專利名稱：電動助推自行車的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及電動助推自行車。在該電動助推自行車中，為了控制電動助推馬達的工作，備置了改良的馬達控制裝置，所述的電動助推自行車設置了兩個動力傳遞系統(tǒng)。其中，第1動力傳遞系統(tǒng)具有第1單向離合器，設置在曲柄軸和向后輪傳遞動力的動力傳遞構(gòu)件之間，上述曲柄軸旋轉(zhuǎn)自如地支承于支撐在車架上的殼體上，同時在兩端分別具有曲柄踏板；第2動力傳遞系統(tǒng)具有第2單向離合器，設置在固定安裝于上述殼體上的電動助推馬達和上述動力傳遞構(gòu)件之間。更詳細地說，本發(fā)明涉及這樣一種電動助推自行車，其電動助推馬達的動作以旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置的檢測值和扭矩檢測裝置的檢測值為基礎用控制器加以控制。其中，旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置在電動助推馬達產(chǎn)生的動力助推狀態(tài)下，檢測代表自行車速度的旋轉(zhuǎn)速度；扭轉(zhuǎn)檢測裝置檢測曲柄踏板的輸入扭矩。
有關現(xiàn)有的電動助推自行車，通過例如特開平7-40878號已經(jīng)為人所知了。
上述現(xiàn)有的電動助推自行車可把源于電動助推馬達的助推力給予后輪。該電動助推自行車在這種狀態(tài)下，它的為檢測車速而設置的旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置與和曲柄軸同軸的動力傳遞構(gòu)件相關聯(lián)。即構(gòu)成第1動力傳遞系統(tǒng)一部分的行星齒輪機構(gòu)的外齒輪連接在動力傳遞構(gòu)件上，該外齒輪外圍的齒作為被檢測部分，檢測該被檢測部分的傳感器固定在殼體上。然而，如果使源于電動助推馬達的助推力作用于動力傳遞構(gòu)件，則在這種狀態(tài)下，動力傳遞構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度比電動助推馬達的轉(zhuǎn)速低。檢測旋轉(zhuǎn)速度如此低的構(gòu)件之旋轉(zhuǎn)速度，勢必采用上述直徑較大的外齒輪，同時，為了提高檢測精度，需要采用霍爾器件等價格比較高的半導體元件作傳感器，不僅導致旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置大型化，而且導致殼體型化，同時招致成本提高。
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種電動助推自行車，它使小型化及低成本化成為可能，而且能夠檢測代表自行車速度的旋轉(zhuǎn)速度。
本發(fā)明更進一步的目的在于提供一種下述的電動助推自行車它使小型化及低成本化成為可能，而且能夠檢測代表自行車速度的旋轉(zhuǎn)速度，在此基礎上，它還具有馬達控制裝置，該裝置能夠使馬達的控制順利進行。
為達到上述目的，本發(fā)明的第一方案所記載的電動助推自行車設置了兩個動力傳遞系統(tǒng)。其中，第1動力傳遞系統(tǒng)具有第1單向離合器，設置在曲柄軸和向后輪傳遞動力的動力傳遞構(gòu)件之間，上述曲柄軸回轉(zhuǎn)自如地支承于支撐在車架上的殼體上，同時在兩端分別具有曲柄踏板；第2動力傳遞系統(tǒng)具有第2單向離合器，設置在固定安裝于上述殼體上的電動助推馬達和上述動力傳遞構(gòu)件之間，其特征在于電動助推馬達的動作以旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置的檢測值和扭矩檢測裝置的檢測值為基礎用控制器加以控制，其中，旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置在電動助推馬達產(chǎn)生的動力助推狀態(tài)下，檢測代表自行車速度的旋轉(zhuǎn)速度；扭矩檢測裝置檢測曲柄踏板的輸入扭矩，旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置由設置在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上的被檢測部和檢測該被檢測部旋轉(zhuǎn)速度的傳感器所構(gòu)成，其中，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在電動助推馬達和第2單向離合器間構(gòu)成第2動力傳遞系統(tǒng)的一部分。
