專利名稱：電動輔助自行車的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有傳遞踏板的踏力的人力驅動系統和傳遞電動單元的輔助動力的電動機驅動系統的電動輔助自行車的改進。
背景技術：
近年來，已知有如下的電動輔助自行車，即，將傳遞電動機等電動單元的動力的電動機驅動系統的輔助動力施加作用于通過駕駛者蹬踏板而產生的人力驅動系統，來輔助行駛，從而能夠減輕駕駛者蹬踏板的力。在這樣的電動輔助自行車中，提出了在高速行駛時減少輔助動力，從而使自行車進行保持合適的車速的行駛的方法(專利文獻1)。專利文獻1JP特開平6-107266號公報專利文獻1的發明是根據施加到踏板的駕駛者的踏力而計算出協助比率，并控制成施加與踏力和行駛速度對應的輔助動力，使得高速域的輔助動力最弱，中速域、低速域和行駛速度越慢，輔助動力越強。在專利文獻1的結構中，若踏力和行駛速度相同，則在平地等對駕駛者來說負荷比較小的環境中行駛的情況、和在上坡時或搭載了重物的狀態或者逆風等對駕駛者來說負荷比較大的環境中行駛的情況下，會施加相同的輔助動力。但是，在對駕駛者來說負荷比較小的環境中行駛時和對駕駛者來說負荷比較大的環境中行駛時施加相同的輔助動力的結構中，在將協助比率設定為在負荷比較小的環境中行駛時提供合適的輔助動力的情況下，在負荷比較大的環境中行駛時輔助動力就會不足， 相反，在將協助比率設定為在負荷比較大的環境中行駛時提供合適的輔助動力的情況下， 在負荷比較小的環境中行駛時輔助動力就會過強，從而存在伴隨危險的隱患。

發明內容
本發明是為了解決上述問題而形成，課題在于提供一種能夠與行駛環境對應地施加合適的輔助動力的電動輔助自行車。本發明是一種電動輔助自行車，具有通過人力產生驅動力的人力驅動系統；電池；以及通過從該電池輸出的電力來產生輔助動力的電力驅動系統，在基于檢測人力所產生的踏力的轉矩檢測部的輸出賦予電力驅動系統的輔助動力的電動輔助自行車中，設置了控制電路，該控制電路對所述轉矩檢測部檢測出的轉矩和根據檢測行駛速度的速度檢測部的輸出而預先決定的轉矩進行比較，來判定行駛環境負荷，并將電力驅動系統的輔助動力設定為與行駛環境負荷對應的協助比率。(發明效果)根據本發明，起到能夠根據坡道的傾斜角度、搭載的貨物的重量、逆風等行駛環境負荷而施加合適的輔助動力等的效果。


圖1是表示本實施方式的控制單元的方框圖。圖2是說明上述動作的流程圖。圖中1…電動機；2…電池；3…轉矩檢測部；4…速度檢測部；11···控制電路。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細敘述本發明的實施方式。圖1是表示電動輔助自行車的控制單元的方框圖，圖2是表示電動輔助自行車的控制的流程圖。如圖1所示，1是電動機，配置在未圖示的電動輔助自行車的前車輪的輪軸單元 (hub unit)內，通過從電池2提供的電力來旋轉前車輪，或者利用前車輪的旋轉來發電，從而對電池2進行充電。3是轉矩檢測部，檢測施加到踏板的駕駛者的踏力。4是速度檢測部，通過電動機 1的轉速來檢測自行車的行駛速度。5是制動檢測部，檢測施加了自行車的制動的情況。6是模式設定開關，設置在安裝于方向盤附近的未圖示的操作部中，是由駕駛者操作的，通過所述模式設定開關6，設定為“標準”、“重復充電”、“大功率”中的任一個駕駛模式。若設定為“標準”駕駛模式，則在施加了制動的情況下，利用再生制動產生大的發電電流，對電池進行充電。若選擇“重復充電”駕駛模式，則除了施加制動的情況外，在以比通常在平地行駛時所產生的轉矩低的轉矩行駛的情況下，判斷為在緩慢的下坡行駛或者順風等對于駕駛者來說負荷比較輕的行駛環境下行駛，從而進行再生制動，并進行充電。若選擇 “大功率”駕駛模式，則進行施加了與“標準”駕駛模式相比增大了協助比率的輔助動力的駕駛。在所述操作部中，除了所述模式設定開關6以外，還設置有電源開關7、控制成為電動輔助自行車的前照燈的燈的點亮的燈點亮開關8、顯示所述電池2的余量的電池余量顯示部9、以及顯示由所述模式設定開關6設定的駕駛模式的模式顯示部10。11是控制裝置，輸入來自所述轉矩檢測部3、速度檢測部4、制動檢測部5、模式設定開關6、電源開關7以及燈點亮開關8的信號，并控制電動機1、電池2、電池余量顯示部 9、模式顯示部10以及未圖示的燈。此外，電動輔助自行車的后車輪構成為被施加駕駛者的踏力，且包含變速器，所述控制裝置11基于轉矩檢測部3的輸出，檢測踏板旋轉一次的間隔，并基于速度檢測部4的輸出，計算出踏板旋轉一次期間的電動機1的轉速，從而判定變速器的變速級數。