专利名称：电动辅助自行车中的辅助动力控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动辅助自行车的用于控制由电动马达形成的辅助动力的辅助动力控制装置。这种电动辅助自行车设有检测由人力形成的踏力的踏力检测机构、能根据踏力检测机构的检测值产生辅助动力的电动马达，这种自行车能使电动马达产生的辅助动力和人形成的踏力之比、即所谓助推比(辅助动力／踏力)发生变化。
现在已知的这种电动辅助自行车有如日本专利公报特开平7-309283号公开的，这种电动辅助自行车是这样控制电动马达动作的，即、在譬如6km／h以下的低速区域、使助推比成为比1大的值(例如3)地控制电动马达动作；在超过6km／h的中速区域、使助推比成为1。这里的助推比是指电动马达产生的辅助动力与人力形成的踏力之比。
但是，由于上述现有的电动辅助自行车是把助推比定成与踏力没关系的，因而在踏力较弱的女性和老人骑车上坡行驶时，不能得到较大的辅助动力，有时不能骑着上坡；又因为在低速、中速区域，即使踏力相同，辅助动力会因速度而不同，所以有骑车人感觉不舒服的问题。
另外，当踏力较弱的人骑车上坡时，车速必然降低，譬如降到6km／h以下的低速区域，由于这时辅助动力急剧增加，因而骑车人就会感觉不舒服。
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而作出的，其目的是提供一种电动辅助自行车的辅助动力控制装置，以便使这种电动辅助自行车能得到与踏力相适应的辅助动力，在相同的踏力下辅助动力不变化、能舒畅行驶。
本发明的另一个目的是提供一种电动辅助自行车的辅助动力控制装置，使踏力较弱的人也能舒畅容易地骑车上坡。
为了达到上述本发明第1目的而作出的权利要求1所述的电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，它是用在设有检测人的踏力的踏力检测机构、能根据踏力检测机构的检测值产生辅助动力的电动马达，能使助推比变化的电动辅助自行车中，这里的助推比是指电动马达产生的辅助动力与人的踏力之比(辅助动力／踏力)，其特征在于还设有控制器，该控制器使上述助推比按上述踏力检测机构的检测值而变化地控制电动马达动作的。
若采用这种结构，由于助推比对应于踏力进行变化，因而能得到与踏力相对应的辅助动力；由于在相同踏力下辅助动力不变化，因而能舒适地行驶。
权利要求2所述的发明是在权利要求1所述发明的结构基础上，上述控制器是这样控制电动马达的动作，即、在踏力检测机构的检测值是设定值以上时，将上述助推比定为1；但在不满上述设定值时，将上述助推比取成比1大的值。由此，踏力较弱的人能得到较大辅助动力，而对踏力较强的人、辅助动力不会过分增大；在相同踏力下辅助动力不变化。
权利要求3所述的发明是在权利要求1所述发明的结构基础上，上述控制器是这样控制电动马达的动作，即、随着踏力检测机构的检测值变大、使比1大的助推比渐增。由此，无论是踏力较弱的人，还是踏力较弱的人都能实现与踏力相对应的辅助动力增大；在相同的踏力下辅助动力不变化。
权利要求4所述的发明是在权利要求2所述发明的结构基础上，上述控制器是这样控制电动马达的动作，即、在踏力检测机构的检测值是比上述设定值大的极大设定值以上时，将助推比减少到比1小。这样，避免作为踏力和辅助动力之和的合力变得过分大，能得到适合自行车的合力，能使电动马达产生的辅助动力适合自行车。
权利要求5所述的发明是在权利要求1所述发明的结构基础上，还含有车速检测机构；上述控制器是这样控制电动马达的动作，即、在车速检测机构检测的车速在设定车速以下的低、中速区域、根据踏力检测机构的检测值、把上述助推比取成1以上的值，但是，在比上述设定的车速小的另外的设定车速以下的低速区域、随着踏力检测机构的检测值变大，将助推比定成较小。由此，在低、中速区域，由于使助推比加大，因而能舒适地行驶，而且在低速区域、踏力大时，使助推比较小，因此能防止电池消耗和电动马达过热，而且能防止发生急剧的起动。
