自転車用回生制動制御装置
【課題】ブレーキ回生を行う制御装置において、回生制動と機械制動との間で違和感を生じにくくする。
【解決手段】回生制動制御部７４は、自転車に装着可能なフロントブレーキシステムとリアブレーキシステムの変位に関連してモータ６０を制御する。回生制動制御部７４は、右ブレーキセンサと、左ブレーキセンサと、第１制御部７５と、を備えている。右ブレーキセンサは、フロントブレーキシステムの移動位置を検出する。左ブレーキセンサは、リアブレーキシステムの移動位置を検出する。第１制御部７５は、フロントブレーキシステムおよびリアブレーキシステムが変位すると、右移動位置と左移動位置とにより得られた加算位置に応じた第１回生制動力を発生するようにモータ６０を制御する。
【解決手段】回生制動制御部７４は、自転車に装着可能なフロントブレーキシステムとリアブレーキシステムの変位に関連してモータ６０を制御する。回生制動制御部７４は、右ブレーキセンサと、左ブレーキセンサと、第１制御部７５と、を備えている。右ブレーキセンサは、フロントブレーキシステムの移動位置を検出する。左ブレーキセンサは、リアブレーキシステムの移動位置を検出する。第１制御部７５は、フロントブレーキシステムおよびリアブレーキシステムが変位すると、右移動位置と左移動位置とにより得られた加算位置に応じた第１回生制動力を発生するようにモータ６０を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制動制御装置、特に、人力による駆動をモータにより補助する電動自転車に装着可能なブレーキシステムに関連して、モータを制御する自転車用回生制動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人力よる駆動をモータにより補助するアシスト自転車において、蓄電池の電力の消耗を抑えるために、回生制動を行う技術が従来知られている（たとえば、特許文献１参照）。従来の回生制動制御装置では、フロントブレーキレバーおよびリアブレーキレバー（第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの一例）にレバー操作の有無を検出するブレーキスイッチをそれぞれ配置している。従来の回生制動制御装置では、片方のブレーキスイッチがオンしたときの回生制動力を、両方のブレーキスイッチがオンしたときの回生制動力より小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３５３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の構成では、片方のブレーキレバーを操作したときと、両方のブレーキレバーを操作したときの強さが異なる２つの回生制動力で回生制動を行っている。このため、ブレーキレバーの操作により自転車の機械式のブレーキ装置が制動動作を開始すると、制動力が急激に上昇する。このように、ブレーキレバーの操作量に対して制動力が急激に上昇すると、回生制動と機械制動との間に違和感が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明の課題は、回生制動と機械制動との間で違和感を生じにくくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明１に係る自転車用回生制動制御装置は、自転車に装着可能な第１ブレーキシステムと第２ブレーキシステムの変位に関連してモータを制御する装置である。自転車用回生制動制御装置は、第１変位量検出部と、第２変位量検出部と、第１制御部と、を備えている。第１変位量検出部は、第１ブレーキシステムの第１変位量を検出する。第２変位量検出部は、第２ブレーキシステムの第２変位量を検出する。第１制御部は、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが変位すると、第１変位量と第２変位量とにより得られる制動情報に応じた第１回生制動力を発生するようにモータを制御する。
【０００７】
この回生制動制御装置では、第１ブレーキシステム及び第２ブレーキシステム、すなわち機械的な二つ（例えば前後）のブレーキ機構が変位すると、第１変位量と第２変位量とにより得られる制動情報に応じた第１回生制動力を発生するようにモータを制御する。
【０００８】
ここでは、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが変位すると、第１変位量および第２変位量により得られる制動情報に応じた第１回生制動力により回生制動がなされる。このため、二つの機械式のブレーキシステムの変位に応じて第１回生制動力を変化させることができ、回生制動と機械制動との間で違和感が生じにくくなる。
【０００９】
発明２に係る自転車用回生制動制御装置は、発明１に記載の自転車用回生制動制御装置において、制動情報は、第１変位量と第２変位量とを加算して得られる。この場合には、制動情報が第１ブレーキシステムと第２ブレーキシステムの変位を加算して得られるので、回生制動と機械制動との間でさらに違和感が生じにくくなる。
【００１０】
発明３に係る自転車用回生制動制御装置は、発明１又は２に記載の自転車用回生制動制御装置において、第１制御部は、第１変位量および第２変位量の増加に応じて、増加する第１回生制動力を発生するようにモータを制御する。この場合には、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの変位量の増加に応じて回生制動力が徐々に増加するので、第１回生制動力が機械式のブレーキ装置の制動状態に追随する。このため、回生制動と機械制動との間でさらに違和感が生じにくくなる。
【００１１】
発明４に係る自転車用回生制動装置は、発明１から３のいずれかに自転車用回生制動装置において、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが変位していないとき、一定の第２回生制動力を発生するようにモータを制御する第２制御部をさらに備える。
【００１２】
この場合には、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの状態、すなわち機械式のブレーキ機構による制動が行われているか否かに関わらず、第２制御部による一定の第２回生制動力を発生させた回生充電が行われる。第２回生制動力は、通常の走行に差し支えない程度の制動力に設定される。このため、第２回生制動力による回生充電より充電量が多くなる。
【００１３】
発明５に係る自転車用回生制動制御装置は、発明４に記載の装置において、第２制御部による制御を行っているときに、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、第１制御部による制御に切り換える切換制御部をさらに備える。
【００１４】
この場合には、第２制御部による常時回生制御をおこなっているときでも、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位する、すなわち、ブレーキ操作がなされると、第１制御部により第１変位量及び第２変位量により得られた制御情報に応じた回生制動がなされる。このため、常時制動を行っても、制動操作により回生制動力が増加し、回生制動と機械制動との間に違和感が生じにくくなる。
【００１５】
発明６に係る自転車用回生制動制御装置は、発明５に記載の自転車用回生制動制御装置において、切換制御部により第２制御部による制御から第１制御部による制御に切り換えられた場合、第１制御部は、前記制動情報に応じて第２回生制動力以上となる第１回生制動力を発生させる。この場合には、常時回生時の第２回生制動力から違和感なく第１回生制動力を上昇させることができる。
【００１６】
発明７に係る自転車用回生制動制御装置は、発明５または６に記載の自転車用回生制動制御装置において、第１制動モードと第２制動モードとに切り換えるモード切換部をさらに備えている。第１制動モードは、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、切換制御部により第２制御部による制御から第１制御部による制御に切り換わる制動モードである。第２制動モードは、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位すると、第１制御部による制御を行う制動モードである。
【００１７】
この場合には、第１制動モードでは、第２回生制動力で常時回生制動して回生充電し、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、切換制御部により第２制御部による制御から第１制御部による制御に切り換わり、回生充電量が多くなる。一方、第２制動モードでは、第２制御部による常時回生は行われず、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位すると、第１回生制動力で制動して回生充電する。ここでは、ライダーの好みに合わせて充電量を調整できる。たとえば、電池残量が少ないときには、第１制動モードにして充電量を多くし、電池残量が多いときには、第２制動モードにして第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが動作しないときにペダルを軽くこげるようにすることができる。
【００１８】
発明８に係る自転車用回生制動制御装置は、発明１から７のいずれかに記載の自転車用回生制動制御装置において、第１制御部は、第１変位量および第２変位量の増加に応じて増加する出力電流に基づいて第１回生制動力を制御する。この場合には、トルクに応じて変化する電流に基づいて第１回生制動力を制御するので、自転車の速度が変化したときに、変位量に応じた回生制動力が変化してしまうことを抑制することができる。
【００１９】
発明９に係る自転車用回生制動制御装置は、発明８に記載の自転車用回生制動制御装置において、第１制御部は、予め設定された最大出力電流に基づいて第１回生制動力の上限を設定する。この場合には、自転車の速度が変化しても、第１回生制動力の上限が変化してしまうことを抑制することができる。
【００２０】
発明１０に係る自転車用回生制動制御装置は、発明１から９のいずれかに記載の自転車用回生制動制御装置において、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムは、ブレーキレバー、ブレーキワイヤ、キャリパーブレーキ、カンチブレーキ、油圧ブレーキ、ブレーキシュー、ブレーキパッド、ローラブレーキの少なくともいずれか１つをそれぞれ含む。この場合には、ブレーキに関連する種々の装置の変位に応じて回生制動力を変更できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが変位すると、第１変位量および第２変位量により得られる制動情報に応じた第１回生制動力により回生制動がなされる。このため、二つの機械式のブレーキシステムの変位に応じて第１回生制動力を変化させることができ、回生制動と機械制動との間で違和感が生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態が採用された自転車の側面図。
【図２】ブレーキレバー及び表示装置を示す平面図。
【図３】表示装置のモード画面の表示の一例を示す図。
【図４】表示装置のサイクルコンピュータ画面の一例を示す図。
【図５】本発明の第１実施形態による電装システムの構成を示すブロック図。
【図６】その接続形態を示すブロック図。
【図７】全体制御部の機能構成を示すブロック図。
【図８】回生制動制御部の制御動作を示すフローチャート。
【図９】初期位置書換部の動作を示すフローチャート。
【図１０】回生制動制御動作を示すフローチャート。
【図１１】ブレーキ回生及び常時回生時の回生制動力の変化を示すグラフ。
【図１２】初期位置が変更された場合の図１１に相当するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１において、本発明の第１実施形態を採用する自転車は人力よる駆動をモータユニット１０により補助するアシスト自転車である。なお、以下の説明では、自転車の左右は、通常、自転車を後方から見たときに右にあるのを右とし、左にあるのを左と規定している。
【００２４】
自転車は、フレーム体１０２及びフロントフォーク１０３を有するフレーム１０１と、ハンドル部１０４と、駆動部１０５と、前輪１０６ｆと、後輪１０６ｒと、フロントブレーキ装置１０７ｆ及びリアブレーキ装置１０７ｒと、前照灯２３と、尾灯２４と、を備えている。フロントフォーク１０３は、フレーム体１０２の前部に斜めの軸回りに揺動自在に装着されている。フロントブレーキ装置１０７ｆ及びリアブレーキ装置１０７ｒは、前輪１０６ｆ及び後輪１０６ｒのフロントリム１２１ｆ及びリアリム１２１ｒにそれぞれ接触して制動する。
【００２５】
フレーム１０１には、サドル１１１やハンドル部１０４を含む各部が取り付けられている。駆動部１０５は、フレーム体１０２のハンガー部に回転自在に支持されたクランク軸１１６と、クランク軸１１６の両端に固定されたギアクランク１１８ａ及び左クランク（図示せず）と、ギアクランク１１８ａに掛け渡されたチェーン１１９と、後輪１０６ｒのリアハブ１１０に装着されたギア１０９と、フロントディレーラ１０８ｆと、リアディレーラ１０８ｒと、を有している。
【００２６】