接著說明動作。若駕駛者蹬踏板，則轉矩檢測部3檢測施加到踏板的轉矩(步驟 1)，速度檢測部4基于電動機1的轉速而計算出自行車的行駛速度(步驟幻，且基于轉矩檢測部3的輸出和速度檢測部4的輸出而判定變速器的變速級數(步驟3)。基于判定出的變速器的變速級數和自行車的行駛速度，根據預先設定的數據，判別轉矩檢測器3檢測的轉矩在當前的行駛環境中對駕駛者來說是什么樣的行駛環境負荷， 例如是平地行駛狀態，還是緩慢的上坡行使狀態，還是陡坡行駛狀態，還是下坡行駛狀態等，即判別行駛路徑的傾斜角度等行駛環境負荷(步驟4)。作為行駛環境負荷，除了上述的行駛路徑的傾斜角度以外，還有是逆風行駛狀態還是裝載了貨物的行駛狀態等，按變速器的變速級數和自行車的行駛速度，將對應于所述各種行駛環境負荷的轉矩作為數據而預先輸入，并比較該預先輸入的數據和轉矩檢測部4檢測出的轉矩，來判定行駛環境負荷。接著，判定行駛環境負荷是否大(步驟幻，若行駛環境負荷大，則將目標協助比率設定為大(步驟6)。若在步驟5中行駛環境負荷并不大，則判定行駛環境負荷是否為中(步驟7)，若行駛環境負荷為中，則將目標協助比率設定為中(步驟8)。若在步驟7中行駛環境負荷不是中，則判斷行駛環境負荷是否小(步驟9)，若行駛環境負荷小，則將目標協助比率設定為小(步驟10)。若在步驟9中行駛環境負荷并不小，則將目標協助比率設定為極小 (步驟11)。接著，基于速度檢測部4的輸出，判斷是否為正在行駛中(步驟12)，若不是正在行駛中，則以決定為要開始蹬的預定的協助比率來開始協助(步驟13)，并判斷踏板是否旋轉了一半(是否蹬了一次)(步驟14)。若在步驟12中是正在行駛中，或者在步驟14中踏板旋轉了一半(蹬了一次)，則判斷協助比率是否達到了設定的目標協助比率(步驟15)，若沒有達到目標協助比率，則將協助比率增大一定值(步驟16)。設定為增大的一定值的協助比率不會成為急劇的協助比率的增大。由于設定為在每一次蹬的過程中緩慢地增大協助比率，所以能夠安全且順利地增大輔助動力。若在步驟16中增大一定值的協助比率，則轉移到步驟14，若踏板旋轉了一半(蹬了一次)，則在步驟15中判斷協助比率是否達到了設定的目標協助比率，若沒有達到目標協助比率，則在步驟15中，進一步增大一定值的協助比率，直到達到目標協助比率為止，且逐漸增大協助比率，若達到目標協助比率，則以目標協助比率繼續行駛。在從行駛環境負荷大的狀態轉移到小的狀態的情況下，若將行駛環境負荷變化的狀態持續規定時間，在本實施方式中是約1秒，則基于轉矩檢測部3檢測出的轉矩，將目標協助比率設定得較小，并逐漸降低協助比率，使得從當前的協助比率成為新的目標協助比率。此外，在本實施方式中，構成為對前車輪施加輔助動力，但也可以構成為對后車輪施加輔助動力，此外，構成為在后車輪中具備變速器，但也可以不具備變速器。(產業上的可利用性)本發明可利用于施加與坡道的傾斜角度、搭載的貨物的重量、逆風等行駛環境負荷對應的輔助動力的電動輔助自行車。
權利要求
1.一種電動輔助自行車，具有通過人力產生驅動力的人力驅動系統；電池；以及通過從該電池輸出的電力來產生輔助動力的電力驅動系統，該電動輔助自行車基于檢測人力所產生的踏力的轉矩檢測部的輸出，賦予電力驅動系統的輔助動力，所述電動輔助自行車的特征在于，設置了控制電路，該控制電路對所述轉矩檢測部檢測出的轉矩和根據檢測行駛速度的速度檢測部的輸出而預先決定的轉矩進行比較，來判定行駛環境負荷，并將電力驅動系統的輔助動力設定為與行駛環境負荷相對應的協助比率。
2.根據權利要求1所述的電動輔助自行車，其特征在于，所述控制電路按照成為根據行駛環境負荷設定的目標協助比率的方式在每個預定的時刻逐漸增大協助比率。
全文摘要
本發明的課題在于，根據行駛環境施加最佳的輔助動力。本發明的電動輔助自行車具有通過人力產生驅動力的人力驅動系統；電池(2)；以及通過從電池(2)輸出的電力來產生輔助動力的電力驅動系統，在基于檢測人力所產生的踏力的轉矩檢測部(3)的輸出而賦予電力驅動系統的輔助動力的電動輔助自行車中，設置控制電路(11)，該控制電路對轉矩檢測部(3)檢測出的轉矩和根據檢測行駛速度的速度檢測部(4)的輸出而預先決定的轉矩進行比較，來判定行駛環境負荷，并將電力驅動系統的輔助動力設定為與行駛環境負荷對應的協助比率。
文檔編號B62M6/45GK102219042SQ201110085928
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月2日 優先權日2010年4月19日
發明者島津將博 申請人:三洋電機株式會社, 三洋電機民用電子株式會社