驱动单元以及电动辅助自行车的制作方法
【专利摘要】本发明提供驱动单元以及电动辅助自行车，能够高精度地检测用于电动辅助自行车的辅助控制的扭矩检测部、曲柄旋转检测部和马达旋转检测部的各检测部的故障。驱动单元（40）具备：与踏板（33、34）连接的曲轴（41）；检测电动马达（41）的旋转的马达旋转检测部（68）；检测在曲轴（41）产生的扭矩的扭矩检测部（57）；检测曲轴（41）的旋转的曲柄旋转检测部（58）；以及基于马达旋转检测部（68）、扭矩检测部（57）和曲柄旋转检测部（58）各自的检测结果，检测马达旋转检测部（68）、扭矩检测部（57）和曲柄旋转检测部（58）中的至少一个发生故障的传感器故障检测部（106）。
【专利说明】驱动单元以及电动辅助自行车
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过电动马达的驱动力来辅助骑车人的踏板踏力的驱动单元以及电动辅助自行车。
【背景技术】
[0002]已知有以下电动辅助自行车:由扭矩检测部检测在与踏板一起旋转的曲轴上产生的扭矩，并使用该检测结果来控制电动马达，由此辅助骑车人的踏板踏力。在这样的电动辅助自行车中，在例如专利文献I中所公开的那样，当骑车人使踏板旋转时通过张力计检测在曲轴上产生的扭矩作为踏力。
[0003]如此，在检测在曲轴上产生的扭矩的结构中，在检测扭矩的扭矩检测部发生故障的情况下，无法根据骑车人的踏板踏力进行适当的辅助控制。
[0004]对此，例如专利文献2中所公开的那样，已知有以下电动辅助自行车:设置检测踏板的转速的转速传感器，比较从该转速传感器得到的转速传感器信号和从扭矩传感器得到的扭矩传感器信号来检测各传感器的状态。具体而言，在该电动辅助自行车中，将基于从踏板的转速传感器得到的转速传感器信号决定的第一踏板驱动状态与基于从扭矩传感器得到的扭矩传感器信号决定的第二踏板驱动状态进行比较，在两者不同的情况下，输出错误信号。
[0005]在如上述的专利文献2的结构中，在扭矩传感器和转速传感器中的任一个发生故障的情况下，输出错误信号。即，根据专利文献2的结构，能够检测扭矩传感器和转速传感器的故障。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利文献专利第3412412号公报；
[0009]专利文献2:国际公开第2011 / 138138号。
【发明内容】
[0010]然而，在电动辅助自行车中，作用在曲轴的踏板踏力不一定与曲轴的旋转对应。即，存在在踏板踏力是零的状态下曲轴旋转的情况或在曲轴不旋转的状态下踏板踏力产生的情况。前者的情况例如考虑在下坡等中与轮胎的旋转对应地曲轴经由链条也产生旋转的情况。另外，后者的情况例如考虑在停止的状态下骑车人将脚踩在踏板上的情况。
[0011 ] 如此，根据电动辅助自行车的状态，根据踏板踏力求出的踏板驱动状态和根据曲轴求出的踏板驱动状态不一定一致。因此，如上述的专利文献2那样，当基于所谓的从与踏板的转速相关的转速传感器信号得到的第一踏板驱动状态和从扭矩传感器信号得到的第二踏板驱动状态不一致的判定结果判定为各传感器的故障时，故障判定的精度有可能降低。
[0012]如以上那样，在以往的结构中，无法高精度地检测用于电动辅助自行车的辅助控制的各传感器(扭矩检测部、曲旋转检测部和马达旋转检测部等)的故障。
[0013]本发明的目的在于提供一种能够高精度地检测用于电动辅助自行车的辅助控制的扭矩检测部、曲柄旋转检测部、以及马达旋转检测部的各检测部的故障的驱动单元以及电动辅助自行车。
[0014]本发明的一实施方式所涉及的驱动单元是通过电动马达的驱动力辅助骑车人的踏板踏力的驱动单元。该驱动单元具备:曲轴，所述曲轴与踏板连接；马达旋转检测部，所述马达旋转检测部检测所述电动马达的旋转；扭矩检测部，所述扭矩检测部检测所述产生在曲轴的扭矩；曲柄旋转检测部，所述曲柄旋转检测部检测所述曲轴的旋转；以及传感器故障检测部，所述传感器故障检测部基于所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部各自的检测结果，检测所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中至少一个发生故障。
[0015]在本发明的一实施方式所涉及的驱动单元中，能够高精度地检测用于电动辅助自行车的辅助控制的扭矩检测部、曲柄旋转检测部和马达旋转检测部的各检测部的故障。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是示出实施方式I所涉及的电动辅助自行车的简要结构的右侧视图；
[0017]图2是示出实施方式I所涉及的电动辅助自行车的驱动单元和从动链轮的简要结构的图；
[0018]图3是图2中的III — III线截面图；
[0019]图4是示意性地示出实施方式I所涉及的电动辅助自行车的动力传递和信号传递的路径的框图；
[0020]图5是示出实施方式I涉及的电动辅助自行车的传感器故障检测部的简要结构的框图；
[0021]图6是示出实施方式I涉及的电动辅助自行车的传感器故障判定流程的图；
[0022]图7是示出传感器故障判定后的处理流程的图；
[0023]图8是示出实施方式2涉及的电动辅助自行车的传感器故障判定流程的图；
[0024]图9是示出实施方式3涉及的电动辅助自行车的传感器故障检测部的简要结构的框图；
[0025]图10是示出实施方式3涉及的电动辅助自行车的传感器故障判定流程的图；
[0026]图11是示出实施方式4涉及的电动辅助自行车的传感器故障判定流程的图；
[0027]图12是示出实施方式5涉及的电动辅助自行车的传感器故障检测部的简要结构的框图；
[0028]图13是示出实施方式5涉及的电动辅助自行车的传感器故障判定流程的图。
[0029]标号说明
[0030]I电动辅助自行车
[0031]22后轮(驱动轮)
[0032]33、34 踏板
[0033]40 驱动单元
[0034]41 曲轴[0035]46链条(动力传递部件)
[0036]55单向离合器(曲柄侧单向离合器)
[0037]57扭矩检测部
[0038]58曲柄旋转检测部
[0039]68马达旋转检测部
[0040]85单向离合器(马达侧单向离合器)
[0041]104辅助力运算部(辅助控制部)
[0042]106、120、130传感器故障检测部
[0043]107存储器(存储部)
[0044]109显示控制部
[0045]113曲柄旋转估计部
[0046]114转速比较部
[0047]115故障判定部
[0048]121计时器(时间计测部)
[0049]150显示装置
【具体实施方式】
[0050]以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。此外，各图中的结构部件的尺寸并非忠实地表示实际的结构部件的尺寸和各构成部件的尺寸比率等。
[0051]在以下的说明中，前方、后方、左侧和右侧意味从握车把23并坐在电动辅助自行车I的座24上的骑车人观察的前方、后方、左侧和右侧。
[0052][实施方式I]
[0053](电动辅助自行车的整体构成)
[0054]在图1中示出实施方式I涉及的电动辅助自行车I的简要结构。在图2中示出电动辅助自行车I的驱动单元40和从动链轮45的简要结构。如后所述，该电动辅助自行车I通过从电动马达61 (参照图3)输出的驱动力来辅助由骑车人踩踏踏板33、34 (参照图1)而得到的踏板踏力。即，电动辅助自行车I除了一般的自行车的结构以外还具有用于辅助踏板踏力的驱动机构。
[0055]如图1所示，电动辅助自行车I具有在前后方向上延伸的车身框架11。另外，电动辅助自行车I具有前轮21、后轮22、车把23、座24、以及驱动单元40。
[0056]车身框架11具有头管12、下框架13、座框架14、托架15 (参照图2)、一对后下叉16和一对后上叉17。如图1所示，头管12配置在电动辅助自行车I的前部。头管12连接有向后方延伸的下框架13的前方侧。座框架14与下框架13的后方侧连接着，并从该下框架13的后端部向上方且向斜后方延伸。
[0057]如图2所示，托架15安装在下框架13的后方侧。在托架15的后方侧，以从左右夹后轮22的方式连接有一对后下叉16。如图1所示，一对后上叉17各自的一个端部与各后下叉16连接。另外，一对后上叉17各自的另一端部与座框架14连接。
[0058]在头管12旋转自如地插入立管25。在立管25的上端部固定车把23。在该车把23安装有用于对骑车人显示与辅助控制相关的信息的显示装置150。在立管25的下端部固定前叉26。在前叉26的下端部通过车轴27将前轮21可旋转地支承。
