JP5818850B2

JP5818850B2 - Bicycle control device

Info

Publication number: JP5818850B2
Application number: JP2013186109A
Authority: JP
Inventors: 康弘土澤
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2033-09-09
Also published as: TW201509745A; CN104417708A; JP2015051731A; TWI601660B; DE102014218020B4; DE102014218020A1; CN104417708B

Description

本発明は、自転車用制御装置に関するものである。 The present invention relates to a bicycle control device.

人力駆動力に加え、走行補助用電動機によって走行補助を行う電動アシスト自転車が近年普及してきている（例えば特許文献１）。この電動アシスト自転車は、自転車用制御装置を有しており、この自転車用制御装置は、クランク軸に作用するトルク又はチェーンの張力などの人力駆動力に応じて、走行補助のための走行補助力を決定している。 In recent years, in addition to human driving force, electrically assisted bicycles that assist travel by using a travel assisting motor have become widespread (for example, Patent Document 1). This electric assist bicycle has a bicycle control device, and this bicycle control device is a travel assist force for assisting travel in accordance with a manual driving force such as torque acting on the crankshaft or chain tension. Is determined.

特開２００１−１０５８１号公報JP 2001-10581 A

自転車を停止している状態から発進させるときには比較的大きな人力駆動力が作用するので、上述したような電動アシスト自転車では発進時に作用する走行補助力も大きくなり、急発進してしまうおそれがある。 When starting from a state in which the bicycle is stopped, a relatively large human driving force is applied. Therefore, in the electric assist bicycle as described above, the driving assist force that is applied at the time of starting is increased, and there is a possibility that the bicycle starts suddenly.

本発明の課題は、自転車の急発進を抑制可能な自転車用制御装置を提供することにある。 The subject of this invention is providing the control apparatus for bicycles which can suppress the sudden start of a bicycle.

本発明のある側面に係る自転車用制御装置は、走行補助用電動機を有する自転車を制御する自転車用制御装置であって、検出部と、制御部とを備える。検出部は、クランクの回転角度、走行距離、及び走行時間の少なくともいずれかを検出する。なお、クランクの回転角度とは、走行補助用電動機によって走行補助が開始される時点における自転車のクランクの位置を基準とした回転角度を意味する。また、走行距離とは、走行補助が開始される時点からの走行距離を意味する。また、走行時間とは、走行補助が開始される時点からの走行時間を意味する。制御部は、検出部によって検出された検出結果に応じて、走行補助用電動機に出力させる走行補助力を制御する。なお、検出結果とは、クランクの回転角度、走行距離、及び走行時間の少なくともいずれかである。 A bicycle control device according to an aspect of the present invention is a bicycle control device that controls a bicycle having a driving assistance electric motor, and includes a detection unit and a control unit. The detection unit detects at least one of a rotation angle of the crank, a travel distance, and a travel time. The rotation angle of the crank means a rotation angle based on the position of the crank of the bicycle at the time when the driving assistance is started by the driving assistance motor. The travel distance means a travel distance from the time when travel assistance is started. The travel time means a travel time from the time when travel assistance is started. The control unit controls the driving assistance force to be output to the driving assistance motor according to the detection result detected by the detection unit. The detection result is at least one of a crank rotation angle, a travel distance, and a travel time.

この構成によれば、制御部は、検出部によって検出された検出結果に応じて走行補助力を制御する。この結果、制御部は乗り始め（停止状態から発進するとき）における走行補助力が抑制され、自転車の急発進を抑制することができる。 According to this configuration, the control unit controls the driving assist force according to the detection result detected by the detection unit. As a result, the control unit can suppress the driving assistance force at the start of riding (when starting from the stop state), and can suppress the sudden start of the bicycle.

好ましくは、自転車用制御部は、人力駆動力を検出する前記人力駆動力検出部をさらに備える。制御部は、人力駆動力検出部によって検出される人力駆動力に応じて走行補助力を制御する。 Preferably, the bicycle control unit further includes the human power driving force detection unit that detects the human power driving force. The control unit controls the driving assistance force according to the human power driving force detected by the human power driving force detection unit.

好ましくは、制御部は、人力駆動力に応じて設定される基本走行補助力よりも小さい走行補助力を走行補助用電動機に出力させる。この構成によれば、乗り始めにおける走行補助力を抑制することができる。 Preferably, the control unit causes the travel assisting motor to output a travel assisting force that is smaller than a basic travel assisting force that is set according to the human power driving force. According to this configuration, the driving assist force at the start of riding can be suppressed.

好ましくは、制御部は、回転角度が大きいほど、走行距離が長くなるほど、または走行時間が長くなるほど、走行補助力を基本走行補助力に近づける。この構成によれば、乗り始めに抑制した走行補助力の抑制を徐々に開放することによって、通常の走行時における走行補助力を十分なものとすることができる。 Preferably, the control unit brings the travel assist force closer to the basic travel assist force as the rotation angle is larger, the travel distance is longer, or the travel time is longer. According to this configuration, the travel assist force during normal travel can be sufficient by gradually releasing the restraint of the travel assist force that is suppressed at the beginning of riding.

好ましくは、制御部は、検出結果に応じて基本走行補助力を補正して走行補助力とする。 Preferably, the control unit corrects the basic travel assist force according to the detection result to obtain the travel assist force.

好ましくは、制御部は、検出結果に対応する補正情報に基づいて、基本走行補助力を補正する。 Preferably, the control unit corrects the basic travel assist force based on correction information corresponding to the detection result.

好ましくは、補正情報は、補正係数によって表される。この補正係数は、回転角度が大きくなるほど、走行距離が長くなるほど、または走行時間が長くなるほど、大きくなる。 Preferably, the correction information is represented by a correction coefficient. The correction coefficient increases as the rotation angle increases, the travel distance increases, or the travel time increases.

好ましくは、制御部は、基本走行補助力に補正係数を乗算することによって、基本走行補助力を補正する。 Preferably, the control unit corrects the basic travel assist force by multiplying the basic travel assist force by a correction coefficient.

