JP3703809B2 - 自転車用自動変速制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速制御装置、特に、複数の変速段をそれぞれ有する前後の変速装置を自転車の走行状態に応じて制御する自転車用自動変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スポーツ用の自転車や軽快車には、前後の変速装置（たとえば、前後のディレーラ及び前後の複数枚のスプロケット）を車速に応じて変速制御する自動変速機能付きの変速制御装置を有するものが従来知られている（たとえば、特許文献１参照。）。前記文献に開示された前後の変速装置を自動変速する従来の変速制御装置では、自動変速モード時に前後の変速装置を車速に応じて変速するとともに、前後の変速装置の変速時に使用中のスプロケットのいずれかを使用して変速するように変速制御している。これにより無駄な変速が生じないようにしている。このように前後の変速装置を用いて自動変速すると、後変速装置だけを自動変速する場合に比べて細かいギア比の変化に応じたきめ細かい自動変速が可能になる。
【０００３】
【特許文献１】
特表平８−５０１７４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前後の変速装置を使用するとギア比が細かくなるため、たとえば比較的平坦な道を安定走行しているときなどにも変速動作が頻繁に行われるおそれがある。この変速動作において前変速装置が動作すると、前変速装置は後変速装置に比べて変速段の数が少なくギア比の変化が大きいので、後変速装置が変速動作する場合に比べて脚に作用するショックが大きくなる。このため、安定走行しているときに前変速装置が頻繁に変速すると、ライダーに大きな負担を強いるおそれがある。しかし、坂道など、起伏の激しい道では路面状態に応じて前変速装置の変速が頻繁に生じても、ライダーにとって大きな負担になることが少ない。このように前記従来の構成では、使用目的によっては前変速装置の頻繁な変速動作によりライダーに大きな負担を強いることがある。
【０００５】
本発明の課題は、前後の変速装置を自動変速制御する装置において、使用目的に応じて前変速装置の頻繁な変速動作を制限できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る自転車用自動変速制御装置は、複数の変速段をそれぞれ有する前後の変速装置を自転車の走行状態に応じて制御する装置であって、走行状態を検出する走行状態検出手段と、変速段選択手段と、制御手段とを備えている。変速段選択手段は、前変速装置の１又は複数の変速段を選択するための手段である。制御手段は、走行状態検出手段により検出された走行状態に応じて、前変速装置の変速段選択手段で選択された変速段又は変速段選択手段で選択された変速段を除く変速段と後変速装置の変速段とを用いて前後の変速装置を制御する手段である。
【０００７】
この自動変速制御装置では、変速段選択手段により自動変速時に使用する前変速装置の変速段又は使用しない変速段が選択される。そして、選択結果に応じて前変速装置の変速段が制限された状態で走行状態に応じて前後の変速装置が制御される。ここでは、後変速装置に比べてギア比の変化が大きい前変速装置の変速段を選択できるとともに、選択された前変速装置の変速段又は選択されなかった変速段と後変速装置の変速段とを用いて前後の変速装置が制御される。このため、比較的平坦な道を安定走行しているときには、前変速装置の変速段を制限することにより、前変速装置の変速動作の頻度を少なくすることができる。しかも、たとえば、坂道など起伏の激しい道では前変速装置の変速段の全てを使用することで、最も広いレンジでの自動変速が可能になる。このように、前変速装置の変速段の使用を選択的に制限できるので、使用目的に応じて前変速装置の頻繁な変速動作を制限できるようになる。
【０００８】
発明２に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１に記載の装置において、制御手段は、変速段選択手段で選択された変速段を用いて前後の変速装置を制御する。この場合には、選択された変速段が変速制御に使用されるので、前変速装置を１つの変速段で使用する場合に便利である。
発明２に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１に記載の装置において、制御手段は、前記変速段選択手段で選択された変速段を除く変速段を用いて前後の変速装置を制御する。この場合には、選択されなかった変速段が変速制御に使用されるので、前変速装置を１つ少ない変速段で使用する場合に便利である。
【０００９】
発明４に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１から３のいずれかに記載の装置において、前変速装置は、歯数が異なる複数枚のスプロケットと、複数枚のスプロケットのいずれかにチェーンを掛けるための電気的に制御可能なディレーラとを有する。この場合には、スプロケットとディレーラとを有する電気的に制御可能な一般的な外装変速装置を用いた前変速装置の変速段を制限できる。
【００１０】
発明５に係る自転車用自動変速制御装置は、発明４に記載の装置において、変速段選択手段は、複数枚のスプロケットの少なくともひとつを選択する。この場合には、スプロケットの少なくともひとつを選択することにより変速制御に使用する変速段を制限できる。
発明６に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１から５のいずれかに記載の装置において、走行状態検出手段は、自転車の車速を検出する。この場合には、車速に応じた自動変速制御を実現できる。
【００１１】
発明７に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１から６のいずれかに記載の装置において、走行状態検出手段は、自転車が走行すると発電する交流発電機から出力された信号により走行状態を検出する。この場合には、自転車の車速に応じて変化する交流発電機から出力される信号により走行状態を検出できるので、別に走行状態検出手段を設ける必要がない。また、交流発電機から出力された信号を用いると、一般的な磁石とリードスイッチとを用いた走行状態検出手段より信号の数が多くなるので、変速制御を僅かな遅延量で細かく実施できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１において、本発明の一実施形態を採用した自転車は前後サスペンション付きのマウンテンバイクであり、リアサスペンション１３ｒ付きのフレーム体２とフロントサスペンション１３ｆ付きのフロントフォーク３とを有するフレーム１と、ハンドル部４と、前後の変速装置８，９を含む駆動部５と、フロントフォーク３に装着された前輪６と、ハブダイナモ１０が装着された後輪７と、前後の変速装置８，９を含む各部を制御するための制御装置１１（図３）とを備えている。
【００１３】
フレーム１のフレーム体２は、異形角パイプを溶接して製作されたものである。フレーム体２には、サドル１８や駆動部５を含む各部が取り付けられている。フロントフォーク３は、フレーム体２の前部に斜めに傾いた軸回りに揺動自在に装着されている。
ハンドル部４は、図２に示すように、フロントフォーク３の上部に固定されたハンドルステム１２と、ハンドルステム１２に固定されたハンドルバー１５とを有している。ハンドルバー１５の両端にはブレーキレバー１６とグリップ１７とが装着されている。ブレーキレバー１６の装着部分には、前後の変速装置８，９の手動変速操作を行う前後の変速スイッチ２０ａ，２０ｂ、２０ｃ，２０ｄと、運転モードを自動変速モードと手動変速モードとに切り換える操作スイッチ２１ａと、サスペンション１３ｆ，１３ｒの硬軟の手動切り換えを行うための操作スイッチ２１ｂとが装着されている。変速スイッチ２０ａは、手動変速モード時に後述するリアディレーラ２６ｒを１段ずつシフトダウンするためのスイッチであり、変速スイッチ２０ｂは、リアディレーラ２６ｒを１段ずつシフトアップするためのスイッチである。変速スイッチ２０ｃは、手動変速モード時に後述するフロントディレーラ２６ｆを１段ずつシフトダウンするためのスイッチであり、変速スイッチ２０ｄは、フロントディレーラ２６ｆを１段ずつシフトアップするためのスイッチである。また、操作スイッチ２１ａ，２１ｂの特別な操作により後述するフロントディレーラ２６ｆの制限操作を行うこともできる。
【００１４】
駆動部５は、フレーム体２の下部（ハンガー部）に設けられクランク２７と、外装式の前後の変速装置８，９とを有している。前変速装置８は、クランク２７に装着された３枚のスプロケットＦ１〜Ｆ３と、フレーム体２に装着されたフロントディレーラ２６ｆとを有している。後変速装置９は、たとえば８枚のスプロケットＲ１〜Ｒ８を有する多段ギア２５と、フレーム体２の後部に装着されたリアディレーラ２６ｒとを有している。クランク２７は、３枚のスプロケットＦ１〜Ｆ３が装着されたギアクランク２７ａと左クランク２７ｂとを有している。また、駆動部５は、ギアクランク２７ａと多段ギア２５のそれぞれいずれかのスプロケットＦ１〜Ｆ３，Ｒ１〜Ｒ８に掛け渡されたチェーン２９を有している。
【００１５】
フロント側のスプロケットＦ１〜Ｆ３は、歯数が最も少ないスプロケットＦ１から順に歯数が多くなっており、歯数が最も多いスプロケットＦ３が最も外側に配置されている。また、リア側のスプロケットＲ１〜Ｒ８は、歯数が最も多いスプロケットＲ１から順に歯数が少なくなっており、歯数が最も少ないスプロケットＲ８が最も外側に配置されている。なお図１では、図面を簡略化するためにスプロケットＲ１〜Ｒ８の枚数を正確には表していない。
【００１６】
左クランク２７ｂ側の回転中心には、クランク２７の回転を検出するための回転検出器（図示せず）が装着されている。回転検出器は、リードスイッチ２３（図３）と、リードスイッチ２３の回転中心側でクランク２７の回転方向に間隔を隔てて配置された磁石（図示せず）とを有しており、リードスイッチ２３からクランク２７の１回転当たり４つのパルスが出力される。ここで、回転検出器を設けたのは、外装変速機の場合、クランク２７が回転していないと変速できないため、クランク２７が回転しているときのみ変速動作が行われるようにするためである。
【００１７】
後輪７のハブダイナモ１０は、ディスクブレーキのブレーキディスク及び多段ギア２５が装着されたフリーホイールを装着可能なハブであり、内部に後輪７の回転により発電する交流発電機１９（図３）を有している。
制御装置１１は、変速スイッチ２０ａ〜２０ｄや操作スイッチ２１ａ，２１ｂの操作に応じて変速装置８，９やサスペンション１３ｆ，１３ｒを制御するとともに、速度に応じてそれらを自動制御する。
【００１８】
制御装置１１は、図３及び図４に示すように、第１、第２及び第３制御ユニット３０〜３２の３つの制御ユニットを有している。第１制御ユニット３０は、交流発電機１９に接続されている。第１制御ユニット３０は、交流発電機１９で生成された電力で駆動され、供給された電力によりフロントディレーラ２６ｆ、リアディレーラ２６ｒ及びリアサスペンション１３ｒを制御する。第１制御ユニット３０は、第２制御ユニット３１に接続され、第２制御ユニット３１や第３制御ユニット３２に制御信号を電力に乗せて供給する。具体的には供給された電力を制御信号に応じてオンオフさせて制御信号を電力にのせて出力する。
【００１９】
第２制御ユニット３１は、第１制御ユニット３０から送られた制御信号に応じて、フロントサスペンション１３ｆを制御するとともに、各スイッチ２０ａ〜２０ｄ、２１ａ，２１ｂの操作情報を第１制御ユニット３０に仲介する。
第３制御ユニット３２は第２制御ユニット３１に着脱自在に装着されている。第３制御ユニット３２は、走行情報を表示可能な液晶表示部５６を有しており、第１制御ユニット３０から出力された制御信号に応じて液晶表示部５６を表示制御する。液晶表示部５６は、車速、走行距離、変速位置などの走行情報を表示する。
【００２０】
第１制御ユニット３０は、たとえば、フレーム体２の下部のハンガー部に装着されており、回転検出器及びフロントディレーラ２６ｆに隣接して設けられている。第１制御ユニット３０は、運転モードに応じて変速装置８，９及びリアサスペンション１３ｒを制御する。具体的には、自動モードの時には、速度に応じて変速装置８，９を変速制御するとともにリアサスペンション１３ｒを速度に応じて硬軟２つの硬さに制御する。手動モードの時には各変速スイッチ２０ａ〜２０ｄ及び操作スイッチ２１ａ，２１ｂの操作に応じて変速装置８，９及びリアサスペンション１３ｒを制御する。また、速度信号を制御信号として第２制御ユニット３１及び第３制御ユニット３２に出力する。
【００２１】
第１制御ユニット３０は、ＣＰＵやメモリやＩ／Ｏインターフェイスなどを含むマイクロコンピュータからなる第１制御部３５を有している。第１制御部３５には、交流発電機１９からのパルス出力により速度信号を生成するための波形成形回路３６と、充電制御回路３３と、第１蓄電素子３８ａと、回転検出器のリードスイッチ２３と、電源通信回路３４と、電源オンオフスイッチ２８とが接続されている。また、フロントディレーラ２６ｆのモータドライバ（ＦＭＤ）３９ｆと、リアディレーラ２６ｒのモータドライバ（ＲＭＤ）３９ｒと、フロントディレーラ２６ｆの動作位置センサ（ＦＬＳ）４１ｆと、リアディレーラ２６ｒの動作位置センサ（ＲＬＳ）４１ｒと、リアサスペンション１３ｒのモータドライバ（ＲＳＤ）４３ｒとが接続されている。
【００２２】
第１制御部３５内のメモリには、各種の走行情報などの走行データが記憶されるとともに、制御に必要な制御データが格納されている。たとえば、制御データとして、図１５及び図１６に示すように、各スプロケットＦ１〜Ｆ３，Ｒ１〜Ｒ８の組み合わせと車速とに応じて変速するためのシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ）（図１５）及びシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ）（図１６）が格納されている。ここで、シフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ）及びシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ）は、車速で設定されており、ライダーの好みや走行状態に合わせて変速タイミングの車速が異なるテーブル４〜テーブル−４までの、たとえば９段階に設定されている。ここでは、テーブル０からテーブル４に向かうに従って高速側で変速し、逆にテーブル−４に向かうに従って低速側で変速する。ここでは、図１５では、テーブル０において、たとえばフロントディレーラ２６ｆのスプロケットＦ２とリアディレーラ２６ｒのスプロケットＲ３にチェーン２９が掛けられた状態で変速するタイミングは、Ｆ２とＲ３との交点の速度（この場合は１１．６６）を超えたときである。この値が前後のスプロケットＦ２，Ｒ３の組み合わせのシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ２，Ｒ３）になる。図１６に示すシフトダウンしきい値も同様である。
