JP5685635B2

JP5685635B2 - Bicycle control device

Info

Publication number: JP5685635B2
Application number: JP2013223046A
Authority: JP
Inventors: 昭彦正下; 渡会　悦義; 悦義渡会
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2031-08-29
Also published as: JP2014015211A

Description

本発明は、クランクと、走行補助用電動機と、変速機とを有する自転車、を制御する自転車用制御装置に関する。 The present invention relates to a bicycle control device that controls a bicycle having a crank, a driving assistance electric motor, and a transmission.

人の踏力に加え、モータ駆動力で走行補助を行う電動アシスト自転車が、最近では普及してきている。この電動アシスト自転車に変速機が装備されている場合、その変速機による変速動作がスムーズに行われるように、特許文献１で所定の制御が示されている。この制御は、変速指示の操作があったときに、走行補助用モータからの補助動力の供給を一時的に停止し、短い所定時間の後に補助動力の供給を再開するという制御である。この制御によれば、補助動力の供給が停止している間に変速動作を実行させるため、変速機が変速しやすくなる。 In recent years, electrically assisted bicycles that assist running with motor driving force in addition to human stepping force have become widespread. In the case where this electric assist bicycle is equipped with a transmission, a predetermined control is shown in Patent Document 1 so that a speed change operation by the transmission is performed smoothly. This control is such that when a shift instruction is operated, the supply of auxiliary power from the driving assist motor is temporarily stopped and the supply of auxiliary power is resumed after a short predetermined time. According to this control, since the speed change operation is executed while the supply of auxiliary power is stopped, the transmission is easily changed.

特開２００４−２６８８５４号公報JP 2004-268854 A

特許文献１に示される制御によって変速機がある程度は変速しやすくなると思われるが、電動アシスト自転車において、よりスムーズな変速動作が望まれている。 Although it is considered that the transmission is easily shifted to some extent by the control disclosed in Patent Document 1, a smoother shifting operation is desired in an electrically assisted bicycle.

本発明の課題は、電動機で走行補助を行う自転車においてショックの少ないスムーズな変速動作を実現することにある。 An object of the present invention is to realize a smooth shift operation with less shock in a bicycle that assists in running with an electric motor.

発明１に係る自転車用制御装置は、クランクと、走行補助用電動機と、変速機とを有する自転車を制御する装置であって、出力制御部と、変速可否判断部と、変速制御部とを備える。出力制御部は、走行補助用電動機の出力を制御する。変速可否判断部は、クランクの出力条件が、変速可能条件を満たすか否か、を判断する。変速制御部は、変速の要求を受け、出力制御部に出力の停止あるいは低下を行わせ、変速可否判断部が変速可能条件を満たすと判断しているときに変速機に変速動作を行わせる。 A bicycle control device according to a first aspect of the present invention is a device that controls a bicycle having a crank, a driving assistance motor, and a transmission, and includes an output control unit, a shift availability determination unit, and a shift control unit. . The output control unit controls the output of the electric motor for driving assistance. The shift permission determination unit determines whether or not the crank output condition satisfies a shift permission condition. The shift control unit receives a shift request, causes the output control unit to stop or reduce the output, and causes the transmission to perform a shift operation when the shift enable / disable determining unit determines that the shift enable condition is satisfied.

ここでは、クランクの出力に関係するパラメータであるクランクの出力条件が変速可能条件を満たさないときには変速機の変速動作が行われず、クランクの出力条件が変速可能条件を満たしているときに変速動作が行われ、更に、変速動作時には走行補助用電動機の出力が停止あるいは低下しているので、変速機の変速がスムーズに行われることになる。 Here, the transmission operation of the transmission is not performed when the crank output condition, which is a parameter related to the crank output, does not satisfy the speed changeable condition, and the speed change operation is performed when the crank output condition satisfies the speed changeable condition. Further, during the speed change operation, the output of the electric motor for driving assistance is stopped or decreased, so that the speed change of the transmission is performed smoothly.

また、発明１に係る自転車用制御装置は、クランクの出力条件は変速機の変速トルクに関する。 The bicycle control device according to the invention 1, the output condition of the crank relates shift torque of the transmission.

変速機の部品に掛かる変速トルクが比較的大きいときに変速機に変速動作を行わせようとした場合、変速機によっては変速動作がスムーズに行われないこともある。しかし、ここでは変速機の変速トルクに関するクランクの出力条件が変速可能条件を満たすときに変速動作が行われるため、変速機の変速がスムーズに行われる。 If the transmission is to perform a shifting operation when the transmission torque applied to the components of the transmission is relatively large, the shifting operation may not be performed smoothly depending on the transmission. However, here, since the shift operation is performed when the output condition of the crank related to the shift torque of the transmission satisfies the shift enabling condition, the shift of the transmission is performed smoothly.

発明２に係る自転車用制御装置は、発明１の制御装置であって、変速機は変速用電動機を有している。そして、変速制御部は、変速用電動機を駆動させることで、変速機に変速動作を行わせる。 Bicycle control device according to the invention 2 is a control device of the invention 1, the transmission has a transmission electric motor. The shift control unit drives the shift motor to cause the transmission to perform a shift operation.

ここでは、変速用電動機の駆動によって変速動作が行われるが、変速動作がスムーズであるため、変速用電動機を小型のものにしたり、その消費電力を抑制したりすることができる。 Here, the speed change operation is performed by driving the speed change motor. However, since the speed change operation is smooth, the speed change motor can be reduced in size or its power consumption can be suppressed.

発明３に係る自転車用制御装置は、発明１又は２の制御装置であって、走行補助用電動機によってチェーンが駆動される。 A bicycle control device according to a third aspect of the present invention is the control device of the first or second aspect , wherein the chain is driven by the travel assisting electric motor.

ここでは、人の踏力がクランクを介して伝えられるチェーンを、走行補助用電動機によっても直接または間接的に駆動している。チェーンの張力が本発明によって小さくなるため、変速機の変速動作がスムーズになる。 Here, a chain through which a person's pedaling force is transmitted via a crank is also directly or indirectly driven by a travel assisting electric motor. Since the tension of the chain is reduced by the present invention, the speed change operation of the transmission becomes smooth.

発明４に係る自転車用制御装置は、発明１〜３のいずれかの制御装置であって、変速機は内装変速機である。 A bicycle control device according to a fourth aspect is the control device according to any one of the first to third aspects, wherein the transmission is an internal transmission.

内装変速機は、歯車を用いた変速機であり、その取付位置によって、後輪ハブ変速機と呼ばれるものや、クランク軸変速機と呼ばれるものがある。この内装変速機では、伝達するトルクが小さいときのほうが大きいときよりも変速動作が一般にスムーズであるが、本発明では変速動作時に変速機に掛かるトルクが小さくなるため、スムーズな変速動作が実現される。 The internal transmission is a transmission using gears, and there are a rear wheel hub transmission and a crankshaft transmission depending on the mounting position. In this internal transmission, the shifting operation is generally smoother when the transmitted torque is smaller than when the transmitted torque is large. However, in the present invention, since the torque applied to the transmission is reduced during the shifting operation, a smooth shifting operation is realized. The

発明５に係る自転車用制御装置は、発明１〜３のいずれかの制御装置であって、変速機は、外装変速機である。 A bicycle control device according to a fifth aspect is the control device according to any one of the first to third aspects, wherein the transmission is an exterior transmission.

外装変速機は、ディレーラによってチェーンをスプロケット間で移動させることで変速を行う変速機である。クランク軸のスプロケット間でチェーンを掛けかえるフロントディレーラ、及び／又は、後輪のスプロケット間でチェーンを掛けかえるリアディレーラを、シフターから延びるワイヤー（ケーブル）または電動モータで動かすことで、変速が行われる。この外装変速機では、ある程度の張力がチェーンに掛かっていても変速動作に悪影響が出ることは少ないが、過度の張力がチェーンに掛かっていると変速しにくい。しかし、本発明によれば、変速動作時にチェーンに過度の張力が掛かることがなくなるので、変速動作がスムーズになる。 The exterior transmission is a transmission that performs a shift by moving a chain between sprockets by a derailleur. Shifting is performed by moving a front derailleur that changes the chain between the sprockets of the crankshaft and / or a rear derailleur that changes the chain between the sprockets of the rear wheels with a wire (cable) or an electric motor extending from the shifter. In this external transmission, even if a certain amount of tension is applied to the chain, the shifting operation is hardly adversely affected, but if excessive tension is applied to the chain, it is difficult to shift. However, according to the present invention, excessive tension is not applied to the chain during the speed change operation, so that the speed change operation becomes smooth.

