WO2020158280A1 - 自転車用電動アシスト装置及び自転車 - Google Patents

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WO2020158280A1
WO2020158280A1 PCT/JP2019/051111 JP2019051111W WO2020158280A1 WO 2020158280 A1 WO2020158280 A1 WO 2020158280A1 JP 2019051111 W JP2019051111 W JP 2019051111W WO 2020158280 A1 WO2020158280 A1 WO 2020158280A1
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rotation angle
crank
bicycle
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electric motor
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謙二 塚本
本田　聡
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a bicycle electric assist device and a bicycle, and more particularly to a control system of an electric motor that generates an assist force in the bicycle electric assist device.
  • Patent Document 1 As an electrically assisted bicycle, one that measures the strain of the pedal system by a strain cage, calculates the pedal effort from the measured value, and controls the operation of the electric motor according to the pedal effort (for example, Patent Document 1)
  • Patent Document 2 There is known one that controls the operation of an electric motor according to the pedal effort detected by a pedal effort sensor including a pedal effort transmission sleeve attached to a driven crankshaft (for example, Patent Document 2).
  • the problem to be solved by the present invention is to perform assist control according to the pedal effort without complicating the structure for detecting the pedal effort or modifying the bicycle in the electric assist device for a bicycle. It is to be seen.
  • An electric power assist device for a bicycle relates to a torque transmission relationship between a crank shaft (24) driven by a pedal force from a pedal (30) via a crank arm (26) or the crank arm (26). Equipped with an electric motor (54) connected to each other, a vehicle-mounted battery (102) that is a power source of the electric motor (54), and a control device (100) that controls the operation of the electric motor (54)
  • Electric assist device (50) for a vehicle comprising a rotation angle sensor (110) for detecting a crank rotation angle position of the crank shaft (24), and a current sensor for detecting a motor current (I) of the electric motor (54).
  • a pedaling force estimation calculation unit (120) that estimates the pedaling force based on the difference from the motor current (I2), and the drive of the electric motor (54) is controlled according to the pedaling force estimated by the pedaling force estimation calculation unit (120).
  • a motor drive control unit (126) that operates.
  • the assistance according to the pedal effort is performed without complicating the structure for detecting the pedal effort or requiring the bicycle (10) to be modified.
  • the motor drive control section (126) further calculates an angular velocity ( ⁇ ) of the crankshaft (24) from the crank rotation angle position, and the first speed is calculated.
  • Electric motor (54) in accordance with the difference between the angular velocity ( ⁇ 1) of the crank shaft (24) at the crank rotation angle position and the angular velocity ( ⁇ 2) of the crank shaft (24) at the second crank rotation angle position. Control the drive of.
  • the motor drive control section (126) further calculates an angular acceleration ( ⁇ ) of the crankshaft (24) from the crank rotation angle position, and the The electric motor according to the difference between the angular acceleration ( ⁇ 1) of the crankshaft (24) at the first crank rotation angle position and the angular acceleration ( ⁇ 2) of the crankshaft (24) at the second crank rotation angle position.
  • the drive of (54) is controlled.
  • An electric power assist device for a bicycle relates to a torque transmission relationship between a crankshaft (24) driven by a pedal force of a pedal (30) via a crank arm (26) or the crank arm (26). Equipped with an electric motor (54) connected to each other, a vehicle-mounted battery (102) that is a power source of the electric motor (54), and a control device (100) that controls the operation of the electric motor (54)
  • An electric assist device (50) for a vehicle comprising a rotation angle sensor (110) for detecting a crank rotation angle position of the crank shaft (24), and the control device (100) changes the crank rotation angle position.
  • the angular velocity ( ⁇ ) of the crankshaft (24) is calculated from the angular velocity ( ⁇ 1) at the first crank rotation angle position and the angular velocity at the second crank rotation angle position different from the first crank rotation angle position.
  • a pedal effort estimation calculation unit (120) that estimates the pedal depression force from the difference from ( ⁇ 2), and a motor that controls the drive of the electric motor (54) according to the pedal depression force estimated by the pedal effort estimation calculation unit (120).
  • a drive controller 126.
  • the assistance according to the pedal effort is performed without complicating the structure for detecting the pedal effort or requiring modification of the bicycle (10).
  • An electric power assist device for a bicycle relates to a torque transmission relationship between a crankshaft (24) driven by a pedal force of a pedal (30) via a crank arm (26) or the crank arm (26). Equipped with an electric motor (54) connected to each other, a vehicle-mounted battery (102) that is a power source of the electric motor (54), and a control device (100) that controls the operation of the electric motor (54)
  • An electric assist device (50) for a vehicle comprising: a rotation angle sensor (110) for detecting a crank rotation angle position of the crankshaft (24), wherein the control device (100) determines the crank rotation angle position from the crank rotation angle position.
  • the angular acceleration ( ⁇ ) of the crankshaft (24) is calculated, and the angular acceleration ( ⁇ 1) at the first crank rotation angle position and the angle at the second crank rotation angle position different from the first crank rotation angle position.
  • a pedal effort estimation calculation unit (120) that estimates the pedal depression force from the difference from the acceleration ( ⁇ 2) and a drive of the electric motor (54) according to the pedal depression force estimated by the pedal effort estimation calculation unit (120).
  • a motor drive controller 126.
  • the assistance according to the pedal effort is performed without complicating the structure for detecting the pedal effort or requiring modification of the bicycle (10).
  • the bicycle electric assist device (50) preferably has a current sensor (116) for detecting a motor current (I) of the electric motor (54), and the motor drive control section (126) further includes: The drive of the electric motor (54) is controlled according to the difference between the motor current (I1) at the first crank rotation angle position and the motor current (I2) at the second crank rotation angle position.
  • the first crank rotation angle position is within an angle range of 90 degrees or less from a maximum lift position of one pedal (30), and the second crank rotation angle position is less than 90 degrees.
  • the angular position is within an angular range of 90 degrees or more and 180 degrees or less from the highest position of the one pedal (30).
  • the estimation of the pedal effort and the detection of the pedaling state are accurately performed, and the assist is appropriately performed according to the pedal effort and the pedaling state.
  • a crank forward/reverse rotation determining unit that determines whether the crankshaft (24) is normal rotation or reverse rotation based on a crank rotation angle position detected by the rotation angle sensor (110).
  • the motor drive control unit (126) controls the electric motor (54) when the crank forward/reverse rotation determination unit (122) determines that the crankshaft (24) is in reverse rotation. Control to stop driving.
  • a rotation sensor (112) that detects rotation of the crank, and the pedal () from rotation of the crank shaft (24) detected by the rotation sensor (112).
  • 30) has a pedaling force presence/absence determining unit (124), and the motor drive control unit (126) operates the electric motor when the pedaling force presence/absence determining unit (124) determines that there is no pedaling force. The control for stopping the driving of the motor (54) is performed.
  • the bicycle electric assist device (50) preferably includes a gyro sensor (114) for detecting the inclination of the bicycle (10), and the motor drive control section (126) further includes the gyro sensor (114). Control is performed to reduce the rotational output of the electric motor (54) according to the inclination of the bicycle (10) detected by.
  • the bicycle electric assist device (50) preferably has a voltage sensor (118) for detecting the voltage of the battery (102), and the motor drive control section (126) further includes the voltage sensor (118). ), the rotational output of the electric motor (54) is reduced according to the decrease in the voltage detected by (1).
  • a bicycle according to one embodiment of the present invention is equipped with the bicycle electric assist device of the above-described embodiment.
  • the assist control according to the pedal effort is performed without complicating the structure for detecting the pedal effort or requiring the modification of the bicycle.
  • the assist control according to the pedal effort is performed without complicating the structure for detecting the pedal effort and requiring no modification of the bicycle.
  • FIG. 1 is a perspective view of a main portion of a bicycle equipped with a bicycle electric assist device according to an embodiment of the present invention.
  • the exploded perspective view of the electric assist device for bicycles according to the embodiment The longitudinal cross-sectional view of the electric assist device for the bicycle according to the embodiment.
  • Block diagram of a control system of the electric assist device for a bicycle according to the embodiment Explanatory drawing of the crank rotation angle position of the bicycle equipped with the bicycle electric assist device according to the embodiment.
  • Graph showing the relationship between crank rotation angle position and motor current Flowchart of assist control of the electric bicycle assist device according to the same embodiment (first embodiment).
  • Flowchart of assist control of a bicycle electric assist device according to another embodiment (second embodiment).
  • Graph showing the relationship between crank rotation angle position and crankshaft angular velocity Flowchart of assist control of a bicycle electric assist device according to another embodiment (third embodiment).
  • FIGS. 1 to 5 one embodiment of a bicycle equipped with a bicycle electric assist device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • a bicycle 10 includes a seat tube 12 that extends in a substantially vertical direction and has a saddle (not shown) attached to an upper end thereof, and a down tube 14 and a sub tube that extend in a substantially front-rear direction. 15 and a frame 18 including left and right chain stays 16.
  • the lower end of the seat tube 12, the rear end of the down tube 14 and the front end of each chain stay 16 are connected to each other by a bearing cylinder body 20 for supporting a crank shaft which also serves as a pipe joint.
  • the rear end of the sub tube 15 is connected to the vicinity of the lower end of the seat tube 12 by a pipe joint 22.
  • the bearing cylinder 20 rotatably supports a crankshaft (drive shaft) 24 that extends substantially horizontally in the left-right direction.
  • the left and right shaft ends of the crankshaft 24 project outward from the bearing tubular body 20 in the left and right directions, and the base ends of the left and right crank arms 26 and 28 are fixed to the respective shaft ends with a rotational phase difference of 180 degrees.
  • the crankshaft 24 forms the center of rotation of the crank arms 26 and 28, and the rotation center axis of the crankshaft 24 and the rotation center axis of the crank arms 26 and 28 are on the same axis.
  • a pedal 30 is attached to the free ends of the crank arms 26 and 28.
  • a drive sprocket 32 is arranged between the right crank arm 28 and the bearing cylinder 20. The drive sprocket 32 is coaxially connected (fixed) to the crankshaft 24.
  • crank shaft 24 is rotationally driven by the left and right crank arms 26 and 28.
  • the rotation of the crankshaft 24 is transmitted to a drive sprocket (chain wheel) 32, and is transmitted from the drive sprocket 32 to a rear wheel (not shown) by a chain type transmission mechanism (not shown).
  • a drive sprocket chain wheel
  • a rear wheel not shown
  • a chain type transmission mechanism not shown
  • the bicycle 10 has an electric assist unit (electric assist device for bicycle) 50.
  • electric assist unit electric assist device for bicycle
  • the up, down, front and back, and left and right directions in the following description refer to the respective directions when the electric assist unit 50 is attached to the frame 18 of the bicycle 10 as shown in FIG. 1.
  • the electric assist unit 50 includes a housing 52 having a hollow structure formed by an assembly of a first half body 52A on the left side, a second half body 52B on the right side, and a cover member 52D. ..
  • the first half body 52A and the second half body 52B are coupled to each other by a plurality of bolts 51.
  • the cover member 52D is joined to the left side of the first half body 52A by a plurality of bolts 55.
  • the electric motor 54 is attached to the housing 52.
  • the electric motor 54 has a cylindrical outer casing 56 including a base end fixed to the outer surface of the second half body 52B so that the central axis A extends in the left-right direction.
  • the outer casing 56 projects rightward and outward from the second half body 52B.
  • the electric motor 54 has an output shaft 58 extending in the left-right direction and protruding leftward from the second half body 52B into the hollow portion of the housing 52.
  • a drive spur gear 60 having a small diameter is fixed to the output shaft 58.
  • the first half body 52A and the second half body 52B rotatably support an intermediate shaft 64 extending in the left-right direction inside with a bush 62 and the like.
  • the intermediate shaft 64 fixedly supports a large-diameter intermediate spur gear 66 that meshes with the drive spur gear 60 on the right side of the bush 62. That is, the drive spur gear 60 and the intermediate spur gear 66 are housed in the first gear chamber 53 having a closed structure defined by the first half body 52A and the second half body 52B.
  • the intermediate shaft 64 integrally has a small-diameter intermediate spur gear 68 formed on the left side of the bush 62.
  • the first half body 52A integrally has an annular portion 52C extending downward from the arrangement portion of the intermediate shaft 64 and the intermediate spur gear 68.
  • the annular portion 52C includes a cylindrical portion 72 that defines a central opening 70 that opens in the left-right direction, a substantially cylindrical outer peripheral portion 74 concentrically formed with the cylindrical portion 72 radially outward of the cylindrical portion 72, and a cylindrical portion.
  • a right side portion 76 having an annular plate shape extending between 72 and the outer peripheral portion is included, and the left side is open.
  • the central opening 70 has an inner diameter sufficiently larger than the outer diameter of the crankshaft 24, and the crankshaft 24 penetrates in the left-right direction in a loosely fitted state.
  • a large-diameter annular output spur gear 80 is attached to the outer periphery of the cylindrical portion 72 by a ball bearing 78 so as to be rotatable around a central axis extending in the left-right direction.
