JP5564389B2 - 電動補助自転車の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリへの充電頻度を高める電動補助自転車の制御装置に関する。

下記に示す特許文献１には、補助動力付き自転車において、クランク軸に与えられた踏力トルクに応じた補助力を発生すべくモータを駆動制御するとともに、検出された踏力トルクのピークが、車速に応じて定められた踏力トルク未満の場合は、モータを回生状態に切り替えバッテリが充電されることが記載されている。

特許第３６４２３６４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、検出された踏力トルクのピークが、車速に応じて定められた踏力トルク未満の場合は、回生充電を行うことになるが、踏力が大きくなったときに、クランク軸が１回転する間の踏力変化は、踏力０から大きい踏力ピークまで変化することになるので、低い踏力トルクが与えられている期間では回生充電を行うことができず効率的でない。したがって、バッテリへの充電としては十分でない場合がある。

そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリへの充電頻度を高める電動補助自転車の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、クランク軸（４８）に与えられる踏力トルクを踏力センサ（１１０）によって検出し、検出された前記踏力トルクのトルク値が所定レベル以下の場合に、電動補助自転車（１０）のモータ部（２８）を回生制御してバッテリ（４４）を充電し、前記トルク値が当該所定レベルより大きい場合にアシスト制御を行う電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、前記制御装置（２５０）は、前記踏力センサ（１１０）が検出した前記トルク値が前記所定レベル以下のクランク角度位置で、前記モータ部（２８）を回生制御し、前記所定レベルよりも高くなったクランク角度位置で、前記モータ部（２８）の制御を回生制御からアシスト制御に切り替えるとともに、前記電動補助自転車（１０）の速度を示す車速情報値を検出する車速情報検出部（６６）と、検出された前記車速情報値の変化量によって、アシスト制御の制御量及び回生制御の制御量を補正する制御量補正部（２７６）と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、前記制御量補正部（２７６）は、前記車速情報検出部（６６）が検出した前記車速情報値の変化量を正負に応じて積算し、積算した積算値が負の積算値であって当該負の積算値の絶対値が第１の閾値よりも大きくなった場合は、当該負の積算値の絶対値に応じて回生制御の前記制御量を減少させる方向に補正し、積算した積算値が正の積算値であって当該正の積算値の絶対値が第２の閾値よりも大きくなった場合は、当該正の積算値の絶対値に応じてアシスト制御の前記制御量を増加させる方向に補正することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、前記制御量補正部（２７６）は、前記車速情報検出部（６６）が検出した前記変化量の絶対値が所定の値より大きい場合のみ、アシスト制御の前記制御量及び回生制御の前記制御量の補正を行うことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、前記制御量補正部（２７６）は、さらに前回の前記電動補助自転車（１０）の使用開始時の充電状態から使用終了時の充電状態を減算した値が、正の場合は回生制御の前記制御量を増加させる方向に補正し、負の場合はアシスト制御の前記制御量を増加させる方向に補正することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、前記制御量補正部（２７６）は、前回の前記電動補助自転車（１０）の使用開始時の充電状態から使用終了時の充電状態を減算した値の絶対値が所定値より大きい場合のみ、アシスト制御の前記制御量及び回生制御の前記制御量を補正することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、前記車速情報検出部（６６）は、前記電動補助自転車（１０）の車輪の回転数から前記電動補助自転車（１０）の車速を検出することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、クランク軸（４８）に与えられる踏力トルクを踏力センサ（１１０）によって検出し、検出された前記踏力トルクのトルク値が所定レベル以下の場合に、電動補助自転車（１０）のモータ部（２８）を回生制御してバッテリ（４４）を充電し、前記トルク値が当該所定レベルより大きい場合にアシスト制御を行う電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、前記制御装置（２５０）は、前記踏力センサ（１１０）が検出した前記トルク値が前記所定レベル以下のクランク角度位置で、前記モータ部（２８）を回生制御し、前記所定レベルよりも高くなったクランク角度位置で、前記モータ部（２８）の制御を回生制御からアシスト制御に切り替えるとともに、前記電動補助自転車（１０）の速度を示す車速情報値を検出する車速情報検出部（６６）を備え、アシスト制御と回生制御の切り替えは、前記踏力センサ（１１０）が検出した前記トルク値が前記所定レベル以下のクランク角度位置であり、且つ、検出された前記車速情報値が所定速度値以下の場合に回生制御を行い、少なくとも前記踏力センサ（１１０）が検出した前記トルク値が前記所定レベルより大きいクランク角度位置で、回生制御からアシスト制御に切り替え、前記バッテリ（４４）の充電状態に応じて、前記所定レベルと前記所定速度値とを変更することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、クランク軸のクランク角度位置における踏力トルクを検出し、踏力トルクのトルク値に応じて、アシスト制御と回生制御とを切り替えるので、より多くの回生状態を作り出すことができ、バッテリへの充電頻度を高めることができる。

また、請求項１に記載の発明によれば、電動補助自転車の速度を示す車速情報値の変化量によってアシスト制御の制御量及び回生制御の制御量を補正するので、クランク軸の回転中にアシスト制御と回生制御とが切り替わることによるクランク軸の回転数の回転変動を抑えるように制御することが可能となり、運転者に違和感を感じさせることなくクランク軸の半回転中にアシスト制御と回生制御との切り替えを行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、回生制御中にクランク軸の回転数が減少方向に大きく変化した場合は、回生制御の制御量を減少させてペダルの回転数の減少を抑えることができ、アシスト制御によりクランク軸の回転が上昇し続けている場合には、アシスト制御を増加させることにより、速やかに運転者が所望する車速となるようにアシスト制御することができ、ペダルの回転変動を抑えながら回生制御を行いつつ、運転者の期待するアシスト制御を実現することができる。

請求項３に記載の発明によれば、車速情報値の変化量の絶対値が所定の値より大きい場合のみ、アシスト制御の制御量及び回生制御の制御量を補正するので、過度な補正によるドライバビリティの低下を防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、前回の電動補助自転車の使用開始時の充電の状態から使用終了時の充電状態を減算した値が、正の場合は回生制御の制御量を増加させる方向に補正し、負の場合はアシスト制御の制御量を増加させる方向に補正するので、バッテリの充電状態を良好な状態に維持することができる。つまり、前回の使用により回生制御がアシスト制御より多く行われた場合は、アシストする比率を高くし、前回の使用によりアシスト制御が回生制御より多く行われた場合は回生する比率を高くすることで、バッテリの充電状態を良好な状態に維持することができる。

請求項５に記載の発明によれば、前回の電動補助自転車の使用開始時の充電状態から使用終了時の充電状態を減算した値の絶対値が所定値より大きい場合のみ、アシスト制御の制御量及び回生制御の制御量を補正するので、安定した制御量でアシスト制御及び回生制御を行うことができ、バッテリの充電状態の変動を滑らかにすることができる。

請求項６に記載の発明によれば、車速情報検出部は、車輪の回転数から電動補助自転車の車速を検出するので、良好に電動補助自転車の車速情報を検出することができる。

請求項７に記載の発明によれば、トルク値が所定レベル以下であり、且つ、車速情報値が所定速度値以下の場合に回生制御を行うので、運転者の所望する速度範囲内で回生制御を行うことができ、バッテリを長持ちさせることができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、バッテリの充電状態に応じて、所定レベル及び所定速度値を変更するので、低充電状態では回生充電の頻度を高めてバッテリの過放電を防止することができ、高充電状態ではアシストの頻度を高めて過充電を防止することができる。

電動補助自転車（アシスト自転車）の左側面図を示す図である。 図１の踏力検知装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 中空トルク伝達部材を１つの部材で構成した場合における図１の踏力検知装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線要部断面図である。 図１の表示部の概略外観図である。 アシスト自転車の制御装置の電気的構成図である。 記憶部の判定マップ記憶領域に記憶されている判定マップを示す図であり、図７Ａは、低充電判定マップを示し、図７Ｂは、通常判定マップを示し、図７Ｃは、高充電判定マップを示す。 判定マップ選択部によって低充電判定マップ、通常判定マップ、及び高充電判定マップが選択されるときのバッテリの充電状態を示す図である。 記憶部の積算値補正マップ記憶領域に記憶されているΔＶ積算値補正マップを示す図であり、図９Ａは、−ΔＶ積算値補正マップを示し、図９Ｂは、＋ΔＶ積算値補正マップを示す。 記憶部のΔＳＯＣ補正マップ記憶領域に記憶されているΔＳＯＣ補正マップを示す図であり、図１０Ａは、＋ΔＳＯＣ補正マップを示し、図１０Ｂは、−ΔＳＯＣ補正マップを示す。 アシスト自転車の制御装置によるアシスト制御及び回生制御の動作を示すフローチャートである。 アシスト自転車の制御装置によるアシスト制御及び回生制御の動作を示すフローチャートである。 アシスト自転車の制御装置によるアシスト制御及び回生制御の動作を示すフローチャートである。 アシスト自転車の制御装置によるアシスト制御及び回生制御の動作を示すフローチャートである。 運転者がペダルを漕いでアシスト自転車を運転している場合に、踏力センサによって検出されたトルク値Ｔを示すものである。 アシスト自転車の制御装置によるアシスト自転車の停止動作を示すフローチャートである。

本発明に係る電動補助自転車の踏力検知装置及び制御装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、電動補助自転車（アシスト自転車）１０の左側面図を示す図である。アシスト自転車１０において、車体の左右に１つずつ対称的に設けられる機構乃至構成要素については、左のものの参照符号に「Ｌ」を付し、右のものの参照符号に「Ｒ」を付するものとする。アシスト自転車１０は、車体前方に位置するヘッドパイプ１２と、該ヘッドパイプ１２から後方且つ下方に延びるダウンフレーム１４と、ダウンフレーム１４の後端から上方に立ち上がるシートパイプ１６と、ヘッドパイプ１２のダウンフレーム１４の上方から後方に延びて前記シートパイプ１６と連結されるトップフレーム１８とを備える。

ステアリング軸２０は、上部にハンドル２２が連結されるとともに、ヘッドパイプ１２によってステアリング軸２０の略中間部が回転自在に保持される。前輪ＷＦは、車体前方に設けられ、ステアリング軸２０の下端側から延在する一対のフロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒに回転可能に軸支される。前輪ＷＦのハブ２６内には、モータ部２８が設けられ、ハブ２６の外周に複数のスポーク３０が取り付けられている。

シートパイプ１６の後方に設けられた一対のプレート３２Ｌ、３２Ｒには、後方に延びる一対のリアフォーク３４Ｌ、３４Ｒが配設されており、この一対のリアフォーク３４Ｌ、３４Ｒの後端に後輪ＷＲが軸支されている。また、トップフレーム１８の下方でシートパイプ１６から後方且つ下方に延びて一対のリアフォーク３４Ｌ、３４Ｒと連結される一対のステー３６Ｌ、３６Ｒが設けられている。

ダウンフレーム１４及びシートパイプ１６は、踏力検知装置３８を支持する。シートパイプ１６には、上端にシート４０を有するシートポスト４２がシート４０の上下位置を調整可能に装着されている。トップフレーム１８の内部に、モータ部２８に電力を供給するためのバッテリ４４が設けられている。このバッテリ４４は、アシスト自転車１０から取り外すことはできないようにトップフレーム１８の内部に設けられている。したがって、モータ部２８に発生した回生電力のみによって充電される。なお、充電器によって充電できるように、バッテリ４４は取り外し可能であってもよい。

踏力検知装置３８及びスプロケット（後輪駆動部材）４６を貫通して、車体の幅方向に延びるクランク軸４８が設けられ、クランク軸４８の両側に、ペダル５０Ｌを有するクランク５２Ｌ、ペダル５０Ｒを有するクランク５２Ｒが接続されている。運転者がペダル５０Ｌ、５０Ｒを漕ぐことにより、クランク軸４８に踏力トルク（動力）が与えられる。クランク軸４８に与えられた踏力トルクに起因してスプロケット４６が回転し、該スプロケット４６の回転は、チェーン５４を介して、後輪ＷＲ側の後輪側スプロケット５６に伝達され、後輪ＷＲが回転する。スプロケット４６、チェーン５４、及び後輪側スプロケット５６は駆動系機構として機能する。

