未達小於第1特定值之第2特定值的條件。控制裝置70於判定滿足此種條件之情形時,減小電動馬達53所產生之輔助力。 電動輔助腳踏車1中,當於騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下踩蹬踏板55時,自電動馬達53向合成機構58傳遞之旋轉之速度變大。若於電動馬達53高速旋轉之狀態下騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度,則存在對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。若騎乘者縮小使踩蹬踏板55之速度增大之比率,則隨之車輛行進方向之加速度亦變小。即,上升之加速度變小意味著其後可能會發生對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小之現象。於滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、行駛速度為特定速度以上、且加速度於先達到第1特定值以上後變成未達第2特定值的條件之情形時,減小輔助力。對踩蹬踏板55之騎乘者之腳施加之負荷按輔助力減小之量,相應變大。藉此,可抑制騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度時對腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 於一實施形態中,電動輔助系統51進而具備用以檢測曲軸57之旋轉之感測器42、及用以檢測電動輔助車輛1之行駛速度之感測器35。控制裝置70判定是否滿足滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、電動輔助車輛1之行駛速度為特定速度以上、且加速度為特定加速度以上之時間已經過特定時間以上的條件。控制裝置70於判定滿足此種條件之情形時,減小電動馬達53所產生之輔助力。 電動輔助腳踏車1中,當於騎乘者踩蹬踏板55之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之狀態下踩蹬踏板55時,自電動馬達53向合成機構58傳遞之旋轉之速度變大。若於電動馬達53高速旋轉之狀態下騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度,則存在對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,而令騎乘者感覺不適之情形。於滿足曲軸57之轉數為特定轉數以上、行駛速度為特定速度以上、且加速度為特定加速度以上之時間已經過特定時間以上之情形時,減小輔助力。對踩蹬踏板55之騎乘者之腳施加之負荷按輔助力減小之量,相應變大。藉此,可抑制騎乘者停止增大踩蹬踏板55之速度時對腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 於一實施形態中,電動輔助車輛1可設定騎乘者之人力與輔助力之關係互不相同之複數種輔助模式。控制裝置70於判定滿足上述條件之情形時,以產生較基於當前設定之輔助模式而計算出之輔助力小的輔助力之方式控制電動馬達53。 於判定滿足上述條件之情形時,使電動馬達53所產生之輔助力較通常控制時小。藉此,可抑制對踩蹬踏板55之腳施加之負荷變得過小,從而減輕騎乘者之不適感。 本發明之實施形態之電動輔助車輛1具備上述電動輔助系統51。本發明之實施形態之具備電動輔助系統51之電動輔助車輛1可產生與行駛時之負荷對應之適當之輔助力。 以上,對本發明之實施形態進行了說明。上述實施形態之說明係本發明之例示,而非限定本發明者。又,亦可為由上述實施形態中所說明之各構成要素適當組合而成之實施形態。本發明可於申請專利範圍或其均等之範圍內,進行改變、調換、添加及省略等。 [產業上之可利用性] 本發明對具有加速度感測器,由人力加上輔助力而加以驅動之車輛尤其有用。
1‧‧‧電動輔助腳踏車(電動輔助車輛)
5‧‧‧下管
6‧‧‧托架
7‧‧‧後下叉
8‧‧‧刹車
9‧‧‧刹車
11‧‧‧車體框架
12‧‧‧頭管
13‧‧‧把桿
14‧‧‧把手
15‧‧‧前叉
16‧‧‧座管
17‧‧‧鞍管
18‧‧‧擋泥板
19‧‧‧後上叉
21‧‧‧前筐
22‧‧‧頭燈
23‧‧‧尾燈
24‧‧‧載物台
25‧‧‧前輪
26‧‧‧後輪
27‧‧‧鞍座
28‧‧‧鏈條
29‧‧‧支架
31‧‧‧動力傳遞機構
32‧‧‧從動鏈輪
33‧‧‧驅動軸
35‧‧‧速度感測器
36‧‧‧變速機構
37‧‧‧單向離合器
38‧‧‧加速度感測器
41‧‧‧扭矩感測器
42‧‧‧曲柄旋轉感測器
43‧‧‧單向離合器
44‧‧‧單向離合器
45‧‧‧減速機
46‧‧‧馬達旋轉感測器
47‧‧‧電流感測器
48‧‧‧變速段感測器
51‧‧‧驅動單元(電動輔助系統)
53‧‧‧電動馬達
54‧‧‧曲柄臂
55‧‧‧踏板
55L‧‧‧左踏板
55R‧‧‧右踏板
56‧‧‧電池
57‧‧‧曲軸
58‧‧‧合成機構
59‧‧‧驅動鏈輪
60‧‧‧操作盤
61‧‧‧顯示面板
61a‧‧‧速度顯示區域
61b‧‧‧電池剩餘容量顯示區域
61c‧‧‧輔助比率變動範圍顯示區域
61d‧‧‧輔助模式顯示區域
62‧‧‧輔助模式操作開關
63‧‧‧揚聲器
64‧‧‧指示燈
65‧‧‧電源開關
67‧‧‧變速操作器
70‧‧‧控制裝置
71‧‧‧運算電路
72‧‧‧峰-谷檢測區塊
73‧‧‧加速度差P-P運算區塊
74‧‧‧馬達電流指令值運算區塊
75‧‧‧馬達電流指令值修正區塊
