CN108528617B - 自行车用控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自行车用控制装置，能够进行对应自行车的行驶状况的辅助马达的控制。该自行车用控制装置具备对应人力驱动力控制辅助马达的输出的控制部，所述控制部能够选择性地设定对所述人力驱动力的所述辅助马达的输出状态彼此不同的第一控制状态和第二控制状态，所述控制部当自行车的曲柄从停止状态旋转时以及所述曲柄的旋转速度为规定的第一速度以下时的至少一个时，以使所述第一控制状态下对所述人力驱动力的变化的所述辅助马达的响应速度比所述第二控制状态下对所述人力驱动力的变化的所述辅助马达的响应速度快的方式控制所述辅助马达的输出。

Description

自行车用控制装置
本申请是申请日为2015年10月21日，申请号为201510694732.X，发明名称为自行车用控制装置的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种自行车用控制装置。
背景技术
已知具备对应人力驱动力控制辅助马达的输出的控制部的自行车用控制装置(例如专利文献1)。该自行车用控制装置对应人力驱动力决定用于行驶辅助的行驶辅助力。
[专利文献]
专利文献1：日本特开2001-10581号公报
自行车的行驶状況，例如自行车公路(onroad)模式行驶时和越野(offroad)模式行驶时对辅助马达的要求不同。因此，要求进行与自行车的行驶状況对应的辅助马达的控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够进行对应自行车的行驶状况的辅助马达的控制的自行车用控制装置。
〔1〕本发明一方面的自行车用控制装置，具备对应人力驱动力控制辅助马达的输出的控制部，其中，所述控制部能够选择性地设定对所述人力驱动力的所述辅助马达的输出状态彼此不同的第一控制状态和第二控制状态，在自行车的曲柄从停止状态旋转时以及所述曲柄的旋转速度为规定的第一速度以下时的至少一者时，以使所述第一控制状态下对所述人力驱动力的变化的所述辅助马达的响应速度比所述第二控制状态下对所述人力驱动力的变化的所述辅助马达的响应速度快的方式控制所述辅助马达的输出。
〔2〕根据所述自行车用控制装置的一方面，所述控制部在自行车的曲柄从停止状态旋转时，以使所述第一控制状态下所述人力驱动力増加时的所述辅助马达的响应速度比所述第二控制状态下所述人力驱动力増加时的所述辅助马达的响应速度快的方式控制所述辅助马达的输出。
〔3〕根据所述自行车用控制装置的一方面，所述控制部在所述曲柄的旋转速度为规定的第一速度以下时，以使所述第一控制状态下所述人力驱动力减小时的所述辅助马达的响应速度比所述第二控制状态下所述人力驱动力减小时的所述辅助马达的响应速度快的方式控制所述辅助马达的输出。
〔4〕根据所述自行车用控制装置的一方面，所述控制部在所述曲柄的旋转速度超过作为规定的第一速度以上的规定的第二速度时，以使所述第一控制状态下所述人力驱动力减小时的所述辅助马达的响应速度比所述第二控制状态下所述人力驱动力减小时的所述辅助马达的响应速度慢的方式控制所述辅助马达的输出。
〔5〕根据所述自行车用控制装置的一方面，还包含可安装在自行车上的操作部，所述控制部通过所述操作部来选择性地设定所述第一控制状态以及所述第二控制状态。
〔6〕根据所述自行车用控制装置的一方面，还包含能够与外部装置通信的通信部，所述控制部通过所述外部装置来选择性地设定所述第一控制状态以及所述第二控制状态。
〔7〕根据所述自行车用控制装置的一方面，所述控制部能够通过所述操作部调节所述响应速度。
〔8〕根据所述自行车用控制装置的一方面，所述控制部能够通过所述外部装置调节所述响应速度。
〔9〕根据所述自行车用控制装置的一方面，是具备对应人力驱动力控制辅助马达的输出的控制部的自行车用控制装置，其中，所述控制部可选择性地设定对所述人力驱动力的所述辅助马达的输出的最大值相等、且对所述人力驱动力的所述辅助马达的输出状态彼此不同的第一控制状态和第二控制状态，在自行车的曲柄从停止状态旋转时以及所述曲柄的旋转速度为规定的第一速度以下时的至少一个时，以使所述第一控制状态下对所述人力驱动力的所述辅助马达的输出和所述第二控制状态下对所述人力驱动力的所述辅助马达的输出不同的方式控制所述辅助马达的输出。
〔10〕根据所述自行车用控制装置的一方面，所述控制部在所述第一控制状态下所述曲柄从停止状态旋转时，使所述辅助马达的输出降低直到所述曲柄的旋转角度达到第一规定值，所述第二控制状态下所述曲柄从停止状态旋转时，使所述辅助马达的输出降低直到所述曲柄的旋转角度达到比所述第一规定值大的第二规定值。
