CN107021180A - 自行车用控制装置和自行车的变速系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自行车用控制装置和自行车的变速系统，能够搭载于自行车，该自行车具备：第一变速器，具有至少两个变速级，能够变更车轮的旋转相对于曲柄的旋转的比率；马达，对输入给所述曲柄的人力驱动力进行助力；以及第二变速器，在所述变速级的任一个中，不变更所述车轮的旋转相对于所述曲柄的旋转的比率，而能够将来自所述马达的旋转力传递给从所述曲柄至所述车轮的动力传递路径。自行车用控制装置具备基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述自行车的状态控制所述第二变速器的控制部。

Description

自行车用控制装置和自行车的变速系统
技术领域
本发明涉及自行车用控制装置和自行车的变速系统。
背景技术
已知具有对人力驱动力进行助力的马达的自行车的变速系统。自行车的变速系统除了马达外还包括将马达的旋转进行减速并输出的减速器以及被传递了分别来自减速器和曲柄轴的旋转的合力部件。专利文献1公开了以往的自行车的变速系统的一例。
专利文献1：日本特许第2623419号公报
以往的自行车的变速系统中，马达的旋转速度与曲柄的旋转速度成例比。马达具有对应旋转速度而输出转矩发生变动的特性，所以根据曲柄的旋转速度，可能会导致马达的输出转矩不足，助力变小，或者马达的驱动效率变低等问题。
发明内容
本发明目的在于提供能够抑制伴随曲柄的旋转速度变化而助力降低的自行车用控制装置和自行车的变速系统。
1.本发明的自行车用控制装置，能够搭载于自行车，该自行车具备：第一变速器，其具有至少两个变速级，能够变更车轮的旋转相对于曲柄的旋转的比率；马达，其对输入所述曲柄的人力驱动力进行助力；以及第二变速器，其在所述变速级的任一个中，不变更所述车轮的旋转相对于所述曲柄的旋转的比率，而能够将来自所述马达的旋转力传递给从所述曲柄至所述车轮的动力传递路径，其中，该自行车用控制装置具备基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述自行车的状态控制所述第二变速器的控制部。
2.本发明的自行车用控制装置，能够搭载于自行车，该自行车具备：第一变速器，其具有至少两个变速级，能够变更车轮的旋转相对于曲柄的旋转的比率；马达，其对输入所述曲柄的人力驱动力进行助力；以及第二变速器，其在所述变速级的任一个中，不变更所述车轮的旋转相对于所述曲柄的旋转的比率，而能够将来自所述马达的旋转力传递给从所述曲柄至所述车轮的动力传递路径，其中，该自行车用控制装置具备基于所述自行车的状态控制所述第二变速器和所述第一变速器的控制部。
3.根据上述自行车用控制装置的一例，所述自行车的状态包括所述曲柄或所述马达的转速和基于所述人力驱动力的转矩的至少一个。
4.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部在由所述第一变速器动作而所述转速超过预定的第一转速的情况下以所述第二变速器的变速比变大的方式控制所述第二变速器。
5.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述转速预测是否由所述第一变速器动作而所述转速变化为超过所述第一转速的值。
6.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部在所述第一变速器不动作而所述转速超过所述第一转速的情况下以所述第二变速器的变速比变大的方式控制所述第二变速器。
7.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部在由所述第一变速器动作而所述转速变为小于预定的第二转速的情况下以所述第二变速器的变速比变小的方式控制所述第二变速器。
8.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述转速预测是否由所述第一变速器动作而所述转速变化为小于所述第二转速的值。
9.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部在所述第一变速器不动作而所述转速变为小于所述第二转速的情况下以所述第二变速器的变速比变小的方式控制所述第二变速器。
10.根据上述自行车用控制装置的一例，所述第一转速比所述第二转速大。
11.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部在所述第一变速器动作而所述转矩变为小于预定的第一转矩的情况下以所述第二变速器的变速比变大的方式控制所述第二变速器。
12.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述转矩预测是否由所述第一变速器动作而所述转矩变化为小于所述第二转矩的值。
13.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部在所述第一变速器动作而所述转矩超过预定的第二转矩的情况下以所述第二变速器的变速比变小的方式控制所述第二变速器。
14.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述转矩预测是否由所述第一变速器动作而所述转矩变化为超过所述第二转矩的值
15.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部以所述曲柄的转速维持在规定的范围的方式控制所述第一变速器。
16.根据上述自行车用控制装置的一例，所述控制部使所述第二变速器和所述第一变速器以规定的顺序动作或使所述第二变速器和所述第一变速器同时动作。
17.根据上述自行车用控制装置的一例，所述规定的范围的上限值比所述第一转速大，所述规定的范围的下限值比所述第二转速小。
18.本发明的自行车的变速系统，具备：上述1～17任一项自行车用控制装置；所述第一变速器；以及所述第二变速器。
19.根据上述自行车的变速系统的一例，其还具备机壳，该机壳至少设置所述第二变速器，将曲柄轴以能够旋转的状态支撑。
20.本发明的自行车的变速系统，其具备：第一变速器，其能够变更车轮的旋转相对于自行车的曲柄的旋转的比率；以及第二变速器，其具有至少两个变速级，在所述变速级的任一个中，不变更所述车轮的旋转相对于所述曲柄的旋转的比率，而能够将来自马达的旋转力传递给从所述曲柄至所述车轮的动力传递路径。
21.根据上述自行车的变速系统的一例，所述第二变速器将来自所述马达的旋转力传递给所述动力传递路径上所述第一变速器的上游侧。
22.根据上述自行车的变速系统的一例，，所述第一变速器包括绕所述曲柄配置的前变速器和绕后轮的车轴配置的后变速器的至少一个。
23.根据上述自行车的变速系统的一例，所述第一变速器包括绕所述曲柄配置的前变速器，所述第二变速器将来自所述马达的旋转力传递给所述动力传递路径上所述前变速器的下游侧。
24.根据上述自行车的变速系统的一例，其还包括上述1～17任一项所述的自行车用控制装置。
发明效果
本发明的自行车用控制装置和自行车的变速系统能够抑制伴随曲柄的旋转速度的变化导致助力降低的情况。
附图说明
图1是具备第一实施方式的自行车用变速系统的自行车的侧面图。
图2是第一实施方式的变速系统的方框图。
图3是第一实施方式的自行车的动力传递路径的示意图。
图4是第一实施方式的驱动单元的剖面图。
图5是第一实施方式的第一变速处理的流程图。
图6是表示曲柄转速与转矩的关系的曲线图。
图7是表示第一变速处理的执行方式的一例的时序图。
图8是第一实施方式的第二变速处理的流程图。
图9是第二实施方式的第三变速处理的流程图。
图10是第二实施方式的第四变速处理的流程图。
图11是第三实施方式的第五变速处理的流程图。
图12是第一变形例的自行车的动力传递路径的示意图。