一対のフロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒには、前輪ＷＦの回転を止めるための前輪用カンチブレーキ５８が設けられており、ステー３６Ｌ、３６Ｒには、後輪ＷＲの回転を止めるための後輪用カンチブレーキ６０が設けられている。ハンドル２２には、グリップ６２Ｌ、６２Ｒとブレーキレバー６４Ｌ、６４Ｒとが設けられており、ブレーキレバー６４Ｒを操作することで前輪用カンチブレーキ５８が作動し、ブレーキレバー６４Ｌを操作することで後輪用カンチブレーキ６０が作動する。

車速センサ（車速情報検出部）６６は、後輪ＷＲ（車輪）の回転数から車速を検出するものである。ハンドル２２の上部には、車速センサ６６に基づくアシスト自転車１０の車速を表示する図示しないスピードメータ、及び、表示部６８が設けられている。なお、ハンドル２２の前方には前照灯７０が設けられている。なお、車速センサ６６は、前輪ＷＦ（車輪）の回転数から車速を検出してもよい。この場合は、車速センサ６６は、前輪ＷＦの回転数が検出できる位置に設けられる。

図２は、図１の踏力検知装置３８のＩＩ−ＩＩ線断面図である。踏力検知装置３８は、アシスト自転車１０が前に進む方向（正方向）に、ペダル５０Ｌ、５０Ｒを漕いだ場合にスプロケット４６を回転させ、正方向とは逆方向にペダル５０Ｌ、５０Ｒを漕いだ場合にスプロケット４６を回転させない機構を有する。具体的には、踏力検知装置３８は、その筐体１００内にクランク軸４８の外周に挿嵌される中空トルク伝達部材１０２と、クランク軸４８と中空トルク伝達部材１０２の一方の側部（図２では左側の側部）との間に設けられたワンウェイクラッチ手段１０４と、モータ部２８内に設けられるブラシレスモータを駆動させる駆動ドライバ１０６と、駆動ドライバ１０６のＰＷＭ制御等を行う制御部１０８とを有する。

ワンウェイクラッチ手段１０４は、ペダル５０Ｌ、５０Ｒが正方向に漕がれたときにクランク軸４８の踏力トルクを中空トルク伝達部材１０２に伝達し、ペダル５０Ｌ、５０Ｒが正方向とは逆方向に漕がれたときにクランク軸４８の回転を中空トルク伝達部材１０２に伝達しない構造を有する。中空トルク伝達部材１０２の他方の側部（図２では右側の側部）にスプロケット４６が連結されている。詳しくは、中空トルク伝達部材１０２の他方の側部にはスプラインが形成されており、スプロケット４６が該スプラインに嵌合した状態で連結されている。

正方向にペダル５０Ｌ、５０Ｒに漕がれると、クランク軸４８が回転するとともに、ワンウェイクラッチ手段１０４により中空トルク伝達部材１０２が回転する。これにより、スプロケット４６が回転し、アシスト自転車１０が進む。一方、正方向と逆方向にペダル５０Ｌ、５０Ｒが漕がれるとクランク軸４８は回転するが、中空トルク伝達部材１０２は、ワンウェイクラッチ手段１０４によって回転しない。これにより、正方向と逆方向にペダル５０Ｌ、５０Ｒが漕がれてもスプロケット４６は回転せず、アシスト自転車１０が進むことはない。

また、クランク軸４８に与えられた踏力トルクを検出する踏力センサ（磁歪センサ）１１０は、中空トルク伝達部材１０２上に、中空トルク伝達部材１０２と相対回転可能に配置される。踏力センサ１１０は、２つの検出コイル１１２、１１４を有し、検出コイル１１２、１１４に対向するように磁性膜１１６が中空トルク伝達部材１０２の外周に設けられている。踏力センサ１１０は、中空トルク伝達部材１０２が回転することで発生するねじれによって生じる各検出コイル１１２、１１４のインダクタンスの変化を電圧に変換して制御部１０８に出力する。

中空トルク伝達部材１０２は、クランク軸４８からの踏力トルクを前記一方の側部で受けて回転するとともに、その外周に踏力センサ１１０が設けられた第１中空部材１１８と、第１中空部材１１８の他端側で第１中空部材１１８と嵌合し、嵌合部位とは反対側でスプロケット４６に連結される第２中空部材１２０とを有する。第１中空部材１１８と第２中空部材１２０とは、嵌合部位で突き当て嵌合されている。中空トルク伝達部材１０２は、第１中空部材１１８と第２中空部材１２０とを有するので、第１中空部材１１８と第２中空部材１２０との嵌合部位で、強い踏力時に発生するクランク軸４８を前下方に押下げる力とスプロケットにかかるチェーンの力との関係によるねじれの力の影響を緩和することができる。したがって、踏力センサ１１０に発生する該ねじれの影響を抑制することができ、踏力センサ１１０の検出精度を向上させることができる。

第１中空部材１１８は、ワンウェイクラッチ手段１０４が設けられる側にクランク軸４８と係合する第１係合部１２２を備える。第２中空部材１２０は、第１中空部材１１８との嵌合部位でクランク軸４８と係合する第２係合部１２４と、スプロケット４６との連結部位でクランク軸４８と係合する第３係合部１２６とを備える。この第１係合部１２２、第２係合部１２４、及び第３係合部１２６の３箇所でクランク軸４８を支持するので、クランク軸４８を前下方に押下げる力とスプロケット４６にかかるチェーン５４の力との関係によって中空トルク伝達部材１０２に発生するねじれを抑えることができ、踏力センサ１１０の検出精度を向上させることができる。

ワンウェイクラッチ手段１０４の車体外方側で、筐体１００に対して回転自在にクランク軸４８を支持する軸受け（第１軸受け）１２８と、第２係合部１２４と第３係合部１２６との間の位置で筐体１００に対して回転自在に中空トルク伝達部材１０２及びクランク軸４８を支持する軸受け（第２軸受け）１３０とが設けられている。軸受け１３０が、第２係合部１２４と第３係合部１２６との間に設けられているので、クランク軸４８にかかる力を第２中空部材１２０を通して、軸受け１３０が良好に支持することができ、踏力センサ１１０の検出精度を向上させることができる。

クランク軸４８には、第２中空部材１２０の第２係合部１２４をクランク軸４８のスラスト方向に突き当てるスラスト止め凸部１３２が設けられている。つまり、第２係合部１２４とスラスト止め凸部１３２とで、中空トルク伝達部材１０２のスラスト方向への移動を禁止することができる。これにより、中空トルク伝達部材１０２のスラスト方向のズレを防止することができ、踏力センサ１１０の検出精度を向上させることができる。

第１中空部材１１８は、さらに、一端側にワンウェイクラッチ手段１０４のアウターが設けられた第３中空部材１３４と、第３中空部材１３４の他端側で第３中空部材１３４と嵌合する第４中空部材１３６とを有する。第２中空部材１２０は、第４中空部材１３６の第３中空部材１３４と嵌合する部位とは反対側で第４中空部材１３６と嵌合しており、第４中空部材１３６の外周に踏力センサ１１０が設けられる。第１中空部材１１８は、第３中空部材１３４と第４中空部材１３６とを有するので、第３中空部材１３４と第４中空部材１３６とが嵌合する部位と、第４中空部材１３６と第２中空部材１２０とが嵌合する部位とで、強い踏力時に発生するクランク軸４８を前下方に押下げる力とスプロケット４６にかかるチェーン５４の力との関係によるねじれの力の影響をさらに緩和することができる。したがって、踏力センサ１１０に発生する該ねじれの影響を抑制することができ、踏力センサ１１０の検出精度を向上させることができる。

なお、図３に示すように中空トルク伝達部材１０２を１つの部材で形成してもよい。図３は、中空トルク伝達部材１０２を１つの部材で構成した場合における図１の踏力検知装置３８のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３では、図２に示す構成と同様の構成については同一の符号をしている。図３の場合であっても、第１係合部１２２、第２係合部１２４、及び第３係合部１２６の３箇所でクランク軸４８を支持するので、クランク軸４８を前下方に押下げる力とスプロケット４６にかかるチェーン５４の力との関係によって中空トルク伝達部材１０２に発生するねじれを抑えることができ、踏力センサ１１０の検出精度を向上させることができる。

図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線要部断面図である。ハブ２６内には、モータ部２８が設けられ、モータ部２８は、軸ねじ１５０Ｌとナット１５２Ｌをによって左側のフロントフォーク２４Ｌに、軸ねじ１５０Ｒとナット１５２Ｒによって右側のフロントフォークＲ２４にそれぞれ固定される。この軸ねじ１５０Ｌ、１５０Ｒが前輪ＷＦの回転軸となる。モータ部２８は、左ケース１５６及び右ケース１５８で形成される空間内に設けられたブラシレスモータ１６０と、ブラシレスモータ１６０の回転角度を検出する磁極センサ１６２とを備える。ブラシレスモータ１６０は周知技術なので詳しくは説明しないが、円周方向に交互に配置されたＮ極及びＳ極の永久磁石１６４を有するロータ１６６と、ロータ１６６を回転させる回転磁界を発生するＵＶＷ相のステータコイルを有するステータ１６８とを有する。ロータ１６６の回転軸がモータ部２８の駆動軸１７０となる。磁極センサ１６２は、ロータ１６６の回転軸と一緒に回転する磁石１７２と、磁石１７２を検出するホールＩＣ１７４とを有し、ホールＩＣ１７４は、磁石１７２と対向するようにホールＩＣハウジング１７６によって保持される。磁石１７２は、ブラシレスモータ１６０の円周方向に沿って複数個（例えば、ロータ１６６の永久磁石１６４と同じ数分）設けられており、Ｎ極の磁石１７２とＳ極の磁石１７２が交互に配置されている。左ケース１５６にホールＩＣハウジング１７６が設けられ、右ケース１５８にブラシレスモータ１６０が設けられている。

モータ部２８の駆動軸１７０は、第１ドライブギア１７８に接続されており、第１ドライブギア１７８の回転は、右ケース１５８によって回転可能に軸支されたギア軸１８０に設けられた第１ドリブンギア１８２に伝達される。ギア軸１８０にはさらに第２ドライブギア１８４が設けられ、駆動軸１７０の回転によって第１ドリブンギア１８２が回転することでギア軸１８０も回転する。このギア軸１８０の回転によって第２ドライブギア１８４が回転する。ハブ２６は、左ケース１５６に設けられた軸受け１８６と、右ケース１５８に設けられた軸受け１８８によって、モータ部２８に対して回転可能に支持されている。したがって、ハブ２６は、軸ねじ１５０Ｌ、１５０Ｒを中心に回転することができ、これにより前輪ＷＦが回転可能となる。

ハブ２６は、左ハブプレート１９０と、左ハブプレート１９０にねじ１９２で固定された右ハブプレート１９４とからなる。左ハブプレート１９０と左ケース１５６との間に軸受け１８６が設けられ、右ハブプレート１９４と右ケース１５８との間に軸受け１８８が設けられている。右ハブプレート１９４には、第２ドライブギア１８４と嵌合する第２ドリブンギア１９６が設けられている。したがって、モータ部２８の駆動力は、第１ドライブギア１７８、第１ドリブンギア１８２、第２ドライブギア１８４、第２ドリブンギア１９６を介してハブ２６に伝達され、ハブ２６が回転する。これにより、モータ部２８の駆動力によって前輪ＷＦが回転する。