〔11〕根据所述自行车用控制装置的一方面，是控制具有辅助马达的自行车的自行车用控制装置，其中，该自行车用控制装置具备控制部，该控制部对应以由所述辅助马达开始行驶辅助的时刻时的所述自行车的曲柄的位置为基准的所述曲柄的旋转角度、从开始所述行驶辅助的时刻经过的行驶距离以及从开始所述行驶辅助的时刻经过的行驶时间的至少任一个来控制使所述辅助马达输出的行驶辅助力，所述控制部能够选择性地设定对人力驱动力的所述辅助马达的输出彼此不同的第一控制状态和第二控制状态，在所述曲柄从停止状态旋转时，使所述第一控制状态下使所述辅助马达输出的行驶辅助力和所述第二控制状态下使所述辅助马达输出的行驶辅助力不同。
〔12〕根据所述自行车用控制装置的一方面，是控制具有辅助马达的自行车的自行车用控制装置，其中，该自行车用控制装置具备对应人力驱动力控制使所述辅助马达输出的行驶辅助力的控制部，所述控制部在所述人力驱动力降低时以使行驶辅助力的降低相对所述人力驱动力的降低滞后的方式控制所述行驶辅助力，且对应曲柄的旋转状态控制所述行驶辅助力降低的滞后，能够选择性地设定对所述人力驱动力的所述辅助马达的输出彼此不同的第一控制状态和第二控制状态，使所述第一控制状态时的所述行驶辅助力降低的滞后与第二控制状态时的所述行驶辅助力的降低的滞后不同。
[发明效果]
本发明的自行车用控制装置能够进行对应自行车的行驶状况的辅助马达的控制。
附图说明
图1是搭载有自行车用控制装置的自行车的侧面图。
图2是表示自行车用控制装置的构成的框图。
图3是表示补正系数与旋转角度建立的对应关系的补正系数映像图。
图4是表示基本行驶辅助力的时间变化的曲线图。
图5是表示行驶辅助力的时间变化的曲线图。
图6是表示第一控制状态下的时间常数与踏频的关系的曲线图。
图7是表示第二控制状态下的时间常数与踏频的关系的曲线图。
图8是表示第一控制状态以及第二控制状态下建立的补正系数与旋转角度的对应关系的补正系数映像图。
图9是表示第一控制状态以及第二控制状态下的时间常数与踏频的关系的曲线图。
图10是用于说明实施方式的自行车用控制装置的动作的流程图。
具体实施方式
图1是采用实施方式的自行车用控制装置1的自行车201的侧面图。如图1所示，采用实施方式的自行车用控制装置1的自行车201具备车架202、车把204、驱动部205、前轮206和后轮207。自行车201在本实施方式中是车架202上具有前悬架220以及后悬架222的山地自行车，也可以是不具有悬架的自行车。
驱动部205具有车链210、安装有脚踏板211的曲柄212、辅助机构215和作为辅助机构215的电源的可拆装的充电池B，分别支承在车架202上。曲柄212包含曲柄轴212A和一对曲柄臂212B。各曲柄臂212B设置在曲柄轴212A的两端部。驱动部205还具备前链轮234。前链轮234与曲柄212直接或间接连接。车链210卷挂在前链轮234与安装在后轮207的后链轮236之间而传递驱动力。充电池B例如是使用镍氢电池和锂离子电池等的蓄电池，可拆装地搭载于车架202上。
前链轮234及后链轮236分别具有多个链轮。驱动部205包含前变速机构240及后变速机构238。前变速机构240在多个前链轮234之间换装车链210。后变速机构238在多个后链轮236之间换装车链210。前变速机构240以及后变速机构238分别由设于车把204的变速操作装置(省略图示)控制。另外，前链轮234也可以由一个构成，这种情况下省略前变速机构240。
图2是用于说明自行车用控制装置1的框图。如图2所示，自行车用控制装置1具备第一检测部2、第二检测部3、控制部4、通信部5和第三检测部6。该自行车用控制装置1上连接着操作部218以及辅助机构215。第一检测部2、第二检测部3、通信部5和第三检测部6与控制部4电连接。
操作部218能够安装在车把204(参照图1)上。操作部218设置在图1所示的自行车201上，并安装在车把204上。图2所示的操作部218与自行车用控制装置1的控制部4有线电连接或者无线连接。通过对该操作部218操作，选择辅助机构215的辅助条件。操作部218例如包含操作开关。例如，通过对操作部218操作，能够选择第一辅助条件、第二辅助条件以及第三辅助条件中的任一辅助条件。通过变更多个辅助条件，能够变更对人力驱动力的行驶辅助力PX的大小。另外，各辅助条件的详细情况在后面叙述。
辅助机构215包含辅助马达216和驱动电路217。辅助马达216由驱动电路217控制。另外，驱动电路217基于来自控制部4的指令控制辅助马达216。辅助马达216与包含设于图1所示的曲柄臂212B与前链轮234之间的曲柄轴212A的动力传递路径连结。辅助机构215也可以采用具备未图示的减速器，将辅助马达216的输出经由减速器传递给所述动力传递路径的结构。如图2所示，包含自行车用控制装置1的控制部4和辅助机构215而构成驱动单元219。驱动单元219可拆装地设于车架202(参照图1)上。
