CN109131707B - 自行车用控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种容易将基于马达的辅助力相对于向自行车输入的人力驱动力的比率维持为规定比率的自行车用控制装置。自行车用控制装置包括控制部，所述控制部对能够变更自行车的变速比的变速器和辅助所述自行车的推进的马达进行控制，所述控制部对所述马达进行控制，以使基于所述马达的辅助力相对于向所述自行车输入的人力驱动力的比率成为规定比率，为了维持所述规定比率，所述控制部与所述马达的输出转矩以及所述人力驱动力中的至少一方相应地控制所述变速器。

Description

自行车用控制装置

技术领域

本发明涉及自行车用控制装置。

背景技术

专利文献1公开的自行车用控制装置以使基于马达的辅助力相对于向自行车输入的人力驱动力的比率成为规定比率的方式对马达进行控制。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2623419号公报

在上述自行车用控制装置中，由于马达的输出特性，有时无法使基于马达的辅助力相对于向自行车输入的人力驱动力的比率为规定比率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种容易将基于马达的辅助力相对于向自行车输入的人力驱动力的比率维持为规定比率的自行车用控制装置。

基于本发明的第一方案的自行车用控制装置的一形态包括控制部，所述控制部对能够变更自行车的变速比的变速器和辅助所述自行车的推进的马达进行控制，所述控制部对所述马达进行控制，以使基于所述马达的辅助力相对于向所述自行车输入的人力驱动力的比率成为规定比率，为了维持所述规定比率，所述控制部与所述马达的输出转矩以及所述人力驱动力中的至少一方相应地控制所述变速器。

基于上述第一方案，在变更变速比时，在变速前和变速后，在相比于变速器靠上游侧的位置，骑乘人员以及马达的负荷变化，因此，曲柄的旋转速度和人力驱动力会发生变化。由于控制部对马达进行控制，以使基于马达的辅助力相对于人力驱动力的比率成为规定比率，因此，如果人力驱动力变化，则马达的输出转矩也会变化。通过与马达的输出转矩以及人力驱动力中的至少一方相应地变更变速比，以使马达的输出转矩处于适合马达的输出特性的范围，从而容易将基于马达的辅助力相对于向自行车输入的人力驱动力的比率维持为规定比率。以下，将基于马达的辅助力相对于向自行车输入的人力驱动力的比率仅记载为比率。

基于所述第一方案，在第二方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述马达的输出转矩为第一转矩以上的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

基于上述第二方案，通过减小变速比，从而能够减小用于将比率维持为规定比率的马达的输出转矩，因此，容易将比率维持为规定比率。

基于所述第二方案，在第三方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述马达的输出转矩为所述第一转矩以上的情况下，且在与所述自行车的曲柄的旋转速度有关的第一规定条件成立的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

基于上述第三方案，通过减小变速比，从而能够抑制与曲柄的旋转速度有关的自行车的运转状态变化为不优选的状态。

基于所述第三方案，在第四方案的自行车用控制装置中，所述变速器构成为能够阶段性地变更所述变速比，在将所述变速比变更为比当前的所述变速比小一个阶段的变速比的情况下的所述自行车的曲柄的旋转速度的推定值为预先设定的第一旋转速度以下的情况下，所述第一规定条件成立。

基于上述第四方案，通过减小变速比，从而能够抑制曲柄的旋转速度大于第一旋转速度。

基于所述第二～第四方案中的任一项，在第五方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述马达的输出转矩为所述第一转矩以上的情况下，且在当前的所述变速比大于第一变速比的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

基于上述第五方案，能够抑制进行使变速比小于第一变速比那样的控制。

基于所述第二～第五方案中的任一项，在第六方案的自行车用控制装置中，所述控制部对所述马达进行控制，以防止所述马达的输出转矩为比所述第一转矩大的上限转矩以上。

基于上述第六方案，能够进行适合马达的输出特性的马达的控制。

基于所述第二～第六方案中的任一项，在第七方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述马达的输出转矩为比所述第一转矩小的第二转矩以下的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

基于上述第七方案，通过增大变速比，从而能够增大用于将比率维持为规定比率的马达的输出转矩，因此，容易将比率维持为规定比率。

基于所述第一～第六方案，在第八方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述马达的输出转矩为第二转矩以下的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

基于上述第八方案，通过增大变速比，从而能够增大用于将比率维持为规定比率的马达的输出转矩，因此，容易将比率维持为规定比率。

基于所述第七或第八方案，在第九方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述马达的输出转矩为所述第二转矩以下的情况下，且在与所述自行车的曲柄的旋转速度有关的第二规定条件成立的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

基于上述第九方案，通过增大变速比，从而能够抑制与曲柄的旋转速度有关的自行车的运转状态变化为不优选的状态。

基于所述第九方案，在第十方案的自行车用控制装置中，所述变速器构成为能够阶段性地变更所述变速比，在将所述变速比变更为比当前的所述变速比大一个阶段的变速比的情况下的所述自行车的曲柄的旋转速度的推定值为预先设定的第二旋转速度以上的情况下，所述第二规定条件成立。

基于上述第十方案，通过增大变速比，从而能够抑制曲柄的旋转速度小于第二旋转速度。

基于所述第七～第十方案中的任一项，在第十一方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述马达的输出转矩为所述第二转矩以下的情况下，且在当前的所述变速比小于第二变速比的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

