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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrradgetriebesteuervorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Patentdokument 1 offenbart eine Technologie zur Steuerung eines Getriebes, die nur auf Signalen beruht, die von entweder einem Trittfrequenzsensor oder einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ausgegeben werden, so dass die Drehzahl einer Kurbel für einen bestimmten Bereich aufrechterhalten wird.
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DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 1997-123978
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
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Bei der herkömmlichen Technologie besteht ein Risiko, dass das Übersetzungsverhältnis zu einer unangemessenen Zeit in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fahrrads verändert wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrradgetriebesteuervorrichtung bereitzustellen, die ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis zu einem angemessenen Zeitpunkt zu verändern.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
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Die Fahrradgetriebesteuervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet, zwischen einem ersten Steuerzustand zum Steuern des Getriebes basierend auf einem ersten Signal, das von einem ersten Detektor eingegeben wird, der die Drehung einer Kurbel detektiert, und einem zweiten Steuerzustand zum Steuern des Getriebes basierend auf einem zweiten Signal umzuschalten, das von einem zweiten Detektor eingegeben wird, der einen Wert detektiert, der eine Fahrradgeschwindigkeit reflektiert.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung detektiert der zweite Detektor die Drehung eines Rades des Fahrrads.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung werden der erste Steuerzustand und der zweite Steuerzustand basierend auf dem ersten Signal und dem zweiten Signal umgeschaltet.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung werden der erste Steuerzustand und der zweite Steuerzustand basierend auf dem ersten Signal, dem zweiten Signal und einer manuellen Antriebskraft umgeschaltet, die auf die Kurbel ausgeübt wird.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung werden der erste Steuerzustand und der zweite Steuerzustand basierend auf der manuellen Antriebskraft umgeschaltet, die auf die Kurbel ausgeübt wird.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes basierend auf dem ersten Signal ausgegeben, wenn die Drehzahl der Kurbel, die auf dem ersten Signal basiert, größer oder gleich der Maximaldrehzahl der Kurbel ist, die auf dem zweiten Signal basiert.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes basierend auf dem zweiten Signal ausgegeben, wenn die Maximaldrehzahl der Kurbel, die auf dem zweiten Signal basiert, größer als die Drehzahl der Kurbel ist, die auf dem ersten Signal basiert.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes basierend auf dem zweiten Signal ausgegeben, wenn die Maximaldrehzahl der Kurbel, die auf dem zweiten Signal basiert, größer als die Drehzahl der Kurbel ist, die auf dem ersten Signal basiert, und die manuelle Antriebskraft kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes basierend auf dem ersten Signal ausgegeben, wenn die Maximaldrehzahl der Kurbel, die auf dem zweiten Signal basiert, größer als die Drehzahl der Kurbel ist, die auf dem ersten Signal basiert, und die manuelle Antriebskraft größer oder gleich einem vorgegebenem Wert ist.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes basierend auf dem ersten Signal ausgegeben, wenn die manuelle Antriebskraft größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes basierend auf dem zweiten Signal ausgegeben, wenn die manuelle Antriebskraft kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird die manuelle Antriebskraft basierend auf einem dritten Signal erfasst, das von einem Antriebskraftsensor eingegeben wird, der das dritte Signal als Reaktion auf eine manuelle Antriebskraft ausgibt, die auf die Kurbel ausgeübt wird.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes ausgegeben, wenn das Getriebe basierend auf dem ersten Signal gesteuert wird, so dass die Drehzahl der Kurbel, die auf dem ersten Signal basiert, eine vorgegebene Kurbeldrehzahl oder eine Kurbeldrehzahl innerhalb eines vorgegebenen Bereichs sein wird.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes ausgegeben, wenn das Getriebe basierend auf dem zweiten Signal gesteuert wird, so dass die Maximaldrehzahl der Kurbel, die auf dem zweiten Signal basiert, eine vorgegebene Kurbeldrehzahl oder eine Kurbeldrehzahl innerhalb eines vorgegebenen Bereichs sein wird.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird die Maximaldrehzahl der Kurbel, die auf dem zweiten Signal basiert, basierend auf dem zweiten Signal, auf Information bezüglich des Übersetzungsverhältnisses und auf Information bezüglich eines Durchmessers, eines Radius oder eines Umfangs des Rades erfasst.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes basierend auf dem zweiten Signal ausgegeben, wenn es eine Anomalie bei dem ersten Signal gibt.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird ein Steuersignal zum Steuern des Getriebes basierend auf dem ersten Signal ausgegeben, wenn es eine Anomalie bei dem zweiten Signal gibt.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung ist ein Minimalwinkel bei einer Drehung der Kurbel, der durch den ersten Detektor detektiert werden kann, kleiner als ein Minimalwinkel bei einer Drehung des Rades, der durch den zweiten Detektor detektiert werden kann.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird das Getriebe so betätigt, dass das Übersetzungsverhältnis größer wird, wenn das Getriebe basierend auf dem ersten Signal gesteuert wird und wenn die Drehzahl der Kurbel größer oder gleich einem ersten oberen Grenzwert ist, wird das Getriebe so betätigt, dass das Übersetzungsverhältnis kleiner wird, wenn das Getriebe basierend auf dem ersten Signal gesteuert wird und wenn die Drehzahl der Kurbel kleiner oder gleich einem ersten unteren Grenzwert ist, wird das Getriebe so betätigt, dass das Übersetzungsverhältnis größer wird, wenn das Getriebe basierend auf dem zweiten Signal gesteuert wird und wenn die Maximaldrehzahl der Kurbel, die dem zweiten Signal entspricht, größer oder gleich einem zweiten oberen Grenzwert ist, und wird das Getriebe so betätigt, dass das Übersetzungsverhältnis kleiner wird, wenn das Getriebe basierend auf dem zweiten Signal gesteuert wird und wenn die Maximaldrehzahl der Kurbel, die dem zweiten Signal entspricht, kleiner oder gleich einem zweiten unteren Grenzwert ist.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung ist der zweite obere Grenzwert kleiner als der erste obere Grenzwert.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung ist der zweite untere Grenzwert größer als der erste untere Grenzwert.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung ist ein Bereich zwischen dem zweiten oberen Grenzwert und dem zweiten unteren Grenzwert 25–50% eines Bereichs zwischen dem ersten oberen Grenzwert und dem ersten unteren Grenzwert.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung wird das Getriebe nicht betätigt, wenn die Drehzahl der Kurbel einen Bereich unterhalb des ersten oberen Grenzwerts und oberhalb des ersten unteren Grenzwerts während eines Zeitraums von dann, wenn die Drehzahl der Kurbel größer oder gleich dem ersten oberen Grenzwert oder kleiner oder gleich dem ersten unteren Grenzwert ist, bis dann, wenn ein erster Bereitschaftszeitraum abläuft, erreicht, wenn das Getriebe basierend auf dem ersten Signal gesteuert wird, und wird das Getriebe nicht betätigt, wenn die Drehzahl der Kurbel einen Bereich unterhalb des zweiten oberen Grenzwerts und oberhalb des zweiten unteren Grenzwerts während eines Zeitraums von dann, wenn die Maximaldrehzahl der Kurbel größer oder gleich dem zweiten oberen Grenzwert oder kleiner oder gleich dem zweiten unteren Grenzwert ist, bis dann, wenn ein zweiter Bereitschaftszeitraum abläuft, erreicht, wenn das Getriebe basierend auf dem zweiten Signal gesteuert wird.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung ist der zweite Bereitschaftszeitraum kleiner oder gleich dem ersten Bereitschaftszeitraum.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung werden der erste Bereitschaftszeitraum und der zweite Bereitschaftszeitraum basierend auf einer Fahrbelastung des Fahrrads festgelegt.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung ist der zweite Bereitschaftszeitraum kleiner oder gleich dem ersten Bereitschaftszeitraum, wenn die Fahrbelastung des Fahrrads im selben Bereich enthalten ist.
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Nach einer Ausführungsform der Fahrradgetriebesteuervorrichtung werden der erste Bereitschaftszeitraum und der zweite Bereitschaftszeitraum basierend auf einem vorherigen Schaltungsvorgang des Getriebes und der Fahrbelastung des Fahrrads festgelegt.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Die erfindungsgemäße Fahrradgetriebesteuervorrichtung ist ausgebildet, das Übersetzungsverhältnis zu einem angemessenen Zeitpunkt zu verändern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads einer ersten Ausführungsform.
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2 ist ein Blockdiagramm, das einen elektrischen Aufbau des in 1 gezeigten Fahrrads zeigt.
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3 ist ein Ablaufdiagramm eines Umschaltvorgangs des Steuerzustands, der durch die Steuervorrichtung in 2 durchgeführt wird.
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4 ist ein Ablaufdiagramm eines Schaltungsvorgangs, der durch die Steuervorrichtung in 2 durchgeführt wird.
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5 ist ein Ablaufdiagramm eines Schaltungsvorgangs, der durch die Steuervorrichtung einer zweiten Ausführungsform durchgeführt wird.
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6 ist ein Ablaufdiagramm eines Schaltungsvorgangs in einem modifizierten Beispiel einer zweiten Ausführungsform.
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7 ist ein Ablaufdiagramm eines Schaltungsvorgangs in einem modifizierten Beispiel einer zweiten Ausführungsform.
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8 ist ein Ablaufdiagramm eines Umschaltvorgangs in einem modifizierten Beispiel jeder der Ausführungsformen.
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9 ist ein Ablaufdiagramm eines Umschaltvorgangs in einem modifizierten Beispiel jeder der Ausführungsformen.
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10 ist ein Ablaufdiagramm eines Umschaltvorgangs in einem modifizierten Beispiel jeder der Ausführungsformen.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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(Erste Ausführungsform)
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Der Aufbau eines Fahrrads 10 wird unter Bezugnahme auf 1 erläutert.
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Das Fahrrad 10 umfasst einen Rahmen 12, einen Lenker 14, ein Vorderrad 16, ein Hinterrad 18, einen Antriebsmechanismus 20, eine Gangwechselsteuereinrichtung 22, eine Gangschaltungsvorrichtung 24, eine erste Detektionsvorrichtung 26 (siehe 2), eine zweite Detektionsvorrichtung 28 (siehe 2), einen Antriebskraftsensor 30, eine Gangwechselzustandsdetektionsvorrichtung 68 (siehe 2) und eine Steuervorrichtung 70.
