CN102963483B

CN102963483B - 自行车用控制装置

Info

Publication number: CN102963483B
Application number: CN201210259865.0A
Authority: CN
Inventors: 小松厚志
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: DE102012107937A1; JP5237421B2; US20130054065A1; US8972086B2; DE102012107937B4; JP2013047082A; CN102963483A; TWI473743B; TW201313548A

Abstract

本发明提供一种自行车用控制装置，该自行车具有行驶辅助用电动机以及变速器的自行车。在实现顺畅的变速动作的同时抑制骑乘者的负荷增加。接收部（151b、175a、175b）接收变速的指示。输出控制部（151a）具有第一控制和第二控制，第二控制中仅在曲柄位于包含上下止点的规定的范围时使行驶辅助用电动机（161）的输出比第一控制中的行驶辅助用电动机（161）的输出小，并且该输出控制部对应踏力使行驶辅助用电动机（161）的输出变化。输出控制部（151a）在接收到所述变速的指示时将第一控制切换到第二控制。

Description

自行车用控制装置

技术领域

本发明涉及一种自行车用控制装置，控制具有行驶辅助用电动机以及变速器的自行车。

背景技术

除了人的踏力，还由马达驱动力进行行驶辅助的电动辅助自行车最近普及起来。该电动辅助自行车上装备有变速器的情况下，为使该变速器进行的变速动作顺畅进行，在专利文献1中公开了这样的控制，存在变速指示的操作时，使来自行驶用马达的辅助动力的供给暂时停止或降低，规定时间后再次开放辅助动力的供给。该控制中，由于在辅助动力的供给停止或降低期间执行变速动作，所以变速器容易变速。

专利文献1：日本专利特开2004－268854号公报

在专利文献1所公开的控制中，由于变速动作前后的规定期间，辅助动力的供给被限制在规定值以下，所以存在骑乘者受到的负荷变大的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有行驶辅助用电动机以及变速器的自行车的自行车用控制装置，能够实现顺畅的变速动作并同时抑制变速时骑乘者的负荷的增加。

发明1涉及的自行车用控制装置是控制具有行驶辅助用电动机以及变速器的自行车的装置。自行车用控制装置具有接收部和输出控制部。接收部接收变速的指示。输出控制部包含第一控制和第二控制，该第二控制中仅在曲柄位于包含上下止点的规定的范围时使行驶辅助用电动机的输出比第一控制中的行驶辅助用电动机的输出小，并且该输出控制部对应踏力使行驶辅助用电动机的输出变化。输出控制部在接收到变速的指示时将第一控制切换到第二控制。

该自行车用控制装置中，当接收对变速器的变速指示时，将行驶辅助用电动机的输出的控制从第一控制切换到第二控制。在第二控制中，由于判断为曲柄处于包含上下止点的规定的范围的期间时的行驶辅助用电动机的输出比第一控制小，所以作用于变速器和/或链条的负荷容易变小。其结果，变速动作能够顺畅地执行。另一方面，判断为曲柄处于规定的范围的期间以外，在第二控制中，由于能够得到与第一控制同样的行驶辅助用电动机的输出，所以骑乘者的负荷的增加得以抑制。

发明2所涉及的自行车用控制装置，在发明1所涉及的自行车用控制装置中，变速器包含变速用电动机。还设有基于变速的指示来使变速用电动机动作的变速控制部。变速控制部在第二控制中的行驶辅助用电动机的输出的最小值附近使变速用电动机动作。

在此，由于在行驶辅助用电动机的输出为最小值附近的时机（timing）下进行变速动作，所以作用于变速器和/或链条的负荷容易变小，变速动作变得顺畅。

发明3所涉及的自行车用控制装置，在发明1或2所涉及的自行车用控制装置中，还设有测量所述踏力的测量部。在第二控制中，当踏力变为最小时行驶辅助用电动机的输出也变为最小。

这种情况下，踏力最小时，变速用电动机的输出也最小。即、总体的驱动力最小。因此，在该时机下，作用于变速器和/或链条的负荷容易变小，变速器容易变速。

发明4所涉及的自行车用控制装置，在发明3所涉及的自行车用控制装置中，测量部测量作用于曲柄轴上的旋转力矩作为踏力。

变速时，为了减小作用于变速器和/或链条的负荷，作用于曲柄轴上的旋转力矩小是理想的。本发明中，旋转力矩为最小时，行驶辅助用电动机的输出也最小，驱动力的总值最小，所以变速动作可顺畅进行。