基于上述第十一方案，能够抑制进行使变速比大于第二变速比那样的控制。

基于所述第七～第十一方案中的任一项，在第十二方案的自行车用控制装置中，所述控制部对所述马达进行控制，以防止所述马达的输出转矩为比所述第二转矩小的下限转矩以下。

基于上述第十二方案，能够进行适合马达的输出特性的马达的控制。

基于所述第一～第十二方案中的任一项，在第十三方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述人力驱动力为第一值以上的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

基于上述第十三方案，通过减小变速比，从而容易使人力驱动力降低。因此，能够减小用于将比率维持为规定比率的马达的输出转矩，所以容易将比率维持为规定比率。

基于所述第十三方案，在第十四方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述人力驱动力为第一值以上的情况下，且在与所述自行车的曲柄的旋转速度有关的第三规定条件成立的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

基于上述第十四方案，通过减小变速比，从而能够抑制与曲柄的旋转速度有关的自行车的运转状态变化为不优选的状态。

基于所述第十四方案，在第十五方案的自行车用控制装置中，所述变速器构成为能够阶段性地变更所述变速比，在将所述变速比变更为比当前的所述变速比小一个阶段的变速比的情况下的所述自行车的曲柄的旋转速度的推定值为预先设定的第三旋转速度以下的情况下，所述第三规定条件成立。

基于上述第十五方案，通过减小变速比，从而能够抑制曲柄的旋转速度大于第三旋转速度。

基于所述第十三～第十五方案，在第十六方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述人力驱动力为所述第一值以上的情况下，且在当前的所述变速比大于第三变速比的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

基于上述第十六方案，能够抑制进行使变速比小于第三变速比那样的控制。

基于所述第十三～第十六方案中的任一项，在第十七方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述人力驱动力为比所述第一值小的第二值以下的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

基于上述第十七方案，通过增大变速比，从而容易使人力驱动力上升。因此，能够增大用于将比率维持为规定比率的马达的输出转矩，所以容易将比率维持为规定比率。

基于所述第一～第十六方案中的任一项，在第十八方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述人力驱动力为第二值以下的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

基于上述第十八方案，通过增大变速比，从而容易使人力驱动力上升。因此，能够增大用于将比率维持为规定比率的马达的输出转矩，所以容易将比率维持为规定比率。

基于所述第十七或第十八方案，在第十九方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述人力驱动力为所述第二值以下的情况下，且在与所述自行车的曲柄的旋转速度有关的第四规定条件成立的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

基于上述第十九方案，通过增大变速比，从而能够抑制与曲柄的旋转速度有关的自行车的运转状态变化为不优选的状态。

基于所述第十九方案，在第二十方案的自行车用控制装置中，所述变速器构成为能够阶段性地变更所述变速比，在将所述变速比变更为比当前的所述变速比大一个阶段的变速比的情况下的所述自行车的曲柄的旋转速度的推定值为预先设定的第四旋转速度以上的情况下，所述第四规定条件成立。

基于上述第二十方案，通过减小变速比，从而能够抑制曲柄的旋转速度小于第四旋转速度。

基于所述第十七～第二十方案中的任一项，在第二十一方案的自行车用控制装置中，所述控制部在所述人力驱动力为所述第二值以下的情况下，且在当前的所述变速比小于第四变速比的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

基于上述第二十一方案，能够抑制进行使变速比大于第四变速比那样的控制。

基于所述第一～第二十一方案中的任一项，在第二十二方案的自行车用控制装置中，所述控制部与所述自行车的行驶状况相应地变更所述规定比率。

基于上述第二十二方案，能够进行适合自行车的行驶状况的马达的控制。

基于所述第二十二方案，在第二十三方案的自行车用控制装置中，所述行驶状况包括所述人力驱动力、所述自行车的曲柄的旋转速度、所述自行车的车速、所述自行车的加速度、所述自行车的倾斜角度、风速、路面阻力、以及行驶阻力中的至少一个。

基于上述第二十三方案，能够进行适合人力驱动力、自行车的曲柄的旋转速度、自行车的车速、自行车的加速度、自行车的倾斜角度、风速、路面阻力、以及行驶阻力中的至少一个的马达的控制。

本发明的自行车用控制装置容易将基于马达的辅助力相对于向自行车输入的人力驱动力的比率维持为规定比率。

附图说明

图1是包括第一实施方式的自行车用控制装置在内的自行车的侧视图。

图2是示出图1的自行车用控制装置的电气结构的框图。

图3是由图2的控制部执行的变更规定比率的控制的流程图。

图4是由图2的控制部执行的变更变速比的控制的流程图。

图5是由第二实施方式的控制部执行的变更变速比的控制的流程图。

图6是由变形例的控制部执行的变更变速比的控制的流程图。

附图标记说明

10…自行车、60…自行车用控制装置、62…控制部。

具体实施方式

(第一实施方式)

参照图1，对搭载第一实施方式的自行车用控制装置60的自行车10进行说明。自行车10可以是山地自行车，也可以是公路自行车，还可以是城市自行车。另外，自行车10可以是三轮车，也可以是载货自行车(日文：カーゴバイク)。