为了达到上述第2目的而作出的如权利要求6所述的电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，它是用在设有检测人的踏力的踏力检测机构、能根据踏力检测机构的检测值产生辅助动力的电动马达，从而能使助推比产生变化的电动辅助自行车中，这里的助推比是指电动马达产生的辅助动力与人的踏力之比(辅助动力／踏力)，其特征在于设有检出行驶路面的倾斜角的倾斜角检测机构、和控制器；上述控制器是这样控制电动马达动作的，即、在倾斜角检测机构的检测值是设定值以上时，使上述助推比随着这检测值变大而变大。
若采用权利要求6所述发明，在行驶路面变成设定值以上的倾斜角度的坡道时，由于使助推比随着倾斜角而增大，因而能与行驶速度无关地使辅助动力随着踏力而增大，即使踏力较弱的人也能容易舒适地进行上坡行驶。
权利要求7所述的电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，它是用在设有检测人的踏力的踏力检测机构、能根据踏力检测机构的检测值产生辅助动力的电动马达，能使助推比变化的电动辅助自行车中，这里的助推比是指电动马达产生的辅助动力与人的踏力之比(辅助动力／踏力)，其特征在于设有检测行驶路面的倾斜角的倾斜角检测机构、车速检测机构和控制器；上述控制器是这样控制电动马达动作的，即、在上述车速检测机构(SV)的检测值是设定速度以下、并且上述倾斜角检测机构的检测值是设定角度以上的第1状态下，将上述助推比取成比1大的值，而且在第1状态以外时，将上述助推比取成1以下。
若采用权利要求7所述的发明，在车速是设定车速以下、并且倾斜角是设定倾斜角以上的上坡行驶时，由于把助推比设定成比1大，因而即使踏力较弱的人也能舒适地进行上坡行驶，而且在平坦路面上行驶时，由于助推比变成1以下，因而能避免不必要的电动马达的负荷增大，能延长电池使用寿命；在平坦路面上不会过分地加速。
权利要求8所述的电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，它是用在设有检测人的踏力的踏力检测机构、能根据踏力检测机构的检测值产生辅助动力的电动马达，能使助推比变化的电动辅助自行车中，这里的助推比是指电动马达产生的辅助动力与人的踏力之比(辅助动力／踏力)，其特征在于设有车速检测机构和控制器，上述控制器是这样控制电动马达动作的，即，在上述车速检测机构的检测值是设定速度以下、并且上述踏力检测机构的检测值是设定踏力以上的第1状态下，将上述助推比取成比1大的值，而且在第1状态以外时，将上述助推比取成1以下。
若采用权利要求8所述的发明，在车速是设定车速以下，而且踏力是设定踏力以上的上坡行驶时，由于将助推比设定成比1大，因而即使是踏力较小的人也能舒适地进行上坡；而且在平坦路面行驶时，由于助推比变成1以下，因而能避免不必要的电动马达的负荷增加，能延长电池使用寿命；而且在平坦路面上不会过分加速。
图1是本发明第1实施例的电动辅助自行车的侧视图。
图2是马达组件的纵剖侧视图，是沿图3的2-2线取得的断面图。
图3是图2的3-3线取得的剖视图。
图4是表示电动马达的控制装置的结构方框图。
图5是表示与踏力相对应的助推比的曲线图。
图6是表示与踏力相对应的辅助动力和合力的曲线图。
图7是表示第2实施例的与踏力相对应的助推比的曲线图。
图8是表示第3实施例的与踏力相对应的助推比的曲线图。
图9是表示第4实施例的与踏力相对应的助推比的曲线图。
图10是表示第5实施例的与车速和踏力相对应的助推比的曲线图。
图11是表示第6实施例的与车速和踏力相对应的助推比的曲线图。
图12是表示第7实施例中的电动马达控制装置的结构方框图。
图13是表示与倾斜角相对应的助推比的曲线图。
图14是表示第8实施例的与倾斜角和车速相对应的助推比的曲线图。
图15是表示第9实施例的与倾斜角和车速相对应的助推比的曲线图。
图16是表示第10实施例的与踏力和车速相对应的助推比的曲线图。
