CN103359251B - 自行车用控制装置以及自行车的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种自行车用控制装置以及自行车的控制方法，提高由电动机进行行驶辅助的自行车的骑乘舒适度。该自行车用控制装置，控制具有内装变速器（120）和驱动前轮的行驶辅助用马达（142）的自行车。自行车用控制装置，具备能够检测踏力的踏力传感器（95）和辅助输出控制部（119）。辅助输出控制部（119），对应踏力传感器（95）检测的踏力来控制行驶辅助用马达（142）。辅助输出控制部（119）在内装变速器（120）的降档完成时，使行驶辅助用马达（142）的输出相对于踏力的比率增加后，减少行驶辅助用马达（142）的输出相对于踏力的比率。

Description

自行车用控制装置以及自行车的控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制具有变速器和行驶辅助用电动机的自行车的自行车用控制装置，以及自行车的控制方法。

背景技术

通过人施加踏力、马达的驱动力进行行驶辅助的电动辅助自行车已经普及。这种电动辅助自行车装配有变速器，公开在专利文献1中。在这种自行车中，给予踏板的人力通过链条传至变速器，变速后传达至后轮。另外，在这种自行车中，行驶辅助用电动机的驱动力也传达至后轮。

专利文献1：日本专利特开平9－58569号公报

在专利文献1中示出的自行车，由于进行降档操作的变速器降档后踏力变小，对应踏力来确定的行驶辅助用电动机的辅助力变小。因此，特别是对于需要行驶辅助用电动机的辅助的上坡来说，会感到辅助力不足。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提高由电动机进行行驶辅助的自行车的骑乘舒适度。

方案1的自行车用控制装置控制具有变速器和驱动车轮的行驶辅助用电动机的自行车。自行车用控制装置具备能够检测出踏力的踏力检测部和控制部。控制部对应由踏力检测部检测出的踏力，控制行驶辅助用电动机。控制部在变速器的降档完成时使行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率增加后，使行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率减少。

在该自行车用控制装置中，对应由踏力检测部检测出的踏力，控制行驶辅助用电动机，与踏力的减少对应地减弱行驶辅助用电动机的辅助力的降档后，使行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率增加。因此，即使降档后踏力减少，也能够抑制辅助力的减少。这样，就会抑制降档后骑行者感到辅助力不足的情况，能够提高骑乘舒适度。

另外，由于行驶使辅助用电动机的输出相对于踏力的比率增加后，使行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率减少，所以能够抑制行驶辅助用电动机动作所需的电力的消耗。

方案2的自行车用控制装置，在发明1记载的自行车用控制装置的基础上，还具备检测变速器位置的变速状态检测部。控制部基于变速状态检测部的检测结果判断变速器的降档的完成。在这种情况下，当变速器迁移到降档后的变速状态时，控制部能够判断降档完成。

方案3的自行车用控制装置，在发明1记载的自行车用控制装置的基础上，设置有对变速器进行变速操作的变速操作部，还具备检测变速操作部的位置的变速状态检测部。控制部基于变速状态检测部的检测结果判断变速器的降档的完成。在这种情况下，当变速操作部迁移到降档后的变速状态时，控制部能够判断降档完成。

方案4的自行车用控制装置，在发明1至3中任一项的自行车用控制装置的基础上，控制部使行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率减少时，返回到使比率增加之前的状态。在这种情况下，由于行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率返回到增加之前的比率，对于任何一个变速级，与踏力对应的行驶辅助用电动机的输出比率能够最终固定。

方案5的自行车用控制装置，在发明1至4中任一项记载的自行车用控制装置的基础上，还具备检测规定的条件的规定条件检测部。规定条件检测部检测到规定的条件，控制部使行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率减少。在这种情况下，由于在检测出规定的条件之前保持行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率增加的状态，能够抑制不期望的行驶辅助用电动机的输出下降。

方案6的自行车用控制装置，在发明5记载的自行车用控制装置的基础上，曲柄的旋转速度变为规定的旋转速度时，规定条件检测部检测规定的条件。降档后当曲柄的旋转速度变得比规定的旋转速度快，则能够判断自行车的速度会以某种程度上升，所以减少辅助力而抑制电力的消耗。

