專利名稱：自行車用控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自行車用控制裝置，該自行車用控制裝置控制具有曲柄、行駛輔助用電動機和變速器的自行車。
背景技術：
除了人的踏力，還由馬達驅動力進行行駛輔助的電動輔助自行車最近普及起來。在專利文獻I中公開了規(guī)定的控制，以使當該電動輔助自行車上裝備有變速器的情況下，該變速器執(zhí)行的變速動作能夠順暢地進行。該控制是所謂當存在變速指示的操作時暫時停止來自行駛輔助用馬達的輔助動力的供給并在較短的規(guī)定時間后再次開通輔助動力的供 給的控制。根據(jù)該控制，能夠在輔助動力的供給處于停止的期間執(zhí)行變速動作，所以變速器變得容易變速。專利文獻I :日本專利特開平2004-268854號公報雖然可以認為根據(jù)專利文獻I所示的控制，變速能夠相應存在變速器的程度地變得容易，但是在電動輔助自行車中，期望更順暢的變速動作。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題而研發(fā)的，其目的在于使由電動機進行行駛輔助的自行車能夠實現(xiàn)沖擊少的順暢的變速動作。發(fā)明I所涉及的自行車用控制裝置是控制具有曲柄、行駛輔助用電動機和變速器的自行車的裝置，其設有輸出控制部、變速可否判斷部和變速控制部。輸出控制部控制行駛輔助用電動機的輸出。變速可否判斷部判斷曲柄的輸出條件是否滿足變速可能條件。變速控制部接收變速的要求，使輸出控制部進行輸出的停止或降低，當變速可否判斷部判斷為滿足變速可能條件時使變速器進行變速動作。在此，當作為有關曲柄的輸出的參數(shù)的曲柄的輸出條件不滿足變速可能條件時不進行變速器的變速動作，當曲柄的輸出條件滿足變速可能條件時進行變速動作，進而由于當變速動作時行駛輔助用電動機的輸出停止或降低，所以變速器的變速變得能夠輸出進行。發(fā)明2所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明I的控制裝置的基礎上，曲柄的輸出條件有關曲柄的位置。當曲柄的位置大致處于上止點與下止點的中間，乘在自行車上的人的踏力帶來的較大力作用于變速器的部件上的情況等時，根據(jù)變速器的不同，有時會導致不能順暢進行變速動作。但是在此、當有關曲柄的位置的曲柄的輸出條件滿足變速可能條件時進行變速動作，所以變速器的變速能夠順暢地進行。發(fā)明3所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明I的控制裝置的基礎上，曲柄的輸出條件有關變速器的變速轉矩。當施加在變速器的部件上的變速轉矩比較大時要使變速器進行變速動作的情況下，根據(jù)變速器的不同，有時會導致不能順暢進行變速動作。但是在此、當有關變速器的變速轉矩的曲柄的輸出條件滿足變速可能條件時進行變速動作，所以變速器的變速能夠順暢地進行。發(fā)明4所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明I的控制裝置的基礎上，曲柄的輸出條件有關后輪轉矩。當施加在自行車的后輪的軸上的后輪轉矩比較大時要使變速器進行變速動作的情況下，根據(jù)變速器的不同，有時會導致不能順暢進行變速動作。但是在此、當有關后輪轉矩的曲柄的輸出條件滿足變速可能條件時進行變速動作，所以變速器的變速能夠順暢地進行。發(fā)明5所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明I的控制裝置的基礎上，曲柄的輸出條 件有關曲柄軸的轉矩。當施加在曲柄軸上的轉矩比較大時要使變速器進行變速動作的情況下，根據(jù)變速器的不同，有時會導致不能順暢進行變速動作。但是在此、當有關曲柄軸的轉矩的曲柄的輸出條件滿足變速可能條件時進行變速動作，所以變速器的變速能夠順暢地進行。發(fā)明6所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明2的控制裝置的基礎上，還設有曲柄位置檢測部，該曲柄位置檢測部檢測曲柄的位置。并且，當曲柄的位置處于曲柄的上下止點附近時，變速可否判斷部判斷為滿足變速可能條件。