专利名称：具备动力的自行车的制动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明是中国专利申请第97100496.X的分案申请。
本发明于涉及一种具备动力的自行车制动方法及其控制装置。更具体而言，是于涉及一种具备将驱动自行车之后轮或前轮的电动马达的转子予以驱动并发电制动所用的离合机构的具备动力的自行车的制动方法及其控制装置。
众所周知在装进电池的动力搭载电动马达的具备动力的自行车。自行车是由人踩踏板的力量作为动力，而具备动力的自行车是具备帮助人踩力所用的驱动机构的自行车。该具备动力的自行车的驱动装置是有各种提案。其中众所周知是在轮毂装进直流电动机(参照日本特开昭53-93515号，特开平6-506891号等)。
一方面，链条传动的自行车之后轮毂，是具备仅以踏板驱动时旋转力仅正旋转传递至驱动车轮，相反地，驱动车轮的正旋转力是不会传递至踏板的自由轮。自由轮是具备仅传动单向的旋转力的功能，亦即具备单向离合机构。
因通常前轮毂是未具备该自由轮机构，因此在前轮毂装进电动马达，或在前又等搭载电动马达而驱动前轮时，当电动马达未动作时，电动马达的转子也成为踏板驱动而有踏板操作变重的问题。
又因具备动力的自行车是搭载电动马达、电池，因此比通常的自行车其车体较重，所以，搭载通常以自行车所采用的制动装置时，具备动力的自行车是制动性能具有未能匹配的问题。又，在自行车的坡道等下坡时则附加速度而使速度加快。因此，以所期望的速度稳定地行驶。
又，欲将自行车在稳定状态停止时，则以一定速度一面减速一面停止较佳。在以往的具备动力的自行车的构造，功能上很难实现。提案一种制动时的动力回流至电池以实行再生制动控制(日本特开昭57-114721号)，或一种当为危险速度时则实行再生制动(日本特开昭48-67934号)。然而，在坡道的行驶下也不是控制在骑自行车者所期望的一定行驶速度，本发明是在于解决这些问题。
本发明是在如上述的技术背景下所创作的，其能达成下述的目的。
本发明的目的，在于提供一种利用驱动自行车的电动马达的发电制动功能用以制动自行车的具备动力的自行车的制动方法及其制动控制装置。
本发明的其他目的，在于提供一种用以将具备动力的自行车的制动成为圆滑所用的自行车的控制方法及其制动控制装置。
为了解决上述课题，本发明是采取以下的技术方案一种具备动力的自行车的制动方法，其是在电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体，以驱动上述后轮或上述前轮，其特征为直到成为与用上述电动马达驱动上述自行车时，相同的行驶速度为止仍起动上述电动马达，将上述自行车的车速与上述电动马达成为同步之后，由上述车轮逆驱动上述电动马达以发电制动上述自行车。
一种具备动力的自行车的制动方法，其是在电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂体，以驱动上述后轮或上述前轮，其特征为将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力传递至上述电动马达使的发电制动，并将上述自行车成为一定速度。
一种具备动力的自行车的制动方法，其是在电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体，以驱动上述后轮或上述前轮，其特征为将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力传递至上述电动马达使之发电制动，并以一定扭矩制动上述自行车。
一种具备动力的自行车的制动控制装置，其是在电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体，其特征是包括检测上述自行车的行驶速度所用的行驶速度计测装置，及在上述自行车的制动前，起动电动马达旋转成同步于上述行驶速度所用的马达驱动及制动控制装置。
