本發(fā)明涉及自行車用控制裝置。

背景技術(shù)：

專利文獻1的自行車用控制裝置執(zhí)行將馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩設(shè)為規(guī)定值的控制，以使得在以曲柄的上死點及下死點為中心的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)相位的范圍中馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩不比規(guī)定值小。另一方面，在有使自行車的變速機動作的變速要求的情況下，優(yōu)選的是當(dāng)作用在變速機上的轉(zhuǎn)矩最小時變速機動作。因此，自行車用控制裝置當(dāng)有變速要求時，不執(zhí)行在作用在變速機上的轉(zhuǎn)矩變小的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)相位的范圍中使馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩為規(guī)定值的控制。

專利文獻1：日本特開2013－47082號公報。

根據(jù)自行車的行駛狀況，作用在變速機上的轉(zhuǎn)矩與曲柄的旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系變化。由于上述自行車用控制裝置不考慮行駛狀況，而基于曲柄的旋轉(zhuǎn)相位執(zhí)行對于變速要求的控制，所以有改良的余地。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠進行與自行車的行駛狀況對應(yīng)的控制的自行車用控制裝置。

（1）遵循本發(fā)明的自行車用控制裝置的一方案，具備控制輔助向自行車輸入的人力驅(qū)動力的馬達(dá)的控制部；前述控制部在改變前述自行車的變速比的變速機動作時，基于前述自行車的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位，將前述馬達(dá)的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)，并且基于前述自行車的前后方向的傾斜角度，改變將前述馬達(dá)的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)的時機。

（2）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在前述自行車的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位為第1相位時，將前述馬達(dá)的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)。

（3）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在是前述傾斜角度比“0”大的上升坡度時，使前述第1相位比前述傾斜角度為“0”時滯后。

（4）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在是前述傾斜角度比“0”小的下降坡度時，使前述第1相位比前述傾斜角度為“0”時超前。

（5）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在前述傾斜角度越大時，使前述第1相位越滯后。

（6）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在前述馬達(dá)的控制狀態(tài)為前述第2控制狀態(tài)時，當(dāng)前述曲柄的旋轉(zhuǎn)相位為第3相位時，將前述馬達(dá)的控制狀態(tài)從前述第2控制狀態(tài)切換為前述第1控制狀態(tài)。

（7）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在從將前述馬達(dá)的控制狀態(tài)從前述第1控制狀態(tài)切換為前述第2控制狀態(tài)起經(jīng)過了規(guī)定的時間時，將前述馬達(dá)的控制狀態(tài)從前述第2控制狀態(tài)切換為前述第1控制狀態(tài)。

（8）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在前述馬達(dá)的控制狀態(tài)為前述第2控制狀態(tài)時，當(dāng)前述變速機的動作完成時，將前述馬達(dá)的控制狀態(tài)從前述第2控制狀態(tài)切換為前述第1控制狀態(tài)。

（9）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部使前述馬達(dá)的控制狀態(tài)為前述第2控制狀態(tài)時的前述馬達(dá)的輸出相對于前述人力驅(qū)動力的比率，比前述馬達(dá)的控制狀態(tài)為前述第1控制狀態(tài)時的前述馬達(dá)的輸出相對于前述人力驅(qū)動力的比率小。

（10）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在前述馬達(dá)的控制狀態(tài)為前述第1控制狀態(tài)時，在前述人力驅(qū)動力減少時，使前述馬達(dá)的輸出相對于前述人力驅(qū)動力的比率，比在前述第1控制狀態(tài)下前述人力驅(qū)動力增大時大。

（11）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在被從操作部輸入了變速信號時，當(dāng)前述曲柄的旋轉(zhuǎn)相位為第2相位時，使前述變速機動作。

（12）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部基于前述傾斜角度改變前述第2相位。

（13）遵循本發(fā)明的自行車用控制裝置的另一方案，具備控制部，前述控制部基于從操作部輸入的變速信號，控制改變自行車的變速比的變速機的動作；前述控制部在曲柄的旋轉(zhuǎn)相位為第2相位時，使前述變速機動作，并基于前述自行車的前后方向的傾斜角度改變前述第2相位。

（14）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述傾斜角度為“0”時的前述第2相位與前述曲柄處于上死點或下死點時的前述曲柄的旋轉(zhuǎn)相位實質(zhì)上相等。

（15）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在是前述傾斜角度比“0”大的上升坡度時，使前述第2相位比前述傾斜角度為“0”時滯后。

（16）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在是前述傾斜角度比“0”小的下降坡度時，使前述第2相位比前述傾斜角度為“0”時超前。

（17）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部在前述傾斜角度越大時，使前述第2相位越滯后。

（18）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述第2相位與前述第1相位實質(zhì)上相等或比前述第1相位滯后規(guī)定的相位。

（19）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部基于檢測前述傾斜角度的傾斜傳感器的輸出運算前述傾斜角度。