76‧‧‧馬達電流指令值修正區塊
78‧‧‧平均化電路
79‧‧‧馬達驅動電路
A11、A12、A13、…、Ai‧‧‧加速度差之值之範圍
C10、C11、C12、C13、C14、C20、C21、C22、C30、C31、C32、C33‧‧‧狀態
d1、d2、d3‧‧‧加速度差之值
P-P‧‧‧加速度差
R1、R2、R3、…、Ri‧‧‧輔助比率
x‧‧‧車輛行進方向
圖1係表示本發明之實施形態之電動輔助腳踏車之側視圖。 圖2A係本發明之實施形態之電動輔助腳踏車之硬體方塊圖。 圖2B係表示本發明之實施形態之電動輔助腳踏車之機械構成的方塊圖。 圖3係本發明之實施形態之操作盤之外觀圖。 圖4(a)至(e)係表示本發明之實施形態之曲軸之旋轉角度、於曲軸產生之扭矩、車輛行進方向之加速度之關係的圖。 圖5(a)至(c)係對本發明之實施形態之根據加速度差而變更輔助力之大小之動作進行說明之圖。 圖6係表示本發明之實施形態之根據加速度差而變更輔助模式之處理之流程圖。 圖7係表示本發明之實施形態之加速度差之大小與所選擇之輔助模式之關係之圖。 圖8(a)至(g)係對本發明之實施形態之根據扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度差而變更輔助力之大小之動作進行說明之圖。 圖9(a)至(h)係對本發明之實施形態之根據扭矩之相互鄰接之峰與谷之間的加速度差而變更輔助力之大小之動作的另一例進行說明之圖。 圖10係表示本發明之實施形態之根據加速度差而變更輔助比率之處理之流程圖。 圖11係表示本發明之實施形態之加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。 圖12係表示本發明之實施形態之加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係的另一例之圖。 圖13係表示本發明之實施形態之複數種輔助模式各自的加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。 圖14係表示本發明之實施形態之複數種輔助模式各自的加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係的另一例之圖。 圖15係表示本發明之實施形態之將加速度之最小值考慮在內的加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。 圖16係表示本發明之實施形態之將加速度之最小值考慮在內的加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係的另一例之圖。 圖17係表示本發明之實施形態之將扭矩之大小考慮在內的加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。 圖18係表示本發明之實施形態之將扭矩之大小考慮在內的加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係的另一例之圖。 圖19係表示本發明之實施形態之將加速度之最小值及扭矩之大小考慮在內的加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係之圖。 圖20係表示本發明之實施形態之將加速度之最小值及扭矩之大小考慮在內的加速度差之大小與所選擇之輔助比率之關係的另一例之圖。 圖21(a)至(e)係對本發明之實施形態之踩蹬踏板之速度較大且車輛速度較大之情形時的電動馬達之控制進行說明之圖。 圖22(a)至(e)係對本發明之實施形態之與踩蹬踏板之速度較大且車輛速度較大之情形時的加速度差對應之電動馬達之控制進行說明之圖。 圖23係表示本發明之實施形態之與踩蹬踏板之速度較大且車輛速度較大之情形時的加速度差對應之電動馬達之控制之流程圖。 圖24(a)至(g)係對本發明之實施形態之踩蹬踏板之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之情形時的電動馬達之控制進行說明之圖。 圖25係表示本發明之實施形態之踩蹬踏板之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之情形時的電動馬達之控制之流程圖。 圖26係表示本發明之實施形態之踩蹬踏板之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之情形時的電動馬達之控制的變化例之流程圖。 圖27係表示本發明之實施形態之踩蹬踏板之速度較大、車輛速度較大、且車輛行進方向之加速度較大之情形時的電動馬達之控制的又一變化例之流程圖。

Claims (22)

  1. 一種電動輔助系統,其用於具備踏板之電動輔助車輛,具備:曲軸,其藉由施加於上述踏板之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達,其產生輔助上述騎乘者之人力之輔助力;控制裝置,其控制上述電動馬達所產生之輔助力之大小;及加速度感測器,其輸出與上述電動輔助車輛行進方向之加速度對應之信號;且上述控制裝置根據與上述騎乘者踩蹬踏板時之曲軸旋轉1圈之期間之旋轉角度對應之加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。
  2. 如請求項1之電動輔助系統,其進而具備輸出與於上述曲軸產生之扭矩對應之信號的扭矩感測器,且藉由施加於上述踏板之上述騎乘者之人力而於上述曲軸產生之扭矩根據上述曲軸之旋轉而變化,上述控制裝置根據與上述扭矩之變化連動的上述加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。