一种具备动力的自行车的制动控制装置，其是在电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体，其特征是具有检测上述自行车的行驶速度所用的行驶速度计测装置，及马达驱动及制动控制装置，为使上述自行车的行驶速度成为一定的速度，其将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力传递至上述电动马达进行发电制动动，并将上述自行车的行驶速度成为一定速度。
一种具备动力的自行车的制动控制装置，其是在电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体，其特征是具有检测上述电动马达的输出扭矩的检测装置；及马达驱动及制动控制装置，其将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力传递至上述电动马达使的发电制动，并以一定力量制动上述自行车。
一种具备动力的自行车的制动控制装置，其是在电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体，以驱动上述后轮或上述前轮，其特征为具有检测上述电动马达的输出扭矩的检测装置；经由链条驱动上述后轮的前齿轮板；将驱动上述前齿轮板的踏板的扭矩，予以承受变位的受压弹簧机构，及检测上述受压弹簧机构的变位，并检测上述扭矩的检测传感器。
所述的具备动力的自行车的制动控制装置，其特征为包括将上述受压弹簧机构的变位，变换成上述前齿轮板的轴线方向的变位的轴线方向变位变换机构。
本发明的具备动力的自行车的制动方法，电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体，以驱动上述后轮或上述前轮的具备动力的自行车的驱动装置，其特征为直到成为与用上述电动马达驱动上述自行车时相同的行驱速度为止仍起动上述上述电动马达，将上述自行车的车速与上述电动马达成为同步之后，从上述车轮逆驱动上述电动马达俾发电制动上述自行车。
本发明的具备动力的自行车的制动方法，是电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体以驱动上述后轮或上述前轮的具备动力的自行车的驱动装置，其特征为将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力传递至上述电动马达使的发电制动，并将上述自行车成为一定速度。
本发明的具备动力的自行车的制动方法，是电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体以驱动上述后轮或上述前轮的具备动力的自行车的驱动装置，其特征为将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力传递至上述电动马达使的发电制动，并以一定扭矩制动上述自行车，本发明的具备动力的自行车的制动方法的制动控制装置，其特征为检测上述自行车的行驶速度所用的行驶速度计测装置，及在上述自行车的制动前，起动马达旋转成同步于上述行驶速度所用的以达驱动及制动控制装置所构成。
本发明的具备动力的自行车的制动方法的制动控制装置，其特征为检测上述自行车的行驶速度所用的行驶速度计测装置，及将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力传递至上述电动马达使的发电驱动，使上述自行车的行驶速度成为一定速度，并将上述自行车的行驶速度成为一定速度所用的马达驱动及制动控制装置构成。
本发明的具备动力的自行车的制动方法的制动控制装置，其特征为检测上述电动马达的输出据矩的检测装置，及将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力传递至上述电动马达使的发电制动，并以一定力量制动上述自行车所用的马达驱动及制动控制装置所构成。
本发明属于电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体以驱动上述后轮或上述前轮的具备动力的自行车的驱动装置，其特征为；检测上述电动马达的输出据矩的检测装置，及经由链条驱动上述后轮的前齿轮板，及将驱动上述前齿轮板的踏板的扭矩予以承受变位的受压弹簧机构，及检测上述受压弹簧机构的变压并检测上述扭矩的检测传感器所构成。