在此、當曲柄的位置處于上止點或下止點的附近時，踏力引起的曲柄軸的轉矩小，能夠順暢地進行變速器的變速，鑒于此，當曲柄的位置處于曲柄的上下止點附近時判斷為滿足變速可能條件。發(fā)明7所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明5的控制裝置的基礎上，還設有曲柄軸轉矩測量部，該曲柄軸轉矩測量部測量曲柄軸的轉矩。并且，當曲柄軸的轉矩處于規(guī)定范圍時，變速可否判斷部判斷為滿足變速可能條件。在此、當判斷影響施加給變速器的部件的轉矩的曲柄軸的轉矩比較小、處于規(guī)定范圍時，認定滿足變速可能條件而進行變速器的變速動作。曲柄軸的轉矩小、即鏈條的張力小時進行變速器的變速動作，所以變速動作變得順暢。發(fā)明8所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明I 7任一發(fā)明的控制裝置的基礎上，變速器具有變速用電動機。并且，變速控制部通過驅動變速用電動機，來使變速器進行變速動作。在此、由變速用電動機的驅動而進行變速動作，但由于變速動作順暢，所以能夠使變速用電動機采用小型化的結構或抑制該變速用電動機的消耗電力。發(fā)明9所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明I 8任一發(fā)明的控制裝置的基礎上，通過行駛輔助用電動機驅動鏈條。在此、經由曲柄而被傳遞來人的踏力的鏈條也由行駛輔助用電動機直接或間接驅動。因本發(fā)明的改進使鏈條的張力變小，所以變速器的變速動作變得順暢。發(fā)明10所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明I 9任一發(fā)明的控制裝置的基礎上，變速器是內裝變速器。內裝變速器是使用了齒輪的變速器，根據(jù)其安裝位置有稱作后輪轂變速器的和稱作曲柄軸變速器的。該內裝變速器中，一般地傳遞的轉矩小時的變速動作比傳遞的轉矩大時的變速動作順暢。本發(fā)明中，由于變速動作時施加在變速器上的轉矩變小，所以實現(xiàn)順暢的變速動作。發(fā)明11所涉及的自行車用控制裝置，在發(fā)明I 9任一發(fā)明的控制裝置的基礎上，變速器是外裝變速器。外裝變速器是通過由撥鏈器使鏈條在鏈輪之間移動來進行變速的變速器。在曲柄軸的鏈輪之間掛裝了鏈條的前撥鏈器以及/或者在后輪的鏈輪之間掛裝了鏈條的后撥鏈器由從換擋器(shifter)延伸的閘線(線纜)或電動馬達驅動，從而進行變速。在該外裝變速器中，即使某種程度的張力施加給鏈條，對變速動作的不良影響也少，但是當過度的張力施加給鏈條時變速困難。但是，根據(jù)本發(fā)明，由于不存在變速動作時在鏈條上被施加過度的張力的情況發(fā)生，所以變速動作變得順暢。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在存在變速的指示時行駛輔助用電動機的輸出停止或降低，且曲柄的輸出條件滿足變速可能條件時進行變速器的變速動作，所以得以實現(xiàn)順暢的 變速動作。


圖I是采用本發(fā)明的一實施方式的自行車用控制裝置的自行車的側面圖。圖2是表示曲柄位置傳感器的圖示。圖3是表示裝設在手把上的變速操作單元的圖示。圖4是自行車用控制裝置的框圖。圖5是表示曲柄臂的位置的判斷的圖示。圖6是變速控制的流程圖。附圖標記說明12微型計算機；13輔助輸出控制部；14變速控制部；16變速可否判斷部;39曲柄位直傳感器；43踏力傳感器；101自打車；110鏈條；112曲柄；112a曲柄軸；115輔助機構；116行駛輔助用馬達；120內裝變速輪轂；123變速用馬達。
具體實施例方式<整體結構>采用本發(fā)明的一實施方式的自行車用控制裝置的自行車101示于圖I。自行車101主要設有包含前叉102a的車架102、手把104、驅動部105、前輪106和后輪107。<驅動部>驅動部105具有鏈條110、裝設有腳踏板111的曲柄112、包含后述的行駛輔助用馬達116(參照圖4)的輔助機構115以及作為輔助機構115的電源的可拆裝的充電池117，分別由車架102支承。充電池117是使用了例如鎳氫電池或鋰離子電池等的蓄電部，可拆裝地搭載在車架102上。(驅動部的曲柄)曲柄112具有水平延伸的曲柄軸112a和設于其軸向的兩端并相差180度相位的左右曲柄臂112b。在曲柄臂112b的末端部裝設腳踏板111。曲柄軸112a旋轉自如地支承在車架102上。鏈條110掛設在固定于曲柄軸112a上的前鏈輪和設于后述的內裝變速輪轂120上的后鏈輪上。
