(57)【要約】【課題】自転車の挙動を好適に制御できる自転車用制御装置およびこの装置を含む自転車用制動システムを提供する。【解決手段】自転車用制御装置は、自転車を制動する制動力を発生させる摩擦部、および、前記摩擦部を変位させることによって前記制動力を変更可能な電動アクチュエータを備える制動装置を制御する制御部を含み、前記制御部は、クランクの回転状態に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車を制動する制動力を発生させる摩擦部、および、前記摩擦部を変位させることによって前記制動力を変更可能な電動アクチュエータを備える制動装置を制御する制御部を含み、
前記制御部は、クランクの回転状態に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する、自転車用制御装置。
【請求項２】
自転車の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記自転車を前進させる場合にクランクが回転する第１回転方向に前記クランクが回転する場合、かつ、前記クランクの角加速度が０未満の場合、前記モータによるアシストを停止させる、自転車用制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記自転車を制動する制動力を変更可能な電動アクチュエータを備える制動装置を制御し、前記クランクの前記角加速度に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項２に記載の自転車用制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記クランクの前記角加速度が０未満の場合、前記角加速度に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項３に記載の自転車用制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記クランクの回転速度または前記角加速度に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項１に記載の自転車用制御装置。
【請求項６】
前記角加速度は、前記自転車を前進させる場合に前記クランクが回転する第１回転方向における第１角加速度を含み、
前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、前記第１角加速度に応じて前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項５に記載の自転車用制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記クランクの前記第１角加速度が０未満の場合、前記第１角加速度が小さくなるほど、前記制動力が大きくなるように前記電動アクチュエータを制御する、請求項６に記載の自転車用制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記第１角加速度が０以上の場合、前記制動力が０になるように前記電動アクチュエータを制御する、または、前記制動装置による制動を行わない、請求項６または７に記載の自転車用制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記自転車の変速比を小さくした場合、前記制動装置による制動を行わない、または、前記制動力が低下するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項６〜８のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記自転車に入力される人力駆動力が所定トルク以上の場合、前記制動装置による制動を行わない、または、前記制動力が低下するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項６〜９のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記自転車の走行負荷が所定値以上の場合、前記制動装置による制動を行わない、または、前記制動力が低下するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
【請求項１２】
前記角加速度は、前記自転車を前進させる場合に前記クランクが回転する方向とは反対の第２回転方向における第２角加速度を含み、
前記制御部は、前記クランクが前記第２回転方向に回転する場合、前記第２角加速度に応じて前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項５〜１１のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記クランクが前記第２回転方向に回転する場合、前記クランクの前記第２角加速度が大きくなるほど、前記制動力が大きくなるように前記電動アクチュエータを制御する、請求項１２に記載の自転車用制御装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記クランクが前記第２回転方向に回転する場合、かつ、前記第２角加速度が０よりも大きい場合、前記第２角加速度が大きくなるほど、前記制動力が大きくなるように前記電動アクチュエータを制御し、
前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合における第１角加速度の減少に対する前記制動力の増加の割合は、前記クランクが前記第２回転方向に回転する場合の前記第２角加速度の増加に対する前記制動力の増加の割合よりも小さい、請求項１２に記載の自転車用制御装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記自転車の車輪の回転が停止している場合、前記自転車に与えられる動力を検出する検出部の出力に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項１、３〜１４のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記自転車の車輪の回転が停止している場合、前記自転車を後退させる方向の前記動力が大きくなるほど、前記制動力が大きくなるように前記電動アクチュエータを制御する、請求項１５に記載の自転車用制御装置。
【請求項１７】
前記制御部は、前記自転車の車輪の回転が停止している場合、かつ、前記自転車を前進させる方向の前記動力が生じた場合、前記制動力が０になるように前記電動アクチュエータを制御する、または、前記制動力が低下するように前記電動アクチュエータを制御する、または、前記制動装置による制動を行わない、請求項１５または１６に記載の自転車用制御装置。
【請求項１８】
前記検出部は、前記自転車に加えられる人力駆動力および道路の勾配の少なくとも一方を検出する、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
【請求項１９】
請求項１、３〜１８のいずれか一項に記載の自転車用制御装置と、
前記制動装置と含む、自転車用制動システム。
【請求項２０】
前記制動装置の制動によって発生する電気エネルギーを充電可能なバッテリをさらに含む、請求項１９に記載の自転車用制動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用制御装置およびこの装置を含む自転車用制動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される自転車用制御装置は、ブレーキレバーの操作量またはブレーキレバーに搭乗者が与えた力に応じて制動装置による制動力を変更し、自転車の挙動を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−４３３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブレーキレバーの操作量およびブレーキレバーに与えられた力以外のパラメータを用いて自転車の挙動を制御した方が好ましい場合がある。上記自転車用制御装置では、この点について考慮されていない。
【０００５】
本発明の目的は、自転車の挙動を好適に制御できる自転車用制御装置およびこの装置を含む自転車用制動システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１側面に従う自転車用制御装置の一形態は、自転車を制動する制動力を変更可能な電動アクチュエータを備える制動装置を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記自転車の操作部の第１操作方向における速度または加速度に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第１側面に従えば、ユーザの意思を反映した制動力の制御を行うことができるため、自転車の挙動を好適に制御できる。
