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车辆及动力传递机构的异常监控方法与流程

2022-04-26 10:09:02 来源:中国专利 TAG:
车辆及动力传递机构的异常监控方法与流程

本发明涉及一种车辆及动力传递机构的异常监控方法。

背景技术

已知有利用马达的动力辅助曲柄踏板的踩踏力的电动辅助自行车(例如,专利文献1)。在电动辅助自行车中,由法规规定有辅助力的上限值及相对于车速的辅助比的上限值。例如,在日本的法规中,规定为如下。

“在使自行车以低于每小时24公里的速度行驶时,利用原动机补充人力的力相对于人力的比率根据(1)或(2)所示的速度的区分,分别为在(1)或(2)中规定的数值以下。

(1)低于每小时10公里的速度:2

(2)每小时10公里以上且低于每小时24公里的速度:从2减去自以每小时公里表示行驶速度的数值减去10来获得的数值除以7而得到的数值”

即,在日本的法规中,作为相对于车速的辅助比的上限值,如图8的粗实线所示,要求在车速到10km/h为止时辅助比的上限值为2,且车速为10km/h至24km/h为止之间时使辅助比从2逐渐减小至0。电动辅助自行车以作为成品车销售作为前提。即,通过将电动辅助自行车作为成品车来销售,具有以下特征。

(A)转矩传感器内置于辅助单元,难以改造、改装。(B)关于车速,在车轮或者驱动系统齿轮部内置脉冲发生器,根据其转速和变速的齿轮比及车轮的周长推断车速。此时,难以进行车轮尺寸的变更(大径化),且难以进行驱动系的改造、改装。

在成品车中,以这些特征为前提,保证不会伪造车速而辅助比脱离法规。

另一方面,还存在能够后安装于现有的自行车框架的电动辅助单元。例如,在专利文献2中记载有一种无需对现有的自行车框架加以较大的设计变更就能够后安装的电动辅助单元。

在先技术文献

专利文献1:日本特开平11-005583号公报

专利文献2:日本特开2001-039377号公报

在能够后安装的电动辅助单元中,当然也需要遵守法规。转矩传感器内置于后安装电动辅助单元,因此难以考虑变更辅助力。另一方面,后安装电动辅助单元通过变更安装对象的自行车或电动辅助单元的设置,能够容易地变更马达或曲柄的转速与车速之间的关系,由此有可能无法保证辅助比遵照法规。需要说明的是,该情况并不限于电动自行车,在法规上规定有相对于车速的辅助比的车辆中也有可能发生。



技术实现要素:

本发明提供一种即使在动力传递机构的整体或一部分被后安装或更换时也能够遵守相对于车速的辅助比的车辆及能够判定动力传递机构的整体或一部分由于后安装或更换而车辆不符合法规的状态的动力传递机构的异常监控方法。

第一发明是一种车辆,其具备:

输入部,其被输入驱动车辆的动力;

输出部,其将输入至所述输入部的动力输出;以及

动力传递机构,其将输入至所述输入部的所述动力传递给所述输出部,

其中,

根据第一变速比关联信息以及第二变速比关联信息,所述车辆判定所述动力传递机构的异常或者对利用所述动力传递机构的驱动进行抑制或禁止,

所述第一变速比关联信息是在第一时间获取的与作为所述动力传递机构的整体或一部分的传递区间的变速比相关联的信息,

所述第二变速比关联信息是在比所述第一时间靠后的第二时间获取的与所述传递区间的变速比相关联的信息。

第二发明是一种车辆,其具备:

输入部,其被输入驱动车辆的动力;

输出部,其将输入至所述输入部的动力输出;以及

动力传递机构,其将输入至所述输入部的所述动力传递给所述输出部。

其中,

根据第一速度信息以及第二速度信息,所述车辆判定所述动力传递机构的异常或者对利用所述动力传递机构的驱动进行抑制或禁止,

所述第一速度信息是根据预先获取的作为所述动力传递机构的整体或一部分的传递区间的变速比以及所述输入部的旋转状态量求出的所述车辆的速度,

所述第二速度信息是未利用所述变速比而获取的所述车辆的速度。

第三发明是一种动力传递机构的异常监控方法,所述动力传递机构搭载于车辆,其中,

所述动力传递机构的异常监控方法包括:

在第一时间获取第一变速比关联信息的步骤,该第一变速比关联信息是与作为所述动力传递机构的整体或一部分的传递区间的变速比相关联的信息;

在比所述第一时间靠后的第二时间获取第二变速比关联信息的步骤,该第二变速比关联信息是与所述传递区间的变速比相关联的信息;以及

根据所述第一变速比关联信息以及所述第二变速比关联信息,判定所述动力传递机构的异常或者对利用所述动力传递机构的驱动进行抑制或禁止的步骤。

发明效果

根据本发明,通过判定动力传递机构的整体或一部分的异常,或者抑制或禁止利用动力传递机构的整体或一部分的驱动,能够避免车辆不符合法规的状态。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的电动自行车的侧视图。

图2是包含一实施方式的电动辅助单元的动力传递机构的示意图。

图3是第一例的控制装置的功能框图。

图4A是第二例的控制装置的功能框图。

图4B是第二例的变形例的控制装置的功能框图。

图5是第三例的控制装置的功能框图。

图6是参照值设定处理的控制流程图。

图7是动力传递机构的异常判定处理的控制流程图。

图8是表示电动辅助自行车的辅助比与车速之间的关系的曲线图。

图9是第一变形例的动力传递机构的示意图。

图10是说明切换变速装置中的对电动辅助自行车的辅助比的影响的曲线图。

图11是第二变形例的动力传递机构的示意图。

图12是第三变形例的动力传递机构的示意图。

图13是第4变形例的动力传递机构的示意图。

具体实施方式

以下,参照附图,对作为本发明的车辆的一实施方式的电动自行车进行说明。

<车辆结构>

如图1所示,电动自行车10具备前轮73、后轮78、自行车框架67、蓄电池2以及利用由蓄电池2供给的电力来产生辅助力的电动辅助单元20,该电动自行车10是构成为能够输出由电动辅助单元20产生的辅助力的电动辅助自行车。

