專利名稱：電動(dòng)輔助自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在車身上搭載有用于輔助曲柄踏板的踏力的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)輔助自行車，特別是涉及人推著車身前進(jìn)時(shí)的電動(dòng)機(jī)控制。
推著車身前進(jìn)時(shí)，控制電動(dòng)機(jī)發(fā)揮的輔助動(dòng)力使得成為比步行速度稍慢的推著前進(jìn)速度，這樣的電動(dòng)輔助自行車已由日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平4-358988號(hào)公報(bào)公開(kāi)。
然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，是在車速達(dá)到一定值以上的狀態(tài)下推著前進(jìn)時(shí)得到電動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力。因此，在上坡的傾斜大的場(chǎng)合，或在裝載負(fù)荷大、車身重的場(chǎng)合，在人的推力變得比較大之前，車速可能沒(méi)有達(dá)到上述一定值，對(duì)于沒(méi)有力氣的人來(lái)說(shuō)在獲得推著前進(jìn)的輔助動(dòng)力之前要花費(fèi)很多時(shí)間。另外，在越過(guò)臺(tái)階那樣的時(shí)候，由于車速?zèng)]有達(dá)到上述一定值而得不到輔助動(dòng)力。另外，根據(jù)人的不同，有時(shí)希望以緩慢行走的程度推車身，如上述現(xiàn)有技術(shù)那樣，在控制輔助動(dòng)力使得成為比步行速度稍稍慢的推著前進(jìn)速度的電動(dòng)輔助自行車中，得不到輔助動(dòng)力。
本發(fā)明就是鑒于這樣的問(wèn)題而作出的，其目的在于提供這樣一種電動(dòng)輔助自行車，在推著車身前進(jìn)時(shí)，不論怎樣的人怎樣推，都可很快地相應(yīng)于推力獲得輔助動(dòng)力。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方案提供一種電動(dòng)輔助自行車，在車身上搭載有用于輔助曲柄踏板的踏力的電動(dòng)機(jī)；其特征在于具有推力檢測(cè)裝置和控制器，該推力檢測(cè)裝置用于連續(xù)地或分階段地檢測(cè)人推著車身前進(jìn)時(shí)的推力，該控制器用于相應(yīng)于上述推力檢測(cè)裝置的測(cè)定值控制電動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力。
按照這樣的構(gòu)成，由于在人推車身時(shí)根據(jù)該推力來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力，所以在上坡的傾斜大的場(chǎng)合，或裝載負(fù)荷大、車身重的場(chǎng)合，即使沒(méi)有力氣的人推車身，也可以很快地獲得與推力相應(yīng)的輔助動(dòng)力，另外，在越過(guò)臺(tái)階時(shí)，可相應(yīng)于推力的增大而獲得大的輔助動(dòng)力。即使以緩慢行走的程度推車身，也可以相應(yīng)其推力獲得輔助動(dòng)力。
本發(fā)明第2方案，是在本發(fā)明第1方案的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，由上述控制器根據(jù)上述推力檢測(cè)裝置的測(cè)定值的變化程度來(lái)增減修正與上述推力檢測(cè)裝置的測(cè)定值相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)輔助動(dòng)力，從而可在推力變化的過(guò)渡狀態(tài)下良好地追隨該過(guò)渡狀態(tài)地改變輔助動(dòng)力。
本發(fā)明第3方案，是在上述本發(fā)明第1或第2方案的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，增加這樣的特征上述控制器相應(yīng)于上述推力檢測(cè)裝置的測(cè)定值控制電動(dòng)機(jī)的占空比。按照這樣的構(gòu)成，根據(jù)行走阻力確定電動(dòng)機(jī)的輔助轉(zhuǎn)矩和車速，可以同時(shí)控制輔助轉(zhuǎn)矩和車速。
本發(fā)明第4方案是在上述本發(fā)明第1或第2方案的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，增加這樣的特征上述控制器根據(jù)上述推力檢測(cè)裝置的測(cè)定值控制電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。按照這樣的構(gòu)成，在平緩的坡道等處推力小，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩也變小，所以可減少不必要的電力消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。
本發(fā)明第5方案提供一種電動(dòng)輔助自行車，在車身上搭載有用于輔助曲柄踏板踏力的電動(dòng)機(jī)；其特征在于具有推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)和控制器，該推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)用于在人推著車身前進(jìn)時(shí)進(jìn)行操作，該控制器根據(jù)用于檢測(cè)路面傾斜角的傾斜角檢測(cè)裝置和用于檢測(cè)車身裝載負(fù)荷的載荷檢測(cè)裝置的至少一方及操作上述推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)時(shí)傾斜角檢測(cè)裝置和載荷檢測(cè)裝置的至少一方的測(cè)定值，控制電動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力。
按照這樣的本發(fā)明第5方案的構(gòu)成，在操作推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)下推著前進(jìn)時(shí)，由于根據(jù)路面的傾斜角和裝載負(fù)荷的至少一方控制電動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力，所以在上坡的傾斜大的場(chǎng)合，或裝載負(fù)荷大、車身重的場(chǎng)合等，即使沒(méi)有力氣的人推車身，也可以很快地獲得必要的輔助動(dòng)力，無(wú)論怎樣推車身，也可以得到輔助動(dòng)力。
本發(fā)明第6方案，是在上述本發(fā)明第1或第5方案的構(gòu)成的基礎(chǔ)上增加這樣的特征上述控制器在車速為設(shè)定值以上時(shí)，停止電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助。按照這樣的構(gòu)成，可以防止在推著前進(jìn)時(shí)車速增大到超過(guò)要求的車速。
對(duì)附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明如下
圖1為第1實(shí)施例的電動(dòng)輔助自行車的側(cè)視圖。
圖2為動(dòng)力機(jī)組的模式構(gòu)成圖。
圖3為示出控制器的構(gòu)成的圖。
圖4為用于示出推力檢測(cè)裝置的構(gòu)成的、圖1中4部的放大剖視圖。
圖5為示出踏板操作判斷裝置和駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置的處理的程序框圖。
圖6為示出推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置的處理的程序框圖。
圖7為示出與蓄電池偏差電壓對(duì)應(yīng)的系數(shù)的圖。