另外，第二方案所記載的發(fā)明具有以下特征加上上述發(fā)明第二方案所記載的構(gòu)造，上述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件為電動助推馬達的旋轉(zhuǎn)軸。
為達到上述目的，本發(fā)明第三方案所記載的電動助推自行車設置了兩個動力傳遞系統(tǒng)，其中，第1動力傳遞系統(tǒng)具有第1單向離合器，設置在曲柄軸和向后輪傳遞動力的動力傳遞構(gòu)件之間，上述曲柄軸旋轉(zhuǎn)自如地支承于支撐在車架上的殼體上，同時在兩端分別具有曲柄踏板；第2動力傳遞系統(tǒng)具有第2單向離合器，設置在固定安裝于上述殼體上的電動助推馬達和上述動力傳遞構(gòu)件之間，其特征是在該電動助推自行車中，包含有旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置、扭矩檢測裝置和控制器，其中，旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置檢測旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在電動助推馬達和第2單向離合器間構(gòu)成第2動力傳遞系統(tǒng)的一部分；扭轉(zhuǎn)檢測裝置檢測曲柄踏板的輸入扭矩；控制器以上述那些檢測裝置的檢測值為基礎控制電動助推馬達動作，同時，如果由旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置得到的檢測旋轉(zhuǎn)速度從上次旋轉(zhuǎn)速度超過設定值而發(fā)生變化，控制器則把上次的旋轉(zhuǎn)速度加上該設定值所得的和作為控制電動助推馬達工作的旋轉(zhuǎn)速度來使用。
圖1是電動助推自行車的側(cè)視圖。
圖2是馬達裝置的側(cè)視剖視圖，圖3的2-2線剖視圖。
圖3是沿圖2的3-3線的剖視圖。
圖4是沿圖3的主要部分局部放大圖。
圖5是沿圖4的5-5線的剖視圖。
圖6是沿圖4的6-6線的剖視圖。
圖7是沿圖4的7-7線的視圖，表示內(nèi)滑塊和離合器內(nèi)圈的接合狀態(tài)。
圖8是一方框圖，表示電動助推馬達控制裝置的構(gòu)造。
圖9是一程序方框圖，表示用控制器設定的主程序。
圖10是一程序方框圖，表示用控制器進行的中斷處理。
圖11是用控制器進行中斷處理的說明圖。
圖12是進行馬達閉鎖判別處理的子程序之流程圖。
圖13是一旦停止踩踏操作時，表示旋轉(zhuǎn)速度的變化。
下面以附圖中表示的本發(fā)明的一實施例為基礎，說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
首先，在圖1中，該電動助推自行車具有從側(cè)面看大致呈“U”字形的車架21，可控制方向的前叉23支承在該車架21前端的頭管22上，前輪WF通過軸支承在該前叉23的下端，在前叉23的上端設置有操縱手柄24。另外，在車架21的下部，設置著具有電動助推馬達30的馬達裝置31，一對左右分布的后叉25…在該馬達裝置31后邊的上方位置上從車架21開始向后下方延伸，同時在馬達裝置31的后方朝大致水平的方向延伸出來，后輪WR通過軸支承在后叉25…之間。在兩后叉25…及車架21的后端之間，設置著一對左右撐桿26…。此外，在車架21的后端，裝配著上端備置車座27的座柱28，通過該座柱28可調(diào)整車座27的上下位置，在車座27的后方側(cè)固聯(lián)著支座29。
兩端分別具有曲柄踏板32、32且能旋轉(zhuǎn)自如的曲柄軸33用馬達裝置31支承。主動鏈輪34能夠傳遞源于該曲柄軸33的動力，同時也能受到源于上述電動助推馬達30的助推力的作用；從動鏈輪35設置在后輪WR的車軸上。在主動鏈輪34和從動鏈輪35上，繞著環(huán)形鏈條36。
電動助推馬達30的動作，是由控制器37來控制的。該控制器37位于馬達裝置31的前方側(cè)，固定支承在車架21的下邊，并以電動助推馬達30的轉(zhuǎn)速以及輸入踏板32、32的輸入扭矩為基礎，控制電動助推馬達30的動作。