本发明的具备动力的自行车的制动控制装置，其特征为将上述受压弹簧机构的变位变换成上述前齿轮板的轴线方向的变位的轴线方向变位变换机构所构成。
本发明的积极效果如以上所述，因本发明是藉由电动马达施以发电制动，故可有效地制动。又，因装进离合器机构，因此也可实行发电制动的解除。又，也可将电动马达的动力与踏板的操作无关地传递至车轮。
以下参照附图，详细说明
具体实施例方式
图1是表示装备本发明的具备动力的自行车的制动控制装置的自行车的正面图。
图2是表示本发明的实施形态的轮毂的剖面图。
图3(a)，(b)是表示本发明第2环状齿轮的详细的剖面图。
图4是表示本发明爪与棘轮爪的相啮合的剖面图。
图5(a)，(b)，(c)是表示本发明离合器的爪的详细的图式。
图6(a)，(b)，(c)是表示本发明离合器解除凸轮的详细的图式。
图7是表示本发明装进于前齿轮板的扭矩检测传感器的正面图。
图8(a)图是表示本发明以第7图的VIII-VIII线切剖的面图。
图8(b)图是表示本发明以第7图的VIIIb-VIIIb线切剖的面图。
图9(a)图是表示本发明以第7图的IXa-IXa线切剖的面图。
图9(b)图是表示本发明以第7图的箭号IXb所观看的图。式。
图10是表示为了电动马达15的驱动与发电制动的马达马动及制动控制电路150。
图11是表示依马达驱动及制动控制电路发生的再生制动动作的概要的图式。
图12是表示依马达驱动及制动控制电路发生的再生制动动作的概要的图式。
图13是表示依马达驱动及制动控制电路发生的定速再生制动动作的概要的图式。
图14是表示依马达驱动及制动控制电路发生的定速再生制动动作的概要的图式。
图15是表示依马达驱动及制动控制电路发生的定力再生制动动作的概要的图式。
以下，依照图式说明本发明的形态。第1图是表示搭载本发明的自行车的制动装置的自行车的正面图。第2图是表示自行车的前轮毂的剖面图。在自行车的车架的板管1搭载有电池2。电池2是将电力供应于下述的电动马达15所用的蓄电池。在电池2的下部位置配置有控制器3。控制器3是用于控制电动马达15。
在前轮毂4内内设有电动马达15，驱动前车轮5。在驱动链条的前齿轮板6固定在右曲柄7。在前齿轮板6与右曲柄7的间，介装有下述的扭矩检测传感器8。扭矩检测传感器8是用以检测的力量的扭矩所用的机构。因后轮毂9的构造是与以往的构造没有变更，故在此未详述。以下详述上轮毂4内的详细构造。
轮毂10是中空的11，12。在公螺旋11，12是螺合有螺帽13，螺帽13是插入前叉14的爪并将爪固定在轮毂轴10。在前轮毂4的中心部配设有电动马达15。在轮毂轴10的外周配设有中空的输出轴16。输出轴16的两端是藉由轴承17，17旋转自如地支持于电动马达15的壳18。
在输出轴16的上周围固定有电枢19。电枢19是由电枢铁心20及电枢线圈21所构成。电枢19的外周配设固定有磁场磁极22的永久磁铁。磁场磁极22是固定于壳18的内周面25。壳18的一端面是固有圆板状的盖构件26。在盖构件26以螺栓28又固定有固定构件27。
固定构件27是与前叉14的爪一起以螺帽(未予图示)被固定于轮毂10。结果，壳18是被固定于毂10。在输出轴16的另一端，一体形成有第1小齿轮30。第1小齿轮30是啮合于行星齿轮31。在壳18的外周藉由机械式固定方法固定有转动钢球35的内轮34。在壳18的外周经由钢球35旋转自如地支持有轮毂体36。
行星齿轮31是配设三个于第1小齿轮30的外周等角度位置。行星齿轮31的轴32是旋转自如地支持于齿轮框33的轴承部34。
因此，齿轮框33是形成大约环状的形状，具有支持三个行星齿轮31所用的空间，成为可旋转地配设轮毂轴10的周围。在三个行星齿轮31的外周，配设有第1环状齿轮40。第1环状齿轮40的最外周面，形成有栓槽41。栓槽41是啮合于以螺栓43固定于壳18的环状的栓槽孔42。结果，第1环状齿轮40是被固定于壳18，且无法相对旋转地连结固定于轮毂轴10。