下面，参照着附图所示的本发明的实施例来说明本发明的实施方式。
图1～图6表示本发明的第1实施例，图1是电动辅助自行车的侧视图，图2是马达组件的纵剖侧视图、是沿图3的2-2线的剖面图，图3是沿图2的3-3线的剖面图，图4是表示电动马达的控制装置的结构方框图，图5是表示与踏力相应的助推比的曲线图，图6是表示与踏力相应的辅助动力和合力的曲线图。
在图1中，电动辅助自行车所设的车架11的前端设有前管12，前叉13能转向地支承在该前管12上，前轮WF借助支轴能转动地支承在前叉13的下端，在前叉13的上端设有操纵手柄14。在车架11的下部设置着具有电动马达15的马达组件16，在该马达组件16的后部上方、从车架11向后方延伸而且在马达组件16的后方大致水平地伸出左、右一对后叉17，在这对后叉17之间借助支轴能转动地支承着后轮WR，在这对后叉17、17…和车架11的后部之间设有左、右一对撑杆18、18。车座19能上下调整位置地装在车架11的后部，在座位19的后方固定地配置着托架20。
两端分别设有曲柄踏板21、21的曲轴22能自由回转地支承在马达组件16的壳体35上，在驱动链轮24和设置在后轮WR的车轴上的被动链轮25之间卷绕着无接头的链条26，上述驱动链轮24是能传递从曲轴22输出的动力而且能使上述电动马达15输出的辅助动力起作用的。
前筐28借助角撑板27安装在前管12上。配置在该前筐28的背面上的电池收藏箱29也安装在上述角撑板27上，用来向电动马达15供给电力的电池30能插卸下地收藏在电池收藏箱29里。
电动马达15的动作由控制器31控制，控制器31配置在马达组件16的前方、固定地支持在车架11的下部；控制器31根据骑车人的踏力和车速而对电动马达15的动作进行控制。
由罩子32覆盖车架11的大部分，在这罩子32的上部配设着主开关33，用来将电力从电池30供给控制器31和电动马达15。
由图2和图3可见，马达组件16的壳体35固定地支承在车架11的下部。与驱动链轮24结合的回转筒体36借助球轴承37能自由回转地支承在壳体35的右侧(图3的上方侧)，曲轴22的右端部借助滚针轴承38支承在上述回转筒体36上，曲轴22的左端部借助滚珠轴承39支承在壳体35的左侧(图3的下方侧)。
由曲轴22的左右两端的曲柄踏板21、21产生的踏力借助踏力传递系统40、从曲轴22传递给驱动链轮24。而安装在壳体35上的电动马达15的输出借助辅助动力传递系统41传递给主动链轮24，上述的输出是对曲柄踏板21、21引起的踏力进行助推的。
将曲轴22的动力传递给驱动链轮24用的踏力传递系统40由扭杆42和第1方向联轴器43构成，前者是与曲轴22相连接的；后者是设置在回转筒体36和扭杆42之间的。
在曲轴22上设置着沿其轴线延伸的槽44，扭杆42具有能自由回转地嵌装在上述槽44内的圆柱状轴部42a、从这轴部42a的左端(图3的下端)向两侧突出的杆部42b、从上述轴部42a的右端(图3的上端)向两侧突出的杆部42c，扭杆42是装在上述槽44上的，根据从曲轴42输入到一侧的杆部42b的踏力、使轴部42a扭曲变形就能将踏力传递给另一侧的杆部42c。
第1方向联轴器43是一般公知的结构，当踩踏曲柄踏板21、21而使曲轴22正转时，从曲轴22输出的踏力经扭杆42、第1方向联轴器43和回转筒体36而传递给驱动链轮24，但在踩踏曲柄踏板21、21而使曲轴22反转时，允许第1方向联轴器43滑移，使曲轴22反转。
内滑动体45不能相对回转、能沿轴向相对移动地支持在曲轴22的外周上，在这内滑动体45的外周上、借助多个钢球47、…能自由相对回转地支承着外滑动体46。
内滑动体45是通过凸轮与第1方向联轴器43中的联轴器内轮结合的，能摆动地支承在壳体35上的检测杆48的中间部、从上述联轴器内轮的相反侧与外滑动体46相接触。另一方面，与上述检测杆48一起构成踏力检测机构ST的行程传感器49安装在壳体35上，这行程传感器49的检测头49a与上述检测杆48的前端相抵接。在检测杆48和壳体35之间还设有压缩弹簧50，检测杆48受这弹簧50的弹力作用而与外滑动体46相接触，使外滑动体46和内滑动体45压向第1方向联轴器43的联轴器内轮侧。