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Der Antriebsmechanismus 20 umfasst eine Kurbel 32, ein vorderes Ritzel 34, ein hinteres Ritzel 36, eine Kette 38 und ein Pedal 44.
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Die Kurbel 32 umfasst eine Kurbelwelle 40, die durch den Rahmen 12 drehbar gelagert ist, und einen linken und rechten Kurbelarm 42. Jedes von dem linken und dem rechten Pedal 44 umfasst eine Pedalwelle 46. Der linke und der rechte Kurbelarm 42 sind an einer Kurbelwelle 40 befestigt. Der Hauptkörper des Pedals 44 ist um die Pedalwelle 46 drehbar an dem Kurbelarm 42 befestigt.
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Das vordere Ritzel 34 ist an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Das vordere Ritzel 34 ist mit der Kurbelwelle 40 koaxial vorgesehen. Das vordere Ritzel 34 kann so gekoppelt sein, dass es sich nicht relativ mit der Kurbelwelle 40 dreht, oder über eine Freilaufkupplung (Diagramm ist weggelassen), so dass das vordere Ritzel 34 nach vorne rollt, wenn die Kurbelwelle 40 nach vorne rollt.
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Das hintere Ritzel 36 ist um eine Achswelle 18A des Hinterrades 18 drehbar befestigt. Das hintere Ritzel 36 ist über eine Freilaufkupplung mit dem Hinterrad 18 gekoppelt. Die Kette 38 ist auf das vordere Ritzel 34 und das hintere Ritzel 36 gewickelt. Wenn sich der Kurbelarm 32 aufgrund einer auf das Pedal 44 ausgeübten manuellen Antriebskraft dreht, wird das Hinterrad 18 durch das vordere Ritzel 34, die Kette 38 und das hintere Ritzel 36 gedreht.
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Die Gangwechselsteuereinrichtung 22 ist am Lenker 14 befestigt. Die Gangwechselsteuereinrichtung 22 ist über ein Kabel, das nicht dargestellt ist, elektrisch mit der Steuervorrichtung 70 verbunden. Wenn die Gangwechselsteuereinrichtung 22 durch einen Fahrer betätigt wird, sendet die Gangwechselsteuereinrichtung 22 ein Hochschaltsignal oder ein Herunterschaltsignal an die Steuervorrichtung 70. Das Hochschalten ist ein Schalten in die Richtung, die das Übersetzungsverhältnis γ erhöht, und das Herunterschalten ist ein Schalten in die Richtung, die das Übersetzungsverhältnis γ verringert.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die Gangschaltungsvorrichtung 24 eine Motoreinheit 48 und ein Getriebe 50. Das Getriebe 50 wird durch ein inneres Getriebe verwirklicht, das mit einer Nabe des Hinterrades 18 (siehe 1) integriert ist. Das Getriebe 50 ist so ausgebildet, dass es einen Planetengetriebemechanismus umfasst, der durch die Motoreinheit 48 gesteuert wird. Das Getriebe 50 wechselt das Übersetzungsverhältnis γ schrittweise. Die Motoreinheit 48 wechselt das Übersetzungsverhältnis γ, indem es den Kopplungszustand der Zahnräder verändert, die den Planetengetriebemechanismus des Getriebes 50 bilden. Die Motoreinheit 48 ist über ein Kabel, das nicht dargestellt ist, elektrisch mit der Steuervorrichtung 70 verbunden. Die Motoreinheit 48 umfasst einen Elektromotor und ein Reduktionsgetriebe, um die Ausgangsdrehung des Elektromotors zu reduzieren. Der Elektromotor ist über das Reduktionsgetriebe mit dem Getriebe 50 verbunden.
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Die erste Detektionsvorrichtung 26 detektiert die Drehung der Kurbel 32 (siehe 1). Die erste Detektionsvorrichtung 26 umfasst zwei Magnete 52A und 52B und einen ersten Detektor 54, der am Rahmen 12 befestigt ist. Der Magnet 52A ist ein Ringmagnet, bei dem mehrere Magnetpole abwechselnd nebeneinander in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Der Magnet 52A ist an der Kurbelwelle 40 oder dem Kurbelarm 42 vorgesehen und koaxial mit der Kurbelwelle 40 angeordnet. Der Magnet 52B ist an entweder dem linken oder dem rechten Kurbelarm 42 befestigt.
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Der erste Detektor 54 ist über ein Kabel, das nicht dargestellt ist, elektrisch mit der Steuervorrichtung 70 verbunden. Der erste Detektor 54 sendet als Reaktion auf die Drehung der Kurbel 32 ein erstes Signal S1 an die Steuervorrichtung 70. Der erste Detektor 54 ist ein sogenannter Trittfrequenzsensor. Der erste Detektor 54 umfasst ein Element 56A, das einen Wert ausgibt, der Veränderungen im Magnetfeld des Magneten 52A entspricht, und ein Element 56, das das Magnetfeld des Magneten 52B detektiert. Das Element 56A detektiert eine relative Winkelposition der Kurbel bezüglich des Rahmens. Das Element 56B detektiert eine Bezugswinkelposition der Kurbel bezüglich des Rahmens.
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Der erste Detektor 54 umfasst eine erste Drehzahlberechnungseinheit 58, die die Drehzahl der Kurbel 32 pro Zeiteinheit (hiernach als die ”erste Drehzahl NA” bezeichnet) aus der Ausgabe der Elemente 56A und 56B berechnet. Der erste Detektor 54 gibt ein erstes Signal S1, das Information umfasst, die die erste Drehzahl NA darstellt, an die Steuervorrichtung 70 aus. Das Element 56A gibt ein Signal aus, bei dem ein Zyklus der Winkel ist, der erhalten wird, indem 360° durch die Anzahl von Magnetpolen mit derselben Polarität dividiert wird, wenn die Kurbelwelle eine Drehung macht. Das Element 56B gibt ein Signal aus, bei dem ein Zyklus eine Drehung der Kurbelwelle ist.
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Das Element 56B gibt einen Wert aus, der dem Drehwinkel der Kurbel 32 (siehe 1) entspricht. Der Minimalwinkel der Kurbel 32 (siehe 1), der durch den ersten Detektor 54 detektiert werden kann, ist kleiner oder gleich 180 Grad, bevorzugt 15 Grad, und bevorzugter sechs Grad.
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Die zweite Detektionsvorrichtung 28 detektiert die Drehung des Vorderrades 16, welches das Rad an der Vorderseite ist (siehe 1). Die zweite Detektionsvorrichtung 28 umfasst einen Magneten 60, der an Speichen 16A des Vorderrades 16 befestigt ist, und einen zweiten Magneten 62, der an einer Vorderradgabel 12A des Rahmens 12 befestigt ist. Die Magnet 60 kann an Speichen 18B des Hinterrades 18 befestigt sein. In diesem Fall ist der zweite Detektor 62 an einer Kettenstrebe des Rahmens 12 befestigt. Der zweite Detektor 62 ist an dem Rahmen 12 durch eine Schraube und eine Mutter, ein Band usw. fixiert. In der unten stehenden Beschreibung ist der zweite Detektor 62 ausgebildet, die Drehung des Vorderrades 16 zu detektieren, es ist jedoch ein Fall möglich, bei dem der zweite Detektor 62 die Drehung des Hinterrades 18 detektiert, wobei nur das Vorderrad 16 durch das Hinterrad 18 ersetzt wird; daher wird die Beschreibung hiervon weggelassen.
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Der zweite Detektor 62 ist über ein Kabel, das nicht dargestellt ist, elektrisch mit der Steuervorrichtung 70 verbunden. Der zweite Detektor 62 sendet als Reaktion auf die Drehung des Vorderrades 16 ein zweites Signal S2 an die Steuervorrichtung 70. Der zweite Detektor 62 ist ein sogenannter Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Der zweite Detektor 62 umfasst ein Element 64, das einen Wert ausgibt, der Veränderungen der relativen Position zu dem Magneten 60 entspricht, und eine Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit 66, die die Fahrtdistanz pro Zeiteinheit (hiernach als die ”Fahrzeuggeschwindigkeit V” bezeichnet) aus der Ausgabe des Elements 64 berechnet.
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Das Element 64 gibt ein Signal aus, bei dem ein Zyklus eine Drehung des Vorderrades 16 (siehe 1) ist. Das heißt, der Minimalwinkel des Vorderrades 16, der durch den zweiten Detektor 62 detektiert werden kann, beträgt 360 Grad. Der detektierbare Minimalwinkel bei einer Drehung der Kurbel 32 ist kleiner als der detektierbare Minimalwinkel bei einer Drehung des Vorderrades 16.
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Die Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit 66 berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit V, indem sie die Umfangslänge (hiernach als die ”Umfangslänge L” bezeichnet) des Vorderrades 16 (siehe 1), die zuvor gespeichert wird, mit der Drehzahl des Vorderrades 16 (siehe 1) pro Zeiteinheit multipliziert. Der zweite Detektor 62 gibt ein zweites Signal S2, das Information bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit V umfasst, an die Steuervorrichtung 70 aus. Das Berechnen der Fahrzeuggeschwindigkeit V unter Verwendung des Durchmessers oder des Radius des Vorderrades 16 (siehe 1) ist ebenfalls möglich. In diesem Fall ist der Durchmesser oder der Radius des Vorderrades 16 (siehe 1) zuvor im Detektor 62 gespeichert.
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Die Gangwechselzustandsdetektionsvorrichtung 68 detektiert den gegenwärtigen Gangwechselzustand der Gangschaltungsvorrichtung 24. Die Gangwechselzustandsdetektionsvorrichtung 68 kann an der Motoreinheit 48 oder an der Gangwechselsteuereinrichtung 22 vorgesehen sein. Die Gangwechselzustandsdetektionsvorrichtung 68 gibt Information bezüglich der Schaltposition aus, das heißt bezüglich des Übersetzungsverhältnisses γ. Die Gangwechselzustandsdetektionsvorrichtung 68 detektiert den Drehwinkel eines vorgegebenen Abschnitts des Elektromotors oder der Abbremsvorrichtung in der Motoreinheit 48, den Drehwinkel eines vorgegebenen Abschnitts des Getriebes 50, usw. Die Gangwechselzustandsdetektionsvorrichtung 68 besteht aus einem Potentiometer oder einer Detektionsvorrichtung, die einen Magneten und einen Magnetsensor umfasst, der den Magneten detektiert, usw. Die Gangwechselzustandsdetektionsvorrichtung 68 ist mit der Steuervorrichtung 70 elektrisch verbunden.