(驅動部的曲柄位置傳感器)為了檢測曲柄112的曲柄臂112b的位置，在自行車101上裝設圖2所示的曲柄位置傳感器39。曲柄位置傳感器39具有設于曲柄臂112b上的磁鐵45和設于車架102上的第一霍爾兀件46a以及第二霍爾兀件46b。磁鐵45形成為環(huán)狀,在周向上鄰接配置S極45a和N極45b。磁鐵45通過固定部件48固定在曲柄臂112b上。固定部件48例如由多個螺栓實現(xiàn)。S極45a和N極45b配置在曲柄軸112a的外周，在此，分別具有半圓環(huán)的形狀。例如，磁鐵45由通過曲柄軸112a的中心的平面分割的一方為S極45a，另一方為N極45b。S極45a和N極45b由于鄰接，所以具有兩個邊界。各邊界繞曲柄軸112a相離180°。構成S極45a和N極45b的邊界的第一邊界線45c和第二邊界線45d分別沿著曲柄臂112b的長度方向配置。更優(yōu)選地，第一邊 界線45c和第二邊界線45d設置在包含曲柄軸112a的旋轉軸線且包含腳踏板111的安裝孔的中心軸線的平面N上(參照圖2)。在第一邊界線45c的順時針上游側配置N極45b，在該第一邊界線45c的順時針下游側配置S極45a。在第二邊界線45d的順時針上游側配置S極45a，在該第二邊界線45d的順時針下游側配置N極45b。第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b以與磁鐵45相對的位置裝設在車架102上。磁鐵45在曲柄軸112a的軸線方向上與第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b相對。第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b與包含右側的曲柄臂112b的下止點或左側的曲柄臂112b的下止點(右側的曲柄臂112b的上止點)的規(guī)定區(qū)域α對應配置。規(guī)定區(qū)域α是從曲柄臂112b配置在下止點或上止點的基準位置到曲柄臂112b向周向的兩側例如各旋轉15度的位置的范圍。與規(guī)定區(qū)域α對應的曲柄臂112b的旋轉角度例如為30度。與規(guī)定區(qū)域α對應的曲柄臂112b的旋轉角度優(yōu)選為從20度到40度的范圍。(驅動部的輔助機構)輔助機構115由行駛輔助用馬達116輔助產生對應由人的踏力而作用于曲柄軸112a的轉矩的特定轉矩(例如作用于曲柄軸112a的轉矩的規(guī)定倍的轉矩)。該行駛輔助用馬達116的轉矩經由動力輔助用鏈輪直接或間接傳遞給鏈條110。例如上述動力輔助用鏈輪可以與曲柄軸結合，也可以與前鏈輪結合。即、驅動部105將傳遞給曲柄軸112a的人的踏力以及作為行駛輔助用電動機的行駛輔助用馬達116的輸出經由鏈條110傳遞給內裝變速輪轂120的鏈條。<組裝在后輪上的內裝變速輪轂>在后輪107上組裝有構成內裝變速器的內裝變速輪轂120。內裝變速輪轂120配置在后輪107的中心。例如是8級變速的輪轂。在內裝變速輪轂120上連結用于電動驅動設有行星齒輪機構的變速機構的變速用馬達123。變速用馬達123與內裝變速輪轂120 —起構成內裝變速器。另外，在內裝變速輪轂120上例如連結有滾動制動器、帶式制動器或盤式制動器等實現(xiàn)的后制動裝置?！囱b設在手把上的變速操作單元〉如圖3所示，在手把104的手柄104a附近裝設有變速操作單元20。變速操作單元20是集合了第一變速操作按鈕21、第二變速操作按鈕22以及變速撥盤23于一體的單元。第一以及第二變速操作按鈕21、22以及操作撥盤23如圖3所示位于人手能夠一邊握著手柄104a —邊進行操作的位置。
