电动辅助自行车制造技术

提供一种电动辅助自行车，其具备即使在曲柄高速旋转时，也能够高效地对踏板踏力提供基于电动机的输入扭矩的结构。该电动辅助自行车具备检测在踏板产生的踏力的踏力传感器、根据所述踏力传感器的输出进行驱动力的辅助的电动机、以及检测与所述踏板联结的曲柄轴的角度的曲柄角传感器，该电动辅助自行车还具有辅助量控制部，该辅助量控制部具有根据所述曲柄角计算曲柄轴的转速的曲柄转速计算单元，在所述曲柄转速计算单元计算出的曲柄转速为规定值以上的情况下，所述辅助量控制部根据所述曲柄角传感器检测出的曲柄角的相位，使所述电动机产生针对所述踏力传感器检测出的踏力（曲柄轴的旋转扭矩值f）而设定的驱动力辅助量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备电动机的电动辅助自行车，该电动机用于针对人踏动踏板而产生的踏力，辅助基于踏力的驱动力，特别是，本专利技术涉及在踏板高速旋转时能够高效地进行基于电动机的辅助的电动辅助自行车。
技术介绍
电动辅助自行车构成为具备:踏力传感器，其检测在踏板产生的踏力；电动机，其根据所述踏力传感器的输出进行驱动力的辅助；曲柄角传感器，其检测与踏板联结的曲柄轴的角度；曲柄转速传感器，其检测曲柄轴的转速。例如，如专利文献I所示那样，提出了这样的结构:判定曲柄轴的旋转周期，对于输入的踏力，以乘上规定值后的值产生辅助扭矩，减小检测扭矩的周期变动，减小电动机的驱动电流，防止在踏力为零的位置附近的扭矩的消失感。[在先技术文献]专利文献1:日本特开2004 - 314753号公报
技术实现思路
但是，根据上述的结构，虽然配合旋转周期提供附加于踏力的扭矩(输入扭矩)，但是在曲柄轴的转速较高的高速旋转时等，会产生旋转周期和输入扭矩之间的相位差。例如，在曲柄轴71低速旋转时，踏板相对于图7所示的曲柄轴71的上止点为O度的情况下的自行车的踏板操作如图8 Ca)所示，相对于表示曲柄角度(相位)的横轴，人产生的踏板踏力(纵轴)在90度成为表现出峰值的关系。另一方面，在曲柄轴71高速旋转时，由于人提供给踏板的踏力存在无意识地延迟的倾向，所以如图8(b)所示，在曲柄角度为135度的位置附近检测出踏板踏力的峰值。在踏板踏力的峰值延迟的状态下进行与旋转周期相应的踏力辅助的情况下，由于踏力和辅助驱动力所合成的扭矩峰值比90度延迟，所以存在这样的问题:不能高效地对踏板踏力提供基于电动机的输入扭矩，进行踏力辅助的踏板效率降低。本专利技术是鉴于上述情况而被提出的，其目的在于，提供一种具备如下机构的电动辅助自行车，该机构即使在电动辅助自行车中的曲柄高速旋转时，也能够高效地对踏板踏力提供基于电动机的输入扭矩。为了达成上述目的，方案I的电动辅助自行车具备检测在踏板产生的踏力的踏传感器(2)、根据所述踏传感器(2)的输出进行驱动力的辅助的电动机(5)、检测与所述踏板联结的曲柄轴的曲柄角的曲柄角传感器(3)，该电动辅助自行车的特征在于，所述电动辅助自行车具有辅助量控制部(10)，该辅助量控制部(10)具有根据所述曲柄角来计算曲柄轴的转速的曲柄转速计算单元(14)，在所述曲柄转速计算单元(14)计算出的曲柄转速为规定值(第2阈值)以上的情况下，所述辅助量控制部(10)根据所述曲柄角传感器(3)检测出的曲柄角的相位，使所述电动机(5)产生针对所述踏力传感器(2)检测出的踏力(曲柄轴的旋转扭矩值f)而设定的驱动力辅助量。方案2的特征是，在方案I的电动辅助自行车中,所述针对踏力而设定的驱动力辅助量被设定为:在设所述曲柄轴的踏板上止点为O度的情况下，该驱动力辅助量和所述踏力的合成扭矩在90度的相位处产生扭矩峰值。方案3的特征是，在方案2的电动辅助自行车中，检测曲柄轴的前次旋转的踏力的扭矩曲线，在存在有踏板上止点和踏板下止点之间的中间位置与扭矩峰值之间的相位差的情况下，按照使所述合成扭矩的扭矩峰值与所述相位差抵消的驱动力辅助量和相位来提供所述驱动力辅助量。方案4的特征是，在方案3的电动辅助自行车中，在存在所述相位差的情况下，所述辅助量控制部继续执行所述驱动力辅助量的设定。方案5的特征是，在方案2的电动辅助自行车中，通过根据映射表来决定的相位和基于所述踏力(曲柄轴的旋转扭矩值f)而计算出的驱动力来设定所述驱动力辅助量，其中，所述映射表存储有曲柄转速和相位之间的关系。方案6的特征是，在方案3的电动辅助自行车中，所述辅助量控制部具备检验所述相位差的误检测的单元，在检验误检测时，根据所述曲柄角传感器检测出的曲柄角的相位，产生与所述踏力传感器计算出的踏力(例如，传感器检测出的踏力、或者踏力有效值)成比例的驱动力辅助量。方案7的特征是，在方案I的电动辅助自行车中，在曲柄转速小于规定值的情况下，所述辅助量控制部根据所述曲柄角传感器检测出的曲柄角的相位，产生与所述踏力传感器计算出的踏力(例如，传感器检测出的踏力、或者踏力有效值)成比例的驱动力辅助量。根据方案I的结构，根据高速旋转时的相位，提供针对踏力(曲柄轴的旋转扭矩值f )而设定的驱动力辅助量，能够对踏力进行扭矩峰值产生时的校正，消除周期输入偏差，并且，对低速旋转时的辅助量的输入，能够提供更具直接(direct)感的驱动力。