圖8為示出與推力檢測(cè)值變化量對(duì)應(yīng)的系數(shù)的圖。
圖9為示出與推力相應(yīng)的占空比的圖。
圖10為示出車速、輔助轉(zhuǎn)矩、占空比及行走阻力的關(guān)系的圖。
圖11為示出相應(yīng)于推力的目標(biāo)車速的圖。
圖12為示出第2實(shí)施例中與推力相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的圖。
圖13為示出輸出轉(zhuǎn)矩、占空比、以及車速的關(guān)系的圖。
圖14為示出車速、輔助轉(zhuǎn)矩、推力以及行走阻力的關(guān)系的圖。
圖15為示出推力檢測(cè)裝置的第1變形例的剖視圖。
圖16為示出推力檢測(cè)裝置的第2變形例的剖視圖。
圖17為示出推力檢測(cè)裝置的第3變形例的剖視圖。
圖18為第3實(shí)施例的電動(dòng)輔助自行車的側(cè)視圖。
圖19為傾斜角檢測(cè)裝置的縱剖視圖。
圖20為圖19的20-20線剖視圖。
圖21為示出控制器構(gòu)成的圖。
圖22為示出推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置中的處理的程序框圖。
圖23為示出與傾斜角相應(yīng)的占空比的圖。
圖24為示出與載荷相應(yīng)的占空比的圖。
圖25為與傾斜角和載荷相應(yīng)的占空比的設(shè)定關(guān)系圖。
下面，根據(jù)附圖所示本發(fā)明的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形式。
圖1～圖11示出本發(fā)明的第1實(shí)施例，圖1為電動(dòng)輔助自行車的側(cè)視圖，圖2為動(dòng)力機(jī)組的模式構(gòu)造圖，圖3為示出控制器構(gòu)成的圖，圖4為示出推力檢測(cè)裝置的圖1的4部擴(kuò)大剖視圖，圖5為示出踏板操作判斷裝置和駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置中的處理的程序方框圖，圖6為示出推動(dòng)行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置的處理的程序方框圖，圖7是示出與蓄電池偏差電壓對(duì)應(yīng)的系數(shù)的圖，圖8是示出與推力檢測(cè)值變化量對(duì)應(yīng)的系數(shù)的圖，圖9是示出相應(yīng)于推力的占空比的圖，圖10為示出車速、輔助轉(zhuǎn)矩、占空比及行走阻力的關(guān)系的圖，圖11為示出相應(yīng)于推力的目標(biāo)車速的圖。
首先，在圖1中，該電動(dòng)輔助自行車的車身B具有前部構(gòu)架21和后部構(gòu)架22。該前部構(gòu)架21在側(cè)視下大體呈U字形，配置在前輪WF和后輪WR之間；該后部構(gòu)架22用于支承后輪WR。前部構(gòu)架21由前管21a、主構(gòu)架部21b、彎曲部21c、及車座構(gòu)架部21d一體連設(shè)而成。該前管21a可操向地支承前叉23，該前叉23懸掛著前輪WF；該主構(gòu)架部21b從該前管21a向后方側(cè)斜向下地傾斜延伸；該彎曲部21c向下方凸起地連接于上述主構(gòu)架部21b的后端；該車座構(gòu)架部21d從該彎曲部21c向上方延伸。在前叉23的上端設(shè)置著轉(zhuǎn)向手柄24。
在前部構(gòu)架21的車座構(gòu)架21d，可調(diào)整車座25的上下位置地安裝著車座支柱26，該車座支柱26在上端具有車座25；在前部構(gòu)架21的下部支承著具有電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)力機(jī)組29。
后部構(gòu)架22具有左、右一對(duì)后叉30…和左右一對(duì)撐桿31…，在兩后叉30…之間用樞軸支承著后輪WR。該左、右一對(duì)后叉30…在動(dòng)力機(jī)組29的后部上方從前部構(gòu)架21的彎曲部21c的上端部向后下方延伸，并在動(dòng)力機(jī)組29的后方大體水平地延伸出去；該左右一對(duì)撐桿31…設(shè)于前部構(gòu)架21的車座構(gòu)架部21d的上端部和兩后叉30…之間。另外，在車座25的后方側(cè)配置著后載物架34，該后載物架34由從上述撐桿31…的上端向后方延伸的支承構(gòu)件32…與從上述撐桿31…的下端向上方延伸的支承構(gòu)件33…固定地支承。
在曲柄軸36的兩端分別具有曲柄踏板35、35，該曲柄軸36由動(dòng)力機(jī)組29的殼體37可自由回轉(zhuǎn)地支承；在驅(qū)動(dòng)鏈輪38與從動(dòng)鏈輪39卷掛環(huán)狀鏈40并用鏈罩41覆蓋，該驅(qū)動(dòng)鏈輪38可從該曲柄軸36傳遞動(dòng)力并可作用來(lái)自上述電動(dòng)機(jī)28的輔助力，該從動(dòng)鏈輪39設(shè)于后輪WR的車軸。
電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)作由控制器42控制，該控制器42在動(dòng)力機(jī)組29的前方側(cè)由前部構(gòu)架21的下部固定地支承。
在前管21a通過(guò)托架43安裝著前管。而且配置于該前管44背面部的蓄電池收容箱45也安裝在上述托架43，在蓄電池收容箱45可插脫地收容用于向電動(dòng)機(jī)28供給電力的蓄電池46。
前部構(gòu)架21的大部分由罩47覆蓋，在該罩47的上部配設(shè)用于從蓄電池46向控制器42和電動(dòng)機(jī)28供給電力的主開(kāi)關(guān)48。罩47由從上方側(cè)覆蓋前部構(gòu)架21的上部罩47a和從下方側(cè)覆蓋前部構(gòu)架21的下部罩47b相互結(jié)合而成，在上部罩47a的上部設(shè)置有對(duì)著主開(kāi)關(guān)48的開(kāi)口部(圖中未示出)。
在圖2中，曲柄軸36的右端部可自由回轉(zhuǎn)地支承于回轉(zhuǎn)筒體50的內(nèi)周，該回轉(zhuǎn)筒體50由殼體37可自由回轉(zhuǎn)地支承，曲柄軸36的左端部可自由回轉(zhuǎn)地支承于殼體37。在上述回轉(zhuǎn)筒體50接合著卷掛有鏈40的驅(qū)動(dòng)鏈輪38。
由曲柄踏板35、35輸入到曲柄軸36的踏力通過(guò)動(dòng)力傳遞裝置51傳遞到驅(qū)動(dòng)鏈輪38。另外，在殼體37安裝電動(dòng)機(jī)28，該電動(dòng)機(jī)28的輸出功率通過(guò)減速齒輪到52傳遞到驅(qū)動(dòng)鏈輪38，用于輔助曲柄踏板35、35的踏力。
動(dòng)力傳遞裝置51由連接于曲柄軸36的扭桿53和設(shè)于回轉(zhuǎn)筒體50與扭桿53之間的第1單向離合器54構(gòu)成。
在曲柄軸36設(shè)置有沿其軸線延伸的狹槽55，安裝于該狹槽55中的、設(shè)于扭桿53一端的橫臂部53a不能相對(duì)回轉(zhuǎn)地接合于曲柄軸36。另外，設(shè)于扭桿53另一端的橫臂部53b在與狹槽55左右內(nèi)壁面之間形成間隙地動(dòng)配合于狹槽55，扭桿53可以在橫臂部53b游動(dòng)上述間隙量的范圍內(nèi)拉動(dòng)變形。
第1單向離合器54設(shè)在上述扭桿53的另一端的橫臂部53b與回轉(zhuǎn)筒體50之間，當(dāng)踏動(dòng)曲柄踏板35、35使曲柄軸36正轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄軸36的轉(zhuǎn)矩通過(guò)扭桿53、第1單向離合器54以及回轉(zhuǎn)筒體50傳遞到驅(qū)動(dòng)鏈輪38，但當(dāng)踏動(dòng)曲柄踏板35、35使曲柄軸36反轉(zhuǎn)時(shí)，第1單向離合器54打滑，容許曲柄軸36反轉(zhuǎn)。