发明5所涉及的自行车用控制装置，在发明3或4所涉及的自行车用控制装置中，输出控制部当踏力处于规定的范围时，判断为曲柄处于包含上下止点的规定的范围。

这种情况下，能够根据踏力的测量结果判断曲柄是否处于规定的范围。由于不需要独立的传感器判断曲柄是否处于规定的范围，所以采用本发明的自行车的结构容易得以简化。

发明6所涉及的自行车用控制装置，在发明1～4任一发明所涉及的自行车用控制装置中，还设有检测曲柄的位置的检测部。输出控制部基于检测部的检测结果来判断曲柄处于包含上下止点的规定的范围。

这种情况下，由检测部更可靠地判断曲柄处于规定的范围的情况。因此，行驶辅助用电动机的输出容易被适当控制，容易更可靠地实现顺畅的变速动作。

发明7所涉及的自行车用控制装置，在发明1～6任一发明所涉及的自行车用控制装置中，所述变速器是内装变速器。

内装变速器是使用了齿轮的变速器，根据其安装位置有称作后轮毂变速器的和称作曲柄轴变速器的。该内装变速器中，一般地传递的转矩小时的变速动作比传递的转矩大时的变速动作顺畅。本发明中变速动作时，在包含曲柄的上下止点的规定的范围内，施加给变速器的转矩小，所以能够实现顺畅的变速动作。

发明8所涉及的自行车用控制装置，在发明1～6任一发明所涉及的自行车用控制装置中，所述变速器是外装变速器。

外装变速器是通过由拨链器使链条在链轮之间移动来进行变速的变速器。在曲柄轴的链轮之间挂装了链条的前拨链器以及/或者在后轮的链轮之间挂装了链条的后拨链器由从换挡器（shifter）延伸的闸线（线缆）或电动马达驱动，从而进行变速。在该外装变速器中，即使某种程度的张力施加给链条，对变速动作的不良影响也少，但是当过度的张力施加给链条时变速困难。但是，根据本发明，变速动作时在包含曲柄的上下止点的规定的范围内，由于没有过度的张力施加给链条，所以变速动作变得顺畅。

发明9所涉及的自行车用控制装置，在发明1～8任一发明所涉及的自行车用控制装置中，行驶辅助用电动机使自行车的链条驱动。

这种情况下，经由曲柄传递来人的踏力的链条还通过行驶辅助用电动机直接或间接驱动。变速动作时，在包含曲柄的上下止点的规定的范围内，链条的张力由于本发明的结构而变小，所以变速动作变得顺畅。

〔发明的效果〕

本发明中，当接收变速指示时，行驶辅助用电动机的输出的控制被切换，判断为曲柄处于包含上下止点的规定的范围的期间时的行驶辅助用电动机的输出比变速指示接收前小。其结果，变速时变速器以及/或者链条受到的负荷容易变小，变速执行顺畅。另一方面，曲柄处于规定的范围的期间以外，即使接收变速指示以后，也能够得到与变速指示接收之前相同的行驶辅助用电动机的输出，所以骑乘者的负荷的增加得以抑制。

附图说明

图1是采用本发明第一实施方式的自行车的侧面图。

图2是表示采用本发明第一实施方式的自行车的自行车用电装系统的结构的框图。

图3是曲柄位置传感器的正面放大图。

图4是自行车的手把部的立体图。

图5是本发明第一实施方式的自行车用控制装置的框图。

图6（A）是不进行抑制行驶辅助用电动机的脉动的控制的情况下的行驶辅助用电动机的输出的一例（第二控制中行驶辅助用电动机的输出的一例）；图6（B）是进行抑制行驶辅助用电动机的脉动的控制的情况下的行驶辅助用电动机的输出的一例（第一控制中行驶辅助用电动机的输出的一例）。

图7（A）～（D）是表示由检测部判断曲柄位置的一例的动作图。

图8是变速控制处理的主程序（main routine）的流程图的一例。

图9是自动变速处理的流程图的一例。

图10是手动变速处理的流程图的一例。

图11是变速时行驶辅助用电动机的输出变化的一例。

附图标记说明：

101自行车；105a辅助机构；116曲柄轴；118曲柄臂；118a右曲柄臂；118b左曲柄臂；130内装变速轮毂；141转矩传感器；142曲柄位置传感器；151控制部；151a输出控制部；151b变速控制部；151c检测部；161行驶辅助用电动机；171变速用电动机；191速度传感器；175a第一变速操作按钮；175b第二变速操作按钮。

