JP2021107188A - 電動補助自転車、その駆動システム、及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自転車のコスト増を回避しながら、良好な押し歩き機能を発揮できる電動補助自転車を提供する。【解決手段】制御装置３０は、車速センサ４３の出力を取得するのに応じて車速センサ４３の出力と回転センサ４２の出力とに基づいて変速機構２７の変速比を算出し、車速センサ４３の出力を取得する頻度よりも高い頻度で、算出された変速比と回転センサ４２の出力とに基づいて車速を算出する車速算出部３２と、押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間ΔＴｉにおいて、車速センサ４３の出力を利用することなく目標仕事率を算出する初期目標算出部３４と、所定期間ΔＴｉの経過後に、車速算出部３２が算出した車速に基づいて目標仕事率を算出する目標算出部３３と、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、電動補助自転車とその駆動システムと製造方法に関する。

電動補助自転車には、押し歩きモードを有するものがある。ユーザが押し歩きスイッチをオンすると、電動モータが駆動し、ユーザによる自転車の押し歩きが電動モータのトルクによって補助される。特許文献１の車両は、車速と電動モータの仕事率とを関係づけるマップを有している。電動モータの制御装置は、マップを参照し、センサで検知した車速に応じた仕事率を、電動モータの目標仕事率として設定する。電動モータの仕事率を目標値として設定することによって、変速機構の変速比に関わらず、ユーザが歩く速度を維持するのに必要なトルクで後輪を駆動させることができる。

特開２０１４−４２４３４号公報

車速センサは、例えば、車輪に取り付けられた磁石と、フレームに取り付けられるホール素子とで構成される。車輪の回転によって磁石がホール素子の位置に到来したとき、ホール素子は磁界の変化に起因するパルスを出力する。車輪に取り付けられた磁石の数が少ないと、ホール素子がパルスを出力する頻度が低くなる。そのため、押し歩きの開始からある程度の時間が経過するまでは、車速が算出できず、押し歩きに適したトルクが電動モータから得られない。車輪に取り付けられる磁石の数を増すと、押し歩きの開始直後から車速の算出が可能になるものの、これは自転車のコスト増に繋がる。

本開示の目的の一つは、自転車のコスト増を回避しながら、良好な押し歩き機能を発揮できる電動補助自転車、その駆動システム、及び制御方法を提供する。

（１）本開示で提案する電動補助自転車の一例は、前輪と、後輪と、電動モータと、ペダルと、前記電動モータの回転と前記ペダルの回転とを後輪に伝達するための動力伝達経路と、前記動力伝達経路の途上に配置されている変速機構と、前記動力伝達経路において前記変速機構よりも上流にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサと、前記前輪又は前記後輪の回転速度に応じた信号を出力する車速センサと、押し歩き指令を受け付ける操作部材と、前記押し歩き指令を受けたときに前記電動モータを駆動する制御装置とを有する。前記制御装置は、前記車速センサの出力を取得するのに応じて前記車速センサの出力と前記回転センサの出力とに基づいて前記変速機構の変速比を算出し、前記車速センサの出力を取得する頻度よりも高い頻度で、前記算出された変速比と前記回転センサの出力とに基づいて車速を算出する車速算出部と、前記押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間において、前記車速センサの出力を利用することなく前記電動モータの駆動についての目標値を算出する初期目標算出部と、前記所定期間の経過後に、前記車速算出部が算出した前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する目標算出部と、を有する。これによれば、車速センサの構造を簡単化でき又変速比を検知するための専用のセンサも必要としないので、自転車のコスト増を回避できる。また、押し歩きの開始から所定期間においても電動モータの駆動についての目標値が算出されるので、押し歩きをスムーズに開始できる。

（２）（１）の電動補助自転車において、前記初期目標算出部は、前記車速算出部が算出する車速とは異なる暫定変速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出してもよい。

（３）（１）の電動補助自転車は、前記電動モータの目標値を車速に応じて予め規定している基礎情報を有している記憶装置をさらに有してよい。前記目標算出部は、前記基礎情報を参照し、前記車速算出部が算出した前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出し、前記初期目標算出部は、前記基礎情報で規定されている前記目標値の範囲よりも狭い範囲で、前記電動モータの駆動について目標値を算出してよい。これによると、押し歩きの開始から所定期間において、電動モータから適切な範囲の補助が得られるようになる。

（４）（３）の電動補助自転車において、前記初期目標算出部は、前記基礎情報で規定されている前記目標値の下限値よりも高い下限値を有する範囲で、前記電動モータの駆動について前記目標値を算出してよい。これによると、押し歩きの開始から所定期間において、電動モータの駆動についての目標値が低めに抑えられる演算が利用された場合に、電動モータによる補助が過剰に小さくなることを防ぐことができる。

（５）（３）の電動補助自転車は、自転車に対する負荷を検知する負荷センサをさらに有してよい。前記初期目標算出部は、前記負荷センサで検知する負荷に応じて前記目標値の範囲を変更してよい。これによれば、負荷に応じた補助を電動モータから得ることができるようになる。

（６）（２）の電動補助自転車において、前記初期目標算出部は、予め定められた暫定変速比と前記回転センサの出力とに基づいて前記暫定車速を算出してよい。

（７）（６）の電動補助自転車において、前記予め定められた暫定変速比は変速機構が設定可能な変速比における最大であってよい（変速比＝車輪の回転速度／電動モータの回転速度）。これによれば、車速が高いという仮定のもとで目標値が算出され、その結果、電動モータの目標値を低めに設定できる。

（８）（７）の電動補助自転車において、前記初期目標算出部は、前記暫定車速に基づいて算出される前記電動モータの駆動についての前記目標値が所定の下限値より低い場合に、前記所定の下限値を目標値として設定してよい。これによると、押し歩きの開始から所定期間において、電動モータによる補助が過剰に小さくなることを防ぐことができる。

（９）（１）の電動補助自転車において、前記初期目標算出部は、前記所定期間において、前記電動モータの駆動についての目標値として予め定められた値を算出してよい。これによれば、目標値を算出するための演算を簡単化できる。

（１０）（９）の電動補助自転車は、自転車に対する負荷を検知する負荷センサをさらに有してよい。前記初期目標算出部は、前記所定期間において、前記予め定められた値を前記負荷センサで検知する負荷に応じて変更してよい。負荷に応じた補助を電動モータから得ることができるようになる。

（１１）（１）の電動補助自転車において、前記車速センサは、前記後輪又は前記前輪の回転に合わせて回転する被検知部と前記被検知部の到来に応じて信号を出力するセンサ本体とを有してよい。前記所定期間は、押し歩きの開始から前記センサ本体が２回目の信号を出力するまでの期間であってよい。

（１２）（１）の電動補助自転車において、前記電動モータの駆動についての前記目標値は、前記電動モータの目標仕事率であってよい。これによれば、所定期間の経過後は、変速機構の変速比に関わらず、ユーザが歩く速度を維持するのに必要なトルクで後輪が駆動する。

（１３）本開示で提案する電動補助自転車の駆動システムの一例は、電動モータと、前輪又は後輪の回転速度に応じた信号を出力する車速センサと、前記電動モータの回転とペダルの回転とを後輪に伝達するための動力伝達経路において変速機構よりも上流にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサと、押し歩き指令を受けたときに前記電動モータを駆動する制御装置と、を有している。前記制御装置は、前記車速センサの出力を取得するのに応じて前記車速センサの出力と前記回転センサの出力とに基づいて前記変速機構の変速比を算出し、前記車速センサの出力を取得する頻度よりも高い頻度で、前記算出された変速比と前記回転センサの出力とに基づいて車速を算出する車速算出部と、前記押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間において、前記車速センサの出力を利用することなく前記電動モータの駆動についての目標値を算出する初期目標算出部と、前記所定期間の経過後に、前記車速算出部が算出した前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する目標算出部と、を有している。これによれば、車速センサの構造を簡単化でき又変速比を検知するための専用のセンサも必要としないので、自転車のコスト増を回避できる。また、押し歩きの開始から所定期間においても電動モータの駆動についての目標値が算出されるので、押し歩きをスムーズに開始できる。