【００２３】
第１制御部３５には、第１蓄電素子３８ａにダイオード４２を介して接続された第２蓄電素子３８ｂからの電力が供給されている。ダイオード４２は、第１蓄電素子３８ａから第２蓄電素子３８ｂへ一方向のみ電流を流すように設けられている。これにより、第２蓄電素子３８ｂから第１蓄電素子３８ａへの逆流を防止できる。ここで、第１蓄電素子３８ａは主に、モータドライバ３９ｆ，３９ｒ，４３ｆ，４３ｒやモータドライバ３９ｆ，３９ｒ，４３ｆ，４３ｒにより駆動されるモータを有するサスペンション１３ｆ，１３ｒやディレーラ２６ｆ，２６ｒなどの消費電力が大きく電気容量の大きな電装品の電源として使用される。ただし、後述する第２制御部４５の電源としても使用される。第２蓄電素子３８ｂは、第１制御部３５、後述する第３制御部５５及び液晶表示部５６等の消費電力が小さく電気容量の小さな電装品の電源として使用される。
【００２４】
第１及び第２蓄電素子３８ａ，３８ｂは、たとえば電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサからなり、交流発電機１９から出力され、充電制御回路３３で整流された直流電力を蓄える。なお、蓄電素子３８ａ，３８ｂをコンデンサに代えてニッケル・カドニウム電池やリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成してもよい。
【００２５】
充電制御回路３３は、交流発電機１９から出力された電力を整流して直流の電力を生成する整流回路３７と、整流回路３７から出力された電力を第１制御部３５からの電圧信号によりオンオフする充電オンオフスイッチ４０とを備えている。充電オンオフスイッチ４０は、第１蓄電素子３８ａに過大な電圧の電力を蓄えないようにするためのものである。第１蓄電素子３８ａの電圧は第１制御部３５により監視されており、第１制御部３５は監視している電圧が所定電圧（たとえば７ボルト）以上になると充電オンオフスイッチ４０をオフする電圧信号を出力し、充電オンオフスイッチ４０を開く。また、所定電圧（たとえば５．５ボルト）以下になるとオンする電圧信号を出力し、充電オンオフスイッチ４０を閉じる。
【００２６】
電源通信回路３４は、第２蓄電素子３８ｂにも接続されている。電源通信回路３４は、第１制御部３５からの速度、距離、変速段、自動又は手動、サスペンションの硬軟などの情報に応じた制御信号により第２蓄電素子３８ｂから送られた電力をオンオフして制御信号を含む電力を第２制御ユニット３１に向けて制御信号を供給する。
【００２７】
電源オンオフスイッチ２８は、第１蓄電素子３８ａにも接続されている。電源オンオフスイッチ２８は、第１蓄電素子３８ａからフロントサスペンション１３ｆのモータドライバ４３ｆ及び第２制御ユニット３１に送る電力をオンオフするために設けられている。電源オンオフスイッチ２８は、前後のサスペンション１３ｆ，１３ｒの硬軟の制御が終了すると第１制御部３５からの信号によりオフされ、制御開始時にオンする。これにより、第１蓄電素子３８ａの電力の無駄な消耗を抑えることができる。
【００２８】
各モータドライバ３９ｆ，３９ｒ，４３ｆ，４３ｒは、制御信号に応じてディレーラ２６ｆ，２６ｒに設けられたモータ４４ｆ，４４ｒ、サスペンション１３ｆ，１３ｒに設けられたモータ（図示せず）を駆動する駆動信号を各モータに出力する。
第２制御ユニット３１は、図２に示すように、ハンドル部４のハンドルバー１５に固定可能なブラケット５０により取り付けられている。第２制御ユニット３１は、図４に示すように、マイクロコンピュータからなる第２制御部４５を有している。第２制御部４５には、第１受信回路４６と、フロントサスペンション１３ｆのモータドライバ（ＦＳＤ）４３ｆが接続されている。第１受信回路４６は、第１制御ユニット３０の電気通信回路３４に接続されており、電力に含まれる制御信号を抽出して第２制御部４５に出力する。電気通信回路３４は、第３蓄電素子３８ｃにも接続されている。第３蓄電素子３８ｃは、たとえば電解コンデンサなどの比較的小容量のコンデンサを用いており、制御信号によりオンオフされた電力を平滑化するために設けられている。第３蓄電素子３８ｃには、バッファアンプ４８が接続されている。バッファアンプ４８は、入出力電圧を一定に保持できるアンプであり、変速スイッチ２０ａ，２０ｂ及び操作スイッチ２１ａ，２１ｂからのアナログの電圧信号を安定化させるために設けられている。
【００２９】
第２制御ユニット３１は、第１蓄電素子３８ａからの電力により動作するとともに、第２蓄電素子３８ｂの電力に乗せられた制御信号に基づきフロントサスペンション１３ｆを運転モードに応じて制御する。具体的には、自動モードの時には、速度に応じてフロントサスペンション１３ｆの硬軟の切り換えを行うとともに、手動変速モードの時には、操作スイッチ２１ｂの操作に応じてフロントサスペンション１３ｆの硬軟の切り換えを行う。なお、前述したように、第２制御部４５は、電源オンオフスイッチ２８によりサスペンションの制御の時のみ動作するようになっている。
【００３０】
第３制御ユニット３２は、いわゆるサイクルコンピュータと呼ばれものであり、第２制御ユニット３１に着脱自在に装着されている。また、第３制御ユニット３２には、たとえばボタン電池などの電池５９が装着されており、電池５９からも電力を供給できるようになっている。これにより、第３制御ユニット３２を第２制御ユニット３１から取り外しても第３制御ユニット３２は動作可能になっている。このため、ホイール径の設定などの各種の初期設定を行うことができるとともに、走行距離，走行時間等の各種のデータを記憶させることができる。
【００３１】
第３制御ユニット３２は、図４に示すように、マイクロコンピュータからなる第３制御部５５を有している。第３制御部５５には、液晶表示部５６と、バックライト５８と、電池５９、第２受信回路６１と、第４蓄電素子３８ｄとが接続されている。液晶表示部５６は、速度やケイデンスや走行距離や変速位置やサスペンションの状態などの各種の走行情報を表示可能であり、バックライト５８により照明される。電力安定化回路５７は、電力をオンオフして制御信号を供給してもオンオフ信号を含む電力をたとえば平滑化により安定化するものである。これにより、オンオフする制御信号を電力乗せてもバックライト５８のちらつきが生じにくくなる。
【００３２】
第２受信回路６１は、第１受信回路４６と並列に接続されており、第２蓄電素子３８ｂからの電力に含まれる制御信号を抽出して第３制御部５５に出力する。第４蓄電素子３８ｄは、たとえは電解コンデンサからなり、第２蓄電素子３８ｂから供給される電力を蓄えてオンオフする制御信号による影響を少なくするために設けられている。第４蓄電素子３８ｄは、第２受信回路６１と並列に接続されており、第３制御部５５及び電力安定化回路５７に接続されている。
【００３３】
図５は、液晶表示部５６の表示面７１の表示内容を示す図である。表示面７１には、主数値表示部７２と、副数値表示部７３と、内容表示部７４と、後ギア段数表示部７５と、前ギア段数表示部７６とが設けられている。主数値表示部７２と副数値表示部７３には自転車の速度、時刻等の情報を数値により表示する。内容表示部７４は主数値表示部７２と副数値表示部７３の表示内容を示すとともに変速モードを表示するものである。たとえば、「ＶＥＬ」は走行速度、「ＤＳＴ」は走行距離あるいは積算距離、「ＣＬＫ」は時刻、「ＴＩＭ」は走行時間、「ＧＥＡ」はチェンジギア装置のシフト位置を表示していることを示している。また，「ＡＴ」は自動変速モードに、「ＭＴ」は手動変速モードに設定されていることを示している。
【００３４】
速度の単位は「Ｋｍ／ｈ」と「Ｍｉｌｅ／ｈ」とを切り換え可能であり、距離の単位は「Ｋｍ」と「Ｍｉｌｅ」とを切り換え可能である。液晶表示部５６の初期設定において距離の単位を設定することにより、表示面７１の単位表示も設定された単位を表示するものである。
後ギア段数表示部７５は、後変速装置９のギア段数（変速段の位置）を表示するものである。後ギア段数表示部７５は、寸法が順次小さくなる円板状表示が左から右に並んでいる。これは実際の後変速装置９のギアの有効径に対応して、配列されているものである。また、液晶表示部５６の初期設定において、前後の変速装置８，９のギア段数を自転車の実際のギア段数に合致するように設定することができる。例えば、後ギア段数を８段に設定しておけば、後ギア段数表示部７５は左側から８個の円板状表示が表示され、右側の１個は表示されない。
【００３５】
前ギア段数表示部７６は前変速装置８のギア段数を表示するものである。前ギア段数表示部７６は、寸法が順次小さくなる円板状表示が右から左に並んでいる。初期設定で、前ギア段数を２段に設定しておけば、前ギア段数表示部５６は右側から２個の円板状表示が表示され、左側の１個は表示されない。また、後述するギア制限処理により使用するスプロケットを制限すると、制限されたスプロケットに対応する円板状表示は表示されない。このように後ギア段数表示部７５と前ギア段数表示部７６は、自転車の実際の変速装置８，９のギア配列に対応した円板状表示の大小配列となるように配置されているので、ギア段数が直感的に一目で分かるものとなっている。
【００３６】
このような構成の制御装置１１では、自転車が走行するとハブダイナモ１０の交流発電機１９が発電し、その電力が第１制御ユニット３０に送られ、第１及び第２蓄電素子３８ａ，３８ｂに電力が蓄えられる。ここで、交流発電機１９が後輪７に設けられているので、たとえばスタンドを立ててペダルを回せば充電量が不足していても第１及び第２蓄電素子３８ａ，３８ｂを充電できる。このため、変速装置の調整のためにペダルを回せば簡単に充電でき、充電量が不足していても液晶表示部５６の設定等の作業を容易に行える。
【００３７】
また、第１制御ユニット３０がハンガー部に設けられているので、交流発電機１９との距離が近くなり、電源ケーブルが短くて済み信号のやり取りや電力供給の効率が高くなる。
また、波形成形回路３６で波形成形されたパルスにより第１制御部３５で速度信号が生成されると、自動変速モードのときその速度信号に応じてディレーラ２６ｆ，２６ｒ及びサスペンション１３ｆ，１３ｒが制御される。具体的には、自動モードで走行中に速度が所定のしきい値を超えたりそれより遅くなると変速動作が行われる。この変速動作はリアディレーラ２６ｒが優先して行われる。また、速度が所定速度以上になると両サスペンション１３ｆ，１３ｒの硬さが硬くなる。
【００３８】
このディレーラ２６ｆ，２６ｒやサスペンション１３ｆ，１３ｒなどのモータで駆動される電気容量が大きな電装品が駆動されると、第１蓄電素子３８ａの電圧が低下することがある。第１制御部３５や第３制御部５５や液晶表示部５６が第１蓄電素子３８ａを電源としていると、この電圧低下でリセットされたり不具合が生じるおそれがある。しかし、ここでは、ダイオード４２により第１蓄電素子３８ａと接続された第２蓄電素子３８ｂをこれらの電装品の電源としているので第１蓄電素子３８ａが電圧降下してもその影響を受けることがない。また、第２制御部４５は、第１蓄電素子３８ａを電源としているが、サスペンション１３ｆの制御時以外はオフしているので第１蓄電素子３８ａの電圧降下の影響を受けにくい。
【００３９】
第１制御部３５で生成された速度、距離、変速段、自動又は手動、サスペンションの硬軟などの情報に応じた制御信号は電源通信回路３４に出力され、制御信号により電源通信回路３４が第２蓄電素子３８ｂから供給された電力をオンオンし、電力のオンオフで表現された制御信号が電力とともに第２制御部４５及び第３制御部５５に送られる。第２制御部４５は、第１蓄電素子３８ａから供給された電力で動作するとともに、第２蓄電素子３８ｂからの電力に乗せられた制御信号によりフロントサスペンション１３ｆを制御する信号をモータドライバ４３ｆに出力する。また、第３制御部５５では、制御信号に基づく速度やその他の種々の情報を液晶表示部５６に出力するとともに、そのパルスにより距離の算出等も行う。
【００４０】
また、操作スイッチ２１ａ，２１ｂや変速スイッチ２０ａ〜２０ｄが操作されると、異なるアナログ電圧の信号がバッファアンプ４８を介して第１制御部３５に出力され、第１制御部３５でディレーラ２６ｆ，２６ｒを制御する信号やサスペンション１３ｆ，１３ｒを制御する信号やモードを変更する信号が生成されるこのうち、フロントサスペンション１３ｆを制御する信号は、電源通信回路３４に出力されて速度信号と同様に電力をオンオフして第２制御部４５に出力され、第２制御部４５でフロントサスペンション１３ｆが制御される。
【００４１】
次に、第１制御ユニット３０に搭載された第１制御部３５の変速動作を主に説明する。
後輪７が回転して交流発電機１９から電力が供給され、それが第１蓄電素子３８ａに蓄えられて第１制御部３５に供給されると、自転車１の変速制御が可能となる。これにより、まず、図６のステップＳ１にて第１制御部３５の初期設定を行う。この初期設定では、変速モードがたとえば自動変速モードに設定される。ステップＳ２では、前側のスプロケットＦ１〜Ｆ３のいずれかを変速動作に使用しないようにするフロント制限モードが指定されたか否かを判断する。ライダーは、たとえばクランクが回転していないときに、操作スイッチ２１ａ，２１ｂを同時に操作することによりフロント制限モードを指定することができる。ステップＳ３では、自動変速モードか否かを判断する。ステップＳ４では、手動変速モードか否かを判断する。ステップＳ５では、たとえば、サスペンション１３ｆ，１３ｒの硬軟や液晶表示部５６の画面表示の変更や９種類のしきい値の選択操作などの他のモードが指定されたか否かを判断する。
【００４２】
フロント制限モードが指定されると、ステップＳ２からステップＳ６に移行し図７に示す制限処理を実行する。
フロント制限モードでは、図７のステップＳ２１では、フラグＦＳがすでにセットされているか否かを判断する。このフラグＦＳは、フロント制限モードがセットされているか否かを判断するためのフラグである。フラグＦＳがすでにセットされていると判断すると、ステップＳ２３に移行し、フラグＦＳをリセットする。ステップＳ２４では、使用制限する前変速装置８のスプロケットを示すフラグＦ１〜Ｆ３をリセットし、全てのスプロケットＦ１〜Ｆ３を使用可能な状態にしメインルーチンに戻る。すなわち、操作スイッチ２１ａ，２１ｂの同時操作によりフロント制限モードのセット及び解除を行うことができる。
【００４３】