（20）在前述自行車用控制裝置的一例中，前述控制部基于檢測前述曲柄的旋轉(zhuǎn)相位的傳感器的輸出運算前述曲柄的旋轉(zhuǎn)相位。

本發(fā)明的自行車用控制裝置能夠進行與自行車的行駛狀況對應(yīng)的控制。

附圖說明

圖1是具備實施方式的自行車用控制裝置的自行車的側(cè)視圖。

圖2是圖1的自行車用控制裝置的塊圖。

圖3是由圖2的控制部執(zhí)行的輔助控制的流程圖。

圖4是由圖2的控制部執(zhí)行的變速控制的流程圖。

圖5是表示在變速控制中使用的傾斜角度與第1相位、第2相位、及第3相位的關(guān)系的映射表。

圖6是表示與傾斜角度對應(yīng)的人力驅(qū)動力與旋轉(zhuǎn)相位的關(guān)系的曲線圖。

圖7是表示自行車在上坡處行駛時的曲柄的示意圖。

圖8是表示自行車在下坡處行駛時的曲柄的示意圖。

圖9是表示變速控制的執(zhí)行方式的一例的時機圖表。

圖10是表示在第1變形例的變速控制中使用的傾斜角度與第1相位、第2相位及第3相位的關(guān)系的映射表。

圖11是第2變形例的變速控制的流程圖。

圖12是第3變形例的變速控制的流程圖。

圖13是第4變形例的變速控制的流程圖。

具體實施方式

參照圖1～圖9，對搭載第1實施方式的自行車用控制裝置的自行車進行說明。

如圖1所示，自行車10具備前輪12、后輪14、自行車主體16，驅(qū)動機構(gòu)18、操作部20、驅(qū)動單元22及自行車用控制裝置70。自行車主體16具備框架24、與框架24連接的前叉26、以及經(jīng)由桿28a與前叉26可拆裝地連接的車把28。前叉26被框架24支承，與前輪12的車軸12a連接。

自行車10通過人力驅(qū)動力經(jīng)由驅(qū)動機構(gòu)18向后輪14傳遞而行駛。驅(qū)動機構(gòu)18包括曲柄30、一對踏板32、前鏈輪34、后鏈輪36及鏈38。

曲柄30包括曲柄軸40及一對曲柄臂42。曲柄軸40被與框架24連結(jié)的驅(qū)動單元22的殼體22a可旋轉(zhuǎn)地支承。一對曲柄臂42被安裝在曲柄軸40上。一對踏板32包括踏板主體32a及踏板軸32b。踏板軸32b與曲柄臂42分別連結(jié)。踏板主體32a在能夠進行相對于踏板軸32b的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下被踏板軸32b分別支承。

前鏈輪34經(jīng)由驅(qū)動單元22連結(jié)在曲柄軸40上。前鏈輪34與曲柄軸40同軸地設(shè)置。后鏈輪36能夠繞后輪14的車軸14a旋轉(zhuǎn)地安裝在后輪14上。后鏈輪36與后輪14連結(jié)。后輪14包括輪轂（省略圖示）。鏈38卷掛在前鏈輪34和后鏈輪36上。當(dāng)借助施加在踏板32上的人力驅(qū)動力而曲柄30向一方向旋轉(zhuǎn)時，借助前鏈輪34、鏈38及后鏈輪36，后輪14也向一方向旋轉(zhuǎn)。

操作部20被安裝在車把28上。操作部20通過有線或無線與自行車用控制裝置70的控制部72（參照圖2）可通信地連接。如圖2所示，操作部20包括第1操作部20a及第2操作部20b。當(dāng)由操作者操作第1操作部20a時，操作部20向控制部72發(fā)送向自行車10的變速比r變大的方向的變速信號（以下稱作“升擋信號”）。當(dāng)由操作者操作第2操作部20b時，操作部20向控制部72發(fā)送向自行車10的變速比r變小的方向的變速信號（以下稱作“降擋信號”）。

圖1所示的電池單元44具備電池46及用來將電池46向框架24可拆裝地安裝的電池夾48。電池46包括一個或多個電池單位。電池46由充電電池構(gòu)成。電池46與驅(qū)動單元22的馬達(dá)60電氣地連接，向馬達(dá)60供給電力。

驅(qū)動單元22包括殼體22a、變速裝置50（參照圖2）及輔助裝置52。殼體22a設(shè)在框架24上。變速裝置50（參照圖2）及輔助裝置52被收納在殼體22a中。

如圖2所示，變速裝置50包括變速機54及致動器56。變速機54將輸入到曲柄軸40（參照圖1）中的旋轉(zhuǎn)變速并向前鏈輪34（參照圖1）傳遞。變速裝置50將自行車10的變速比r改變。變速機54具備行星齒輪機構(gòu)。變速裝置50通過借助致動器56的驅(qū)動將構(gòu)成變速機54的行星齒輪機構(gòu)的齒輪的連結(jié)狀態(tài)改變，將自行車10的變速比r階段性地改變。

輔助裝置52包括驅(qū)動電路58及馬達(dá)60。驅(qū)動電路58控制從電池46向馬達(dá)60供給的電力。馬達(dá)60輔助向自行車10輸入的人力驅(qū)動力。馬達(dá)60由電動馬達(dá)構(gòu)成。馬達(dá)60與曲柄軸40或變速機54結(jié)合。在馬達(dá)60與曲柄軸40或變速機54之間的動力傳遞路徑中，優(yōu)選的是設(shè)置單向離合器（省略圖示），以使得當(dāng)使曲柄30前轉(zhuǎn)時不會由曲柄軸40的旋轉(zhuǎn)力使馬達(dá)60旋轉(zhuǎn)。

自行車用控制裝置70包括控制部72。在一例中，自行車用控制裝置70優(yōu)選的是包括存儲部74、傾斜傳感器76、旋轉(zhuǎn)角傳感器78、車速傳感器80及轉(zhuǎn)矩傳感器82。

