驅(qū)動(dòng)單元及電動(dòng)輔助自行車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠不給駕駛員帶來違和感而停止輔助控制的驅(qū)動(dòng)單元及電動(dòng)輔助自行車。驅(qū)動(dòng)單元（40）包括：曲軸（41），所述曲軸（41）與踏板（33、34）連接；扭矩檢測(cè)部（57），所述扭矩檢測(cè)部（57）檢測(cè)在所述曲軸（41）產(chǎn)生的扭矩；以及輔助控制停止部（106），所述輔助控制停止部（106）基于在所述曲軸（41）旋轉(zhuǎn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍的期間由所述扭矩檢測(cè)部（57）檢測(cè)的扭矩的振幅，停止輔助控制。
【專利說明】驅(qū)動(dòng)單元及電動(dòng)輔助自行車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力來輔助駕駛員的踏板踏力的驅(qū)動(dòng)單元及電動(dòng)輔助自行車。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有如下電動(dòng)輔助自行車:由扭矩檢測(cè)部檢測(cè)在與踏板一起旋轉(zhuǎn)的曲軸上發(fā)生的扭矩，使用該檢測(cè)結(jié)果來控制電動(dòng)馬達(dá)，由此輔助駕駛員的踏板踏力。在這樣的電動(dòng)輔助自行車中，例如在專利文獻(xiàn)I中所公開的那樣，檢測(cè)扭矩的變動(dòng)幅度，并且當(dāng)該變動(dòng)幅度比預(yù)定的幅度小的狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)間以上時(shí)，停止輔助控制。
[0003]專利文獻(xiàn)1:專利第3108311號(hào)公報(bào)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]可是，在上述的專利文獻(xiàn)I所公開的構(gòu)成中，當(dāng)將作為停止輔助控制的基準(zhǔn)的所述預(yù)定時(shí)間設(shè)定得短時(shí)，在曲柄旋轉(zhuǎn)速度低的行駛狀態(tài)下，間歇地滿足輔助停止的基準(zhǔn)，并且輔助控制有可能頻繁地停止。另一方面，當(dāng)將所述預(yù)定時(shí)間設(shè)定得長(zhǎng)時(shí)，從駕駛員停止踩踏踏板開始到輔助停止為止的時(shí)間變長(zhǎng)。
[0005]這樣，在如專利文獻(xiàn)I的構(gòu)成那樣基于預(yù)定的狀態(tài)所持續(xù)的時(shí)間來判定輔助停止的情況下，根據(jù)作為停止輔助控制的基準(zhǔn)的所述預(yù)定時(shí)間的長(zhǎng)度，輔助控制間歇地停止，或者在停止的定時(shí)上產(chǎn)生大的偏差。因此，在這樣的構(gòu)成中，有可能給駕駛員帶來違和感。
[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠不給駕駛員帶來違和感而停止輔助控制的驅(qū)動(dòng)單元及電動(dòng)輔助自行車。
[0007]本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及的驅(qū)動(dòng)單元是通過電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力來輔助駕駛員的踏板踏力的驅(qū)動(dòng)單元。驅(qū)動(dòng)單元包括:曲軸，所述曲軸與踏板連接；扭矩檢測(cè)部，所述扭矩檢測(cè)部檢測(cè)在所述曲軸產(chǎn)生的扭矩；扭矩振幅算出部，所述扭矩振幅算出部求出扭矩的振幅，所述扭矩的振幅是在所述曲軸旋轉(zhuǎn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍的期間由所述扭矩檢測(cè)部檢測(cè)出的；以及輔助控制停止部，所述輔助控制停止部在所述扭矩振幅算出部所求出的扭矩的振幅為閾值以下的情況下，停止輔助控制。
[0008]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)單元中，無論在何種行駛狀態(tài)下，都能夠不給駕駛員帶來違和感而精度良好地停止輔助控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是示出電動(dòng)輔助自行車的簡(jiǎn)要構(gòu)成的右視圖；
[0010]圖2是示出電動(dòng)輔助自行車的驅(qū)動(dòng)單元和從動(dòng)鏈輪的簡(jiǎn)要構(gòu)成的圖；
[0011]圖3是在圖2中的II1-1II線截面圖；
[0012]圖4是示意性地示出電動(dòng)輔助自行車的動(dòng)力傳遞和信號(hào)傳遞的路徑的框圖；
[0013]圖5是示出電動(dòng)輔助自行車的輔助控制停止部的簡(jiǎn)要構(gòu)成的框圖；[0014]圖6是示出電動(dòng)輔助自行車的曲軸的旋轉(zhuǎn)角度和踏板踏力之間的關(guān)系的一個(gè)例子的圖；
[0015]圖7是示出電動(dòng)輔助自行車的輔助停止判定流程的圖；
[0016]圖8是示出將踏板踏力存儲(chǔ)到電動(dòng)輔助自行車的存儲(chǔ)器時(shí)的流程的圖；
[0017]圖9是示意性地示出電動(dòng)輔助自行車的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)區(qū)域的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行說明。各圖中的構(gòu)成部件的尺寸并沒有忠實(shí)地示出實(shí)際的構(gòu)成部件的尺寸和各構(gòu)成部件的尺寸比例。
[0019]在以下的說明中，前方、后方、左側(cè)和右側(cè)意味著握著車把23并坐在電動(dòng)輔助自行車I的座24上的駕駛員所看到的前方、后方、左側(cè)和右側(cè)。