  3. 一種電動輔助系統,其用於具備踏板之電動輔助車輛,具備:曲軸,其藉由施加於上述踏板之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達,其產生輔助上述騎乘者之人力之輔助力;控制裝置,其控制上述電動馬達所產生之輔助力之大小;加速度感測器,其輸出與上述電動輔助車輛行進方向之加速度對應之信號;及扭矩感測器,其輸出與於上述曲軸產生之扭矩對應之信號;且上述控制裝置根據與上述騎乘者踩蹬踏板之動作連動的加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小;藉由施加於上述踏板之上述騎乘者之人力而於上述曲軸產生之扭矩根據上述曲軸之旋轉而變化,上述控制裝置根據與上述扭矩之變化連動的上述加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小;藉由施加於上述踏板之上述騎乘者之人力而於上述曲軸產生之扭矩之大小根據上述曲軸之旋轉而增減;上述控制裝置根據上述增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的上述加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力。
  4. 一種電動輔助系統,其用於具備踏板之電動輔助車輛,具備:曲軸,其藉由施加於上述踏板之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達,其產生輔助上述騎乘者之人力之輔助力;控制裝置,其控制上述電動馬達所產生之輔助力之大小;加速度感測器,其輸出與上述電動輔助車輛行進方向之加速度對應之信號;及扭矩感測器,其輸出與於上述曲軸產生之扭矩對應之信號;且上述控制裝置根據與上述騎乘者踩蹬踏板之動作連動的加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小;藉由施加於上述踏板之上述騎乘者之人力而於上述曲軸產生之扭矩根據上述曲軸之旋轉而變化,上述控制裝置根據與上述扭矩之變化連動的上述加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小;藉由施加於上述踏板之上述騎乘者之人力而於上述曲軸產生之扭矩之大小係根據上述曲軸之旋轉而增減,上述控制裝置求出上述增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的上述加速度之最大值與最小值之差,根據上述加速度之最大值與最小值之差,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。
  5. 如請求項3或4之電動輔助系統,其中上述控制裝置係上述增減之扭矩的相互鄰接之峰與谷之間的上述加速度之變化越大,則越增大上述電動馬達所產生之輔助力。
  6. 一種電動輔助系統,其用於具備踏板之電動輔助車輛,具備:曲軸,其藉由施加於上述踏板之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達,其產生輔助上述騎乘者之人力之輔助力;控制裝置,其控制上述電動馬達所產生之輔助力之大小;加速度感測器,其輸出與上述電動輔助車輛行進方向之加速度對應之信號;及用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器;且上述控制裝置根據與上述騎乘者踩蹬踏板之動作連動的加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小;上述控制裝置根據上述曲軸旋轉半圈之期間之上述加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。
  7. 如請求項6之電動輔助系統,其中上述控制裝置求出上述曲軸旋轉半圈之期間的上述加速度之最大值與最小值之差,根據上述加速度之最大值與最小值之差,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小。
  8. 如請求項6或7之電動輔助系統,其中用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器係檢測於上述曲軸產生之扭矩之扭矩感測器,上述控制裝置基於上述扭矩之變化而檢測上述曲軸之旋轉。
  9. 如請求項6或7之電動輔助系統,其中用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器係旋轉感測器。
  10. 如請求項4或7之電動輔助系統,其中上述控制裝置於上述加速度之最大值與最小值之差為第1特定值以上之情形時,增大上述電動馬達所產生之輔助力。
  11. 如請求項4或7之電動輔助系統,其中上述控制裝置於上述加速度之最大值與最小值之差未達第2特定值之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。
  12. 如請求項4或7之電動輔助系統,其中上述控制裝置預先記憶有將上述加速度之最大值與最小值之差劃分為複數個範圍之表格,上述控制裝置根據上述複數個範圍內之、使用上述加速度感測器求出的上述加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍,變更上述電動馬達所產生之輔助力。
