JP6585564B2 - 自転車用制御装置および自転車用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、自転車用制御装置および自転車用駆動装置に関する。

自転車の推進をアシストするモータ、および、自転車用制御装置を備える自転車用駆動装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平６−１０７２６６号公報

自転車は、例えば、路面の摩擦係数等の路面の状況によって車輪がスリップ、または、空転することがある。このとき、上記自転車用駆動装置を搭載する自転車においては、モータのトルクが自転車の挙動に影響を与える。
本発明の目的は、自転車の挙動の安定性が向上する自転車用制御装置および自転車用駆動装置を提供することである。

（１）本発明に従う自転車用制御装置の一形態は、人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含む。
上記制御部は、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させる。このため、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときにモータの出力が低下するため、自転車の挙動の安定性が向上する。

（２）前記（１）に記載の自転車用制御装置において、前記回転体は、クランク軸を含む。
上記回転体は、クランク軸を含むため、クランクの角加速度を検出することによって簡便に駆動輪のスリップまたは空転の発生を検出することができる。

（３）前記（１）または（２）に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記モータに制動動作をさせる。
上記制御部は、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させるとき、モータに制動動作をさせる。このため、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときに駆動輪の回転速度を早期に適切な速度まで低下させることができる。

（４）前記（３）に記載の自転車用制御装置において、前記制動動作は、回生動作を含む。
上記制動動作は回生動作を含むため、自転車用制御装置が使用する電力の効率化に貢献できる。

（５）前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記回転体の回転速度に応じた信号を出力する第１のセンサをさらに含み、前記制御部は、前記第１のセンサが出力する信号に基づいて、前記モータを制御する。
上記制御部は、回転体の回転速度に応じた信号を出力する第１のセンサの出力する信号に基づいてモータを制御するとき、第１のセンサを通じて回転体の回転速度を簡単に取得することができる。

（６）前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力に基づいて、前記モータを制御する。
上記制御部は、人力駆動力に基づいてモータを制御するため、回転体の角加速度のみに基づいて駆動輪のスリップまたは空転を検出する場合と比較して、駆動輪のスリップまたは空転の検出精度を向上できる。

（７）前記（６）に記載の自転車用制御装置において、前記人力駆動力に応じた信号を出力する第２のセンサをさらに含み、前記制御部は、前記第２のセンサが出力する信号に基づいて、前記モータを制御する。
上記制御部は、人力駆動力に応じた信号を出力する第２のセンサの出力する信号に基づいてモータを制御するとき、第２のセンサを通じて人力駆動力を簡単に取得することができる。

（８）前記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になると、前記モータの出力を低下させる。
上記制御部は、回転体の角加速度が第１の所定値以上になると、モータの出力を低下させるため、駆動輪のスリップまたは空転に適合した第１の所定値を用いることによって自転車のスリップまたは空転が生じたときに適切にモータの出力を低下させることができる。

（９）前記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になり、かつ、前記人力駆動力の単位時間あたりの減少量が第２の所定値以上になると、前記モータの出力を低下させる。
上記制御部は、回転体の角加速度が第１の所定値以上になり、かつ、人力駆動力の単位時間あたりの減少量が第２の所定値以上になると、モータの出力を低下させるため、自転車のスリップまたは空転に適合した第２の所定値を用いることによって自転車のスリップまたは空転が生じたときに適切にモータの出力を低下させることができる。

（１０）前記（１）〜（９）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、クランクの位相に応じて前記モータの出力を低下させる。
上記制御部は、クランクの位相に応じてモータの出力を低下させるため、モータの出力を人力駆動力に応じて適切に低下させることができる。

（１１）前記（１０）に記載の自転車用制御装置において、前記クランクの位相に応じた信号を出力する第３のセンサをさらに含み、前記制御部は、第３のセンサが出力する信号に基づいて前記モータを制御する。
上記制御部は、クランクの位相に応じた信号を出力する第３のセンサの出力する信号に基づいてモータを制御するとき、第３のセンサを通じてクランクの位相を簡単に取得することができる。

（１２）前記（１０）または（１１）に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になったときの前記クランクの位相に基づいて、前記モータの出力を低下させる。
上記制御部は、回転体の角加速度が第１の所定値以上になったときのクランクの位相に基づいてモータの出力を低下させるため、駆動輪にスリップまたは空転が生じたときのクランクの位相に基づいてモータを制御することができる。

（１３）前記（１０）〜（１２）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記クランクの位相が上死点または下死点に対応する位相にあるときよりも、前記クランクの位相が上死点と下死点との中間位置に対応する位相にあるときの方が、前記モータの出力が大きく低下するように前記モータを制御する。
クランクの位相が上死点と下死点との中間位置にあるとき、人力駆動力は大きくなるため、人力駆動力に基づくモータの出力も大きくなる。制御部は、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させるとき、クランクの位相が上死点または下死点に対応する位相にあるときよりも、クランクの位相が中間位置に対応する位相にあるときの方が、モータの出力が大きく低下するようにモータを制御する。このため、クランクの位相が上死点または下死点に対応する位相でスリップまたは空転したときでも、モータの出力を適切に低下させることができる。

（１４）前記（１）〜（１３）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記モータの出力を段階的に小さくする。
上記制御部は、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させるとき、モータの出力を段階的に小さくする。このため、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を連続的に変化させる場合と比較して演算にかかる負荷を低減できる。

（１５）前記（１）〜（１４）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるときに、前記駆動輪を制動する制動装置によって前記駆動輪を制動させる。
上記制御部は、駆動輪を制動する制動装置を用いて駆動輪の回転速度を制御するので、モータのみを制御して駆動輪の回転速度を制御するよりも駆動輪の回転速度が適切な回転速度に低下するまでの時間を短くすることができる。

（１６）前記（１）〜（１５）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記人力駆動力伝達経路は、変速機構を含み、前記回転体は、前記人力駆動力伝達経路における前記変速機構の上流側に設けられる。
上記回転体は、人力駆動力伝達経路における変速機構の上流側に設けられるため、変速機構によって変速される前の回転速度に基づいてモータを制御することができる。

（１７）前記（１６）に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記駆動輪の回転速度と、クランクの回転速度とに基づいて、前記モータを制御する。
上記制御部は、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させるとき、駆動輪の回転速度と、クランクの回転速度とに基づいて、モータを制御する。したがって、例えば、駆動輪の回転速度と、クランクの回転速度との比較によって、駆動輪が空転しているかスリップしているかの判定を行うことができるため、駆動輪の空転およびスリップに適したモータの制御を行うことができる。

（１８）前記（１７）に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記駆動輪の回転速度が、前記回転体の回転速度と自転車の変速比とに基づいて演算される前記駆動輪の回転速度の推定値よりも大きいとき、前記駆動輪の回転速度が、前記推定値以下のときよりも、前記モータの出力を大きく低下させる。
駆動輪の回転速度が高いほど、駆動輪が地面と接触したときの自転車の挙動が不安定になるおそれがある。上記制御部は、駆動輪の回転速度が推定値よりも大きいとき、駆動輪の回転速度が推定値以下のときよりも、モータの出力を大きく低下させることができる。このため、駆動輪の空転時において自転車の挙動を適切に安定させることができる。

（１９）前記（１６）〜（１８）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記変速機構が自転車の変速比を小さくするように動作していないとき、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる。
上記制御部は、変速比を小さくする動作が行われているときには回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させない。このため、変速比を小さくすることに伴う駆動輪の回転速度の上昇を駆動輪のスリップまたは空転と誤検出するおそれを低減できる。

（２０）前記（１）〜（１９）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記人力駆動力に応じて制御し、前記回転体の角加速度に応じて、前記人力駆動力が減少するときの、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更する。
上記制御部は、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときに人力駆動力が減少するときの人力駆動力の変化に対するモータの応答速度を変更することによって、モータの出力を低下させることができる。

（２１）前記（２０）に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記回転体の角加速度が第３の所定値以上になると、前記応答速度を高くする。
上記制御部は、回転体の角加速度が第３の所定値以上になると応答速度を高くするため、回転体の角加速度が第３の所定値以上になると人力駆動力が低下しやすくなる。

（２２）前記（２１）に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記応答速度を高くした後、所定期間が経過すると、前記応答速度を高くする制御を停止する。
上記制御部は、応答速度を高くした後、所定期間が経過すると、応答速度を高くする制御を停止する。このため、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときにモータの応答速度が高い状態が過度に継続されない。

（２３）前記（２１）に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記応答速度を高くした後、自転車のクランクアームが上死点または下死点を通過したとき、前記応答速度を高くする制御を停止する。
上記制御部は、応答速度を高くした後、自転車のクランクアームが上死点または下死点を通過したとき、応答速度を高くする制御を停止する。このため、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときにモータの応答速度が高い状態が過度に継続されない。

（２４）前記（１）〜（２３）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記人力駆動力に応じて制御し、前記回転体の角加速度に応じて、前記モータの出力の増減を繰り返すことによって前記モータの出力を低下させる。
上記制御部は、モータの出力の増減を繰り返すことによってモータの出力を低下させるため、モータの出力が急激に低下することが抑制される。このため、例えば凹凸の多い路面を自転車が走行するときに生じる短期間の駆動輪のスリップまたは空転が発生したときに運転者が意図しないモータの出力の大きな低下が生じにくい。

（２５）前記（１）〜（２４）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を、前記駆動輪の回転速度に基づいて停止する。
上記制御部は、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させる制御を、駆動輪の回転速度に基づいて停止する。このため、駆動輪のスリップまたは空転が終了したときにモータの出力の低下を終了させることができる。

（２６）前記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になると、前記モータの出力を低下させ、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を、前記駆動輪の回転速度に基づいて停止し、前記角加速度が第１の所定値以上になる前の前記駆動輪の回転速度またはクランクの回転速度に基づいて、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を停止する。
上記制御部は、回転体の角加速度が第１の所定値以上になる前の駆動輪の回転速度またはクランクの回転速度に基づいて、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させる制御を停止する。このため、駆動輪の回転速度を回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させる制御を開始する前の駆動輪にスリップまたは空転が生じる前の回転速度に近づけることができる。