フロント制限モードがまだセットされていないと判断すると、ステップＳ２１からステップＳ２２に移行し、フラグＦＳをセットする。このフロント制限モードをセットすると、たとえば操作スイッチ２１ａの押圧操作の都度、液晶表示部５６の前ギア段数表示部７６のいずれかひとつの円柱状表示が順次循環的に点滅し、いずれかひとつのスプロケットを選択できる。ステップＳ２５では、スプロケットＦ１に対応する円板状表示が選択されたか否かを判断する。たとえば、いずれかの円板状表示が点滅している状態が所定時間以上続いた場合に選択されたと判断する。ステップＳ２６では、スプロケットＦ３に対応する円板状表示が選択されたか否かを判断する。ステップＳ２７では、スプロケットＦ１を使用禁止にするフラグＦ１がすでにセットされているか否かを判断する。ステップＳ２８では、スプロケットＦ３を使用禁止にするフラグＦ３がすでにセットされているか否かを判断する。ステップＳ２９では、制限選択操作が完了したか否かを判断する。たとえば、ライダーが操作スイッチ２１ｂを操作することにより完了したと判断する。選択操作が完了したと判断するとメインルーチンに戻り、選択操作が完了していないと判断すると、ステップＳ２５に戻る。
【００４４】
スプロケットＦ１が選択されたと判断すると、ステップＳ２５からステップＳ３０に移行し、フラグＦ１をセットする。フラグＦ１は変速時に最も小径のスプロケットＦ１は使用不可であることを示すフラグである。これにより、変速時にスプロケットＦ１は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ２及びスプロケットＦ３の２つのスプロケットを使用可能である。
【００４５】
スプロケットＦ３が選択されたと判断すると、ステップＳ２６からステップＳ３１に移行し、フラグＦ３をセットする。これにより、変速時にスプロケットＦ３は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ１及びスプロケットＦ２の２つのスプロケットを使用可能である。
フラグＦ１がすでにセットされていると判断すると、ステップＳ２７からステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、スプロケットＦ２が選択されたか否かを判断する。スプロケットＦ２が選択されたと判断すると、ステップＳ３２からステップＳ３３に移行し、フラグＦ２をセットする。これにより、変速時にスプロケットＦ２は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ３のみを使用可能である。スプロケットＦ２が選択されていないと判断すると、ステップＳ３２からステップＳ３４に移行し、スプロケットＦ３が選択されたか否かを判断する。スプロケットＦ３が選択されたと判断すると、ステップＳ３４からステップＳ３５に移行し、フラグＦ３をセットする。これにより、変速時にスプロケットＦ３は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ２のみを使用可能である。
【００４６】
フラグＦ３がすでにセットされていると判断すると、ステップＳ２８からステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６では、スプロケットＦ２が選択されたか否かを判断する。スプロケットＦ２が選択されたと判断すると、ステップＳ３６からステップＳ３７に移行し、フラグＦ２をセットする。これにより、変速時にスプロケットＦ２は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ１のみを使用可能である。スプロケットＦ２が選択されていないと判断すると、何も処理をしない。
【００４７】
自動変速モードが指定されたと判断すると、図６のステップＳ３からステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、交流発電機１９から出力され波形成形回路３６で波形成形された信号をもとに算出した車速Ｖを取り込む。ステップＳ８では、現在のスプロケットの組み合わせ（前後の変速段を組み合わせ）Ｆ，Ｒを各ディレーラ２６ｆ，２６ｒに設けられた動作位置センサ４１ｆ，４１ｒの状態により取り込む。ここで、変数Ｆは、フロントディレーラ２６ｆの動作位置を示す変数であり、１から３の間で変化する。また、変数Ｒは、リアディレーラ２６ｒの動作位置を示す変数であり、１から８の間で変化する。
【００４８】
ステップＳ９では、取り込んだ車速Ｖが前後の変速段の組み合わせ毎に設定された図１５に示したシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ）を上回っているか否かを判断する。
具体的には、車速Ｖを取り込む都度、波形成形回路３６から出力される車速Ｖに応じたパルス間隔としきい値に応じたパルス間隔とを比較する。パルス間隔を比較する場合、車速Ｖに応じてパルス間隔は変動するため、車速Ｖに応じたパルス間隔がしきい値に応じたパルス間隔より短い（車速Ｖが速い）か長い（車速Ｖが遅い）かによりしきい値を超えたと判断する。
【００４９】
ステップＳ１０では、取り込んだ車速Ｖが変速段の組み合わせ毎に設定された図１６に示したシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ）を下回っているか否かを判断する。取り込んだ車速Ｖが変速段毎のシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ）を上回っていると判断すると、ステップＳ９からステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、取り込んだ車速Ｖが後変速装置９のひとつ高速側のスプロケットＲ＋１と前変速装置８のスプロケットＦとの組み合わせによるシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ＋１）を上回っているか否かを判断する。この判断により、自転車が急激に加速しているか否かを判断する。取り込んだ車速Ｖがシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ＋１）を上回っていないと判断すると、ステップＳ１１からステップＳ１２に移行して後変速装置９の変速を優先する、図８に示すシフトアップ１処理を実行する。取り込んだ車速Ｖがシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ＋１）を上回っていると判断する、つまり自転車が急激に加速していると判断すると、ステップＳ１１からステップＳ１３に移行して前変速装置８の変速を優先する、図９に示すシフトアップ２処理を実行する。
【００５０】
取り込んだ車速Ｖが変速段毎のシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ）を下回っていると判断すると、ステップＳ１０からステップ１４に移行する。ステップＳ１４では、取り込んだ車速Ｖが後変速装置９のひとつ低速側のスプロケットＲ−１と前変速装置８のスプロケットＦとの組み合わせによるシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ−１）を下回っているか否かを判断する。この判断により、自転車が急激に減速しているか否かを判断する。取り込んだ車速Ｖがシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ−１）を下回っていないと判断すると、ステップＳ１４からステップＳ１５に移行して後変速装置９の変速を優先する、図１０に示すシフトダウン１処理を実行する。取り込んだ車速Ｖがシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ−１）を下回っていると判断する、つまり自転車が急激に減速していると判断すると、ステップＳ１４からステップＳ１６に移行して前変速装置８の変速を優先する、図１１に示すシフトダウン２処理を実行する。ここでは、加減速が大きくなる、つまり自転車の速度が急激に変化する場合は後変速装置９ではなく前変速装置８によるの変速を優先しておこない、ギア比を大きく変化させている。
【００５１】
手動変速モードと判断すると、ステップＳ４からステップＳ１７に移行する。ステップＳ２１では、図１２に示す手動変速処理を実行する。他のモードと判断すると、ステップＳ５からステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、選択された他のモード処理を実行する。たとえば、サスペンション１３ｆ，１３ｒの硬軟の切り換えや、液晶表示部５６の表示の切り換えや、しきい値の変更処理などがこの処理に含まれる。
【００５２】
シフトアップ１処理では、図８のステップＳ４０でクランクが回転しているか否かを判断する。外装変速機ではクランクが回転していないと変速できないためこの判断を行っている。クランクの回転は、リードスイッチ２３からのパルス入力により判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
【００５３】
クランクが回転している場合はステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１では、フラグＦＳがセットされているか否かによりフロント制限モードか否かを判断する。フロント制限モードではない場合には、ステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２では、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にあるか否かを判断する。後変速装置９の変速段は８段であるので、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にあるときには、何も処理せずにメインルーチンに戻る。また、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にないときには、ステップＳ４２からステップＳ４３に移行し、リアディレーラ２６ｒを一段シフトアップする。
【００５４】
フロント制限モードの時には、ステップＳ４１からステップＳ４４に移行する。ステップＳ４４では、使用を制限されたスプロケットを示すフラグＦ１がセットされているか否か、つまりスプロケットＦ１の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ１の使用が禁止されていない場合は、ステップＳ４５に移行してスプロケットＦ２の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ２の使用が禁止されていない場合は、スプロケットＦ３の使用が禁止されていることになる。この場合、ステップＳ４６に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にある場合には、何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にない場合にはステップＳ４６からステップＳ４２に移行して前述した処理を実行する。
【００５５】
スプロケットＦ２が制限されている場合にはステップＳ４５からステップＳ４７に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にある場合には、ステップＳ４７からステップＳ４８に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ３の位置にシフトアップする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にない場合にはステップＳ４７からステップＳ４２に移行して前述した処理を実行する。
【００５６】
スプロケットＦ１が制限されている場合にはステップＳ４４からステップＳ４９に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合には、ステップＳ５０に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトアップする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合にはステップＳ４２に移行して前述した処理を実行する。
【００５７】
シフトアップ２処理は、車速が急激に高くなった場合、前変速装置８を優先してシフトアップする処理である。ここでは、図９のステップＳ６０でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
クランクが回転している場合はステップＳ６１に移行する。ステップＳ６１では、フラグＦＳがセットされているか否かによりフロント制限モードか否かを判断する。フロント制限モードではない場合には、ステップＳ６２に移行する。ステップＳ６２では、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。前変速装置８の変速段は３段であるので、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるときには、何も処理せずにメインルーチンに戻る。また、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にないときには、ステップＳ６２からステップＳ６３に移行し、フロントディレーラ２６ｆを一段シフトアップする。
【００５８】
フロント制限モードの時には、ステップＳ６１からステップＳ６４に移行する。ステップＳ６４では、使用を制限されたスプロケットを示すフラグＦ１がセットされているか否か、つまりスプロケットＦ１の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ１の使用が禁止されていない場合は、ステップＳ６５に移行してスプロケットＦ２の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ２の使用が禁止されていない場合は、スプロケットＦ３の使用が禁止されていることになる。この場合、ステップＳ６６に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合には、何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合にはステップＳ６６からステップＳ６７に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトアップする。
【００５９】
スプロケットＦ２が制限されている場合にはステップＳ６５からステップＳ６８に移行し、フロントディレーラ２６ｆの位置にかかわらずフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ３の位置にする。
スプロケットＦ１が制限されている場合にはステップＳ６４からステップＳ７０に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合には、ステップＳ７１に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトアップする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合にはステップＳ６２に移行して前述した処理を実行する。
【００６０】