方案7的自行车用控制装置，在发明6记载的自行车用控制装置的基础上，规定条件检测部具备检测自行车的曲柄的旋转速度的转速检测部。

方案8的自行车用控制装置，在发明5记载的自行车用控制装置的基础上，当变速器的降档完成后经过规定时间，规定条件检测部检测规定的条件。在这种情况下，根据计时手段所计的时间来减少输出的比率，所以结构简易。

方案9的自行车用控制装置，在发明8记载的自行车用控制装置的基础上，规定条件检测部具备计时器。在这种情况下，能够通过控制部中所包含的计时器检测规定的条件。

方案10的自行车用控制装置，在发明1至9中任一项记载的自行车用控制装置的基础上，变速器为内装变速器。

方案11的自行车用控制装置，在发明1至9中任一项记载的自行车用控制装置的基础上，变速器为外装变速器。

方案12的自行车用控制装置，在发明1至11中任一项记载的自行车用控制装置的基础上，行驶辅助用电动机设置在作为车轮之一的前轮或后轮上，或者设置在自行车的车架上。

方案13的自行车的控制方法是控制具有变速器和驱动车轮的行驶辅助用电动机的自行车的方法。该自行车的控制方法具有踏力检测的步骤；以及、变速器完成降档时，使所述行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率增加后，使所述行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率减少的步骤。

通过该自行车的控制方法，对应由踏力检测部检测到的踏力控制行驶辅助用电动机，对应踏力的减少而减弱行驶辅助用电动机的辅助力的降档后，行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率增加。因此，即使降档后踏力减少，也能够抑制辅助力的减少。

根据本发明，对应踏力的减少而减弱行驶辅助用电动机的辅助力的降档后，行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率增加。因此，即使降档后踏力减少，也能够抑制辅助力的减少，抑制骑行者感到降档后辅助力不足，能够提高骑乘舒适度。

附图说明

图1为采用本发明的第一实施方式的自行车用控制装置的自行车的侧面图；

图2为示出安装在手把上的变速操作单元的立体图；

图3为自行车用控制装置的框图；

图4为示出曲柄旋转速度传感器的侧面放大图；

图5为表示辅助输出控制部的控制动作的流程图；

图6为采用本发明的第二实施方式的自行车用控制装置的自行车的侧面图；

图7为第二实施方式的相当于图3的图；

图8为第二实施方式的相当于图5的图；

图9为其它实施方式的相当于图5的图。

附图标记说明

95、195踏力传感器

98变速状态传感器

116曲柄

116a曲柄轴

117微型计算机

119、219辅助输出控制部

198f前变速位置传感器

198r后变速位置传感器

120内装变速器

220外装变速器

142、242行驶辅助用马达

具体实施方式

<第一实施方式>

<整体构成>

图1示出了采用本发明的第一实施方式的自行车用控制装置的自行车101。自行车101主要具备车架102，手把104，显示装置124，前轮106，后轮107，链条110，曲柄116，内装变速器120，后货架130，充电池134，辅助马达单元140，构成自行车用控制装置的控制部117，未图示的前制动装置以及后制动装置。

<车架>

车架102具有车架体111和前叉112。前叉112围绕倾斜的轴自由摆动地安装在车架体111的前部。在车架102上安装有包括车座94以及手把104的各部件。

<曲柄>

曲柄116具备曲柄轴116a和设置在其轴向两端相差180度相位的左右曲柄臂116b、116c。曲柄轴116a自由转动地支承在车架体111的挂装部127上。在左右曲柄臂116b、116c的自由端分别安装有踏板113。链条110架设于固定在右曲柄臂116c上的前链轮和设置在后述的内装变速器120的内装变速轮毂121上的后链轮上。

<内装变速器>

如图3所示，内装变速器120具备内装变速轮毂121、变速用马达122、马达驱动器123以及变速状态传感器98。通过链条110驱动的内装变速器轮毂121配置在后轮107的中心部。内装变速轮毂121具有多个变速级，例如通过8级变速的轮毂实现。内装变速轮毂121具备包括行星齿轮机构的变速机构。在内装变速轮毂121上连接有用于电动驱动变速机构的变速用马达122。马达驱动器123从后述的变速控制部118接收信号，驱动变速用马达122。变速状态传感器98检测是否处于内装变速轮毂121的变速状态、即多个变速级中任一个的状态。变速状态传感器98为变速状态检测部的一个例子，例如通过电位计实现。变速状态传感器98的检测结果向变速控制部118以及辅助输出控制部119输出。另外，内装变速轮毂121上连接有后制动装置。