在接近于轮毂体36的轮毂10的另一端形成有转动面45。在转动面45，转动有钢球46。因钢球46是同时也转动在推压滚球47的转动面48，结果，这些是成为构成轴承。在轮毂体36平行地一体设有两枚领环部48。领环部48是轮辐(未予图示)的一端住固定于轮辐孔49。
结果，钢球35，46是形成将轮毂体36旋转自如地支持于轮毂轴10。行星齿轮31是啮合于形成在第1环状齿轮40的环状内齿齿轮的第1内周齿44。在第1环状齿轮40配置有三个第2小齿轮41。第2小齿轮51的轴52是被支持于第1环状齿轮40，在轴52旋转自如地支持有第2小齿轮51。
第2小齿轮51是啮合在设于齿轮框33的外周齿53。同时地，第2小齿轮51是啮合在第2环状齿轮55的第2内周齿54。因第2小齿轮51是未公转，因此藉内齿轮框33的公转，成为藉由外周齿53施以旋转驱动。藉由第2小齿轮51的旋转经由第2内周齿54，第2环状齿轮55被旋转驱动。
在第3图表示其详细，在第2环状齿轮55的外周，配设有单向离合器60，亦即配设有棘轮机构。在第4图表示单向离合器的啮菏悄详细剖面图。单向离合器60的爪61，是啮合于形成在轮毂体36的内周面的棘轮齿62。
爪61是形成有弹簧挡止部64。在该弹簧挡止部64扣合有圆形的弹簧63，从外周向中心方向以弹力锁紧爪63。藉该锁紧，因爪61是成为经常向坚起方向蓄热弹压，因此成为啮合于棘轮齿62。爪61是准备合计两种类者。另一种类是弹簧挡止部64配设于爪61的反对侧面的任意不同者(参照第3图)。
另一种类的爪61是隔著角度被配置。与该两种类的爪61隔著180度角度，在同一方向同一相位配设有两个同种的爪61。结果，配设有合计4个的爪61。此乃为了即使传动电动马达15的动力的关是而增大传动扭矩也不会有强度不足的情形。
因单向离合器60是仅传动单向的旋转力的功能，亦即单向离合器机构，因此，仅可将电动马达15的动力传递至车轮。若未具备单向离合器60时，则停止电动马达15时则电动马达15的电枢19也成为驱动动而踏板会变重。又，具有在制动时，可遮断电枢19的惯性力矩的优点。
上述单向离合器60是无法实行动作的停止或解除。在本实施形态又具备离合器70。离合器70的爪71，是配置于在第2环状齿轮55隔著180度间隔配置于两处的开缝72(参照第3图)。在爪71形成有轴孔75。在轴孔75插入有爪销74是插入在第2环状齿轮55所形成的爪销孔75。
爪销74是藉由圆环状的爪销固定弹筑76加以固定而无法从爪销孔75脱出(参照第1图)。爪71是以螺旋弹簧77蓄热弹压，经常啮合于形成在轮毂体36的内周面的棘轮齿62。一方面，在轮毂轴10的栓槽轴86，有离合器解除凸轮80移动自如地设于轴线方向。离合器解除凸轮80是由螺旋弹簧81经常蓄热弹压向轮毂1的轴线方向。
如第6图所示，在离合器解除凸轮80的侧面形成有角度θ，在本例子形成有爪接触面82于约角度40度(接触面c)的角度位置，爪接触82是形成有三个接触面A，B，C。接触面A，B，C是依外周角度位置有角度θ不相同。因接触面A，B，C的倾斜角度θ不相同，因此，驱动离合器解除凸轮80而接触于爪71，则依接触位置使楔力有不相同。
所以，藉由双臂曲柄机构90(如下述)，杠杆操作时使杠杆操作成为顺利。又，爪71是具有倾斜的接触面78，当离合器解除凸轮80接触于该接触面78时，爪71以爪销74作为中心被摇动，解除爪71与棘轮齿62的间的啮合。
离合器解除凸轮80是形成有半圆弧的销孔83，因销85贯穿轮毂轴10插入于其中，因此一体连结有离合器解除凸轮80与轮毂轴10。销85是插入于向直径方向穿孔于轮毂轴10内的键孔84，仅一定距离可移动在该键孔84内。在轮毂轴10的中心孔向轴线方向移动自如地设有推杆86。结果，推杆86是成为连结于离合器解除凸轮80。
推杆86的另一端是连接于双臂曲柄机构90。双臂曲柄机构90是以离合器控制线93施以驱动。由离合器控制线93的内线92，驱动双臂曲柄91，俾驱动推杆86者。该双臂曲柄机构91的构造是众所周知，故省略其说明。结果，以离合器控制线93驱动推杆86时，则推杆86向轴线方向驱动而驱动离合器爪解除凸轮80，该爪接触面82接触于爪71的接触面78而解除爪71与棘轮齿62的扣合。