制御部１０８は、クランク軸４８に与えられた踏力トルクとアシスト自転車１０の車速とに応じたアシスト比によって定められる補助トルクをブラシレスモータ１６０が発生するように、駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御する。駆動ドライバ１０６は、複数相（本実施の形態では、ＵＶＷ相）の各スイッチング素子を有し、制御部１０８は、決められたデューティ比でＵＶＷ相の各スイッチング素子をオン・オフ制御することで駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御する。このＰＷＭ制御により、駆動ドライバ１０６は、バッテリ４４の直流電流を３相交流電流に変換して、３相の交流電流をブラシレスモータ１６０のＵＶＷ相のステータコイルに通電する。これにより、ブラシレスモータ１６０の駆動軸１７０が回転する。

また、坂道などでブラシレスモータ１６０の駆動軸１７０が回転した場合には、ＵＶＷ相のステータコイルに３相交流電流が発生するので（通電されるので）、駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御することで、駆動ドライバ１０６に３相交流電流を直流電流に変換させる。この変換された直流電流はバッテリ４４に充電される。これにより、電気的エネルギーを回生することができ、回生された電気エネルギーを充電することができる。なお、制御部１０８は、クロック回路を有し、タイマーとしても機能する。

図５は、表示部６８の概略外観図である。表示部６８は、メモリカード（メディア）２００が装着可能なスロット（メディア装着部）２０２と、装着されたメモリカード２００を機械的に取り出すための取り出しボタン２０４と電源スイッチ２０６とが設けられている。また、表示部６８は、現在アシスト自転車１０がアシストを行っているか回生充電を行っているかを示すアシスト回生表示領域２０８と、現在のモードを示すモード表示領域２１０と、メモリカード２００が装着されているかを示すメモリ表示領域２１２と、アシスト自転車１０の前照灯７０が点灯しているかを表示する前照灯表示領域２１４と、現在のバッテリ４４の電池残量を表示する電池残量表示領域２１６とを有する。

電源スイッチ２０６は、アシスト自転車１０の電源をオンにするためのものであり、電源スイッチ２０６がオンにされると、電源スイッチ２０６を点灯させる図示しない発光素子が表示部６８に設けられている。

アシスト回生表示領域２０８は、現在アシスト自転車１０の状態がアシストか回生充電かを示すものであり、さらに、アシスト及び回生充電の度合いを示す。詳しくは、複数の発光領域２２０（２２０ａ、２２０ｂ）が縦方向に複数配置され、中心線２１８を境に上半分の複数（本実施の形態では３つ）の発光領域２２０ａは、アシストが行われていることを示す領域であり、下半分の複数（本実施の形態では３つ）の発光領域２２０ｂは、回生充電が行われていることを示す領域である。また、上半分の複数の発光領域２２０ａは、現在のアシスト度合いに応じて点灯し、下半分の複数の発光領域２２０ｂは、現在の回生充電の度合いに応じて点灯する。

例えば、上半分の３つの発光領域２２０ａは、アシストの度合いを３段階のレベルで表示させ、アシストの度合い（バッテリ４４が放電する電力量）がレベル１（最も低い）の場合は中心線２１８に最も近い発光領域２２０ａが点灯し、アシストの度合いがレベル３（最も高い）の場合は全ての発光領域２２０ａが点灯する。また、下半分の３つの発光領域２２０ｂは、回生充電の度合いを３段階のレベルで表示させ、回生充電の度合い（バッテリ４４に充電される電力量）がレベル１（最も低い）の場合は中心線２１８に最も近い発光領域２２０ｂが点灯し、回生充電の度合いがレベル３（最も高い）の場合は全ての発光領域２２０ｂが点灯する。なお、アシストの度合いは、アシスト制御の制御量に比例して高くなり、回生充電の度合いは、回生制御の制御量に比例して高くなる。

モード表示領域２１０は、現在設定されているモードを表示させるものであり、詳しくは、「パワー」、「オート」、「エコ」の三種類のモードが表示されており、その左に、現在設定されているモードを表示するための発光領域２２２が設けられている。例えば、「パワー」の左に設けられた発光領域２２２が点灯している場合は、現在設定されているモードがパワーであることを示し、「エコ」の左に設けられた発光領域２２２が点灯している場合は、現在設定されているモードがエコであることを示している。また、モード表示領域２１０には、設定されるモードを変更するためのモード切替スイッチ２２４が設けられ、該モード切替スイッチ２２４を操作することで運転者は設定されるモードを変更させることができる。「パワー」モードは、アシストが強めになるモードであり、「エコ」モードは、回生充電が強めになるモードである。また、「オート」は走行状態等に応じて自動的にアシストが強くなったり、回生充電が強くなったりするモードである。

メモリ表示領域２１２は、メモリカード２００が装着されると点灯し、前照灯表示領域２１４は、前照灯７０が点灯すると点灯する。電池残量表示領域２１６には、現在の電池残量を表示するものである。表示領域及び発光領域の点灯は、図示しない発光素子（例えば、ＬＥＤ）等が発光することで点灯し、表示部６８は、発光素子と該発光素子を駆動するための駆動部（図示略）を有する。駆動部は、制御部１０８によって制御される。

図６は、アシスト自転車１０の制御装置２５０の電気的構成図である。制御装置２５０は、踏力センサ１１０と、車速センサ６６と、制御部１０８と、記憶部２５２とを備える。制御部１０８は、充電状態検出部２６０、判定マップ選択部２６２、モード判定部２６４、ΔＶ演算部２６６、ΔＶ積算部２６８、アシスト制御部２７０、回生制御部２７２、ΔＳＯＣ算出部２７４、制御量補正部２７６、アシスト過渡制御部２７８、過渡係数設定部２８０、及びクランク回転回数検出部２８２を備える。制御部１０８は、ＣＰＵ等のコンピュータ（情報処理装置）からなり、該コンピュータが所定のプログラムを実行することによって本実施の形態の制御部１０８として機能する。前記所定のプログラムは、記憶部２５２に格納されていてもよく、図示しない記録媒体に格納されていてもよい。

記憶部２５２は、複数の判定マップ（判定手段）が記憶された判定マップ記憶領域２９０、ΔＶ積算値補正マップが記憶された積算値補正マップ記憶領域２９２、ΔＳＯＣ補正マップが記憶されたΔＳＯＣ補正マップ記憶領域２９４、及びアシスト制御用及び回生制御用のΔＳＯＣ補正係数が記憶されるΔＳＯＣ補正係数記憶領域２９６を少なくとも有する。

充電状態検出部２６０は、現在のバッテリ４４の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）、つまり、バッテリ４４の残容量を検出する。バッテリ４４には、図示しない電圧センサ、電流センサが設けられ、充電状態検出部２６０は、電圧センサが検出したバッテリ４４の電圧、電流センサが検出したバッテリ４４に流れる電流に基づいて、充電状態ＳＯＣを検出する。

判定マップ選択部２６２は、充電状態検出部２６０が検出した充電状態ＳＯＣに基づいて、記憶部２５２に記憶されている判定マップから使用する判定マップを選択する。記憶部２５２は、複数の判定マップを記憶しており、判定マップには、踏力トルクのトルク値Ｔとアシスト自転車１０の車速を示す車速情報値Ｖとに応じてアシストモード及び回生モードのどちらかを実行するか、及びその制御量が定められている。

図７は、記憶部２５２の判定マップ記憶領域２９０に記憶されている判定マップを示す図であり、図７Ａは、低充電判定マップを示し、図７Ｂは、通常判定マップを示し、図７Ｃは、高充電判定マップを示す。横軸は、トルク値Ｔを示し、縦軸は車速情報値Ｖを示す。図８は、判定マップ選択部２６２によって低充電判定マップ、通常判定マップ、及び高充電判定マップが選択されるときのバッテリ４４の充電状態を示す図である。

低充電判定マップは、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが低充電のときに用いられる判定マップであり、高充電判定マップは、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが高充電のときに用いられる判定マップであり、通常判定マップは、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが通常のとき（低充電及び高充電以外のとき）に用いられる判定マップである。

低充電判定マップは、回生重視の制御（回生制御を行う比率を高くしてアシスト制御及び回生制御の切り替え制御）を行うための判定マップであり、高充電判定マップは、アシスト重視の制御（アシスト制御を行う比率を高くしてアシスト制御及び回生制御の切り替え制御）を行うための判定マップであり、通常判定マップは、通常の制御（アシスト制御及び回生制御の切り替え制御）を行うための判定マップである。

判定マップ選択部２６２は、図８に示すように、選択している判定マップが通常判定マップの時に、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第１レベル（例えば、２０％）より低下すると、低充電判定マップを選択する。そして、選択している判定マップが低充電判定マップの時に、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第２レベル（例えば、４０％）より大きくなると通常判定マップを選択する。判定マップ選択部２６２は、選択している判定マップが通常判定マップの時に、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第３レベル（例えば、１１０％）を超えると、高充電判定マップを選択する。そして、選択している判定マップが高充電判定マップの時に、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第４レベル（例えば、９０％）より低下すると通常判定マップを選択する。

なお、バッテリ４４は、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが制御目標範囲（例えば、６０％〜７０％）の間となるようにアシスト制御及び回生制御が行われる。この制御目標範囲は記憶部２５２に記憶されている。つまり、第１レベルと第３レベルは、制御目標範囲から略同じ差分のレベルに設定されており、前記第２レベルと前記第４レベルとは、前記差分の略中間レベルにそれぞれ設定されている。これにより、回生重視の制御とアシスト重視の制御が、制御目標範囲を基準にバッテリ４４の充電状態の増減方向（２０〜１１０％）で同じようなタイミングで切り替えられ、運転者のバッテリ４４の充電状態の認識に違和感を生じさせないアシスト制御と回生制御とを実現することができる。また、第２レベル及び第４レベルが、制御目標範囲から第１レベルと第３レベルの中間位置にあることから、回生重視の制御と通常の制御との切り替わり頻度、及び、アシスト重視の制御と通常の制御との切り替わりの頻度を抑えることができ、バッテリ４４の制御目標範囲への容量制御も同じレベルで到達することができる。

判定マップは、トルク値Ｔが所定レベル（スレッショルド）より大きい場合は、アシストモードを実行させ、トルク値Ｔが所定レベル以下の場合は、回生モードを実行させることが定められたマップである。詳しくは、トルク値Ｔが所定レベルより大きい、又は、車速情報値Ｖが所定速度値より大きい場合は、アシストモードを実行させ、トルク値Ｔが所定レベル以下であり、且つ、車速情報値Ｖが所定速度値以下の場合は、回生モードを実行させることが定められたマップである。所定レベルの値及び所定速度値は、低充電判定マップ、通常判定マップ、高充電判定マップに応じて異なり、低充電判定マップにおける所定レベルの値及び所定速度値が最も高く、高充電判定マップにおける所定レベル及び所定速度値が最も低い。したがって、バッテリ４４の充電状態が低いほど、回生モードが実行されるモードとして判定され易くなる。

本実施の形態では、高充電判定マップにおける所定レベルの値及び所定速度値は０としている。したがって、高充電判定マップにおいては、トルク値Ｔ及び車速情報値Ｖの全領域において、アシストモードを実行させることが定められたマップとなっている。したがって、バッテリ４４を過充電から保護することができ、運転者は、運転フィーリングからバッテリ４４の満充電を認識することができる。また、本実施の形態では、低充電判定マップにおける所定速度値は、アシスト自転車１０が出すことができない速度値（例えば、１００ｋｍ／ｈ）に設定しておく。

通常判定マップは、トルク値Ｔが所定レベルである第１の所定値以下で、且つ、車速情報値Ｖが所定速度値である第２の所定値以下の場合に回生モードが実行され、トルク値Ｔが所定レベルである第１の所定値より大きい又は車速情報値Ｖが第２の所定値より大きい場合はアシストモードが実行されるように定められている。つまり、高車速又は高踏力のときのみアシストモードが実行され、それ以外では回生モードが実行されるので、バッテリ４４の充電状態が適正な範囲で維持される可能性が高く、バッテリ４４の別途充電器での充電をなくす、又は、少なくすることができる。