自行车框架67具备前端的头管68、从头管68向后下方且从车身前方向后方延伸的下管69、固定于下管69的后端并向左右延伸的支承管66(参照图2)、从支承管66向上方立起的鞍座管71以及从支承管66向后方侧延伸的左右一对后叉70。

在头管68可转向地支承有前叉72,在前叉72的下端轴支承有前轮73。在前叉72的上端设置有转向把手74。在从鞍座管71向后方侧延伸的左右一对后叉70的后端之间轴支承有作为驱动轮的后轮78。在上端具备座垫76的支承轴75以可调整座垫76的上下位置的方式安装于鞍座管71。

在座垫76的下方且鞍座管71的前部,可装卸地固定有向电动辅助单元20供给电力的蓄电池2。

在沿同轴贯通自行车框架67的支承管66的曲轴83的左端及右端连结有一对曲柄踏板79。施加于曲柄踏板79的踩踏力向曲轴83传递,并经由驱动链轮80向环状的链条82输入。链条82卷绕在驱动链轮80以及设置于后轮78的车轴的从动链轮81。

如图1及图2所示,电动辅助单元20构成为马达M以及曲轴83被单元化,且该电动辅助单元20能够后安装于自行车框架67的支承管66周围。因此,用户将已经拥有的或新拥有的非电动自行车拿到特定的制造者、销售者、修理者(以下,称为制造者等。)处,通过制造者等拆卸既有的曲轴并安装电动辅助单元20及蓄电池2,由此能够使非电动自行车电动化。另外,用户也可以从后安装电动辅助单元20而电动化的自行车的所有者借用。

电动辅助单元20中,马达M的输出轴21以及曲轴83平行地配置于壳体24的内部。曲轴83借助第一单向离合器28旋转自如地支承于筒状套筒26的内侧,在该套筒26的外周侧固定有与设置于马达M的输出轴21的马达输出齿轮21a啮合的从动齿轮26a及驱动链轮80。因此,马达M的转矩经由马达输出齿轮21a、从动齿轮26a及套筒26传递至驱动链轮80。

另外,在从动链轮81与后轮78之间设置有第二单向离合器32。

在如此构成的电动自行车10中,向前进方向(还称为正旋转方向)蹬踏曲柄踏板79时,第一单向离合器28卡合而曲轴83的正旋转动力经由套筒26传递至驱动链轮80,进而经由链条82传递至从动链轮81。此时,第二单向离合器32也卡合,由此传递至从动链轮81的正旋转动力传递至后轮78。

另一方面,向后退方向(还称为逆旋转方向)蹬踏曲柄踏板79时,第一单向离合器28不会卡合,曲轴83的逆旋转动力不会传递至套筒26,曲轴83空转。

另外,例如如向前进方向推进电动自行车10的情况那样,从后轮78输入前进方向(正旋转方向)的正旋转动力时,第二单向离合器32不会卡合,后轮78的正旋转动力不会传递至从动链轮81。因此,后轮78相对于从动链轮81相对旋转。另一方面,如向后退方向推进电动自行车10的情况那样,从后轮78输入后退方向(逆旋转方向)的逆旋转动力时,第二单向离合器32卡合而后轮78的逆旋转动力传递至从动链轮81,进而经由链条82传递至驱动链轮80。另外,此时,第一单向离合器28也卡合,因此传递至驱动链轮80的逆旋转动力传递至曲轴83及曲柄踏板79,曲轴83及曲柄踏板79逆旋转。

在电动辅助单元20设置有检测马达M的转速的马达转速传感器SE1。另外,在套筒26设置有检测通过驾驶员踩踏曲柄踏板79的力(以下,称为踏板踩踏力)而产生的转矩值Tq的转矩传感器SE2。马达转速传感器SE1由设置于马达M的输出轴21的外周部的磁铁及霍尔IC构成。转矩传感器SE2由配设于套筒26的外周部的磁致伸缩式转矩传感器构成。需要说明的是,在本实施方式中,为了简化说明,将马达输出齿轮21a与从动齿轮26a的齿轮比设为1,并设为马达M的转速和套筒26的转速始终一致。因此,马达转速传感器SE1的输出值能够视作套筒26的转速。在后轮78设置有获取后轮78的转速的后轮转速传感器SE3。

控制电动辅助单元20的控制装置40具备控制马达M的马达控制部41(参照图3~图5),马达控制部41根据转矩传感器SE2的输出值即转矩值Tq计算驾驶员踩踏曲柄踏板79的力(以下,称为踏板踩踏力),以产生根据该踏板踩踏力以及与电动辅助自行车1的车速相应的辅助比确定的辅助力的方式对马达M进行PWM控制。

在此,对电动自行车10的各部件的转速的关系以及变速比进行说明。

通常,变速比是相对于输入部的转速的输出部的转速。在电动自行车10中,输入部的转速是套筒26的转速,输出部的转速是后轮78的转速。在本实施方式中,将马达输出齿轮21a与从动齿轮26a的齿轮比设为1,因此套筒26的转速与利用马达转速传感器SE1检测出的马达M的转速相等。另外,套筒26的转速在第一单向离合器28卡合的状态下与曲轴83的转速相等。