[0059]在圆筒状的座框架14的内部插入有座管28。在座管28的上端部设置有座24。
[0060]如图1和图2所示，在一对后下叉16的后端部通过车轴29将后轮22可旋转地支承。在后轮22的右侧与车轴29同轴地设置有从动链轮45。从动链轮45经由单向离合器92 (参照图4)来与后轮22连结。
[0061]如图2所示，在托架15通过多个紧固配件30来固定驱动单元40。关于驱动单元40的结构在后面叙述。如图1和图2所示，在驱动单元40的后述的驱动链轮42和设置于后轮22的从动链轮45上缠绕环状的链条46。以覆罩驱动单元40和链条46的方式来在车身框架11上安装链条罩47 (参照图1)。链条罩47包括主罩48和副罩49。主罩48覆罩驱动链轮42的右侧并在前后方向上延伸。副罩49覆罩驱动单元40的后部的右侧。
[0062]如图1所示，在后述的驱动单元40的曲轴41的两端部安装有曲柄臂31、32。在曲柄臂31、32的前端部分别安装有踏板33、34。
[0063]如图1所示，在座框架14的后方配置有用于向后述的驱动单元40的电动马达61供应电力的电池单元35。电池单元35具有未图示的电池和电池控制部。电池是能够充电放电的充电电池。电池控制部控制电池的充电放电并且监控该电池的输出电流和剩余容量
坐寸ο
[0064]图3是示出驱动单元40的简要结构的截面图。该图3是图2中的III 一 III线截面图。
[0065]如图3所示，驱动单元40具有:主体部51、曲轴41、驱动链轮42、驱动力产生部60、辅助链轮43、链条张紧器86、以及控制装置100 (参照图1和图4)。另外，驱动单元40具有:马达旋转检测部68、扭矩检测部57、以及曲柄旋转检测部58。
[0066]主体部51具有从左右相互组合的第一壳体部52和第二壳体部53。第一壳体部52和第二壳体部53通过多个紧固配件54被相互固定(参照图2和图3)。主体部51通过上述的紧固配件30被安装在托架15上。
[0067]如图3所示，曲轴41在左右方向上贯通主体部51，并且能够旋转地被该主体部51的前端部支承。曲轴41相对于第一壳体部52和第二壳体部53经由多个轴承能够旋转地被支承。在曲轴41的一侧设置有与该曲轴41 一体旋转的近似圆筒状的内部部件55a。如上所述，由于在曲轴41的两端部连接曲柄臂31、32，因此通过骑车人踩踏踏板33、34而曲轴41旋转。
[0068]驱动链轮42安装在内部部件55a的外周面的右端部。曲轴41、内部部件55a和驱动链轮42被相互同轴地配置。
[0069]在曲轴41的轴方向中央部分与该曲轴41同轴状地配置近似圆筒状的旋转部件56。旋转部件56的右端部经由圆筒形状的滑动轴承71被曲轴41支承。旋转部件56的左端部通过例如花键构造与曲轴41连接。由此，旋转部件56与曲轴41 一体地旋转。
[0070]与旋转部件56同轴地配置有扭矩检测部57。扭矩检测部57包括例如磁致伸缩式的扭矩传感器。在扭矩检测部57是磁致伸缩式的扭矩传感器的情况下，扭矩检测部57具有与旋转部件56的外周面对置配置的线圈。这样的结构的扭矩检测部57检测旋转部件56的变形来作为线圈的电压变化，由此来检测曲轴41的扭矩。扭矩检测部57将与检测的扭矩对应的信号输出到后述的控制装置100 (参照图4)。控制装置100基于从扭矩检测部57输出的信号来控制后述的电动马达61。此外，扭矩检测部57只要是能够检测踏板踏力的结构即可，也可以具有磁致伸缩式的扭矩传感器以外的结构。
[0071]以连结旋转部件56和内部部件55a的方式来将单向离合器55 (曲柄侧单向离合器)的近似圆筒状的外部部件55b与曲轴41同轴地配置。外部部件55b的左端部和旋转部件56的右端部通过例如花键构造连接。由此，外部部件55b与旋转部件56 —体地旋转。
[0072]以只将单向的旋转力从外部部件55b朝内部部件55a传递的方式，通过例如棘轮构造来连接外部部件55b的右端部和内部部件55a的左端部。由此，从外部部件55b朝内部部件55a传递前转方向(从右侧观察为顺时针方向)的旋转力。但是，不从外部部件55b朝内部部件55a传递后转方向(从右侧观察为逆时针方向)的旋转力。
[0073]通过该结构，在骑车人以使电动辅助自行车I前进的方式踩踏踏板33、34而使曲轴41旋转的情况下，骑车人的踏板踏力从曲轴41经由旋转部件56和外部部件55b传递至内部部件55a。因而，内部部件55a和驱动链轮42前转。另一方面，在骑车人使曲轴41后转的情况下，不将该旋转从外部部件55b朝内部部件55a传递。因而，内部部件55a和驱动链轮42不后转。
[0074]如图3所示，在单向离合器55的外部部件55b的外周面上配置有近似圆筒形状的磁铁58a。在与该磁铁58a的外周面的一部分对置的位置配置有具备霍尔元件的编码器58b。编码器58b通过树脂制的支承部件58c保持在第二壳体部53的内表面上。编码器58b检测由配置在外部部件55b的外周面上的磁铁58a产生的磁场的变化。由此,能够对与外部部件55b连接的曲轴41的旋转进行检测。即，利用磁铁58a和编码器58b构成检测曲轴41的旋转的曲柄旋转检测部58。当编码器58b检测到磁铁58a的磁场的变化时，该曲柄旋转检测部58输出脉冲信号。
[0075]驱动力产生部60在第一壳体部52和第二壳体部53内配置在相比曲轴41靠后方的位置。驱动力产生部60具有电动马达61、输出轴81和齿轮82。
[0076]电动马达61基于从后述的控制装置100输出的控制信号产生用于辅助电动辅助自行车I的行驶的辅助驱动力。另外，以根据辅助模式使辅助电动辅助自行车I的行驶的辅助驱动力变化的方式控制电动马达61。
[0077]电动马达61具有定子62、转子63和旋转轴64。定子62固定于第二壳体部53。在第二壳体部53以覆罩电动马达61的左侧的方式安装有马达罩65。旋转轴64贯通转子63并且固定于该转子63。经由滚动轴承66、67将旋转轴64以能够旋转的方式支承于第二壳体部53和马达罩65。在旋转轴64的右端部形成有齿轮槽64a。
[0078]另外，虽然没有特别地进行图示，但是在电动马达61的附近配置有后述的控制装置100。在本实施方式中，虽然在电动马达61的附近配置有控制装置100，但是并不限定于此，也可以在其它部位配置控制装置100。
[0079]另外，虽然没有特别地进行图示，但是在电动马达61设置有用于检测转子63的旋转的马达旋转检测部68(参照图4)。该马达旋转检测部68具有检测电动马达61的转子63的旋转的编码器。该编码器是为了用于控制电动马达61的旋转而一般设置于该电动马达61的编码器。即，在本实施方式中使用的编码器具有与以往的一般的编码器同样的结构。
[0080]如图3所示，在相比曲轴41靠后方的位置处，输出轴81以能够旋转的方式支承于主体部51。具体而言，输出轴81经由滚动轴承83、84以能够旋转的方式支承于第一壳体部52和第二壳体部53。
[0081]在滚动轴承83和滚动轴承84之间与输出轴81同轴地配置有齿轮82。齿轮82与形成在电动马达61的旋转轴64的齿轮槽64a啮合。由此，由电动马达61产生的辅助驱动力从旋转轴64传递至齿轮82，该齿轮82旋转。在本实施方式中，以旋转轴64前转的方式配置电动马达61。因而，齿轮82借助从旋转轴64传递的辅助驱动力而后转。
[0082]在齿轮82和输出轴81之间设置有单向离合器85 (马达侧单向离合器)。单向离合器85构成为从齿轮82朝输出轴81传递后转方向的旋转力而不传递前转方向的旋转力。
[0083]在输出轴81的右端部与该输出轴81同轴地配置有辅助链轮43。例如通过花键构造将辅助链轮43和输出轴81相互连接在一起。由此，由驱动力产生部60产生的辅助驱动力从输出轴81传递至辅助链轮43。因此,辅助链轮43后转。
[0084]在第一壳体部52的右侧面的后端部配置有链条张紧器86。如图2所示，链条张紧器86的一端侧经由拉伸弹簧87与第一壳体部52连接。另外，链条张紧器86的另一端侧通过支承螺栓88以能够相对于第一壳体部52旋转的方式与第一壳体部52连接。在链条张紧器86设置有能够相对于支承螺栓89旋转的张紧链轮90。在该张紧链轮90以向后方按压该张紧链轮90的方式卷挂有链条46 (动力传递部件)。因而，通过链条张紧器86将链条46调整为适当的张力。
[0085]控制装置100进行电动辅助自行车I的辅助控制，并且将各种信息显示于显示装置150。如图4所示，控制装置100具有:踏板踏力检测部101、曲柄旋转位置检测部102、马达转速检测部103、辅助力运算部104 (辅助控制部)、马达控制部105、传感器故障检测部106、存储器107、过去异常履历确认部108和显示控制部109。