[0020](電動(dòng)輔助自行車的全體構(gòu)成)
[0021]在圖1中示出實(shí)施方式I涉及的電動(dòng)輔助自行車I的簡(jiǎn)要構(gòu)成。在圖2中示出電動(dòng)輔助自行車I的驅(qū)動(dòng)單元40和從動(dòng)鏈輪45的簡(jiǎn)要構(gòu)成。如后所述，該電動(dòng)輔助自行車I通過從電動(dòng)馬達(dá)61 (參照?qǐng)D3)輸出的驅(qū)動(dòng)力對(duì)由駕駛員踩踏踏板33、34 (參照?qǐng)D1)來得到的踏板踏力進(jìn)行輔助。即，電動(dòng)輔助自行車I除了一般的自行車的構(gòu)成以外，還包括用于輔助踏板踏力的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0022]如圖1所示，電動(dòng)輔助自行車I包括在前后方向上延伸的車身框架11。另外，電動(dòng)輔助自行車I包括前輪21、后輪22、車把23、車座24、以及驅(qū)動(dòng)單元40。
[0023]車身框架11包括頭管12、下框架13、座框架14、托架15 (參照?qǐng)D2)、一對(duì)后下叉(chain stay) 16和一對(duì)后上叉(seat stay) 17。如圖1所不,頭管12配置在電動(dòng)輔助自行車I的前部。向后方延伸的下框架13的前方側(cè)與頭管12連接。座框架14連接著下框架13的后方側(cè)并從該下框架13的后端部向上方、且向斜后方延伸。
[0024]如圖2所示，托架15安裝在下框架13的后方側(cè)。在托架15的后方側(cè)，以從左右夾持后輪22的方式連接有一對(duì)后下叉16。如圖1所示，一對(duì)后上叉17各自的一個(gè)端部連接在各后下叉16。另外，一對(duì)后上叉17各自的另一個(gè)端部連接在座框架14。
[0025]在頭管12旋轉(zhuǎn)自如地插入有立管25。在立管25的上端部固定車把23。在立管25的下端部固定前叉26。在前叉26的下端部通過車軸27以能夠旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐有前輪21。
[0026]在圓筒狀的座框架14的內(nèi)部插入有座管28。在座管28的上端部設(shè)置有車座24。
[0027]如圖1和圖2所示，在一對(duì)后下叉16的后端部通過車軸29以能夠旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐有后輪22。在后輪22的右側(cè)與車軸29同軸地設(shè)置有從動(dòng)鏈輪45。從動(dòng)鏈輪45經(jīng)由單向離合器92 (參照?qǐng)D4)與后輪22。
[0028]如圖2所示，在托架15上通過多個(gè)緊固配件30來固定驅(qū)動(dòng)單元40。對(duì)于驅(qū)動(dòng)單元40的構(gòu)成后面敘述。如圖1和圖2所示，在驅(qū)動(dòng)單元40的后述的驅(qū)動(dòng)鏈輪42和設(shè)置于后輪22的從動(dòng)鏈輪45上纏繞環(huán)狀的鏈條46。以覆蓋驅(qū)動(dòng)單元40和鏈條46的方式來在車身框架11上安裝有鏈條罩47 (參照?qǐng)D1)。鏈條罩47包括主罩48和副罩49。主罩48覆蓋驅(qū)動(dòng)鏈輪42的右側(cè)并在前后方向上延伸。副罩49覆蓋驅(qū)動(dòng)單元40的后部的右側(cè)。
[0029]如圖1所示，在后述的驅(qū)動(dòng)單元40的曲軸41的兩端部安裝有曲柄臂31、32。在曲柄臂31、32的前端部分別安裝有踏板33、34。
[0030]如圖1所示，在座框架14的后方配置有用于向后述的驅(qū)動(dòng)單元40的電動(dòng)馬達(dá)61供應(yīng)電力的電池單元35。電池單元35包括未圖示的電池和電池控制部。電池是能夠充電放電的充電電池。電池控制部控制電池的充電放電并且監(jiān)控該電池的輸出電流和剩余容量
坐寸ο
[0031]圖3是示出驅(qū)動(dòng)單元40的簡(jiǎn)要構(gòu)成的截面圖。該圖3是圖2中的II1-1II線截面圖。
[0032]如圖3所示，驅(qū)動(dòng)單元40包括:主體部51、曲軸41、驅(qū)動(dòng)鏈輪42、驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生部60、輔助鏈輪43、鏈條張緊器86和控制裝置100 (參照?qǐng)D1和圖4)。
[0033]主體部51包括從左右相互組合的第一殼體部52和第二殼體部53。第一殼體部52和第二殼體部53通過多個(gè)緊固配件54被相互固定(參照?qǐng)D2和圖3)。主體部51通過上述的緊固配件30被安裝在托架15上。
[0034]如圖3所示，曲軸41在左右方向上貫穿主體部51，并且能夠旋轉(zhuǎn)地被該主體部51的前端部支撐。曲軸41相對(duì)于第一殼體部52和第二殼體部53經(jīng)由多個(gè)軸承能夠旋轉(zhuǎn)地支撐。在曲軸41的一側(cè)設(shè)置有與該曲軸41 一體地旋轉(zhuǎn)的近似圓筒狀的內(nèi)部部件55a。如上所述，由于在曲軸41的兩端部連接有曲柄臂31、32，因此通過駕駛員踩踏踏板33、34，曲軸41旋轉(zhuǎn)。
[0035]將驅(qū)動(dòng)鏈輪42安裝在內(nèi)部部件55a的外周面的右端部。曲軸41、內(nèi)部部件55a和驅(qū)動(dòng)鏈輪42被相互同軸地配置。
[0036]在曲軸41的軸方向中央部分與該曲軸41同軸狀地配置近似圓筒狀的旋轉(zhuǎn)部件56。旋轉(zhuǎn)部件56的右端部經(jīng)由圓筒形狀的滑動(dòng)軸承71被曲軸41支撐。旋轉(zhuǎn)部件56的左端部通過例如花鍵構(gòu)造與曲軸41連接。由此，旋轉(zhuǎn)部件56與曲軸41 一體旋轉(zhuǎn)。