藉由该角除，因可与电动马达15的驱动是统分开，因此可成为如通常的自行车的运转。相反地，若该爪71与棘轮齿62相扣合时，则轮毂体36的驱动从棘轮齿62传递至爪71，结果成为驱动电动马达15的电枢19。
由上述说明可知，电动马达15的输出的第1小齿轮30，行星齿轮51，公转的旋转臂33及被固定的环状齿轮的第1内周齿44是构成行星齿轮机构，成为差动齿轮机构。换言的，该差动齿轮机构是成为构成减速电动马达15的输出旋转的第1小齿轮30的旋转的第1减速机构。
第1减速机构的输出是输出作为齿轮框33的外周齿53的旋转。被减速的电动马达15的输出是旋转驱动第2小齿轮51。第2小齿轮51是成为旋转驱动环状齿轮的第2内周齿54。因第2小齿轮51的齿数是比第2内周齿54的齿数少，因此，在此形成更被减速。该行星齿轮机构是未构成差动齿轮机构，惟成为构成第2减速机构。被减速的旋转是经由单向离合器60旋转驱动轮毂体36。
(机构部分的动作)以下，说明这述实施形态的动作。由上述说明可知，电动马达15的输出轴16的第1小齿轮30，行星齿轮31，公转的旋转臂33及被固定的第1内周齿44是构成行星齿轮机构，成为差动齿轮机构。换言的，该差动齿轮机构是成为构成减速电动马达15的输出旋转的第1小齿轮30的旋转所用的第1减速机构。
第1减速机构的输出是输出作为旋转臂33的外周齿53的旋转。被减速的电动马达15的输出是旋转驱动第2小齿轮51。第2小齿轮51是成为旋转驱第2内周齿54。因第2小齿轮51的齿数纱比第2内周齿54的齿数少，故在此，电动马达15的旋转成为更被减速的状态。
该行星齿轮机构是未构成差动齿轮机构惟成为构成第2减速机构。被减速的旋转是成为经由单向离合器60而旋转驱动轮毂体36。单向离合器60是即使停止踏板也可仅将电动马达15的动力传递至车轮。以离合器控制线93驱动推杆86时，推杆86向轴线方向移动而驱动离合器爪解除凸轮80，使该爪接触面82接触于爪71的接触面78俾解除71与棘轮齿62的扣合。
藉由该解除，因可与电动马达15的驱动是统分开，因此可成为如通常的自行车的依踏板操作的运转。相反地，若该爪71与棘轮齿62相扣合时，则轮毂体36的驱动从棘轮齿62传递至爪71，结果，成为驱动电动马达15的电枢19而施以发电制动。
(扭矩检测传感器8)第7，8，9图是表示扭矩检测传感器8的详细的图式，第7图是表示装在前齿轮板的扭矩检测传感器的正面图，第8(a)图是表示以第7图的VIII-VIII线切剖的剖面图，第8(b)图是表示以第7图的VIIIb-VIIIb线切剖的剖面图，第9(a)图是表示以第7图的IXa-IXa线切剖的剖面图，第9(b)图是表示从第7图的箭号IXb观看时的图式。
在前齿轮6安装有扭矩检测传感器8。前齿轮板6是由位于中心部的中心齿轮板6a，及环状地配设于该外周的外周齿轮板6b所构成。在中心齿轮板6的中心，设有插入固定曲柄轴101的曲柄安装孔102。在中心齿轮板6a的外周，从两侧以螺栓104夹住固定有环状的内轮外侧轨道沟板103及内轮内侧轨道沟板130。
一方面，在外侧轨道沟板6b的最内周的两侧面，以螺栓107固定有环状的外轮外侧轨道沟板105及外轮内侧轨道沟板106。在中心齿轮板6a的内轮内侧轨道沟板130及内轮外侧轨道沟板103的外周形成有钢球转动的轨道沟，又，外周齿轮板6b的外轮外侧轨道沟板105的内孔的周面也形成有钢球108转动的转动的轨道沟而将钢球108施行转动。
结果，中心齿轮板6a的内轮内侧轨道沟板130及内轮外侧轨道沟板103构成内轮，而外周齿轮6b的外轮外侧轨道沟板105及外轮内侧轨道沟板106构成外轮，钢球108构成转动体，成为以整体构成滚珠轴承。
在中心齿轮板6的外周的三处等角度位置，延长部110一体形成于半径方向。在三处第1延长部110，以螺栓112固定有L形推压构件111。在第1延长部110分别设有第2延长部131于三处成为连接于第1延长部。第1延长部110及第2延长部131是位于开设在外周齿轮板6b的开口132。(受压弹簧机构113)第2延长部131是贯穿开设于外周齿轮板6b的开口132并突出于右曲柄7侧。在对向于推压构件111且上述外周齿轮板6a的等角度位置配设有受压弹簧机构113。受压弹簧机构113是挡住与以右曲柄7及左曲柄(未予图示)所驱动的内轮外侧轨道沟板103一体的推压构件111的扭矩。