（２７）前記（１）〜（２４）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を、予め定める時間に応じて停止する。
上記制御部は、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させる制御を、予め定める時間に応じて停止するため、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときのモータの出力の低下を適切なタイミングで停止することができる。

（２８）前記（１）〜（２４）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、自転車のクランクアームが上死点または下死点を通過したとき、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を停止する。
上記制御部は、自転車のクランクアームが上死点または下死点を通過したとき、モータの出力を低下させる制御を停止する。このため、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときに過度にモータの出力が低い状態が継続されない。

（２９）前記（１）〜（２４）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力が所定の駆動力以上になったとき、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を停止する。
上記制御部は、人力駆動力が所定の駆動力以上になったときに、回転体の角加速度に基づいてモータの出力を低下させる制御を停止するため、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときに過度にモータの出力が低い状態が継続されない。

（３０）本発明に従う自転車用制御装置の一形態は、クランクの回転をモータに伝達可能な駆動ユニットの制御装置であって、人力駆動力の入力部から駆動輪までの第１の動力伝達経路に含まれる第１の回転体の角加速度、または自転車の推進をアシスト可能なモータから前記駆動輪までの第２の動力伝達経路に含まれる第２の回転体の角加速度に基づいて、前記モータによる負荷を制御する制御部を含む。
上記制御部は、第１の回転体または第２の回転体の角加速度に基づいてモータの出力による負荷を制御する。このため、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときに、自転車の挙動の安定性が向上する。

（３１）本発明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可能なモータを、人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、前記制御部は、前記自転車の駆動輪がスリップまたは空転したとき、前記人力駆動力が減少するときの、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を高くする。
上記制御部は、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときに人力駆動力が減少するときの人力駆動力の変化に対するモータの応答速度を高くすることによって、モータの出力を低下させることができる。このため、駆動輪のスリップまたは空転が生じたときに、自転車の挙動の安定性が向上する。

（３２）本発明に従う自転車用駆動装置の一形態は、前記（１）〜（３１）のいずれか一項に記載の自転車用制御装置と、前記モータとを含む。
上記自転車用駆動装置は、自転車の挙動の安定性を向上できる。

本発明の自転車用制御装置および自転車用駆動装置は、自転車の挙動の安定性が向上する。

第１の実施形態の自転車用駆動装置を備える自転車の側面図。 図１の自転車の人力駆動力伝達経路を示す模式図。 図１の自転車の自転車用制御装置のブロック図。 図３の制御部によって実行される第１の制御のフローチャート。 第２の実施形態の自転車用制御装置のブロック図。 第２の実施形態の制御部によって実行される第２の制御のフローチャート。 第３の実施形態の制御部によって実行される空転時のモータの回転速度制御のサブルーチン。 第３の実施形態の制御部によって実行されるスリップ時のモータの回転速度制御のサブルーチン。 第４の実施形態の自転車の駆動力伝達経路を示す模式図。 第５の実施形態の制御部によって実行されるモータ制御のフローチャート。 第１の変形例の制御部によって実行される第３の制御のフローチャート。 第２の変形例の制御部によって実行される第４の制御のフローチャート。 第３の変形例の制御部によって実行される第５の制御のフローチャート。 第４の変形例の制御部によって実行されるモータ制御のフローチャート。 第５の変形例の制御部によって実行されるモータ制御のフローチャート。 第６の変形例の制御部によって実行されるモータ制御のフローチャート。 第７の変形例の制御部によって実行されるモータ制御のフローチャート。 第８の変形例の制御部によって実行されるモータ制御の一例を示すタイミングチャート。

（第１の実施形態）
図１〜図４を参照して、第１の実施形態の自転車用駆動装置を搭載する自転車について説明する。

図１に示されるとおり、自転車１０は、前輪１２、後輪１４、自転車本体１６、人力駆動力伝達経路１８、操作部２２、バッテリユニット２４、および、自転車用駆動装置６０を備える。本実施形態では、後輪１４が、駆動輪である。自転車本体１６は、フレーム２６、フレーム２６に接続されるフロントフォーク２８、および、フロントフォーク２８にステム３０Ａを介して着脱可能に接続されるハンドルバー３０Ｂを備えている。フロントフォーク２８は、フレーム２６に支持されて、前輪１２の車軸１２Ａに接続される。自転車１０には、前輪１２、後輪１４をそれぞれ制動する制動装置（図示略）と、制動装置を制御する制動操作装置（図示略）とが設けられている。

図２に示されるとおり、自転車１０は、人力駆動力が人力駆動力伝達経路１８を介して後輪１４に伝達されることによって走行する。人力駆動力伝達経路１８は、変速機構２０、クランク３２、および一対のペダル３８を含む。変速機構２０は、フロントスプロケット３６、リアスプロケット４０、および、チェーン４２を含む。ペダル３８は、人力駆動力の入力部を含む。リアスプロケット４０は、後輪１４との結合部である。

図１に示されるとおり、クランク３２は、回転体４４、および、一対のクランクアーム４６を含む。回転体４４は、フレーム２６またはフレーム２６に連結されるモータ６２のハウジング６２Ａに回転可能に支持される。回転体４４は、クランク軸を含む。一対のクランクアーム４６は、回転体４４に取り付けられている。一対のペダル３８は、ペダル本体３８Ａおよびペダル軸３８Ｂを含む。ペダル軸３８Ｂは、クランクアーム４６のそれぞれに連結される。ペダル本体３８Ａは、ペダル軸３８Ｂに対する回転が可能な状態でペダル軸３８Ｂのそれぞれに支持される。

フロントスプロケット３６は、回転体４４に連結されている。フロントスプロケット３６は、回転体４４と同軸に設けられる。フロントスプロケット３６は、回転体４４と相対回転しないように連結されてもよいし、回転体４４が前転するときには、フロントスプロケット３６も前転するようにワンウェイクラッチ（図示略）を介して連結されてもよい。フロントスプロケット３６は、１または複数のスプロケットを含む。

リアスプロケット４０は、後輪１４の車軸１４Ａまわりに回転可能に後輪１４に取り付けられている。リアスプロケット４０は、後輪１４に連結される。後輪１４は、ハブ（図示略）を含む。ハブは、ハブシェルと、リアスプロケット４０を保持する駆動体と、ハブシェルおよび駆動体との間に設けられるワンウェイクラッチとを含む。チェーン４２は、フロントスプロケット３６とリアスプロケット４０とに巻き掛けられている。ペダル３８に加えられる人力駆動力によってクランク３２が一方向に回転するとき、フロントスプロケット３６、チェーン４２、および、リアスプロケット４０によって、後輪１４も一方向に回転する。なお、クランク３２および後輪１４が一方向に回転するとき、自転車１０は前進する。

変速機構２０は、変速機５０をさらに含む。変速機５０は、第１の変速機５０Ａおよび第２の変速機５０Ｂを含む。フロントスプロケット３６およびリアスプロケット４０は、それぞれ複数のスプロケットを含んでいるが、フロントスプロケット３６が１つのスプロケットのみを含み、リアスプロケット４０が複数のスプロケットを含む構成としてもよい。また、フロントスプロケット３６が複数のスプロケットを含み、リアスプロケット４０が１つのスプロケットのみを含む構成としてもよい。フロントスプロケット３６およびリアスプロケット４０の一方が１つのスプロケットのみを含む構成の場合、第１の変速機５０Ａおよび第２の変速機５０Ｂの一方は省略できる。第１の変速機５０Ａは、フロントスプロケット３６まわりに設けられ、複数のスプロケット間でチェーン４２を掛け替え可能な外装変速機である。第１の変速機５０Ａは、フロントディレーラである。第２の変速機５０Ｂは、リアスプロケット４０まわりに設けられ、複数のスプロケット間でチェーン４２を掛け替え可能な外装変速機である。第２の変速機５０Ｂは、リアディレーラである。回転体４４は、人力駆動力伝達経路１８における変速機構２０の上流側に設けられる。第１の変速機５０Ａおよび第２の変速機５０Ｂは、それぞれアクチュエータ４８を含む。変速機構２０は、フロントスプロケット３６およびリアスプロケット４０がそれぞれ含む複数のスプロケット間でチェーン４２を掛け替えることによって、自転車１０のクランク３２の回転数に対する後輪１４の回転数（以下、「変速比ｒ」）を変更する。

図１に示す操作部２２は、ハンドルバー３０Ｂに取り付けられる。操作部２２は、制御装置７０の制御部７２（図３参照）と図示しないケーブルによって電気的に接続されている。操作者によって操作部２２が操作されるとき、操作部２２はシフトアップ信号またはシフトダウン信号を制御部７２に送信する。なお、シフトアップは変速比ｒが大きくなる方向への変速であり、シフトダウンは変速比ｒが小さくなる方向への変速である。なお、操作部２２と制御部７２とを無線通信によって通信可能に接続することもできる。操作部２２は、第１の変速機５０Ａと第２の変速機５０Ｂとを個別に操作するために２つの操作部を含んでいてもよい。また、操作部２２は、第１の変速機５０Ａと第２の変速機５０Ｂとを予め定めるシフトルートで連動して変速させるための１つの操作部のみを含んでいてもよい。シフトルートは、第１の変速機５０Ａおよび第２の変速機５０Ｂの動作によって決定する自転車１０の変速比ｒが段階的に大きくなる第１のルートと、自転車１０の変速比ｒが段階的に小さくなる第２のルートとを含む。制御部７２は、シフトアップ信号を受信したとき、第１のルートに沿って第１の変速機５０Ａおよび第２の変速機５０Ｂの少なくとも一方を制御する。制御部７２は、シフトダウン信号を受信したとき、第２のルートに沿って第１の変速機５０Ａおよび第２の変速機５０Ｂの少なくとも一方を制御する。