图13是第二变形例的自行车的动力传递路径的示意图。
图14是第三变形例的驱动单元的剖面图。
图15是第四变形例的驱动单元的示意图。
图16是第四变形例的第二变速器的示意图。
图17是第五变形例的驱动单元的模式图。
图18是表示第五变形例的第二变速器的第一状态的示意图。
图19是表示第五变形例的第二变速器的第二状态的示意图。
图20是表示第六变形例的第二变速器的第一状态的示意图。
图21是表示第六变形例的第二变速器的第二状态的示意图。
图22是表示第六变形例的第二变速器的示意图。
附图标记说明：
10自行车；38曲柄；42曲柄轴；50变速系统(自行车的变速系统)；72机壳；52、52A、52B第一变速器；54第二变速器；56马达；110控制装置(自行车用控制装置)；112控制部。
具体实施方式
参照图1～图8，关于第一实施方式的自行车的变速系统进行说明。
如图1所示，搭载自行车的变速系统(以下称作“变速系统50”)的自行车10包括前轮12、后轮14、车体16、驱动机构18和电池单元20。后轮14是车轮。车体16包括车架22、与车架22连接的前叉24和经由叉杆26可拆装地连接于前叉24的车把26A。前叉24支撑于车架22，连接于前轮12的车轴12A。
驱动机构18包括曲柄组件28、一对踏板30、后链轮34和车链36。
曲柄组件28具备曲柄38和前链轮40。曲柄38具备可旋转地支撑于车架22的曲柄轴42和一对曲柄臂44。一对曲柄臂44安装于曲柄轴42。一对踏板30具有踏板主体31和踏板轴32。踏板轴32与各个曲柄臂44连结。踏板主体31以能够相对踏板轴32旋转的状态支撑于各个踏板轴32。
前链轮40连结于曲柄轴42。前链轮40与曲柄轴42同轴设置。前链轮40可以与曲柄轴42以不相对旋转的方式连结，也可以以当曲柄轴42前转时前链轮40也前转的方式经由第一离合器62(参照图4)连结。
后链轮34能够绕后轮14的车轴14A旋转地安装于后轮14。后链轮34经由第二离合器(省略图示)连结于后轮14。第二离合器是单向离合器。车链36卷挂于前链轮40和后链轮34。通过施加在踏板30的人力驱动力使曲柄轴42旋转时，通过前链轮40、车链36和后链轮34而使后轮14旋转。
电池单元20包括电池46和用于将电池46可拆装地安装于车架22的电池盒48。电池46包括一个或多个电池芯。电池46由充电池构成。电池46与马达56电连接，对马达56供给电力。
如图2所示，变速系统50包括第一变速器52、第二变速器54和马达56。在一例中，变速系统50还包括操作部58和自行车用控制装置(以下称作“控制装置110”)。马达56、第二变速器54和控制装置110构成驱动单元60。控制装置110能够搭载于具备马达56、第一变速器52和第二变速器54的自行车10。
如图3所示，第一变速器52设于从曲柄38至后轮14的动力传递路径RT。第一变速器52包括与后轮14的轮毂一体化的内装变速器。第一变速器52能够变更后轮14的旋转相对于曲柄38的旋转的比率。图2所示的第一变速器52包括变速机构52A和促动器52B。变速机构52A包括例如行星齿轮机构。第一变速器52具有至少两个变速级。通过促动器52B的动作来切换变速机构52A的齿轮的连结方式，变化第一变速器52的变速级。由此，变更自行车的变速比r1。自行车的变速比r1与后轮14的转速相对于图1所示的曲柄38的转速的比率对应。
如图3所示，第二变速器54在从曲柄38至后轮14的动力传递路径RT上，将来自马达56的旋转力传递到第一变速器52的上游侧。第二变速器54在第一变速器52的变速级的任一级中，不变更后轮14的旋转相对于曲柄38的旋转的比率就能够将来自马达56的旋转力传递给从曲柄38到后轮14的动力传递路径RT。第二变速器54和马达56设于图4所示的驱动单元60的机壳72。驱动单元60的功能是对输入给曲柄轴42的人力驱动力进行助力。驱动单元60安装于自行车10的车架22(参照图1)，相对于车架22能够拆装。将驱动单元60和车架22结合的手段例如是螺栓。
图2所示的操作部58安装于车把26A(参照图1)。操作部58将用于使第一变速器52动作的信号发送给控制装置110。操作部58通过驾驶员的操作将增大自行车的变速比r1的升挡信号和减小自行车的变速比r1的降挡信号发送给控制装置110。
如图4所示，驱动单元60包括第一行星齿轮机构64、马达56和合力部件70。马达56包括第一马达66和第二马达68。第一马达66的一例是电动马达。第二马达68的一例是电动马达。在一例中，驱动单元60还包括曲柄轴42、机壳72、第一减速机构74、第二减速机构76、第一单向离合器78和第二单向离合器80。
至少第一马达66对输入给曲柄38的人力驱动力进行助力。第二马达68通过控制第一行星齿轮机构64的第一传递体90和第二行星齿轮机构74A的第二传递体96的旋转，从而变更从第二行星齿轮机构74输出的转速相对于从第一马达66输入给第一行星齿轮机构64的转速的比率。从第二行星齿轮机构74输出的转速相对于输入给第一行星齿轮机构64的转速的比率是第二变速器54的变速比r2。第二变速器54包括第一行星齿轮机构64、第二行星齿轮机构74A和第二马达68。
曲柄轴42在能够相对于驱动单元60旋转的状态下由驱动单元60支撑。曲柄轴42的两端部从机壳72突出。机壳72将曲柄轴42以能够旋转的状态进行支撑。第一马达66、第二变速器54、第一单向离合器78、第二单向离合器80、第一减速机构74和控制装置110设于机壳72。
后述的第一输出体88的旋转被传递给合力部件70，而基于人力驱动力的旋转以不经由第一行星齿轮机构64的方式被给予合力部件70。合力部件70包括中空轴82和齿轮84。中空轴82在相对于机壳72能够旋转的状态下支撑于机壳72。合力部件70绕曲柄轴42的轴心设置，能够绕曲柄轴42的轴心旋转。中空轴82的一方端部82A从机壳72突出。曲柄轴42以两端部从中空轴82和机壳72突出的方式被插入中空轴82内。曲柄轴42经由中空轴82支撑于机壳72。齿轮84以相对于中空轴82不能够旋转的状态安装于中空轴82，与中空轴82同轴设置。在其他例中，齿轮84可以通过加工中空轴82而与中空轴82一体形成。
第一离合器62设于曲柄轴42的外周与合力部件70的内周之间。第一离合器62是单向离合器。第一离合器62在曲柄轴42向前方旋转的情况下从曲柄轴42向合力部件70传递旋转，在曲柄轴42向后方旋转的情况下以不从曲柄轴42向合力部件70传递旋转的方式与曲柄轴42和合力部件70连结。
前链轮40在机壳72的外部配置于机壳72的侧方。前链轮40通过螺栓B安装于驱动单元60。螺栓B以在其与合力部件70之间固定前链轮40的方式拧入合力部件70。在使图1所示的曲柄轴42向前方旋转的人力驱动力被输入给踏板30的情况下，曲柄轴42相对于自行车10的车架向前方旋转。这种情况下，曲柄轴42的旋转经由第一离合器62和合力部件70传递给前链轮40，前链轮40的旋转经由车链36传递给后链轮34。在使曲柄轴42向后方旋转的人力驱动力被输入给踏板30的情况下，曲柄轴42相对于车架22向后方旋转。这种情况下，在第一离合器62的作用下，曲柄轴42的旋转不传递给合力部件70和前链轮40。
如图4所示，第一行星齿轮机构64包括第一输入体86、第一输出体88和第一传递体90。
第一输入体86包括与第一马达66的输出轴66B连结的太阳齿轮86A。太阳齿轮86A设于输出轴66B的外周，能够与输出轴66B一体旋转。太阳齿轮86A和输出轴66B之间设置有第一单向离合器78。第一单向离合器78阻止使曲柄轴42前转时的人力驱动力被传递而第二马达68旋转。另外，曲柄轴42的前转是自行车10前进时的曲柄轴42的旋转方向。第一单向离合器78例如是滚柱式离合器。第一单向离合器78以在输出轴66B向第一方向旋转的情况下，当第一输入体86的旋转速度和输出轴66B的旋转速度相等时，将输出轴66B的旋转传递给第一输入体86，当第一输入体86的旋转速度比输出轴66B的旋转速度高时，以不将输出轴66B的旋转传递给第一输入体86的方式与输出轴66B和第一输入体86连结。第一单向离合器78阻止通过使曲柄轴42前转时的人力驱动力而第二马达68旋转。