在頭管22上，通過撐架43安裝著前筐38。而且配置在該前筐38背面的電池貯存盒39也安裝在上述撐架43上。為給電動助推馬達30供給電力，電池40以可插拔的形式裝在電池貯存盒39內(nèi)。
再說車架21的大部分是用蓋41蓋著的，在該蓋41的上邊，為使電池40向控制器37以及電動助推馬達30供給電力，配設有主開關42。
同時參照圖2、圖3及圖4，馬達裝置31的殼體45由左半殼體46、右半殼體47及蓋48所組成。其中，右半殼體47與該左半殼體46之間形成第1存放室49并連接在左半殼體46上；蓋48與左半殼體46之間形成第2存放室50，也連接在左半殼體46上。左半、右半殼體46、47用兩個螺栓51、51共同緊固在車架21的下邊。
讓曲柄軸33的大部分配置在第1存放室49內(nèi)，曲柄軸33支承在殼體45上并能自由旋轉(zhuǎn)。作為動力傳遞構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)套筒53，通過滾珠軸承52支承在右半殼體47上。上述曲柄軸33的右端部分，通過滾柱軸承支承在該旋轉(zhuǎn)套筒53的內(nèi)周；曲柄軸33的左端部分，則通過滾珠軸承55支承在左半殼體46上。而把配置在右半殼體47右側(cè)的主動鏈輪34連接在上述旋轉(zhuǎn)套筒53上。
作用在曲柄軸33左右兩端的曲柄踏板32、32上的踩踏力，通過第1動力傳遞系統(tǒng)56從曲柄軸33傳遞到主動鏈輪34。另外，在殼體45上，安裝著動力助推馬達30。為了輔助作用于曲柄踏板32、32的踩踏力，上述電動助推馬達30的輸出通過第2動力傳遞系統(tǒng)57傳遞給主動鏈輪34。
第1動力傳遞系統(tǒng)56配置在第1存放室49內(nèi)，目的在于把曲柄軸33的動力傳遞給主動鏈輪34。第1動力傳遞系統(tǒng)56由連接在曲柄軸33上的扭力桿58和設置在旋轉(zhuǎn)套筒53和扭力桿58之間的第1單向離合器59所組成。
同時參照圖5及圖6，在曲柄軸33上，設置著沿其軸線延伸的槽60。扭力桿58裝配在該槽60內(nèi)，包括軸部58a，該軸部58a呈圓柱狀，配合在上述槽60的左右內(nèi)壁面60a、60a之間，并且能夠自由旋轉(zhuǎn)；腕部58b，從該軸部分58a的左端(圖4的下端)伸向兩側(cè)；腕部58c從上述軸部58a的右端(圖4的上端)伸向兩側(cè)。
扭力桿58一頭的腕部58b，緊密配合在槽60的左右內(nèi)壁面60a、60a上，并與曲柄軸33結(jié)合成一體。此外，扭力桿58另一頭的腕部58c，在上述左右內(nèi)壁面60a、60a之間形成間隙α、α，并與槽60形成松配合。扭力桿58的軸部58a，在腕部58c僅浮動于上述間隙α、α之間的范圍內(nèi)，可產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。
第1單向離合器59具有環(huán)狀離合器內(nèi)圈61、作為離合器外圈的旋轉(zhuǎn)套筒53、棘瓜62…。其中，離合器內(nèi)圈61以共軸的形式圍繞著曲柄軸33，并且能作相對自由的旋轉(zhuǎn)運動；旋轉(zhuǎn)套筒53以共軸的形式圍繞著該離合器內(nèi)圈61；棘爪62…有多個，例如4個，樞軸支承在離合器內(nèi)圈61的外周，借助于環(huán)狀彈簧63的彈力得以向外擴展。扭力桿58腕部58c的兩端與設置在離合器內(nèi)圈61內(nèi)周上的一對凹槽61a、61a相配合。在旋轉(zhuǎn)套筒53的內(nèi)周上，加工形成有可插入上述各棘爪62…的棘輪輪齒64。
通過這樣的第1單向離合器59，當踏動曲柄踏板32、32使曲柄軸33正轉(zhuǎn)時，曲柄軸33的扭矩可通過扭力桿58、第1單向離合器59以及旋轉(zhuǎn)套筒53傳遞給主動鏈輪34，而當踏動曲柄踏板32、32使曲柄軸33反轉(zhuǎn)時，第1單向離合器59滑動而允許曲柄軸33反轉(zhuǎn)。
但是，從曲柄踏板32、32向曲柄軸33按圖6箭頭a的方向輸入扭矩時，后輪WR的負荷通過旋轉(zhuǎn)套筒53以及多個棘爪62…傳遞給離合器內(nèi)圈61。在后輪WR負荷的作用下，離合器內(nèi)圈61為抵抗上述箭頭a方向的扭矩，使扭力桿58的腕部58c相對于曲柄軸33向箭頭b方向扭轉(zhuǎn)并產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。結(jié)果，曲柄軸33以及離合器內(nèi)圈61之間，可產(chǎn)生與輸入給曲柄軸33的扭矩相適應的相對轉(zhuǎn)動。