【０００７】
前記第１側面に従う第２側面の自転車用制御装置において、前記電動アクチュエータは、前記自転車の推進をアシストするモータを含み、前記制御部は、前記モータに制動動作または回生動作をさせることによって、前記制動力を発生させる。
上記第２側面に従えば、モータの制動動作または回生動作によって制動力を変更することができる。
【０００８】
前記第１側面に従う第３側面の自転車用制御装置において、前記制動装置は、自転車を制動する制動力を発生させる摩擦部をさらに含み、前記摩擦部は、前記電動アクチュエータによって変位される。
上記第３側面に従えば、摩擦部の変位によって制動力を変更することができる。
【０００９】
前記第１〜第３側面のいずれか１つに従う第４側面の自転車用制御装置において、前記自転車の操作部は、クランクを含み、前記速度は、前記クランクの回転速度を含み、前記加速度は、前記クランクの角加速度を含む。
上記第４側面に従えば、クランクの操作に反映されるユーザの減速の意思に応じた制動力の制御を行うことができる。
【００１０】
前記第１〜第３側面のいずれか１つに従う第５側面の自転車用制御装置において、前記自転車の操作部は、クランクおよびブレーキレバーの少なくとも一方を含む。
上記第５側面に従えば、クランクおよびブレーキレバーの操作に反映されるユーザの減速の意図を反映した制動力の制御を行うことができる。
【００１１】
本発明の第６側面に従う自転車用制御装置の一形態は、自転車を制動する制動力を発生させる摩擦部、および、前記摩擦部を変位させることによって前記制動力を変更可能な電動アクチュエータを備える制動装置を制御する制御部を含み、前記制御部は、クランクの回転状態に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第６側面に従えば、クランクの回転状態に反映されるユーザの意思に応じた制動力の制御を行うことができるため、自転車の挙動を好適に制御できる。
【００１２】
本発明の第７側面に従う自転車用制御装置の一形態は、自転車の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、前記制御部は、前記自転車を前進させる場合にクランクが回転する第１回転方向に前記クランクが回転する場合、かつ、前記クランクの角加速度が０未満の場合、前記モータによるアシストを停止させる。
上記第７側面に従えば、ユーザが自転車を減速させるためにクランクの角加速度を０未満にした場合に、モータによるアシストが停止するため、早期に減速できる。このため、ユーザの意思に応じたモータの制御ができ、自転車の挙動を好適に制御できる。
【００１３】
前記第７側面に従う第８側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記自転車を制動する制動力を変更可能な電動アクチュエータを備える制動装置を制御し、前記角加速度に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第８側面に従えば、電動アクチュエータを制御することによって、ユーザの意思をより反映した制動力の制御を行うことができる。
【００１４】
前記第８側面に従う第９側面の自転車用制御装置において、制御部は、前記クランクの角加速度が０未満の場合、前記角加速度に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第９側面に従えば、ユーザが自転車を減速させるためにクランクの角加速度を０未満にした場合に、ユーザの意思を反映した制動力の制御を行うことができる。
【００１５】
前記第６側面に従う第１０側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記クランクの回転速度または角加速度に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第１０側面に従えば、クランクの回転速度または角加速度に反映されるユーザの意思に応じた制動力の制御を行うことができるため、自転車の挙動を好適に制御できる。
【００１６】
前記第４または第１０側面に従う第１１側面の自転車用制御装置において、前記角加速度は、前記自転車を前進させる場合に前記クランクが回転する第１回転方向における第１角加速度を含み、前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、前記第１角加速度に応じて前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第１１側面に従えば、クランクの第１角加速度に反映されるユーザの意思に応じた制動力の制御を行うことができる。
【００１７】
前記第１１側面に従う第１２側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記クランクの前記第１角加速度が０未満の場合、前記第１角加速度が小さくなるほど、前記制動力が大きくなるように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第１２側面に従えば、ユーザが自転車を減速させるためにクランクの第１角加速度を小さくするほど、制動力が大きくなるため、早期に減速することができる。
【００１８】
前記第１１または第１２側面に従う第１３側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記第１角加速度が０以上の場合、前記制動力が０になるように前記電動アクチュエータを制御する、または、前記制動装置による制動を行わない。
上記第１３側面に従えば、ユーザが自転車を加速させるためにクランクの角加速度を０以上にした場合、制動力が０になるため、加速が妨げられない。
【００１９】
前記第１１〜第１３側面のいずれか１つに従う第１４側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記自転車の変速比を小さくした場合、前記制動装置による制動を行わない、または、前記制動力が低下するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第１４側面に従えば、変速比が小さくなることによってクランクの回転速度が低下した場合には、制動装置による制動が行われない、または、制動力が低下するように電動アクチュエータが制御されるため、不適切な制動が行われることが抑制される。
【００２０】
前記第１１〜第１４側面のいずれか１つに従う第１５側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記自転車に入力される人力駆動力が所定トルク以上の場合、前記制動装置による制動を行わない、または、前記制動力が低下するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第１５側面に従えば、上り坂等の走行によって人力駆動力が所定トルク以上になっている場合には、制動装置による制動が行われない、または、制動力が低下するように電動アクチュエータが制御されるため、不適切な制動が行われることが抑制される。
【００２１】
前記第１１〜第１５側面のいずれか１つに従う第１６側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合、かつ、前記自転車の走行負荷が所定値以上の場合、前記制動装置による制動を行わない、または、前記制動力が低下するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第１６側面に従えば、走行負荷が所定値以上の場合には、制動装置による制動が行われない、または、制動力が低下するように電動アクチュエータが制御されるため、不適切な制動が行われることが抑制される。
【００２２】
前記第４および第１０〜第１６側面のいずれか１つに従う第１７側面の自転車用制御装置において、前記角加速度は、前記自転車を前進させる場合に前記クランクが回転する方向とは反対の第２回転方向における第２角加速度を含み、前記制御部は、前記クランクが前記第２回転方向に回転する場合、前記第２角加速度に応じて前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第１７側面に従えば、クランクの第２角加速度に反映されるユーザの意思に応じた制動力の制御を行うことができる。
【００２３】
前記第１７側面に従う第１８側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記クランクが前記第２回転方向に回転する場合、前記クランクの前記第２角加速度が大きくなるほど、前記制動力が大きくなるように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第１８側面に従えば、ユーザが自転車を減速させるためにクランクの第２角加速度を大きくするほど、制動力が大きくなるため、早期に減速することができる。
【００２４】