低充電判定マップは、トルク値Ｔが所定レベルである第３の所定値より大きいときのみアシストモードが実行され、トルク値Ｔが第３の所定値以下の場合は回生モードが実行されるように定められている。第３の所定位置は、第１の所定値より大きい。したがって、バッテリ４４を過放電から保護することができ、運転者は、運転フィーリングからバッテリ４４の充電状態が低いことを認識することができる。なお、低充電判定マップにおける所定速度値は、アシスト自転車１０が出すことができない速度値であるので、速度情報値Ｖを考慮しなくて済む。

このように、判定マップ選択部２６２は、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣに応じて判定マップの選択を切り替えることで、所定レベル及び所定速度値を変更する。

判定マップは、さらに各トルク値Ｔ及び車速情報値Ｖに対応して、アシスト制御及び回生制御の制御量（デューティ比）が記憶されている。例えば、通常判定マップにおいて、トルク値Ｔが第１の所定値より大きく、又は車速情報値Ｖが第２の所定値より大きい場合には、該トルク値Ｔ及び車速情報値Ｖに応じたアシスト制御の制御量が記憶されており、トルク値Ｔが第１の所定値以下で、車速情報値Ｖが第２の所定値以下の場合には、該トルク値Ｔ及び車速情報値Ｖに応じた回生制御の制御量が記憶されている。

このように、トルク値Ｔ及び車速情報値Ｖに応じてアシスト制御及び回生制御の制御量が定められた判定マップを用いて、アシスト制御及び回生制御の切り替え、及び、アシスト制御及び回生制御の制御量を決めるので、適切に、且つ、簡単にアシスト制御及び回生制御の切り替えが行うことができるととともに、制御量も決めることができる。

図６の説明に戻り、モード判定部２６４は、踏力センサ１１０が検出した踏力トルクのトルク値Ｔと、車速センサ６６が検出したアシスト自転車１０の車速情報値（車速値）Ｖとを用いて、判定マップ選択部２６２が選択した判定マップから実行するモードを判定する。本実施の形態においては、車速センサ６６を用いてアシスト自転車１０の車速情報値Ｖを検出するようにしたが、車速を示す情報を検出することができるセンサであればよい。例えば、車速センサ６６に代えて、クランク軸４８の回転数（車速情報値Ｖ）を検出するクランク軸回転数検出センサ（車速情報検出部）を設けてもよい。クランク軸４８の回転数により、アシスト自転車１０の車速を求めることができるからである。

また、モード判定部２６４は、判定したモードがアシストモードから回生モードに変わった後で、踏力センサ１１０が検出したトルク値Ｔのピークが前記所定レベル以下になったことを検出した場合には、アシスト過渡モードを実行すると判定する。アシスト過渡モードとは、本来は回生モードを実行すべきところ、便宜的にアシスト制御を行う特別のモードである。

ΔＶ演算部２６６は、車速センサ６６が検出した前回の（所定時間前の）車速情報値Ｖと今回の車速情報値Ｖの差分（変化量）であるΔＶを演算する。つまり、今回の車速情報値Ｖから前回の車速情報値Ｖを減算することで、差分であるΔＶを演算する。したがって、アシスト自転車１０が加速方向の場合は、ΔＶは正の値となり、アシスト自転車１０が減速方向の場合は、ΔＶは負の値となる。

ΔＶ積算部２６８は、ΔＶ演算部２６６が演算した正及び負のΔＶを積算する。ΔＶ積算部２６８は、ΔＶを正負に応じて積算する。つまり、ΔＶ積算部２６８は、正のΔＶ同士、負のΔＶ同士を積算し、正のΔＶと負のΔＶとを積算することはない。

アシスト制御部２７０は、モード判定部２６４によってアシストモードと判定された場合に、ブラシレスモータ１６０を駆動制御してアシスト制御を行う。詳しくは、アシスト制御部２７０は、踏力センサ１１０によって検出されたトルク値Ｔ及び車速センサ６６によって検出された車速情報値Ｖに応じた制御量を、判定マップ選択部２６２が選択した判定マップから取得し、取得した該制御量（デューティ比）で駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御することで、アシスト制御を行う。アシスト制御の制御量が増加すればするほどアシスト比も増加し、制御量が減少するほどアシスト比も減少する。アシスト比が増加すると踏力トルクに対するブラシレスモータ１６０による補助トルクの割合が大きくなる。

回生制御部２７２は、モード判定部２６４によって回生モードと判定された場合に、ブラシレスモータ１６０を駆動制御して回生制御を行う。詳しくは、回生制御部２７２は、踏力センサ１１０によって検出されたトルク値Ｔ及び車速センサ６６によって検出された車速情報値Ｖに応じた制御量を、判定マップ選択部２６２が選択した判定マップから取得し、取得した該制御量（デューティ比）で駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御することで、回生制御を行う。回生制御の制御量が増加すればするほど回生充電される電力量も増加し、制御量が減少すればするほど回生充電される電力量も減少する。回生制御の制御量が増加すると、その分回生ブレーキが強くなり、運転者のペダル５０Ｌ、５０Ｒを漕ぐ負荷が大きくなる。

ΔＳＯＣ算出部２７４は、前回のアシスト自転車１０の使用による電源オン及びオフ時の充電状態ＳＯＣの差であるΔＳＯＣを算出する。詳しくは、前回のアシスト自転車１０の使用開始時（電源オン時）のバッテリ４４の充電状態ＳＯＣから前回のアシスト自転車１０の使用終了時（電源オフ時）のバッテリ４４の充電状態ＳＯＣを減算することで、ΔＳＯＣを算出する。このΔＳＯＣにより前回のアシスト自転車１０の１回当たりのアシスト制御が行われた状態（アシスト状態）及び回生制御が行われた状態（回生状態）が分かる。つまり、アシスト制御によるバッテリ４４の放電の状態及び回生制御によるバッテリ４４の充電の状態がわかる。ΔＳＯＣが正の値の場合は、前回のアシスト自転車１０の使用によりアシスト制御が回生制御より多く行われたことを示し、ΔＳＯＣが負の値の場合は、前回のアシスト自転車１０の使用により回生制御がアシスト制御より多く行われたことを示している。

制御量補正部２７６は、積算された正及び負のΔＶ積算値に応じてアシスト制御及び回生制御による制御量を補正する。制御量補正部２７６は、負のΔＶ積算値に応じて回生制御の制御量を減少させる方向に補正し、正のΔＶ積算値に応じてアシスト制御の制御量を増加させる方向に補正する。

詳しくは、制御量補正部２７６は、積算された正及び負のΔＶ積算値に応じたΔＶ積算値補正係数を、記憶部２５２の積算値補正マップ記憶領域２９２に記憶されたΔＶ積算値補正マップから取得し、取得したΔＶ積算値補正係数をアシスト制御及び回生制御の制御量に乗算することで、アシスト制御及び回生制御の制御量を補正する。アシスト制御部２７０及び回生制御部２７２は、この補正された制御量にしたがってアシスト制御及び回生制御を行う。

また、制御量補正部２７６は、算出された正及び負のΔＳＯＣに応じてアシスト制御及び回生制御の制御量を補正する。制御量補正部２７６は、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが制御目標範囲（６０％〜７０％）に収まるようにアシスト制御及び回生制御の制御量を補正する。制御量補正部２７６は、ΔＳＯＣが正の場合は、回生制御の制御量を増加させ、アシスト制御の制御量を減少させる方向に補正し、ΔＳＯＣが負の場合は、回生制御の制御量を減少させ、アシスト制御の制御量を増加させる方向に補正する。

詳しくは、制御量補正部２７６は、正及び負のΔＳＯＣに応じたアシスト制御用及び回生制御用のΔＳＯＣ補正係数を、記憶部２５２のΔＳＯＣ補正マップ記憶領域２９４に記憶されたΔＳＯＣ補正マップから取得し、該取得したΔＳＯＣ補正係数を記憶部２５２のΔＳＯＣ補正係数記憶領域２９６に記憶する。そして、ΔＳＯＣ補正係数記憶領域２９６に記憶したアシスト制御及び回生制御のΔＳＯＣ補正係数をアシスト制御及び回生制御の制御量に乗算することで、アシスト制御及び回生制御の制御量を補正する。アシスト制御部２７０及び回生制御部２７２は、この補正された制御量にしたがってアシスト制御及び回生制御を行う。正負のΔＳＯＣ補正マップには、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが制御目標範囲（６０％〜７０％）に収まるようにアシスト制御及び回生制御の制御量を補正するΔＳＯＣ補正係数が定められている。

図９は、記憶部２５２の積算値補正マップ記憶領域２９２に記憶されているΔＶ積算値補正マップを示す図であり、図９Ａは、−ΔＶ積算値補正マップを示し、図９Ｂは、＋ΔＶ積算値補正マップを示す。横軸は、−（負の）ΔＶ積算値又は＋（正の）ΔＶ積算値の絶対値を示し、縦軸は、ΔＶ積算値補正係数を示す。−ΔＶ積算値補正マップは、アシスト自転車１０の車速が減少している場合に用いられる補正マップであり、＋ΔＶ積算値補正マップは、アシスト自転車１０の車速が増加している場合に用いられる補正マップである。

−ΔＶ積算値補正マップは、回生制御用のΔＶ積算値補正係数が、−ΔＶ積算値の絶対値が第１の閾値より大きくなるまでは１．０となるように設定されており、−ΔＶ積算値の絶対値が第１の閾値より大きくなると徐々に減少し、−ΔＶ積算値の絶対値が第３の閾値以上になると０．６となるように設定されている。アシスト制御用のΔＶ積算値補正係数は、−ΔＶ積算値にかかわらず１．０に設定されている。

＋ΔＶ積算値補正マップは、アシスト制御用のΔＶ積算値補正係数が、＋ΔＶ積算値の絶対値が第２の閾値より大きくなるまでは１．０となるように設定されており、＋ΔＶ積算値の絶対値が第２の閾値より大きくなると徐々に増加し、＋ΔＶ積算値の絶対値が第４の閾値以上になると１．４となるように設定されている。回生制御用のΔＶ積算値補正係数は、＋ΔＶ積算値にかかわらず１．０に設定されている。

このように、ΔＶ積算値が負の場合（アシスト自転車１０が減速している場合）は、負のΔＶ積算値の絶対値に応じて回生制御の制御量が小さくなるように補正するので、回生制御によりペダル５０Ｌ、５０Ｒの回転数が大きく減少した場合には、回生制御の制御量を減少させてペダル５０Ｌ、５０Ｒの回転数の減少を抑えることができる。ΔＶ積算値が正の場合（アシスト自転車１０が加速している場合）は、正のΔＶ積算値の絶対値に応じてアシスト制御の制御量が大きくなるように補正するので、速やかに運転者が所望する車速となるようにアシスト制御することができる。したがって、クランク軸４８の回転中にアシスト制御と回生制御とが切り替わることによるクランク軸４８の回転数の変動を抑えることが可能となり、運転者に与える違和感を軽減させることができる。

図１０は、記憶部２５２のΔＳＯＣ補正マップ記憶領域２９４に記憶されているΔＳＯＣ補正マップを示す図であり、図１０Ａは、＋ΔＳＯＣ補正マップを示し、図１０Ｂは、−ΔＳＯＣ補正マップを示す。横軸は、＋（正の）ΔＳＯＣ又は−（負の）ΔＳＯＣの絶対値を示し、縦軸は、ΔＳＯＣ補正係数を示す。＋ΔＳＯＣ補正マップは、算出されたΔＳＯＣが正の場合に用いられる補正マップであり、−ΔＳＯＣ補正マップは、算出されたΔＳＯＣが負の場合に用いられる補正マップである。

＋ΔＳＯＣ補正マップは、算出された＋ΔＳＯＣの絶対値が、前回の電源オフ時における充電状態ＳＯＣの５％となる値（所定値）以下の場合は、ΔＳＯＣ補正係数が１．０となるように設定されており、算出された＋ΔＳＯＣの絶対値が、前回の電源オフ時における充電状態ＳＯＣの５％となる値より大きい場合は、＋ΔＳＯＣの絶対値大きさに応じて、回生制御の制御量を徐々に増加させ、アシスト制御の制御量を徐々に減少させるようにΔＳＯＣ補正係数が設定されている。つまり、アシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数と、回生制御用のΔＳＯＣ補正係数が＋ΔＳＯＣの絶対値に対応して設定されている。