图2所示的第一检测部2检测人力驱动力。详细地，第一检测部2输出与人力驱动力对应的信号。例如，第一检测部2是转矩传感器，输出与作用于包含图1所示的曲柄212的曲柄轴212A或设于曲柄臂212B与前链轮234之间的曲柄轴212A的动力传递路径的转矩对应的信号(例如电圧)。转矩传感器例如可以是磁应变式传感器，也可以是应变计。图2所示的第一检测部2将与检测到的人力驱动力有关的信息发送给控制部4。
第二检测部3检测曲柄212的旋转状态。曲柄212的旋转状态包含曲柄212的旋转角度TA。在此，曲柄212的旋转角度TA意味着由辅助马达216(参照图2)开始进行行驶辅助的时刻时的以曲柄212的位置为基准的旋转角度TA。旋转角度TA换种说法可以是从开始进行行驶辅助的时刻开始曲柄212的总旋转量。第二检测部3作为曲柄212的旋转角度TA可以检测曲柄轴212A的旋转角度，也可以检测曲柄臂212B的旋转角度。图2所示的第二检测部3将与检测到的旋转角度TA有关的信息发送给控制部4。
另外，曲柄212的旋转状态包含曲柄212的旋转速度KA。图2所示的第二检测部3起到作为踏频传感器的作用，将曲柄212(参照图1)的踏频作为旋转速度KA检测。第二检测部3可以检测曲柄212(参照图1)的旋转周期作为旋转状态检测。第二检测部3将与检测到的踏频有关的信息发送给控制部4。
例如，第二检测部3包含旋转编码器，通过由霍尔元件检测安装在曲柄轴212A(参照图1)上的多極磁铁的磁通密度的变化来检测曲柄轴212A(参照图1)的旋转角度TA。第二检测部3根据曲柄轴212A(参照图1)的旋转角度TA和时间来检测曲柄轴212A(参照图1)的旋转速度KA。第二检测部3包含设于曲柄轴212A(参照图1)或曲柄臂212B(参照图1)的磁铁和检测该磁铁的磁簧开关而构成，检测曲柄轴212A(参照图1)的旋转速度KA。第二检测部3可以不是磁式编码器而是光学式编码器，也可以是旋转编码器以外的旋转角度传感器。
第三检测部6检测自行车201的行驶速度。第三检测部6包含例如设于后轮207(参照图1)的磁铁的磁簧开关。控制部4基于第三检测部6的检测值以及轮胎直径来计算自行车201的行驶速度ZA。
控制部4在规定的条件满足时能够使辅助马达216执行行驶辅助。例如，控制部4判定由第一检测部2检测到的人力驱动力(转矩)为预先设定的人力驱动力基准值以上的情况下，使辅助马达216执行行驶辅助。控制部4在由第三检测部6检测到的行驶速度ZA为规定速度以上时降低或停止辅助马达216的输出。规定速度例如与时速25km对应。
控制部4对应由第一检测部2检测到的人力驱动力、作为由第二检测部3检测到的检测结果的旋转角度TA以及作为由第三检测部6检测到的检测结果的行驶速度ZA，控制使辅助马达216输出的行驶辅助力PX。详细地，控制部4使辅助马达216输出与人力驱动力对应设定的基本行驶辅助力以下的行驶辅助力PX。另外，控制部4例如由微型计算机构成，包含CPU(Central processing unit：中央处理器)，RAM(random access memory：随机存储器)，ROM(read only memory：只读存储器)，I/O界面等。
关于对应人力驱动力设定的基本行驶辅助力PA进行说明。
例如，由操作部218选择第一辅助条件的情况下，控制部4将人力驱动力的X倍的行驶辅助力PX设定作为基本行驶辅助力PA。第一辅助条件下，控制部4控制辅助机构215，以使由人力驱动力作用于动力传递路径的转矩的X倍的转矩从辅助机构215提供给动力传递路径。
另外，例如由操作部218选择第二辅助条件的情况下，控制部4将人力驱动力的Y倍的行驶辅助力PX设定作为基本行驶辅助力PA。第二辅助条件下，控制部4控制辅助机构215，以使由人力驱动力作用于动力传递路径的转矩的Y倍的转矩从辅助机构215提供给动力传递路径。
另外，例如由操作部218选择第三辅助条件的情况下，控制部4将人力驱动力的Z倍的行驶辅助力PX设定作为基本行驶辅助力PA。第三辅助条件下，控制部4控制辅助机构215，以使由人力驱动力作用于动力传递路径的转矩的Z倍的转矩从辅助机构215提供给动力传递路径。X、Y、Z选择满足X＞Y＞Z的数字。例如选择X＝2、Y＝1.5、Z＝1。另外，不进行辅助机构215的辅助的关闭模式下也能够通过操作部218进行选择。
接着，关于控制部4设定上述的基本行驶辅助力PA以下的行驶辅助力PX的方法进行说明。控制部4当自行车的曲柄212从停止状态旋转时，对应由第二检测部3检测到的旋转角度TA，补正上述的基本行驶辅助力PA。补正该基本行驶辅助力PA的是使辅助马达216输出的行驶辅助力PX。控制部4控制驱动电路217，以使辅助马达216输出该行驶辅助力PX。
控制部4当曲柄212从停止状态旋转时以随着旋转角度TA变大而行驶辅助力PX接近基本行驶辅助力PA的方式补正基本行驶辅助力PA。更具体地，控制部4当曲柄212从停止状态旋转时，基于与旋转角度TA对应的补正信息，补正基本行驶辅助力PA。该补正信息由旋转角度TA越大则由越大的补正系数表示。控制部4通过将该补正系数与基本行驶辅助力PA相乘，算出行驶辅助力PX。