（１４）本開示で提案する電動補助自転車の制御方法の一例は、前輪又は後輪の回転速度に応じた出力を車速センサから取得するのに応じて、変速機構よりも上流にある機構の回転速度を検知するための回転センサの出力と、前記車速センサの出力とに基づいて前記変速機構の変速比を算出する工程、前記車速センサの出力を取得する頻度よりも高い頻度で、前記算出された変速比と前記回転センサの出力とに基づいて車速を算出する工程、押し歩きの開始から所定期間においては、前記車速センサの出力を利用することなく前記電動モータの駆動についての目標値を算出する工程、及び前記所定期間の経過後に、算出される前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する工程を含む。これによれば、車速センサの構造を簡単化でき又変速比を検知するための専用のセンサも必要としないので、自転車のコスト増を回避できる。また、押し歩きの開始から所定期間においても電動モータの駆動についての目標値が算出されるので、押し歩きをスムーズに開始できる。

（１５）本開示で提案する電動補助自転車の一例は、前輪と、後輪と、電動モータと、ペダルと、前記電動モータの回転と前記ペダルの回転とを後輪に伝達するための動力伝達経路と、前記動力伝達経路の途上に配置されている変速機構と、前記動力伝達経路において前記変速機構よりも上流にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサと、前記前輪又は前記後輪の回転速度に応じた信号を出力する車速センサと、押し歩き指令を受け付ける操作部材と、前記押し歩き指令を受けたときに前記電動モータを駆動する制御装置と、を有している。前記制御装置は、前記車速センサの出力を取得するのに応じて前記車速センサの出力と前記回転センサの出力とに基づいて前記変速機構の変速比を算出し、前記車速センサの出力を取得する頻度よりも高い頻度で、前記算出された変速比と前記回転センサの出力とに基づいて車速を算出する車速算出部と、前記押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間において、前記車速算出部が算出する車速とは異なる暫定変速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する初期目標算出部と、前記所定期間の経過後に、前記車速算出部が算出した前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する目標算出部と、を有してよい。これによれば、車速センサの構造を簡単化でき又変速比を検知するための専用のセンサも必要としないので、自転車のコスト増を回避できる。また、押し歩きの開始から所定期間においても電動モータの駆動についての目標値が算出されるので、押し歩きをスムーズに開始できる。

本開示で提案する電動補助自転車の例を示す側面図である。 電動補助自転車の構成要素を示すブロック図である。 電動補助自転車が有している制御装置の機能を示すブロック図である。 基礎情報（目標仕事率マップ）の例を示す図である。 初期期間の経過後に制御装置が実行する処理を説明するためのタイムチャートである。 初期期間において制御装置が実行する処理を説明するためのタイムチャートである。 初期目標算出部が実行する処理を説明するための図である。 初期目標算出部が実行する処理を説明するための図である。 初期目標算出部が実行する処理を説明するための図である。 制御装置が実行する処理の流れを説明するためのフロー図である。 図９Ａで示す初期目標仕事率の算出処理の流れを説明するためのフロー図である。

以下、本開示で提案する電動補助自転車の実施形態の一例について説明する。図１は実施形態の一例である電動補助自転車１００の側面図である。図２は電動補助自転車１００のハードウェアを示すブロック図である。図２において太い実線は動力の伝達を表し、細い実線は信号や電流を表している。電動補助自転車１００は運転者の踏力を補助するための駆動システム１０を有している。駆動システム１０は、後述する電動モータ２１や、制御装置３０、モータ駆動装置３９、及び押し歩きスイッチ５８などの電装品で構成される。以下では、電動補助自転車１００を単に自転車と記載する。

［全体構成］
図１に示すように、自転車１００はクランク軸２を有している。クランク軸２は半径方向に伸びているクランクアームを有し、このクランクアームの端部にペダル２ａが連結されている。クランク軸２はシートチューブ１１の下端で支持されている。シートチューブ１１の上端にサドル１８が固定されている。自転車１００の前部には、ハンドルステム８と、ハンドルステム８の上部に固定されているハンドル７と、ハンドルステム８の下部に固定されているフロントフォーク１９と、フロントフォーク１９の下端で支持されている前輪９とが設けられている。ハンドルステム８はフレーム１７の前端に設けられているヘッドパイプ１７ａで支持されている。フレーム１７の形状は図１に示す例に限られず、適宜変更されてもよい。

図１に示すように、自転車１００はドライブユニット２０を有している。ドライブユニット２０は、後輪６の駆動を補助する力（補助トルク）を出力する電動モータ２１（図２参照）や減速機２５（図２参照）で構成される。電動モータ２１はバッテリ２２から供給される電力で駆動する。自転車１００の例では、バッテリ２２はシートチューブ１１の後側に取り付けられ、ドライブユニット２０はクランク軸２の後側に配置されている。電動モータ２１とバッテリ２２の位置は自転車１００の例に限られず、適宜変更されてよい。

ペダル２ａを通してクランク軸２に加えられた力は、図２に示すように一方向クラッチ２３を通して合力伝達機構２４に伝えられる。自転車１００の例では、電動モータ２１から出力される動力（補助トルク）は減速機２５と一方向クラッチ２６とを通して合力伝達機構２４に伝えられる。合力伝達機構２４は軸や、軸に設けられている回転部材、チェーン５（図１）などによって構成され、クランク軸２に加えられた力と電動モータ２１から出力される動力とを合成する。合力伝達機構２４の一例において、２つの力は共通の軸や共通の回転部材に入力されることによって合成される。他の例として、クランク軸２に加えられた力と電動モータ２１から出力される力の双方がチェーン５に入力されて、合成されてもよい。合力伝達機構２４で合成された動力は、図２に示すように、例えば変速機構２７と一方向クラッチ２８とを通して後輪６に伝えられる。

変速機構２７は、電動モータ２１及びクランク軸２から後輪６に至る動力伝達経路の途上に配置されている。変速機構２７は、切り替え可能な複数の変速段（１速や、２速など）を有している。複数の変速段は、例えばハンドル７に設けられた操作部材（例えば、レバー）の操作によって変更可能である。変速機構２７は、例えば複数のギアを有している。変速機構２７は後輪６のハブの内側に収容されるタイプであってもよいし、ハブの外側に配置されるタイプであってもよい。制御装置３０は、後述する車速センサ４３の出力とモータ回転センサ４２の出力とを利用して、変速比を算出する。変速機構２７には、変速段を検知するための専用のセンサは設けられていない。以下の説明において、変速機構２７の変速比とは、各変速段の変速比（変速比＝車輪の回転速度／電動モータ２１の回転速度）である。

自転車１００は運転者がペダル２ａに加える踏力を検知するためのセンサを有している。このセンサは、例えばクランク軸２に生じたトルクに応じた信号を出力するトルクセンサ４１（図２参照）である。トルクセンサ４１は、例えばクランク軸２に設けられている磁歪式のセンサであるが、他の種類のセンサでもよい。

自転車１００は、前輪９の回転速度に応じた信号を出力する車速センサ４３と、電動モータ２１の回転速度に応じた信号を出力するモータ回転センサ４２と、クランク軸２の回転速度に応じた信号を出力するクランク回転センサ４５とを有している。