  • the output spur gear 80 meshes with the intermediate spur gear 68 on the upper side.
  • a transmission gear train 59 having a parallel shaft including the intermediate spur gear 66 and the intermediate spur gear 68 is formed between the drive spur gear 60 and the output spur gear 80.
  • the speed change gear train 59 transmits the rotation of the electric motor 54 to an output spur gear 80 which forms a part of a rotation output member 81 described later.
  • the electric motor 54 is biased radially outward with respect to the rotation output member 81 by the transmission gear train 59, and is also biased axially with respect to the rotation output member 81.
  • the rotation output member 81 includes an output spur gear 80 and an annular rotation output plate 84 fixed to the left side surface of the output spur gear 80 concentrically with the output spur gear 80 by a plurality of bolts 82.
  • the entire left side surface of the rotary output plate 84 is exposed to the outside of the annular portion 52C to the left, and along with the output spur gear 80 in the radial direction outward of the central opening 70, in the lateral direction of the cylindrical portion 72. It is rotatable about an extending central axis.
  • the rotation output plate 84 is rotationally driven by the electric motor 54 via the transmission gear train 59.
  • the rotation output plate 84 has an outer diameter larger than the outer diameter of the output spur gear 80, and the tooth portion of the output spur gear 80 and the meshing portion of the intermediate spur gear 68 and the output spur gear 80 are located on the left side of the annular portion 52C. Shield from (open side). That is, the rotation output plate 84 serves as a cover member for the output spur gear 80 and protects the teeth of the output spur gear 80.
  • the rotation output plate 84 cooperates with the annular portion 52C and the cover member 52D to define the second gear chamber 57 having a closed structure, and the intermediate spur gear 68 and the output spur gear 80 are housed in the second gear chamber 57. ing.
  • both the output spur gear 80 and the rotation output plate 84 are annular shapes concentric with the center opening 70 and are radially outward of the cylindrical portion 72, the center opening 70 is formed in the output spur gear 80 and the rotation output plate 84. Without being disturbed, it extends in the left-right direction with the same inner diameter and opens outward in the left-right direction.
  • the attachment of the electric assist unit 50 to the bicycle 10 is performed by the operator according to the following procedure.
  • the electric assist unit 50 reaches the vicinity of the base end of the crank arm 26 such that the rotation output member 81 and the annular portion 52C pass through the crank arm 26.
  • the inner diameter of the central opening 70 is set with respect to the outer shape of the crank arm 26 so that this passing operation can be performed.
  • the pedal 30 does not need to be removed as long as the central opening 70 has an inner diameter that allows the pedal 30 attached to the crank arm 26 to pass through.
  • the posture of the electric assist unit 50 is changed to the posture in which the electric motor 54 is turned sideways (the posture shown in FIG. 1), and the crankshaft 24 is passed through the central opening 70 in the axial direction in a loosely fitted state. ..
  • the rotation output plate 84 and the annular portion 52C are in a state in which the crankshaft 24 is loosely fitted in the center opening 70 in the left-right direction without removing the pedal 30 or the work of removing the pedal 30.
  • the penetrating state is arranged between the frame 18 and the crank arm 26.
  • the electric motor 54 is biased radially outward with respect to the rotation output member 81 by the transmission gear train 59, and is axially offset with respect to the rotation output member 81. Therefore, as shown in FIG. Is disposed between the upper and lower sub tubes 15 and the down tube 14 on the front side in the vicinity of the lower end of the seat tube 12, and the outer casing 56 of the electric motor 54 abuts on the down tube 14 or the sub tube 15. Is stopped against. As a result, the rotation stop of the electric motor 54 with respect to the frame 18 is easily and reliably performed.
  • the electric assist unit 50 is fixed to the frame 18 by fixing the outer casing 56 of the electric motor 54 to the down tube 14 with the fastening band 49.
  • the fastening of the electric assist unit 50 to the frame 18 by the fastening band 49 may be a rough fixing such that the electric assist unit 50 does not rattle against the frame 18 during traveling, etc. This fixing is not essential and is omitted. Good.
  • the rotation output plate 84 is exposed between the bearing cylinder 20 and the crank arm 26 toward the left, and the connecting member 90 attached to the exposed surface (left surface) of the crank arm 26 exposes the crank output. It is coaxially connected to the center of rotation, that is, the crank shaft 24, and transmits the assist force from the electric assist unit 50 to the crank shaft 24.
  • the electric motor 54 Since the electric motor 54 is located radially outward of the annular portion 52C and the rotation output plate 84 by the speed change gear train 59, the electric motor 54 has the annular portion 52C and the rotation output plate 84 with respect to the crank arm 26. Does not hinder the installation of the.
  • connection structure between the crankshaft 24 and the crank arm 26 and the connection structure between the rotation output member 81 and the crankshaft 24 by the connection member 90 in the bicycle 10 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the crankshaft 24 has a spline shaft portion 34 having a smaller diameter than the other portions at the end.
  • a screw hole 36 for removing the crank is opened at the center of the shaft end of the spline shaft portion 34.
  • the crank arm 26 has a spline hole 38 that penetrates the base end in the left-right direction.
  • the spline shaft portion 34 is fitted into the spline hole 38 in a spline-joined state, and a screw (crank extracting screw) 40 is screwed into the screw hole 36 from the outside of the crank arm 26, whereby the crank shaft 24 and the crank arm 26 are engaged. And are connected so as to be able to transmit the rotational force.
  • the connecting member 90 extends radially outward from the central portion 91 and the central portion 91 to which the shaft end of the crank shaft 24 is fixed by the screw 40 that is screwed into the screw hole 36 of the crank shaft 24, and the free end is screwed.
  • a plurality of legs 92 are fixed to the rotation output member 81 by 94, and the rotation output member 81 is connected to the crankshaft 24 in a torque transmission relationship.
  • a plurality of knock pins 98 into which positioning through holes 93 formed at the free ends of at least two leg portions 92 are fitted are attached to the rotation output plate 84.
  • the fitting of each knock pin 98 and the corresponding through hole 93 positions the connecting member 90 with respect to the rotary output plate 84 so that the connecting member 90 is concentric with the rotary output plate 84.
  • the inner diameter of the through hole 96 of the screw 40 formed in the central portion 91 may be larger than the outer shape of the screw 40, and after the connecting member 90 is fixed to the rotation output member 81, the central portion 91 is fixed by the screw 40 to the crankshaft 24. It should be fixed to.
  • crankshaft 24 and the rotation output member 81 are concentrically (coaxially) connected to each other by the connecting member 90 and the screw 40 of the existing bicycle 10, and the rotation of the rotation output member 81 does not cause runout. 24 is transmitted.
  • the seat tube 12 is provided with a fastening band (not shown) or the like by a control device 100 for electric assist, and a secondary battery serving as a power source of the electric motor 54 and the control device 100.
  • a battery 102 is attached.
  • the control device 100 and the battery 102 are provided separately from the housing 52 and the electric motor 54 of the electric assist unit 50, and if they are electrically connected to the electric motor 54 by an electric cable (not shown). Good.
  • the bicycle electric assist unit 50 includes a rotation angle sensor 110, a pulse sensor 112, a gyro sensor 114, a current sensor 116, and a voltage sensor 118.
  • the rotation angle sensor 110 is composed of a hall sensor or the like built in the electric motor 54, and detects the rotation and angular position of the crankshaft 24 from the integrated motor rotation angle and the reduction gear ratio of the transmission gear train 59.
  • the rotation angle sensor 110 may be configured by an absolute rotary encoder or the like that is not built in the electric motor 54, and may detect the rotation and angular position of the crankshaft 24.
  • the pulse sensor 112 is provided on the crankshaft 24, the crank arm 26, the pedal 30, the output spur gear 80, or the rotary output plate 84, and as shown in FIG. It is a rotation sensor that detects the crank angle reference point of the crank shaft 24 located at the position and the rotation of the crank shaft 24.
  • the gyro sensor 114 is provided in the electric assist unit 50 and detects the tilt of the frame 18 in the left-right direction and the front-back direction.
  • the voltage sensor 118 detects the voltage of the battery 102.
  • the current sensor 116 detects the motor current I of the electric motor 54. As shown in FIG. 7, the motor current I changes in a 360-degree cycle according to the crank rotation angle position and has a correlation with the pedal effort.
  • the control device 100 is of an electronic control type including a microcomputer and the like, and has a pedaling force estimation calculation unit 120, a crank forward/reverse rotation determining unit 122, a pedaling force presence/absence determining unit 124, and a motor drive control unit 126.
  • the pedaling force estimation calculation unit 120 stores the information about the crank rotation angle position from the rotation angle sensor 110, the reference point of the crank angle of the crankshaft 24 from the pulse sensor 112, and the information about the rotation of the crankshaft 24.
  • the information about the motor current I from the current sensor 116 is taken in, and the motor current I1 at the first crank rotation angle position and the motor current I2 at the second crank rotation angle position different from the first crank rotation angle position are obtained.
  • the pedal effort of the bicycle 10 is estimated from the difference (difference value or ratio).
  • the pedaling force estimation calculation unit 120 determines that the larger the difference value (I1-I2) between the motor current I1 at the first crank rotation angle position and the motor current I2 at the second crank rotation angle position, or the motor current I1 and the motor current I2. It is estimated that the larger the ratio (I1/I2) to I2, the greater the pedal effort.
  • the first crank rotation angle position is within an angle range of 90 degrees or less from the maximum lift position of the pedal 30 of the crank arm 26, and the second crank rotation angle position is 90 degrees from the maximum lift position of the pedal 30 of the crank arm 26. It is within the angle range of not less than 180 degrees.
  • Each of the motor currents I1 and I2 may be the motor current I of at least one point within the above angle range.
  • the motor current I1 is an average value or an integrated value of the motor current I in the first angle range ⁇ 1 (see FIG. 6) of about 15 degrees from the most raised position of the pedal 30, and the motor current I2 is It may be an average value or an integrated value of the motor current I in the second angular range ⁇ 2 (see FIG. 6) of about 15 degrees from the position 90 degrees advanced from the highest position.
  • the average value or integrated value of the motor current I1 in the first angle range ⁇ 1 is greater than the average value or integrated value of the motor current I2 in the second angle range ⁇ 2. It becomes a large value, and the difference value (I1-I2) or the ratio (I1/I2) is almost proportional to the pedal effort.
  • the motor drive control unit 126 basically outputs a control command to the motor drive circuit 128 so as to operate the electric motor 54 with a drive current corresponding to the pedal effort calculated by the pedal effort estimation calculation unit 120.
  • the motor drive control unit 126 further inputs information about the crank rotation angle position from the rotation angle sensor 110, and based on the information, the angular velocity ⁇ 1 of the crankshaft 24 in the first crank rotation angle position or the first angle range ⁇ 1. And the angular velocity ⁇ 2 of the crankshaft 24 in the second crank rotation angular position or the second angular range ⁇ 2 are calculated, and a control command determined according to the difference between the angular velocities ⁇ 1 and ⁇ 2 is output to the motor drive circuit 128. To do.
  • the motor drive circuit 128 quantitatively sets the drive current supplied from the battery 102 to the electric motor 54.
  • the electric motor 54 assists pedaling by the rotation output according to the estimated value of the pedal effort or/and the angular velocity of the crankshaft 24.
  • the assistance according to the pedal effort is performed without complicating the structure for detecting the pedal effort or requiring modification of the bicycle 10.
  • the crank forward/reverse rotation determination unit 122 determines whether the crankshaft 24 is forward or reverse based on the crank rotation angle position detected by the rotation angle sensor 110.
  • the motor drive control unit 126 performs control to stop driving of the electric motor 54 when the crank forward/reverse rotation determination unit 122 determines that the crankshaft 24 is rotating in the reverse direction. As a result, useless assist is not performed when the crankshaft 24 is rotating in the reverse direction.
  • the pedaling force presence/absence determining unit 124 determines the presence/absence of the pedaling force on the pedal 30 based on the rotation of the crankshaft 24 detected by the rotation angle sensor 110.
  • the motor drive control unit 126 performs control to stop driving the electric motor 54. As a result, useless assist is not performed when there is no pedal effort.
  • the motor drive control unit 126 further controls to increase or decrease the rotation output of the electric motor 54 according to the inclination of the bicycle 10 in the left-right direction and the front-rear direction detected by the gyro sensor 114. This makes it possible to weaken the pedaling assistance when the bicycle 10 leans in the left-right direction when turning, or to increase the pedaling assistance when the bicycle 10 leans in the front-back direction on an uphill road. Therefore, the assistance intended by the driver is performed and the safety is improved.
  • the motor drive control unit 126 further controls the rotation output of the electric motor 54 according to the decrease in the battery voltage detected by the voltage sensor 118. As a result, over-discharge of the battery 102 is suppressed and the life of the battery 102 is extended. Further, power consumption of the battery 102 is suppressed, and the assist continuation distance (time) in one charging of the battery 102 is extended.
