自行车用变速器的控制装置的制造方法_2

文档序号:9739936阅读:来源:国知局
将第一信号S1发送给控制装置70。第一检测部54是所谓的踏频传感器。第 一检测部54包含输出与磁铁52Α的磁场的变化对应的值的元件56Α和检测磁铁52Β的磁 场的元件56Β。元件56Α检测曲柄相对于车架的相对角度位置。元件56Β检测曲柄相对于 车架的基准角度位置。
[0035] 第一检测部54具备根据元件56Α、56Β的输出计算每单位时间的曲柄32的转速 (以下称作"第一转速ΝΑ")的第一转速计算部58。第一检测部54将包含表示第一转速ΝΑ 的信息的第一信号S1输出给控制装置70。元件56Α输出当曲柄轴旋转一周时以360°除 以同极磁极的个数所得的角度为一个周期的信号。元件56Β输出以曲柄轴旋转一周为一个 周期的信号。
[0036] 元件56Β输出与曲柄32 (参照图1)的旋转角度对应的值。第一检测部54可检测 的曲柄32(参照图1)的最小角度是180度以下,优选是15度,更优选是6度。
[0037] 第二检测装置28检测作为前侧的车轮的前轮16 (参照图1)的旋转。第二检测装 置28具备安装在前轮16的辐条16Α上的磁铁60和安装在车架12的前叉12Α上的第二检 测部62。另外,磁铁60可以安装在后轮18的辐条18Β上。这种情况下,第二检测部62安 装在车架12的横叉(于i 一 >只亍4 ;chain stay)上。第二检测部62通过螺栓及螺母、 或绑合具(Ay卜'')等固定在车架12上。以下的说明中,第二检测部62是检测前轮16的 旋转的结构,但是对于第二检测部62对后轮18的旋转进行检测的情况来说,仅是将前轮16 置换成后轮18,所以其说明省略。
[0038] 第二检测部62由未图示的线缆与控制装置70电连接。第二检测部62对应前轮 16的旋转将第二信号S2发送给控制装置70。第二检测部62是所谓的车速传感器。第二 检测部62具备输出与相对磁铁60的相对位置的变化对应的值的元件64和根据元件64的 输出计算每单位时间的行驶距离(以下称作"车速V")的车速计算部66。
[0039] 元件64输出以前轮16(参照图1)旋转一周为一个周期的信号。即、第二检测部 62可检测的前轮16的最小角度是360度。曲柄32旋转一周中可检测的最小角度比前轮 16旋转一周中可检测的最小角度小。
[0040] 车速计算部66通过每单位时间的前轮16 (参照图1)的转速乘以预先存储的前 轮16 (参照图1)的周长(以下称作"周长L")来计算车速。第二检测部62将包含与车速 V有关的信息的第二信号S2输出给控制装置70。另外,也能够使用前轮16(参照图1)的 直径或半径计算车速V。这种情况下,前轮16(参照图1)的直径或半径预先存储在第二检 测部62。
[0041] 变速状态检测装置68检测变速装置24当前的变速状态。变速状态检测装置68可 以设于马达单元48,也可以设于变速控制装置22。变速状态检测装置68输出与变速位置、 即变速比γ有关的信息。变速状态检测装置68检测马达单元48中的电动马达或减速装 置的规定部分的旋转角度、变速器50的规定位置的旋转角度等。变速状态检测装置68由 电位计或包含磁铁和检测该磁铁的磁传感器的检测装置等构成。变速状态检测装置68电 连接在控制装置70上。
[0042] 驱动力传感器30检测施加给曲柄32 (参照图1)的人力驱动力。驱动力传感器30 输出包含与人力驱动力对应的信号的第三信号S3。驱动力传感器30可以设置在图1所示 的曲柄轴40至前链轮34之间,也可以设置在曲柄轴40或前链轮34上,也可以设置在曲柄 臂42或踏板44上。驱动力传感器30例如能够使用应变传感器、磁应变传感器、光学传感 器和压力传感器等实现,只要是输出对应施加给曲柄臂42或踏板44的人力驱动力的信号 的传感器,任意传感器都能够采用。
[0043] 如图2所示,控制装置70具备第二转速计算部72、转速比较部74、驱动力计算部 76、选择值设定部78、变速判定部80、存储部84和马达控制部82。控制装置70包含CPU等 计算处理装置、存储软件的存储器而构成,能够实现多个功能。第二转速计算部72、转速比 较部74、驱动力计算部76、选择值设定部78、变速判定部80以及马达控制部82表现控制装 置70的功能。控制装置70可以包含多个计算处理装置,也可以包含多个微型计算机。第 二转速计算部72中输入第二信号S2。转速比较部74和选择值设定部78中输入第一信号 Sl〇
[0044] 第二转速计算部72基于来自第二检测部62的第二信号S2、有关前轮16 (参照图 1)的周长L的信息、以及此时的变速比γ来推定曲柄32的第二转速NB。具体地,第二转 速计算部72通过将含于第二信号S2的车速V除以前轮16的周长L以及变速比γ来计算 第二转速ΝΒ。第二转速计算部72将第二转速ΝΒ输出给转速比较部74。变速比γ与变速 状态检测装置68的检测结果的关系预先对应起来,例如对应关系存储在存储器中。第二转 速计算部72根据变速状态检测装置68的检测结果使用所对应的变速比γ来计算或者使 用函数来求算变速比γ。