[0037]與旋轉(zhuǎn)部件56同軸地配置有扭矩檢測(cè)部57。扭矩檢測(cè)部57包括例如磁致伸縮式的扭矩傳感器。當(dāng)扭矩檢測(cè)部57是磁致伸縮式的扭矩傳感器時(shí)，扭矩檢測(cè)部57包括與旋轉(zhuǎn)部件56的外周面對(duì)置配置的線圈。這樣的構(gòu)成的扭矩檢測(cè)部57檢測(cè)旋轉(zhuǎn)部件56的變形來作為線圈的電壓變化，由此檢測(cè)曲軸41的扭矩。扭矩檢測(cè)部57將與檢測(cè)到的扭矩對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸出到后述的控制裝置100 (參照?qǐng)D4)。控制裝置100基于從扭矩檢測(cè)部57輸出的信號(hào)來控制后述的電動(dòng)馬達(dá)61。此外，扭矩檢測(cè)部57只要是能夠檢測(cè)出扭矩的構(gòu)成即可，也可以具有磁致伸縮式的扭矩傳感器以外的構(gòu)成。
[0038]以連結(jié)旋轉(zhuǎn)部件56和內(nèi)部部件55a的方式來將單向離合器55 (曲柄側(cè)單向離合器)的近似圓筒狀的外部部件55b被與曲軸41同軸地配置。外部部件55b的左端部和旋轉(zhuǎn)部件56的右端部通過例如花鍵構(gòu)造來被連接。由此，外部部件55b與旋轉(zhuǎn)部件56 —體旋轉(zhuǎn)。
[0039]以只將單向的旋轉(zhuǎn)力從外部部件55b向內(nèi)部部件55a傳遞的方式，通過例如棘輪構(gòu)造來連接外部部件55b的右端部和內(nèi)部部件55a的左端部。由此，從外部部件55b向內(nèi)部部件55a傳遞前轉(zhuǎn)方向(當(dāng)從右側(cè)看時(shí)為順時(shí)針方向)的旋轉(zhuǎn)力。但是，不從外部部件55b向內(nèi)部部件55a傳遞后轉(zhuǎn)方向(當(dāng)從右側(cè)看時(shí)為逆時(shí)針方向)的旋轉(zhuǎn)力。
[0040]通過該構(gòu)成，在駕駛員踩踏踏板33、34來使曲軸41旋轉(zhuǎn)、以使電動(dòng)輔助自行車I前進(jìn)的情況下，駕駛員的踏板踏力從曲軸41經(jīng)由旋轉(zhuǎn)部件56和外部部件55b被傳遞至內(nèi)部部件55a。因此，內(nèi)部部件55a和驅(qū)動(dòng)鏈輪42前轉(zhuǎn)。另一方面，在駕駛員使曲軸41后轉(zhuǎn)的情況下，不將該旋轉(zhuǎn)從外部部件55b傳遞至內(nèi)部部件55a。因此，內(nèi)部部件55a和驅(qū)動(dòng)鏈輪42不后轉(zhuǎn)。
[0041]如圖3所示，在單向離合器55的外部部件55b的外周面上配置有近似圓筒形狀的磁鐵58a。在與該磁鐵58a的外周面的一部分對(duì)置的位置配置有具備霍爾元件的編碼器58b。編碼器58b通過樹脂制的支撐部件58c來保持在第二殼體部53的內(nèi)表面上。編碼器58b檢測(cè)由配置在外部部件55b的外周面上的磁鐵58a產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化。由此,能夠檢測(cè)外部部件55b所連接的曲軸41的旋轉(zhuǎn)。S卩，由磁鐵58a和編碼器58b構(gòu)成檢測(cè)曲軸41的旋轉(zhuǎn)的曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58。當(dāng)編碼器58b檢測(cè)到磁鐵58a的磁場(chǎng)的變化時(shí)，該曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58輸出脈沖信號(hào)。曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58例如以曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度為5度的間隔輸出脈沖信號(hào)。
[0042]驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生部60在第一殼體部52和第二殼體部53內(nèi)配置在比曲軸41靠后方的位置處。驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生部60包括電動(dòng)馬達(dá)61、輸出軸81和齒輪82。
[0043]電動(dòng)馬達(dá)61基于從后述的控制裝置100輸出的控制信號(hào)來產(chǎn)生用于輔助電動(dòng)輔助自行車I的行駛的驅(qū)動(dòng)力。另外，控制電動(dòng)馬達(dá)61，以根據(jù)輔助模式來使對(duì)電動(dòng)輔助自行車I行駛進(jìn)行輔助的驅(qū)動(dòng)力變化。
[0044]電動(dòng)馬達(dá)61包括:定子62、轉(zhuǎn)子63和旋轉(zhuǎn)軸64。定子62固定于第二殼體部53。在第二殼體部53以覆蓋電動(dòng)馬達(dá)61的左側(cè)的方式安裝有馬達(dá)罩65。旋轉(zhuǎn)軸64貫穿轉(zhuǎn)子63并且被固定在該轉(zhuǎn)子63上。旋轉(zhuǎn)軸64經(jīng)由滾動(dòng)軸承66、67以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支撐在第二殼體部53和馬達(dá)罩65。在旋轉(zhuǎn)軸64的右端部形成有齒輪槽64a。
[0045]另外，雖然沒有特別地進(jìn)行圖示，但是在電動(dòng)馬達(dá)61的附近配置有后述的控制裝置100。在本實(shí)施方式中，雖然在電動(dòng)馬達(dá)61的附近配置有控制裝置100，但是不限于此，也可以在其它部位配置控制裝置100。
[0046]另外，雖然沒有特別地進(jìn)行圖示，但是在電動(dòng)馬達(dá)61設(shè)有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子63的旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部68 (參照?qǐng)D4)。該馬達(dá)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部68包括檢測(cè)電動(dòng)馬達(dá)61的轉(zhuǎn)子63的旋轉(zhuǎn)的編碼器。