  • This control routine is started by turning on the power of the electric assist unit 50, and first, a standby state process is performed (step S10).
  • the standby state process includes activating each sensor 110, 112, 141, 116, 118 by power supply and activating the electric motor 54.
  • step S11 it is determined whether or not the power of the electric assist unit 50 has been turned off.
  • step S12 power off processing is performed (step S12).
  • the power-off process includes stopping power supply to each sensor 110, 112, 114, 116, 118.
  • step S13 If the power is not turned off, it is determined whether the electric motor 54 is rotating in the reverse direction (step S13). If the electric motor 54 is rotating in the reverse direction, the process returns to the standby state process (step S10).
  • step S14 If the electric motor 54 is not rotating in the reverse direction, it is confirmed that the electric motor 54 has made one revolution (step S14), and then the electric motor 54 is started (step S15).
  • step S16 it is determined whether or not the waveform of the motor current I during one rotation of the crankshaft 24 is constant. If the waveform of the motor current I is constant, it is estimated that the pedal effort is substantially zero, it is determined that the vehicle is coasting without requiring assistance, and the process returns to the standby state process (step S10).
  • step S17 it is determined whether the change (difference) in the motor current I is equal to or more than a predetermined threshold value (step S17). This determination is made when the change (difference value) between the average value or integrated value of the motor current I in the first angle range ⁇ 1 and the average value or integrated value of the motor current I in the second angle range ⁇ 2 is greater than or equal to a predetermined threshold value. It is a determination whether or not there is.
  • the pedaling force is the average value or integrated value of the motor current I in the first angle range ⁇ 1 and the average value or integrated value of the motor current I in the second angle range ⁇ 2. Assuming that the pedal depression force is approximately proportional to the difference value with the value, a calculation for estimating the pedal depression force corresponding to the difference value is performed, and a motor drive output corresponding to the estimated pedal depression force is calculated (step S18).
  • the motor drive processing includes energizing the electric motor 54 with a drive current according to the calculated motor drive output. As a result, pedaling assistance is performed according to the pedal effort.
  • step S20 When the change in the motor current I is less than the predetermined threshold value, the angular velocity ⁇ 1 of the crankshaft 24 in the first angular range ⁇ 1 and the angular velocity ⁇ 2 of the crankshaft 24 in the second angular range ⁇ 2 are calculated, and ( ⁇ 1 It is determined whether / ⁇ 2) is 1 or more (step S20). If ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is 1 or more, the process returns to the standby state process (step S10). If ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is less than 1, then it is determined whether ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is less than a predetermined threshold value ⁇ S (step S21).
  • step S18 If ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is less than or equal to the predetermined threshold value ⁇ S, it is estimated that the smaller ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is, the larger the pedal effort is, and the motor drive output corresponding to ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is calculated (step S18). Motor drive processing is performed based on the calculated motor drive output (step S19). As a result, assistance is performed according to the pedaling state based on ( ⁇ 1/ ⁇ 2).
  • step S22 If ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is not equal to or smaller than the predetermined threshold value ⁇ S, the motor drive output is set to a predetermined low output “weak” (step S22), and the motor drive processing by the “weak” motor drive output is performed. Is performed (step S19).
  • the structure for detecting the pedal effort is not complicated, and the bicycle 10 is not modified, and the assistance according to the pedal effort is performed, and the pedaling state intended by the driver is provided. Assist is performed.
  • the motor drive control unit 126 inputs the information on the crank rotation angle position from the rotation angle sensor 110 in addition to the control command according to the pedal depression force estimated by the pedaling force estimation calculation unit 120, and the information concerned. Based on the temporal change of the crank rotation angle position, the angular acceleration ⁇ 1 of the crankshaft 24 at the first crank rotation angle position or the first angle range ⁇ 1 and the second crank rotation angle position or the second angle range are calculated. The angular acceleration ⁇ 2 of the crankshaft 24 at ⁇ 2 is calculated, and a control command determined according to the difference between the angular accelerations ⁇ 1 and ⁇ 2 is output to the motor drive circuit 128.
  • This control routine is started by turning on the power of the electric assist unit 50, and first, a standby state process is performed (step S70).
  • the standby state process includes activating each sensor 110, 112, 141, 116, 118 by power supply and activating the electric motor 54.
  • step S71 it is determined whether or not the power of the electric assist unit 50 has been turned off.
  • step S72 power off processing is performed (step S72).
  • the power-off process includes stopping power supply to each sensor 110, 112, 114, 116, 118.
  • step S73 If the power is not turned off, it is determined whether the electric motor 54 is rotating in the reverse direction (step S73). If the electric motor 54 is rotating in the reverse direction, the process returns to the standby state process (step S70).
  • step S74 If the electric motor 54 is not rotating in the reverse direction, it is confirmed that the electric motor 54 has rotated once (step S74), and then the electric motor 54 is started (step S75).
  • step S76 it is determined whether or not the waveform of the motor current I during the one revolution of the crankshaft 24 is constant. If the waveform of the motor current I is constant, it is estimated that the pedal effort is substantially zero, it is determined that the vehicle is coasting without requiring assistance, and the process returns to the standby state process (step S70).
  • step S77 it is determined whether the change (difference) in the motor current I is equal to or more than a predetermined threshold value (step S77). This determination is made when the change (difference value) between the average value or integrated value of the motor current I in the first angle range ⁇ 1 and the average value or integrated value of the motor current I in the second angle range ⁇ 2 is greater than or equal to a predetermined threshold value. It is a determination whether or not there is.
  • the pedaling force is the average value or integrated value of the motor current I in the first angle range ⁇ 1 and the average value or integrated value of the motor current I in the second angle range ⁇ 2. It is assumed that the pedal depression force is approximately proportional to the difference value with the value, and a calculation for estimating the pedal depression force corresponding to the difference value is performed, and a motor drive output corresponding to the estimated pedal depression force is calculated (step S78).
  • the motor drive processing includes energizing the electric motor 54 with a drive current according to the calculated motor drive output. As a result, pedaling assistance is performed according to the pedal effort.
  • step S80 the angular acceleration ⁇ 1 of the crankshaft 24 in the first angular range ⁇ 1 and the angular acceleration ⁇ 2 of the crankshaft 24 in the second angular range ⁇ 2 are calculated, It is determined whether ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is 1 or more (step S80). If ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is 1 or more, the process returns to the standby state process (step S70). If ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is less than 1, then it is determined whether ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is less than a predetermined threshold ⁇ S (step S81).
  • step S78 If ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is less than or equal to the predetermined threshold value ⁇ S, it is estimated that the smaller ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is, the larger the pedal effort is, and the motor drive output corresponding to ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is calculated (step S78). Motor drive processing is performed based on the calculated motor drive output (step S79). As a result, assistance is performed according to the pedaling state based on ( ⁇ 1/ ⁇ 2).
  • step S82 If ( ⁇ 1/ ⁇ 2) is not equal to or less than the predetermined threshold value ⁇ S, the motor drive output is set to a predetermined low output “weak” (step S82), and the motor drive processing is performed by the “weak” motor drive output. Is performed (step S19).
  • the structure for detecting the pedal effort is not complicated, and the bicycle 10 is not modified, and the assistance according to the pedal effort is performed, and the pedaling state intended by the driver is provided. Assist is performed.
  • the pedaling force estimation calculation unit 120 stores the information about the crank rotation angle position from the rotation angle sensor 110, the reference point of the crank angle of the crank shaft 24 from the pulse sensor 112, and the information about the rotation of the crank shaft 24. Is calculated, the angular velocity ⁇ of the crankshaft 24 is calculated from the temporal change of the crank rotation angle position, and the angular velocity ⁇ 1 of the crankshaft 24 at the first crank rotation angle position is different from the first crank rotation angle position.
  • the pedal effort of the bicycle 10 is estimated from the difference (difference value or ratio) from the angular velocity ⁇ 2 of the crankshaft 24 at the crank rotation angle position of.
  • the pedaling force estimation calculation unit 120 determines that the smaller the difference value ( ⁇ 2- ⁇ 1) between the angular velocity ⁇ 2 at the second crank rotation angle position and the angular velocity ⁇ 1 at the first crank rotation angle position, or the ratio between the angular velocity ⁇ 2 and the angular velocity ⁇ 1 ( It is estimated that the smaller the ⁇ 2/ ⁇ 1), the greater the pedal effort.
  • the first crank rotation angle position is within an angle range of 90 degrees or less from the highest lift position of the pedal 30 of the crank arm 26, and the second crank rotation angle position is the highest position of the pedal 30 of the crank arm 26. It is within an angle range of 90 degrees or more and 180 degrees or less from the raised position.
  • Each of the angular velocities ⁇ 1 and ⁇ 2 may be the angular velocity ⁇ of at least one point within the above-mentioned angular range.
  • the angular velocity ⁇ 1 is an average value or an integrated value of the angular velocities ⁇ in the first angular range ⁇ 1 (see FIG. 6) of about 15 degrees from the maximum raised position of the pedal 30, and the angular velocity ⁇ 2 is the maximum raised position of the pedal 30. It may be the average value or integrated value of the angular velocities ⁇ in the second angle range ⁇ 2 (see FIG. 6) of about 15 degrees from the position advanced by 90 degrees.
  • the average value or integrated value of the angular velocities ⁇ 2 in the second angular range ⁇ 2 becomes larger than the average value or integrated value of the angular velocities ⁇ 1 in the first angular range ⁇ 1. Therefore, the difference value ( ⁇ 2- ⁇ 1) or the ratio ( ⁇ 2/ ⁇ 1) is approximately proportional to the pedal effort.
  • the motor drive control unit 126 basically outputs a control command to the motor drive circuit 128 in order to operate the electric motor 54 with a drive current corresponding to the pedal effort calculated by the pedal effort estimation calculation unit 120.
  • the motor drive control unit 126 further inputs information about the motor current I from the current sensor 116, and based on the information, the motor current I1 and the second crank angle in the first crank rotation angular position or the first angular range ⁇ 1.
  • a control command determined according to the difference between the rotational angular position or the motor current I2 in the second angular range ⁇ 2 is output to the motor drive circuit 128.
  • the motor drive circuit 128 quantitatively sets the drive current supplied from the battery 102 to the electric motor 54.
  • the electric motor 54 assists pedaling by the estimated value of the pedal effort and/or the rotation output according to the motor current.
  • the assistance according to the pedal effort is performed without complicating the structure for detecting the pedal effort or requiring modification of the bicycle 10.
  • This control routine is started by turning on the power of the electric assist unit 50, and first, a standby state process is performed (step S30).
  • the standby state process includes activating each sensor 110, 112, 141, 116, 118 by power supply and activating the electric motor 54.
  • step S31 it is determined whether or not the power of the electric assist unit 50 has been turned off.
  • step S32 power off processing is performed (step S32).
  • the power-off process includes stopping power supply to each sensor 110, 112, 114, 116, 118.
  • step S33 If the power is not turned off, it is determined whether the electric motor 54 is rotating in the reverse direction (step S33). If the electric motor 54 is rotating in the reverse direction, the process returns to the standby state process (step S10).
  • step S34 If the electric motor 54 is not rotating in the reverse direction, it is confirmed that the electric motor 54 has rotated once (step S34), and then the electric motor 54 is started (step S35).
  • step S36 it is determined whether or not the waveform of the angular velocity ⁇ of the crankshaft 24 during one rotation of the crankshaft 24 is constant. If the waveform of the angular velocity ⁇ is constant, it is estimated that the pedal effort is substantially zero, it is determined that the vehicle is coasting without requiring assistance, and the process returns to the standby state process (step S30).
  • step S37 it is determined whether the change (difference) in the angular velocity ⁇ is equal to or more than a predetermined threshold value (step S37). This determination is made based on whether the change (difference value) between the average value or integrated value of the angular velocities ⁇ in the second angle range ⁇ 2 and the average value or integrated value of the angular velocities ⁇ in the first angle range ⁇ 1 is greater than or equal to a predetermined threshold value. It is the determination of whether or not.
  • the pedaling force is the average value or integrated value of the angular velocity ⁇ in the second angular range ⁇ 2 and the average value or integrated value of the angular velocity ⁇ in the first angular range ⁇ 1.
  • a calculation for estimating the pedal depression force corresponding to the difference value is performed, and a motor drive output corresponding to the estimated pedal depression force is calculated (step S38).
  • the motor drive processing includes energizing the electric motor 54 with a drive current according to the calculated motor drive output. As a result, pedaling assistance is performed according to the pedal effort.
  • step S40 the motor current I1 in the first angular range ⁇ 1 and the motor current I2 in the second angular range ⁇ 2 are calculated, and (I2/I1) is 1 or more. It is determined whether there is any (step S40). If (I2/I1) is 1 or more, the process returns to the standby state process (step S30). If (I2/I1) is less than 1, then it is determined whether (I2/I1) is less than or equal to a predetermined threshold IS (step S41).