前記第１７側面に従う第１９側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記クランクが前記第２回転方向に回転する場合、かつ、前記第２角加速度が０よりも大きい場合、前記第２角加速度が大きくなるほど、前記制動力が大きくなるように前記電動アクチュエータを制御し、前記クランクが前記第１回転方向に回転する場合における第１角加速度の減少に対する前記制動力の増加の割合は、前記クランクが前記第２回転方向に回転する場合の前記第２角加速度の増加に対する前記制動力の増加の割合よりも小さい。
上記第１９側面に従えば、ユーザの減速の意思が明確なクランクを第２回転方向に回転する場合の制動力を第１回転方向に回転する場合の制動力よりも大きくできる。
【００２５】
前記第１〜第６、および、第８〜第１９側面のいずれか１つに従う第２０側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記自転車の車輪の回転が停止している場合、前記自転車に与えられる動力を検出する検出部の出力に応じて、前記制動力を変更するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第２０側面に従えば、車輪の回転が停止している場合に、自転車に与えられる動力に応じて制動力を変更することによって自転車の挙動を安定させることができる。
【００２６】
前記第２０側面に従う第２１側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記自転車の車輪の回転が停止している場合、前記自転車を後退させる方向の前記動力が大きくなるほど、前記制動力が大きくなるように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第２１側面に従えば、例えば上り坂等において車輪の回転が停止している場合に、自転車が後退することを抑制できる。
【００２７】
前記第２０または第２１側面に従う第２２側面の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記自転車の車輪の回転が停止している場合、かつ、前記自転車を前進させる方向の前記動力が生じた場合、前記制動力が０になるように前記電動アクチュエータを制御する、または、前記制動力が低下するように前記電動アクチュエータを制御する、または、前記制動装置による制動を行わない。
上記第２２側面に従えば、自転車の走行を開始する場合に制動力によって自転車の前進が妨げられにくい。
【００２８】
前記第２０〜第２２側面のいずれか１つに従う第２３側面の自転車用制御装置において、前記検出部は、前記自転車に加えられる人力駆動力および道路の勾配の少なくとも一方を検出する。
上記第２３側面に従えば、検出部によって自転車に与えられる動力を好適に検出できる。
【００２９】
本発明の第２４側面に従う自転車用制動システムの一形態は、前記第１〜第６および第８〜第２３側面のいずれか１つに記載の自転車用制御装置と、前記制動装置と含む。
上記第２４側面に従えば、自転車の挙動を好適に制御できる。
【００３０】
前記第２４側面に従う第２５側面の自転車用制動システムにおいて、前記制動装置の制動によって発生する電気エネルギーを充電可能なバッテリをさらに含む。
上記第２５側面に従えば、制動によって発生する電気エネルギーを有効利用できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の自転車用制御装置およびこの装置を含む自転車用制動システムは、自転車の挙動を好適に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態の自転車用制動システムおよび自転車用制御装置を含む自転車の側面図。
【図２】図１の自転車用制御装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図３】図２の記憶部に記憶される第１関係情報の一例を示すグラフ。
【図４】図２の記憶部に記憶される第２関係情報の一例を示すグラフ。
【図５】図２の記憶部に記憶される第３関係情報の一例を示すグラフ。
【図６】図２の記憶部に記憶される第４関係情報の一例を示すグラフ。
【図７】図２の制御部によって実行される自転車の走行時に制動力を変更する制御のフローチャート。
【図８】図２の制御部によって実行される車輪の停止時に制動力を変更する制御のフローチャート。
【図９】第２実施形態の制御部によって実行されるモータによるアシストを停止する制御のフローチャート。
【図１０】第１変形例の制御部によって実行される自転車の走行時に制動力を変更する制御のフローチャート。
【図１１】第２変形例の制御部によって実行される自転車の走行時に制動力を変更する制御のフローチャート。
【図１２】第３変形例の制御部によって実行される自転車の走行時に制動力を変更する制御のフローチャート。
【図１３】ハンドルバーに取り付けた状態における第４変形例の操作部の平面図。
【図１４】第４変形例において制御部によって実行される自転車の走行時に制動力を変更する制御のフローチャート。
【図１５】フレームに取り付けた状態における第５変形例の制動装置の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態の自転車用制御装置７０を搭載する自転車１０について説明する。自転車１０は、マウンテンバイクであってもよく、ロードバイクであってもよく、シティバイクであってもよい。また、自転車１０は、三輪車であってもよく、カーゴバイクであってもよい。
【００３４】
図１に示されるとおり、自転車１０は、自転車本体１２、車輪１４、駆動機構１６、および、自転車用制動システム４０を含む。
自転車本体１２は、フレーム１８、フレーム１８に接続されるフロントフォーク２０、および、フロントフォーク２０にステム２２Ａを介して着脱可能に接続されるハンドルバー２２Ｂを備えている。フロントフォーク２０は、フレーム１８に支持される。
【００３５】
車輪１４は、前輪２４および後輪２６を含む。前輪２４の車軸２４Ａは、フロントフォーク２０の端部に接続される。後輪２６の車軸２６Ａは、フレーム１８のリアエンドに接続される。
【００３６】
駆動機構１６は、クランク２８およびペダル３４を含む。クランク２８は、クランク軸３０およびクランクアーム３２を含む。駆動機構１６は、ペダル３４に加えられた人力駆動力を後輪２６に伝達する。駆動機構１６は、クランク軸３０にワンウェイクラッチを介して結合されたフロント回転体３６を含む。ワンウェイクラッチは、クランク２８が前転した場合に、フロント回転体３６を前転させ、クランク２８が後転した場合に、フロント回転体３６を後転させないように構成される。フロント回転体３６は、スプロケット、プーリまたはベベルギアを含む。フロント回転体３６は、クランク軸３０にワンウェイクラッチを介さずに結合してもよい。駆動機構１６は、例えば、チェーン、ベルト、またはシャフトを介して、クランク２８の回転を後輪２６に結合されるリア回転体３８に伝達するように構成される。リア回転体３８は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。後述するように、モータ４６Ａが、後輪２６および前輪２４に設けられず、クランク軸３０からフロント回転体３６までの動力伝達経路に結合される場合、リア回転体３８と後輪２６との間には、ワンウェイクラッチが設けられず、モータ４６Ａとフロント回転体３６との間の動力伝達経路にもワンウェイクラッチが設けられない。後述するように、モータ４６Ａが、後輪２６および前輪２４の少なくともいずれか一方に設けられる場合、リア回転体３８と後輪２６との間には、ワンウェイクラッチが設けられている。ワンウェイクラッチは、リア回転体３８が前転した場合に、後輪２６を前転させ、後輪２６が後転した場合に、リア回転体３８を後転させないように構成される。フロント回転体３６に結合されたワンウェイクラッチおよびリア回転体３８に結合されたワンウェイクラッチの少なくとも一方は、省略されてもよい。フロント回転体３６は、複数のフロントスプロケットを含んでもよい。リア回転体３８は、複数のリアスプロケットを含んでいてもよい。
【００３７】
図１および図２に示されるとおり、自転車用制動システム４０は、自転車用制御装置７０と、制動装置４２と含む。自転車用制動システム４０は、変速装置４４、操作装置５０、バッテリ５２、トルクセンサ５４、クランク回転センサ５６、車速センサ５８、操作部６０、検出部６２をさらに含む。
【００３８】