[0047]如圖3所示，在比曲軸41靠后方的位置處，輸出軸81以能夠旋轉(zhuǎn)方式支撐于主體部51。具體地說，輸出軸81經(jīng)由滾動(dòng)軸承83、84以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支撐在第一殼體部52和第二殼體部53。
[0048]在滾動(dòng)軸承83和滾動(dòng)軸承84之間與輸出軸81同軸地配置有齒輪82。齒輪82與形成在電動(dòng)馬達(dá)61的旋轉(zhuǎn)軸64的齒輪槽64a嚙合。由此，由電動(dòng)馬達(dá)61產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力從旋轉(zhuǎn)軸64被傳遞至齒輪82，該齒輪82旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)施方式中，以旋轉(zhuǎn)軸64前轉(zhuǎn)的方式配置電動(dòng)馬達(dá)61。因此，齒輪82通過從旋轉(zhuǎn)軸64傳遞的驅(qū)動(dòng)力來后轉(zhuǎn)。
[0049]在齒輪82和輸出軸81之間設(shè)置有單向離合器85 (馬達(dá)側(cè)單向離合器)。單向離合器85被構(gòu)成為:從齒輪82向輸出軸81傳遞后轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)力，而不傳遞前轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)力。
[0050]在輸出軸81的右端部與該輸出軸81同軸地配置有輔助鏈輪43。例如通過花鍵構(gòu)造來將輔助鏈輪43和輸出軸81彼此連接。由此，在驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生部60產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力從輸出軸81被傳遞至輔助鏈輪43。因此，輔助鏈輪43后轉(zhuǎn)。[0051]在第一殼體部52的右側(cè)面的后端部配置有鏈條張緊器86。如圖2所示，鏈條張緊器86的一端側(cè)經(jīng)由張緊彈簧87與第一殼體部52連接。另外，鏈條張緊器86的另一端側(cè)通過支撐螺栓88以能夠相對(duì)于第一殼體部52旋轉(zhuǎn)的方式與第一殼體部52連接。在鏈條張緊器86設(shè)有能夠相對(duì)于支撐螺栓89旋轉(zhuǎn)的張緊鏈輪90。在該張緊鏈輪90上以向后方按壓該張緊鏈輪90的方式纏掛有鏈條46 (動(dòng)力傳遞部件)。因此，通過鏈條張緊器86將鏈條46調(diào)整為適度的張力。
[0052]控制裝置100進(jìn)行電動(dòng)輔助自行車I的輔助控制。如圖4所示，控制裝置100包括:踏板踏力檢測(cè)部101、馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)部102、輔助力計(jì)算部103、馬達(dá)控制部104、存儲(chǔ)器105、以及輔助控制停止部106。下面對(duì)控制裝置100的詳細(xì)構(gòu)成進(jìn)行描述。
[0053](電動(dòng)輔助自行車的輔助控制)
[0054]在圖4中，以框圖示出在電動(dòng)輔助自行車I中當(dāng)進(jìn)行由電動(dòng)馬達(dá)61的輔助控制時(shí)的信號(hào)的發(fā)送和接收、以及動(dòng)力的傳遞。在該圖4中，由虛線箭頭表示進(jìn)行輔助控制時(shí)的信號(hào)的發(fā)送和接收，并且以實(shí)線箭頭表示動(dòng)力的傳遞。在圖4中的符號(hào)中，與在圖1至圖3示出的符號(hào)相同的符號(hào)表不電動(dòng)輔助自行車I中的相同的構(gòu)成。
[0055]由控制裝置100根據(jù)駕駛員的踏板踏力對(duì)電動(dòng)馬達(dá)61進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，由此實(shí)現(xiàn)在電動(dòng)輔助自行車I中的輔助控制。即，控制裝置100基于從檢測(cè)曲軸41的扭矩的扭矩檢測(cè)部57輸出的信號(hào)來檢測(cè)駕駛員的踏板踏力。另外，控制裝置100根據(jù)所檢測(cè)的踏板踏力來控制電動(dòng)馬達(dá)61的輸出。并且，控制裝置100求出在曲軸41旋轉(zhuǎn)半圈的期間的踏板踏力的振幅，并且根據(jù)該踏板踏力的振幅來停止輔助控制。
[0056]如上所述，控制裝置100包括:踏板踏力檢測(cè)部101、馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)部102、輔助力計(jì)算部103、馬達(dá)控制部104、存儲(chǔ)器105 (保存部)和輔助控制停止部106。
[0057]踏板踏力檢測(cè)部101基于扭矩檢測(cè)部57的檢測(cè)結(jié)果來求出駕駛員的踏板踏力(扭矩)。馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)部102基于由馬達(dá)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部68檢測(cè)的電動(dòng)馬達(dá)61的旋轉(zhuǎn)來求出該電動(dòng)馬達(dá)61的旋轉(zhuǎn)速度。
[0058]輔助力計(jì)算部103基于由踏板踏力檢測(cè)部101檢測(cè)的踏板踏力來求出對(duì)電動(dòng)馬達(dá)61要求的驅(qū)動(dòng)力(輔助力)。另外，當(dāng)后述的輔助控制停止部106判定了輔助控制的停止時(shí)，輔助力計(jì)算部103計(jì)算出電動(dòng)馬達(dá)61的驅(qū)動(dòng)力，以停止輔助控制。