第一输出体88包括与第一输入体86啮合的行星齿轮88A和能够旋转地支撑行星齿轮88A的齿轮架88B。第一行星齿轮机构64优选具备多个行星齿轮88A。
第一传递体90设置为用以将第一输入体86的旋转传递给第一输出体88。第一传递体90包括与第一输出体88啮合的环形齿轮90A。环形齿轮90A绕太阳齿轮86A与太阳齿轮86A同轴配置。第一传递体90经由第二单向离合器80支撑于机壳72。第二单向离合器80例如是滚子式离合器。第二单向离合器80阻止第一传递体90向规定的方向旋转。即、第一传递体90相对于机壳72能够在第一方向旋转，相对于机壳72不能在第二方向旋转。
多个行星齿轮88A配置于太阳齿轮86A和环形齿轮90A之间。多个行星齿轮88A与太阳齿轮86A和环形齿轮90A啮合。齿轮架88B经由在轴方向贯通各个多个行星齿轮88A的行星销88C可旋转地支撑多个行星齿轮88A。在其他例中，行星销88C可以与多个行星齿轮88A一体旋转，可旋转地支撑于齿轮架88B。
第一减速机构74将第一输出体88的旋转进行减速并传递给合力部件70。第一减速机构74包括第二行星齿轮机构74A。第二行星齿轮机构74A与第一行星齿轮机构64同轴设置。第二行星齿轮机构74A在第一行星齿轮机构64的轴方向上配置于与第一行星齿轮机构64相邻的位置。
第二行星齿轮机构74包括第二输入体92、第二输出体94和第二传递体96。
第二输入体92上被输入第一输出体88的旋转。第二输入体92包括与第一输出体88连结的太阳齿轮92A。太阳齿轮92A设于第一输出体88的外周部，与第一输出体88一体旋转。第二输入体92的太阳齿轮92A的齿数优选与第一输入体86的太阳齿轮86A的齿数相等。
第二输出体94包括与第二输入体92啮合的行星齿轮94A和可旋转地支撑行星齿轮94A的齿轮架94B。第二行星齿轮机构74A优选具备多个行星齿轮94A。齿轮架94B经由在轴方向上贯通各个多个行星齿轮94A的行星销94C可旋转地支撑多个行星齿轮94A。在其他例中，行星销94C可以与多个行星齿轮94A一体旋转，可旋转地支撑于齿轮架94B。
第二输出体94的行星齿轮94A的齿轮优选与第一输出体88的行星齿轮88A的齿数相等。第二输出体94的齿轮架94B的外周部上设置齿轮94D。齿轮94D与第二输出体94同轴设置。齿轮94D与设于合力部件70的外周部的齿轮84啮合。由此，第二输出体94能够对合力部件70传递旋转。齿轮94D和齿轮84构成减速机构。第二输出体94的旋转优选为减速而传递给合力部件70。在齿轮94D与齿轮84之间可以经由其他齿轮从第二输出体94对合力部件70传递旋转，也可以通过环状的部件从第二输出体94对合力部件70传递旋转。环状的部件例如是卷挂在第二输出体94与合力部件70上的传送带。齿轮94D与齿轮84之间经由其他齿轮或通过环状的部件从第二输出体94对合力部件70传递旋转，第二输出体94的旋转方向和合力部件70的旋转方向变为相同方向的情况下，只要将第一马达66及第二马达68的驱动方向和第一单向离合器78及第二单向离合器80的朝向相反即可。第一马达66的转矩和施加给曲柄轴42的转矩在合力部件70上被合力。第一马达66的旋转在第一行星齿轮机构6上被变速后，被传递给合力部件70。施加给曲柄轴42的旋转不变速而传递给合力部件70。
第二传递体96设置为用以将第二输入体92的旋转传递给第二输出体94。第二传递体96包括与第二输出体94啮合的环形齿轮96A。第二传递体96的环形齿轮96A的齿数优选为与第一传递体90的环形齿轮90A的齿数相等。第一传递体90和第二传递体96一体化，从而能够同步旋转。因此，第二传递体96相对于机壳72能够在第一方向旋转，相对于机壳72不能在第二方向旋转。第一传递体90和第二传递体96可以一体形成，也可以分体形成，也可以通过连结而一体化。
第一马达66支撑于机壳72。第一马达66能够将第一输入体86旋转。第一马达66包括主体66A和输出轴66B。主体66A包括转子和定子(都省略图示)。输出轴66B将第一马达66的转子的旋转传递给第一输入体86。第一马达66与第一行星齿轮机构64同轴设置。第一马达66在第一行星齿轮机构64的轴方向上夹着第一行星齿轮机构64而配置于第一减速机构74的相反侧。
第二马达68能够将第一传递体90旋转。第二马达68支撑于机壳72。第二马达68包括主体68A和输出轴68B。主体68A包括转子和定子(都省略图示)。第二马达68配置在第一马达66的径方向的外侧。第二马达68的旋转轴线与第一马达66的旋转轴线平行设置。第二马达68的输出轴68B上设置有齿轮68C。第二马达68的旋转经由第二减速机构76传递给第一传递体90。为了阻止使曲柄轴42前转时的人力驱动力被传递而第二马达68旋转，齿轮68C可以经由单向离合器连结在输出轴68B。
第二减速机构76将第二马达68的旋转减速并传递给第一传递体90。第二减速机构76包括设于第二马达68的输出轴68B的齿轮68C、在外周部具有齿轮98A的支撑体98、设于第一传递体90的外周部的齿轮90B。齿轮98A与支撑体98同轴设置，与支撑体98一体旋转。支撑体98是轴，可旋转地支撑于机壳72。支撑体98也可以固定于机壳72，可旋转地支撑齿轮98A。齿轮98A与齿轮68C啮合。齿轮98A啮合在齿轮90B。齿轮90B与第一传递体90同轴设置。齿轮98A的齿数比齿轮68C的齿数多。齿轮90B的齿数比齿轮98A的齿数多。第二减速机构76可以省略齿轮98A，使齿轮68C和齿轮90B啮合。这种情况下，只要将第二马达68的驱动方向反向即可。包括在第二减速机构76的齿轮的个数不做限定。
如图2所示，驱动单元60还包括转矩传感器100和旋转速度传感器102。转矩传感器100例如是应变规、半导体应变传感器或磁应变传感器。转矩传感器100安装于合力部件70的中空轴82。磁应变传感器的情况下，磁应变元件安装于中空轴82。转矩传感器100检测施加给合力部件70的转矩。
在曲柄轴42的旋转传递给合力部件70，第一马达66和第二马达68的旋转不传递给合力部件70的情况下，转矩传感器100将反映了输入给曲柄轴42的人力驱动力的信号输出给控制装置110。在曲柄轴42的旋转、第一马达66的旋转和第二马达68的旋转传递给合力部件70的情况下，转矩传感器100将信号输出给控制装置110,该信号是反映了输入给曲柄轴42的人力驱动力、以及将经由第一行星齿轮机构64和第一减速机构74而传递的第一马达66的转矩和第二马达68的转矩合成所得的转矩的信号。
旋转速度传感器102包括检测曲柄38的旋转速度的踏频传感器。踏频传感器检测例如设于曲柄轴42的磁铁。踏频传感器包括簧片开关或霍尔元件等磁检测传感器。踏频传感器将与曲柄轴42的旋转速度对应的信号输出给控制装置110。踏频传感器也可以采用检测设于曲柄臂44的磁铁的结构。这种情况下，踏频传感器将与曲柄臂44的旋转速度对应的信号输出给控制装置110。旋转速度传感器可以还包括检测自行车10的前轮或后轮的旋转速度的车速传感器。控制装置110基于旋转速度传感器的检测结果计算曲柄的转速CA。
控制装置110具备控制部112。控制装置110优选为还包括存储部114。在存储部114上存储用于各种控制程序和各种控制处理的信息。控制部112包括执行预定的控制程序的运算处理装置。运算处理装置包括例如CPU(Central Processing Unit)或MPU(MicroProcessing Unit)。
控制部112控制第一马达66和第二马达68。控制部112根据人力驱动力和曲柄的转速CA控制第一马达66和第二马达68的旋转。控制部112通过使第一马达66旋转，从而使第一输入体86在第一方向旋转。第一输入体86在第一方向旋转时，向自行车10前进的方向的旋转传递给合力部件70。第一传递体90相对于机壳72不旋转时，第一输入体86的旋转被减速，且从第一输出体88向第二输入体92输出。即、第一行星齿轮机构64的变速比rX比“1”小。