第一以及第二變速操作按鈕21、22是按壓按鈕。第一變速操作按鈕21是用于進行從低速級向高速級變速的按鈕。第二變速操作按鈕22是用于進行從高速級向低速級變速的按鈕。操作撥盤23是用于切換兩個變速模式和停車(P)模式的撥盤，具有三個停止位置P、A、M。在此、兩個變速模式是自動變速(A)模式和手動變速(M)模式。自動變速模式是基于來自后述的速度傳感器41的車速信號將內裝變速輪轂120進行自動變速的模式。另夕卜，手動變速模式是通過第一以及第二變速操作按鈕21、22的操作來將內裝變速輪轂120變速到所希望的變速級的模式。停車模式是鎖定內裝變速輪轂120而限制后輪107的旋轉的模式。〈自行車用控制裝置〉自行車101中采用的自行車用控制裝置具有微型計算機12，控制所連接的電裝件。設于車架2上的微型計算機12包含CPlXCentral Processing Unit,中央處理單元)、RAM (random access memory :隨機存儲器)、ROM (Read-Only Memory :只讀存儲器)、1/0 (Input/Output :輸入/輸出)界面，并具有若干個功能部。如圖4所示,微型計算機12作為其功能部具有控制行駛輔助用馬達116的輸出的輔助輸出控制部13、控制使內裝變速器120進行變速動作的變速用馬達123的變速控制部14、判斷是否為可以使變速用馬達123進行變速動作的狀況的變速可否判斷部16。在微型計算機12中輸入來自各種傳感器的信息以及人的操作指示。具體地，在微型計算機12上電氣連接第一變速操作按鈕21、第二變速操作按鈕22、操作撥盤23、曲柄位置傳感器39、車速傳感器41、踏力傳感器43等。第一以及第二變速操作按鈕21、22以及操作撥盤23如上所述裝設在人手能夠一邊握住手把104的手柄104a —邊進行操作的位置。曲柄位置傳感器39如上所述裝設在曲柄臂112b以及車架102上。車速傳感器41內設在設于前輪106上的發(fā)電輪轂109 (參照圖I)中。作為交流發(fā)電機的發(fā)電輪轂109內的車速傳感器41將因前輪106旋轉而與車速對應的交流信號傳送給微型計算機12。踏力傳感器43非接觸檢測曲柄軸112a的轉矩，或者接觸曲柄軸112a或曲柄臂112b而檢測曲柄軸112a的轉矩。踏力傳感器43例如由具有設于曲柄軸112a上的磁致應變(磁歪)元件和與該磁致應變元件相對配置的檢測線圈的磁致應變傳感器、設于曲柄軸112a或曲柄臂112b上的應變規(guī)(歪々^ - 7)、或設于支承曲柄軸112a的支承部上的應變規(guī)實現(xiàn)。踏力傳感器43不限于這些結構，只要是對應作用于曲柄軸112a上產生的轉矩而輸出進行變化的傳感器即可。踏力傳感器43將對應作用于曲柄軸112a上的踏力而變化的信號作為表示轉矩值的信息發(fā)送給微型計算機12。第一以及第二變速操作按鈕21、22以及操作撥盤23將人的操作指示傳送給微型計算機12。微型計算機12的輔助輸出控制部13當輔助模式時控制行駛輔助用馬達116以產生騎乘者踏力的規(guī)定倍的輔助力。輔助輸出控制部13由多個輔助模式控制行駛輔助用馬達116。具體地，作為輔助模式，輔助輸出控制部13具有以踏力的最大2倍的輔助力輔助的強輔助模式、以最大I. 5倍的輔助力輔助的中輔助模式、以及以最大I倍的輔助力輔助的弱輔助模式三個輔助模式。另外，輔助輸出控制部13還具有不進行輔助的切斷模式。輔助模式的切換可以由設于手把部104上的未圖示的開關進行，另外也可以由前述的操作撥盤23進行。另外，輔助輸出控制部13接收來自變速控制部14的要求，使輔助力暫時為零。對此在后面詳述。微型計算機12的變速控制部14對應第一以及第二變速操作按鈕21、22的操作，開動變速用馬達123來變更內裝變速輪轂120的級數(shù)，或者接收對應車速而自動地開動變速用馬達123來變更內裝變速輪轂120的級數(shù)。不過，參照圖6如后所述，變速控制部14在變更內裝變速輪轂120的級數(shù)之前將使輔助力暫時為零的指令向輔助輸出控制部13傳送。另外，當變速可否判斷部16未判斷為能夠變速時，直到變速可否判斷部16的判斷變?yōu)槟軌蜃兯僦?，變速控制?4不向變速用馬達123傳送動作指令而進行待機。當操作撥盤23位于停止位置M，由人選擇了手動變速模式時，變速控制部14在第一變速操作按鈕21被按壓時進行從低速級向高速級的變速，當?shù)诙兯俨僮靼粹o22被按壓時進行從高速級向低速級的變速。當操作撥盤23位于停止位置A，選擇了自動變速模式時，若變速控制部14根據(jù)基于來自車速傳感器41的車速信號的車速信息判斷變速是必要時，將該變速指令傳送給內裝變速輪轂120的變速用馬達123。