[0059]另外，輔助力計(jì)算部103根據(jù)進(jìn)行輔助控制時(shí)的輔助模式來算出電動(dòng)馬達(dá)61的驅(qū)動(dòng)力。雖然省略詳細(xì)的說明，但是電動(dòng)輔助自行車I根據(jù)所要求的電動(dòng)馬達(dá)61的驅(qū)動(dòng)力，包括例如“強(qiáng)”、“標(biāo)準(zhǔn)”、“自動(dòng)節(jié)能”和“關(guān)”這四個(gè)輔助模式。
[0060]馬達(dá)控制部104對(duì)電動(dòng)馬達(dá)61的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，以使得電動(dòng)馬達(dá)61輸出由輔助力計(jì)算部103求出的必要的驅(qū)動(dòng)力。另外，馬達(dá)控制部104根據(jù)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)部102中所檢測(cè)的電動(dòng)馬達(dá)61的旋轉(zhuǎn)速度來控制電動(dòng)馬達(dá)61的驅(qū)動(dòng)。
[0061 ] 存儲(chǔ)器105存儲(chǔ)踏板踏力，所述儲(chǔ)踏板踏力與曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58所檢測(cè)的曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)。即，對(duì)存儲(chǔ)器105輸入從曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58輸出的脈沖信號(hào)，并且輸入從踏板踏力檢測(cè)部101輸出的踏板踏力。在存儲(chǔ)器105中，以與脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的方式存儲(chǔ)踏板踏力。
[0062]將從踏板踏力檢測(cè)部101輸出的踏板踏力之中的曲軸41旋轉(zhuǎn)半圈(旋轉(zhuǎn)角度180度)的踏板踏力存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器105中。在存儲(chǔ)器105所存儲(chǔ)的踏板踏力是例如按照每5度曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度存儲(chǔ)的踏板踏力。存儲(chǔ)器105被構(gòu)成為能夠存儲(chǔ)曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度在180度以上的踏板踏力。
[0063]存儲(chǔ)器105是例如緩沖區(qū)在理論上連接成了環(huán)狀的、所謂的環(huán)形緩沖區(qū)。在存儲(chǔ)器105各存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)有曲軸41的每預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度(每個(gè)脈沖信號(hào))的踏板踏力。
[0064]圖9簡(jiǎn)要地示出存儲(chǔ)器105的存儲(chǔ)區(qū)域。存儲(chǔ)器105包括用于從多個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域之中指定寫入?yún)^(qū)域的指針。當(dāng)曲軸41是正轉(zhuǎn)(電動(dòng)輔助自行車I前進(jìn)時(shí)的旋轉(zhuǎn))時(shí)，用于在存儲(chǔ)器105各存儲(chǔ)區(qū)域中進(jìn)行寫入的指針前進(jìn)(圖9的黑箭頭)。另一方面，當(dāng)曲軸41是反轉(zhuǎn)(向正轉(zhuǎn)的反方向旋轉(zhuǎn))時(shí)，用于在存儲(chǔ)器105各存儲(chǔ)區(qū)域中進(jìn)行寫入的指針后退(圖9的黑箭頭)。由此，根據(jù)從曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58輸出的脈沖信號(hào)來在各存儲(chǔ)區(qū)域存儲(chǔ)踏板踏力。另夕卜，在作為環(huán)形緩沖區(qū)的存儲(chǔ)器105中，伴隨著曲軸41的旋轉(zhuǎn)總是存儲(chǔ)新的踏板踏力。在圖9中，存儲(chǔ)器105所存儲(chǔ)的踏板踏力的取樣間隔以曲軸41的旋轉(zhuǎn)來說是a度。
[0065]輔助控制停止部106基于從存儲(chǔ)器105所存儲(chǔ)的曲軸41旋轉(zhuǎn)半圈的踏板踏力求出的踏力振幅，判定是否停止輔助控制。如圖6所示，當(dāng)駕駛員踩了踏板33、34時(shí)在曲軸41產(chǎn)生的踏板踏力根據(jù)該曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度而變動(dòng)。
[0066]詳細(xì)地說，當(dāng)曲軸41旋轉(zhuǎn)半圈的踏板踏力的振幅在閾值以下時(shí)，輔助控制停止部106判定為停止輔助控制。這樣,基于曲軸41旋轉(zhuǎn)半圈的踏力振幅、而不是預(yù)定時(shí)間內(nèi)的踏力振幅，判定輔助控制的停止，由此，輔助停止的判定不會(huì)像現(xiàn)有技術(shù)那樣受到預(yù)定時(shí)間的長(zhǎng)度或曲軸41的旋轉(zhuǎn)速度的影響。從而，能夠提高輔助停止判定的精度。因此，能夠防止輔助控制的頻繁的停止或給駕駛員帶來從踏板33、34的踩踏停止開始到輔助停止為止的時(shí)間延遲等的違和感。
[0067]如圖5所示，輔助控制停止部106包括:踏力振幅算出部111 (扭矩振幅算出部)、踏力振幅比較部112、以及輔助停止判定部113。