車速センサ４３は、例えば磁気式の回転センサであり、前輪９に取り付けられる磁石（被検知部）と、車体（例えばフレーム）に取り付けられるホール素子を有するセンサ本体４３ａ（図１参照）とを含む。センサ本体４３ａは、センサ本体４３ａの位置への磁石の到来に応じてパルス信号を出力する。車速センサ４３は後輪６の回転速度に応じた信号を出力するセンサであってもよい。この場合、車速センサ４３は後輪６に設けられていてもよいし、動力伝達経路において変速機構２７よりも下流であれば、後輪６とは異なる位置に設けられてもよい。

モータ回転センサ４２も、例えば、磁気式であり、ホール素子を有している。このホール素子は電動モータ２１が有している磁石がモータ回転センサ４２の位置に到来するタイミングでパルス信号を出力する。制御装置３０は、モータ回転センサ４２の出力（パルス信号）に基づいて電動モータ２１の回転速度を算出し、車速センサ４３の出力（パルス信号）に基づいて車速を算出する。モータ回転センサ４２は、電動モータ２１から後輪６の動力伝達経路において、変速機構２７よりも上流であれば（変速機構２７よりも電動モータ２１寄りであれば）、電動モータ２１とは異なる位置に設けられてもよい。例えば、モータ回転センサ４２は、減速機２５を構成するギア或いは回転軸に設けられてもよい。この場合、制御装置３０は減速機２５の減速比とモータ回転センサ４２の出力とに基づいて電動モータ２１の回転速度を算出できる。

クランク回転センサ４５は、例えばクランク軸２の回転によってパルス信号を発生するセンサである。クランク回転センサ４５も、例えば、磁気式の回転センサであり、クランク軸２に取り付けられる磁石と、ホール素子を有するセンサ本体とを含む。制御装置３０は、クランク回転センサ４５の出力に基づいて、クランク軸２の回転量（角度変化）や、クランク軸２の回転速度などを算出する。

自転車１００は、ユーザが操作するための押し歩きスイッチ５８を有している。押し歩きスイッチ５８は、ユーザが操作可能なボタンやレバーを含み、操作に応じた信号を押し歩き指令として制御装置３０に入力する。押し歩き指令が制御装置３０に入力されたとき、制御装置３０は、ペダル２ａに加えられる力に関わらず、電動モータ２１を駆動し、ユーザによる押し歩きを補助する。「押し歩き」は、例えばユーザがハンドルを押しながら自転車１００の横で歩いたり、或いは、ユーザがサドル１８に跨がっている状態で歩くことである。

また、自転車１００は、自転車１００に作用する負荷を検知するための負荷センサ５１を有している。負荷は、路面の傾斜や、空気抵抗、摩擦に起因する、自転車１００の動きに対する抵抗である。自転車１００は、負荷センサ５１として、路面の傾斜に応じた信号を出力する加速度センサを有する。

［制御装置］
自転車１００はトルクセンサ４１の出力に基づいて、電動モータ２１を制御する制御装置３０を有している。図２で示すように、制御装置３０は、電動モータ２１の制御に係るプログラムやマップを保持している記憶装置３０Ｍと、そのプログラムを実行する演算装置とを有している。演算装置はＣＰＵ（Central Processing Unit）を有し、記憶装置３０ＭはＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を有している。

制御装置３０の記憶装置には、補助率と車速との関係を表すマップが記録されている。

ライダーがペダル２ａを漕ぐとき、制御装置３０は、例えば、車速に応じた補助率と、トルクセンサ４１の出力に基づいて検知した踏力とに応じた補助力を算出し、補助力に応じた指令値をモータ駆動装置３９に出力する。モータ駆動装置３９はバッテリ２２の電力を受け、指令値に応じた電力を電動モータ２１に供給する。

また、押し歩き指令がスイッチ５８を通して制御装置３０に入力されたとき、制御装置３０は、ペダル２ａに加えられる力に関わらず、電動モータ２１を駆動し、ユーザによる押し歩きを補助する。後述するように、押し歩きの開始から所定期間においては、車速センサ４３を利用した車速の算出ができない。そこで、自転車１００の例においては、その所定期間において、制御装置３０は車速センサ４３の出力を利用することなく電動モータ２１の駆動についての目標値を算出する。この所定期間の経過後に、車速センサ４３の出力を利用して算出される車速に基づいて電動モータ２１の駆動についての目標値を算出する。電動モータ２１の駆動についての目標値は、具体的には、電動モータ２１の仕事率（回転速度×トルク）についての目標値、或いは、電動モータ２１のトルクについての目標値である。

［制御装置で実行される処理］
図３は、制御装置３０が有している機能を示すブロック図である。ここでは、電動モータ２１の駆動についての目標値として、電動モータ２１の仕事率についての目標値が設定される例について説明する。以下では、この目標値を「目標仕事率」と称する。制御装置３０は、図３で示すように、期間判定部３１と、車速算出部３２と、目標算出部３３と、初期目標算出部３４と、目標トルク算出部３５とを有している。これらは、制御装置３０を構成する演算装置が記憶装置３０Ｍで保持されているプログラムを実行することによって実現される。

［目標算出部］
まず、目標算出部３３について説明する。目標算出部３３は、車速センサ４３の出力を利用して車速算出部３２が算出する車速に基づいて、目標仕事率を算出する。記憶装置３０Ｍには、車速と目標仕事率とを対応づける基礎情報が予め格納されている。目標算出部３３は、この基礎情報を参照し、車速算出部３２が算出する車速に応じた仕事率を目標仕事率として算出する。

基礎情報は、例えばマップである。以下では、このマップを目標仕事率マップと称する。図４は目標仕事率マップの例を示す図である。図４の例では、目標仕事率は、車速が０〜Ｖａの速度範囲において、Ｐ１で一定である。車速がＶａより高い速度範囲において、目標仕事率は車速に応じて漸減し、車速Ｖｂにおいて０となっている。ここで車速Ｖｂは、人の歩行速度と同程度であり、例えば約６ｋｍ／ｈであってよい。以下では、この車速Ｖｂを「補助上限車速」と称する。目標算出部３３は、目標仕事率マップを参照し、車速算出部３２が算出する車速に応じた仕事率を目標仕事率として算出する。なお、車速と目標仕事率とを対応づける基礎情報はマップに限られず、例えば演算式であってもよい。

なお、電動モータ２１の仕事率を目標値として設定することによって、変速機構２７の現在のギア段に依ることなく、現在の車速（歩行速度）に応じたトルクが後輪６に伝わる。後輪６に伝わるトルクは、以下の式で得られる。
Ｔｒ＝Ｐ／ω
Ｔｒ：後輪のトルク
Ｐ：電動モータの仕事率
ω：後輪の回転速度

［車速算出部］
図５は車速算出部３２が実行する処理の例を説明するためのタイムチャートである。図５において、（ａ）は車速センサ４３の出力（パルス信号）を示し、（ｂ）はモータ回転センサ４２の出力を示し、（ｃ）は算出される変速比（記憶装置３０Ｍに記録されている変速比）を示し、（ｄ）は記憶装置３０Ｍに記録されている変速比とモータ回転センサ４２の出力とから算出される車速を示している。
車速算出部３２は、車速センサ４３の出力（図５（ａ）で示すパルス信号Ｓ）を利用して、車速を算出する。車速算出部３２は、例えば、連続する２つのパルス信号を取得する時間の差ΔＴ１（図５（ａ）参照）から車速を算出する。車速センサ４３は、上述したように、前輪９に取り付けられている磁石を有している。センサ本体４３ａは、磁石のセンサ本体４３ａの位置への到来に応じてパルス信号を出力する。磁石の数は多くないため、センサ本体４３ａがパルス信号を出力する頻度は高くない。磁石の数は、例えば１つである。この場合、前輪９の１回転において出力されるパルス信号の数は１つだけであり、磁石がセンサ本体４３ａの位置から離れているとき、その時点での車速を算出することができない。一方、モータ回転センサ４２は、車速センサ４３よりも高い頻度で、電動モータ２１の回転速度に応じた信号を出力する（図５（ｂ）参照）。すなわち、モータ回転センサ４２は、車速センサ４３が設けられている前輪９が１回転する間に、車速センサ４３よりも多くのパルス信号を出力する。図５（ｂ）では、モータ回転センサ４２の出力（パルス信号）の頻度が高いので、モータ回転センサ４２の出力は時間軸に沿った線として表されている。モータ回転センサ４２の一例は、電動モータ２１に設けられるホール素子であり、電動モータ２１を構成する複数の永久磁石のそれぞれがホール素子の位置に到来するタイミングでパルス信号を出力する。そこで、車速算出部３２は、車速センサ４３の出力だけでなく、モータ回転センサ４２の出力（パルス信号）も利用して車速を算出する。そうすることで、制御装置３０は、時間的な遅れなく現在の車速を推察し得る。以下、これについて詳説する。