內(nèi)滑塊66支撐在曲柄軸33的外周，不能相對旋轉(zhuǎn)，能夠在軸向相對移動；外滑塊68通過多個球67…支撐在該內(nèi)滑塊66的外周，可以相對自由旋轉(zhuǎn)。
如圖7所示，在內(nèi)滑塊66一側(cè)的離合器內(nèi)圈61(屬第1單向離合器59的一部分)之端面上，設置著凹下去的凸輪面61b。在內(nèi)滑塊66上，設置著與該凸輪面61b相卡合的凸起來的凸輪面66a。
能夠搖動的檢測桿70的根部通過支銷69支承在左半殼體46上，該檢測桿70的中間部分在外滑板68的面向上述離合器內(nèi)圈61的另一側(cè)與外滑塊68相對接。另一方面，與上述檢測桿70一起構(gòu)成扭矩檢測裝置ST的行程傳感器71安裝在左半殼體46上，上述檢測桿70的頂端對接在該行程傳感器71的檢測件71a上。此外，在檢測桿71和左半殼體46之間，設置了壓縮的彈簧72，檢測壁71依靠該彈簧72的彈力壓接在外滑塊68上。外滑塊68及內(nèi)滑塊66可向離合器內(nèi)圈61一側(cè)彈壓。
如圖7所示，相應于從曲柄踏板32、32傳到曲柄軸33的輸入扭矩，如果使扭力桿58產(chǎn)生相應的扭轉(zhuǎn)，則內(nèi)滑塊66相對于離合器內(nèi)圈61朝箭頭C的方向產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)，內(nèi)滑塊66的凸輪面66a被推到離合器內(nèi)圈61的凸輪面61b上。結(jié)果，內(nèi)滑塊66抵抗彈簧72的彈力沿曲柄軸33的軸線向箭頭d方向滑動，利用與內(nèi)滑塊66同時移動的外滑塊68來推動檢測桿70，使之在支銷69周圍搖動，從而行程傳感器71的檢測件受到擠壓。由于該檢測件71a的行程是與扭力桿58的扭轉(zhuǎn)量即從曲柄踏板32、32輸入的輸入扭矩成比例的，所以，用扭轉(zhuǎn)檢測裝置ST可檢測輸入扭轉(zhuǎn)。
再者，在圖2及圖3中，為把電動助推馬達30的動力傳遞給主動鏈輪34，第2動力傳遞系統(tǒng)57包括主動齒輪74，在第2存放室50內(nèi)，固聯(lián)在電動助推馬達30的傳動軸73上；第1中間齒輪76，在第2存放室50內(nèi)，固聯(lián)在第1空轉(zhuǎn)軸75的一端，且與上述主動齒輪74相嚙合；第2中間齒輪77，在第一存放室49內(nèi)，設置在第1空轉(zhuǎn)軸75上，并與之結(jié)為一體；第3中間齒輪78，與第2中間齒輪相嚙合；第2空轉(zhuǎn)軸79，與第3中間齒輪78共軸；第2單向離合器80，設置在第3中間齒輪78和第2空轉(zhuǎn)軸79之間；第4中間齒輪81，在第1存放室內(nèi)，一體化設置在第2空轉(zhuǎn)軸79上；從動齒輪82，一體化設置在與主動鏈輪34相聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)套筒53上，同時與第4中間齒輪81相嚙合。
第1空轉(zhuǎn)軸75具有與電動助推馬達30的傳動軸73相平行的軸線。在右半殼體47和第一空轉(zhuǎn)軸75之間裝有滾珠軸承83，而在左半殼體46及第1空轉(zhuǎn)軸75之間裝有滾珠軸承84。第2空轉(zhuǎn)軸79具有與第1軸相平行的軸線，在右半殼體47及第2空轉(zhuǎn)軸79之間裝滾珠軸承85而在左半殼體46及第二空轉(zhuǎn)軸79之間裝有滾珠軸承86。
這樣的第2動力傳遞系統(tǒng)57，可減速把伴隨著電動助推馬達30作動而產(chǎn)生的扭矩傳遞給主動鏈輪34，而當電動助推馬達30停止動作時，在第2單向離合器80的作用下，允許第2空轉(zhuǎn)軸79空轉(zhuǎn)，因此，主動鏈輪34在曲柄踏板32、32踩踏力作用下產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動作，不會受到妨礙。
在圖8中，驅(qū)動電動助推馬達30的驅(qū)動回路89通過控制器37加以控制。把扭矩檢測裝置ST的檢測值和旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR的檢測值同時輸入到該控制器37，控制器37則以上述兩檢測裝置ST、SR的檢測值為基礎，輸出控制電動助推馬達30工作的信號。