變速控制部14保持用于自動變速的兩種表格，對應由 踏力傳感器43檢測出的踏力值(曲柄軸112a的轉矩)來決定使用某一個表格。具體地、保持有高轉矩模式以及通常模式的各表格，在各表格中存儲自動變速模式時的加擋和減擋的車速閾值。高轉矩模式中的車速閾值是踏力值為規(guī)定值以上時的車速閾值，通常模式中的車速閾值是踏力值未達到規(guī)定值的情況下的車速閾值。微型計算機12的變速可否判斷部16判斷是否可以使內裝變速輪轂120進行變速動作。該變速可否判斷部16當判斷為不能使內裝變速輪轂120進行變速動作、即未滿足變速可能條件時，即使存在變速要求的情況下，上述的變速控制部14也不對內裝變速輪轂120的變速用馬達123傳送動作指令而待機(參照后述的圖6的步驟S4)。變速可否判斷部16所保持的變速可能條件16a是曲柄112的輸出條件之一的有關曲柄112的曲柄臂112b的位置的條件。具體地，變速可能條件16a是所謂曲柄112的曲柄臂112b的位置處于其上下止點的附近的條件。變速可否判斷部16當曲柄112的曲柄臂112b的位置處于上下止點的附近時判斷為滿足變速可能條件16a。該曲柄112的曲柄臂112b的位置由上述的曲柄位置傳感器39的輸出檢測出。變速可否判斷部16根據(jù)曲柄位置傳感器39的檢測結果來判斷左右的各曲柄臂112b的任一個是否處于包含下止點的規(guī)定區(qū)域a。變速可否判斷部16根據(jù)第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b的輸出的組合來判斷右側的曲柄臂112b以及左側的曲柄臂112b是否處于四個區(qū)域中的某一個中。第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b的輸出當S極45a相對時為“L (低)”電平、當N極45b相對時為“H (高)”電平。從第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b輸出的信號的組合分別為第一組合Al、第二組合A2、第三組合A3和第四組合A4。圖5 (A)表不第一組合Al時第一霍爾兀件46a以及第二霍爾兀件46b和磁鐵45的位置的一例。在第一組合Al中，例如，第一霍爾元件46a的輸出為“L (低)”電平，第二霍爾元件46b的輸出為“H (高)”電平。當右側的曲柄臂112b處于包含下止點的規(guī)定區(qū)域α時，第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b的輸出為第一組合Al。當?shù)谝换魻栐?6a和第二霍爾元件46b的輸出為第一組合Al時，從自行車101的側面看，如圖5 (A)所示，磁鐵45的第一邊界線45c位于第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b之間。圖5 (B)表不第二組合A2時第一霍爾兀件46a以及第二霍爾兀件46b和磁鐵45的位置的一例。在第二組合A2中，例如，第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b的輸出都為“H”電平。當右側的曲柄臂112b從包含下止點的規(guī)定區(qū)域α向箭頭B所示方向(從自行車101右側看的順時針方向)旋轉，磁鐵45的第一邊界線45c處于超過第一霍爾元件46a且左側的曲柄臂112b即將進入包含下止點的規(guī)定區(qū)域α之前的區(qū)域時，第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b的輸出為第二組合A2。圖5 (C)表不第三組合A3時第一霍爾兀件46a以及第二霍爾兀件46b和磁鐵45的位置的一例。在第三組合A3中，例如，第一霍爾元件46a的輸出為“H”電平，第二霍爾元件46b的輸出為“L”電平。左側的曲柄臂112b處于包含下止點的規(guī)定區(qū)域α時的第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b的輸出為第三組合A3。