本発明によれば、変速の要求があったときに走行補助用電動機の出力が停止あるいは低下し、且つ、クランクの出力条件が変速可能条件を満たすときに変速機の変速動作が行われるため、スムーズな変速動作が実現される。 According to the present invention, the shift operation of the transmission is performed when the output of the driving assist motor stops or decreases when the shift is requested, and the output condition of the crank satisfies the speed changeable condition. Smooth shifting operation is realized.

本発明の一実施形態に係る自転車用制御装置を採用する自転車の側面図。1 is a side view of a bicycle that employs a bicycle control device according to an embodiment of the present invention. クランク位置センサを示す図。The figure which shows a crank position sensor. ハンドルに装着された変速操作ユニットを示す図。The figure which shows the speed change operation unit with which the steering wheel was mounted | worn. 自転車用制御装置のブロック図。The block diagram of the control apparatus for bicycles. クランクアームの位置の判断を示す図。The figure which shows the judgment of the position of a crank arm. 変速制御のフローチャート。The flowchart of transmission control.

＜全体構成＞
本発明の一実施形態に係る自転車用制御装置を採用した自転車１０１を図１に示す。自転車１０１は、主として、フロントフォーク１０２ａを含むフレーム１０２と、ハンドル１０４と、駆動部１０５と、前輪１０６と、後輪１０７とを備えている。 <Overall configuration>
A bicycle 101 employing a bicycle control device according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. The bicycle 101 mainly includes a frame 102 including a front fork 102a, a handle 104, a drive unit 105, a front wheel 106, and a rear wheel 107.

＜駆動部＞
駆動部１０５は、チェーン１１０と、ペダル１１１が装着されたクランク１１２と、後述する走行アシスト用モータ１１６（図４参照）を含むアシスト機構１１５と、アシスト機構１１５の電源としての着脱可能な充電池１１７とを有しており、それぞれがフレーム１０２に支持されている。充電池１１７は、例えばニッケル水素電池およびリチウムイオン電池等を用いた蓄電池であり、フレーム１０２に着脱可能に搭載される。 <Driver>
The drive unit 105 includes a chain 110, a crank 112 on which a pedal 111 is mounted, an assist mechanism 115 including a travel assist motor 116 (see FIG. 4) described later, and a detachable rechargeable battery as a power source for the assist mechanism 115. 117, and each is supported by the frame 102. The rechargeable battery 117 is a storage battery using, for example, a nickel metal hydride battery and a lithium ion battery, and is detachably mounted on the frame 102.

（駆動部のクランク）
クランク１１２は、水平に延びるクランク軸１１２ａと、その軸方向の両端に設けられ１８０度位相の異なる左右のクランクアーム１１２ｂと、を備える。クランクアーム１１２ｂの先端部には、ペダル１１１が装着されている。クランク軸１１２ａは、フレーム１０２に回転自在に支持されている。チェーン１１０は、クランク軸１１２ａに固定されているフロントスプロケットと、後述する内装変速ハブ１２０に設けられるリアスプロケットとに掛け渡されている。 (Crank of drive unit)
The crank 112 includes a horizontally extending crankshaft 112a and left and right crank arms 112b provided at both ends in the axial direction and having a phase difference of 180 degrees. A pedal 111 is attached to the tip of the crank arm 112b. The crankshaft 112a is rotatably supported by the frame 102. The chain 110 is stretched between a front sprocket fixed to the crankshaft 112a and a rear sprocket provided on an internal transmission hub 120 described later.

（駆動部のクランク位置センサ）
クランク１１２のクランクアーム１１２ｂの位置を検出するために、自転車１０１には図２に示すクランク位置センサ３９が装着されている。クランク位置センサ３９は、クランクアーム１１２ｂに設けられる磁石４５と、フレーム１０２に設けられる第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂと、を有する。 (Crank position sensor of drive unit)
In order to detect the position of the crank arm 112b of the crank 112, the bicycle 101 is equipped with a crank position sensor 39 shown in FIG. The crank position sensor 39 includes a magnet 45 provided on the crank arm 112 b and a first hall element 46 a and a second hall element 46 b provided on the frame 102.

磁石４５は、環状に形成され、周方向にＳ極４５ａとＮ極４５ｂとが隣接して配置される。磁石４５は、固定部材４８によって、クランクアーム１１２ｂに固定される。固定部材４８は、例えば複数のネジによって実現される。Ｓ極４５ａとＮ極４５ｂとは、クランク軸１１２ａの外周に配置され、ここでは、それぞれが半円環の形状を有する。たとえば、クランク軸１１２ａの中心を通る平面によって分割される磁石４５の一方をＳ極４５ａとし、他方をＮ極４５ｂとしている。Ｓ極４５ａとＮ極４５ｂとは隣接するので２つの境界を有する。各境界は、クランク軸１１２ａまわりに１８０°離れている。Ｓ極４５ａとＮ極４５ｂとの境界となる第１境界線４５ｃおよび第２境界線４５ｄは、それぞれクランクアーム１１２ｂの長手方向に沿って配置される。より好ましくは、第１境界線４５ｃおよび第２境界線４５ｄは、クランク軸１１２ａの回転軸線を含み、かつペダル１１１の取り付け孔の中心軸線を含む平面Ｎ（図２参照）上に設けられる。第１境界線４５ｃでは、時計まわりの上流側にＮ極４５ｂが配置され、下流側にＳ極４５ａが配置される。第２境界線４５ｄでは、時計まわりの上流側にＳ極４５ａが配置され、下流側にＮ極４５ｂが配置される。 The magnet 45 is formed in an annular shape, and an S pole 45a and an N pole 45b are arranged adjacent to each other in the circumferential direction. The magnet 45 is fixed to the crank arm 112b by a fixing member 48. The fixing member 48 is realized by a plurality of screws, for example. The S pole 45a and the N pole 45b are arranged on the outer periphery of the crankshaft 112a, and each of them has a semicircular shape. For example, one of the magnets 45 divided by a plane passing through the center of the crankshaft 112a is an S pole 45a and the other is an N pole 45b. Since the S pole 45a and the N pole 45b are adjacent to each other, they have two boundaries. Each boundary is 180 degrees apart about the crankshaft 112a. The first boundary line 45c and the second boundary line 45d, which are the boundaries between the S pole 45a and the N pole 45b, are arranged along the longitudinal direction of the crank arm 112b. More preferably, the first boundary line 45c and the second boundary line 45d are provided on a plane N (see FIG. 2) including the rotation axis of the crankshaft 112a and including the central axis of the mounting hole of the pedal 111. In the first boundary line 45c, the N pole 45b is disposed on the upstream side in the clockwise direction, and the S pole 45a is disposed on the downstream side. In the second boundary line 45d, the S pole 45a is disposed on the upstream side in the clockwise direction, and the N pole 45b is disposed on the downstream side.