<安装在手把上的变速操作单元以及显示装置>

手把104具有固定在前叉112的上部的手把杆114和固定在手把杆114上的车把115。在车把115的两端分别安装有制动杆以及握持部115a。

如图2所示，在手把104的握持部115a的近旁安装有变速操作单元90。变速操作单元90为将第一变速操作按钮91、第二变速操作按钮92以及操作盘93集纳成一的单元。第一以及第二操作按钮91、92以及操作盘93位于握住握持部115a的同时人手能够操作的位置。第一以及第二变速操作按钮91、92为按钮。左侧的第一变速操作按钮91为用于进行从低速级向高速级的变速的升档用的钮。右侧的第二变速操作按钮92为用于进行从高速级向低速级的变速的降档用的钮。操作盘93为用于切换两个变速模式和停车模式（P）的操作盘，具有三个停止位置P、A、M。在此所谓两个变速模式为自动变速（A）模式和手动变速（M）模式。自动变速模式为根据来自后述的车速传感器143的车速信号使内装变速器120的内装变速轮毂121自动变速的模式。另外，手动变速模式为通过第一以及第二变速操作按钮91、92的操作，使内装变速轮毂121变速至所希望的变速级的模式。停车模式为锁住内装变速轮毂121而限制后轮107转动的模式。

在车把115上固定有显示装置124。显示装置124具有液晶显示画面，显示变速模式、自行车的速度、变速级数、行驶距离以及充电电池134的剩余量等。

<后货架>

在车架体111的后部，安装有后货架130。在后货架130上，安装有包括控制部117的后货架单元133。充电电池134能够拆卸地搭载在后货架单元133上。充电电池134，成为变速用马达122、后述的行驶辅助用马达142、控制部117等需要电力动作的各部件的电源，充电电池134，例如为使用镍氢电池以及锂离子电池等的充电电池。在充电电池134上一体地安装有尾灯139。

<辅助马达单元>

在前轮106的中心部安装有前轮106的驱动辅助用的辅助马达单元140。在辅助马达单元140上可以连接例如由辊式制动装置的前制动装置。在辅助马达单元140上未连接前制动装置的情况下，可以在前叉112上设置制动装置。在辅助马达单元140的内部，如图3所示，设置有行驶辅助用马达142、马达驱动器141和车速传感器143。行驶辅助马达，为行驶辅助用电动机的一个例子。行驶辅助用马达142例如为三相无刷直流马达或是交流马达。马达驱动器141将从充电电池134直流输出的电流转换为适合行驶辅助用马达142的驱动的交流电流。车速传感器143检测行驶辅助用马达142的旋转速度、也就是自行车101的速度。

辅助马达单元140由行驶辅助用马达142辅助地产生与人的踏力对应的转矩。所谓与人的踏力对应的转矩例如为作用在曲柄轴116a的转矩的规定倍数的转矩。行驶辅助用马达142的转矩传至前轮106。人踩踏踏板113的踏力能够由踏力传感器95检测出。踏力例如能够作为作用在曲柄轴116a上的转矩来表示。踏力传感器95为踏力检测部的一个例子。另外行驶辅助用马达142基于曲柄旋转速度传感器96被进行控制。曲柄旋转速度传感器96为规定条件检测部的一个例子。

踏力传感器95安装在车架102的挂装部127。踏力传感器95，非接触地、或者与曲柄轴116a或者曲柄臂116b接触地检测曲柄轴116a的转矩。踏力传感器95例如由1）具备设置在曲柄轴116a上的磁应变元件和与该磁应变元件相对配置的检测线圈的磁应变传感器，2）设置在曲柄轴116a或者曲柄臂116b上的应变仪，或者3）通过设置在支承曲柄轴116a的支承部上的应变仪实现。踏力传感器95，并不限于这些构成，优选为与曲柄轴116a上产生的转矩对应地变化输出的传感器。踏力传感器95将与作用在曲柄轴116a上的踏力对应地变化的信号传送至控制部117。

如图4所示，曲柄旋转速度传感器96检测设置在左曲柄臂116b的基端的磁铁97。曲柄旋转速度传感器96例如使用霍尔元件、簧片开关等磁力检测部件构成。曲柄旋转速度传感器96固定在挂装部127上能够与磁铁97相对的位置。

