CN103359250B - 电动辅助自行车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动辅助自行车,其一边推测骑行者所感到的疲劳程度一边设定基于实际测量的疲劳信息的辅助量并高效地进行马达的辅助。该电动辅助自行车包括检测在踏板上产生的踏力的踏力传感器(2)、具有进行人体的疲劳推测的辅助量修正部件并确定与踏力传感器(2)的输出相应的辅助力的辅助量控制部(10)以及产生上述辅助力并进行驱动力的辅助的马达(5),其中,该电动辅助自行车具有检测车辆的车速的车速传感器(1),并且上述辅助量控制部(10)包括:基本辅助量设定部(11),其根据上述踏力和上述车速运算设定基本辅助量;以及疲劳强度推测部(12),其推测骑行者的疲劳强度并增减修正上述基本辅助量。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有用于辅助由踏力产生的驱动力的马达的电动辅助自行车,该踏力是通过人蹬踏板而产生的,特别涉及一种考虑到骑行者的疲劳程度而高效地由马达进行辅助的电动辅助自行车。
背景技术
电动辅助自行车包括检测在踏板上产生的踏力的踏力传感器、根据上述踏力传感器的输出进行驱动力的辅助的马达、检测与踏板连结的曲轴的角度的曲柄角传感器以及检测曲轴的转速的曲柄转速传感器。
作为在疲劳度较小的骑行者骑行的情况下、为了不使马达辅助力过大而不仅考虑踏力也考虑到疲劳程度来进行驱动力的辅助的电动自行车,如专利文献1所示,提出了以下结构:测量骑行时的骑行者的心跳数、呼吸数的变化并作为人体指标输出,设定马达相对于踏力的辅助转矩。
专利文献1:日本特许第3276420号公报
根据上述结构,由于按照根据心跳数、呼吸次数计算出的人体指标使驱动力的辅助率发生变化,因此如果人体指标相同,则驱动力的辅助率也变得相同且辅助量也变得相同。
但是,例如,在人体指标仅由心跳数确定的情况下,即使人体指标因相同的心跳数而为相同的值,由于骑行持续时间等骑行状况的不同,骑行者所感到的疲劳程度也不同,因此存在有辅助量与骑行者的感觉不相称的情况出现这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而提出来的,其目的在于提供一种一边推测骑行者所感到的疲劳程度一边设定基于实际测量的疲劳信息的辅助量并高效地进行马达的辅助的电动辅助自行车。
为了达到上述目的,技术方案1的电动辅助自行车包括检测在踏板上产生的踏力的踏力传感器(2)、具有进行人体的疲劳推测的辅助量修正部件并确定与上述踏力传感器(2)的输出相应的辅助力的辅助量控制部(10)以及产生上述辅助力并进行驱动力的辅助的马达(5),其特征在于,该电动辅助自行车具有以下结构。
该电动辅助自行车具有检测车辆的车速的车速传感器(1),并且上述辅助量控制部(10)包括:基本辅助量设定部(11),其根据上述踏力和上述车速运算设定基本辅助量;以及疲劳强度推测部(12),其推测骑行者的疲劳强度并增减修正上述基本辅助量。
根据技术方案1的电动辅助自行车,技术方案2的特征在于,上述疲劳强度推测部(12)具有检测计时时间的检测部件,根据由该检测部件获得的数据和上述踏力及车速来推测疲劳强度。
根据技术方案2的电动辅助自行车,技术方案3的特征在于,上述疲劳强度推测部(12)具有检测踏力或车速、骑行者的肌电、心跳、呼吸成分中的至少一者的检测部件,考虑由该检测部件获得的数据地推测疲劳强度。
根据技术方案1的电动辅助自行车,技术方案4的特征在于,上述疲劳强度推测部(12)根据上述踏力、车速的历史记录计算骑行持续时间,如果该骑行持续时间为规定时间以下,则将疲劳强度推测为无。