好ましくは、制御部は、人力駆動力を検出結果に応じて補正し、補正後の人力駆動力に対応する走行補助力を走行補助用電動機に出力させる。この構成によれば、乗り始めにおける人力駆動力が小さくなるように補正される。このため、補正後の人力駆動力に応じて設定される走行補助力は、元々の人力駆動力に応じて設定される基本走行補助力よりも小さくなる。この結果、自転車の急発進を抑制することができる。 Preferably, the control unit corrects the human driving force according to the detection result, and causes the driving assist motor to output the driving assist force corresponding to the corrected human driving force. According to this structure, it correct | amends so that the human-powered driving force at the beginning of boarding may become small. For this reason, the travel assist force set according to the corrected human power driving force is smaller than the basic travel assist force set according to the original human power driving force. As a result, the sudden start of the bicycle can be suppressed.

好ましくは、制御部は、検出結果に対応する補正情報に基づいて、人力駆動力を補正する。 Preferably, the control unit corrects the human driving force based on correction information corresponding to the detection result.

好ましくは、補正情報は、補正係数によって表される。補正係数は、回転角度が大きくなるほど、走行距離が長くなるほど、または走行時間が長くなるほど、大きくなる。 Preferably, the correction information is represented by a correction coefficient. The correction coefficient increases as the rotation angle increases, the travel distance increases, or the travel time increases.

好ましくは、制御部は、人力駆動力に補正係数を乗算することによって人力駆動力を補正する。 Preferably, the control unit corrects the human driving force by multiplying the human driving force by a correction coefficient.

好ましくは、制御部は、検出結果が予め定める閾値以上になると、補正処理を停止する。この構成によれば、乗り始めではない通常の走行時では十分な走行補助力によって走行補助が実行される。 Preferably, the control unit stops the correction process when the detection result is equal to or greater than a predetermined threshold value. According to this configuration, travel assistance is executed with sufficient travel assist force during normal travel that is not the start of riding.

好ましくは、検出部が回転角度を検出する場合、予め定める閾値は、１０°以上９０°以下の範囲に定められ、より好ましくは、２０°以上６０°以下の範囲に定められる。 Preferably, when the detection unit detects the rotation angle, the predetermined threshold is set in a range of 10 ° to 90 °, and more preferably in a range of 20 ° to 60 °.

好ましくは、検出部が回転角度を検出する場合、検出部は、クランクの回転角度として、クランクのクランク軸の回転角度を検出する。 Preferably, when the detection unit detects the rotation angle, the detection unit detects the rotation angle of the crankshaft of the crank as the rotation angle of the crank.

好ましくは、検出部が回転角度を検出する場合、検出部は、クランクの回転角度として、クランクのクランクアームの回転角度を検出する。 Preferably, when the detection unit detects the rotation angle, the detection unit detects the rotation angle of the crank arm of the crank as the rotation angle of the crank.

好ましくは、制御部は、人力駆動力検出部によって検出された人力駆動力が人力駆動力基準値以上であると判定した場合、走行補助用電動機に走行補助を開始させる。この構成によれば、人力駆動力基準値以上になるまで、走行補助は開始されないため、例えば走行開始後にすぐにペダリングを行わない期間があっても、ペダリングを開始したときの走行補助力を抑制することができる。 Preferably, when the control unit determines that the human driving force detected by the human driving force detection unit is equal to or higher than the human driving force reference value, the control unit causes the driving assist motor to start driving assistance. According to this configuration, since driving assistance is not started until the driving force exceeds the reference value, for example, even if there is a period when pedaling is not performed immediately after starting running, the driving assistance force when pedaling is started is suppressed. can do.

本発明に係る自転車用制御装置によれば、自転車の急発進を抑制することができる。 According to the bicycle control device of the present invention, sudden start of the bicycle can be suppressed.

自転車の側面図。Side view of a bicycle. 自転車用制御装置のブロック図。The block diagram of the control apparatus for bicycles. 抑制係数と回転角度との対応付けを示す抑制係数マップ。The suppression coefficient map which shows matching with a suppression coefficient and a rotation angle. 第１実施形態に係る自転車用制御装置の動作を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating operation | movement of the bicycle control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る自転車用制御装置の動作を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating operation | movement of the bicycle control apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明に係る自転車用制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of a bicycle control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る自転車用制御装置１を適用した自転車１０１の側面図である。図１に示すように、第１実施形態に係る自転車用制御装置１を適用した自転車１０１は、フレーム１０２と、ハンドル１０４と、駆動部１０５と、前輪１０６と、前輪１０７とを備えている。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a side view of a bicycle 101 to which the bicycle control device 1 according to the first embodiment is applied. As shown in FIG. 1, a bicycle 101 to which the bicycle control device 1 according to the first embodiment is applied includes a frame 102, a handle 104, a drive unit 105, a front wheel 106, and a front wheel 107.

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、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。クランク１１２は、クランク軸１１２ａと、一対のクランクアーム１１２ｂとを含む。各クランクアーム１１２ｂは、クランク軸１１２ａの両端部に設けられる。駆動部１０５は、図示しないフロントスプロケットをさらに備える。フロントスプロケットはクランク１１２に直接または間接的に接続される。チェーン１１０は、フロントスプロケットと後輪１０７に装着されるリアスプロケットとの間に巻き掛けられて駆動力を伝達する。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。充電池１１７は、リアキャリアに搭載されてもよい。 The drive unit 105 includes a chain 110, a crank 112 on which a pedal 111 is mounted, an assist mechanism 115, and a detachable rechargeable battery 117 as a power source of the assist mechanism 115, each supported by the frame 102. Has been. The crank 112 includes a crankshaft 112a and a pair of crank arms 112b. Each crank arm 112b is provided at both ends of the crankshaft 112a. The drive unit 105 further includes a front sprocket (not shown). The front sprocket is connected directly or indirectly to the crank 112. The chain 110 is wound between a front sprocket and a rear sprocket attached to the rear wheel 107 to transmit a driving force. 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. The rechargeable battery 117 may be mounted on the rear carrier.