如图1所示，自行车10包括：自行车主体12、车轮14、驱动机构16、以及自行车用控制系统40。

自行车主体12具备：框架18、与框架18连接的前叉20、以及经由立管22A能够装卸地与前叉20连接的把手22B。前叉20支承于框架18。

车轮14包括前轮24以及后轮26。前轮24的车轴24A连接于前叉20的端部。后轮26的车轴26A连接于框架18的后端。

驱动机构16包括曲柄28以及踏板34。曲柄28包括曲柄轴30以及曲柄臂32。驱动机构16向后轮26传递施加于踏板34的人力驱动力。驱动机构16包括经由单向离合器与曲柄轴30结合的前侧旋转体36。单向离合器构成为：在曲柄28向前转动的情况下，使前侧旋转体36向前转动，在曲柄28向后转动的情况下，不使前侧旋转体36向后转动。前侧旋转体36包括链轮、滑轮或锥齿轮。前侧旋转体36也可以不经由单向离合器地与曲柄轴30结合。驱动机构16例如构成为经由链条、带或轴而向与后轮26结合的后侧旋转体38传递曲柄28的旋转。后侧旋转体38包括链轮、滑轮或锥齿轮。在后侧旋转体38与后轮26之间设置有单向离合器。单向离合器构成为：在后侧旋转体38向前转动的情况下，使后轮26向前转动，在后轮26向后转动的情况下，不使后侧旋转体38向后转动。也可以省略与前侧旋转体36结合的单向离合器以及与后侧旋转体38结合的单向离合器中的至少一方。前侧旋转体36也可以包括多个前链轮。后侧旋转体38也可以包括多个后链轮。

如图2所示，自行车用控制系统40包括：变速器42、电动致动器44、马达46、马达46的驱动电路48、操作部50、电池52、转矩传感器54、及曲柄旋转传感器56、车速传感器58、以及自行车用控制装置60。

变速器42构成为能够变更自行车10的变速比R。变速器42构成为能够阶段性地变更变速比R。电动致动器44使变速器42执行变速动作。变速器42由自行车用控制装置60的控制部62进行控制。电动致动器44能够通过有线或无线进行通信地与控制部62连接。电动致动器44例如能够通过PLC(Power Line Communication：电力线通信)与控制部62进行通信。电动致动器44与来自控制部62的控制信号相应地使变速器42执行变速动作。在一例中，变速器42对输入到

图1所示的曲柄轴30的旋转进行变速并向后轮26传递。在该情况下，变速器42包括内装变速器。内装变速器设置于曲柄轴30的附近或后轮26的轮毂。内装变速器也可以设置于曲柄28与前侧旋转体36之间的动力传递路径。在另一例中，变速器42通过在多个前链轮或多个后链轮之间切换链条，从而对输入到曲柄轴30的旋转进行变速并向后轮传递。在该情况下，变速器42包括外装变速器(拨链器)。外装变速器包括在多个前链轮(省略图示)间切换链条的前侧外装变速器、以及在多个后链轮(省略图示)间切换链条的后侧外装变速器中的至少一方。电动致动器44包括电动马达。通过驱动电动致动器44，从而使变速器42进行变速动作，并阶段性地变更自行车10的变速比R。在变速器42为内装变速器的情况下，变速动作包括变更变速器42的内部的构成行星齿轮机构的齿轮的连结状态的动作。在变速器42为外装变速器的情况下，变速动作包括链轮间的切换链条的动作。内装变速器也可以包括CVT(Continuously Variable Transmission：无级变速器)机构。在一例中，CVT机构由包括输入体、输出体及传递体在内的行星机构构成，通过使传递体旋转，从而连续地变更变速比R。

优选的是，将图2所示的马达46以及驱动电路48设置于同一壳体(省略图示)。驱动电路48控制从电池52向马达46供给的电力。驱动电路48能够通过有线或无线进行通信地与控制部62连接。驱动电路48例如能够通过串行通信与控制部62进行通信。驱动电路48与来自控制部62的控制信号相应地对马达46进行驱动。马达46辅助自行车10的推进。马达46包括电动马达。马达46被设置成向图1所示的从踏板34起到后轮26为止的人力驱动力的传递路径或前轮24传递旋转。马达46设置于自行车10的框架18、后轮26或前轮24。在一例中，马达46与从曲柄轴30起到前侧旋转体36为止的动力传递路径结合。优选的是，在马达46与曲柄轴30之间的动力传递路径设置有单向离合器(省略图示)，以防止在使曲柄轴30沿自行车10前进的方向旋转的情况下，由于曲柄28的旋转力而使得马达46旋转。也可以在设置有马达46以及驱动电路48的壳体设置马达46以及驱动电路48以外的结构，例如，也可以设置对马达46的旋转进行减速并将马达46的旋转输出的减速器。

图2所示的操作部50能够由用户进行操作。操作部50构成为对辅助自行车10的推进的马达46的模式进行变更。马达46的模式的变更包括在辅助人力驱动力的辅助力的强度不同的模式之间进行的变更、以及对辅助模式与步行模式进行切换的变更中的至少一方。操作部50安装于自行车10的把手22B(参照图1)。操作部50例如包括：操作构件、检测操作构件的动作的传感器、以及与传感器的输出信号相应地进行与控制部62的通信的电路。操作部50能够通过有线或无线进行通信地与控制部62连接。操作部50例如能够通过PLC与控制部62进行通信。通过由用户对操作部50进行操作，操作部50向控制部62发送输出信号。操作部50包括用于变更马达46的模式的一个以上的操作构件。各操作构件由按钮开关、杆式开关或触摸面板构成。