根据曲柄踏板21、21输入到曲轴22的踏力输入，在扭杆42上产生扭拧时，内滑动体45克服弹簧50的弹力而沿曲轴22的轴线向图3的下方滑动，与内滑动体45一起移动的外滑动体46推压检测杆48而使其摆动，由此推压行程传感器49的检测头49a。由于这个检测头49a的行程是与扭杆42的扭动量、即与曲柄踏板21、21输入的踏力成比例，踏力检测机构ST可检测出踏力。
把电动马达15的动力传递给主动链轮24用的辅助动力传递系统41设有紧固在电动马达15的回转轴15a上的驱动齿轮52；紧固在与回转轴15a平行的第1空转轴53一端上、而且与上述驱动齿轮52啮合的第1中间齿轮54；成一体地设置在第1空转轴53上的第2中间齿轮55；与第2中间齿轮55啮合的第3中间齿轮56；与第3中间齿轮56同轴地配置的第2空转轴57；设置在第2中间齿轮56和第2空转轴57之间的第2方向联轴器58；成一体地设置在第2空转轴57上的第4中间齿轮59；成一体地设置在结合驱动链轮24的回转筒体36上、而且与第4中间齿轮59啮合的被动齿轮60。
虽然随着电动马达15的动作而产生的转矩由这样的辅助动力传递系统41被减速后传递给主动链轮24，但是当停止电动马达15的动作时，由第2方向联轴器58的作用，容许第2空转轴57空转，不会妨碍曲柄踏板21、21的踏力引起的主动链轮24的回转。
图4中、驱动电动马达15的马达驱动回路62由控制器31控制，在这控制器31上输入踏力检测机构ST的检测值和车速检测机构SV的检测值，控制器31根据踏力检测机构ST和车速检测机构SV的检测值、输出用来控制电动马达15的动作的信号。
但是，车速检测机构SV是以电动马达15形成的动力助推状态下的自行车速度为代表来检测电动马达15的回转速度的，如图2和图3所示，由磁阻63和电磁耦合线圈式传感器64构成。而且，在外周有突出部63a的磁阻63固定在电动马达15的回转轴15a上；传感器64具有能够面对地接近上述突出部63a的检测部64a，并固定在壳体35上的。
如图5所示，在控制器31里预先设定助推比，它是由电动马达15形成的辅助动力和人的踏力之比(辅助动力／踏力)；在踏力检测机构ST检测的踏力是第1设定踏力T1、譬如20kgf以下时、以及由踏力检测机构ST检测的踏力是第3设定踏力T3、譬如70kgf以上时，上述助推比是“1”；但是在超过第1设定踏力下并且未满第3设定踏力T3的范围里，比“1”大的助推比大于随着踏力而变化。
而且，在超过第1设定踏力T1并且不满第3设定踏力T3的范围内，第2设定踏力T2或者T2’所对应的助推比为峰值np、np’地设定助推力。此处的第2设定踏力T2、T2’是与女性、老人等踏力较弱的人能发挥的最大踏力相对应地任意设定的踏力。而且，助推比的峰值np、np’可以设定成这样，即，踏力和辅助动力的合力在人的踏力是最大值时、成为是助推比取为“1”场合下的合力，譬如、在人的踏力最大值是70kgf时，这时的合力为140kgf；在T2是50kgf时，np例如是“1．8”；在T2’是35kgf时，np’例如是“3”。
这样，通过确定助推比，踏力和辅助动力、合力以如图6的虚线所示地，在助推比作为一定的以前结构中，辅助动力随着踏力变化而线性地变化，而且合力也与其相对应而线性地变化；与此相对、在规定的踏力范围(超过第1设定踏力T1、但小于第3设定踏力T3的范围)内、将助推比设定成比“1”大，而且随踏力而变化的本发明的构成如实线所示地、在必要时能使辅助动力和合力增大。这时，如图6的实线所示、在踏力的范围是T2～T3时，合力线大致是一定的，而最好是像双点划线所示、稍微向右上倾斜。