如第9图所示，在外周齿轮板6b藉螺栓117固定有弹簧座115的固定部116。在弹簧座115的圆筒部118的外周配设有圆筒形螺旋弹簧119。在弹簧座115的中心形成有固定孔的圆孔的导孔120。在导孔120插入有活动弹簧座121的导轴122，成为滑动自如地被引导的状态。
结果，受压弹簧机构113是在中心齿轮板6a与外周齿轮板6b的间产生扭矩时，则推压构件111作为活动弹簧座121，成为螺旋弹簧119被压缩而产生相对旋转运动的机构，换言的，成为构成将扭矩置换成前齿轮板6的切线方向的变位的机构。
(轴线方向变位变换机构150)该切线方向的变位，是在下一轴线方向变位变位变换机构150再变换成轴线方向的变位。第2延长部131是贯穿开设于外周齿轮板6b的开口132而突出于右曲柄7侧。在第2延长部131形成有斜面133。斜面133是形成包括中心齿轮板6a的面与角度θ。一方面，在外轮内侧轨道沟板106的外周，如下述，滑动板140移动自如地设于其轴线方向。
外轮内侧轨道沟板106是形成大约环状的形状，具备领环部136与比该邻环部小径的圆筒部137。在邻环部136的外周位于半径方向的三处等角度位置形成有切除部138。又，在邻环部136形成有螺进螺栓107的9个螺孔(参照第7图)。在外轮内侧轨道沟板106的圆筒部137，滑动板140移动自如地插入于其轴线方向。
滑动板140是向轴线方向移动而用以检测踏板的扭矩者。滑动板140是形成大约环状的形状者，在半径方向等角度位置的三处具备延长部141及圆筒部143。从圆筒部143，延长部141是稍向轴线方向突起。延长部141是仅向轴线方向移动自如地插入在外轮内侧轨道沟板106的切除部138。在三处的延长部141螺入有螺栓142。
螺栓142的前端是接触于中心齿轮板6a的斜面133。在外轮内侧轨道沟板106的圆筒部137卷绕有螺旋弹簧144。因螺旋弹簧144是一端以弹簧固定具145加以固定，因此。成为以另一端将滑动板140是在外轮内侧轨道沟板106上向轴线方向推压。
因此，成为螺栓142的前端是以螺旋弹簧144的力量推向中心齿轮板6a的斜面133。在滑动板140的内筒部143的外周，以螺栓148固定有测定板146(在第7图中省略)。在测定板146的侧面147测定其移动量所用者。该测定板146的移动量是用检测传感器149被检测。该移动量是比例于踏板的扭矩。
(马达驱动及制动控制电路150)第10图是表示电动马达15的驱动与发电制动所用的马达驱动及制动控制电路150。微电脑及介面(以下简称为微电脑)151是在印刷基板上搭载中央运算处理装置、存储器、接口等的芯片。该详细的构造，功能是公知的，故省略其说明。三角波产生电路152是用以产生频率15～20KHz的三角波。
所产生的三角波是输入至比较器153。一方面在比较器153有类比信号的作用输出信号168从微电脑151输出。比较器153是随着作用比将脉冲输出至与门(AND gate)154。在AND与门154从微电脑151输入有再生制动所用的再生指令信号155。
在与门154输出有来自比较器153的脉冲的输出，及来自微电脑151的再生指令信号155时，则将脉冲输出施加于FET(场效电晶体)驱动器156。作为逆偏压将该脉冲输出施加于FET157的门极与源极间时，则漏电流ID被控制。漏电流ID是在电流检出用的电阻158的端子A与B间被检出。
发出再生制动的指令时，随着漏电流流动成为在内部电阻消耗作为热。当FET157断开(OFF)时，则电动马达15是成为将电流经由二极体158回流至电池2。欲旋转驱动电动马达15时则马达驱动指令信号159被输出至AND门160。
一方面，在AND门160，随着作用比从比较器153输出有脉冲。当在AND门160输出有来自比较器153的脉冲输出，及驱动来自微电脑151的电动马达15所用的动力运转信号159时。则将脉冲输出至FET驱动器161。作为逆偏压将该脉冲输出施加于FET162的门极与源极间时，则汲极电流163被控制。