套筒26的旋转通过驱动链轮80与从动链轮81的外径的不同而变速,进而被任意地设置于从动链轮81与后轮78之间的切换变速装置30进一步变速。这些构件构成将输入至套筒26的动力传递给后轮78的动力传递机构T。

若将输入部的转速即套筒26的转速设为Ni[rpm],将输出部的转速即后轮78的转速设为No[rpm],将驱动链轮80与从动链轮81的变速比设为Rg,并将切换变速装置30的变速比设为Rt,则后轮78的转速No[rpm]由以下式(1)表示。

No[rpm]=Ni[rpm]×Rg×Rt (1)

在式(1)中,若将驱动链轮80的外径设为D[m],并将从动链轮81的外径设为d[m],则驱动链轮80与从动链轮81的变速比Rg由以下式(2)表示。

Rg=πD/πd=D/d (2)

适当设定切换变速装置30的变速比Rt。

另外,若将动力传递机构T的变速比(以下,称为复合变速比)设为Rc,则如式(3)那样,复合变速比Rc由驱动链轮80与从动链轮81的变速比Rg同切换变速装置30的变速比Rt的乘积表示。需要说明的是,如本实施方式,在未设置切换变速装置30的电动自行车10中,为Rt=1。

Rc=Rg×Rt (3)

若利用式(3)改写式(1),则后轮78的转速No[rpm]利用套筒26的转速Ni[rpm]以及动力传递机构T的复合变速比Rc而由以下式(4)表示。

No[rpm]=Ni[rpm]×Rc (4)

另外,若利用式(4)的后轮78的转速No[rpm]以及后轮78的周长Ct[m],则电动自行车10的速度(以下,称为车速)No′[km/h]由以下式(5)表示。

No′[km/h]=Ni[rpm]×Rc×Ct[m]×60/1000 (5)

而且,若将电动自行车10在作为输入部的套筒26旋转一周的期间前进的距离(以下,称为行进距离)设为L[m],则行进距离L[m]由以下式(6)表示。

L[m]=Rc×Ct[m] (6)

设想成为图8所示的基准的电动自行车(图8的基准)时,驱动链轮80的齿数(前齿轮数量)为44且从动链轮81的齿数(后齿轮数量)为13,因此复合变速比Rc成为3.38,式(4)的后轮78的转速No[rpm]由以下式(7)表示。

No[rpm]=Ni[rpm]×3.38 (7)

另外,成为图8所示的基准的电动自行车(图8的基准)的后轮78的周长Ct为2096×10-3[m],因此式(5)的电动自行车10的车速No′[km/h]由以下式(8)表示。

No′[km/h]=Ni[rpm]×3.38×(2096×10-3[m])×60/1000 (8)

而且,成为图8所示的基准的电动自行车(图8的基准)的复合变速比Rc为3.38,后轮78的周长Ct为2096×10-3[m],因此式(6)的电动自行车10在电动自行车10的套筒26旋转一周的期间前进的行进距离L[m]由以下式(9)表示。

L[m]=3.38×2096×10-3[m]≈7084×10-3 (9)

马达控制部41已由制造者等预先以使电动自行车10符合法规的方式编程。在日本的法规中,如图8的实线(图10的实线P也相同)所示,车速到10[km/h]为止时辅助比的上限值为2,且车速在10[km/h]至24[km/h]为止的期间时,需要使辅助比从2逐渐减小至0。例如,如图8所示,控制装置40的马达控制部41已被编程为成为以单点划线(图8的基准)所示的辅助比,以使不超过日本的法规(实线)。需要说明的是,在图8的单点划线所示的例子中,设定为在低于10[km/h]的区域及10[km/h]至24[km/h]的区域,相对于辅助比的上限确保规定的余量(margin)。

然而,与预先组装有电动辅助单元20的成品车不同,在后安装电动辅助单元20的电动自行车10中比较容易进行改造、改装,可以设想电动自行车10错误地成为不符合法规的状态。例如,由于驱动链轮80被大径化(图8的Fr大径化)或从动链轮81被小径化(图8的Rr小径化)、后轮78被大径化(图8的车轮大径化),有可能成为不符合法规的状态。

为了避免放任这样的电动自行车10不符合法规的状态,通过以下示出的动力传递机构的异常判定处理,监控电动自行车10不符合法规的状态。

<控制装置>

如图3~图5所示,进行异常判定处理的控制装置40具备:上述的马达控制部41;存储器42,其存储第一变速比关联信息,所述第一变速比关联信息是在第一时间即组装电动辅助单元20时(以下,称为组装时)获取的与作为动力传递机构T的整体的传递区间的变速比相关联的信息;第一变速比关联信息获取部43,其从存储器42获取第一变速比关联信息;第二变速比关联信息获取部44,其获取第二变速比关联信息,所述第二变速比关联信息是第二时间即从电动辅助单元20的组装时经过规定时间后(以下,称为组装后)的与该传递区间的变速比相关联的信息;异常判定部45,其判定动力传递机构T的异常状态;以及通知部46,其通知动力传递机构T的异常状态等。需要说明的是,获取是指包含取得、计算、推断、检测的概念。

(第一例)

图3是第一例的功能框图。在第一例中,作为第一变速比关联信息及第二变速比关联信息,利用上述的复合变速比Rc。

在第一例中,制造者等在存储器42存储电动辅助单元20的组装时的动力传递机构T的复合变速比Rc(以下,将组装时的复合变速比Rc称为参照复合变速比Rc1)。参照复合变速比Rc1通过上述式(4)求出。即,从电动辅助单元20的组装时的输入部的转速Ni[rpm]以及输出部的转速No[rpm]计算。输入部的转速Ni[rpm]及输出部的转速No[rpm]由转速传感器等检测。在以下说明中,将马达M的转速用作输入部的转速Ni[rpm],将后轮78的转速用作输出部的转速No[rpm]。在本实施方式中,马达M的转速由马达转速传感器SE1检测,后轮78的转速由后轮转速传感器SE3检测。