<控制部>

构成自行车用控制装置的控制部117，如上所述，配置在后货架单元133的内部，包括微型计算机而构成，控制与电连接的电气部件。控制部117包括CPU（Central Processing Unit：中央处理器）、RAM（RandomMemory：随机存储器）、ROM（Read Only Memory：只读存储器）、I/O（Input/Output：输入/输出）接口、以及计时器126，并具备若干个功能部件。如图3所示，控制部117作为其功能部件具备控制行驶辅助用马达142的输出的辅助输出控制部119和控制内装变速器120的变速用马达122的变速控制部118。辅助输出控制部119为控制部的一个例子。

来自各种传感器的信号以及人的操作指示输入至控制部117。具体地，第一变速操作按钮91、第二变速操作按钮92、操作盘93、车速传感器143、踏力传感器95、曲柄旋转速度传感器96以及变速状态传感器98等与控制部117电连接。

控制部117的辅助输出控制部119在辅助模式时，为了产生规定倍数于骑手的踏力的辅助力，控制行驶辅助用马达142。辅助输出控制部119通过多个辅助模式控制行驶辅助用马达142。具体地，作为辅助模式，辅助输出控制部119具有以最大2倍于踏力的辅助力进行辅助的强辅助模式、以最大1.5倍于踏力的辅助力进行辅助的中辅助模式、以及以最大1倍于踏力的辅助力进行辅助的弱辅助模式三种辅助模式。另外，辅助输出控制部119具有不进行辅助的关闭模式。辅助模式的切换，可以通过设置在手把104上未图示的开关进行，也可以通过前述的操作盘93进行。

控制部117的变速控制部118从第一以及第二变速操作按钮91、92的操作接收变速指示，开动变速用马达122而变更内装变速轮毂121的级数，或者，接收对应车速自动生成的变速指示，开动变速用马达122而变更内装变速轮毂121的级数。

操作盘93处于停止位置M，由人选择手动变速模式时，变速控制部118在按下第一变速操作按钮91后进行由低速级向高速级的升档变速，在按下第二变速操作按钮92后进行由高速级向低速级的降档变速。即变速控制部118在按下第一以及第二变速操作按钮91、92后，判断是否有变速的指示。

操作盘93处于停止位置A，由人选择自动变速模式时，变速控制部118根据来自车速传感器143的信号所表示的车速信息判断出是否需要变速，向驱动内装变速器120的变速用马达122的马达驱动器123传送变速的指示。

接着，参照图5说明上述辅助输出控制部119进行的降档变速所伴随的控制动作。无论是手动变速模式还是自动变速模式，降档时都依据图5的流程图进行变更使行驶辅助用马达142的输出相对于踏力比率的控制。

在此，降档时变更行驶辅助用马达142的输出相对于踏力的比率的理由如下。无论手动变速还是自动变速，降档多在加速的情况下或者爬上坡而减速的情况下进行。由于降档而踏力减少，所以在行驶辅助用马达142的输出相对于踏力的比率恒定的情况下，对应踏力而增减的辅助力变小。结果，骑手会感到辅助力不足。相对于此，降档时增加行驶辅助用马达142的输出相对于踏力的比率，即使骑手的踏力变小，也能够抑制辅助力的减少，所以能够提高骑乘舒适度。

当出现要变更内装变速轮毂121的级数的变速要求，即变速的指示时，在步骤S1中，判断是否存在降档的变速要求。该判断在自动变速模式的情况下，通过从变速控制部118输出的变速指示判断。在手动变速模式的情况下，通过是否操作了第二变速操作按钮92判断。判断为降档变速的变速指示后从步骤S1前进至步骤S2。判断为并非降档变速时不进行接着的步骤而终止辅助输出控制处理。在步骤S2中，等待降档变速完成。该判断，例如，通过变速状态传感器98的检测结果判断。即、当变速状态传感器98检测到内装变速轮毂121从某一变速级迁移到了比其降档侧的变速级时，判断为降档变速完成。