図２は、自転車用制御装置１を説明するためのブロック図である。図２に示すように、自転車用制御装置１は、人力駆動力検出部２と、検出部３と、制御部４とを備えている。この自転車用制御装置１には、操作部１１８及びアシスト機構１１５が接続されている。 FIG. 2 is a block diagram for explaining the bicycle control device 1. As shown in FIG. 2, the bicycle control device 1 includes a human power driving force detection unit 2, a detection unit 3, and a control unit 4. An operation unit 118 and an assist mechanism 115 are connected to the bicycle control device 1.

操作部１１８は、自転車１０１に設けられており、例えばハンドル１０４に装着されている。この操作部１１８が操作されることによって、アシスト機構１１５によるアシスト条件が選択される。操作部１１８は、例えば操作スイッチを含む。例えば、操作部１１８を操作することによって、第１アシスト条件、第２アシスト条件、及び第３アシスト条件のうち、いずれかのアシスト条件を選択することができる。アシスト条件を変更することによって、人力駆動力に対する走行補助力の割合を変更することができる。なお、各アシスト条件の詳細については後述する。 The operation unit 118 is provided on the bicycle 101 and is attached to the handle 104, for example. When the operation unit 118 is operated, an assist condition by the assist mechanism 115 is selected. The operation unit 118 includes, for example, an operation switch. For example, by operating the operation unit 118, any one of the first assist condition, the second assist condition, and the third assist condition can be selected. By changing the assist condition, it is possible to change the ratio of the driving assist force to the human driving force. Details of each assist condition will be described later.

アシスト機構１１５は、走行補助用電動機１１６と、モータドライバ１１７とを含む。走行補助用電動機１１６は、モータドライバ１１７によって制御される。また、モータドライバ１１７は、制御部４からの指令に基づき、走行補助用電動機１１６を制御する。走行補助用電動機１１６は、クランクアーム１１２ｂとフロントスプロケットとの間に設けられるクランク軸１１２ａを含む動力伝達経路に連結される。アシスト機構１１５は、減速機を備え、走行補助用電動機１１６の出力を、減速機を介して前記動力伝達経路に伝達する構成としてもよい。 The assist mechanism 115 includes a travel assisting electric motor 116 and a motor driver 117. The travel assisting motor 116 is controlled by a motor driver 117. Further, the motor driver 117 controls the travel assisting electric motor 116 based on a command from the control unit 4. The travel assisting electric motor 116 is connected to a power transmission path including a crankshaft 112a provided between the crank arm 112b and the front sprocket. The assist mechanism 115 may include a reduction gear, and may be configured to transmit the output of the travel assisting electric motor 116 to the power transmission path via the reduction gear.

人力駆動力検出部２は、人力駆動力を検出する。詳細には、人力駆動力検出部２は、人力駆動力に応じた信号を出力する。例えば、人力駆動力検出部２はトルクセンサであって、クランク１１２のクランク軸１１２ａ、またはクランクアーム１１２ｂとフロントスプロケットとの間に設けられるクランク軸１１２ａを含む動力伝達経路に作用するトルクに応じた信号（例えば電圧）を出力する。トルクセンサは、例えば磁歪式センサであってもよいし、歪ゲージであってもよい。人力駆動力検出部２は、検出された人力駆動力に関する情報を制御部４に送る。 The human driving force detection unit 2 detects human driving force. Specifically, the human power driving force detection unit 2 outputs a signal corresponding to the human power driving force. For example, the human driving force detection unit 2 is a torque sensor, and corresponds to the torque acting on the power transmission path including the crankshaft 112a of the crank 112 or the crankshaft 112a provided between the crank arm 112b and the front sprocket. A signal (for example, voltage) is output. The torque sensor may be, for example, a magnetostrictive sensor or a strain gauge. The human driving force detection unit 2 sends information related to the detected human driving force to the control unit 4.

検出部３は、クランク１１２の回転角度を検出する。ここで、クランク１１２の回転角度とは、走行補助用電動機１１６によって走行補助が開始される時点におけるクランク１１２の位置を基準とした回転角度を意味する。検出部３は、クランク１１２の回転角度として、クランク軸１１２ａの回転角度を検出してもよいし、クランクアーム１１２ｂの回転角度を検出してもよい。検出部３は、検出された回転角度に関する情報を制御部４に送る。 The detection unit 3 detects the rotation angle of the crank 112. Here, the rotation angle of the crank 112 means a rotation angle based on the position of the crank 112 at the time when the driving assistance is started by the driving assistance motor 116. The detector 3 may detect the rotation angle of the crankshaft 112a as the rotation angle of the crank 112, or may detect the rotation angle of the crank arm 112b. The detection unit 3 sends information related to the detected rotation angle to the control unit 4.

例えば、検出部３は、ロータリエンコーダであって、クランク軸１１２ａに取り付けられた多極磁石の磁束密度の変化をホール素子によって検出することによってクランク軸１１２ａの回転角度を検出する。検出部３は、磁気式エンコーダではなく光学式エンコーダとしてもよいし、ロータリエンコーダ以外の回転角度センサとしてもよい。 For example, the detection unit 3 is a rotary encoder, and detects a rotation angle of the crankshaft 112a by detecting a change in magnetic flux density of a multipolar magnet attached to the crankshaft 112a by a Hall element. The detection unit 3 may be an optical encoder instead of a magnetic encoder, or a rotation angle sensor other than the rotary encoder.

制御部４は、人力駆動力検出部２によって検出された人力駆動力、及び検出部３によって検出された検出結果である回転角度に応じて、走行補助用電動機１１６に出力させる走行補助力を制御する。 The control unit 4 controls the driving assistance force to be output to the driving assistance motor 116 according to the human driving force detected by the human driving force detection unit 2 and the rotation angle that is the detection result detected by the detection unit 3. To do.

詳細には、制御部４は、人力駆動力に応じて設定される基本走行補助力以下の走行補助力を走行補助用電動機１１６に出力させる。ここで、人力駆動力に応じて設定される基本走行補助力について説明する。 Specifically, the control unit 4 causes the travel assisting electric motor 116 to output a travel assist force that is equal to or less than the basic travel assist force that is set according to the human power driving force. Here, the basic travel assist force set according to the human driving force will be described.