控制部72包括執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的控制程序的運算處理裝置。運算處理裝置例如包括中央處理器（cpu，centralprocessingunit）或微處理器（mpu，microprocessingunit）。在存儲部74中，存儲各種控制程序及在各種控制處理中使用的信息。

傾斜傳感器76檢測傾斜角度。傾斜傳感器76設(shè)在框架24（參照圖1）或驅(qū)動單元22上。傾斜傳感器76通過有線或無線與控制部72可通信地連接。傾斜傳感器76包括3軸的陀螺儀傳感器84及3軸的加速度傳感器86。傾斜傳感器76的輸出包括3軸的各自的姿勢角度及3軸的各自的加速度的信息。另外，3軸的姿勢角度是俯仰角度da、翻滾角度db及偏航角度dc。陀螺儀傳感器84的3軸與加速度傳感器86的3軸優(yōu)選的是一致。傾斜傳感器76優(yōu)選的是，以圖1的自行車主體16的左右方向與俯仰角度da的軸延伸的方向大致一致的方式，安裝在框架24或驅(qū)動單元22上。

旋轉(zhuǎn)角傳感器78檢測曲柄軸40的旋轉(zhuǎn)速度及曲柄的旋轉(zhuǎn)相位。旋轉(zhuǎn)角傳感器78被安裝在框架24（參照圖1）上。旋轉(zhuǎn)角傳感器78包括檢測第1磁鐵（省略圖示）的磁場的第1元件（省略圖示）和第2元件（省略圖示）。第2元件輸出對應(yīng)于第2元件和第2磁鐵（省略圖示）的位置關(guān)系的信號。第1磁鐵設(shè)在圖1所示的曲柄軸40或曲柄臂42上，與曲柄軸40同軸地配置。第1磁鐵是環(huán)狀的磁鐵，在周向上交替地排列配置有多個磁極。第1元件檢測曲柄30相對于框架24或殼體22a的旋轉(zhuǎn)相位。第1元件當(dāng)曲柄30旋轉(zhuǎn)1周時，輸出以將360°用同極的磁極數(shù)除的角度為1周期的信號。旋轉(zhuǎn)角傳感器78能夠檢測的曲柄30的旋轉(zhuǎn)相位ra的最小值是180°以下，優(yōu)選的是15度，更優(yōu)選的是6度。第2磁鐵設(shè)在曲柄軸40或曲柄臂42上，與曲柄軸40同軸地配置。第2元件檢測曲柄30相對于框架24或殼體22a的基準(zhǔn)相位（例如，曲柄30的上死點或下死點）。第2元件輸出以曲柄軸40的旋轉(zhuǎn)1周為1周期的信號。另外，曲柄30的上死點表示曲柄臂42在與路面正交的方向上延伸、并且一方的踏板32處于距路面最遠(yuǎn)的位置的狀態(tài)。曲柄30的下死點表示曲柄臂42在與路面正交的方向上延伸、并且另一方的踏板32處于距路面最遠(yuǎn)的位置的狀態(tài)。上死點及下死點的相位差優(yōu)選的是180°。

圖2所示的車速傳感器80通過有線或無線與控制部72電氣地連接。車速傳感器80安裝在圖1所示的前叉26上。車速傳感器80將對應(yīng)于與安裝在前輪12的輻條12b上的磁鐵88的相對位置的變化的值向控制部72輸出。車速傳感器80優(yōu)選的是包括構(gòu)成舌簧開關(guān)的磁性體舌簧或霍爾元件。

圖2所示的轉(zhuǎn)矩傳感器82輸出與人力驅(qū)動力對應(yīng)的信號。轉(zhuǎn)矩傳感器82檢測施加在曲柄30（參照圖1）上的人力驅(qū)動力。轉(zhuǎn)矩傳感器82也可以設(shè)在圖1所示的從曲柄軸40到前鏈輪34之間，也可以設(shè)在曲柄軸40或前鏈輪34上，也可以設(shè)在曲柄臂42或踏板32上。轉(zhuǎn)矩傳感器82例如可以使用應(yīng)變傳感器、磁應(yīng)變傳感器、光學(xué)傳感器及壓力傳感器等實現(xiàn)，只要是輸出與施加在曲柄臂42或踏板32上的人力驅(qū)動力對應(yīng)的信號的傳感器，采用何種傳感器都可以。

控制部72基于傾斜傳感器76及車速傳感器80的輸出運算自行車10的傾斜角度d。傾斜角度d是繞在自行車主體16（參照圖1）的左右方向上延伸的軸的自行車10的前后方向的傾斜角度。即，傾斜角度d是自行車10的俯仰角度da。設(shè)定傾斜角度d，以使得當(dāng)自行車主體16被設(shè)置在水平的場所時為“0”度。因此，傾斜角度d與自行車10的行駛路面的坡度相關(guān)。