この前変速装置８を優先するシフトアップ２処理においても、使用が禁止されたスプロケットＦ１〜Ｆ３の使用が制限されている。
シフトダウン１処理では、図１０のステップＳ８０でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
【００６１】
クランクが回転している場合はステップＳ８１に移行する。ステップＳ８１では、フラグＦＳがセットされているか否かによりフロント制限モードか否かを判断する。フロント制限モードではない場合には、ステップＳ８２に移行する。ステップＳ８２では、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にあるか否かを判断する。リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にあるときには、何も処理せずにメインルーチンに戻る。また、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にないときには、ステップＳ８２からステップＳ８３に移行し、リアディレーラ２６ｒを一段シフトダウンする。
【００６２】
フロント制限モードの時には、ステップＳ８１からステップＳ８４に移行する。ステップＳ８４では、使用を制限されたスプロケットを示すフラグＦ３がセットされているか否か、つまりスプロケットＦ３の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ３の使用が禁止されていない場合は、ステップＳ８５に移行してスプロケットＦ２の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ２の使用が禁止されていない場合は、スプロケットＦ１の使用が禁止されていることになる。この場合、ステップＳ８６に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合には、何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合にはステップＳ８６からステップＳ８２に移行して前述した処理を実行する。
【００６３】
スプロケットＦ２が制限されている場合にはステップＳ８５からステップＳ８７に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にある場合には、ステップＳ８７からステップＳ８８に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ１の位置にシフトダウンする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にない場合にはステップＳ８７からステップＳ８２に移行して前述した処理を実行する。
【００６４】
スプロケットＦ３が制限されている場合にはステップＳ８４からステップＳ８９に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合には、ステップＳ９０に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトダウンする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合にはステップＳ８２に移行して前述した処理を実行する。
【００６５】
シフトダウン２処理は、車速が急激に低くなった場合、前変速装置８を優先してシフトダウンする処理である。ここでは、図１１のステップＳ１００でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
クランクが回転している場合はステップＳ１０１に移行する。ステップＳ１０１では、フラグＦＳがセットされているか否かによりフロント制限モードか否かを判断する。フロント制限モードではない場合には、ステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０２では、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるときには、何も処理せずにメインルーチンに戻る。また、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にないときには、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に移行し、フロントディレーラ２６ｆを一段シフトダウンする。
【００６６】
フロント制限モードの時には、ステップＳ１０１からステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０４では、使用を制限されたスプロケットを示すフラグＦ３がセットされているか否か、つまりスプロケットＦ３の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ３の使用が禁止されていない場合は、ステップＳ１０５に移行してスプロケットＦ２の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ２の使用が禁止されていない場合は、スプロケットＦ１の使用が禁止されていることになる。この場合、ステップＳ１０６に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にない場合には、何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にある場合にはステップＳ１０６からステップＳ１０７に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトダウンする。
【００６７】
スプロケットＦ２が制限されている場合にはステップＳ１０５からステップＳ１０８に移行し、フロントディレーラ２６ｆの位置にかかわらずフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ１の位置にする。
スプロケットＦ１が制限されている場合にはステップＳ１０４からステップＳ１１０に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にある場合には、ステップＳ１１１に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトダウンする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にない場合にはステップＳ１０２に移行して前述した処理を実行する。
【００６８】
この前変速装置８を優先するシフトダウン２処理においても、使用が禁止されたスプロケットＦ１〜Ｆ３の使用が制限されている。
ここでは、後変速装置９に比べてギア比の変化が大きい前変速装置８の変速段を選択できるとともに、選択されなかった変速段と後変速装置の変速段とを用いて前後の変速装置８，９が制御されるので、前変速装置８の使用を使用目的に応じて制限できる。このため、比較的平坦な道を安定走行しているときには、前変速装置８の変速段を制限するフロント制限モードをセットすることにより、前変速装置８の変速動作の頻度を少なくすることができる。しかも、たとえば、坂道など起伏の激しい道ではフロント制限モードを解除することにより、前変速装置８の変速段の全てを使用することで、最も広いレンジでの自動変速が可能になる。
【００６９】
手動変速モードの場合は、図１２のステップＳ１２１で変速スイッチ２０ａが操作されたか否かを判断する。ステップＳ１２２では、変速スイッチ２０ｂが操作されたか否かを判断する。ステップＳ１２３では、変速スイッチ２０ｃが操作されたか否かを判断する。ステップＳ１２４では、変速スイッチ２０ｄが操作されたか否かを判断する。
【００７０】
変速スイッチ２０ａが操作されると、ステップＳ１２１からステップＳ１２５に移行し、図１３に示すシフトダウン３処理を実行する。変速スイッチ２０ｂが操作されると、ステップＳ１２２からステップＳ１２６に移行し、図１４に示すシフトアップ３処理を実行する。変速スイッチ２０ｃが操作されると、ステップＳ１２３からステップＳ１２７に移行し、図１１に示すシフトダウン２処理を実行する。変速スイッチ２０ｄが操作されると、ステップＳ１２４からステップＳ１２８に移行し、図９に示すシフトアップ２処理を実行する。
【００７１】
シフトダウン３処理では、図１３のステップＳ１３０でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずに手動変速ルーチンに戻る。クランクが回転している場合にはステップＳ１３１に移行して、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にあるか否かを判断する。リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にあるときには、何も処理せずに手動変速ルーチンに戻る。リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にないときには、ステップＳ１３２に移行してリアディレーラ２６ｒを一段シフトダウンする。
【００７２】
シフトアップ３処理では、図１４のステップＳ１３５でステップＳ１３０と同様にクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずに手動変速ルーチンに戻る。クランクが回転している場合にはステップＳ１３６に移行して、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にあるか否かを判断する。後変速装置９の変速段は８段であるので、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にあるときには、何も処理せずに手動変速ルーチンに戻る。リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にないときには、ステップＳ１３７に移行してリアディレーラ２６ｒを一段シフトアップする。
【００７３】
このようにこの実施形態では、自動変速モードだけではなく手動変速モードでも前変速装置８のスプロケットＦ１〜Ｆ３の使用を制限できるようにしている。このため、前変速装置８の使用を使用目的に応じて制限でき、比較的平坦な道を安定走行しているときには、前変速装置８の変速段を制限することにより、前変速装置８の変速動作の頻度を少なくすることができる。しかも、たとえば、坂道など起伏の激しい道では前変速装置８の変速段の全てを使用することで、最も広いレンジでの自動変速が可能になる。
【００７４】
〔他の実施形態〕
（ａ）前記実施形態では、前変速装置８が３枚のスプロケットを有する場合を例に説明したが、２枚のスプロケットを有するものにも本発明を適用できる。また、前述したように使用するスプロケットを選択するように構成してもよい。
（ｂ）前記実施形態では、前後の変速装置８，９として外装式変速装置を例に本発明を説明したが、ハブやクランク内に変速機構を有する内装式変速装置にも本発明を適用できる。
【００７５】
（ｃ）前記実施形態では、走行状態として車速を検出したが、走行状態としてクランク回転数を検出し、それに応じて変速するようにしてもよい。たとえば、リードスイッチ２３からのパルス信号によりクランク回転数は検出できる。この場合、クランチ回転数が第１所定値（たとえば６０回転）をシフトダウンしきい値としてそれを超えたとき、シフトダウンし、それより低速側の第２所定値（たとえば４５回転）をシフトアップしきい値としてそれよりさがったとき、シフトアップするように構成すればよい。
【００７６】
（ｄ）前記実施形態では、交流発電機１９からの信号により車速を検出したが、たとえば、車輪の回転を検出する磁石とリードスイッチとからなる車速センサにより車速に応じた信号を検出するように構成してもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、後変速装置に比べてギア比の変化が大きい前変速装置の変速段を選択できるとともに、選択された前変速装置の変速段又は選択されなかった変速段と後変速装置の変速段とを用いて前後の変速装置が制御されるので、前変速装置の使用を使用目的に応じて制限できる。このため、比較的平坦な道を安定走行しているときには、前変速装置の変速段を制限することにより、前変速装置の変速動作の頻度を少なくすることができる。しかも、たとえば、坂道など起伏の激しい道では前変速装置の変速段の全てを使用することで、最も広いレンジでの自動変速が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を採用した自転車の側面図。
【図２】 そのハンドル部分の斜視拡大図。
【図３】 制御装置の構成の一部を示すブロック図。
【図４】 制御装置の構成の残りを示すブロック図。
【図５】 液晶表示部の表示画面の一例を示す模式図。
【図６】 第１制御部のメインルーチンの制御内容を示すフローチャート。
【図７】 フロント制限処理の制御内容を示すフローチャート。
【図８】 シフトアップ１処理の制御内容を示すフローチャート。
【図９】 シフトアップ２処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１０】 シフトダウン１処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１１】 シフトダウン２処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１２】 手動変速処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１３】 シフトダウン３処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１４】 シフトアップ３処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１５】 シフトアップしきい値の一例を示す図。
【図１６】 シフトダウンしきい値の一例を示す図。
【符号の説明】
８ 前変速装置
９ 後変速装置
１１ 制御装置
１９ 交流発電機
２６ｆ，２６ｒ フロント及びリアディレーラ
２９ チェーン
３０ 第１制御ユニット
３５ 第１制御部
Ｆ１〜Ｆ３，Ｒ１〜Ｒ８ スプロケット
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速制御装置、特に、複数の変速段をそれぞれ有する前後の変速装置を自転車の走行状態に応じて制御する自転車用自動変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スポーツ用の自転車や軽快車には、前後の変速装置（たとえば、前後のディレーラ及び前後の複数枚のスプロケット）を車速に応じて変速制御する自動変速機能付きの変速制御装置を有するものが従来知られている（たとえば、特許文献１参照。）。前記文献に開示された前後の変速装置を自動変速する従来の変速制御装置では、自動変速モード時に前後の変速装置を車速に応じて変速するとともに、前後の変速装置の変速時に使用中のスプロケットのいずれかを使用して変速するように変速制御している。これにより無駄な変速が生じないようにしている。このように前後の変速装置を用いて自動変速すると、後変速装置だけを自動変速する場合に比べて細かいギア比の変化に応じたきめ細かい自動変速が可能になる。