−ΔＳＯＣ補正マップは、算出された−ΔＳＯＣの絶対値が、前回の電源オフ時における充電状態ＳＯＣの５％となる値（所定値）以下の場合は、ΔＳＯＣ補正係数が１．０となるように設定されており、算出された−ΔＳＯＣの絶対値が、前回の電源オフ時における充電状態ＳＯＣの５％となる値より大きい場合は、−ΔＳＯＣの絶対値の大きさに応じて、回生制御の制御量を徐々に減少させ、アシスト制御の制御量を徐々に増加させるようにΔＳＯＣ補正係数が設定されている。つまり、アシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数と、回生制御用のΔＳＯＣ補正係数が−ΔＳＯＣの絶対値に対応して設定されている。

なお、ΔＳＯＣ補正係数は、１．４より大きく、０．６より小さくならないように制限が設けられており、ΔＳＯＣ補正係数が１．４若しくは０．６になった場合は、それ以上＋ΔＳＯＣ及び−ΔＳＯＣの絶対値が大きくなってもΔＳＯＣ補正係数が、１．４若しくは０．６に保持される。

このように、ΔＳＯＣが正の場合は、前回のアシスト自転車１０の使用によって、回生制御よりアシスト制御の方が多く行われたので、＋ΔＳＯＣ補正マップにより、回生制御の制御量を多く、アシスト制御の制御量を少なくさせるように制御量を補正することで、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣを制御目標範囲に収めることが可能となる。また、ΔＳＯＣが負の場合は、前回のアシスト自転車１０の使用によってアシスト制御より回生制御が多く行われたので、−ΔＳＯＣ補正マップにより、回生制御の制御量を少なく、アシスト制御の制御量を多くさせるように制御量を補正することでバッテリ４４の充電状態ＳＯＣを制御目標範囲に収めることが可能となる。なお、ΔＳＯＣの絶対値が前回のアシスト自転車１０の電源オフ時における充電状態ＳＯＣの５％以内にある場合は、アシスト制御及び回生制御の制御量を補正しないので、ΔＳＯＣ補正係数が頻繁に変動することを抑えることができる。

図６の説明に戻り、アシスト過渡制御部２７８は、モード判定部２６４によりアシスト過渡モードと判定された場合に、ブラシレスモータ１６０を駆動制御してアシスト過渡制御を行う。アシスト過渡制御とは、所定回数のクランク軸４８の回転（本実施の形態では、クランク軸４８の１回転）の間、アシスト制御によるアシスト比を減少させたアシスト比でブラシレスモータ１６０を駆動制御することをいう。詳しくは、アシスト過渡制御部２７８は、前回の踏力トルクがピークとなった時に行われたアシスト制御の制御量（デューティ比）を後述する過渡係数（１未満の係数）で乗算した制御量で、今回の踏力トルクのピークが検出されてから所定期間、駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御することでアシスト過渡制御を行う。アシスト過渡制御部２７８は、クランク軸４８の半回転毎に、アシスト過渡制御を行う。

過渡係数設定部２８０は、アシスト過渡制御に用いられる過渡係数を設定する。過渡係数設定部２８０は、半回転毎に設定する過渡係数を減少させる。例えば、過渡係数設定部２８０は、最初に過渡係数を０．８に設定し、クランク軸４８が半回転すると過渡係数を０．３に設定する。これにより、アシスト過渡制御によってブラシレスモータ１６０に発生する補助トルクは、半回転毎に小さくなる。

クランク回転回数検出部２８２は、クランク軸４８の回転回数を検出するものである。クランク回転回数検出部２８２は、カウンタ回路とカウント値算出部とを有する（図示略）。カウンタ回路は、一定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎にカウント値をインクリメントする。カウント値算出部は、現在の車速から、クランク軸４８の半回転及び１回転分のカウント値を算出する。つまり、現在の車速からクランク軸４８が半回転するのにかかる時間が分かるので、該時間からクランク軸４８の半回転分のカウント値と１回転分のカウント値を算出する。クランク回転回数検出部２８２は、カウンタ回路のカウント値が算出した該カウント値になった否かでクランク軸４８の半回転及び１回転を検出する。

次に、アシスト自転車１０の制御装置２５０によるアシスト制御及び回生制御の動作を図１１〜図１４のフローチャートにしたがって説明する。電源スイッチ２０６がオンにされ、アシスト自転車１０の制御装置２５０が駆動すると、充電状態検出部２６０は、現在のバッテリ４４の充電状態ＳＯＣを検出し（図１１のステップＳ１）、起動時におけるバッテリ４４の充電状態ＳＯＣを記憶部２５２に記憶させる（ステップＳ２）。このステップＳ２の動作は、起動時に最初に検出した充電状態ＳＯＣを記憶し、起動後の２回目以降に検出した充電状態ＳＯＣは記憶しない。

次いで、判定マップ選択部２６２は、ステップＳ１で検出したバッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第１レベル（２０％）よりも低いか否かを検出する（ステップＳ３）。ステップＳ３で検出したバッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第１レベル（２０％）よりも低くないと判断すると、判定マップ選択部２６２は、検出したバッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第２レベル（４０％）より大きいか否かを検出する（ステップＳ４）。

ステップＳ４で、検出したバッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第２レベル（４０％）よりも大きくない判断すると、判定マップ選択部２６２は、現在選択している判定マップが通常判定マップであるか否かを判断する（ステップＳ５）。

ステップＳ３で検出した充電状態ＳＯＣが第１レベル（２０％）より低いと判断された場合、及び、充電状態ＳＯＣが第１レベル（２０％）以上且つ第２レベル（４０％）以下の場合であって、ステップＳ５で現在選択している判定マップが通常判定マップでないと判断された場合は、判定マップ選択部２６２は、低充電判定マップを選択する（ステップＳ６）。これにより、バッテリ４４の充電状態が低いときは、低充電判定マップを選択するので、充電状態が低いときに合ったアシスト制御及び回生制御の切り替えを適切に行うことができる。

一方、ステップＳ４で、検出した充電状態ＳＯＣが第２レベル（２０％）より大きいと判断されると、判定マップ選択部２６２は、検出した充電状態ＳＯＣが第４（９０％）レベルより低いか否かを判断する（ステップＳ７）。ステップＳ７で、検出した充電状態ＳＯＣが第４レベル（９０％）より低くないと判断すると、判定マップ選択部２６２は、検出した充電状態ＳＯＣが第３レベル（１１０％）より大きいか否かを判断する（ステップＳ８）。

ステップＳ８で、検出した充電状態ＳＯＣが第３レベル（１１０％）より大きくないと判断すると、判定マップ選択部２６２は、現在選択している判定マップが通常判定マップであるか否かを判断する（ステップＳ９）。ステップＳ８で検出した充電状態ＳＯＣが第３レベルより大きいと判断された場合、充電状態ＳＯＣが第４レベル（９０％）以上第３レベル（１１０％）以下であって、ステップＳ９で現在選択されている判定マップが通常判定マップでないと判断された場合は、判定マップ選択部２６２は、高充電判定マップを選択する（ステップＳ１０）。これにより、バッテリ４４の充電状態が高いときは、高充電判定マップを選択するので、充電状態が高いときに合ったアシスト制御及び回生制御の切り替えを適切に行うことができる。

充電状態ＳＯＣが第１レベル以上且つ第２レベル以下であって、ステップＳ５で現在選択している判定マップが通常判定マップであると判断された場合、ステップＳ７で検出した充電状態ＳＯＣが第４レベルより低いと判断された場合、及び、充電状態ＳＯＣが第４レベル以上且つ第３レベル以下であって、ステップＳ９で現在選択している判定マップが通常判定マップであると判断された場合は、判定マップ選択部２６２は、通常判定マップを選択する（ステップＳ１１）。

このように、現在通常判定マップが選択されている状態で、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第１レベルより低くなると、ステップＳ６で低充電判定マップが選択される。その後、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第１レベルより大きい第２レベルを上回ると、ステップＳ１１で通常判定マップが選択されることになる。また、現在通常判定マップが選択されている状態で、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第３レベルより大きくなると、ステップＳ１０で高充電判定マップが選択される。その後、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが第３レベルより低い第４レベルを下回ると、ステップＳ１１で通常判定マップが選択されることになる。また、判定マップの切り替えにヒステリシスを設けたので（通常判定マップから低充電判定マップ及び高充電判定マップに切り替わる充電状態ＳＯＣと、低充電判定マップ及び高充電判定マップから通常判定マップに切り替わる充電状態ＳＯＣとを異ならせたので）、充電状態に応じて選択される判定マップが頻繁に切り替わることを防止することができる。

ステップＳ６、ステップＳ１０、及びステップＳ１１の何れかで判定マップが選択されると、踏力センサ１１０は踏力トルクのトルク値Ｔを検出し、車速センサ６６は車速情報値Ｖを検出する（ステップＳ１２）。検出されたトルク値Ｔ及び車速情報値Ｖは記憶部２５２に記憶される。なお、踏力センサ１１０及び車速センサ６６は周期的にトルク値Ｔ及び車速情報値Ｖを検出し、ステップＳ１２のタイミングで、制御部１０８は、直近に検出されたトルク値Ｔ及び車速情報値Ｖを取得するようにしてもよい。

次いで、ΔＶ演算部２６６は、検出した車速情報値ＶのΔＶを算出する（ステップＳ１３）。つまり、一定時間前に検出された車速情報値Ｖと今回検出された車速情報値Ｖの差を示すΔＶを算出する。この算出されたΔＶは記憶部２５２に記憶される。

次いで、ΔＶ積算部２６８は、ステップＳ１３で算出したΔＶの正負が反転したか否かを判断する（ステップＳ１４）。つまり、前回算出したΔＶの正負の符号と今回算出したΔＶとの正負の符号が反転しているか否かを判断する。

ステップＳ１４で、ΔＶの正負が反転していないと判断されると、ΔＶ積算部２６８は、今回算出されたΔＶを積算して（ステップＳ１５）、図１２のステップＳ２１に進む。つまり、今回算出されたΔＶを、既に積算されたΔＶ積算値に積算する。新たに積算したΔＶ積算値は記憶部２５２に記憶される。一方、ステップＳ１４で、ΔＶの正負が反転していると判断されると、ΔＶ積算部２６８は、既に積算されたΔＶ積算値をリセットして（ステップＳ１６）、図１２のステップＳ２１に進む。ΔＶ積算値をリセットした場合は、今回算出されたΔＶがそのままΔＶ積算値となる。つまり、ステップＳ１６では、記憶部２５２に記憶されているΔＶ積算値を消去するとともに、今回算出されたΔＶをΔＶ積算値として記憶部２５２に記憶する。

図１２のステップＳ２１に進むと、モード判定部２６４は、ステップＳ１２で検出された踏力トルクのトルク値Ｔ及びアシスト自転車１０の車速を示す車速情報値Ｖとを用いて、直近に選択された判定マップから実行するモードを判定する。つまり、直近にステップＳ６、ステップＳ１０、及びステップＳ１１の何れかで選択された判定マップからアシストモード及び回生モードのうち、どちらのモードを実行するかを判定する。

例えば、低充電判定マップが選択された場合は、検出されたトルク値Ｔが所定レベル（第３の所定値）以下の場合は回生モードを実行すると判定し、トルク値Ｔが所定レベルより大きい場合はアシストモードを実行すると判定する。高充電判定マップが選択された場合は、トルク値Ｔが検出されるとアシストモードを実行すると判定する。通常判定マップが選択された場合は、検出されたトルク値Ｔが所定レベル（第１の所定値）より大きい場合は、又は、車速情報値Ｖが第２の所定値より大きい場合はアシストモードを実行すると判定し、トルク値Ｔが所定レベル（第１の所定値）以下であり且つ車速情報値Ｖが第２の所定値以下の場合は、回生モードを実行すると判定する。