從曲柄踏板35、35輸入到曲柄軸36的轉(zhuǎn)矩由轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56檢測(cè)，該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56具有轉(zhuǎn)矩一位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)57和行程傳感器58，該轉(zhuǎn)矩一位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)57將相應(yīng)于輸入轉(zhuǎn)矩的扭桿53的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成沿著曲柄軸36軸向的位移，該行程傳感器58輸出與上述位移相應(yīng)的電信號(hào)。轉(zhuǎn)矩一位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)57具有滑頭59，該滑頭59不能相對(duì)回轉(zhuǎn)而且可以軸向相對(duì)移動(dòng)地支承在曲柄軸36的外周，設(shè)于該滑頭59的凸?fàn)钔馆喢?9a與設(shè)于第1單向離合器54的離合器內(nèi)圈的凹狀凸輪面60接合。
為了檢測(cè)曲柄軸36的轉(zhuǎn)速，在曲柄軸36的外周設(shè)置有齒部61，與該齒部61相向地在殼體37內(nèi)固定配置曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62。該曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62光學(xué)地或磁性地檢測(cè)齒部61，輸出檢測(cè)脈沖。
用于將電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)鏈輪38的減速齒輪到52具有驅(qū)動(dòng)齒輪64、第1中間齒輪66、第2中間齒輪67、第3中間齒輪68、第2空轉(zhuǎn)軸69、第2單向離合器70、第4中間齒輪71、以及從動(dòng)齒輪72。該驅(qū)動(dòng)齒輪64固定在電動(dòng)機(jī)28的電動(dòng)機(jī)軸63；該第1中間齒輪66固定在由殼體37可自由回轉(zhuǎn)地支承的第1空轉(zhuǎn)軸65的一端，與上述驅(qū)動(dòng)齒輪64嚙合；該第2中間齒輪67一體地設(shè)在第1空轉(zhuǎn)軸65；該第3中間齒輪68與第2中間齒輪67嚙合；該第2空轉(zhuǎn)軸69可自由回轉(zhuǎn)地支承于殼體37并與第3中間齒輪68同軸配置；該第2單向離合器70設(shè)在第3中間齒輪68和第2空轉(zhuǎn)軸69之間；該第4中間齒輪71一體地設(shè)在第2空轉(zhuǎn)軸69；該從動(dòng)齒輪72一體地設(shè)在驅(qū)動(dòng)鏈輪38所接合的回轉(zhuǎn)筒體50并且與第4中間齒輪71嚙合。
電動(dòng)機(jī)28安裝在殼體37，其電動(dòng)機(jī)軸63與曲柄軸36平行。第1和第2空轉(zhuǎn)軸65、69可自由回轉(zhuǎn)地支承在殼體37，并且具有與曲柄軸36和電動(dòng)機(jī)軸63平行的軸線。
在這樣的減速齒輪列52中，伴隨著電動(dòng)機(jī)28的作動(dòng)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)減速后傳遞到驅(qū)動(dòng)鏈輪38，當(dāng)電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)作停止時(shí)，由第2單向離合器70的作用容許第2空轉(zhuǎn)軸69的空轉(zhuǎn)，不會(huì)妨礙曲柄踏板35、35的踏力所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)鏈輪38的回轉(zhuǎn)。
在圖3中，電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)作由控制器42控制，該控制器42根據(jù)曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62、轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56以及推力檢測(cè)裝置741的檢測(cè)值控制電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)作。
推力檢測(cè)裝置741連續(xù)地檢測(cè)車身B由人推動(dòng)前進(jìn)時(shí)的推力，如圖1所示，它在車座25的下方安裝于車座支柱26。
在圖4中，推力檢測(cè)裝置741具有推桿75、彈簧76、以及行程傳感器77，該推桿75在人要推動(dòng)車身B前進(jìn)時(shí)用左、右任一方的手進(jìn)行推壓，該彈簧76在與推壓方向相反的方向上對(duì)推桿75施加彈力，該行程傳感器77用于檢測(cè)上述推桿75反抗該彈簧76的彈簧力進(jìn)行動(dòng)作時(shí)的行程。在車座下方于車座支柱26設(shè)置托架78，在該托架78固定著具有沿車身B前后方向的軸線的支承筒79。另一方面，在推桿75的前端一體地設(shè)置有向徑向外方伸出的凸緣部75a，該凸緣部75a可滑動(dòng)地嵌合于支承筒79，向后方側(cè)對(duì)推桿75施加彈力的彈簧76收容于支承筒79內(nèi)。而且，在支承筒79的后端設(shè)置有限制凸緣部79a，用于接合推桿75前端的凸緣部75a以限制該推桿75的后退極限，處在后退極限位置的推桿75的后端被設(shè)定在與車座25后端位置相距L的前方位置。這是為了防止搭載在后載物架34上的物品誤推在推桿75上。
行程傳感器77鄰接支承筒79地安裝于托架78，在該行程傳感器77的測(cè)頭77a接觸設(shè)在推桿75上的推壓桿75b。作為行程傳感器77，采用其中使用了電阻器的元件，它根據(jù)電位或?qū)щ娦韵鹉z變形時(shí)的電阻值變化而進(jìn)行工作。
由這樣的推力檢測(cè)裝置741可用行程傳感器77檢測(cè)出相應(yīng)于推壓推桿75的力的該推桿75的行程，并將行程傳感器77的檢測(cè)值輸入到控制器42。
由圖3可知，控制器42具有踏板操作判斷裝置80、駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81、繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82、推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制裝置84、第1切換裝置85、第2切換裝置86、具有繼電器開(kāi)關(guān)87a的繼電器87、以及FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)88。
蓄電池46的正極側(cè)端子通過(guò)主開(kāi)關(guān)48和繼電器開(kāi)關(guān)87a連接于電動(dòng)機(jī)28的正極側(cè)，電動(dòng)機(jī)28的負(fù)極側(cè)通過(guò)FET88接地。在主開(kāi)關(guān)48和繼電器開(kāi)關(guān)87a導(dǎo)通的狀態(tài)下，通過(guò)控制FET88的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，可控制電動(dòng)機(jī)28的工作。