第一变速比关联信息获取部43从存储器42获取参照复合变速比Rc1。第二变速比关联信息获取部44获取电动辅助单元20的组装后的、马达M的转速Ni[rpm]以及输出部的转速即后轮78的转速No[rpm],并计算动力传递机构T的复合变速比Rc(以下,将电动辅助单元20的组装后的复合变速比Rc称为当前复合变速比Rc2)。

异常判定部45对由第一变速比关联信息获取部43获取的参照复合变速比Rc1与由第二变速比关联信息获取部44计算出的当前复合变速比Rc2进行比较,在当前复合变速比Rc2大于参照复合变速比Rc1的情况下,判定动力传递机构T的异常。在此,对异常判定部45输入由转矩传感器SE2检测出的转矩值Tq。异常判定部45在转矩值为零时不进行异常判定。这是因为,若在基于踏板踩踏力或马达M的驱动力的转矩未发挥作用时进行电动辅助单元20的异常判定,则无法准确地获取动力传递机构T的变速比。通过在转矩传感器SE2的转矩值Tq大于零时进行动力传递机构T的异常判定等,能够提高判定精度。

需要说明的是,转矩传感器SE2的转矩值Tq大于零即可,无需使踏板踩踏力及马达M的驱动力中的至少一个必须传递至后轮78,以第二单向离合器32卡合的程度输出即可。反过来说,在异常判定处理时,控制装置40也可以以从马达M以第二单向离合器32卡合的程度输出驱动力的方式控制马达M。

存在动力传递机构T不符合法规等异常时,通知部46进行向驾驶员的注意显示或向制造者等、所有者通知。通过进行向驾驶员的注意显示,能够使驾驶员认识到动力传递机构T处于不符合法规状态。另外,通过向制造者等、所有者通知,制造者、所有者能够认识到有可能进行了动力传递机构T成为不符合法规状态的改造、改装。通知部46并不限于在动力传递机构T中存在上述异常时发出通知,也可以在当前复合变速比Rc2小于参照复合变速比Rc1时,也使驾驶员注意和/或向制造者等、所有者通知。

存在动力传递机构T不符合法规等异常时,马达控制部41能够抑制或禁止马达M的驱动。通过抑制或禁止马达M的驱动,能够避免电动自行车10在不符合法规的状态下行驶。抑制马达M的驱动是指,例如控制成从马达M只能输出较小的驱动力。另外,马达控制部41也可以根据当前复合变速比Rc2,控制成在不脱离法规的范围内从马达M输出驱动力。

(第二例)

图4A是第二例的功能框图。在第二例中,作为第一变速比关联信息及第二变速比关联信息,利用上述车速No′[km/h]。

在第二例中,制造者等在存储器42存储电动辅助单元20的组装时的车速No′[km/h](以下,将组装时的车速No′称为参照车速No′1)。参照车速No′1通过上述式(5)求出。即,参照车速No′1根据马达M的转速Ni[rpm](以下,将此时的马达M的转速称为Ni1[rpm])、动力传递机构T的参照复合变速比Rc1以及后轮78的周长Ct[m]计算。参照复合变速比Rc1与第一例同样地基于式(4)并根据马达M的转速Ni[rpm]以及后轮78的转速No[rpm]计算。

第一变速比关联信息获取部43从存储器42获取参照车速No′1[km/h]。第二变速比关联信息获取部44获取马达M的转速为Ni1[rpm]时的电动自行车10的实际的车速即实际车速No′2[km/h]作为电动辅助单元20的组装后的速度信息。在电动自行车10具备获取从全球定位系统(GPS:Global Positioning System)发送的速度信息的接收机11时,能够从接收机11获取实际车速No′2[km/h]。另外,实际车速No′2[km/h]还能够利用驾驶员所拥有的便携终端并根据从GPS发送的速度信息获取。而且,也可以代替从GPS获得的速度信息,在电动自行车10搭载有自行车计算机等测定装置12时,根据从测定装置12获得的速度信息获取实际车速No′2[km/h]。即,实际车速No′2[km/h]是不利用参照车速No′1[km/h]而获取的车速No′[km/h]。

异常判定部45对由第一变速比关联信息获取部43获取的参照车速No′1[km/h]与由第二变速比关联信息获取部44获取的实际车速No′2[km/h]进行比较,在实际车速No′2[km/h]大于参照车速No′1[km/h]时,判定动力传递机构T的异常。对异常判定部45输入由转矩传感器SE2检测出的转矩值Tq,转矩值为零时不进行异常判定,这一点与第一例相同。通知部46及马达控制部41的功能与第一例相同。在利用车速No′[km/h]作为第一变速比关联信息及第二变速比关联信息时,车速No′[km/h]还包含后轮78的周长Ct的成分,因此能够判定基于后轮78的大径化的异常和基于后轮78的小径化的异常。

(第二例的变形例)

图4B是第二例的变形例的功能框图。在上述第二例中,第二变速比关联信息获取部44需要在与计算出参照车速No′1[km/h]时相同的、在电动辅助单元20的组装后马达M的转速为Ni1[rpm]时,获取电动自行车10的实际的车速即实际车速No′2[km/h]。然而,第二变速比关联信息获取部44在电动辅助单元20的组装后,能够与马达M的转速Ni[rpm]无关地,根据对上述式(5)变形而得的以下式(10)获取当前复合变速比Rc2。