但是，旋轉(zhuǎn)檢測裝置SR是在電動助推馬達30產(chǎn)生的動力助推狀態(tài)下，檢測代表自行車速度的旋轉(zhuǎn)速度的。如圖2及圖3所示，旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR由作為被檢測部分的磁阻分配頭87和電磁檢波線圈式的傳感器88所構(gòu)成。而外周具有突出部分87a的磁阻分配頭87固定在作為旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的電動助推馬達30的傳動軸73上，上述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在電動助推馬達30及第2單向離合器80間構(gòu)成第2動力傳遞系統(tǒng)57的一部分；傳感器88具有能靠近、對向上述突出部分87a的檢測部分88a，固定在殼體45的左半殼體46上。
當突出部分87a上的數(shù)據(jù)即傳動軸73的旋轉(zhuǎn)速度每每由檢測部分88a檢測出來時，該旋轉(zhuǎn)速度檢測手段SR便根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度輸出留有時間間隔的脈沖。
但是，控制器37根據(jù)圖9所示的主程序?qū)﹄妱又岂R達30實行負荷控制。在圖9的S1步，設定旋轉(zhuǎn)速度NCRM為0，在S2步，扭矩檢測手段ST的檢測值被設定為輸入扭矩TQRM。
在S3步，根據(jù)由旋轉(zhuǎn)速度NCRM及輸入扭矩TQRM確定的圖像，設定電動助推馬達30的驅(qū)動占空系數(shù)D。而且上述圖像規(guī)定隨著旋轉(zhuǎn)速度NCRM的增大，驅(qū)動占空系數(shù)D隨之增大，隨著輸入扭矩TQRM的增大，驅(qū)動占空系數(shù)D也隨之增大。
而且如圖10所示，關于旋轉(zhuǎn)速度NCRM，是通過與旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR的脈沖輸入相適應的中斷處理來加以運算的。圖10中的S11步把脈沖時間的倒數(shù)賦值給旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR的檢測旋轉(zhuǎn)速度NCRI，下面的S12步上次的旋轉(zhuǎn)速度NCRM加上設定值NCRUP所得到的和(NCRM+NCRUP)以及檢測旋轉(zhuǎn)速度NCRI，這兩個值哪一方為小，就選擇該值作為旋轉(zhuǎn)速度NCRM來處理。
即與旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR的脈沖輸入相對應，當檢測旋轉(zhuǎn)速度NCRI象圖11的虛線那樣，從上次脈沖輸入時的旋轉(zhuǎn)速度超過設定值NCRUP而變化時，則如圖11的實線所示，規(guī)定把上次旋轉(zhuǎn)速度加上上述設定值NCRUP所得的和作為控制電動助推馬達30動作的旋轉(zhuǎn)速度NCRM加以采用這樣，當控制電動助推馬達30動作時，旋轉(zhuǎn)速度NCRM的變化量就被抑制在設定值NCRUP以下。
再看圖9，在S3步的驅(qū)動占空系數(shù)設定后，S4步便根據(jù)設定的占空系數(shù)D來控制電動助推馬達30的工作。
此外，在經(jīng)過S4步后，S5步便按照圖12所示的子程序判別馬達是否處于關閉狀態(tài)。圖12的S21步判定馬達是否運轉(zhuǎn)。當正在運轉(zhuǎn)時，便進入S22步重新設置計算機，把計算值TASS設定為0。另外，當馬達設有運轉(zhuǎn)時，即旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR不能得到檢測值時，S23步便判定馬達是否正受到控制，當沒有受到控制時，便從S23步進入S22步，對計算機進行設置。
在S23步，當判定馬達處于受控狀態(tài)時，即不管馬達處于受控狀態(tài)但電動助推馬達實際上處于停止狀態(tài)時，便進入S24步由計算器進行計算，把計算值TASS設定為上回的計算值TASS加上被加數(shù)(D/D0)所得的和。在這里，被加數(shù)(D/D0)為目前的驅(qū)動占空系數(shù)D用規(guī)定的驅(qū)動占空系數(shù)D0相除所得到的值。目前的驅(qū)動占空系數(shù)D越大，則被加數(shù)(D/D0)越大，計算速度越快。