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Der Antriebskraftsensor 30 detektiert eine manuelle Antriebskraft, die auf die Kurbel 32 (siehe 1) ausgeübt wird. Der Antriebskraftsensor 30 gibt ein drittes Signal S3 aus, das ein Signal umfasst, das der manuellen Antriebskraft entspricht. Der Antriebskraftsensor 30 kann zwischen der Kurbelwelle 40, die in 1 gezeigt ist, und dem vorderen Ritzel 34, der Kurbelwelle 40, dem vorderen Ritzel 34, dem Kurbelarm 42 oder dem Pedal 44 vorgesehen sein. Der Antriebskraftsensor 30 kann verwirklicht werden, indem beispielsweise ein Dehnungssensor, ein magnetostriktiver Sensor, ein optischer Sensor oder ein Drucksensor verwendet wird, und es kann ein beliebiger Sensor verwendet werden, solange der Sensor ein Signal ausgibt, das der manuellen Antriebskraft entspricht, die auf den Kurbelarm 42 oder das Pedal 44 ausgeübt wird.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die Steuervorrichtung 70 eine zweite Drehzahlberechnungseinheit 72, eine Drehzahlvergleichseinheit 74, eine Antriebskraftberechnungseinheit 76, eine Auswahlwerteinstelleinheit 78, eine Gangschaltungsbestimmungseinheit 80, eine Speichereinheit 84 und eine Motorsteuereinrichtung 82. Die Steuervorrichtung 70 ist so ausgebildet, dass sie einen arithmetischen Prozessor, wie etwa eine CPU, und eine Speichervorrichtung umfasst, auf der Software gespeichert wird, und ist ausgebildet, eine Mehrzahl von Funktionen zu realisieren. Die zweite Drehzahlberechnungseinheit 72, die Drehzahlvergleichseinheit 74, die Antriebskraftberechnungseinheit 76, die Auswahlwerteinstelleinheit 78, die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 und die Motorsteuereinrichtung 82 repräsentieren die Funktionen der Steuervorrichtung 70. Die Steuervorrichtung 70 kann eine Mehrzahl von arithmetischen Prozessoren und eine Mehrzahl von Mikrocomputern umfassen. Das zweite Signal S2 wird in die zweite Drehzahlberechnungseinheit 72 eingegeben. Das erste Signal S1 wird in die Drehzahlvergleichseinheit 74 und die Auswahlwerteinstelleinheit 78 eingegeben.
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Die zweite Drehzahlberechnungseinheit 72 schätzt die zweite Drehzahl NB der Kurbel 32 basierend auf dem zweiten Signal S2 von dem zweiten Detektor 62, Information bezüglich der Umfangslänge L des Vorderrades 16 (siehe 1) und dem Übersetzungsverhältnis γ zu diesem Zeitpunkt ein. Genauer berechnet die zweite Drehzahlberechnungseinheit 72 die zweite Drehzahl NB dadurch, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die in dem zweiten Signal S2 enthalten ist, durch die Umfangslänge L des Vorderrades 16 und das Übersetzungsverhältnis γ dividiert. Die zweite Drehzahlberechnungseinheit 72 gibt die zweite Drehzahl NB an die Drehzahlvergleichseinheit 74 aus. Die Beziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis γ und den Detektionsergebnissen der Gangwechselzustandsdetektionsvorrichtung 68 ist im Voraus festgelegt, und eine solche Beziehung wird im Speicher gespeichert. Die zweite Drehzahlberechnungseinheit 72 führt eine Berechnung unter Verwendung des entsprechenden Übersetzungsverhältnisses γ durch, oder erhält das Übersetzungsverhältnis γ durch Verwendung einer Funktion aus der Detektionsergebnissen der Gangwechselzustandsdetektionsvorrichtung 68.
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Die Drehzahl des Vorderrades 16 (siehe 1) kann größer sein als ein Wert, der durch das Multiplizieren des Übersetzungsverhältnisses mit der Drehzahl der Kurbel 32 erhalten wird. Beispielsweise gibt es Fälle, bei denen sich das Vorderrad 16 dreht, auch wenn die Kurbel 32 angehalten ist, wie bei einer Fahrt bergab. Aus diesem Grunde gibt es Fälle, bei denen die zweite Drehzahl NB, die basierend auf der Ausgabe des zweiten Detektors 62 berechnet wird, ein Wert ist, der größer ist als die erste Drehzahl NA. Da der detektierbare Minimalwinkel bei einer Drehung des Vorderrades 16 größer ist als der detektierbare Minimalwinkel bei einer Drehung der Kurbel 32, gibt es des Weiteren Fälle, bei denen eine Verzögerung bei der Berechnung der zweiten Drehzahl NB auftritt, und die berechnete zweite Drehzahl NB ist ein Wert, der größer ist als die erste Drehzahl NA. Die zweite Drehzahl NB entspricht der Drehzahl der Kurbel 32, wenn sich die Kurbel 32 und das Vorderrad 16 synchron drehen, das heißt, der Maximaldrehzahl der Kurbel 32.
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Die Drehzahlvergleichseinheit 74 vergleicht die erste Drehzahl NA, die durch Information repräsentiert wird, die in dem ersten Signal S1 enthalten ist, und die zweite Drehzahl NB, die durch Information repräsentiert wird, die in einem Signal enthalten ist, das von der zweiten Drehzahlberechnungseinheit 72 ausgegeben wird. Die Drehzahlvergleichseinheit 74 gibt entweder die erste Drehzahl NA oder die zweite Drehzahl NB, basierend darauf, welche größer ist, an die Auswahlwerteinstelleinheit 78 aus. Die Antriebskraftberechnungseinheit 76 berechnet die manuelle Antriebskraft T basierend auf dem dritten Signal S3 von dem Antriebskraftsensor 30 und gibt die manuelle Antriebskraft T an die Auswahlwerteinstelleinheit 78 aus. Die erste Drehzahl NA und die zweite Drehzahl NB werden in die Auswahlwerteinstelleinheit 78 eingegeben. Die Auswahlwerteinstelleinheit 78 legt die erste Drehzahl NA oder die zweite Drehzahl NB als den Auswahlwert N fest, basierend auf den Vergleichsergebnissen der Drehzahlvergleichseinheit 74 und der manuellen Antriebskraft T oder basierend nur auf den Vergleichsergebnissen der Drehzahlvergleichseinheit 74, und gibt den Auswahlwert N an die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 aus.
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Die Steuervorrichtung 70 schaltet zwischen einem ersten Steuerzustand zum Steuern des Getriebes 50 basierend auf dem ersten Signal S1 und einem zweiten Steuerzustand zum Steuern des Getriebes 50 basierend auf dem zweiten Signal S2 um. Die Steuervorrichtung 70 schaltet zwischen dem ersten Steuerzustand und dem zweiten Steuerzustand basierend auf der ersten Drehzahl NA, der zweiten Drehzahl NB und der manuellen Antriebskraft T um.
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Der Umschaltvorgang des Steuerzustands durch die Steuervorrichtung 70 wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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In Schritt S11 berechnet die zweite Drehzahlberechnungseinheit 72 die zweite Drehzahl NB basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Als Nächstes vergleicht in Schritt S12 die Auswahlwerteinstelleinheit 78 die erste Drehzahl NA und die zweite Drehzahl NB, fährt zu Schritt S13 fort, wenn die erste Drehzahl NA größer oder gleich der zweiten Drehzahl NB ist, und stellt die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N ein. Wenn die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N in dem vorherigen Umschaltvorgang eingestellt wird, wird der Auswahlwert N bei der ersten Drehzahl NA gehalten. Wenn die zweite Drehzahl NB auf den Auswahlwert N in dem vorherigen Umschaltvorgang eingestellt wird, wird der Auswahlwert N von der zweiten Drehzahl NB zur ersten Drehzahl NA verändert, und der Steuerzustand wird von dem zweiten Steuerzustand auf den ersten Steuerzustand umgeschaltet.
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Falls in Schritt S12 die zweite Drehzahl NB größer als die erste Drehzahl NA ist, kehrt die Auswahlwerteinstelleinheit 78 zu Schritt S14 zurück und bestimmt, ob die manuelle Antriebskraft T größer oder gleich einem vorgegebenen Wert TX ist oder nicht. Wenn die manuelle Antriebskraft T größer oder gleich dem vorgegebenen Wert TX ist, fährt der Vorgang zu Schritt S15 fort und stellt die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N ein. Wenn die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N in dem vorherigen Umschaltvorgang eingestellt wird, wird der Auswahlwert N bei der ersten Drehzahl NA gehalten. Wenn die zweite Drehzahl NB auf den Auswahlwert N in dem vorherigen Umschaltvorgang eingestellt wird, wird der Auswahlwert N von der zweiten Drehzahl NB zur ersten Drehzahl NA verändert, und der Steuerzustand wird von dem ersten Steuerzustand auf den zweiten Steuerzustand umgeschaltet.
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Wenn die manuelle Antriebskraft T kleiner als der vorgegebene Wert TX in Schritt S14 ist, fährt die Auswahlwerteinstelleinheit 78 zu Schritt S16 fort und stellt die zweite Drehzahl NB auf den Auswahlwert N ein. Wenn die zweite Drehzahl NB auf den Auswahlwert N in dem vorherigen Umschaltvorgang eingestellt wird, wird der Auswahlwert N bei der zweiten Drehzahl NB gehalten. Wenn die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N in dem vorherigen Umschaltvorgang eingestellt wird, wird der Auswahlwert N von der ersten Drehzahl NA zur zweiten Drehzahl NB verändert, und der Steuerzustand wird von dem zweiten Steuerzustand auf den ersten Steuerzustand umgeschaltet. Beispielsweise wird ein Wert zwischen 1 Nm–3 Nm als vorgegebener Wert TX ausgewählt.