电池52包括电池单元52A以及电池支架52B，所述电池单元52A包括一个或多个蓄电池组电池，所述电池支架52B支承电池单元52A。蓄电池组电池包括充电电池。电池52搭载于自行车10，并向通过有线与电池52电连接的其它电机部件、例如马达46以及自行车用控制装置60供给电力。电池52能够通过有线或无线进行通信地与控制部62连接。电池52例如能够通过PLC与控制部62进行通信。电池52既可以安装于框架18的外部，也可以是，至少一部分收容于框架18的内部。

图2所示的转矩传感器54输出与人力驱动力TA相应的信号。转矩传感器54检测经由图1所示的踏板34向驱动机构16输入的人力驱动力TA。转矩传感器54既可以设置于从曲柄轴30起到前侧旋转体36之间的人力驱动力TA的传递路径，也可以设置于曲柄轴30或前侧旋转体36，还可以设置于曲柄臂32或踏板34。转矩传感器54例如能够使用应变传感器、光学传感器、以及压力传感器等来实现。应变传感器包括应变计、磁致伸缩传感器、以及压电传感器。转矩传感器54只要是输出与施加于曲柄臂32或踏板34的人力驱动力TA相应的信号的传感器，则也能够采用任意的传感器。转矩传感器54能够通过有线或无线进行通信地与图2所示的控制部62连接。转矩传感器54向控制部62输出与人力驱动力TA相应的信号。

曲柄旋转传感器56检测曲柄28的旋转角度。曲柄旋转传感器56安装于自行车10的框架18或马达46的壳体。

曲柄旋转传感器56构成为包括输出与磁场的强度相应的信号的磁传感器。磁场的强度沿周向变化的环状的磁铁设置于曲柄轴30或从曲柄轴30起到前侧旋转体36之间的动力传递路径。通过使用输出与磁场的强度相应的信号的磁传感器，从而能够利用一个传感器检测曲柄28的旋转速度以及曲柄28的旋转角度，能够使结构以及组装简化。曲柄旋转传感器56除了曲柄28的旋转角度之外，还能够检测曲柄28的旋转速度。曲柄旋转传感器56能够通过有线或无线进行通信地与控制部62连接。曲柄旋转传感器56向控制部62输出与曲柄28的旋转角度相应的信号。

代替磁传感器，曲柄旋转传感器56也可以包括设置于曲柄轴30或曲柄臂32的加速度传感器。加速度传感器的输出包括加速度传感器的倾斜角度。控制部62与加速度传感器的倾斜角度相应地运算曲柄28的旋转角度。

曲柄旋转传感器56也可以在从曲柄轴30起到前侧旋转体36为止的人力驱动力TA的传递路径中设置于与曲柄轴30一体地旋转的构件。例如，当在曲柄轴30与前侧旋转体36之间未设置单向离合器时，曲柄旋转传感器56也可以设置于前侧旋转体36。

图1所示的车速传感器58检测车轮14的旋转速度。车速传感器58通过有线或无线与控制部62电连接。车速传感器58安装于框架的链条支架。车速传感器58能够通过有线或无线进行通信地与控制部62连接。车速传感器58向控制部62输出与安装于后轮26的磁铁M同车速传感器58的相对位置的变化相应的信号。控制部62基于车轮14的旋转速度运算自行车10的车速V。优选的是，车速传感器58包括构成磁簧开关(日文：リードスイッチ)的磁性体簧片、或霍尔元件。车速传感器58也可以为设置于前叉20并检测安装于前轮24的磁铁的结构。

如图2所示，自行车用控制装置60包括控制部62。在一例中，自行车用控制装置60还包括存储部64。控制部62包括执行预先设定的控制程序的运算处理装置。运算处理装置例如包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)或MPU(Micro Processing Unit：微处理单元)。控制部62也可以包括一个或多个微型计算机。控制部62还包括计时器。在存储部64存储有用于各种控制程序以及各种控制处理的信息。存储部64例如包括非易失性存储器以及易失性存储器。控制部62以及存储部64例如收容于设置有马达46的壳体。

控制部62控制变速器42和马达46。控制部62对马达46进行控制，以使基于马达46的辅助力相对于向自行车10输入的人力驱动力TA的比率A成为规定比率AX。在辅助模式包括两个阶段的辅助模式的情况下，规定比率AX包括第一比率A1、以及比第一比率A1小的第二比率A2。第一比率A1与规定比率AX最大的辅助模式的情况下的规定比率AX对应。第二比率A2与规定比率AX最小的辅助模式的情况下的规定比率AX对应。为了维持规定比率AX，控制部62与马达46的输出转矩TX以及人力驱动力TA中的至少一方相应地控制变速器42。辅助模式也可以包括三个阶段以上的辅助模式。在该情况下，规定比率AX除了第一比率A1以及第二比率A2之外，与辅助模式的阶段的数量相应地还包括一个以上的规定比率AX。

控制部62与来自操作部50的信号相应地变更规定比率AX。具体而言，在从操作部50输入向规定比率AX较大的辅助模式变更的信号且设定为规定比率AX比第一比率A1小的辅助模式的情况下，控制部62将辅助模式变更为规定比率AX大一个阶段的模式。在从操作部50输入向规定比率AX较小的辅助模式变更的信号且设定为规定比率AX比第二比率A2大的辅助模式的情况下，控制部62将辅助模式变更为规定比率AX小一个阶段的模式。在从操作部50输入向规定比率AX较小的模式变更的信号且规定比率AX为第二比率A2的情况下，控制部62将辅助模式切断。当在辅助模式切断的状态下从操作部50输入向规定比率AX较大的模式变更的信号时，控制部62在规定比率AX为第二比率A2的辅助模式下进行马达46的控制。