第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂは、磁石４５に対向する位置で、フレーム１０２に装着される。磁石４５は、クランク軸１１２ａの軸線方向で、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂに対向する。第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂは、右のクランクアーム１１２ｂの下死点または左のクランクアーム１１２ｂの下死点（右のクランクアーム１１２ｂの上死点）を含む所定領域αに対応して配置される。所定領域αは、クランクアーム１１２ｂが下死点または上死点に配置される基準位置から、クランクアーム１１２ｂが周方向の両側に例えば１５度ずつ回転した位置までの範囲である。所定領域αに対応するクランクアーム１１２ｂの回転角度は例えば３０度である。所定領域αに対応するクランクアーム１１２ｂの回転角度は、２０度から４０度の範囲が好ましい。 The first hall element 46 a and the second hall element 46 b are attached to the frame 102 at a position facing the magnet 45. The magnet 45 faces the first hall element 46a and the second hall element 46b in the axial direction of the crankshaft 112a. The first hall element 46a and the second hall element 46b correspond to a predetermined region α including the bottom dead center of the right crank arm 112b or the bottom dead center of the left crank arm 112b (the top dead center of the right crank arm 112b). Arranged. The predetermined region α is a range from a reference position where the crank arm 112b is disposed at the bottom dead center or the top dead center to a position where the crank arm 112b is rotated, for example, by 15 degrees on both sides in the circumferential direction. The rotation angle of the crank arm 112b corresponding to the predetermined region α is, for example, 30 degrees. The rotation angle of the crank arm 112b corresponding to the predetermined region α is preferably in the range of 20 degrees to 40 degrees.

（駆動部のアシスト機構）
アシスト機構１１５は、人の踏力によりクランク１１２のクランク軸１１２ａに作用するトルクに応じた特定のトルク（例えば、クランク軸１１２ａに作用するトルクの所定倍のトルク）を、走行アシスト用モータ１１６で補助的に発生させる。その走行アシスト用モータ１１６のトルクは、パワーアシスト用スプロケットを介して、チェーン１１０に直接または間接的に伝えられる。たとえば前記のパワーアシスト用スプロケットは、クランク軸に結合されていてもよく、またフロントスプロケットに結合されていてもよい。すなわち、駆動部１０５は、クランク軸１１２ａに伝達された人の踏力、及び、走行補助用電動機である走行アシスト用モータ１１６の出力を、チェーン１１０を介して内装変速ハブ１２０のスプロケットに伝達する。 (Assist mechanism of the drive unit)
The assist mechanism 115 assists the travel assist motor 116 with a specific torque (for example, a torque that is a predetermined multiple of the torque that acts on the crankshaft 112a) according to the torque that acts on the crankshaft 112a of the crank 112 by a person's pedaling force. Generated. The torque of the travel assist motor 116 is transmitted directly or indirectly to the chain 110 via the power assist sprocket. For example, the power assist sprocket may be coupled to the crankshaft or may be coupled to the front sprocket. That is, the drive unit 105 transmits the pedaling force of the person transmitted to the crankshaft 112a and the output of the travel assist motor 116, which is a travel assisting electric motor, to the sprocket of the internal transmission hub 120 via the chain 110.

＜後輪に組み込まれる内装変速ハブ＞
後輪１０７には、内装変速機を構成する内装変速ハブ１２０が組み込まれている。内装変速ハブ１２０は、後輪１０７の中心に配置される、例えば８段変速のハブである。内装変速ハブ１２０には、遊星歯車機構を備える変速機構を電動駆動するための変速用モータ１２３が連結されている。変速用モータ１２３も、内装変速ハブ１２０とともに内装変速機を構成する。また、内装変速ハブ１２０には、例えば、ローラブレーキ、バンドブレーキ、ディスクブレーキ等のリアブレーキ装置が連結されている。 <Internal gear shifting hub built into the rear wheel>
The rear wheel 107 incorporates an internal transmission hub 120 that constitutes an internal transmission. The internal speed change hub 120 is an 8-speed gear hub, for example, disposed at the center of the rear wheel 107. The internal speed change hub 120 is connected to a speed change motor 123 for electrically driving a speed change mechanism having a planetary gear mechanism. The gear shifting motor 123 also constitutes an internal transmission together with the internal transmission hub 120. Further, the internal speed change hub 120 is connected to a rear brake device such as a roller brake, a band brake, or a disc brake.

＜ハンドルに装着される変速操作ユニット＞
図３に示すように、ハンドル１０４のグリップ１０４ａの近傍に、変速操作ユニット２０が装着されている。変速操作ユニット２０は、第１変速操作ボタン２１、第２変速操作ボタン２２および操作ダイヤル２３を１つにまとめたユニットである。第１および第２変速操作ボタン２１，２２および操作ダイヤル２３は、図３に示すように、ハンドル１０４のグリップ１０４ａを握りながら人の手で操作できる位置にある。 <Speed change operation unit attached to the handle>
As shown in FIG. 3, the speed change operation unit 20 is mounted in the vicinity of the grip 104 a of the handle 104. The shift operation unit 20 is a unit in which the first shift operation button 21, the second shift operation button 22, and the operation dial 23 are combined into one. As shown in FIG. 3, the first and second speed change operation buttons 21, 22 and the operation dial 23 are in positions where they can be operated by a human hand while gripping the grip 104 a of the handle 104.

第１および第２変速操作ボタン２１，２２は、押しボタンである。第１変速操作ボタン２１は、低速段から高速段への変速を行うためのボタンである。第２変速操作ボタン２２は、高速段から低速段への変速を行うためのボタンである。操作ダイヤル２３は、２つの変速モードとパーキング（Ｐ）モードとを切り換えるためのダイヤルであり、３つの停止位置Ｐ，Ａ，Ｍを有している。ここで２つの変速モードとは、自動変速（Ａ）モードと手動変速（Ｍ）モードである。自動変速モードは、後述する車速センサ４１からの車速信号に基づいて内装変速ハブ１２０を自動変速するモードである。また、手動変速モードは、第１および第２変速操作ボタン２１，２２の操作により、所望の変速段に内装変速ハブ１２０を変速するモードである。パーキングモードは、内装変速ハブ１２０をロックして後輪１０７の回転を規制するモードである。 The first and second speed change operation buttons 21 and 22 are push buttons. The first shift operation button 21 is a button for performing a shift from the low speed stage to the high speed stage. The second speed change operation button 22 is a button for performing a speed change from the high speed stage to the low speed stage. The operation dial 23 is a dial for switching between two shift modes and a parking (P) mode, and has three stop positions P, A, and M. Here, the two shift modes are an automatic shift (A) mode and a manual shift (M) mode. The automatic transmission mode is a mode for automatically shifting the internal transmission hub 120 based on a vehicle speed signal from a vehicle speed sensor 41 described later. The manual shift mode is a mode in which the internal transmission hub 120 is shifted to a desired shift stage by operating the first and second shift operation buttons 21 and 22. The parking mode is a mode in which the internal transmission hub 120 is locked to restrict the rotation of the rear wheel 107.

＜自転車用制御装置＞
自転車１０１で採用する自転車用制御装置は、マイクロコンピュータ１２を有し、接続された電装品を制御する。フレーム２に設けられるマイクロコンピュータ１２は、ＣＰＵ（Central processing unit），ＲＡＭ(random access memory)，ＲＯＭ(read only memory)，Ｉ／Ｏインターフェイスを含み、幾つかの機能部を備える。図４に示すように、マイクロコンピュータ１２は、その機能部として、走行アシスト用モータ１１６の出力を制御するアシスト出力制御部１３と、内装変速ハブ１２０に変速動作をさせる変速用モータ１２３を制御する変速制御部１４と、変速用モータ１２３に変速動作を行わせてもよい状況であるか否かを判断する変速可否判断部１６と、を備えている。 <Bicycle control device>
A bicycle control device employed in the bicycle 101 includes a microcomputer 12 and controls connected electrical components. The microcomputer 12 provided in the frame 2 includes a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), and an I / O interface, and includes several functional units. As shown in FIG. 4, the microcomputer 12 controls the assist output control unit 13 that controls the output of the travel assist motor 116 and the speed change motor 123 that causes the internal speed change hub 120 to perform a speed change operation as its function units. A shift control unit 14 and a shift enable / disable determining unit 16 that determines whether or not the shift motor 123 may perform a shift operation are provided.