フロントディレーラ１０８ｆは、ギアクランク１１８ａに装着された、たとえば３枚のスプロケットのいずれかにチェーン１１９を架け渡すものである。リアディレーラ１０８ｒは、リアハブ１１０に取り付けられた、ギア１０９のたとえば９枚のスプロケットのいずれかにチェーン１１９を架け渡すものである。いずれも電動駆動されるものである。
【００２７】
フレーム体１０２の後上部には、リアキャリア１１２が取り付けられている。リアキャリア１１２には、全体制御部１２を含むリアキャリアユニット１３が装着されている。リアキャリアユニット１３は、後述するモータユニット１０、全体制御部１２及び前照灯２３等の電源となる蓄電部１４を着脱可能に搭載している。蓄電部１４は、例えばニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の蓄電池を含んでいる。蓄電部１４に尾灯２４が一体で取り付けられている。
【００２８】
前輪１０６ｆの中心には、前輪１０６ｆの駆動補助用のモータユニット１０が装着されている。モータユニット１０の内部には、図５に示すように、モータ６０と、インバータ６１と、速度センサ６２とが設けられている。モータ６０は、たとえば３相ブラシレスＤＣモータまたは交流モータである。インバータ６１は、蓄電部１４から直流出力された電流をモータ６０のアシストモードに応じたアシスト力を発生する交流電流に変換する。また、モータ６０の回生制動力を変化させる。インバータ６１は、デューティ比によりモータ６０の出力電流を変化させることによりアシスト力及び回生制動力を変化させる。インバータ６１は、出力電流を検出する出力電流検出部６１ａを有している。速度センサ６２は、モータ６０の回転速度つまり、自転車の速度を検出する。
【００２９】
また、ハンガー部１２２には、図５に示すように、クランク軸１１６に作用する踏力を検出するためのトルクセンサ１７およびクランク軸１１６の回転角度を検出する角度センサ１９を有する後述するハンガーユニット１２２ａが設けられている。
【００３０】
リアキャリアユニット１３は、全体制御部１２を内部に有している。全体制御部１２は、マイクロコンピュータを有し、接続された電装品を制御する。全体制御部１２は、アシストモードのとき、乗り手の踏力の最大でＮ１倍のアシスト力が発生するようにモータユニット１０を制御可能である。全体制御部１２は、複数の回生制動モードと複数のアシストモードとでモータ６０を制御する。具体的には、全体制御部１２は、アシストモードでは、踏力のＮ１倍のアシスト力で補助する強アシストモード、Ｎ２倍のアシスト力で補助する中アシストモード、およびＮ３倍のアシスト力で補助する弱アシストモードの３つのアシストモードを有している。Ｎ１、Ｎ２およびＮ３は、予め定める数字を表し、Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３に選ばれる。Ｎ１は例えば２に選ばれ、Ｎ２は例えば１．５に選ばれ、Ｎ３は例えば１に選ばれる。
【００３１】
また、回生制動モードは、常時回生モードと、後述する右ブレーキレバー１６ｆおよび/または左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１の移動位置に応じて制動力を変化させるブレーキ回生モードとの２つの制動モードを含んでいる。常時回生モードは、第１制動モードの一例であり、ブレーキ回生モードは、第２制動モードの一例であり、強アシストモード、中アシストモードおよび低アシストモードを含む。
【００３２】
また、モータユニット１０の動作モードには、アシストおよび回生制動を両方とも行わないオフモードも含まれている。常時回生モードでは、右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒのそれぞれのレバー部材３１が初期位置（リリース位置）から移動したときに所定位置に到達するまでは、一定の第２回生制動力で制動し、所定位置を超えると、レバー部材３１の移動位置に応じて回生制動による制動力が第２回生制動力以上となる第１回生制動力で制動する。この所定位置は、レバー部材３１のリリース位置から３度程度の揺動に相当する移動位置である。ブレーキ回生モードでは、常時回生は行わずに、右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒのそれぞれのレバー部材３１の移動位置に応じて、第１回生制動力で制御する。常時回生及びブレーキ回生モードでは、モータ６０から発生する電力を蓄電部１４に蓄えつつ前輪１０６ｆを制動するようにしている。
【００３３】
ハンドル部１０４は、フロントフォーク１０３の上部に固定されたハンドルステム１１４と、ハンドルステム１１４に固定されたバーハンドル型のハンドルバー１１５とを有している。ハンドルバー１１５の両端には、自転車のハンドル部１０４を上方から見た図２に示すように、右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒと、グリップ１５と、が装着されている。ハンドルバー１１５の中央部には、ハンドルステム１１４を跨いで表示装置１８が固定されている。
【００３４】
表示装置１８は、液晶ディスプレイ画面１８ａを有している。液晶ディスプレイ画面１８ａは、例えば、図３に示すアシストおよび回生制動モードの選択画面等を表示するアシスト画面と、図４に示す自転車の速度、フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒの変速位置、並びに走行距離等を表示するサイクルコンピュータ画面とに切り換え可能である。なお、いずれの画面にも蓄電部１４の残量が表示される。図３に示すアシスト画面では、例えば２つの回生制動モードと、３つのアシストモードを選択できるとともに、アシストおよび回生制動を行わないオフモードも選択できる。後述する上モード選択スイッチ４４ｃまたは下モード選択スイッチ４４ｄを操作するとカーソルが上又は下に移動する。そして、移動先で数秒以上操作が停止するとそのモードが選択される。また、選択されたモードにカーソルが止まる。
【００３５】
なお、図３に示すアシスト画面では、常時回生モードに設定されている。したがって、回生制動モードが選択された場合は、選択されているモードに対応する部分にカーソルが表示される。たとえば、アシスト回生オフが選択された場合は、アシスト回生オフにカーソルが表示される。
【００３６】
また、サイクルコンピュータ画面において、変速位置のカーソルは、現在の変速位置を示している。
【００３７】
＜ブレーキレバーの構成＞
右ブレーキレバー１６ｆは、フロントブレーキケーブル１１３ｆによりフロントブレーキ装置１０７ｆに接続されている。左ブレーキレバー１６ｒは、リアブレーキケーブル１１３ｒによりリアブレーキ装置１０７ｒに接続されている。右ブレーキレバー１６ｆと、フロントブレーキ装置１０７ｆと、これらを接続するブレーキワイヤとを含んでフロントブレーキシステム１１７ｆが構成される。フロントブレーキシステム１１７ｆは、第１ブレーキシステムの一例である。また、左ブレーキレバー１６ｒと、リアブレーキ装置１０７ｒと、これらを接続するブレーキワイヤとを含んでリアブレーキシステム１１７ｒが構成される。リアブレーキシステム１１７ｒは、第２ブレーキシステムの一例である。
【００３８】
右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒは、ハンドルバー１１５に着脱自在に装着される取付ブラケット３０と、取付ブラケット３０に揺動自在に装着されたレバー部材３１と、をそれぞれ備えている。
【００３９】
取付ブラケット３０は、図２に示すように、ハンドルバー１１５に装着可能に図２下部に配置された装着部４１と、装着部４１に連結されたブラケット部４２と、を有している。装着部４１は、図示しない固定ボルトを締め付けることにより取付ブラケット３０をハンドルバー１１５に固定できる。右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒのブラケット部４２には、リアディレーラ１０８ｒ及びフロントディレーラ１０８ｆを変速操作するためのリア変速操作部４３ｒ及びフロント変速操作部４３ｆが各別に着脱可能に取り付けられている。
【００４０】
リア変速操作部４３ｒ及びフロント変速操作部４３ｆは、例えば左右に並べて配置されたシフトアップスイッチ４３ａとシフトダウンスイッチ４３ｂとを有している。シフトアップスイッチ４３ａは、自転車の左右方向でシフトダウンスイッチ４３ｂの、たとえば左側に配置されている。シフトアップスイッチ４３ａは、高速側の変速段に変速操作するためのスイッチであり、シフトダウンスイッチ４３ｂは、低速側の変速段に変速操作するためのスイッチである。たとえば、フロント変速操作部４３ｆのシフトアップスイッチ４３ａを操作すると、ギアクランク１１８ａにおいて、最小径のスプロケットから中間径のスプロケット、又は中間径のスプロケットから最大径のスプロケットにチェーン１１９が架け替えられる。また、リア変速操作部４３ｒのシフトアップスイッチ４３ａが操作されると、小ギア１０９において、チェーン１１９が架けられているスプロケットより一段小さい径のスプロケットにチェーン１１９が架け替えられる。シフトダウンスイッチ４３ｂが操作されると、逆の動作が行われる。
【００４１】
右ブレーキレバー１６ｆのブラケット部４２には、ライトスイッチ４４ａと、表示切換スイッチ４４ｂとが左右に並べて配置されている。表示切換スイッチ４４ｂは、表示装置１８の液晶ディスプレイ画面１８ａをアシスト画面とサイクルコンピュータ画面とに切り換えるためのスイッチである。ライトスイッチ４４ａは、前照灯２３をオンオフするスイッチである。ライトスイッチ４４ａは、押圧操作する都度、前照灯２３がオンまたはオフする。また、表示切換スイッチ４４ｂは、押圧操作する都度、表示装置１８の液晶ディスプレイ画面１８ａをアシスト画面とサイクルコンピュータ画面とに切り換える。
【００４２】
左ブレーキレバー１６ｒのブラケット部４２には、上モード選択スイッチ４４ｃと、下モード選択スイッチ４４ｄと、電源スイッチ４４ｅとが配置されている。上モード選択スイッチ４４ｃは、回生制動モードおよびアシストモードを図３に示す画面上方向に順に選択するスイッチである。下モード選択スイッチ４４ｄは、複数の回生制動モード又は複数のアシストモードを図３に示す画面下方向に順に選択するスイッチである。電源スイッチ４４ｅは、図２において下モード選択スイッチ４４ｄの上方に配置された円形の押しボタンスイッチであり、全体制御部１２の電源をオンまたはオフするソフトウェアスイッチである。上モード選択スイッチ４４ｃを押圧する都度、回生制動モード又はアシストモードを選択するためのカーソルが画面上方向に順に移動する。カーソルの移動が停止するとそのモードが選択される。下モード選択スイッチ４４ｄは、同様に下方向に順にカーソルが移動する。ここでは、表示画面に表示されている各モードが上下方向に並んでいるが、各モードは左右方向に並べて表示されてもよい。電源スイッチ４４ｅは、押圧操作の都度、全体制御部１２の電源がオンまたはオフされる。
【００４３】
ブラケット部４２には、レバー部材３１の初期位置を調整可能な調整ボルトを有する初期位置調整部５０が設けられている。また、フロントブレーキシステム１１７ｆのブラケット部４２の内部には、レバー部材３１との距離によりレバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出するリニアホール素子を用いた右ブレーキセンサ５３ｆが設けられている。右ブレーキセンサ５３ｆは、レバー部材３１に埋め込まれた磁石５４からの距離により、レバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出するリニアホール素子５５を有している。この移動位置に応じて全体制御部１２は、ブレーキ回生モード及び常時回生モード時に回生制動制御を行う。また、リアブレーキシステム１１７ｒのブラケット部４２の内部には、フロントブレーキシステム１１７ｆのブラケット部４２と同様に、レバー部材３１との距離によりレバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出するリニアホール素子を用いた左ブレーキセンサ５３ｒが設けられている。左ブレーキセンサ５３ｒは、レバー部材３１に埋め込まれた磁石５４からの距離により、レバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出するリニアホール素子５５を有している。この移動位置に応じて全体制御部１２は、ブレーキ回生モード及び常時回生モード時に回生制動制御を行う。右ブレーキセンサ５３ｆは、第１変位量検出部の一例であり、左ブレーキセンサ５３ｒは第２変位量検出部の一例である。
【００４４】
レバー部材３１は、初期位置（リリース位置）から最大揺動位置との間でブラケット部４２に揺動自在に装着されている。初期位置は、レバー部材３１が最もハンドルバー１１５から離れた位置である。レバー部材３１は、図示しない付勢部材またはブレーキワイヤによって初期位置側に付勢されている。初期位置は、前述したように初期位置調整部５０により調整可能である。レバー部材３１には、フロントブレーキケーブル１１３ｆ（またはリアブレーキケーブル１１３ｒ）のインナーケーブルが係止されている。フロントブレーキケーブル１１３ｆ（またはリアブレーキケーブル１１３ｒ）のアウターケーシングは、ブラケット部４２に係止されている。
【００４５】
＜電装システムの構成＞