  13. 如請求項12之電動輔助系統,其中上述複數個範圍包含第1範圍、及第2範圍,該第2範圍係較上述第1範圍大之上述差之值之範圍;上述控制裝置於上述差處於上述第2範圍內之情形時,使上述電動馬達所產生之輔助力大於上述差處於上述第1範圍內之情形。
  14. 如請求項4或7之電動輔助系統,其中上述控制裝置預先記憶有上述騎乘者之人力與上述輔助力之關係互不相同之複數種輔助模式、及將上述加速度之最大值與最小值之差劃分為複數個範圍之表格;且上述控制裝置根據上述複數個範圍內之、使用上述加速度感測器求出的上述加速度之最大值與最小值之差所屬的範圍,變更上述輔助模式。
  15. 如請求項14之電動輔助系統,其中上述複數個範圍包含第1範圍、及第2範圍,該第2範圍係較上述第1範圍大之上述差之值之範圍;上述複數種輔助模式包含第1輔助模式、及第2輔助模式,該第2輔助模式係使相對於上述騎乘者之人力之上述輔助力大於上述第1輔助模式之模式,且上述控制裝置於使用上述加速度感測器求出的上述加速度之最大值與最小值之差處於上述第1範圍內之情形時,根據上述第1輔助模式而使上述電動馬達產生輔助力,於使用上述加速度感測器求出的上述加速度之最大值與最小值之差處於上述第2範圍內之情形時,根據上述第2輔助模式而使上述電動馬達產生輔助力。
  16. 如請求項4或7之電動輔助系統,其進而具備用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器、及用以檢測上述電動輔助車輛之行駛速度之感測器,且上述控制裝置判定是否滿足上述曲軸之轉數為特定轉數以上、上述電動輔助車輛之行駛速度為特定速度以上、且上述加速度之最大值與最小值之差未達特定值之條件,於判定滿足上述條件之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。
  17. 一種電動輔助系統,其用於具備踏板之電動輔助車輛,具備:曲軸,其藉由施加於上述踏板之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達,其產生輔助上述騎乘者之人力之輔助力;控制裝置,其控制上述電動馬達所產生之輔助力之大小;加速度感測器,其輸出與上述電動輔助車輛行進方向之加速度對應之信號;用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器;及用以檢測上述電動輔助車輛之行駛速度之感測器;且上述控制裝置根據與上述騎乘者踩蹬踏板之動作連動的加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小;上述控制裝置判定是否滿足上述曲軸之轉數為特定轉數以上、上述電動輔助車輛之行駛速度為特定速度以上、且上述加速度為特定加速度以上之條件,於判定滿足上述條件之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。
  18. 一種電動輔助系統,其用於具備踏板之電動輔助車輛,具備:曲軸,其藉由施加於上述踏板之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達,其產生輔助上述騎乘者之人力之輔助力;控制裝置,其控制上述電動馬達所產生之輔助力之大小;加速度感測器,其輸出與上述電動輔助車輛行進方向之加速度對應之信號;用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器;及用以檢測上述電動輔助車輛之行駛速度之感測器;且上述控制裝置根據與上述騎乘者踩蹬踏板之動作連動的加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小;上述控制裝置判定是否滿足上述曲軸之轉數為特定轉數以上、上述電動輔助車輛之行駛速度為特定速度以上、且上述加速度於先達到第1特定值以上後變成未達小於上述第1特定值之第2特定值的條件,於判定滿足上述條件之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。
  19. 一種電動輔助系統,其用於具備踏板之電動輔助車輛,具備:曲軸,其藉由施加於上述踏板之騎乘者之人力而旋轉;電動馬達,其產生輔助上述騎乘者之人力之輔助力;控制裝置,其控制上述電動馬達所產生之輔助力之大小;加速度感測器,其輸出與上述電動輔助車輛行進方向之加速度對應之信號;用以檢測上述曲軸之旋轉之感測器;及用以檢測上述電動輔助車輛之行駛速度之感測器;且上述控制裝置根據與上述騎乘者踩蹬踏板之動作連動的加速度之變化,變更上述電動馬達所產生之輔助力之大小;上述控制裝置判定是否滿足滿足上述曲軸之轉數為特定轉數以上、上述電動輔助車輛之行駛速度為特定速度以上、且上述加速度為特定加速度以上之時間已經過特定時間以上的條件,於判定滿足上述條件之情形時,減小上述電動馬達所產生之輔助力。
  20. 如請求項16之電動輔助系統,其中上述電動輔助車輛可設定上述騎乘者之人力與上述輔助力之關係互不相同之複數種輔助模式,上述控制裝置於判定滿足上述條件之情形時,以產生較基於當前設定之上述輔助模式而計算出之輔助力小的輔助力之方式控制上述電動馬達。
  21. 如請求項17至19中任一項之電動輔助系統,其中上述電動輔助車輛可設定上述騎乘者之人力與上述輔助力之關係互不相同之複數種輔助模式,上述控制裝置於判定滿足上述條件之情形時,以產生較基於當前設定之上述輔助模式而計算出之輔助力小的輔助力之方式控制上述電動馬達。
  22. 一種電動輔助車輛,其具備如請求項1至21中任一項之電動輔助系統。
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