制動装置４２は、電動アクチュエータ４６を備える。電動アクチュエータ４６は、自転車１０を制動する制動力Ｂを変更可能に構成される。電動アクチュエータ４６は、自転車１０の推進をアシストするモータ４６Ａを含む。モータ４６Ａおよび駆動回路４８は、同一のハウジング（図示略）に設けられることが好ましい。駆動回路４８は、制御部７２と有線または無線によって通信可能に接続されている。駆動回路４８は、例えばシリアル通信線によって制御部７２と通信可能である。駆動回路４８は、制御部７２からの制御信号に応じてモータ４６Ａを駆動させる。駆動回路４８は、制御部７２に制御されて、バッテリ５２からモータ４６Ａに供給される電力を制御する。モータ４６Ａは、自転車１０の推進をアシストする。モータ４６Ａは、電気モータを含む。モータ４６Ａは、ペダル３４から後輪２６までの人力駆動力の伝達経路、または、前輪２４に回転を伝達するように設けられる。モータ４６Ａは、自転車１０のフレーム１８、後輪２６、または、前輪２４に設けられる。モータ４６Ａは、自転車１０のフレーム１８と前輪２４との両方に設けられてもよく、後輪２６および前輪２４の両方に設けられてもよい。一例では、モータ４６Ａは、クランク軸３０からフロント回転体３６までの動力伝達経路に結合される。モータ４６Ａとクランク軸３０との間の動力伝達経路には、クランク軸３０を自転車１０が前進する方向に回転させた場合にクランク２８の回転力によってモータ４６Ａが回転しないようにワンウェイクラッチ（図示略）が設けられるのが好ましい。モータ４６Ａおよび駆動回路４８が設けられるハウジングには、モータ４６Ａおよび駆動回路４８以外の構成が設けられてもよく、例えばモータ４６Ａの回転を減速して出力する減速機が設けられてもよい。
【００３９】
変速装置４４は、変速機４４Ａおよびアクチュエータ４４Ｂを含む。変速装置４４は、自転車用制御装置７０の制御部７２によって制御される。制御部７２は、図示しない変速操作部の操作に応じて、変速装置４４を制御するように構成される。制御部７２は、車速センサ５８の出力信号に応じて、自動で変速装置４４を制御してもよい。アクチュエータ４４Ｂは、変速操作部または制御部７２と有線または無線によって通信可能に接続されている。アクチュエータ４４Ｂは、例えばＰＬＣ（Power Line Communication）によって変速操作部および制御部７２の少なくとも一方と通信可能である。変速機４４Ａは、自転車１０の変速比Ｒを変更可能に構成される。変速機４４Ａは、変速比Ｒを段階的に変更可能に構成される。アクチュエータ４４Ｂは、変速機４４Ａに変速動作を実行させる。一例では、変速機４４Ａは、クランク軸３０に入力された回転を変速して後輪２６に伝達する。この場合、変速機４４Ａは、内装変速機を含む。内装変速機は、クランク軸３０の近傍、または、後輪２６のハブに設けられる。内装変速機は、クランク２８とフロント回転体３６との間の動力伝達経路に設けられてもよい。別の例では、変速機４４Ａは、複数のフロントスプロケットまたは複数のリアスプロケットの間でチェーンを掛け替えることによって、クランク軸３０に入力された回転を変速させて後輪２６に伝達させる。この場合、変速機４４Ａは、外装変速機（ディレイラ）を含む。外装変速機は、複数のフロントスプロケット（図示略）間でチェーンを掛け替えるフロント外装変速機、および、複数のリアスプロケット（図示略）間でチェーンを掛け替えるリア外装変速機の少なくとも一方を含む。アクチュエータ４４Ｂは、電気モータを含む。変速機４４Ａは、アクチュエータ４４Ｂが駆動されることにより、変速動作を行って自転車１０の変速比Ｒを段階的に変更する。変速機４４Ａが内装変速機である場合、変速動作は変速機４４Ａの内部の遊星歯車機構を構成する歯車の連結状態を変更する動作を含む。変速機４４Ａが外装変速機である場合、変速動作はスプロケット間におけるチェーンの掛け替えの動作を含む。内装変速機は、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）機構を含んでいてもよい。一例では、ＣＶＴ機構は、入力体、出力体、および、伝達体を含む遊星機構によって構成され、伝達体が回転させられることによって変速比Ｒが連続的に変更される。
【００４０】
操作装置５０は、ユーザが操作可能である。操作装置５０は、自転車１０の推進をアシストするモータ４６Ａのモードを変更するように構成される。モータ４６Ａのモードの変更は、人力駆動力をアシストするアシスト力の強さの異なるモード間での変更、および、アシストモードとウォークモードとを切り替える変更の少なくとも一方を含む。操作装置５０は、自転車１０のハンドルバー２２Ｂ（図１参照）に取り付けられる。操作装置５０は、例えば操作部材と、操作部材の動きを検出するセンサと、センサの出力信号に応じて、制御部７２と通信を行う電気回路とを含む。操作装置５０は、制御部７２と有線または無線によって通信可能に接続されている。操作装置５０は、例えばＰＬＣによって制御部７２と通信可能である。ユーザによって操作装置５０が操作されることによって、操作装置５０は、制御部７２に出力信号を送信する。操作装置５０は、モータ４６Ａのモードを変更するための１つ以上の操作部材を含む。各操作部材は、プッシュスイッチ、レバー式スイッチ、または、タッチパネルによって構成される。
【００４１】
バッテリ５２は、制動装置４２の制動によって発生する電気エネルギーを充電可能に構成される。バッテリ５２は、１または複数のバッテリセルを含むバッテリユニット５２Ａ、および、バッテリユニット５２Ａを支持するバッテリホルダ５２Ｂを含む。バッテリセルは、充電池を含む。バッテリ５２は、自転車１０に搭載され、バッテリ５２と有線で電気的に接続されている他の電機部品、例えば、モータ４６Ａおよび自転車用制御装置７０に電力を供給する。バッテリ５２は、制御部７２と有線または無線によって通信可能に接続されている。バッテリ５２は、例えばＰＬＣによって制御部７２と通信可能である。バッテリ５２は、フレーム１８の外部に取り付けられてもよく、少なくとも一部がフレーム１８の内部に収容されてもよい。
【００４２】
図２に示されるトルクセンサ５４は、人力駆動力ＴＡに応じた信号を出力する。トルクセンサ５４は、図１に示すペダル３４を介して駆動機構１６に入力される人力駆動力ＴＡを検出する。トルクセンサ５４は、クランク軸３０からフロント回転体３６までの間の人力駆動力ＴＡの伝達経路に設けられてもよく、クランク軸３０またはフロント回転体３６に設けられてもよく、クランクアーム３２またはペダル３４に設けられてもよい。トルクセンサ５４は、例えば、歪センサ、光学センサ、および、圧力センサ等を用いて実現することができる。歪センサは、歪ゲージ、磁歪センサ、および、圧電センサを含む。トルクセンサ５４は、クランクアーム３２またはペダル３４に加えられる人力駆動力ＴＡに応じた信号を出力するセンサであれば、いずれのセンサを採用することもできる。トルクセンサ５４は、図２に示す制御部７２と有線または無線によって通信可能に接続されている。トルクセンサ５４は、人力駆動力ＴＡに応じた信号を制御部７２に出力する。
【００４３】
クランク回転センサ５６は、クランク２８の回転角度を検出する。クランク回転センサ５６は、自転車１０のフレーム１８またはモータ４６Ａのハウジングに取り付けられる。
クランク回転センサ５６は、磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサを含んで構成される。周方向に磁界の強度が変化する環状の磁石が、クランク軸３０またはクランク軸３０からフロント回転体３６までの間の動力伝達経路に設ける。磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサを用いることによって、１つのセンサで、クランク２８の回転速度およびクランク２８の回転角度を検出することができ、構成および組立を簡略化することができる。クランク回転センサ５６は、クランク２８の回転角度に加えて、クランク２８の回転速度を検出することもできる。クランク回転センサ５６は、制御部７２と有線または無線によって通信可能に接続されている。クランク回転センサ５６は、クランク２８の回転角度に応じた信号を制御部７２に出力する。
【００４４】
クランク回転センサ５６は、磁気センサに代えて、クランク軸３０またはクランクアーム３２に設けられる加速度センサを含んでいてもよい。加速度センサの出力は、加速度センサの傾斜角度を含む。制御部７２は、加速度センサの傾斜角度に応じてクランク２８の回転角度を演算する。
【００４５】
クランク回転センサ５６は、クランク軸３０からフロント回転体３６までの人力駆動力ＴＡの伝達経路において、クランク軸３０と一体に回転する部材に設けられてもよい。例えば、クランク回転センサ５６は、クランク軸３０とフロント回転体３６との間にワンウェイクラッチが設けられない場合、フロント回転体３６に設けられてもよい。
【００４６】
図１に示される車速センサ５８は、車輪１４の回転速度を検出する。車速センサ５８は、有線または無線によって制御部７２と電気的に接続されている。車速センサ５８は、フレーム１８のチェーンステイに取り付けられる。車速センサ５８は、制御部７２と有線または無線によって通信可能に接続されている。車速センサ５８は、後輪２６に取り付けられる磁石Ｍと車速センサ５８との相対位置の変化に応じた信号を制御部７２に出力する。制御部７２は、車輪１４の回転速度に基づいて自転車１０の車速を演算する。車速センサ５８は、リードスイッチを構成する磁性体リード、または、ホール素子を含むことが好ましい。車速センサ５８は、フロントフォーク２０に設けられ、前輪２４に取り付けられる磁石を検出する構成としてもよい。
【００４７】