図５及び図６に示すように、自転車に搭載される電装システム１００は、電装品としてのリアキャリアユニット１３と、モータユニット１０と、ハンガーユニット１２２ａと、フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒと、前照灯２３と、表示装置１８と、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒとを備えている。これらの電装品が通信可能な第１電力線７０ａ〜７０ｇおよび第２電力線７１により接続されている。図５において第１電力線７０ａ〜７０ｇを実線で示し、第２電力線７１は第１電力線７０ａ〜７０ｇを示す線よりも太い線で示す。第１電力線７０ａ〜７０ｇ及び第２電力線７１は、２本の導線を含んで構成される。２本のうちの一方はグランドラインである。
【００４６】
リアキャリアユニット１３は、電装システム１００の電装品を制御する全体制御部１２と、蓄電部１４と、尾灯２４と、を有している。リアキャリアユニット１３はリアキャリア１１２に装着されている。全体制御部１２は、マイクロコンピュータを有するものである。全体制御部１２には、電装システム１００の電源としての蓄電部１４が着脱自在に装着されている。尾灯２４は、蓄電部１４に一体で取り付けられている。
【００４７】
リアキャリアユニット１３には、モータユニット１０が第２電力線７１を介して接続されている。第２電力線７１は、たとえば２４ボルトの電圧源からの電源電流を流せる電力線である。第１電力線７０ａ〜７０ｇは、たとえば６ボルトの電圧源からの電源電流を流せる電力線である。
【００４８】
第１電力線７０ａ〜７０ｇ及び第２電力線７１には、それぞれの電装品を制御する制御信号が重畳された電源電流が流れている。
【００４９】
また、リアキャリアユニット１３には、ハンガーユニット１２２ａが第１電力線７０ａを介して接続されている。ハンガーユニット１２２ａは、前述したようにトルクセンサ１７と、角度センサ１９と、を有している。ハンガーユニット１２２ａには、前照灯２３、フロントディレーラ１０８ｆ、及びリアディレーラ１０８ｒが第１電力線７０ｂ、第１電力線７０ｇ及び第２電力線７０ｃを介して各別に接続されている。前照灯２３は、例えばＬＥＤ（発光素子）を用いた省電力形のものであり、フロントフォーク１０３の前面に装着されている。
【００５０】
フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒは、フロント変速モータ２０ｆ、フロント段数センサ２１ｆ及びリア変速モータ２０ｒ、フロント段数センサ２１ｆ及びリア段数センサ２１ｒを各別に有している。また、フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒは、フロント変速モータ２０ｆ及びリア変速モータ２０ｒを制御する図示しないフロント制御部及びリア制御部を各別に有している。このフロント段数センサ２１ｆ及びリア段数センサ２１ｒの出力により表示装置１８にフロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒの段数が各別に表示される。前照灯２３には、表示装置１８が第２電力線７０ｄを介して接続されている。
【００５１】
表示装置１８には、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒが第１電力線７０ｅおよび第１電力線７０ｆを介して各別に接続されている。
【００５２】
図６に示すように、各電装品は、シリアルバス構造で接続されている。これにより、全体制御部１２が搭載される電装品（例えば、リアキャリアユニット１３）を除いて、いずれの電装品を接続または離脱しても、電装システム１００は動作可能である。例えば、図６において、前照灯２３を外しても、第１電力線７０ｂを表示装置１８に接続することにより、電装システム１００は動作する。また、フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒが通常の変速ケーブルで動作する場合は、第１電力線７０ｇ及び第１電力線７０ｃを外せばよい。この場合にも、電装システム１００は動作する。
【００５３】
＜全体制御部の機能構成＞
図７に示すように、全体制御部１２は、ソフトウェアで実現される機能構成として、変速制御部７２と、アシスト制御部７３と、回生制動制御部（回生制動制御装置の一例）７４と、を有している。回生制動制御部７４は、第１制御部７５と、第２制御部７６と、切換制御部７７と、モード切換部７８と、位置判断部７９と、初期位置書換部８０と、調整位置書込部８１と、を有している。また、全体制御部１２には、前述した蓄電部１４及びモータユニット１０等の電装品に加えて記憶部９０が接続されている。記憶部９０は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）またはフラッシュメモリ等の不揮発メモリ素子で構成されており、最大調整位置記憶部９１と、初期位置記憶部９２と、固定電流値記憶部９３と、可変電流値記憶部９４と、を有している。
【００５４】
最大調整位置記憶部９１には、初期位置調整部５０により初期位置が最大限に調整されたときの右ブレーキレバー１６ｆの右移動位置Ｍｆが右最大調整位置ＭＡｆとして記憶されている。また最大調整位置記憶部９１には、初期位置調整部５０により初期位置が最大限に調整されたときの左ブレーキレバー１６ｒの左移動位置Ｍｒが左最大調整位置ＭＡｒとして記憶されている。この記憶処理は、工場出荷時に行ってもよいし、販売店または乗り手が行ってもよい。
【００５５】
初期位置記憶部９２には、右ブレーキレバー１６ｆの右初期位置ＩＭｆが変更された場合に、後述する回生制動モード処理により変更された右初期位置ＩＭｆが記憶される。なお、自転車を購入後の最初の右初期位置ＩＭｆは、初期位置調整部５０により調整されていない位置であり、右移動位置Ｍｆを数字で表す場合、例えば右初期位置ＩＭｆは移動位置「０」に対応する。また初期位置記憶部９２には、左ブレーキレバー１６ｒの左初期位置ＩＭｒが変更された場合に、後述する回生制動モード処理により変更された左初期位置ＩＭｒが記憶される。なお、自転車を購入後の最初の左初期位置ＩＭｒは、初期位置調整部５０により調整されていない位置であり、左移動位置Ｍｒを数字で表す場合、例えば左初期位置ＩＭｒは移動位置「０」に対応する。
【００５６】
固定電流値記憶部９３には、常時回生モード時に使用する第１回生制動力ＢＦ１を発生する固定目標電流値ＦＡＭが記憶されている。可変電流値記憶部９４には、ブレーキ回生時の右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの各レバー部材３１のそれぞれの初期位置からの右移動位置Ｍｆと左移動位置Ｍｒとを加算した加算位置Ｍ（制動情報の一例）に応じて、徐々に大きくなる第１回生制動力ＢＦ１を発生する第１可変目標電流値ＣＡＭａが記憶されている。また、常時回生モード時にブレーキ回生モードと同様に加算位置Ｍに応じて徐々に大きくなる第１回生制動力ＢＦ１を発生する第２可変目標電流値ＣＡＭｂが記憶されている。第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変電流目標値ＣＡＭｂは、たとえば加算位置Ｍの関数ｆ（Ｍ）に基づいて加算位置Ｍ毎に算出され、その算出結果が表形式で可変電流値記憶部９４に記憶されている。したがって、加算位置Ｍによりその位置における第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変電流目標値ＣＡＭｂを読み出すことができる。常時回生モードおよびブレーキ回生モードでは、所定のタイミングで加算位置Ｍ毎にこれらの目標電流値になるように、回生制動制御部７４が、デューティ比を用いてモータ６０をフィードバック制御している。
【００５７】
図１１に示すように、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭｂは、所定位置ＰＬから上限の最大出力電流Ａｌｉｍまで徐々に大きくなる。ここで初期位置ＭＩから所定位置ＰＬまでの区間Ｌは、右ブレーキレバー１６ｆまたは左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１の遊びを想定している。上限の最大出力電流Ａｌｉｍは、モータ６０の最大許容出力電流値よりも低い電流値である。最大出力電流Ａｌｉｍを発生する上限加算位置Ｍｌｉｍは一定であり、たとえば、フロントブレーキ装置１０７ｆおよびリアブレーキ装置１０７ｒが制動動作を開始するより僅かに手前の位置に設定されており、言い換えればブレーキシューがリムに接触するより手前に設定されていることが好ましい。
【００５８】
第１可変電流目標値ＣＡＭａは、「０」から徐々に大きくなる。第２可変電流目標値ＣＡＭｂは、第２回生制動力ＢＦ２に相当する固定目標電流値ＦＡＭから徐々に大きくなる。図１１に示す第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭｂの曲線は、たとえば加算位置Ｍの増加に応じて増加割合が小さくなる曲線である。しかし、可変目標電流値の増加の形態は、これに限定されず、加算位置Ｍの増加に応じて増加割合が大きくなる曲線でもよく、また増加割合が途中で増減する曲線でも良い。また、増加割合が変化しない直線でも良い。
【００５９】
また、可変電流値記憶部９４に記憶される第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭｂの増加する基点となる所定位置ＰＬは、図１２に示すように初期位置ＩＭが変化するとその分シフトする。しかし、最大出力電流Ａｌｉｍ、すなわち最大第１制動力を発生する上限加算位置Ｍｌｉｍは、初期位置ＩＭが変化しても変化しない。
【００６０】
したがって、初期位置ＭＩが変化すると、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭａの増加割合は変化する。このため、右初期位置ＩＭｆおよび左初期位置ＩＭｒの少なくとも一方が変更される都度、可変電流値記憶部９４の記憶内容は更新される。
【００６１】
変速制御部７２は、左右のシフトアップスイッチ４３ａ及び左右のシフトダウンスイッチ４３ｂの操作に応じてフロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒの段数を制御する。アシスト制御部７３は、上モード選択スイッチ４４ｃ及び下モード選択スイッチ４４ｄで選択されたアシストモードでインバータ６１を介してモータ６０を制御する。回生制動制御部７４は、上モード選択スイッチ４４ｃ及び下モード選択スイッチ４４ｄで選択された回生制動モードでインバータ６１を介してモータ６０を制御する。
【００６２】
第１制御部７５は、フロントブレーキシステム１１７ｆおよびリアブレーキシステム１１７ｒが初期状態から制動状態に遷移するとき、徐々に大きくなる第１回生制動力を発生するようにモータ６０を制御する。具体的には、第１制御部７５は、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１の少なくとも一方が、それぞれの右初期位置ＩＭｆまたは左初期位置ＩＭｒから移動するとその加算位置Ｍに応じて徐々に大きくなる第１回生制動力ＢＦ１を発生するようにモータ６０を制御する。前述したように、図１１では、第２制御部７６の制御によりモータ６０が発生する第２回生制動力ＢＦ２は、一定であり、第１制御部７５の制御によりモータ６０が発生する第２回生制動力ＢＦ１は、加算位置Ｍのたとえば関数ｆ（Ｍ）で表され、加算位置Ｍが大きくなると徐々に大きくなる。切換制御部７７は、常時回生モード時において第２制御部７６による制御を行っているときに、レバー部材３１が初期位置ＩＭから所定位置ＰＬを超えて移動すると、第１制御部７５による制御に切り換える。モード切換部７８は、常時回生モードとブレーキ回生モードとのいずれかに回生制動モードを切り換えることができる。具体的にはモード切換部７８は、上モード選択スイッチ４４ｃ及び下モード選択スイッチ４４ｄによって選択された回生制動モードを動作させる。位置判断部７９は、レバー部材３１の初期位置ＩＭからの移動位置が所定位置ＰＬを超えたか否かを判断する。
【００６３】
初期位置書換部８０は、初期位置調整部５０により右初期位置ＩＭｆが変更されたとき、初期位置記憶部９２の記憶内容を調整後の移動位置に書き換えてもよい。この場合、初期位置書換部８０は、右ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５により右最大調整位置ＭＡｆより小さい移動位置が検出されると、その移動位置を右初期位置ＩＭｆとして初期位置記憶部９２に記憶し、初期位置を書き換える。また初期位置書換部８０は、初期位置調整部５０により左初期位置ＩＭｒが変更されたとき、初期位置記憶部９２の記憶内容を調整後の移動位置に書き換えてもよい。この場合、初期位置書換部８０は、左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５により左最大調整位置ＭＡｒより小さい移動位置が検出されると、その移動位置を左初期位置ＩＭｒとして初期位置記憶部９２に記憶し、初期位置を書き換える。
【００６４】
初期位置が変更されると、前述したように、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭｂが更新される。調整位置書込部８１は、例えば、初期位置調整部５０で最大限初期位置を調整したときに、各スイッチ４４ａ〜４４ｅのいずれか一つの例えば２秒以上の長押し操作または２つ以上の同時操作等の操作によりその操作が行われたときの右移動位置Ｍｆを右最大調整位置ＭＡｆとして最大調整位置記憶部９１に記憶させ、前記操作が行われたときの左移動位置Ｍｒを左最大調整位置ＭＡｒとして最大調整位置記憶部９１に記憶させる。