控制装置110通过使第二马达68旋转，从而使第一传递体90在第一方向旋转。第一传递体90向第一方向的旋转速度越上升，则第一行星齿轮机构64的变速比rX越上升。第一传递体90向第一方向的旋转速度变为与第一输入体86相等时，第一行星齿轮机构64的变速比rX变为“1”。即、控制装置110通过控制第二马达68的旋转速度，从而能够连续变更变速比rX。通过第二马达68的控制，能够将变速比rX从比1小的值变更为1。控制装置110也可以多阶段控制第二马达68的旋转速度，多阶段变更变速比rX。
关于第二马达68和第一减速机构74的变速比rY的关系进行说明。
第二传递体96相对于机壳72不旋转时，第二输入体92的旋转被减速，且从第一输出体88输出。即、第二行星齿轮机构74A的变速比rY比“1”小。另外，变速比rY是第二输出体94的转速相对于第二输入体92的转速的比。
控制装置110通过使第二马达68旋转，从而使第二传递体96在第一方向旋转。第二传递体96向第一方向的旋转速度越上升，则第二行星齿轮机构74A的变速比rY越上升。第二传递体96向第一方向的旋转速度变为与第二输入体92相等时，第二行星齿轮机构74A的变速比rY变为“1”。即、控制装置110通过控制第二马达68的旋转速度，从而能够连续变更变速比rY。通过第二马达68的控制，变速比rY从比“1”小的值变更至“1”。
第一传递体90和第二传递体96一体旋转。因此，第一行星齿轮机构64的变速比rX和第一减速机构74的变速比rY相关。第一行星齿轮机构64的变速比rX越大，则第一减速机构74的变速比rY越大。第二变速器54的变速比r2与变速比rX和变速比rY的乘积相等。
控制部112能够切换基于曲柄的转速CA将第一变速器52的变速级变速的自动变速模式和仅基于操作部58的操作将第一变速器52的变速级变更的手动变速模式。控制部112例如通过驾驶员对操作部58(参照图1)的操作，切换自动变速模式和手动变速模式。自动变速模式中，优选将曲柄的转速CA以维持在规定的范围的方式变速。
自动变速模式中，控制部112基于自行车10的状态控制第一变速器52。自行车10的状态包括曲柄的转速CA。控制部112以曲柄的转速CA维持在从上限值CAA以下至下限值CAB以上的规定的范围的方式控制第一变速器52。此外，控制部112基于曲柄的转速CA和预定的第一转速CAX控制第二变速器54的变速级，基于曲柄的转速CA和预定的第二转速CAY控制第二变速器54的变速级。上限值CAA比第一转速CAX大。下限值CAB比第二转速CAY小。第一转速CAX比第二转速CAY大。
在自动变速模式和手动变速模式中，控制部112基于对第一变速器52的变速指示和自行车10的状态来控制第二变速器54。自动变速模式中，控制部112基于第一变速器52的状态和自行车10的状态控制第二变速器54。第一变速器52的状态包括自行车的变速比r1。
参照图5，关于在自动变速模式中执行的第一变速处理进行说明。本处理在自动变速模式被设定期间按规定周期反复执行。
控制部112在步骤S11中判定曲柄的转速CA是否从下限值CAB以上变为小于下限值CAB。当曲柄的转速CA从下限值CAB以上变为小于下限值CAB时，控制部112进入步骤S12。在步骤S12中，控制部112判定自行车的变速比r1是否设定为最小的变速比r1，当判定未设定为最小的变速比r1时，进入步骤S13的判定处理。在此，第二变速器54的变速比r2是能够二阶段变更的。
控制部112在步骤S13中当控制第一变速器52以使第一变速器52的变速比r1变小时，判定曲柄的转速CA是否超过第一转速CAX。控制部112基于第一变速器52的状态和曲柄的转速CA预测由第一变速器52动作是否使曲柄的转速CA变化为超过第一转速CAX的值。曲柄的转速CA是否变化为超过预定的第一转速CAX的值的判定，基于当前的曲柄的转速CA和当前的自行车的变速比r1以及变速后的自行车的变速比r1进行。各变速级中的自行车的变速比r1是预定的，存储在存储部114中，所以能够预测变速后的曲柄的转速CA。图6是表示曲柄的转速CA和基于人力驱动力的转矩之间的相关关系的曲线图。一般已知当曲柄的转速CA变大时，基于人力驱动力的转矩变小。
当由第一变速器52动作而曲柄的转速CA超过预定的第一转速CAX的情况下，控制部112使第二变速器54和第一变速器52以规定的顺序动作。控制部112在由第一变速器52动作而曲柄的转速CA超过预定的第一转速CAX的情况下，首先在步骤S14中以第二变速器54的变速比r2变大的方式控制第二变速器54。在步骤S14中当第二变速器54的变速比r2设定为二阶段中较高的变速比r2的情况下，维持该变速比r2。接着，控制部112在步骤S15中以自行车的变速比r1变小的方式控制第一变速器52。在步骤S15中，控制部112仅将第一变速器52的变速级变更一个阶段。当步骤S15的处理终止后，本处理终止。在步骤S12中，控制部112在判断自行车的变速比r1设定为最小的变速比r1时，终止本处理。
控制部112在步骤S13中判断由第一变速器52动作而曲柄的转速CA不超过预定的第一转速CAX的情况下，进入步骤S15。
控制部112在步骤S11中判定曲柄的转速CA没有从下限值CAB以上变为小于下限值CAB时，进入步骤S16。控制部112在步骤S16中判定曲柄的转速CA是否从上限值CAA以下变为超过上限值CAA的值。控制部112当判定曲柄的转速CA从上限值CAA以下变为超过上限值CAA的值时，进入步骤S17。在步骤S17中，控制部112判定自行车的变速比r1是否设定为最大的变速比r1，当判断未设定为最大的变速比r1时，则进入步骤S18的判定处理。
控制部112在步骤S18中，当以第一变速器52的变速比r1变大的方式控制第一变速器52时，判定曲柄的转速CA是否变为小于第二转速CAY。控制部112基于第一变速器52的状态和曲柄的转速CA预测是否由第一变速器52动作而曲柄的转速CA变化为小于第二转速CAY的值。曲柄的转速CA是否变化为小于预定的第二转速CAY的值的判定基于当前的曲柄的转速CA和当前的自行车的变速比r1及变速后的自行车的变速比r1进行。
由第一变速器52动作而曲柄的转速CA变为小于预定的第二转速CAY的情况下，控制部112使第二变速器54和第一变速器52以规定的顺序动作。控制部112在由第一变速器52动作而曲柄的转速CA变为小于预定的第二转速CAY的情况下，首先在步骤S19中以第二变速器54的变速比r2变小的方式控制第二变速器54。在步骤S19中第二变速器54的变速比r2设定为二阶段中较低的变速比r2的情况下，维持该变速比r2。接着，控制部112在步骤S20中以自行车的变速比r1变大的方式控制第一变速器52。在步骤S20中，控制部112仅将第一变速器52的变更级变更一个阶段。当步骤S20的处理终止，本处理终止。在步骤S17中，控制部112在判定自行车的变速比r1设定为最大的变速比r1时，终止本处理。
控制部112在步骤S18中判断由第一变速器52动作而曲柄的转速CA没有变为小于预定的第二转速CAY的情况下，进入步骤S20。
控制部112当在步骤S16中判定曲柄的转速CA未从上限值CAA以下变为大于上限值CAA时，不使第一变速器52和第二变速器54变速而终止本处理。控制部112在曲柄的转速CA维持在上限值CAA以下且下限值CAB以上的规定的范围时，进行基于自行车10的状态使第一变速器52和第二变速器54变速的控制。
参照图7，关于由控制部112执行的第一变速处理的执行方式的一例进行说明。
时刻t11表示曲柄的转速CA从下限值CAB以上变为小于下限值CAB的时刻。图7的实线表示在时刻t11控制部112以第一变速器52的变速比r1变小的方式控制第一变速器52时预测到曲柄的转速CA超过第一转速CAX的情况。这种情况下，控制部112以第二变速器54的变速比r2变大的方式控制第二变速器54，且以第一变速器52的变速比r1变小的方式控制第一变速器52。