例えば、操作部１１８によって第１アシスト条件が選択されている場合、制御部４は、人力駆動力のＸ１倍の走行補助力を基本走行補助力として設定する。第１アシスト条件では、人力駆動力によって動力伝達経路に作用するトルクのＸ倍のトルクが、アシスト機構１１５から動力伝達経路に与えられるように、制御部４はアシスト機構１１５を制御する。 For example, when the first assist condition is selected by the operation unit 118, the control unit 4 sets a travel assist force that is X1 times the human driving force as the basic travel assist force. Under the first assist condition, the control unit 4 controls the assist mechanism 115 so that a torque X times the torque acting on the power transmission path by the human driving force is applied from the assist mechanism 115 to the power transmission path.

また、例えば、操作部１１８によって第２アシスト条件が選択されている場合、制御部４は、人力駆動力のＹ倍の走行補助力を基本走行補助力として設定する。第２アシスト条件では、人力駆動力によって動力伝達経路に作用するトルクのＹ倍のトルクが、アシスト機構１１５から動力伝達経路に与えられるように、制御部４はアシスト機構１１５を制御する。 Further, for example, when the second assist condition is selected by the operation unit 118, the control unit 4 sets a travel assist force that is Y times the human power driving force as the basic travel assist force. Under the second assist condition, the control unit 4 controls the assist mechanism 115 so that a torque Y times the torque acting on the power transmission path by human power driving force is applied from the assist mechanism 115 to the power transmission path.

また、例えば、操作部１１８によって第３アシスト条件が選択されている場合、制御部４は、人力駆動力のＺ倍の走行補助力を基本走行補助力として設定する。第３アシスト条件では、人力駆動力によって動力伝達経路に作用するトルクのＺ倍のトルクが、アシスト機構１１５から動力伝達経路に与えられるように、制御部４はアシスト機構１１５を制御する。Ｘ，Ｙ，Ｚは、Ｘ＞Ｙ＞Ｚとなる数字に選ばれる。例えば、Ｘ＝２、Ｙ＝１．５、Ｚ＝１に選ばれる。なお、アシスト機構１１５によるアシストを行わないオフモードも、操作部１１８によって選択することができる。 Further, for example, when the third assist condition is selected by the operation unit 118, the control unit 4 sets a travel assist force Z times the human power driving force as the basic travel assist force. Under the third assist condition, the control unit 4 controls the assist mechanism 115 so that a torque Z times the torque acting on the power transmission path by the human driving force is applied from the assist mechanism 115 to the power transmission path. X, Y, and Z are selected as numbers that satisfy X> Y> Z. For example, X = 2, Y = 1.5, and Z = 1 are selected. The operation unit 118 can also select an off mode in which the assist mechanism 115 does not assist.

次に、制御部４が上述した基本走行補助力以下の走行補助力を設定する方法について説明する。制御部４は、検出部３によって検出された回転角度に応じて、上述した基本走行補助力を補正する。この基本走行補助力を補正したものが、走行補助用電動機１１６に出力させる走行補助力である。制御部４は、モータドライバ１１７を制御して、この走行補助力を走行補助用電動機１１６に出力させる。 Next, a method in which the control unit 4 sets a travel assist force that is equal to or less than the basic travel assist force described above will be described. The control unit 4 corrects the basic travel assist force described above according to the rotation angle detected by the detection unit 3. The travel assist force output from the travel assist motor 116 is obtained by correcting the basic travel assist force. The control unit 4 controls the motor driver 117 to output this travel assist force to the travel assist electric motor 116.

制御部４は、回転角度が大きくなるにつれて走行補助力が基本走行補助力に近付くように、基本走行補助力を補正する。より具体的には、制御部４は、回転角度に対応する補正情報に基づいて、基本走行補助力を補正する。この補正情報は、回転角度が大きくなるほど大きくなる補正係数によって表される。制御部４は、この補正係数を基本走行補助力に乗算することによって、走行補助力を算出する。 The control unit 4 corrects the basic travel assist force so that the travel assist force approaches the basic travel assist force as the rotation angle increases. More specifically, the control unit 4 corrects the basic travel assist force based on the correction information corresponding to the rotation angle. This correction information is represented by a correction coefficient that increases as the rotation angle increases. The control unit 4 calculates the travel assist force by multiplying the basic travel assist force by this correction coefficient.

例えば、制御部４は、図３に示すような補正情報マップを記憶しており、この補正情報マップに基づき補正係数を設定する。なお、補正情報マップは、回転角度と補正係数とを対応付けた情報を含んでおり、回転角度が大きくなるにつれて補正係数も大きくなる。なお、特に限定されるものではないが、補正係数は０以上１以下となっている。 For example, the control unit 4 stores a correction information map as shown in FIG. 3, and sets a correction coefficient based on the correction information map. The correction information map includes information in which the rotation angle is associated with the correction coefficient, and the correction coefficient increases as the rotation angle increases. Although not particularly limited, the correction coefficient is 0 or more and 1 or less.

制御部４は、検出部３によって検出された回転角度が予め定められた閾値ａ以上となると、補正係数を１とする。この結果、制御部４は、走行補助力として基本走行補助力を走行補助用電動機１１６に出力させる。言い換えれば、制御部４は、回転角度が予め定められた閾値ａ以上になると補正処理を停止し、基本走行補助力を走行補助用電動機１１６に出力させる。この閾値ａは、例えば１０度以上９０度以下にすることが好ましく、２０度以上６０度以下とすることがより好ましい。なお、制御部４は、このような補正情報マップを用いるのではなく、予め設定された計算式によって、回転角度に応じた補正係数を算出してもよい。 The control unit 4 sets the correction coefficient to 1 when the rotation angle detected by the detection unit 3 is equal to or greater than a predetermined threshold value a. As a result, the control unit 4 causes the travel assist electric motor 116 to output the basic travel assist force as the travel assist force. In other words, the control unit 4 stops the correction process when the rotation angle is equal to or greater than the predetermined threshold value a, and causes the travel assisting electric motor 116 to output the basic travel assisting force. For example, the threshold value a is preferably 10 degrees or more and 90 degrees or less, and more preferably 20 degrees or more and 60 degrees or less. The control unit 4 may calculate a correction coefficient corresponding to the rotation angle by using a preset calculation formula instead of using such a correction information map.