[0068]踏力振幅算出部111基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器105內(nèi)的曲軸41旋轉(zhuǎn)半圈(180度)的踏板踏力，從踏板踏力的最大值和最小值求出踏力振幅。詳細(xì)地說，踏力振幅算出部111從存儲(chǔ)器105讀出從曲軸41當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)角度(作為基準(zhǔn)的角度位置)到180度前的旋轉(zhuǎn)角度的范圍(預(yù)定的角度范圍)的踏板踏力。并且，踏力振幅算出部111使用讀出的踏板踏力，算出踏板踏力的最大值和最小值的差，由此求出踏力振幅。
[0069]如上所述，由踏力振幅算出部111使用180度的曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度的踏板踏力來算出踏力振幅，由此，如圖6所示，能夠使用包含在旋轉(zhuǎn)角度為180度的范圍內(nèi)的踏板踏力的最小值和最大值來求出更準(zhǔn)確的踏力振幅。而且，如上所述，通過使用180度的旋轉(zhuǎn)角度的踏板踏力來算出踏力振幅，與使用180度的旋轉(zhuǎn)角度以上的范圍內(nèi)的踏板踏力來算出的情況相比，能夠迅速、并且以小的計(jì)算負(fù)荷來求出更準(zhǔn)確的踏力振幅。
[0070]踏力振幅比較部112判定由踏力振幅算出部111求出的踏板踏力的振幅是否在閾值以下。該閾值被設(shè)定為:當(dāng)曲軸41無負(fù)荷旋轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩檢測(cè)部57輸出的變動(dòng)幅度成為其下限。更優(yōu)選的是，閾值是判定為駕駛員正踩踏踏板33、34的最低踏力振幅以下。當(dāng)由踏力振幅算出部111求出的踏力振幅在閾值以下時(shí)，踏力振幅比較部112向輔助停止判定部113輸出信號(hào)。
[0071]一旦從踏力振幅比較部112輸出信號(hào)，則輔助停止判定部113判定為停止輔助控制。當(dāng)判定為停止輔助控制時(shí)，輔助停止判定部113向輔助力計(jì)算部103輸出停止信號(hào)。[0072](輔助停止判定)
[0073]接下來，在包括如上述的構(gòu)成的電動(dòng)輔助自行車I中，基于圖7所示的流程來說明輔助控制停止部106判定為停止輔助控制的輔助停止判定。
[0074]當(dāng)如圖7所示的輔助停止判定流程開始時(shí)(開始)，首先，在步驟SAl中，由踏力振幅算出部111基于從存儲(chǔ)器105讀出的踏板踏力來算出踏力振幅。具體地說，在步驟SAl中，踏力振幅算出部111讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器105中的曲軸41旋轉(zhuǎn)半圈的踏板踏力，計(jì)算這些踏板踏力之中的最大值和最小值的差，由此求出踏力振幅。
[0075]接著，在步驟SA2中，判定在步驟SAl中算出的踏力振幅是否在閾值以下。在步驟SA2中，當(dāng)判定為踏力振幅在閾值以下時(shí)(“是”的情況)，向步驟SA3前進(jìn)，并由輔助停止判定部113來進(jìn)行停止輔助控制的判定(輔助停止判定)。另一方面，當(dāng)判定為踏力振幅大于閾值時(shí)(“否”的情況)，向步驟SA4前進(jìn)，并進(jìn)行持續(xù)輔助控制的判定(輔助持續(xù)判定)。
[0076]在步驟SA3、SA4中分別進(jìn)行了判定之后，結(jié)束該流程(結(jié)束)。
[0077]這樣，從曲軸41的半圈的踏板踏力求出振幅，并且基于該振幅來進(jìn)行輔助停止判定，由此能夠不受到判定時(shí)間的長(zhǎng)度或曲軸41的旋轉(zhuǎn)速度的影響，而進(jìn)行精度的良好的輔助停止判定。
[0078](踏板踏力的存儲(chǔ)控制)
[0079]如上所述，在存儲(chǔ)器105中存儲(chǔ)有曲軸41旋轉(zhuǎn)半圈的期間由踏板踏力檢測(cè)部101檢測(cè)的踏板踏力。該存儲(chǔ)器105例如為環(huán)形緩沖區(qū)，在各存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度(每個(gè)從曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58輸出的脈沖信號(hào))的踏板踏力。
[0080]以下，使用圖8來說明將踏板踏力存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器105時(shí)的流程。圖8的流程在從曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58輸出了脈沖信號(hào)時(shí)開始。
[0081 ] 當(dāng)圖8所示的流程開始時(shí)(開始)，在步驟SBl中，控制裝置100基于曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58的檢測(cè)結(jié)果來判定曲軸41是否已正轉(zhuǎn)。該曲軸41的正轉(zhuǎn)的檢測(cè)例如能夠通過考慮從曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58輸出的脈沖信號(hào)的相位差等來實(shí)現(xiàn)。
[0082]在步驟SBl中，當(dāng)判定為曲軸41正在正轉(zhuǎn)時(shí)(“是”的情況)，向步驟SB2前進(jìn)，并使存儲(chǔ)器105的指針前進(jìn)。另一方面，當(dāng)判定為曲軸41不是在正轉(zhuǎn)時(shí)(“否”的情況)，向步驟SB3前進(jìn)，并使存儲(chǔ)器105的指針后退。
[0083]在步驟SB2、SB3中使存儲(chǔ)器105的指針移動(dòng)之后，在步驟SB4中將踏板踏力保存到指針?biāo)诘拇鎯?chǔ)區(qū)域。然后，結(jié)束該流程(結(jié)束)。
[0084]如上所述，根據(jù)曲軸41的旋轉(zhuǎn)來改變存儲(chǔ)器105的指針的位置，并將踏板踏力保存到該指針?biāo)诘拇鎯?chǔ)區(qū)域，由此能夠根據(jù)曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度來將踏板踏力存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器105中。