例如，控制部4存储着图3所示的补正信息映像图，基于该补正信息映像图设定补正系数。另外，补正信息映像图包含使旋转角度TA与补正系数建立对应关系的信息，随着旋转角度TA变大而补正系数也变大。另外，补正系数不做特别限定，但在此为0以上1以下。
控制部4当由第二检测部3检测到的旋转角度TA为预定的阈值TAX以上时使补正系数为1。控制部4在进行基于曲柄212的旋转角度TA的行驶辅助力PX的补正処理(以下称作第一补正処理)后，进行后述的人力驱动力减小时的行驶辅助力PX的补正処理(以下称作第二补正処理)。阈值TAX例如优选0度以上1000度以下，更优选20度以上800度以下。另外，控制部4也可以不使用这样的补正信息映像图，而通过预先设定的计算式算出与旋转角度TA对应的补正系数。阈值TAX的值越小则从曲柄212停止的状态开始骑动自行车201时，辅助马达216的响应速度越快。即，辅助马达216的输出到达基本行驶辅助力PA的时间越早。当减少阈值TAX的值时，对人力驱动力的辅助马达216的输出较早地变大，所以能够提高牵引力控制(traction control)性能，当提高阈值TAX的值时，则直到对人力驱动力的辅助马达216的输出变大的时间变长，所以能够抑制蹬踏开始时的急速起步。
补正信息映像图中，如图3中线L1所示旋转角度TA和补正系数可以是一次函数的关系，如图3中线L2、L3所示也可以是n次函数的曲线。补正信息映像图如图3中线L4所示，也可以是旋转角度TA为0度时补正系数不是0，而是规定的数量值。补正信息映像图如图3中线L1～L4所示，可以是补正系数根据旋转角度TA而连续变化，如图3中线L5所示也可以是补正系数根据旋转角度TA而呈阶段性不连续变化。这样的补正映像图通过试验决定。控制部4具备多个补正信息映像图，构成为能够由操作部218设定多个补正信息映像图。控制部4也可以不根据补正控制映像图，而根据预先设定的计算式算出行驶辅助力PX。
作为第二补正処理，控制部4以使人力驱动力减小时行驶辅助力PX的降低相对于该人力驱动力的减少滞后的方式控制行驶辅助力PX。详细地，控制部4当未进行第一补正処理以及第二补正処理期间，基本上使辅助马达216输出对应人力驱动力设定的基本行驶辅助力PA作为行驶辅助力PX。然后，控制部4当人力驱动力减小时补正基本行驶辅助力PA，使辅助马达216输出补正后的基本行驶辅助力PA作为行驶辅助力PX。该补正后的基本行驶辅助力PA为补正前的基本行驶辅助力PA以上。控制部4通过该补正処理使行驶辅助力PX的减少相对于人力驱动力的减少滞后。在此，说明对应人力驱动力设定的基本行驶辅助力PA以及基本行驶辅助力PA的时间变化。
图4是表示基本行驶辅助力PA的时间变化的曲线图。人力驱动力当脚踏板211位于上止点或下止点时为最小，当脚踏板211位于从上止点或下止点旋转90度的位置上时为最大。基本行驶辅助力PA设定为人力驱动力的规定倍，所以基本行驶辅助力PA的时间变化为图4所示的波形。控制部4在不进行第一补正処理以及第二补正処理的情况下，辅助马达216将输出基本行驶辅助力PA。
控制部4使辅助马达216输出上述的基本行驶辅助力PA作为行驶辅助力PX，另一方面，当人力驱动力减小时补正基本行驶辅助力PA，使辅助马达216输出该补正后的基本行驶辅助力PA作为行驶辅助力PX。
具体地，控制部4将第一检测部2输出的信号变换为离散信号。即，控制部4以规定的时间间隔取得与第一检测部2所检测到的人力驱动力有关的信息。并且，控制部4基于该离散信号，判断第一检测部2检测到的人力驱动力比在前一个时刻检测到的人力驱动力小时，判断人力驱动力降低。
图5是表示行驶辅助力PX的时间变化的曲线图。另外，图5中实线所示的波形表示行驶辅助力PX的时间变化，虚线所示的波形表示基本行驶辅助力PA的时间变化。如图5所示，控制部4判断在时刻t1的下一个时刻t2时人力驱动力减小。另外，时刻t1是基本行驶辅助力PA表示最大值的时刻。
控制部4当判断人力驱动力减小时，使行驶辅助力PX的减少相对于人力驱动力的减少滞后。具体地，控制部4使用一阶低通滤光镜补正基本行驶辅助力PA并作为行驶辅助力PX。由于像这样，控制部4使用一阶低通滤光镜补正基本行驶辅助力PA，从而行驶辅助力PX的降低相对于人力驱动力的降低滞后。
另外，控制部4当基本行驶辅助力PA的补正処理开始后，补正后的行驶辅助力PX比补正前的基本行驶辅助力PA大的期间内，持续进行基本行驶辅助力PA的补正処理。即，从图5的时刻t2到时刻t3的期间，控制部4持续进行基本行驶辅助力PA的补正処理。然后，控制部4在时刻t3，当补正前的基本行驶辅助力PA为补正后的行驶辅助力PX以上，则停止第二补正処理。