當?shù)谝换魻栐?6a和第二霍爾元件46b的輸出為第三組合A3時，從自行車101的側面看，如圖5 (C)所示，磁鐵45的第二邊界線45d位于第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b之間。圖5 (D)表不第四組合A4時第一霍爾兀件46a以及第二霍爾兀件46b和磁鐵45 的位置的一例。在第四組合A4中，例如，第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b的輸出都為“L”電平。當左側的曲柄臂112b從包含下止點的規(guī)定區(qū)域α向箭頭B所示方向(從自行車101右側看的順時針方向)旋轉，磁鐵45的第二邊界線45d處于超過第一霍爾元件46a且右側的曲柄臂112b即將進入包含下止點的規(guī)定區(qū)域α之前的區(qū)域時，第一霍爾元件46a和第二霍爾元件46b的輸出為第四組合A4。變速可否判斷部16當?shù)谝唤M合Al時判斷為右側的曲柄臂112b的位置處于下止點的附近(左側的曲柄臂112b的位置處于上止點的附近)，當?shù)谌M合A3時判斷為左側的曲柄臂112b的位置處于下止點的附近(右側的曲柄臂112b的位置處于上止點的附近)，滿足曲柄臂112b的位置處于上下止點的附近的所謂變速可能條件16a。接著，參照圖6，整理上述變速控制部14的變速控制的要點進行說明。無論在手動變速模式中，還是在自動變速模式中，都依據(jù)圖6的流程進行變速控制。當存在要變更內裝變速輪轂120的級數(shù)的變速要求時，從步驟SI移至步驟S2。在步驟S2中，判斷根據(jù)來自車速傳感器41的信號計算出的車速是否為零。在車速為零的情況下，從步驟S2移至步驟S5，立即對變速用馬達123傳送動作指令，執(zhí)行變速動作。由于若車速為零，則內裝變速輪轂120的內部部件上幾乎不受轉矩作用，所以能夠順暢地進行變速動作。在步驟S2中若判斷車速不為零時，移至步驟S3。在步驟S3中，無論是變?yōu)槟姆N輔助模式，都降低行駛輔助用馬達116的輔助力。在此、在步驟S3中，輔助輸出控制部13將行駛輔助用馬達116的輸出變?yōu)榱悖瑫簳r形成沒有行駛輔助的狀態(tài)。接著，移至步驟S4，變速可否判斷部16判斷是否滿足曲柄112的曲柄臂112b的位置處于上下止點的附近的變速可能條件16a。若曲柄臂112b的位置不在上下止點的附近，則直到曲柄臂112b的位置到上下止點附近之前反復進行步驟S4。若曲柄臂112b的位置在上下止點的附近(或曲柄臂112b的位置到上下止點的附近)則移至步驟S5，執(zhí)行變速動作。在此，由于沒有行駛輔助、且曲柄臂112b的位置處于上下止點的附近，所以施加在內裝變速輪轂120的內部部件的轉矩非常小，變速動作能夠順暢地進行。當步驟S5的變速動作完成時，移至步驟S6。在步驟S6中，在步驟S3中降低了行駛輔助用馬達116的輸出的情況下、在該實施方式中為零的情況下，解除該輸出降低狀態(tài)，返回原來基于輔助模式的輸出。在步驟S6中，在步驟S5中執(zhí)行變速動作后規(guī)定時間后，可以解除行駛輔助用馬達116的輸出降低狀態(tài)，另外也可以例如在變速器或變速馬達上預先設置用于檢測當前的變速級的傳感器，基于該傳感器的輸出而判斷變速已經完成時，解除行駛輔助用馬達116的輸出降低狀態(tài)。〈其他實施方式〉以上，說明了本發(fā)明的一實施方式的自行車用控制裝置，但是本發(fā)明不限于上述的實施方式，在不脫離發(fā)明的構思的范圍內能夠進行種種變更。(a)也能夠在手把104上固定具有觸摸屏的顯示輸入裝置，進行輔助模式的選擇、車速或車速級數(shù)的顯示、充電池117的殘量顯示等。(b)在上述實施方式中，在步驟S3中，使輔助輸出控制部13所控制的行駛輔助用馬達116的輸出為零，當進行變速動作時暫時形成沒有行駛輔助的狀態(tài)。也可以取而代之，在步驟S3中，使行駛輔助用馬達116的輸出降低(例如減半)而低于基于此時的輔助模式的輸出值，也可以暫時減小進行變速動作時的行駛輔助力。即使多少存在行駛輔助，若輸出 小，則變速動作變得順暢。(C)在上述實施方式中，作為變速可否判斷部16所保持的變速可能條件16a，采用作為曲柄112的輸出條件之一的有關曲柄112的曲柄臂112b的位置的條件。