【００６５】
＜回生制動制御部の制御動作＞
次に、回生制動制御部７４の制御動作を図８、図９及び図１０に示す制御フローチャートに基づいて説明する。なお、制御動作は、図８から図１０に示す処理は本発明の制御動作の一例であり、本発明はこれに限定されない。図８から図１０に示すフローチャートでは、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの初期位置、移動位置、最大調整位置については左右の文言を省略し、それらの符号に対して左右の別を示すｒおよびｆを付している。
【００６６】
蓄電部１４からの電力が全体制御部１２に供給されると、全体制御部１２が制御動作を開始する。
【００６７】
図８のステップＳ１では、初期設定を行う。初期設定では、各種の変数やフラグがリセットされる。ステップＳ２では、電源スイッチ４４ｅがオンされるのを待つ。電源スイッチ４ｅがオンされるとステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、表示装置１８の表示処理を行う。ここでは、表示切換スイッチ４４ｂの操作に応じて図３に示すアシスト画面と図４に示すサイクルコンピュータ画面とのいずれかを表示する。また、各種の表示処理を行う。ステップＳ４では、スイッチ入力がなされたか否を判断する。ステップＳ５では、アシストモードを実行するか否かを判断する。ステップＳ６では、初期位置が変更され初期位置書込処理を行うか否かを判断する。ステップＳ７では、回生制動処理を行うか否かを判断し、ステップＳ２に移行する。
【００６８】
スイッチ入力がなされたと判断すると、ステップＳ４からステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、スイッチ入力処理を行い、ステップＳ５に移行する。スイッチ入力処理では、操作されたスイッチに応じた処理を行う。例えば、図３に示すアシスト画面では、上モード選択スイッチ４４ｃを操作すると、画面右側に表示された３つのアシストモード及び２つの回生制動モードと、アシスト回生オフとのいずれかに表示されたカーソルが押圧操作の都度下方に一つずつ移動する。また、下モード選択スイッチ４４ｄを操作すると、カーソルが押圧操作の都度上方に一つずつ移動する。カーソル移動後に所定時間（例えば、２秒から５秒）が経過すると、選択されたアシストモード及び回生制動モードが設定され、設定されたアシストモード及び回生制動モードにカーソルが固定される。
【００６９】
アシストモードを実行すると判断すると、ステップＳ５からステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、スイッチ入力処理により選択されたアシストモードでアシスト処理を行い、ステップＳ６に移行する。アシストモードでは、選択された「強」、「中」、「弱」のいずれかのアシストモードによるアシスト力をモータ６０が発生し、乗り手の人力による駆動を補助する。
【００７０】
初期位置書換処理を行うと判断すると、ステップＳ６からステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、図９に示す初期位置書込処理を実行し、ステップＳ７に移行する。
【００７１】
回生制動処理を行うと判断すると、ステップＳ７からステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、図１０示す回生制動モード処理に実行し、ステップＳ２に移行する。
【００７２】
ステップＳ１０の初期位置書込処理では、図９のステップＳ２０で速度センサ６２からの出力により自転車の速度が「０」か否かを判断する。速度が「０」ではない場合は図８に示すメインルーチンに戻る。速度が「０」の場合は、ステップＳ２１に移行する。
【００７３】
ステップＳ２１では、初期位置調整部５０により最大調整位置に右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの少なくともいずれか一方のレバー部材３１が調整され、その最大調整位置を書き込むための操作が行われたか否かを判断する。この判断は、例えば、ライトスイッチ４４ａと表示切換スイッチ４４ｂの同時操作により判断する。この判断が「ＹＥＳ」の場合はステップＳ１２に移行する。
【００７４】
ステップＳ２２では、そのときの右ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５が検出したレバー部材３１の左移動位置Ｍｆを右最大調整位置ＭＡｆとして最大調整位置記憶部９１に書き込み、またそのときの左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５が検出したレバー部材３１の左移動位置Ｍｒを左最大調整位置ＭＡｒとして最大調整位置記憶部９１に書き込み、ステップＳ２３に移行する。
【００７５】
ステップＳ２３では、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの少なくともいずれか一方のレバー部材３１が移動したか否かを判断する。ステップＳ２３で移動していないと判断した場合は図８に示すメインルーチンに戻る。ステップＳ２３で移動していると判断した場合は、ステップＳ２４に移行する。
【００７６】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３で右ブレーキレバー１６ｆのレバー部材３１が移動したと判断した場合には、右ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５から右移動位置Ｍｆを読み込み、ステップＳ２５に移行する。またステップＳ２４では、ステップＳ２３で左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１が移動した場合には、左ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５から左移動位置Ｍｒを読み込み、ステップＳ２５に移行する。またステップＳ２４では、ステップＳ２３で右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１が移動したと判断した場合には、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５から右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒをそれぞれ取り込み、ステップＳ２５に移行する。
【００７７】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３で右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのいずれか一方のレバー部材３１が移動したと判断した場合に、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５から右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒをそれぞれ取り込み、ステップＳ２５に移行してもよい。
ステップＳ２５では、ステップＳ２４で右移動位置Ｍｆを読み込んだ場合には、最大調整位置記憶部９１から右最大調整位置ＭＡｆを読み込み、ステップＳ２４で左移動位置Ｍｒを取り込んだ場合には、最大調整位置記憶部９１から左最大調整位置ＭＡｒを読み込み、ステップＳ２６に移行する。
【００７８】
ステップＳ２６では、ステップＳ２５で右移動位置Ｍｆを読み込んだ場合には、読み込んだ右移動位置Ｍｆが右最大値調整位置ＭＡｆより小さいか否か、つまり、右ブレーキレバー１６ｆの初期位置調整部５０による初期位置の調整操作であるのか否かを判断する。またステップＳ２６では、ステップＳ２５で左移動位置Ｍｒを読み込んだ場合には、読み込んだ左移動位置Ｍｒが左最大調整位置ＭＡｒより小さいか否か、つまり、左ブレーキレバー１６ｒの初期位置調整部５０による初期位置の調整操作であるのか否かを判断する。
【００７９】
ステップＳ２６において、右移動位置Ｍｆが最大調整位置ＭＡｆより小さく、初期位置の調整操作であると判断した場合、または左移動位置Ｍｒが最大調整位置ＭＡｒより小さく、初期位置の調整操作であると判断した場合は、ステップＳ２６からステップＳ２７に移行する。
【００８０】
ステップＳ２７では、所定時間（たとえば、２秒）以上レバー部材３１が停止しているか否かを判断する。これは調整途中の移動位置をキャンセルするための処理である。所定時間レバー部材３１が停止していない場合は、メインルーチンに戻り、所定時間以上レバー部材３１が停止していると、ステップＳ２７からステップＳ２８に移行する。
【００８１】
ステップＳ２８では、ステップＳ２４で右移動位置Ｍｆを読み込んだ場合、その右移動位置Ｍｆを初期位置記憶部９２に右初期位置ＩＭｆとして記憶する。またステップＳ２８では、ステップＳ２４で左移動位置Ｍｒを読み込んだ場合、そのステップＳ２４で読み込んだ左移動位置Ｍｒを初期位置記憶部９２に左初期位置ＩＭｒとして記憶する。これにより、ブレーキ回生モードにおいて、右ブレーキレバー１６ｆのレバー部材３１の右初期位置ＩＭｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１の左初期位置ＩＭｒの少なくともいずれか一方が変更される。ステップＳ２８が終了すると、ステップＳ２９に移る。
【００８２】
ステップＳ２９では、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流ＣＡＭｂの関数ｆ（Ｍ）を図１２に示すように、初期位置だけを変更し、上限加算位置Ｍｌｉｍは変更しないように更新する。図１２では、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流ＣＡＭｂの関数ｆ（Ｍ）が、横軸方向だけを圧縮したような関数に更新されている。
【００８３】
前述したステップＳ２６において、右移動位置Ｍｆが右最大調整位置ＭＡよりも大きく、または左移動位置Ｍｒが左最大調整位置ＭＡｒよりも大きいと判断した場合は、図８に示すメインルーチンに戻る。右移動位置Ｍｆが右最大調整位置ＭＡよりも大きい場合、または左移動位置Ｍｒが左最大調整位置ＭＡｒよりも大きいと判断した場合は、通常の制動操作であると判断できる。
【００８４】
ステップＳ１１の回生制動モード処理では、図１０のステップＳ３１で出力電流検出部６１ａからのモータ６０の出力電流Ａを取り込み、ステップＳ３１からステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、制動モードが常時回生モードか、否かを判断する。常時回生モードの場合はステップＳ３２からステップＳ３３に移行する。
【００８５】
ステップＳ３３では、右ブレーキセンサ５３ｆおよび左ブレーキセンサ５３ｒのリニアホール素子５５から右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒをそれぞれ取り込む。ステップＳ３４では、読み込んだ右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒを加算して加算位置Ｍを算出する。
【００８６】
ステップＳ３５では、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えたか否か、すなわち、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの少なくともいずれか一方が遊びを超えて操作されか否かを判断する。ステップＳ３６における判断が「ＮＯ」の場合、すなわち操作されたレバー部材３１の右移動位置Ｍｆまたは左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えていないと判断すると、ステップＳ３６に移行する。
【００８７】
ステップＳ３６では、出力電流Ａが、目標固定電流値ＦＡＭとなるようにモータ６０をフィードバック制御し、メインルーチンに戻る。
【００８８】
ステップＳ３５において、操作されたレバー部材３１の右移動位置Ｍｆまたは左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えたと判断すると、ステップＳ３７に移行する。ステップＳ３７では、加算位置Ｍが上限加算位置Ｍｌｉｍ以下のときには、出力電流Ａが、加算位置Ｍにおける第２可変目標電流値ＣＡＭｂとなるようにモータ６０をフィードバック制御し、また加算位置Ｍが上限加算位置Ｍｌｉｍを越えると、出力電流Ａが、最大出力電流Ａｌｉｍとなるように、モータ６０をフィードバック制御して、メインルーチンに戻る。
【００８９】
なお、ステップＳ３５では、加算位置Ｍが所定位置ＰＬを超えたか否かを判断しても良く、この場合には、加算位置Ｍが所定位置ＰＬを越えたと判断した場合には、ステップＳ３６に移行し、加算位置Ｍが所定位置ＰＬを越えていないと判断した場合には、ステップＳ３７に移行する。
【００９０】