另外，控制部4对应曲柄212的旋转状态，控制上述的行驶辅助力PX减少的滞后。详细地，关于上述补正処理中使用的一阶低通滤光镜的时间常数，控制部4设定与曲柄212的旋转状态对应的时间常数。时间常数越小，则人力驱动力减小时的辅助马达216的响应速度越快，时间常数越大，则人力驱动力减小时的辅助马达216的响应速度越慢。
具体地，控制部4在后述的第一控制状态下，当曲柄212的旋转速度KA越高，或曲柄212的旋转周期越短，则设定成越大的时间常数。其结果，旋转速度KA越小，或旋转周期越长，则行驶辅助力PX降低的滞后越小，旋转速度KA越大，或旋转周期越短，上述的行驶辅助力PX降低的滞后越大。第一控制状态下，随着旋转速度KA变小，辅助力的持续时间越短，能够产生与人力驱动力同步的辅助力。由此，低旋转速度KA行驶时的牵引力控制性能提高。
另外控制部4在后述的第二控制状态下，曲柄212的旋转速度KA越高，或曲柄212的旋转周期越短，则设定成越小的时间常数。其结果，旋转速度KA越高，或旋转周期越短，行驶辅助力PX降低的滞后越小。第二控制状态下，随着旋转速度KA变高、即随着越成高速行驶，则时间常数越小，所以辅助力的持续时间，即驱动辅助马达216的时间变短，难以消耗电力。因此，能够提高高速区域的续航距离。另外，在第二控制状态下，旋转速度KA变低，即随着越成低速行驶，则时间常数越大，所以辅助力的持续时间变长，能够抑制车速的减小。
例如，控制部4存储着图6以及图7所示的时间常数映像图，基于该时间常数映像图，设定时间常数。图6所示的时间常数映像图在第一控制状态下使用。图6所示的时间常数映像图包含使时间常数与旋转速度KA建立对应关系的信息，随着旋转速度KA变高，则时间常数越大。另外，以旋转速度KA是规定值KAX以上的情况下时间常数为最大的方式建立起对应关系。即，控制部4当旋转速度KA为规定值KAX以上的情况下，不由第二补正処理进行行驶辅助力PX的补正。另外，最小的时间常数能够采用控制部4的一个控制周期的值。
图7所示的时间常数映像图在第二控制状态中使用。图7所示的时间常数映像图包含使时间常数与旋转速度KA建立对应关系的信息，随着旋转速度KA变高，时间常数越小。另外，以旋转速度KA为规定值KAY以上的情况下时间常数为最小的恒定值的方式建立起对应关系。控制部4也可以不使用这样的时间常数映像图，而通过预先设定的计算式来算出与旋转速度KA对应的时间常数。另外，规定值KAY能够与规定值KAX一致。另外，规定值KAY和规定值KAX也可以不同。
时间常数映像图中，时间常数和旋转速度KA的关系可以如图6的线L11以及图7的线L21所示成一次函数这样的关系，也可以如图6的线L12、L13以及图7的线L22、L23所示成n次函数这样的关系。另外，如图6的线L14所示，也可以是旋转速度KA为0时，时间常数为比最小值大的数值。如图7的线L24所示，也可以是旋转速度KA为规定值KAY时，时间常数为比最小值大的数值。时间常数映像图可以由图6中线L11～L14所示、如图7的线L21～L24所示成为对应旋转速度KA的变化而时间常数连续变化，也可以由图6中L15所示、如图7中L25所示对应旋转速度KA的变化而时间常数呈阶段状不连续变化。这样的时间常数映像图通过试验决定。控制部4可以具备多个时间常数映像图，通过操作部218或外部装置7对多个时间常数映像图选择设定。
图2所示的控制部4，除了辅助条件之外，还能够选择性地设定对人力驱动力的辅助马达216的输出特性彼此不同的第一控制状态和第二控制状态。第一控制状态例如是越野模式。第二控制状态例如是公路模式。越野模式是适合石头多的路面、土路等行驶负荷的时间变化大的路面的模式。公路模式是适合铺设路等行驶负荷的时间变化小的路面的模式。行驶负荷的时间变化是指车轮与路面的切线力的时间变化。第一控制状态和第二控制状态下，对人力驱动力的所述辅助马达216的输出的最大值相等。
第一控制状态和第二控制状态能够由操作部218选择性地设定。操作部218具有与第一控制状态对应的第一操作开关和与第二控制状态对应的第二操作开关。通过操作第一操作开关，从而控制部4为第一控制状态，通过操作第二操作开关，控制部4为第二控制状态。操作部218可以采用具备通过进行操作而交替切换第一控制状态和第二控制状态的一个操作开关的结构。
自行车用控制装置1中还能够具备通信部5。这种情况下，第一控制状态和第二控制状态可以经由通信部5进行设定。通信部5构成为与外部装置7可通信。外部装置7例如是个人计算机、智能手机等。通信部5具有有线或无线的接口，与外部装置7通过有线或无线进行通信。通信部5通过有线与外部装置连接的情况下，连接端口可以设置在驱动单元219的外壳上，也可以设置在操作部218上。