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Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80, die in 2 gezeigt wird, gibt ein Hochschaltsignal oder ein Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 basierend auf dem Auswahlwert N aus, der in der Auswahlwerteinstelleinheit 78 eingestellt ist. Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kann einen ersten Bestimmungswert NX und einen zweiten Bestimmungswert NY auslesen, die in der Speichereinheit 84 gespeichert sind. Der erste Bestimmungswert NX und der zweite Bestimmungswert NY sind Schwellenwerte. Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 gibt ein Hochschaltsignal aus, wenn der Auswahlwert N größer oder gleich dem ersten Bestimmungswert NX ist, und gibt ein Herunterschaltsignal aus, wenn der Auswahlwert N kleiner oder gleich dem zweiten Bestimmungswert NY ist. Bevorzugt wird ein Wert, der größer oder gleich dem zweiten Bestimmungswert NY ist, als der erste Bestimmungswert NX ausgewählt. Beispielsweise wird 65 U/min–70 U/min als der erste Bestimmungswert NX ausgewählt, und beispielsweise wird ein Wert zwischen 60 U/min–65 U/min als der zweite Bestimmungswert ausgewählt.
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Der erste Bestimmungswert NX und der zweite Bestimmungswert NY werden als Werte eingestellt, bei denen das Getriebe 50 so gesteuert wird, dass der Auswahlwert N eine vorgegebene Kurbeldrehzahl oder eine Kurbeldrehzahl innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs sein wird. Mit anderen Worten steuert die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 das Getriebe 50 so, dass die erste Drehzahl NA eine vorgegebene Kurbeldrehzahl oder eine Kurbeldrehzahl innerhalb eines vorgegebenen Bereichs sein wird, wenn sie das Getriebe 50 basierend auf dem ersten Signal S1 steuert. Ferner steuert die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 das Getriebe 50 so, dass die zweite Drehzahl NB eine vorgegebene Kurbeldrehzahl oder eine Kurbeldrehzahl innerhalb eines vorgegebenen Bereichs sein wird, wenn sie das Getriebe 50 basierend auf dem zweiten Signal S2 steuert.
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Die Prozedur für den Schaltungsvorgang, der durch die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 durchgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 bestimmt in Schritt S21, ob der Auswahlwert N größer oder gleich dem ersten Bestimmungswert NX ist oder nicht. Wenn der Auswahlwert N größer oder gleich dem ersten Bestimmungswert NX ist, erzeugt die Gangschaltungsbestimmungseinheit ein Hochschaltsignal und gibt dieses an die Motorsteuereinrichtung 82 in Schritt S22 aus.
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Wenn der Auswahlwert N in Schritt S21 kleiner ist als der erste Bestimmungswert NX, bestimmt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 in Schritt S23, ob der Auswahlwert N kleiner oder gleich dem zweiten Bestimmungswert NY ist oder nicht. Wenn der Auswahlwert N kleiner oder gleich dem zweiten Bestimmungswert NY ist, erzeugt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 ein Herunterschaltsignal und gibt dieses an die Motorsteuereinrichtung 82 in Schritt S24 aus.
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Wenn der Auswahlwert N in Schritt S23 größer als der zweite Bestimmungswert NY ist, gibt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kein Hochschaltsignal oder Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 aus.
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Die Motorsteuereinrichtung 82, die in 2 gezeigt wird, steuert die Motoreinheit 48 basierend auf einem Signal, das von der Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 ausgegeben wird, oder einem Signal, das von der Gangwechselsteuereinrichtung 22 eingegeben wird. Die Motorsteuereinrichtung 82 gibt ein Steuersignal SA zum Hochschalten der Schaltposition der Gangwechselvorrichtung 24 an die Antriebsschaltung (Diagramm ist weggelassen) der Motoreinheit 48 aus, wenn ein Hochschaltsignal eingegeben wird. Die Motorsteuereinrichtung 82 gibt ein Steuersignal SA zum Herunterschalten der Schaltposition der Gangwechselvorrichtung 24 an die Antriebsschaltung (Diagramm ist weggelassen) der Motoreinheit 48 aus, wenn ein Herunterschaltsignal eingegeben wird. Wenn ein Hochschaltsignal zum Zeitpunkt des maximalen Übersetzungsverhältnisses γ eingegeben wird, und wenn ein Herunterschaltsignal zum Zeitpunkt des minimalen Übersetzungsverhältnisses γ eingegeben wird, wird die Motorsteuereinrichtung 82 die Motoreinheit 48 nicht antreiben.
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Die Tätigkeit und die Wirkungen der Steuervorrichtung 70 wird beschrieben.
- (1) Der Minimalwinkel der Kurbel 32, der durch den ersten Detektor 54 detektiert werden kann, ist kleiner als der Minimalwinkel des Vorderrades 16, der durch den zweiten Detektor 62 detektiert werden kann. Das heißt, die erste Drehzahl NA, die abhängig von der Ausgabe des ersten Detektors 54 berechnet wird, ist genauer als die zweite Drehzahl NB, die abhängig von der Ausgabe des zweiten Detektors 62 berechnet wird. Aus diesem Grund ist es möglich, angemessener das Getriebe 50 zu verändern, als wenn das Getriebe 50 basierend auf der zweiten Drehzahl NB gesteuert wird, indem das Getriebe 50 basierend auf der ersten Drehzahl NA gesteuert wird.
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Wenn das Getriebe 50 basierend auf nur der ersten Drehzahl NA gesteuert wird, beispielsweise wenn die Drehung der Kurbel 32 angehalten wird, während das Fahrrad 10 fährt, wird das Getriebe so gesteuert, dass es herunterschaltet, so dass das Übersetzungsverhältnis γ verringert wird. In diesem Fall tritt sofort, nachdem der Fahrer die Drehung der Kurbel 32 erneut startet, eine Situation auf, in der die manuelle Antriebskraft nicht sofort auf die Räder übertragen wird, weil das Übersetzungsverhältnis γ zu klein ist, und es wird schwierig, die Drehzahl der Kurbel 32 dazu zu bringen, in den vorgegebenen Bereich zu passen.
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Die Steuervorrichtung 70 ist ausgebildet, zwischen einem ersten Steuerzustand zum Steuern des Getriebes 50 basierend auf dem ersten Signal S1 und einem zweiten Steuerzustand zum Steuern des Getriebes 50 basierend auf dem zweiten Signal S2 umzuschalten. Aus diesem Grund ist es möglich, das Übersetzungsverhältnis γ basierend auf Signalen S1 und S2 zu steuern, die als Fahrsituationen usw. des Fahrrads 10 geeignet sind. Daher ist es möglich, das Übersetzungsverhältnis γ zu einem angemessenen Zeitpunkt zu wechseln.
- (2) Beispielsweise ist die Genauigkeit der zweiten Drehzahl NB, die abhängig von der Ausgabe des zweiten Detektors 62 berechnet wird, weniger genau als die erste Drehzahl NA, die abhängig von der Ausgabe des ersten Detektors 54 berechnet wird. Aus diesem Grund gibt es Fälle, bei denen die zweite Drehzahl NB größer wird als die erste Drehzahl NA, auch wenn die Kurbel 32 und das Vorderrad 16 sich eigentlich synchron drehen, speziell dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit plötzlich erhöht oder verringert wird.
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Wenn die Gangschaltungsvorrichtung 24 gesteuert wird, indem nur die zweite Drehzahl NB und die erste Drehzahl NA verglichen werden, gibt es Fälle, bei denen das Übersetzungsverhältnis γ durch das Gangschalten basierend auf der zweiten Drehzahl NB groß wird, auch wenn die Kurbel 32 und das Vorderrad 16 sich eigentlich synchron drehen.
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Die Steuervorrichtung 70 steuert das Getriebe 50 basierend auf der ersten Drehzahl NA, wenn die manuelle Antriebskraft T größer oder gleich einem vorgegebenen Wert TX ist, auch wenn die zweite Drehzahl NB größer ist als die erste Drehzahl NA. Aus diesem Grund ist das Steuern des Fahrrads in Abhängigkeit von der Belastung des Fahrers möglich, und es ist möglich, ein unangemessenes Übersetzungsverhältnis γ zu verhindern, auch wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit schnell ändert.
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(Zweite Ausführungsform)
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Der Aufbau einer Steuervorrichtung 70 nach der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Die Steuervorrichtung 70 der zweiten Ausführungsform führt einen Schaltungsvorgang aus, der in 5 gezeigt wird, anstatt eines Schaltungsvorgangs der ersten Ausführungsform, der in 4 gezeigt wird. Der Schaltungsvorgang, der in 5 gezeigt wird, wird bis zum Abschalten wiederholt. Auch speichert eine Speichereinheit 84 (siehe 2) einen ersten oberen Grenzwert NA1, einen ersten unteren Grenzwert NA2, einen zweiten oberen Grenzwert NB1, einen zweiten unteren Grenzwert NB2 und eine Tabelle, die sich auf einen ersten Bereitschaftszeitraum PA und einen zweiten Bereitschaftszeitraum PB bezieht, anstatt des Bestimmungswerts NX, NY. Der erste obere Grenzwert NA1, der erste untere Grenzwert NA2, der zweite obere Grenzwert NB1, der zweite untere Grenzwert NB2, der erste Bereitschaftszeitraum PA und der zweite Bereitschaftszeitraum PB sind Schwellenwerte. Die mit der ersten Ausführungsform gemeinsamen Anordnungen sind mit denselben Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform angezeigt, und deren Beschreibungen werden weggelassen.
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Die Prozedur des Schaltungsvorgangs, der durch eine Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 durchgeführt wird, wird erläutert.
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Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 bestimmt, ob ein Auswahlwert N, der durch eine Auswahlwerteinstelleinheit 78 in Schritt S31 ausgewählt wurde, eine erste Drehzahl NA ist oder nicht.