車速算出部３２は、図３で示すように、変速比算出部３２ａを有している。変速機構２７には、その変速比を検知する専用のセンサが設けられていない。このことにより、自転車１０のコスト低減を図ることができる。変速比算出部３２ａは、車速センサ４３の出力と、動力伝達経路において変速機構２７よりも上流（電動モータ２１寄り又はペダル２ａ寄り）にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサの出力とに基づいて、変速機構２７の変速比を算出する。自転車１００の例では、回転センサとしてモータ回転センサ４２が利用される。回転センサとしては、クランク回転センサ４５が利用されてもよい。変速比算出部３２ａは、車速センサ４３の出力を取得するのに応じて、すなわち車速センサ４３からパルス信号を取得するタイミングで、車速とモータ回転速度とに基づいて、図５（ｃ）で示すように変速機構２７の変速比を算出する。

なお、図５においては、時間ｔ１において運転者の操作に起因する変速機構２７の実際の変速（２速から３速への変速）がなされている。しかしながら、記憶装置３０Ｍに記録されている変速比は車速センサ４３の出力を取得したときに更新されるため、時間ｔ１においては図５（ｃ）で示す変速比は変化しない。このため、図５（ｄ）で示す車速（記憶装置３０Ｍに記録されている変速比とモータ回転速度とに基づいて算出される車速）は、モータ回転センサ４２の出力に基づいて検知するモータ回転速度の低下に応じて下がる。変速機構２７の実際の変速がなされたあと、車速センサ４３の出力（パルス信号Ｓ）が得られたタイミング（ｔ２）において、車速センサ４３の出力に基づいて算出される車速とモータ回転センサ４２の出力に基づいて検知するモータ回転速度とに基づいて、正しい変速比（３速の変速比）が算出される（図５（ｃ）参照）。

具体的には、変速比算出部３２ａは、車速センサ４３からパルス信号を取得するタイミングで車速（自転車１００の例において、前輪９の回転速度）を算出し、またモータ回転センサ４２の出力（図５（ｂ）参照）に基づいて（連続する２つのパルス信号を取得する時間の差に基づいて）、モータ回転速度を算出する。変速比算出部３２ａは、車速（前輪９の回転速度）をモータ回転速度で除算することによって変速比を算出し、変速比を算出する度に、記憶装置３０Ｍに記録されている変速比を最新の変速比に更新する。

車速算出部３２は、変速比算出部３２ａで算出された変速比（記憶装置３０Ｍに記録されている最新の変速比）と、モータ回転センサ４２の出力とに基づいて、車速を算出する。例えば、車速算出部３２は、算出された変速比で、モータ回転センサ４２の出力から算出されるモータ回転速度を乗算することによって、車速を算出する。モータ回転センサ４２は、車速センサ４３よりも高い頻度で、電動モータ２１の回転速度に応じた信号（図５（ｂ））を出力する。そのため、車速算出部３２は、車速センサ４３の出力（パルス信号Ｓ）を得る頻度よりも高い頻度で車速を算出する。この結果、車速算出部３２は、図５（ｄ）で示すように、車速センサ４３がパルス信号を出力するタイミングとは異なるタイミングにおいても、車速を算出する。このようにして算出された車速が目標算出部３３において利用される。

［初期目標算出部］
次に、初期目標算出部３４が実行する処理について説明する。図６は、初期目標算出部３４が実行する処理の例を説明するためのタイムチャートである。図６において、（ａ）は車速センサ４３の出力（パルス信号）を示し、（ｂ）はモータ回転センサ４２の出力を示し、（ｃ）は算出される変速比（記憶装置３０Ｍに記録されている変速比）であり、（ｄ）は暫定車速又は変速比とモータ回転センサ４２の出力とから算出される車速であり、（ｅ）は（ｄ）の車速から得られる目標仕事率であり、（ｆ）は（ｅ）の目標仕事率から算出される目標トルクである。モータ回転センサ４２の出力（パルス信号）の頻度が高いので、図６（ｂ）では、モータ回転センサ４２の出力は時間軸に沿った線として表されている。
制御装置３０は、同図で示す時間ｔ０において押し歩き指令を受けている。初期目標算出部３４は、押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間（図６（ａ）において期間ΔＴｉ）において、車速センサ４３の出力を利用することなく電動モータ２１の目標仕事率を算出する。ここで「車速センサの出力を利用することなく」とは、上述した車速算出部３２が行う方法で変速比及び車速を算出しないことを意味している。従って、制御装置３０は、他の目的のため、例えば車速センサ４３の異常判定のために車速センサ４３の出力を期間ΔＴｉにおいて利用してもよい。なお、以下において期間ΔＴｉを初期期間と称する。初期期間ΔＴｉにおいて算出される電動モータ２１の仕事率についての目標値を「初期目標仕事率」と称する。

上述したように、車速の算出には、２つのパルス信号を取得する時間の差ΔＴ１（図５参照）が利用される。そのため、押し歩きが開始した後、少なくとも２番目の出力（パルス信号Ｓ３、図６（ａ）参照）が制御装置３０に入力されるまでは、車速が算出され得ない。前輪９に取り付けられている磁石の数が少ないので、２番目の出力（パルス信号Ｓ３）が制御装置３０に入力されるまでにかかる期間が長くなる。そこで、初期目標算出部３４は、初期期間ΔＴｉにおいて、車速算出部３２が算出する車速とは異なる暫定車速に基づいて電動モータ２１の仕事率について目標値（すなわち、初期目標仕事率）を算出する。

初期目標算出部３４は、車速と目標仕事率とを対応づける基礎情報を参照し、暫定車速に対応する仕事率を初期目標仕事率として算出する。初期目標算出部３４が参照する基礎情報は、目標算出部３３が参照する基礎情報（例えば、図４で例示した目標仕事率マップ）と同じであってよい。このことによって、制御装置３０が行う処理を簡単化できる。

図６（ａ）で示すように、初期期間ΔＴｉは、例えば、押し歩き指令がなされてから、制御装置３０が車速センサ４３の２番目の出力（パルス信号Ｓ３）を取得するまでの期間である。初期期間ΔＴｉは、それより長くてもよい。例えば、初期期間ΔＴｉは、押し歩き指令がなされてから、制御装置３０が車速センサ４３の３番目の出力（パルス信号）を取得するまでの期間であってもよい。

初期目標算出部３４は暫定車速算出部３４ａを有している。暫定車速算出部３４ａは、例えば、予め定められた暫定変速比と、モータ回転センサ４２の出力（図６（ｂ）参照）とに基づいて暫定車速を算出する。暫定変速比は、予め定められたギア段の変速比であり、例えば、トップギア（最高速のギア段）の変速比である。すなわち、暫定変速比は、複数のギア段がそれぞれ有している変速比のなかで最大の変速比である（変速比＝車輪の回転速度／モータ回転速度）。初期目標算出部３４は、このようにして算出された暫定車速に基づいて初期目標仕事率を算出する。