控制部72根據(jù)陀螺儀傳感器84的輸出運算俯仰角度da、翻滾角度db及偏航角度dc?？刂撇?2根據(jù)加速度傳感器86運算關(guān)于自行車主體16（參照圖1）的前后方向的第1加速度矢量?？刂撇?2根據(jù)車速傳感器80的輸出運算第2加速度矢量?？刂撇?2基于第1加速度矢量及第2加速度矢量，將俯仰角度da、翻滾角度db及偏航角度dc修正，減小俯仰角度da、翻滾角度db及偏航角度dc中包含的誤差。具體而言，控制部72基于第1加速度矢量與第2加速度矢量的差運算俯仰角度da、翻滾角度db及偏航角度dc的各自的修正角度?？刂撇?2將修正角度加到俯仰角度da、翻滾角度db及偏航角度dc中?？刂撇?2基于修正后的俯仰角度da、翻滾角度db、偏航角度dc及自行車10的傾斜角度的初始值運算傾斜角度d。另外，當(dāng)傾斜傳感器76以自行車主體16（參照圖1）的左右方向與俯仰角度da的軸延伸的方向大致一致的方式，安裝在自行車10上時，能夠基于俯仰角度da、翻滾角度db及自行車10的傾斜角度的初始值運算傾斜角度d。此外，當(dāng)傾斜傳感器76以自行車主體16（參照圖1）的左右方向與俯仰角度da的軸延伸的方向大致一致、并且自行車主體16（參照圖1）的前后方向與翻滾角度db的軸大致一致的方式，安裝在自行車10上時，能夠基于俯仰角度da及自行車10的傾斜角度的初始值運算傾斜角度d。

控制部72基于旋轉(zhuǎn)角傳感器78的輸出，運算曲柄30的旋轉(zhuǎn)相位（以下稱作曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra）。控制部72設(shè)曲柄30的上死點或下死點為“0”°，運算曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra。曲柄30的旋轉(zhuǎn)相位ra為0°以上不到360°。

控制部72基于旋轉(zhuǎn)角傳感器78的輸出，運算曲柄軸40的旋轉(zhuǎn)速度（以下稱作“曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca”）。控制部72基于車速傳感器80的輸出和預(yù)先存儲在存儲部74中的前輪12（參照圖1）的周長，運算每單位時間的行駛距離（以下稱作“車速v”）。控制部72基于轉(zhuǎn)矩傳感器82的輸出，運算每單位時間的人力驅(qū)動力（以下稱作“人力驅(qū)動力t”）。

控制部72執(zhí)行基于來自操作部20的升擋信號及降擋信號控制變速機54的變速控制?？刂撇?2當(dāng)被輸入了升擋信號時，使變速機54動作以使變速比r變大。控制部72當(dāng)被輸入了降擋信號時，使變速機54動作以使變速比r變小。

控制部72控制馬達(dá)60?？刂撇?2執(zhí)行基于人力驅(qū)動力t及車速v控制馬達(dá)60的輔助控制。控制部72將馬達(dá)60的控制狀態(tài)在第1控制狀態(tài)與第2控制狀態(tài)之間切換。控制部72當(dāng)車速v是預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的車速v以上時，將馬達(dá)60的驅(qū)動停止。規(guī)定的車速v例如是時速25km?？刂撇?2控制馬達(dá)60，以使馬達(dá)60的輸出ta成為預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的輸出ta以下。

控制部72當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)為第1控制狀態(tài)時，當(dāng)人力驅(qū)動力t增加時，使對人力驅(qū)動力t乘以規(guī)定的系數(shù)的值向馬達(dá)60輸出。規(guī)定的系數(shù)優(yōu)選的是設(shè)定多個。規(guī)定的系數(shù)例如可以由用戶借助經(jīng)由操作部20的操作來改變。規(guī)定的系數(shù)優(yōu)選的是“0”以上“3”以下。控制部72當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)為第1控制狀態(tài)時，當(dāng)人力驅(qū)動力t減少時，與在第1控制狀態(tài)下人力驅(qū)動力t增大時相比，使馬達(dá)60的輸出ta相對于人力驅(qū)動力t的比率變大。

控制部72使馬達(dá)60的控制狀態(tài)為第2控制狀態(tài)時的馬達(dá)60的輸出ta相對于人力驅(qū)動力t的比率，比馬達(dá)60的控制狀態(tài)為第1控制狀態(tài)時的馬達(dá)60的輸出ta相對于人力驅(qū)動力t的比率小。在一例中，控制部72使當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)為第2控制狀態(tài)時人力驅(qū)動力t下降時的馬達(dá)60的輸出ta相對于人力驅(qū)動力t的比率，與當(dāng)?shù)?控制狀態(tài)時人力驅(qū)動力t增加時的馬達(dá)60的輸出ta相對于人力驅(qū)動力t的比率相等。

參照圖3對輔助控制進行說明。

控制部72在步驟s11中取得人力驅(qū)動力t，在步驟s12中基于人力驅(qū)動力t運算馬達(dá)的輸出ta并向步驟s13轉(zhuǎn)移。例如，控制部72將對人力驅(qū)動力t乘以設(shè)定的規(guī)定的系數(shù)的值設(shè)為馬達(dá)的輸出ta。

控制部72在步驟s13中判定馬達(dá)60的控制狀態(tài)是否是第1控制狀態(tài)。當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)是第1控制狀態(tài)時，控制部72在步驟s14中判定人力驅(qū)動力t是否下降了。例如，控制部72將從轉(zhuǎn)矩傳感器82輸入的信號變換為離散信號。控制部72基于離散信號，如果判斷為人力驅(qū)動力t比在前一個時刻檢測到的人力驅(qū)動力t小，則判斷為人力驅(qū)動力t下降了。