マイクロコンピュータ１２には、各種センサからの情報および人の操作指示が入力される。具体的には、マイクロコンピュータ１２に、第１変速操作ボタン２１、第２変速操作ボタン２２、操作ダイヤル２３、クランク位置センサ３９、車速センサ４１、踏力センサ４３などが電気的に接続されている。第１および第２変速操作ボタン２１，２２および操作ダイヤル２３は、上述のように、ハンドル１０４のグリップ１０４ａを握りながら人の手で操作できる位置に装着されている。クランク位置センサ３９は、上述のように、クランクアーム１１２ｂおよびフレーム１０２に装着されている。車速センサ４１は、前輪１０６に設けられている発電ハブ１０９（図１参照）に内蔵されている。交流発電機である発電ハブ１０９内の車速センサ４１は、前輪１０６が回転することによって車速に応じた交流信号をマイクロコンピュータ１２に送る。踏力センサ４３は、クランク軸１１２ａのトルクを、非接触で、或いは、クランク軸１１２ａまたはクランクアーム１１２ｂに接触して検出する。たとえば踏力センサ４３は、たとえばクランク軸１１２ａに設けられる磁歪素子とその磁歪素子に対向して配置される検出コイルを備える磁歪センサ、クランク軸１１２ａまたはクランクアーム１１２ｂに設けられる歪ゲージ、またはクランク軸１１２ａを支持する支持部に設けられる歪ゲージによって実現される。踏力センサ４３は、これらの構成に限られず、クランク軸１１２ａに生じるトルクに応じて出力が変化するセンサであればよい。踏力センサ４３は、クランク軸１１２ａに作用する踏力に応じて変化する信号を、トルク値を表す情報としてマイクロコンピュータ１２に送る。第１および第２変速操作ボタン２１，２２および操作ダイヤル２３は、人の操作指示をマイクロコンピュータ１２に伝える。 Information from various sensors and human operation instructions are input to the microcomputer 12. Specifically, the first speed change operation button 21, the second speed change operation button 22, the operation dial 23, the crank position sensor 39, the vehicle speed sensor 41, the pedal force sensor 43, and the like are electrically connected to the microcomputer 12. As described above, the first and second speed change operation buttons 21 and 22 and the operation dial 23 are mounted at positions that can be operated by a human hand while grasping the grip 104a of the handle 104. The crank position sensor 39 is attached to the crank arm 112b and the frame 102 as described above. The vehicle speed sensor 41 is built in a power generation hub 109 (see FIG. 1) provided on the front wheel 106. The vehicle speed sensor 41 in the power generation hub 109 that is an AC generator sends an AC signal corresponding to the vehicle speed to the microcomputer 12 as the front wheel 106 rotates. The pedal force sensor 43 detects the torque of the crankshaft 112a in a non-contact manner or in contact with the crankshaft 112a or the crank arm 112b. For example, the pedaling force sensor 43 includes, for example, a magnetostrictive sensor including a magnetostrictive element provided on the crankshaft 112a and a detection coil disposed to face the magnetostrictive element, a strain gauge provided on the crankshaft 112a or the crank arm 112b, or the crankshaft 112a. This is realized by a strain gauge provided in a support portion that supports the slab. The pedal force sensor 43 is not limited to these configurations, and may be any sensor whose output changes according to the torque generated in the crankshaft 112a. The pedaling force sensor 43 sends a signal that changes according to the pedaling force acting on the crankshaft 112a to the microcomputer 12 as information representing a torque value. The first and second speed change operation buttons 21 and 22 and the operation dial 23 transmit a human operation instruction to the microcomputer 12.

マイクロコンピュータ１２のアシスト出力制御部１３は、アシストモードのとき、乗り手の踏力の所定倍のアシスト力が発生するように、走行アシスト用モータ１１６を制御する。アシスト出力制御部１３は、複数のアシストモードで走行アシスト用モータ１１６を制御する。具体的には、アシストモードとして、踏力の最大２倍のアシスト力で補助する強アシストモード、最大１．５倍のアシスト力で補助する中アシストモード、および最大１倍のアシスト力で補助する弱アシストモードの３つのアシストモードを、アシスト出力制御部１３は有している。また、アシスト出力制御部１３は、アシストを行わないオフモードも有している。アシストモードの切換は、ハンドル１０４に設けられる図示しないスイッチによって行ってもよく、また前記の操作ダイヤル２３によって行われても良い。 The assist output control unit 13 of the microcomputer 12 controls the driving assist motor 116 so that an assist force that is a predetermined multiple of the stepping force of the rider is generated in the assist mode. The assist output control unit 13 controls the driving assist motor 116 in a plurality of assist modes. Specifically, the assist mode includes a strong assist mode that assists with an assist force of up to twice as much as the pedaling force, a medium assist mode that assists with an assist force of up to 1.5 times, and a weak assist that assists with an assist force of up to 1 time. The assist output control unit 13 has three assist modes of the assist mode. The assist output control unit 13 also has an off mode in which no assist is performed. Switching of the assist mode may be performed by a switch (not shown) provided on the handle 104 or may be performed by the operation dial 23 described above.

さらに、アシスト出力制御部１３は、変速制御部１４からの要求を受けて、アシスト力を一時的にゼロにする。詳しくは、後述する。 Furthermore, the assist output control unit 13 receives the request from the shift control unit 14 and temporarily sets the assist force to zero. Details will be described later.

マイクロコンピュータ１２の変速制御部１４は、第１および第２変速操作ボタン２１，２２の操作に応じて変速用モータ１２３を動かして内装変速ハブ１２０の段数を変更するか、或いは、車速に応じて自動的に、変速用モータ１２３を動かして内装変速ハブ１２０の段数を変更する。但し、図６を参照して後述するように、変速制御部１４は、内装変速ハブ１２０の段数を変更する前に、アシスト力を一時的にゼロにする指令をアシスト出力制御部１３に送る。また、変速可否判断部１６が変速可能と判断していないときには、変速可否判断部１６の判断が変速可能に変わるまで、変速制御部１４は変速用モータ１２３への動作指令を送らずに待機させる。 The speed change control unit 14 of the microcomputer 12 changes the number of stages of the internal speed change hub 120 by moving the speed change motor 123 according to the operation of the first and second speed change operation buttons 21 and 22, or according to the vehicle speed. The speed change motor 123 is automatically moved to change the number of steps of the internal speed change hub 120. However, as will be described later with reference to FIG. 6, the shift control unit 14 sends a command to the assist output control unit 13 to temporarily set the assist force to zero before changing the number of steps of the internal transmission hub 120. Further, when the shift possibility determining unit 16 does not determine that the shift is possible, the shift control unit 14 waits without sending an operation command to the shift motor 123 until the determination of the shift allowance determining unit 16 changes to allow shifting. .

操作ダイヤル２３が停止位置Ｍにあって、手動変速モードが人によって選択されているときには、変速制御部１４は、第１変速操作ボタン２１が押されたときに低速段から高速段への変速を行わせ、第２変速操作ボタン２２が押されたときに高速段から低速段への変速を行わせる。 When the operation dial 23 is at the stop position M and the manual shift mode is selected by a person, the shift control unit 14 shifts from the low speed stage to the high speed stage when the first shift operation button 21 is pressed. When the second speed change operation button 22 is pressed, the speed is changed from the high speed stage to the low speed stage.

操作ダイヤル２３が停止位置Ａにあって、自動変速モードが選択されているときには、変速制御部１４は、車速センサ４１からの車速信号に基づく車速情報から、変速が必要だと判断したときに、その変速指令を内装変速ハブ１２０の変速用モータ１２３に送る。変速制御部１４は、自動変速のための２種類のテーブルを保持しており、踏力センサ４３で検出した踏力値（クランク軸１１２ａのトルク）に応じていずれのテーブルを使用するかを決定する。具体的には、高トルクモードおよびノーマルモードの各テーブルを保持しており、各テーブルには自動変速モード時のシフトアップ及びシフトダウンの車速しきい値が記憶されている。高トルクモードにおける車速しきい値は、踏力値が所定値以上になっているときの車速しきい値であり、ノーマルモードにおける車速しきい値は、踏力値が所定値に達していない場合の車速しきい値である。 When the operation dial 23 is at the stop position A and the automatic shift mode is selected, the shift control unit 14 determines that a shift is necessary from vehicle speed information based on the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 41. The speed change command is sent to the speed change motor 123 of the internal speed change hub 120. The shift control unit 14 holds two types of tables for automatic shifting, and determines which table to use in accordance with the pedaling force value (torque of the crankshaft 112a) detected by the pedaling force sensor 43. Specifically, the tables of the high torque mode and the normal mode are held, and each table stores vehicle speed threshold values for upshifting and downshifting in the automatic transmission mode. The vehicle speed threshold value in the high torque mode is a vehicle speed threshold value when the pedaling force value is equal to or higher than the predetermined value, and the vehicle speed threshold value in the normal mode is a vehicle speed when the pedaling force value does not reach the predetermined value. It is a threshold value.