バッテリユニット２４は、バッテリ５２、および、バッテリ５２をフレーム２６に着脱可能に取り付けるためのバッテリホルダ５４を備えている。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５２は、充電池によって構成される。バッテリ５２は、自転車用駆動装置６０のモータ６２に電気的に接続されて、モータ６２に電力を供給する。

図３に示されるとおり、自転車用駆動装置６０は、自転車用制御装置７０（以下、単に「制御装置７０」）と、モータ６２とを含む。一例では、自転車用駆動装置６０は、モータ６２の駆動回路６４をさらに含む。制御装置７０は、バッテリ５２に電気的に接続されて、バッテリ５２から電力が供給される。

図２に示すモータ６２は、人力駆動力をアシスト可能である。モータ６２は、自転車１０の推進をアシスト可能である。モータ６２は、図１に示すフレーム２６に支持されるハウジング６２Ａに設けられる。図２に示すモータ６２は、電気モータによって構成される。モータ６２は、回転体４４に結合される。モータ６２と回転体４４との間の動力伝達経路には、クランク３２を前転させたときに回転体４４の回転力によってモータ６２を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。別の例では、モータ６２は、チェーン４２、または、後輪１４に結合される。モータ６２は、回生可能に構成されている。後輪１４にスリップまたは空転が生じたとき、制御装置７０の制御部７２は、モータ６２の出力ＴＭを低下させる。

制御装置７０は、制御部７２を含む。一例では、制御装置７０は、記憶部７４、第１のセンサ７６、第２のセンサ７８、第３のセンサ８０、第４のセンサ８２、および、変速状態検出装置８４をさらに含む。

図３に示されるとおり、第１のセンサ７６は、回転体４４の回転速度（以下、「回転速度ＣＡ」）に応じた信号を出力する。回転速度ＣＡは、クランク３２の回転速度である。第１のセンサ７６は、回転体４４の回転位置に応じた信号も出力する。第１のセンサ７６は、フレーム２６に取り付けられる。第１のセンサ７６は、第１の磁石８６の磁界を検出する第１の素子７６Ａと、第２の磁石８８の磁界を検出する第２の素子７６Ｂとを含む。第１の磁石８６は、環状の磁石であって、周方向に複数の磁極が交互に並んで配置されている。第１の磁石８６は、回転体４４またはクランクアーム４６に設けられ、回転体４４に同軸に配置される。第２の磁石８８は、回転体４４または左右のクランクアーム４６のいずれか一方に取り付けられる。

第１のセンサ７６は、ケーブルによって制御部７２と電気的に接続されている。第１のセンサ７６は、第１の素子７６Ａ、第２の素子７６Ｂ、および、演算部７６Ｃを含む。第１のセンサ７６は、回転体４４の回転速度に応じた信号および回転体４４の回転角度に応じた信号を制御部７２に与える。第１のセンサ７６は、いわゆるケイデンスセンサとして機能する。第１の素子７６Ａは、第１の磁石８６の磁界の変化に応じた信号を出力する。第１の素子７６Ａは、フレーム２６またはモータ６２のハウジング６２Ａに対するクランク３２の相対角度位置を検出する。第１の素子７６Ａは、クランク３２が１回転するとき、３６０°を同極の磁極の数で割った角度を１周期とした信号を出力する。第２の素子７６Ｂは、第２の磁石８８の磁界を検出する。第２の素子７６Ｂは、フレーム２６またはモータ６２のハウジング６２Ａに対するクランク３２の基準角度位置を検出する。第２の素子７６Ｂは、クランク軸の１回転を１周期とした信号を出力する。

演算部７６Ｃは、第１の素子７６Ａおよび第２の素子７６Ｂの少なくとも一方の出力に基づいて、回転体４４の回転速度ＲＡを演算する。演算部７６Ｃは、回転体４４の回転速度ＲＡを表す情報および回転体４４の回転位相を表す情報を制御部７２に送信する。すなわち、第１のセンサ７６は、クランク３２の位相に応じた信号を出力する第３のセンサ８０と共通化されている。第１のセンサ７６が検出可能なクランク３２の最小角度は、１８０度以下であり、好ましくは１５度であり、さらに好ましくは、６度である。演算部７６Ｃは、制御部７２に含まれていてもよい。第１のセンサ７６と、第３のセンサ８０とは別体で設けられていてもよい。第１のセンサ７６は、第１の素子７６Ａおよび第２の素子７６Ｂの一方のみを含んでいてもよい。第１のセンサ７６が第１の素子７６Ａのみを含む場合は、第３のセンサ８０は第１のセンサ７６と別体に設けられて、第２の素子７６Ｂと同様の素子を含んで構成される。

第２のセンサ７８は、人力駆動力Ｔに応じた信号を出力する。第２のセンサ７８は、クランク３２（図１参照）に与えられる人力駆動力Ｔを検出する。第２のセンサ７８は、図２に示す回転体４４からフロントスプロケット３６までの間に設けられてもよく、回転体４４またはフロントスプロケット３６に設けられてもよく、クランクアーム４６またはペダル３８に設けられてもよい。第２のセンサ７８は、例えば、歪センサ、磁歪センサ、光学センサおよび圧力センサなどを用いて実現することができ、クランクアーム４６またはペダル３８に加えられる人力駆動力Ｔ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。

第４のセンサ８２は、後輪１４（図１参照）の回転速度を検出する。第４のセンサ８２は、ボルトおよびナット、またはバンドなどによってフレーム２６に固定される。第４のセンサ８２は、ケーブルによって制御部７２と電気的に接続されている。第４のセンサ８２は、後輪１４のスポーク１４Ｂに取り付けられる磁石９０の磁界を検出する素子８２Ａおよび演算部８２Ｂを含む。第４のセンサ８２は、いわゆる車速センサである。素子８２Ａは、後輪１４（図１参照）の１回転を１周期とした信号を出力する。演算部８２Ｂは、素子８２Ａの出力から後輪１４の回転速度ＲＡを演算し、制御部７２に出力する。磁石９０に代えて第１の磁石８６のような周方向に複数の磁極が交互に並んで配置される環状の磁石をハブに取付けて、第４のセンサ８２によって検出してもよい。この場合、後輪１４の回転速度をより正確に検出することができる。

変速状態検出装置８４は、ケーブルによって制御部７２に電気的に接続されている。変速状態検出装置８４は、変速機構２０の現在の変速状態を検出する。変速状態検出装置８４は、変速機５０Ａ,５０Ｂの変速位置、すなわち変速比ｒに関連する情報を出力する。変速状態検出装置８４は、アクチュエータ４８の変位量、または、変速機５０Ａ,５０Ｂの所定位置の回転角度などを検出する。変速状態検出装置８４は、ポテンショメータ、または、磁石とこの磁石を検出する磁気センサとを含む検出装置などによって構成される。

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。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には、第１のセンサ７６、第２のセンサ７８、第３のセンサ８０、第４のセンサ８２、および、変速状態検出装置８４の出力が記憶される。

制御部７２は、モータ６２および変速機構２０を制御する。制御部７２は、第２のセンサ７８が出力する信号に基づいて、モータ６２を制御する。制御部７２は、人力駆動力Ｔに基づいて、モータ６２を制御する。制御部７２は、記憶部７４に記憶される人力駆動力Ｔとモータ６２の出力ＴＭとの関係を示すマップまたは計算式に基づいて、駆動回路６４を制御してモータ６２に電力を供給する。駆動回路６４は、インバータ回路を含む。制御部７２は、操作部２２からの変速信号に基づいて変速機構２０を制御する。制御部７２は、操作部２２からシフトアップ信号が入力されたとき、変速比ｒが大きくなるように第１の変速機５０Ａおよび第２の変速機５０Ｂの少なくとも一方のアクチュエータ４８に電力を供給して変速機５０を動作させる。制御部７２は、操作部２２からシフトダウン信号が入力されたとき、変速比ｒが小さくなるように第１の変速機５０Ａまたは第２の変速機５０Ｂの少なくとも一方のアクチュエータ４８に電力を供給して変速機５０を動作させる。

制御部７２は、後輪１４の回転速度ＲＡの推定値ＲＸを回転体４４の回転速度ＣＡに基づいて演算する。制御部７２は、回転体４４の回転速度ＣＡにそのときの変速比ｒを乗算することによって推定値ＲＸを演算する。

制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣを演算する。角加速度ＤＣは、回転体４４の正回転時の加速度である。回転体４４の正回転は、自転車１０が前進するときの回転体４４の回転方向に等しい。制御部７２は、例えば、回転体４４の回転速度ＣＡを微分することによって角加速度ＤＣを演算してもよく、回転体４４の回転速度ＣＡの所定時間の変化量を角加速度ＤＣとして演算してもよい。

制御部７２は、後輪１４の角加速度ＤＲを演算する。角加速度ＤＲは、後輪１４の正回転時の加速度である。後輪１４の正回転は、自転車１０が前進するときの後輪１４の回転方向に等しい。制御部７２は、例えば、後輪１４の回転速度ＲＡを微分することによって角加速度ＤＲを演算してもよく、後輪１４の回転速度ＲＡの所定時間の変化量を角加速度ＤＲとして演算してもよい。

制御部７２は、第１のセンサ７６が出力する信号に基づいて、モータ６２を制御する。一例では、制御部７２は、第１のセンサ７６、第２のセンサ７８、および、第３のセンサ８０の出力に基づいて後輪１４の空転およびスリップを検出し、モータ６２の出力ＴＭを低下させる第１の制御を実行する。具体的には、制御部７２は、角加速度ＤＣ、人力駆動力Ｔの減少量ＤＴ、および、角加速度ＤＲに基づいて後輪１４の空転およびスリップを検出し、モータ６２の出力ＴＭを低下させる。

第１の制御では、制御部７２は、角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になり、かつ、人力駆動力Ｔの単位時間あたりの減少量ＤＴが第２の所定値ＤＴＸ以上になると、モータ６２の出力ＴＭを低下させる。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させるとき、後輪１４の回転速度ＲＡと、クランク３２の回転速度ＣＡとに基づいて、モータ６２を制御する。制御部７２は、変速機構２０が自転車１０の変速比ｒを小さくするように動作していないとき、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させる。