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Wenn der Auswahlwert N die erste Drehzahl NA ist, bestimmt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 in Schritt S31, ob der Auswahlwert N größer oder gleich dem ersten oberen Grenzwert NA1 ist oder nicht. Wenn der Auswahlwert N größer oder gleich dem ersten oberen Grenzwert NA1 ist, bestimmt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 in Schritt S33, ob der erste Bereitschaftszeitraum PA seit einem vorherigen Schalten abgelaufen ist oder nicht. Das vorherige Schalten ist, wenn entweder ein Hochschaltsignal oder ein Herunterschaltsignal beim letzten Mal an ein Getriebe 50 ausgegeben wurde. Wenn die Steuervorrichtung 70 ein Hochschaltsignal und ein Herunterschaltsignal an das Getriebe 50 ausgibt, zählt die Steuervorrichtung 70 von diesem Moment an die abgelaufen Zeit hoch.
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Wenn der erste Bereitschaftszeitraum PA seit dem vorherigen Schalten abgelaufen ist, erzeugt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 ein Hochschaltsignal und gibt dieses an eine Motorsteuereinrichtung 82 in Schritt S34 aus. Wenn der erste Bereitschaftszeitraum PA in Schritt S33 nicht abgelaufen ist, gibt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kein Hochschaltsignal oder Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 aus.
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Wenn der Auswahlwert N in Schritt S32 kleiner als der erste obere Grenzwert NA1 ist, bestimmt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 in Schritt S35, ob der Auswahlwert N kleiner oder gleich dem ersten unteren Grenzwert NA2 ist oder nicht. Wenn der Auswahlwert N in Schritt S35 größer als der erste untere Grenzwert NA2 ist, gibt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kein Hochschaltsignal oder Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 aus. Das heißt, wenn die erste Drehzahl NA in einem ersten Steuerzustand kleiner ist als der erste obere Grenzwert NA1 und größer als der erste untere Grenzwert NA2, gibt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kein Hochschaltsignal oder Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 aus.
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Wenn der Auswahlwert N in Schritt S35 kleiner oder gleich dem ersten unteren Grenzwert NA2 ist, bestimmt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 in Schritt S36, ob der erste Bereitschaftszeitraum PA seit dem vorherigen Schalten abgelaufen ist oder nicht.
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Wenn der erste Bereitschaftszeitraum PA seit dem vorherigen Schalten abgelaufen ist, erzeugt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 ein Herunterschaltsignal und gibt dieses an die Motorsteuereinrichtung 82 in Schritt S37 aus. Wenn der erste Bereitschaftszeitraum PA in Schritt S36 nicht abgelaufen ist, gibt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kein Hochschaltsignal oder Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 aus.
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Das heißt, die Steuervorrichtung 70 betätigt das Getriebe 50 so, dass das Übersetzungsverhältnis γ größer wird, wenn das Getriebe 50 basierend auf einem ersten Signal gesteuert wird und wenn die erste Drehzahl NA, die eine Drehzahl einer Kurbel 32 ist, größer oder gleich dem ersten oberen Grenzwert NA1 ist, und betätigt das Getriebe so, dass das Übersetzungsverhältnis γ kleiner wird, wenn das Getriebe 50 basierend auf dem ersten Signal gesteuert wird und wenn die erste Drehzahl NA kleiner oder gleich dem ersten unteren Grenzwert ist.
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Auch betätigt die Steuervorrichtung 70 das Getriebe 50 nicht, wenn die Drehzahl der Kurbel einen Bereich unterhalb des ersten oberen Grenzwerts NA1 und oberhalb des ersten unteren Grenzwerts NA2 während eines Zeitraums von dann, wenn die erste Drehzahl NA größer oder gleich dem ersten oberen Grenzwert NA1 oder kleiner oder gleich dem ersten unteren Grenzwert NA2 ist, bis dann, wenn der erste Bereitschaftszeitraum PA abläuft, erreicht, wenn das Getriebe 50 basierend auf dem ersten Signal gesteuert wird.
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Wenn der Auswahlwert N in Schritt S31 eine zweite Drehzahl NB ist, bestimmt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 in Schritt S38, ob der Auswahlwert N größer oder gleich dem zweiten oberen Grenzwert NB1 ist oder nicht. Wenn der Auswahlwert N größer oder gleich dem zweiten oberen Grenzwert NB1 ist, bestimmt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 in Schritt S39, ob der zweite Bereitschaftszeitraum PB seit dem vorherigen Schalten abgelaufen ist oder nicht. Wenn der zweite Bereitschaftszeitraum PB abgelaufen ist, erzeugt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 ein Hochschaltsignal und gibt dieses an die Motorsteuereinrichtung 82 in Schritt S40 aus. Wenn der zweite Bereitschaftszeitraum PB in Schritt S39 nicht abgelaufen ist, gibt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kein Hochschaltsignal oder Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 aus.
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Wenn der Auswahlwert N in Schritt S38 kleiner als der zweite obere Grenzwert NB1 ist, bestimmt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 in Schritt S41, ob der Auswahlwert N kleiner oder gleich dem zweiten unteren Grenzwert NB2 ist oder nicht. Wenn der Auswahlwert N in Schritt S42 größer als der zweite untere Grenzwert NB2 ist, gibt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kein Hochschaltsignal oder Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 aus. Das heißt, wenn die zweite Drehzahl NB in einem zweiten Steuerzustand kleiner ist als der zweite obere Grenzwert NB1 und größer als der zweite untere Grenzwert NB2, gibt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kein Hochschaltsignal oder Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 aus.
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Wenn der Auswahlwert N in Schritt S41 kleiner oder gleich dem zweiten unteren Grenzwert NB2 ist, bestimmt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 in Schritt S36, ob der zweite Bereitschaftszeitraum PB seit dem vorherigen Schalten abgelaufen ist oder nicht. Wenn der zweite Bereitschaftszeitraum PB abgelaufen ist, erzeugt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 ein Herunterschaltsignal und gibt dieses an die Motorsteuereinrichtung 82 in Schritt S43 aus. Wenn der zweite Bereitschaftszeitraum PB in Schritt S43 nicht abgelaufen ist, gibt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 kein Hochschaltsignal oder Herunterschaltsignal an die Motorsteuereinrichtung 82 aus.
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Das heißt, die Steuervorrichtung 70 betätigt das Getriebe 50 so, dass das Übersetzungsverhältnis γ größer wird, wenn das Getriebe 50 basierend auf dem zweiten Signal gesteuert wird und wenn die zweite Drehzahl NB größer oder gleich dem zweiten oberen Grenzwert NB1 ist, und betätigt das Getriebe 50 so, dass das Übersetzungsverhältnis γ kleiner wird, wenn das Getriebe 50 basierend auf dem zweiten Signal gesteuert wird und wenn die zweite Drehzahl NB kleiner oder gleich dem zweiten unteren Grenzwert NB2 ist.
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Auch verändert die Steuervorrichtung 70 das Übersetzungsverhältnis γ nicht, wenn die Drehzahl der Kurbel einen Bereich unterhalb des zweiten oberen Grenzwerts NB1 und oberhalb des zweiten unteren Grenzwerts NB2 während eines Zeitraums von dann, wenn die zweite Drehzahl NB größer oder gleich dem zweiten oberen Grenzwert NB1 oder kleiner oder gleich dem zweiten unteren Grenzwert NB2 ist, bis dann, wenn der zweite Bereitschaftszeitraum PB abläuft, erreicht, wenn das Getriebe basierend auf dem zweiten Signal gesteuert wird.
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Die Speichereinheit 84 speichert den ersten oberen Grenzwert NA1, den ersten unteren Grenzwert NA2, den zweiten oberen Grenzwert NB1 und den zweiten unteren Grenzwert NB2. Der zweite obere Grenzwert NB1 ist kleiner als der erste obere Grenzwert NA1. Der zweite untere Grenzwert NB2 ist größer als der erste untere Grenzwert NA2. Bevorzugt ist ein Bereich zwischen dem zweiten oberen Grenzwert NB1 und dem zweiten unteren Grenzwert NB2 25–50% eines Bereichs zwischen dem ersten oberen Grenzwert NA1 und dem ersten unteren Grenzwert NA2. Beispielsweise beträgt der erste obere Grenzwert NA1 70 U/min, der erste untere Grenzwert NA2 50 U/min, der zweite obere Grenzwert NB1 67,5 U/min und der zweite untere Grenzwert NB2 52,5 U/min.
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Die Speichereinheit 84 speichert die Tabelle, die sich auf den ersten Bereitschaftszeitraum PA und den zweiten Bereitschaftszeitraum PB bezieht. Der erste Bereitschaftszeitraum PA und der zweite Bereitschaftszeitraum PB werden basierend auf einem Steuerzustand, einer Größe einer Fahrbelastung R und einem vorherigen Schaltungsvorgang festgelegt. Die Fahrbelastung R wird basierend auf zumindest einem von einer manuellen Antriebskraft, die auf ein Pedal 44 ausgeübt wird, einer Fahrradgeschwindigkeit eines Fahrrads 10 und einer Drehzahl der Kurbel 32 berechnet. Die Fahrbelastung R wird beispielsweise durch das Subtrahieren einer veränderten kinetischen Energie des Fahrrads von einer eingebrachten Energie erhalten. Die eingebrachte Energie wird erhalten, indem ein Drehmoment auf die Kurbel, das durch die auf das Pedal 44 aufgebrachte manuelle Antriebskraft bewirkt wird, und die Drehzahl der Kurbel integriert wird. Die veränderte kinetische Energie des Fahrrads wird aus einem Gewicht des Fahrrads und eines Fahrers und der Fahrradgeschwindigkeit des Fahrrads erhalten. Die veränderte kinetische Energie des Fahrrads wird beispielsweise aus 1/2m(v2 – V1)2 erhalten. Die Fahrradgeschwindigkeit des Fahrrads 10 kann die erste Drehzahl NA verwenden. Die Drehzahl der Kurbel 32 kann die zweite Drehzahl NB verwenden. Die Fahrbelastung R umfasst eine erste Fahrbelastung RA und eine zweite Fahrbelastung RB. Die erste Fahrbelastung RA ist beispielsweise eine relativ kleine Fahrbelastung R, wie etwa wenn das Fahrrad 10 bergab fährt. Die zweite Fahrbelastung RB ist beispielsweise eine relativ große Fahrbelastung R, wie etwa wenn das Fahrrad 10 bergauf fährt. Die zweite Fahrbelastung RB ist größer als die erste Fahrbelastung RA.