[0085]在本實(shí)施方式中，電動(dòng)輔助自行車I包括:曲軸41，所述曲軸41與踏板33、34連接；扭矩檢測(cè)部57，所述扭矩檢測(cè)部57檢測(cè)在曲軸41產(chǎn)生的扭矩；輔助控制停止部106，所述輔助控制停止部106在曲軸41旋轉(zhuǎn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍的期間基于扭矩檢測(cè)部57所檢測(cè)的扭矩的振幅來停止輔助控制。
[0086]由此，能夠使用曲軸41旋轉(zhuǎn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍(半圈)時(shí)的踏板踏力的振幅來進(jìn)行輔助停止判定。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)不受到判定時(shí)間的長(zhǎng)度或曲軸41的旋轉(zhuǎn)速度的影響、而精度良好地停止輔助控制的構(gòu)成。[0087]在本實(shí)施方式中，輔助控制停止部106包括:踏力振幅算出部111，所述踏力振幅算出部111計(jì)算出扭矩的振幅；以及輔助停止判定部113，當(dāng)由踏力振幅算出部111求出的扭矩的振幅在閾值以下時(shí)，所述輔助停止判定部113判定輔助控制的停止。
[0088]由此，能夠?qū)崿F(xiàn)使用曲軸41旋轉(zhuǎn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍時(shí)的踏板踏力的振幅來進(jìn)行輔助停止判定的構(gòu)成。
[0089]在本實(shí)施方式中，電動(dòng)輔助自行車I包括:曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58，所述曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58檢測(cè)曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度；以及存儲(chǔ)器105，所述存儲(chǔ)器105按照每個(gè)由曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部58檢測(cè)的曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度來存儲(chǔ)由扭矩檢測(cè)部57檢測(cè)的扭矩。踏力振幅算出部111被構(gòu)成為:能夠?qū)⒋鎯?chǔ)在存儲(chǔ)器105中的扭矩之中的最大值和最小值的差作為所述扭矩的振幅來算出。
[0090]由此，在存儲(chǔ)器105中，由于能夠存儲(chǔ)曲軸41旋轉(zhuǎn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍時(shí)的踏板踏力，因此能夠容易地算出在該預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍內(nèi)的踏力振幅。從而，能夠容易地實(shí)現(xiàn)使用旋轉(zhuǎn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍時(shí)的踏板踏力來進(jìn)行輔助停止判定的構(gòu)成。
[0091]在本實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器105被構(gòu)成為:能夠存儲(chǔ)由扭矩檢測(cè)部57檢測(cè)的扭矩之中的、與預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍對(duì)應(yīng)的扭矩。由此，能夠基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器105中的所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍內(nèi)的踏力振幅來進(jìn)行輔助停止判定。
[0092]在本實(shí)施方式中，所述閾值以當(dāng)曲軸41無負(fù)荷旋轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩檢測(cè)部57輸出的變動(dòng)幅度為下限。通過將在曲軸41上不產(chǎn)生扭矩時(shí)的扭矩檢測(cè)部57的變動(dòng)幅度以上的值設(shè)定為閾值，能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)在曲軸41上不產(chǎn)生扭矩時(shí)的踏力振幅。從而，能夠精度良好地停止輔助控制。
[0093]在本實(shí)施方式中，所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍為范圍固定、且相位能夠變化的角度范圍。而且，在所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍中的相位與踏板33、34的旋轉(zhuǎn)同步變化。S卩，在存儲(chǔ)器150中存儲(chǔ)伴隨著踏板33、34的旋轉(zhuǎn)而由扭矩檢測(cè)部57新檢測(cè)出的扭矩，并且從存儲(chǔ)器150中刪除最舊的扭矩存儲(chǔ)值。由此，能夠使存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器150中的扭矩存儲(chǔ)值總是最新的預(yù)定角度范圍內(nèi)的扭矩的值。
[0094]在本實(shí)施方式中，所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍在180度以上。當(dāng)曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度的范圍在180度以上時(shí)，踏力(扭矩)包括最小值和最大值。從而,通過使所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍在180度以上，能夠求出更準(zhǔn)確的踏力振幅。因此，能夠精度更好地進(jìn)行輔助控制的停止判定。