下面，说明第1实施例的作用。在踏力检测机构ST的检测值是第1设定踏力T1以下和第3设定踏力T3以上时，将助推比设定成“1”，由此，可在没必要用较大的踏力踏入曲柄踏板21、21的通常行驶状态下、以及由较强踏力的人行驶时，将辅助动力控制成与以前同等程度，可以不会形成过分高速行驶地用适当的动力使自行车行进。而且在老人和妇女等踏力较弱的人发挥最大踏力时、控制电动马达15的动作，使辅助动力得到最大发挥，由此，即使踏力较弱的人也能得到与踏力较强的人相同的合力，因此踏力较弱的人也能容易地登上坡道。此外，在踏力相同时，得到相同的辅助动力，则能舒适地行驶。
图7表示本发明第2实施例，在踏力检测机构ST的检测值不满设定值TO时，例如随着踏力变大而逐渐变小地设定比“1”大的助推比；当上述检测值是在上述设定值TO以上、比上述设定值大的极大设定值TM以下的范围里时，助推比设定为“1”；在上述检测值超过上述极大设定值TM的范围里时，设定助推比从“1”随着踏力变大而逐渐变小。其中，将上述设定值T0设定为与普通人的体重大致对应的，譬如60kg·f；而极大设定值TM设定为人们能发挥的最大踏力时的最大合力的1／2，譬如最大踏力为70kg·f时，最大合力为140kg·f、而极大设定值TM为70kg·f。
而且，在没超过曲线A的范围里，上述助推比被设定成随着踏力而变化的，上述曲线A表示作为踏力和辅助动力之和的合力与人们能发挥的最大踏力一致的助推比。即、把助推比取为a、把踏力取为T、把最大合力取为140kg·f时，上述曲线A是用(a=(140-T)／T)表示的。
若采用第2实施例，在踏力较弱的人骑车时、踏力越弱的人能得到越大的辅助动力，能使无论什么人都可得到大致相等的合力；而且对踏力较强的人能得到与踏力同等的辅助动力，因而能使行驶速度不会过大；此外、对踏力极强的人、可使电动马达15产生比踏力小的辅助动力，避免合力变得过大，能得到适合自行车的合力，能使电动马达15产生的辅助动力适合于自行车。此外还能与上述第1实施例同样地、在踏力相同时可得到相同的辅助动力。
上述第2实施例中，在踏力检测机构ST的检测值不满设定值TS的范围内，可把助推比设定成使助推比相对于踏力是非线性变化、如双点划线所示、可以在特定的踏力下、助推比变大地决定助推比。
图8表示本发明的第3实施例，踏力在第1设定踏力T1以下时、将助推比设定成“1”；踏力在第3设定踏力T3以上时、将助推比设定为“3”，在超过第1设定踏力下、而且不满第3设定踏力T3的范围内，将助推比设定为在“1”～“3”范围内随着踏力线性地增大。
若采用第3实施例，则踏力较大的人也能使助推比增大而得到大的辅助动力。
本发明的第4实施例如图9所示，踏力在第3设定踏力T3以上时，将助推比设定为“3”；在不满第3设定踏力T3时，将助推比设定为在“1”～“3”的范围内、随着踏力而线性地增大。
图10表示本发明的第5实施例，助推比是根据踏力和车速设定。图10中，虚线表示踏力大时的助推比，实线表示踏力小时的助推比，但不管踏力的大小如何，在第2设定车速V2(譬如15km／h)以下的低、中速区域，将助推比设定为n(＞1)；在超过第2设定车速V2的高速区域，将助推比设定成随着车速增大而逐渐减小、在第3设定车速V3(譬如24km／h)时，助推比为“0”。
这样，通过把助推比设定成比“1”大的“n”，无论什么人都能得到大的辅助动力，能愉快地骑着自行车行驶。
但是，在低速、踏力较大时，若把助推比设定成较大，则流过大电流，有可能使电池的消耗加快，或使电动马达15过热。所以，在比第2设定车速V2小的第1设定车速V1(譬如5km／h)以下的低速区域，在踏力较小时将助推比设定成“n”为一定，与此相对地在踏力较大时将助推比设定成随着车速减少而减少，从“n”逐渐减少到“1’；如图10的双点划线所示，在低速区域的与车速减少相对应的助推比减少的比例被设定成随着踏力增大而变大。
若采用第5实施例，不仅能防止电池的消耗和电动马达15的过热，而且还可以通过把起动时的助推比设定得比较大，而消除起动时的晃荡，可平稳地进行起动；此外，在起动时即使用强力踏入，也可避免辅助动力过大，能防止急剧起动。
