[发明专利]电动自行车

说明书

本发明涉及一种电动自行车并特别涉及一种带有马达的电动自行车，该马达用作辅助驱动力以辅助脚踏。

传统的电动自行车包括这样一种自行车，它由用于检测脚踏所产生的主驱动力的脚踏传感器和用于测定基于由电池供给马达的电池电流的马达转矩的电池电流传感器组成，其中由马达产生辅助驱动力并基于传感器的输出对其进行控制(见，例如，日本未审查专利公开No.HEI4(1992)-100790)；传统的电动自行车还包括具有仅在主驱动超出预定值时才输出辅助驱动力的马达的自行车(见，例如，日本未审查专利公开No.HEI5(1993)-246378)。

不过，这些传统电动自行车存在这样一个问题，即在用主驱动力行驶时，不容易很好地对马达进行定时控制以提供辅助驱动力。

本发明鉴于以上情况作出，并提供了具有根据电动自行车的行驶加速度来产生所需辅助驱动力的马达，以便和主驱动力一起正确地辅助行驶中的电动自行车。

本发明提供了由脚踏产生的主驱动力和另一辅助驱动力驱动的电动自行车，它包括以下部件：用于产生辅助驱动力的马达、用于向马达提供电力的电池、用于检测电动自行车行驶加速度的加速度传感器、以及用于控制供给马达的电力以使马达根据由此测得的行驶加速度来输出辅助驱动力的控制装置。马达根据自行车的加速度来辅出辅助驱动力，这样在加速时便降低了所需的主驱动力以利于驱动。

图1为根据本发明一个实施例的电动自行车的侧视图；

图2为图1所示电动自行车的驱动系统结构的示意图；

图3为该实施例中的控制电路；

图4为说明该实施例操作的流程图；

图5为说明该实施例操作的时间图。

如在传统的自行车中所见，本发明中所指的主驱动力是通过骑车人踩踏板而传递到驱动轮上的力，而且将主驱动力由踏板传递至驱动轮的机械传输系统可以是传统自行车中任何一种公知的装置。

辅助驱动力是由马达提供给驱动轮的驱动力。

最好是，自行车还包括用于检测主驱动力的脚踏传感器和当脚踏传感器未测到主驱动力时使马达停止输出辅助驱动力的终止装置。这是由于以下理由，即当自行车在无主驱动力下自然加速时，例如，在向下的斜坡上时，希望停止提供辅助驱动力以便安全行驶。

在此情况下，脚踏传感器可包含用于产生机械应变或变形的元件和用于将应变或变形转换为电信号的传感器的组合。该元件置于主驱动力的机械传输系统中以产生主驱动力所引起的机械应变或变形。传感器可以是，例如，应变仪、电位计或差动变压器。

为了将辅助驱动力从马达传递到自行车的驱动轮，采用了将马达的输出通过多级齿轮、传动带或链条传递到驱动轮旋转轴的装置，在由齿轮降低了马达输出轴转速后将马达的输出传递到驱动轮的轮胎或轮缘的装置，以及类似装置。

最好将马达和驱动轮通过单向离合器连接在一起，以防止在驱动轮转速高于马达所给转速时，阻尼力由马达传送到驱动轮上。

马达可以是，例如，无电刷马达或整流式马达，其中为了控制上的方便而优选DC整流式马达。电池可以是，例如，锰电池这样的干电池，汞电池或碱-锰电池，或如铝蓄电池、碱蓄电池、氧化银-锌蓄电池、氧化银-镉蓄电池或镍-镉电池这样的充电电池。

电池能够可拆卸地置于驱动轮上方的外壳内或可拆卸地置于构成自行车车身骨架的圆形管内。

行使加速度传感器可以是压电的加速度传感器(由，例如，日本的YAMC0公司制造，201型)、伺服加速度计(日本TOKIMEC INC公司制造，TA25型)和线性加速度计(日本TOKYO AIR CRAFT INSTRUMENT公司制造，4311型)。另外，行驶加速度传感器可以是速度传感器与用于将速度传感器的输出进行微分以给出加速度的电路的组合。

控制装置可以包括用于从电池向马达提供电力的开关元件(例如，开关晶体管和半导体开关元件)及根据行驶加速度控制开关元件工作系数的工作控制电路。

这种情况中，工作控制电路通过输出具有预定频率，例如，大约100至1000赫兹或1至10毫秒的脉冲信号来打开和关闭开关元件以改变工作系数，从而将马达置于脉宽调制(PWM)控制之下。需注意开关元件的工作系数为该开关元件在预定频率下被打开和关闭时，“开”的时间相对于预定频率的比率。

速度传感器是一种检测电动自行车行驶速度的传感器。该速度传感器的例子为旋转编码器和用于测定驱动轮转速的转速表传感器。