当输出马达驱动指令信号159时，则从电池2有漏电流163流至电动马达15而旋转驱动电动马达15。连接于微电脑151的电磁开关165，是用以当施以再生制动时引拉将双臂曲柄机构90予以动作的离合器控制线93的内线92，使之ON，OFF的动作。
操作放大器166是用以流动电动马达15的电流检出。上述的电阻的端子A，B的输出电压是连接于操作放大器166，该电压是被放大而作为马达电流167输入于微电脑151，经数位变换而被读出其大小。刹车选择开关170是刹车制动时的开关，在高，低选择刹车力时以手动施以通电(ON)近接开关171是求出车速所用的，检测设于车轮等的扭矩，检出作为每一单位时间的脉冲。电位计172是检测在上述的扭矩检测传感器8所检测的扭矩，亦即检测踩踏板7的扭矩。
(再生制动动作)以下说明上述的马达驱动及制动控制电路150的制动时的控制动作的概略。刹车选择开关170通电(S1)，是实行发电制动的指示。计数在单位时间从近接开关171所发出的脉冲数，求出现在的车速(S2)。判断所求出的车速是否为事先决定的设定最高速度Smax(例如25km/H)。若为最高速度以上时，则因超过电动马达15的设计速度，故不会移行至此以上的步骤，而不使再生刹车动作。
若在设定最高速度以下时，求出现在车速与依电动马达15方旋转驱动所产生的速度成为同步的速度，之后求出相对应于该速度的作用比D(S4)。然后，动力运转信号159被输出(S5)。所以FET驱动器161被输出而将FET162成为驱动。之后从微电脑151输出相对应于作用比D的作用输出信号168。
结果，漏电流163从电池2流至电动马达15而仅等待0.5秒钟使电动马达15成为设定速度(S7)。之后断电电磁开关165。藉由断电，因推杆86由螺旋弹簧81推向轴线方向，故使爪71与棘轮齿62相扣合。
由该爪71与棘轮齿62相扣合，使前轮的驱动成为与电动马达15的驱动系统相连结的状态。亦即，当爪71与棘轮齿62相扣合时，则轮毂体36的驱动从棘轮齿62传递至爪71，结果，成为驱动电动马达15的电枢19而成为可发电驱动的状态(S8)。
该指令之后，暂时等待使上述的各机构成为被指令的状态(S9)。经过该时间后，则将电动马达15的旋转速度仅一定时间(在本例子为0.5秒钟)成为线性地控制使的减速。该减速是用以减小依下述的再生制动所产生的减速所随伴的加速度。之后，断开动力运转信号159，停止电动马达15的驱动(S11)。
然后，再生制动信号155被输出时，则以相对应于电动马达15的电枢被旋转驱动的速度的作用比D而被再生制动。被旋转驱动的电动马达15是发电电气经由二极体158将电流流至电池2，成为充电的状态。如上所述，在实行再生制动的前一旦起动电动马达15，上升电动马达15的旋转速度成为现在的车速为止才实行再生制动动作，故可防止急激刹车所产生的冲击，亦即可防止负的加速。
(定速刹车动作)
上述的再生制动是仅发电并施以制动所用的动作。以下所说明的，是用以再生制动使自行车的行驶速度成为一定速度。第13图及第14图是表示定速再生制动的流程图。以上述的再生制动(第12图的S12)行驶坡道的下坡道等时，若定速再生制动被选择则最先定时器t被起动(S1)。
求出自行车的现在车速与电动马达15的旋转速度成为一致所用的作用比，并将此输出作为作用输出信号168，等待0.5秒钟(S2，S3)经过0.5秒钟之后，输出再生制动信号155(S4)。然后，读出刹车选择开关170的开关状态，亦即，读出是否为H或L的任一状态(S5)。
若刹车选择开关170选择状态H时，则再生制动成经常在设定速度10km/H。若刹车选择开关170选择状态L时，则经常将设定速度7km/H存储在所定的存储器。之后，求出现在的自行车车速S(S9)。车速S在设定速度的1.2倍以下(也包括1.2倍)，且0.95以上(也包括0.95)时(S10，S11，S13)，则将上一次的作用比增加0.8％(S13)。
车速S为设定速度的1.2倍以上(也包括1.2倍)时，则将上一次的作用比增加1.7％。车速S为设定速度的1.2倍以下(也1.2倍)时，且0.8以下(也包括0.8)时(S10，S11，S14)，则将上一次的作用比减少1.7％。亦即，因车体的速度S比所设定的速度低，故可缓和再生制动(S16)。