控制部4以使自行车的曲柄212从停止状态旋转时以及曲柄212的旋转速度KA为规定的第一速度以下时的至少任一者在第一控制状态下对人力驱动力的变化的辅助马达216的响应速度比第二控制状态下对人力驱动力的变化的辅助马达216的响应速度快的方式控制辅助马达216的输出(行驶辅助力PX)。控制部4使第一控制状态下使辅助马达216输出的行驶辅助力PX和第二控制状态下使辅助马达216输出的行驶辅助力PX在自行车的曲柄212从停止状态旋转时以及曲柄212的旋转速度KA为规定的第一速度以下时的至少一者时不同。换言之，控制部4使第一控制状态下的辅助马达216的输出状态和第二控制状态下的辅助马达216的输出状态在自行车的曲柄212从停止状态旋转时以及曲柄212的旋转速度KA为规定的第一速度以下时的至少一者时不同。另外，所谓输出状态不同是指包含当第一控制状态时和第二控制状态时检测到同一人力驱动力时输出的行驶辅助力PX为不同大小的情况，也可以包含相对一部分人力驱动力输出同一行驶辅助力PX的情况。
进一步地详细论述，控制部4如以下的(a)～(c)所示对应第一控制状态和第二控制状态控制辅助马达216的输出。
(a)控制部4当自行车的曲柄212从停止状态旋转时以使第一控制状态下人力驱动力増加时的辅助马达216的响应速度比第二控制状态下人力驱动力増加时的辅助马达216的响应速度快的方式控制辅助马达216的输出。
(b)控制部4当曲柄212的旋转速度KA为规定的第一速度以下时以使第一控制状态下人力驱动力减小时的辅助马达216的响应速度为第二控制状态下人力驱动力减小时的辅助马达216的响应速度以下的方式控制辅助马达216的输出。
(c)控制部4当曲柄212的旋转速度KA超过作为规定的第一速度以上的规定的第二速度时，以使第一控制状态下人力驱动力减小时的辅助马达216的响应速度比第二控制状态下人力驱动力减小时的辅助马达216的响应速度慢的方式控制辅助马达216的输出。
由于如上述(a)所示控制辅助马达216的输出，所以控制部4在第一控制状态和第二控制状态下切换用于第一补正処理的补正信息映像图或计算式。控制部4在第一补正処理中例如使用图8所示的补正信息映像图。图8中的虚线L311表示第一控制状态时第一补正処理中所使用的补正信息映像图。图8的实线L321表示第二控制状态时第一补正処理中使用的补正信息映像图。第一控制状态下设定当旋转角度TA达到作为阈值TAX的第一旋转角度TAX1之后补正系数为1。第一旋转角度TAX1例如是30度。在第二控制状态下设定当旋转角度TA达到作为阈值TAX的第二旋转角度TAX2之后补正系数为1。第二旋转角度TAX2例如是60度或720度。第一旋转角度TAX1比第二旋转角度TAX2小。
控制部4可以根据自行车201的行驶速度ZA切换第一补正処理中使用的补正信息映像图或计算式。这种情况下，控制部4以与行驶速度ZA为规定的速度以上时和行驶速度ZA为规定的速度以下时相比，人力驱动力增加时的辅助马达216的响应速度快的方式控制辅助马达216的输出。
例如，第一控制状态时的第一补正処理中，行驶速度ZA若为规定的速度ZX以下，则控制部4使用图8的虚线L311所示的补正信息映像图，若行驶速度ZA为规定的速度ZX以上，则控制部4使用图8的虚线L312所示的补正信息映像图。图8的补正信息映像图中设定当行驶速度ZA为规定的速度ZX以下，则曲柄212从停止状态例如旋转30度时补正系数为1。虚线L311所示的补正信息映像图和虚线L312所示的补正信息映像图中，补正系数为1的第一旋转角度TAX1相同，但对于补正系数为1之前的旋转角度TA来说，虚线L311所示的补正信息映像图的补正系数比虚线L312所示的补正信息映像图大。
例如，第二控制状态时的第一补正処理中，行驶速度ZA若为规定的速度ZX以下，则控制部4使用图8的实线L321所示这样的补正信息映像图，行驶速度ZA若为规定的速度ZX以上，则控制部4使用图8的实线L322所示这样的补正信息映像图。图8的补正信息映像图中，设定为行驶速度ZA若为规定的速度ZX以下，则曲柄从停止状态例如旋转60度之后，补正系数为1。
规定的速度ZX例如选为时速3km。当行驶速度ZA为规定的速度ZX以下时曲柄212从停止状态旋转时，假定是自行车201从停止状态、大致停止的状态开始移动的状态。当自行车201超过规定的速度ZX时曲柄212从停止状态旋转时，假定是自行车201处于惯性滑行(coasting)。控制部4通过变更补正信息映像图，从而能够进行对应自行车201的行驶状态的辅助马达216的输出升高。
自行车的曲柄212从停止状态旋转时，将同一人力驱动力提供给曲柄，使曲柄以同一速度旋转的情况下，第一控制状态时与第二控制状态时相比，辅助马达216的输出快而大。即辅助马达的响应速度快。
如上述(b)以及(c)所示，为了控制辅助马达216的输出，控制部4在第一控制状态和第二控制状态下切换用于第二补正処理的补正信息映像图或计算式。控制部4在第二补正処理中例如使用图9所示这样的补正信息映像图。图9中的虚线L41表示第一控制状态时第二补正処理中使用的补正信息映像图。图9中的实线L42表示第二控制状态时第二补正処理中使用的补正信息映像图。图9所示的例中，第一控制状态和第二控制状态的任一状态时，当规定的旋转速度KA的范围(KAA～KAB)时时间常数都相同。规定的旋转速度KA的范围例如是50rpm～60rpm。图9所示的例中，旋转速度KAA是规定的第一速度，旋转速度KAB是规定的第二速度。