マイクロコンピュータ１２の変速可否判断部１６は、内装変速ハブ１２０に変速動作をさせてもよいか否かを判断する。この変速可否判断部１６が、内装変速ハブ１２０に変速動作をさせてはいけない、すなわち変速可能条件を満たしていないと判断しているときには、変速要求がある場合でも上述の変速制御部１４は内装変速ハブ１２０の変速用モータ１２３に動作指令を送らず待機する（後述する図６のステップＳ４を参照）。 The speed change determination unit 16 of the microcomputer 12 determines whether the internal speed change hub 120 may perform a speed change operation. When this shift possibility determination unit 16 determines that the internal transmission hub 120 should not perform a shift operation, that is, it does not satisfy the shift enabling condition, the above-described shift control unit 14 does not change even if there is a shift request. It waits without sending an operation command to the gear shifting motor 123 of the gear shifting hub 120 (see step S4 in FIG. 6 described later).

変速可否判断部１６が保持する変速可能条件１６ａは、クランク１１２の出力条件の１つであるクランク１１２のクランクアーム１１２ｂの位置に関するものである。具体的には、変速可能条件１６ａは、クランク１１２のクランクアーム１１２ｂの位置が、その上下死点の近傍にあるという条件である。変速可否判断部１６は、クランク１１２のクランクアーム１１２ｂの位置が上下死点の近傍にあるときに、変速可能条件１６ａを満たすと判断する。 The speed changeable condition 16 a held by the speed change permission determination unit 16 relates to the position of the crank arm 112 b of the crank 112 that is one of the output conditions of the crank 112. Specifically, the speed changeable condition 16a is a condition that the position of the crank arm 112b of the crank 112 is in the vicinity of the top and bottom dead center. The shift possibility determination unit 16 determines that the shift enable condition 16a is satisfied when the position of the crank arm 112b of the crank 112 is near the top and bottom dead center.

そのクランク１１２のクランクアーム１１２ｂの位置は、上述のクランク位置センサ３９の出力から検出される。変速可否判断部１６は、クランク位置センサ３９の検出結果に基づいて、左右の各クランクアーム１１２ｂのいずれかが下死点を含む所定領域αにあるか否かを判断する。変速可否判断部１６は、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力の組み合わせにより、右のクランクアーム１１２ｂおよび左のクランクアーム１１２ｂが４つの領域のいずれにあるのかを判断する。第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力は、Ｓ極４５ａが対向しているときに「Ｌ (Low）」レベルとなり、Ｎ極４５ｂが対向しているときに「Ｈ (High)」レベルとなる。第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂから出力される信号の組み合わせを、それぞれ、第１の組み合わせＡ１、第２の組み合わせＡ２、第３の組み合わせＡ３および第４の組み合わせＡ４とする。 The position of the crank arm 112b of the crank 112 is detected from the output of the crank position sensor 39 described above. Based on the detection result of the crank position sensor 39, the shift possibility determination unit 16 determines whether any of the left and right crank arms 112b is in a predetermined region α including the bottom dead center. The speed change determination unit 16 determines which of the four regions the right crank arm 112b and the left crank arm 112b are in depending on the combination of the outputs of the first hall element 46a and the second hall element 46b. The outputs of the first Hall element 46a and the second Hall element 46b are "L (Low)" level when the S pole 45a is opposed, and "H (High)" when the N pole 45b is opposed. Become a level. The combinations of signals output from the first Hall element 46a and the second Hall element 46b are referred to as a first combination A1, a second combination A2, a third combination A3, and a fourth combination A4, respectively.

図５（Ａ）は、第１の組み合わせＡ１のときの、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂと磁石４５との位置の一例を示す。第１の組み合わせＡ１では、第１ホール素子４６ａの出力は、「Ｌ (Low）」レベルとなり、第２ホール素子４６ｂの出力は、「Ｈ (High)」レベルとなる。右のクランクアーム１１２ｂが下死点を含む所定領域αにあるときは、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力が第１の組み合わせＡ１となる。第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力が第１の組み合わせＡ１のとき、自転車１０１の側面から見て、図５（Ａ）に示すように、第１ホール素子４６ａと第２ホール素子４６ｂ間に磁石４５の第１境界線４５ｃが位置する。 FIG. 5A shows an example of the positions of the first Hall element 46a, the second Hall element 46b, and the magnet 45 in the first combination A1. In the first combination A1, the output of the first Hall element 46a is “L (Low)” level, and the output of the second Hall element 46b is “H (High)” level. When the right crank arm 112b is in the predetermined region α including the bottom dead center, the outputs of the first Hall element 46a and the second Hall element 46b are the first combination A1. When the outputs of the first hall element 46a and the second hall element 46b are the first combination A1, as shown in FIG. 5A, when viewed from the side of the bicycle 101, the first hall element 46a and the second hall element The first boundary line 45c of the magnet 45 is located between 46b.

図５（Ｂ）は、第２の組み合わせＡ２のときの、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂと磁石４５との位置の一例を示す。第２の組み合わせＡ２では、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力は、ともに「Ｈ」レベルとなる。右のクランクアーム１１２ｂが下死点を含む所定領域αから矢印Ｂで示す方向（自転車１０１の右側から見て時計回り）に回転し、磁石４５の第１境界線４５ｃが第１ホール素子４６ａを超え、かつ左のクランクアーム１１２ｂが下死点を含む所定領域αに入る直前までの領域にあるときには、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力が第２の組み合わせＡ２となる。 FIG. 5B shows an example of the positions of the first Hall element 46a and the second Hall element 46b and the magnet 45 in the second combination A2. In the second combination A2, the outputs of the first Hall element 46a and the second Hall element 46b are both at the “H” level. The right crank arm 112b rotates from the predetermined region α including the bottom dead center in the direction indicated by the arrow B (clockwise as viewed from the right side of the bicycle 101), and the first boundary line 45c of the magnet 45 moves the first hall element 46a. If the left crank arm 112b is in the region up to just before entering the predetermined region α including the bottom dead center, the outputs of the first Hall element 46a and the second Hall element 46b become the second combination A2.

図５（Ｃ）は、第３の組み合わせＡ３のときの、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂと磁石４５との位置の一例を示す。第３の組み合わせＡ３では、第１ホール素子４６ａの出力は、「Ｈ」レベルとなり、第２ホール素子４６ｂの出力は、「Ｌ」レベルとなる。左のクランクアーム１１２ｂが下死点を含む所定領域αにあるときの第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力が第３の組み合わせＡ３となる。第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力が第３の組み合わせＡ３のとき、自転車１０１の側面から見て、図５（Ｃ）に示すように、第１ホール素子４６ａと第２ホール素子４６ｂ間に磁石４５の第２境界線４５ｄが位置する。 FIG. 5C shows an example of the positions of the first Hall element 46a and the second Hall element 46b and the magnet 45 in the third combination A3. In the third combination A3, the output of the first Hall element 46a becomes “H” level, and the output of the second Hall element 46b becomes “L” level. The output of the first Hall element 46a and the second Hall element 46b when the left crank arm 112b is in the predetermined region α including the bottom dead center is the third combination A3. When the outputs of the first hall element 46a and the second hall element 46b are the third combination A3, as seen from the side of the bicycle 101, as shown in FIG. 5C, the first hall element 46a and the second hall element The second boundary line 45d of the magnet 45 is located between 46b.