第1和第2切換裝置85、86根據(jù)繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82的輸出而進(jìn)行切換動(dòng)作。第1切換裝置85可切換第1狀態(tài)(圖3中實(shí)線所示狀態(tài))和第2狀態(tài)(圖3中虛線所示狀態(tài))；該第1狀態(tài)為，當(dāng)繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82的輸出為低水平時(shí)，將駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81的輸出導(dǎo)入繼電器87；該第2狀態(tài)為，當(dāng)繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82的輸出為高水平時(shí)，將該繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82的輸出導(dǎo)入繼電器87。第2切換裝置86可以切換第1狀態(tài)(圖3中實(shí)線所示狀態(tài))和第2狀態(tài)(圖3中虛線所示狀態(tài))；該第1狀態(tài)為，當(dāng)繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82的輸出為低水平時(shí)，將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制裝置84的輸出導(dǎo)入FET88的柵極；第2狀態(tài)為，當(dāng)繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82的輸出為高水平時(shí)，將推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)控制裝置83的輸出導(dǎo)入FET的柵極。
繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82將推力檢測(cè)裝置741的檢測(cè)值增幅到足以驅(qū)動(dòng)繼電器87的值，在人乘坐在車座25上的狀態(tài)下的行走時(shí)或自行車停止時(shí)，由于未由推力檢測(cè)裝置741檢測(cè)到推力，所以第1和第2切換裝置85、86成為第1狀態(tài)，當(dāng)人推動(dòng)車身B前進(jìn)而由推力檢測(cè)裝置741檢測(cè)到推力時(shí)，第1和第2切換裝置85、86切換到第2狀態(tài)。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制裝置84為了控制FET88的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而根據(jù)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56的檢測(cè)值限制從駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81輸出的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56的測(cè)定值在規(guī)定值以下時(shí)，不管從駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81輸出的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)怎樣，隔斷FET88的信號(hào)都從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制裝置84輸出。
踏板操作判斷裝置80根據(jù)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56的測(cè)定值判斷是否在進(jìn)行曲柄踏板35的踏動(dòng)操作，當(dāng)判斷進(jìn)行了曲柄踏板35的踏動(dòng)操作時(shí)，將容許輔助信號(hào)送給駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81。另外，駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81在從踏板操作判斷裝置80輸入容許輔助指令信號(hào)時(shí)，根據(jù)曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62和轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56的測(cè)定值以及蓄電池46的電壓，輸出用于控制電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作以獲得輔助動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并在獲得輔助動(dòng)力時(shí)，輸出送給到繼電器87的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以導(dǎo)通繼電器開(kāi)關(guān)87a。進(jìn)而，推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83根據(jù)曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62及推力檢測(cè)裝置741的測(cè)定值，輸出用于控制電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)作的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以獲得輔助動(dòng)力。
這樣的踏板操作判斷裝置80、駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81以及推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83由微機(jī)構(gòu)成，根據(jù)圖5和圖6所示的程序框圖進(jìn)行處理。在圖5和圖6中，步驟S2、S4、S5、S9、S10為用踏板操作判斷裝置80進(jìn)行的處理，步驟S1、S6～S8、S11、S12為用駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81進(jìn)行的處理，步驟S13～S21為用推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83進(jìn)行的處理。
在圖5中，在導(dǎo)通操作主開(kāi)關(guān)48后的狀態(tài)下的步驟S1中，根據(jù)曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62的測(cè)定值計(jì)算曲柄軸回轉(zhuǎn)速度，在步驟S2中，根據(jù)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56的測(cè)定值計(jì)算踏力增加量ΔT。
在步驟S3中，判斷是否為推著前進(jìn)狀態(tài)，當(dāng)根據(jù)未由推力檢測(cè)裝置741檢測(cè)出推力這一情況而使第1和第2切換裝置85、86處于第1狀態(tài)時(shí)，亦即處于非推著前進(jìn)狀態(tài)時(shí)，在步驟S4中，判斷踏力增加量ΔT是否在設(shè)定值ΔTth以上。當(dāng)ΔT≥ΔTth時(shí)，認(rèn)為在進(jìn)行曲柄踏板35的踏動(dòng)操作，在步驟S5中從踏板操作判斷裝置80將容許輔助指令信號(hào)輸入到駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81，在下面的步驟S6中由從駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81輸出的繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)使繼電器87動(dòng)作，將繼電器開(kāi)關(guān)87a導(dǎo)通。
在步驟S7中，根據(jù)如圖7所示那樣預(yù)先設(shè)定的關(guān)系產(chǎn)生與蓄電池46的電壓和基準(zhǔn)電壓之差(即蓄電池偏差電壓ΔE)相對(duì)應(yīng)的系數(shù)α。該系數(shù)α是為了避免流過(guò)電動(dòng)機(jī)28的電流隨著電池46的電壓波動(dòng)進(jìn)行變化而加以設(shè)定的，當(dāng)ΔE＜0時(shí)，隨著ΔE的絕對(duì)值增大，系數(shù)α超過(guò)1并逐漸增大，另外，當(dāng)ΔE＞0時(shí)，隨著ΔE增大，α在1＞α＞0的范圍內(nèi)并逐漸減小。