【０００３】
【特許文献１】
特表平８−５０１７４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前後の変速装置を使用するとギア比が細かくなるため、たとえば比較的平坦な道を安定走行しているときなどにも変速動作が頻繁に行われるおそれがある。この変速動作において前変速装置が動作すると、前変速装置は後変速装置に比べて変速段の数が少なくギア比の変化が大きいので、後変速装置が変速動作する場合に比べて脚に作用するショックが大きくなる。このため、安定走行しているときに前変速装置が頻繁に変速すると、ライダーに大きな負担を強いるおそれがある。しかし、坂道など、起伏の激しい道では路面状態に応じて前変速装置の変速が頻繁に生じても、ライダーにとって大きな負担になることが少ない。このように前記従来の構成では、使用目的によっては前変速装置の頻繁な変速動作によりライダーに大きな負担を強いることがある。
【０００５】
本発明の課題は、前後の変速装置を自動変速制御する装置において、使用目的に応じて前変速装置の頻繁な変速動作を制限できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る自転車用自動変速制御装置は、複数の変速段をそれぞれ有する前後の変速装置を自転車の走行状態に応じて制御する装置であって、走行状態を検出する走行状態検出手段と、変速段選択手段と、制御手段とを備えている。変速段選択手段は、前変速装置の１又は複数の変速段を選択するための手段である。制御手段は、走行状態検出手段により検出された走行状態に応じて、前変速装置の変速段選択手段で選択された変速段又は変速段選択手段で選択された変速段を除く変速段と後変速装置の変速段とを用いて前後の変速装置を制御する手段である。
【０００７】
この自動変速制御装置では、変速段選択手段により自動変速時に使用する前変速装置の変速段又は使用しない変速段が選択される。そして、選択結果に応じて前変速装置の変速段が制限された状態で走行状態に応じて前後の変速装置が制御される。ここでは、後変速装置に比べてギア比の変化が大きい前変速装置の変速段を選択できるとともに、選択された前変速装置の変速段又は選択されなかった変速段と後変速装置の変速段とを用いて前後の変速装置が制御される。このため、比較的平坦な道を安定走行しているときには、前変速装置の変速段を制限することにより、前変速装置の変速動作の頻度を少なくすることができる。しかも、たとえば、坂道など起伏の激しい道では前変速装置の変速段の全てを使用することで、最も広いレンジでの自動変速が可能になる。このように、前変速装置の変速段の使用を選択的に制限できるので、使用目的に応じて前変速装置の頻繁な変速動作を制限できるようになる。
【０００８】
発明２に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１に記載の装置において、制御手段は、変速段選択手段で選択された変速段を用いて前後の変速装置を制御する。この場合には、選択された変速段が変速制御に使用されるので、前変速装置を１つの変速段で使用する場合に便利である。
発明２に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１に記載の装置において、制御手段は、前記変速段選択手段で選択された変速段を除く変速段を用いて前後の変速装置を制御する。この場合には、選択されなかった変速段が変速制御に使用されるので、前変速装置を１つ少ない変速段で使用する場合に便利である。
【０００９】
発明４に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１から３のいずれかに記載の装置において、前変速装置は、歯数が異なる複数枚のスプロケットと、複数枚のスプロケットのいずれかにチェーンを掛けるための電気的に制御可能なディレーラとを有する。この場合には、スプロケットとディレーラとを有する電気的に制御可能な一般的な外装変速装置を用いた前変速装置の変速段を制限できる。
【００１０】
発明５に係る自転車用自動変速制御装置は、発明４に記載の装置において、変速段選択手段は、複数枚のスプロケットの少なくともひとつを選択する。この場合には、スプロケットの少なくともひとつを選択することにより変速制御に使用する変速段を制限できる。
発明６に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１から５のいずれかに記載の装置において、走行状態検出手段は、自転車の車速を検出する。この場合には、車速に応じた自動変速制御を実現できる。
【００１１】
発明７に係る自転車用自動変速制御装置は、発明１から６のいずれかに記載の装置において、走行状態検出手段は、自転車が走行すると発電する交流発電機から出力された信号により走行状態を検出する。この場合には、自転車の車速に応じて変化する交流発電機から出力される信号により走行状態を検出できるので、別に走行状態検出手段を設ける必要がない。また、交流発電機から出力された信号を用いると、一般的な磁石とリードスイッチとを用いた走行状態検出手段より信号の数が多くなるので、変速制御を僅かな遅延量で細かく実施できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１において、本発明の一実施形態を採用した自転車は前後サスペンション付きのマウンテンバイクであり、リアサスペンション１３ｒ付きのフレーム体２とフロントサスペンション１３ｆ付きのフロントフォーク３とを有するフレーム１と、ハンドル部４と、前後の変速装置８，９を含む駆動部５と、フロントフォーク３に装着された前輪６と、ハブダイナモ１０が装着された後輪７と、前後の変速装置８，９を含む各部を制御するための制御装置１１（図３）とを備えている。
【００１３】
フレーム１のフレーム体２は、異形角パイプを溶接して製作されたものである。フレーム体２には、サドル１８や駆動部５を含む各部が取り付けられている。フロントフォーク３は、フレーム体２の前部に斜めに傾いた軸回りに揺動自在に装着されている。
ハンドル部４は、図２に示すように、フロントフォーク３の上部に固定されたハンドルステム１２と、ハンドルステム１２に固定されたハンドルバー１５とを有している。ハンドルバー１５の両端にはブレーキレバー１６とグリップ１７とが装着されている。ブレーキレバー１６の装着部分には、前後の変速装置８，９の手動変速操作を行う前後の変速スイッチ２０ａ，２０ｂ、２０ｃ，２０ｄと、運転モードを自動変速モードと手動変速モードとに切り換える操作スイッチ２１ａと、サスペンション１３ｆ，１３ｒの硬軟の手動切り換えを行うための操作スイッチ２１ｂとが装着されている。変速スイッチ２０ａは、手動変速モード時に後述するリアディレーラ２６ｒを１段ずつシフトダウンするためのスイッチであり、変速スイッチ２０ｂは、リアディレーラ２６ｒを１段ずつシフトアップするためのスイッチである。変速スイッチ２０ｃは、手動変速モード時に後述するフロントディレーラ２６ｆを１段ずつシフトダウンするためのスイッチであり、変速スイッチ２０ｄは、フロントディレーラ２６ｆを１段ずつシフトアップするためのスイッチである。また、操作スイッチ２１ａ，２１ｂの特別な操作により後述するフロントディレーラ２６ｆの制限操作を行うこともできる。
【００１４】
駆動部５は、フレーム体２の下部（ハンガー部）に設けられクランク２７と、外装式の前後の変速装置８，９とを有している。前変速装置８は、クランク２７に装着された３枚のスプロケットＦ１〜Ｆ３と、フレーム体２に装着されたフロントディレーラ２６ｆとを有している。後変速装置９は、たとえば８枚のスプロケットＲ１〜Ｒ８を有する多段ギア２５と、フレーム体２の後部に装着されたリアディレーラ２６ｒとを有している。クランク２７は、３枚のスプロケットＦ１〜Ｆ３が装着されたギアクランク２７ａと左クランク２７ｂとを有している。また、駆動部５は、ギアクランク２７ａと多段ギア２５のそれぞれいずれかのスプロケットＦ１〜Ｆ３，Ｒ１〜Ｒ８に掛け渡されたチェーン２９を有している。
【００１５】
フロント側のスプロケットＦ１〜Ｆ３は、歯数が最も少ないスプロケットＦ１から順に歯数が多くなっており、歯数が最も多いスプロケットＦ３が最も外側に配置されている。また、リア側のスプロケットＲ１〜Ｒ８は、歯数が最も多いスプロケットＲ１から順に歯数が少なくなっており、歯数が最も少ないスプロケットＲ８が最も外側に配置されている。なお図１では、図面を簡略化するためにスプロケットＲ１〜Ｒ８の枚数を正確には表していない。
【００１６】
左クランク２７ｂ側の回転中心には、クランク２７の回転を検出するための回転検出器（図示せず）が装着されている。回転検出器は、リードスイッチ２３（図３）と、リードスイッチ２３の回転中心側でクランク２７の回転方向に間隔を隔てて配置された磁石（図示せず）とを有しており、リードスイッチ２３からクランク２７の１回転当たり４つのパルスが出力される。ここで、回転検出器を設けたのは、外装変速機の場合、クランク２７が回転していないと変速できないため、クランク２７が回転しているときのみ変速動作が行われるようにするためである。
【００１７】
後輪７のハブダイナモ１０は、ディスクブレーキのブレーキディスク及び多段ギア２５が装着されたフリーホイールを装着可能なハブであり、内部に後輪７の回転により発電する交流発電機１９（図３）を有している。
制御装置１１は、変速スイッチ２０ａ〜２０ｄや操作スイッチ２１ａ，２１ｂの操作に応じて変速装置８，９やサスペンション１３ｆ，１３ｒを制御するとともに、速度に応じてそれらを自動制御する。
【００１８】
制御装置１１は、図３及び図４に示すように、第１、第２及び第３制御ユニット３０〜３２の３つの制御ユニットを有している。第１制御ユニット３０は、交流発電機１９に接続されている。第１制御ユニット３０は、交流発電機１９で生成された電力で駆動され、供給された電力によりフロントディレーラ２６ｆ、リアディレーラ２６ｒ及びリアサスペンション１３ｒを制御する。第１制御ユニット３０は、第２制御ユニット３１に接続され、第２制御ユニット３１や第３制御ユニット３２に制御信号を電力に乗せて供給する。具体的には供給された電力を制御信号に応じてオンオフさせて制御信号を電力にのせて出力する。
【００１９】
第２制御ユニット３１は、第１制御ユニット３０から送られた制御信号に応じて、フロントサスペンション１３ｆを制御するとともに、各スイッチ２０ａ〜２０ｄ、２１ａ，２１ｂの操作情報を第１制御ユニット３０に仲介する。
第３制御ユニット３２は第２制御ユニット３１に着脱自在に装着されている。第３制御ユニット３２は、走行情報を表示可能な液晶表示部５６を有しており、第１制御ユニット３０から出力された制御信号に応じて液晶表示部５６を表示制御する。液晶表示部５６は、車速、走行距離、変速位置などの走行情報を表示する。
【００２０】
第１制御ユニット３０は、たとえば、フレーム体２の下部のハンガー部に装着されており、回転検出器及びフロントディレーラ２６ｆに隣接して設けられている。第１制御ユニット３０は、運転モードに応じて変速装置８，９及びリアサスペンション１３ｒを制御する。具体的には、自動モードの時には、速度に応じて変速装置８，９を変速制御するとともにリアサスペンション１３ｒを速度に応じて硬軟２つの硬さに制御する。手動モードの時には各変速スイッチ２０ａ〜２０ｄ及び操作スイッチ２１ａ，２１ｂの操作に応じて変速装置８，９及びリアサスペンション１３ｒを制御する。また、速度信号を制御信号として第２制御ユニット３１及び第３制御ユニット３２に出力する。
【００２１】
第１制御ユニット３０は、ＣＰＵやメモリやＩ／Ｏインターフェイスなどを含むマイクロコンピュータからなる第１制御部３５を有している。第１制御部３５には、交流発電機１９からのパルス出力により速度信号を生成するための波形成形回路３６と、充電制御回路３３と、第１蓄電素子３８ａと、回転検出器のリードスイッチ２３と、電源通信回路３４と、電源オンオフスイッチ２８とが接続されている。また、フロントディレーラ２６ｆのモータドライバ（ＦＭＤ）３９ｆと、リアディレーラ２６ｒのモータドライバ（ＲＭＤ）３９ｒと、フロントディレーラ２６ｆの動作位置センサ（ＦＬＳ）４１ｆと、リアディレーラ２６ｒの動作位置センサ（ＲＬＳ）４１ｒと、リアサスペンション１３ｒのモータドライバ（ＲＳＤ）４３ｒとが接続されている。
【００２２】
第１制御部３５内のメモリには、各種の走行情報などの走行データが記憶されるとともに、制御に必要な制御データが格納されている。たとえば、制御データとして、図１５及び図１６に示すように、各スプロケットＦ１〜Ｆ３，Ｒ１〜Ｒ８の組み合わせと車速とに応じて変速するためのシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ）（図１５）及びシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ）（図１６）が格納されている。ここで、シフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ）及びシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ）は、車速で設定されており、ライダーの好みや走行状態に合わせて変速タイミングの車速が異なるテーブル４〜テーブル−４までの、たとえば９段階に設定されている。ここでは、テーブル０からテーブル４に向かうに従って高速側で変速し、逆にテーブル−４に向かうに従って低速側で変速する。ここでは、図１５では、テーブル０において、たとえばフロントディレーラ２６ｆのスプロケットＦ２とリアディレーラ２６ｒのスプロケットＲ３にチェーン２９が掛けられた状態で変速するタイミングは、Ｆ２とＲ３との交点の速度（この場合は１１．６６）を超えたときである。この値が前後のスプロケットＦ２，Ｒ３の組み合わせのシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ２，Ｒ３）になる。図１６に示すシフトダウンしきい値も同様である。
【００２３】
第１制御部３５には、第１蓄電素子３８ａにダイオード４２を介して接続された第２蓄電素子３８ｂからの電力が供給されている。ダイオード４２は、第１蓄電素子３８ａから第２蓄電素子３８ｂへ一方向のみ電流を流すように設けられている。これにより、第２蓄電素子３８ｂから第１蓄電素子３８ａへの逆流を防止できる。ここで、第１蓄電素子３８ａは主に、モータドライバ３９ｆ，３９ｒ，４３ｆ，４３ｒやモータドライバ３９ｆ，３９ｒ，４３ｆ，４３ｒにより駆動されるモータを有するサスペンション１３ｆ，１３ｒやディレーラ２６ｆ，２６ｒなどの消費電力が大きく電気容量の大きな電装品の電源として使用される。ただし、後述する第２制御部４５の電源としても使用される。第２蓄電素子３８ｂは、第１制御部３５、後述する第３制御部５５及び液晶表示部５６等の消費電力が小さく電気容量の小さな電装品の電源として使用される。