根据技术方案4的电动辅助自行车,技术方案5的特征在于,上述疲劳强度推测部(12)根据上述踏力、车速的历史记录检测车辆停止及再起步的次数,使检测出的数据反映于疲劳强度。
根据技术方案1的电动辅助自行车,技术方案6的特征在于,上述疲劳强度推测部(12)根据基于上述踏力、车速的历史记录检测出的车辆停止时间来推测疲劳恢复并反映于疲劳强度。
根据技术方案1的电动辅助自行车,技术方案7的特征在于,上述疲劳强度推测部(12)具有表示骑行者的相对于输出经过时间的、爆发类肌肉活动量与持续类肌肉活动量的比率之间的关系的曲线,考虑爆发类比率的比例地推测疲劳强度。
根据技术方案1的电动辅助自行车,技术方案8的特征在于,上述辅助量控制部(10)将在旋转的踏板中在前一周期产生的踏力反馈而确定上述辅助力。
根据技术方案1的电动辅助自行车,技术方案9的特征在于,该电动辅助自行车具有对在上述辅助量控制部(10)中考虑疲劳程度的踏力的阈值进行选择的模式切换部件(4),根据在各个模式中设定的各个阈值来判断有无疲劳强度推测。
根据技术方案1的电动辅助自行车,通过辅助量控制部(10)具有基本辅助量设定部(11)和疲劳强度推测部(12),从而针对运算设定的基本辅助量推测疲劳程度并增减辅助量,因此能够高效地向马达施加对骑行者没有不适感的辅助量。
其结果,能够有效地驱动马达,因此能够在1次充电中就可以确保稳定的行进距离。
根据技术方案2的结构,通过具有检测计时时间的检测部件,从而能够容易地推测疲劳强度。
根据技术方案3的结构,通过具有检测骑行者的肌电、心跳、呼吸成分中的至少一者的检测部件,从而能够推测更准确的疲劳强度。
根据技术方案4的结构,如果骑行持续时间为规定时间以下,则将疲劳强度推测为无,从而能够实现容易的推测。
根据技术方案5的结构,通过使车辆停止及再起步的次数反映疲劳强度,从而能够推测准确的疲劳强度。
根据技术方案6的结构,通过根据车辆停止时间来推测疲劳恢复并反映疲劳强度,从而能够推测准确的疲劳强度。
根据技术方案7的结构,通过推测考虑了爆发类比率的比例的疲劳强度,从而能够在高负荷时推测更准确的疲劳强度。
根据技术方案8的结构,通过反馈在前一周期产生的踏力而确定辅助力,从而能够进行顺利的辅助。
根据技术方案9的结构,由于根据在各个模式中设定的各个阈值来判断有无疲劳强度推测,因此能够进行按照每个模式考虑疲劳程度的辅助与一般辅助。
附图说明
图1是电动辅助自行车的侧面说明图。
图2是用于说明曲轴的相位的示意图。
图3是电动辅助自行车的辅助驱动力控制装置的框图。
图4是构成辅助驱动力控制装置的驱动力辅助量设定部件的框图。
图5是用于说明驱动力辅助量设定部件中的辅助量的设定次序的流程图。
图6是用于说明驱动力辅助量设定部件中的辅助量的设定次序的其他例子的流程图。
图7是用于说明推测疲劳程度的次序的流程图。
图8是用于说明进行体力恢复确认的次序的流程图。
图9是用于说明进行停止/再起步历史记录确认的次序的流程图。
图10是用于说明推测疲劳程度的次序的其他例子的流程图。
图11是表示骑行者的相对于输出经过时间的、持久类比率与爆发类比率之间的一般关系的曲线图,表示判断阈值。
图12是表示骑行者的相对于输出经过时间的、持久类比率与爆发类比率之间的一般关系的曲线图,表示偏置(日文:バイアス)阈值。
具体实施方式
参照附图说明本发明的电动辅助自行车的实施方式的一个例子。图1是具有作为本发明的特征性结构的辅助驱动力控制装置的电动辅助自行车的侧视图。辅助驱动力控制装置是通过推测骑行者的疲劳度的程度并确定辅助量来高效地进行马达的驱动力的辅助的装置。
电动辅助自行车50包括位于车身前方的头管51、从该头管51向后方且向下方延伸的下伸车架52以及从下伸车架52的后端向上方立起的车座管53。在头管51上,以能够转向的方式连接有向下方延伸的前叉54,在该前叉54的下端枢转支承有前轮WF。在前轮WF上配设有用于检测电动辅助自行车50的车速的车速传感器1。在头管51的上方设有车把55。