トップギアの変速比を暫定変速比として利用することで、押し歩き時の車速を低く抑えることができる。図７Ａで例示する目標仕事率マップを参照しながら、その理由について説明する。この説明では、暫定変速比がトップギアの変速比である一方で、変速機構２７の実際のギア段がローギア（最低速のギア段）である場合を想定する。図７Ａにおいて、実際の車速がＶ１であるとき、暫定変速比がトップギアの変速比であるので、暫定車速Ｖ２は実際の車速Ｖ１よりも高くなる。車速Ｖａよりも高い速度範囲においては、目標仕事率マップで規定する目標仕事率は車速の増加に伴って漸減している。そのため、暫定車速Ｖ２に対応する目標仕事率Ｐ２は、実際の車速Ｖ１に対応する目標仕事率Ｐ１以下となる。このことから、押し歩き時の車速を低く抑えることができる。

なお、暫定変速比は、必ずしも最大の変速比でなくてもよい。
・例えば、暫定変速比は、トップギアよりも遅いギア段の変速比であってもよい。例えば、暫定変速比は中間のギア段の変速比やローギアのギア段の変速比であってもよい。この場合、初期目標算出部３４は、上述した目標算出部３３が参照する基礎情報（例えば、図４で例示した目標仕事率マップ）とは異なる基礎情報を参照して、暫定車速に対応する目標仕事率を算出してもよい。
・また、暫定変速比は、複数のギア段の変速比と一致していなくてもよい。例えば、暫定変速比は、５速（トップギア）の変速比と４速の変速比との間の変速比であってもよい。こうすることによって、ギア段の変速比に依拠しない、押し歩きに最適な変速比に基づく暫定車速を算出することができる。

［目標値の範囲の制限］
暫定車速或いは暫定変速比を利用すると、実際の変速比や実際の車速によっては、電動モータ２１から得られる仕事率が低く過ぎたり、大き過ぎたりするために、電動モータ２１による補助がユーザの歩行に適合しない場合が起こり得る。例えば、暫定変速比としてトップギアの変速比が利用され、実際の変速比がローギアの変速比であった場合、図７Ｂで示すように、電動モータ２１から得られる仕事率Ｐ２が本来得られるべき仕事率Ｐ１（実際の車速Ｖ１に対応する仕事率）よりも低く過ぎ、そのために十分な補助が得られない場合が起こり得る。

また、車速が補助上限車速Ｖｂに至るまで電動モータ２１による補助が継続するように基礎情報（目標仕事率マップ）が規定されていたとしても、暫定変速比としてトップギアの変速比が利用される場合には、実際の車速が補助上限車速Ｖｂよりも低い車速Ｖ３（図７Ｂ参照）に達したときに、電動モータ２１の駆動（補助）が停止する。図７Ｂにおいて二点鎖線Ｌ１は、基礎情報に規定されている線Ｌ２に沿って暫定車速と目標仕事率とが変化した場合における、実際の車速と目標仕事率との関係を示している。

そこで、初期目標算出部３４は、目標算出部３３が利用する基礎情報（目標仕事率マップ）で規定される目標仕事率の範囲よりも狭い範囲で、初期目標仕事率を算出してもよい。目標算出部３３が利用する目標仕事率マップでは、目標仕事率の最大Ｐ１（図８参照）と、目標仕事率の最小（ゼロ）とが規定されている。初期目標算出部３４は、目標仕事率の最大Ｐ１と最小（ゼロ）の範囲Ｒ１よりも狭い範囲Ｒ２（図８参照）で初期目標仕事率を算出してもよい。こうすることで、電動モータ２１から得られる仕事率が低く過ぎたり、或いは大き過ぎたりすることを防ぐことができる。

一例では、初期目標算出部３４は、目標算出部３３が利用する目標仕事率マップで規定される目標仕事率の最大Ｐ１よりも低い上限値を利用したり、及び／又は、目標算出部３３が利用する目標仕事率マップで規定される目標仕事率の最小よりも高い下限値を利用する。他の例では、目標算出部３３が利用する目標仕事率マップとは異なる基礎情報（目標仕事率マップ）を利用することで、初期目標算出部３４は、目標算出部３３よりも狭い範囲で目標仕事率を設定してもよい。

暫定変速比がトップギアの変速比である例では、暫定車速に対応する目標仕事率が、実際の車速に対応する目標仕事率より低くなる。初期目標仕事率が必要以上に低くなることを防止するため、初期目標算出部３４は、目標仕事率の算出において下限値Ｐｅ（図８参照）を利用してよい。暫定車速に対応する目標仕事率が下限値Ｐｅよりも高い場合、初期目標算出部３４は暫定車速に対応する目標仕事率を初期目標仕事率として設定する。その一方で、暫定車速に対応する目標仕事率が下限値Ｐｅよりも低い場合、初期目標算出部３４は下限値Ｐｅを初期目標仕事率として設定してよい。すなわち、初期目標算出部３４は、目標仕事率マップで規定されている目標仕事率の下限値（ゼロ）よりも高い下限値Ｐｅを有する範囲Ｒ２（図８参照）で、初期目標仕事率を算出してよい。

なお、図８において、曲線Ｌ３は、押し歩きの際に作用する負荷（抵抗）と車速との関係の例を示す負荷曲線である。負荷は、路面の傾斜や、空気抵抗、摩擦に起因する、自転車１００の動きに対する抵抗である。負荷曲線Ｌ３は、例えば、平坦路で無風の時に自転車１００に作用する負荷を表す。

暫定変速比がトップギアの変速比にあり、実際の変速比もトップギアの変速比である場合、負荷曲線Ｌ３と、目標仕事率を規定する線Ｌ２との交点Ａの車速Ｖ３より低い速度範囲では、目標仕事率が曲線Ｌ３で表される負荷よりも高いので、ユーザが自転車１００を押さなくても、電動モータ２１のトルクだけで徐々に車速が上がる。交点Ａにおいて負荷と電動モータ２１のトルクとが均衡する。その後、ユーザが自転車１００を前方に押しながら歩くと、自転車１００の車速は交点Ａの車速Ｖ４を超えて上昇し、目標仕事率は下限値Ｐｅに達する。

初期目標算出部３４は、負荷センサ５１の出力に基づいて目標仕事率の範囲Ｒ２（図８参照）を変更してもよい。例えば、初期目標算出部３４は、負荷センサ５１の出力に基づいて上述した下限値Ｐｅを変更してもよい。負荷センサ５１は、例えば、路面の傾斜を検知することのできる加速度センサである。この場合、初期目標算出部３４は、路面の傾斜に応じて下限値Ｐｅを変更してよい。例えば、初期目標算出部３４は、登坂の勾配が急になるに従って下限値Ｐｅを高くしてよい。こうすることによって、押し歩きの際に受ける負荷に適合した補助を電動モータ２１から得ることができる。

また、負荷センサ５１の出力に基づいて変更されるのは必ずしも下限値Ｐｅでなくてもよい。例えば、目標仕事率について上限値が決められている場合には、負荷センサ５１の出力に基づいて検知される負荷に応じて上限値が変更されてよい。

［初期目標算出部の別の例］
初期目標算出部３４は暫定車速算出部３４ａを有していなくてもよい。すなわち、初期目標算出部３４は、初期目標仕事率の算出にあたり、暫定車速を利用しなくてもよい。この場合、初期目標算出部３４は、初期目標仕事率として予め規定されている値を算出してもよい。このような値は記憶装置３０Ｍに予め記録されている。後述する目標トルク算出部３５は、初期期間ΔＴｉにおいては、この初期目標仕事率とモータ回転速度とに基づいて、目標トルクを算出してよい。