[0045] 前轮16(参照图1)的转速有时比曲柄32的转速乘以变速比γ所得的值大。例 如下坡等行驶时曲柄32停止的情况下前轮16仍在旋转。因此,基于第二检测部62的输出 计算的第二转速NB有时表示比第一转速ΝΑ大的值。另外,前轮16旋转一周中可检测的最 小角度比曲柄32旋转一周中可检测的最小角度大,所以第二转速ΝΒ的计算发生延迟,所计 算的第二转速ΝΒ有时表示比第一转速ΝΑ大的值。第二转速ΝΒ相当于曲柄32和前轮16 同步旋转时的曲柄32的转速、即曲柄32的最大转速。
[0046] 转速计算部74比较含于第一信号S1中的信息所表示的第一转速ΝΑ以及含于从 第二转速计算部72输出的信号的信息所表示的第二转速ΝΒ。转速比较部74对选择值设定 部78输出第一转速ΝΑ和第二转速ΝΒ中哪个为大。驱动力计算部76基于来自驱动力传感 器30的第三信号S3计算人力驱动力Τ,将人力驱动力Τ输出给选择值设定部78。在选择 值设定部78中输入第一转速ΝΑ和第二转速ΝΒ。选择值设定部78基于转速比较部74的比 较结果和人力驱动力Τ或者仅基于转速比较部74的比较结果,将第一转速ΝΑ或第二转速 ΝΒ设定作为选择值Ν,将选择值Ν输出给变速判定部80。
[0047] 控制装置70切换基于第一信号S1控制变速器50的第一控制状态和基于第二信 号S2控制变速器50的第二控制状态。控制装置70基于第一转速ΝΑ、第二转速ΝΒ以及人 力驱动力Τ切换第一控制状态和第二控制状态。
[0048] 参照图3,说明控制装置70对控制状态的切换处理。 在步骤S11中,第二转速计算部72基于车速V计算第二转速ΝΒ。接着,在步骤S12中, 选择值设定部78比较第一转速ΝΑ和第二转速ΝΒ,当第一转速ΝΑ为第二转速ΝΒ以上时,进 入步骤S13,将第一转速ΝΑ设定成选择值Ν。另外,在前一次的切换处理中第一转速ΝΑ被 设定成选择值Ν时,选择值Ν维持第一转速ΝΑ。在前一次的切换处理中第二转速ΝΒ设定成 选择值Ν时,选择值Ν从第二转速ΝΒ变更为第一转速ΝΑ,控制状态从第二控制状态切换为 第一控制状态。
[0049] 在步骤S12中当第二转速ΝΒ比第一转速ΝΑ大时,选择值设定部78进入步骤S14, 判定人力驱动力Τ是否为规定值ΤΧ以上。人力驱动力Τ为规定值ΤΧ以上时进入步骤S15, 将第一转速ΝΑ设定成选择值Ν。另外,在前一次的切换处理中第一转速ΝΑ被设定成选择值 Ν时,选择值Ν维持第一转速ΝΑ。在前一次的切换处理中第二转速ΝΒ设定成选择值Ν时, 选择值Ν从第二转速ΝΒ变更为第一转速ΝΑ,控制状态从第一控制状态切换为第二控制状 ??τ 〇
[0050] 在步骤S14中人力驱动力Τ小于规定值ΤΧ时,选择值设定部78进入步骤S16,将 第二转速ΝΒ设定成选择值Ν。另外,在前一次的切换处理中第二转速ΝΒ设定成选择值Ν 时,选择值Ν维持第二转速ΝΒ。在前一次的切换处理中第一转速ΝΑ设定成选择值Ν时,选 择值Ν从第一转速ΝΑ变更为第二转速ΝΒ,控制状态从第二控制状态切换为第一控制状态。 规定值ΤΧ例如选择INm~3Nm之间的值。
[0051] 图2所示的变速判定部80基于在选择值设定部78中设定的选择值N将升档信号 或降档信号输出给马达控制部82。变速判定部80能够读入存储部84中存储着的第一判 定值NX和第二判定值NY。第一判定值NX和第二判定值NY是阈值。变速判定部80当选 择值N为第一判定值NX以上时输出升档信号,当选择值N为第二判定值NY以下时输出降 档信号。另外,第一判定值NX优选选择第二判定值NY以上的值。第一判定值NX例如选择 65rpm~70rpm,第二判定值例如选择60rpm~65rpm的值。
[0052] 第一判定值NX和第二判定值NY被设定作为用于以选择值N成为规定的曲柄转速 或规定范围的曲柄转速的方式控制变速器50的值。换言之,变速判定部80当基于第一信 号S1控制变速器50时,以第一转速NA成为规定的曲柄转速或规定范围的曲柄转速的方式 控制变速器50。另外,变速判定部80当基于第二信号S2控制变速器50时,以第二转速NB 成为规定的曲柄转速或规定范围的曲柄转速的方式控制变速器50。
[0053] 参照图4,说明由变速判定部80执行的变速处理的顺序。 变速判定部80在步骤S21中判定选择值N是否为第一判定值NX以上。选择值N为第 一判定值NX以上时,在步骤S22中生成升档信号,并输出给马达控制部82。
[0054] 变速判定部80当在步骤S21中选择值N为小于第一判定值NX时,在步骤S23中 判定选择值N是否为第二判定值NY以下。选择值N为第二判定值NY以下时,变速判定部 80在步骤S24中生成降档信号,并输出给马达控制部82。变速判定部80当在步骤S23中 选择值N比第二判定值NY大时,对马达控制部82既不输出升档信号也不输出降档信号。
[0055] 图2所示的马达控制部82基于从变速判定部80输出的信号或从变速控制装置22 输入的信号控制马达单元48。马达控制部82当升档信号被输入时对马达单元48的驱动电 路(省略图示)输出用于使变速装置24的变速级升档的控制信号SA。马达控制部82当被 输入降档信号时,对马达单元48的
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