图7的双点划线表示在时刻t11控制部112以第一变速器52的变速比r1变小的方式控制第一变速器52时预测到曲柄的转速CA没超过第一转速CAX的情况。这种情况下，控制部112不变更第二变速器54的变速比r2，且以第一变速器52的变速比r1变小的方式控制第一变速器52。
时刻t21表示曲柄的转速CA从上限值CAA以下超过上限值CAA的时刻。图7的实线表示在时刻t21控制部112以第一变速器52的变速比r1变大的方式控制第一变速器52时预测到曲柄的转速CA变为小于第二转速CAY的情况。这种情况下，控制部112以第二变速器54的变速比r2变小的方式控制第二变速器54，且以第一变速器52的变速比r1变大的方式控制第一变速器52。
图7的双点划线表示在时刻t21控制部112以第一变速器52的变速比r1变小的方式控制第一变速器52时预测到曲柄的转速CA未变为小于第一转速CAX的情况。这种情况下，控制部112不变更第二变速器54的变速比r2，且以第一变速器52的变速比r1变大的方式控制第一变速器52。
参照图8，关于在自动变速模式和手动变速模式下执行的第二变速处理进行说明。只要对变速系统50供给电源，本处理就按规定周期反复执行。
控制部112在步骤S21中判定是否从操作部58被输入了降挡信号。控制部112当被输入降挡信号时，执行与第一变速处理的步骤S12～S15同样的处理，然后终止本处理。本处理中，控制部112基于向第一变速器52的变速指示和曲柄的转速CA预测是否由第一变速器52动作而曲柄的转速CA变化为超过第一转速CAX的值。
控制部112在步骤S21中未被输入降挡信号时，在步骤S22中判定是否输入了升档信号。控制部112当被输入升挡信号时，执行与第一变速处理的步骤S17～S20同样的处理，然后终止本处理。本处理中，控制部112基于向第一变速器52的变速指示和曲柄的转速CA预测是否由第一变速器52动作而曲柄的转速CA变化为小于第二转速CAY的值。控制部112在步骤S21中未被输入升档信号时，不使第一变速器52和第二变速器54动作而终止本处理。
关于本实施方式的变速系统50的作用和效果进行说明。
(1)变速系统50的第二变速器54在第一变速器52的变速级的任一个中都不变更后轮14的旋转相对于曲柄38的旋转的比率，而能够将来自马达56的旋转力传递给从曲柄38至后轮14的动力传递路径。根据该结构，能够容易将第一马达66的旋转速度维持在规定的范围内，所以能够抑制伴随曲柄的转速CA的变化导致助力降低的情况。
(2)控制部112基于第一变速器52的状态或向第一变速器52的变速指示和曲柄的转速CA控制第二变速器54。因此，能够抑制随着第一变速器52的变速级变更而曲柄的转速CA变化导致助力降低的情况。
(3)控制部112在由第一变速器52动作而曲柄的转速CA超过预定的第一转速CAX的情况下，以第二变速器54的变速比r2变大的方式控制第二变速器54。即、在预测到将变为曲柄的转速CA不适合第二变速器54的变速比r2的状态时，能够预先将第二变速器54的变速比r2变更为适合第一变速器52的动作后的曲柄的转速CA的变速比r2。
(4)控制部112在由第一变速器52动作而曲柄的转速CA变为小于预定的第二转速CAY的情况下，以第二变速器54的变速比r2变小的方式控制第二变速器54。即、在预测到将变为曲柄的转速CA不适合第二变速器54的变速比r2的状态时，能够预先将第二变速器54的变速比r2变更为适合第一变速器52的动作后的曲柄的转速CA的变速比r2。
(5)控制部112在自动变速模式中以曲柄的转速CA维持在从上限值CAA以下至下限值CAB以上的规定的范围的方式控制第一变速器52。因此，由于行驶中曲柄的转速CA的变动被抑制，所以能够降低驾驶员的负荷。
(6)控制部112能够通过控制第二马达68的转速而多阶段变更第二变速器54的变速比r2。因此，能够实现适合曲柄的转速CA的第二变速器54的变速比r2。
(第二实施方式)
参照图2、图6、图9和图10说明第二实施方式的变速系统50。与第一实施方式共同的结构，使用与第一实施方式相同的附图标记，省略其说明。
图2所示的控制部112在自动变速模式中基于自行车10的状态执行变更第二变速器54的变速比r2的第三变速处理。自行车10的状态包括基于人力驱动力的转矩T。第三变速处理将在第一变速处理中的步骤S11置换为步骤S41，将步骤S13置换为步骤S42，将步骤S16置换为步骤S43，将步骤S18置换为步骤S44。其他步骤与第一变速处理相同，所以关于相同的处理的说明有时会省略。
参照图9，关于由控制部112执行的第三变速处理进行说明。只要自动变速模式被执行，本处理就按规定周期反复执行。
控制部112在步骤S41中判定基于人力驱动力的转矩T是否从上限值TA以下变为大于上限值TA。控制部112在判定转矩T从上限值TA以下变为大于上限值TA时，则进入步骤S12。在步骤S12中，控制部112当判定自行车的变速比r1未被设定为最小的变速比r1时，则进入步骤S42的判定处理。
控制部112在步骤S42中，以第一变速器52的变速比r1变小的方式控制第一变速器52时，判定转矩T是否变为小于第一转矩TX。控制部112基于第一变速器52的状态和转矩T预测是否会由第一变速器52动作而转矩T变化为小于第一转矩TX的值。转矩T是否会变化为小于第一转矩TX的值的判定是基于例如与图6所示的转矩T和曲柄的转速CA的相关性有关的信息(例如图6的关系线LA)和各变速级的自行车的变速比r1而进行。基于当前的转矩推定当前的曲柄的转速CA，根据曲柄的转速CA的推定值和当前的自行车的变速比r1及变速后的自行车的变速比r1求变速后的曲柄的转速CA的推定值，根据变速后的曲柄的转速CA的推定值和与转矩T及曲柄的转速CA的相关性有关的信息能够推定变速后的转矩T。与转矩T及曲柄的转速CA的相关性有关的信息存储在存储部114，例如可以作为数式存储。控制部112通过由转矩传感器100测量转矩T，从而即使没有旋转速度传感器102，也能够推定曲柄的转速CA。
控制部112在由第一变速器52动作而转矩T变为小于预定的第一转矩TX的情况下，在步骤S14中以第二变速器54的变速比r2变大的方式控制第二变速器54。由于在曲柄旋转一圈期间转矩T也变动，所以控制部112计算例如曲柄的旋转一圈的平均转矩或曲柄的旋转多圈的平均转矩，将该平均转矩作为当前的转矩使用。控制部112在由第一变速器52动作而转矩T没有变为小于第一转矩TX的情况下，进入步骤S15的处理。
控制部112若在步骤S41中判定转矩T未从上限值TA以下变为大于上限值TA，则在步骤S43中判定转矩T是否从下限值TB以上变为小于下限值TB。控制部112若判定转矩T从下限值TB以上变为小于下限值TB的值，则进入步骤S44的判定处理。
控制部112在步骤S44中以第一变速器52的变速比r1变大的方式控制第一变速器52时，判定转矩T是否大于第二转矩TY。控制部112基于第一变速器52的状态和转矩T预测是否会由第一变速器52动作而转矩T变化为超过第二转矩TY的值。转矩T是否变化为大于第二转矩TY的值的判定与步骤S42的处理同样进行。
控制部112在由第一变速器52动作而转矩T超过预定的第二转矩TY的情况下，在步骤S19中以第二变速器54的变速比r2变小的方式控制第二变速器54。控制部112在步骤S44中在由第一变速器52动作而转矩T未变为大于第二转矩TY的情况下，进入步骤S20。
控制部112在步骤S43中当判定转矩T没有从下限值TB以上变为小于下限值TB，则不使第一变速器52和第二变速器54变速而终止本处理。控制部112当转矩T被维持在上限值TA以下且下限值TB以上的规定的范围时，进行基于自行车10的状态使第一变速器52和第二变速器54变速的控制。