また、制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させる制御を、後輪１４の回転速度に基づいて停止する。制御部７２は、角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になる前の回転体４４の回転速度ＣＡに基づいて、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させる制御を停止する。

図４を参照して、制御部７２によって実行される第１の制御について説明する。本処理は制御装置７０に電源が投入されている間、所定周期ごとに繰り返し実行される。

制御部７２は、ステップＳ１１において、人力駆動力Ｔの減少量ＤＴが第２の所定値ＤＴＸ以上か否かを判定する。制御部７２は、人力駆動力Ｔの減少量ＤＴが第２の所定値ＤＴＸ以上のとき、すなわち、人力駆動力Ｔが急峻に低下したと判定したとき、ステップＳ１２に移る。制御部７２は、人力駆動力Ｔの減少量ＤＴが第２の所定値ＤＴＸより小さいとき、所定周期後に再びステップＳ１１の判定処理を実行する。第２の所定値ＤＴＸとしては、例えば−１５ニュートンメートル／５０ミリ秒が用いられる。第２の所定値ＤＴＸは、制御装置７０に外部のコンピュータを接続することによって設定変更が可能である。

制御部７２は、ステップＳ１２において、回転体４４の角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上か否かを判定する。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上のとき、すなわち、回転体４４の回転速度ＣＡが急峻に上昇したと判定したとき、ステップＳ１３に移る。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ未満のとき、所定周期後に再びステップＳ１１の判定処理を実行する。第１の所定値ＤＣＸとしては、例えば回転体４４の３０回転／５０ミリ秒が用いられる。第１の所定値ＤＣＸは、制御装置７０に外部のコンピュータを接続することによって設定変更が可能である。

制御部７２は、ステップＳ１３において、後輪１４の角加速度ＤＲが第４の所定値ＤＲＸ以上か否かを判定する。制御部７２は、後輪１４の角加速度ＤＲが第４の所定値ＤＲＸ以上のとき、すなわち、後輪１４の回転速度ＲＡが急峻に上昇したと判定したとき、ステップＳ１４に移る。制御部７２は、後輪１４の角加速度ＤＲが第４の所定値ＤＲＸ未満のとき、所定周期後に再びステップＳ１１の判定処理を実行する。第４の所定値ＤＲＸとしては、例えば後輪１４の回転速度ＲＡが５０ミリ秒で２００パーセント増加に相当する値が用いられる。第４の所定値ＤＲＸは、制御装置７０に外部のコンピュータを接続することによって設定変更が可能である。

制御部７２は、ステップＳ１４において変速比ｒを小さくする動作中か否かを判定する。シフトダウンが行われると、走行負荷等の条件が同一である場合、人力駆動力Ｔが低下し、回転体４４の回転速度ＣＡが上昇する。このため、ステップＳ１４では、ステップＳ１１およびステップＳ１２の判定結果が変速比ｒを小さくする動作に起因するものか否かを判定する。制御部７２は、変速比ｒを小さくする動作中ではないと判定した場合、ステップＳ１５に移る。制御部７２は、変速比ｒを小さくする動作中であると判定した場合、所定周期後に再びステップＳ１１の判定処理を実行する。

制御部７２はステップＳ１５において、推定値ＲＸが後輪１４の回転速度ＲＡ未満か否かを判定する。変速比ｒを小さくする動作が行われていない状態において後輪１４が地面に接触しているとき、推定値ＲＸと回転速度ＲＡとが実質的に一致する。他方、変速比ｒを小さくする動作が行われていない状態において後輪１４が地面に接触していないとき、推定値ＲＸが回転速度ＲＡ未満になる。このため、制御部７２は、推定値ＲＸが後輪１４の回転速度ＲＡ未満か否かを判定することによって後輪１４が地面に接触しているスリップ状態か、後輪１４が地面に接触していない空転状態かを判定する。

制御部７２は、推定値ＲＸが後輪１４の回転速度ＲＡ未満のとき、ステップＳ１６に移り、自転車１０の後輪１４が空転状態であると判定し、ステップＳ１７に移る。制御部７２は、ステップＳ１７において記憶部７４から空転状態を判定する直前の後輪１４の回転速度ＲＡを目標値ＲＹとして取得し、ステップＳ１８に移行する。目標値ＲＹは、例えば回転体４４の角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸになったときよりも所定時間前の後輪１４の回転速度ＲＡが選ばれる。所定時間は、例えば０．１〜１秒である。目標値ＲＹは、例えば回転体４４の角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸになったときよりも所定時間前における後輪１４の回転速度ＲＡの平均値であってもよい。後輪１４の回転速度ＲＡの平均値は、予め定める時間の平均値である。予め定める時間は、例えば１〜５秒である。

制御部７２は、ステップＳ１８においてモータ６２の回転速度制御を実行し、ステップＳ１９に移る。制御部７２は、ステップＳ１８においてモータ６２の出力ＴＭを低下させる、または、駆動を停止する。

制御部７２は、ステップＳ１９において推定値ＲＸが目標値ＲＹ以下になったか否かを判定する。制御部７２は、推定値ＲＸが目標値ＲＹよりも大きいとき、ステップＳ１８に戻る。制御部７２は、ステップＳ１９において推定値ＲＸが目標値ＲＹ以下になったとき、ステップＳ２０に移り、ステップＳ１８にて実行したモータ６２の回転速度制御を終了して、本処理を終了する。制御部７２は、ステップＳ１８〜Ｓ２０の処理によって、推定値ＲＸが目標値ＲＹに到達するまでモータ６２の回転速度制御が継続される。

制御部７２は、ステップＳ１５において、推定値ＲＸが後輪１４の回転速度ＲＡ以上のとき、ステップＳ２１に移り、自転車１０の後輪１４がスリップ状態であると判定し、ステップＳ２２に移る。制御部７２は、ステップＳ２２において記憶部７４からスリップ状態を判定する直前の後輪１４の回転速度ＲＡを取得し、ステップＳ２３に移行する。制御部７２は、ステップＳ２３においてスリップ時のモータ６２の回転速度制御を実行し、ステップＳ２４に移る。制御部７２は、ステップＳ２３においてモータ６２の出力ＴＭを低下させる、または、駆動を停止する。

制御部７２は、後輪１４の回転速度ＲＡが、回転体４４の回転速度ＣＡと自転車１０の変速比ｒとに基づいて演算される後輪１４の回転速度ＲＡの推定値ＲＸよりも大きいとき、後輪１４の回転速度ＲＡが、推定値ＲＸ以下のときよりも、モータ６２の出力ＴＭを大きく低下させるのが好ましい。このため、後輪１４の回転速度ＲＡと推定値ＲＸとの比較結果以外の他の条件が同一である場合、ステップＳ１８におけるモータ６２の出力ＴＭよりもステップＳ２３におけるモータ６２の出力ＴＭの方が大きい。

制御部７２は、ステップＳ２４において推定値ＲＸが目標値ＲＹ以下になったか否かを判定する。制御部７２は、推定値ＲＸが目標値ＲＹよりも大きいとき、ステップＳ２３に戻る。制御部７２は、ステップＳ２４において推定値ＲＸが目標値ＲＹ以下になったとき、ステップＳ２０に移り、ステップＳ２３にて実行したモータ６２の回転速度制御を終了して、本処理を終了する。制御部７２は、ステップＳ２３、ステップＳ２４、および、ステップＳ２０の処理によって、推定値ＲＸが目標値ＲＹに到達するまでモータ６２の回転速度制御が継続される。

自転車用駆動装置６０によれば、以下の作用および効果を得られる。
制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させる。このため、後輪１４のスリップまたは空転が生じたときにモータ６２の出力ＴＭが低下するため、自転車１０の挙動の安定性が向上する。

制御部７２は、第１の制御においてモータ６２の出力ＴＭを低下させるとき、モータ６２に制動動作をさせる。このため、後輪１４のスリップまたは空転が生じたときに後輪１４の回転速度ＲＡを早期に適切な速度まで低下させることができる。

制御部７２は、第２のセンサ７８の出力に基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させる。このため、回転体４４の角加速度ＤＣのみに基づいて後輪１４のスリップまたは空転を検出する場合と比較して、後輪１４のスリップまたは空転の検出精度を向上できる。

制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させるとき、後輪１４の回転速度ＲＡと、クランク３２の回転速度ＲＡとに基づいて、モータ６２を制御する。後輪１４の回転速度ＲＡと、クランク３２の回転速度ＲＡとの比較によって、後輪１４が空転しているかスリップしているかの判定を行うことができるため、後輪１４の空転およびスリップに適したモータ６２の出力ＴＭの制御を行うことができる。

後輪１４の空転時においては、後輪１４が地面から離れていると想定される。このため、後輪１４の回転速度ＲＡが高いほど、後輪１４が地面と接触したときの自転車１０の挙動が不安定になるおそれがある。制御部７２は、後輪１４の回転速度ＲＡが推定値ＲＸよりも大きいとき、後輪１４の回転速度ＲＡが推定値ＲＸ以下のときよりも、モータ６２の出力ＴＭを大きく低下させることができる。このため、後輪１４の空転時において自転車１０の挙動を適切に安定させることができる。

制御部７２は、変速比ｒを小さくする動作が行われているときには回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させない。このため、変速比ｒを小さくすることに伴う後輪１４の回転速度ＲＡの上昇を後輪１４のスリップまたは空転と誤検出するおそれを低減できる。

（第２の実施形態）
図５および図６を参照して、第２の実施形態の自転車用駆動装置６０について説明する。第１の実施形態と共通する構成については、第１の実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。第２の実施形態の自転車用駆動装置６０は、第１の実施形態の自転車用駆動装置６０と同様の構成を有し、制御部７２によって実行される制御が異なる。

図５に示されるとおり、自転車１０は、後輪１４を制動する制動装置９２を搭載している。制動装置９２は、ブレーキ機構９４およびアクチュエータ９６を含む。制御部７２は、アクチュエータ９６を介してブレーキ機構９４を制御する。ブレーキ機構９４は、リムブレーキ機構およびディスクブレーキ機構のいずれであってもよい。アクチュエータ９６は、たとえば電気モータ、ソレノイドなどを含む。