具体实施方式

<第一实施方式>

（1）结构

<整体结构>

图1中，采用本发明第一实施方式的自行车101是由辅助机构105a对人力驱动进行辅助的辅助自行车。自行车101设有：具有车架体102a和前叉102b的车架102、手把部104、驱动部105、前轮106f、后轮106r、未图示的前制动装置和后制动装置、前照灯123。另外，如图2所示，自行车101具有由自行车用的多个电装件构成的电装系统150。作为电装件设有控制部151、辅助机构105a、充电池105b、悬架单元122a、变速单元170、前照灯123、变速操作部175、发电轮毂190。

<各结构>

以下，说明位置关系时，使用左或右的表达方式，但是此处所谓左或右是指从后方观察自行车101的情况下的左右。

<车架>

如图1所示，前叉102b以绕相对于车架体102a的前部倾斜的轴自由摆动的方式装设在该车架体102a的前部。在前叉102b的前面设置使用LED的节能型前照灯123。在车架体102a上安装包含车座111以及手把部104的各部分。在车架体102a的下部中央设置用于支承后述的曲柄轴116的悬架部122。

在悬架部122上设置具有转矩传感器141和曲柄位置传感器142的悬架单元122a。转矩传感器141将作用于后述的曲柄轴161上的旋转力矩作为踏力测量。另外，转矩传感器141是测量踏力的测量部的一例。转矩传感器141非接触检测曲柄轴116的转矩，或者接触曲柄轴116或接触分别固定在曲柄轴116的两端的曲柄臂118而检测曲柄轴116的转矩。例如，转矩传感器141由具有设于曲柄轴116上的磁致应变（磁歪）元件和与该磁致应变元件相对配置的检测线圈的磁致应变传感器、设于曲柄轴116或曲柄臂118上的应变规（歪みゲ一ジ）、或设于支承曲柄轴116的悬架部122上的应变规实现。转矩传感器141不限于这些结构。也可以是对应作用于曲柄轴116上的转矩而输出变化的传感器。曲柄位置传感器142是用于掌握曲柄臂118的位置的传感器，为了检测曲柄臂118是否相对于上下止点位于规定的范围内而设置。曲柄位置传感器142是检测曲柄的位置的检测部的一例。

以下，关于曲柄位置传感器142进行详细说明。

（曲柄位置传感器）

为了检测分别固定在曲柄116的两端的曲柄臂118的位置，在自行车101上安装图3所示的曲柄位置传感器142。曲柄位置传感器142具有设于曲柄臂118上的磁铁45、设于车架体102a的悬架部122上的第一霍尔元件46a以及第二霍尔元件46b。

磁铁45形成为环状，在周向上邻接配置S极45a和N极45b。在本实施方式中，磁铁45通过固定部件48固定在曲柄臂118上。固定部件48例如由多个螺栓实现。S极45a和N极45b配置在曲柄轴116的外周，在此，分别具有半圆环的形状。例如，磁铁45由通过曲柄轴116的中心的平面分割的一方为S极45a，另一方为N极45b。S极45a和N极45b由于邻接，所以具有两个边界。各边界绕曲柄轴116相离180°。构成S极45a和N极45b的边界的第一边界线45c和第二边界线45d分别沿着曲柄臂118的长度方向配置。更优选地，第一边界线45c和第二边界线45d设置在包含曲柄轴116的旋转轴线且包含脚踏板121的安装孔的中心轴线的平面N上（参照图3）。在第一边界线45c的顺时针上游侧配置N极45b，在该第一边界线45c的顺时针下游侧配置S极45a。在第二边界线45d的顺时针上游侧配置S极45a，在该第二边界线45d的顺时针下游侧配置N极45b。

第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b以与磁铁45相对的位置装设在悬架部122上。磁铁45在曲柄轴116的轴线方向上与第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b相对。第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b与包含右侧的曲柄臂118的下止点或左侧的曲柄臂118的下止点（右侧的曲柄臂118的上止点）的规定区域α对应配置。规定区域α是从曲柄臂118配置在下止点或上止点的基准位置到曲柄臂118向周向的两侧例如各旋转15度的位置的范围。与规定区域α对应的曲柄臂118的旋转角度例如为30度。与规定区域α对应的曲柄臂118的旋转角度优选为从20度到40度的范围。

<手把部>

手把部104具有固定在前叉102b的上方的手把桩104a和固定在手把桩104a上的手把杠104b。在手把杠104b的两端装接右侧制动杆119f、左侧制动杆119r和手柄115。另外，在右侧制动杆119f的装接部分的骑乘者侧安装用于在手边操作后述的变速单元170的变速操作部175。