ステップＳ２１で実行するモードとしてアシストモードが判定されると、アシスト制御部２７０は、磁極センサ１６２によって検出されたブラシレスモータ１６０の回転角度に応じて、ブラシレスモータ１６０のＵ、Ｖ、Ｗ相のステータコイルに電流を通電させるアシスト通電タイミングを設定する（ステップＳ２２）。このアシスト通電タイミングに基づいて、制御部１０８は、駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御する。

次いで、アシスト制御部２７０は、直近に検出したトルク値Ｔ及び車速情報値Ｖを用いて、直近に選択した判定マップからアシスト制御のデューティ比（制御量）を取得する（ステップＳ２３）。

次いで、制御量補正部２７６は、記憶部２５２のΔＳＯＣ補正係数記憶領域２９６に記憶されているアシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数を取得する（ステップＳ２４）。ΔＳＯＣ補正係数記憶領域２９６へのアシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数の記憶動作については後述する。

次いで、制御量補正部２７６は、直近のステップＳ１３で算出されたΔＶの絶対値が所定の値（例えば、１ｋｍ／ｈ）より大きいか否かを判断する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５で、ΔＶの絶対値が所定の値より大きいと判断した場合は、制御量補正部２７６は、現在記憶部２５２に記憶されているΔＶ積算値（図１１のステップＳ１５で算出して記憶したΔＶ積算値、又は、ステップＳ１６で記憶したΔＶ積算値）の絶対値に基づくアシスト制御用のΔＶ積算値補正係数をΔＶ積算値補正マップから取得する（ステップＳ２６）。ΔＶ積算値が負の場合は、−ΔＶ積算値補正マップから記憶部２５２に記憶されている負の（−）ΔＶ積算値の絶対値に対応するアシスト制御用のΔＶ積算値補正係数を取得する。ΔＶ積算値が正の場合は、＋ΔＶ積算値補正マップから記憶部２５２に記憶されている正の（＋）ΔＶ積算値の絶対値に対応するアシスト制御用のΔＶ積算値補正係数を取得する。

次いで、制御量補正部２７６は、ステップＳ２４で取得したアシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数と、ステップＳ２６で取得したアシスト制御用のΔＶ積算値補正係数とを用いて、ステップＳ２３で取得したアシスト制御のデューティ比を補正し、補正後のデューティ比をアシスト制御のデューティ比として設定して（ステップＳ２７）、ステップＳ２９に進む。詳しくは、ステップＳ２３で取得したアシスト制御のデューティ比に、ステップＳ２４で取得したアシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数及びステップＳ２６で取得したアシスト制御用のΔＶ積算値補正係数を乗算することでアシスト制御のデューティ比を補正する。つまり、補正後のアシスト制御のデューティ比＝アシスト制御のデューティ比×アシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数×アシスト制御用のΔＶ積算値補正係数、の関係式が成り立つ。

一方、ステップＳ２５で、ΔＶの絶対値が所定の値より大きくないと判断された場合は、制御量補正部２７６は、ステップＳ２４で取得したアシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数を用いて、ステップＳ２３で取得したアシスト制御のデューティ比を補正して設定して（ステップＳ２８）、ステップＳ２９に進む。詳しくは、ステップＳ２３で取得したアシスト制御のデューティ比に、ステップＳ２４で取得したアシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数を乗算することでアシスト制御のデューティ比を補正する。つまり、補正後のアシスト制御のデューティ比＝アシスト制御のデューティ比×アシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数、の関係式が成り立つ。

図９Ａの−ΔＶ積算値補正マップに示すように、ΔＶ積算値が負の場合（アシスト自転車１０が減速している場合）には、アシスト制御用のΔＶ積算値補正係数は１．０に保持されているので、ΔＶ積算値補正係数によってアシスト制御のデューティ比は補正されない。一方で、図９Ｂの＋ΔＶ積算値補正マップに示すように、ΔＶ積算値が正の場合（アシスト自転車１０が加速している場合）には、アシスト制御用のΔＶ積算値補正係数は、ΔＶ積算値の絶対値が第２の閾値より大きくなると、１．０より大きくなるので、アシスト制御のデューティ比が増加する方向に補正される。アシスト制御のデューティ比が増加することでアシスト比が増加するので、踏力トルクに対する補助トルクの割合が大きくなる。

ここで、＋ΔＶ積算値の絶対値が第２の閾値より大きくない場合は、デューティ比を補正しないこととしたのは、＋ΔＶ積算値の絶対値が第２の閾値より大きくない場合は、運転者は加速しようとしてペダル５０Ｌ、５０Ｒを漕いでいるのかどうか定かではないからであり、運転者の意図に反してアシスト比を増加させることを防ぐためである。

また、ステップＳ２５では、ΔＶの絶対値が所定の値より大きいか否かを判断し、ΔＶの絶対値が所定の値より大きくない場合は、ΔＶ積算値補正係数に基づく補正を行わないこととしたのは、ΔＶが所定の値以下の場合は、車速変動が少く、車速変動が少ない場合にも補正をしてしまうとドライバビリティが低下してしまうからである。

ステップＳ２９に進むと、アシスト制御部２７０は、設定されたデューティ比で駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御する。このとき、アシスト制御部２７０は、ステップＳ２２で設定されたアシスト通電タイミングに基づいてＰＷＭ制御を行う。このＰＷＭ制御により、バッテリ４４の直流電力が駆動ドライバ１０６によって３相の交流電力に変換されてブラシレスモータ１６０に供給され、ブラシレスモータ１６０が駆動する。

次いで、アシスト制御部２７０は、踏力センサ１１０により検出されたトルク値Ｔのピークが検出されたか否かを判断する（ステップＳ３０）。トルク値Ｔのピークは、例えば、検出されたトルク値Ｔが徐々に上昇している状態の時に、今回検出されたトルク値Ｔが前回検出されたトルク値Ｔより小さくなったか否かにより、トルク値Ｔのピークを検出することができる。検出されたトルク値Ｔが前回検出されたトルク値Ｔより小さくなった場合は、前回検出されたトルク値Ｔがピークとなる。

ステップＳ３０で、トルク値Ｔのピークが検出されたと判断すると、アシスト制御部２７０は、踏力トルクがピークにおける設定されたデューティ比を記憶部２５２に記憶させる（ステップＳ３１）。つまり、前回検出したトルク値Ｔがピークとなるので、前回設定したデューティ比を記憶部２５２に記憶させて、図１１のステップＳ１に戻る。一方で、ステップＳ３０で、トルク値Ｔのピークが検出されていないと判断すると、そのまま図１１のステップＳ１に戻る。

ステップＳ２１で実行するモードとして回生モードを判定すると、図１３のステップＳ４１に進み、モード判定部２６４は、踏力センサ１１０により検出されたトルク値Ｔのピークが検出されたか否かを判断する。

ステップＳ４１で、踏力トルクのトルク値Ｔのピークが検出されていないと判断すると、モード判定部２６４は、現在アシスト過渡モード中であるか否かを判断する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２でアシスト過渡モード中であると判断すると、図１４のステップＳ５７に進み、ステップＳ４２でアシスト過渡モード中でないと判断すると、回生制御部２７２は、磁極センサ１６２によって検出されたブラシレスモータ１６０の回転角度に応じて、ブラシレスモータ１６０のＵ、Ｖ、Ｗ相のステータコイルに電流が通電する回生通電タイミングを設定する（ステップＳ４３）。この回生通電タイミングに基づいて、制御部１０８は、駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御する。

次いで、回生制御部２７２は、直近に検出したトルク値Ｔ及び車速情報値Ｖを用いて、直近に選択した判定マップから回生制御のデューティ比を取得する（ステップＳ４４）。

次いで、制御量補正部２７６は、記憶部２５２のΔＳＯＣ補正係数記憶領域２９６に記憶されている回生制御用のΔＳＯＣ補正係数を取得する（ステップＳ４５）。ΔＳＯＣ補正係数記憶領域２９６への回生制御用のΔＳＯＣ補正係数の記憶動作については後述する。

次いで、制御量補正部２７６は、直近のステップＳ１３で算出されたΔＶの絶対値が所定の値（例えば、１ｋｍ／ｈ）より大きいか否かを判断する（ステップＳ４６）。

ステップＳ４６で、ΔＶの絶対値が所定の値より大きいと判断した場合は、制御量補正部２７６は、現在記憶部２５２に記憶されているΔＶ積算値（図１１のステップＳ１５で算出して記憶したΔＶ積算値、又は、ステップＳ１６で記憶したΔＶ積算値）の絶対値に基づく回生制御用のΔＶ積算値補正係数をΔＶ積算値補正マップから取得する（ステップＳ４７）。ΔＶ積算値が負の場合は、−ΔＶ積算値補正マップから記憶部２５２に記憶されている負の（−）ΔＶ積算値の絶対値に対応する回生制御用のΔＶ積算値補正係数を取得する。ΔＶ積算値が正の場合は、＋ΔＶ積算値補正マップから記憶部２５２に記憶されている正の（＋）ΔＶ積算値の絶対値に対応する回生制御用のΔＶ積算値補正係数を取得する。

次いで、制御量補正部２７６は、ステップＳ４５で取得した回生制御用のΔＳＯＣ補正係数と、ステップＳ４７で取得した回生制御用のΔＶ積算値補正係数とを用いて、ステップＳ４４で取得した回生制御のデューティ比を補正し、補正したデューティ比を回生制御のデューティ比として設定して（ステップＳ４８）、ステップＳ５０に進む。詳しくは、ステップＳ４４で取得した回生制御のデューティ比に、ステップＳ４５で取得した回生制御用のΔＳＯＣ補正係数及びステップＳ４７で取得した回生制御用のΔＶ積算値補正係数を乗算することで回生制御のデューティ比を補正する。つまり、補正後の回生制御のデューティ比＝回生制御のデューティ比×回生制御用のΔＳＯＣ補正係数×回生制御用のΔＶ積算値補正係数、の関係式が成り立つ。

一方、ステップＳ４６で、ΔＶの絶対値が所定の値より大きくないと判断された場合は、制御量補正部２７６は、ステップＳ４５で取得した取得した回生制御用のΔＳＯＣ補正係数を用いて、ステップＳ４４で取得した回生制御のデューティ比を補正して設定して（ステップＳ４９）、ステップＳ５０に進む。詳しくは、ステップＳ４４で取得した回生制御のデューティ比に、ステップＳ４５で取得した回生制御用のΔＳＯＣ補正係数を乗算することで回生制御のデューティ比を補正する。つまり、補正後の回生制御のデューティ比＝回生制御のデューティ比×回生制御用のΔＳＯＣ補正係数、の関係式が成り立つ。

ステップＳ４６では、ΔＶの絶対値が所定の値より大きいか否かを判断し、ΔＶの絶対値が所定の値より大きくない場合は、ΔＶ積算値補正係数に基づく補正を行わないこととしたのは、ΔＶが所定の値以下の場合は、車速変動が少く、車速変動が少ない場合にも補正をしてしまうとドライバビリティが低下してしまうからである。

図９Ａの−ΔＶ積算値補正マップに示すように、ΔＶ積算値が負の場合（アシスト自転車１０が減速している場合）には、回生制御用のΔＶ積算値補正係数は、ΔＶ積算値の絶対値が第１の閾値より大きくなると、１．０より小さくなるので、回生制御のデューティ比が減少する方向に補正される。回生制御により発生した回生ブレーキによってペダル５０Ｌ、５０Ｒの回転数が減少した場合であっても、回生制御の制御量を減少させてペダル５０Ｌ、５０Ｒの回転数の減少を防ぐことができる。一方で、図９ＢのΔＶ積算値補正マップに示すように、ΔＶ積算値が正の場合（アシスト自転車１０が加速している場合）には、回生制御用のΔＶ積算値補正係数は１．０に保持されているので、ΔＶ積算値補正係数によって回生制御のデューティ比は補正されない。ここで、−ΔＶ積算値の絶対値が第１の閾値より大きくない場合は、デューティ比を補正しないこととしたのは、−ΔＶ積算値が第１の閾値より大きくない場合は、ペダル５０Ｌ、５０Ｒの回転数が減少したかどうか定かではないからであり、回生充電量を低下させることを防ぐためである。