經(jīng)過S24步后，S25步便判定計算值TASS是否在規(guī)定值TASS0以上。當判定TASS≥TASS0時，S26步便判定電動助推馬達30處于閉鎖狀態(tài)。
由于進行了這樣的馬達閉鎖判別處理，當電動助推馬達30因某種原因而陷入閉鎖狀態(tài)時，則該電動助推馬達30的驅(qū)動占空系數(shù)D是如此地大，以致能夠迅速判定馬達處于閉鎖狀態(tài)。于是，在電動助推馬達30的閉鎖狀態(tài)下，驅(qū)動占空系數(shù)D是如此的大，以致流向電動助推馬達30的附加電流很大，因而在附加電流相對應的時間內(nèi)，可判定電動助推馬達30處于閉鎖狀態(tài)，從而可有效地防止與電動助推馬達30相關的電路遭到燒壞。
下面就該實施例的作用加以說明。當騎車人為使電動助推自行車行駛而踩曲柄踏板32、32時，則曲柄軸33的動力通過第1動力傳遞系統(tǒng)56傳遞給主動鏈輪34，再通過鏈條36以及被動鏈輪35把動力傳遞給后輪WR。
此時，由曲柄踏板32、32產(chǎn)生的輸入扭矩可通過扭矩檢測裝置ST檢測出來。另外，作為代表自行車速度的旋轉(zhuǎn)速度的電動助推馬達30的旋轉(zhuǎn)速度可用旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR檢測出來。利用電動助推馬達30產(chǎn)生與兩檢測裝置ST、SR的檢測值相適應的助推動力，從而可減輕騎車人的負荷。
在這樣的電動助推自行車中，旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR由磁阻分配頭87和傳感器88所構(gòu)成。其中，磁阻分配頭87固定在電動助推馬達30的旋轉(zhuǎn)軸73上，該旋轉(zhuǎn)軸73在電動助推馬達30以及第2單向離合器80間構(gòu)成第2動力傳遞系統(tǒng)57的一部分；而傳感器88安裝在殼體45上。在以前的裝置中，檢測的是旋轉(zhuǎn)套筒53的旋轉(zhuǎn)速度，本檢測裝置SR與以前的裝置相比，由于旋轉(zhuǎn)軸73的旋轉(zhuǎn)速度比旋轉(zhuǎn)套筒53的旋轉(zhuǎn)速度大，因而可把磁阻分配頭87做得比較小，謀求旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR以及殼體45向小型化方向發(fā)展。與此同時，可以不用霍爾器件等價格高的半導體元件而采用電磁拾波式傳感器88，從而可謀求成本的降低。
但是在第2動力傳遞系統(tǒng)57中，倒不如說旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR配置在比第2單向離合器80要靠近電動助推馬達30一側(cè)，所以，如果照原樣使用旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR的檢測值對電動助推馬達30的動作進行控制，則在電動助推馬達30產(chǎn)生的動力助推狀態(tài)下，當輸入扭矩在中途減少時，電動助推馬達30的旋轉(zhuǎn)便產(chǎn)生波動，給騎電動助推自行車的人以扎腳般的沖擊。即如圖13(a)所示的那樣，一旦在停止踩動曲柄踏板32、32后再踩動踏板時，隨著踏板扭矩的減少，電動助推馬達30的旋轉(zhuǎn)速度隨之減少，第2動力傳遞系統(tǒng)57的第2單向離合器80分離，電動助推馬達30的旋轉(zhuǎn)速度象圖13(b)的點畫線那樣降低更多，遲于上主動鏈輪34旋轉(zhuǎn)速度的增加而上升。這時，電動助推馬達30的旋轉(zhuǎn)速度相對于驅(qū)動鏈輪34，是通過第2單向離合器80傳遞的，由于該裝置結(jié)構(gòu)方面的原因，或在時間T內(nèi)，電動助推馬達的旋轉(zhuǎn)速度可能高于驅(qū)動鏈輪34的旋轉(zhuǎn)速度，因此，如果照原樣采用旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR的檢測值對電動助推馬達30的動作進行控制，則相對于實際的驅(qū)動鏈輪34的轉(zhuǎn)速而言，將設定一個較大的驅(qū)動占空系數(shù)D。因此，在第2單向離合器80接合后，如圖13(a)的點劃線所示，將給騎電動助推自行車的人以扎腳般的沖擊，同時使第2單向離合器80以后的各傳動構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度增大，電動助推自行車在瞬間加速后，便進入穩(wěn)定狀態(tài)。