右侧制动杆119f通过未图示的前制动线缆与前制动装置连接。左侧制动杆119r通过未图示的后制动线缆与后制动装置连接。

变速操作部175，如图2以及图4所示，具有第一变速操作按钮175a、第二变速操作按钮175b和操作拨盘175c。第一以及第二变速操作按钮175a、175b以及操作拨盘175c如图4所示位于人手能够一边抓握一边操作手把杠104b的手柄115的位置。

第一以及第二变速操作按钮175a、175b是按压按钮。第一变速操作按钮175a是用于进行从低速级向高速级变速的按钮。第二变速操作按钮175b是用于进行从高速级向低速级变速的按钮。操作拨盘175c是用于切换两个变速模式和停车（P）模式的拨盘，具有三个停止位置P、A、M。在此、两个变速模式是自动变速（A）模式和手动变速（M）模式。自动变速模式是基于来自后述的速度传感器191的车速信号将内装变速轮毂130进行自动变速的模式。另外，手动变速模式是通过变速操作按钮175a、175b的操作来将内装变速轮毂130变速到所希望的变速级的模式。手动变速模式中，变速操作按钮175a以及175b是接收部的一例。停车模式是锁定内装变速轮毂130而限制后轮106r的旋转的模式，行驶中不使用。

<驱动部>

驱动部105具有：旋转自如地支承在车架体102a的悬架部122上的曲柄轴116、分别固定在曲柄轴116的两端的曲柄臂118、链条119、驱动链条119而对行驶进行辅助的辅助机构105a、可拆装的充电池105b、以及内装变速轮毂130。曲柄臂118具有右曲柄臂118a和左曲柄臂118b。在右曲柄臂118a和左曲柄臂118b的末端装设有脚踏板21。右曲柄臂118a和左曲柄臂118b相差180度相位。链条119架设在固定于曲柄轴116上的前链轮和设于内装变速轮毂130上的后链轮上。

（辅助机构）

如图2所示，辅助机构105a具有行驶辅助用电动机161和变流器162。行驶辅助用电动机161例如为三相无刷DC（direct current：直流）马达或交流马达。变流器162将从充电池105b直流输出的电流转换为适于行驶辅助用电动机161的驱动的交流电流。另外，充电池105b除了构成辅助机构105a的电源外，例如还作为前照灯123以及后述的变速单元170等的电源使用。在充电池105b上例如使用镍氢电池或锂离子电池等。行驶辅助用电动机161例如可以经由减速机构驱动链条，也可以经由减速机构驱动曲柄。

<内装变速轮毂>

内装变速轮毂130配置在后轮106r的中央部，由链条119驱动。内装变速轮毂是变速器的一例。内装变速轮毂130例如是8级变速的轮毂。另外，在内装变速轮毂130上连结有例如由滚动制动器、带式制动器或盘式制动器等实现的后制动装置。另外，在内装变速轮毂130上连结用于电动驱动具有行星齿轮结构的变速机构的变速单元170。变速单元170如图2所示具有用于驱动内装变速轮毂130的变速机构的变速用电动机171和用于检测表示变速位置的变速级数的级数传感器172。

<发电轮毂>

在前轮106f的中心部设置作为交流发电机的发电轮毂190。发电轮毂190上例如连结滚动制动器、带式制动器或盘式制动器等前制动装置。在发电轮毂190上不连结滚动制动器、带式制动器或盘式制动器等前制动装置的情况下，在前叉102b上设置V型制动器或悬臂式制动器（カンチブレ一キ）等制动装置即可。在发电轮毂190上设有测量自行车的车速的速度传感器191。可以在发电轮毂190上与发电轮毂190分体设置速度传感器191，也可以将发电轮毂190本身作为速度传感器191使用。速度传感器191与发电轮毂190分体设置的情况下，例如通过安装在发电轮毂190的旋转部分上的磁铁、和安装在发电轮毂190的不旋转的非旋转部上的舌片弹簧或霍尔元件来构成速度传感器191。使用发电轮毂190本身作为速度传感器191使用的情况下，基于从发电轮毂190的发电机输出的交流波形计算自行车的行驶速度。速度传感器191是行驶速度测量部的一例。在此、速度传感器191设于发电轮毂190上，但是例如也可以由安装在辐条上的磁铁和安装在车架上的舌片弹簧或霍尔元件构成速度传感器。