在步驟S8，根據(jù)曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62的測(cè)定值及轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56的測(cè)定值由預(yù)先設(shè)定的關(guān)系圖或計(jì)算式求出電動(dòng)機(jī)28每單位時(shí)間的通電比率(占空比)，并用上述系數(shù)α修正該求出的占空比，然后將對(duì)應(yīng)于修正后的占空比作了PWM調(diào)制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)從駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)控制裝置81輸出。
從該駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81輸出的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制裝置84，當(dāng)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56的測(cè)定值超過(guò)規(guī)定值時(shí)，由依原樣從駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81輸出的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制FET88的導(dǎo)通和膈斷，電動(dòng)機(jī)28受到占空控制。
在步驟S4，當(dāng)判斷ΔT＜ΔTth時(shí)，在步驟S9判斷是否經(jīng)過(guò)規(guī)定的延遲時(shí)間。該延遲時(shí)間是這樣設(shè)定的，即它應(yīng)使得，即使在緩慢地踏動(dòng)曲柄踏板35的狀態(tài)下，也不在從踏力的最大值到最小值這一期間停止電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)力輔助，也可以這樣來(lái)設(shè)定，即，使其根據(jù)曲柄軸回轉(zhuǎn)速度而變化。當(dāng)在步驟S9判斷未經(jīng)過(guò)延遲時(shí)間時(shí)，從步驟S9前進(jìn)到步驟S5，當(dāng)判斷經(jīng)過(guò)了延遲時(shí)間時(shí)，為了停止電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)力輔助，前進(jìn)到步驟S10。
在步驟S10，停止從踏板操作判斷裝置80輸出容許輔助信號(hào)，在步驟S11，從駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81輸出用于停止繼電器87的動(dòng)作的信號(hào)，進(jìn)而在步驟S12，停止從駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81輸出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
在步驟S3，當(dāng)判斷為推著前進(jìn)狀態(tài)時(shí)，亦即第1和第2切換裝置85、86切換到第2狀態(tài)(圖3中虛線所示狀態(tài))時(shí)，從步驟S3前進(jìn)到圖6的步驟S13。
圖6的步驟S13～S21為由推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83實(shí)行的處理，在步驟S13中讀入推力檢測(cè)裝置741的測(cè)定值，在步驟S14計(jì)算推力檢測(cè)裝置741的測(cè)定值變化量，在隨后的步驟S15計(jì)算與上述測(cè)定值的變化量相對(duì)應(yīng)的系數(shù)β。該系數(shù)β如圖8所示那樣加以設(shè)定，雖然在變化量小的范圍將β設(shè)定為“1”，但當(dāng)在負(fù)數(shù)側(cè)變化量增大時(shí)例如將系數(shù)β設(shè)為“0.5”，在正數(shù)側(cè)變化量增大時(shí)例如將β設(shè)為1.5。
在步驟S16，根據(jù)推力檢測(cè)裝置741的測(cè)定值，生成用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)28的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，如圖9所示那樣預(yù)先設(shè)定與推力相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)28的占空比。在該圖9中，使占空比相應(yīng)于推力的增大而增大地進(jìn)行設(shè)定，并且使得當(dāng)推力在某一數(shù)值以上時(shí)占空比恒定為最大值，例如30％。車速及輔助轉(zhuǎn)矩如圖10所示那樣根據(jù)占空比來(lái)確定，該占空比相應(yīng)于推力的增大而增大，例如，設(shè)定上述占空比的最大值(30％)，以使得通過(guò)例如傾斜角為5度左右的路面時(shí)最大車速例如為4km/h。
在確定相應(yīng)于推力的電動(dòng)機(jī)28的占空比后的步驟S17中，根據(jù)圖7所示關(guān)系圖產(chǎn)生與蓄電池偏差電壓ΔE對(duì)應(yīng)的系數(shù)α，進(jìn)而在步驟S18中，由系數(shù)α、β修正在步驟S16中確定的占空比。
在步驟S19，判斷車速是否在目標(biāo)車速Vo以上。在該場(chǎng)合，雖然車速是根據(jù)曲柄軸回轉(zhuǎn)速度計(jì)算的，但目標(biāo)車速Vo根據(jù)推力預(yù)先加以設(shè)定。該目標(biāo)車速Vo相應(yīng)于推力的增大而逐漸增大，但當(dāng)推力為某一數(shù)值以上時(shí)則恒定為5km/h。
在步驟S19，當(dāng)判斷車速＜Vo時(shí)，在步驟S20從推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83輸出在步驟18中修正了的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)判斷車速≥Vo時(shí)，在步驟21中停止從推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)控制裝置83輸出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。亦即，控制推著前進(jìn)時(shí)從電動(dòng)機(jī)28輸出的輔助動(dòng)力以阻止達(dá)到目標(biāo)車速Vo以上。
下面說(shuō)明該第1實(shí)施例的作用。當(dāng)人推著車身B步行前進(jìn)時(shí)，由推力檢測(cè)裝置741檢測(cè)此時(shí)的推力，由于根據(jù)該推力檢測(cè)裝置741的測(cè)定值控制電動(dòng)機(jī)28產(chǎn)生的輔助動(dòng)力，所以，在上坡的傾斜度大的場(chǎng)合，或載重量大、車身B重的場(chǎng)合等，即使沒(méi)有力氣的人推車身B，也可以很快地獲得與推力相應(yīng)的輔助動(dòng)力。另外，當(dāng)越過(guò)臺(tái)階時(shí)，相應(yīng)于推力的增大，可以獲得大的輔助動(dòng)力，即使以緩慢的行走程度推車身B，也可以相應(yīng)于該推力獲得輔助動(dòng)力。
另外，控制電動(dòng)機(jī)28的輔助動(dòng)力的控制器42由于相應(yīng)于推力檢測(cè)裝置741的測(cè)定值控制電動(dòng)機(jī)28的占空比，所以，如圖10所示那樣，相應(yīng)于行走阻力確定電動(dòng)機(jī)28的輔助轉(zhuǎn)矩和車速，同時(shí)控制輔助轉(zhuǎn)矩和車速。