控制部72當(dāng)在第1控制狀態(tài)下人力驅(qū)動力t下降時，向步驟s15轉(zhuǎn)移，將在步驟s12中運算出的馬達(dá)60的輸出ta修正，向步驟s16轉(zhuǎn)移。具體而言，控制部72當(dāng)人力驅(qū)動力t減少時，將馬達(dá)60的輸出ta修正，以使馬達(dá)60的輸出ta相對于人力驅(qū)動力t的減少的下降延遲。修正后的馬達(dá)60的輸出ta為修正前的馬達(dá)60的輸出ta以上。例如，控制部72使用一次低通濾波器將馬達(dá)60的輸出ta修正。通過控制部72使用一次低通濾波器將馬達(dá)60的輸出ta修正，馬達(dá)60的輸出ta的下降相對于人力驅(qū)動力的下降延遲。另外，在一次低通濾波器中使用的時間常數(shù)也可以根據(jù)曲柄30的旋轉(zhuǎn)速度而改變。此外，也可以將與曲柄30的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的多個時間常數(shù)映射表存儲到存儲部74中，根據(jù)規(guī)定的條件有選擇地切換映射表。

控制部72當(dāng)在步驟s13中馬達(dá)60的控制狀態(tài)不是第1控制狀態(tài)時，即當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)是第2控制狀態(tài)時，不進行馬達(dá)60的輸出ta的修正而向步驟s16前進。此外，控制部72當(dāng)在步驟s14中判定為人力驅(qū)動力t不下降時，不進行馬達(dá)60的輸出ta的修正而向步驟s16前進?？刂撇?2在步驟s16中基于馬達(dá)60的輸出ta控制馬達(dá)60，在規(guī)定周期后再次執(zhí)行從步驟s11起的處理。

控制部72在改變自行車10的變速比r的變速機54動作時，基于自行車10的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位，將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)，并且基于自行車10的前后方向的傾斜角度d，改變將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)的時機。在一例中，控制部72當(dāng)自行車10的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra為第1相位r1時，將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)。控制部72在被從操作部20輸入了變速信號時，當(dāng)曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra為第2相位r2時使變速機54動作?？刂撇?2在馬達(dá)60的控制狀態(tài)為第2控制狀態(tài)時，當(dāng)曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra為第3相位r3時，將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第2控制狀態(tài)切換為第1控制狀態(tài)。

第1相位r1、第2相位r2及第3相位r3的各自基準(zhǔn)的相位被預(yù)先存儲在存儲部74中。基準(zhǔn)的第2相位r2與曲柄處于上死點或下死點時的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra實質(zhì)上相等。第2相位r2與第1相位r1相比滯后（遅角）了規(guī)定的相位rb（參照圖5）。規(guī)定的相位rb相當(dāng)于足夠使馬達(dá)60的輸出ta下降的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra。第3相位r3與第2相位r2相比滯后了規(guī)定的相位rc（參照圖5）。規(guī)定的相位rc相當(dāng)于足夠變速機54（參照圖2）完成變速動作的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra。另外，“滯后”表示使曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra變大，即使時機變晚。此外，“超前（進角）”表示使曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra變小，即時機變早。第1相位r1、第2相位r2及第3相位r3分別優(yōu)選的是在曲柄的1周期中相差180°的兩個時機。

控制部72基于傾斜角度d改變第1相位r1?？刂撇?2在是傾斜角度d比“0”大的上升坡度時，與傾斜角度d為“0”時相比使第1相位r1滯后?？刂撇?2在是傾斜角度d比“0”小的下降坡度時，與傾斜角度d為“0”時相比使第1相位r1超前?？刂撇?2為傾斜角度d越大則使第1相位r1越滯后?？刂撇?2當(dāng)傾斜角度d為“0”時，不將預(yù)先存儲在存儲部74中的基準(zhǔn)的第1相位r1修正。

控制部72基于傾斜角度d改變第2相位r2?？刂撇?2在是傾斜角度d比“0”大的上升坡度時，與傾斜角度d為“0”時相比使第2相位r2滯后。控制部72在是傾斜角度d比“0”小的下降坡度時，與傾斜角度d為“0”時相比使第2相位r2超前?？刂撇?2為傾斜角度d越大則使第2相位r2越滯后?？刂撇?2當(dāng)傾斜角度d為“0”時，不將預(yù)先存儲在存儲部74中的基準(zhǔn)的第2相位r2修正。因此，傾斜角度d為“0”時的第2相位r2與曲柄30處于上死點或下死點時的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra實質(zhì)上相等。

控制部72基于傾斜角度d改變第3相位r3?？刂撇?2在是傾斜角度d比“0”大的上升坡度時，與傾斜角度d為“0”時相比使第3相位r3滯后。控制部72在是傾斜角度d比“0”小的下降坡度時，與傾斜角度d為“0”時相比使第3相位r3超前?？刂撇?2為傾斜角度d越大則使第3相位r3越滯后?？刂撇?2為當(dāng)傾斜角度d為“0”時，不將預(yù)先存儲在存儲部74中的基準(zhǔn)的第3相位r3修正。

參照圖4及圖5對變速控制進行說明。

控制部72在步驟s21中判定是否有變速要求。即，控制部72判定是否被輸入了升擋信號或降擋信號?？刂撇?2當(dāng)判定為有變速要求時，在步驟s22中取得傾斜角度d，向步驟s23轉(zhuǎn)移?？刂撇?2在步驟s23中基于傾斜角度d將第1相位r1、第2相位r2及第3相位r3修正。例如，控制部72如圖5所示，傾斜角度d越大則使第1相位r1、第2相位r2及第3相位r3越滯后或超前。第1相位r1設(shè)定為在哪個傾斜角度d下都比第2相位r2早。第3相位r3設(shè)定為在哪個傾斜角度d下都比第2相位r2晚。當(dāng)傾斜角度d為“0”時，控制部72使用預(yù)先存儲在存儲部74中的基準(zhǔn)的第1相位r1、基準(zhǔn)的第2相位r2及基準(zhǔn)的第3相位r3。另外，也可以不使用基準(zhǔn)的第1相位r1、基準(zhǔn)的第2相位r2及基準(zhǔn)的第3相位r3，而使用規(guī)定了傾斜角度d與第1相位r1、第2相位r2及第3相位r3的關(guān)系的映射表或運算式，來設(shè)定第1相位r1、第2相位r2及第3相位r3。