<自行车用控制装置>

关于自行车101中采用的自行车用控制装置的控制部151进行说明。控制部151具有微型计算机，控制所连接的电装件。微型计算机包含：CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）、RAM（random access memory：随机存储器）、ROM（Read-Only Memory：只读存储器）、I/O（Input/Output：输入/输出）界面。控制部15如图5所示，作为功能部具有输出控制部151a、变速控制部151b、检测部151c、变速选择部151d。

（输出控制部）

输出控制部151a在辅助模式时，使作为辅助力的行驶辅助用电动机161的输出对应踏力变化。具体地、输出控制部151a控制使行驶辅助用电动机161的输出变为由转矩传感器141检测的踏力的规定倍数。输出控制部151a在多个辅助模式中控制行驶辅助用电动机161。作为辅助模式，输出控制部151a具有以踏力的最大2倍的辅助力辅助的强辅助模式、以最大1.5倍的辅助力辅助的中辅助模式、以及以最大1倍的辅助力辅助的弱辅助模式三个辅助模式。辅助模式的切换可以由设于手把部104上的未图示的开关进行，也可以由前述的操作拨盘175c进行。

其中，以由转矩传感器141检测的踏力（TF）的规定倍数作为行驶辅助用电动机161的输出（AF）的情况下，踏力降低到零附近的曲柄臂的上下止点附近，行驶辅助用电动机161的输出也大致降低到零。其结果，如图6（A）所示，行驶辅助用电动机161的输出频繁进行接通－断开而脉动，对骑乘者的舒适度带了不良影响。在图6的曲线图中横轴表示曲柄的位置，纵轴表示踏力以及行驶辅助用电动机的输出。因此，在各辅助模式中，进行避免脉动的控制。具体地，后述的检测部175c检测出曲柄臂118处于包含上下止点的规定的范围时，如图6（B）所示，使行驶辅助用电动机161的输出为恒定值。恒定值例如是检测出曲柄臂118处于上述规定的范围的时刻的行驶辅助用电动机161的输出值。如此，为了避免行驶辅助用电动机161的输出频繁进行接通－断开的状态的控制称作第一控制。

输出控制部151a，除了上述的第一控制，还具有接收到变速指示时执行的第二控制。第二控制是仅当检测部175c检测出曲柄臂118处于包含上下止点的规定的范围的情况下，控制行驶辅助用电动机161的输出比执行第一控制的情况小的控制。具体地、在第二控制中，例如不执行上述记载的第一控制的避免脉动状态的控制。即、如图6（A）所示，总是对行驶辅助用电动机161供给踏力的规定倍数的输出。因此，在第二控制中，在踏力变小的曲柄臂118的上下止点附近，行驶辅助用电动机161的输出也变小。特别是，在踏力为最小的上下止点处，行驶辅助用电动机161的输出也最小。其结果，在曲柄臂118的上下止点附近，链条119上几乎不作用驱动力。

（变速控制部）

变速控制部151b在后述的规定时机（timing）对变速用电动机171指示动作。如后所述，变速控制部151b在自动变速模式时从变速选择部151d接收变速的指示，所以变速控制部151b是接收部的一例。

（检测部）

检测部151c基于来自曲柄位置传感器142的输出检测左右各曲柄臂118的任一个处于包含下止点的规定的范围α的情况。以下进行详细说明。

检测部151c通过第一霍尔元件46a以及第二霍尔元件46b的输出的组合来判断右曲柄臂118a和左曲柄臂118b是否处于四个区域中的某一个中。例如，第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b的输出当S极45a相对时为“L（低）”电平、当N极45b相对时为“H（高）”电平。从第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b输出的信号的组合分别为第一组合A1、第二组合A2、第三组合A3和第四组合A4。

图7（A）表示第一组合A1时第一霍尔元件46a以及第二霍尔元件46b和磁铁45的位置的一例。在第一组合A1中，第一霍尔元件46a的输出为“L（低）”电平，第二霍尔元件46b的输出为“H（高）”电平。当右曲柄臂118a处于包含下止点的规定区域α时，第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b的输出为第一组合A1。当第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b的输出为第一组合A1时，从自行车101的侧面看，如图7（A）所示，磁铁45的第一边界线45c位于第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b之间。