[0086]踏板踏力检测部101、马达转速检测部103、辅助力运算部104、马达控制部105和传感器故障检测部106当进行基于电动马达61的辅助控制时进行动作。踏板踏力检测部101、曲柄旋转位置检测部102、马达转速检测部103和传感器故障检测部106当检测到扭矩检测部57、曲柄旋转检测部58和马达旋转检测部68中任一个发生故障时进行动作。显示控制部109当使显示装置150显示各种信息时进行动作。对于控制装置100的详细情况将在后面加以叙述。
[0087](辅助控制)
[0088]在图4中以框图示出在电动辅助自行车I中进行基于电动马达61的辅助控制时的信号的授受和动力的传递。在该图4中，用虚线箭头表示进行辅助控制时的信号的授受，并且以实线箭头表示动力的传递。另外，在图4中的符号之中，与在图1至图3所示的符号相同的符号表不在电动辅助自行车I中的相同的结构。
[0089]通过由控制装置100根据骑车人的踏板踏力驱动控制电动马达61来实现电动辅助自行车I中的辅助控制。即，控制装置100基于从检测曲轴41的扭矩的扭矩检测部57输出的信号来检测骑车人的踏板踏力。另外，控制装置100根据检测到的踏板踏力来控制电动马达61的输出。进而，控制装置100也考虑检测曲轴41的扭矩的扭矩检测部57、检测该曲轴41的旋转的曲柄旋转检测部58和检测电动马达61的旋转的马达旋转检测部68中任一个有无故障而控制电动马达61的输出。
[0090]如上所述，控制装置100具有踏板踏力检测部101、曲柄旋转位置检测部102、马达转速检测部103、辅助力运算部104、马达控制部105、传感器故障检测部106、存储器107、过去异常历史确认部108和显示控制部109。
[0091]踏板踏力检测部101基于由扭矩检测部57检测到的曲轴41的扭矩求出骑车人的踏板踏力。曲柄旋转位置检测部102基于由曲柄旋转检测部58检测到的曲轴41的旋转求出该曲轴41的转速。马达转速检测部103基于由马达旋转检测部68检测到的电动马达61的旋转求出该电动马达61的转速。
[0092]辅助力运算部104基于由踏板踏力检测部101检测到的踏板踏力求出电动马达61所需要的驱动力。另外，在后述的传感器故障检测部106检测到任一个检测部发生故障的情况下，辅助力运算部104以抑制或停止辅助控制的方式算出电动马达61的驱动力。虽然省略了详细的说明，但是辅助力运算部104根据进行电动辅助自行车I的辅助控制的辅助模式算出电动马达61的驱动力。
[0093]马达控制部105以电动马达61输出由辅助力运算部104求出的必要的驱动力的方式控制该电动马达61的驱动。另外，马达控制部105根据由马达转速检测部103检测到的电动马达61的转速控制电动马达61的驱动。
[0094]传感器故障检测部106基于从踏板踏力检测部101、曲柄旋转位置检测部102和马达转速检测部103分别输出的信号检测扭矩检测部57、曲柄旋转检测部58和马达旋转检测部68中的任一个是否发生故障。
[0095]具体而言，在通过扭矩检测部57检测曲轴41的扭矩产生，通过马达旋转检测部68检测电动马达61的旋转的情况下，当通过曲柄旋转检测部68检测到曲轴41的旋转停止或与所估计的曲轴41的转速不同的转速时，传感器故障检测部106判定为任一个检测部发生故障。这样，由于在电动马达61旋转的状态下，电动马达61经由齿轮82和单向离合器85与链条46 —起旋转，因此如果在曲轴41产生扭矩，则该曲轴41应当以与根据电动马达61的转速估计的转速同等的转速进行旋转。因此，在这样的条件下，当根据曲柄旋转检测部58的检测结果得到的曲轴41的转速与上述所估计的转速不同时，扭矩检测部57、曲柄旋转检测部58和马达旋转检测部68中的任一个发生故障。
[0096]如图5所示，传感器故障检测部106具有踏力判定部111、马达旋转判定部112、曲柄旋转估计部113、转速比较部114和故障判定部115。
[0097]踏力判定部111判定由踏板踏力检测部101求出的踏板踏力是否大于阈值。该阈值被设定为能够根据扭矩检测部57的检测精度判别骑车人踩踏踏板33、34而对曲轴41赋予踏板踏力的踏板踏力。
[0098]马达旋转判定部112判定由马达转速检测部103求出的电动马达61的转速是否是零。即，马达旋转判定部112判定电动马达61是否旋转。不仅在电动马达61驱动的情况下，而且在电动马达61伴随着链条46的旋转而旋转的情况下，马达旋转判定部112判定为电动马达61旋转。另外，当电动马达61的旋转在预定旋转以上的情况下，马达旋转判定部112也可以判定为该电动马达61旋转。
[0099]曲柄旋转估计部113基于由马达转速检测部103求出的电动马达61的转速估计曲轴41的转速。像这样基于电动马达61的转速能够估计曲轴41的转速的理由如下所述。
[0100]如图2所示，在本实施方式的电动辅助自行车I中，经由单向离合器55与曲轴41连接的驱动链轮42和设置于输出电动马达61的旋转的输出轴81的辅助链轮43经由链条46朝后轮22传递驱动力。另外，如图4所示，链条46的旋转经由后轮22的车轴29 (驱动轴)、变速机构91、单向离合器92传递至后轮22。变速机构91和单向离合器92安装于后轮22的侧方。通过设置在车把23的未图示的变速操作器93来操作变速机构91。
[0101]在电动马达61和输出轴81之间设置有如上所述的齿轮82 (减速器)和单向离合器85 (马达侧单向离合器)。在曲轴41和驱动链轮42之间设置有单向离合器55 (曲柄侧单向离合器)。通过这些结构，在只将电动马达61和曲轴41的单向旋转传递至链条46，并且在曲轴41和输出轴81产生扭矩的情况下，曲轴41和输出轴81同步旋转。
[0102]在这样的结构中，电动马达61的转速和曲轴41的转速相差电动马达61的减速比的量(除了齿轮82的减速比以外，也考虑到驱动链轮42和辅助链轮43的径的比的减速比)。即，能够根据电动马达61的转速并使用电动马达61的减速比估计曲轴41的转速。
[0103]转速比较部114比较由曲柄旋转估计部113求出的曲轴41的估计转速(以下，也称作估计曲柄转速)和由曲柄旋转位置检测部102求出的曲轴41的转速(以下，也称作检测曲柄转速)。当检测曲柄转速与估计曲柄转速不同时，转速比较部114输出异常检测信号。
[0104]当从转速比较部114输出异常检测信号时，故障判定部115判定为扭矩检测部57、曲柄旋转检测部58和马达旋转检测部68中的任一个发生故障。在判定为扭矩检测部57、曲柄旋转检测部58和马达旋转检测部68中的任一个发生故障的情况下，故障判定部115输出故障信号。对上述的辅助力运算部104、后述的存储器107、过去异常历史确认部108和显示控制部109输出该故障信号。
[0105]在从传感器故障检测部106输出故障信号的情况下,存储器107存储该故障信号所包含的信息(输出故障信号的时间等)。在从传感器故障检测部106输出故障信号的情况下，过去异常历史确认部108确认存储器107所存储的故障信息。在从传感器故障检测部106输出故障信号的情况下，显示控制部109将故障信息与由过去异常历史确认部108确认的过去的故障信息一起显示于显示装置150。
[0106](传感器故障判定)
[0107]接着，在具有上述那样的结构的电动辅助自行车I中，基于图6所示的流程对传感器故障检测部106判定为扭矩检测部57、曲柄旋转检测部58和马达旋转检测部68中的任一个发生故障的传感器故障判定进行说明。
[0108]当如图6所示的开始传感器故障判定流程时(开始)，首先，在步骤SA1，通过踏力判定部111判定由踏板踏力检测部101求出的踏板踏力是否大于阈值。在通过踏力判定部111判定为踏板踏力大于阈值的情况(“是”的情况)下，向步骤SA2前进，判定电动马达61是否旋转。另一方面，在步骤SA1，在判定为踏板踏力在阈值以下的情况(“否”的情况)下，向步骤SA6前进，判定为各检测部正常，完成(结束)该流程。
[0109]另外，踏板踏力的阈值被设定为考虑到扭矩检测部57的检测精度，在不受噪声等的影响的范围内能够判别由骑车人对曲轴4赋予踏板踏力的最小值。
[0110]在步骤SA2中，基于马达旋转检测部68的检测结果通过马达旋转判定部112判定在马达转速检测部103求出的电动马达61的转速是否是零，即电动马达61是否旋转。