ステップＳ５０に進むと、回生制御部２７２は、設定されたデューティ比で駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御して、図１１のステップＳ１に戻る。このとき、回生制御部２７２は、ステップＳ４３で設定された回生通電タイミングに基づいてＰＷＭ制御を行う。このＰＷＭ制御により、ブラシレスモータ１６０に発生した３相の交流電力が駆動ドライバ１０６によって直流電力に変換されてバッテリ４４に供給される。

実行するモードとして回生モードが判定され、図１３のステップＳ４１で踏力トルクのトルク値Ｔのピークが検出された場合は、図１４のステップＳ５１に進み、モード判定部２６４は、前回の踏力ピーク時において、アシスト制御が行われたか否かを判断する。

ステップＳ５１で、前回の踏力ピーク時において、アシスト制御が行われていないと判断すると（つまり、前回の踏力ピーク時において、回生制御やアシスト過渡制御が行われたと判断すると）、図１３のステップＳ４２に進み、アシスト制御が行われたと判断すると、ステップＳ５２に進み、モード判定部２６４は、アシスト過渡モードと判定する。次いで、過渡係数設定部２８０は、過渡係数として１．０の以下の係数（本実施の形態では、０．８）を設定する（ステップＳ５３）。

次いで、アシスト過渡制御部２７８は、前回の踏力トルクがピークとなった時に行われたアシスト制御のデューティ比を記憶部２５２から読み出し（ステップＳ５４）、該読み出したアシスト制御のデューティ比をステップＳ５２で設定された過渡係数を用いて補正する（ステップＳ５５）。詳しくは、読み出したアシスト制御のデューティ比に設定された過渡係数を乗算することでデューティ比を補正する。

次いで、アシスト過渡制御部２７８は、駆動ドライバ１０６を補正されたデューティ比で所定期間ＰＷＭ制御を行って（ステップＳ５６）、ステップＳ５７に進む。この場合、アシスト過渡制御用の通電タイミングを設定し、該設定した通電タイミングでＰＷＭ制御を行ってもよい。これにより、所定期間、バッテリ４４の直流電力が駆動ドライバ１０６によって３相の交流電力に変換されてブラシレスモータ１６０に供給され、ブラシレスモータ１６０が駆動する。

ステップＳ５７に進むと、クランク回転回数検出部２８２は、カウント値をインクリメントする（ステップＳ５７）。クランク回転回数検出部２８２は、一定時間毎にカウント値をインクリメントし、前回インクリメントを行ってから一定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）が経過していない場合は、経過するまでインクリメントを行わずに待ち処理を行う。

次いで、クランク回転回数検出部２８２は、現在のカウント値に基づいて、現在クランク軸４８が半回転したタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ５８）。ステップＳ５８でクランク軸４８が半回転したタイミングでないと判断すると、クランク回転回数検出部２８２は、現在クランク軸４８が１回転したタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ５９）。ステップＳ５９で、クランク軸４８が１回転したタイミングでないと判断すると、図１１のステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ５８で、クランク軸４８が半回転したタイミングであると判断すると、過渡係数設定部２８０は、前回設定した過渡係数より小さい係数（本実施の形態では、０．３）を過渡係数として設定して（ステップＳ６０）、ステップＳ５５に戻る。これにより、ステップＳ５３で読み出したデューティ比が新たに設定された過渡係数（０．３）で補正されて（ステップＳ５５）、新たに補正されたデューティ比で所定期間の間ＰＷＭ制御が行われる（ステップＳ５６）。

一方、ステップＳ５９で、クランク軸４８が１回転したと判断されると、クランク回転回数は、カウンタ値をリセットし（ステップＳ６１）、モード判定部２６４は、アシスト過渡モードを解除して（ステップＳ６２）、図１１のステップＳ１に戻る。なお、アシスト過渡モード中に、図１２のステップＳ２１でアシストモードと判定された場合（所定レベルより大きい踏力トルクのトルク値Ｔが検出された場合）も、カウンタ値をリセットし、アシスト過渡モードを解除して、図１２のステップＳ２２に進む。

ここで、図１５は、運転者がペダル５０Ｌ、５０Ｒを漕いでアシスト自転車１０を運転している場合に、踏力センサ１１０によって検出されたトルク値Ｔを示すものである。踏力センサ１１０のトルク値Ｔは、クランク軸４８の角度位置（クランク角度位置）によってその値が異なる。横軸は、時間を表し、縦軸はトルク値Ｔを表している。図１５に示すように検出されるトルク値Ｔは、クランク軸４８の半回転毎にトルク値Ｔがピークとなる波形を有する。図１５に示す所定レベルは、説明の便宜上、判定マップとして低充電判定マップが選択されているときの所定レベルを示している。

トルク値Ｔが所定レベル以下の場合は、実行するモードとして回生モードが判定されるので、検出されるトルク値Ｔより所定レベル以下の期間は回生制御が行われる。トルク値Ｔが所定レベルより大きい場合は、実行するモードとしてアシストモードが判定されるので、トルク値Ｔより大きい場合は、アシスト制御が行われる。このアシスト制御及び回生制御においては、検出されたトルク値Ｔ及び車速情報値Ｖに基づいてデューティ比が決まるが、ΔＳＯＣの状態及びΔＶ積算値の状態に応じたΔＳＯＣ補正係数及びΔＶ積算値補正係数によって、該デューティ比が補正されてＰＷＭ制御が行われる。

ここで、図１５に示すように、検出されるトルク値Ｔは徐々に減少し、４回目の踏力トルクのピークは、所定レベルより低い値となり、回生制御が実行されてしまう。しかしながら、今までは、トルク値Ｔが最小となる付近では回生制御を行い、トルク値Ｔが最大となる付近ではアシスト制御を行うというように、アシスト制御と回生制御とを交互に行っていたにもかかわらず、急にトルク値Ｔが最大となる付近でも回生制御を行うと（トルク値Ｔが最小から最大となる全領域で回生制御を行うと）、急にペダル５０Ｌ、５０Ｒが重たくなり運転者の負荷が増加し、運転に違和感を感じてしまう。このことは、アシスト制御→回生制御→アシスト制御というようにアシスト制御と回生制御とが交互に行われた場合に限られず、トルク値Ｔが最小から最大となる全領域でアシスト制御を行っていた場合に、急にトルク値Ｔが最小から最大となる全領域で回生制御を行った場合も同様である。

このような場合は、つまり、アシストモードから回生モードに切り替わった後、最初に踏力センサ１１０が検出したトルク値Ｔのピークが所定レベル以下になったことを検出した場合には、所定回数のクランク軸４８の回転（本実施の形態では、１回転）の間、アシスト制御におけるアシスト比を減少させたアシスト過渡制御を行う。具体的には、アシストモードから回生モードに切り替わった、最初に踏力センサ１１０が検出したトルク値Ｔのピークが所定レベル以下になったことを検出した場合には、所定期間、前回検出されたトルク値Ｔがピークの場合におけるアシスト制御の制御量（デューティ比）を１未満の係数である過渡係数（本実施の形態では、０．８）で乗算したデューティ比で駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御する。つまり、トルク値Ｔのピークが所定レベル以下になったことを検出した場合は、該検出したタイミングから所定期間、ブラシレスモータ１６０に交流電力を供給させ、ブラシレスモータ１６０を駆動させる。これにより当該所定期間、アシスト自転車１０の走行をアシストすることができる。

その後、トルク値Ｔのピークが所定レベル以下になったタイミングからクランク軸４８が半回転し、且つアシストモードが実行されていない場合は、前回の過渡係数よりさらに係数を低くした過渡係数（本実施の形態では、０．３）で当該アシスト制御の制御量を乗算したデューティ比で駆動ドライバ１０６をＰＷＭ制御する。つまり、トルク値Ｔのピークが所定レベル以下になったことを検出してからクランク軸４８が半回転すると、該クランク軸４８が半回転したタイミングから所定期間、ブラシレスモータ１６０に交流電力を供給させ、ブラシレスモータ１６０を駆動させる。

トルク値Ｔのピークが所定レベル以下になったタイミングからクランク軸４８が１回転すると、アシスト過渡モードを解除し、踏力トルクのトルク値Ｔが所定レベル以下の場合は回生モードに移行する。

次に、アシスト自転車１０の制御装置２５０によるアシスト自転車１０の停止動作を図１６のフローチャートにしたがって説明する。電源スイッチ２０６がオフにされると、充電状態検出部２６０は、電源スイッチ２０６のオフ操作直前に検出されたバッテリ４４の充電状態ＳＯＣを記憶部２５２に記憶させる（ステップＳ７１）。

次いで、ΔＳＯＣ算出部２７４は、記憶部２５２に記憶されているアシスト自転車１０の制御装置２５０の起動時（アシスト自転車１０の使用開始時）におけるバッテリ４４の充電状態ＳＯＣ（図１１のステップＳ２で記憶した充電状態ＳＯＣ）とアシスト自転車１０の制御装置２５０の停止時（アシスト自転車１０に使用終了時）におけるバッテリ４４の充電状態ＳＯＣの差であるΔＳＯＣを算出する（ステップＳ７２）。詳しくは、起動時のバッテリ４４の充電状態ＳＯＣから停止時のバッテリ４４の充電状態ＳＯＣを減算することでΔＳＯＣを算出する。つまり、ΔＳＯＣ＝起動時のバッテリ４４の充電状態ＳＯＣ−停止時のバッテリ４４の充電状態ＳＯＣ、の関係式が成り立つ。

次いで、制御量補正部２７６は、算出したΔＳＯＣに基づいて、ΔＳＯＣ補正マップからΔＳＯＣ補正係数を取得して、記憶部２５２のΔＳＯＣ補正係数記憶領域２９６に記憶させる（ステップＳ７３）。ΔＳＯＣが正の場合は、＋ΔＳＯＣ補正マップから該算出した＋ΔＳＯＣの絶対値に対応するアシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数と回生制御用のΔＳＯＣ補正係数とを取得して記憶部２５２に記憶させる。ΔＳＯＣが負の場合は、−ΔＳＯＣ補正マップから該算出した−ΔＳＯＣの絶対値に対応するアシスト制御用のΔＳＯＣ補正係数と回生制御用のΔＳＯＣ補正係数とを取得して記憶部２５２に記憶させる。このΔＳＯＣにより、アシスト自転車１０の１回当たりの使用におけるアシスト状態及び回生状態が分かる。つまり、ΔＳＯＣが正であれば、回生制御よりアシスト制御の方が多く行われたことがわかり、ΔＳＯＣが負であれば、アシスト制御より回生制御の方が多く行われたことがわかる。

次いで、制御部１０８は、アシスト自転車１０の制御装置２５０を停止させる（ステップＳ７４）。この記憶部２５２に記憶されたアシスト制御用及び回生制御用のΔＳＯＣ補正係数が、次回のアシスト自転車１０の使用におけるアシスト制御及び回生制御の制御量の補正に用いられる。

このように、クランク軸４８の角度位置における踏力トルクを検出し、踏力トルクのトルク値Ｔに応じて（トルク値Ｔが所定レベル以下であるか否かに応じて）、アシスト制御と回生制御とを切り替えるので、より多くの回生状態を作り出すことができ、バッテリ４４への充電頻度を高めることができ、バッテリ４４を長持ちさせることができる。