图7（B）表示第二组合A2时第一霍尔元件46a以及第二霍尔元件46b和磁铁45的位置的一例。在第二组合A2中，第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b的输出都为“H”电平。当右曲柄臂118a从包含下止点的规定区域α向箭头B所示方向（从自行车101的右侧看的顺时针方向）旋转，磁铁45的第一边界线45c处于超过第一霍尔元件46a且左曲柄臂118b即将进入包含下止点的规定区域α之前的区域时，第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b的输出为第二组合A2。

图7（C）表示第三组合A3时第一霍尔元件46a以及第二霍尔元件46b和磁铁45的位置的一例。在第三组合A3中，第一霍尔元件46a的输出为“H”电平，第二霍尔元件46b的输出为“L”电平。左曲柄臂118b处于包含下止点的规定区域α时的第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b的输出为第三组合A3。当第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b的输出为第三组合A3时，从自行车101的侧面看，如图7（C）所示，磁铁45的第二边界线45d位于第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b之间。

图7（D）表示第四组合A4时第一霍尔元件46a以及第二霍尔元件46b和磁铁45的位置的一例。在第四组合A4中，第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b的输出都为“L”电平。当左曲柄臂118b从包含下止点的规定区域α向箭头B所示方向（从自行车101的右侧看的顺时针方向）旋转，磁铁45的第二边界线45d处于超过第一霍尔元件46a且右曲柄臂118a即将进入包含下止点的规定区域α之前的区域时，第一霍尔元件46a和第二霍尔元件46b的输出为第四组合A4。

（变速选择部）

变速选择部151d识别由操作拨盘175a设定的变速模式，进行与各模式对应的变速控制。

识别的结果若为自动变速（A）模式，则与由速度传感器191测量的车速对应而选择变速级，对变速控制部151b指示变速以变速到选择的变速级。在自动变速模式中，变速控制部151b作为接收部工作。变速级的选择根据相互关联地存储了车速、踏力值和变速级的表格进行。具体地、变速选择部151d保持用于自动变速的两种表格，与由转矩传感器141检测出的踏力对应地决定使用某一个表格。更具体地、保持有高转矩模式以及低转矩模式的各表格，在各表格中存储自动变速时的加挡和减挡的车速阈值。高转矩模式中的车速阈值是踏力值为规定值以上时的车速阈值，通常模式中的车速阈值是踏力值未达到规定值的情况下的车速阈值。

另一方面，变速选择部151d当识别到操作拨盘175c被设定在手动变速（M）模式的情况下，变速选择部151d不进行变速的指示。在手动变速模式中，通过骑乘者操作设于变速操作部175上的第一或第二变速操作按钮175a、175b来指示所希望的变速。

（2）控制动作

以下，关于辅助动作中的自行车用控制装置的控制动作，基于图8～图10的流程图以及图11的变速时的行驶辅助用电动机161的输出的变化的例子进行说明。图11所示曲线图中横轴表示曲柄的位置，纵轴表示踏力以及行驶辅助用电动机的输出。

首先，从图8的变速控制处理的主程序的流程图的一例开始说明。

当接入电源，在步骤S1中进行初始设定。接着，在步骤S2中，变速选择部151d判断操作拨盘175c是否被设定为自动变速（A）模式，在步骤S3中，变速选择部151d判断操作拨盘175c是否被设定为手动变速（M）模式。当操作拨盘175c被设定为自动变速模式的情况下，从步骤S2移至步骤S4。在步骤S4中，执行后述的自动变速处理。当操作拨盘175c被设定为手动变速模式的情况下，从步骤S3移至步骤S5。在步骤S5中，执行后述的手动变速处理。

接着，根据图9以及图11说明自动变速处理。图9是自动变速处理的流程图的一例。图11是变速时的行使用辅助电动机161的输出（AF）的变化的一例。为了表示行使用辅助电动机161的输出变化和各步骤的关系，在图11中也表示自动变速处理的步骤名。另外，图11中的SC表示变速选择部151d进行变速指示的时机。

在步骤S11中，变速选择部151d辨别操作拨盘175c是否被切换。操作拨盘175c被切换的情况下，返回主程序，移至步骤S3。未切换操作拨盘175c的情况下，移至步骤S12。

在步骤S12中，变速选择部151d基于由速度传感器191测量的车速，如上所述选择变速级。选择的变速级与当前的变速级不同的情况下，变速选择部151d对变速控制部151b指示变速以变速到选择的变速级。变速控制部151b当从变速选择部151e接收到变速的指示的情况下，移至步骤S13。未接收到信号的情况下，返回步骤S11。