図６を参照して、制御部７２によって実行される第２の制御について説明する。
制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させるときに、制動装置９２によって後輪１４を制動させる。制御部７２は、第２の制御において第１の実施形態の第１の制御のステップＳ１８の処理に代えてステップＳ３１の処理を実行し、ステップＳ２３の処理に代えてステップＳ３２の処理を実行し、ステップＳ２０の処理に代えてステップＳ３３の処理を実行する。

制御部７２は、ステップＳ３１においてブレーキ制御を実行し、ステップＳ１９に移る。制御部７２は、ステップＳ３１においてブレーキ機構９４を動作させて後輪１４の回転速度を低下させる。制御部７２は、ステップＳ１９において推定値ＲＸが目標値ＲＹに到達したと判定したとき、ステップＳ３３においてブレーキ制御を終了する。

制御部７２は、ステップＳ３２においてブレーキ制御を実行し、ステップＳ２４に移る。制御部７２は、ステップＳ３２においてブレーキ機構９４を動作させ、後輪１４の回転速度を低下させる。制御部７２は、ステップＳ２４において推定値ＲＸが目標値ＲＹに到達したと判定したとき、ステップＳ３３においてブレーキ制御を終了する。

制御部７２は、後輪１４の回転速度ＲＡが、回転体４４の回転速度ＣＡと自転車１０の変速比ｒとに基づいて演算される後輪１４の回転速度ＲＡの推定値ＲＸよりも大きいとき、後輪１４の回転速度ＲＡが、推定値ＲＸ以下のときよりも、ブレーキ機構９４の制動力を大きくする。
第２の実施形態の自転車用駆動装置６０によれば、第１の実施形態に準じた効果に加えて、以下の作用および効果を得られる。

ブレーキ機構９４を用いて後輪１４の回転速度を制御するので、モータ６２のみを制御して後輪１４の回転速度を制御するよりも後輪１４の回転速度ＲＡが目標値ＲＹにまで達する時間を短くすることができる。

（第３の実施形態）
図７および図８を参照して、第３の実施形態の自転車用駆動装置６０について説明する。第１の実施形態と共通する構成については、第１の実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。第３の実施形態の自転車用駆動装置６０は、第１の実施形態の自転車用駆動装置６０と同様の構成を有し、制御部７２によって実行される制御が異なる。

制御部７２は、クランク３２の位相に応じてモータ６２の出力ＴＭを低下させる。制御部７２は、第３のセンサ８０が出力する信号に基づいてモータ６２を制御する。制御部７２は、角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になったときのクランク３２の位相に基づいて、モータ６２の出力ＴＭを低下させる。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させるとき、クランク３２の位相が上死点または下死点に対応する位相にあるときよりも、クランク３２の位相が上死点と下死点との中間位置に対応する位相にあるときの方が、モータ６２の出力ＴＭが大きく低下するようにモータ６２を制御する。

制御部７２は、図３のステップＳ１８において図７に示す処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ４１において角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になったときのクランク３２の位相ＧＸを取得し、ステップＳ４２に移行する。制御部７２は、ステップＳ４２において、クランク３２の位相ＧＸに基づいてモータ６２の出力ＴＭを設定する。具体的には、制御部７２は、クランク３２の位相が上死点または下死点に対応する位相にあるときよりも、クランク３２の位相が上死点と下死点との中間位置に対応する位相にあるときの方が、モータ６２の出力ＴＭが大きく低下するようにモータ６２の出力ＴＭを設定する。制御部７２は、ステップＳ４２において設定したモータ６２の出力ＴＭに応じてモータ６２の出力ＴＭを低下させる。

制御部７２は、図３のステップＳ２３において図８に示す処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ４３において角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になったときのクランク３２の位相ＧＸを取得し、ステップＳ４４に移行する。制御部７２は、ステップＳ４４において、クランク３２の位相ＧＸに基づいてモータ６２の出力ＴＭを設定する。具体的には、制御部７２は、クランク３２の位相が上死点または下死点に対応する位相にあるときよりも、クランク３２の位相が上死点と下死点との中間位置に対応する位相にあるときの方が、モータ６２の出力ＴＭが大きく低下するようにモータ６２の出力ＴＭを設定する。制御部７２は、ステップＳ４４において設定したモータ６２の出力ＴＭに応じてモータ６２の出力ＴＭを低下させる。

第３の実施形態の自転車用駆動装置６０によれば、第１の実施形態に準じた効果に加えて、以下の作用および効果を得られる。
クランク３２の位相が上死点と下死点との中間位置にあるとき、人力駆動力Ｔは大きくなる。このため、人力駆動力Ｔに基づいてアシスト力が設定されるモータ６２の出力も大きくなる。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させるとき、クランク３２の位相が上死点または下死点に対応する位相にあるときよりも、クランク３２の位相が上死点と下死点との中間位置に対応する位相にあるときの方が、モータ６２の出力ＴＭが大きく低下するようにモータ６２を制御する。このため、出力を低下させる前のモータ６２の出力ＴＭが大きいとき、モータ６２の出力ＴＭを適切に小さくすることができる。

（第４の実施形態）
図３、図４、および、図９を参照して、第４の実施形態の自転車用制御装置７０について説明する。第１の実施形態と共通する構成については、第１の実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。第４の実施形態の自転車用制御装置は、第１の実施形態の自転車用制御装置７０と同様の構成を有し、制御部７２によって実行される制御が異なる。本実施形態において、モータ６２と回転体４４との間の動力伝達経路には、ワンウェイクラッチが設けられていない。

自転車１０は、第１の動力伝達経路１８Ａおよび第２の動力伝達経路１８Ｂを含む。第１の動力伝達経路１８Ａは、人力駆動力のペダル３８から後輪１４までが含まれる。ペダル３８は、人力駆動力の入力部を含む。一例では、第１の動力伝達経路１８Ａは、ペダル３８、クランクアーム４６、第１の回転体４４Ａ、変速機構２０、および、後輪１４を含む。第１の回転体４４Ａは、クランク軸を含む。第２の動力伝達経路１８Ｂは、人力駆動力をアシストするモータ６２から後輪１４までが含まれる。一例では、第２の動力伝達経路１８Ｂは、モータ６２、変速機構２０、および、後輪１４を含む。なお、第２の動力伝達経路１８Ｂは、モータ６２と第１の回転体４４Ａとの間に設けられる減速機構を含んでもよい。

図３に示す制御装置７０は、駆動ユニット１００の制御装置である。駆動ユニット１００は、クランク３２の回転をモータ６２に伝達可能である。制御部７２は、第１の動力伝達経路１８Ａに含まれる第１の回転体４４Ａの角加速度ＤＣに基づいて、モータ６２による負荷を制御する。具体的には、図４のステップＳ１７およびステップＳ２２において、モータ６２の負荷量を演算し、ステップＳ１８およびステップＳ２３において、モータ６２の出力ＴＭを低下させてモータ６２によるアシストを停止させるとともに、モータ６２が負荷として機能するように、モータ６２に制動動作をさせる。制御部７２は、モータ６２を制動動作させる場合、エネルギを廃棄してもよいが、回生動作させてエネルギをバッテリ５２に回収することが好ましい。この場合、第１の回転体４４Ａの角加速度ＤＣに基づいてモータの出力ＴＭを低下させるときのモータ６２の制動動作は回生動作を含む。制御装置７０は、ステップＳ１８では、ステップＳ２３よりも、負荷量が大きくなるようにモータ６２を制御することが好ましい。第４の実施形態によれば、第１の実施形態に準じた効果を奏することができる。

（第５の実施形態）
図１０を参照して、第５の実施形態の自転車用制御装置７０について説明する。第１の実施形態と共通する構成については、第１の実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。第５の実施形態の自転車用制御装置７０は、第１の実施形態の自転車用制御装置７０と同様の構成を有し、制御部７２によって実行される制御が異なる。

制御部７２は、モータ６２を人力駆動力Ｔに応じて制御し、回転体４４の角加速度ＤＣに応じて、人力駆動力Ｔが減少するときの、人力駆動力Ｔの変化に対するモータ６２の応答速度（以下、「応答速度Ｋ」）を変更する。クランクアーム４６の位置、すなわち、クランク３２の位相が上死点または下死点から上死点と下死点との中間位置に向かってクランク３２が回転するとき、人力駆動力Ｔは増加する。クランク３２の位相が中間位置から上死点または下死点に向かってクランク３２が回転するとき、人力駆動力Ｔは減少する。制御部７２は、人力駆動力Ｔが減少するときの応答速度Ｋを人力駆動力Ｔが増加するときの応答速度Ｋよりも低くすることによって、人力駆動力Ｔが減少するときのモータ６２の出力ＴＭが減少しにくくなるようにしてモータ６２の出力ＴＭの変動を小さくする。

制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上になると、応答速度Ｋを高くする。クランク３２の位相が中間位置から上死点または下死点に向かってクランク３２が回転するとき、人力駆動力Ｔは減少するため、人力駆動力Ｔが減少するときの応答速度Ｋが高くなることによって、人力駆動力Ｔの減少にともなってモータ６２の出力ＴＭが低下しやすくなる。制御部７２は、人力駆動力Ｔが減少するときにおいて後輪１４のスリップまたは空転が生じるような角加速度ＤＣになったときに、応答速度Ｋを高くすることによって、モータ６２の出力ＴＭを低下させることができる。

制御部７２は、自転車１０のクランクアーム４６が上死点または下死点を通過したとき、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させる制御を停止する。すなわち、制御部７２は、人力駆動力Ｔの変化が低下から上昇に切り替わったときには、応答速度Ｋを高くする処理を停止する。