[0111]在步骤SA2中，在判定为电动马达61旋转的情况(“是”的情况)下，向步骤SA3前进，通过曲柄旋转估计部113基于电动马达61的转速求出曲轴41的估计转速(估计曲柄转速)。另一方面，在步骤SA2中，在判定为电动马达61不旋转的情况(“否”的情况)下，向步骤SA6前进，判定为各检测部正常，完成(结束)该流程。[0112]在步骤SA3中求出估计曲柄转速之后，在步骤S4中通过转速比较部114判定估计曲柄转速是否与根据曲柄旋转检测部58的检测结果求出的检测曲柄转速不同。在估计曲柄转速与检测曲柄转速不同的情况(“是”的情况)下，在接下来的步骤SA5中判定为任一个检测部的异常，完成(结束)该流程。另一方面，在步骤SA4中，在判定为估计曲柄转速与检测曲柄转速相同的情况(“否”的情况)下，向步骤SA6前进，判定为各检测部正常，完成(结束)该流程。
[0113]这样，在本实施方式的传感器故障判定流程在中，在对曲轴41作用大于阈值的较大的踏板踏力而电动马达61旋转的情况下，如果估计曲柄转速与检测曲柄转速不同，则判定为传感器故障。
[0114]当在图6所示的流程中判定为传感器故障的情况(异常判定的情况)下，在控制装置100内，根据图7所示的流程进行处理。
[0115]当如图7所示的流程开始时(开始)，在步骤SBl中，传感器故障检测部106对辅助力运算部104输出用于抑制在辅助控制中的辅助比率(相对于骑车人的踏板踏力的电动马达61的驱动力的比)或停止辅助控制的信号。
[0116]在接下来的步骤SB2中，传感器故障检测部106对显示控制部109输出用于使显示装置150显示异常发生的信号。此时，传感器故障检测部106也可以对过去异常历史确认部108输出用于确认异常历史的信号，还可以对显示控制部109输出用于使显示装置150也一并显示过去的异常历史的信号。
[0117]接着，在步骤SB3中，传感器故障检测部106对存储器107输出用于记录异常信息的信号。即，传感器故障检测部106对存储器107输出包含异常信息的异常信号并将该异常信息存储于存储器107。
[0118]在以上的各步骤结束之后，完成(结束)该流程。
[0119]在本实施方式中，电动辅助自行车I具备:曲轴41，所述曲轴41与踏板33、34连接；马达旋转检测部68，所述马达旋转检测部68检测电动马达61的旋转；扭矩检测部57，所述扭矩检测部57检测在曲轴41产生的扭矩；曲柄旋转检测部58，所述曲柄旋转检测部58检测曲轴41的旋转；传感器故障检测部106，所述传感器故障检测部106基于马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58各自的检测结果来检测马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中至少一个发生故障。由此，当在电动辅助自行车I中进行辅助控制时，能够检测作为重要的传感器的曲柄旋转检测部58、马达旋转检测部68和扭矩检测部57中的任一个发生故障。
[0120]在本实施方式中，传感器故障检测部106使用扭矩检测部57的检测结果、以及马达旋转检测部68的检测结果与曲柄旋转检测部58的检测结果的比较结果，检测马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中至少一个发生故障。由此，能够检测马达旋转检测部68的检测结果和曲柄旋转检测部58的检测结果中的任一个不同。因而，能够容易地检测马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。另外，检测结果意味着从扭矩检测部57、马达旋转检测部68和曲柄旋转检测部58输出的输出信号。
[0121]在本实施方式中，传感器故障检测部106将马达旋转检测部68的检测结果和曲柄旋转检测部58的检测结果换算成电动马达61的转速、曲轴41的转速和电动马达61的减速比中的任一个并进行比较。由此，能够容易地比较马达旋转检测部68的检测结果和曲柄旋转检测部58的检测结果。
[0122]另外，在上述实施方式中，虽然基于由马达旋转检测部68检测到的电动马达61的转速求出估计曲柄转速，但是也可以基于由曲柄旋转检测部58检测到的曲轴41的转速算出电动马达61的估计转速，还可以基于电动马达61的转速和曲轴41的转速算出齿轮82的估计减速比。在求出齿轮82的估计减速比的情况下，只要对该估计减速比与齿轮82的实际的减速比进行比较即可。
[0123]在本实施方式中，传感器故障检测部106构成为，当通过马达旋转检测部68检测到电动马达61的旋转、通过扭矩检测部57检测到踏板踏力的产生时，基于曲柄旋转检测部58的检测结果，判定马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个是否发生故障。由此，能够高精度地检测马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个的故障。
[0124]作为本实施方式的变形例，传感器故障检测部106也可以构成为，当通过曲柄旋转检测部58检测到曲轴41的旋转、通过扭矩检测部57检测到扭矩的产生时，基于马达旋转检测部68的检测结果，判定马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个是否发生故障。
[0125]在本实施方式中，马达旋转检测部68构成为能够检测电动马达61的转速。曲柄旋转检测部58构成为能够检测曲轴41的转速。传感器故障检测部106具有:曲柄旋转估计部113，所述曲柄旋转估计部113基于由马达旋转检测部68检测到的电动马达61的转速来估计曲轴41的转速；转速比较部114，所述转速比较部114比较由曲柄旋转检测部58检测到的曲轴41的转速和由曲柄旋转估计部113估计出的曲轴41的转速；故障判定部115，在通过马达旋转检测部68检测到电动马达61的旋转、通过扭矩检测部57检测到踏板踏力的产生、通过转速比较部114判定为曲轴41的转速的检测值与估计值存在差的情况下，所述故障判定部115判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。
[0126]由此，能够实现可以高精度地检测马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个的故障的结构。
[0127]在本实施方式中，电动辅助自行车I还具备:后轮22，所述后轮22由曲轴41的旋转驱动力和电动马达61的旋转驱动力的合力驱动；链条46，所述链条46对后轮22传递曲轴41和电动马达61各自的旋转驱动力；单向离合器55，所述单向离合器55设置在曲轴41和链条46之间，仅允许从曲轴41向链条46的动力传递；单向离合器85，所述单向离合器85设置在电动马达61和链条46之间，仅允许从电动马达61向链条46的动力传递。
[0128]在这样的结构中，曲轴41和电动马达61分别通过单向离合器55、85仅单向地旋转。另外，曲轴41和电动马达61通过链条46旋转。由此，能够根据电动马达61的转速容易地估计曲轴41的转速。
[0129]在本实施方式中，还具备根据踏板踏力进行使电动马达61驱动的辅助控制的辅助力运算部104。在传感器故障检测部106检测到马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障的情况下，辅助力运算部104抑制或停止所述辅助控制。由此，能够根据各检测部的故障来抑制或停止电动辅助自行车I的辅助控制。[0130]在本实施方式中，电动辅助自行车I还具备:显示装置150,所述显示装置150针对骑车人的显示信息；以及显示控制部109，在传感器故障检测部106检测到马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障的情况下，所述显示控制部109将该检测结果作为故障信息显示于显示装置150。由此，当各检测部发生故障时，能够将故障信息显示于显示装置150而通知给骑车人。
[0131]在本实施方式中，电动辅助自行车I还具备存储器107，在传感器故障检测部106检测到马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障的情况下，所述存储器107将该检测结果作为故障信息加以存储。由此，能够累积与各检测部的故障相关的故障信息。
[0132][实施方式2]
[0133]在图8中示出实施方式2所涉及的电动辅助自行车的传感器故障判定流程。在该实施方式2的传感器故障判定流程中，在将根据曲柄旋转检测部58的检测结果求出的曲轴41的转速相对于估计转速与预定的范围的值进行比较这一点与实施方式I的故障判定流程不同。在以下的说明中，对与实施方式I相同的结构标注相同的符号并省略说明，仅对与实施方式I不同的结构进行说明。