與此相反，控制器37把用于控制電動助推馬達30動作的旋轉(zhuǎn)速度NCRM的變化量抑制在設定值NCRUP以下，所以通過設定較低電動助推馬達30的驅(qū)動占空系數(shù)D，則旋轉(zhuǎn)速度的上升遲于踏板扭矩增大的傳動軸73，其旋轉(zhuǎn)速度的上升率象圖13(b)的虛線那樣相對較低，因此，第2單向離合器80接合時不會給騎電動助推自行車的人以扎腳般的沖擊，第2單向離合器80接合后能夠平穩(wěn)地過渡到與穩(wěn)定的自行車速度相對應的速度上來。
以上對本發(fā)明的實例進行了詳盡的敘述。但本發(fā)明不限于上述實施例，只要不超出本發(fā)明權(quán)利要求書所記載的范圍，進行各種設計變更都是可以的。
例如構(gòu)成旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置SR的磁阻分配頭87以及傳感器88的相對位置關系，不限于圖2及圖3所示的相對位置。另外，磁阻分配頭87及傳感器88也可以隱藏在電動助推馬達30內(nèi)。
由以上發(fā)明可知旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置ST由被檢測部分和傳感器構(gòu)成。其中，被檢測部分設置在傳動構(gòu)件上，傳動構(gòu)件在電動助推馬達及第2單向離合器間構(gòu)成第2動力傳遞系統(tǒng)的一部分；傳感器可檢測該被檢測部分的旋轉(zhuǎn)速度。因此，如果采用旋轉(zhuǎn)速度較快的傳動構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度來代表自行車的速度，則有可能使被檢測部分的直徑較小，可謀求旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置和殼體的小型化，同時能采用比較廉價的傳感器，可謀求低成本化。
再者，加上上述發(fā)明的構(gòu)造，傳動構(gòu)件為電動助推馬達的轉(zhuǎn)軸，因此，不需要馬達閉鎖檢測的專用裝置，就可以經(jīng)常檢測電動助推馬達的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
由本發(fā)明還可知道用旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置檢測在電動助推馬達和第2單向離合器間構(gòu)成第2動力傳遞系統(tǒng)一部分的傳動構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度，并用速度較快的傳動構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度來代表自行車速度，在謀求旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置及殼體小型化的同時，還可謀求低成本化。
另外，在以旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置及扭矩檢測裝置的檢測值為基礎控制電動助推馬達動作的控制器中，如果旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置檢測得到的檢測旋轉(zhuǎn)速度在上次旋轉(zhuǎn)速度的基礎上超過設定值、發(fā)生變化，控制器則把上次的旋轉(zhuǎn)速度加上該設定值所得的和作為控制電動助推馬達工作的旋轉(zhuǎn)速度來使用。因此，盡管檢測的是電動助推馬達和第2單向離合器間第2動力傳遞系統(tǒng)構(gòu)成桿件的旋轉(zhuǎn)速度，但在電動助推產(chǎn)生的動力助推狀態(tài)下，當輸入扭矩在中途減少、第2單向離合再接合時，可防止在電動助推馬達的旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生波動，從而也能防止給騎電動助推自行車的人以扎腳般的沖擊。
權(quán)利要求