制御部７２によって実行されるモータ制御について説明する。モータ制御は、制御部７２に電力が供給されるとき、所定周期ごとに繰り返される。
制御部７２は、ステップＳ５１において人力駆動力Ｔを演算する。次に、制御部７２は、ステップＳ５２において、人力駆動力Ｔに基づいて補正駆動力ＴＸを演算し、ステップＳ５３に移行する。ステップＳ５２では、例えば、制御部７２は、一次ローパスフィルタを用いることによって人力駆動力Ｔに対応する補正駆動力ＴＸを演算する。一次ローパスフィルタは、時定数を含む。このため、時定数に応じて人力駆動力Ｔの変化に対して遅れた補正駆動力ＴＸが演算される。

制御部７２は、ステップＳ５３において人力駆動力Ｔが低下しているか否かを判定する。例えば、制御部７２は、今回の演算周期における人力駆動力Ｔが前回の演算周期における人力駆動力Ｔよりも小さいとき、人力駆動力Ｔが低下していると判定する。

制御部７２は、ステップＳ５３において人力駆動力Ｔが低下していると判定したとき、ステップＳ５４において回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上か否かを判定する。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ未満と判定したとき、ステップＳ５５に移行し、ステップＳ５２において演算した補正駆動力ＴＸに対応するモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、ステップＳ５６においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。

制御部７２は、ステップＳ５４において、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上と判定したとき、ステップＳ５７に移行し、人力駆動力Ｔに対応するモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、ステップＳ５６においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。このため、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上のときには、モータ６２の出力ＴＭは、補正駆動力ＴＸを用いるときよりも応答速度Ｋが高くなる。

制御部７２は、ステップＳ５３において人力駆動力Ｔが低下していないと判定したとき、ステップＳ５８において人力駆動力Ｔが補正駆動力ＴＸよりも大きいか否かを判定する。制御部７２は、ステップＳ５８において人力駆動力Ｔが補正駆動力ＴＸよりも大きいと判定したとき、ステップＳ５９において人力駆動力Ｔに対応するモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、ステップＳ５６においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。

制御部７２は、ステップＳ５８において人力駆動力Ｔが補正駆動力ＴＸ以下と判定したとき、ステップＳ６０において補正駆動力ＴＸに対応するモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、ステップＳ５６においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。すなわち、人力駆動力Ｔが増加している期間においては、人力駆動力Ｔおよび補正駆動力ＴＸのうちの大きな方に基づいてモータ６２が制御される。第５の実施形態によれば、第１の実施形態に準じた効果を奏することができる。

（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駆動装置および自転車用制御装置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駆動装置および自転車用制御装置は、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。

・第１の実施形態の第１の制御を図１１に示す第３の制御に変更することもできる。第３の制御において、制御部は７２、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させる制御を、予め定める時間に応じて停止することもできる。すなわち、制御部７２は、図４のステップＳ１９の処理に代えて、図１１に示すステップＳ２５の処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ２５においてモータの回転速度制御を実行してから予め定める時間が経過したと判定したとき、ステップＳ２０に移行し、モータの回転速度制御を終了する処理に変更する。また、制御部７２は、図４のステップＳ２４の処理に代えて、図１１に示すステップＳ２６の処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ２６においてモータの回転速度制御を実行してから予め定める時間が経過したと判定したとき、ステップＳ２０に移行し、モータの回転速度制御を終了する処理に変更する。この場合、ステップＳ２５またはステップＳ２６において、モータの回転速度制御を実行してから予め定める時間が経過するまで、モータの回転速度制御は継続される。

・第１および第２の実施形態において、制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させるとき、モータ６２に制動動作をさせてもよい。この場合、モータ６２と回転体４４との間の動力伝達経路には、ワンウェイクラッチが設けられない。制動動作は、回生動作を含む。空転時のモータ６２の回転速度制御において、制御部７２は、モータ６２の出力ＴＭを低下させるとともに、さらにモータ６２に制動動作をさせて、人力駆動力伝達経路１８に伝達される回転力に負荷を与える。またスリップ時のモータ６２の回転速度制御においては、制御部７２は、モータ６２の出力ＴＭを低下させるとともに、さらにモータ６２に制動動作をさせて、人力駆動力伝達経路１８に伝達される回転力に負荷を与える。制御部７２は、モータ６２を制動動作させる場合、エネルギを廃棄してもよいが、回生動作させてエネルギをバッテリ５２に回収することが好ましい。制御装置７０は、ステップＳ１８では、ステップＳ２３よりも、負荷が大きくなるようにモータ６２を制御することが好ましい。

・第２の実施形態において、自転車１０からモータ６２を省略することもできる。
・第２の実施形態において、制御部７２は、第２の制御の各ステップＳ３１，Ｓ３２においてブレーキ制御に加えて第１の制御のステップＳ１８またはステップＳ２３と同様のモータ６２の制御を実行してもよい。

・第４の実施形態において、制御部７２は、第１の回転体４４Ａの角加速度ＤＣではなく、第２の動力伝達経路１８Ｂに含まれる第２の回転体の角加速度ＤＣに基づいて、モータ６２による負荷を制御することもできる。第２の回転体は、モータ６２、フロントスプロケット３６、チェーン４２、リアスプロケット４０、および、後輪１４から選ばれる。なお、第２の動力伝達経路１８Ｂがモータ６２と第１の回転体４４Ａとの間に設けられる減速機構を含む場合、第２の回転体は減速機構を構成する複数の回転体の中から選ぶこともできる。この場合、第１のセンサ７６は、第２の回転体の回転速度に応じた信号を出力するが、検出対象が第１の回転体４４Ａから第２の回転体に変更されるだけであり、第１のセンサ７６の構成自体に変更はない。

・各実施形態において制御部７２は、回転体４４，第１の回転体４４Ａの角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させるとき、モータ６２の出力ＴＭを段階的に小さくすることもできる。具体的には、図４のステップＳ１８，Ｓ１９、ステップＳ２３，Ｓ２４、図６のステップＳ１８，Ｓ３１、および、ステップＳ２３，Ｓ３２において、推定値ＲＸが目標値ＲＹに到達するまで、モータ６２の出力ＴＭを段階的に小さくする。

・各実施形態において制御部７２は、角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になる前の後輪１４の回転速度ＲＡに基づいて、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させる制御を停止することもできる。具体的には、図４のステップＳ１９，Ｓ２４において、角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になる前の後輪１４の回転速度ＲＡに到達したとき、ステップＳ２０においてモータ６２の回転速度制御を終了する。また、図６のステップＳ３１，Ｓ３２において、角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になる前の後輪１４の回転速度ＲＡに到達したとき、ステップＳ３３においてブレーキ制御を終了する。

・各実施形態において変速機５０は、変速比ｒを変更することができれば、クランク軸とフロントスプロケット３６との間の動力伝達経路に設けられてもよく、後輪１４に設けられてもよい。このような変速機５０は、例えば、遊星歯車機構を含む。変速機５０がクランク軸とフロントスプロケット３６との間の動力伝達経路に設けられる場合、変速機５０は内装変速機によって実現可能である。変速機５０を後輪１４に設ける場合、変速機５０は内装変速機によって実現可能である。遊星歯車機構は、遊星ローラ機構に変更してもよい。内装変速機は、遊星歯車機構の歯車の連結状態を変更することによって変速比ｒを変更するものであってもよく、遊星歯車機構の歯車をモータによって回転させることによって変速比ｒを変更する差動遊星歯車機構であってもよい。

・上記変形例において、第２の変速機５０Ｂをクランク軸とフロントスプロケット３６との間の動力伝達経路に設けられる内装変速機に変更することもできる。また、第１の変速機５０Ａを後輪１４に設けられる内装変速機とすることもできる。

・各実施形態において回転体４４，４４Ａは、ペダル３８、クランクアーム４６、フロントスプロケット３６、チェーン４２、および、リアスプロケット４０のいずれかを含むように変更することもできる。回転体４４，４４Ａは、ペダル軸であってもよく、ペダル本体であってもよい。この場合、第１のセンサによって、ペダル軸に対するペダル本体の角加速度、ペダル本体のペダル軸に対する角加速度を検出する。また、後輪１４の車軸１４Ａまわりに内装変速機を備える自転車においては、回転体４４を内装変速機に含まれる回転体に変更することもできる。要するに、人力駆動力が入力される入力部から後輪１４との結合部までに含まれる回転体であれば、いずれの回転体であっても回転体４４，４４Ａとして用いることができる。

・各実施形態において制御部７２は、後輪１４の回転速度ＲＡ、クランク軸の回転速度、および人力駆動力Ｔに基づいて、自転車１０の走行抵抗を演算し、走行抵抗の単位時間当たりの変化量に基づいて、後輪１４にスリップまたは空転が生じていると判定することもできる。走行抵抗は、自転車１０が出力する運動量から自転車１０に入力した運動量を減算して求めることができる。自転車１０が出力する運動量は、後輪１４の回転速度ＲＡと、自転車１０およびライダーの重量とに基づいて演算することができる。自転車１０に入力した運動量は、人力駆動力Ｔおよびクランク軸の回転速度とに基づいて演算することができる。走行抵抗が急激に変化し、たとえば走行抵抗の単位時間当たりの変化量が所定値よりも大きい場合、後輪１４がスリップまたは空転している可能性が高くなる。制御部７２は、ステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理に加えて、自転車１０の走行抵抗の単位時間当たりの変化量が所定値よりも大きいか否かを判定してもよいし、ステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理に代えて走行抵抗の単位時間当たりの変化量が所定値よりも大きい否かを判定してもよい。

・第１の実施形態の第１の制御を図１２に示す第４の制御に変更することもできる。この第４の制御においては、図４のステップＳ１１、および、Ｓ１３〜Ｓ１９の処理を省略している。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になると、モータ６２の出力ＴＭを低下させる。第４の制御において、第４の実施形態のようにモータ６２を負荷として動作させてもよい。第１の所定値ＤＣＸは、後輪１４がスリップしてないと考えられる値に選ばれていてもよい。この場合、スリップする前にモータ６２の出力ＴＭを低下させたり、モータ６２を負荷として機能させたりするので、後輪１４がスリップしにくくなる。