[0134]图8所示的流程中的步骤SCl?SC3、SC6、SC7分别与实施方式I的图6所示的流程的步骤SAl?SA3、SA5、SA6相同。因此，省略与步骤SCl?SC3、SC6、SC7的各步骤相干的详细说明。
[0135]在图8所示的流程中，在踏板踏力大于阈值(在步骤SCl中为“是”的情况)且电动马达61旋转的情况(在步骤SC2中为“是”的情况)下，在SC3中算出曲轴41的估计转速(以下，也称作“估计曲柄转速”)。然后，在步骤SC4中，判定从在步骤SC3中求出的估计曲柄转速减去下侧转速幅度(转速的减少侧的变动幅度)而得的值是否大于根据曲柄旋转检测部58的检测结果求出的曲轴41的转速(以下，也称作“检测曲柄转速”)。在该步骤SC4中，对在估计曲柄转速考虑了电动马达61和曲轴41的转速的误差(检测误差或转速的变动等)的转速与检测曲柄转速进行比较。即，在步骤SC4中，当在估计曲柄转速考虑到误差的情况下，判定在该转速的范围内是否包含检测曲柄转速。
[0136]在步骤SC4中，在判定为从估计曲柄转速减去下侧转速幅度而得的值大于检测曲柄转速的情况(为“是”的情况)下，向步骤SC6前进并判定为传感器的异常。即，在步骤SC4中为“是”的情况下，由于在对估计曲柄转速考虑误差的转速的范围内不包含检测曲柄转速，因此判定为传感器异常。
[0137]另一方面，在步骤SC4中，当判定从估计曲柄转速减去下侧转速幅度而得的值在检测曲柄转速以下的情况(为“否”的情况)下，向步骤SC5前进。在该步骤SC5中，判定在步骤SC3中求出的估计曲柄转速加上上侧转速幅度(转速的増加侧的变动幅度)而得的值是否小于检测曲柄转速。该步骤SC5也与上述的步骤SC4相同，判定在对估计曲柄转速考虑电动马达61和曲轴41的转速的误差(检测误差或转速的变动等)的转速的范围内是否包含检测曲柄转速。
[0138]在步骤SC5中，在判定为对估计曲柄转速加上上侧转速幅度而得的值小于检测曲柄转速的情况(为“是”的情况)下，向步骤SC6前进并判定为传感器异常。
[0139]另一方面，在判定为对估计曲柄转速加上上侧转速幅而得的值在检测曲柄转速以上的情况(为“否”的情况)下，在对估计曲柄转速考虑了正侧以及负侧的误差的预定范围(预定值)内包含检测曲柄转速。因此，向步骤SC7前进并判定为各检测部正常。
[0140]这样，通过判定检测曲柄转速相对于估计曲柄转速是否包含在预定的范围内，能够降低因电动马达61和曲轴41的转速的误差等而引起的误判定。即，即便在电动马达61和曲轴41的转速变动的情况下，也能够高精度地进行传感器故障判定。
[0141]在本实施方式中，马达旋转检测部68构成为能够检测电动马达61的转速。曲柄旋转检测部58构成为能够检测曲轴41的转速。传感器故障检测部106具有:曲柄旋转估计部113，所述曲柄旋转估计部113基于由马达旋转检测部68检测到的电动马达61的转速来估计曲轴41的转速；转速比较部114，所述转速比较部114比较由曲柄旋转检测部58检测到的曲轴41的转速和由曲柄旋转估计部113估计出的曲轴41的转速；以及故障判定部115，在通过马达旋转检测部68检测到电动马达61的旋转、通过扭矩检测部57检测到踏板踏力的产生、通过转速比较部114判定为曲轴41的转速的检测值与估计值的差大于预定值的情况下，所述故障判定部115判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。
[0142]由此，能够实现可以高精度地检测马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个的故障的结构。即，即使在利用马达旋转检测部68和曲柄旋转检测部58分别进行检测时产生误差等的情况下，也能够不受该影响便对曲轴41的转速的检测值与曲轴41的转速的估计值进行比较。因而，能够高精度地进行基于故障判定部115的传感器故障判定。
[0143]在本实施方式中，虽然传感器故障检测部106具有曲柄旋转估计部113和转速比较部114，但并不限定于此。作为本实施方式的第一变形例，传感器故障检测部106也可以具有第一换算部、第二换算部和第一转速比较部。第一换算部将由马达旋转检测部68检测到的电动马达61的转速换算成电动马达61的转速、曲轴41的转速和电动马达61的减速比中的任一个数值。第二换算部将由曲柄旋转检测部58检测到的曲轴41的转速换算成电动马达61的转速、曲轴41的转速和电动马达61的减速比中的与第一换算部所换算的数值相同种类的数值。另外，第一转速比较部比较基于第一换算部的换算值和基于第二换算部的换算值。而且，在由马达旋转检测部68检测到电动马达61的旋转、由扭矩检测部57检测到踏板踏力的产生、由第一转速比较部判定为基于第一换算部的换算值与基于第二换算部的换算值的差大于预定值的情况下，故障判定部115判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。
[0144]另外，作为本实施方式的第二变形例，传感器故障检测部106也可以具有第三换算部、第四换算部和第二转速比较部。第三换算部将由曲柄旋转检测部58检测到的曲轴41的转速换算成电动马达61的转速、曲轴41的转速和电动马达61的减速比中的任一个数值。第四换算部将由马达旋转检测部68检测到的电动马达61的转速换算成与第三换算部所换算的数值相同种类的数值。第二转速比较部比较基于第三换算部的换算值和基于第四换算部的换算值。在由曲柄旋转检测部58检测到曲轴41的旋转、由扭矩检测部57检测到踏板踏力的产生、由第二转速比较部判定为基于第三换算部的换算值与基于第四换算部的换算值的差大于预定值的情况下，故障判定部115判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。[0145][实施方式3]
[0146]在图9中示出实施方式3所涉及的电动辅助自行车的传感器故障检测部120的简要结构。该实施方式3的结构在传感器故障检测部120具有对异常检测时间进行计时的计时器121和检测时间判定部122这一点与实施方式I的结构不同。对与实施方式I相同的结构标注相同的符号并省略说明，仅对与实施方式I不同的结构进行说明。
[0147]如图9所示，传感器故障检测部120具有计时器121 (时间计测部)和检测时间判定部122。传感器故障检测部120除了具有计时器121和检测时间判定部122以外，与实施方式I的传感器故障检测部106的结构相同。
[0148]在踏板踏力大于阈值且电动马达61旋转的情况下，计时器121对判定为曲轴41的估计转速(以下，也称作“估计曲柄转速”)与根据曲柄旋转检测部58的检测结果求出的曲轴41的转速(以下，也称作“检测曲柄转速”)不同的时间(以下，也称作“异常检测时间”)进行计时。即，计时器121对在实施方式I中判断为异常的状态以何种程度持续进行计时。
[0149]另外，在判定为各检测部在正常范围内的情况下，计时器121重置所计时的时间。
[0150]检测时间判定部122判定由计时器121计时的异常检测时间是否大于预定时间。另外，该预定时间被设定为考虑检测误差等而判定为各检测部的异常的时间。
[0151](传感器故障判定)
[0152]在图10中示出本实施方式的结构的传感器故障判定流程。在图10中，步骤SDl?SD4、SD7、SD9分别与实施方式I的图6所示的流程的步骤SAl?SA4、SA5、SA6相同。因此，省略与步骤SDl?SD3、SD7、SD9的各步骤相关的详细说明。
[0153]在图10所示的流程中，在踏板踏力大于阈值(在步骤SDl中为“是”的情况)且电动马达61旋转的情况(在步骤SD2中为“是”的情况)下，判定估计曲柄转速是否与检测曲柄转速不同(步骤SD4)。
[0154]在步骤SD4中，在判定为估计曲柄转速与检测曲柄转速不同的情况(为“是”的情况)下，向接下来的步骤SD5前进并利用计时器121对进行所述判定的期间的时间(异常检测时间)进行计时。
[0155]另一方面，当在步骤SD4中判定为估计曲柄转速与检测曲柄转速相同的情况(为“否”的情况)下，在向步骤SD8前进并重置了计时器121的计时之后，在步骤SD9中判定为各检测部正常。然后，完成(结束)该流程。
[0156]另外，当在步骤SDl中判定为踏板踏力在阈值以下的情况(为“否”的情况)以及在步骤SD2中判定为电动马达61不旋转时(为“否”的情况)下，在向步骤SD8前进并重置了计时器121的计时之后，在步骤SD9中判定为各检测部正常。然后，完成(结束)该流程。