この場合、初期目標算出部３４は、負荷センサ５１の出力に基づいて初期目標仕事率を変更してもよい。例えば、負荷センサ５１が路面の傾斜を検知することのできる傾斜センサ（加速度センサ）である場合、初期目標算出部３４は、路面の傾斜に応じて初期目標仕事率を変更してよい。例えば、初期目標算出部３４は、登坂の勾配が急になるに従って初期目標仕事率を高くしてよい。こうすることによって、押し歩きの際に受ける負荷に適合した補助を電動モータ２１から得ることができる。

［目標トルク算出部］
目標トルク算出部３５は、目標算出部３３又は初期目標算出部３４が算出した目標仕事率（初期目標仕事率を含む）から、電動モータ２１が出力すべきトルク（目標トルク）を算出する。具体的には、目標トルク算出部３５は、目標仕事率とモータ回転センサ４２の出力に基づいて算出されるモータ回転速度とに基づいて、目標トルクを算出する。目標トルクは、例えば、目標仕事率をモータ回転速度で除算することによって得られる。

なお、図６（ｅ）で示されるように、初期期間ΔＴｉの終了時（ｔ１）、目標仕事率の算出において利用される車速が、暫定車速から車速算出部３２が算出する車速に切り替わることに伴い、目標仕事率が大きく変動することがある。目標トルク算出部３５は、そのような目標仕事率の急変に起因するトルクの急変を抑えるため、目標トルクについてフィルタ処理を実行してもよい。すなわち、目標トルク算出部３５は、予め規定した時定数で目標トルクを変化させてもよい。その結果、図６（ｆ）で示されるように、初期期間ΔＴｉの終了後の期間Δｔ２において、目標トルクを緩やかに変化させることができる。

［期間判定部］
期間判定部３１は、現在が、初期目標仕事率を算出すべき期間、言い換えれば、暫定車速を利用すべき期間（図６で示した初期期間ΔＴｉ）にあるか否かを判定する。例えば、期間判定部３１は、変速比算出部３２ａによって算出された変速比が記憶装置３０Ｍに格納されているか否かを判定する。変速比が記憶装置３０Ｍに格納されていない場合、期間判定部３１は、現在が未だ初期期間ΔＴｉにあると判定する。その一方で、変速比がその記憶領域に格納されている場合には、期間判定部３１は既に初期期間ΔＴｉが経過したと判定する。

制御装置３０は、押し歩き指令を受けたとき、車速センサ４３の出力（パルス信号）を受けたタイミングを予め規定された記憶領域に記録し、車速センサ４３の出力（パルス信号）を受ける度に、その記憶領域に記録されているデータを更新する。このような処理がなされる場合、期間判定部３１は、２つのデータ（パルス信号を受けた２つのタイミングについてのデータ）が記憶装置３０Ｍに記録されているか否かを判定してもよい。そして、２つのデータがその記憶装置に未だ記録されていない場合に、期間判定部３１は、現在が初期期間ΔＴｉにあると判定してよい。その一方で、２つのデータがその記憶領域に記録されている場合、期間判定部３１は既に初期期間ΔＴｉが経過したと判定してよい。

なお、期間判定部３１は、制御装置３０が押し歩き指令を受ける直前の変速比が記憶装置３０Ｍに記録されているか否かを判定してもよい。変速比が記憶装置３０Ｍに記録されている場合、期間判定部３１は、押し歩き指令の開始時に既に初期期間ΔＴｉが終了していると判定してもよい。そして、車速算出部３２と目標算出部３３は、押し歩き指令を受けた直後から、それらが行うべき処理（車速の算出等）を開始してもよい。

［処理の流れ］
図９Ａ及び図９Ｂは、制御装置３０が実行する処理の流れの例を示すフロー図である。これらの処理は、押し歩き指令がスイッチ５８から制御装置３０に入力されたときに開始する。

押し歩き指令が制御装置３０に入力されたとき、期間判定部３１は、現在が初期期間ΔＴｉにあるか否かを判定する（Ｓ１０１）。現在が初期期間ΔＴｉにある場合、初期目標算出部３４によって初期目標仕事率の算出のための処理（Ｓ１０５）が実行される。

一方、初期期間ΔＴｉが既に経過している場合、車速算出部３２は変速比を取得する。具体的には、変速比算出部３２ａは車速センサ４３の出力（パルス信号）を取得するタイミングで、車速センサ４３の出力とモータ回転センサ４２の出力とに基づいて変速機構２７の変速比を算出し、算出した変速比を記憶装置３０Ｍに記録する。変速比算出部３２ａは変速比を算出する度に、記憶装置３０Ｍに記録されている変速比を更新する。車速算出部３２は、Ｓ１０２において、記憶装置３０Ｍに記録されている最新の変速比を取得する。次に、車速算出部３２は、取得した変速比と、モータ回転センサ４２の出力（具体的には、モータ回転速度）とに基づいて、車速を算出する（Ｓ１０３）。車速は、変速比が更新される頻度よりも高い頻度で算出される。目標算出部３３は、基礎情報（目標仕事率マップ、図５参照）を参照し、算出した車速に対応する目標仕事率を算出する（Ｓ１０４）。

目標トルク算出部３５は、算出された目標仕事率とモータ回転速度とに基づいて、電動モータ２１の目標トルクを算出する（Ｓ１０６）。制御装置３０は、算出された目標トルクが、電動モータ２１について予め規定されている最大トルクより小さいかどうかを判定する（Ｓ１０７）。目標トルクが最大トルクよりも小さい場合、制御装置３０は、目標トルクに応じた指令値（例えば、電流指令値）をモータ駆動装置３９に出力する（Ｓ１０８）。一方、目標トルクが最大トルクよりも小さくない場合、制御装置３０は、最大トルクに応じた指令値をモータ駆動装置３９に出力する（Ｓ１０９）。そして、制御装置３０は、押し歩き指令が終了したか否かを判定する（Ｓ１１０）。例えば、制御装置３０は、押し歩きスイッチ５８がオフ状態に至ったか否かを判定する。押し歩き指令が終了している場合、制御装置３０は押し歩きに係る一連の処理を終了する。一方、押し歩き指令が未だ終了していない場合、制御装置３０はＳ１０１に戻り、以降の処理を再び実行する。

Ｓ１０１の処理において、現在が初期期間ΔＴｉにあると判定された場合、制御装置３０は初期目標仕事率を算出するための処理を実行する（Ｓ１０５）。具体的には、図９Ｂで示すように、初期目標算出部３４が暫定車速を算出する（Ｓ２０１）。上述したように、暫定車速は、予め規定された暫定変速比（例えば、トップギアの変速比）とモータ回転速度とに基づいて算出される。次に、初期目標算出部３４は、基礎情報（目標仕事率マップ）を参照し、算出された暫定車速に対応する目標仕事率を算出する（Ｓ２０２）。初期目標算出部３４は、算出された目標仕事率が下限値Ｐｅ（図８参照）より大きいか否かを判定する（Ｓ２０３）。目標仕事率が下限値より大きい場合、初期目標算出部３４は、目標仕事率を初期目標仕事率として算出する（Ｓ２０４）。一方、目標仕事率が下限値より大きくない場合、初期目標算出部３４は、下限値を初期目標仕事率として算出する（Ｓ２０５）。目標トルク算出部３５は、算出された初期目標仕事率とモータ回転速度とに基づいて目標トルクを算出する（Ｓ１０６、図９Ａ参照）。そして、制御装置３０は、Ｓ１０６以降の処理を実行する。