图11表示本发明的第6实施例，助推比是在踏力和车速确定的三维图像上设定的。在这三维图像上，基本上是踏力在0kg·f到70kg·f范围里、车速是5km／h以下时，助推比被设定为定值“3”；当车速超过5km／h、但在15km／h以下时，助推比被设定为从“3”线性地变成“1”；当车速超过15km／h、在24km／h以下时，助推比被设定为从“1”线性地变成“0”。但是，当踏力是在35kg·f以上的范围里、将助推比设为a、把踏力设为T、将最大合力设为140kg·f时，助推比被设定为数值不能超过由{a=(140-T)／T}表面的平面(用双点划线表示的平面)；此外，当踏力超过70kg·f时，助推比为“0”。
如第6实施例所示地，在踏力和车速确定的三维图像上设定助推比时，能使助推比随着踏力和车速的改变而平滑地变化，在辅助动力的变化上体现出线性感，能取得良好的运转性能。
图1～图3以及图12、图13表示本发明的第7实施例，图1～图3是如上所述，图12是表示电动马达的控制装置的结构方框图，图13是表示与倾斜角对应的助推比的曲线图。
在图12中，驱动电动马达15的马达驱运回路62由控制器31控制，在这控制器31上输入踏力检测机构ST的检测值、车速检测机构SV和倾斜角检测机构SA的检测值，控制器31根据各个检测机构ST、SV、SA的检测值，输出用于控制电动马达15动作的信号。
车速检测机构SV是以电动马达15的动力助推状态下的自行车速度为代表而检测电动马达15的转速的，如图2和图3所示，它是由磁阻63和电磁耦合线圈式传感器64构成。而且，在外周有突出部63a的磁阻63固定在电动马达15的回转轴15a上，传感器64有能够面对地接近上述突出部63a的检测部64a，并被固定在壳体35上的。
倾斜角检测机构SA检测行驶路面的倾斜角，为了不过分影响车体的行动，最好安装在曲轴22附近的车架11上；为了能快速地检测倾斜角的变化，最好在前管12附近安装车架11。
在车速检测机构SV的检测值是与低、中速区域相对应的值时，由控制器31如图13所示地、根据倾斜角检测机构SA的检测值、即根据倾斜角预先设定助推比，该助推比是电动马达15形成的辅助动力与人的踏力之比(辅助动力／踏力)。即，由倾斜角检测机构SA检测的倾斜角不满第1设定值θ1，譬如不满2度时，将助推比设定为“1”；在倾斜角检测机构SA检测的倾斜角超过比第1设定倾斜角θ1大的第2设定倾斜角θ2以下时，将助推比设定为“3”；在倾斜角检测机构SA检测的倾斜角大于第1设定倾斜角θ1、小于第2设定倾斜角θ2时。将助推比设定成随着倾斜角变大而从“1”到“3”线性地增大。
下面，说明第7实施例的作用。在倾斜角检测机构SA检测的倾斜角是第1设定值θ以上的坡道上坡时，由于将助推比设定成随着倾斜角增大而从“1”逐渐增大，因而能得到与行驶速度无关的随着踏力而增大的辅助动力，即使踏力较弱的人也能容易舒适地登上坡道。
而且在倾斜角检测机构SA检测的倾斜角超过比第1设定值θ1大的第2设定值θ2时，由于把助推比设定成“3”，因而即使倾斜角变大，助推比也不会过分大，可避免电池消耗，能在踏力上加上必要的辅助动力之后轻松不勉强地登上坡道。
图14表示本发明的第8实施例，助推比是根据车速检测机构SV检测的车速和倾斜角检测机构SA检测的倾斜角来设定。即、在车速检测机构SV检测的车速是设定速度10km／h以下、倾斜角检测机构SA的检测值是第1设定倾斜角θ1以上时，助推比设定成随着车速减少和倾斜角增大、从“1”逐渐增大，而且在第2设定倾斜角θ2以上、车速为5km／h以下时，设定为“3”。而且，在车速超过10km／h、到15km／h的车速区域和车速是10km／h以下、但倾斜角不满第1设定倾斜角θ1时，助推比被设定为“1”；此外，在车速超过15km／h的高速区域，助推比设定成从“1”逐渐减少；当车速达到24km／h时，设定成停止由电动马达15产生的动力辅助。
若采用这第8实施例，在平坦路面上行驶时，由于把助推比取为“1”以下，因而能避免不必要的电动马达15负荷的增大，能延长电池的使用寿命，而且在平坦路面上不会过分加速；在用10km／h以下的低速、倾斜角是第1设定角以上的上坡道时，通过将助推比设定成比“1”大，即使踏力较弱的人也能舒适地上坡。