[0157]在步骤SD5中利用计时器121对异常检测时间进行计时之后，在步骤SD6中，利用检测时间判定部115判定所计时的异常检测时间是否长于预定时间。该预定时间被设定为考虑检测误差等而判定为各检测部的异常的时间。
[0158]当在步骤SD6中判定为异常检测时间长于预定时间的情况(为“是”的情况)下，向步骤SD7前进并判定为各检测部的异常。另一方面，当判定为异常检测时间在预定时间以下的情况(为“否”的情况)下，在向步骤SD8前进并重置了计时器121之后，在步骤SD9中判定为任一个检测部均正常。然后，完成(结束)流程。
[0159]这样，即使在踏板踏力大于阈值且电动马达61旋转，检测曲柄转速与估计曲柄转速不同的情况下，通过判定该状态是否比预定时间长地持续，也能够更高精度地进行传感器的故障判定。即，通过本实施方式的结构，即使在因各检测部的检测误差等而导致从该各检测部输出的输出值变动等情况下，也能够降低检测部的故障判定的偏差。因而，与实施方式I的结构相比，能够高精度地进行传感器故障判定。
[0160]在本实施方式中，传感器故障检测部120还具有计时器121，所述计时器121对由马达旋转检测部68检测电动马达61的旋转、由扭矩检测部57检测踏板踏力的产生、由转速比较部114判定为产生曲轴41的转速的差的时间进行计测。在由计时器121计测的时间长于预定时间的情况下，障判定部115判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。
[0161]由此，即使在从各检测部输出的输出值暂时变动等情况下，当未在预定时间以上持续输出如上所述的各检测部的检测结果时，也不判定为各检测部的故障。因而，能够高精度地检测各检测部的故障。
[0162][实施方式4]
[0163]在图11中示出实施方式4所涉及的电动辅助自行车的传感器故障判定流程。在该实施方式4的传感器故障判定流程中，在利用实施方式3的计时器121和检测时间判定部122对在实施方式2中判定为异常的状态持续的时间(异常检测时间)进行计时，根据该结果来各判定检测部的异常的有无这一点上与实施方式2的传感器故障判定流程不同。在以下的说明中，对与实施方式2相同的结构标注相同的符号并省略说明，仅对与实施方式2不同的结构进行说明。
[0164]图11所示的流程中的步骤SEl?SE5、SE8、SE10分别与实施方式2的图8所示的流程的步骤SCl?SC5、SC6、SC7相同。因此，省略与步骤SEl?SE5、SE8、SElO的各步骤相关的详细说明。
[0165]在图11所示的流程中，当踏板踏力大于阈值(在步骤SEl中为“是”的情况)且电动马达61旋转的情况(在步骤SE2中为“是”的情况)下，判定从曲轴41的估计转速(以下，也称作“估计曲柄转速”)减去下侧转速幅度而得的值是否大于根据曲柄旋转检测部58的检测结果求出的曲轴41的转速(以下，也称作“检测曲柄转速”)(步骤SE4)。
[0166]在步骤SE4中，在判定为从估计曲柄转速减去下侧转速幅度而得的值大于检测曲柄转速的情况(为“是”的情况)下，向步骤SE6前进并由计时器121对该判定持续的时间(异常检测时间)进行计时。
[0167]另一方面，在步骤SE4中，在判定为从估计曲柄转速减去下侧转速幅度而得的值在检测曲柄转速以下的情况(为“否”的情况)下，向步骤SE5前进。在该步骤SE5中，与实施方式2的图8所示的步骤SC5相同，判定对估计曲柄转速加上上侧转速幅度而得的值是否小于检测曲柄转速。
[0168]在步骤SE5中，在判定为对估计曲柄转速加上上侧转速幅度而得的值小于检测曲柄转速的情况(为“是”的情况)下，向步骤SE6前进并由计时器121对该判定时间(异常检测时间)进行计时。
[0169]另一方面，在步骤SE5中，当对估计曲柄转速加上上侧转速幅度而得的值在检测曲柄转速以上的情况(为“否”的情况)下，向步骤SE9前进并重置计时器121。然后，在步骤SElO中，判定为各检测部正常，完成(结束)该流程。[0170]另外，即使当在步骤SEl中判定为踏板踏力在阈值以下的情况(为“否”的情况)以及在步骤SE2中判定为电动马达61不旋转的情况(为“否”的情况)下，在向步骤SE9前进并重置计时器121的计时之后，在步骤SElO中判定为各检测部正常。然后，完成(结束)该流程。
[0171]在步骤SE6中利用计时器121对异常检测时间进行计时之后，在接下来的步骤SE7中，利用检测时间判定部122判定在步骤SE6中计时的异常检测时间是否长于预定时间。在判定异常检测时间长于预定时间的情况(为“是”的情况)下，向步骤SE8前进并判定为各检测部异常，完成(结束)该流程。
[0172]另一方面，在步骤SE7中，在判定为异常检测时间在预定时间以下的情况(为“否”的情况)下，在向步骤SE9前进并重置计时器121之后，判定为各检测部正常(步骤SE10)，完成(结束)该流程。
[0173]这样，通过将根据曲柄旋转检测部58的检测结果求出的曲轴41的转速与对曲轴41的估计转速考虑了转速的误差等的估计转速的范围进行比较，与实施方式2相同，能够提高传感器的异常判定的精度。
[0174]而且，与实施方式3相同，即使检测到电动辅助自行车I的异常状态，当异常检测时间不长于预定时间时，不判定为各检测部的异常。因此，即使当因各检测部的检测误差等而从该各检测部输出的输出值变动时，也能够降低传感器故障判定的偏差。
[0175]因而，根据本实施方式，能够更高精度地进行传感器故障判定。
[0176]在本实施方式中，传感器故障检测部120还具有计时器121，所述计时器121对由马达旋转检测部68检测电动马达61的旋转、由扭矩检测部57检测踏板踏力的产生、由转速比较部114判定为曲轴41的转速的差大于预定值的时间进行计测。在由计时器121计测的时间长于预定时间的情况下，故障判定部115判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。
[0177]由此，与实施方式2相同，即使在利用马达旋转检测部68和曲柄旋转检测部58分别进行检测时产生误差等的情况下，也能够不受该影响便对曲轴41的转速的检测值与曲轴41的转速的估计值进行比较。因而，能够高精度地进行根据故障判定部115的传感器故障判定。
[0178]而且，与实施方式3相同，即使在从各检测部输出的输出值暂时变动情况下等，当未在预定时间以上持续输出如上所述的各检测部的检测结果时，不判定为各检测部的故障。因而，能够高精度地检测各检测部的故障。
[0179]另外，在本实施方式中，虽然传感器故障检测部106具有曲柄旋转估计部113和转速比较部114，但并不限定于此。与实施方式2的第一变更例相同地，传感器故障检测部106可以具有第一换算部、第二换算部、第一转速比较部。在该情况下，传感器故障检测部106具有第一时间计测部。第一时间计测部对由马达旋转检测部68检测电动马达61的旋转、由扭矩检测部57检测踏板踏力的产生、由第一转速判定为基于比较部第一换算部的换算值和基于第二换算部的换算值的差大于预定值的时间进行计测。在由第一时间计测部计测的时间长于预定时间的情况下，故障判定部115判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。
[0180]另外，与实施方式2的第二变形例相同地，传感器故障检测部106可以具有第三换算部、第四换算部、第二转速比较部。在该情况下，传感器故障检测部106具有第二时间计测部。第二时间计测部对由曲柄旋转检测部58检测曲轴41的旋转、由扭矩检测部57检测踏板踏力的产生、由第二转速比较部判定为根据第三换算部的换算值与根据第四换算部的换算值的差大于预定值的时间进行计测。在由第二时间计测部计测的时间长于预定时间的情况下，故障判定部115判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。
[0181][实施方式5]
[0182]在图12中示出实施方式5所涉及的电动辅助自行车的传感器故障检测部130的简要结构。该实施方式5的结构在代替曲柄旋转估计部113、转速比较部114和检测时间判定部122而具有脉冲间隔估计部131和脉冲间隔比较部132这一点上与实施方式3的结构不同。在以下的说明中，对与实施方式3相同的结构标注相同的符号并省略说明，仅对与实施方式3不同的结构进行说明。
[0183]如图12所示，传感器故障检测部130具有:踏力判定部111、马达旋转判定部112、脉冲间隔估计部131、脉冲间隔比较部132、计时器121和故障判定部115。由于踏力判定部