  • step S42 If (I2/I1) is not equal to or smaller than the predetermined threshold IS, the motor drive output is set to a predetermined low output "weak” (step S42), and the motor drive processing is performed by the "weak” motor drive output. Is performed (step S39).
  • the structure for detecting the pedal effort is not complicated, and the bicycle 10 is not modified, and the assistance according to the pedal effort is performed, and the pedaling state intended by the driver is provided. Assist is performed.
  • the pedaling force estimation calculation unit 120 stores the information about the crank rotation angle position from the rotation angle sensor 110, the reference point of the crank angle of the crank shaft 24 from the pulse sensor 112, and the information about the rotation of the crank shaft 24.
  • the angular acceleration ⁇ of the crankshaft 24 is calculated from the temporal change of the crank rotation angle position, and the angular acceleration ⁇ 1 of the crankshaft 24 at the first crank rotation angle position is different from the first crank rotation angle position.
  • the pedal effort of the bicycle 10 is estimated from the difference (difference value or ratio) from the angular acceleration ⁇ 2 of the crankshaft 24 at the second crank rotation angle position.
  • the pedal effort estimation calculation unit 120 determines that the larger the difference value ( ⁇ 2- ⁇ 1) between the angular acceleration ⁇ 2 at the second crank rotation angle position and the angular acceleration ⁇ 1 at the first crank rotation angle position, or the angular acceleration ⁇ 2 and the angular acceleration ⁇ 2. It is estimated that the larger the ratio ( ⁇ 2/ ⁇ 1) with ⁇ 1, the greater the pedal effort.
  • the first crank rotation angle position is within an angle range of 90 degrees or less from the highest lift position of the pedal 30 of the crank arm 26, and the second crank rotation angle position is the highest position of the pedal 30 of the crank arm 26. It is within an angle range of 90 degrees or more and 180 degrees or less from the raised position.
  • the angular accelerations ⁇ 1 and ⁇ 2 may be the angular acceleration ⁇ of at least one point within the above-mentioned angular range.
  • the angular acceleration ⁇ 1 is an average value or an integrated value of the angular acceleration ⁇ in the first angular range ⁇ 1 (see FIG. 6) of about 15 degrees from the most raised position of the pedal 30, and the angular acceleration ⁇ 2 is the pedal 30. It may be an average value or an integrated value of the angular acceleration ⁇ in the second angular range ⁇ 2 (see FIG. 6) of about 15 degrees from the position advanced by 90 degrees from the highest position.
  • the average value or integrated value of the angular acceleration ⁇ 2 in the second angle range ⁇ 2 becomes larger than the average value or integrated value of the angular acceleration ⁇ 1 in the first angle range ⁇ 1, and the difference value ( ⁇ 2- ⁇ 1) or the ratio ( ⁇ 2/ ⁇ 1) is approximately proportional to the pedal effort.
  • the motor drive control unit 126 basically outputs a control command (drive current command) to the motor drive circuit 128 so as to operate the electric motor 54 with a drive current according to the pedal effort calculated by the pedal effort estimation calculation unit 120. To do.
  • the motor drive control unit 126 further inputs information about the motor current I from the current sensor 116, and based on the information, the motor current I1 and the second crank angle in the first crank rotation angular position or the first angular range ⁇ 1.
  • a control command determined according to the difference between the rotational angular position or the motor current I2 in the second angular range ⁇ 2 is output to the motor drive circuit 128.
  • the motor drive circuit 128 quantitatively sets the drive current supplied from the battery 102 to the electric motor 54.
  • the electric motor 54 assists pedaling by the estimated value of the pedal effort and/or the rotation output according to the motor current.
  • the assistance according to the pedal effort is performed without complicating the structure for detecting the pedal effort or requiring modification of the bicycle 10.
  • This control routine is started by turning on the power of the electric assist unit 50, and first, a standby state process is performed (step S50).
  • the standby state process includes activating each sensor 110, 112, 141, 116, 118 by power supply and activating the electric motor 54.
  • step S51 it is determined whether or not the power of the electric assist unit 50 has been turned off.
  • step S52 power off processing is performed (step S52).
  • the power-off process includes stopping power supply to each sensor 110, 112, 114, 116, 118.
  • step S53 If the power is not turned off, it is determined whether the electric motor 54 is rotating in the reverse direction (step S53). If the electric motor 54 is rotating in the reverse direction, the process returns to the standby state process (step S50).
  • step S54 If the electric motor 54 is not rotating in the reverse direction, it is confirmed that the electric motor 54 has made one revolution (step S54), and then the electric motor 54 is started (step S55).
  • step S56 it is determined whether or not the waveform of the angular acceleration ⁇ of the crankshaft 24 during one rotation of the crankshaft 24 is constant. If the waveform of the angular acceleration ⁇ is constant, it is estimated that the pedal effort is substantially zero, it is determined that the vehicle is coasting without requiring assistance, and the process returns to the standby state process (step S50).
  • step S57 it is determined whether the change (difference) in the angular acceleration ⁇ is equal to or more than a predetermined threshold value (step S57). This determination is made when the change (difference value) between the average value or integrated value of the angular acceleration ⁇ in the second angle range ⁇ 2 and the average value or integrated value of the angular acceleration ⁇ in the first angle range ⁇ 1 is equal to or more than a predetermined threshold value. It is a determination whether or not there is.
  • the pedal effort is the average value or integrated value of the angular acceleration ⁇ in the second angular range ⁇ 2 and the average value or integrated value of the angular acceleration ⁇ in the first angular range ⁇ 1.
  • a calculation for estimating the pedal depression force according to the difference value is performed, and a motor drive output corresponding to the estimated pedal depression force is calculated (step S58).
  • the motor drive processing includes energizing the electric motor 54 with a drive current according to the calculated motor drive output. As a result, pedaling assistance is performed according to the pedal effort.
  • the pedaling force is the average value or integrated value of the angular acceleration ⁇ in the first angular range ⁇ 1 and the average value of the angular acceleration ⁇ in the second angular range ⁇ 2.
  • a calculation for estimating the pedal depression force corresponding to the difference value is performed, and a motor drive output corresponding to the estimated pedal depression force is calculated (step S58).