而且，由于控制器42由根據(jù)推力檢測(cè)裝置741的測(cè)定值的變化程度確定的系數(shù)β來(lái)增減修正相應(yīng)于推力檢測(cè)裝置741的測(cè)定值的電動(dòng)機(jī)28的輔助推力，所以在推力變化的過(guò)渡狀態(tài)，可以得到很好的追隨該過(guò)渡狀態(tài)進(jìn)行變化的輔助動(dòng)力。
由于還控制推著步行時(shí)電動(dòng)機(jī)28的輔助動(dòng)力以避免達(dá)到目標(biāo)車速Vo以上的車速，所以在推著步行時(shí)車速不會(huì)增大到所需車速以上。
在控制推著步行時(shí)電動(dòng)機(jī)28的輔助動(dòng)力以避免達(dá)到目標(biāo)車速Vo以上的車速時(shí)，如用于檢測(cè)車速的裝置出現(xiàn)了故障，亦即，在該實(shí)施例中由于是根據(jù)曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62的測(cè)定值計(jì)算車速，所以如曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62出現(xiàn)故障，則不能測(cè)出車速達(dá)到目標(biāo)車速Vo這一情況，所以有可能將電動(dòng)機(jī)28的輸出增加到超過(guò)目標(biāo)車速Vo的程度。然而，由于電動(dòng)機(jī)28的占空比根據(jù)推力確定，所以如圖10所示那樣，輔助轉(zhuǎn)矩相應(yīng)于車速的增加而減小，電動(dòng)機(jī)28的輸出不會(huì)增大到超出要求以上的車速。另外，也可以設(shè)定成這樣，即，當(dāng)推力檢測(cè)裝置741測(cè)定出推力時(shí)，或轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56測(cè)定出轉(zhuǎn)矩時(shí)，如車速=0的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間以上，則判斷認(rèn)為用于檢測(cè)車速的裝置出現(xiàn)故障，停止推著步行時(shí)電動(dòng)機(jī)28的輔助。
圖12～圖14示出本發(fā)明的第2實(shí)施例，圖12為示出相應(yīng)于推力的電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，圖13為示出輸出轉(zhuǎn)矩、占空比及車速的關(guān)系的圖，圖14為示出車速、輔助轉(zhuǎn)矩、推力以及行走阻力的關(guān)系的圖。
在第1實(shí)施例中，圖6所示步驟S16相應(yīng)于推力確定電動(dòng)機(jī)28的占空比，但在第2實(shí)施例中，步驟S16相應(yīng)于推力確定電動(dòng)機(jī)28的輸出轉(zhuǎn)矩。亦即，如圖12所示那樣預(yù)先確定與推力相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)28的輸出轉(zhuǎn)矩，在該圖12中，使輸出轉(zhuǎn)矩相應(yīng)于推力的增大而變大地加以確定。如圖13所示，輸出轉(zhuǎn)矩及占空比的關(guān)系是這樣的，在車速一定時(shí)，隨著輸出轉(zhuǎn)矩增大占空比也增大，但當(dāng)車速增大時(shí)，由小的輸出轉(zhuǎn)矩也可得到大的占空比，當(dāng)車速為最大速度例如4km/h以上時(shí)，由較小的輸出轉(zhuǎn)矩可以得到最大值例如30％的占空比。
因此，車速、輔助轉(zhuǎn)矩以及推力的關(guān)系為圖14所示那樣的關(guān)系，比較相應(yīng)于推力確定電動(dòng)機(jī)28的占空比的第1實(shí)施例的圖10和圖14可知，在車速小的范圍，如圖14的斜線所示那樣，占空比不會(huì)達(dá)到30％，可以節(jié)能。亦即，由于在平緩的坡道推力小，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩也小，所以可減小不必要的電力消耗。
圖15示出推力檢測(cè)裝置的第1變形例，該推力檢測(cè)裝置742配置在例如轉(zhuǎn)向手柄24的右端側(cè)。在轉(zhuǎn)向手柄24的右端側(cè)安裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承制動(dòng)握把91的支承構(gòu)件92，該制動(dòng)握把91可用握住把手90的右手進(jìn)行操作。該推力檢測(cè)裝置742由搖臂93、彈簧94、及行程傳感器77構(gòu)成；該搖臂93支承于上述支承構(gòu)件92并配置在轉(zhuǎn)向手柄24的后方側(cè)，可以向接近、遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)向手柄24的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；該彈簧94在離開(kāi)轉(zhuǎn)向手柄24的方向即向后方側(cè)對(duì)該搖臂93施加彈力；該行程傳感器77安裝在上述支承構(gòu)件92，相應(yīng)于搖臂93在接近轉(zhuǎn)向手柄方向即朝著前方的回轉(zhuǎn)而將測(cè)頭77a推入。彈簧94例如可是扭簧，圍繞著支軸95設(shè)在搖臂93和支承構(gòu)件92之間，該支軸95可回轉(zhuǎn)地將搖臂93支承于支承構(gòu)件92。
由這樣的推力檢測(cè)裝置742，可以通過(guò)在推著車身B步行時(shí)例如用右手推壓、搖臂93而連續(xù)地測(cè)定推力。
圖16示出推力檢測(cè)裝置的第2變形例，該推力檢測(cè)裝置743與圖15的推力檢測(cè)裝置742一樣，配置在例如轉(zhuǎn)向手柄24，由按鈕96、行程傳感器77、及彈簧97構(gòu)成。
在上述轉(zhuǎn)向手柄24，安裝圓筒狀殼體98，該筒狀殼體98在車身B的前后方向上延伸并在后端具有開(kāi)口部98a，在該殼體98內(nèi)的前部收容著行程傳感器77，該行程傳感器77在后方側(cè)配置測(cè)頭77a。另外，按鈕96在前端具有可與殼體98的開(kāi)口部98a的周緣部?jī)?nèi)面接合的凸緣部96a，為了使前端接觸上述測(cè)頭77a而將其插入上述開(kāi)口部98a；在行程傳感器77和按鈕96之間壓縮設(shè)置著彈簧97，該彈簧97向后方側(cè)推壓按鈕96。
由這樣的推力檢測(cè)裝置743，可以通過(guò)在推著車身B步行時(shí)推壓按鈕96而連續(xù)地檢測(cè)推力。
圖17示出推力檢測(cè)裝置的第3變形例，與圖15的推力檢測(cè)裝置742一樣，該推力檢測(cè)裝置744配置在例如轉(zhuǎn)向手柄24，由按鈕100、與該按鈕100一起動(dòng)作的可動(dòng)接點(diǎn)101、時(shí)常與該可動(dòng)接點(diǎn)101導(dǎo)通的共用固定接點(diǎn)102、可通過(guò)可動(dòng)接點(diǎn)101與共用固定接點(diǎn)102導(dǎo)通的第1和第2個(gè)別固定接點(diǎn)103、104、以及彈簧105構(gòu)成，在推著車身B步行時(shí)可以分階段例如分2個(gè)階段檢測(cè)推力。
在上述轉(zhuǎn)向手柄24安裝圓筒狀的殼體106，該圓筒狀的殼體106沿著車身B的前后方向延伸并在后端具有開(kāi)口部106a。在該殼體106內(nèi)固定著導(dǎo)向板107，該導(dǎo)向板107在中心部具有與殼體106的軸線同軸的導(dǎo)向孔107a。按鈕100一體地具有可與開(kāi)口部106a的周緣部?jī)?nèi)面接合的凸緣部100a和可滑動(dòng)地配合于導(dǎo)向板107的導(dǎo)向孔107a中的軸部100b，并從開(kāi)口部106a通入到殼體106，彈簧105設(shè)在導(dǎo)向板107和按鈕100之間，在使按鈕100的后端從殼體106凸出到后方側(cè)的方向上產(chǎn)生彈性力。
可動(dòng)接點(diǎn)101固定在按鈕100的軸部100b上并沿著該軸部100b的軸線方向較長(zhǎng)地延伸，在沿著可動(dòng)接點(diǎn)101的長(zhǎng)度方向隔開(kāi)距離的2個(gè)位置一體形成有彎曲凸出成半球狀的第1和第2接觸部101a、101b。