本发明的第9实施例如图15所示，可以使车速增大相对应的助推比的降低比例小于图14所示的第8实施例，即使用这第9实施例也能取得与上述第8实施例同样的效果。
图16表示本发明的第10实施例，助推比是根据车速检测机构SV检测的车速和踏力检测机构ST检测的踏力而设定的。即、在车速检测机构SV检测的车速是设定速度10km／h以下、踏力检测机构ST的检测值是第1设定踏力T1以上时，把助推比设定成随着车速减少和踏力增大、从“1”逐渐增大；而且当踏力在比第1设定踏力T1大的第2设定踏力T2以上、车速是5km／h以下时，助推比设定为“3”。当车速是超过10km／h、到15km／h的车速区域，而且车速是10km／h以下、踏力又不满第1设定踏力T1时，助推比设定为“1”；当车速是超过15km／h的高速区域、助推比从“1”逐渐减少；当车速达到24km／h时，设定成停止由电动马达15产生的动力辅助。
若采用第10实施例，在平坦路面行驶时，由于助推比取为“1”以下，因而能避免不必要的电动马达15的负荷增大，能延长电池使用寿命，而且在平坦路面上不会过分加速；在以10km／h以下的低速，行驶在踏力是第1设定值T1以上的上坡时，通过把助推比取成比“1”大，即使踏力较弱的人也能舒适地上坡行驶。
虽然上面详细说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述这些实施例，在不超出权利要求记载的本发明范围内能作出各种设计变更。
如上所述，由于权利要求1所述的发明把助推比设定成随着踏力而变化，因而能得到与踏力相对应的辅助动力，由于在相同踏力下，辅助动力不变化，因而能舒适地行驶。
若采用权利要求2所述的发明，在相同踏力下辅助动力不变化，而且踏力较弱的人能使辅助动力增大，但踏力较弱的人不使辅助动力过分增大。
若采用权利要求3所述的发明，在相同踏力下辅助动力不变化，而且无论是踏力较弱的人或者是踏力较强的人，都能实现与踏力相对应的辅助动力增大。
若采用权利要求4所述的发明，能避免作为踏力和辅助动力之和的合力过分地增大，能得到适合自行车的合力。
若采用权利要求5所述的发明，在低、中速区域，使助推比增大，因此能舒适地行驶；在低速区域、踏力较大时，使助推比较小，能防止电池消耗和电动马达的过热，还能防止急剧起动。
若采用权利要求6所述的发明，能与行驶速度无关地使辅助动力随着踏力而增大，即使踏力较弱的人也能舒适容易地进行爬坡行驶。
若采用权利要求7所述的发明，在车速是设定车速以下，而且倾斜角是设定倾斜角以上的上坡行驶时，通过把助推比设定成比1大，即使踏力较弱的人也能舒适地上坡行驶，而且在平坦路面上行驶时，能避免不必要的电动马达的负荷增大，能延长电池使用寿命，在平坦的路面上不会过分地加速。
若采用权利要求8所述的发明，在车速是设定车速以下、而且踏力是设定踏力以上的上坡行驶时，通过将助推比设定成比1大，即使踏力较弱的人也能舒适地上坡；而且在平坦路面上行驶时，能避免不必要的电动马达的负荷增大，能延长电池的使用寿命，在平坦路面上不会过分地加速。
权利要求
1．电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，它是用在设有检测人的踏力的踏力检测机构(ST)、能根据踏力检测机构(ST)的检测值产生辅助动力的电动马达(15)，能使助推比变化的电动辅助自行车中，这里的助推比是指电动马达(15)产生的辅助动力与人的踏力之比(辅助动力／踏力)，其特征在于还设有控制器(31)，该控制器(31)使上述助推比对应于上述踏力检测机构(ST)的检测值进行变化地控制电动马达(15)动作。
2．如权利要求1所述的电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，其特征在于上述控制器(31)是这样控制电动马达(15)的动作，即、在踏力检测机构(ST)的检测值是设定值以上时，将上述助推比定为1；但在不满上述设定值时，将上述助推比取成比1大的值。