111、马达旋转判定部112和计时器121与实施方式2的传感器故障检测部120相同，因此省略详细的说明。
[0184]脉冲间隔估计部131基于由马达转速检测部103求出的电动马达61的转速来估计从曲柄旋转检测部58输出的脉冲信号的间隔。该脉冲信号是求出曲轴41的转速时所使用的信号。脉冲信号的间隔与曲轴41的转速成反比例。即，脉冲间隔估计部131与在实施方式2中的曲柄旋转估计部113相同，基于电动马达61的转速来估计曲轴41的转速。
[0185]脉冲间隔比较部132将由脉冲间隔估计部131求出的估计脉冲间隔(基准值)与由计时器121计时的异常检测时间进行比较。具体而言，脉冲间隔比较部132判定所述异常检测时间是否大于所述估计脉冲间隔。另外，本实施方式中的异常检测时间意味着在由踏板踏力检测部101求出的踏板踏力在踏力阈值以上且利用马达转速检测部103求出的电动马达61的转速在转速阈值以上的情况下，曲柄旋转位置检测部102不检测曲轴41的正旋转(自行车前进时的曲轴41的旋转)的时间。另外，估计脉冲间隔也可以是固定值。
[0186]在利用脉冲间隔比较部132判定为异常检测时间大于估计脉冲间隔的情况下，故障判定部115判定为各检测部的异常。
[0187](传感器故障判定)
[0188]在图13中示出根据本实施方式的传感器故障检测部130的传感器故障判定流程。
[0189]当开始图13的流程时(开始)，在步骤SFl中，判定由踏板踏力检测部101求出的踏板踏力是否在踏力阈值以上。该踏力阈值与在实施方式I中的踏力的阈值相同，被设定为在不受扭矩检测部57的噪声等的影响的范围内能够判断由骑车人赋予踏板踏力的最小值。
[0190]在步骤SFl中，在判定为踏板踏力在踏力阈值以上的情况(为“是”的情况)下，向步骤SF2前进并判定电动马达61的转速是否在转速阈值以上。另一方面，在判定为踏板踏力小于踏力阈值的情况(为“否”的情况)下，在向步骤SF8前进并重置计时器121之后，在步骤SF9中判定为各检测部正常，完成(结束)该流程。
[0191]在步骤SF2中，判定由马达转速检测部103求出的电动马达61的转速是否在转速阈值以上。该转速阈值被设定为在不受马达旋转检测部68的噪声等的影响的范围内能够判断电动马达61旋转的最小值。
[0192]在步骤SF2中，在判定为电动马达61的转速在转速阈值以上的情况(为“是”的情况)下，在接下来的步骤SF3中判定是否由曲柄旋转位置检测部102检测到曲轴41的正旋转。另一方面，在判定为电动马达61的转速小于转速阈值的情况(为“否”的情况)下，在向步骤SF8前进并重置计时器121之后，在步骤SF9中判定为各检测部正常，完成(结束)该流程。
[0193]在步骤SF3中，基于从曲柄旋转检测部58输出的脉冲信号来判定曲轴41是否正旋转。即，曲柄旋转检测部58例如构成为在曲轴41正旋转的情况下输出脉冲信号。因此，曲柄旋转位置检测部102能够通过检测从曲柄旋转检测部58输出的脉冲信号来判定曲轴41的正旋转。
[0194]在步骤SF3中，在未检测到曲轴41的正旋转的情况(为“是”的情况)下，向步骤SF4前进并由计时器121对进行该判定的时间(异常检测时间、未输出时间)进行计时。另一方面，在检测到曲轴41的正旋转时(为“否”的情况)下，在向步骤SF8前进并重置计时器121之后，在步骤SF9中判定为各检测部正常，完成(结束)该流程。
[0195]在步骤SF4中对异常检测时间进行计时之后，在接下来的步骤SF5中，利用脉冲间隔估计部131基于电动马达61的转速算出估计脉冲间隔(基准值)。然后，在步骤SF6中，利用脉冲间隔比较部132判定在步骤SF4中计时的异常检测时间是否大于在步骤SF5中求出的估计脉冲间隔。
[0196]当在步骤SF6中判定为异常检测时间大于估计脉冲间隔的情况(为“是”的情况)下，在向步骤SF7前进并判定为各检测部异常之后，完成(结束)该流程。另一方面，在判定为异常检测时间在估计脉冲间隔以下的情况(为“否”的情况)下，在向步骤SF9前进并判定为各检测部正常之后，完成(结束)该流程。
[0197]这样，通过使用从曲柄旋转检测部58输出的脉冲信号的间隔进行传感器故障判定，与求出曲轴41的转速的情况相比，能够以简单的结构进行传感器故障判定。即，通过使用脉冲间隔，能够直接与由计时器121计时的异常检测时间进行比较，因此也可以不像其它实施方式那样求出曲轴41的转速。因此，能够通过更单纯的算法来进行传感器故障判定。
[0198]而且，与实施方式3、4相同，由于对异常检测时间进行计时，因此即使根据来自各检测部的输出检测异常状态，当异常检测时间不长于预定时间时，也不判定为传感器故障。因此，即使当因各检测部的检测误差等而从该各检测部输出的输出值变动时，也能够降低传感器故障判定的偏差。
[0199]因而，能够高精度且容易地进行传感器故障判定。
[0200]在本实施方式中，当换算成电动马达61的转速和曲轴41的转速中的任一个转速的曲柄旋转检测部58的检测结果比换算成所述一者的转速的马达旋转检测部68的检测结果慢并且利用扭矩检测部57检测到扭矩的产生的情况下，传感器故障检测部130判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。S卩，如本实施方式那样，当踏板踏力在踏力阈值以上，从曲柄旋转检测部58输出的脉冲信号的间隔大于从电动马达61的转速求出的估计脉冲间隔的情况下，判定为任一个检测部发生故障。[0201]在本实施方式中，曲柄旋转检测部58输出与曲轴41的旋转对应的脉冲信号。当由马达旋转检测部68检测电动马达61的旋转、由扭矩检测部57检测扭矩的产生的情况下，传感器故障检测部130基于从曲柄旋转检测部58输出的脉冲信号来判定马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个是否发生故障。由此，如上述的各实施方式那样，即使不根据由马达旋转检测部68检测到的电动马达61的转速估计曲轴41的转速，也能够使用从曲柄旋转检测部58输出的脉冲信号来进行传感器故障判定。因而，能够减小控制装置的计算负荷，因此能够容易地进行传感器故障判定。
[0202]在本实施方式中，传感器故障检测部130具有:脉冲间隔估计部131，所述脉冲间隔估计部131基于马达旋转检测部68的输出结果来估计从曲柄旋转检测部58输出的脉冲信号的输出间隔；脉冲间隔比较部132，所述脉冲间隔比较部132对在从曲柄旋转检测部58输出脉冲信号之后没有输出下一个脉冲信号的未输出时间与利用脉冲间隔估计部131估计出的脉冲信号的输出间隔进行比较；以及故障判定部115，在利用脉冲间隔比较部132判定为所述未输出时间大于所述所估计的脉冲信号的间隔的情况下，所述故障判定部115判定为马达旋转检测部68、扭矩检测部57和曲柄旋转检测部58中的至少一个发生故障。由此，能够进行使用了从曲柄旋转检测部58输出的脉冲信号的传感器故障判定。
[0203](其它实施方式)
[0204]以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是上述的实施方式不过是用于实施本发明的例示而已。因此，本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内适当变形上述的实施方式并加以实施。
[0205]在所述各实施方式中，在判定为踏板踏力大于阈值，电动马达61旋转的情况下，传感器故障检测部106、120、130进行与曲轴41的转速相关的判定。但是，传感器故障检测部可以以任意顺序进行踏板踏力的有无的判定、电动马达61的旋转的有无的判定和与曲轴41的转速相关的判定。
[0206]在所述各实施方式中，传感器故障检测部106、120、130基于由马达旋转检测部68检测到的电动马达61的转速进行与曲轴41的转速相关的判定。但是，传感器故障检测部也可以基于曲轴41的转速进行与电动马达61的转速相关的判定。
【权利要求】
1.一种驱动单元，通过电动马达的驱动力辅助骑车人的踏板踏力，所述驱动单元具备: 曲轴，所述曲轴与踏板连接； 马达旋转检测部，所述马达旋转检测部检测所述电动马达的旋转； 扭矩检测部，所述扭矩检测部检测在所述曲轴产生的扭矩； 曲柄旋转检测部，所述曲柄旋转检测部检测所述曲轴的旋转；以及传感器故障检测部，所述传感器故障检测部基于所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部各自的检测结果，检测所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