另一方面，共用固定接點(diǎn)102固定配置在殼體106內(nèi)，時(shí)常與第1接觸部101a接觸，第1接觸部101a是可動(dòng)接點(diǎn)101的兩接部101a、101b中靠近導(dǎo)向板107配置的1個(gè)接觸部。另外，第1個(gè)別固定接點(diǎn)103固定配置在殼體106內(nèi)，通過(guò)從按鈕100處于后退極限位置的狀態(tài)(圖17所示狀態(tài))反抗彈簧105的彈力將按鈕100按入，可使該第1個(gè)別固定按鈕103接觸第2接觸部101b。第2個(gè)別固定接點(diǎn)104固定配置在殼體106內(nèi)，通過(guò)從第2接觸部101b接觸著第1個(gè)別固定接點(diǎn)103的狀態(tài)將按鈕100按入，可使該第2個(gè)別固定接點(diǎn)104與第2接觸部101b接觸。
按照這樣的推力檢測(cè)裝置744，通過(guò)在推著車身B步行時(shí)按壓按鈕100，可以在2個(gè)階段分階段地測(cè)定推力。在第1階段，通過(guò)可動(dòng)接點(diǎn)101將第1個(gè)別固定接點(diǎn)103與共用接點(diǎn)102導(dǎo)通；在第2階段，通過(guò)可動(dòng)接點(diǎn)101使第2個(gè)別固定接點(diǎn)104與共用接點(diǎn)102導(dǎo)通。
圖18～圖25示出本發(fā)明的第3實(shí)施例，圖18為電動(dòng)輔助自行車的側(cè)視圖，圖19為傾斜檢測(cè)裝置的縱剖視圖，圖20為圖19的20-20線剖視圖，圖21為示出控制器構(gòu)成的圖，圖22為示出圖21中推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置的處理的程序框圖，圖23為示出與傾斜角相應(yīng)的占空比的圖，圖24為示出與載荷相應(yīng)的占空比的圖，圖25為與傾斜角及載荷相應(yīng)的占空比的設(shè)定圖。
首先，在圖18中，在電動(dòng)輔助自行車的轉(zhuǎn)向手柄24的例如左側(cè)，安裝著用于在推著車身B步行時(shí)操作的按鈕式推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)110，在前筐44內(nèi)的底部安裝有用于測(cè)定前筐44內(nèi)所載物品的載荷的載荷檢測(cè)裝置1111，在后載物架34上安裝有用于檢測(cè)后載物架34上所載物品的載荷的載荷檢測(cè)裝置1112。在電動(dòng)輔助自行車的車身B的前部，例如在前部構(gòu)架21的主構(gòu)架部21b，安裝著用于檢測(cè)路面傾斜角的傾斜角檢測(cè)裝置112。
在圖19和圖20中，傾斜角檢測(cè)裝置112具有固定的殼體114、支軸115、可動(dòng)構(gòu)件117、支承板118、帶狀的導(dǎo)體119、帶狀的電阻120、以及電刷121，該殼體114具有圓形橫斷面并安裝在上述前部構(gòu)架21，該支軸115固定在殼體114并具有沿著車身B寬度方向的軸線，該可動(dòng)構(gòu)件117可回轉(zhuǎn)地由上述支軸115支承并一體地具有重錘116，該支承板118與該可動(dòng)構(gòu)件117相向地固定在殼體114內(nèi)，該導(dǎo)體119設(shè)在支承板118的與可動(dòng)構(gòu)件117相對(duì)的面并呈以支軸115的軸線為中心的圓弧狀，該電阻120設(shè)在支承板118的與可動(dòng)構(gòu)件117相對(duì)的面并呈以支軸115的軸線為中心的圓弧狀，該電刷121滑動(dòng)接觸于導(dǎo)體119及電阻120地固定于可動(dòng)構(gòu)件117，電阻120的兩端連接于蓄電池46的兩端，在導(dǎo)體119的一端與接地面設(shè)電壓檢測(cè)部122。
按照這樣的傾斜角檢測(cè)裝置112，可動(dòng)構(gòu)件117在其重錘116的作用下，即使車身B因在坡道等而傾斜，重錘116也保持著在支軸115下方位置的姿勢(shì)，支軸115的軸線周圍的支承板118即電阻120對(duì)于可動(dòng)構(gòu)件117的相對(duì)位置相應(yīng)于上述傾斜而變化，隨著電刷121在電阻120的接觸位置產(chǎn)生變化，電壓檢測(cè)部122的測(cè)出電壓也變化。亦即，車身B相應(yīng)于路面的傾斜角可由傾斜角檢測(cè)裝置112測(cè)出。
在圖21中，控制器42具有踏板操作判斷裝置80、駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置81、繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82、推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制裝置84、第1切換裝置85、第2切換裝置86、具有繼電器開(kāi)關(guān)87a的繼電器87、以及FET88，向控制器42輸入曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62、轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置56、推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)110、載荷檢測(cè)裝置1111、1112、以及傾斜角檢測(cè)裝置112的檢測(cè)值。
繼電器驅(qū)動(dòng)裝置82在推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)110導(dǎo)通時(shí)驅(qū)動(dòng)繼電器87，當(dāng)在人坐在車座25上的狀態(tài)下行走時(shí)或自行車停止時(shí)，如不推壓推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)110則第1和第2切換裝置85、86成為第1狀態(tài)，如推壓推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)110則第1和第2切換裝置85、86切換到第2狀態(tài)。
推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83根據(jù)曲柄軸回轉(zhuǎn)傳感器62、載荷檢測(cè)裝置1111、1112以及傾斜角檢測(cè)裝置112的測(cè)定值，輸出用于控制電動(dòng)機(jī)28的動(dòng)作的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以在推著車身B前進(jìn)時(shí)得到輔助動(dòng)力。
踏板操作判斷裝置80的處理以及駕車行走時(shí)電動(dòng)機(jī)控制裝置81的處理進(jìn)行與上述第1實(shí)施例的由圖5所示的處理相同的處理，當(dāng)在圖5的步驟S3中判斷為推著前進(jìn)狀態(tài)時(shí)，亦即推壓著推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)110時(shí)，由推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83實(shí)行圖22所示處理，以替代上述第1實(shí)施例的由圖6所示的處理。
在圖22的步驟S22中，讀入傾斜角檢測(cè)裝置112的測(cè)定值，在步驟S23中，讀入載荷檢測(cè)裝置1111、1112的檢測(cè)值，并將兩測(cè)定值相加，在步驟S24中生成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)應(yīng)于傾斜角和載荷確定電動(dòng)機(jī)28的占空比。