降档变速完成后，从步骤S2前进至步骤S3。在步骤S3中，不论选择哪一种辅助模式，通过辅助输出控制部119向马达驱动器141传送信号，增加行驶辅助用马达142的辅助力。具体地，例如增加行驶辅助用马达142的输出相对于踏力的比率。例如将变更后的前述比率与变更前的前述比率相比在5%至30%的范围内增加。变更后的比率，可以按各变速级分别设置。在这种情况下，能够以各变速级设定变更后的不同的变速比，能够对应变速器的特性设定适当的变速比。变更后的变速比可以采用这样的结构：预先在操作单元90中设置用于变更变速比的操作开关，通过该操作开关进行变更。但是，增加的输出比率超出各辅助模式的上限比率（例如，在低辅助模式中是踏力的1倍，在中辅助模式中是踏力的1.5倍，在高辅助模式中是踏力的2倍）时，增加至上限比率。

接着，前进至步骤S4，等待曲柄116的旋转速度超过规定的曲柄旋转速度。在此，规定的曲柄旋转速度可以是预先确定的曲柄旋转速度，例如，可以根据即将变速前的曲柄旋转速度确定。预先确定的旋转速度，例如选择在15rpm至25rpm的范围。预先确定的旋转速度可以采用这样的结构：在操作单元90内事先设置用于变更预先确定的旋转速度的操作开关，通过该操作开关进行变更。在根据即将变速前的曲柄旋转速度确定规定的曲柄旋转速度的情况下，将规定的曲柄旋转速度设定为即将变速前的曲柄旋转速度的例如110%至200%的范围内的规定值，或即将变速前的曲柄旋转速度乘以预先确定的乘数所得的值。规定的曲柄旋转速度可以按各变速级分别设置。在这种情况下，在各变速级设定可以不同的规定的曲柄旋转速度，能够对应变速器的特性设定适当的曲柄旋转速度。

步骤S4的判断例如通过曲柄旋转速度传感器96的检测结构进行。由于曲柄116每转动一周就会由曲柄旋转速度传感器96输出脉冲信号，所以能够通过该脉冲信号的周期检测曲柄旋转速度。判断为曲柄旋转速度超过规定的曲柄旋转速度时，前进至步骤S5。

在步骤S5中，解除在步骤S3中增加的行驶辅助用马达142的输出增加状态。具体地，将增加的行驶辅助用马达142的输出相对于踏力的比率返回原始的比率。这样，减少了行驶辅助用马达142的输出相对于踏力的比率。步骤S5完成后伴随着降档变速的输出控制处理终止。

如果接着的变档操作在步骤S2之前发生，在基于变档操作的降档完成之后，控制部117的辅助输出控制部119会前进到图5中的步骤S3。在此情况下，行驶辅助用马达142相对于踏力的比率会大于基于一个降档的比率。

如果接着的变档操作在步骤S3或S4发生，控制部117的辅助输出控制部119会维持行驶辅助用马达142相对于踏力的增加的比率，并再次从步骤S2开始。如果接着的变档操作在步骤S5发生，控制部117的辅助输出控制部119会停止步骤5的过程，维持行驶辅助用马达142相对于踏力的增加的比率，并再次从步骤S2开始。

另外，在步骤S2中，通过设置在内装变速轮毂121上的变速状态传感器98的检测结果判断变速完成，但也可以例如通过降档的变速指示输出后经过规定的微少时间，来判断降档的变速完成后。另外，在步骤S4中通过曲柄旋转速度传感器的检测结果判断是否已经超过规定的曲柄旋转速度，但本发明并不限于此。例如，可以通过由车速传感器143输出的车轮旋转速度和变速状态传感器98检测出的变速状态求出曲柄旋转速度，通过求出的曲柄旋转速度判断是否已经超过规定的曲柄旋转速度。

<第二实施方式>

<整体构成>

在第一实施方式中，以作为自行车用的变速器的内装变速器为例对本发明进行了说明，而在第二实施方式中，以作为自行车用变速器的外装变速器220为例对本发明进行说明。

图6示出了采用与本发明的第二实施方式有关的自行车用控制装置的自行车。自行车201主要地具备车架202、手把204、显示装置224、前轮206、后轮207、链条210、曲柄216、外装变速器220、后货架230、充电电池234、辅助马达单元240、构成自行车用控制装置的控制部217、未图示的前制动装置以及后制动装置。

由于车架202、曲柄216、手把204、后货架230、辅助马达单元240、踏力传感器195以及显示装置224基本上为与第一实施方式相同的构成，在图6以及图7中使用第一实施方式中加上100所得的标号，省略了对其的说明。但是，前叉212具有悬置功能。车速传感器243不用于变速控制而用于辅助输出控制。