【００２４】
第１及び第２蓄電素子３８ａ，３８ｂは、たとえば電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサからなり、交流発電機１９から出力され、充電制御回路３３で整流された直流電力を蓄える。なお、蓄電素子３８ａ，３８ｂをコンデンサに代えてニッケル・カドニウム電池やリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成してもよい。
【００２５】
充電制御回路３３は、交流発電機１９から出力された電力を整流して直流の電力を生成する整流回路３７と、整流回路３７から出力された電力を第１制御部３５からの電圧信号によりオンオフする充電オンオフスイッチ４０とを備えている。充電オンオフスイッチ４０は、第１蓄電素子３８ａに過大な電圧の電力を蓄えないようにするためのものである。第１蓄電素子３８ａの電圧は第１制御部３５により監視されており、第１制御部３５は監視している電圧が所定電圧（たとえば７ボルト）以上になると充電オンオフスイッチ４０をオフする電圧信号を出力し、充電オンオフスイッチ４０を開く。また、所定電圧（たとえば５．５ボルト）以下になるとオンする電圧信号を出力し、充電オンオフスイッチ４０を閉じる。
【００２６】
電源通信回路３４は、第２蓄電素子３８ｂにも接続されている。電源通信回路３４は、第１制御部３５からの速度、距離、変速段、自動又は手動、サスペンションの硬軟などの情報に応じた制御信号により第２蓄電素子３８ｂから送られた電力をオンオフして制御信号を含む電力を第２制御ユニット３１に向けて制御信号を供給する。
【００２７】
電源オンオフスイッチ２８は、第１蓄電素子３８ａにも接続されている。電源オンオフスイッチ２８は、第１蓄電素子３８ａからフロントサスペンション１３ｆのモータドライバ４３ｆ及び第２制御ユニット３１に送る電力をオンオフするために設けられている。電源オンオフスイッチ２８は、前後のサスペンション１３ｆ，１３ｒの硬軟の制御が終了すると第１制御部３５からの信号によりオフされ、制御開始時にオンする。これにより、第１蓄電素子３８ａの電力の無駄な消耗を抑えることができる。
【００２８】
各モータドライバ３９ｆ，３９ｒ，４３ｆ，４３ｒは、制御信号に応じてディレーラ２６ｆ，２６ｒに設けられたモータ４４ｆ，４４ｒ、サスペンション１３ｆ，１３ｒに設けられたモータ（図示せず）を駆動する駆動信号を各モータに出力する。
第２制御ユニット３１は、図２に示すように、ハンドル部４のハンドルバー１５に固定可能なブラケット５０により取り付けられている。第２制御ユニット３１は、図４に示すように、マイクロコンピュータからなる第２制御部４５を有している。第２制御部４５には、第１受信回路４６と、フロントサスペンション１３ｆのモータドライバ（ＦＳＤ）４３ｆが接続されている。第１受信回路４６は、第１制御ユニット３０の電気通信回路３４に接続されており、電力に含まれる制御信号を抽出して第２制御部４５に出力する。電気通信回路３４は、第３蓄電素子３８ｃにも接続されている。第３蓄電素子３８ｃは、たとえば電解コンデンサなどの比較的小容量のコンデンサを用いており、制御信号によりオンオフされた電力を平滑化するために設けられている。第３蓄電素子３８ｃには、バッファアンプ４８が接続されている。バッファアンプ４８は、入出力電圧を一定に保持できるアンプであり、変速スイッチ２０ａ，２０ｂ及び操作スイッチ２１ａ，２１ｂからのアナログの電圧信号を安定化させるために設けられている。
【００２９】
第２制御ユニット３１は、第１蓄電素子３８ａからの電力により動作するとともに、第２蓄電素子３８ｂの電力に乗せられた制御信号に基づきフロントサスペンション１３ｆを運転モードに応じて制御する。具体的には、自動モードの時には、速度に応じてフロントサスペンション１３ｆの硬軟の切り換えを行うとともに、手動変速モードの時には、操作スイッチ２１ｂの操作に応じてフロントサスペンション１３ｆの硬軟の切り換えを行う。なお、前述したように、第２制御部４５は、電源オンオフスイッチ２８によりサスペンションの制御の時のみ動作するようになっている。
【００３０】
第３制御ユニット３２は、いわゆるサイクルコンピュータと呼ばれものであり、第２制御ユニット３１に着脱自在に装着されている。また、第３制御ユニット３２には、たとえばボタン電池などの電池５９が装着されており、電池５９からも電力を供給できるようになっている。これにより、第３制御ユニット３２を第２制御ユニット３１から取り外しても第３制御ユニット３２は動作可能になっている。このため、ホイール径の設定などの各種の初期設定を行うことができるとともに、走行距離，走行時間等の各種のデータを記憶させることができる。
【００３１】
第３制御ユニット３２は、図４に示すように、マイクロコンピュータからなる第３制御部５５を有している。第３制御部５５には、液晶表示部５６と、バックライト５８と、電池５９、第２受信回路６１と、第４蓄電素子３８ｄとが接続されている。液晶表示部５６は、速度やケイデンスや走行距離や変速位置やサスペンションの状態などの各種の走行情報を表示可能であり、バックライト５８により照明される。電力安定化回路５７は、電力をオンオフして制御信号を供給してもオンオフ信号を含む電力をたとえば平滑化により安定化するものである。これにより、オンオフする制御信号を電力乗せてもバックライト５８のちらつきが生じにくくなる。
【００３２】
第２受信回路６１は、第１受信回路４６と並列に接続されており、第２蓄電素子３８ｂからの電力に含まれる制御信号を抽出して第３制御部５５に出力する。第４蓄電素子３８ｄは、たとえは電解コンデンサからなり、第２蓄電素子３８ｂから供給される電力を蓄えてオンオフする制御信号による影響を少なくするために設けられている。第４蓄電素子３８ｄは、第２受信回路６１と並列に接続されており、第３制御部５５及び電力安定化回路５７に接続されている。
【００３３】
図５は、液晶表示部５６の表示面７１の表示内容を示す図である。表示面７１には、主数値表示部７２と、副数値表示部７３と、内容表示部７４と、後ギア段数表示部７５と、前ギア段数表示部７６とが設けられている。主数値表示部７２と副数値表示部７３には自転車の速度、時刻等の情報を数値により表示する。内容表示部７４は主数値表示部７２と副数値表示部７３の表示内容を示すとともに変速モードを表示するものである。たとえば、「ＶＥＬ」は走行速度、「ＤＳＴ」は走行距離あるいは積算距離、「ＣＬＫ」は時刻、「ＴＩＭ」は走行時間、「ＧＥＡ」はチェンジギア装置のシフト位置を表示していることを示している。また，「ＡＴ」は自動変速モードに、「ＭＴ」は手動変速モードに設定されていることを示している。
【００３４】
速度の単位は「Ｋｍ／ｈ」と「Ｍｉｌｅ／ｈ」とを切り換え可能であり、距離の単位は「Ｋｍ」と「Ｍｉｌｅ」とを切り換え可能である。液晶表示部５６の初期設定において距離の単位を設定することにより、表示面７１の単位表示も設定された単位を表示するものである。
後ギア段数表示部７５は、後変速装置９のギア段数（変速段の位置）を表示するものである。後ギア段数表示部７５は、寸法が順次小さくなる円板状表示が左から右に並んでいる。これは実際の後変速装置９のギアの有効径に対応して、配列されているものである。また、液晶表示部５６の初期設定において、前後の変速装置８，９のギア段数を自転車の実際のギア段数に合致するように設定することができる。例えば、後ギア段数を８段に設定しておけば、後ギア段数表示部７５は左側から８個の円板状表示が表示され、右側の１個は表示されない。
【００３５】
前ギア段数表示部７６は前変速装置８のギア段数を表示するものである。前ギア段数表示部７６は、寸法が順次小さくなる円板状表示が右から左に並んでいる。初期設定で、前ギア段数を２段に設定しておけば、前ギア段数表示部５６は右側から２個の円板状表示が表示され、左側の１個は表示されない。また、後述するギア制限処理により使用するスプロケットを制限すると、制限されたスプロケットに対応する円板状表示は表示されない。このように後ギア段数表示部７５と前ギア段数表示部７６は、自転車の実際の変速装置８，９のギア配列に対応した円板状表示の大小配列となるように配置されているので、ギア段数が直感的に一目で分かるものとなっている。
【００３６】
このような構成の制御装置１１では、自転車が走行するとハブダイナモ１０の交流発電機１９が発電し、その電力が第１制御ユニット３０に送られ、第１及び第２蓄電素子３８ａ，３８ｂに電力が蓄えられる。ここで、交流発電機１９が後輪７に設けられているので、たとえばスタンドを立ててペダルを回せば充電量が不足していても第１及び第２蓄電素子３８ａ，３８ｂを充電できる。このため、変速装置の調整のためにペダルを回せば簡単に充電でき、充電量が不足していても液晶表示部５６の設定等の作業を容易に行える。
【００３７】
また、第１制御ユニット３０がハンガー部に設けられているので、交流発電機１９との距離が近くなり、電源ケーブルが短くて済み信号のやり取りや電力供給の効率が高くなる。
また、波形成形回路３６で波形成形されたパルスにより第１制御部３５で速度信号が生成されると、自動変速モードのときその速度信号に応じてディレーラ２６ｆ，２６ｒ及びサスペンション１３ｆ，１３ｒが制御される。具体的には、自動モードで走行中に速度が所定のしきい値を超えたりそれより遅くなると変速動作が行われる。この変速動作はリアディレーラ２６ｒが優先して行われる。また、速度が所定速度以上になると両サスペンション１３ｆ，１３ｒの硬さが硬くなる。
【００３８】
このディレーラ２６ｆ，２６ｒやサスペンション１３ｆ，１３ｒなどのモータで駆動される電気容量が大きな電装品が駆動されると、第１蓄電素子３８ａの電圧が低下することがある。第１制御部３５や第３制御部５５や液晶表示部５６が第１蓄電素子３８ａを電源としていると、この電圧低下でリセットされたり不具合が生じるおそれがある。しかし、ここでは、ダイオード４２により第１蓄電素子３８ａと接続された第２蓄電素子３８ｂをこれらの電装品の電源としているので第１蓄電素子３８ａが電圧降下してもその影響を受けることがない。また、第２制御部４５は、第１蓄電素子３８ａを電源としているが、サスペンション１３ｆの制御時以外はオフしているので第１蓄電素子３８ａの電圧降下の影響を受けにくい。
【００３９】
第１制御部３５で生成された速度、距離、変速段、自動又は手動、サスペンションの硬軟などの情報に応じた制御信号は電源通信回路３４に出力され、制御信号により電源通信回路３４が第２蓄電素子３８ｂから供給された電力をオンオンし、電力のオンオフで表現された制御信号が電力とともに第２制御部４５及び第３制御部５５に送られる。第２制御部４５は、第１蓄電素子３８ａから供給された電力で動作するとともに、第２蓄電素子３８ｂからの電力に乗せられた制御信号によりフロントサスペンション１３ｆを制御する信号をモータドライバ４３ｆに出力する。また、第３制御部５５では、制御信号に基づく速度やその他の種々の情報を液晶表示部５６に出力するとともに、そのパルスにより距離の算出等も行う。
【００４０】
また、操作スイッチ２１ａ，２１ｂや変速スイッチ２０ａ〜２０ｄが操作されると、異なるアナログ電圧の信号がバッファアンプ４８を介して第１制御部３５に出力され、第１制御部３５でディレーラ２６ｆ，２６ｒを制御する信号やサスペンション１３ｆ，１３ｒを制御する信号やモードを変更する信号が生成されるこのうち、フロントサスペンション１３ｆを制御する信号は、電源通信回路３４に出力されて速度信号と同様に電力をオンオフして第２制御部４５に出力され、第２制御部４５でフロントサスペンション１３ｆが制御される。
【００４１】
次に、第１制御ユニット３０に搭載された第１制御部３５の変速動作を主に説明する。
後輪７が回転して交流発電機１９から電力が供給され、それが第１蓄電素子３８ａに蓄えられて第１制御部３５に供給されると、自転車１の変速制御が可能となる。これにより、まず、図６のステップＳ１にて第１制御部３５の初期設定を行う。この初期設定では、変速モードがたとえば自動変速モードに設定される。ステップＳ２では、前側のスプロケットＦ１〜Ｆ３のいずれかを変速動作に使用しないようにするフロント制限モードが指定されたか否かを判断する。ライダーは、たとえばクランクが回転していないときに、操作スイッチ２１ａ，２１ｂを同時に操作することによりフロント制限モードを指定することができる。ステップＳ３では、自動変速モードか否かを判断する。ステップＳ４では、手動変速モードか否かを判断する。ステップＳ５では、たとえば、サスペンション１３ｆ，１３ｒの硬軟や液晶表示部５６の画面表示の変更や９種類のしきい値の選択操作などの他のモードが指定されたか否かを判断する。
【００４２】
フロント制限モードが指定されると、ステップＳ２からステップＳ６に移行し図７に示す制限処理を実行する。
フロント制限モードでは、図７のステップＳ２１では、フラグＦＳがすでにセットされているか否かを判断する。このフラグＦＳは、フロント制限モードがセットされているか否かを判断するためのフラグである。フラグＦＳがすでにセットされていると判断すると、ステップＳ２３に移行し、フラグＦＳをリセットする。ステップＳ２４では、使用制限する前変速装置８のスプロケットを示すフラグＦ１〜Ｆ３をリセットし、全てのスプロケットＦ１〜Ｆ３を使用可能な状態にしメインルーチンに戻る。すなわち、操作スイッチ２１ａ，２１ｂの同時操作によりフロント制限モードのセット及び解除を行うことができる。
【００４３】
フロント制限モードがまだセットされていないと判断すると、ステップＳ２１からステップＳ２２に移行し、フラグＦＳをセットする。このフロント制限モードをセットすると、たとえば操作スイッチ２１ａの押圧操作の都度、液晶表示部５６の前ギア段数表示部７６のいずれかひとつの円柱状表示が順次循環的に点滅し、いずれかひとつのスプロケットを選択できる。ステップＳ２５では、スプロケットＦ１に対応する円板状表示が選択されたか否かを判断する。たとえば、いずれかの円板状表示が点滅している状態が所定時間以上続いた場合に選択されたと判断する。ステップＳ２６では、スプロケットＦ３に対応する円板状表示が選択されたか否かを判断する。ステップＳ２７では、スプロケットＦ１を使用禁止にするフラグＦ１がすでにセットされているか否かを判断する。ステップＳ２８では、スプロケットＦ３を使用禁止にするフラグＦ３がすでにセットされているか否かを判断する。ステップＳ２９では、制限選択操作が完了したか否かを判断する。たとえば、ライダーが操作スイッチ２１ｂを操作することにより完了したと判断する。選択操作が完了したと判断するとメインルーチンに戻り、選択操作が完了していないと判断すると、ステップＳ２５に戻る。
【００４４】