Rc=No′[km/h]×1/Ni[rpm]×1/Ct[m]×1000/60 (10)

具体而言,第二变速比关联信息获取部44从存储器42获取后轮78的周长Ct[m],从马达转速传感器SE1获取马达M的转速Ni[rpm],从GPS、测定装置12获取实际车速No′2[km/h]作为速度信息,并根据式(10)计算当前复合变速比Rc2。

然后,异常判定部45也可以对存储于存储器42的参照复合变速比Rc1与由第二变速比关联信息获取部44计算出的当前复合变速比Rc2进行比较,在当前复合变速比Rc2大于参照复合变速比Rc1时,判定动力传递机构T的异常。对异常判定部45输入由转矩传感器SE2检测出的转矩值Tq,在转矩值为零时不进行异常判定,这一点与第一例相同。通知部46及马达控制部41的功能与第一例相同。在利用从式(10)获得的当前复合变速比Rc2时,用于计算当前复合变速比Rc2的车速No′[km/h]包含后轮78的周长Ct的成分,因此能够判定基于后轮78的大径化的异常和基于后轮78的小径化的异常。

另外,根据本变形例,在电动辅助单元20的组装后,能够与马达M的转速Ni[rpm]无关地判定动力传递机构T的异常。

(第三例)

图5是第三例的功能框图。在第三例中,作为第一变速比关联信息及第二变速比关联信息,利用上述行进距离L[m]。

在第三例中,制造者等在存储器42存储电动辅助单元20的组装时的行进距离L[m](以下,将组装时的行进距离L称为参照行进距离L1)。参照行进距离L1[m]基于式(6)并根据参照复合变速比Rc1以及后轮78的周长Ct[m]计算。关于参照复合变速比Rc1,如第一例中的说明所述,因此在此省略说明。

第一变速比关联信息获取部43从存储器42获取参照行进距离L1[m]。第二变速比关联信息获取部44获取行进距离L[m](以下,将电动辅助单元20的组装后的行进距离L称为实际行进距离L2)作为电动辅助单元20的组装后的移动距离信息。在电动自行车10具备获取从全球定位系统(GPS:Global Positioning System)发送的移动距离信息的接收机11时,能够从接收机11获取实际行进距离L2[m]。另外,实际行进距离L2[m]还能够利用驾驶员所拥有的便携终端并根据从GPS发送的移动距离信息获取。而且,也可以代替从GPS获得的移动距离信息,在电动自行车10搭载有自行车计算机等测定装置12时,根据从测定装置12获得的移动距离信息获取实际行进距离L2[m]。即,实际行进距离L2[m]是不利用参照行进距离L1而获取的行进距离L。

异常判定部45对由第一变速比关联信息获取部43获取的参照行进距离L1[m]与由第二变速比关联信息获取部44获取的实际行进距离L2[m]进行比较,在实际行进距离L2[m]大于参照行进距离L1[m]时,判定动力传递机构T的异常。对异常判定部45输入由转矩传感器SE2检测出的转矩值Tq,在转矩值为零时不进行异常判定,这一点与第一例相同。通知部46及马达控制部41的功能与第一例相同。利用行进距离L[m]作为第一变速比关联信息及第二变速比关联信息时,行进距离L[m]包含后轮78的周长Ct的成分,因此能够判定基于后轮78的大径化的异常和基于后轮78的小径化的异常。

以下,参照图6及图7,对由控制装置40进行的参照值设定处理及动力传递机构的异常判定处理进行说明。在参照值设定处理及动力传递机构的异常判定处理中,利用第一例(图3)进行说明,但对于第二例(图4A)、第二例的变形例(图4B)、第三例(图5)也能够同样地进行。

<参照值设定处理>

参照值设定处理是为了之后进行的动力传递机构的异常判定处理,而获取电动辅助单元20的组装时的复合变速比Rc即参照复合变速比Rc1的处理。

如图6所示,首先,制造者等蹬踏电动自行车10来测定马达M的转速Ni[rpm](S11),并且测定后轮78的转速No[rpm](S12)。这些测定可以在滚轴(自行车训练器)上不移动电动自行车10而进行蹬踏来进行,也可以实际行驶电动自行车10来进行。

接着,利用在步骤S11中获得的马达M的转速Ni[rpm]以及在步骤S12中获得的后轮78的转速No[rpm],根据上述式(4)计算参照复合变速比Rc1(S13)。

在步骤S13中获得的参照复合变速比Rc1由制造者等存储于控制装置40的存储器42。需要说明的是,该参照复合变速比Rc1无需必须存储于控制装置40的存储器42,也可以存储于制造者等能够访问的服务器。通过事先存储于控制装置40的存储器42,从而无论通信环境如何都能够获取参照复合变速比Rc1。

<动力传递机构的异常判定处理>

动力传递机的异常判定处理是在电动辅助单元20的组装后判定动力传递机构T的异常的处理,是在电动辅助单元20的组装后检测动力传递机构T处于不符合法规状态的处理。

如图7所示,控制装置40在电动自行车10的行驶中等待经过规定的控制时间(S21)后,测定马达M的转速Ni[rpm](S22),并且测定后轮78的转速No[rpm](S23)。接着,根据在步骤S22中测定出的马达M的转速Ni[rpm]以及在步骤S23中测定出的后轮78的转速No[rpm],并基于上述式(4)计算当前复合变速比Rc2(S24)。