制動モードが常時制動モードではなくブレーキ回生モードであると判断すると、ステップＳ３２からステップＳ４０に移行する。ステップＳ４０では、ステップＳ３３と同様に右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒを取り込み、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１では、ステップＳ３５と同様に、加算位置Ｍを算出して、ステップＳ４２に移行する。
【００９１】
ステップＳ４２では、ステップＳ３５と同様に、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えたか否か、すなわち、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの少なくともいずれか一方が遊びを超えて操作されか否かを判断する。ステップＳ４２において、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えていない場合は、回生制動を行わずにメインルーチンに戻る。ステップＳ４２において、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えた場合は、ステップＳ４３に移行する。ステップＳ４３では、加算位置Ｍが上限加算位置Ｍｌｉｍ以下のときには、出力電流Ａが加算位置Ｍにおける第１可変目標電流値ＣＡＭａとなるようにモータ６０をフィードバック制御し、また加算位置Ｍが上限加算位置Ｍｌｉｍを越えると、出力電流Ａが、最大出力電流Ａｌｉｍとなるように、モータ６０をフィードバック制御して、メインルーチンに戻る。
【００９２】
これにより、常時回生モードのときには、図１１に太線で示すように、レバー部材３１が初期位置ＩＭから所定位置ＰＬを越えて操作されるまでは、常時一定の第２回生制動力ＢＦ２で回生制動される。そして、レバー部材３１が所定位置ＰＬを超えると、加算位置Ｍに応じて第２回生制動力ＢＦ２から徐々に大きくなる第１回生制動力ＢＦ１で回生制動される。
【００９３】
一方、ブレーキ回生モードのときは、第１回生制動力ＢＦ１は、「０」から徐々に増加する。
【００９４】
ここでは、フロントブレーキシステム１１７ｆおよびリアブレーキシステム１１７ｒが変位すると、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒにより得られる制動情報である加算位置Ｍに応じた第１回生制動力ＢＦ１により回生制動がなされる。このため、二つの機械式のブレーキシステムの変位に応じて第１回生制動力を変化させることができ、回生制動と機械制動との間で違和感が生じにくくなる。
【００９５】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９６】
（ａ）前記実施形態では、可変目標電流値の曲線は加算位置Ｍの増加に応じて増加割合が小さくなる曲線である。しかし、可変目標電流値の増加の形態は、前記実施形態に限定されず、加算位置Ｍの増加に応じて増加割合が大きくなる曲線でもよく、また増加割合が途中で増減する曲線でも良い。また、増加割合が変化しない直線でもよい。可変目標電流値は、加算位置Ｍの増加に応じて階段状に増加するように設定されてもよい。
【００９７】
（ｂ）前記実施形態では、ブレーキレバーとブレーキケーブルにより連結されたブレーキ装置を有するブレーキ機構を開示したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ブレーキレバーと油圧配管により連結されたブレーキ装置を有するブレーキ機構にも本発明を適用できる。油圧配管を用いる場合、油の圧力を検出して、この圧力に応じて回生制御を行ってもよい。また前記実施形態では、ブレーキレバーのレバー部の移動位置に応じて回生制御を行っているが、ブレーキ装置のブレーキシューの移動位置に応じて回生制御を行ってもよく、ブレーキケーブルの一部分の移動位置に応じて回生制御を行ってもよい。
【００９８】
（ｃ）前記実施形態では、フロントブレーキシステム１１７ｆおよびリアブレーキシステム１１７ｒのレバー部材３１の右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒの加算位置Ｍを制動情報とし、加算位置Ｍにより、第１回生制動力を設定したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、右移動位置Ｍｆと左移動位置Ｍｒとに異なる重み付けを行い、重み付けを考慮した制動情報で第１回生制動力を設定しても良い。たとえば、右移動位置Ｍｆと左移動位置Ｍｒとに重み付けを行って、加算したものを制動情報とする。この右移動位置Ｍｆと左移動位置Ｍｒとの重み付けは、たとえばスイッチ４４ａ〜４４ｅを用いて、変更可能な構成としてもよい。
【００９９】
（ｄ）前記実施形態では、前輪１０６ｆにモータユニット１０を設けたアシスト自転車を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、後輪１０６ｒ又はハンガー部１２２にモータユニットを設けたアシスト自転車にも本発明を適用できる。
【０１００】
（ｅ）前記実施形態では、レバー部材の移動位置を検出しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、リムブレーキシステムのブレーキシューの移動位置、ハブブレーキシステムのブレーキパッドやブレーキシューの移動位置等に応じて第１回生制動力を変化させても良い。
【０１０１】
（ｆ）前記実施形態では、アシスト自転車は外装変速機を有する構成であるが、内装変速機を有する構成であってもよく、変速機を備えない構成であってもよく、本システムはあらゆるアシスト自転車に適用することができる。
【０１０２】
（ｇ）前記実施形態では、右初期位置ＩＭｆおよび左初期位置ＩＭｒの書換をキー入力操作により行っているが、本発明はこれに限定されない。初期位置書換部８０は、電源が投入されたとき、初期位置記憶部９２の記憶内容を現在の位置に書き換えてもよい。具体的には、初期位置書換部８０は、電源が投入されたとき、右ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５によって検出される位置が右最大調整位置ＭＡｆよりも小さい場合、その位置を右初期位置ＩＭｆとして初期位置記憶部９２に記憶し、初期位置を書き換える。また初期位置書換部８０は、電源が投入されたとき、左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５によって検出される位置が左最大調整位置ＭＡｒよりも小さい場合、その位置を左初期位置ＩＭｒとして初期位置記憶部９２に記憶し、初期位置を書き換える。これにより、初期位置の書換を自動的に行える。
【０１０３】
（ｈ）前記実施形態では、全体制御部１２が回生制動制御部７４として機能しているが、モータユニットにモータを制御するモータ制御部を設けて、このモータ制御部と、全体制御部１２とが共同して、回生制動制御部７４の機能を実現する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１２ 全体制御部
１６ｆ 右ブレーキレバー
１６ｒ 左ブレーキレバー
３１ レバー部材
５０ 初期位置調整部
５３ｆ 右ブレーキセンサ（第１変位量検出部の一例）
５３ｒ 左ブレーキセンサ（第２変位量検出部の一例）
６０ モータ
７４ 回生制動制御部（回生制動制御装置の一例）
７５ 第１制御部
７６ 第２制御部
７７ 切換制御部
７８ モード切換部
７９ 位置判断部
８０ 初期位置書換部
８１ 調整位置書込部
９３ 固定電流値記憶部
９４ 可変電流値記憶部
１１７ｆ フロントブレーキシステム
１１７ｒ リアブレーキシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制動制御装置、特に、人力による駆動をモータにより補助する電動自転車に装着可能なブレーキシステムに関連して、モータを制御する自転車用回生制動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人力よる駆動をモータにより補助するアシスト自転車において、蓄電池の電力の消耗を抑えるために、回生制動を行う技術が従来知られている（たとえば、特許文献１参照）。従来の回生制動制御装置では、フロントブレーキレバーおよびリアブレーキレバー（第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの一例）にレバー操作の有無を検出するブレーキスイッチをそれぞれ配置している。従来の回生制動制御装置では、片方のブレーキスイッチがオンしたときの回生制動力を、両方のブレーキスイッチがオンしたときの回生制動力より小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３５３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の構成では、片方のブレーキレバーを操作したときと、両方のブレーキレバーを操作したときの強さが異なる２つの回生制動力で回生制動を行っている。このため、ブレーキレバーの操作により自転車の機械式のブレーキ装置が制動動作を開始すると、制動力が急激に上昇する。このように、ブレーキレバーの操作量に対して制動力が急激に上昇すると、回生制動と機械制動との間に違和感が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明の課題は、回生制動と機械制動との間で違和感を生じにくくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明１に係る自転車用回生制動制御装置は、自転車に装着可能な第１ブレーキシステムと第２ブレーキシステムの変位に関連してモータを制御する装置である。自転車用回生制動制御装置は、第１変位量検出部と、第２変位量検出部と、第１制御部と、を備えている。第１変位量検出部は、第１ブレーキシステムの第１変位量を検出する。第２変位量検出部は、第２ブレーキシステムの第２変位量を検出する。第１制御部は、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが変位すると、第１変位量と第２変位量とにより得られる制動情報に応じた第１回生制動力を発生するようにモータを制御する。
【０００７】
この回生制動制御装置では、第１ブレーキシステム及び第２ブレーキシステム、すなわち機械的な二つ（例えば前後）のブレーキ機構が変位すると、第１変位量と第２変位量とにより得られる制動情報に応じた第１回生制動力を発生するようにモータを制御する。
【０００８】
ここでは、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが変位すると、第１変位量および第２変位量により得られる制動情報に応じた第１回生制動力により回生制動がなされる。このため、二つの機械式のブレーキシステムの変位に応じて第１回生制動力を変化させることができ、回生制動と機械制動との間で違和感が生じにくくなる。
【０００９】
発明２に係る自転車用回生制動制御装置は、発明１に記載の自転車用回生制動制御装置において、制動情報は、第１変位量と第２変位量とを加算して得られる。この場合には、制動情報が第１ブレーキシステムと第２ブレーキシステムの変位を加算して得られるので、回生制動と機械制動との間でさらに違和感が生じにくくなる。
【００１０】
発明３に係る自転車用回生制動制御装置は、発明１又は２に記載の自転車用回生制動制御装置において、第１制御部は、第１変位量および第２変位量の増加に応じて、増加する第１回生制動力を発生するようにモータを制御する。この場合には、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの変位量の増加に応じて回生制動力が徐々に増加するので、第１回生制動力が機械式のブレーキ装置の制動状態に追随する。このため、回生制動と機械制動との間でさらに違和感が生じにくくなる。
【００１１】
発明４に係る自転車用回生制動装置は、発明１から３のいずれかに自転車用回生制動装置において、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが変位していないとき、一定の第２回生制動力を発生するようにモータを制御する第２制御部をさらに備える。
【００１２】
この場合には、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの状態、すなわち機械式のブレーキ機構による制動が行われているか否かに関わらず、第２制御部による一定の第２回生制動力を発生させた回生充電が行われる。第２回生制動力は、通常の走行に差し支えない程度の制動力に設定される。このため、第２回生制動力による回生充電より充電量が多くなる。
【００１３】
発明５に係る自転車用回生制動制御装置は、発明４に記載の装置において、第２制御部による制御を行っているときに、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、第１制御部による制御に切り換える切換制御部をさらに備える。
【００１４】
この場合には、第２制御部による常時回生制御をおこなっているときでも、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位する、すなわち、ブレーキ操作がなされると、第１制御部により第１変位量及び第２変位量により得られた制御情報に応じた回生制動がなされる。このため、常時制動を行っても、制動操作により回生制動力が増加し、回生制動と機械制動との間に違和感が生じにくくなる。