<外装变速器>

外装变速器220安装在手把104上，为与图7示出的前变速操作部190f以及后变速操作部190r为通过变速缆线连接的缆线驱动式变速器。因此，没有设置作为控制部271的功能的变速控制部。

在前变速操作部190f以及后变速操作部190r上，如图7所示，设置有检测变速状态的前变速位置传感器198f以及后变速位置传感器198r。前变速位置传感器198f以及后变速位置传感器198r为变速状态检测部的一个例子。前变速位置传感器198f以及后变速位置传感器198r，例如，通常设置在前变速操作部190f以及后变速操作部190r上，对应变速位置检测规定位置的缆线缠绕体的转动位置。前变速位置传感器198f以及后变速位置传感器198r，例如，由电位计构成。

前变速操作部190f，例如，在车把215的后制动杆的安装部分的内侧与后制动杆并排配置。后变速操作部190r，例如，在车把215的前制动杆的安装部分的内侧与前制动杆并排配置。

外装变速器220，如图6所示，具有前变速器220f和后变速器220r。前变速器220f，在直径不同的多个（例如3个）前链轮225f中的任一个上架设链条210。后变速器220r，在直径不同的多个（例如10个）后链轮225r中的任一个上架设链条210。

<控制部>

构成自行车用控制装置的控制部217，如上所述，配置在后货架单元230的内部，控制电连接的电气部件。控制部217，与第一实施方式的硬件构成相同。在功能构成上如前所述不具有变速控制部，具有辅助输出控制部219。

来自各种传感器的信息以及人的操作指示输入至控制部217。具体地，前变速位置传感器198f、后变速位置传感器198r、车速传感器243、以及踏力传感器195等与控制部217电连接。

控制部217的辅助输出控制部219，在辅助模式时，与第一实施方式相同地为了产生规定倍数于骑手的踏力的辅助力，控制行驶辅助用马达242。另外，辅助输出控制部219通过多个辅助模式控制行驶辅助用马达242。进一步地，辅助输出控制部219也具有不进行辅助的关闭模式。辅助模式的切换，可以通过设置在手把204上未图示的开关进行，也可以通过设置在显示装置224上的开关进行。

接着，参照图8，说明上述辅助输出控制部219进行的降档变速所伴随的控制动作。在此，降档时，依据图8的流程图,进行变更行驶辅助用马达242的输出相对于踏力的比率的控制。

图8的步骤S11中，判断是否进行降档的变速操作和降档是否完成。该判断通过前变速操作部190f和后变速操作部190r是否已经降档操作而判断。具体地，前变速位置传感器198f或后变速位置传感器198r检测出的变速位置向降档的变速位置变化后，判断为辅助输出控制部219的降档变速操作完成。判断进行降档的变速操作并完成降档后，由步骤S11进行到步骤S13。判断为降档变速未完成时不进行以下步骤终止输出控制处理。

在步骤S13中，无论选择哪一种辅助模式，辅助输出控制部219向马达驱动器241发送信号而增加通过行驶辅助用马达242的辅助力。具体地，与第一实施方式相同，例如，使行驶辅助用马达242的输出相对于踏力的比率增加而大于当前的比率。但是，增加的输出比率超出各辅助模式的上限比率（例如，在低辅助模式中是踏力的1倍，在中辅助模式中是踏力的1.5倍，在高辅助模式中是踏力的2倍）时，增加至上限的比率。接着，前进至步骤S14，等待自行车201的车速超过规定速度。这种情况下，规定的速度可以为预先确定的速度，例如，可以根据即将变速前的速度规定。预先确定的速度例如选择在5km/h至10km/h的范围。预先确定的速度可以采用这样的结构：在操作单元90内事先设置用于变更预先确定的速度的操作开关，通过该操作开关进行变更。在根据即将变速前的速度决定规定的速度的情况下，将规定的速度设定为例如即将变速前的速度的70%至100%的范围内的规定值、或即将变速前的速度乘以预先确定的乘数所得的值。规定的速度可以采用这样的结构：按照各变速级分别设置。在这种情况下，在各变速级可以设定不同的规定的速度，能够对应变速器的特性设定适当的速度。