補正情報マップは、図３にＬ１で示すように回転角度と補正係数とが一次関数のような関係となっていてもよいし、図３にＬ２、Ｌ３で示すようにｎ次関数のような曲線となっていてもよい。補正情報マップは、図３にＬ４で示すように回転角度０の時に補正係数が０ではなく、所定の数値となっていてもよい。補正情報マップは、図３にＬ１〜Ｌ４で示すように回転角度によって補正係数が連続的に変化するようになっていてもよいし、図３にＬ５で示すように回転角度によって補正係数が階段状に不連続に変化するようになっていてもよい。このような補正マップは実験によって決定される。さらに複数の補正情報マップを制御部４が備え、操作部１１８によって複数の補正情報マップを設定可能に構成してもよい。 In the correction information map, the rotation angle and the correction coefficient may have a linear function relationship as indicated by L1 in FIG. 3, or an n-order function such as L2 and L3 in FIG. It may be a curve. In the correction information map, as indicated by L4 in FIG. 3, when the rotation angle is 0, the correction coefficient may not be 0 but may be a predetermined numerical value. The correction information map may be such that the correction coefficient continuously changes depending on the rotation angle as indicated by L1 to L4 in FIG. 3, or the correction coefficient is a step depending on the rotation angle as indicated by L5 in FIG. The shape may change discontinuously. Such a correction map is determined by experiment. Further, the control unit 4 may include a plurality of correction information maps, and a plurality of correction information maps may be set by the operation unit 118.

複数のアシスト条件毎に個別に異なる補正制御マップまたは予め設定された計算式を設けてもよい。１つの補正制御マップまたは１つの予め設定された計算式を用いる場合、アシスト条件を変更すると人力駆動力に対する補助駆動力の割合が変わるので、人力駆動力および回転角度が等しい場合であっても、アシスト条件によって補助駆動力が変化してしまう場合がある。複数のアシスト条件毎に個別に異なる補正制御マップまたは予め設定された計算式を設けることによって、各アシスト条件において最適なアシスト制御を行うことができる。例えば、人力駆動力に対する補助駆動力の比率が大きくなるほど、回転角度が小さいときの補正係数がより小さくなるように、アシスト条件に応じた補正制御マップを用いれば、いずれのアシスト条件においても急発進を確実に抑制することができる。 Different correction control maps or preset calculation formulas may be provided for each of the plurality of assist conditions. When using one correction control map or one preset calculation formula, changing the assist condition changes the ratio of the auxiliary driving force to the human driving force, so even if the human driving force and the rotation angle are equal, The auxiliary driving force may change depending on the assist condition. By providing different correction control maps or preset calculation formulas for each of a plurality of assist conditions, optimum assist control can be performed under each assist condition. For example, if the correction control map according to the assist condition is used so that the correction coefficient when the rotation angle is small becomes smaller as the ratio of the auxiliary drive force to the human drive force becomes larger, the sudden start is made under any assist condition. Can be reliably suppressed.

なお、制御部４は、所定の上限が満たされたときに、走行補助用電動機１１６に対して走行補助を実行させる。例えば、制御部４は、人力駆動力検出部２によって検出されたトルクが、予め設定されたトルク基準値（人力駆動力基準値の一例）以上であると判定した場合、走行補助用電動機１１６に対して走行補助を実行させる。また、制御部４は、例えば、マイクロコンピュータによって構成され、ＣＰＵ（Central processing unit），ＲＡＭ(random access memory)，ＲＯＭ(read only memory)，Ｉ／Ｏインターフェイスなどを含む。 In addition, the control part 4 makes the driving assistance electric motor 116 perform driving assistance when a predetermined upper limit is satisfied. For example, when the control unit 4 determines that the torque detected by the human driving force detection unit 2 is equal to or higher than a preset torque reference value (an example of the human driving force reference value), the control unit 4 causes the driving assist motor 116 to On the other hand, driving assistance is executed. The control unit 4 is constituted by, for example, a microcomputer, and includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an I / O interface, and the like.

次に、上述した自転車用制御装置１の動作について、図４を参照しつつ説明する。図４は、自転車用制御装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 Next, the operation of the above-described bicycle control device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the bicycle control device 1.

図４に示すように、制御部４は、まず、人力駆動力検出部２によって検出された人力駆動力に関する情報を取得する（ステップＳ１）。具体的には、制御部４は、人力駆動力検出部２によって検出されたトルクに関する情報を取得する。 As shown in FIG. 4, the control unit 4 first acquires information on the human driving force detected by the human driving force detection unit 2 (step S1). Specifically, the control unit 4 acquires information on the torque detected by the human power driving force detection unit 2.

次に、制御部４は、人力駆動力が人力駆動力基準値以上であるか否か判断する（ステップＳ２）。具体的には、制御部４は、取得したトルクに関する情報に基づき、トルクがトルク基準値以上であるか否か判断する。なお、特に限定されるものではないが、このトルク基準値は、例えば７Ｎ・ｍ以上１０Ｎ・ｍ以下程度とすることができる。制御部４は、人力駆動力が人力駆動力基準値未満であると判断すると（ステップＳ２のＮｏ）、ステップＳ１の処理に移行する。 Next, the control unit 4 determines whether or not the human driving force is equal to or higher than the human driving force reference value (step S2). Specifically, the control unit 4 determines whether or not the torque is greater than or equal to the torque reference value based on the acquired information on the torque. Although not particularly limited, the torque reference value can be, for example, about 7 N · m to 10 N · m. When the control unit 4 determines that the human driving force is less than the human driving force reference value (No in step S2), the control unit 4 proceeds to the processing in step S1.