控制部62与自行车10的行驶状况相应地变更规定比率AX。行驶状况包括人力驱动力TA、自行车10的曲柄28的旋转速度N、自行车10的车速V、自行车10的加速度、自行车10的倾斜角度、风速、路面阻力、以及行驶阻力中的至少一个。自行车10的加速度例如是通过对车速V进行微分而得到的。自行车10的倾斜角度例如是通过将倾斜传感器设置于自行车10而得到的。自行车10的倾斜角度也可以是能够经由GPS(global positioning system：全球定位系统)接收装置以及互联网等得到的道路的梯度。风速例如是通过将风速传感器设置于自行车10而得到的。路面阻力例如是通过使用曲柄28的旋转速度N以及车速V求解车轮14的滑动率而得到的。风速以及路面阻力也能够经由GPS接收装置以及互联网等而得到。行驶阻力例如能够通过从向自行车10输入的能量减去自行车10的动能而进行求解。向自行车10输入的能量是基于曲柄28的旋转速度N、人力驱动力TA以及马达46的输出转矩TX中的至少一方的大小而得到的。自行车10的动能是基于自行车10的车速V、自行车10以及骑乘人员的重量而得到的。

参照图3，对变更规定比率AX的控制进行说明。在对操作部50进行操作并设定辅助模式时，控制部62开始处理，转移到图3所示的流程图的步骤S11。只要设定了辅助模式，控制部62就按规定周期执行从步骤S11起的处理。

控制部62在步骤S11中判定规定比率AX的上升条件是否成立。规定比率AX的上升条件与人力驱动力TA、自行车10的曲柄28的旋转速度N、自行车10的车速V、自行车10的加速度、自行车10的倾斜角度、风速、路面阻力、以及行驶阻力中的至少一个相应地成立。控制部62例如在人力驱动力TA、自行车10的车速V、自行车10的加速度、自行车10的倾斜角度、风速、路面阻力、以及行驶阻力中的至少一个比预先设定的值大的情况下，判定为规定比率AX的上升条件成立。控制部62例如在自行车10的曲柄28的旋转速度N比预先设定的值小的情况下，判定为规定比率AX的上升条件成立。

控制部62在判定为规定比率AX的上升条件成立的情况下，转移到步骤S12，判定规定比率AX是否比第一比率A1小。具体而言，控制部62判定辅助模式是否为与第一比率A1对应的模式。控制部62在判定为规定比率AX比第一比率A1小的情况下，在步骤S13中使规定比率AX上升一个阶段，并结束处理。控制部62在步骤S12中在判定为规定比率AX为第一比率A1的情况下，不变更规定比率AX地结束处理。

控制部62在步骤S11中在判定为规定比率AX的上升条件不成立的情况下，转移到步骤S14，判定规定比率AX的降低条件是否成立。规定比率AX的降低条件与人力驱动力TA、自行车10的曲柄28的旋转速度N、自行车10的车速V、自行车10的加速度、自行车10的倾斜角度、风速、路面阻力、以及行驶阻力中的至少一个相应地成立。控制部62例如在人力驱动力TA、自行车10的车速V、自行车10的加速度、自行车10的倾斜角度、风速、路面阻力、以及行驶阻力中的至少一个比预先设定的值小的情况下，判定为规定比率AX的降低条件成立。控制部62例如在自行车10的曲柄28的旋转速度N比预先设定的值大的情况下，判定为规定比率AX的降低条件成立。

控制部62在判定为规定比率AX的降低条件成立的情况下，转移到步骤S15，判定规定比率AX是否比第二比率A2大。具体而言，控制部62判定辅助模式是否为与第二比率A2对应的模式。控制部62在判定为规定比率AX比第二比率A2大的情况下，在步骤S16中使规定比率AX降低一个阶段，并结束处理。控制部62在步骤S15中在判定为规定比率AX为第二比率A2的情况下，不变更规定比率AX地结束处理。

控制部62对马达46进行控制，以防止马达46的输出转矩TX成为比第一转矩TX1大的上限转矩TY1以上。上限转矩TY1与马达46的特性相应地决定。控制部62对马达进行控制，以防止马达46的输出转矩TX成为比第二转矩TX2小的下限转矩TY2以下。第二转矩TX2比第一转矩TX1小。下限转矩TY2与马达46的特性相应地决定。将第一转矩TX1设定为上限转矩TY1附近的值。第一转矩TX1相比于上限转矩TY1与下限转矩TY2的中央值靠近上限转矩TY1。将第二转矩TX2设定为下限转矩TY2附近的值。第二转矩TX2相比于上限转矩TY1与下限转矩TY2的中央值靠近下限转矩TY2。

控制部62在马达46的输出转矩TX为第一转矩TX1以上的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变小。控制部62在马达46的输出转矩TX为第一转矩TX1以上的情况下，且在当前的变速比R比第一变速比R1大的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变小。第一变速比R1例如与能够由变速器42实现的最小的变速比R对应。控制部62在马达46的输出转矩TX为第一转矩TX1以上的情况下，且在自行车10的针对曲柄28的旋转速度N的第一规定条件成立的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变小。在将变速比R变更为比当前的变速比R小一个阶段的变速比R的情况下的自行车10的曲柄28的旋转速度N的推定值NX为预先设定的第一旋转速度N1以下的情况下，第一规定条件成立。