図５（Ｄ）は、第４の組み合わせＡ４のときの、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂと磁石４５との位置の一例を示す。第４の組み合わせＡ４では、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力は、ともに「Ｌ」レベルとなる。左のクランクアーム１１２ｂが下死点を含む所定領域αから矢印Ｂで示す方向（自転車１０１の右側から見て時計回り）に回転し、磁石４５の第２境界線４５ｄが第１ホール素子４６ａを超え、かつ右のクランクアーム１１２ｂが下死点を含む所定領域αに入る直前までの領域にあるときには、第１ホール素子４６ａおよび第２ホール素子４６ｂの出力が第４の組み合わせＡ４となる。 FIG. 5D shows an example of the positions of the first Hall element 46a, the second Hall element 46b, and the magnet 45 in the fourth combination A4. In the fourth combination A4, the outputs of the first Hall element 46a and the second Hall element 46b are both at the “L” level. The left crank arm 112b rotates from the predetermined region α including the bottom dead center in the direction indicated by the arrow B (clockwise as viewed from the right side of the bicycle 101), and the second boundary line 45d of the magnet 45 causes the first hall element 46a to move. If the right crank arm 112b is in the region immediately before entering the predetermined region α including the bottom dead center, the outputs of the first Hall element 46a and the second Hall element 46b become the fourth combination A4.

変速可否判断部１６は、第１の組み合わせＡ１のときに、右のクランクアーム１１２ｂの位置が下死点の近傍にある（左のクランクアーム１１２ｂの位置が上死点の近傍にある）と、第３の組み合わせＡ３のときに、左のクランクアーム１１２ｂの位置が下死点の近傍にある（右のクランクアーム１１２ｂの位置が上死点の近傍にある）と、判断し、クランクアーム１１２ｂの位置が上下死点の近傍にあるという変速可能条件１６ａを満たすと判断する。 In the first combination A1, the shift possibility determination unit 16 determines that the position of the right crank arm 112b is near the bottom dead center (the position of the left crank arm 112b is near the top dead center). In the third combination A3, it is determined that the position of the left crank arm 112b is near the bottom dead center (the position of the right crank arm 112b is near the top dead center), and the crank arm 112b It is determined that the speed changeable condition 16a that the position is in the vicinity of the top and bottom dead center is satisfied.

次に、図６を参照して、上記の変速制御部１４による変速制御の主要点を整理して説明する。手動変速モードであっても、自動変速モードであっても、図６のフローに従って変速制御が行われる。 Next, with reference to FIG. 6, the main points of the shift control by the shift control unit 14 will be described in an organized manner. In either the manual shift mode or the automatic shift mode, shift control is performed according to the flow of FIG.

内装変速ハブ１２０の段数を変更したいという変速要求があると、ステップＳ１からステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、車速センサ４１からの信号に基づいて算出した車速がゼロであるか否かを判断する。車速がゼロの場合には、ステップＳ２からステップＳ５に移行し、直ちに変速用モータ１２３に動作指令を送って変速動作を実行させる。車速がゼロであれば、内装変速ハブ１２０の内部部品にトルクが殆ど作用していないため、変速動作がスムーズに行われる。ステップＳ２で車速がゼロではないと判断したときには、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、どのアシストモードになっているかに関わらず、走行アシスト用モータ１１６によるアシスト力を低下させる。ここでは、ステップＳ３において、アシスト出力制御部１３が走行アシスト用モータ１１６の出力をゼロにして、一時的に走行アシストがない状態にする。次に、ステップＳ４に移行し、クランク１１２のクランクアーム１１２ｂの位置が上下死点の近傍にあるという変速可能条件１６ａを満たすか否かを、変速可否判断部１６が判断する。クランクアーム１１２ｂの位置が上下死点の近傍になければ、クランクアーム１１２ｂの位置が上下死点の近傍にくるまでステップＳ４を繰り返す。クランクアーム１１２ｂの位置が上下死点の近傍にあれば（或いは、クランクアーム１１２ｂの位置が上下死点の近傍にくれば）、ステップＳ５に移行して変速動作を実行させる。ここでは、走行アシストがなく、且つ、クランクアーム１１２ｂの位置が上下死点の近傍にあるため、内装変速ハブ１２０の内部部品に掛かるトルクが非常に小さく、変速動作がスムーズに行われる。ステップＳ５の変速動作が完了すると、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、ステップＳ３で走行アシスト用モータ１１６の出力を低下させていた場合、この実施の形態ではゼロにしていた場合に、その出力低下状態を解除して、元のアシストモードに基づく出力に戻す。ステップＳ６では、ステップＳ５で変速動作を実行してから所定時間後に、走行アシスト用モータ１１６の出力低下状態を解除してもよく、またたとえば変速機または変速モータに現在の変速段を検出するためのセンサを設けておき、このセンサからの出力に基づいて変速が完了したと判断したときに、走行アシスト用モータ１１６の出力低下状態を解除してもよい。 If there is a shift request for changing the number of stages of the internal speed change hub 120, the routine proceeds from step S1 to step S2. In step S2, it is determined whether the vehicle speed calculated based on the signal from the vehicle speed sensor 41 is zero. When the vehicle speed is zero, the process proceeds from step S2 to step S5, and an operation command is immediately sent to the speed change motor 123 to execute the speed change operation. If the vehicle speed is zero, almost no torque is applied to the internal parts of the internal speed change hub 120, so that the speed change operation is performed smoothly. When it is determined in step S2 that the vehicle speed is not zero, the process proceeds to step S3. In step S3, the assist force by the travel assist motor 116 is reduced regardless of which assist mode is set. Here, in step S3, the assist output control unit 13 sets the output of the travel assist motor 116 to zero, and temporarily puts no travel assist. Next, the process proceeds to step S4, and the shift possibility determination unit 16 determines whether or not the shift enable condition 16a that the position of the crank arm 112b of the crank 112 is near the top and bottom dead center is satisfied. If the position of the crank arm 112b is not near the top and bottom dead center, step S4 is repeated until the position of the crank arm 112b is near the top and bottom dead center. If the position of the crank arm 112b is in the vicinity of the top and bottom dead center (or if the position of the crank arm 112b is in the vicinity of the top and bottom dead center), the process proceeds to step S5 to execute the shift operation. Here, since there is no travel assist and the position of the crank arm 112b is near the top and bottom dead center, the torque applied to the internal parts of the internal speed change hub 120 is very small, and the speed change operation is performed smoothly. When the shift operation in step S5 is completed, the process proceeds to step S6. In step S6, if the output of the driving assist motor 116 has been reduced in step S3, or if it has been reduced to zero in this embodiment, the output reduction state is canceled and the output based on the original assist mode is obtained. return. In step S6, the reduced output state of the travel assist motor 116 may be released after a predetermined time from the execution of the shift operation in step S5, and for example, to detect the current shift stage in the transmission or the shift motor. This sensor may be provided, and when it is determined that the shift has been completed based on the output from this sensor, the reduced output state of the travel assist motor 116 may be cancelled.

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態に係る自転車用制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 <Other embodiments>
The bicycle control device according to one embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

（ａ）ハンドル１０４にタッチパネルを有する表示入力装置を固定し、アシストモードの選択、車速や変速段数の表示、充電池１１７の残量表示などを可能にしてもよい。 (A) A display input device having a touch panel may be fixed to the handle 104 to enable selection of the assist mode, display of the vehicle speed and the number of shift stages, display of the remaining amount of the rechargeable battery 117, and the like.

（ｂ）上記実施形態では、ステップＳ３において、アシスト出力制御部１３が制御する走行アシスト用モータ１１６の出力をゼロにして、変速動作が行われるときに一時的に走行アシストがない状態にしている。これに代えて、ステップＳ３において、走行アシスト用モータ１１６の出力を、そのときのアシストモードに基づく出力値よりも小さくなるように低下（例えば、半減）させて、変速動作が行われるときの走行アシスト力を一時的に小さくしてもよい。走行アシストが多少あっても、出力が小さければ、変速動作はスムーズになる。 (B) In the above embodiment, in step S3, the output of the travel assist motor 116 controlled by the assist output control unit 13 is set to zero so that there is no travel assist temporarily when a shift operation is performed. . Instead, in step S3, the output of the travel assist motor 116 is reduced (eg, halved) to be smaller than the output value based on the assist mode at that time, and the travel when the speed change operation is performed is performed. The assist force may be temporarily reduced. Even if there is some driving assistance, if the output is small, the speed change operation becomes smooth.