在步骤S13中，输出控制部151a将输出控制方式从第一控制切换到第二控制。

在步骤S14中，输出控制部151a判断行驶辅助用电动机161的输出是否处于最小值附近。具体地，判断行驶辅助用电动机161的输出是否比规定值小。另外，在本实施方式中，第二控制中，由于踏力与行驶辅助用电动机161的输出成正比，所以可以判断由转矩传感器141测量的踏力的值是否变得比规定值小。当判断行驶辅助用电动机161的输出处于最小值附近的情况下，移至步骤S15。

在步骤S15中，变速控制部151b对变速用电动机17指示进行动作，以使内装变速轮毂130对应由变速选择部151d指示的变速级而变速。

在步骤S16中，变速控制部151b辨别级数传感器172检测出的内装变速轮毂130的级数与变速选择部151d指示的变速级是否一致。在一致的情况下，判断变速动作完成，移至步骤S17。

在步骤S17中，输出控制部151a将输出控制方式从第二控制切换到第一控制。之后返回步骤S11。

接着，基于图10来说明手动变速处理。图10是手动变速处理的流程图的一例。另外，图11的变速时的行使用辅助电动机161的输出（AF）的变化的例子，若将图11中的步骤名S12到S17改读作S22到S27，则也适合手动变速处理。另外，这种情况下，图11中的SC表示第一以及第二变速操作按钮175a、175b的操作指示变速的时机。

在步骤S21中，变速选择部151d辨别操作拨盘175c是否被切换。当操作拨盘175c被切换的情况下，返回主程序，移至步骤S2。当操作拨盘175c未被切换的情况下，移至步骤S22。

在步骤S22中，变速操作部175的第一变速操作部175a或第二变速操作按钮175b判断是否接收到变速的指示。当接收到信号的情况下移至步骤S23。未接收到信号的情况下，返回步骤S21。

在步骤S23中，输出控制部151a将输出控制方式从第一控制切换到第二控制。

在步骤S24中，输出控制部151a判断行驶辅助用电动机161的输出是否处于避规定值小的最小值附近。如上所述，在本实施方式中，可以通过判断由转矩传感器141测量的踏力的值是否变得比规定值小。行驶辅助用电动机161的输出处于最小值附近的情况下，移至步骤S25。

在步骤S25中，变速控制部151b对变速用电动机171指示动作，以使内装变速轮毂130对应由变速操作部175指示的变速的方向（从低速向高速、或从高速向低速）而变速。

在步骤S26中，变速控制部151b根据级数传感器172检测的内装变速轮毂130的级数和来自变速操作部175的指示内容是否一致来判断变速的完成。判断变速完成的情况下，移至步骤S27。

在步骤S27中，输出控制部151a将输出控制方式从第二控制切换到第一控制。之后，返回步骤S21。

<其他实施方式>

以上，说明了本发明的一实施方式，但是本发明不限于上述的实施方式，在不脱离发明的构思的范围内能够进行种种变更。

（a）在上述实施方式中，使用曲柄位置传感器142以及检测部151c来检测曲柄臂118处于包含上下止点的规定的范围的情况。取而代之，输出控制部151a也可以不使用曲柄位置传感器142以及检测部151c来检测曲柄臂118处于包含上下止点的规定的范围的情况

具体地，由于由转矩传感器141计量的踏力在上下止点附近大致为零，所以输出控制部151a当踏力变得比规定值小的情况下，判断为曲柄臂118位于包含上下止点的规定的范围。这种情况下，能够省略曲柄位置传感器142以及检测部151c，能够使本发明采用的自行车的结构简化。

（b）在上述的实施方式中，在构成内装变速器的内装变速轮毂130装接在后轮106r上的自行车101中应用本发明。取而代之，也可以应用于具有由附加在曲柄轴上的行星齿轮机构进行变速的变速器的自行车。

（c）在上述的实施方式中，在构成内装变速器的内装变速轮毂130装接在后轮106r上的自行车中应用本发明。取而代之，本发明也可以应用于设置了具有被电动驱动的前拨链器和/或后拨链器的外装变速器的自行车。这种情况下，不会在链条上被施加过多的张力的状态下进行变速动作，能够使变速动作顺畅。

（d）在上述实施方式中，例示了设置了具有变速用电动机171的变速器的自行车，但是也不必具有变速用电动机，也可以是通过换挡器（shifter）来手动操作变速用闸线的变速器。这种情况下，事先设置用于检测换挡器或闸线的动作的传感器，当换挡器或闸线动作时，传感器输出变速要求。例如，所述传感器设于换挡器上，骑乘者操作换挡器的操作部，实际上，优选在闸线动作之前，传感器输出变速要求。