［まとめ］
（１）以上説明したように、自転車１００は、動力伝達経路の途上に配置されている変速機構２７と、動力伝達経路において変速機構２７よりも上流にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサ４２と、前輪９又は後輪６の回転速度に応じた信号を出力する車速センサ４３と、押し歩き指令を受け付ける操作部材５８と、押し歩き指令を受けたときに電動モータ２１を駆動する制御装置３０とを有する。制御装置３０は、車速センサ４３の出力を取得するのに応じて車速センサ４３の出力と回転センサ４２の出力とに基づいて変速機構２７の変速比を算出し、車速センサ４３の出力を取得する頻度よりも高い頻度で、算出された変速比と回転センサ４２の出力とに基づいて車速を算出する車速算出部３２と、押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間ΔＴｉにおいて、車速センサ４３の出力を利用することなく目標仕事率を算出する初期目標算出部３４と、所定期間ΔＴｉの経過後に、車速算出部３２が算出した車速に基づいて目標仕事率を算出する目標算出部３３と、を有する。これによれば、車速センサ４３の構造を簡単化でき又変速比を検知するための専用のセンサも必要としないので、自転車のコスト増を回避できる。また、押し歩きの開始から目標仕事率が設定されるので、押し歩きをスムーズに開始できる。

（２）初期目標算出部３４は、車速算出部３２が算出する車速とは異なる暫定変速に基づいて目標仕事率を算出してもよい。

（３）記憶装置３０Ｍには、電動モータ２１の目標仕事率を車速に応じて予め規定している目標仕事率マップが格納されている。目標算出部３３は、目標仕事率マップを参照し、車速算出部３２が算出した車速に基づいて目標仕事率を算出し、初期目標算出部３４は、目標仕事率マップで規定されている目標仕事率の範囲Ｒ１（図８参照）よりも狭い範囲Ｒ２（図８参照）で、電動モータ２１の目標仕事率を算出している。これによると、押し歩きの開始から所定期間において、電動モータ２１から適切な範囲の補助が得られるようになる。

（４）初期目標算出部３４は、目標仕事率マップで規定されている目標仕事率の下限値（ゼロ）よりも高い下限値Ｐｅを有する範囲Ｒ２で、電動モータ２１の目標仕事率を算出してよい。これによると、押し歩きの開始から所定期間において、目標仕事率が低めに抑えられる演算が利用された場合に、電動モータ２１による補助が過剰に小さくなることを防ぐことができる。

（５）自転車１００は、自転車１００に対する負荷を検知する負荷センサ５１を有している。初期目標算出部３４は、負荷センサ５１で検知する負荷に応じて目標仕事率の範囲を変更してよい。これによれば、負荷に応じた補助を電動モータ２１から得ることができるようになる。

（６）初期目標算出部３４は、予め定められた暫定変速比と回転センサ４２の出力とに基づいて暫定車速を算出してよい。

（７）予め定められた暫定変速比は変速機構２７が設定可能な変速比における最大（トップギアの変速比）であってよい。これによれば、車速が高いという仮定のもとで目標仕事率が算出されるので、電動モータの目標仕事率を低めに設定できる。

（８）初期目標算出部３４は、暫定車速に基づいて算出される目標仕事率が所定の下限値より低い場合に、所定の下限値を初期目標仕事率として設定してよい。これによると、押し歩きの開始から所定期間ΔＴｉにおいて、電動モータ２１による補助が過剰に小さくなることを防ぐことができる。

（９）初期目標算出部３４は、所定期間ΔＴｉにおいて、目標仕事率として予め定められた値を算出してよい。これによれば、目標仕事率を算出するための演算を簡単化できる。

（１０）初期目標算出部３４は、所定期間ΔＴｉにおいて、目標仕事率として設定される予め定められた値を負荷センサ５１で検知する負荷に応じて変更してよい。負荷に応じた補助を電動モータから得ることができるようになる。

（１１）車速センサ４３は、後輪６又は前輪９の回転に合わせて回転する磁石（被検知部）と、磁石の到来に応じて信号を出力するセンサ本体４３ａとを有してよい。所定期間ΔＴｉは、押し歩きの開始からセンサ本体が２回目のパルス信号を出力するまでの期間であってよい。

（１２）電動モータ２１の目標値は仕事率についての目標値である。これによれば、所定期間ΔＴｉの経過後は、変速機構２７の変速比に関わらず、ユーザが歩く速度を維持するのに必要なトルクで後輪６が駆動する。

（１３）駆動システム１０は、電動モータ２１と、前輪９又は後輪６の回転速度に応じた信号を出力する車速センサ４３と、電動モータ２１の回転とペダル２ａの回転とを後輪６に伝達するための動力伝達経路において変速機構２７よりも上流にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサ４２と、押し歩き指令を受けたときに電動モータ２１を駆動する制御装置３０とを有している。制御装置３０の車速算出部３２は、車速センサ４３の出力を取得するのに応じて車速センサ４３の出力と回転センサ４２の出力とに基づいて変速機構２７の変速比を算出し、車速センサ４３の出力を取得する頻度よりも高い頻度で、算出された変速比と回転センサ４２の出力とに基づいて車速を算出する。初期目標算出部３４は、押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間ΔＴｉにおいて、車速センサ４３の出力を利用することなく目標仕事率を算出すると、所定期間ΔＴｉの経過後に、車速算出部３２が算出した車速に基づいて目標仕事率を算出する。これによれば、車速センサ４３の構造を簡単化でき又変速比を検知するための専用のセンサも必要としないので、自転車のコスト増を回避できる。また、押し歩きの開始から目標仕事率が算出されるので、押し歩きをスムーズに開始できる。

（１４）自転車１００の制御方法は、前輪９又は後輪６の回転速度に応じた出力を車速センサ４３から取得するのに応じて、変速機構２７よりも上流にある機構の回転速度を検知するための回転センサ４２の出力と、車速センサ４３の出力とに基づいて変速機構２７の変速比を算出する工程、車速センサ４３の出力を取得する頻度よりも高い頻度で、算出された変速比と回転センサ４２の出力とに基づいて車速を算出する工程、押し歩きの開始から所定期間ΔＴｉにおいて、車速センサ４３の出力を利用することなく目標仕事率を算出する工程、及び所定期間ΔＴｉの経過後に、算出される車速に基づいて目標仕事率を算出する工程を含む。これによれば、車速センサ４３の構造を簡単化でき又変速比を検知するための専用のセンサも必要としないので、自転車のコスト増を回避できる。また、押し歩きの開始から目標仕事率が算出されるので、押し歩きをスムーズに開始できる。

（１５）自転車１００は、動力伝達経路の途上に配置されている変速機構２７と、動力伝達経路において変速機構２７よりも上流にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサ４２と、前輪９又は後輪６の回転速度に応じた信号を出力する車速センサ４３と、押し歩き指令を受け付ける操作部材５８と、押し歩き指令を受けたときに電動モータ２１を駆動する制御装置３０と、を有している。制御装置３０の車速算出部３２は、車速センサ４３の出力を取得するのに応じて、車速センサ４３の出力と回転センサ４２の出力とに基づいて変速機構２７の変速比を算出し、車速センサ４３の出力を取得する頻度よりも高い頻度で、算出された変速比と回転センサ４２の出力とに基づいて車速を算出する。初期目標算出部３４は、押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間ΔＴｉにおいて、車速算出部３２が算出する車速とは異なる暫定変速に基づいて目標仕事率を算出する。目標算出部３３は、所定期間ΔＴｉの経過後に、車速算出部３２が算出した車速に基づいて目標仕事率を算出する。これによれば、車速センサ４３の構造を簡単化でき又変速比を検知するための専用のセンサも必要としないので、自転車のコスト増を回避できる。また、押し歩きの開始から目標仕事率が算出されるので、押し歩きをスムーズに開始できる。