  • the motor drive processing includes energizing the electric motor 54 with a drive current according to the calculated motor drive output. As a result, pedaling assistance is performed according to the pedal effort.
  • step S60 the motor current I1 in the first angular range ⁇ 1 and the motor current I2 in the second angular range ⁇ 2 are calculated, and (I2/I1) is 1 or more. Is determined (step S60). If (I2/I1) is 1 or more, the process returns to the standby state process (step S50). If (I2/I1) is less than 1, then it is determined whether (I2/I1) is less than or equal to a predetermined threshold IS (step S61).
  • step S52 If (I2/I1) is not equal to or smaller than the predetermined threshold IS, the motor drive output is set to a predetermined low output "weak” (step S52), and the motor drive process is performed by the "weak” motor drive output. Is performed (step S59).
  • the structure for detecting the pedal effort is not complicated, and the bicycle 10 is not modified, and the assistance according to the pedal effort is performed, and the pedaling state intended by the driver is provided. Assist is performed.
  • the present invention has been described above with reference to its preferred embodiments, but the present invention is not limited to such embodiments and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
  • the rotation stop of the electric motor 54 may be performed not only by the outer casing 56 contacting the down tube 14 and the sub tube 15 but also by contacting the seat tube 12 and the chain stay 16.
  • Each gear of the speed change gear train 59 may be a helical gear other than the spur gear.
  • not all of the constituent elements shown in the above-described embodiments are indispensable, and appropriate selection can be made without departing from the spirit of the present invention.

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Abstract

【課題】自転車用電動アシスト装置において、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシスト制御が行われるようにすること。 【解決手段】ペダルからの踏力によりクランクアームを介して駆動されるクランク軸又はクランクアームにトルク伝達関係で接続された電動モータと、前記電動モータの電源である車載のバッテリと、電動モータの作動を制御する制御装置とを備えた自転車用電動アシスト装置であって、クランク軸のクランク回転角度位置を検知する回転角センサと、電動モータのモータ電流を検知する電流センサとを有し、前記制御装置は、第１のクランク回転角度位置におけるモータ電流と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置におけるモータ電流との差異からペダルの踏力を推定する踏力推定演算部と、踏力推定演算部によって推定されたペダル踏力に応じて電動モータの駆動電流を制御するモータ駆動制御部とを有する。

Description

自転車用電動アシスト装置及び自転車
　本発明は自転車用電動アシスト装置及び自転車に関し、更に詳細には自転車用電動アシスト装置において、アシスト力を発生する電動モータの制御系に関する。
　電動アシスト自転車として、歪みケージによってペダル系統の歪みを計測し、その計測値からペダル踏力を演算し、ペダル踏力に応じて電動モータの作動を制御するものや（例えば、特許文献１）、ペダルにより駆動されるクランク軸に取り付けられたペダル踏力伝達スリーブを含むペダル踏力センサにより検出されるペダル踏力に応じて電動モータの作動を制御するものが知られている（例えば、特許文献２）。
特開２００７－９１１５９号公報 ＵＳ６１９６３４７Ｂ１公報
　上述の従来の電動アシスト自転車では、ペダル踏力の検出のための構造が複雑になる。特に、既存の自転車においてペダル踏力を検出するためには、改造が必要になり、このことが電動アシストユニットの後付によって既存の自転車を電動アシスト自転車とすることの障害になっている。
　本発明が解決しようとする課題は、自転車用電動アシスト装置において、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシスト制御が行われるようにすることである。
　本発明の一つの実施形態による自転車用電動アシスト装置は、ペダル（３０）からの踏力によりクランクアーム（２６）を介して駆動されるクランク軸（２４）又は前記クランクアーム（２６）にトルク伝達関係で接続された電動モータ（５４）と、前記電動モータ（５４）の電源である車載のバッテリ（１０２）と、前記電動モータ（５４）の作動を制御する制御装置（１００）とを備えた自転車用電動アシスト装置（５０）であって、前記クランク軸（２４）のクランク回転角度位置を検知する回転角センサ（１１０）と、前記電動モータ（５４）のモータ電流（Ｉ）を検知する電流センサ（１１６）とを有し、前記制御装置（１００）は、第１のクランク回転角度位置における前記モータ電流（Ｉ１）と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置における前記モータ電流（Ｉ２）との差異からペダル踏力を推定する踏力推定演算部（１２０）と、前記踏力推定演算部（１２０）によって推定されたペダル踏力に応じて前記電動モータ（５４）の駆動を制御するモータ駆動制御部（１２６）とを有する。
　この構成によれば、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車（１０）の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われる。
　前記自転車用電動アシスト装置（５０）において、好ましくは、前記モータ駆動制御部（１２６）は、更に、前記クランク回転角度位置から前記クランク軸（２４）の角速度（ω）を演算し、前記第１のクランク回転角度位置における前記クランク軸（２４）の角速度（ω１）と前記第２のクランク回転角度位置における前記クランク軸（２４）の角速度（ω２）との差異に応じて前記電動モータ（５４）の駆動を制御する。
　この構成によれば、運転者が意図するペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
　前記自転車用電動アシスト装置（５０）において、好ましくは、前記モータ駆動制御部（１２６）は、更に、前記クランク回転角度位置から前記クランク軸（２４）の角加速度（α）を演算し、前記第１のクランク回転角度位置における前記クランク軸（２４）の角加速度（α１）と前記第２のクランク回転角度位置における前記クランク軸（２４）の角加速度（α２）との差異に応じて前記電動モータ（５４）の駆動を制御する。
　この構成によれば、運転者が意図するペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
　本発明の他の実施形態による自転車用電動アシスト装置は、ペダル（３０）からの踏力によりクランクアーム（２６）を介して駆動されるクランク軸（２４）又は前記クランクアーム（２６）にトルク伝達関係で接続された電動モータ（５４）と、前記電動モータ（５４）の電源である車載のバッテリ（１０２）と、前記電動モータ（５４）の作動を制御する制御装置（１００）とを備えた自転車用電動アシスト装置（５０）であって、前記クランク軸（２４）のクランク回転角度位置を検知する回転角センサ（１１０）を有し、前記制御装置（１００）は、前記クランク回転角度位置の変化から前記クランク軸（２４）の角速度（ω）を演算し、第１のクランク回転角度位置における前記角速度（ω１）と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置における前記角速度（ω２）との差異からペダル踏力を推定する踏力推定演算部（１２０）と、前記踏力推定演算部（１２０）によって推定されたペダル踏力に応じて前記電動モータ（５４）の駆動を制御するモータ駆動制御部（１２６）とを有する。
　この構成によれば、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車（１０）の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われる。
　本発明の他の実施形態による自転車用電動アシスト装置は、ペダル（３０）からの踏力によりクランクアーム（２６）を介して駆動されるクランク軸（２４）又は前記クランクアーム（２６）にトルク伝達関係で接続された電動モータ（５４）と、前記電動モータ（５４）の電源である車載のバッテリ（１０２）と、前記電動モータ（５４）の作動を制御する制御装置（１００）とを備えた自転車用電動アシスト装置（５０）であって、前記クランク軸（２４）のクランク回転角度位置を検知する回転角センサ（１１０）を有し、前記制御装置（１００）は、前記クランク回転角度位置から前記クランク軸（２４）の角加速度（α）を演算し、第１のクランク回転角度位置における前記角加速度（α１）と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置における前記角加速度（α２）との差異からペダル踏力を推定する踏力推定演算部（１２０）と、前記踏力推定演算部（１２０）によって推定されたペダル踏力に応じて前記電動モータ（５４）の駆動を制御するモータ駆動制御部（１２６）とを有する。
　この構成によれば、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車（１０）の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われる。
　前記自転車用電動アシスト装置（５０）において、好ましくは、前記電動モータ（５４）のモータ電流（Ｉ）を検知する電流センサ（１１６）を有し、前記モータ駆動制御部（１２６）は、更に、前記第１のクランク回転角度位置における前記モータ電流（Ｉ１）と前記第２のクランク回転角度位置における前記モータ電流（Ｉ２）との差異に応じて前記電動モータ（５４）の駆動を制御する。
　この構成によれば、運転者が意図するペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
　前記自転車用電動アシスト装置（５０）において、好ましくは、前記第１のクランク回転角度位置は片方のペダル（３０）の最上昇位置から９０度以下の角度範囲内にあり、前記第２のクランク回転角度位置は前記片方のペダル（３０）の最上昇位置から９０度以上且つ１８０度以下の角度範囲内にある。
　この構成によれば、ペダル踏力の推定やペダリングの状態検知が精度よく行われ、ペダル踏力やペダリング状態に応じたアシストが適切に行われる。
　前記自転車用電動アシスト装置（５０）において、好ましくは、前記回転角センサ（１１０）により検知されるクランク回転角度位置から前記クランク軸（２４）の正転と逆転とを判定するクランク正逆転判定部（１２２）を有し、前記モータ駆動制御部（１２６）は、前記クランク正逆転判定部（１２２）より前記クランク軸（２４）が逆転していると判定された時には前記電動モータ（５４）の駆動を停止する制御を行う。
　この構成によれば、クランク軸（２４）が逆転している運転状態において、無駄なアシストが行われることがない。
　前記自転車用電動アシスト装置（５０）において、好ましくは、前記クランクの回転を検知する回転センサ（１１２）と、前記回転センサ（１１２）により検知される前記クランク軸（２４）の回転から前記ペダル（３０）に対する踏力の有無を判定する踏力有無判定部（１２４）とを有し、前記モータ駆動制御部（１２６）は、前記踏力有無判定部（１２４）により踏力が無いと判定された時には前記電動モータ（５４）の駆動を停止する制御を行う。
　この構成によれば、踏力が無い状態において、無駄なアシストが行われることがない。
　前記自転車用電動アシスト装置（５０）において、好ましくは、自転車（１０）の傾きを検知するジャイロセンサ（１１４）を有し、前記モータ駆動制御部（１２６）は、更に、前記ジャイロセンサ（１１４）によって検知された前記自転車（１０）の傾きに応じて前記電動モータ（５４）の回転出力を低減する制御を行う。
　この構成によれば、運転者が意図するアシストが行われると共に安全性が向上する。
　前記自転車用電動アシスト装置（５０）において、好ましくは、前記バッテリ（１０２）の電圧を検知する電圧センサ（１１８）を有し、前記モータ駆動制御部（１２６）は、更に、前記電圧センサ（１１８）によって検知された電圧の低下に応じて前記電動モータ（５４）の回転出力を低減する制御を行う。
　この構成によれば、バッテリ（１０２）の過放電が抑制される。
　本発明の一つの実施形態による自転車は、上述の実施形態の自転車用電動アシスト装置を取り付けられている。
　この構成によれば、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシスト制御が行われる。
　本発明による自転車用電動アシスト装置によれば、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシスト制御が行われる。
本発明の一つの実施形態による自転車用電動アシスト装置を取り付けられた自転車の要部の斜視図 同実施形態による自転車用電動アシスト装置の斜視図 同実施形態による自転車用電動アシスト装置の分解斜視図 同実施形態による自転車用電動アシスト装置の縦断面図 同実施形態による自転車用電動アシスト装置の制御系統のブロック線図 同実施形態による自転車用電動アシスト装置を取り付けられた自転車のクランク回転角度位置の説明図 クランク回転角度位置とモータ電流との関係を示すグラフ 同実施形態（第１実施形態）による自転車用電動アシスト装置のアシスト制御のフローチャート 他の実施形態（第２実施形態）による自転車用電動アシスト装置のアシスト制御のフローチャート クランク回転角度位置とクランク軸の角速度との関係を示すグラフ 他の実施形態（第３実施形態）による自転車用電動アシスト装置のアシスト制御のフローチャート 他の実施形態（第４実施形態）による自転車用電動アシスト装置のアシスト制御のフローチャート
　以下に、本発明による自転車用電動アシスト装置を取り付けられた自転車の一つの実施形態を、図１～図５を参照して説明する。