参照图10，关于在自动变速模式和手动变速模式中执行的第四变速处理进行说明。只要变速系统50被供给电源，本处理就按规定周期反复进行。第四变速处理将第三变速处理中的步骤S41置换为步骤S21，将步骤S43置换为步骤S22，其他步骤与第三变速处理相同，所以关于共同的处理的说明可能会省略。
控制部112在步骤S21中判定是否从操作部58输入了降挡信号。控制部112若被输入降挡信号，则进入第三变速处理的步骤S42。本处理中，控制部112基于向第一变速器52的变速指示和转矩T预测是否将由第一变速器52动作而转矩T变化为小于第一转矩TX的值。
控制部112在步骤S21中若未被输入降挡信号时，则在步骤S22中判定是否被输入了升挡信号。控制部112中若被输入升挡信号，则进入步骤S44。本处理中，控制部112基于第一变速器52的状态和转矩T预测是否将由第一变速器52动作而转矩T变化为超过第二转矩TY的值。控制部112在步骤S22中若判定未输入升挡信号，则终止本处理。
根据第二实施方式的变速系统50，除了第一实施方式的(1)和(6)的效果外，得到以下的效果。
(7)控制部112基于第一变速器52的状态或向第一变速器52的变速指示和转矩T控制第二变速器54。因此，能够抑制随着第一变速器52的变速级的变更而转矩T变化导致助力降低。
(8)控制部112在由第一变速器52动作而转矩T变为小于预定的第一转矩TX的情况下，以第二变速器54的变速比r2变大的方式控制第二变速器54。即、当预测转矩T将变为不适合第二变速器54的变速比r2的状态时，能够预先将第二变速器54的变速比r2变更为适合第一变速器52的动作后的转矩T的变速比r2。
(9)控制部112在由第一变速器52动作而转矩T变为大于预定的第二转矩TY的情况下，以第二变速器54的变速比r2变小的方式控制第二变速器54。即、预测转矩T将变为未适合第二变速器54的变速比r2的状态时，能够预先将第二变速器54的变速比r2变更为适合第一变速器52的动作后的转矩T的变速比r2。
(10)控制部112在自动变速模式中以转矩T维持在从上限值TA以下至下限值TB以上的规定的范围的方式控制第一变速器52。因此，由于在行驶中转矩T的变动被抑制，能够降低驾驶员的负荷。
(第三实施方式)
参照图2和图11，关于第三实施方式的变速系统50进行说明。与第一实施方式共同的结构，使用与第一实施方式相同的附图标记，省略其说明。
图2所示的控制部112在自动变速模式和手动变速模式中，代替第二变速处理，或者在其基础上，进行基于曲柄的转速CA变更第二变速器54的变速比r2的第五变速处理。第五变速处理中，控制部112在第一变速器52不动作，曲柄的转速CA超过第一转速CAX的情况下，能够以第二变速器54的变速比r2变大的方式控制第二变速器54。并且，控制部112在第一变速器52不动作，曲柄的转速CA变为小于第二转速CAY的情况下，能够以第二变速器54的变速比r2变小的方式控制第二变速器54。
参照图11，关于由控制部112执行的第五变速处理进行说明。只要变速系统50被供给电源，本处理就按规定周期反复被执行。
控制部112在步骤S31中，判定曲柄的转速CA是否超过了第一转速CAX。控制部112当曲柄的转速CA超过第一转速CAX时，在步骤S32中以第二变速器54的变速比r2变大的方式控制第二变速器54，然后终止本处理。在步骤S32中，控制部112当判定第二变速器54的变速比r2为能够由第二变速器54实现的最大的变速比r2时，则维持变速比r2。
控制部112在步骤S31中，当判定曲柄的转速CA未超过第一转速CAX时，则在步骤S33中，判定曲柄的转速CA是否变为小于第二转速CAY。控制部112当判定曲柄的转速CA变为小于第二转速CAY时，则在步骤S34中，以第二变速器54的变速比r2变小的方式控制第二变速器54，然后终止本处理。在步骤S34中，控制部112当判定第二变速器54的变速比r2为能够由第二变速器54实现的最小的变速比r2时，则维持变速比r2。
控制部112在步骤S33中当曲柄的转速CA为第二转速CAY以上时，即曲柄的转速CA为第一转速CAX以下且第二转速CAY以上时，不变更第二变速器54的变速比r2而终止本处理。根据本实施方式的变速系统50，能够得到第一实施方式的(1)和(2)的效果。
(变形例)
上述各实施方式的说明是本发明的自行车的变速系统能够采用的方式的例示，不意味着限制该方式。本发明的自行车的变速系统例如能够采用以下所示的上述各实施方式的变形例和彼此不矛盾的至少两个变形例组合的方式。
·第一～第三实施方式的第一变速器52，可以取代内装变速器，而包括绕曲柄38配置的前拨链器。这种情况下，变速机构52A可以包括前拨链器和多个前链轮。
·第一实施方式的第一和第二变速处理中，可以取代曲柄的转速CA，也能够基于马达56的转速控制第二变速器54。马达56的转速是自行车10的状态。马达56的转速优选使用第一马达66的转速。这种情况下，在第一和第二变速处理的步骤S13中由第一变速器52的动作而马达56的转速超过第一转速时，在步骤S14中以第二变速器54的变速比r2变大的方式控制第二变速器54。此外，第一和第二变速处理的步骤S18中由第一变速器52的动作而马达56的转速变为小于第二转速时，在步骤S19中控制部112以第二变速器54的变速比r2变小的方式控制第二变速器54。
·第一和第二实施方式的第一～第四变速处理中，也能够进行步骤S15后执行步骤S14。控制部112以第一变速器52的变速比r1变小的方式控制第一变速器52后，以第二变速器54的变速比r2变大的方式控制第二变速器54。此外，也能够同时执行步骤S14和步骤S15。即、控制部112也可以使第二变速器54和第一变速器52同时动作。如此进行处理的情况下，当在步骤S13、S42中控制部判定为NO(否)时，只要仅进行步骤S15的处理，而不进行步骤S14的处理即可。
·第一和第二实施方式的第一～第四变速处理中，也能够进行步骤S20后执行步骤S19。控制部112以第一变速器52的变速比r1变大的方式控制第一变速器52后，以第二变速器54的变速比r2变小的方式控制第二变速器54。此外，也能够同时执行步骤S19和步骤S20。即、控制部112也可以使第二变速器54和第一变速器52同时动作。如此进行处理的情况下，当在步骤S18、S44中控制部判定为NO(否)时，只要仅进行步骤S20的处理，而不进行步骤S19的处理即可。
·各实施方式的变速系统50的结构，也能够例如图12所示进行变更。图12的变速系统50的第一变速器52包括绕曲柄38配置的前变速器，第二变速器54在动力传递路径RT上将来自马达56的旋转力传递给比前变速器更靠下游侧。这种情况下，也能够将第一变速器52作为设于驱动单元60的变速器。并且，也能够将马达56和第二变速器54设于后轮14的轮毂，将第一变速器52构成为包括前拨链器。
·各实施方式的第一变速器52，也可以取代内装变速器，而包括后拨链器。这种情况下，变速机构52A包括后拨链器和多个后链轮。
·各实施方式的变速系统50，可以在从曲柄38至后轮14的动力传递路径RT上例如图13所示包括多个第一变速器52X、52Y而构成。第一变速器52X是与第一～第三实施方式的第一变速器52同样的结构，第一变速器52Y是与图12所示的实施方式的第一变速器52同样的结构。这种情况下，控制部112也能够基于第一变速器52X的状态或向第一变速器52X的变速指示控制第二变速器54。此外，控制部112也能够基于第一变速器52Y的状态或向第一变速器52Y的变速指示控制第二变速器54。
·各实施方式的行星齿轮机构64、74A也可以置换为包括太阳辊、行星辊、辊架和环形辊的行星辊机构。此外，各实施方式的齿轮可以是平齿轮也可以是斜齿轮。