スプロケットＦ１が選択されたと判断すると、ステップＳ２５からステップＳ３０に移行し、フラグＦ１をセットする。フラグＦ１は変速時に最も小径のスプロケットＦ１は使用不可であることを示すフラグである。これにより、変速時にスプロケットＦ１は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ２及びスプロケットＦ３の２つのスプロケットを使用可能である。
【００４５】
スプロケットＦ３が選択されたと判断すると、ステップＳ２６からステップＳ３１に移行し、フラグＦ３をセットする。これにより、変速時にスプロケットＦ３は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ１及びスプロケットＦ２の２つのスプロケットを使用可能である。
フラグＦ１がすでにセットされていると判断すると、ステップＳ２７からステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、スプロケットＦ２が選択されたか否かを判断する。スプロケットＦ２が選択されたと判断すると、ステップＳ３２からステップＳ３３に移行し、フラグＦ２をセットする。これにより、変速時にスプロケットＦ２は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ３のみを使用可能である。スプロケットＦ２が選択されていないと判断すると、ステップＳ３２からステップＳ３４に移行し、スプロケットＦ３が選択されたか否かを判断する。スプロケットＦ３が選択されたと判断すると、ステップＳ３４からステップＳ３５に移行し、フラグＦ３をセットする。これにより、変速時にスプロケットＦ３は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ２のみを使用可能である。
【００４６】
フラグＦ３がすでにセットされていると判断すると、ステップＳ２８からステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６では、スプロケットＦ２が選択されたか否かを判断する。スプロケットＦ２が選択されたと判断すると、ステップＳ３６からステップＳ３７に移行し、フラグＦ２をセットする。これにより、変速時にスプロケットＦ２は使用できないようになる。このため、この時点では、スプロケットＦ１のみを使用可能である。スプロケットＦ２が選択されていないと判断すると、何も処理をしない。
【００４７】
自動変速モードが指定されたと判断すると、図６のステップＳ３からステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、交流発電機１９から出力され波形成形回路３６で波形成形された信号をもとに算出した車速Ｖを取り込む。ステップＳ８では、現在のスプロケットの組み合わせ（前後の変速段を組み合わせ）Ｆ，Ｒを各ディレーラ２６ｆ，２６ｒに設けられた動作位置センサ４１ｆ，４１ｒの状態により取り込む。ここで、変数Ｆは、フロントディレーラ２６ｆの動作位置を示す変数であり、１から３の間で変化する。また、変数Ｒは、リアディレーラ２６ｒの動作位置を示す変数であり、１から８の間で変化する。
【００４８】
ステップＳ９では、取り込んだ車速Ｖが前後の変速段の組み合わせ毎に設定された図１５に示したシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ）を上回っているか否かを判断する。
具体的には、車速Ｖを取り込む都度、波形成形回路３６から出力される車速Ｖに応じたパルス間隔としきい値に応じたパルス間隔とを比較する。パルス間隔を比較する場合、車速Ｖに応じてパルス間隔は変動するため、車速Ｖに応じたパルス間隔がしきい値に応じたパルス間隔より短い（車速Ｖが速い）か長い（車速Ｖが遅い）かによりしきい値を超えたと判断する。
【００４９】
ステップＳ１０では、取り込んだ車速Ｖが変速段の組み合わせ毎に設定された図１６に示したシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ）を下回っているか否かを判断する。取り込んだ車速Ｖが変速段毎のシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ）を上回っていると判断すると、ステップＳ９からステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、取り込んだ車速Ｖが後変速装置９のひとつ高速側のスプロケットＲ＋１と前変速装置８のスプロケットＦとの組み合わせによるシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ＋１）を上回っているか否かを判断する。この判断により、自転車が急激に加速しているか否かを判断する。取り込んだ車速Ｖがシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ＋１）を上回っていないと判断すると、ステップＳ１１からステップＳ１２に移行して後変速装置９の変速を優先する、図８に示すシフトアップ１処理を実行する。取り込んだ車速Ｖがシフトアップしきい値Ｕ（Ｆ，Ｒ＋１）を上回っていると判断する、つまり自転車が急激に加速していると判断すると、ステップＳ１１からステップＳ１３に移行して前変速装置８の変速を優先する、図９に示すシフトアップ２処理を実行する。
【００５０】
取り込んだ車速Ｖが変速段毎のシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ）を下回っていると判断すると、ステップＳ１０からステップ１４に移行する。ステップＳ１４では、取り込んだ車速Ｖが後変速装置９のひとつ低速側のスプロケットＲ−１と前変速装置８のスプロケットＦとの組み合わせによるシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ−１）を下回っているか否かを判断する。この判断により、自転車が急激に減速しているか否かを判断する。取り込んだ車速Ｖがシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ−１）を下回っていないと判断すると、ステップＳ１４からステップＳ１５に移行して後変速装置９の変速を優先する、図１０に示すシフトダウン１処理を実行する。取り込んだ車速Ｖがシフトダウンしきい値Ｄ（Ｆ，Ｒ−１）を下回っていると判断する、つまり自転車が急激に減速していると判断すると、ステップＳ１４からステップＳ１６に移行して前変速装置８の変速を優先する、図１１に示すシフトダウン２処理を実行する。ここでは、加減速が大きくなる、つまり自転車の速度が急激に変化する場合は後変速装置９ではなく前変速装置８によるの変速を優先しておこない、ギア比を大きく変化させている。
【００５１】
手動変速モードと判断すると、ステップＳ４からステップＳ１７に移行する。ステップＳ２１では、図１２に示す手動変速処理を実行する。他のモードと判断すると、ステップＳ５からステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、選択された他のモード処理を実行する。たとえば、サスペンション１３ｆ，１３ｒの硬軟の切り換えや、液晶表示部５６の表示の切り換えや、しきい値の変更処理などがこの処理に含まれる。
【００５２】
シフトアップ１処理では、図８のステップＳ４０でクランクが回転しているか否かを判断する。外装変速機ではクランクが回転していないと変速できないためこの判断を行っている。クランクの回転は、リードスイッチ２３からのパルス入力により判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
【００５３】
クランクが回転している場合はステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１では、フラグＦＳがセットされているか否かによりフロント制限モードか否かを判断する。フロント制限モードではない場合には、ステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２では、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にあるか否かを判断する。後変速装置９の変速段は８段であるので、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にあるときには、何も処理せずにメインルーチンに戻る。また、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にないときには、ステップＳ４２からステップＳ４３に移行し、リアディレーラ２６ｒを一段シフトアップする。
【００５４】
フロント制限モードの時には、ステップＳ４１からステップＳ４４に移行する。ステップＳ４４では、使用を制限されたスプロケットを示すフラグＦ１がセットされているか否か、つまりスプロケットＦ１の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ１の使用が禁止されていない場合は、ステップＳ４５に移行してスプロケットＦ２の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ２の使用が禁止されていない場合は、スプロケットＦ３の使用が禁止されていることになる。この場合、ステップＳ４６に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にある場合には、何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にない場合にはステップＳ４６からステップＳ４２に移行して前述した処理を実行する。
【００５５】
スプロケットＦ２が制限されている場合にはステップＳ４５からステップＳ４７に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にある場合には、ステップＳ４７からステップＳ４８に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ３の位置にシフトアップする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にない場合にはステップＳ４７からステップＳ４２に移行して前述した処理を実行する。
【００５６】
スプロケットＦ１が制限されている場合にはステップＳ４４からステップＳ４９に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合には、ステップＳ５０に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトアップする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合にはステップＳ４２に移行して前述した処理を実行する。
【００５７】
シフトアップ２処理は、車速が急激に高くなった場合、前変速装置８を優先してシフトアップする処理である。ここでは、図９のステップＳ６０でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
クランクが回転している場合はステップＳ６１に移行する。ステップＳ６１では、フラグＦＳがセットされているか否かによりフロント制限モードか否かを判断する。フロント制限モードではない場合には、ステップＳ６２に移行する。ステップＳ６２では、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。前変速装置８の変速段は３段であるので、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるときには、何も処理せずにメインルーチンに戻る。また、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にないときには、ステップＳ６２からステップＳ６３に移行し、フロントディレーラ２６ｆを一段シフトアップする。
【００５８】
フロント制限モードの時には、ステップＳ６１からステップＳ６４に移行する。ステップＳ６４では、使用を制限されたスプロケットを示すフラグＦ１がセットされているか否か、つまりスプロケットＦ１の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ１の使用が禁止されていない場合は、ステップＳ６５に移行してスプロケットＦ２の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ２の使用が禁止されていない場合は、スプロケットＦ３の使用が禁止されていることになる。この場合、ステップＳ６６に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合には、何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合にはステップＳ６６からステップＳ６７に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトアップする。
【００５９】
スプロケットＦ２が制限されている場合にはステップＳ６５からステップＳ６８に移行し、フロントディレーラ２６ｆの位置にかかわらずフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ３の位置にする。
スプロケットＦ１が制限されている場合にはステップＳ６４からステップＳ７０に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合には、ステップＳ７１に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトアップする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合にはステップＳ６２に移行して前述した処理を実行する。
【００６０】
この前変速装置８を優先するシフトアップ２処理においても、使用が禁止されたスプロケットＦ１〜Ｆ３の使用が制限されている。
シフトダウン１処理では、図１０のステップＳ８０でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
【００６１】
クランクが回転している場合はステップＳ８１に移行する。ステップＳ８１では、フラグＦＳがセットされているか否かによりフロント制限モードか否かを判断する。フロント制限モードではない場合には、ステップＳ８２に移行する。ステップＳ８２では、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にあるか否かを判断する。リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にあるときには、何も処理せずにメインルーチンに戻る。また、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にないときには、ステップＳ８２からステップＳ８３に移行し、リアディレーラ２６ｒを一段シフトダウンする。
