[发明专利]电动自行车

说明书

本发明涉及一种电动自行车，它带有用在辅助电源中的DC马达、一个用于检测链条下垂的下垂检测器或开关和/或一个坡度检测器或开关。

一种带有用在辅助电源中的DC马达的辅助电源单元或自行车，由本发明人应用并被公布在日本专利申请第62-97083号和延迟公开的JP-A-263189号中。

在图1中，用在自行车(图2)中的一个DC马达控制电路包括一个DC马达1，后者的输出轴与自行车的链条相啮合。来自电池2的电源电压可通过一个功率晶体管3的发射极—集电极而被提供到DC马达1。功率晶体管3的集电极和基极分别经过电阻4和5而与检测晶体管6的基极和集电极相连接。检测晶体管6的发射极通过一个开关7接地。

因此，即使当开关7被接通时，晶体管6和3仍然被保持在关断状态，除非DC马达1不转动。当外力造成DC马达1的转子的转动时，在DC马达1的电刷之间产生出并超过预定电平的电压脉冲被加到检测晶体管6的基极—发射极。随后晶体管6和3被依次导通，以传送它们的锁定状态。

产生周期性脉冲的一个脉冲发生器8的输出，经过一个晶体管9而被“或”输入到检测晶体管6的基极。用于脉冲发生器8的电源由另一晶体管11进行控制，并在晶体管11被瞬时关断时由一个平滑电容器12维持。检测晶体管6每次瞬时关断时，脉冲发生器8都产生输出脉冲，以关断功率晶体管3。检测晶体管6，在输出脉冲刚好返回到正常电平之后，检测仍然处于OFF状态的功率晶体管3的集电极电压。当DC马达1转动时，它产生一个感应电压或电势，以使检测晶体管6再次导通，并随后导通功率晶体管3，从而借助电源维持DC马达1的转动。

DC马达1或M被装在如图2所示的自行车的一个框架21上。在此情况下，DC马达M的输出轴被一个齿轮箱G被可转动地耦合到轮盘或前链轮23。因而，当少年或老年驾驶者连续踩下一个踏板24时，自行车行驶且DC马达M的轴通过轮盘23和齿轮箱G而转动。通过DC马达的转动，电能被提供到DC马达M，以将DC马达M的辅助转动功率传送到轮盘23并随后通过一个链条25而被传递到后轮26。该自行车的自由轮27、链条25、轮盘23、踏板24和其他结构与传统自行车相同。如图1所示的开关7被装在框架21上，以检测链条25的下垂。随后，当驾驶者停止踏板24的下降运动时，链条25的上侧部分被悬下，以关闭DC马达M的电源。

然而，在上述控制电路中，由于DC马达1的通/断操作是根据踏板24的下降运动进行的，当踏板24在平地或下坡时被继续踩下时，向DC马达1的供电是在有能量浪费的情况下进行的。

当在下坡时辅助电源被启动时，担心的是过度加速而产生不可控制速度。另外还希望在上坡时启动辅助电源。

因此，本发明的主要目的，是提供一种辅助马达，它的转动轴与前轮或后轮相啮合并与一个用于检测链条下垂的下垂检测器或开关相结合。此时，人力功率通过该链条被传递到车轮。

本发明的另一目的，是提供一种坡度开关，该坡度开关被装在框架上并且于检测自行车的相对于水平面的预定下坡角度。

本发明的又一个目的，是提供另一种坡度开关，用于检测自行车的预定上坡角度，以产生全部的辅助动力。

本发明的再一个目的，是提供一种模拟坡度检测器，用于检测自行车相对于水平面的上坡角度，以产生与其上坡角度相对应的辅助动力。

本发明的再一个目的，是提供一种DC马达控制或PWM电路，用于由该坡度检测器所按比例控制的DC马达。

为此，本发明提供一种电动自行车，包括：前轮和后轮，它们可转动地被该自行车的框架所支撑；一个马达，用于驱动所述前轮和后轮中的至少一个，以向其提供动力源；一个能够向所述马达供电的电源；还包括：安装在所述框架上的坡度装置，该坡度装置当所述框架相对于水平线倾斜时得到起动；以及一个控制电路，用于根据来自所述坡度装置的信号控制从所述电源提供到所述马达的电压。

本发明还提供一种电动自行车，其具有一个框架、可旋转地安装于所述框架上的前轮和后轮、踏板和链条，用于将机械动力从踏板传递到所述前轮和后轮之一，一个马达，用于驱动由所述链条所驱动的所述轮，以向其提供辅助动力源；一个能够向所述马达提供电压的电源；一个坡度装置，安装在所述框架上，当所述框架相对于水平线而倾斜时所述坡度装置得到起动；以及一个控制电路，用于根据来自所述坡度装置的一个信号来控制从所述电源提供到所述马达的电压。