在步骤13中的判断，例如，根据车速传感器243的检测结果进行。另外，在不具有车速传感器而具有曲柄旋转速度传感器的情况下，通过曲柄旋转速度传感器的检测结果和前变速位置传感器198f以及后变速位置传感器198r的检测结果算出变速比，将变速比与曲柄旋转速度传感器得到的转数相乘能够求得车速。另外，如第一实施方式那样优选用通过曲柄旋转速度传感器的检测结果进行的是否超过规定曲柄旋转速度的判断代替上述的判断。因此，在第二实施方式中，车速传感器243为规定条件检测部的一个例子。

判断车速超过规定速度后，前进至步骤S15。在步骤S15中，解除在步骤13中增加的行驶辅助用马达142的输出增加状态。具体地，将行驶辅助用马达242的输出相对于增加的踏力的比率返回原始比率。这样，减少行驶辅助用马达242的输出相对于踏力的比率。步骤S15完成后终止伴随降档变速的输出控制处理。

如果接着的变档操作在步骤S11之前发生，在基于变档操作的降档完成之后，控制部117的辅助输出控制部119会前进到图8中的步骤S13。在此情况下，行驶辅助用马达142相对于踏力的比率会大于基于一个降档的比率。

如果接着的变档操作在步骤S13或S14发生，控制部117的辅助输出控制部119会维持行驶辅助用马达142相对于踏力的增加的比率，并再次从步骤S2开始。如果接着的变档操作在步骤S15发生，控制部117的辅助输出控制部119会停止步骤15的过程，维持行驶辅助用马达142相对于踏力的增加的比率，并再次从步骤S11开始。

另外，在步骤S11中，不判断是否已经进行了降档操作，而通过前变速位置传感器198f或者后变速位置传感器198r的检测结果判断降档变速的完成，但也可以另行判断降档操作是否已经进行。例如，可以检测通常设置在前变速操作部以及后变速操作部上的缆线缠绕体的转动方向是缠绕方向还是解除方向的电位计输出信号的变化，当传感器检测到是缠绕方向或解除方向时，判断为降档操作已进行。

在此，即使是手动的变速器，与前述的第一实施方式相同，降档时增加与踏力对应的行驶辅助用马达142的输出的比率，即使骑手的踏力减小，也能够抑制辅助力的减少，能够提高骑乘的舒适度。

<其它的实施方式>

以上，关于本发明的一实施方式的自行车用控制装置进行了说明，但是本发明并不限定于上述的实施方式，可以是不脱离发明要旨范围的各种变更。

（a）在第一实施方式中，本发明适用于在后轮107上安装有内装变速器120的内装变速轮毂121的自行车101。取而代之地，本发明也可以适用于具有通过安装在曲柄轴上的行星齿轮机构进行变速的变速器的自行车。

（b）在上述实施方式中，由于超过规定曲柄转数或者规定车速，行驶辅助用马达的输出相对于踏力的比率返回到原始的比率，但是返回原始比率的时刻并不限于这些。例如，如图9所示，在步骤S24中，可以在行驶辅助用马达的输出相对于踏力的比率的增加后经过规定时间，返回原始的比率。规定时间的经过，能够由控制部117中含有的计时器126计量。因此，若根据规定时间来判断，则计时器126构成规定条件检测部的一个例子。所以，不必脱离控制部117设置用于使行驶辅助用马达的输出相对于踏力的比率返回的规定条件检测部，行驶辅助用马达的输出相对于踏力的比率能够返回原始的比率。另外，在图9中，步骤S24以外的动作进行与第一实施方式相同的动作。

（c）在上述实施方式中，辅助马达单元140安装在前轮106上。取而代之地，可以将辅助马达单元140设置在后轮或者车架上。对于辅助马达单元设置在车架上的情况，例如能够安装在车架下舌以及车架立管中的任一个上，辅助马达单元驱动曲柄、前链轮、链条、后轮中的任一个。

（d）在上述实施方式中，根据检测作用在曲柄轴上的转矩的踏力传感器95、195的检测结果，辅助输出控制部119、219控制行驶辅助用马达142、242，但也可以设置检测踏板的踏力的传感器，或者设置检测链条的张力的传感器，来取代该踏力传感器95、195。辅助输出控制部119、219，根据来自这些传感器的信息，控制行驶辅助用马达142、242。