（第１実施形態～第４実施形態共通）
　図１に示されているように、自転車１０は、略上下方向に延在して上端にサドル（不図示）を取り付けられるシートチューブ１２と、略前後方向に延在するダウンチューブ１４及びサブチューブ１５と、左右のチェーンステー１６を含むフレーム１８とを有する。シートチューブ１２の下端とダウンチューブ１４の後端及び各チェーンステー１６の前端とはパイプ継手を兼ねたクランク軸支持用の軸受筒体２０によって互いに結合されている。サブチューブ１５の後端はパイプ継手２２によってシートチューブ１２の下端近傍に結合されている。
　軸受筒体２０は左右方向に略水平に延在するクランク軸（駆動軸）２４を回転自在に支持している。クランク軸２４の左右の軸端は各々軸受筒体２０から左右外方に突出しており、その各軸端に左右のクランクアーム２６、２８の基端が互いに１８０度の回転位相差をもって固定されている。クランク軸２４はクランクアーム２６、２８の回転中心をなし、クランク軸２４の回転中心軸線とクランクアーム２６、２８の回転中心軸線とは同一軸線上にある。
　クランクアーム２６、２８の遊端にはペダル３０が取り付けられている。右側のクランクアーム２８と軸受筒体２０との間にはドライブスプロケット３２が配置されている。ドライブスプロケット３２はクランク軸２４に同軸的に連結（固定）されている。
　クランク軸２４は左右のクランクアーム２６、２８によって回転駆動される。クランク軸２４の回転は、ドライブスプロケット（チェンホイール）３２に伝達され、ドライブスプロケット３２から不図示のチェン式伝動機構によって後輪（不図示）に伝達される。これにより、自転車１０が前進走行する。
　自転車１０は電動アシストユニット（自転車用電動アシスト装置）５０を有する。尚、以下の説明における上下、前後、左右の各方向は、電動アシストユニット５０が、図１に示されているように、自転車１０のフレーム１８に取り付けられた状態での各方向である。
　電動アシストユニット５０は、図１～図４に示されているように、左側の第１半体５２Ａと右側の第２半体５２Ｂとカバー部材５２Ｄとの組立体による中空構造のハウジング５２を有する。第１半体５２Ａと第２半体５２Ｂとは複数のボルト５１によって互いに結合されている。カバー部材５２Ｄは複数のボルト５５によって第１半体５２Ａの左側に結合されている。
　ハウジング５２には電動モータ５４が取り付けられている。電動モータ５４は、中心軸線Ａが左右方向に延在すべく第２半体５２Ｂの外面に固定された基端を含む円筒状のアウタケーシング５６を有する。アウタケーシング５６は第２半体５２Ｂから右外方に突出している。
　電動モータ５４は、図４に示されているように、左右方向に延在にして第２半体５２Ｂから左方にハウジング５２の中空部に突出した出力軸５８を有する。出力軸５８には小径の駆動平歯車６０が固定されている。第１半体５２Ａ及び第２半体５２Ｂは内部にブッシュ６２等によって左右方向に延在する中間軸６４を回転可能に支持している。中間軸６４はブッシュ６２の右方に駆動平歯車６０と噛合する大径の中間平歯車６６を固定支持している。つまり、第１半体５２Ａ及び第２半体５２Ｂによって画定された密閉構造の第１歯車室５３内に駆動平歯車６０及び中間平歯車６６が収容されている。中間軸６４はブッシュ６２の左方に形成された小径の中間平歯車６８を一体に有する。
　第１半体５２Ａは中間軸６４及び中間平歯車６８の配置部から下方に延出した円環部５２Ｃを一体に有する。円環部５２Ｃは、左右方向に開口した中心開口７０を画定する円筒部７２、円筒部７２の径方向外方に円筒部７２と同心的に形成された略円筒状の外周部７４及び円筒部７２と外周部との間に延在する円環板状の右側部７６を含み、左側方が開放された形状をしている。中心開口７０は、クランク軸２４の外径より十分大きい内径を有し、クランク軸２４が遊嵌合状態で左右方向に貫通する。
　円筒部７２の外周にはボール軸受７８によって円環形状の大径の出力平歯車８０が左右方向に延在する中心軸線周りに回転可能に取り付けられている。
　出力平歯車８０は上側において中間平歯車６８に噛合している。これにより、駆動平歯車６０と出力平歯車８０との間に中間平歯車６６及び中間平歯車６８を含む平行軸による変速歯車列５９が構成される。変速歯車列５９は電動モータ５４の回転を後述する回転出力部材８１の一部をなす出力平歯車８０に伝達する。
　電動モータ５４は、変速歯車列５９によって回転出力部材８１に対して径方向外方に偏倚し、且つ回転出力部材８１に対して軸線方向に偏倚している。
　回転出力部材８１は、出力平歯車８０及び出力平歯車８０の左側面に複数のボルト８２によって出力平歯車８０と同心に固定された円環形状の回転出力板８４を含む。回転出力板８４は、その左側面の全体が円環部５２Ｃの左方に向けて外部に露呈しており、出力平歯車８０と共に中心開口７０の径方向外方において円筒部７２の左右方向に延在する中心軸線周りに回転可能である。回転出力板８４は変速歯車列５９を介して電動モータ５４によって回転駆動される。
　回転出力板８４は、出力平歯車８０の外径より大きい外径を有し、出力平歯車８０の歯部及び中間平歯車６８と出力平歯車８０との噛合部を円環部５２Ｃの左側方（開放側）から遮蔽する。つまり、回転出力板８４は、出力平歯車８０のカバー部材となり、出力平歯車８０の歯部を保護する。
　回転出力板８４は円環部５２Ｃ及びカバー部材５２Ｄと協働して密閉構造の第２歯車室５７を画定しており、第２歯車室５７に中間平歯車６８及び出力平歯車８０が収容されている。
　出力平歯車８０及び回転出力板８４は共に中心開口７０と同心の円環形状であって円筒部７２の径方向外方にあるから、中心開口７０は、出力平歯車８０及び回転出力板８４に邪魔されることなく、左右方向に同一内径をもって延在して左右外方に向けて開口している。
　自転車１０に対する電動アシストユニット５０の取り付けは、作業者によって次の手順によって行われる。
　先ず、ドライブスプロケット３２が配置されていない左側のペダル３０をスパナ等の一般工具によって取り外す。次に電動アシストユニット５０を横に倒した状態（電動モータ５４が上向きになる姿勢）で、中心開口７０に左側のクランクアーム２６の遊端側を入れ、中心開口７０にクランクアーム２６が入った状態で、電動アシストユニット５０をクランクアーム２６の延在方向に沿ってその基端側（回転中心側）に移動させる。
　これにより、電動アシストユニット５０は、回転出力部材８１及び円環部５２Ｃがクランクアーム２６をくぐらせるようにして、クランクアーム２６の基端近傍に到達する。換言すると、このくぐらせる作業が行われ得るように、クランクアーム２６の外形に対して中心開口７０の内径が設定されている。
　尚、中心開口７０がクランクアーム２６に取り付けられているペダル３０もくぐらせることができる内径を備えていれば、ペダル３０を取り外さなくてもよい。
　次に、電動モータ５４が横向きになる姿勢（図１に示されている姿勢）に、電動アシストユニット５０の姿勢を変更し、中心開口７０にクランク軸２４を遊嵌合状態で軸線方向に通す。これにより、回転出力板８４及び円環部５２Ｃは、ペダル３０の取り外しだけで、或いはペダル３０の取り外す作業も必要とすることなく、中心開口７０にクランク軸２４が左右方向に遊嵌合状態で貫通した状態で、フレーム１８とクランクアーム２６との間に配置される。
　電動モータ５４は、変速歯車列５９によって回転出力部材８１に対して径方向外方に偏倚し、且つ回転出力部材８１に対して軸線方向にオフセットされているから、図１に示されているように、シートチューブ１２の下端近傍の前側で、上下のサブチューブ１５とダウンチューブ１４との間に配置され、電動モータ５４のアウタケーシング５６がダウンチューブ１４或いはサブチューブ１５に当接することによりフレーム１８に対して回り止めされる。これにより、フレーム１８に対する電動モータ５４の回り止めが簡単且つ確実に行われる。
　フレーム１８に対する電動アシストユニット５０の固定は、電動モータ５４のアウタケーシング５６が締結バンド４９によってダウンチューブ１４に固定されることにより行われる。締結バンド４９による電動アシストユニット５０のフレーム１８に対する固定は、走行時等に電動アシストユニット５０がフレーム１８に対してがた付かない程度のラフな固定でよく、この固定は必須でなく省略されてもよい。
　この取付状態では、回転出力板８４は、軸受筒体２０とクランクアーム２６との間にあって左方に向けて露呈しており、この露呈面（左面）に取り付けられる連結部材９０によってクランクアーム２６の回転中心部、つまりクランク軸２４に同軸的に連結され、電動アシストユニット５０によるアシスト力をクランク軸２４に伝達する。
　電動モータ５４は変速歯車列５９によって円環部５２Ｃ及び回転出力板８４に対して径方向外方に偏倚した位置にあるから、電動モータ５４がクランクアーム２６に対する円環部５２Ｃ及び回転出力板８４の設置を阻害することがない。
　次に、自転車１０におけるクランク軸２４とクランクアーム２６との連結構造及び連結部材９０による回転出力部材８１とクランク軸２４との連結構造を、図３及び図４を参照して説明する。
　クランク軸２４は端部に他の部分より小径のスプライン軸部３４を有する。スプライン軸部３４の軸端中心にはクランク抜きのためのねじ孔３６が開口している。クランクアーム２６は基端を左右方向に貫通するスプライン孔３８を有する。スプライン軸部３４がスプライン孔３８にスプライン結合の状態で嵌合し、クランクアーム２６の外側からねじ（クランク抜きねじ）４０がねじ孔３６にねじ係合することにより、クランク軸２４とクランクアーム２６とが回転力を伝達可能に連結される。
　連結部材９０は、クランク軸２４のねじ孔３６にねじ係合するねじ４０によってクランク軸２４の軸端の固定される中央部９１及び中央部９１から径方向外方に延出して遊端をねじ９４によって回転出力部材８１に固定された複数の脚部９２を含み、回転出力部材８１をクランク軸２４にトルク伝達関係をもって接続する。
　回転出力板８４には少なくとも２個の脚部９２の遊端に形成された位置決め用の貫通孔９３が嵌合する複数のノックピン９８が取り付けられている。各ノックピン９８と対応する貫通孔９３との嵌合によって連結部材９０が回転出力板８４と同心になるように回転出力板８４に対する連結部材９０の位置決めが行われる。尚、中央部９１に形成されているねじ４０の貫通孔９６の内径はねじ４０の外形より大きくてよく、回転出力部材８１に対する連結部材９０の固定後に、ねじ４０によって中央部９１がクランク軸２４に固定されればよい。
　これにより、クランク軸２４と回転出力部材８１とが連結部材９０及び既存の自転車１０のねじ４０によって互いに同心（同軸的）に連結され、回転出力部材８１の回転が心振れを生じることなくクランク軸２４に伝達される。
　図１に示されているように、シートチューブ１２には、締結バンド（不図示）等によって、電動アシストのための制御装置１００と、電動モータ５４及び制御装置１００の電源をなす２次電池によるバッテリ１０２とが取り付けられている。制御装置１００及びバッテリ１０２は、電動アシストユニット５０のハウジング５２及び電動モータ５４とは別置きされるものであり、これらは電気ケーブル（不図示）によって電動モータ５４と電気的に接続されていればよい。
　次に、自転車用電動アシストユニット５０の制御系統を、図５を参照して説明する。
　自転車用電動アシストユニット５０は、回転角センサ１１０と、パルスセンサ１１２と、ジャイロセンサ１１４と、電流センサ１１６と、電圧センサ１１８とを有する。
　回転角センサ１１０は、電動モータ５４に内蔵されたホールセンサ等により構成され、モータ回転角度の積算と変速歯車列５９の減速比からクランク軸２４の回転及び角度位置を検知する。尚、回転角センサ１１０は、電動モータ５４に内蔵されないアブソリュート型ロータリエンコーダ等により構成され、クランク軸２４の回転及び角度位置を検知するものであってもよい。
　パルスセンサ１１２は、クランク軸２４、クランクアーム２６、ペダル３０、出力平歯車８０或いは回転出力板８４に設けられ、図６に示されているように、片方のクランクアーム２６のペダル３０が最上昇位置に位置するクランク軸２４のクランク角の基準点及びクランク軸２４の回転を検知する回転センサである。
　ジャイロセンサ１１４は電動アシストユニット５０に設けられ、フレーム１８の左右方向及び前後方向の傾きを検知する。
　電圧センサ１１８はバッテリ１０２の電圧を検知する。
　電流センサ１１６は電動モータ５４のモータ電流Ｉを検知する。モータ電流Ｉは、図７に示されているように、クランク回転角度位置に応じて３６０度周期で変化し、ペダル踏力と相関性を有する。
　制御装置１００は、マイクロコンピュータ等を含む電子制御式のものであり、踏力推定演算部１２０と、クランク正逆転判定部１２２と、踏力有無判定部１２４と、モータ駆動制御部１２６とを有する。
（第１実施形態）
　踏力推定演算部１２０は、第１実施形態では、回転角センサ１１０からのクランク回転角度位置に関する情報と、パルスセンサ１１２からのクランク軸２４のクランク角の基準点及びクランク軸２４の回転に関する情報と、電流センサ１１６からのモータ電流Ｉに関する情報とを取り込み、第１のクランク回転角度位置におけるモータ電流Ｉ１と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置におけるモータ電流Ｉ２との差異（差値或いは比率）から自転車１０のペダル踏力を推定する。
　踏力推定演算部１２０は、第１のクランク回転角度位置におけるモータ電流Ｉ１と第２のクランク回転角度位置におけるモータ電流Ｉ２との差値（Ｉ１－Ｉ２）が大きいほど、或いはモータ電流Ｉ１とモータ電流Ｉ２との比率（Ｉ１／Ｉ２）が大きいほど、ペダル踏力が大きいと推定する。
　第１のクランク回転角度位置はクランクアーム２６のペダル３０の最上昇位置から９０度以下の角度範囲内にあり、第２のクランク回転角度位置はクランクアーム２６のペダル３０の最上昇位置から９０度以上且つ１８０度以下の角度範囲内にある。
　モータ電流Ｉ１及びＩ２は、各々、上述の角度範囲内の少なくとも１点のモータ電流Ｉ　であってよい。又、モータ電流Ｉ１は、ペダル３０の最上昇位置から１５度程度の第１の角度範囲θ１（図６参照）におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値であり、モータ電流Ｉ２は、ペダル３０の最上昇位置から９０度進んだ位置から１５度程度の第２の角度範囲θ２（図６参照）におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値であってもよい。
　図７に示されているモータ電流波形から分かるように、第１の角度範囲θ１におけるモータ電流Ｉ１の平均値或いは積分値は、第２の角度範囲θ２におけるモータ電流Ｉ２の平均値或いは積分値より大きい値になり、差値（Ｉ１－Ｉ２）或いは比率（Ｉ１／Ｉ２）がペダル踏力に概ね比例する。
　モータ駆動制御部１２６は、基本的には踏力推定演算部１２０によって推定されたペダル踏力に応じた駆動電流をもって電動モータ５４を作動させるべく、モータ駆動回路１２８に制御指令を出力する。
　モータ駆動制御部１２６は、更に、回転角センサ１１０からクランク回転角度位置に関する情報を入力し、当該情報に基づいて第１のクランク回転角度位置あるいは第１の角度範囲θ１におけるクランク軸２４の角速度ω１と第２のクランク回転角度位置あるいは第２の角度範囲θ２におけるクランク軸２４の角速度ω２とを演算し、この角速度ω１とω２との差異に応じて決められた制御指令をモータ駆動回路１２８に出力する。
　モータ駆動回路１２８は、バッテリ１０２から電動モータ５４に通電する駆動電流を定量的に設定する。これにより、電動モータ５４は、ペダル踏力の推定値或いは／及びクランク軸２４の角速度に応じた回転出力によってペダリングのアシストを行う。これにより、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車１０の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われる。
　クランク正逆転判定部１２２は、回転角センサ１１０により検知されるクランク回転角度位置に基づいてクランク軸２４の正転と逆転とを判定する。モータ駆動制御部１２６は、クランク正逆転判定部１２２よりクランク軸２４が逆転していると判定された時には、電動モータ５４の駆動を停止する制御を行う。これにより、クランク軸２４が逆転している時には無駄なアシストが行われない。
　踏力有無判定部１２４は、回転角センサ１１０により検知されるクランク軸２４の回転からペダル３０に対する踏力の有無を判定する。モータ駆動制御部１２６は、踏力有無判定部１２４により踏力が無いと判定された時には、電動モータ５４の駆動を停止する制御を行う。これにより、踏力が無い時には無駄なアシストが行われない。