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Die Tabelle 1 zeigt einen Steuerzustand, eine erste Fahrbelastung RA und einen vorherigen Schaltungsvorgang und eine Beziehungstabelle zwischen einem ersten Bereitschaftszeitraum PA und einem zweiten Bereitschaftszeitraum PB, wenn eine Hochschaltbedingung erfüllt wird. Die Hochschaltbedingung wird erfüllt, wenn die erste Drehzahl NA größer ist als der obere Grenzwert NA1 im ersten Steuerzustand, und wenn die zweite Drehzahl NB größer ist als der obere Grenzwert NB1 im zweiten Steuerzustand. [Tabelle 1] Erster Bereitschaftszeitraum PA und zweiter Bereitschaftszeitraum PB, wenn Hochschaltbedingung erfüllt ist
| | Fahrbelastung R |
| Größer oder gleich erster Fahrbelastung RA | Kleiner als erste Fahrbelastung RA |
| Steuerzustand | Erster Steuerzustand | Zweiter Steuerzustand | Erster Steuerzustand | Zweiter Steuerzustand |
| Vorheriger Schaltungsvorgang | Hochschalten | PAmid | PBmin | PAmid | PBmin |
| Herunterschalten | PAmax | PBmax | PAmid | PBmin |
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Für einen Maximalzeitraum PAmax, einen mittleren Zeitraum PAmid und einen Minimalzeitraum PAmin des ersten Bereitschaftszeitraums PA gilt eine Beziehung PAmax > PAmid > PAmin. Für einen Maximalzeitraum PBmax, einen mittleren Zeitraum PBmid und einen Minimalzeitraum PBmin des zweiten Bereitschaftszeitraums PB gilt eine Beziehung PBmax > PBmid > PBmin. Der Maximalzeitraum PBmax kann gleich dem Maximalzeitraum PAmax sein oder sich davon unterscheiden. Der mittlere Zeitraum PBmid kann gleich dem mittleren Zeitraum PAmid sein oder sich davon unterscheiden. Der Minimalzeitraum PBmin kann gleich dem Minimalzeitraum PAmin sein oder sich davon unterscheiden. Der Maximalzeitraum PAmax, PBmax beträgt beispielsweise 1000 Millisekunden. Der mittlere Zeitraum PAmid, PBmid ist beispielsweise ein Zeitraum, der die Hälfte des Maximalzeitraums PAmax, PBmax ist, und beträgt 500 Millisekunden. Der Minimalzeitraum PAmin, PBmin ist beispielsweise ein Zeitraum, der die Hälfte des mittleren Zeitraums PAmid, PBmid ist, und beträgt 250 Millisekunden.
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Wenn die Hochschaltbedingung während des vorherigen Schaltvorgangs, welcher Hochschalten ist, erfüllt wird, und wenn die Fahrbelastung R größer oder gleich der ersten Fahrbelastung RA ist, stellt die Steuervorrichtung 70 den ersten Bereitschaftszeitraum PA oder den zweiten Bereitschaftszeitraum PB auf den Maximalzeitraum PAmax oder den Maximalzeitraum PBmax ein. Mit anderen Worten stellt die Steuervorrichtung 70 einen Zeitraum, in dem Hochschalten verboten ist, länger ein, wenn die Fahrbelastung R groß ist, wie etwa, wenn das Fahrrad 10 ein Herunterschalten ausführt, während es auf einer ebenen Straße fährt, als wenn die Fahrbelastung R klein ist, wie etwa, wenn das Fahrrad 10 bergab fährt.
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Die Tabelle 2 zeigt einen Steuerzustand, eine zweite Fahrbelastung RB und einen vorherigen Schaltungsvorgang und eine Beziehungstabelle zwischen einem ersten Bereitschaftszeitraum PA und einem zweiten Bereitschaftszeitraum PB, wenn eine Herunterschaltbedingung erfüllt wird. Die Herunterschaltbedingung wird erfüllt, wenn die erste Drehzahl NA kleiner ist als der untere Grenzwert NA2 im ersten Steuerzustand, und wenn die zweite Drehzahl NB kleiner ist als der untere Grenzwert NB2 im zweiten Steuerzustand. [Tabelle 2] Erster Bereitschaftszeitraum PA und zweiter Bereitschaftszeitraum PB, wenn Herunterschaltbedingung erfüllt ist
| | Fahrbelastung R |
| Kleiner als zweite Fahrbelastung RB | Größer oder gleich zweite Fahrbelastung RB |
| Steuerzustand | Erster Steuerzustand | Zweiter Steuerzustand | Erster Steuerzustand | Zweiter Steuerzustand |
| Vorheriger Schaltungsvorgang | Hochschalten | PAmax | PBmax | PAmid | PBmin |
| | Herunterschalten | PAmid | PBmin | PAmid | PBmin |
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Wenn die Herunterschaltbedingung während des vorherigen Schaltvorgangs, welcher Hochschalten ist, erfüllt wird, und wenn die Fahrbelastung R kleiner als die zweite Fahrbelastung RB ist, stellt die Steuervorrichtung 70 den ersten Bereitschaftszeitraum PA oder den zweiten Bereitschaftszeitraum PB auf den Maximalzeitraum PAmax oder den Maximalzeitraum PBmax ein. Mit anderen Worten stellt die Steuervorrichtung 70 einen Zeitraum, in dem Herunterschalten verboten ist, länger ein, wenn die Fahrbelastung R klein ist, wie etwa, wenn das Fahrrad 10 ein Hochschalten ausführt, während es auf einer ebenen Straße fährt, als wenn die Fahrbelastung R groß ist, wie etwa, nachdem das Fahrrad 10 ein Hochschalten ausgeführt hat, während es bergauf fährt.
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Wie in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt, werden der erste Bereitschaftszeitraum PA und der zweite Bereitschaftszeitraum PB basierend auf dem vorherigen Schaltungsvorgang des Getriebes 50 und der Fahrbelastung R des Fahrrads 10 eingestellt. Der zweite Bereitschaftszeitraum PB ist kleiner oder gleich dem ersten Bereitschaftszeitraum PA, wenn die Fahrbelastung R des Fahrrads 10 im selben Bereich enthalten ist.
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Zusätzlich zu den Wirkungen der ersten Ausführungsform, die in (1) und (2) beschrieben wurden, wird die Steuervorrichtung 70 für die folgenden Wirkungen sorgen.
- (3) Der zweite obere Grenzwert NB1 unterscheidet sich von dem ersten oberen Grenzwert NA1. Aus diesem Grunde kann die Steuervorrichtung 70 das Übersetzungsverhältnis γ unter Verwendung des oberen Grenzwerts NA1, NB1 verändern, der geeignet ist für jeden von dem ersten Steuerzustand und dem zweiten Steuerzustand.
- (4) Der zweite untere Grenzwert NB2 unterscheidet sich von dem ersten unteren Grenzwert NA2. Aus diesem Grunde kann die Steuervorrichtung 70 das Übersetzungsverhältnis γ unter Verwendung des unteren Grenzwerts NA2, NB2 verändern, der geeignet ist für jeden von dem ersten Steuerzustand und dem zweiten Steuerzustand.
- (5) Der zweite obere Grenzwert NB1 ist kleiner als der erste obere Grenzwert NA1. Auch ist der zweite untere Grenzwert NB2 größer als der erste untere Grenzwert NA2. Das heißt, ein Bereich zwischen dem zweiten oberen Grenzwert NB1 und dem zweiten unteren Grenzwert NB2 ist kleiner als ein Bereich zwischen dem ersten oberen Grenzwert NA1 und dem ersten unteren Grenzwert NA2. Aus diesem Grund wird das Schalten im zweiten Steuerzustand erleichtert, oder genauer, dann, wenn der Fahrer anhält und die Kurbel 32 nicht dreht, oder wenn das auf die Kurbel 32 ausgeübte Drehmoment klein ist, wie etwa, wenn die erste Drehzahl NA kleiner ist als die zweite Drehzahl NB. Daher hat der Fahrer kaum das Gefühl eines Missverhältnisses aufgrund eines Schaltungsvorgangs des Getriebes 50, verglichen damit, wenn ein Schalten ausgeführt wird, während ein auf die Kurbel 32 ausgeübtes Drehmoment groß ist. Da ein Schaltungsvorgang erleichtert wird, wenn ein auf die Kurbel 32 ausgeübtes Drehmoment groß ist, kann ferner eine Häufigkeit einer Fehlfunktion des Schaltungsvorgangs aufgrund dessen, dass ein auf die Kurbel 32 ausgeübtes Drehmoment groß ist, verringert werden.
- (6) Wenn das Übersetzungsverhältnis γ größer wird, tendiert die Drehzahl der Kurbel 32 dazu, kleiner zu werden. Aus diesem Grund neigt die Herunterschaltbedingung dazu, sofort erfüllt zu werden, nachdem das Übersetzungsverhältnis γ größer wird. Wenn das Übersetzungsverhältnis γ kleiner wird, tendiert auch die Drehzahl der Kurbel 32 dazu, größer zu werden. Aus diesem Grund neigt die Hochschaltbedingung dazu, sofort erfüllt zu werden, nachdem das Übersetzungsverhältnis γ kleiner wird. Wenn die Hochschaltbedingung oder die Herunterschaltbedingung erfüllt wird, verändert die Steuervorrichtung 70 das Übersetzungsverhältnis γ nicht, bis der erste Bereitschaftszeitraum PA oder der zweite Bereitschaftszeitraum PB seit dem vorherigen Schaltungsvorgang abgelaufen ist. Daher können wiederholte Schaltungsvorgänge innerhalb eines kurzen Zeitraums verhindert werden.
- (7) Die Steuervorrichtung 70 stellt den Bereitschaftszeitraum PA, PB, wenn die Hochschaltbedingung erfüllt wird, kürzer ein als den Bereitschaftszeitraum PA, PB, wenn der vorherige Schaltungsvorgang das Hochschalten ist und wenn die Herunterschaltbedingung erfüllt wird, während die Fahrbelastung R größer oder gleich der ersten Fahrbelastung RA ist. Aus diesem Grund wird das Hochschalten in einem Zustand erleichtert, bei dem die Fahrbelastung R klein ist, wie beim Bergabfahren. Daher hat der Fahrer kaum das Gefühl eines Missverhältnisses aufgrund eines Schaltungsvorgangs des Getriebes 50, und eine Häufigkeit einer Fehlfunktion des Schaltungsvorgangs kann verringert werden.