図２に示されるとおり、自転車用制御装置７０は、制御部７２を含む。一例では、自転車用制御装置７０は、記憶部７４をさらに含む。制御部７２は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部７２は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。制御部７２は、さらにタイマを含む。記憶部７４には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部７４は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。制御部７２および記憶部７４は、例えばモータ４６Ａの設けられるハウジングに収容される。
【００４８】
制御部７２は、制動装置４２を制御する。制御部７２は、自転車１０の操作部６０の第１操作方向における速度Ｖまたは加速度Ｄに応じて、制動力Ｂを変更するように電動アクチュエータ４６を制御する。制御部７２は、モータ４６Ａに回生動作をさせることによって、制動力Ｂを発生させる。または、制御部７２は、モータ４６Ａに制動動作をさせることによって、制動力Ｂを発生させる。
【００４９】
本実施形態では、操作部６０は、クランク２８を含む。操作部６０の第１操作方向は、自転車１０を前進させる場合にクランク２８が回転する第１回転方向Ａ１と対応する。速度Ｖは、クランク２８の回転速度ＶＡを含む。回転速度ＶＡは、第１回転方向Ａ１における第１角速度ＶＡ１を含む。回転速度ＶＡは、第１回転方向Ａ１とは反対の第２回転方向Ａ２における第２角速度ＶＡ２を含む。制御部７２は、クランク回転センサ５６の出力に基づいて第１角速度ＶＡ１および第２角速度ＶＡ２を演算する。加速度Ｄは、クランク２８の角加速度ＤＡを含む。角加速度ＤＡは、第１回転方向Ａ１における第１角加速度ＤＡ１を含む。角加速度ＤＡは、第１回転方向Ａ１とは反対の第２回転方向Ａ２における第２角加速度ＤＡ２を含む。制御部７２は、クランク回転センサ５６の出力に基づいて第１角加速度ＤＡ１および第２角加速度ＤＡ２を演算する。制御部７２は、第１角速度ＶＡ１を微分することによって第１角加速度ＤＡ１を演算し、第２角速度ＶＡ２を微分することによって第２角加速度ＤＡ２を演算してもよい。
【００５０】
制御部７２は、クランク２８の回転状態に応じて、制動力Ｂを変更するように電動アクチュエータ４６を制御する。クランク２８の回転状態は、クランク２８の回転方向、回転速度ＶＡ、および、角加速度ＤＡに関連する状態を含む。制御部７２は、回転速度ＶＡまたは角加速度ＤＡに応じて、制動力Ｂを変更するように電動アクチュエータ４６を制御する。制御部７２は、角加速度ＤＡに応じて、制動力Ｂを変更するように電動アクチュエータ４６を制御する。制御部７２は、クランク２８の角加速度ＤＡが０未満の場合、角加速度ＤＡに応じて、制動力Ｂを変更するように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００５１】
制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、第１角加速度ＤＡ１に応じて制動力Ｂを変更するように電動アクチュエータ４６を制御する。
制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、クランク２８の第１角加速度ＤＡ１が０未満の場合、第１角加速度ＤＡ１が小さくなるほど、制動力Ｂが大きくなるように電動アクチュエータ４６を制御する。記憶部７４は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、第１角加速度ＤＡ１が０未満の場合の、第１角加速度ＤＡ１と制動力Ｂとの第１関係情報を記憶している。図３の実線Ｌ１は、第１関係情報の一例を示す。第１関係情報は、第１角加速度ＤＡ１が小さくなるほど、制動力Ｂが大きくなるように規定される。第１関係情報は、第１角加速度ＤＡ１と制動力Ｂとが正比例するように規定されていてもよい。第１関係情報は、第１角加速度ＤＡ１が小さくなると、制動力Ｂがステップ状に大きくなるように規定されていてもよい。第１関係情報は、第１角加速度ＤＡ１が小さくなるほど、制動力Ｂの変化率が大きくなるように、制動力Ｂを大きくしてもよい。第１関係情報は、第１角加速度ＤＡ１が小さくなるほど、制動力Ｂの変化率が小さくなるように、制動力Ｂを大きくしてもよい。第１関係情報は、外部の装置によって変更または選択されるように構成されてもよい。第１関係情報は、記憶部７４にマップとして記憶されてもよく、テーブルとして記憶されてもよく、関係式として記憶されてもよい。制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、第１角加速度ＤＡ１が０未満の場合、第１関係情報に応じた制動力Ｂとなるように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００５２】
制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、第１角加速度ＤＡ１が０以上の場合、制動力Ｂが０になるように電動アクチュエータ４６を制御する、または、制動装置４２による制動を行わない。記憶部７４は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、第１角加速度ＤＡ１が０以上の場合の、第１角速度ＶＡ１と制動力Ｂとの第２関係情報を記憶している。図４の実線Ｌ２は、第２関係情報の一例を示す。第２関係情報は、第１角速度ＶＡ１に関わらず、制動力Ｂが０になるように規定される。第２関係情報は、記憶部７４にマップとして記憶されてもよく、テーブルとして記憶されてもよく、関係式として記憶されてもよい。制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、第１角加速度ＤＡ１が０以上の場合、第２関係情報に応じた制動力Ｂとなるように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００５３】
制御部７２は、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転する場合、第２角加速度ＤＡ２に応じて制動力Ｂを変更するように電動アクチュエータ４６を制御する。
制御部７２は、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転する場合、クランク２８の第２角加速度ＤＡ２が大きくなるほど、制動力Ｂが大きくなるように電動アクチュエータ４６を制御する。制御部７２は、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転する場合、かつ、第２角加速度ＤＡ２が０よりも大きい場合、第２角加速度ＤＡ２が大きくなるほど、制動力Ｂが大きくなるように電動アクチュエータ４６を制御する。記憶部７４は、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転する場合、かつ、第２角加速度ＤＡ２が０よりも大きい場合の、第２角加速度ＤＡ２と制動力Ｂとの第３関係情報を記憶している。図５の実線Ｌ３は、第３関係情報の一例を示す。第３関係情報は、第２角加速度ＤＡ２と制動力Ｂとが正比例するように規定されていてもよい。第３関係情報は、第２角加速度ＤＡ２が小さくなると、制動力Ｂがステップ状に大きくなるように規定されていてもよい。第３関係情報は、第２角加速度ＤＡ２が小さくなるほど、制動力Ｂの変化率が大きくなるように、制動力Ｂを大きくしてもよい。第３関係情報は、第２角加速度ＤＡ２が小さくなるほど、制動力Ｂの変化率が小さくなるように、制動力Ｂを大きくしてもよい。第３関係情報は、外部の装置によって変更または選択されるように構成されてもよい。第３関係情報は、記憶部７４にマップとして記憶されてもよく、テーブルとして記憶されてもよく、関係式として記憶されてもよい。制御部７２は、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転する場合、かつ、第２角加速度ＤＡ２が０以上の場合、第３関係情報に応じた制動力Ｂとなるように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００５４】
一例では、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合における第１角加速度ＤＡ１の減少に対する制動力Ｂの増加の割合は、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転する場合の第２角加速度ＤＡ２の増加に対する制動力Ｂの増加の割合よりも小さい。この場合、第３関係情報は、第２角加速度ＤＡ２が大きくなるほど、制動力Ｂが大きくなるように規定される。
【００５５】