控制部62在马达46的输出转矩TX为第二转矩TX2以下的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变大。控制部62在马达46的输出转矩TX为第二转矩TX2以下的情况下，且在当前的变速比R比第二变速比R2小的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变大。第二变速比R2例如与能够由变速器42实现的最大的变速比R对应。控制部62在马达46的输出转矩TX为第二转矩TX2以下的情况下，且在与自行车10的曲柄28的旋转速度N有关的第二规定条件成立的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变大。在将变速比R变更为比当前的变速比R大一个阶段的变速比R的情况下的自行车10的曲柄28的旋转速度N的推定值NY为预先设定的第二旋转速度N2以上的情况下，第二规定条件成立。

参照图4，对变更变速比R的控制进行说明。在对操作部50进行操作并设定辅助模式时，控制部62开始处理，转移到图4所示的流程图的步骤S21。只要设定了辅助模式，控制部62就按规定周期执行从步骤S21起的处理。

控制部62在步骤S21中判定马达46的输出转矩TX是否为第一转矩TX1以上。控制部62在判定为输出转矩TX为第一转矩TX1以上的情况下，转移到步骤S22，判定变速比R是否比第一变速比R1大。控制部62在判定为变速比R比第一变速比R1大的情况下，转移到步骤S23，对将变速比R变更为比当前的变速比R小一个阶段的变速比R的情况下的自行车10的曲柄28的旋转速度N的推定值NX进行运算。具体而言，控制部62使用预先存储于存储部64的表示变速比R的变化与推定值NX的关系的映射、图表、以及数学式中的至少一个，对推定值NX进行运算。表示变速比R的变化与推定值NX的关系的映射、图表、以及数学式中的每一个也可以包括车速V以及人力驱动力TA等参数。接着，控制部62在步骤S24中判定推定值NX是否为第一旋转速度N1以下。

控制部62在步骤S24中在判定为推定值NX为第一旋转速度N1以下的情况下，对变速器42进行控制，以便在步骤S25中将变速比R变更为小一个阶段的变速比R，并结束处理。控制部62在步骤S24中在判定为推定值NX比第一旋转速度N1大的情况下，不变更变速比R地结束处理。

控制部62在步骤S21中在判定为输出转矩TX小于第一转矩TX1的情况下，转移到步骤S26。控制部62在步骤S26中判定马达46的输出转矩TX是否为第二转矩TX2以下。控制部62在判定为输出转矩TX为第二转矩TX2以下的情况下，转移到步骤S27，判定变速比R是否比第二变速比R2小。控制部62在判定为变速比R比第二变速比R2小的情况下，转移到步骤S28，对将变速比R变更为比当前的变速比R大一个阶段的变速比R的情况下的自行车10的曲柄28的旋转速度N的推定值NY进行运算。具体而言，控制部62使用预先存储于存储部64的表示变速比R的变化与推定值NY的关系的映射、图表、以及数学式中的至少一个，对推定值NY进行运算。表示变速比R的变化与推定值NY的关系的映射、图表、以及数学式中的每一个也可以包括车速V以及人力驱动力TA等参数。接着，控制部62在步骤S29中判定推定值NY是否为第二旋转速度N2以上。

控制部62在步骤S29中在判定为推定值NY为第二旋转速度N2以上的情况下，对变速器42进行控制，以便在步骤S30中将变速比R变更为大一个阶段的变速比R，并结束处理。控制部62在步骤S29中在判定为推定值NY比第二旋转速度N2小的情况下，不变更变速比R地结束处理。

控制部62在步骤S26中在判定为马达46的输出转矩TX比第二转矩TX2大的情况下，结束处理。根据步骤S21的否定判定以及步骤S26的否定判定，在马达46的输出转矩TX处于小于第一转矩TX1且比第二转矩TX2大的范围内的情况下，不进行变速比R的变更。

(第二实施方式)

参照图2以及图5，对第二实施方式的自行车用控制装置60进行说明。第二实施方式的自行车用控制装置60在变更变速比R的控制中，除了代替马达46的输出转矩TX而使用人力驱动力TA这一点以外，与第一实施方式的自行车用控制装置60相同，因此，对与第一实施方式共用的结构标注与第一实施方式相同的附图标记，并省略重复的说明。

控制部62在人力驱动力TA为第一值TA1以上的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变小。控制部62在人力驱动力TA为第一值TA1以上的情况下，且在当前的变速比R比第三变速比R3大的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变小。第三变速比R3与能够由变速器42实现的最小的变速比R对应。控制部62在人力驱动力TA为第一值TA1以上的情况下，且在与自行车10的曲柄28的旋转速度N有关的第三规定条件成立的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变小。在将变速比R变更为比当前的变速比R小一个阶段的变速比R的情况下的自行车10的曲柄28的旋转速度N的推定值NX为预先设定的第三旋转速度N3以下的情况下，第三规定条件成立。

控制部62在人力驱动力TA为比第一值TA1小的第二值TA2以下的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变大。控制部62在人力驱动力TA为第二值TA2以下的情况下，且在当前的变速比R比第四变速比R4小的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变大。第四变速比R4与能够由变速器42实现的最大的变速比R对应。控制部62在人力驱动力TA为第二值TA2以下的情况下，且在与自行车10的曲柄28的旋转速度N有关的第四规定条件成立的情况下，对变速器42进行控制，以使变速比R变大。在将变速比R变更为比当前的变速比R大一个阶段的变速比R的情况下的自行车10的曲柄28的旋转速度N的推定值NY为预先设定的第四旋转速度N4以上的情况下，第四规定条件成立。