- (8) Die Steuervorrichtung 70 stellt den Bereitschaftszeitraum PA, PB, wenn die Herunterschaltbedingung erfüllt wird, kürzer ein als den Bereitschaftszeitraum PA, PB, wenn der vorherige Schaltungsvorgang das Herunterschalten ist und wenn die Hochschaltbedingung erfüllt wird, während die Fahrbelastung R kleiner als die zweite Fahrbelastung RB ist. Aus diesem Grund wird das Herunterschalten in einem Zustand erleichtert, bei dem die Fahrbelastung R groß ist, wie beim Bergauffahren.
- (9) Wenn die Fahrbelastung R im selben Bereich enthalten ist, ist der zweite Bereitschaftszeitraum PB kleiner oder gleich dem ersten Bereitschaftszeitraum PA. Aus diesem Grund wird das Schalten im zweiten Steuerzustand, bei dem die zweite Drehzahl NB größer ist als die erste Drehzahl NA, erleichtert.
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(Abgewandeltes Beispiel)
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Die spezifische Form, die vorliegende Steuervorrichtung annehmen kann, ist nicht auf die in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen dargestellten Formen beschränkt. Die vorliegende Steuervorrichtung kann verschiedene Formen annehmen, die sich von jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden. Das unten beschriebene modifizierte Beispiel jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel für die verschiedenen Formen, die die vorliegende Steuervorrichtung annehmen kann.
- • Das Verändern des Schaltungsvorgangs der zweiten Ausführungsform in den Vorgang, der in 6 gezeigt wird, ist ebenfalls möglich. Bei diesem abgewandelten Beispiel speichert die Speichereinheit 84 den ersten Bestimmungswert NX und den zweiten Bestimmungswert NY. Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 führt den Vorgang von Schritt S51 anstatt des Vorgangs von Schritt S32 aus, um zu bestimmen, ob der Auswahlwert N größer oder gleich dem ersten Bestimmungswert NX ist oder nicht. Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 führt den Vorgang von Schritt S54 anstatt des Vorgangs von Schritt S38 aus, um zu bestimmen, ob der Auswahlwert N größer oder gleich dem ersten Bestimmungswert NX ist oder nicht. Auch führt die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 den Vorgang von Schritt S52 anstatt des Vorgangs von Schritt S35 aus, um zu bestimmen, ob der Auswahlwert N kleiner oder gleich dem zweiten Bestimmungswert NY ist oder nicht. Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 führt den Vorgang von Schritt S54 anstatt des Vorgangs von Schritt S41 aus, um zu bestimmen, ob der Auswahlwert N kleiner oder gleich dem zweiten Bestimmungswert NY ist oder nicht. Der Schaltungsvorgang, der in 6 gezeigt wird, wird bis zum Abschalten wiederholt. Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 fährt zu Schritt S33 fort, wenn eine bejahende Bestimmung in Schritt S51 erfolgt, und fährt zu Schritt S52 fort, wenn eine verneinende Bestimmung in Schritt S51 erfolgt. Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 fährt zu Schritt S36 fort, wenn eine bejahende Bestimmung in Schritt S52 erfolgt, und beendet den Schaltungsvorgang, wenn eine verneinende Bestimmung in Schritt S52 erfolgt. Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 fährt zu Schritt S39 fort, wenn eine bejahende Bestimmung in Schritt S53 erfolgt, und fährt zu Schritt S54 fort, wenn eine verneinende Bestimmung in Schritt S53 erfolgt. Die Gangschaltungsbestimmungseinheit 80 fährt zu Schritt S42 fort, wenn eine bejahende Bestimmung in Schritt S54 erfolgt, und beendet den Schaltungsvorgang, wenn eine verneinende Bestimmung in Schritt S54 erfolgt. Bei dem Vorgang, der in 6 gezeigt wird, werden Schwellenwerte, die Schaltbedingungen sind, nicht zum Zeitpunkt des Schaltens basierend auf der ersten Drehzahl NA und zum Zeitpunkt des Schaltens basierend auf der zweiten Drehzahl NB verändert.
- • Bei dem Schaltungsvorgang der zweiten Ausführungsform können die Schritte S33, S36, S39 und S42, die in 5 gezeigt werden, weggelassen werden. Das heißt, wie in 7 gezeigt wird, gibt die Steuervorrichtung 70 ein Hochschaltsignal aus und beendet den Schaltungsvorgang, wenn in Schritt S32 und S38 der Auswahlwert N größer oder gleich dem oberen Grenzwert NA1, NB1 ist. Die Steuervorrichtung 70 gibt ein Herunterschaltsignal aus und beendet den Schaltungsvorgang, wenn in Schritt S35 und S41 der Auswahlwert N größer oder gleich dem unteren Grenzwert NA2, NB2 ist.
- • Bei der zweiten Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 70 zumindest eines von dem ersten oberen Grenzwert NA1, dem ersten unteren Grenzwert NA2, dem zweiten oberen Grenzwert NB1 und dem zweiten unteren Grenzwert NB2 durch Berechnung erhalten. Beispielsweise speichert die Speichereinheit 84 den ersten oberen Grenzwert NA1 und den ersten unteren Grenzwert NA2. Im zweiten Steuerzustand stellt die Steuervorrichtung 70 einen Wert, der durch die Multiplikation eines ersten Koeffizienten, der größer oder gleich ”1” ist, mit dem ersten oberen Grenzwert NA1 erhalten wurde, als zweiten oberen Grenzwert NB1 ein, und stellt einen Wert, der durch die Multiplikation eines zweiten Koeffizienten, der kleiner als ”1” ist, mit dem zweiten unteren Grenzwert NA2 erhalten wurde, als zweiten unteren Grenzwert NB2 ein.
- • In der zweiten Ausführungsform kann der erste Bereitschaftszeitraum PA ein konstanter Wert sein, unabhängig von der Fahrbelastung R und dem vorherigen Schaltungsvorgang.
- • In der zweiten Ausführungsform kann der zweite Bereitschaftszeitraum PB ein konstanter Wert sein, unabhängig von der Fahrbelastung R und dem vorherigen Schaltungsvorgang.
- • In der zweiten Ausführungsform kann der zweite Bereitschaftszeitraum PB gleich dem ersten Bereitschaftszeitraum PA sein.
- • In der zweiten Ausführungsform kann der zweite Bereitschaftszeitraum PB so eingestellt sein, dass er kleiner oder gleich dem ersten Bereitschaftszeitraum ist, unabhängig von der Fahrbelastung R und dem vorherigen Schaltungsvorgang.
- • In der zweiten Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 70 zumindest einen von dem ersten Bereitschaftszeitraum PA und dem zweiten Bereitschaftszeitraum PB durch Berechnung erhalten. Beispielsweise speichert die Speichereinheit 84 den Maximalzeitraum Pmax. Die Steuervorrichtung 70 berechnet den ersten Bereitschaftszeitraum PA oder den zweiten Bereitschaftszeitraum PB, indem sie einen Korrekturkoeffizienten, der auf dem Steuerzustand, der Fahrbelastung R und dem vorherigen Schaltungsvorgang basiert, mit dem Maximalzeitraum Pmax multipliziert.
- • In jeder der Ausführungsformen ist es auch möglich, den Umschaltvorgang in den Vorgang zu verändern, der in 8 gezeigt wird. Das heißt, die Steuervorrichtung 70 schaltet zwischen dem ersten Steuerzustand und dem zweiten Steuerzustand basierend auf der manuellen Antriebskraft T um. Genauer gesagt bestimmt, nachdem die zweite Drehzahlberechnungseinheit 72 die zweiten Drehzahl NB in Schritt S61 berechnet, die Auswahlwerteinstelleinheit 78 in Schritt S62, ob die manuelle Antriebskraft T größer oder gleich dem vorgegebenen Wert TX ist oder nicht. Wenn die manuelle Antriebskraft T größer oder gleich dem vorgegebenen Wert TX ist, fährt die Auswahlwerteinstelleinheit 78 zu Schritt S63 fort und stellt die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N ein; wenn die manuelle Antriebskraft T kleiner als der vorgegebene Wert TX ist, fährt die Auswahlwerteinstelleinheit 78 zu Schritt S64 fort und stellt die zweite Drehzahl NB auf den Auswahlwert N ein.
- • Bei den Umschaltvorgängen jeder der Ausführungsformen ist es auch möglich, die Vorgänge von Schritt S14 und Schritt S15 des Umschaltvorgangs, der in 3 gezeigt wird, wegzulassen. Das heißt, wie in 9 gezeigt ist, die Steuervorrichtung 70 stellt die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N ein, wenn die erste Drehzahl NA größer oder gleich der zweiten Drehzahl NB ist; die zweite Drehzahl NB wird auf den Auswahlwert N eingestellt, wenn die erste Drehzahl NA kleiner ist als die zweite Drehzahl NB.
- • Es ist auch möglich, den Umschaltvorgang in den Vorgang der Ausführungsformen in den in 10 gezeigten Vorgang zu verändern. Die Steuervorrichtung 70 stellt bei der Anfangseinstellung die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N ein. Die Steuervorrichtung 70 bestimmt in Schritt S71, ob die erste Drehzahl NA der Auswahlwert N ist. Wenn die erste Drehzahl NA der Auswahlwert N ist, bestimmt die Steuervorrichtung in Schritt S72, ob eine Anomalie bei dem ersten Signal S1 aufgetreten ist oder nicht. Wenn in Schritt S72 bestimmt wurde, dass eine Anomalie bei dem ersten Signal S1 aufgetreten ist, schaltet die Steuereinrichtung 70 in Schritt S73 die zweite Drehzahl NB auf den Auswahlwert N. Wenn in Schritt S72 bestimmt wurde, dass eine Anomalie bei dem ersten Signal S1 nicht aufgetreten ist, hält die Steuereinrichtung 70 des Weiteren den Auswahlwert N bei der ersten Drehzahl NA, und der gegenwärtige Vorgang endet.