在下伸车架52的后端配设有向后方延伸的后叉56,在该后叉56的后端枢转支承有后轮WR。另外,在车座管53的上部与后叉56的后部之间配设有左右一对支撑件57。
在下伸车架52和后叉56上支承有辅助驱动单元60。在车座管53上,以能够调整车座58的上下位置的方式安装有在上端具有车座58的车座立柱59。在车座管53的后方,用于向辅助驱动单元60供给电力的电池62以能够装卸的方式安装在车座管53的支撑件63上。
曲轴71以贯通辅助驱动单元60和链轮(输出部)64并沿车身的宽度方向延伸的方式设置,在曲轴71的两侧连接有具有踏板72L的曲柄73L和具有踏板72R的曲柄73R。通过骑行者蹬踏踏板72L、72R,从而对曲轴71施加旋转转矩(动力)。起因于对曲轴71施加的旋转转矩,链轮64旋转,链轮64的旋转经由链条65传递到后轮WR侧的链轮66而使后轮WR旋转。
检测对曲轴71施加的旋转转矩值f的踏力传感器(磁致伸缩式转矩传感器)2配置在曲轴71上。另外,踏力传感器2以规定的周期检测曲轴71的旋转转矩值f。
由骑行者对曲轴71施加的踏板踏力(旋转转矩值f)如图2所示,是骑行者蹬踏踏板72时产生的踏力F的旋转方向上的分力,与骑行者实际上对踏板施加的踏力(踏力有效值)F不同。旋转转矩值f与踏力F能够用关系式:旋转转矩值f=踏力F×cosθ来表示。骑行者在蹬踏踏板72L、72R时,由于沿铅直方向踩踏踏板72L、72R,因此踏力F的方向成为铅直方向。
另外,在曲轴71的附近位置安装有检测与曲轴71相连结的曲柄73的曲柄角度的曲柄角传感器3。
辅助驱动单元60将马达5、驱动马达5的马达驱动电路(驱动器)、根据由踏力传感器2检测出的旋转转矩值f进行马达驱动电路的控制的辅助量控制部10以及从马达5的马达驱动轴67传递驱动力而旋转的辅助链轮61一体保持在壳体内。通过在辅助链轮61上安装有链条65,从而辅助驱动单元60将马达5的驱动力传递到上述驱动***机构。
辅助量控制部10控制马达驱动电路(进行辅助控制),以使得马达5产生根据由踏力传感器2检测出的旋转转矩值f计算出的辅助转矩(辅助力)。
辅助转矩(辅助力)根据踏力传感器2的输出而确定。此时,进行控制以使得根据踏力与车速运算设定与骑行者的骑行状况相应的基本辅助量、并且推测骑行者的疲劳强度并增减修正基本辅助量。后面说明由基本辅助量的运算和基于疲劳强度推测得到的辅助转矩的运算次序的详细内容。
马达5产生的辅助转矩经由辅助链轮61传递到链条65。因而,通过骑行者蹬踏踏板72L、72R,从而对曲轴71施加的旋转转矩值f(驱动力)与马达5产生的辅助转矩经由链条65传递到后轮侧的链轮66,后轮WR旋转。另外,在辅助链轮61的后方设有用于较大地获取链条65的缠绕角度的空转轮68。
另外,辅助驱动单元60具有在朝电动辅助自行车50向前前进的方向(正方向)蹬踏踏板72L、72R的情况下使链轮64旋转、在朝与正方向相反的方向蹬踏踏板72L、72R的情况下不使链轮64旋转的机构。
接着,参照图3和图4的框图说明电动辅助自行车的辅助驱动力控制装置。
如图3所示,辅助驱动力控制装置包括具有车速传感器的停止历史记录/疲劳恢复检测部件1、具有踏力传感器而检测在踏板上产生的踏力(旋转转矩值)的踏力检测部件2、具有检测与上述踏板连结的曲轴的角度的曲柄角传感器的曲柄角检测部件3、检测骑行者的疲劳的疲劳检测部件7、进行驱动力的辅助的马达5、控制驱动力的辅助量的辅助量控制部10以及根据来自辅助量控制部10的驱动信号进行马达5的驱动的马达驱动电路6。
另外,辅助驱动力控制装置具有作为车把开关的模式切换部件4,该模式切换部件4对使考虑疲劳程度的辅助机会减少的动力模式、普通模式、使考虑疲劳程度的辅助机会增多并谋求节电的节能模式进行选择。