一方、制御部４は、人力駆動力が人力駆動力基準値以上であると判断すると（ステップＳ２のＹｅｓ）、基本走行補助力を設定する（ステップＳ３）。詳細には、制御部４は、人力駆動力に応じた基本走行補助力を設定する。 On the other hand, when the control unit 4 determines that the human driving force is equal to or greater than the human driving force reference value (Yes in step S2), the control unit 4 sets the basic driving assist force (step S3). Specifically, the control unit 4 sets a basic travel assist force according to the human power driving force.

次に、制御部４は、検出部３によって検出された回転角度に関する情報を取得する（ステップＳ４）。詳細には、制御部４は、クランク軸１１２ａの回転角度を検出する。なお、この回転角度とは、走行補助用電動機１１６による走行補助が開始される条件を満たしたときのクランク軸１１２ａの位置を基準とした角度を意味する。具体的には、上述したステップＳ２の処理において、人力駆動力が人力駆動力基準値以上になったと制御部４が判断した時点におけるクランク軸１１２ａの位置を基準としている。 Next, the control part 4 acquires the information regarding the rotation angle detected by the detection part 3 (step S4). Specifically, the control unit 4 detects the rotation angle of the crankshaft 112a. The rotation angle means an angle based on the position of the crankshaft 112a when a condition for starting the driving assistance by the electric motor 116 for driving assistance is satisfied. Specifically, the position of the crankshaft 112a at the time when the control unit 4 determines that the human driving force is equal to or higher than the human driving force reference value in the processing of step S2 described above is used as a reference.

次に、制御部４は、取得した回転角度情報に基づき、回転角度に応じた補正係数を設定する（ステップＳ５）。詳細には、制御部４は、図３に示す補正係数マップに基づき、回転角度に応じた補正係数を設定する。 Next, the control part 4 sets the correction coefficient according to a rotation angle based on the acquired rotation angle information (step S5). Specifically, the control unit 4 sets a correction coefficient corresponding to the rotation angle based on the correction coefficient map shown in FIG.

次に、制御部４は、ステップＳ３にて設定された基本走行補助力と、ステップＳ５にて設定された補正係数とに基づいて、走行補助力を算出する（ステップＳ６）。詳細には、制御部４は、基本走行補助力に補正係数を乗算することによって、走行補助力を算出する。言い換えると、制御部４は、基本走行補助力に対応する指令値に補正係数を乗算することによって、走行補助力に対応する指令値を算出する。 Next, the control unit 4 calculates a travel assist force based on the basic travel assist force set in step S3 and the correction coefficient set in step S5 (step S6). Specifically, the control unit 4 calculates the travel assist force by multiplying the basic travel assist force by a correction coefficient. In other words, the control unit 4 calculates a command value corresponding to the travel assist force by multiplying the command value corresponding to the basic travel assist force by the correction coefficient.

次に、制御部４は、走行補助用電動機１１６に対して、算出された走行補助力で走行補助を実行させる（ステップＳ７）。詳細には、制御部４は、モータドライブ１１７を制御することによって、算出された走行補助力を出力するように走行補助用電動機１１６を制御して、走行補助を実行させる。 Next, the control unit 4 causes the travel assisting electric motor 116 to execute travel assist with the calculated travel assist force (step S7). Specifically, the control unit 4 controls the motor drive 117 to control the travel assisting motor 116 so as to output the calculated travel assist force, thereby executing travel assist.

なお、制御部４は、自転車１０１の速度が予め設定された速度基準値を超えると、走行補助用電動機１１６による走行補助を停止させる。 Note that when the speed of the bicycle 101 exceeds a preset speed reference value, the control unit 4 stops the driving assistance by the driving assistance motor 116.

以上説明したように、制御部４が、図４に示すような制御を行うことによって、電動アシスト自転車の発進時に走行補助用電動機１１６に急激に電流が与えられることを抑制することができる。また制御部４が、図４に示すような制御を行うことによって、自転車が走行中であっても走行補助用電動機１１６が一旦停止した後に、再びペダリングを開始したときにも走行補助用電動機１１６による走行補助力を抑制することができ、走行補助用電動機１１６に急激に電流が与えられることを抑制することができる。 As described above, when the control unit 4 performs the control as shown in FIG. 4, it is possible to prevent a sudden current from being applied to the travel assisting electric motor 116 when the electric assist bicycle starts. Further, the control unit 4 performs control as shown in FIG. 4, so that even when the bicycle is running, the driving assistance motor 116 is stopped and then the pedaling is started again after the driving assistance motor 116 is stopped. It is possible to suppress the travel assist force caused by the above, and it is possible to suppress a sudden current from being applied to the travel assist motor 116.

［第２実施形態］
次に第２実施形態に係る自転車用制御装置１について説明する。なお、第２実施形態に係る自転車用制御装置１が適用される自転車１０１は、上述した第１実施形態において説明した自転車１０１と同じであるため、その説明を省略する。また、第２実施形態に係る自転車用制御装置１は、走行補助力の導き方が第１実施形態に係る自転車用制御装置１と異なるだけであって、各部材の構成は互いに同じであるため、その説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, the bicycle control device 1 according to the second embodiment will be described. Since the bicycle 101 to which the bicycle control device 1 according to the second embodiment is applied is the same as the bicycle 101 described in the first embodiment, the description thereof is omitted. Further, the bicycle control device 1 according to the second embodiment is different from the bicycle control device 1 according to the first embodiment only in how the driving assistance force is guided, and the configuration of each member is the same. The description is omitted.

図５は、第２実施形態に係る自転車用制御装置１の動作を説明するためのフローチャートである。なお、ステップＳ１、Ｓ２，Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７における処理は、上記第１実施形態に係るものと同じであるため、その詳細な説明を省略する。 FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the bicycle control device 1 according to the second embodiment. Note that the processing in steps S1, S2, S4, S5, and S7 is the same as that according to the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

制御部４は、まず、人力駆動力検出部２によって検出された人力駆動力に関する情報を取得する（ステップＳ１）。制御部４は、ステップＳ１の処理によって取得された人力駆動力が人力駆動力基準値未満であると判断すると（ステップＳ２のＮｏ）、ステップＳ１の処理に戻る。 First, the control unit 4 acquires information on the human driving force detected by the human driving force detection unit 2 (step S1). When the control unit 4 determines that the human driving force acquired by the process of step S1 is less than the human driving force reference value (No in step S2), the control unit 4 returns to the process of step S1.