　モータ駆動制御部１２６は、更に、ジャイロセンサ１１４によって検知された自転車１０の左右方向及び前後方向の傾きに応じて電動モータ５４の回転出力を増減する制御を行う。これにより、旋回走行時等において自転車１０が左右方向に傾いた時には、ペダリングのアシストを弱くしたり、登坂路等において自転車１０が前後方向に傾いた時にはペダリングのアシストを強くしたりすることが行われ、運転者が意図するアシストが行われると共に安全性が向上する。
　モータ駆動制御部１２６は、更に、電圧センサ１１８によって検知されたバッテリ電圧の低下に応じて電動モータ５４の回転出力を低減する制御を行う。これにより、バッテリ１０２の過放電が抑えられ、バッテリ１０２の寿命が延びる。また、バッテリ１０２の電力消費が抑えられ、バッテリ１０２の一回の充電におけるアシスト継続距離（時間）が延長される。
　次に、制御装置１００の第１実施形態の制御ルーチンを、図８に示されているフローチャートを参照して説明する。
　この制御ルーチンは電動アシストユニット５０の電源がオンになることにより開始され、まず、待機状態処理が行われる（ステップＳ１０）。待機状態処理は各センサ１１０、１１２、１４１、１１６、１１８を給電によって活動状態にすると共に電動モータ５４を停止状態にすることを含む。
　次に、電動アシストユニット５０の電源がオフに変化したか否かの判別が行われる（ステップＳ１１）。電源がオフに変化した場合には、電源オフ処理が行われる（ステップＳ１２）。電源オフ処理は各センサ１１０、１１２、１１４、１１６、１１８に対する給電を停止することを含む。
　電源がオフに変化していない場合には，電動モータ５４が逆転しているかの判別が行われる（ステップＳ１３）。電動モータ５４が逆転している場合には、待機状態処理（ステップＳ１０）に戻る。
　電動モータ５４が逆転していない場合には、電動モータ５４が１回転したことを確認し（ステップＳ１４）、その後に、電動モータ５４が始動される（ステップＳ１５）。
　次に、クランク軸２４の１回転の期間におけるモータ電流Ｉの波形が一定であるか否かの判別が行われる（ステップＳ１６）。モータ電流Ｉの波形が一定であれば、ペダル踏力が実質的にゼロであると推定し、アシストを必要としない惰性走行と判断して待機状態処理（ステップＳ１０）に戻る。
　モータ電流Ｉの波形が一定でない場合には、モータ電流Ｉの変化（差異）が所定の閾値以上であるか否かの判別が行われる（ステップＳ１７）。この判別は、第１の角度範囲θ１におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値と第２の角度範囲θ２におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値との変化（差値）が所定の閾値以上であるか否かの判別である。
　モータ電流Ｉの変化が所定の閾値以上であれば、ペダル踏力は、第１の角度範囲θ１におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値と第２の角度範囲θ２におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値との差値に概ね比例するとして、その差値に応じたペダル踏力を推定する演算が行われ、推定されたペダル踏力に応じたモータ駆動出力が演算される（ステップＳ１８）。
　次に、演算されたモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ１９）。モータ駆動処理は、演算されたモータ駆動出力に応じた駆動電流を電動モータ５４に対して通電することを含んでいる。これにより、ペダル踏力に応じたペダリングのアシストが行われる。
　モータ電流Ｉの変化が所定の閾値未満である場合には、第１の角度範囲θ１におけるクランク軸２４の角速度ω１及び第２の角度範囲θ２におけるクランク軸２４の角速度ω２とが演算され、（ω１／ω２）が１以上であるか否かの判別が行われる（ステップＳ２０）。（ω１／ω２）が１以上であれば、待機状態処理（ステップＳ１０）に戻る。（ω１／ω２）が１未満であれば、次に、（ω１／ω２）が所定の閾値ωＳ未満であるか否かの判別が行われる（ステップＳ２１）。
　（ω１／ω２）が所定の閾値ωＳ以下であれば、（ω１／ω２）が小さいほどペダル踏力が大きいと推定し、（ω１／ω２）に応じたモータ駆動出力が演算され（ステップＳ１８）、演算されたモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ１９）。これにより、（ω１／ω２）に基づくペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
　（ω１／ω２）が所定の閾値ωＳ以下でない場合には、モータ駆動出力が予め定められている低出力の「弱」に設定され（ステップＳ２２）、「弱」のモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ１９）。
　これにより、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車１０の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われると共に、運転者が意図するペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
（第２実施形態）
　モータ駆動制御部１２６は、第２実施形態では、踏力推定演算部１２０によって推定されたペダル踏力に応じた制御指令に加えて、回転角センサ１１０からクランク回転角度位置に関する情報を入力し、当該情報に基づいて、クランク回転角度位置の時間的な変化から第１のクランク回転角度位置あるいは第１の角度範囲θ１におけるクランク軸２４の角加速度α１と第２のクランク回転角度位置あるいは第２の角度範囲θ２におけるクランク軸２４の角加速度α２とを演算し、この角加速度α１とα２との差異に応じて決められた制御指令をモータ駆動回路１２８に出力する。
　次に、制御装置１００の第２実施形態の制御ルーチンを、図９に示されているフローチャートを参照して説明する。
　この制御ルーチンは電動アシストユニット５０の電源がオンになることにより開始され、まず、待機状態処理が行われる（ステップＳ７０）。待機状態処理は各センサ１１０、１１２、１４１、１１６、１１８を給電によって活動状態にすると共に電動モータ５４を停止状態にすることを含む。
　次に、電動アシストユニット５０の電源がオフに変化したか否かの判別が行われる（ステップＳ７１）。電源がオフに変化した場合には、電源オフ処理が行われる（ステップＳ７２）。電源オフ処理は各センサ１１０、１１２、１１４、１１６、１１８に対する給電を停止することを含む。
　電源がオフに変化していない場合には，電動モータ５４が逆転しているかの判別が行われる（ステップＳ７３）。電動モータ５４が逆転している場合には、待機状態処理（ステップＳ７０）に戻る。
　電動モータ５４が逆転していない場合には、電動モータ５４が１回転したことを確認し（ステップＳ７４）、その後に、電動モータ５４が始動される（ステップＳ７５）。
　次に、クランク軸２４の１回転の期間におけるモータ電流Ｉの波形が一定であるか否かの判別が行われる（ステップＳ７６）。モータ電流Ｉの波形が一定であれば、ペダル踏力が実質的にゼロであると推定し、アシストを必要としない惰性走行と判断して待機状態処理（ステップＳ７０）に戻る。
　モータ電流Ｉの波形が一定でない場合には、モータ電流Ｉの変化（差異）が所定の閾値以上であるか否かの判別が行われる（ステップＳ７７）。この判別は、第１の角度範囲θ１におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値と第２の角度範囲θ２におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値との変化（差値）が所定の閾値以上であるか否かの判別である。
　モータ電流Ｉの変化が所定の閾値以上であれば、ペダル踏力は、第１の角度範囲θ１におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値と第２の角度範囲θ２におけるモータ電流Ｉの平均値或いは積分値との差値に概ね比例するとして、その差値に応じたペダル踏力を推定する演算が行われ、推定されたペダル踏力に応じたモータ駆動出力が演算される（ステップＳ７８）。
　次に、演算されたモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ７９）。モータ駆動処理は、演算されたモータ駆動出力に応じた駆動電流を電動モータ５４に対して通電することを含んでいる。これにより、ペダル踏力に応じたペダリングのアシストが行われる。
　モータ電流Ｉの変化が所定の閾値未満である場合には、第１の角度範囲θ１におけるクランク軸２４の角加速度α１及び第２の角度範囲θ２におけるクランク軸２４の角加速度α２とが演算され、（α１／α２）が１以上であるか否かの判別が行われる（ステップＳ８０）。（α１／α２）が１以上であれば、待機状態処理（ステップＳ７０）に戻る。（α１／α２）が１未満であれば、次に、（α１／α２）が所定の閾値αＳ未満であるか否かの判別が行われる（ステップＳ８１）。
　（α１／α２）が所定の閾値αＳ以下であれば、（α１／α２）が小さいほどペダル踏力が大きいと推定し、（α１／α２）に応じたモータ駆動出力が演算され（ステップＳ７８）、演算されたモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ７９）。これにより、（α１／α２）に基づくペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
　（α１／α２）が所定の閾値ωＳ以下でない場合には、モータ駆動出力が予め定められている低出力の「弱」に設定され（ステップＳ８２）、「弱」のモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ１９）。
　これにより、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車１０の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われると共に、運転者が意図するペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
（第３実施形態）
　踏力推定演算部１２０は、第３実施形態では、回転角センサ１１０からのクランク回転角度位置に関する情報と、パルスセンサ１１２からのクランク軸２４のクランク角の基準点及びクランク軸２４の回転に関する情報とを取り込み、クランク回転角度位置の時間的な変化からクランク軸２４の角速度ωを演算し、第１のクランク回転角度位置におけるクランク軸２４の角速度ω１と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置におけるクランク軸２４の角速度ω２との差異（差値或いは比率）から自転車１０のペダル踏力を推定する。
　踏力推定演算部１２０は、第２のクランク回転角度位置における角速度ω２と第１のクランク回転角度位置における角速度ω１の差値（ω２－ω１）が小さいほど、或いは角速度ω２と角速度ω１との比率（ω２／ω１）が小さいほど、ペダル踏力が大きいと推定する。
　実施形態３でも、第１のクランク回転角度位置はクランクアーム２６のペダル３０の最上昇位置から９０度以下の角度範囲内にあり、第２のクランク回転角度位置はクランクアーム２６のペダル３０の最上昇位置から９０度以上且つ１８０度以下の角度範囲内にある。
　角速度ω１及びω２は、各々、上述の角度範囲内の少なくとも１点の角速度ωであってよい。又、角速度ω１は、ペダル３０の最上昇位置から１５度程度の第１の角度範囲θ１（図６参照）における角速度ωの平均値或いは積分値であり、角速度ω２は、ペダル３０の最上昇位置から９０度進んだ位置から１５度程度の第２の角度範囲θ２（図６参照）における角速度ωの平均値或いは積分値であってもよい。
　図１０に示されている角速度波形から分かるように、第２の角度範囲θ２における角速度ω２の平均値或いは積分値は、第１の角度範囲θ１における角速度ω１の平均値或いは積分値より大きい値になり、差値（ω２－ω１）或いは比率（ω２／ω１）がペダル踏力に概ね比例する。
　モータ駆動制御部１２６は、基本的には踏力推定演算部１２０によって推定されたペダル踏力に応じた駆動電流をもって電動モータ５４を作動させるべく、モータ駆動回路１２８に制御指令を出力する。
　モータ駆動制御部１２６は、更に、電流センサ１１６からモータ電流Ｉに関する情報を入力し、当該情報に基づいて第１のクランク回転角度位置あるいは第１の角度範囲θ１におけるモータ電流Ｉ１と第２のクランク回転角度位置あるいは第２の角度範囲θ２におけるモータ電流Ｉ２との差異に応じて決められた制御指令をモータ駆動回路１２８に出力する。
　モータ駆動回路１２８は、バッテリ１０２から電動モータ５４に通電する駆動電流を定量的に設定する。これにより、電動モータ５４は、ペダル踏力の推定値或いは／及びモータ電流に応じた回転出力によってペダリングのアシストを行う。これにより、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車１０の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われる。
　次に、制御装置１００の第３実施形態の制御ルーチンを、図１１に示されているフローチャートを参照して説明する。
　この制御ルーチンは電動アシストユニット５０の電源がオンになることにより開始され、まず、待機状態処理が行われる（ステップＳ３０）。待機状態処理は各センサ１１０、１１２、１４１、１１６、１１８を給電によって活動状態にすると共に電動モータ５４を停止状態にすることを含む。
　次に、電動アシストユニット５０の電源がオフに変化したか否かの判別が行われる（ステップＳ３１）。電源がオフに変化した場合には、電源オフ処理が行われる（ステップＳ３２）。電源オフ処理は各センサ１１０、１１２、１１４、１１６、１１８に対する給電を停止することを含む。
　電源がオフに変化していない場合には，電動モータ５４が逆転しているかの判別が行われる（ステップＳ３３）。電動モータ５４が逆転している場合には、待機状態処理（ステップＳ１０）に戻る。
　電動モータ５４が逆転していない場合には、電動モータ５４が１回転したことを確認し（ステップＳ３４）、その後に、電動モータ５４が始動される（ステップＳ３５）。
　次に、クランク軸２４の１回転の期間におけるクランク軸２４の角速度ωの波形が一定であるか否かの判別が行われる（ステップＳ３６）。角速度ωの波形が一定であれば、ペダル踏力が実質的にゼロであると推定し、アシストを必要としない惰性走行と判断して待機状態処理（ステップＳ３０）に戻る。
　角速度ωの波形が一定でない場合には、角速度ωの変化（差異）が所定の閾値以上であるか否かの判別が行われる（ステップＳ３７）。この判別は、第２の角度範囲θ２における角速度ωの平均値或いは積分値と第１の角度範囲θ１における角速度ωの平均値或いは積分値との変化（差値）が所定の閾値以上であるか否かの判別である。
　角速度ωの変化が所定の閾値以上であれば、ペダル踏力は、第２の角度範囲θ２における角速度ωの平均値或いは積分値と第１の角度範囲θ１における角速度ωの平均値或いは積分値との差値に概ね比例するとして、その差値に応じたペダル踏力を推定する演算が行われ、推定されたペダル踏力に応じたモータ駆動出力が演算される（ステップＳ３８）。
　次に、演算されたモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ３９）。モータ駆動処理は、演算されたモータ駆動出力に応じた駆動電流を電動モータ５４に対して通電することを含んでいる。これにより、ペダル踏力に応じたペダリングのアシストが行われる。
　角速度ωの変化が所定の閾値未満である場合には、第１の角度範囲θ１におけるモータ電流Ｉ１及び第２の角度範囲θ２におけるモータ電流Ｉ２とが演算され、（Ｉ２／Ｉ１）が１以上であるか否かの判別が行われる（ステップＳ４０）。（Ｉ２／Ｉ１）が１以上であれば、待機状態処理（ステップＳ３０）に戻る。（Ｉ２／Ｉ１）が１未満であれば、次に、（Ｉ２／Ｉ１）が所定の閾値ＩＳ以下であるか否かの判別が行われる（ステップＳ４１）。