停止历史记录/疲劳恢复检测部件1每隔恒定期间输入来自车速传感器的信号并计算车速,并且每隔恒定时间计算车速变化。然后,通过根据车速和车速变化量计算出停止历史记录并进行存储来获取用于疲劳恢复的信息,并向辅助量控制部10输出。用于疲劳恢复的信息例如是将根据停止历史记录的次数、时间运算出的骑行持续时间、骑行停止时间等、输入预先设定的运算式中而求出的值设定为疲劳恢复度。
踏力检测部件2根据由踏力传感器检测出的行进中的踏板踏力(作用于与曲轴垂直的方向上的旋转转矩值f)推测并检测出作为作用于铅直方向下方的力的踏力有效值(骑行者实际上对踏板72施加的踏力)F,并向辅助量控制部10输出。
曲柄角检测部件3利用曲柄角传感器检测曲柄角度,并且计算出曲柄转速和曲柄转速变化量,并向辅助量控制部10输出。
模式切换部件4是利用开关对动力模式、普通模式、节能模式进行选择的构件,根据所选择的模式,与是否进行由马达5进行的考虑到了疲劳程度的辅助的踏板踏力值相关的阈值发生变化。即,在动力模式下,踏板踏力值的阈值设定得较低,以使得考虑疲劳程度的辅助机会减少。另外,在节能模式下,踏板踏力值的阈值设定得较高,以增多考虑疲劳程度的辅助机会并设定高效的辅助量且耗电减少。普通模式设定了动力模式的阈值与节能模式的阈值的大致中间的踏板踏力值的阈值。
疲劳检测部件7由利用电信号检测肌肉状态的肌电传感器7a、检测心跳数的心跳传感器7b、呼吸成分检测器7c等能够检测骑行者的疲劳状态的疲劳检测传感器构成。这些疲劳检测传感器由能够缠绕于骑行者的手、脚等上的腕带等构成,通过安装在骑行者身上,从而能够检测疲劳状态。
辅助量控制部10包括驱动力辅助量设定部件20、基本辅助量设定部11以及疲劳强度推测部12,该驱动力辅助量设定部件20根据来自停止历史记录/疲劳恢复检测部件1的车速和车速变化量、来自踏力检测部件2的旋转转矩量和踏力有效值、来自曲柄角检测部件3的曲柄角度来设定驱动力辅助量,该基本辅助量设定部11计算出在运算驱动力辅助量时成为基准的基本辅助量,该疲劳强度推测部12根据由停止历史记录/疲劳恢复检测部件1检测出的疲劳恢复度、由疲劳检测部件7的各种传感器检测出的疲劳状态来推测疲劳度并增减修正基本辅助量。
在基本辅助量设定部11中,根据来自踏力检测部件2的踏力和来自停止历史记录/疲劳恢复检测部件(车速传感器)1的车速设定成为用于设定驱动力辅助量的基准值的基本辅助量。例如,预先存储以踏力和车速为变量的基本辅助量的运算式,通过代入踏力和车速来求出基本辅助量。基本辅助量的运算式基本上在车速较低的状态下踏力越大时越能够获得较大的值。
另外,基本辅助量根据由后述的疲劳强度推测部12推测的疲劳强度来修正。
由疲劳强度推测部12推测的疲劳强度是例如利用检测部件检测计时时间,根据该数据、踏力以及车速来进行推测,该计时时间是自电动辅助自行车的踏力、车速的测量开始的时间。另外,也可以考虑由安装在骑行者身上的肌电传感器7a、心跳传感器7b、呼吸成分检测器7c获得的数据来推测疲劳强度。肌电传感器7a是检测骑行者的肌肉的疲劳状态的构件,心跳传感器7b是检测骑行者的心跳数的构件,呼吸成分检测器7c是检测骑行者的呼吸中的CO2的比例(呼气成分)的构件,根据所获得的数据能够检测爆发类或持续类的疲劳时状态。
另外,疲劳强度推测部12根据踏力、车速的历史记录计算出骑行持续时间,如果该骑行持续时间为规定时间以下,则判断为运动量较少并将疲劳强度推测为无。
疲劳强度推测部12根据踏力、车速的历史记录检测车辆停止及再起步的次数,使检测出的数据反映疲劳强度。即,随着再起步的次数增多,使疲劳强度的值增加。