·各实施方式的驱动单元60的结构也能够例如图14那样变更。图14所示的驱动单元160和图4所示的驱动单元60比较，不同的仅是第一传递体和第二传递体的结构，其他结构相同，所以关于相同的结构使用相同的附图标记，仅对不同的部分进行说明。图14的驱动单元160中，第一传递体90和第二传递体96能够相对旋转地独立构成。第二单向离合器80设于第一传递体90与机壳72之间。第二传递体96相对于机壳72不能相对旋转地设置。因此，第一行星齿轮机构64对应第二马达68的旋转速度将从第一马达66输入的旋转进行变速，并输出给第一减速机构74。第一减速机构74的第二行星齿轮机构74A将被第二输入体92输入的旋转总是以恒定的减速比进行减速并从第二输出体94输出。即、第一行星齿轮机构64的变速比rX是可变的，第二行星齿轮机构74A的变速比rY是比“1”小的一定的值。
·各实施方式的驱动单元60的结构也能够如图15和图16所示进行变更。图15所示的驱动单元260与图4所示的驱动单元60比较，仅第二变速器和马达的结构不同，其他结构与驱动单元60相同。图15的驱动单元260包括马达116和第二变速器118。马达116是与第一马达66相同的结构。第二变速器118具有两个变速级。第二变速器118包括第一旋转体120、第二旋转体122、第三旋转体124和第四旋转体126。第一旋转体120包括第一旋转轴120A和绕第一旋转轴120A能够旋转地设置的第一齿轮120B和第二齿轮120C。
如图16所示，第一齿轮120B与设于马达116的输出轴116A的齿轮116B啮合。第一齿轮120B和第二齿轮120C经由第一单向离合器128连结。
第二旋转体122包括第二旋转轴122A和能够旋转地设置在第二旋转轴122A的第一齿轮122B以及第二齿轮122C。第一齿轮122B与设于马达116的输出轴116A的齿轮116B啮合。第一齿轮122B和第二旋转轴122A经由第二单向离合器130连结。第三旋转体124包括第三旋转轴124A和能够旋转地设置在第三旋转轴124A的第一齿轮124B以及第二齿轮124C。第一齿轮124B以及第二齿轮124C一体旋转地连结或者一体形成。第一齿轮124B与第二旋转体122的第二齿轮122C啮合。
第四旋转体126包括第四旋转轴126A和能够旋转地设置在第四旋转轴126A的第一齿轮126B以及第二齿轮126C。第一齿轮126B以及第二齿轮126C一体旋转地连结或一体形成。第一齿轮126B分别与第一旋转体120的第二齿轮120C和第三旋转体124的第二齿轮124C啮合。第二齿轮126C与形成在图15所示的合力部件70的外周的齿轮84啮合。
第一单向离合器128当第一旋转体120的第一齿轮120B被输入第一方向F1的旋转时使第二齿轮120C向第一方向F1旋转。第一单向离合器128当第一旋转体120的第一齿轮120B被输入第二方向F2的旋转时不对第二齿轮120C传递旋转。第二单向离合器130当第二旋转体122的第一齿轮122B被输入第二方向F2的旋转时使第二齿轮122C向第二方向F2旋转。第二单向离合器130当第二旋转体122的第一齿轮122B被输入第一方向F1的旋转时不对第二齿轮122C传递旋转。第四旋转体126上根据马达116的旋转方向被传递从马达116经由第一旋转体120的旋转和从马达116经由第二旋转体122以及第三旋转体124的旋转的一方。马达116的旋转经由第一旋转体120传递给第四旋转体126时的变速比和经由第二旋转体122以及第三旋转体124传递给第四旋转体126时的变速比设定为不同。因此，控制部112通过切换马达116的旋转方向，能够切换第二变速器118的变速比。
·各实施方式的驱动单元60的结构也能够如图17～图19所示进行变更。图17的驱动单元360与图16所示的驱动单元260比较，仅第二变速器的结构不同，其他结构与驱动单元260相同。图17的驱动单元360包括马达116以及第二变速器132。第二变速器132包括行星齿轮机构134、第一单向离合器136、第二单向离合器138、切换机构140和旋转体148。
如图18所示，行星齿轮机构134包括太阳齿轮142、环形齿轮144和齿轮架146。太阳齿轮142设于马达116的输出轴116A，与输出轴116A一体旋转。第一单向离合器136配置在齿轮架146和图17所示的机壳72之间，限制齿轮架146相对于机壳72在第一方向F1上的旋转。第二单向离合器138配置在环形齿轮144与图17所示的机壳72之间，限制环形齿轮144相对于机壳72在第二方向F2上的旋转。切换机构140通过第二单向离合器138切换允许环形齿轮144的第二方向上的旋转的状态和限制该旋转的状态。
旋转体148包括绕旋转轴148A能够旋转地设置的第一齿轮148B、第二齿轮148C和第三齿轮148D。第一齿轮148B、第二齿轮148C和第三齿轮148D一体旋转地连结或一体形成。第一齿轮148B和第二齿轮148C的齿数不同。第一齿轮148B与设于齿轮架146的外周部的齿轮146A啮合。第二齿轮148C与设于环形齿轮144的外周部的齿轮144A啮合。第三齿轮148D与形成在合力部件70的外周的齿轮84啮合。
通过使马达116向一方向旋转而齿轮架146上被传递第二方向F2的旋转力时，环形齿轮144的第二方向F2的旋转由第二单向离合器138和切换机构140限制。这时，齿轮架146的第二方向F2的旋转经由齿轮146A、第一齿轮148B和第三齿轮148D传递给设于合力部件70的外周部的齿轮84。
如图19所示，通过使马达116向另一方向旋转而齿轮架146被传递第一方向的旋转力时，齿轮架146的第一方向的旋转由第一单向离合器136规制，环形齿轮144的第二方向的旋转由第二单向离合器138和切换机构140容许。这时，环形齿轮144的第二方向的旋转经由齿轮144A、第二齿轮148C和第三齿轮148D传递给设于合力部件70的外周部的齿轮84。
马达116的旋转经由齿轮架146传递给旋转体148时的变速比小于经由环形齿轮144传递给旋转体148时的变速比。因此，控制部112通过切换马达116的旋转方向从而能够切换第二变速器132的变速比。
·各实施方式的驱动单元60的结构也能够如图20和图21所示进行变更。图20和图21所示的驱动单元460与图16所示的驱动单元260比较，仅第二变速器的结构不同，其他结构与驱动单元260相同。图20的驱动单元460上设置马达116和第二变速器150。第二变速器150包括第一旋转体152、第二旋转体154和移动机构156。第一旋转体152和第二旋转体154能够对合力部件70的齿轮84传递旋转。
第一旋转体152包括绕旋转轴152A能够旋转的第一齿轮152B和第二齿轮152C。第一齿轮152B和第二齿轮152C一体旋转地连结或一体形成。第二齿轮152C与合力部件70的齿轮84啮合。第二旋转体154包括绕旋转轴154A能够旋转的第一齿轮154B和第二齿轮154C。第一齿轮154B和第二齿轮154C一体旋转地连结或一体形成。第二齿轮154C与合力部件70的齿轮84啮合。
移动机构156能够使马达116向与马达116的旋转轴垂直的方向移动。移动机构156切换图20所示的马达116的输出轴116A上设置的齿轮116B与第一旋转体152的第一齿轮152B啮合的状态和图21所示的齿轮116B与第二旋转体154的第一齿轮154B啮合的状态。第一旋转体152的第一齿轮152B和第二旋转体154的第一齿轮154B的齿数不同，以及/或者第一旋转体152的第二齿轮152C和第二旋转体154的第二齿轮154C的齿数不同，从而构成为对应动力的传递路径而变速比不同。控制部112使马达116移动，从而使齿轮116B与第一齿轮152B或第一齿轮154B选择性啮合，能够切换第二变速器150的变速比。