【００１５】
発明６に係る自転車用回生制動制御装置は、発明５に記載の自転車用回生制動制御装置において、切換制御部により第２制御部による制御から第１制御部による制御に切り換えられた場合、第１制御部は、前記制動情報に応じて第２回生制動力以上となる第１回生制動力を発生させる。この場合には、常時回生時の第２回生制動力から違和感なく第１回生制動力を上昇させることができる。
【００１６】
発明７に係る自転車用回生制動制御装置は、発明５または６に記載の自転車用回生制動制御装置において、第１制動モードと第２制動モードとに切り換えるモード切換部をさらに備えている。第１制動モードは、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、切換制御部により第２制御部による制御から第１制御部による制御に切り換わる制動モードである。第２制動モードは、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位すると、第１制御部による制御を行う制動モードである。
【００１７】
この場合には、第１制動モードでは、第２回生制動力で常時回生制動して回生充電し、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、切換制御部により第２制御部による制御から第１制御部による制御に切り換わり、回生充電量が多くなる。一方、第２制動モードでは、第２制御部による常時回生は行われず、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位すると、第１回生制動力で制動して回生充電する。ここでは、ライダーの好みに合わせて充電量を調整できる。たとえば、電池残量が少ないときには、第１制動モードにして充電量を多くし、電池残量が多いときには、第２制動モードにして第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが動作しないときにペダルを軽くこげるようにすることができる。
【００１８】
発明８に係る自転車用回生制動制御装置は、発明１から７のいずれかに記載の自転車用回生制動制御装置において、第１制御部は、第１変位量および第２変位量の増加に応じて増加する出力電流に基づいて第１回生制動力を制御する。この場合には、トルクに応じて変化する電流に基づいて第１回生制動力を制御するので、自転車の速度が変化したときに、変位量に応じた回生制動力が変化してしまうことを抑制することができる。
【００１９】
発明９に係る自転車用回生制動制御装置は、発明８に記載の自転車用回生制動制御装置において、第１制御部は、予め設定された最大出力電流に基づいて第１回生制動力の上限を設定する。この場合には、自転車の速度が変化しても、第１回生制動力の上限が変化してしまうことを抑制することができる。
【００２０】
発明１０に係る自転車用回生制動制御装置は、発明１から９のいずれかに記載の自転車用回生制動制御装置において、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムは、ブレーキレバー、ブレーキワイヤ、キャリパーブレーキ、カンチブレーキ、油圧ブレーキ、ブレーキシュー、ブレーキパッド、ローラブレーキの少なくともいずれか１つをそれぞれ含む。この場合には、ブレーキに関連する種々の装置の変位に応じて回生制動力を変更できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムが変位すると、第１変位量および第２変位量により得られる制動情報に応じた第１回生制動力により回生制動がなされる。このため、二つの機械式のブレーキシステムの変位に応じて第１回生制動力を変化させることができ、回生制動と機械制動との間で違和感が生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態が採用された自転車の側面図。
【図２】ブレーキレバー及び表示装置を示す平面図。
【図３】表示装置のモード画面の表示の一例を示す図。
【図４】表示装置のサイクルコンピュータ画面の一例を示す図。
【図５】本発明の第１実施形態による電装システムの構成を示すブロック図。
【図６】その接続形態を示すブロック図。
【図７】全体制御部の機能構成を示すブロック図。
【図８】回生制動制御部の制御動作を示すフローチャート。
【図９】初期位置書換部の動作を示すフローチャート。
【図１０】回生制動制御動作を示すフローチャート。
【図１１】ブレーキ回生及び常時回生時の回生制動力の変化を示すグラフ。
【図１２】初期位置が変更された場合の図１１に相当するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１において、本発明の第１実施形態を採用する自転車は人力よる駆動をモータユニット１０により補助するアシスト自転車である。なお、以下の説明では、自転車の左右は、通常、自転車を後方から見たときに右にあるのを右とし、左にあるのを左と規定している。
【００２４】
自転車は、フレーム体１０２及びフロントフォーク１０３を有するフレーム１０１と、ハンドル部１０４と、駆動部１０５と、前輪１０６ｆと、後輪１０６ｒと、フロントブレーキ装置１０７ｆ及びリアブレーキ装置１０７ｒと、前照灯２３と、尾灯２４と、を備えている。フロントフォーク１０３は、フレーム体１０２の前部に斜めの軸回りに揺動自在に装着されている。フロントブレーキ装置１０７ｆ及びリアブレーキ装置１０７ｒは、前輪１０６ｆ及び後輪１０６ｒのフロントリム１２１ｆ及びリアリム１２１ｒにそれぞれ接触して制動する。
【００２５】
フレーム１０１には、サドル１１１やハンドル部１０４を含む各部が取り付けられている。駆動部１０５は、フレーム体１０２のハンガー部に回転自在に支持されたクランク軸１１６と、クランク軸１１６の両端に固定されたギアクランク１１８ａ及び左クランク（図示せず）と、ギアクランク１１８ａに掛け渡されたチェーン１１９と、後輪１０６ｒのリアハブ１１０に装着されたギア１０９と、フロントディレーラ１０８ｆと、リアディレーラ１０８ｒと、を有している。
【００２６】
フロントディレーラ１０８ｆは、ギアクランク１１８ａに装着された、たとえば３枚のスプロケットのいずれかにチェーン１１９を架け渡すものである。リアディレーラ１０８ｒは、リアハブ１１０に取り付けられた、ギア１０９のたとえば９枚のスプロケットのいずれかにチェーン１１９を架け渡すものである。いずれも電動駆動されるものである。
【００２７】
フレーム体１０２の後上部には、リアキャリア１１２が取り付けられている。リアキャリア１１２には、全体制御部１２を含むリアキャリアユニット１３が装着されている。リアキャリアユニット１３は、後述するモータユニット１０、全体制御部１２及び前照灯２３等の電源となる蓄電部１４を着脱可能に搭載している。蓄電部１４は、例えばニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の蓄電池を含んでいる。蓄電部１４に尾灯２４が一体で取り付けられている。
【００２８】
前輪１０６ｆの中心には、前輪１０６ｆの駆動補助用のモータユニット１０が装着されている。モータユニット１０の内部には、図５に示すように、モータ６０と、インバータ６１と、速度センサ６２とが設けられている。モータ６０は、たとえば３相ブラシレスＤＣモータまたは交流モータである。インバータ６１は、蓄電部１４から直流出力された電流をモータ６０のアシストモードに応じたアシスト力を発生する交流電流に変換する。また、モータ６０の回生制動力を変化させる。インバータ６１は、デューティ比によりモータ６０の出力電流を変化させることによりアシスト力及び回生制動力を変化させる。インバータ６１は、出力電流を検出する出力電流検出部６１ａを有している。速度センサ６２は、モータ６０の回転速度つまり、自転車の速度を検出する。
【００２９】
また、ハンガー部１２２には、図５に示すように、クランク軸１１６に作用する踏力を検出するためのトルクセンサ１７およびクランク軸１１６の回転角度を検出する角度センサ１９を有する後述するハンガーユニット１２２ａが設けられている。
【００３０】
リアキャリアユニット１３は、全体制御部１２を内部に有している。全体制御部１２は、マイクロコンピュータを有し、接続された電装品を制御する。全体制御部１２は、アシストモードのとき、乗り手の踏力の最大でＮ１倍のアシスト力が発生するようにモータユニット１０を制御可能である。全体制御部１２は、複数の回生制動モードと複数のアシストモードとでモータ６０を制御する。具体的には、全体制御部１２は、アシストモードでは、踏力のＮ１倍のアシスト力で補助する強アシストモード、Ｎ２倍のアシスト力で補助する中アシストモード、およびＮ３倍のアシスト力で補助する弱アシストモードの３つのアシストモードを有している。Ｎ１、Ｎ２およびＮ３は、予め定める数字を表し、Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３に選ばれる。Ｎ１は例えば２に選ばれ、Ｎ２は例えば１．５に選ばれ、Ｎ３は例えば１に選ばれる。
【００３１】
また、回生制動モードは、常時回生モードと、後述する右ブレーキレバー１６ｆおよび/または左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１の移動位置に応じて制動力を変化させるブレーキ回生モードとの２つの制動モードを含んでいる。常時回生モードは、第１制動モードの一例であり、ブレーキ回生モードは、第２制動モードの一例であり、強アシストモード、中アシストモードおよび低アシストモードを含む。
【００３２】
また、モータユニット１０の動作モードには、アシストおよび回生制動を両方とも行わないオフモードも含まれている。常時回生モードでは、右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒのそれぞれのレバー部材３１が初期位置（リリース位置）から移動したときに所定位置に到達するまでは、一定の第２回生制動力で制動し、所定位置を超えると、レバー部材３１の移動位置に応じて回生制動による制動力が第２回生制動力以上となる第１回生制動力で制動する。この所定位置は、レバー部材３１のリリース位置から３度程度の揺動に相当する移動位置である。ブレーキ回生モードでは、常時回生は行わずに、右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒのそれぞれのレバー部材３１の移動位置に応じて、第１回生制動力で制御する。常時回生及びブレーキ回生モードでは、モータ６０から発生する電力を蓄電部１４に蓄えつつ前輪１０６ｆを制動するようにしている。
【００３３】
ハンドル部１０４は、フロントフォーク１０３の上部に固定されたハンドルステム１１４と、ハンドルステム１１４に固定されたバーハンドル型のハンドルバー１１５とを有している。ハンドルバー１１５の両端には、自転車のハンドル部１０４を上方から見た図２に示すように、右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒと、グリップ１５と、が装着されている。ハンドルバー１１５の中央部には、ハンドルステム１１４を跨いで表示装置１８が固定されている。
【００３４】
表示装置１８は、液晶ディスプレイ画面１８ａを有している。液晶ディスプレイ画面１８ａは、例えば、図３に示すアシストおよび回生制動モードの選択画面等を表示するアシスト画面と、図４に示す自転車の速度、フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒの変速位置、並びに走行距離等を表示するサイクルコンピュータ画面とに切り換え可能である。なお、いずれの画面にも蓄電部１４の残量が表示される。図３に示すアシスト画面では、例えば２つの回生制動モードと、３つのアシストモードを選択できるとともに、アシストおよび回生制動を行わないオフモードも選択できる。後述する上モード選択スイッチ４４ｃまたは下モード選択スイッチ４４ｄを操作するとカーソルが上又は下に移動する。そして、移動先で数秒以上操作が停止するとそのモードが選択される。また、選択されたモードにカーソルが止まる。
【００３５】
なお、図３に示すアシスト画面では、常時回生モードに設定されている。したがって、回生制動モードが選択された場合は、選択されているモードに対応する部分にカーソルが表示される。たとえば、アシスト回生オフが選択された場合は、アシスト回生オフにカーソルが表示される。
【００３６】
また、サイクルコンピュータ画面において、変速位置のカーソルは、現在の変速位置を示している。
【００３７】
＜ブレーキレバーの構成＞
右ブレーキレバー１６ｆは、フロントブレーキケーブル１１３ｆによりフロントブレーキ装置１０７ｆに接続されている。左ブレーキレバー１６ｒは、リアブレーキケーブル１１３ｒによりリアブレーキ装置１０７ｒに接続されている。右ブレーキレバー１６ｆと、フロントブレーキ装置１０７ｆと、これらを接続するブレーキワイヤとを含んでフロントブレーキシステム１１７ｆが構成される。フロントブレーキシステム１１７ｆは、第１ブレーキシステムの一例である。また、左ブレーキレバー１６ｒと、リアブレーキ装置１０７ｒと、これらを接続するブレーキワイヤとを含んでリアブレーキシステム１１７ｒが構成される。リアブレーキシステム１１７ｒは、第２ブレーキシステムの一例である。
【００３８】
右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒは、ハンドルバー１１５に着脱自在に装着される取付ブラケット３０と、取付ブラケット３０に揺動自在に装着されたレバー部材３１と、をそれぞれ備えている。