[0095](其他實(shí)施方式)
[0096]以上，雖然說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是上述的實(shí)施方式不過是用于實(shí)施本發(fā)明的例示。因此，本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，能夠在不脫離該主旨的范圍內(nèi)對(duì)上述的實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)變形來實(shí)施。
[0097]在所述實(shí)施方式中，作為存儲(chǔ)器105使用環(huán)形緩沖區(qū)。但是，只要是能夠存儲(chǔ)每個(gè)曲軸41的旋轉(zhuǎn)角度的踏板踏力的構(gòu)成，其他構(gòu)成的存儲(chǔ)器也可以。
[0098]標(biāo)號(hào)說明
[0099]I電動(dòng)輔助自行車
[0100]33、34 踏板
[0101]40驅(qū)動(dòng)單元[0102]41 曲軸
[0103]57扭矩檢測(cè)部
[0104]58曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部
[0105]61電動(dòng)馬達(dá)
[0106]105存儲(chǔ)器(存儲(chǔ)部)
[0107]106輔助控制停止部
[0108]111踏力振幅算出部(扭矩振幅算出部)
[0109]113輔助停止判定部
【權(quán)利要求】
1.一種驅(qū)動(dòng)單元，是通過電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力來輔助駕駛員的踏板踏力的驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，包括: 曲軸，所述曲軸與踏板連接； 扭矩檢測(cè)部，所述扭矩檢測(cè)部檢測(cè)在所述曲軸產(chǎn)生的扭矩；以及輔助控制停止部，所述輔助控制停止部基于在所述曲軸旋轉(zhuǎn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍的期間所述扭矩檢測(cè)部所檢測(cè)的扭矩的振幅，停止輔助控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中， 所述輔助控制停止部包括: 扭矩振幅算出部，所述扭矩振幅算出部計(jì)算出所述扭矩的振幅；以及輔助停止判定部，在所述扭矩振幅算出部所求出的扭矩的振幅為閾值以下的情況下，所述輔助停止判定部判定輔助控制的停止。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中， 所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍為范圍固定、且相位能夠變化的角度范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中， 所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍中的相位與所述踏板的旋轉(zhuǎn)同步變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中，還包括: 曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部，所述曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部檢測(cè)所述曲軸的旋轉(zhuǎn)角度；以及 存儲(chǔ)部，所述存儲(chǔ)部按照每個(gè)由所述曲柄旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部檢測(cè)的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)角度來存儲(chǔ)由所述扭矩檢測(cè)部檢測(cè)的扭矩； 所述扭矩振幅算出部被構(gòu)成為能夠?qū)⒋鎯?chǔ)在所述存儲(chǔ)部的扭矩中的最大值和最小值的差作為所述扭矩的振幅來計(jì)算出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中， 所述存儲(chǔ)部被構(gòu)成為能夠存儲(chǔ)所述扭矩檢測(cè)部所檢測(cè)的扭矩之中的、與所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍對(duì)應(yīng)的扭矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中， 所述閾值以當(dāng)所述曲軸無負(fù)荷旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述扭矩檢測(cè)部的輸出的變動(dòng)幅度為下限。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中， 所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的范圍在180度以上。
9.搭載了權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)輔助自行車。
【文檔編號(hào)】B62M6/45GK103863506SQ201310694117
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】有宗伸泰, 神谷諭, 根來正憲 申請(qǐng)人:雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社