3．如权利要求1所述的电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，其特征在于上述控制器(31)是这样控制电动马达(15)的动作，即，随着踏力检测机构(ST)的检测值变大、使比1大的助推比渐增。
4．如权利要求2所述的电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，其特征在于上述控制器(31)是这样控制电动马达(15)的动作，即、在踏力检测机构(ST)的检测值是比上述设定值大的极大设定值以上时，将助推比减少到比1小。
5．如权利要求1所述的电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，其特片在于还含有车速检测机构(SV)；上述控制器(31)是这样控制电动马达(15)的动作，即、在车速检测机构(SV)检测的车速在设定车速以下的低、中速区域、根据踏力检测机构(ST)的检测值、把上述助推比取成1以上的值，但是，在比上述设定的车速小的另外的设定车速以下的低速区域、随着踏力检测机构(ST)的检测值较大，较小地规定助推比。
6．电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，它是用在设有检测人的踏力的踏力检测机构(ST)、能根据踏力检测机构(ST)的检测值产生辅助动力的电动马达(15)，能使助推比变化的电动辅助自行车中，这里的助推比是指电动马达(15)产生的辅助动力与人的踏力之比(辅助动力／踏力)，其特征在于设有检出行驶路面的倾斜角的倾斜角检测机构(SA)、和控制器(31)；上述控制器(31)是这样控制电动马达(15)动作的，即、在倾斜角检测机构(SA)的检测值是设定值以上时，使上述助推比随着这检测值变大而变大。
7．电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，它是用在设有检测人的踏力的踏力检测机构(ST)、能根据踏力检测机构(ST)的检测值产生辅助动力的电动马达(15)，能使助推比变化的电动辅助自行车中，这里的助推比是指电动马达(15)产生的辅助动力与人的踏力之比(辅助动力／踏力)，其特征在于设有检测行驶路面的倾斜角的倾斜角检测机构(SA)、车速检测机构(SV)和控制器(31)；上述控制器(31)是这样控制电动马达(15)动作的，即、在上述车速检测机构(SV)的检测值是设定速度以下、并且上述倾斜角检测机构(SA)的检测值是设定角度以上的第1状态下，将上述助推比取成比1大的值，而且在第1状态以外时，将上述助推比取成1以下。
8．电动辅助自行车中的辅助动力控制装置，它是用在设有检测人的踏力的踏力检测机构(ST)、能根据踏力检测机构(ST)的检测值产生辅助动力的电动马达(15)，能使助推比变化的电动辅助自行车中，这里的助推比是指电动马达(15)产生的辅助动力与人的踏力之比(辅助动力／踏力)，其特征在于设有车速检测机构(SV)和控制器(31)，上述控制器(31)是这样控制电动马达(15)动作的，即，在上述车速检测机构(SV)的检测值是设定速度以下、上述踏力检测机构(ST)的检测值是设定踏力以上的第1状态下，将上述助推比取成比1大的值，而且在第1状态以外时，将上述助推比取成1以下。
全文摘要
本发明的目的是要使设有踏力检测机构、电动马达、所使助推比产生变化的电动辅助自行车能得到与踏力相对应辅助动力,在相同踏力下辅助动力不变化、能舒适地上坡行驶,而且,即使是踏力较弱的人也能容易舒适地上坡行驶。它是用控制器把电动马达控制成助推比随着踏力检测机构的检测值而变化。在倾斜角检测机构的检测是设定值以上时,使比1大的助推比随着检测值变大而增大。
文档编号B62M6/00GK1205954SQ9811613
公开日1999年1月27日 申请日期1998年7月21日 优先权日1997年7月22日
发明者川口健治, 岩馆彻, 本田聪, 新村裕幸 申请人:本田技研工业株式会社