此時(shí)，如圖23所示，相應(yīng)于傾斜角檢測(cè)裝置112的檢測(cè)值的電動(dòng)機(jī)28的占空比設(shè)定成這樣，即，例如傾斜角為12度時(shí)占空比為30％，另外，如圖24所示那樣，設(shè)定與兩載荷檢測(cè)裝置1111、1112的測(cè)定值的迭加值相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)28的占空比，使得當(dāng)載荷為例如15kgf時(shí)占空比為30％，通過(guò)綜合圖23和圖24，如圖25所示那樣，將與傾斜角和載荷相應(yīng)的占空比設(shè)定在三維圖上。
當(dāng)在步驟S24生成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，在步驟S25產(chǎn)生與蓄電池偏差電壓ΔE相應(yīng)的系數(shù)α，在步驟S26中，用系數(shù)α修正在步驟S24確定了的占空比。
在步驟S27判斷車速是否在目標(biāo)車速Vo以上，當(dāng)判斷車速＜Vo時(shí)，在步驟S28中從推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83輸出在步驟S26修正了的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)判斷車速≥Vo時(shí)，在步驟S29停止從推著前進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置83輸出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
按照第3實(shí)施例，在操作推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)110的狀態(tài)下推著步行時(shí)，由于相應(yīng)于路面的傾斜角和裝載載荷控制電動(dòng)機(jī)28的輔助動(dòng)力，所以，在上坡的傾斜大的場(chǎng)合或裝載的載荷大、車身B重的場(chǎng)合，即使沒(méi)有力氣的人推車身B，也可以很快地獲得電動(dòng)機(jī)28的輔助動(dòng)力。
在上述第3實(shí)施例中，雖然是在前筐44和后載物架34兩者都設(shè)置了載荷檢測(cè)裝置1111、1112，但也可僅在其中任一方設(shè)置。另外，在推著前進(jìn)時(shí)，也可以相應(yīng)于路面的傾斜角和裝載的載荷中任何一方控制電動(dòng)機(jī)28的輔助動(dòng)力。
以上，詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，只要不脫離權(quán)利要求范圍所述的本發(fā)明，可以作種種設(shè)計(jì)變更。
如上所述，按照本發(fā)明第1方案，推著前進(jìn)時(shí)根據(jù)推力控制電動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力，在上坡的傾斜大的場(chǎng)合或裝載的載荷大、車身重的場(chǎng)合，即使沒(méi)有力氣的人推車身，也可以很快獲得與推力相應(yīng)的輔助動(dòng)力，在越過(guò)臺(tái)階時(shí)，隨著推力增大獲得大的輔助動(dòng)力，即使以更緩慢地行走程度推車身，也可以相應(yīng)于該推力獲得輔助動(dòng)力。
按照本發(fā)明第2方案，在推力變化的過(guò)渡狀態(tài)下，可以良好地追隨該過(guò)渡狀態(tài)的改變輔助動(dòng)力。
按照本發(fā)明第3方案，可以相應(yīng)于行走阻力確定電動(dòng)機(jī)的輔助轉(zhuǎn)矩和車速，可以同時(shí)控制輔助轉(zhuǎn)矩和車速。
按照本發(fā)明第4方案，可以減少不必要的電力消耗，節(jié)省能量。
按照本發(fā)明第5方案，當(dāng)在操作推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)下推著前進(jìn)時(shí)，相應(yīng)于路面的傾斜角和裝載負(fù)荷的至少一方控制電動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力，在上坡的傾斜大的場(chǎng)合或裝載負(fù)荷大、車身重的場(chǎng)合等，即使沒(méi)有力氣的人推車身，也可很快地獲得所需輔助動(dòng)力，不論如何推車身都可獲得輔助動(dòng)力。
按照本發(fā)明第6方案，可以防止在推著前進(jìn)時(shí)車速增大到超過(guò)要求的車速。
權(quán)利要求
1．一種電動(dòng)輔助自行車，在車身(B)搭載有用于輔助曲柄踏板(35)的踏力的電動(dòng)機(jī)(28)；其特征在于具有推力檢測(cè)裝置(741、742、743、744)和控制器(42)，該推力檢測(cè)裝置(741、742、743、744)用于連續(xù)地或分階段地檢測(cè)人推著車身(B)前進(jìn)時(shí)的推力，該控制器(42)用于相應(yīng)于上述推力檢測(cè)裝置(741、742、743、744)的測(cè)定值控制電動(dòng)機(jī)(28)的輔助動(dòng)力。
2．如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)輔助自行車，其特征在于上述控制器(42)根據(jù)上述推力檢測(cè)裝置(741、742、743、744)的測(cè)定值的變化程度來(lái)增減修正與上述推力檢測(cè)裝置(741、742、743、744)的測(cè)定值相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)(28)的輔助動(dòng)力。
3．如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)輔助自行車，其特征在于上述控制器(42)相應(yīng)于上述推力檢測(cè)裝置(741、742、743、744)的測(cè)定值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)(28)的占空比。
4．如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)輔助自行車，其特征在于上述控制器(42)根據(jù)上述推力檢測(cè)裝置(741、742、743、744)的測(cè)定值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)(28)的輸出轉(zhuǎn)矩。
5．一種電動(dòng)輔助自行車，在車身(B)上搭載有用于輔助曲柄踏板(35)的踏力的電動(dòng)機(jī)(28)；其特征在于具有推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)(110)和控制器(42)，該推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)(110)用于在人推著車身(B)前進(jìn)時(shí)進(jìn)行操作，該控制器(42)根據(jù)用于檢測(cè)路傾斜角的傾斜角檢測(cè)裝置(112)和用于檢測(cè)車身(B)裝載負(fù)荷的載荷檢測(cè)裝置(1111、1112)的至少一方及操作上述推著前進(jìn)開(kāi)關(guān)(110)時(shí)傾斜角檢測(cè)裝置(112)和載荷檢測(cè)裝置(1111、1112)的至少一方的測(cè)定值，控制電動(dòng)機(jī)(28)的輔助動(dòng)力。
6．如權(quán)利要求1或5所述的電動(dòng)輔助自行車，其特征在于上述控制器(42)在車速為設(shè)定值以上時(shí)，停止電動(dòng)機(jī)(28)的動(dòng)力輔助。
全文摘要
一種電動(dòng)輔助自行車,在車身上搭載有用于輔助曲柄踏板的踏力的電動(dòng)機(jī),由推力檢測(cè)裝置7文檔編號(hào)H02P29/00GK1214313SQ98120839
公開(kāi)日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月1日
發(fā)明者本田聰, 長(zhǎng)敏之 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社