车速S为设定速度的1.2倍以下(也包括1.2倍)，且0.95以下(也包括0.95)时(S10，S11，S14，S15)，则将上一次上作用比减少0.8％。亦即，因车体的速度S比所设定的速度低，故可缓和再生制动(S17)。结束以上的步骤时，则可将作用比限制在0.2至99的范围。
结果，可将车速S无限地控制速度将设定速度7或10km/H成为定速。该速控度是在下坡道等情形较理想。
(定刹车力控制)第15图是表示定力刹车控制动作的概要的流程图。因直到步骤S6为止与上述定速刹车动作相同，因此省略其详细。若刹车选择开关170选择状态H时，则再生制动使电动马达15发电的电流成为15安培。若刹车选择开关170选择状态L时，则将20安培存储在所定的存储器。
然后，求出现在的电动马达(该状态是发电机)15的电流I(S9)。电流I为设定速度的1.2倍以下(也包括1.2倍)，且1.05以上(也包括1.05)时(S10，S11，S13)，则将上一次的作用比增加0.8％(S13)。亦即，因将电动马达15的电流I成为减少0.8％，故制动力成为被减少。
若电流I为设定速度的1.2倍以上(也包括1.2倍)时，则将上一次的作用比增加1.7％。电流I为设定速度的1.2倍以下(也包括1.2倍)，且0.8％以下(也包括0.8％)时(S10，S11，S14)，则将上一次的作用比减少1.7％。亦即，因电动马达15的发电的电流I比所设定的电流低，故可缓和再生制动(S16)。
电流I为设定速度的1.2倍以下(也包括1.2倍)，且0.95以下(也包括0.95)时(S10，S11，S14，S15)，则将上一次的作用比减少0.8％。亦即，因电流I比所设定的速度低，故可缓和再生制动(S17)。结束以上悄步骤时，则可将作用比成为限制在0.2至99的范围。
结果，以定刹车力可将电动马达15的电流无限地控制成20安培或15安培。该定刹车控制是在将加速度成为一定施以制动使的停止时较理想。因加速度为一定，故可顺利地停止。又，若并用手动刹车时，也可正确地停止在所期望的位置。
(其他的实施形态)上述实施形态是将电动马达15装进轮毂内，但搭载于手把杆，前叉等，并由皮带驱动来传动动力也可以，又，如公知的技术，配置于上述以外的其他位置也可以。
权利要求
1.一种具备动力的自行车的制动控制装置，其是在电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体，以驱动上述后轮或上述前轮的具备动力的自行车的驱动装置中，其特征在于包括检测上述电动马达的输出扭矩的检测装置；及马达驱动及制动控制装置，其将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力传递至上述电动马达，而进行发电制动，并以一定的力量制动上述自行车，而且，将来自上述后轮或上述前轮的旋转动力，传递至上述电动马达，而进行发电制动，并以一定的扭矩制动上述自行车。
2.一种具备动力的自行车的制动控制装置，其是在电动马达的输出轴的旋转输出被传递至自行车之后轮或前轮的轮毂的轮毂体，以驱动上述后轮或上述前轮的具备动力的自行车的驱动装置中，其特征为具有检测上述电动马达的输出扭矩的检测装置；经由链条驱动上述后轮的前齿轮板；对驱动上述前齿轮板的踏板的扭矩，予以承受变位的受压弹簧机构；及检测上述受压弹簧机构的变位，并检测上述扭矩的检测传感器。
3.如权利要求2所述的具备动力的自行车的制动控制装置，其特征为包括将上述受压弹簧机构的变位，变换成上述前齿轮板的轴线方向变位的轴线方向变位变换机构。
全文摘要
本发明公开一种具备动力的自行车的制动方法及其控制装置，其是将电动马达施行旋转驱动并施以发电制动，以上述电动马达与驱动上述自行车时相同速度起动，使上述自行车的车速与上述电动马达成为同步之后，从上述车轮逆驱动上述电动马达，并发电制动上述自行车。发电制动是有将自行车成为一定速度的方法，及以一定力量制动的方法等的控制方法。
文档编号F16D65/28GK1491849SQ0212761
公开日2004年4月28日 申请日期1997年1月29日 优先权日1996年2月2日
发明者松尾信幸, 木村良树, 树 申请人:株式会社岛野