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Wenn in Schritt S71 eine Bestimmung erfolgt, dass die erste Drehzahl NA nicht der Auswahlwert N ist, das heißt, wenn die zweite Drehzahl NB der Auswahlwert N ist, hält die Steuervorrichtung 70 den Auswahlwert N bei der zweiten Drehzahl NB, und der gegenwärtige Vorgang endet.
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Es erfolgt eine Bestimmung, dass eine Anomalie im ersten Signal S1 aufgetreten ist, wenn beispielsweise die erste Drehzahl NA, die in dem ersten Signal S1 enthalten ist, sich nicht von einem konstant Wert verändert, oder wenn die erste Drehzahl NA übermäßig groß ist, auch wenn eine Bestimmung basierend auf dem zweiten Signal S2 erfolgen kann, dass sich das Fahrrad in einem Fahrzustand befindet. Beispiele für Fälle, in denen sich die Drehzahl NA nicht von einem konstanten Wert verändert, auch wenn das Fahrrad 10 sich in einem Fahrzustand befindet, umfassen das Anhaften von Verunreinigungen, wie etwa Schmutz, an dem ersten Detektor 54, eine Fehlfunktion des ersten Detektors 54, das Abfallen der Magnete 52A und 52B von der Kurbel 32 und ein Lösen einer Telegrafenleitung (Diagramm ist weggelassen), die den ersten Detektor 54 und die Steuervorrichtung 70 miteinander verbindet. Des Weiteren ist ein Beispiel für einen Fall, bei dem die erste Drehzahl NA übermäßig groß ist, eine Kurzschlussfehlfunktion innerhalb des ersten Detektors 54, usw.
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In dem in 10 gezeigten abgewandelten Beispiel kann die Steuervorrichtung 70 bei der Anfangseinstellung die zweite Drehzahl NB auf den Auswahlwert N einstellen und die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N umschalten, wenn eine Anomalie im zweiten Signal S2 aufgetreten ist. Ob die zweite Drehzahl NB oder die erste Drehzahl NA in der Anfangseinstellung auszuwählen ist, kann durch den Fahrer ausgewählt werden. In diesem Fall kann ein Fahrradcomputer, ein Personal Computer oder dergleichen, der eine Eingabeschnittstelle umfasst, elektrisch mit der Steuervorrichtung 70 verbunden sein, und die Anfangseinstellung kann über eine solche Vorrichtung vorgenommen werden.
- • Das Hinzufügen des Vorgangs des in 10 gezeigten abgewandelten Beispiels zur dem in 3 gezeigten Umschaltvorgang ist ebenfalls möglich. Das heißt, die Vorgänge des Schritts S51–S53 nach dem Schritt S13 und dem Schritt S15 in 3 durchgeführt, und der oben beschriebene Vorgang des in 10 gezeigten Beispiels wird nach Schritt S16 durchgeführt.
- • Bei den Umschaltvorgängen jeder der Ausführungsformen ist es ebenfalls möglich, die Verarbeitungsreihenfolge der Vorgänge von Schritt S12 und Schritt S14, die in 3 gezeigt werden, gegeneinander auszutauschen. In diesem Fall bestimmt beispielsweise die Steuervorrichtung 70 in Schritt S12, ob die manuelle Antriebskraft T größer oder gleich einem vorgegebenen Wert TX ist; wenn die manuelle Antriebskraft T größer oder gleich einem vorgegebenen Wert TX ist, fährt der Vorgang zu Schritt S13 fort. Wenn des Weiteren die manuelle Antriebskraft T in Schritt S12 kleiner ist als der vorgegebene Wert TX, erfolgt in Schritt S14 eine Bestimmung darüber, ob die erste Drehzahl NA größer oder gleich der zweiten Drehzahl NB ist. Wenn eine Bestimmung erfolgt, dass in Schritt S14 die erste Drehzahl NA größer oder gleich der zweiten Drehzahl NB ist, fährt der Vorgang zu Schritt S15 fort und stellt die erste Drehzahl NA auf den Auswahlwert N ein. Wenn eine Bestimmung erfolgt, dass in Schritt S14 die erste Drehzahl NA kleiner als die zweite Drehzahl NB ist, fährt der Vorgang zu Schritt S16 fort und stellt die zweite Drehzahl NB auf den Auswahlwert N ein.
- • Bei jeder der Ausführungsformen ist es auch möglich, den Magneten 52A der ersten Detektionsvorrichtung 26 an dem Pedal 44 zu befestigen.
- • Bei jeder der Ausführungsformen ist es auch möglich, den ersten Detektor 54 der ersten Detektionsvorrichtung 26 an der Kurbel 32 zu befestigen und die Magneten 52A und 52B an dem Rahmen 12 zu befestigen. In diesem Fall sendet der erste Detektor 54 mittels Drahtloskommunikation das erste Signal S1 an die Steuervorrichtung 70.
- • Bei jeder der Ausführungsformen kann die Ausgabe der Elemente 56A und 56B der ersten Detektionsvorrichtung 26 direkt in die Steuervorrichtung 70 eingegeben werden, oder sie kann in die Steuervorrichtung 70 eingegeben werden, nachdem die Ausgabe der Elemente 56A und 56B verstärkt wurde. In diesem Fall umfasst die Steuervorrichtung 70 die Funktion der ersten Drehzahlberechnungseinheit 58, und die erste Drehzahl NA wird durch die Steuervorrichtung 70 berechnet.
- • Bei jeder der Ausführungsformen ist es auch möglich, das Element 56A der ersten Detektionsvorrichtung 26 einen Drehwinkelsensor sein zu lassen, der um die Kurbelwelle 40 herum befestigt ist.
- • Bei jeder der Ausführungsformen ist es möglich, zumindest eines der Elemente 56A, 56A der ersten Detektionsvorrichtung 26 oder das Element 64 der zweiten Detektionsvorrichtung 28 aus einem optischen Sensor zu bilden.
- • In jeder der Ausführungsformen ist es möglich, den Aufbau so abzuwandeln, dass die zweite Detektionsvorrichtung 28 an einem Hinterrad 18 befestigt ist, das ein Rad an der Rückseite ist, und der Magnet 60 an dem Rahmen 12 befestigt ist, um die Drehung des Hinterrades 18 zu detektieren. In diesem Fall sendet der zweite Detektor 62 mittels Drahtloskommunikation das erste Signal S1 an die Steuervorrichtung 70.
- • Bei jeder der Ausführungsformen kann die Ausgabe des Elements 64 der zweiten Detektionsvorrichtung 28 direkt in die Steuervorrichtung 70 eingegeben werden, oder diese kann in die Steuervorrichtung 70 eingegeben werden, nachdem die Ausgabe des Elements 64 verstärkt wurde. In diesem Fall umfasst die Steuervorrichtung 70 die Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit 66, und die Steuervorrichtung 70 berechnet die zweite Drehzahl NB.
- • Bei jeder der Ausführungsformen kann ein Nabendynamo anstelle des Magneten 60 und des Elements 64 der zweiten Detektionsvorrichtung 28 verwendet werden. Ein Nabendynamo gibt für jeden vorgegebenen Drehwinkel des Vorderrads 16 ein periodisches Signal oder ein Pulssignal an die Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit 66 aus.
- • Es ist auch möglich, die zweite Detektionsvorrichtung 28 jeder der Ausführungsformen aus einem GPS-Empfänger (Global Positioning System) auszubilden. In diesem Fall berechnet die zweite Detektionsvorrichtung 28 oder die Steuervorrichtung 70 die zweite Drehzahl NB basierend auf der Fahrtdistanz pro Zeiteinheit des Fahrrads 10, Information bezüglich der Umfangslänge L des Vorderrades 16 und dem Übersetzungsverhältnis γ zu diesem Zeitpunkt.
- • Es ist auch möglich, den Minimalwinkel des Vorderrades 16, der durch den zweiten Detektor 62 jeder der Ausführungsformen detektiert werden kann, kleiner oder gleich dem Minimalwinkel der Kurbel 32 zu machen, der durch den ersten Detektor 54 detektiert werden kann. In diesem Fall umfasst beispielsweise der erste Detektor 54 keinen Magneten 52B oder das Element 56B und weist einen Aufbau zum Detektieren der Position des Magneten 52 nur einmal pro Drehung der Kurbel auf; auch ist der zweite Detektor 62 so ausgebildet, dass er einen Nabendynamo umfasst. In diesem abgewandelten Beispiel ist die Genauigkeit der Drehzahl, die abhängig von der Ausgabe des zweiten Detektors 62 berechnet wird, höher als die Genauigkeit der Drehzahl, die abhängig von der Ausgabe des ersten Detektors 54 berechnet wird. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 70 den oben erwähnten Umschaltvorgang durchführen, indem sie die Drehzahl, die abhängig von der Ausgabe des zweiten Detektors 62 berechnet wird, zur ersten Drehzahl NA macht, und indem sie die Drehzahl, die abhängig von der Ausgabe des ersten Detektors 54 berechnet wird, zur zweiten Drehzahl NB macht.
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Bei jeder der Ausführungsformen ist es möglich, der Steuervorrichtung 70 eine Speichereinheit bereitzustellen, in die ein Steuersignal SA eingegeben wird, das von der Motorsteuereinrichtung 82 ausgegeben wird, und das Übersetzungsverhältnis γ basierend auf dem Steuersignal SA zu detektieren, das in der Speichereinheit gespeichert ist.
- • In jeder der Ausführungsformen ist es auch möglich, die Gangschaltungsvorrichtung 24 in eine elektrische externe Gangschaltungsvorrichtung zu ändern. Die elektrische externe Gangschaltungsvorrichtung kann ein vorderes externes Getriebe und ein hinteres externes Getriebe umfassen. Des Weiteren kann die Gangwechseleinrichtung 24 so verändert werden, dass sie an der Kurbelwelle 40 befestigt wird. Kurz gesagt kann jede Gangschaltungsvorrichtung verwendet werden, solange die Gangschaltungsvorrichtung ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis γ mit einer Steuervorrichtung 70 zu ändern.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrrad
- 16
- Vorderrad (Rad)
- 30
- Antriebskraftsensor
- 32
- Kurbel
- 50
- Getriebe
- 54
- Erster Detektor
- 62
- Zweiter Detektor
- 70
- Steuervorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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