接着,对存储于存储器42的参照复合变速比Rc1与当前复合变速比Rc2进行比较(S25),若当前复合变速比Rc2为参照复合变速比Rc1以下(S25的“是”),则判定为动力传递机构T处于符合法规状态(正常判定)(S26)。另一方面,若当前复合变速比Rc2不是参照复合变速比Rc1以下,即,当前复合变速比Rc2大于参照复合变速比Rc1(S25的“否”),接着测定作用于套筒26的转矩值Tq(S27),判定转矩值Tq是否为零(S28)。

其结果,转矩值Tq为零时(S28的“是”),保留异常判定(S29),控制流程返回步骤S22。另外,转矩值Tq不是零时(S28的“否”),即,对套筒26输入有基于踏板踩踏力或马达M的驱动力的转矩时,判定为动力传递机构T暂定地处于不符合法规状态(暂定的异常状态)(S30)。

判定为动力传递机构T暂定地处于不符合法规状态(暂定的异常状态)时,对检测出为暂定的异常状态之后的经过时间(以下,称为异常持续时间WT)进行计测(S31),检测异常持续时间WT是否在规定时间Tlim内(S32)。其结果是,若异常持续时间WT在规定时间Tlim内(S32的“是”),则判定为动力传递机构T暂时处于不符合法规状态(暂时的异常状态)(S33),控制处理返回步骤S22。另一方面,在步骤S32中,若异常持续时间WT超过规定时间Tlim(S32的“否”),则异常判定为动力传递机构T长久持续处于不符合法规状态(长久持续的异常状态)(S34),进行异常应对动作(S35)。

异常应对动作包含上述基于通知部46的向驾驶员的注意显示、向制造者等、所有者的通知、由马达控制部41抑制或禁止马达M的驱动。

另外,作为异常应对动作,控制装置40可以根据在步骤S24中获得的当前复合变速比Rc2更新辅助控制的程序。由此,在更新后,通过根据改造、改装后的动力传递机构T新设定的程序控制马达M,因此能够使电动自行车10从不符合法规的状态恢复到符合法规的状态。

另外,在步骤S25中,当前复合变速比Rc2为参照复合变速比Rc1以下(S25的“是”)时,动力传递机构T是符合法规状态,但当前复合变速比Rc2与参照复合变速比Rc1背离规定以上时,可以判定为在变速比中发生了变化的其他异常状态。

另外,在步骤S28中,判定了作用于套筒26的转矩值Tq是否为零,但也可以判定由马达M产生的转矩值是否为零。换言之,在转矩流动方向上将设置有曲柄踏板79的曲轴83设为最上游侧时,转矩传感器SE2可以获取比第一单向离合器28靠下游侧的转矩。

需要说明的是,本发明并不限定于上述实施方式,能够适当变形、改良等。

图9是第一变形例的动力传递机构T的示意图。

第一变形例的动力传递机构T包含能够在从动链轮81与第二单向离合器32之间切换变速比的切换变速装置30。

因此,第一变形例的动力传递机构T的变速比成为将根据驱动链轮80及从动链轮81的齿数(齿轮数量)确定的变速比和切换变速装置30的变速比相乘得到的值。这样,即使是包含切换变速装置30的动力传递机构T,也能够通过上述的参照值设定处理及动力传递机构的异常判定处理来进行动力传递机构T的异常判定。

需要说明的是,在动力传递机构T包含切换变速装置30的情况下,在参照值设定处理中存储于存储器42的信息是切换变速装置30处于作为最大变速比的变速挡时的参照复合变速比Rc1。例如,在三挡的切换变速装置30中,在变速比以一挡、二挡、三挡依次变大的情况下,若沿着预先设定的程序控制马达M,则在一挡及二挡的变速挡中,如图10的T1的单点划线、T2的双点划线所示,维持符合法规的状态,但在三挡的变速挡中,如图10的T3的虚线所示,有可能产生不符合法规的情况。在动力传递机构T包含能够切换变速比的切换变速装置30的情况下,基于切换变速装置30处于作为最大变速比的变速挡时的变速比设定参照复合变速比Rc1,由此能够精度更良好地判定电动自行车10不符合法规的状态。

图11是第二变形例的动力传递机构T的示意图。

在上述实施方式中,构成为将马达输出齿轮21a与从动齿轮26a的齿轮比设为1,且套筒26的转速与马达M的转速一致,但在第二变形例中,套筒26的转速与马达M的转速不一致,在马达输出齿轮21a与从动齿轮26a之间进行规定的变速。

当具体地进行说明时,电动辅助单元20具有马达M的输出轴21、空转轴22以及曲轴83,这些构件平行地配置于壳体24的内部。曲轴83借助第一单向离合器28旋转自如地支承于筒状的套筒26的内侧,在该套筒26的外周侧固定有从动齿轮26a及驱动链轮80。在空转轴22设置有与设置于马达M的输出轴21的马达输出齿轮21a啮合的中间从动齿轮22a以及与设置于曲轴83的从动齿轮26a啮合的中间驱动齿轮22b,马达M的转矩经由马达输出齿轮21a、中间从动齿轮22a、空转轴22、中间驱动齿轮22b、从动齿轮26a及套筒26传递至驱动链轮80。

该第二变形例的动力传递机构T的复合变速比Rc成为将驱动链轮80与从动链轮81的变速比、马达输出齿轮21a至从动齿轮26a为止的变速比以及切换变速装置30的变速比相乘得到的值。

在这样的动力传递机构T的异常判定中,可以将转速传感器配置于套筒26,并根据将套筒26至后轮78为止的变速比即驱动链轮80与从动链轮81的变速比同切换变速装置30的变速比相乘而得的值相关联的变速比信息,进行上述的参照值设定处理及动力传递机构的异常判定处理。