制御部７２は、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転する場合、かつ、第１角加速度ＤＡ１が０未満の場合、第２角速度ＶＡ２が大きくなるほど制動力Ｂが大きくなるように電動アクチュエータ４６を制御する。記憶部７４は、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転する場合、かつ、第２角加速度ＤＡ２が０以下の場合の、第２角速度ＶＡ２と制動力Ｂとの第４関係情報を記憶している。図６の実線Ｌ４は、第４関係情報の一例を示す。第４関係情報は、第２角速度ＶＡ２が大きくなるほど制動力Ｂが大きくなるように規定される。第４関係情報は、第２角速度ＶＡ２と制動力Ｂとが正比例するように規定されていてもよい。第４関係情報は、第２角速度ＶＡ２が小さくなると、制動力Ｂがステップ状に大きくなるように規定されていてもよい。第４関係情報は、第２角速度ＶＡ２が小さくなるほど、制動力Ｂの変化率が大きくなるように、制動力Ｂを大きくしてもよい。第４関係情報は、第２角速度ＶＡ２が小さくなるほど、制動力Ｂの変化率が小さくなるように、制動力Ｂを大きくしてもよい。第４関係情報は、外部の装置によって変更または選択されるように構成されてもよい。第４関係情報は、記憶部７４にマップとして記憶されてもよく、テーブルとして記憶されてもよく、関係式として記憶されてもよい。制御部７２は、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転する場合、かつ、第２角加速度ＤＡ２が０以下の場合、第４関係情報に応じた制動力Ｂとなるように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００５６】
図７を参照して、自転車１０の走行時に制動力Ｂを変更する制御について説明する。制御部７２は、電源が投入されると、処理を開始して図７に示すフローチャートのステップＳ１１に移行する。制御部７２は、電源が投入されている限り、所定周期ごとにステップＳ１１からの処理を実行する。
【００５７】
制御部７２は、ステップＳ１１において、クランク２８が回転中か否かを判定する。例えば、制御部７２は、クランク回転センサ５６から信号が入力されているか否かを判定する。制御部７２は、クランク２８が回転中ではないと判定した場合、処理を終了する。制御部７２は、クランク２８が回転中の場合、ステップＳ１２に移行する。
【００５８】
制御部７２は、ステップＳ１２において、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転しているか否かを判定する。制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転していると判定した場合、ステップＳ１３において、第１角加速度ＤＡ１が０未満か否かを判定する。制御部７２は、第１角加速度ＤＡ１が０未満と判定した場合、ステップＳ１４において記憶部７４に記憶されている第１関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ１４において演算した制動力Ｂが発生するように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００５９】
制御部７２は、ステップＳ１３において、第１角加速度ＤＡ１が０以上と判定した場合、ステップＳ１６において記憶部７４に記憶されている第２関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ１６において演算した制動力Ｂが発生するように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００６０】
制御部７２は、ステップＳ１２において、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転していないと判定した場合、すなわち、クランク２８が第２回転方向Ａ２に回転していると判定した場合、ステップＳ１７に移行し、第２角加速度ＤＡ２が０よりも大きいか否かを判定する。制御部７２は、第２角加速度ＤＡ２が０よりも大きいと判定した場合、ステップＳ１８において、記憶部７４に記憶されている第３関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ１８において演算した制動力Ｂが発生するように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００６１】
制御部７２は、ステップＳ１７において、第２角加速度ＤＡ２が０以下と判定した場合、ステップＳ１９において記憶部７４に記憶されている第４関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ１９において演算した制動力Ｂが発生するように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００６２】
制御部７２は、自転車１０の車輪１４の回転が停止している場合、自転車１０に与えられる動力Ｐを検出する検出部６２の出力に応じて、制動力Ｂを変更するように電動アクチュエータ４６を制御する。検出部６２は、自転車１０に加えられる人力駆動力ＴＡおよび道路の勾配の少なくとも一方を検出する。本実施形態では、検出部６２は、トルクセンサ５４を含み、人力駆動力ＴＡを検出する。検出部６２は、自転車１０に設けられる傾斜センサ、ＧＰＳ（global positioning system）受信装置、および、インターネット等を介して道路の勾配を検出する通信機の少なくとも１つを含み、道路の勾配を検出してもよい。動力Ｐは、自転車１０を前進させる方向の動力Ｐ１、および、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２を含む。
【００６３】
制御部７２は、自転車１０の車輪１４の回転が停止している場合、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２が大きくなるほど、制動力Ｂが大きくなるように電動アクチュエータ４６を制御する。記憶部７４は、自転車１０の車輪１４の回転が停止している場合、かつ、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２が発生した場合の、動力Ｐ２と制動力Ｂとの第５関係情報を記憶している。第５関係情報は、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２が大きくなるほど、制動力Ｂが大きくなるように規定される。第５関係情報は、記憶部７４にマップとして記憶されてもよく、テーブルとして記憶されてもよく、関係式として記憶されてもよい。検出部６２が道路の勾配を検出する場合、記憶部７４には、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２と、道路の勾配との関係とが記憶されている。制御部７２は、検出部６２によって検出される道路の勾配に関する情報と、記憶部７４に記憶される情報とに応じて、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２を求め、求めた動力Ｐ２と第５関係情報とに基づいて制動力Ｂを演算する。自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２が発生している場合、制御部７２は、第５関係情報に応じた制動力Ｂとなるように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００６４】
制御部７２は、自転車１０の車輪１４の回転が停止している場合、かつ、自転車１０を前進させる方向の動力Ｐ１が生じた場合、制動力Ｂが０になるように電動アクチュエータ４６を制御する、または、制動力Ｂが低下するように電動アクチュエータ４６を制御する、または、制動装置４２による制動を行わない。記憶部７４は、自転車１０の車輪１４の回転が停止している場合、かつ、自転車１０を前進させる方向の動力Ｐ１が発生した場合の、動力Ｐ１と制動力Ｂとの第６関係情報を記憶している。第６関係情報は、自転車１０を前進させる方向の動力Ｐ１が発生すると、制動力Ｂが０になるように規定される。第６関係情報は、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２と、自転車１０を前進させる方向の動力Ｐ１とが等しくなると、制動力Ｂが０になるように規定されていてもよい。
【００６５】
図８を参照して、自転車１０の停車時に制動力Ｂを変更する制御について説明する。制御部７２は、電源が投入されると、処理を開始して図８に示すフローチャートのステップＳ２１に移行する。制御部７２は、電源が投入されている限り、所定周期ごとにステップＳ２１からの処理を実行する。
【００６６】
制御部７２は、ステップＳ２１において、車輪１４の回転が停止しているか否かを判定する。制御部７２は、ステップＳ２１において、車輪１４が停止しておらず、回転していると判定した場合、処理を終了する。制御部７２は、車輪１４の回転が停止していると判定した場合、ステップＳ２２に移行する。
【００６７】
制御部７２は、ステップＳ２２において、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２が発生しているか否かを判定する。制御部７２は、例えば、道路の勾配が所定勾配以上の上り坂であると判定した場合、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２が発生したと判定する。制御部７２は、自転車１０を後退させる方向の動力Ｐ２が発生したと判定した場合、ステップＳ２３に移行する。制御部７２は、動力Ｐ２が発生していないと判定した場合、処理を終了する。