也可以取而代之，作為變速可能條件采用作為曲柄112的輸出條件之一的有關曲柄112的曲柄軸112a的轉矩的條件。具體地，可以在由踏力傳感器43檢測出的曲柄軸112a的轉矩處于規(guī)定范圍的情況下(比規(guī)定的閾值小的情況下)，判斷為滿足變速可能條件。這種情況下，由于是行駛輔助降低的狀態(tài)或沒有行駛輔助的狀態(tài)、且施加給曲柄112的踏力小，所以施加給內裝變速輪轂120的內部部件的轉矩小，也能夠順暢地進行變速動作。(d)在上述實施方式中，作為變速可否判斷部16所保持的變速可能條件16a，采用作為曲柄112的輸出條件之一的有關曲柄112的曲柄臂112b的位置的條件。也可以取而代之，作為變速可能條件采用作為曲柄112的輸出條件之一的有關后輪107的轉矩的條件。具體地，設置檢測后輪107的轉矩的傳感器。并且，可以在該傳感器的檢測轉矩比規(guī)定的閾值小的情況下，判斷為滿足變速可能條件。這種情況下，由于是行駛輔助降低的狀態(tài)或沒有行駛輔助的狀態(tài)、且在裝設內裝變速輪轂120的后輪107的轉矩小時進行變速動作，所以施加給內裝變速輪轂120的內部部件的轉矩小，也能夠順暢地進行變速動作。后輪107的轉矩可以根據(jù)曲柄軸和齒輪比來求得。(e)在上述實施方式中，作為變速可否判斷部16所保持的變速可能條件16a，采用作為曲柄112的輸出條件之一的有關曲柄112的曲柄臂112b的位置的條件。也可以取而代之，作為變速可能條件采用作為曲柄112的輸出條件之一的有關內裝變速輪轂120的變速轉矩的條件。具體地，直接檢測或計算求得從鏈條經由鏈輪輸入給內裝變速輪轂120的轉矩。并且，可以在該轉矩比規(guī)定的閾值小的情況下，判斷為滿足變速可能條件。由于在內裝變速輪轂120上預先設定了可變速的輸入轉矩，所以只要以該設定的輸入轉矩為閾值即可。這種情況下，由于是行駛輔助降低的狀態(tài)或沒有行駛輔助的狀態(tài)、且在內裝變速輪轂120的轉矩小時進行變速動作，所以施加給內裝變速輪轂120的內部部件的轉矩小的狀態(tài)下也能夠順暢地進行變速動作。(f)上述實施方式中，本發(fā)明適用于構成內裝變速器的內裝變速輪轂120裝設在后輪107上的自行車101。取而代之，本發(fā)明也適用于具有通過附設在曲柄軸上的行星齒輪機構進行變速的變速器的自行車。
(g)在上述實施方式中，本發(fā)明適用于構成內裝變速器的內裝變速輪轂120裝設在后輪107上的自行車101。取而代之，本發(fā)明也適用于設有具有被電動驅動的前撥鏈器或后撥鏈器的外裝變速器的自行車。這種情況下，沒有在外裝變速器上施加了過度的張力的狀態(tài)下進行變速動作的情況，變速動作變得順暢。外裝變速器的情況下采用這樣的方案在圖6的步驟S2中，判斷基于來自車速傳感器41的信號算出的車速是否為零，判斷為車速不為零時，抑制步驟S3，在步驟S2中判斷為車速為零時，待機等待步驟S3以后的處理。S卩，在步驟S2中判斷為車速為零時，反復進行步驟S2的判斷，直到車速大于零，待機等待步驟S3以后的處理(步驟S3 S5的處理)。(h)上述實施方式中，在曲柄軸112a的附近配設輔助機構115，將行駛輔助用馬達116的轉矩經由動力輔助用鏈輪傳遞給鏈條110。也可以取代該輔助機構115，在前輪106上裝設行駛輔助用的馬達單元。優(yōu)選在該馬達單元的內部配置行駛輔助用馬達、變流器、車速傳感器等。(i)上述實施方式中，在曲柄軸112a的附近配設輔助機構115，將行駛輔助用馬達 116的轉矩經由動力輔助用鏈輪傳遞給鏈條110。也可以取代該輔助機構115，在后輪107上裝設行駛輔助用的馬達單元。這種情況下，馬達單元設于變速器的輸出側。(j)曲柄位置檢測傳感器39不限于上述結構，也可以由轉動編碼器實現(xiàn)。(k)在上述實施方式中，輔助輸出控制部13根據(jù)檢測作用于曲柄軸上的轉矩的踏力傳感器43的輸出來控制行駛輔助用馬達116，但是取代該踏力傳感器43，也可以設置用于檢測腳踏板的踏力的傳感器，另外也可以設置檢測鏈條的張力的傳感器。輔助輸出控制部13根據(jù)來自這些傳感器的信息來控制行駛輔助用馬達116。(I)在上述實施方式中，在步驟S2中判斷車速是否為零，但是也可以在步驟S2中判斷曲柄是否正在旋轉。