（e）在上述实施方式中，内装变速器由电动驱动，外装变速器为缆线驱动，但也可以是内装变速器为缆线驱动。或者，可以是外装变速器为电动驱动。电动驱动的情况下，可以判断降档操作开始之后判断降档变速完成，增加行驶辅助用马达的输出相对于踏力的比率。另外，缆线驱动的情况下，可以只判断降档变速完成，增加行驶辅助用马达的输出相对于踏力的比率。另外，电动驱动的情况，也可以省略降档操作的判断只判断降档变速的完成，增加行驶辅助用马达的输出相对于踏力的比率。

（f）对于前述各实施方式，可以只在自行车的行驶速度低于规定速度的情况下，进行图5、图8以及图9所示的控制。规定速度，例如选择应停止行驶辅助用马达的驱动时的速度，例如选择24km/h。

（g）另外，对于前述的各实施方式，对于自行车的行驶速度低于第一行驶速度的情况，以及行驶速度超过第一行驶速度时，可以在图5的步骤S3、图8中示出的步骤S13、以及图9中示出的步骤S3中变更行驶辅助用马达142的输出相对于踏力的比率的增加率。自行车的行驶速度低于第一行驶速度的情况，相比于超过第一行驶速度时的情况，其前述的行驶辅助用马达142的输出相对于踏力的比率的增加率更大。另外，对于这种情况，只在自行车的行驶速度高于第一行驶速度低于第二行驶速度的情况下，可以进行图5、图8以及图9中示出的控制。

（h）在前述的实施方式中，前变速操作部190f以及后变速操作部190r上分别设置有前变速位置传感器198f以及后变速位置传感器198r，但也可以是前变速位置传感器设置在前变速器上，后变速位置传感器设置在后变速器上。这种情况下，如果是缆线式的变速器，前变速位置传感器以及后变速位置传感器例如检测变速器的链接结构中链接部件的角度。或者如果是电动驱动式的变速器，前变速位置传感器以及后变速位置传感器检测用于驱动变速器的马达或者齿轮的转动角度。

Claims (13)

1.一种自行车用控制装置，其控制具有变速器和驱动车轮的行驶辅助用电动机的自行车，具备：

能够检测踏力的踏力检测部；以及

对应由所述踏力检测部检测的踏力来控制所述行驶辅助用电动机的控制部，

所述控制部在所述变速器的降档完成时，使所述行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率增加后，使所述行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率减少。

2.按照权利要求1所述的自行车用控制装置，还具备检测所述变速器的状态的变速状态检测部，

所述控制部基于所述变速状态检测部的检测结果，判断所述变速器的降档的完成。

3.按照权利要求1所述的自行车用控制装置，还具备设置在用于对所述变速器进行变速操作的变速操作部上，检测所述变速操作部的位置的变速状态检测部，

所述控制部基于所述变速状态检测部的检测结果，判断所述变速器的降档的完成。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部在使所述行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率减少时，使所述比率返回增加之前的状态。

5.按照权利要求1至3中任一项所述的自行车用控制装置，还具备检测规定的条件的规定条件检测部，

所述控制部在所述规定条件检测部检测出规定的条件时，使所述行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率减少。

6.按照权利要求5所述的自行车用控制装置，其中，所述规定条件检测部在所述自行车的曲柄的旋转速度变为规定的旋转速度时，检测所述规定的条件。

7.按照权利要求6所述的自行车用控制装置，其中，所述规定条件检测部具备检测所述自行车的曲柄的旋转速度的曲柄旋转速度检测部。

8.按照权利要求5所述的自行车用控制装置，其中，所述规定条件检测部在所述变速器的降档完成后经过规定时间时，检测所述规定的条件。

9.按照权利要求8所述的自行车用控制装置，其中，所述规定条件检测部具备计时器。

10.按照权利要求1至3中任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述变速器为内装变速器。

11.按照权利要求1至3中任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述变速器为外装变速器。

12.按照权利要求1至3中任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述行驶辅助用电动机设置于作为所述车轮之一的前轮或后轮上，或者设置于自行车的车架上。

13.一种自行车的控制方法，其控制具有变速器和驱动车轮的行驶辅助用电动机的自行车，具有：

检测踏力的步骤；以及

在所述变速器的降档完成时，使所述行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率增加后，使所述行驶辅助用电动机的输出相对于踏力的比率减少的步骤。