・第２の実施形態の第２の制御を図１３に示す第５の制御に変更することもできる。この制御においては、図６のステップＳ１１、Ｓ１３〜Ｓ１７、Ｓ２１、Ｓ３１、および、Ｓ１９の処理を省略している。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になると、制動装置９２によって後輪１４を制動する。第２の制御および４の制御において、第４の実施形態のようにモータ６２を負荷として動作させてもよい。第１の所定値ＤＣＸは、後輪１４がスリップしてないと考えられる値に選ばれていてもよい。この場合、スリップする前にモータ６２の出力ＴＭを低下させたり、モータ６２を負荷として機能させたりするので、後輪１４がスリップしにくくなる。

・図４の第１の制御において、ステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ２１の少なくとも１つを省略してもよい。図４の第１の制御において、ステップＳ１５〜Ｓ１９，Ｓ２１の処理を省略してもよい。図４の第１の制御において、ステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ２１の各処理と、ステップＳ１５〜Ｓ１９，Ｓ２１の処理とは、任意に省略することができる。ステップを省略する場合、省略されるステップの処理に必要な情報を取得するためのセンサも省略することができる。

・図６の第２の制御において、ステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ２１の少なくとも１つを省略してもよい。図６の第２の制御において、ステップＳ１５〜Ｓ１７，Ｓ３１，Ｓ１９，Ｓ２１の処理を省略してもよい。図６の第２の制御において、ステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ２１の各処理と、ステップＳ１５〜Ｓ１７，Ｓ３１，Ｓ１９，Ｓ２１の処理とは任意に省略することができる。ステップを省略する場合、省略されるステップの処理に必要な情報を取得するためのセンサも省略することができる。

・第１、第３、および第４の実施形態において制御部７２は、モータ６２を、後輪１４の回転速度ＲＡが目標値ＲＹになるまで出力を低下、または負荷として機能させているが、代わりに所定時間、モータ６２の出力ＴＭを低下させたり、モータ６２を負荷として機能させたりしてもよい。また、第２の実施形態において制御部７２は、ブレーキ機構９４を後輪１４の回転速度ＲＡが目標値ＲＹになるまで動作させているが、代わりに所定時間、ブレーキ機構９４を動作させてもよい。

・第５の実施形態のモータ制御を図１４に示すモータ制御に変更することもできる。この制御においては、制御部は７２、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力ＴＭを低下させる制御を、予め定める時間に応じて停止する。制御部７２は、応答速度Ｋを高くした後、所定期間が経過すると、応答速度Ｋを高くする制御を停止する。具体的には、制御部７２は、ステップＳ５３において人力駆動力Ｔが低下していると判定したとき、ステップＳ５４において回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上か否かを判定する。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ未満と判定したとき、ステップＳ５５に移行し、ステップＳ５２において演算した補正駆動力ＴＸに対応したモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、ステップＳ５６においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ５４において、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上と判定したとき、ステップＳ５７に移行し、人力駆動力Ｔに対応したモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ６１に移行する。制御部７２は、ステップＳ６１においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、ステップＳ６２に移行する。制御部７２は、ステップＳ６２において回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力を低下させる制御を開始してから、所定期間が経過したか否かを判定する。例えば、制御部７２は、ステップＳ５４における肯定判定の継続期間が所定期間を超えたか否かを判定する。制御部７２は、ステップＳ６２において所定期間が経過しているとき、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ６２において所定期間が経過していないとき、ステップＳ６３において人力駆動力Ｔを演算し、再びステップＳ５７からの処理を繰り返す。すなわち、制御部７２は、応答速度Ｋを高くした後に所定期間が経過するまでは応答速度Ｋが高い状態を維持する。制御部７２は、応答速度Ｋを高くした後に所定期間が経過したときには、応答速度Ｋを後輪１４のスリップまたは空転が生じていないときの応答速度Ｋに戻す。

・図１４に示す変形例のモータ制御を図１５に示すモータ制御に変更することもできる。この制御においては、制御部７２は、応答速度Ｋを高くした後、自転車１０のクランクアーム４６が上死点または下死点を通過したとき、応答速度Ｋを高くする制御を停止する。具体的には、制御部７２は、ステップＳ５３において人力駆動力Ｔが低下していると判定したとき、ステップＳ５４において回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上か否かを判定する。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ未満と判定したとき、ステップＳ５５に移行し、ステップＳ５２において演算した補正駆動力ＴＸに対応したモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、ステップＳ５６においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ５４において、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上と判定したとき、ステップＳ５７に移行し、人力駆動力Ｔに対応したモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ６１に移行する。制御部７２は、ステップＳ６１においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、ステップＳ６４に移行する。制御部７２は、ステップＳ６４においてクランクアーム４６が上死点または下死点を通過したか否かを判定する。制御部７２は、ステップＳ６４においてクランクアーム４６が上死点または下死点を通過しているとき、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ６４においてクランクアーム４６が上死点または下死点を通過していないとき、ステップＳ６３において人力駆動力Ｔを演算し、再びステップＳ５７からの処理を繰り返す。すなわち、制御部７２は、応答速度Ｋを高くした後にクランクアーム４６が上死点または下死点を通過するまでは応答速度Ｋが高い状態を維持する。制御部７２は、応答速度Ｋを高くした後にクランクアーム４６が上死点または下死点を通過したときには、応答速度Ｋを後輪１４のスリップまたは空転が生じていないときの応答速度Ｋに戻す。

・図１４に示す変形例のモータ制御を図１６に示すモータ制御に変更することもできる。この制御においては、制御部７２は、人力駆動力Ｔが所定の駆動力ＴＡ以上になったとき、回転体４４の角加速度ＤＣに基づいてモータ６２の出力を低下させる制御を停止する。具体的には、制御部７２は、ステップＳ５３において人力駆動力Ｔが低下していると判定したとき、ステップＳ５４において回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上か否かを判定する。制御部７２は、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ未満と判定したとき、ステップＳ５５に移行し、ステップＳ５２において演算した補正駆動力ＴＸに対応したモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、ステップＳ５６においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ５４において、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上と判定したとき、ステップＳ５７に移行し、人力駆動力Ｔに対応したモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ６１に移行する。制御部７２は、ステップＳ６１においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、ステップＳ６５に移行する。制御部７２は、ステップＳ６５において人力駆動力Ｔが所定の駆動力ＴＡ以上になったか否かを判定する。制御部７２は、ステップＳ６５において人力駆動力Ｔが所定の駆動力ＴＡ以上になったとき、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ６５において人力駆動力Ｔが所定の駆動力ＴＡ以上になっていないとき、ステップＳ６３において人力駆動力Ｔを演算し、再びステップＳ５７からの処理を繰り返す。すなわち、制御部７２は、応答速度Ｋを高くした後に人力駆動力Ｔが所定の駆動力ＴＡ以上になるまでは応答速度Ｋが高い状態を維持する。制御部７２は、応答速度Ｋを高くした後に人力駆動力Ｔが所定の駆動力ＴＡ以上になったときには、応答速度Ｋを後輪１４のスリップまたは空転が生じていないときの応答速度Ｋに戻す。

・第５の実施形態のモータ制御を図１７に示すモータ制御に変更することもできる。この制御においては、制御部７２は、自転車の後輪１４がスリップまたは空転したとき、かつ、人力駆動力Ｔが減少するときの、人力駆動力Ｔの変化に対するモータ６２の応答速度Ｋを高くする。具体的には、制御部７２は、ステップＳ５３において人力駆動力Ｔが低下していると判定したとき、ステップＳ６６において後輪１４がスリップまたは空転しているか否かを判定する。制御部７２は、後輪１４がスリップまたは空転していないと判定したとき、ステップＳ５５に移行し、ステップＳ５２において演算した補正駆動力ＴＸに対応したモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、ステップＳ５６においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。制御部７２は、ステップＳ６６において後輪１４がスリップまたは空転していると判定したとき、ステップＳ５７に移行し、人力駆動力Ｔに対応したモータ６２の出力ＴＭを演算し、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、ステップＳ５６においてモータ６２の出力ＴＭに基づいてモータ６２を制御し、所定周期後に再びステップＳ５１からの処理を実行する。このため、自転車の後輪１４がスリップまたは空転したとき、人力駆動力Ｔが減少するときの、人力駆動力Ｔの変化に対するモータ６２の応答速度Ｋが高くなるため、モータ６２の出力が低下しやすくなる。ステップＳ５３における後輪１４のスリップまたは空転の判定は、回転体４４の角加速度ＤＣを用いてもよく、後輪１４の回転速度を用いてもよく、後輪１４にかかる荷重を用いてもよい。また、前輪１２と後輪１４との回転速度差に基づいて後輪１４のスリップまたは空転を判定することもできる。要するに、後輪１４のスリップまたは空転の判定が行える構成であればいずれの構成を採用することもできる。

・第５の実施形態において、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上と判定したとき、時定数を小さくすることによって、応答速度Ｋを高くすることもできる。時定数が「０」の場合、モータ６２の出力は、人力駆動力Ｔに対応したモータ６２の出力ＴＭを演算する場合と等しくなる。

・各実施形態において、制御部７２は、モータ６２を人力駆動力Ｔに応じて制御し、回転体４４の角加速度ＤＣに応じて、モータ６２の出力ＴＭの増減を繰り返すことによってモータ６２の出力ＴＭを低下させることもできる。図１８は、モータ６２の出力ＴＭを増減させる様子を示すタイミングチャートである。図１８の時刻ｔ１０は、第１の実施形態においては回転体４４の角加速度ＤＣが第１の所定値ＤＣＸ以上になったことに基づいてモータの回転速度制御の実行が開始された時刻に相当する。図１８の時刻ｔ１０は、第５の実施形態においては、回転体４４の角加速度ＤＣが第３の所定値ＤＣＤ以上になったことに基づいて人力駆動力Ｔに対応したモータの出力ＴＭによるモータ６２の制御を開始した時刻を示す。時刻ｔ１０以降において、制御部７２は、所定周期ごとにモータ６２の出力ＴＭを人力駆動力Ｔに対応させる状態と、モータ６２の駆動を停止する状態とに切り替えることによって、モータ６２の出力ＴＭの増減を繰り返している。第５の実施形態では、制御部７２は、所定周期ごとにモータ６２の出力ＴＭを補正駆動力ＴＸに対応する状態と人力駆動力Ｔに対応する状態に切り替えることによってモータ６２の出力ＴＭの増減を繰り返すようにしてもよい。