·图20和图21的驱动单元460也能够如图22所示进行变更。图22所示的驱动单元560与图20和图21所示的驱动单元460比较，仅第二变速器的结构不同，其他结构与驱动单元460相同。图22的第二变速器250的移动机构156能够使第二旋转体154在与轴方向垂直的方向上移动。马达116的齿轮116B和第一旋转体152的第一齿轮152B总是啮合。移动机构156切换第二旋转体154的第一齿轮154B与马达116的齿轮116B卡合的状态和第二旋转体154的第一齿轮154B与马达116的齿轮116B分离的状态。与合力部件70的齿轮84啮合的第一旋转体152的第二齿轮152C经由单向离合器158连接在第一齿轮152B。第一旋转体152的第二齿轮152C和第二旋转体154的第一齿轮154B的齿数不同。第二旋转体154的第一齿轮154B与马达116的齿轮116B卡合的状态下，从第二旋转体154经由合力部件70传递给第一旋转体152的旋转比从马达116传递给第一旋转体152的旋转快。这时，通过单向离合器158的功能能够使第一旋转体152的第二齿轮152C和第一旋转体152的第一齿轮152B相对旋转。因此，控制部112通过使第二旋转体154移动，从而能够切换第二变速器150的变速比。
·各实施方式的驱动单元60可以采取不包括第一单向离合器78的方式。这种情况下，也能够将太阳齿轮86A形成在输出轴66B的外周部。此外，也可以将第一单向离合器78设置在第一输出体88和第二输入体92之间，也可以设置在第二输出体94和齿轮94D之间，或者也可以设置在合力部件70和齿轮84之间。第一单向离合器78只要能够阻止第二马达68通过使曲柄轴42前转时的人力驱动力而旋转，则可以设置在从第二马达68的输出轴至合力部件70的驱动路径上的任意位置。
·各实施方式的驱动单元60能够采用不包括曲柄轴42的方式。这种情况下，作为自行车的构成要素的曲柄轴42设置在驱动单元60。
·各实施方式中，合力部件也可以由曲柄轴42构成。这种情况下，省略合力部件70，将第一减速机构74的旋转传递给曲柄轴42。
·各实施方式中，也可以省略第一离合器62。
·各实施方式中，控制装置110可以设置在机壳72的外部，也可以设置在自行车10的车架22上。

Claims (24)

1.一种自行车用控制装置，能够搭载于自行车，该自行车具备：
第一变速器，其具有至少两个变速级，能够变更车轮的旋转相对于曲柄的旋转的比率；
马达，其对输入给所述曲柄的人力驱动力进行助力；以及
第二变速器，其在所述变速级的任一个中，不变更所述车轮的旋转相对于所述曲柄的旋转的比率，而能够将来自所述马达的旋转力传递给从所述曲柄至所述车轮的动力传递路径，其中，
该自行车用控制装置具备基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述自行车的状态控制所述第二变速器的控制部。
2.一种自行车用控制装置，能够搭载于自行车，该自行车具备：
第一变速器，其具有至少两个变速级，能够变更车轮的旋转相对于曲柄的旋转的比率；
马达，其对输入给所述曲柄的人力驱动力进行助力；以及
第二变速器，其在所述变速级的任一个中，不变更所述车轮的旋转相对于所述曲柄的旋转的比率，而能够将来自所述马达的旋转力传递给从所述曲柄至所述车轮的动力传递路径，其中，
该自行车用控制装置具备基于所述自行车的状态控制所述第二变速器和所述第一变速器的控制部。
3.如权利要求1或2所述的自行车用控制装置，其中，所述自行车的状态包括所述曲柄或所述马达的转速和基于所述人力驱动力的转矩的至少一个。
4.如权利要求3所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部在由所述第一变速器动作而所述转速超过预定的第一转速的情况下以所述第二变速器的变速比变大的方式控制所述第二变速器。
5.如权利要求4所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述转速预测是否由所述第一变速器动作而所述转速变化为超过所述第一转速的值。
6.如权利要求4或5所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部在所述第一变速器不动作而所述转速超过所述第一转速的情况下以所述第二变速器的变速比变大的方式控制所述第二变速器。
7.如权利要求3～6任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部在由所述第一变速器动作而所述转速变为小于预定的第二转速的情况下以所述第二变速器的变速比变小的方式控制所述第二变速器。
8.如权利要求7所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述转速预测是否由所述第一变速器动作而所述转速变化为小于所述第二转速的值。
9.如权利要求7或8所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部在所述第一变速器不动作而所述转速变为小于所述第二转速的情况下以所述第二变速器的变速比变小的方式控制所述第二变速器。
10.如直接或间接引用权利要求4的权利要求7～9任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述第一转速比所述第二转速大。
11.如权利要求3～10任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部在所述第一变速器动作而所述转矩变为小于预定的第一转矩的情况下以所述第二变速器的变速比变大的方式控制所述第二变速器。
12.如权利要求11所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述转矩预测是否由所述第一变速器动作而所述转矩变化为小于所述第二转矩的值。
13.如权利要求3～12任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部在所述第一变速器动作而所述转矩超过预定的第二转矩的情况下以所述第二变速器的变速比变小的方式控制所述第二变速器。
14.如权利要求13所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部基于所述第一变速器的状态或向所述第一变速器的变速指示和所述转矩预测是否由所述第一变速器动作而所述转矩变化为超过所述第二转矩的值。
15.如权利要求3～14任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部以所述曲柄的转速维持在规定的范围的方式控制所述第一变速器。
16.如权利要求15所述的自行车用控制装置，其中，所述控制部使所述第二变速器和所述第一变速器以规定的顺序动作或使所述第二变速器和所述第一变速器同时动作。
17.如直接或间接引用权利要求10的权利要求15或16所述的自行车用控制装置，其中，所述规定的范围的上限值比所述第一转速大，所述规定的范围的下限值比所述第二转速小。
18.一种自行车的变速系统，具备：
权利要求1～17任一项所述的自行车用控制装置；
所述第一变速器；以及
所述第二变速器。
19.如权利要求18所述的自行车的变速系统，其还具备机壳，该机壳至少设置所述第二变速器，将曲柄轴以能够旋转的状态支撑。
20.一种自行车的变速系统，其具备：
第一变速器，其能够变更车轮的旋转相对于自行车的曲柄的旋转的比率；以及
第二变速器，其具有至少两个变速级，在所述变速级的任一个中，不变更所述车轮的旋转相对于所述曲柄的旋转的比率，而能够将来自马达的旋转力传递给从所述曲柄至所述车轮的动力传递路径。
21.如权利要求20所述的自行车的变速系统，其中，所述第二变速器将来自所述马达的旋转力传递给所述动力传递路径上所述第一变速器的上游侧。
22.如权利要求21所述的自行车的变速系统，其中，所述第一变速器包括绕所述曲柄配置的前变速器和绕后轮的车轴配置的后变速器的至少一个。
23.如权利要求20所述的自行车的变速系统，其中，
所述第一变速器包括绕所述曲柄配置的前变速器，
所述第二变速器将来自所述马达的旋转力传递给所述动力传递路径上所述前变速器的下游侧。
24.如权利要求20～23任一项所述的自行车的变速系统，其还包括权利要求1～17任一项所述的自行车用控制装置。
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