控制部72在步驟s24中判定旋轉(zhuǎn)相位ra是否成為第1相位r1。當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra不是第1相位r1時，控制部72在規(guī)定周期后再次執(zhí)行步驟s24的處理?？刂撇?2重復(fù)步驟s24的處理，直到旋轉(zhuǎn)相位ra成為第1相位r1。控制部72當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra成為第1相位r1時，向步驟s25轉(zhuǎn)移，將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)，向步驟s26轉(zhuǎn)移。

控制部72在步驟s26中，判定旋轉(zhuǎn)相位ra是否成為第2相位r2。當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra不是第2相位r2時，控制部72在規(guī)定周期后再次執(zhí)行步驟s26的處理。控制部72重復(fù)步驟s26的處理，直到旋轉(zhuǎn)相位ra成為第2相位r2?？刂撇?2當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra成為第2相位r2時，向步驟s27轉(zhuǎn)移，基于變速信號使變速機54動作，向步驟s28轉(zhuǎn)移。

控制部72在步驟s28中判定旋轉(zhuǎn)相位ra是否成為第3相位r3。當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra不是第3相位r3時，控制部72在規(guī)定周期后再次執(zhí)行步驟s28的處理?？刂撇?2重復(fù)步驟s28的處理，直到旋轉(zhuǎn)相位ra成為第3相位r3?？刂撇?2當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra成為第3相位r3時，向步驟s29轉(zhuǎn)移，將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第2控制狀態(tài)切換為第1控制狀態(tài)，結(jié)束本處理。

參照圖6～圖9對自行車用控制裝置70的作用進行說明。

如圖6所示，當(dāng)自行車10在傾斜角度d為“0”的平道上行駛時，人力驅(qū)動力t在上死點及下死點（曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra為0°及180°）處為最小，在上死點與下死點的中央部分（曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra為90°及270°）處為最大。

如圖6及圖7所示，當(dāng)自行車10在傾斜角度d比“0”大的上坡上行駛時，人力驅(qū)動力t在比上死點及下死點晚的時機（曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra為0°+|rx|°及180°+|rx|°）為最小。另外，rx是上死點或下死點與人力驅(qū)動力t為最小的旋轉(zhuǎn)相位ra的相位差。相位差rx與傾斜角度d實質(zhì)上相等。傾斜角度d比“0”大時的相位差rx是正值。具體而言，在是如圖7的雙點劃線所示那樣曲柄臂42沿與路面正交的方向延伸的狀態(tài)時，人力驅(qū)動力t為最小。

如圖6及圖8所示，當(dāng)自行車10在傾斜角度d比“0”小的下坡上行駛時，人力驅(qū)動力t在比上死點及下死點早的時機（曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra為0°－|rx|°及180°－|rx|°）為最小。傾斜角度d比“0”小時的相位差rx是負(fù)值。具體而言，在如圖8的雙點劃線所示那樣是曲柄臂42沿與路面正交的方向延伸的狀態(tài)時，人力驅(qū)動力t為最小。

圖9的實線l1表示進行圖3所示的輔助控制時的馬達(dá)60的輸出ta的一例，雙點劃線l2表示沒有進行圖3所示的輔助控制的步驟s14的處理的假想的馬達(dá)60的輸出的一例，單點劃線l3表示進行輔助控制時的人力驅(qū)動力t的隨著時間的變化的一例。

時刻t10表示由駕駛者開始曲柄30的旋轉(zhuǎn)的時刻。

時刻t11表示當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)處于第1控制狀態(tài)時人力驅(qū)動力t為最大的時刻。

時刻t12表示控制部72當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)處于第1控制狀態(tài)時判定為人力驅(qū)動力t減少的時刻。此時，控制部72將馬達(dá)60的輸出ta修正，以使馬達(dá)60的輸出ta相對于人力驅(qū)動力t的比率比時刻t11時大（圖3的步驟s15）。

時刻t13表示控制部72當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)處于第1控制狀態(tài)時判定為人力驅(qū)動力t增加的時刻。此時，控制部72結(jié)束馬達(dá)60的輸出ta的修正，以使馬達(dá)60的輸出ta相對于人力驅(qū)動力t的比率比時刻t12～t13時小。

時刻t14表示，當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)處于第1控制狀態(tài)時，再次由控制部72判定為人力驅(qū)動力t減少的時刻。此時，控制部72將馬達(dá)60的輸出ta修正，以使馬達(dá)60的輸出ta相對于人力驅(qū)動力t的比率比時刻t11時大（圖3的步驟s15）。

時刻t15表示從操作部20向控制部72輸入了升擋信號或降擋信號的時刻。

時刻t16表示曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra成為第1相位r1的時刻。此時，控制部72將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)。因此，馬達(dá)60的輸出ta下降，與雙點劃線l2相等。

時刻t17表示曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra成為第2相位r2的時刻。此時，控制部72基于在時刻t15輸入的升擋信號或降擋信號，使變速機54動作。