根据方案2的结构，驱动力辅助量被设定为，在设曲柄轴的踏板上止点为O度的情况下，驱动力辅助量和踏力的合成扭矩在90度的相位处产生扭矩峰值，由此能够在最需要踏力的相位中设定扭矩峰值，能够在曲柄轴高速旋转时，通过电动机进行理想的驱动力的辅助。根据方案3的结构，检测曲柄轴的前次旋转中的踏力的扭矩曲线，在存在有踏板上止点和踏板下止点的中间位置与扭矩峰值之间的相位差的情况下，以合成扭矩的扭矩峰值抵消所述相位差这样的驱动力以及相位来提供驱动力辅助量，由此，能够在曲柄轴高速旋转时，通过电动机进行理想的驱动力的辅助。根据方案4的结构，在踏力的扭矩峰值的相位相对于90度存在有相位差的情况下，通过继续执行辅助量的输入，能够通过电动机进行接近理想的驱动力的辅助。根据方案5的结构，通过以根据存储有曲柄转速和相位之间的关系的映射表来决定的相位以及根据踏力(曲柄轴的旋转扭矩值f)而计算出的驱动力来设定驱动力辅助量，能够在曲柄轴高速旋转时通过电动机进行理想的驱动力的辅助。根据方案6的结构，因为辅助量控制部具有检验相位差的误检测的单元，因此能够在检验误检测时以通常的相位来提供驱动力辅助。根据方案7的结构，在曲柄转速较低的区域中，由于周期输入和产生理想的扭矩峰值时的偏差较小，所以通过在辅助量控制部提供与踏力传感器计算出的踏力(例如，传感器检测踏力、或者踏力有效值)成比例的驱动力辅助量，能够控制成在踏动踏板的同时不损害被辅助的感觉。附图说明图1是电动辅助自行车的侧面说明图。图2是电动辅助自行车的辅助驱动力控制装置的框图。图3是构成辅助驱动力控制装置的驱动力辅助量设定单元的框图。图4是用于说明驱动力辅助量设定单元中的辅助相位以及辅助量的设定步骤的流程图。图5是踏板踏力的扭矩曲线和驱动辅助量的扭矩曲线相对于曲柄轴的相位的关系的曲线图。图6是关于相位差误检测检验单元中的检验步骤的流程图，其中，(a)对应于前馈控制，(b)对应于反馈控制。图7是用于对曲柄轴的相位进行说明的模型图。图8(a)、(b)是示出踏力扭矩曲线相对于曲柄轴的相位的曲线图，其中，(a)示出低速旋转时，(b)示出高速旋转时。标号说明1:车速传感器；2:踏力传感器；3:曲柄角传感器；5:电动机；6:电动机驱动电路；10:辅助量控制部；11:车速/变化量计算单元；12:踏力有效值检测单元；13:曲柄角检测单元；14:曲柄转速/变化量计算单元；20:驱动力辅助量设定单元；25:映射表存储单元；26:相位差误检测检验单元；50:电动辅助自行车；60:辅助驱动单元；61:辅助链轮；67:电动机驱动轴；71:曲柄轴；72:踏板；73:曲柄；f:旋转扭矩值；F:踏力有效值。具体实施方式对于本专利技术的电动辅助自行车的实施方式的一个示例，参照附图进行说明。图1是具备本专利技术的特征的结构的辅助驱动力控制装置的电动辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动辅助自行车，其具备检测在踏板产生的踏力的踏力传感器（2）、根据所述踏力传感器（2)的输出进行驱动力的辅助的电动机（5）、检测与所述踏板联结的曲柄轴的曲柄角的曲柄角传感器(3），该电动辅助自行车的特征在于，该电动辅助自行车具有辅助量控制部（10），该辅助量控制部（10）具有根据所述曲柄角来计算曲柄轴的转速的曲柄转速计算单元（14），在所述曲柄转速计算单元（14）计算出的曲柄转速为规定值以上的情况下，所述辅助量控制部（10）根据所述曲柄角传感器（3)检测出的曲柄角的相位，使所述电动机(5)产生针对所述踏力传感器（2）检测出的踏力即曲柄轴的旋转扭矩值f而设定的驱动力辅助量。

【技术特征摘要】
2011.12.12 JP 2011-2715861.一种电动辅助自行车，其具备检测在踏板产生的踏力的踏力传感器(2)、根据所述踏力传感器(2)的输出进行驱动力的辅助的电动机(5)、检测与所述踏板联结的曲柄轴的曲柄角的曲柄角传感器(3)，该电动辅助自行车的特征在于， 该电动辅助自行车具有辅助量控制部(10)， 该辅助量控制部(10)具有根据所述曲柄角来计算曲柄轴的转速的曲柄转速计算单元(14)， 在所述曲柄转速计算单元(14)计算出的曲柄转速为规定值以上的情况下，所述辅助量控制部(10)根据所述曲柄角传感器(3)检测出的曲柄角的相位，使所述电动机(5)产生针对所述踏力传感器(2)检测出的踏力即曲柄轴的旋转扭矩值f而设定的驱动力辅助量。2.根据权利要求1所述的电动辅助自行车，其中， 所述针对踏力而设定的驱动力辅助量被设定为:在设所述曲柄轴的踏板上止点为O度的情况下，该驱动力辅助量和所述踏力的合成扭矩在90度的相位处产生扭矩峰值。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：品川正贵，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：