参照图5，对变更变速比R的控制进行说明。在对操作部50进行操作并开始辅助模式时，控制部62开始处理，转移到图5所示的流程图的步骤S41。只要执行辅助模式，控制部62就按规定周期执行从步骤S41起的处理。

控制部62在步骤S41中判定人力驱动力TA是否为第一值TA1以上。控制部62在判定为人力驱动力TA为第一值TA1以上的情况下，转移到步骤S42，判定变速比R是否比第三变速比R3大。控制部62在判定为变速比R比第三变速比R3大的情况下，转移到步骤S43，对将变速比R变更为比当前的变速比R小一个阶段的变速比R的情况下的自行车10的曲柄28的旋转速度N的推定值NX进行运算。具体而言，控制部62使用预先存储于存储部64的表示变速比R的变化与推定值NX的关系的映射、图表、以及数学式中的至少一个，对推定值NX进行运算。表示变速比R的变化与推定值NX的关系的映射、图表、以及数学式中的每一个也可以包括车速V以及人力驱动力TA等参数。接着，控制部62在步骤S44中判定推定值NX是否为第三旋转速度N3以下。

控制部62在步骤S44中在判定为推定值NX为第三旋转速度N3以下的情况下，对变速器42进行控制，以便在步骤S45中将变速比R变更为小一个阶段的变速比R，并结束处理。控制部62在步骤S44中在判定为推定值NX比第三旋转速度N3大的情况下，不变更变速比R地结束处理。

控制部62在步骤S41中在判定为人力驱动力TA小于第一值TA1的情况下，转移到步骤S46。控制部62在步骤S46中判定人力驱动力TA是否为第二值TA2以下。控制部62在判定为人力驱动力TA为第二值TA2以下的情况下，转移到步骤S47，判定变速比R是否比第四变速比R4小。控制部62在判定为变速比R比第四变速比R4小的情况下，转移到步骤S48，对将变速比R变更为比当前的变速比R大一个阶段的变速比R的情况下的自行车10的曲柄28的旋转速度N的推定值NY进行运算。具体而言，控制部62使用预先存储于存储部64的表示变速比R的变化与推定值NY的关系的映射、图表、以及数学式中的至少一个，对推定值NY进行运算。表示变速比R的变化与推定值NY的关系的映射、图表、以及数学式中的每一个也可以包括车速V以及人力驱动力TA等参数。接着，控制部62在步骤S49中判定推定值NY是否为第四旋转速度N4以上。

控制部62在步骤S49中在判定为推定值NY为第四旋转速度N4以上的情况下，对变速器42进行控制，以便在步骤S50中将变速比R变更为大一个阶段的变速比R，并结束处理。控制部62在步骤S49中在判定为推定值NY比第四旋转速度N4小的情况下，不变更变速比R地结束处理。

控制部62在步骤S46中在判定为人力驱动力TA比第二值TA2大的情况下，结束处理。根据步骤S41的否定判定以及步骤S46的否定判定，在人力驱动力TA处于小于第一值TA1且比第二值TA2大的范围内的情况下，不进行变速比R的变更。

(变形例)

有关上述各实施方式的说明为基于本发明的自行车用控制装置所能够采取的形态的例示，并不意图对其形态进行限制。基于本发明的自行车用控制装置例如能够采取以下示出的上述各实施方式的变形例、以及将不相互矛盾的至少两个变形例组合得到的形态。在以下的变形例中，对与各实施方式的形态共用的部分标注与各实施方式相同的附图标记，并省略其说明。

也可以从第一实施方式的图4所示的变更变速比R的控制中省略步骤S26～S30。在该情况下，控制部62在步骤S21中在判定为输出转矩TX小于第一转矩TX1的情况下，结束处理。

也可以从第一实施方式的图4所示的变更变速比R的控制中省略步骤S21～S25。

也可以从第一实施方式的图4所示的变更变速比R的控制中省略步骤S23、S24、S28、以及S29。具体而言，如图6所示，控制部62在步骤S22中在判定为变速比R比第一变速比R1大的情况下，转移到步骤S25，对变速器42进行控制，以将变速比R变更为小一个阶段的变速比R，并结束处理。控制部62在步骤S22中在判定为变速比R为第一变速比R1以下的情况下，不变更变速比R地结束处理。控制部62在步骤S21中在判定为输出转矩TX小于第一转矩TX1的情况下，转移到步骤S26。控制部62当在步骤S26中判定为马达46的输出转矩TX为第二转矩TX2以下且在步骤S27中判定为变速比R比第二变速比R2小时，转移到步骤S30。控制部62对变速器42进行控制，以便在步骤S30中将变速比R变更为大一个阶段的变速比R，并结束处理。

也可以从第一实施方式的图4所示的变更变速比R的控制中仅省略步骤S23以及S24。另外，也可以从第一实施方式的图4所示的变更变速比R的控制中仅省略步骤S28以及S29。

也可以从图6所示的变形例中省略步骤S26、S27、以及S30。在该情况下，控制部62在步骤S21中在判定为输出转矩TX小于第一转矩TX1的情况下，结束处理。

也可以从图6所示的变形例中省略步骤S21、S22、以及S25。

也可以从第二实施方式的图5所示的变更变速比R的控制中省略步骤S43、S44、S48、以及S49。另外，可以仅省略步骤S43以及S44，也可以仅省略步骤S48以及步骤S49。