【００６８】
制御部７２は、ステップＳ２３において、自転車１０を前進させる方向の動力Ｐ１が発生しているか否かを判定する。制御部７２は、例えば、人力駆動力ＴＡが０よりも大きくなった場合、動力Ｐ１が発生していると判定する。制御部７２は、動力Ｐ１が発生していると判定した場合、ステップＳ２４に移行する。制御部７２は、ステップＳ２４において、第６関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ２５において演算した制動力Ｂに基づいて電動アクチュエータ４６を制御する。
【００６９】
制御部７２は、ステップＳ２３において、自転車１０を前進させる方向の動力Ｐ１が発生していないと判定した場合、ステップＳ２６に移行し、第５関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ２５において演算した制動力Ｂが発生するように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００７０】
（第２実施形態）
図２および図９を参照して、第２実施形態の自転車用制御装置７０について説明する。第２実施形態の自転車用制御装置７０は、自転車１０の走行時に操作部６０の操作に応じてモータ４６Ａによるアシストを停止する制御を行う点以外は第１実施形態の自転車用制御装置７０と同様であるので、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第２実施形態のモータ４６Ａは、制動動作および回生動作が不能に構成されていてもよい。
【００７１】
制御部７２は、第１回転方向Ａ１にクランク２８が回転する場合、かつ、クランク２８の角加速度ＤＡが０未満の場合、モータ４６Ａによるアシストを停止させる。制御部７２は、アシストモードの選択時に、第１回転方向Ａ１にクランク２８が回転する場合、かつ、クランク２８の角加速度ＤＡが０未満になった場合、人力駆動力ＴＡに関わらず、モータ４６Ａの駆動を停止、または、モータ４６Ａの出力トルクを０にする。
【００７２】
図９を参照して、自転車１０の走行時にモータ４６Ａによるアシストを停止させる制御について説明する。制御部７２は、電源が投入されると、処理を開始して図９に示すフローチャートのステップＳ３１に移行する。制御部７２は、電源が投入されている限り、または、アシストモードが選択されている限り、所定周期ごとにステップＳ３１からの処理を実行する。
【００７３】
制御部７２は、ステップＳ３１において、クランク２８が回転中か否かを判定する。制御部７２は、クランク２８が回転していないと判定した場合には、処理を終了する。制御部７２は、ステップＳ３１においてクランク２８が回転していると判定した場合、ステップＳ３２に移行する。
【００７４】
制御部７２は、ステップＳ３２において、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転しているか否かを判定する。制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転していないと判定した場合、処理を終了する。制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転していると判定した場合、ステップＳ３３に移行する。
【００７５】
制御部７２は、ステップＳ３３において、第１角加速度ＤＡ１が０未満か否かを判定する。制御部７２は、ステップＳ３３において、第１角加速度ＤＡ１が０以上と判定した場合、処理を終了する。制御部７２は、ステップＳ３３において、第１角加速度ＤＡ１が０未満と判定した場合、ステップＳ３４においてモータ４６Ａによるアシストを停止させて処理を終了する。この結果、制御部７２は、ステップＳ３１、ステップＳ３２、および、ステップＳ３３のいずれかで否定判定した場合は、モータ４６Ａによるアシストを継続する。制御部７２は、ステップＳ３１、ステップＳ３２、および、ステップＳ３３の全てで肯定判定した場合は、ステップＳ３１、ステップＳ３２、および、ステップＳ３３のいずれかで否定判定されるまでモータ４６Ａによるアシストを停止する。
【００７６】
（変形例）
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う自転車用制御装置および自転車用制動システムが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う自転車用制御装置および自転車用制動システムは、例えば以下に示される上記各実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、各実施形態の形態と共通する部分については、各実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
・制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、自転車１０の変速比Ｒを小さくした場合、制動装置４２による制動を行わない、または、制動力Ｂが低下するように電動アクチュエータ４６を制御してもよい。例えば、記憶部７４は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、自転車１０の変速比Ｒを小さくした場合の制動力Ｂを規定した第７関係情報を記憶している。第７関係情報は、例えば、自転車１０の変速比Ｒを小さくした場合、制動装置４２による制動力Ｂが０になることを規定している。制御部７２は、図７のステップＳ１３の処理において肯定判定した場合、図１０に示すように、ステップＳ４１に移行し、変速比Ｒが小さくなったか否かを判定する。制御部７２は、例えば、変速機４４Ａに変速比Ｒを小さくするための変速動作を実行させたか否かを判定する。制御部７２は、変速機４４Ａの状態を検出する検出部の検出結果に応じて変速機４４Ａの変速比Ｒが小さくなったと判定してもよい。検出部によって変速機４４Ａの状態を検出する場合、アクチュエータ４４Ｂを省略して、変速機４４Ａをユーザが操作可能なケーブルによって変速動作させることもできる。制御部７２は、変速比Ｒを小さくしたと判定した場合、ステップＳ４２において第７関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ４２で演算した制動力Ｂになるように電動アクチュエータ４６を制御する。制御部７２は、ステップＳ４１において変速機４４Ａが変速比Ｒを小さくするための変速動作を実行していないと判定した場合、ステップＳ１４に移行し、第１関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で演算した制動力Ｂになるように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００７８】
・制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、自転車１０に入力される人力駆動力ＴＡが所定トルクＴＡ１以上の場合、制動装置４２による制動を行わない、または、制動力Ｂが低下するように電動アクチュエータ４６を制御してもよい。例えば、記憶部７４は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、自転車１０に入力される人力駆動力ＴＡが所定トルクＴＡ１以上の場合の制動力Ｂを規定した第８関係情報を記憶している。第８関係情報は、例えば、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、自転車１０に入力される人力駆動力ＴＡが所定トルクＴＡ１以上の場合、制動装置４２による制動力Ｂが０になることを規定している。制御部７２は、図７のステップＳ１３の処理において肯定判定した場合、図１１に示すように、ステップＳ５１に移行し、人力駆動力ＴＡが所定トルクＴＡ１以上か否かを判定する。制御部７２は、人力駆動力ＴＡが所定トルクＴＡ１以上と判定した場合、ステップＳ５２において第８関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ５２で演算した制動力Ｂになるように電動アクチュエータ４６を制御する。制御部７２は、ステップＳ５１において人力駆動力ＴＡが所定トルクＴＡ１未満と判定した場合、ステップＳ１４に移行し、第１関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で演算した制動力Ｂになるように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００７９】