また、アシスト自転車１０の速度を示す車速情報値Ｖの変化量に応じたΔＶ積算値補正係数を用いてアシスト制御の制御量及び回生制御の制御量を補正するので、クランク軸４８の回転中にアシスト制御と回生制御とが切り替わることによるクランク軸４８の回転数の変動を抑えることができ、運転者に違和感を与えることがない。具体的には、回生制御によりクランク軸４８の回転数が減少方向に大きく変化した場合（−ΔＶ積算値の絶対値が第１の閾値より大きくなった場合）は、回生制御の制御量を減少させてクランク軸４８の回転数の減少を抑え、アシスト制御によりクランク軸４８が上昇している場合（＋ΔＶ積算値の絶対値が第２の閾値より大きくなった場合）には、アシスト制御を増加させることにより、速やかに運転者が所望する車速となるようにアシスト制御を行うことでクランク軸４８の回転数の増加を抑えることができる。

前回のアシスト自転車１０の使用開始時の充電状態から使用終了時の充電状態を減算した値が、正の場合は、＋ΔＳＯＣ補正マップを用いて回生制御の制御量を増加させる方向に補正し、負の場合は−ΔＳＯＣ補正マップを用いてアシスト制御の制御量を増加させる方向に補正するので、可及的にバッテリ４４の充電状態を良好な状態となる範囲（制御目標範囲）内に収めることができる。前回のアシスト自転車１０の使用開始時の充電状態から使用終了時の充電状態を減算した値の絶対値が所定値より大きい場合のみ、アシスト制御の制御量及び回生制御の制御量を補正するので、安定した制御量でアシスト制御及び回生制御を行うことができ、アシスト制御及び回生制御の制御量を補正するΔＳＯＣ補正係数が頻繁に変動することを抑えることができる。

踏力センサ１１０が検出したトルク値Ｔのピークが所定レベル以下になった場合は、アシスト過渡制御を行った後に回生制御に移行するので、急にクランク軸４８が重くなり運転者の負荷が急に増大することはなく、運転者に違和感を感じさせることなく、良好に回生制御に移行させることができる。つまり、アシストモードから回生モードに切り替わった後に、踏力センサ１１０が検出したトルク値Ｔのピークが所定レベル以下になった場合は、アシスト過度モードと判定するので、回生モードと判定した場合であってもアシスト過渡モードの判定中は、アシスト比を小さくしてアシストを継続することができ、運転者に違和感を感じさせることがない。

また、クランク軸４８の半回転毎にアシスト比を減少させる過渡係数を設定するので、さらに違和感がなくアシスト制御から回生制御に移行させることができる。バッテリ４４の充電状態に応じて判定マップが複数設けられるので、バッテリ４４の充電状態に応じて適切、且つ、簡単に実行するモードを判定することができる。この複数のバッテリ４４の充電状態は、低い充電状態に対応する判定マップほど、所定レベルが高くなるように定められているので、バッテリ４４の充電状態が低いほど、回生モードが実行するモードとして判定され易くなり、バッテリ４４が充電され易くなる。

上記実施の形態は、以下のように変形可能である。

（変形例１）
上記実施の形態では、アシスト自転車１０の制御装置２５０の停止時に、ΔＳＯＣを算出し、該算出したΔＳＯＣに対応するΔＳＯＣ補正係数をΔＳＯＣ補正マップから取得して、記憶部２５２のΔＳＯＣ補正係数記憶領域２９６に記憶するようにしたが、アシスト自転車１０の制御装置２５０の停止時に、ΔＳＯＣを算出し、該算出したΔＳＯＣを記憶部２５２に記憶するようにしてもよい。

この場合は、図１２のステップＳ２４及び図１３のステップＳ４５では、記憶部に記憶されたΔＳＯＣに対応するΔＳＯＣ補正係数をΔＳＯＣ補正マップから取得する。ここで、ΔＳＯＣ補正マップは、算出されたΔＳＯＣの絶対値が、現在のバッテリ４４の充電状態ＳＯＣが５％となる値以下の場合は、ΔＳＯＣ補正係数が１．０となるように設定されている。

なお、ΔＳＯＣの絶対値がバッテリの充電状態ＳＯＣの５％となる値（つまり、充電状態ＳＯＣよって変動する所定値）以下の場合は、ΔＳＯＣ補正係数を１．０とし、５％より大きい場合にΔＳＯＣ補正係数が増減するようにΔＳＯＣ補正マップを定めたが、ΔＳＯＣの絶対値が一定値ある所定値以下の場合は、ΔＳＯＣ補正係数を１．０とし、該一定値である所定値より大きい場合にΔＳＯＣ補正係数が増減するようにΔＳＯＣ補正マップを定めてもよい。

（変形例２）
上記実施の形態及び変形例１において、制御部１０８は、記憶部２５２に記憶されたΔＳＯＣ又はΔＳＯＣ補正係数を、表示部６８に装着されたメモリカード２００に記憶させてもよい。ΔＳＯＣ又はΔＳＯＣ補正係数が記憶されたメモリカード２００を表示部６８から取り外し、他のアシスト自転車１０に装着することが可能である。この場合、当該メモリカード２００が装着された他のアシスト自転車１０の制御装置２５０は、メモリカード２００に記憶されたΔＳＯＣ又はΔＳＯＣ補正係数に基づいてアシスト制御の制御量及び回生制御の制御量を補正してもよい。

このような使い方をすることで、例えば、アシストの比重が大きい運転者の使用によって得られたΔＳＯＣ又はΔＳＯＣ補正係数が記録されたメモリカード２００を、バッテリ４４の充電状態ＳＯＣが低いがアシスト自転車１０に装着することで、バッテリ４４の充電状態を早期に回復させることができたり、回生の比重が大きい運転者の使用によって得られたΔＳＯＣ又はΔＳＯＣ補正係数が記録されたメモリカード２００を、体力のない女性が使用するアシスト自転車１０に装着することで、強いアシスト制御を受けることができるという使い方をすることができる。

（変形例３）
上記実施の形態、変形例１、及び変形例２において、クランク軸４８の１回転の間、アシスト過渡制御を行うようにしたが、所定回数のクランク軸の回転（例えば、５回転）の間、アシスト過渡制御を行うようにしてもよい。また、半（０．５）回転毎に過渡係数を小さくするように設定したが、１回転毎、１．５回転毎等の一定回転毎に過渡係数を小さくするように設定してもよい。

（変形例４）
上記実施の形態、変形例１〜３において、判定マップ、ΔＶ積算値補正マップ、ΔＳＯＣ補正マップ等のマップを用いるようにしたが、これらのマップを用いずに、計算によって行うようにしてもよい。例えば、トルク値Ｔと車速情報値Ｖとから計算によって、実行するモードを判定するとともに、制御量を算出してもよい。

以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、特許請求の範囲に記載された括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号をつけた要素に限定して解釈されるものではない。

１０…アシスト自転車 ２２…ハンドル
２６…ハブ ２８…モータ部
３８…踏力検知装置 ４６…スプロケット
４８…クランク軸 ６６…車速センサ
６８…表示部 ７０…前照灯
１００…筐体 １０２…中空トルク伝達部材
１０４…ワンウェイクラッチ手段 １０６…駆動ドライバ
１０８…制御部 １１０…踏力センサ
１１８…第１中空部材 １２０…第２中空部材
１２２…第１係合部 １２４…第２係合部
１２６…第３係合部 １２８、１３０…軸受け
１３２…スラスト止め凸部 １３４…第３中空部材
１３６…第４中空部材 １６０…ブラシレスモータ
１６２…磁極センサ ２００…メモリカード
２０２…スロット ２０６…電源スイッチ
２５０…制御装置 ２５２…記憶部
２６０…充電状態検出部 ２６２…判定マップ選択部
２６４…モード判定部 ２６６…ΔＶ演算部
２６８…ΔＶ積算部 ２７０…アシスト制御部
２７２…回生制御部 ２７４…ΔＳＯＣ算出部
２７６…制御量補正部 ２７８…アシスト過渡制御部
２８０…過渡係数設定部 ２８２…クランク回転回数検出部
２９０…判定マップ記憶領域 ２９２…積算値補正マップ記憶領域
２９４…ΔＳＯＣ補正マップ記憶領域 ２９６…ΔＳＯＣ補正係数記憶領域

Claims (7)

1. クランク軸（４８）に与えられる踏力トルクを踏力センサ（１１０）によって検出し、検出された前記踏力トルクのトルク値が所定レベル以下の場合に、電動補助自転車（１０）のモータ部（２８）を回生制御してバッテリ（４４）を充電し、前記トルク値が当該所定レベルより大きい場合にアシスト制御を行う電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、
   前記制御装置（２５０）は、前記踏力センサ（１１０）が検出した前記トルク値が前記所定レベル以下のクランク角度位置で、前記モータ部（２８）を回生制御し、前記所定レベルよりも高くなったクランク角度位置で、前記モータ部（２８）の制御を回生制御からアシスト制御に切り替えるとともに、前記電動補助自転車（１０）の速度を示す車速情報値を検出する車速情報検出部（６６）と、検出された前記車速情報値の変化量によって、アシスト制御の制御量及び回生制御の制御量を補正する制御量補正部（２７６）と、を備える
   ことを特徴とする電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）。
2. 請求項１に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、
   前記制御量補正部（２７６）は、前記車速情報検出部（６６）が検出した前記車速情報値の変化量を正負に応じて積算し、積算した積算値が負の積算値であって当該負の積算値の絶対値が第１の閾値よりも大きくなった場合は、当該負の積算値の絶対値に応じて回生制御の前記制御量を減少させる方向に補正し、積算した積算値が正の積算値であって当該正の積算値の絶対値が第２の閾値よりも大きくなった場合は、当該正の積算値の絶対値に応じてアシスト制御の前記制御量を増加させる方向に補正する
   ことを特徴とする電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）。
3. 請求項２に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、
   前記制御量補正部（２７６）は、前記車速情報検出部（６６）が検出した前記変化量の絶対値が所定の値より大きい場合のみ、アシスト制御の前記制御量及び回生制御の前記制御量の補正を行う
   ことを特徴とする電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、
   前記制御量補正部（２７６）は、さらに前回の前記電動補助自転車（１０）の使用開始時の充電状態から使用終了時の充電状態を減算した値が、正の場合は回生制御の前記制御量を増加させる方向に補正し、負の場合はアシスト制御の前記制御量を増加させる方向に補正する
   ことを特徴とする電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）。
5. 請求項４に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、
   前記制御量補正部（２７６）は、前回の前記電動補助自転車（１０）の使用開始時の充電状態から使用終了時の充電状態を減算した値の絶対値が所定値より大きい場合のみ、アシスト制御の前記制御量及び回生制御の前記制御量を補正する
   ことを特徴とする電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、
   前記車速情報検出部（６６）は、前記電動補助自転車（１０）の車輪の回転数から前記電動補助自転車（１０）の車速を検出する
   ことを特徴とする電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）。
7. クランク軸（４８）に与えられる踏力トルクを踏力センサ（１１０）によって検出し、検出された前記踏力トルクのトルク値が所定レベル以下の場合に、電動補助自転車（１０）のモータ部（２８）を回生制御してバッテリ（４４）を充電し、前記トルク値が当該所定レベルより大きい場合にアシスト制御を行う電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）において、
   前記制御装置（２５０）は、前記踏力センサ（１１０）が検出した前記トルク値が前記所定レベル以下のクランク角度位置で、前記モータ部（２８）を回生制御し、前記所定レベルよりも高くなったクランク角度位置で、前記モータ部（２８）の制御を回生制御からアシスト制御に切り替えるとともに、前記電動補助自転車（１０）の速度を示す車速情報値を検出する車速情報検出部（６６）を備え、アシスト制御と回生制御の切り替えは、前記踏力センサ（１１０）が検出した前記トルク値が前記所定レベル以下のクランク角度位置であり、且つ、検出された前記車速情報値が所定速度値以下の場合に回生制御を行い、少なくとも前記踏力センサ（１１０）が検出した前記トルク値が前記所定レベルより大きいクランク角度位置で、回生制御からアシスト制御に切り替え、前記バッテリ（４４）の充電状態に応じて、前記所定レベルと前記所定速度値とを変更する
   ことを特徴とする電動補助自転車（１０）の制御装置（２５０）。

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