疲劳强度推测部12根据基于踏力、车速的历史记录检测出的车辆停止时间来推测疲劳恢复并反映疲劳强度。例如,在连续的车辆停止时间达到规定值以上的情况下,判断为恢复了疲劳,进行使疲劳强度的值减少的控制。
驱动力辅助量设定部件20包括辅助量计算部件22和占空比/提前角计算部件24,该辅助量计算部件22通过输入由基本辅助量设定部11设定的基本辅助量和疲劳强度推测部12推测出的疲劳强度来计算驱动辅助量;该占空比/提前角计算部件24计算与计算出的驱动力辅助量对应的电流值的占空比、提前角(图4)。驱动力辅助量设定部件20例如由CPU构成,利用预先设定的程序或硬件电路执行上述各个手段。
辅助量计算部件22是将对由基本辅助量设定部11设定的基本辅助量乘以疲劳强度推测部12推测出的疲劳强度(辅助增加系数=疲劳度(%)×系数)所得到的值作为辅助量计算出来。
占空比/提前角计算部件24计算出驱动脉冲的占空比、提前角的指令值,并作为占空比/提前角输出向马达驱动电路6输出。
在马达驱动电路6中,根据占空比/提前角的指令值输出来进行转矩控制并驱动马达5。马达驱动电路6具有多相(UVW3相)的各个开关元件,辅助量控制部10通过根据所确定的占空比接通/断开控制UVW相的各个开关元件来控制马达驱动电路6。根据该控制,马达驱动电路6将电池62的直流电转换为3相交流电,将3相的交流电流通入马达5的U相的定子线圈、V相的定子线圈、W相的定子线圈,马达5的马达驱动轴67旋转。
接着,参照图5说明驱动力辅助量设定部件20中的设定驱动力辅助量的过程。
在电动辅助自行车行进时,在选择了辅助行进模式的情况下(步骤100),首先,对模式切换部件4的模式是否是动力模式、普通模式、节能模式中的任一者进行判断,进行与所选择的模式相应的阈值(踏板踏力值)和由踏力检测部件2计算出的踏力值(踏板踏力值)之间的比较(步骤101)。该步骤对是否进行考虑了疲劳程度的辅助进行判断,关于踏板踏力值的阈值设定为按照动力模式、普通模式、节能模式的顺序升高。设定为阈值越高越使考虑疲劳程度的机会增多并设定高效的辅助量且耗电减少。
在踏力值(踏板踏力值)为阈值以上的情况下,判断为在运算辅助量时不需要考虑疲劳程度,进行一般的辅助控制(一般辅助控制)。
在一般辅助控制中,计算出踏力(步骤110),通过踏力比例控制计算出与踏力成比例的辅助量(步骤111),根据与踏力成比例的转矩峰值施加驱动力(加工转矩值)。
另外,在一般辅助控制中,取代踏力比例控制,也可以通过车速比例控制计算出辅助量。
另一方面,在踏力值(踏板踏力值)小于阈值的情况下,保存由停止历史记录/疲劳恢复检测部件(车速传感器)1检测出的骑行持续时间、停止/再骑行次数等骑行历史记录(步骤102)。
接着,进行作为骑行历史记录的骑行持续时间与作为预先设定的时间的阈值之间的比较(步骤103)。阈值(时间)例如设定为普通人在持续以平均速度蹬踏自行车进行运动的情况下感到疲劳的时间。
在骑行持续时间小于阈值的情况下,判断为骑行者未疲劳,进行平时的辅助控制(步骤110、111)。
在骑行持续时间为阈值以上的情况下,判断为骑行者疲劳,进行疲劳程度的推测(步骤104)。后面说明步骤104中的疲劳程度的推测的详细过程。
接着,根据由基本辅助量设定部11设定的基本辅助量和疲劳程度计算驱动辅助量(步骤105)。
调出前一周期的踏板踏力(旋转转矩值)(步骤106),对考虑了前一周期的踏力的驱动辅助量进行再计算(步骤107)。
在根据驱动辅助量进行马达驱动的情况下,进行对辅助量相对于车速是否合适进行判断的行进状态确认(步骤108),经由马达驱动电路6向马达5指示辅助量并进行马达5的驱动。在行进状态确认中,例如在恒定的车速以上的情况下,对是否相当于未进行辅助等单独的设定(或者辅助量相对于车速是否合适)等进行判断。
图6是表示用驱动力辅助量设定部件20设定驱动力辅助量的情况的其他次序的图,对与图5相同的步骤标注了相同的附图标记。