也可以从第二实施方式的图5所示的变更变速比R的控制中省略步骤S46～S50。在该情况下，控制部62在步骤S41中在判定为人力驱动力TA小于第一值TA1的情况下，结束处理。在该情况下，也可以进一步省略步骤S43以及步骤S44。

也可以从第二实施方式的图5所示的变更变速比R的控制中省略步骤S41～S45。在该情况下，也可以进一步省略步骤S48以及步骤S49。

也可以从第二实施方式的图5所示的变更变速比R的控制中省略步骤S43、S44、以及S46～S50。

也可以从第二实施方式的图5所示的变更变速比R的控制中省略步骤S41～S45、以及S48～S49。

在各实施方式中，也可以省略图3所示的变更规定比率AX的控制。在该情况下，也可以是，控制部62仅与向操作部50输入的操作相应地变更规定比率AX。

Claims (24)

1.一种自行车用控制装置，其特征在于，

所述自行车用控制装置包括控制部，所述控制部对能够变更自行车的变速比的变速器和辅助所述自行车的推进的马达进行控制，

所述控制部对所述马达进行控制，以使基于所述马达的辅助力相对于向所述自行车输入的人力驱动力的比率成为规定比率，为了维持所述规定比率，所述控制部与所述马达的输出转矩以及所述人力驱动力中的至少一方相应地控制所述变速器。

2.根据权利要求1所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述马达的输出转矩为第一转矩以上的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

3.根据权利要求2所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述马达的输出转矩为所述第一转矩以上的情况下，且在与所述自行车的曲柄的旋转速度有关的第一规定条件成立的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

4.根据权利要求3所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述变速器构成为能够阶段性地变更所述变速比，

在将所述变速比变更为比当前的所述变速比小一个阶段的变速比的情况下的所述自行车的曲柄的旋转速度的推定值为预先设定的第一旋转速度以下的情况下，所述第一规定条件成立。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述马达的输出转矩为所述第一转矩以上的情况下，且在当前的所述变速比大于第一变速比的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

6.根据权利要求2～4中任一项所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部对所述马达进行控制，以防止所述马达的输出转矩为比所述第一转矩大的上限转矩以上。

7.根据权利要求2～4中任一项所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述马达的输出转矩为比所述第一转矩小的第二转矩以下的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述马达的输出转矩为第二转矩以下的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

9.根据权利要求7所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述马达的输出转矩为所述第二转矩以下的情况下，且在与所述自行车的曲柄的旋转速度有关的第二规定条件成立的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

10.根据权利要求9所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述变速器构成为能够阶段性地变更所述变速比，

在将所述变速比变更为比当前的所述变速比大一个阶段的变速比的情况下的所述自行车的曲柄的旋转速度的推定值为预先设定的第二旋转速度以上的情况下，所述第二规定条件成立。

11.根据权利要求7所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述马达的输出转矩为所述第二转矩以下的情况下，且在当前的所述变速比小于第二变速比的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

12.根据权利要求7所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部对所述马达进行控制，以防止所述马达的输出转矩为比所述第二转矩小的下限转矩以下。

13.根据权利要求1～4、9～12中任一项所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述人力驱动力为第一值以上的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

14.根据权利要求13所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述人力驱动力为第一值以上的情况下，且在与所述自行车的曲柄的旋转速度有关的第三规定条件成立的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

15.根据权利要求14所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述变速器构成为能够阶段性地变更所述变速比，

在将所述变速比变更为比当前的所述变速比小一个阶段的变速比的情况下的所述自行车的曲柄的旋转速度的推定值为预先设定的第三旋转速度以下的情况下，所述第三规定条件成立。

16.根据权利要求13所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述人力驱动力为所述第一值以上的情况下，且在当前的所述变速比大于第三变速比的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变小。

17.根据权利要求13所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述人力驱动力为比所述第一值小的第二值以下的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

18.根据权利要求1～4、9～12、14～16中任一项所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述人力驱动力为第二值以下的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

19.根据权利要求17所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述人力驱动力为所述第二值以下的情况下，且在与所述自行车的曲柄的旋转速度有关的第四规定条件成立的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

20.根据权利要求18所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述人力驱动力为所述第二值以下的情况下，且在与所述自行车的曲柄的旋转速度有关的第四规定条件成立的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

21.根据权利要求19所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述变速器构成为能够阶段性地变更所述变速比，

在将所述变速比变更为比当前的所述变速比大一个阶段的变速比的情况下的所述自行车的曲柄的旋转速度的推定值为预先设定的第四旋转速度以上的情况下，所述第四规定条件成立。

22.根据权利要求17、19～21中任一项所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述人力驱动力为所述第二值以下的情况下，且在当前的所述变速比小于第四变速比的情况下，对所述变速器进行控制，以使所述变速比变大。

23.根据权利要求1～4、9～12、14～17、19～21中任一项所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述控制部与所述自行车的行驶状况相应地变更所述规定比率。

24.根据权利要求23所述的自行车用控制装置，其特征在于，

所述行驶状况包括所述人力驱动力、所述自行车的曲柄的旋转速度、所述自行车的车速、所述自行车的加速度、所述自行车的倾斜角度、风速、路面阻力、以及行驶阻力中的至少一个。

Images