1.一種電動助推自行車，設置第1動力傳遞系統(tǒng)(56)和第2動力傳遞系統(tǒng)(57)，其中，第1動力傳遞系統(tǒng)(56)具有第1單向離合器(59)，設置在曲柄軸(33)和聯(lián)動、聯(lián)接著后輪(WR)的動力傳遞構(gòu)件(53)之間，上述曲柄軸(33)旋轉(zhuǎn)自如地支承于支撐在車架(21)上的殼體(45)上，同時在兩端分別具有曲柄踏板(32)；第2動力傳遞系統(tǒng)(57)具有第2單向離合器(80)，設置在固定安裝于上述殼體(45)上的電動助推馬達(30)和上述動力傳遞構(gòu)件(59)之間，其特征在于電動助推馬達(30)的動作以旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置(SR)的檢測值和扭矩檢測裝置(ST)的檢測值為基礎由控制器(37)控制，其中，旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置(SR)在電動助推馬達(30)產(chǎn)生的動力助推狀態(tài)下，檢測代表自行車速度的旋轉(zhuǎn)速度；扭矩檢測裝置(ST)檢測曲柄踏板(32)的輸入扭矩，并且旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置(SR)包括設置在傳動構(gòu)件(73)上的被檢測部分(87)和檢測該被檢測部分(87)旋轉(zhuǎn)速度的傳感器(88)所構(gòu)成，其中，傳動構(gòu)件(73)在電動助推馬達(30)和第2單向離合器(80)間構(gòu)成第2動力傳遞系統(tǒng)(57)的一部分。
2.一種如權(quán)利要求1所記載的電動助推自行車，其特征在于上述傳動構(gòu)件(73)為電動助推馬達(30)的旋轉(zhuǎn)軸。
3.一種電動助推自行車，設置了第1動力傳遞系統(tǒng)和第2動力傳遞系統(tǒng)，其中，第1動力傳遞系統(tǒng)(56)具有第1單向離合器(59)，設置在曲柄軸(33)和聯(lián)動、聯(lián)接著后輪(WR)的動力傳遞構(gòu)件(53)之間，上述曲柄軸(33)旋轉(zhuǎn)自如地支承于支撐在車架(21)上的殼體(45)上，同時在兩端分別具有曲柄踏板(32)；第2動力傳遞系統(tǒng)(57)具有第2單向離合器(80)，設置在固定安裝于上述殼體(45)上的電動助推馬達(30)和上述動力傳遞構(gòu)件(53)之間，其特征在于還包括旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置(SR)、扭矩檢測裝置(ST)和控制器(37)，其中，旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置(SR)檢測旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(73)的旋轉(zhuǎn)速度，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(73)在電動助推馬達(30)和第2單向離合器(80)間構(gòu)成第2動力傳遞系統(tǒng)(57)的一部分；扭矩檢測裝置(ST)檢測曲柄踏板(32)輸入扭矩；控制器(37)根據(jù)檢測裝置(SR、ST)的檢測值控制電動助推馬達(30)動作，同時，如果由旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置(SR)得到的檢測旋轉(zhuǎn)速度在上次旋轉(zhuǎn)速度的基礎上超過設定值、發(fā)生變化時，控制器則把上次的旋轉(zhuǎn)速度加上該設定值所得的和作為控制電動助推馬達(30)動作的旋轉(zhuǎn)速度來使用。
全文摘要
一種電動助推自行車,設置有兩個動力傳遞系統(tǒng)。第1動力傳遞系統(tǒng)具有第1單向離合器,設置在曲柄軸和向后輪傳遞動力的動力傳遞構(gòu)件之間;第2動力傳遞系統(tǒng)具有第2單向離合器,設置在電動助推馬達和上述動力傳遞構(gòu)件之間。在這樣的動力助推自行車中,電動助推馬達的工作是以旋轉(zhuǎn)速度檢測手段及扭矩檢測手段的檢測值為基礎、用控制裝置來加以控制的。在電動助推馬達的助推力給予后輪的情況下,可采用小型、低成本的結(jié)構(gòu)檢測代表自行車速度的旋轉(zhuǎn)速度。
文檔編號B62M6/00GK1172052SQ9711460
公開日1998年2月4日 申請日期1997年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月9日
發(fā)明者川口健治, 本田聰, 鳥山正雪, 矢萩邦夫 申請人:本田技研工業(yè)株式會社