根据该例子,在步骤105中进行的辅助量的计算之后,为了进行由疲劳检测装置进行的历史记录补充,将在旋转的踏板中在前一周期产生的踏力反馈并进行修正运算处理(步骤112),计算辅助量(步骤105)。
接着,参照图7说明步骤104中的疲劳程度的推测的详细次序(疲劳程度的推测(a))。
在进行疲劳程度的推测(步骤104)的情况下,根据骑行者相对于骑行持续时间输入的踏板踏力的值确定疲劳程度(步骤121)。例如,在相对于骑行时间、普通人的平均踏板踏力的平均值的推移被曲线化了的情况下,通过实际输入的踏板踏力与平均值之间的比较来确定疲劳程度的大小。
在疲劳程度确定之后,进行骑行者的体力恢复的确认(步骤122)。
该体力恢复的确认通过图8所示的次序来进行。
首先,对体力恢复状态进行判断(步骤131)。体力恢复状态的判断通过对来自疲劳检测部件7的各种传感器的数据进行分析来判断。
在判断为体力恢复为“有”的情况下,调出由停止历史记录/疲劳恢复检测部件1检测并存储的前一次停止时间(步骤132)。
根据所调出的停止时间的长度计算由停止带来的恢复部分(步骤133),结束体力恢复确认处理(步骤134)。
在步骤131中判断为体力恢复为“无”的情况下,直接结束体力恢复确认处理(步骤134)。
在体力恢复确认之后,进行停止/再起步历史记录的确认(步骤123)。
该停止/再起步历史记录的确认通过图9所示的次序来进行。
首先,确认有无再起步历史记录(步骤141)。再起步历史记录利用由停止历史记录/疲劳恢复检测部件1检测出的数据来判断。
在有再起步历史记录的情况下,调出由踏力检测部件2检测并存储的前一周期的踏力(步骤142)。
计算基于停止时间的长度的体力的恢复部分(步骤143),结束停止/再起步历史记录确认处理(步骤144)。
在步骤141中判断为没有再起步历史记录的情况下,直接结束停止/再起步历史记录确认处理(步骤144)。
图10是表示关于图6中的步骤104的疲劳程度的推测与图7不同的次序(疲劳程度的推测(b))的图,在关于疲劳程度分为持久类与爆发类的情况下,考虑爆发类比率的比例来推测疲劳强度。
在推测疲劳程度的情况下,首先,对持久类与爆发类的肌肉活动量进行判断(步骤150)。该判断利用表示骑行者的相对于输出经过时间的、持久类比率与爆发类比率之间的一般关系的、预先登记的曲线图(参照图11)来推测。输出经过时间越长,肌肉活动量的持久类比率越增加,输出经过时间越长,肌肉活动量的爆发类比率越减少。在该例子中,通过将肌肉活动量的持久类比率为60%~70%左右的比率设定为判断阈值,从而在持久类比率比该值低的情况下视为持久类<爆发类,进行考虑了爆发类的比例的疲劳强度的推测。
在根据输出经过时间推测为持久类比率大于判断阈值的情况下,与图7的步骤121相同地根据骑行者相对于骑行持续时间输入的踏板踏力的值确定疲劳程度(步骤121)。即,在普通人的平均踏板踏力的平均值相对于骑行时间的推移被曲线化了的情况下,通过实际输入的踏板踏力与平均值之间的比较来确定疲劳程度的大小。
相反,在根据输出经过时间推测为持久类比率小于判断阈值的情况下,与步骤121相同地在根据骑行者相对于骑行持续时间输入的踏板踏力的值确定了疲劳程度(步骤151)之后,进行补充与爆发类比率部分相应的辅助量的处理(偏置处理)(步骤152)。关于与爆发类比率部分相应的辅助量,通过将肌肉活动量的持久类比率的最低比率作为偏置阈值(参照图12),从而将根据辅助偏置量(=系数×(爆发类比率-阈值))给予的值作为爆发类所需的辅助力计算出来。
这是因为,在推测为爆发类的肌肉活动量较大的情况下,由于经验上要求急爬坡、急加速等施加了高负荷的情况较多,因此进行增加辅助量那样的偏置处理。