2.根据权利要求1所述的驱动单元，其中， 所述传感器故障检测部使用所述扭矩检测部的检测结果、以及所述马达旋转检测部的检测结果与所述曲柄旋转检测部的检测结果的比较结果，检测所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
3.根据权利要求2所述的驱动单元，其中， 所述传感器故障检测部将所述马达旋转检测部的检测结果和所述曲柄旋转检测部的检测结果换算成所述电动马达的转速、所述曲轴的转速和所述电动马达的减速比中的任一个并进行比较。
4.根据权利要求3所述的驱动单元，其中， 在换算成所述电动马达的转 速和所述曲轴的转速中的任一者的转速的所述曲柄旋转检测部的检测结果比换算成所述一者的转速的所述马达旋转检测部的检测结果慢、并且利用所述扭矩检测部检测到所述扭矩的产生的情况下，所述传感器故障检测部判定为所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
5.根据权利要求1所述的驱动单元，其中， 在利用所述马达旋转检测部检测到所述电动马达的旋转、利用所述扭矩检测部检测到所述扭矩的产生的情况下，所述传感器故障检测部基于所述曲柄旋转检测部的检测结果判定是否所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
6.根据权利要求5所述的驱动单元，其中， 所述马达旋转检测部构成为能够检测所述电动马达的转速， 所述曲柄旋转检测部构成为能够检测所述曲轴的转速， 所述传感器故障检测部具有: 第一换算部，所述第一换算部将利用所述马达旋转检测部检测到的所述电动马达的转速换算成所述电动马达的转速、所述曲轴的转速和所述电动马达的减速比中的任一个的数值； 第二换算部，所述第二换算部将利用所述曲柄旋转检测部检测到的所述曲轴的转速换算成与所述第一换算部所换算的数值相同种类的数值； 第一转速比较部，所述第一转速比较部对基于所述第一换算部的换算值与基于所述第二换算部的换算值进行比较；以及 故障判定部，在利用所述马达旋转检测部检测到所述电动马达的旋转、利用所述扭矩检测部检测到所述踏板踏力的产生、利用所述第一转速比较部判定为基于所述第一换算部的换算值与基于所述第二换算部的换算值的差大于预定值的情况下，所述故障判定部判定为所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
7.根据权利要求6所述的驱动单元，其中， 所述传感器故障检测部还具有第一时间计测部，所述第一时间计测部对利用所述马达旋转检测部检测到所述电动马达的旋转、利用所述扭矩检测部检测到所述踏板踏力的产生、利用所述第一转速比较部判定为基于所述第一换算部的换算值与基于所述第二换算部的换算值的差大于所述预定值的时间进行计测， 在利用所述第一时间计测部计测出的时间长于预定时间的情况下，所述故障判定部判定为所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
8.根据权利要求1所述的驱动单元，其中， 在利用所述曲柄旋转检测部检测到所述曲柄的旋转、利用所述扭矩检测部检测到所述扭矩的产生的情况下，所述传感器故障检测部基于所述马达旋转检测部的检测结果判定是否所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
9.根据权利要求8所述的驱动单元，其中， 所述曲柄旋转检测部构成为能够检测所述曲轴的转速， 所述马达旋转检测部构成为能够检测所述电动马达的转速， 所述传感器故障检测部具有: 第三换算部，所述第三换算`部将利用所述曲柄旋转检测部检测到的所述曲轴的转速换算成所述电动马达的转速、所述曲轴的转速和所述电动马达的减速比中的任一个的数值；第四换算部，所述第四换算部将利用所述马达旋转检测部检测到的所述电动马达的转速换算成与所述第三换算部所换算的数值相同种类的数值； 第二转速比较部，所述第二转速比较部对基于所述第三换算部的换算值与基于所述第四换算部的换算值进行比较；以及 故障判定部，在利用所述曲柄旋转检测部检测到所述曲柄的旋转、利用所述扭矩检测部检测到所述踏板踏力的产生、利用所述第二转速比较部判定为基于所述第三换算部的换算值与基于所述第四换算部的换算值的差大于预定值的情况下，所述故障判定部判定为所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
10.根据权利要求9所述的驱动单元，其中， 所述传感器故障检测部还具有第二时间计测部，所述第二时间计测部对利用所述曲柄旋转检测部检测到所述曲轴的旋转、利用所述扭矩检测部检测到所述踏板踏力的产生、利用所述第二转速比较部判定为基于所述第三换算部的换算值与基于所述第四换算部的换算值的差大于所述预定值的时间进行计测， 在利用所述第二时间计测部计测到的时间长于预定时间的情况下，所述故障判定部判定为所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的驱动单元，其中， 所述驱动单元还具备:驱动轮，所述驱动轮通过所述曲轴的旋转驱动力和所述电动马达的旋转驱动力的合力来驱动； 动力传递部件，所述动力传递部件对所述驱动轮传递所述曲轴和所述电动马达各自的旋转驱动力； 曲柄侧单向离合器，所述曲柄侧单向离合器设置在所述曲轴和所述动力传递部件之间，仅允许从所述曲轴向所述动力传递部件的动力传递；以及 马达侧单向离合器，所述马达侧单向离合器设置在所述电动马达和所述动力传递部件之间，仅允许从所述电动马达向所述动力传递部件的动力传递。
12.根据权利要求1所述的驱动单元，其中， 所述曲柄旋转检测部输出与所述曲轴的旋转相应的脉冲信号， 在利用所述马达旋转检测部检测到所述电动马达的旋转、利用所述扭矩检测部检测到所述扭矩的产生的情况下，所述传感器故障检测部基于从所述曲柄旋转检测部输出的脉冲信号判定是否所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部及所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
13.根据权利要求12所述的驱动单元，其中， 所述传感器故障检测部具有: 脉冲间隔估计部，所述脉冲间隔估计部基于所述马达旋转检测部的输出结果估计从所述曲柄旋转检测部输出的脉冲信号的输出间隔； 脉冲间隔比较部，所述脉冲间隔比较部对在从所述曲柄旋转检测部输出脉冲信号之后尚未输出下一个脉冲信号的未输出时间与利用所述脉冲间隔估计部估计出的脉冲信号的输出间隔进行比较；以及` 故障判定部，在利用所述脉冲间隔比较部判定为所述未输出时间大于所述估计出的脉冲信号的间隔的情况下，所述故障判定部判定为所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的驱动单元，其中， 所述驱动单元还具备辅助控制部，所述辅助控制部根据所述踏板踏力进行使所述电动马达驱动的辅助控制， 在所述传感器故障检测部检测到所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障的情况下，所述辅助控制部抑制或停止所述辅助控制。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的驱动单元，其中， 所述驱动单元还具备: 显示装置，所述显示装置针对骑车人显示信息；以及 显示控制部，在所述传感器故障检测部检测到所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障的情况下，所述显示控制部使所述显示装置显示该检测结果作为故障信息。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的驱动单元，其中， 所述驱动单元还具备存储部，在所述传感器故障检测部检测到所述马达旋转检测部、所述扭矩检测部和所述曲柄旋转检测部中的至少一个发生故障的情况下，所述存储部将该检测结果作为故障信息进行存储。
17.—种电动辅助自行车，所述电动辅助自行车搭载有权利要求1至16中任一项所述的驱动 单元。
【文档编号】B62M6/50GK103863124SQ201310690048
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2012年12月14日
【发明者】有宗伸泰 申请人:雅马哈发动机株式会社