（e）在上述实施方式的第二控制中，行驶辅助用电动机总是供给踏力的规定倍的辅助力。取而代之也可以是，第二控制中，例如当曲柄臂118处于上下止点附加的规定范围时，使行驶辅助用电动机161的输出为零或比第一控制时小的恒定值。

（f）在上述实施方式中，在曲柄轴116的附近配设辅助机构105a，将行驶辅助用电动机161的输出传给链条119。也可以取代该辅助机构105a，在前轮106f上装接行驶辅助用的马达单元。优选在该马达单元的内部配置行驶辅助用电动机、变流器、车速传感器等。

（g）在上述实施方式中，在曲柄轴116的附近配设辅助机构105a，将行驶辅助用电动机161的输出传给链条119。也可以取代该辅助机构105a，在后轮106r上装接行驶辅助用的马达单元。这种情况下，马达单元设于变速器的输出侧。

（h）在上述实施方式中，在曲柄位置传感器142上采用磁铁45和使用霍尔元件46a、46b的传感器。曲柄位置传感器142不限于上述结构，例如也可以由旋转编码器（ロ一タリ一エンコ一ダ）实现。

（i）在上述实施方式中，转矩传感器141的输出作为踏力被利用，但是踏力的检测方法不限于此。例如，取代曲柄位置传感器142，可以设置检测脚踏板的踏力的传感器，另外也可以设置检测链条的张力的传感器。

（j）在手把104上固定具有触摸屏的显示输入装置，也能够进行辅助模式的选择、车速和变速级的显示、充电池105b的残量显示等。

（k）在上述实施方式的第一控制中，当后述的检测部175c检测出曲柄臂118处于包含上下止点的规定的范围的情况下，使行驶辅助用电动机161的输出为恒定值，但是也可以是抑制曲柄臂118处于规定的范围时的脉动的控制。例如，也可以是曲柄臂118处于规定的范围时行驶辅助用电动机相对于踏力的比例，比曲柄臂118处于其他范围时大的结构。另外例如，也可以是曲柄臂118处于规定的范围时行驶辅助用电动机相对于踏力的比例，比曲柄臂118处于其他范围时小的结构。

Claims

1.一种自行车用控制装置，控制具有行驶辅助用电动机以及变速器的自行车，该自行车用控制装置具有：

接收部，该接收部接收变速的指示；以及

输出控制部，该输出控制部包含第一控制和第二控制，该第二控制中仅在曲柄位于包含上下止点的规定的范围时使所述行驶辅助用电动机的输出比所述第一控制中的所述行驶辅助用电动机的输出小，并且该输出控制部对应踏力使所述行驶辅助用电动机的输出变化，

所述输出控制部在接收到所述变速的指示时将所述第一控制切换到所述第二控制。

2.如权利要求1所述的自行车用控制装置，其中，

所述变速器包含变速用电动机，

该自行车用控制装置还设有基于所述变速的指示来使所述变速用电动机动作的变速控制部，

所述变速控制部在所述第二控制中的所述行驶辅助用电动机的输出的最小值附近使所述变速用电动机动作。

3.如权利要求1或2所述的自行车用控制装置，其中，

该自行车用控制装置还设有测量所述踏力的测量部，

在所述第二控制中，当所述踏力变为最小时，所述行驶辅助用电动机的所述输出也为最小。

4.如权利要求3所述的自行车用控制装置，其中，所述测量部测量作用于所述自行车的曲柄轴上的旋转力矩作为所述踏力。

5.如权利要求3所述的自行车用控制装置，其中，所述输出控制部当所述踏力处于规定的范围时，判断为所述曲柄处于包含所述上下止点的所述规定的范围。

6.如权利要求4所述的自行车用控制装置，其中，所述输出控制部当所述踏力处于规定的范围时，判断为所述曲柄处于包含所述上下止点的所述规定的范围。

7.如权利要求1所述的自行车用控制装置，其中，

该自行车用控制装置还设有检测所述曲柄的位置的检测部，

所述输出控制部基于所述检测部的检测结果来判断所述曲柄处于包含所述上下止点的所述规定的范围。

8.如权利要求1所述的自行车用控制装置，其中，

所述变速器是内装变速器。

9.如权利要求1所述的自行车用控制装置，其中，

所述变速器是外装变速器。

10.如权利要求1所述的自行车用控制装置，其中，

所述行驶辅助用电动机使所述自行车的链条驱动。