在疲劳程度确定之后,与图7相同地确认体力恢复(步骤122),确认停止/再起步历史记录(步骤123),结束疲劳程度的推测处理(步骤124)。在步骤122和步骤123中进行的处理与利用图8和图9说明的处理相同。
根据上述电动辅助自行车的辅助驱动力控制,不是像以往例所述的那样、按照根据心跳数、呼吸次数计算出的人体指标简单使驱动力的辅助率发生变化,而是利用辅助量控制部10根据骑行状况(踏力和车速)运算设定基本辅助量,利用疲劳强度推测部12推测骑行者的疲劳强度并增减修正基本辅助量,从而确定辅助力(相对于考虑到骑行状况而运算设定的基本辅助量,确定考虑了疲劳程度(人体指标)的辅助力),因此能够高效地给予骑行者没有不适感的辅助量。
其结果,能够有效地驱动马达,因此能够在1次充电中就可以确保稳定的行进距离。
附图标记说明
1…停止历史记录/疲劳恢复检测部件(车速传感器);2…踏力检测部件(踏力传感器);3…曲柄角检测部件(曲柄角传感器);4…模式切换部件(车把开关);5…马达;6…马达驱动电路;7…疲劳检测部件;10…辅助量控制部;11…基本辅助量设定部;12…疲劳强度推测部;20…驱动力辅助量设定部件;50…电动辅助自行车;60…辅助驱动单元;61…辅助链轮;67…马达驱动轴;71…曲轴;72…踏板;73…曲柄;f…旋转转矩值;F…踏力有效值。
Claims (8)
1.一种电动辅助自行车,其包括检测在踏板上产生的踏力的踏力传感器(2)、具有进行人体的疲劳推测的辅助量修正部件并确定与上述踏力传感器(2)的输出相应的辅助力的辅助量控制部(10)以及产生上述辅助力并进行驱动力的辅助的马达(5),其特征在于,
该电动辅助自行车具有检测车辆的车速的车速传感器(1),
并且,上述辅助量控制部(10)包括:基本辅助量设定部(11),其根据上述踏力和上述车速运算设定基本辅助量;以及疲劳强度推测部(12),其推测骑行者的疲劳强度并增减修正上述基本辅助量,
上述疲劳强度推测部(12)具有表示骑行者的相对于输出经过时间的、爆发类肌肉活动量的比率与持续类肌肉活动量的比率之间的关系的曲线,考虑爆发类比率的比例地推测疲劳强度,
在持久类比率小于判断阈值的情况下,进行考虑了爆发类的比例的疲劳强度的推测,该疲劳强度与爆发类比率的值相应。
2.根据权利要求1所述的电动辅助自行车,其中,
上述疲劳强度推测部(12)具有检测计时时间的检测部件,根据由该检测部件获得的数据和上述踏力及车速来推测疲劳强度。
3.根据权利要求2所述的电动辅助自行车,其中,
上述疲劳强度推测部(12)具有检测踏力或车速、骑行者的肌电、心跳、呼吸成分中的至少一者的检测部件,考虑由该检测部件获得的数据地推测疲劳强度。
4.根据权利要求1所述的电动辅助自行车,其中,
上述疲劳强度推测部(12)根据上述踏力、车速的历史记录计算骑行持续时间,如果该骑行持续时间为规定时间以下,则将疲劳强度推测为无。
5.根据权利要求4所述的电动辅助自行车,其中,
上述疲劳强度推测部(12)根据上述踏力、车速的历史记录检测车辆停止及再起步的次数,使检测出的数据反映疲劳强度。
6.根据权利要求1所述的电动辅助自行车,其中,
上述疲劳强度推测部(12)根据基于上述踏力、车速的历史记录检测出的车辆停止时间来推测疲劳恢复并反映疲劳强度。
7.根据权利要求1所述的电动辅助自行车,其中,
上述辅助量控制部(10)将在旋转的踏板中在前一周期产生的踏力反馈而确定上述辅助力。
8.根据权利要求1所述的电动辅助自行车,其中,
该电动辅助自行车具有对在上述辅助量控制部(10)中考虑疲劳程度的踏力的阈值进行选择的模式切换部件(4),根据在各模式中设定的各个阈值来判断有无疲劳强度推测。
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