另外,在动力传递机构T的异常判定中,并不限于与动力传递机构T的整体的变速比相关联的变速比信息,也可以根据套筒26至后轮78为止的动力传递机构T的一部分的变速比,进行上述的参照值设定处理及动力传递机构的异常判定处理。

需要说明的是,在上述实施方式及第一、第二变形例的电动辅助单元20中,马达M的输出轴21与曲轴83平行地配置,但如图12所示的第三变形例,马达M的输出轴21也可以相对于曲轴83垂直配置。马达M的动力例如通过锥齿轮机构等向空转轴22传递。

图13是第4变形例的动力传递机构T的示意图。

如图13所示,第4变形例的动力传递机构T构成为如下:链条82卷绕在驱动链轮80、马达M的马达输出齿轮21a及设置于后轮78的车轴的从动链轮81,马达M的动力直接传递至链条82。即使是这样的动力传递机构T,也能够通过上述的参照值设定处理及动力传递机构的异常判定处理,进行动力传递机构T的异常判定。

以上,参照附图对各种实施方式进行了说明,但本发明当然不限定于这种例子。本领域技术人员应当明白,能够在技术方案中记载的范畴内想到各种变更例或修正例,并且这些当然也属于本发明的技术范围内。另外,可以在不脱离发明宗旨的范围内任意地组合上述实施方式中的各构成要素。

例如,作为车辆例示了电动自行车10,但并不限于此,也可以是没有来自曲柄踏板79的输入的二轮车、二轮车以外的三轮车、四轮车。

另外,本说明书中至少记载有以下事项。需要说明的是,在括弧内示出了上述实施方式中相对应的构成要素等,但并不限定于此。

(1)一种车辆,其具备:

输入部(套筒26),其被输入驱动车辆(电动自行车10)的动力;

输出部(后轮78),其将输入至所述输入部的动力输出;以及

动力传递机构(动力传递机构T),其将输入至所述输入部的所述动力传递给所述输出部,

其中,

根据第一变速比关联信息(参照复合变速比Rc1、参照车速No′1、参照行进距离L1)以及第二变速比关联信息(当前复合变速比Rc2、实际车速No′2、实际行进距离L2),所述车辆判定所述动力传递机构的异常或者对利用所述动力传递机构的驱动进行抑制或禁止,

所述第一变速比关联信息是在第一时间获取的与作为所述动力传递机构的整体或一部分的传递区间的变速比(复合变速比Rc)相关联的信息,

所述第二变速比关联信息是在比所述第一时间靠后的第二时间获取的与所述传递区间的变速比(复合变速比Rc)相关联的信息。

根据(1),在由于不适当的改造、改装等而在变速比关联信息发生了变化的情况下,根据作为不适当的改造、改装前后的变速比关联信息的第一变速比关联信息以及第二变速比关联信息判定动力传递机构的异常,或者作为不适当的改造、改装前后的变速比关联信息的第一变速比关联信息以及第二变速比关联信息抑制或禁止利用动力传递机构的驱动,由此能够避免车辆不符合法规的状态。

(2)根据(1)所述的车辆,其中,

所述车辆还具备存储部(存储器42),所述存储部存储所述第一变速比关联信息。

根据(2),车辆具备存储第一变速比关联信息的存储部,因此不论通信环境如何都能够获取第一变速比关联信息。

(3)根据(1)或(2)所述的车辆,其中,

所述车辆还具备第二变速比关联信息获取部(第二变速比关联信息获取部44),所述第二变速比关联信息获取部获取所述第二变速比关联信息。

根据(3),车辆还具备获取第二变速比关联信息的变速比关联信息获取部,因此能够在车辆行驶中获取第二变速比关联信息。

(4)根据(3)所述的车辆,其中,

所述第二变速比关联信息获取部从全球定位系统获取行驶信息(实际车速No′2、实际行进距离L2)。

根据(4),通过利用全球定位系统能够获取行驶信息。

(5)根据(4)所述的车辆,其中,

所述车辆还具备接收机(接收机11),所述接收机获取从所述全球定位系统发送的所述行驶信息。

根据(5),即使驾驶员不携带接收机也能够获取从全球定位系统发送的行驶信息。

(6)根据(3)所述的车辆,其中,

所述车辆还具备测定装置(测定装置12),所述测定装置测定所述车辆的行驶信息,

所述第二变速比关联信息获取部从所述测定装置获取行驶信息(实际车速No′2、实际行进距离L2)。

根据(6),即使不利用全球定位系统也能够从车速测定装置获取行驶信息。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的车辆,其中,

所述第一变速比关联信息及所述第二变速比关联信息是所述动力传递机构的变速比(复合变速比Rc)、所述车辆的速度(车速No′)或所述车辆在所述输入部旋转一周的期间前进的行进距离(行进距离L)。

根据(7),通过对不适当的改造、改装前后的动力传递机构的变速比、车辆的速度或车辆在输入部旋转一周的期间前进的行进距离进行比较,能够容易检测出车辆不符合法规的状态。另外,车辆的速度及车辆在输入部旋转一周的期间前进的行进距离包含输出部的周长的成分,因此还能够判定将输出部大径化时的异常及将输出部小径化时的异常。

(8)根据(7)所述的车辆,其中,

所述第一变速比关联信息及所述第二变速比关联信息是所述车辆的速度。

根据(8),通过对不适当的改造、改装前后的车速进行比较,能够容易检测出车辆不符合法规的状态。另外,车速包含输出部的周长的成分,因此还能够判定将输出部大径化时的异常。