【００６２】
フロント制限モードの時には、ステップＳ８１からステップＳ８４に移行する。ステップＳ８４では、使用を制限されたスプロケットを示すフラグＦ３がセットされているか否か、つまりスプロケットＦ３の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ３の使用が禁止されていない場合は、ステップＳ８５に移行してスプロケットＦ２の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ２の使用が禁止されていない場合は、スプロケットＦ１の使用が禁止されていることになる。この場合、ステップＳ８６に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合には、何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合にはステップＳ８６からステップＳ８２に移行して前述した処理を実行する。
【００６３】
スプロケットＦ２が制限されている場合にはステップＳ８５からステップＳ８７に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にある場合には、ステップＳ８７からステップＳ８８に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ１の位置にシフトダウンする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ２の位置にない場合にはステップＳ８７からステップＳ８２に移行して前述した処理を実行する。
【００６４】
スプロケットＦ３が制限されている場合にはステップＳ８４からステップＳ８９に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にある場合には、ステップＳ９０に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトダウンする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にない場合にはステップＳ８２に移行して前述した処理を実行する。
【００６５】
シフトダウン２処理は、車速が急激に低くなった場合、前変速装置８を優先してシフトダウンする処理である。ここでは、図１１のステップＳ１００でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
クランクが回転している場合はステップＳ１０１に移行する。ステップＳ１０１では、フラグＦＳがセットされているか否かによりフロント制限モードか否かを判断する。フロント制限モードではない場合には、ステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０２では、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にあるときには、何も処理せずにメインルーチンに戻る。また、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ１の位置にないときには、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に移行し、フロントディレーラ２６ｆを一段シフトダウンする。
【００６６】
フロント制限モードの時には、ステップＳ１０１からステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０４では、使用を制限されたスプロケットを示すフラグＦ３がセットされているか否か、つまりスプロケットＦ３の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ３の使用が禁止されていない場合は、ステップＳ１０５に移行してスプロケットＦ２の使用が禁止されているか否かを判断する。スプロケットＦ２の使用が禁止されていない場合は、スプロケットＦ１の使用が禁止されていることになる。この場合、ステップＳ１０６に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にない場合には、何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にある場合にはステップＳ１０６からステップＳ１０７に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトダウンする。
【００６７】
スプロケットＦ２が制限されている場合にはステップＳ１０５からステップＳ１０８に移行し、フロントディレーラ２６ｆの位置にかかわらずフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ１の位置にする。
スプロケットＦ１が制限されている場合にはステップＳ１０４からステップＳ１１０に移行し、フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にある場合には、ステップＳ１１１に移行してフロントディレーラ２６ｆをスプロケットＦ２の位置にシフトダウンする。フロントディレーラ２６ｆがスプロケットＦ３の位置にない場合にはステップＳ１０２に移行して前述した処理を実行する。
【００６８】
この前変速装置８を優先するシフトダウン２処理においても、使用が禁止されたスプロケットＦ１〜Ｆ３の使用が制限されている。
ここでは、後変速装置９に比べてギア比の変化が大きい前変速装置８の変速段を選択できるとともに、選択されなかった変速段と後変速装置の変速段とを用いて前後の変速装置８，９が制御されるので、前変速装置８の使用を使用目的に応じて制限できる。このため、比較的平坦な道を安定走行しているときには、前変速装置８の変速段を制限するフロント制限モードをセットすることにより、前変速装置８の変速動作の頻度を少なくすることができる。しかも、たとえば、坂道など起伏の激しい道ではフロント制限モードを解除することにより、前変速装置８の変速段の全てを使用することで、最も広いレンジでの自動変速が可能になる。
【００６９】
手動変速モードの場合は、図１２のステップＳ１２１で変速スイッチ２０ａが操作されたか否かを判断する。ステップＳ１２２では、変速スイッチ２０ｂが操作されたか否かを判断する。ステップＳ１２３では、変速スイッチ２０ｃが操作されたか否かを判断する。ステップＳ１２４では、変速スイッチ２０ｄが操作されたか否かを判断する。
【００７０】
変速スイッチ２０ａが操作されると、ステップＳ１２１からステップＳ１２５に移行し、図１３に示すシフトダウン３処理を実行する。変速スイッチ２０ｂが操作されると、ステップＳ１２２からステップＳ１２６に移行し、図１４に示すシフトアップ３処理を実行する。変速スイッチ２０ｃが操作されると、ステップＳ１２３からステップＳ１２７に移行し、図１１に示すシフトダウン２処理を実行する。変速スイッチ２０ｄが操作されると、ステップＳ１２４からステップＳ１２８に移行し、図９に示すシフトアップ２処理を実行する。
【００７１】
シフトダウン３処理では、図１３のステップＳ１３０でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずに手動変速ルーチンに戻る。クランクが回転している場合にはステップＳ１３１に移行して、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にあるか否かを判断する。リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にあるときには、何も処理せずに手動変速ルーチンに戻る。リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ１の位置にないときには、ステップＳ１３２に移行してリアディレーラ２６ｒを一段シフトダウンする。
【００７２】
シフトアップ３処理では、図１４のステップＳ１３５でステップＳ１３０と同様にクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずに手動変速ルーチンに戻る。クランクが回転している場合にはステップＳ１３６に移行して、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にあるか否かを判断する。後変速装置９の変速段は８段であるので、リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にあるときには、何も処理せずに手動変速ルーチンに戻る。リアディレーラ２６ｒがスプロケットＲ８の位置にないときには、ステップＳ１３７に移行してリアディレーラ２６ｒを一段シフトアップする。
【００７３】
このようにこの実施形態では、自動変速モードだけではなく手動変速モードでも前変速装置８のスプロケットＦ１〜Ｆ３の使用を制限できるようにしている。このため、前変速装置８の使用を使用目的に応じて制限でき、比較的平坦な道を安定走行しているときには、前変速装置８の変速段を制限することにより、前変速装置８の変速動作の頻度を少なくすることができる。しかも、たとえば、坂道など起伏の激しい道では前変速装置８の変速段の全てを使用することで、最も広いレンジでの自動変速が可能になる。
【００７４】
〔他の実施形態〕
（ａ）前記実施形態では、前変速装置８が３枚のスプロケットを有する場合を例に説明したが、２枚のスプロケットを有するものにも本発明を適用できる。また、前述したように使用するスプロケットを選択するように構成してもよい。
（ｂ）前記実施形態では、前後の変速装置８，９として外装式変速装置を例に本発明を説明したが、ハブやクランク内に変速機構を有する内装式変速装置にも本発明を適用できる。
【００７５】
（ｃ）前記実施形態では、走行状態として車速を検出したが、走行状態としてクランク回転数を検出し、それに応じて変速するようにしてもよい。たとえば、リードスイッチ２３からのパルス信号によりクランク回転数は検出できる。この場合、クランチ回転数が第１所定値（たとえば６０回転）をシフトダウンしきい値としてそれを超えたとき、シフトダウンし、それより低速側の第２所定値（たとえば４５回転）をシフトアップしきい値としてそれよりさがったとき、シフトアップするように構成すればよい。
【００７６】
（ｄ）前記実施形態では、交流発電機１９からの信号により車速を検出したが、たとえば、車輪の回転を検出する磁石とリードスイッチとからなる車速センサにより車速に応じた信号を検出するように構成してもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、後変速装置に比べてギア比の変化が大きい前変速装置の変速段を選択できるとともに、選択された前変速装置の変速段又は選択されなかった変速段と後変速装置の変速段とを用いて前後の変速装置が制御されるので、前変速装置の使用を使用目的に応じて制限できる。このため、比較的平坦な道を安定走行しているときには、前変速装置の変速段を制限することにより、前変速装置の変速動作の頻度を少なくすることができる。しかも、たとえば、坂道など起伏の激しい道では前変速装置の変速段の全てを使用することで、最も広いレンジでの自動変速が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を採用した自転車の側面図。
【図２】 そのハンドル部分の斜視拡大図。
【図３】 制御装置の構成の一部を示すブロック図。
【図４】 制御装置の構成の残りを示すブロック図。
【図５】 液晶表示部の表示画面の一例を示す模式図。
【図６】 第１制御部のメインルーチンの制御内容を示すフローチャート。
【図７】 フロント制限処理の制御内容を示すフローチャート。
【図８】 シフトアップ１処理の制御内容を示すフローチャート。
【図９】 シフトアップ２処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１０】 シフトダウン１処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１１】 シフトダウン２処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１２】 手動変速処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１３】 シフトダウン３処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１４】 シフトアップ３処理の制御内容を示すフローチャート。
【図１５】 シフトアップしきい値の一例を示す図。
【図１６】 シフトダウンしきい値の一例を示す図。
【符号の説明】
８ 前変速装置
９ 後変速装置
１１ 制御装置
１９ 交流発電機
２６ｆ，２６ｒ フロント及びリアディレーラ
２９ チェーン
３０ 第１制御ユニット
３５ 第１制御部
Ｆ１〜Ｆ３，Ｒ１〜Ｒ８ スプロケット
Claims (7)
- 複数の変速段をそれぞれ有する前後の変速装置を自転車の走行状態に応じて制御する自転車用自動変速制御装置であって、
前記走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記前変速装置の１又は複数の変速段を選択するための変速段選択手段、
前記走行状態検出手段により検出された走行状態に応じて、前記前変速装置の前記変速段選択手段で選択された変速段又は前記変速段選択手段で選択された変速段を除く変速段と前記後変速装置の変速段とを用いて前記前後の変速装置を制御する制御手段と、
を備えた自転車用自動変速制御装置。 - 前記制御手段は、前記変速段選択手段で選択された変速段を用いて前記前後の変速装置を制御する、請求項１に記載の自転車用自動変速制御装置。
- 前記制御手段は、前記変速段選択手段で選択された変速段を除く変速段を用いて前記前後の変速装置を制御する、請求項１に記載の自転車用自動変速制御装置。
- 前記前変速装置は、歯数が異なる複数枚のスプロケットと、前記複数枚のスプロケットのいずれかにチェーンを掛けるための電気的に制御可能なディレーラとを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用自動変速制御装置。
- 前記変速段選択手段は、前記複数枚のスプロケットの少なくともひとつを選択する、請求項４に記載の自転車用自動変速制御装置。
- 前記走行状態検出手段は、前記自転車の車速を検出する、請求項１から５のいずれか１項に記載の自転車用自動変速制御装置。
- 前記走行状態検出手段は、前記自転車が走行すると発電する交流発電機から出力される信号により前記走行状態を検出する、請求項１から６のいずれか１項に記載の自転車用自動変速制御装置。
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