一方、制御部４は、人力駆動力が人力駆動力基準値以上であると判断すると（ステップＳ２のＹｅｓ）、検出部３によって検出された回転角度に関する情報を取得する（ステップＳ４）。次に、制御部４は、取得した回転角度情報に基づき、回転角度に応じた補正係数を設定する（ステップＳ５）。 On the other hand, when the control unit 4 determines that the human driving force is equal to or greater than the human driving force reference value (Yes in step S2), the control unit 4 acquires information on the rotation angle detected by the detection unit 3 (step S4). Next, the control part 4 sets the correction coefficient according to a rotation angle based on the acquired rotation angle information (step S5).

次に、制御部４は、人力駆動力検出部２によって検出された人力駆動力を補正する（ステップＳ１１）。詳細には、制御部４は、ステップＳ１の処理によって取得された人力駆動力に対して、ステップＳ５の処理において設定された補正係数を乗算する。言い換えれば、人力駆動力を表す人力駆動力検出部２の出力値（例えば電圧を表す値）に、設定された補正係数を乗算する。これによって、補正後の人力駆動力は、人力駆動力検出部２によって検出された人力駆動力以下となる。 Next, the control unit 4 corrects the human power driving force detected by the human power driving force detection unit 2 (step S11). Specifically, the control unit 4 multiplies the human driving force acquired by the process of step S1 by the correction coefficient set in the process of step S5. In other words, an output value (for example, a value representing voltage) of the human power driving force detection unit 2 representing human power driving force is multiplied by a set correction coefficient. As a result, the corrected human power driving force becomes equal to or lower than the human power driving force detected by the human power driving force detector 2.

次に、制御部４は、補正後の人力駆動力に対応する走行補助力を設定する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２の処理において設定された走行補助力は、前記人力駆動力検出部２によって検出された元々の人力駆動力に応じて設定される基本走行補助力以下である。 Next, the control part 4 sets the driving assistance force corresponding to the corrected human power driving force (step S12). The travel assist force set in the process of step S12 is equal to or less than the basic travel assist force set according to the original human power driving force detected by the human power driving force detector 2.

そして、制御部４は、ステップＳ１２の処理において設定された走行補助力を走行補助用電動機１１６に出力させる（ステップＳ７）。 And the control part 4 makes the driving assistance electric power set in the process of step S12 output to the electric motor 116 for driving assistance (step S7).

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 [Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

変形例１
上記実施形態では、検出部３は、クランク１１２の回転角度を検出しているが、特にこれに限定されない。例えば、検出部３は、クランク１１２の回転角度の代わりに、走行補助が開始される時点からの走行距離を検出する構成とすることができる。走行距離は、前輪１０６または後輪１０７の回転状態（例えば回転数または回転角度）と、車輪の径とに基づいて求めることができる。前輪１０６または後輪１０７の回転状態は、たとえば車輪に磁石を設けて、この磁石を検出するセンサをフレームに設ける通常の速度センサによって検出してもよいし、エンコーダによって検出してもよい。 Modification 1
In the above embodiment, the detection unit 3 detects the rotation angle of the crank 112, but is not particularly limited thereto. For example, the detection unit 3 may be configured to detect a travel distance from the time when travel assistance is started instead of the rotation angle of the crank 112. The travel distance can be obtained based on the rotation state (for example, the rotation speed or the rotation angle) of the front wheel 106 or the rear wheel 107 and the wheel diameter. The rotational state of the front wheel 106 or the rear wheel 107 may be detected by, for example, a normal speed sensor in which a magnet is provided on the wheel and a sensor for detecting the magnet is provided in the frame, or may be detected by an encoder.

制御部４は、検出部３によって検出された走行距離に応じて、走行補助用電動機１１６に出力させる走行補助力を制御する。例えば、制御部４は、走行距離が長くなるほど、走行補助力を基本走行補助力に近づける。本変形例では、走行距離を実際に算出してもよいが、走行距離を算出しないで走行補助が開始される時点からの車輪の回転状態（回転数または回転角度）に応じて、走行補助用電動機１１６に出力させる走行補助力を制御してもよい。制御部４は、図３に示す補正情報マップの横軸を回転角度から走行距離または車輪の回転数（回転角度）に置き換えた補正情報マップまたは予め設定された計算式を有する。走行距離を求める演算は、たとえば制御部４を構成するマイクロコンピュータによって行われてもよい。 The control unit 4 controls the travel assist force that is output to the travel assist motor 116 according to the travel distance detected by the detection unit 3. For example, the control unit 4 brings the travel assist force closer to the basic travel assist force as the travel distance becomes longer. In this modification, the travel distance may be actually calculated, but depending on the rotation state (number of rotations or rotation angle) of the wheel from the time when the travel assistance is started without calculating the travel distance, You may control the driving assistance force output to the electric motor 116. FIG. The control unit 4 has a correction information map in which the horizontal axis of the correction information map shown in FIG. 3 is replaced from the rotation angle to the travel distance or the rotation speed (rotation angle) of the wheel or a preset calculation formula. The calculation for obtaining the travel distance may be performed by, for example, a microcomputer configuring the control unit 4.

変形例２
上記実施形態では、検出部３は、クランク１１２の回転角度を検出しているが、特にこれに限定されない。例えば、検出部３は、クランク１１２の回転角度の代わりに、走行補助が開始される時点からの走行時間を検出する構成とすることができる。この場合、制御部４は、検出部３によって検出された走行時間に応じて、走行補助用電動機１１６に出力させる走行補助力を制御する。例えば、制御部４は、走行時間が長くなるほど、走行補助力を基本走行補助力に近づける。制御部４は、図３に示す補正情報マップの横軸を回転角度から走行時間に置き換えた補正情報マップまたは予め設定された計算式を備える。 Modification 2
In the above embodiment, the detection unit 3 detects the rotation angle of the crank 112, but is not particularly limited thereto. For example, the detection unit 3 may be configured to detect a travel time from the time when travel assistance is started instead of the rotation angle of the crank 112. In this case, the control unit 4 controls the travel assist force to be output to the travel assist electric motor 116 according to the travel time detected by the detection unit 3. For example, the control unit 4 brings the travel assist force closer to the basic travel assist force as the travel time becomes longer. The control unit 4 includes a correction information map in which the horizontal axis of the correction information map shown in FIG.