時刻t18表示曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra成為第3相位r3的時刻。此時，控制部72將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第2控制狀態(tài)切換為第1控制狀態(tài)。

根據(jù)自行車用控制裝置70，能得到以下的作用及效果。

當(dāng)傾斜角度d為“0”時，時刻t17的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra與上死點或下死點相等。另一方面，當(dāng)傾斜角度d比“0”大時，時刻t17的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra比上死點或下死點晚。當(dāng)傾斜角度d比“0”小時，時刻t17的曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra比上死點或下死點早。控制部72根據(jù)傾斜角度d，改變用來將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)向第2控制狀態(tài)改變的第1相位r1。因此，在作用在變速機54上的轉(zhuǎn)矩成為最小之前的時機能夠使馬達(dá)60的輸出ta下降，所以能夠進行與自行車10的行駛狀況對應(yīng)的控制。

控制部72根據(jù)傾斜角度d，將用來進行變速機54的變速動作的第2相位r2改變。因此，能夠在作用在變速機54上的轉(zhuǎn)矩為最小的時機，進行變速機54的變速動作，所以變速性能提高。因此，能夠進行與自行車10的行駛狀況對應(yīng)的控制。此外，在自行車用控制裝置70中，在傾斜角度d為“0”時和傾斜角度d為“0”以外時的兩者，在作用在變速機54上的轉(zhuǎn)矩為最小的時機進行變速機54的變速動作，所以能減小駕駛者感到別扭感的可能性。

（變形例）

關(guān)于上述各實施方式的說明，是遵循本發(fā)明的自行車用控制裝置能夠取的形態(tài)的例示，不是要限制其形態(tài)。遵循本發(fā)明的自行車用控制裝置例如可以取以下所示的上述各實施方式的變形例及將相互不矛盾的至少兩個變形例組合的形態(tài)。

?在圖4的變速控制的步驟s23中，也可以如圖10所示那樣將第1相位r1、第2相位r2及第3相位r3的至少1個對應(yīng)于傾斜角度d而階段性地改變。在此情況下，也優(yōu)選的是按照傾斜角度d，第1相位r1與第2相位r2的相位差是規(guī)定的相位rb以上。按照傾斜角度d，第2相位r2與第3相位r3的相位差優(yōu)選的是規(guī)定的相位rc以上。

?也可以將圖4的變速控制改變?yōu)閳D11的變速控制。在圖11的變速控制中，控制部72在將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)起經(jīng)過了規(guī)定的時間時，將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第2控制狀態(tài)切換為第1控制狀態(tài)。具體而言，控制部72代替圖4的步驟s23的處理而執(zhí)行圖11的步驟s31的處理，代替圖4的步驟s28的處理而執(zhí)行圖11的步驟s32的處理?？刂撇?2在步驟s31中基于傾斜角度d將第1相位r1及第2相位r2修正?？刂撇?2在步驟s32中判定為經(jīng)過了規(guī)定的時間時，向步驟s29轉(zhuǎn)移，在判定為沒有經(jīng)過規(guī)定的時間時，重復(fù)執(zhí)行步驟s32的處理直到經(jīng)過規(guī)定的時間。規(guī)定的時間預(yù)先存儲在存儲部74中。規(guī)定的時間是足夠變速機54完成變速動作的時間。此外，控制部72也可以將步驟s32的處理改變?yōu)?，?dāng)在步驟s27中開始變速機54的變速動作起經(jīng)過規(guī)定時間時、將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第2控制狀態(tài)切換為第1控制狀態(tài)的處理。

?也可以將圖11的變速控制改變?yōu)閳D12的變速控制。在圖12的變速控制中，控制部72在馬達(dá)60的控制狀態(tài)為第2控制狀態(tài)時，當(dāng)變速機54的動作完成時，將馬達(dá)60的控制狀態(tài)從第2控制狀態(tài)切換為第1控制狀態(tài)。具體而言，控制部72代替圖11的步驟s32的處理而執(zhí)行圖12的步驟s33的處理。控制部72在步驟s33中判定為變速完成時，向步驟s29轉(zhuǎn)移，在判定為變速沒有完成時，重復(fù)執(zhí)行步驟s33的處理直到變速完成。變速完成例如在自行車用控制裝置70中設(shè)置變速狀態(tài)檢測傳感器，根據(jù)變速狀態(tài)檢測傳感器的輸出來判定。變速狀態(tài)檢測傳感器能夠檢測變速機54的齒輪的連結(jié)狀態(tài)。

?也可以將圖4的變速控制改變?yōu)閳D13的變速控制。在圖13的變速控制中，控制部72當(dāng)曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra為第2相位r2時使變速機54動作，并且基于自行車10的前后方向的傾斜角度d改變第2相位r2。具體而言，控制部72在步驟s51中判定是否有變速要求。即，控制部72判定是否被輸入了升擋信號或降擋信號?？刂撇?2在判定為有變速要求時，在步驟s52中取得傾斜角度d，向步驟s53轉(zhuǎn)移?？刂撇?2在步驟s53中基于傾斜角度d設(shè)定第2相位r2?？刂撇?2在步驟s54中判定旋轉(zhuǎn)相位ra是否成為第2相位r2。當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra不是第2相位r2時，控制部72在規(guī)定周期后再次執(zhí)行步驟s54的處理?？刂撇?2重復(fù)步驟s54的處理，直到旋轉(zhuǎn)相位ra成為第2相位r2。控制部72當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra成為第2相位r2時，向步驟s55轉(zhuǎn)移，基于變速信號使變速機54動作，結(jié)束本處理。另外，在該變形例中，也可以從自行車10將輔助裝置52省略。