【００３９】
取付ブラケット３０は、図２に示すように、ハンドルバー１１５に装着可能に図２下部に配置された装着部４１と、装着部４１に連結されたブラケット部４２と、を有している。装着部４１は、図示しない固定ボルトを締め付けることにより取付ブラケット３０をハンドルバー１１５に固定できる。右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒのブラケット部４２には、リアディレーラ１０８ｒ及びフロントディレーラ１０８ｆを変速操作するためのリア変速操作部４３ｒ及びフロント変速操作部４３ｆが各別に着脱可能に取り付けられている。
【００４０】
リア変速操作部４３ｒ及びフロント変速操作部４３ｆは、例えば左右に並べて配置されたシフトアップスイッチ４３ａとシフトダウンスイッチ４３ｂとを有している。シフトアップスイッチ４３ａは、自転車の左右方向でシフトダウンスイッチ４３ｂの、たとえば左側に配置されている。シフトアップスイッチ４３ａは、高速側の変速段に変速操作するためのスイッチであり、シフトダウンスイッチ４３ｂは、低速側の変速段に変速操作するためのスイッチである。たとえば、フロント変速操作部４３ｆのシフトアップスイッチ４３ａを操作すると、ギアクランク１１８ａにおいて、最小径のスプロケットから中間径のスプロケット、又は中間径のスプロケットから最大径のスプロケットにチェーン１１９が架け替えられる。また、リア変速操作部４３ｒのシフトアップスイッチ４３ａが操作されると、小ギア１０９において、チェーン１１９が架けられているスプロケットより一段小さい径のスプロケットにチェーン１１９が架け替えられる。シフトダウンスイッチ４３ｂが操作されると、逆の動作が行われる。
【００４１】
右ブレーキレバー１６ｆのブラケット部４２には、ライトスイッチ４４ａと、表示切換スイッチ４４ｂとが左右に並べて配置されている。表示切換スイッチ４４ｂは、表示装置１８の液晶ディスプレイ画面１８ａをアシスト画面とサイクルコンピュータ画面とに切り換えるためのスイッチである。ライトスイッチ４４ａは、前照灯２３をオンオフするスイッチである。ライトスイッチ４４ａは、押圧操作する都度、前照灯２３がオンまたはオフする。また、表示切換スイッチ４４ｂは、押圧操作する都度、表示装置１８の液晶ディスプレイ画面１８ａをアシスト画面とサイクルコンピュータ画面とに切り換える。
【００４２】
左ブレーキレバー１６ｒのブラケット部４２には、上モード選択スイッチ４４ｃと、下モード選択スイッチ４４ｄと、電源スイッチ４４ｅとが配置されている。上モード選択スイッチ４４ｃは、回生制動モードおよびアシストモードを図３に示す画面上方向に順に選択するスイッチである。下モード選択スイッチ４４ｄは、複数の回生制動モード又は複数のアシストモードを図３に示す画面下方向に順に選択するスイッチである。電源スイッチ４４ｅは、図２において下モード選択スイッチ４４ｄの上方に配置された円形の押しボタンスイッチであり、全体制御部１２の電源をオンまたはオフするソフトウェアスイッチである。上モード選択スイッチ４４ｃを押圧する都度、回生制動モード又はアシストモードを選択するためのカーソルが画面上方向に順に移動する。カーソルの移動が停止するとそのモードが選択される。下モード選択スイッチ４４ｄは、同様に下方向に順にカーソルが移動する。ここでは、表示画面に表示されている各モードが上下方向に並んでいるが、各モードは左右方向に並べて表示されてもよい。電源スイッチ４４ｅは、押圧操作の都度、全体制御部１２の電源がオンまたはオフされる。
【００４３】
ブラケット部４２には、レバー部材３１の初期位置を調整可能な調整ボルトを有する初期位置調整部５０が設けられている。また、フロントブレーキシステム１１７ｆのブラケット部４２の内部には、レバー部材３１との距離によりレバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出するリニアホール素子を用いた右ブレーキセンサ５３ｆが設けられている。右ブレーキセンサ５３ｆは、レバー部材３１に埋め込まれた磁石５４からの距離により、レバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出するリニアホール素子５５を有している。この移動位置に応じて全体制御部１２は、ブレーキ回生モード及び常時回生モード時に回生制動制御を行う。また、リアブレーキシステム１１７ｒのブラケット部４２の内部には、フロントブレーキシステム１１７ｆのブラケット部４２と同様に、レバー部材３１との距離によりレバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出するリニアホール素子を用いた左ブレーキセンサ５３ｒが設けられている。左ブレーキセンサ５３ｒは、レバー部材３１に埋め込まれた磁石５４からの距離により、レバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出するリニアホール素子５５を有している。この移動位置に応じて全体制御部１２は、ブレーキ回生モード及び常時回生モード時に回生制動制御を行う。右ブレーキセンサ５３ｆは、第１変位量検出部の一例であり、左ブレーキセンサ５３ｒは第２変位量検出部の一例である。
【００４４】
レバー部材３１は、初期位置（リリース位置）から最大揺動位置との間でブラケット部４２に揺動自在に装着されている。初期位置は、レバー部材３１が最もハンドルバー１１５から離れた位置である。レバー部材３１は、図示しない付勢部材またはブレーキワイヤによって初期位置側に付勢されている。初期位置は、前述したように初期位置調整部５０により調整可能である。レバー部材３１には、フロントブレーキケーブル１１３ｆ（またはリアブレーキケーブル１１３ｒ）のインナーケーブルが係止されている。フロントブレーキケーブル１１３ｆ（またはリアブレーキケーブル１１３ｒ）のアウターケーシングは、ブラケット部４２に係止されている。
【００４５】
＜電装システムの構成＞
図５及び図６に示すように、自転車に搭載される電装システム１００は、電装品としてのリアキャリアユニット１３と、モータユニット１０と、ハンガーユニット１２２ａと、フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒと、前照灯２３と、表示装置１８と、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒとを備えている。これらの電装品が通信可能な第１電力線７０ａ〜７０ｇおよび第２電力線７１により接続されている。図５において第１電力線７０ａ〜７０ｇを実線で示し、第２電力線７１は第１電力線７０ａ〜７０ｇを示す線よりも太い線で示す。第１電力線７０ａ〜７０ｇ及び第２電力線７１は、２本の導線を含んで構成される。２本のうちの一方はグランドラインである。
【００４６】
リアキャリアユニット１３は、電装システム１００の電装品を制御する全体制御部１２と、蓄電部１４と、尾灯２４と、を有している。リアキャリアユニット１３はリアキャリア１１２に装着されている。全体制御部１２は、マイクロコンピュータを有するものである。全体制御部１２には、電装システム１００の電源としての蓄電部１４が着脱自在に装着されている。尾灯２４は、蓄電部１４に一体で取り付けられている。
【００４７】
リアキャリアユニット１３には、モータユニット１０が第２電力線７１を介して接続されている。第２電力線７１は、たとえば２４ボルトの電圧源からの電源電流を流せる電力線である。第１電力線７０ａ〜７０ｇは、たとえば６ボルトの電圧源からの電源電流を流せる電力線である。
【００４８】
第１電力線７０ａ〜７０ｇ及び第２電力線７１には、それぞれの電装品を制御する制御信号が重畳された電源電流が流れている。
【００４９】
また、リアキャリアユニット１３には、ハンガーユニット１２２ａが第１電力線７０ａを介して接続されている。ハンガーユニット１２２ａは、前述したようにトルクセンサ１７と、角度センサ１９と、を有している。ハンガーユニット１２２ａには、前照灯２３、フロントディレーラ１０８ｆ、及びリアディレーラ１０８ｒが第１電力線７０ｂ、第１電力線７０ｇ及び第２電力線７０ｃを介して各別に接続されている。前照灯２３は、例えばＬＥＤ（発光素子）を用いた省電力形のものであり、フロントフォーク１０３の前面に装着されている。
【００５０】
フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒは、フロント変速モータ２０ｆ、フロント段数センサ２１ｆ及びリア変速モータ２０ｒ、フロント段数センサ２１ｆ及びリア段数センサ２１ｒを各別に有している。また、フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒは、フロント変速モータ２０ｆ及びリア変速モータ２０ｒを制御する図示しないフロント制御部及びリア制御部を各別に有している。このフロント段数センサ２１ｆ及びリア段数センサ２１ｒの出力により表示装置１８にフロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒの段数が各別に表示される。前照灯２３には、表示装置１８が第２電力線７０ｄを介して接続されている。
【００５１】
表示装置１８には、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒが第１電力線７０ｅおよび第１電力線７０ｆを介して各別に接続されている。
【００５２】
図６に示すように、各電装品は、シリアルバス構造で接続されている。これにより、全体制御部１２が搭載される電装品（例えば、リアキャリアユニット１３）を除いて、いずれの電装品を接続または離脱しても、電装システム１００は動作可能である。例えば、図６において、前照灯２３を外しても、第１電力線７０ｂを表示装置１８に接続することにより、電装システム１００は動作する。また、フロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒが通常の変速ケーブルで動作する場合は、第１電力線７０ｇ及び第１電力線７０ｃを外せばよい。この場合にも、電装システム１００は動作する。
【００５３】
＜全体制御部の機能構成＞
図７に示すように、全体制御部１２は、ソフトウェアで実現される機能構成として、変速制御部７２と、アシスト制御部７３と、回生制動制御部（回生制動制御装置の一例）７４と、を有している。回生制動制御部７４は、第１制御部７５と、第２制御部７６と、切換制御部７７と、モード切換部７８と、位置判断部７９と、初期位置書換部８０と、調整位置書込部８１と、を有している。また、全体制御部１２には、前述した蓄電部１４及びモータユニット１０等の電装品に加えて記憶部９０が接続されている。記憶部９０は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）またはフラッシュメモリ等の不揮発メモリ素子で構成されており、最大調整位置記憶部９１と、初期位置記憶部９２と、固定電流値記憶部９３と、可変電流値記憶部９４と、を有している。
【００５４】
最大調整位置記憶部９１には、初期位置調整部５０により初期位置が最大限に調整されたときの右ブレーキレバー１６ｆの右移動位置Ｍｆが右最大調整位置ＭＡｆとして記憶されている。また最大調整位置記憶部９１には、初期位置調整部５０により初期位置が最大限に調整されたときの左ブレーキレバー１６ｒの左移動位置Ｍｒが左最大調整位置ＭＡｒとして記憶されている。この記憶処理は、工場出荷時に行ってもよいし、販売店または乗り手が行ってもよい。
【００５５】
初期位置記憶部９２には、右ブレーキレバー１６ｆの右初期位置ＩＭｆが変更された場合に、後述する回生制動モード処理により変更された右初期位置ＩＭｆが記憶される。なお、自転車を購入後の最初の右初期位置ＩＭｆは、初期位置調整部５０により調整されていない位置であり、右移動位置Ｍｆを数字で表す場合、例えば右初期位置ＩＭｆは移動位置「０」に対応する。また初期位置記憶部９２には、左ブレーキレバー１６ｒの左初期位置ＩＭｒが変更された場合に、後述する回生制動モード処理により変更された左初期位置ＩＭｒが記憶される。なお、自転車を購入後の最初の左初期位置ＩＭｒは、初期位置調整部５０により調整されていない位置であり、左移動位置Ｍｒを数字で表す場合、例えば左初期位置ＩＭｒは移動位置「０」に対応する。
【００５６】
固定電流値記憶部９３には、常時回生モード時に使用する第１回生制動力ＢＦ１を発生する固定目標電流値ＦＡＭが記憶されている。可変電流値記憶部９４には、ブレーキ回生時の右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの各レバー部材３１のそれぞれの初期位置からの右移動位置Ｍｆと左移動位置Ｍｒとを加算した加算位置Ｍ（制動情報の一例）に応じて、徐々に大きくなる第１回生制動力ＢＦ１を発生する第１可変目標電流値ＣＡＭａが記憶されている。また、常時回生モード時にブレーキ回生モードと同様に加算位置Ｍに応じて徐々に大きくなる第１回生制動力ＢＦ１を発生する第２可変目標電流値ＣＡＭｂが記憶されている。第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変電流目標値ＣＡＭｂは、たとえば加算位置Ｍの関数ｆ（Ｍ）に基づいて加算位置Ｍ毎に算出され、その算出結果が表形式で可変電流値記憶部９４に記憶されている。したがって、加算位置Ｍによりその位置における第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変電流目標値ＣＡＭｂを読み出すことができる。常時回生モードおよびブレーキ回生モードでは、所定のタイミングで加算位置Ｍ毎にこれらの目標電流値になるように、回生制動制御部７４が、デューティ比を用いてモータ６０をフィードバック制御している。