変形例３
上記実施形態に係る人力駆動力検出部２は、クランク軸１１２ａに作用するトルクを人力駆動力として検出しているが、特にこれに限定されない。例えば、人力駆動力検出部２は、チェーン１１０に作用する張力を人力駆動力として検出してもよいし、後輪１０７の車軸に作用する力、またはフレーム１０２に人力によって作用する駆動力などを検出してもよい。 Modification 3
Although the human-power-driving-force detection part 2 which concerns on the said embodiment has detected the torque which acts on the crankshaft 112a as a human-powered driving force, it is not specifically limited to this. For example, the human power driving force detection unit 2 may detect a tension acting on the chain 110 as a human power driving force, a force acting on the axle of the rear wheel 107, or a driving force acting on the frame 102 by human power. It may be detected.

変形例４
上記実施形態では、動力伝達経路にアシスト機構１１５によって補助駆動力を作用させる構成を採用しているが、特にこれに限定されない。例えば、チェーン１１０にアシスト機構１１５によって補助駆動力を作用させる構成であってもよい。また、例えば、フロントハブモータを備える電動アシスト自転車、すなわち前輪１０６にアシスト機構１１５を備える電動アシスト自転車にも本自転車用制御装置を適用することができる。他にも、リアハブモータを備える電動アシスト自転車、すなわち後輪１０７にアシスト機構１１５を備える電動アシスト自転車にも、本自転車用制御装置を適用することができる。 Modification 4
In the above embodiment, a configuration in which an auxiliary driving force is applied to the power transmission path by the assist mechanism 115 is employed, but the present invention is not particularly limited thereto. For example, an auxiliary driving force may be applied to the chain 110 by the assist mechanism 115. Further, for example, the bicycle control apparatus can be applied to an electrically assisted bicycle including a front hub motor, that is, an electrically assisted bicycle including the assist mechanism 115 on the front wheel 106. In addition, the bicycle control device can be applied to an electrically assisted bicycle including a rear hub motor, that is, an electrically assisted bicycle including the assist mechanism 115 on the rear wheel 107.

１自転車用制御装置
２人力駆動力検出部
３検出部
４制御部
１０１自転車
１１２クランク
１１２ａクランク軸
１１２ｂクランクアーム
１１６走行補助用電動機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bicycle control apparatus 2 Human power drive force detection part 3 Detection part 4 Control part 101 Bicycle 112 Crank 112a Crankshaft 112b Crank arm 116 Electric motor for driving assistance

Claims

A bicycle control device for controlling a bicycle having an electric motor for driving assistance,
The rotation angle of the crank relative to the position of the crank of the bicycle when the driving assistance is started by the driving assistance motor, the travel distance from the time when the driving assistance is started, and the driving assistance is started. A detection unit for detecting at least one of travel times from the time point
In accordance with the detection result detected by the detection unit, a control unit that controls a driving assist force that is output to the driving assist motor;
A bicycle control device.

It further comprises a human power driving force detection unit for detecting human power driving force,
The bicycle control device according to claim 1, wherein the control unit controls the travel assisting force according to the human power driving force detected by the human power driving force detection unit.

The bicycle control device according to claim 2, wherein the control unit causes the travel assisting motor to output the travel assisting force that is equal to or less than a basic travel assisting force that is set according to the human power driving force.

The bicycle control device according to claim 3, wherein the control unit brings the travel assisting force closer to the basic travel assisting force as the rotation angle is larger, the travel distance is longer, or the travel time is longer. .

The bicycle control device according to claim 3 or 4, wherein the control unit corrects the basic travel assist force according to the detection result to obtain the travel assist force.

The bicycle control device according to claim 5, wherein the control unit corrects the basic driving assistance force based on correction information corresponding to the detection result.

The correction information is represented by a correction coefficient,
The correction coefficient increases as the rotation angle increases, the travel distance increases, or the travel time increases.
The bicycle control device according to claim 6.

The bicycle control device according to claim 7, wherein the control unit corrects the basic travel assist force by multiplying the basic travel assist force by the correction coefficient.

5. The control unit according to claim 2, wherein the control unit corrects the human driving force according to the detection result, and causes the driving assist motor to output the driving auxiliary force corresponding to the corrected human driving force. Bicycle control device.

The bicycle control device according to claim 9, wherein the control unit corrects the human driving force based on correction information corresponding to the detection result.

The correction information is represented by a correction coefficient,
The correction coefficient increases as the rotation angle increases, the travel distance increases, or the travel time increases.
The bicycle control device according to claim 10.

The bicycle control device according to claim 11, wherein the control unit corrects the human driving force by multiplying the human driving force by the correction coefficient.

The bicycle control device according to any one of claims 5 to 12, wherein the control unit stops the correction processing when the detection result is equal to or greater than a predetermined threshold value.

The bicycle control device according to claim 13, wherein when the detection unit detects the rotation angle, the predetermined threshold value is set in a range of 10 ° to 90 °.

The bicycle detection unit according to any one of claims 1 to 14, wherein when the detection unit detects the rotation angle, the detection unit detects a rotation angle of a crankshaft of the crank as the rotation angle of the crank. Control device.

15. The rotation angle detection unit according to claim 1, wherein when the detection unit detects the rotation angle, the rotation angle detection unit detects a rotation angle of a crank arm of the crank as the rotation angle of the crank. Bicycle control device.

When it is determined that the human power driving force detected by the human power driving force detection unit is equal to or higher than a human power driving force reference value, the control unit causes the driving assistance motor to start the driving assistance.
The bicycle control device according to any one of claims 2 to 16.