・制御部７２は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、自転車１０の走行負荷Ｃが所定値Ｃ１以上の場合、制動装置４２による制動を行わない、または、制動力Ｂが低下するように電動アクチュエータ４６を制御してもよい。例えば、記憶部７４は、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、走行負荷Ｃが所定値Ｃ１以上の場合の制動力Ｂを規定した第９関係情報を記憶している。第９関係情報は、例えば、クランク２８が第１回転方向Ａ１に回転する場合、かつ、自転車１０の走行負荷Ｃが所定値Ｃ１以上の場合、制動装置４２による制動力Ｂが０になることを規定している。制御部７２は、図７のステップＳ１３の処理において肯定判定した場合、図１２に示すように、ステップＳ６１に移行し、走行負荷Ｃが所定値Ｃ１以上か否かを判定する。制御部７２は、例えば、路面の勾配が所定勾配以上の上り坂である場合、走行路の凹凸や摩擦係数が大きい場合、および、風速が所定風速よりも大きい場合に走行負荷Ｃが所定値Ｃ１以上であると判定する。制御部７２は、走行負荷Ｃが所定値Ｃ１以上と判定した場合、ステップＳ６２において第９関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ６２で演算した制動力Ｂになるように電動アクチュエータ４６を制御する。制御部７２は、ステップＳ６１において走行負荷Ｃが所定値Ｃ１未満と判定した場合、ステップＳ１４に移行し、第１関係情報に基づいて制動力Ｂを演算し、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で演算した制動力Ｂになるように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００８０】
・図１０〜図１２に示す変形例のうちの少なくとも２つの変形例を組み合わせてもよい。例えば、図１０〜図１２に示す３つの変形例を組み合わせる場合、自転車１０の変速比Ｒを小さくした場合、自転車１０に入力される人力駆動力ＴＡが所定トルクＴＡ１以上の場合、および、自転車１０の走行負荷Ｃが所定値Ｃ１以上の場合のうちの少なくとも１つが成立する場合には、制動装置４２による制動を行わない、または、制動力Ｂが低下するように電動アクチュエータ４６を制御する。
【００８１】
・第１実施形態の図７および図１０〜１２に示す変形例の処理から、ステップＳ１７、Ｓ１８、および、Ｓ１９を省略してもよい。この場合、ステップＳ１２においてクランク２８が第２回転方向Ａ２に回転していると判定した場合は、処理を終了する。
【００８２】
・第１実施形態の図７の処理から、ステップＳ１３、Ｓ１４、および、Ｓ１６を省略してもよい。この場合、ステップＳ１２においてクランク２８が第１回転方向Ａ１に回転していると判定した場合は、処理を終了する。
【００８３】
・各実施形態及び変形例において、操作部６０を、図１３に示すブレーキレバー８２を含む操作部８０にしてもよい。この場合、制御部７２は、操作部８０の第１操作方向ＡＸにおける速度Ｖまたは加速度Ｄに応じて、制動力Ｂを変更するように電動アクチュエータ４６を制御する。操作部８０は、さらにハンドルバー２２Ｂに取付可能なベース部８４を含む。ブレーキレバー８２は、ピボット軸８６の軸心まわりに角変位可能にベース部８４に設けられる。操作部８０の第１操作方向ＡＸは、ブレーキレバー８２がハンドルバー２２Ｂに近づく方向である。制御部７２は、さらに、操作部８０の第１操作方向ＡＸの操作量が大きくなるほど、制動力Ｂが大きくなるように電動アクチュエータ４６を制御する。操作部８０には、ブレーキレバー８２の回転角度および回転速度を検出する回転センサ８８が設けられる。回転センサ８８は、クランク回転センサ５６と同様の構成によって実現され、ベース部８４に設けられる磁気センサと、ブレーキレバー８２に設けられる磁石とを含む。回転センサ８８は、制御部７２と有線または無線によって通信可能に接続されている。ブレーキレバー８２の回転角度は、ブレーキレバー８２の操作量に対応する。記憶部７４は、操作部８０の第１操作方向ＡＸにおける角加速度ＤＡと、制動力Ｂとの関係を規定した第１０関係情報を記憶している。制御部７２は、操作部８０の第１操作方向ＡＸにおける速度Ｖまたは加速度Ｄに応じた制動力Ｂ１と操作部８０の第１操作方向ＡＸの操作量に応じた制動力Ｂ２とのうち、大きい方の制動力Ｂ１，Ｂ２になるように電動アクチュエータ４６を制御してもよい。記憶部７４は、操作部８０の第１操作方向ＡＸの操作量と制動力Ｂとの関係を規定した第１１関係情報を記憶している。この場合、制御部７２は、図１４に示す処理を実行することもできる。制御部７２は、ステップＳ７１において、操作部８０が第１操作方向ＡＸに操作されたか否かを判定する。制御部７２は、操作部８０が第１操作方向ＡＸに操作されていないと判定した場合、処理を終了する。制御部７２は、操作部８０が第１操作方向ＡＸに操作された後、第１操作方向ＡＸとは反対方向に戻っている場合には、操作部８０が第１操作方向ＡＸに操作されていないと判定することが好ましい。制御部７２は、操作部８０が第１操作方向ＡＸに操作されたと判定した場合、ステップＳ７２において第１０関係情報に基づいて制動力Ｂ１を演算し、ステップＳ７３において第１１関係情報に基づいて制動力Ｂ２を演算し、ステップＳ７４に移行する。制御部７２は、ステップＳ７４において、制動力Ｂ１が制動力Ｂ２よりも大きいか否かを判定する。制御部７２は、制動力Ｂ１が制動力Ｂ２よりも大きいと判定した場合、ステップＳ７５において制動力Ｂ１になるように電動アクチュエータ４６を制御し、処理を終了する。制御部７２は、制動力Ｂ１が制動力Ｂ２以下と判定した場合、ステップＳ７６において制動力Ｂ２になるように電動アクチュエータ４６を制御し、処理を終了する。
【００８４】
・図１３に示す変形例において、制動力Ｂ１および制動力Ｂ２のうち、大きい方の制動力Ｂ１，Ｂ２になるように電動アクチュエータ４６を制御するのではなく、制動力Ｂ１に制動力Ｂ２を加算することもできる。例えば、制御部７２は、図１４のステップＳ７３の処理の後、制動力Ｂ１と制動力Ｂ２とを加算した制動力Ｂ３を演算し、制動力Ｂ３になるように電動アクチュエータ４６を制御して処理を終了する。
【００８５】
・各実施形態及び変形例において、制動装置４２を、図１５に示す摩擦部９２を含む制動装置９０に変更してもよい。摩擦部９２は、自転車１０を制動する制動力Ｂを発生させる。摩擦部９２は、電動アクチュエータ９４によって変位される。電動アクチュエータ９４は、摩擦部９２を変位させることによって制動力Ｂを変更可能に構成される。制御部７２は、制動装置９０を制御する。この変形例においては、モータ４６Ａが、クランク軸３０からフロント回転体３６までの動力伝達経路に結合される場合、リア回転体３８と後輪２６との間にワンウェイクラッチが設けられてもよく、モータ４６Ａとフロント回転体３６との間の動力伝達経路にもワンウェイクラッチが設けられてもよい。この変形例においては、モータ４６Ａ、トルクセンサ５４、クランク回転センサ５６、車速センサ５８、および、駆動回路４８等の、自転車１０の推進をアシストするために必要な構成については省略されてもよい。制動装置９０は、自転車用制動システムがクランク２８を含む操作部６０を備える場合には、後輪２６を制動してもよく、前輪２４を制動してもよく、後輪２６および前輪２４の両方を制動してもよい。自転車用制動システムが図１３に示す変形例のようにブレーキレバー８２を含む操作部８０を備える場合には、ブレーキレバー８２と接続されている制動装置９０が自転車１０を制動する。ブレーキレバー８２と制動装置９０とが電気ケーブルによって接続される場合、電動アクチュエータ９４は、例えば電気モータを含む。ブレーキレバー８２と制動装置９０とが油圧ケーブルによって接続される場合、電動アクチュエータ９４は、例えば電動ポンプを含み、油圧ケーブル内の作動油を移動させて摩擦部９２を変位させる。後輪２６および前輪２４の両方を制動する場合、後輪２６および前輪２４の制動力Ｂの割合は、一定であってもよく、走行状況に応じて変更されてもよく、モータ４６Ａが搭載される位置に応じて予め割合が定めされていてもよい。制動装置９０は、一例では、ディスクブレーキ装置を含む。制動装置９０は、リムブレーキであってもよい。摩擦部９２は、たとえばブレーキパッドおよびブレーキシューを含む。
【００８６】
・各実施形態および変形例において、制動装置４２に加えて、図１５に示す摩擦部９２を含む制動装置９０をさらに追加してもよい。この場合、モータ４６Ａと、摩擦部９２とによって、制動力Ｂを発生させる。モータ４６Ａと、摩擦部９２とによって発生する制動力Ｂの割合は、一定であってもよく、走行状況に応じて変更されてもよく、モータ４６Ａが搭載される位置に応じて予め割合が定めされていてもよい。
・各実施形態および変形例において、変速装置４４を省略してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０…自転車、２８…クランク、４０…自転車用制動システム、４２，９０…制動装置、４６…電動アクチュエータ、４６Ａ…モータ、６０，８０…操作部、７０…自転車用制御装置、７２…制御部、８２…ブレーキレバー、９２…摩擦部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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