（ｃ）上記実施形態では、変速可否判断部１６が保持する変速可能条件１６ａとして、クランク１１２の出力条件の１つであるクランク１１２のクランクアーム１１２ｂの位置に関するものを採用している。これに代えて、変速可能条件として、クランク１１２の出力条件の１つであるクランク１１２のクランク軸１１２ａのトルクに関するものを採用してもよい。具体的には、踏力センサ４３で検出したクランク軸１１２ａのトルクが、所定範囲にある場合（所定の閾値よりも小さい場合）に、変速可能条件を満たすと判断することでもよい。この場合にも、走行アシストが低下した状態、あるいは走行アシストがない状態で、且つ、クランク１１２に掛かる踏力が小さいため、内装変速ハブ１２０の内部部品に掛かるトルクが小さく、変速動作がスムーズに行われる。 (C) In the above-described embodiment, as the speed changeable condition 16a held by the speed change possibility determination unit 16, a condition related to the position of the crank arm 112b of the crank 112, which is one of the output conditions of the crank 112, is employed. Instead of this, a condition relating to the torque of the crankshaft 112a of the crank 112, which is one of the output conditions of the crank 112, may be employed as the speed changeable condition. Specifically, when the torque of the crankshaft 112a detected by the pedal force sensor 43 is within a predetermined range (when smaller than a predetermined threshold value), it may be determined that the speed change condition is satisfied. Also in this case, since the pedaling force applied to the crank 112 is small with the driving assist lowered or without the driving assist, the torque applied to the internal parts of the internal gear shifting hub 120 is small, and the shifting operation is performed smoothly. Is called.

（ｄ）上記実施形態では、変速可否判断部１６が保持する変速可能条件１６ａとして、クランク１１２の出力条件の１つであるクランク１１２のクランクアーム１１２ｂの位置に関するものを採用している。これに代えて、変速可能条件として、クランク１１２の出力条件の１つである後輪１０７のトルクに関するものを採用してもよい。具体的には、後輪１０７のトルクを検出するセンサを設ける。そして、そのセンサの検出トルクが所定の閾値よりも小さい場合に、変速可能条件を満たすと判断することでもよい。この場合にも、走行アシストが低下した状態、あるいは走行アシストがない状態で、且つ、内装変速ハブ１２０が装着される後輪１０７のトルクが小さいときに変速動作が行われるため、内装変速ハブ１２０の内部部品に掛かるトルクが小さく、変速動作がスムーズに行われる。後輪１０７のトルクは、クランク軸トルクと、ギア比とに基づいて求められても良い。 (D) In the above-described embodiment, as the speed changeable condition 16a held by the speed change possibility determination unit 16, a condition related to the position of the crank arm 112b of the crank 112, which is one of the output conditions of the crank 112, is employed. Instead of this, a condition relating to the torque of the rear wheel 107, which is one of the output conditions of the crank 112, may be employed as the speed changeable condition. Specifically, a sensor for detecting the torque of the rear wheel 107 is provided. Then, when the detected torque of the sensor is smaller than a predetermined threshold value, it may be determined that the speed changeable condition is satisfied. Also in this case, the gear shifting operation is performed when the driving assist is lowered or when there is no driving assist and the torque of the rear wheel 107 to which the inner gear shifting hub 120 is attached is small. The torque applied to the internal parts is small, and the speed change operation is performed smoothly. The torque of the rear wheel 107 may be obtained based on the crankshaft torque and the gear ratio.

（ｅ）上記実施形態では、変速可否判断部１６が保持する変速可能条件１６ａとして、クランク１１２の出力条件の１つであるクランク１１２のクランクアーム１１２ｂの位置に関するものを採用している。これに代えて、変速可能条件として、クランク１１２の出力条件の１つである内装変速ハブ１２０の変速トルクに関するものを採用してもよい。具体的には、チェーンからスプロケットを介して内装変速ハブ１２０に入力されるトルクを直接検出あるいは演算して求める。そして、そのトルクが所定の閾値よりも小さい場合に、変速可能条件を満たすと判断することでもよい。内装変速ハブ１２０には、予め変速可能な入力トルクが設定されているので、この設定されている入力トルクを閾値とすればよい。この場合にも、走行アシストが低下した状態、あるいは走行アシストがない状態で、且つ、内装変速ハブ１２０のトルクが小さいときに変速動作が行われるため、内装変速ハブ１２０の内部部品に掛かる力が小さい状態で変速動作がスムーズに行われる。 (E) In the above-described embodiment, as the speed changeable condition 16a held by the speed change possibility determination unit 16, a condition related to the position of the crank arm 112b of the crank 112, which is one of the output conditions of the crank 112, is employed. Instead of this, a condition relating to the transmission torque of the internal transmission hub 120, which is one of the output conditions of the crank 112, may be employed as the speed changeable condition. Specifically, the torque input from the chain to the internal transmission hub 120 via the sprocket is directly detected or calculated. Then, when the torque is smaller than a predetermined threshold, it may be determined that the speed change condition is satisfied. Since the internal transmission hub 120 is set in advance with an input torque that can be shifted, the set input torque may be set as a threshold value. Also in this case, since the shift operation is performed when the travel assist is lowered or when there is no travel assist and the torque of the internal transmission hub 120 is small, the force applied to the internal components of the internal transmission hub 120 is reduced. The shifting operation is smoothly performed in a small state.

（ｆ）上記実施形態では、内装変速機を構成する内装変速ハブ１２０を後輪１０７に装着した自転車１０１に本発明を適用している。これに代えて、クランク軸に付けた遊星歯車機構によって変速を行う変速機を持つ自転車に本発明を適用してもよい。 (F) In the above embodiment, the present invention is applied to the bicycle 101 in which the internal transmission hub 120 constituting the internal transmission is mounted on the rear wheel 107. Instead of this, the present invention may be applied to a bicycle having a transmission that changes speed by a planetary gear mechanism attached to a crankshaft.

（ｇ）上記実施形態では、内装変速機を構成する内装変速ハブ１２０を後輪１０７に装着した自転車１０１に本発明を適用している。これに代えて、電動駆動されるフロントディレーラまたはリアディレーラを有する外装変速機を備える自転車に本発明を適用してもよい。この場合、外装変速機に過度の力が掛かった状態で変速動作が行われることがなくなり、変速動作がスムーズになる。外装変速機の場合、図６のステップＳ２で、車速センサ４１からの信号に基づいて算出した車速がゼロであるか否かを判断し、車速がゼロではないと判断すると、ステップＳ３に移り、ステップＳ２で車速がゼロ以上となるまでは、ステップＳ３以降の処理を待機する構成とする。すなわち、ステップＳ２で車速がゼロであると判断すると、ステップＳ２の判断を繰り返し、車速がゼロ以上となるまでステップＳ３以降の処理（ステップＳ３〜Ｓ６の処理）を待機する。 (G) In the above embodiment, the present invention is applied to the bicycle 101 in which the internal transmission hub 120 constituting the internal transmission is mounted on the rear wheel 107. Instead, the present invention may be applied to a bicycle including an exterior transmission having an electrically driven front derailleur or rear derailleur. In this case, the shifting operation is not performed in a state where an excessive force is applied to the exterior transmission, and the shifting operation becomes smooth. In the case of the exterior transmission, it is determined whether or not the vehicle speed calculated based on the signal from the vehicle speed sensor 41 is zero in step S2 of FIG. 6, and if it is determined that the vehicle speed is not zero, the process proceeds to step S3. It is set as the structure which waits for the process after step S3 until vehicle speed becomes zero or more by step S2. That is, if it is determined in step S2 that the vehicle speed is zero, the determination in step S2 is repeated, and the processing after step S3 (processing in steps S3 to S6) is waited until the vehicle speed becomes zero or more.