・上記変形例において、制御部７２は、モータ６２の駆動を停止させる制御と人力駆動力Ｔに応じたモータ６２の出力ＴＭでモータ６２を駆動させる制御を繰り返すことによって、モータ６２の出力ＴＭの増減を繰り返すこともできる。

・各実施形態において、自転車用駆動装置６０は、モータ６２と回転体４４，４４Ａとの間に設けられる減速機構を含んでもよい。
・各実施形態の自転車用制御装置７０は、前輪１２を駆動するタイプの自転車の駆動装置の制御にも適用可能であり、この場合、駆動輪は前輪である。

・各実施形態において、変速機構２０を省略することができる。この場合、第１〜第３の実施形態の制御部７２は、第１および第２の制御においてステップＳ１４の処理を省略する。

（付記）
前記駆動輪を制動する制動装置の制御装置であって、
人力駆動力の入力部から駆動輪までの第１の動力伝達経路に含まれる第１の回転体の加速度、または人力駆動力をアシストするモータから前記駆動輪までの第２の動力伝達経路に含まれる第２の回転体の加速度に基づいて、前記制動装置に前記駆動輪を制動させる制御部を含む、自転車の制御装置。

１０…自転車、１４…後輪（駆動輪）、１８…人力駆動力伝達経路、３２…クランク、４４…回転体（クランク軸）、３６…フロントスプロケット、３８…ペダル（入力部）、４０…リアスプロケット（結合部）、２０…変速機構、６０…自転車用駆動装置、６２…モータ、７０…制御装置（自転車用制御装置）、７２…制御部、７６…第１のセンサ、７８…第２のセンサ、８０…第３のセンサ、９２…制動装置、１００…駆動ユニット。

Claims (47)

1. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータが車輪を介さずに前記人力駆動力伝達経路に負荷を与えるように前記モータを制御する制御部を含む、自転車用制御装置。
2. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
   前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になると、前記モータの出力を低下させる、自転車用制御装置。
3. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
   前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になり、かつ、前記人力駆動力の単位時間あたりの減少量が第２の所定値以上になると、前記モータの出力を低下させる、自転車用制御装置。
4. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
   前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になったときのクランクの位相に基づいて、前記モータの出力を低下させる、自転車用制御装置。
5. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
   前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、クランクの位相が上死点または下死点に対応する位相にあるときよりも、前記クランクの位相が上死点と下死点との中間位置に対応する位相にあるときの方が、前記モータの出力が大きく低下するように前記モータを制御する、自転車用制御装置。
6. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
   前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記モータの出力を段階的に小さくする、自転車用制御装置。
7. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
   前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるときに、前記モータとは異なる制動装置によって前記駆動輪を制動させる、自転車用制御装置。
8. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
   前記人力駆動力伝達経路は、変速機構を含み、
   前記回転体は、前記人力駆動力伝達経路における前記変速機構の上流側に設けられ、
   前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記駆動輪の回転速度と、クランクの回転速度とに基づいて、前記モータを制御する、自転車用制御装置。
9. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
   前記人力駆動力伝達経路は、変速機構を含み、
   前記回転体は、前記人力駆動力伝達経路における前記変速機構の上流側に設けられ、
   前記制御部は、前記変速機構が自転車の変速比を小さくするように動作していないとき、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる、自転車用制御装置。
10. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
    前記制御部は、前記モータを前記人力駆動力に応じて制御し、前記回転体の角加速度に応じて、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更する、自転車用制御装置。
11. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
    前記制御部は、前記モータを前記人力駆動力に応じて制御し、前記回転体の角加速度が第３の所定値以上になると、前記人力駆動力が減少するときの、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を高くする、自転車用制御装置。
12. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
    前記制御部は、前記モータを前記人力駆動力に応じて制御し、前記回転体の角加速度に応じて、前記モータの出力の増減を繰り返すことによって前記モータの出力を低下させる、自転車用制御装置。
13. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
    前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を、前記駆動輪の回転速度に基づいて停止する、自転車用制御装置。
14. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
    前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になると、前記モータの出力を低下させ、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を、前記駆動輪の回転速度に基づいて停止し、前記角加速度が第１の所定値以上になる前の前記駆動輪の回転速度またはクランクの回転速度に基づいて、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を停止する、自転車用制御装置。
15. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
    前記制御部は、自転車のクランクアームが上死点または下死点を通過したとき、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を停止する、自転車用制御装置。
16. 人力駆動力の入力部から駆動輪に結合される結合部までの人力駆動力伝達経路に含まれる回転体の角加速度に基づいて、自転車の推進をアシスト可能なモータの出力を低下させる制御部を含み、
    前記制御部は、前記人力駆動力が所定の駆動力以上になったとき、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を停止する、自転車用制御装置。
17. 前記回転体は、クランク軸を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
18. 前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記モータに制動動作をさせる、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
19. 前記制動動作は、回生動作を含む、請求項１８に記載の自転車用制御装置。
20. 前記回転体の回転速度に応じた信号を出力する第１のセンサをさらに含み、
    前記制御部は、前記第１のセンサが出力する信号に基づいて、前記モータを制御する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
21. 前記制御部は、前記人力駆動力に基づいて、前記モータを制御する、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
22. 前記人力駆動力に応じた信号を出力する第２のセンサをさらに含み、
    前記制御部は、前記第２のセンサが出力する信号に基づいて、前記モータを制御する、請求項２１に記載の自転車用制御装置。
23. 前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になると、前記モータの出力を低下させる、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
24. 前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になり、かつ、前記人力駆動力の単位時間あたりの減少量が第２の所定値以上になると、前記モータの出力を低下させる、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
25. 前記制御部は、クランクの位相に応じて前記モータの出力を低下させる、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
26. 前記クランクの位相に応じた信号を出力する第３のセンサをさらに含み、
    前記制御部は、第３のセンサが出力する信号に基づいて前記モータを制御する、請求項２５に記載の自転車用制御装置。
27. 前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になったときの前記クランクの位相に基づいて、前記モータの出力を低下させる、請求項２５または２６に記載の自転車用制御装置。
28. 前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記クランクの位相が上死点または下死点に対応する位相にあるときよりも、前記クランクの位相が上死点と下死点との中間位置に対応する位相にあるときの方が、前記モータの出力が大きく低下するように前記モータを制御する、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
29. 前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記モータの出力を段階的に小さくする、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
30. 前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるときに、前記駆動輪を制動する制動装置によって前記駆動輪を制動させる、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
31. 前記人力駆動力伝達経路は、変速機構を含み、
    前記回転体は、前記人力駆動力伝達経路における前記変速機構の上流側に設けられる、請求項１〜３０のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
32. 前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させるとき、前記駆動輪の回転速度と、クランクの回転速度とに基づいて、前記モータを制御する、請求項３１に記載の自転車用制御装置。
33. 前記制御部は、前記駆動輪の回転速度が、前記回転体の回転速度と自転車の変速比とに基づいて演算される前記駆動輪の回転速度の推定値よりも大きいとき、前記駆動輪の回転速度が、前記推定値以下のときよりも、前記モータの出力を大きく低下させる、請求項３２に記載の自転車用制御装置。
34. 前記制御部は、前記変速機構が自転車の変速比を小さくするように動作していないとき、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
35. 前記制御部は、前記モータを前記人力駆動力に応じて制御し、前記回転体の角加速度に応じて、前記人力駆動力が減少するときの、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更する、請求項１〜３４のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
36. 前記制御部は、前記回転体の角加速度が第３の所定値以上になると、前記応答速度を高くする、請求項３５に記載の自転車用制御装置。
37. 前記制御部は、前記応答速度を高くした後、所定期間が経過すると、前記応答速度を高くする制御を停止する、請求項３６に記載の自転車用制御装置。
38. 前記制御部は、前記応答速度を高くした後、自転車のクランクアームが上死点または下死点を通過したとき、前記応答速度を高くする制御を停止する、請求項３６に記載の自転車用制御装置。
39. 前記制御部は、前記モータを前記人力駆動力に応じて制御し、前記回転体の角加速度に応じて、前記モータの出力の増減を繰り返すことによって前記モータの出力を低下させる、請求項１〜３８のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
40. 前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を、前記駆動輪の回転速度に基づいて停止する、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
41. 前記制御部は、前記角加速度が第１の所定値以上になると、前記モータの出力を低下させ、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を、前記駆動輪の回転速度に基づいて停止し、前記角加速度が第１の所定値以上になる前の前記駆動輪の回転速度またはクランクの回転速度に基づいて、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を停止する、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
42. 前記制御部は、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を、予め定める時間に応じて停止する、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
43. 前記制御部は、自転車のクランクアームが上死点または下死点を通過したとき、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を停止する、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
44. 前記制御部は、前記人力駆動力が所定の駆動力以上になったとき、前記回転体の角加速度に基づいて前記モータの出力を低下させる制御を停止する、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
45. クランクの回転を自転車の車輪を介さずにモータに伝達可能な駆動ユニットの制御装置であって、
    人力駆動力の入力部から駆動輪までの第１の動力伝達経路に含まれる第１の回転体の角加速度、または自転車の推進をアシスト可能なモータから前記駆動輪までの第２の動力伝達経路に含まれる第２の回転体の角加速度に基づいて、前記モータによる負荷を制御する制御部を含む、自転車用制御装置。
46. 自転車の推進をアシスト可能なモータを、人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、
    前記制御部は、前記自転車の駆動輪がスリップまたは空転したとき、かつ、前記人力駆動力が減少するときの、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を高くする、自転車用制御装置。
47. 請求項１〜４６のいずれか一項に記載の自転車用制御装置と、
    前記モータとを含む、自転車用駆動装置。