接着，关于上述的自行车用控制装置1的动作，参照图10进行说明。图10是用于说明自行车用控制装置1的动作処理的流程图。
当对自行车用控制装置1接入电源，进入图10的步骤S1，控制部4取得与由第一检测部2检测到的人力驱动力有关的信息。具体地，控制部4取得与由第一检测部2检测到的转矩有关的信息。
接着，进入步骤S2，控制部4判断人力驱动力是否为人力驱动力基准值以上。具体地，控制部4基于与取得的转矩有关的信息，判断转矩是否为转矩基准值以上。另外，该转矩基准值虽然不作特别限定，但是能够设为例如7N·m以上10N·m以下程度。控制部4当判断人力驱动力小于人力驱动力基准值时，进入步骤S1的処理。
在步骤S2中，控制部4判断人力驱动力为人力驱动力基准值以上时，进入步骤S3。在步骤S3中，控制部4设定基本行驶辅助力PA。详细地，控制部4设定与人力驱动力对应的基本行驶辅助力PA。
接着在步骤S4中进行第一补正処理。控制部4根据曲柄212从停止状态旋转的角度(旋转角度TA)，使用与所设定或选择的控制状态对应的补正系数补正基本行驶辅助力PA。控制部4当曲柄212从停止状态旋转的角度为阈值TAX以上时，不补正基本行驶辅助力PA。
接着，进入步骤S5，控制部4判断人力驱动力是否减少了。步骤S5中若控制部4判断人力驱动力减小了，则进入步骤S6。
在步骤S6中控制部4进行第二补正処理。控制部4使用与所设定或选择的控制状态对应的时间常数来补正步骤S4中被补正的基本行驶辅助力PA(行驶辅助力PX)或未被补正的基本行驶辅助力PA，然后进入步骤S7。另外，在步骤S5中，控制部4当判断人力驱动力没有减少时，进入步骤S7。
在步骤S7中，控制部4基于在步骤S4以及步骤S6中被补正的基本行驶辅助力PA(行驶辅助力PX)、在步骤S4中被补正的基本行驶辅助力PA(行驶辅助力PX)或未被补正的基本行驶辅助力PA来控制辅助马达216。当步骤S7终止，则进入步骤S1，控制部4的电力的供给切断之前持续执行流程图的処理。
自行车用控制装置1具有以下的效果。
(1)自行车201的行驶状況，例如自行车201公路模式行驶时和越野模式行驶时对辅助马达216的要求不同。因此，要求进行与自行车201的行驶状況对应的辅助马达216的控制。
控制部4能够选择性地设定第一控制状态和第二控制状态，控制辅助马达216。因此，能够进行与自行车201的行驶状況对应的辅助马达216的控制。
(2)控制部4当旋转速度KA为规定的第一速度以下时，以使在第一控制状态下对人力驱动力的变化的辅助马达216的响应速度比第二控制状态下对人力驱动力的变化的辅助马达216的响应速度快的方式控制辅助马达216的输出。
因此，第一控制状态下，能够相对人力驱动力追随性良好地驱动辅助马达216。因此，例如若越野模式下要翻越障碍物时人力驱动力变大，则辅助马达216的输出也立刻变大，若人力驱动力减小，则辅助马达216的输出也立刻减少。因此，牵引力控制性能提高。另外，当人力驱动力变小时，能够减少辅助马达216的输出以及输出时间，所以能够降低电力的消耗。另一方面，第二控制状态下，辅助马达216产生的转矩变动变小。因此，在平坦的公路模式下骑乘者难以察觉辅助力变动引起的不适感。
(3)控制部4当曲柄212从停止状态旋转时，即在旋转角度TA较小的区域内，以使在第一控制状态下对人力驱动力的变化的辅助马达216的响应速度比第二控制状态下对人力驱动力的变化的辅助马达216的响应速度快的方式控制辅助马达216的输出。即，对于将基本行驶辅助力PA补正为比基本行驶辅助力PA小的行驶辅助力PX的期间来说，第一控制状态时比第二控制状态时短。
因此，第一控制状态下，由于相对人力驱动力的行驶辅助力PX较早地提高到基本行驶辅助力PA，所以例如当自行车201越野模式行驶时，牵引力控制性能提高。另一方面，第二控制状态下，相对人力驱动力的行驶辅助力PX与第一控制状态比较缓慢地提高到基本行驶辅助力PA，所以自行车201的行驶开始时行驶速度ZA急速提高等使骑乘者感觉不适感的情况降低。
(4)例如为了维持着某种程度的速度而越野模式行驶，需要较大的功率(能量)。为了得到大功率而单纯地提高上限转矩设定值的情况下，可能导致驱动单元219的马达部或机构部的大型化、重量増加。另外，提高作为辅助马达的输出相对人力驱动力的比率的辅助比的情况下，会更多地消耗电力。控制部4当旋转速度KA超过规定的第二速度时，以使第一控制状态下人力驱动力减小时的辅助马达的响应速度比第二控制状态下人力驱动力减小时的辅助马达的响应速度慢的方式控制辅助马达的输出。由此，即使人力驱动力减小也能抑制辅助力的减少，所以不用变更驱动单元219的尺寸和重量，且能够有效地活用电力，提高功率。
(变形例)