（ｈ）上記実施形態では、クランク軸１１２ａの近傍にアシスト機構１１５を配備し、走行アシスト用モータ１１６のトルクを、パワーアシスト用スプロケットを介して、チェーン１１０に伝えている。このアシスト機構１１５に代えて、前輪１０６に走行アシスト用のモータユニットを装着してもよい。このモータユニットの内部には、走行アシスト用モータ、インバータ、車速センサなどを配置することが好ましい。 (H) In the above embodiment, the assist mechanism 115 is provided in the vicinity of the crankshaft 112a, and the torque of the travel assist motor 116 is transmitted to the chain 110 via the power assist sprocket. Instead of the assist mechanism 115, a motor unit for driving assistance may be attached to the front wheel 106. It is preferable to arrange a driving assist motor, an inverter, a vehicle speed sensor, and the like inside the motor unit.

（ｉ）上記実施形態では、クランク軸１１２ａの近傍にアシスト機構１１５を配備し、走行アシスト用モータ１１６のトルクを、パワーアシスト用スプロケットを介して、チェーン１１０に伝えている。このアシスト機構１１５に代えて、後輪１０７に走行アシスト用のモータユニットを装着してもよい。この場合、モータユニットは変速機の出力側に設けられる。 (I) In the above embodiment, the assist mechanism 115 is provided in the vicinity of the crankshaft 112a, and the torque of the travel assist motor 116 is transmitted to the chain 110 via the power assist sprocket. Instead of the assist mechanism 115, a motor unit for driving assistance may be attached to the rear wheel 107. In this case, the motor unit is provided on the output side of the transmission.

（ｊ）クランク位置検出センサ３９は、上記構成に限らず、ロータリーエンコーダによって実現されてもよい。 (J) The crank position detection sensor 39 is not limited to the above configuration, and may be realized by a rotary encoder.

（ｋ）上記実施形態では、クランク軸に作用するトルクを検出する踏力センサ４３の出力に基づいて、アシスト出力制御部１３が、走行アシスト用モータ１１６を制御しているが、この踏力センサ４３に代えて、ペダルの踏力を検出するセンサを設けてもよく、またチェーンのテンションを検出するセンサを設けてもよい。アシスト出力制御部１３は、これらのセンサからの情報に基づいて、走行アシスト用モータ１１６を制御する。 (K) In the above embodiment, the assist output control unit 13 controls the driving assist motor 116 based on the output of the pedal force sensor 43 that detects torque acting on the crankshaft. Instead, a sensor for detecting the pedal effort may be provided, or a sensor for detecting the chain tension may be provided. The assist output control unit 13 controls the travel assist motor 116 based on information from these sensors.

（ｌ）上記実施形態では、ステップＳ２で車速がゼロか否かを判断しているが、ステップＳ２では、クランクが回転しているか否かを判断してもよい。たとえばクランク位置センサを、クランクの回転を検出するセンサとして用いることができる。クランク位置センサで検出されるクランクの位置が変化しない場合には、変速制御部においてクランクが回転していないと判断する。ステップＳ２において、変速制御部は、クランク位置センサから出力される信号が所定時間内に変化する場合に、クランクが回転していると判断して、ステップＳ３に移る。またステップＳ２において、変速制御部は、クランク位置センサから出力される信号が所定時間内に変化ない場合に、クランクが回転していないと判断して、ステップＳ５に移る。クランクの回転を検出するセンサは、上記の構成に限らず、磁石と、リードスイッチとによって実現してもよい。外装変速機においては、図６のステップＳ２で、クランク位置センサから出力される信号が所定時間内に変化する場合に、クランクが回転していると判断して、ステップＳ３に移り、ステップＳ２でクランクが回転していないと判断すると、クランクが回転していると判断するまでは、ステップＳ３以降の処理を待機する構成とする。 (L) In the above embodiment, it is determined whether or not the vehicle speed is zero in step S2, but in step S2, it may be determined whether or not the crank is rotating. For example, a crank position sensor can be used as a sensor that detects rotation of the crank. If the crank position detected by the crank position sensor does not change, the shift control unit determines that the crank is not rotating. In step S2, the shift control unit determines that the crank is rotating when the signal output from the crank position sensor changes within a predetermined time, and proceeds to step S3. In step S2, the shift control unit determines that the crank is not rotating when the signal output from the crank position sensor does not change within a predetermined time, and proceeds to step S5. The sensor for detecting the rotation of the crank is not limited to the above configuration, and may be realized by a magnet and a reed switch. In the exterior transmission, when the signal output from the crank position sensor changes within a predetermined time in step S2 of FIG. 6, it is determined that the crank is rotating, the process proceeds to step S3, and in step S2. If it is determined that the crank is not rotating, the processing after step S3 is waited until it is determined that the crank is rotating.

（ｍ）上記実施形態では、ステップＳ２で車速がゼロか否かを判断しているが、ステップＳ２では、踏力センサにおいて踏力が検出されるか否かを判断してもよい。ステップＳ２において、変速制御部は、踏力センサから出力される信号に基づいて、踏力が与えられていると判断すると、ステップＳ３に移り、踏力が与えられていないと判断すると、ステップＳ５に移る。外装変速機においては、図６のステップＳ２で、踏力が与えられていると判断すると、ステップＳ３に移り、踏力が与えられていないと判断すると、踏力を検出するまでは、ステップＳ３以降の処理を待機する構成とする。 (M) In the above embodiment, it is determined whether or not the vehicle speed is zero in step S2, but in step S2, it may be determined whether or not the pedaling force is detected by the pedaling force sensor. In step S2, the shift control unit moves to step S3 when judging that the pedaling force is applied based on the signal output from the pedaling force sensor, and moves to step S5 when judging that the pedaling force is not applied. In the exterior transmission, if it is determined in step S2 in FIG. 6 that the pedaling force is applied, the process proceeds to step S3. If it is determined that the pedaling force is not applied, the processes in and after step S3 are performed until the pedaling force is detected. It is set as the structure which waits.

（ｎ）上記各実施形態において、ステップＳ２を省略して、ステップＳ１で変速要求があると判断すると、ステップＳ３に移行する構成としてもよい。 (N) In each of the above embodiments, step S2 may be omitted, and if it is determined in step S1 that there is a shift request, the process may proceed to step S3.

１２マイクロコンピュータ
１３アシスト出力制御部
１４変速制御部
１６変速可否判断部
３９クランク位置センサ
４３踏力センサ
１０１自転車
１１０チェーン
１１２クランク
１１２ａクランク軸
１１５アシスト機構
１１６走行アシスト用モータ
１２０内装変速ハブ
１２３変速用モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Microcomputer 13 Assist output control part 14 Shift control part 16 Shift possibility judgment part 39 Crank position sensor 43 Treading force sensor 101 Bicycle 110 Chain 112 Crank 112a Crankshaft 115 Assist mechanism 116 Motor for driving assistance 120 Internal gearshift hub 123 Gear motor

Claims

A bicycle control device for controlling a bicycle having a crank, a driving assistance electric motor, and a transmission,
An output controller for controlling the output of the electric motor for driving assistance;
A shift enable / disable determining unit that determines whether the output condition of the crank satisfies a shift enable condition;
Receiving a request for transmission, when the shift determination section after to perform the stopping or reduction of the output to the output controller is determined that the variable speed condition is satisfied, perform the shift operation in the transmission A shift control unit,
With
The output condition of the crank is related to the transmission torque of the transmission.
Bicycle control device.

The transmission has a shifting electric motor,
The shift control unit causes the transmission to perform a shifting operation by driving the shifting motor;
The bicycle control device according to claim 1.

A chain is driven by the electric motor for driving assistance,
The bicycle control device according to claim 1 or 2.

The transmission is an internal transmission.
The bicycle control device according to any one of claims 1 to 3.

The transmission is an exterior transmission.
The bicycle control device according to any one of claims 1 to 3.