例如，能夠將曲柄位置傳感器作為檢測曲柄的旋轉的傳感器使用。在由曲柄位置傳感器檢測出的曲柄的位置不變化的情況下，在變速控制部中判斷為曲柄未旋轉。在步驟S2中，變速控制部當從曲柄位置傳感器輸出的信號在規(guī)定時間內變化的情況下判斷曲柄正在旋轉，而移至步驟S3。另外在步驟S2中，變速控制部當從曲柄位置傳感器輸出的信號在規(guī)定時間內不變化的情況下判斷曲柄未旋轉，而移至步驟S5。檢測曲柄的旋轉的傳感器不限于上述的結構，也可以由磁鐵和舌簧開關來實現(xiàn)。在外裝變速器中采用這樣的方案圖6的步驟S2中，從曲柄位置傳感器輸出的信號在規(guī)定時間內變化的情況下，判斷為曲柄正在旋轉，而移至步驟S3，當在步驟S2中判斷為曲柄未旋轉時，直到判斷為曲柄正在旋轉之前，待機等待步驟S3以后的處理。(m)在上述實施方式中，在步驟S2中判斷車速是否為零，但是在步驟S2中，也可以判斷踏力傳感器中是否檢測出踏力。在步驟S2中，當變速控制部根據(jù)從踏力傳感器輸出的信號而判斷被提供著踏力時，移至步驟S3，當判斷未被提供踏力時，移至步驟S5。在外裝變速器中采用這樣的方案圖6的步驟S2中，當判斷正在提供踏力時，移至步驟S3，當判斷未提供踏力時，直到檢測出踏力之前，待機等待步驟S3以后的處理。(η)在上述各實施方式中，也可以省略步驟S2，當判斷步驟SI中存在變速要求時，移至步驟S3。
權利要求
1.一種自行車用控制裝置，控制具有曲柄、行駛輔助用電動機和變速器的自行車，該自行車用控制裝置設有 輸出控制部，該輸出控制部控制所述行駛輔助用電動機的輸出； 變速可否判斷部，該變速可否判斷部判斷所述曲柄的輸出條件是否滿足變速可能條件；以及 變速控制部，該變速控制部接收變速的要求，使所述輸出控制部進行所述輸出的停止或降低，當所述變速可否判斷部判斷為滿足所述變速可能條件時，使所述變速器進行變速動作。
2.如權利要求I所述的自行車用控制裝置，其中，所述曲柄的輸出條件有關所述曲柄的位置。
3.如權利要求I所述的自行車用控制裝置，其中，所述曲柄的輸出條件有關所述變速器的變速轉矩。
4.如權利要求I所述的自行車用控制裝置，其中，所述曲柄的輸出條件有關后輪轉矩。
5.如權利要求I所述的自行車用控制裝置，其中，所述曲柄的輸出條件有關曲柄軸的轉矩。
6.如權利要求2所述的自行車用控制裝置，還設有曲柄位置檢測部，該曲柄位置檢測部檢測所述曲柄的位置， 當所述曲柄的位置處于所述曲柄的上下止點附近時，所述變速可否判斷部判斷為滿足所述變速可能條件。
7.如權利要求5所述的自行車用控制裝置，還設有曲柄軸轉矩測量部，該曲柄軸轉矩測量部測量所述曲柄軸的轉矩， 當所述曲柄軸的轉矩處于規(guī)定范圍時，所述變速可否判斷部判斷為滿足所述變速可能條件。
8.如權利要求I 7任一項所述的自行車用控制裝置，其中， 所述變速器具有變速用電動機， 所述變速控制部通過驅動所述變速用電動機，來使所述變速器進行變速動作。
9.如權利要求I 8任一項所述的自行車用控制裝置，其中， 通過所述行駛輔助用電動機驅動鏈條。
10.如權利要求I 9任一項所述的自行車用控制裝置，其中， 所述變速器是內裝變速器。
11.如權利要求I 9任一項所述的自行車用控制裝置，其中， 所述變速器是外裝變速器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自行車用控制裝置，控制由電動機進行行駛輔助的自行車，能夠實現(xiàn)沖擊少的順暢的變速動作。自行車用控制裝置是控制具有曲柄、行駛輔助用馬達(116)和內裝變速器的自行車的裝置，設有輸出控制部(13)、變速可否判斷部(16)和變速控制部(14)。輸出控制部(13)控制行駛輔助用馬達(116)的輸出。變速可否判斷部(16)判斷曲柄的輸出條件是否滿足變速可能條件(16a)。變速控制部(14)接收變速的要求，使輸出控制部(13)進行輸出的停止，當變速可否判斷部(16)判斷為滿足變速可能條件(16a)時，使內裝變速器進行變速動作。
文檔編號B62M6/45GK102963487SQ201210295448
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權日2011年8月29日
發(fā)明者正下昭彥, 渡會悅義 申請人:株式會社島野