(9)根据(1)至(8)中任一项所述的车辆,其中,

所述车辆还具备动力获取部(转矩传感器SE2),所述动力获取部获取输入至所述输入部的动力,

在所述动力获取部所获取的所述动力大于零时,所述车辆判定所述动力传递机构的异常或者对利用所述动力传递机构的驱动进行抑制或禁止。

根据(9),若在动力没有作用于输入部时进行动力传递机构的异常判定等,则有时无法准确地获取变速比,因此通过在动力获取部所获取的动力大于零时进行动力传递机构的异常判定等,能够提高判定精度。

(10)根据(9)所述的车辆,其中,

所述车辆还具备:

曲轴(曲轴83),其被输入乘员的踩踏力;

马达(马达M),其辅助所述踩踏力;

输入轴(套筒26),其被输入所述马达的动力;以及

单向离合器(第一单向离合器28),其夹装于所述曲轴与所述输入轴之间,

所述动力获取部设置成获取比所述单向离合器靠下游侧的动力。

根据(10),在转矩流动方向上将曲轴设为最上游侧的电动辅助车辆中,在比单向离合器靠下游侧的位置设置动力获取部,因此能够根据马达的动力输入,以高判定精度进行动力传递机构的异常判定等。

(11)根据(1)至(10)中任一项所述的车辆,其中,

所述动力传递机构包含能够切换变速比的切换变速装置(切换变速装置30),

所述第一变速比关联信息是所述切换变速装置处于作为最大变速比的变速挡的情况下的变速比关联信息。

根据(11),在动力传递机构包含能够切换变速比的切换变速装置的情况下,通过将切换变速装置处于作为最大变速比的变速挡的情况下的变速比关联信息设为第一变速比关联信息,能够以更高精度判定车辆不符合法规的状态。

(12)根据(1)至(11)中任一项所述的车辆,其中,

在所述第二变速比关联信息相对于所述第一变速比关联信息示出所述动力传递机构的变速比增加时,所述车辆判定所述动力传递机构的异常。

根据(12),在动力传递机构的变速比减少时,车辆不会成为不符合法规的状态,因此通过在动力传递机构的变速比增加时判定异常,能够适当地判定车辆不符合法规的状态。

(13)根据(1)至(12)中任一项所述的车辆,其中,

所述车辆构成为能够判定所述动力传递机构的异常,

所述车辆在判定出所述动力传递机构的异常时,进行注意显示。

根据(13),能够使乘员认识到动力传递机构处于不符合法规状态。

(14)根据(1)至(13)中任一项所述的车辆,其中,

所述车辆构成为能够判定所述动力传递机构的异常,

所述车辆在判定出所述动力传递机构的异常时,通知使用者、所有者、制造者、销售者、修理者中的至少一个。

根据(14),能够使使用者等认识到进行了动力传递机构成为不符合法规状态的改造、改装。

(15)一种车辆,其具备:

输入部(套筒26),其被输入驱动车辆(电动自行车10)的动力;

输出部(后轮78),其将输入至所述输入部的动力输出;以及

动力传递机构(动力传递机构T),其将输入至所述输入部的所述动力传递给所述输出部,

其中,

根据第一速度信息(参照车速No′1)以及第二速度信息(实际车速No′2),所述车辆判定所述动力传递机构的异常或者对利用所述动力传递机构的驱动进行抑制或禁止,

所述第一速度信息是根据预先获取的作为所述动力传递机构的整体或一部分的传递区间的变速比(参照复合变速比Rc1)以及所述输入部的旋转状态量(转速Ni)求出的所述车辆的速度(车速No′),

所述第二速度信息是未利用所述变速比而获取的所述车辆的速度(车速No′)。

根据(15),在由于不适当的改造、改装等而在变速比关联信息发生了变化的情况下,通过根据作为不适当的改造、改装前后的速度信息的第一速度信息以及第二速度信息判定动力传递机构的异常,或者根据作为不适当的改造、改装前后的速度信息的第一速度信息以及第二速度信息抑制或禁止利用动力传递机构的驱动,能够避免车辆不符合法规的状态。

(16)一种动力传递机构(动力传递机构T)的异常监控方法,所述动力传递机构搭载于车辆(电动自行车10),其中,

所述动力传递机构的异常监控方法包括:

在第一时间获取第一变速比关联信息(参照复合变速比Rc1、参照车速No′1、参照行进距离L1)的步骤,该第一变速比关联信息是与作为所述动力传递机构的整体或一部分的传递区间的变速比(复合变速比Rc)相关联的信息;

在比所述第一时间靠后的第二时间获取第二变速比关联信息(当前复合变速比Rc2、实际车速No′2、实际行进距离L2)的步骤,该第二变速比关联信息是与所述传递区间的变速比相关联的信息;以及

根据所述第一变速比关联信息以及所述第二变速比关联信息,判定所述动力传递机构的异常或者对利用所述动力传递机构的驱动进行抑制或禁止的步骤。

根据(16),在由于不适当的改造、改装等而在变速比关联信息发生了变化的情况下,通过根据作为不适当的改造、改装前后的变速比关联信息的第一变速比关联信息以及第二变速比关联信息判定动力传递机构的异常,或者根据作为不适当的改造、改装前后的变速比关联信息的第一变速比关联信息以及第二变速比关联信息抑制或禁止利用动力传递机构的驱动,能够避免车辆不符合法规的状态。

需要说明的是,本申请基于2019年9月11日申请的日本专利申请(专利申请2019-165698),其内容作为参考援用于本申请中。

附图标记说明:

10 电动自行车(车辆);

11 接收机;

12 测定装置;

26 套筒(输入部);

28 第一单向离合器(单向离合器);

30 切换变速装置;

42 存储器(存储部);

44 第二变速比关联信息获取部;

78 后轮(输出部);

83 曲轴;

M 马达;

T 动力传递机构;

SE2 转矩传感器(动力获取部)。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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