?也可以使第2相位r2與第1相位r1實質(zhì)上相等。在此情況下，同時開始因從第1控制狀態(tài)切換為第2控制狀態(tài)帶來的馬達(dá)60的輸出ta的下降和變速機54的變速動作。

?控制部72也可以在變速控制中基于人力驅(qū)動力t使變速機54動作。具體而言，在圖4的變速控制的步驟s26的處理中，判定人力驅(qū)動力t是否成為規(guī)定的人力驅(qū)動力t以下。規(guī)定的人力驅(qū)動力t是適當(dāng)?shù)貓?zhí)行變速機54的變速動作的人力驅(qū)動力t。

?也可以將致動器56從變速裝置50省略。在此情況下，自行車10具有與變速機54機械地連接的操作部，通過操作部的操作量成為規(guī)定量以上來進行變速機54的變速動作。自行車用控制裝置70具有當(dāng)操作部的操作量不到規(guī)定量時能夠向控制部72輸出檢測信號的檢測部?？刂撇?2也可以在圖4的變速控制的步驟s21中基于檢測部的輸出取得開始操作部的操作的情況，來判定變速要求的有無。此外，在此情況下，圖4的變速控制的步驟s26被省略，代替步驟s27而根據(jù)操作部的操作量成為規(guī)定量以上來將變速機54機械地變速控制。在此情況下，變速裝置50也可以設(shè)置限制變速機54的變速動作的限制機構(gòu)。限制機構(gòu)當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra為規(guī)定的相位（例如第2旋轉(zhuǎn)相位r2）以外時限制變速機54的變速動作，當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位ra為規(guī)定的相位時容許變速機54的變速動作?；蛘?，限制機構(gòu)當(dāng)人力驅(qū)動力t比規(guī)定的人力驅(qū)動力t大時限制變速機54的變速動作，當(dāng)人力驅(qū)動力t為規(guī)定的人力驅(qū)動力t以下時容許變速機54的變速動作。限制機構(gòu)也可以是通過使得操作部的操作量不為規(guī)定量以上來限制變速機54的變速動作的結(jié)構(gòu)。

?控制部72在圖4的變速控制的步驟s21中，當(dāng)被輸入來自操作部20的變速信號時判定為有變速要求，但也可以是控制部72根據(jù)行駛狀況來設(shè)定變速要求。在此情況下，例如控制部72基于曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca設(shè)定將變速比r改變的變速要求?？刂撇?2當(dāng)曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca比第1規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度ca大時，將變速機54改變以使變速比r變小。控制部72當(dāng)曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca比第2規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度ca小時，將變速機54改變以使變速比r變大。

?控制部72也可以代替圖3的輔助控制的步驟s14及步驟s15，而執(zhí)行將馬達(dá)60的輸出ta修正為一定值的處理。

?控制部72在圖3的輔助控制的步驟s13中，當(dāng)馬達(dá)60的控制狀態(tài)是第2控制狀態(tài)時，不進行馬達(dá)60的輸出ta的修正而進入步驟s16，但也可以進行馬達(dá)60的輸出ta的修正而進入步驟s16。在此情況下，使馬達(dá)60的輸出ta比在步驟s12中運算出的馬達(dá)60的輸出ta小。

?控制部72也可以借助環(huán)球定位系統(tǒng)（gps，globalpositioningsystem）取得傾斜角度d。由環(huán)球定位系統(tǒng)得到的傾斜角度d的信息例如經(jīng)由自行車計算機或智能電話等被向控制部72輸入。此外，控制部72也可以經(jīng)由操作者的輸入來取得傾斜角度d。

?控制部72也可以使用曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca推測曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra。例如，通過將從曲柄30穿過基準(zhǔn)的相位（上死點或下死點）時起的時間與曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca相乘，來推測曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra。

?控制部72也可以使用車速v推測曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca。例如，控制部72使用輪胎徑和變速比r推測曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca。在此情況下，控制部72也可以基于使用車速v運算出的曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca來運算曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra?？刂撇?2使用推測出的曲柄的旋轉(zhuǎn)速度ca來推測曲柄30穿過基準(zhǔn)的相位（上死點或下死點）的時機。并且，控制部72通過將從曲柄30穿過基準(zhǔn)的相位（上死點或下死點）的時機起的時間與車速v相乘來推測曲柄的旋轉(zhuǎn)相位ra。

?也可以將變速裝置50改變?yōu)樵O(shè)在后輪14的輪轂上的內(nèi)裝變速機。

?也可以將變速裝置50改變?yōu)榘ㄍ庋b變速機及致動器的變速裝置。外裝變速機是前變速器或后變速器。致動器例如是電動馬達(dá)。控制部72通過驅(qū)動致動器而使外裝變速機動作。外裝變速機通過在多個前鏈輪34或多個后鏈輪36分別包括的多個鏈輪間替換卡掛鏈38，來改變自行車10的后輪14的轉(zhuǎn)速相對于曲柄30的轉(zhuǎn)速的（變速比r）的比率。

附圖標(biāo)記說明

10自行車；20操作部；54變速機；60馬達(dá)；70自行車用控制裝置；72控制部；76傾斜傳感器；78旋轉(zhuǎn)角傳感器。