　（Ｉ２／Ｉ１）が所定の閾値ＩＳ以下であれば、（Ｉ２／Ｉ１）に応じたモータ駆動出力が演算され（ステップＳ３８）、演算されたモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ３９）。これにより、（Ｉ２／Ｉ１）に基づくペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
　（Ｉ２／Ｉ１）が所定の閾値ＩＳ以下でない場合には、モータ駆動出力が予め定められている低出力の「弱」に設定され（ステップＳ４２）、「弱」のモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ３９）。
　これにより、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車１０の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われると共に、運転者が意図するペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
（第４実施形態）
　踏力推定演算部１２０は、第４実施形態では、回転角センサ１１０からのクランク回転角度位置に関する情報と、パルスセンサ１１２からのクランク軸２４のクランク角の基準点及びクランク軸２４の回転に関する情報とを取り込み、クランク回転角度位置の時間的な変化からクランク軸２４の角加速度αを演算し、第１のクランク回転角度位置におけるクランク軸２４の角加速度α１と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置におけるクランク軸２４の角加速度α２との差異（差値或いは比率）から自転車１０のペダル踏力を推定する。
　踏力推定演算部１２０は、第２のクランク回転角度位置における角加速度α２と第１のクランク回転角度位置における角加速度α１との差値（α２－α１）が大きいほど、或いは角加速度α２と角加速度α１との比率（α２／α１）が大きいほど、ペダル踏力が大きいと推定する。
　実施形態４でも、第１のクランク回転角度位置はクランクアーム２６のペダル３０の最上昇位置から９０度以下の角度範囲内にあり、第２のクランク回転角度位置はクランクアーム２６のペダル３０の最上昇位置から９０度以上且つ１８０度以下の角度範囲内にある。
　角加速度α１及びα２は、各々、上述の角度範囲内の少なくとも１点の角加速度αであってよい。又、角加速度α１は、ペダル３０の最上昇位置から１５度程度の第１の角度範囲θ１（図６参照）における角加速度αの平均値或いは積分値であり、角加速度α２は、ペダル３０の最上昇位置から９０度進んだ位置から１５度程度の第２の角度範囲θ２（図６参照）における角加速度αの平均値或いは積分値であってもよい。
　第２の角度範囲θ２における角加速度α２の平均値或いは積分値は、第１の角度範囲θ１における角加速度α１の平均値或いは積分値より大きい値になり、差値（α２－α１）或いは比率（α２／α１）がペダル踏力に概ね比例する。
　モータ駆動制御部１２６は、基本的には踏力推定演算部１２０によって推定されたペダル踏力に応じた駆動電流をもって電動モータ５４を作動させるべく、モータ駆動回路１２８に制御指令（駆動電流指令）を出力する。
　モータ駆動制御部１２６は、更に、電流センサ１１６からモータ電流Ｉに関する情報を入力し、当該情報に基づいて第１のクランク回転角度位置あるいは第１の角度範囲θ１におけるモータ電流Ｉ１と第２のクランク回転角度位置あるいは第２の角度範囲θ２におけるモータ電流Ｉ２との差異に応じて決められた制御指令をモータ駆動回路１２８に出力する。
　モータ駆動回路１２８は、バッテリ１０２から電動モータ５４に通電する駆動電流を定量的に設定する。これにより、電動モータ５４は、ペダル踏力の推定値或いは／及びモータ電流に応じた回転出力によってペダリングのアシストを行う。これにより、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車１０の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われる。
　次に、制御装置１００の第４実施形態の制御ルーチンを、図１２に示されているフローチャートを参照して説明する。
　この制御ルーチンは電動アシストユニット５０の電源がオンになることにより開始され、まず、待機状態処理が行われる（ステップＳ５０）。待機状態処理は各センサ１１０、１１２、１４１、１１６、１１８を給電によって活動状態にすると共に電動モータ５４を停止状態にすることを含む。
　次に、電動アシストユニット５０の電源がオフに変化したか否かの判別が行われる（ステップＳ５１）。電源がオフに変化した場合には、電源オフ処理が行われる（ステップＳ５２）。電源オフ処理は各センサ１１０、１１２、１１４、１１６、１１８に対する給電を停止することを含む。
　電源がオフに変化していない場合には，電動モータ５４が逆転しているかの判別が行われる（ステップＳ５３）。電動モータ５４が逆転している場合には、待機状態処理（ステップＳ５０）に戻る。
　電動モータ５４が逆転していない場合には、電動モータ５４が１回転したことを確認し（ステップＳ５４）、その後に、電動モータ５４が始動される（ステップＳ５５）。
　次に、クランク軸２４の１回転の期間におけるクランク軸２４の角加速度αの波形が一定であるか否かの判別が行われる（ステップＳ５６）。角加速度αの波形が一定であれば、ペダル踏力が実質的にゼロであると推定し、アシストを必要としない惰性走行と判断して待機状態処理（ステップＳ５０）に戻る。
　角加速度αの波形が一定でない場合には、角加速度αの変化（差異）が所定の閾値以上であるか否かの判別が行われる（ステップＳ５７）。この判別は、第２の角度範囲θ２における角加速度αの平均値或いは積分値と第１の角度範囲θ１における角加速度αの平均値或いは積分値との変化（差値）が所定の閾値以上であるか否かの判別である。
　角加速度αの変化が所定の閾値以上であれば、ペダル踏力は、第２の角度範囲θ２における角加速度αの平均値或いは積分値と第１の角度範囲θ１における角加速度αの平均値或いは積分値との差値に概ね比例するとして、差値に応じたペダル踏力を推定する演算が行われ、推定されたペダル踏力に応じたモータ駆動出力が演算される（ステップＳ５８）。
　次に、演算されたモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ５９）。モータ駆動処理は、演算されたモータ駆動出力に応じた駆動電流を電動モータ５４に対して通電することを含んでいる。これにより、ペダル踏力に応じたペダリングのアシストが行われる。
　角加速度αの変化が所定の閾値未満である場合には、ペダル踏力は、第１の角度範囲θ１における角加速度αの平均値或いは積分値と第２の角度範囲θ２における角加速度αの平均値或いは積分値との差値に概ね比例するとして、その差値に応じたペダル踏力を推定する演算が行われ、推定されたペダル踏力に応じたモータ駆動出力が演算される（ステップＳ５８）。
　次に、演算されたモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ５９）。モータ駆動処理は、演算されたモータ駆動出力に応じた駆動電流を電動モータ５４に対して通電することを含んでいる。これにより、ペダル踏力に応じたペダリングのアシストが行われる。
　角加速度αの変化が所定の閾値未満である場合には、第１の角度範囲θ１におけるモータ電流Ｉ１及び第２の角度範囲θ２におけるモータ電流Ｉ２とが演算され、（Ｉ２／Ｉ１）が１以上であるか否かの判別が行われる（ステップＳ６０）。（Ｉ２／Ｉ１）が１以上であれば、待機状態処理（ステップＳ５０）に戻る。（Ｉ２／Ｉ１）が１未満であれば、次に、（Ｉ２／Ｉ１）が所定の閾値ＩＳ以下であるか否かの判別が行われる（ステップＳ６１）。
　（Ｉ２／Ｉ１）が所定の閾値ＩＳ以下であれば、（Ｉ２／Ｉ１）に応じたモータ駆動出力が演算され（ステップＳ５８）、演算されたモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ３９）。これにより、（Ｉ２／Ｉ１）に基づくペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
　（Ｉ２／Ｉ１）が所定の閾値ＩＳ以下でない場合には、モータ駆動出力が予め定められている低出力の「弱」に設定され（ステップＳ５２）、「弱」のモータ駆動出力によるモータ駆動処理が行われる（ステップＳ５９）。
　これにより、ペダル踏力の検出のための構造が複雑化したり、自転車１０の改造を要したりすることなく、ペダル踏力に応じたアシストが行われると共に、運転者が意図するペダリングの状態に応じたアシストが行われる。
　以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、電動モータ５４の回り止めは、アウタケーシング５６がダウンチューブ１４やサブチューブ１５に当接すること以外に、シートチューブ１２、チェーンステー１６に当接することにより行われてもよい。変速歯車列５９の各歯車は、平歯車以外にはすば歯車であってもよい。また、前記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
１０　　：自転車
１２　　：シートチューブ
１４　　：ダウンチューブ
１５　　：サブチューブ
１６　　：チェーンステー
１８　　：フレーム
２０　　：軸受筒体
２２　　：パイプ継手
２４　　：クランク軸
２６　　：クランクアーム
２８　　：クランクアーム
３０　　：ペダル
３２　　：ドライブスプロケット
３４　　：スプライン軸部
３６　　：ねじ孔
３８　　：スプライン孔
４０　　：ねじ
４９　　：締結バンド
５０　　：電動アシストユニット（自転車用電動アシスト装置）
５１　　：ボルト
５２　　：ハウジング
５２Ａ　：第１半体
５２Ｂ　：第２半体
５２Ｃ　：円環部
５２Ｄ　：カバー部材
５３　　：第１歯車室
５４　　：電動モータ
５５　　：ボルト
５６　　：アウタケーシング
５７　　：第２歯車室
５８　　：出力軸
５９　　：変速歯車列
６０　　：駆動平歯車
６２　　：ブッシュ
６４　　：中間軸
６６　　：中間平歯車
６８　　：中間平歯車
７０　　：中心開口
７２　　：円筒部
７４　　：外周部
７６　　：右側部
７８　　：ボール軸受
８０　　：出力平歯車
８１　　：回転出力部材
８２　　：ボルト
８４　　：回転出力板
９０　　：連結部材
９１　　：中央部
９２　　：脚部
９３　　：貫通孔
９４　　：ねじ
９６　　：貫通孔
９８　　：ノックピン
１００　：制御装置
１０２　：バッテリ
１１０　：回転角センサ
１１２　：パルスセンサ（回転センサ）
１１４　：ジャイロセンサ
１１６　：電流センサ
１１８　：電圧センサ
１２０　：踏力推定演算部
１２２　：クランク正逆転判定部
１２４　：踏力有無判定部
１２６　：モータ駆動制御部
１２８　：モータ駆動回路

Claims (12)

  1. 　ペダルからの踏力によりクランクアームを介して駆動されるクランク軸又は前記クランクアームにトルク伝達関係で接続された電動モータと、前記電動モータの電源である車載のバッテリと、前記電動モータの作動を制御する制御装置とを備えた自転車用電動アシスト装置であって、
    　前記クランク軸のクランク回転角度位置を検知する回転角センサと、
    　前記電動モータのモータ電流を検知する電流センサとを有し、
    　前記制御装置は、
    　第１のクランク回転角度位置における前記モータ電流と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置における前記モータ電流との差異からペダル踏力を推定する踏力推定演算部と、
    　前記踏力推定演算部によって推定されたペダル踏力に応じて前記電動モータの駆動を制御するモータ駆動制御部とを有する自転車用電動アシスト装置。
  2. 　前記モータ駆動制御部は、更に、前記クランク回転角度位置から前記クランク軸の角速度を演算し、前記第１のクランク回転角度位置における前記角速度と前記第２のクランク回転角度位置における前記角速度との差異に応じて前記電動モータの駆動を制御する請求項１に記載の自転車用電動アシスト装置。
  3. 　前記モータ駆動制御部は、更に、前記クランク回転角度位置から前記クランク軸の角加速度を演算し、前記第１のクランク回転角度位置における前記角加速度と前記第２のクランク回転角度位置における前記角加速度との差異に応じて前記電動モータの駆動を制御する請求項１に記載の自転車用電動アシスト装置。
  4. 　ペダルからの踏力によりクランクアームを介して駆動されるクランク軸又は前記クランクアームにトルク伝達関係で接続された電動モータと、前記電動モータの電源である車載のバッテリと、前記電動モータの作動を制御する制御装置とを備えた自転車用電動アシスト装置であって、
    　前記クランク軸のクランク回転角度位置を検知する回転角センサを有し、
    　前記制御装置は、
    　前記クランク回転角度位置の変化から前記クランク軸の角速度を演算し、第１のクランク回転角度位置における前記角速度と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置における前記角速度との差異からペダル踏力を推定する踏力推定演算部と、
    　前記踏力推定演算部によって推定されたペダル踏力に応じて前記電動モータの駆動を制御するモータ駆動制御部とを有する自転車用電動アシスト装置。
  5. 　ペダルからの踏力によりクランクアームを介して駆動されるクランク軸又は前記クランクアームにトルク伝達関係で接続された電動モータと、前記電動モータの電源である車載のバッテリと、前記電動モータの作動を制御する制御装置とを備えた自転車用電動アシスト装置であって、
    　前記クランク軸のクランク回転角度位置を検知する回転角センサを有し、
    　前記制御装置は、
    　前記クランク回転角度位置の変化から前記クランク軸の角加速度を演算し、第１のクランク回転角度位置における前記角加速度と第１のクランク回転角度位置とは異なる第２のクランク回転角度位置における前記角加速度との差異からペダル踏力を推定する踏力推定演算部と、
    　前記踏力推定演算部によって推定されたペダル踏力に応じて前記電動モータの駆動を制御するモータ駆動制御部とを有する自転車用電動アシスト装置。
  6. 　前記電動モータのモータ電流を検知する電流センサを有し、
    　前記モータ駆動制御部は、更に、前記第１のクランク回転角度位置における前記モータ電流と前記第２のクランク回転角度位置における前記モータ電流との差異に応じて前記電動モータの作動を制御する請求項４又は５に記載の自転車用電動アシスト装置。
  7. 　前記第１のクランク回転角度位置は片方のペダルの最上昇位置から９０度以下の角度範囲内にあり、前記第２のクランク回転角度位置は前記片方のペダルの最上昇位置から９０度以上且つ１８０度以下の角度範囲内にある請求項１～６の何れか一項に記載の自転車用電動アシスト装置。
  8. 　前記回転角センサにより検知されるクランク回転角度位置から前記クランク軸の正転と逆転とを判定するクランク正逆転判定部を有し、
    　前記モータ駆動制御部は、前記クランク正逆転判定部より前記クランク軸が逆転していると判定された時には前記電動モータの駆動を停止する制御を行う請求項１～７の何れか一項に記載の自転車用電動アシスト装置。
  9. 　前記クランク軸の回転を検知する回転センサと、
    　前記回転センサにより検知される前記クランク軸の回転から前記ペダルに対する踏力の有無を判定する踏力有無判定部とを有し、
    　前記モータ駆動制御部は、前記踏力有無判定部により踏力が無いと判定された時には前記電動モータの駆動を停止する制御を行う請求項１～８の何れか一項に記載の自転車用電動アシスト装置。
  10. 　自転車の傾きを検知するジャイロセンサを有し、
    　前記モータ駆動制御部は、更に、前記ジャイロセンサによって検知された前記自転車の傾きに応じて前記電動モータの回転出力を低減する制御を行う請求項１～９の何れか一項に記載の自転車用電動アシスト装置。
  11. 　前記バッテリの電圧を検知する電圧センサを有し、
    　前記モータ駆動制御部は、更に、前記電圧センサによって検知された電圧の低下に応じて前記電動モータの回転出力を低減する制御を行う請求項１～１０の何れか一項に記載の自転車用電動アシスト装置。
  12. 　請求項１～１１の何れか一項に記載の自転車用電動アシスト装置を取り付けられた自転車。
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