自行车用控制装置能够取得的具体实施方式不限于实施方式示例的实施方式。自行车用控制装置能够取得与实施方式不同的各种实施方式。以下所示的实施方式的变形例是自行车用控制装置等能够取得的各种实施方式的一例。
·控制部4在第一补正処理后进行了第二补正処理，但是控制部4也可以在进行了第二补正処理之后进行第一补正处理。
·实施方式中，控制部4可以取代补正基本行驶辅助力PA，而补正由第一检测部2检测的人力驱动力。即，控制部4也可以不是直接补正基本行驶辅助力PA，而是通过补正由第二检测部3检测的人力驱动力，间接补正基本行驶辅助力PA。
·第一检测部2检测作用于曲柄轴212A的转矩作为人力驱动力，但是不特别限定于此。例如，第一检测部2也可以检测作用于车链210的张力作为人力驱动力，也可以检测作用于后轮207的车轴的力或由人力作用于车架202的驱动力等。
·采用了由辅助机构215使辅助驱动力作用于动力传递路径的结构，但是不特别限定于此。例如也可以采用由辅助机构215使辅助驱动力作用于车链210的结构。另外，例如，设有前轮毂马达的电动辅助自行车，即在前轮206上设置辅助机构的电动辅助自行车也能够适用本发明自行车用控制装置。此外，设有后轮毂马达的电动辅助自行车，即后轮207上设有辅助机构的电动辅助自行车也能够适用本发明自行车用控制装置。
·控制部4也能够取代旋转速度KA，使用从自行车201的曲柄212开始旋转后经过的行驶距离或行驶时间进行第一补正处理。
·在图9所示的映像图中，线L42也可以是在旋转速度KA比旋转速度KAB高时时间常数维持一定的值、例如维持旋转速度KAB时的时间常数。这种情况下，在第二控制状态下，在高速区域也会抑制转矩的变动。因此，高速区域下骑乘者也难以感觉到转矩的变动引起的不适感。另外，在高速区域也容易将行驶速度ZA保持恒定。
·控制部4执行(a)、(b)以及(c)的全部控制，但是也可以采用执行(a)、(b)以及(c)的至少任一者的控制的结构。另外，也可以采用由操作部218或外部装置7的至少任一者来选择(a)、(b)以及(c)中使控制部4执行的控制的结构。
·也能够通过操作部218或外部装置7来调节辅助马达216的响应速度。这种情况下，能够通过操作部218或外部装置7来选择或设定补正系数以及时间常数。由此，能够进行对应用户的喜好的辅助马达126的控制。
·控制部4设定成通过操作部218的操作来变更辅助条件，但是辅助条件也可以不能变更。这种情况下，能够设定人力驱动力的规定倍的行驶辅助力PX作为基本行驶辅助力PA。
·控制部4在曲柄212从停止位置旋转时对应曲柄212的旋转角度TA设定辅助系数，但是控制部4也能够在曲柄212从停止位置旋转时与曲柄212的旋转无关地，使行驶辅助力PX的增加相对人力驱动力的増加滞后。这种情况下，控制部4使用一阶低通滤光镜补正基本行驶辅助力PA。通过使行驶辅助力PX的増加相对人力驱动力的増加滞后，能够变更辅助马达216相对人力驱动力的变化的响应速度。
·控制部4可以采用在第一控制状态下当曲柄212从停止位置旋转时，不补正基本行驶辅助力PA的结构。另外，控制部4也可以采用在第一控制状态下当为第一行驶速度以下时不补正基本行驶辅助力PA的结构。这种情况下，能够使辅助马达216相对人力驱动力更直接地响应。
[附图标记説明]
1 自行车用控制装置
4 控制部
5 通信部
7 外部装置
201 自行车
212 曲柄
216 辅助马达
218 操作部。

Claims (2)

1.一种自行车用控制装置，具备对应人力驱动力控制辅助马达的输出的控制部，其中，
所述控制部能够选择性地设定对所述人力驱动力的所述辅助马达的输出状态彼此不同的第一控制状态和第二控制状态，
所述自行车的曲柄从停止状态旋转时，以使所述第一控制状态下所述人力驱动力增加时的所述辅助马达的响应速度比所述第二控制状态下所述人力驱动力增加时的所述辅助马达的响应速度快的方式控制所述辅助马达的输出，
其中，所述自行车的曲柄的从停止状态开始的旋转，是通过检测所述曲柄的旋转状态的检测部来检测，
所述自行车的曲柄的从停止状态开始的旋转包括自行车从停止状态开始移动的状态和自行车处于惯性滑行。
2.一种自行车用控制装置，控制具有辅助马达的自行车，其中，
该自行车用控制装置具备控制部，该控制部与以由所述辅助马达开始行驶辅助的时刻时的所述自行车的曲柄的位置为基准的所述曲柄的旋转角度、从开始所述行驶辅助的时刻经过的行驶距离以及从开始所述行驶辅助的时刻经过的行驶时间的至少任一者对应控制使所述辅助马达输出的行驶辅助力，
所述控制部能够选择性地设定对人力驱动力的所述辅助马达的输出彼此不同的第一控制状态和第二控制状态，
在所述曲柄从停止状态旋转时，使所述第一控制状态下使所述辅助马达输出的行驶辅助力和所述第二控制状态下使所述辅助马达输出的行驶辅助力不同。
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