［変形例］
なお、本開示で提案する電動補助自転車は、以上説明した自転車１００に限られない。

例えば、自転車１００では、電動モータ２１の駆動についての目標値として、目標仕事率が算出されていた。しかしながら、電動モータ２１の駆動についての目標値は、トルクについての目標値であってもよい。この場合、記憶装置３０Ｍには、目標仕事率マップに替えて、目標トルクと車速とを対応づけるマップが格納されてよい。また、このマップでは、複数の変速段のそれぞれについて、車速と目標トルクとが対応づけられていてよい。目標算出部３３はマップを参照し、車速算出部３２において算出された車速と変速比とに対応するトルクを目標トルクとして算出してよい。初期目標算出部３４はマップを参照し、暫定変速比と暫定車速とに対応するトルクを目標トルクとして算出してよい。

２ クランク軸、２ａ ペダル、５ チェーン、６ 後輪、７ ハンドル、８ ハンドルステム、９ 前輪、１０ 駆動システム、１１ シートチューブ、１７ フレーム、１７ａ ヘッドパイプ、１８ サドル、１９ フロントフォーク、２０ ドライブユニット、２１ 電動モータ、２２ バッテリ、２３ 一方向クラッチ、２４ 合力伝達機構、２５ 減速機、２６ 一方向クラッチ、２７ 変速機構、２８ 一方向クラッチ、３０ 制御装置、３０Ｍ 記憶装置、３１ 期間判定部、３１ 期間判定部、３２ 車速算出部、３２ａ 変速比算出部、３３ 目標算出部、３４ 初期目標算出部、３４ａ 暫定車速算出部、３５ 目標トルク算出部、３９ モータ駆動装置、４１ トルクセンサ、４２ モータ回転センサ、４２ モータ回転センサ、４３ 車速センサ、４３ａ センサ本体、４５ クランク回転センサ、５１ 負荷センサ、５８ 押し歩きスイッチ。

Claims (15)

1. 前輪と、
   後輪と、
   電動モータと、
   ペダルと、
   前記電動モータの回転と前記ペダルの回転とを後輪に伝達するための動力伝達経路と、
   前記動力伝達経路の途上に配置されている変速機構と、
   前記動力伝達経路において前記変速機構よりも上流にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサと、
   前記前輪又は前記後輪の回転速度に応じた信号を出力する車速センサと、
   押し歩き指令を受け付ける操作部材と、
   前記押し歩き指令を受けたときに前記電動モータを駆動する制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、
   前記車速センサの出力を取得するのに応じて前記車速センサの出力と前記回転センサの出力とに基づいて前記変速機構の変速比を算出し、前記車速センサの出力を取得する頻度よりも高い頻度で、前記算出された変速比と前記回転センサの出力とに基づいて車速を算出する車速算出部と、
   前記押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間において、前記車速センサの出力を利用することなく前記電動モータの駆動についての目標値を算出する初期目標算出部と、
   前記所定期間の経過後に、前記車速算出部が算出した前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する目標算出部と、を有している
   電動補助自転車。
2. 前記初期目標算出部は、前記車速算出部が算出する車速とは異なる暫定変速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する
   請求項１に記載される電動補助自転車。
3. 前記電動モータの目標値を車速に応じて予め規定している基礎情報を有している記憶装置をさらに有し、
   前記目標算出部は、前記基礎情報を参照し、前記車速算出部が算出した前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出し、
   前記初期目標算出部は、前記基礎情報で規定されている前記目標値の範囲よりも狭い範囲で、前記電動モータの駆動について目標値を算出する
   請求項１に記載される電動補助自転車。
4. 前記初期目標算出部は、前記基礎情報で規定されている前記目標値の下限値よりも高い下限値を有する範囲で、前記電動モータの駆動について前記目標値を算出する
   請求項３に記載される電動補助自転車。
5. 自転車に対する負荷を検知する負荷センサをさらに有し、
   前記初期目標算出部は、前記負荷センサで検知する負荷に応じて前記目標値の範囲を変更する
   請求項３に記載される電動補助自転車。
6. 前記初期目標算出部は、予め定められた暫定変速比と前記回転センサの出力とに基づいて前記暫定車速を算出する
   請求項２に記載される電動補助自転車。
7. 前記予め定められた暫定変速比は変速機構が設定可能な変速比の最大である
   請求項６に記載される電動補助自転車。
8. 前記初期目標算出部は、前記暫定車速に基づいて算出される前記電動モータの駆動についての前記目標値が所定の下限値より低い場合に、前記所定の下限値を目標値として設定する
   請求項７に記載される電動補助自転車。
9. 前記初期目標算出部は、前記所定期間において、前記電動モータの駆動についての目標値として予め定められた値を算出する
   請求項１に記載される電動補助自転車。
10. 自転車に対する負荷を検知する負荷センサをさらに有し、
    前記初期目標算出部は、前記所定期間において、前記予め定められた値を前記負荷センサで検知する負荷に応じて変更する
    請求項９に記載される電動補助自転車。
11. 前記車速センサは、前記後輪又は前記前輪の回転に合わせて回転する被検知部と前記被検知部の到来に応じて信号を出力するセンサ本体とを有し、
    前記所定期間は、押し歩きの開始から前記センサ本体が２回目の信号を出力するまでの期間である
    請求項１に記載される電動補助自転車。
12. 前記電動モータの駆動についての前記目標値は、前記電動モータの目標仕事率である
    請求項１に記載される電動補助自転車。
13. 電動モータと、
    前輪又は後輪の回転速度に応じた信号を出力する車速センサと、
    前記電動モータの回転とペダルの回転とを後輪に伝達するための動力伝達経路において変速機構よりも上流にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサと、
    押し歩き指令を受けたときに前記電動モータを駆動する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、
    前記車速センサの出力を取得するのに応じて前記車速センサの出力と前記回転センサの出力とに基づいて前記変速機構の変速比を算出し、前記車速センサの出力を取得する頻度よりも高い頻度で、前記算出された変速比と前記回転センサの出力とに基づいて車速を算出する車速算出部と、
    前記押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間において、前記車速センサの出力を利用することなく前記電動モータの駆動についての目標値を算出する初期目標算出部と、
    前記所定期間の経過後に、前記車速算出部が算出した前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する目標算出部と、を有している
    電動補助自転車の駆動システム。
14. 前輪又は後輪の回転速度に応じた出力を車速センサから取得するのに応じて、変速機構よりも上流にある機構の回転速度を検知するための回転センサの出力と、前記車速センサの出力とに基づいて前記変速機構の変速比を算出する工程、
    前記車速センサの出力を取得する頻度よりも高い頻度で、前記算出された変速比と前記回転センサの出力とに基づいて車速を算出する工程、
    押し歩きの開始から所定期間においては、前記車速センサの出力を利用することなく前記電動モータの駆動についての目標値を算出する工程、及び
    前記所定期間の経過後に、算出される前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する工程を含む
    電動補助自転車の制御方法。
15. 前輪と、
    後輪と、
    電動モータと、
    ペダルと、
    前記電動モータの回転と前記ペダルの回転とを後輪に伝達するための動力伝達経路と、
    前記動力伝達経路の途上に配置されている変速機構と、
    前記動力伝達経路において前記変速機構よりも上流にある機構の回転速度に応じた信号を出力する回転センサと、
    前記前輪又は前記後輪の回転速度に応じた信号を出力する車速センサと、
    押し歩き指令を受け付ける操作部材と、
    前記押し歩き指令を受けたときに前記電動モータを駆動する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、
    前記車速センサの出力を取得するのに応じて前記車速センサの出力と前記回転センサの出力とに基づいて前記変速機構の変速比を算出し、前記車速センサの出力を取得する頻度よりも高い頻度で、前記算出された変速比と前記回転センサの出力とに基づいて車速を算出する車速算出部と、
    前記押し歩き指令を受けたとき、押し歩きの開始から所定期間において、前記車速算出部が算出する車速とは異なる暫定変速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する初期目標算出部と、
    前記所定期間の経過後に、前記車速算出部が算出した前記車速に基づいて前記電動モータの駆動についての目標値を算出する目標算出部と、を有している
    電動補助自転車。

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