【００５７】
図１１に示すように、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭｂは、所定位置ＰＬから上限の最大出力電流Ａｌｉｍまで徐々に大きくなる。ここで初期位置ＭＩから所定位置ＰＬまでの区間Ｌは、右ブレーキレバー１６ｆまたは左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１の遊びを想定している。上限の最大出力電流Ａｌｉｍは、モータ６０の最大許容出力電流値よりも低い電流値である。最大出力電流Ａｌｉｍを発生する上限加算位置Ｍｌｉｍは一定であり、たとえば、フロントブレーキ装置１０７ｆおよびリアブレーキ装置１０７ｒが制動動作を開始するより僅かに手前の位置に設定されており、言い換えればブレーキシューがリムに接触するより手前に設定されていることが好ましい。
【００５８】
第１可変電流目標値ＣＡＭａは、「０」から徐々に大きくなる。第２可変電流目標値ＣＡＭｂは、第２回生制動力ＢＦ２に相当する固定目標電流値ＦＡＭから徐々に大きくなる。図１１に示す第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭｂの曲線は、たとえば加算位置Ｍの増加に応じて増加割合が小さくなる曲線である。しかし、可変目標電流値の増加の形態は、これに限定されず、加算位置Ｍの増加に応じて増加割合が大きくなる曲線でもよく、また増加割合が途中で増減する曲線でも良い。また、増加割合が変化しない直線でも良い。
【００５９】
また、可変電流値記憶部９４に記憶される第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭｂの増加する基点となる所定位置ＰＬは、図１２に示すように初期位置ＩＭが変化するとその分シフトする。しかし、最大出力電流Ａｌｉｍ、すなわち最大第１制動力を発生する上限加算位置Ｍｌｉｍは、初期位置ＩＭが変化しても変化しない。
【００６０】
したがって、初期位置ＭＩが変化すると、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭａの増加割合は変化する。このため、右初期位置ＩＭｆおよび左初期位置ＩＭｒの少なくとも一方が変更される都度、可変電流値記憶部９４の記憶内容は更新される。
【００６１】
変速制御部７２は、左右のシフトアップスイッチ４３ａ及び左右のシフトダウンスイッチ４３ｂの操作に応じてフロントディレーラ１０８ｆ及びリアディレーラ１０８ｒの段数を制御する。アシスト制御部７３は、上モード選択スイッチ４４ｃ及び下モード選択スイッチ４４ｄで選択されたアシストモードでインバータ６１を介してモータ６０を制御する。回生制動制御部７４は、上モード選択スイッチ４４ｃ及び下モード選択スイッチ４４ｄで選択された回生制動モードでインバータ６１を介してモータ６０を制御する。
【００６２】
第１制御部７５は、フロントブレーキシステム１１７ｆおよびリアブレーキシステム１１７ｒが初期状態から制動状態に遷移するとき、徐々に大きくなる第１回生制動力を発生するようにモータ６０を制御する。具体的には、第１制御部７５は、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１の少なくとも一方が、それぞれの右初期位置ＩＭｆまたは左初期位置ＩＭｒから移動するとその加算位置Ｍに応じて徐々に大きくなる第１回生制動力ＢＦ１を発生するようにモータ６０を制御する。前述したように、図１１では、第２制御部７６の制御によりモータ６０が発生する第２回生制動力ＢＦ２は、一定であり、第１制御部７５の制御によりモータ６０が発生する第２回生制動力ＢＦ１は、加算位置Ｍのたとえば関数ｆ（Ｍ）で表され、加算位置Ｍが大きくなると徐々に大きくなる。切換制御部７７は、常時回生モード時において第２制御部７６による制御を行っているときに、レバー部材３１が初期位置ＩＭから所定位置ＰＬを超えて移動すると、第１制御部７５による制御に切り換える。モード切換部７８は、常時回生モードとブレーキ回生モードとのいずれかに回生制動モードを切り換えることができる。具体的にはモード切換部７８は、上モード選択スイッチ４４ｃ及び下モード選択スイッチ４４ｄによって選択された回生制動モードを動作させる。位置判断部７９は、レバー部材３１の初期位置ＩＭからの移動位置が所定位置ＰＬを超えたか否かを判断する。
【００６３】
初期位置書換部８０は、初期位置調整部５０により右初期位置ＩＭｆが変更されたとき、初期位置記憶部９２の記憶内容を調整後の移動位置に書き換えてもよい。この場合、初期位置書換部８０は、右ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５により右最大調整位置ＭＡｆより小さい移動位置が検出されると、その移動位置を右初期位置ＩＭｆとして初期位置記憶部９２に記憶し、初期位置を書き換える。また初期位置書換部８０は、初期位置調整部５０により左初期位置ＩＭｒが変更されたとき、初期位置記憶部９２の記憶内容を調整後の移動位置に書き換えてもよい。この場合、初期位置書換部８０は、左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５により左最大調整位置ＭＡｒより小さい移動位置が検出されると、その移動位置を左初期位置ＩＭｒとして初期位置記憶部９２に記憶し、初期位置を書き換える。
【００６４】
初期位置が変更されると、前述したように、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流値ＣＡＭｂが更新される。調整位置書込部８１は、例えば、初期位置調整部５０で最大限初期位置を調整したときに、各スイッチ４４ａ〜４４ｅのいずれか一つの例えば２秒以上の長押し操作または２つ以上の同時操作等の操作によりその操作が行われたときの右移動位置Ｍｆを右最大調整位置ＭＡｆとして最大調整位置記憶部９１に記憶させ、前記操作が行われたときの左移動位置Ｍｒを左最大調整位置ＭＡｒとして最大調整位置記憶部９１に記憶させる。
【００６５】
＜回生制動制御部の制御動作＞
次に、回生制動制御部７４の制御動作を図８、図９及び図１０に示す制御フローチャートに基づいて説明する。なお、制御動作は、図８から図１０に示す処理は本発明の制御動作の一例であり、本発明はこれに限定されない。図８から図１０に示すフローチャートでは、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの初期位置、移動位置、最大調整位置については左右の文言を省略し、それらの符号に対して左右の別を示すｒおよびｆを付している。
【００６６】
蓄電部１４からの電力が全体制御部１２に供給されると、全体制御部１２が制御動作を開始する。
【００６７】
図８のステップＳ１では、初期設定を行う。初期設定では、各種の変数やフラグがリセットされる。ステップＳ２では、電源スイッチ４４ｅがオンされるのを待つ。電源スイッチ４ｅがオンされるとステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、表示装置１８の表示処理を行う。ここでは、表示切換スイッチ４４ｂの操作に応じて図３に示すアシスト画面と図４に示すサイクルコンピュータ画面とのいずれかを表示する。また、各種の表示処理を行う。ステップＳ４では、スイッチ入力がなされたか否を判断する。ステップＳ５では、アシストモードを実行するか否かを判断する。ステップＳ６では、初期位置が変更され初期位置書込処理を行うか否かを判断する。ステップＳ７では、回生制動処理を行うか否かを判断し、ステップＳ２に移行する。
【００６８】
スイッチ入力がなされたと判断すると、ステップＳ４からステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、スイッチ入力処理を行い、ステップＳ５に移行する。スイッチ入力処理では、操作されたスイッチに応じた処理を行う。例えば、図３に示すアシスト画面では、上モード選択スイッチ４４ｃを操作すると、画面右側に表示された３つのアシストモード及び２つの回生制動モードと、アシスト回生オフとのいずれかに表示されたカーソルが押圧操作の都度下方に一つずつ移動する。また、下モード選択スイッチ４４ｄを操作すると、カーソルが押圧操作の都度上方に一つずつ移動する。カーソル移動後に所定時間（例えば、２秒から５秒）が経過すると、選択されたアシストモード及び回生制動モードが設定され、設定されたアシストモード及び回生制動モードにカーソルが固定される。
【００６９】
アシストモードを実行すると判断すると、ステップＳ５からステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、スイッチ入力処理により選択されたアシストモードでアシスト処理を行い、ステップＳ６に移行する。アシストモードでは、選択された「強」、「中」、「弱」のいずれかのアシストモードによるアシスト力をモータ６０が発生し、乗り手の人力による駆動を補助する。
【００７０】
初期位置書換処理を行うと判断すると、ステップＳ６からステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、図９に示す初期位置書込処理を実行し、ステップＳ７に移行する。
【００７１】
回生制動処理を行うと判断すると、ステップＳ７からステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、図１０示す回生制動モード処理に実行し、ステップＳ２に移行する。
【００７２】
ステップＳ１０の初期位置書込処理では、図９のステップＳ２０で速度センサ６２からの出力により自転車の速度が「０」か否かを判断する。速度が「０」ではない場合は図８に示すメインルーチンに戻る。速度が「０」の場合は、ステップＳ２１に移行する。
【００７３】
ステップＳ２１では、初期位置調整部５０により最大調整位置に右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの少なくともいずれか一方のレバー部材３１が調整され、その最大調整位置を書き込むための操作が行われたか否かを判断する。この判断は、例えば、ライトスイッチ４４ａと表示切換スイッチ４４ｂの同時操作により判断する。この判断が「ＹＥＳ」の場合はステップＳ１２に移行する。
【００７４】
ステップＳ２２では、そのときの右ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５が検出したレバー部材３１の左移動位置Ｍｆを右最大調整位置ＭＡｆとして最大調整位置記憶部９１に書き込み、またそのときの左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５が検出したレバー部材３１の左移動位置Ｍｒを左最大調整位置ＭＡｒとして最大調整位置記憶部９１に書き込み、ステップＳ２３に移行する。
【００７５】
ステップＳ２３では、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの少なくともいずれか一方のレバー部材３１が移動したか否かを判断する。ステップＳ２３で移動していないと判断した場合は図８に示すメインルーチンに戻る。ステップＳ２３で移動していると判断した場合は、ステップＳ２４に移行する。
【００７６】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３で右ブレーキレバー１６ｆのレバー部材３１が移動したと判断した場合には、右ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５から右移動位置Ｍｆを読み込み、ステップＳ２５に移行する。またステップＳ２４では、ステップＳ２３で左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１が移動した場合には、左ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５から左移動位置Ｍｒを読み込み、ステップＳ２５に移行する。またステップＳ２４では、ステップＳ２３で右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１が移動したと判断した場合には、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５から右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒをそれぞれ取り込み、ステップＳ２５に移行する。
【００７７】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３で右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのいずれか一方のレバー部材３１が移動したと判断した場合に、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５から右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒをそれぞれ取り込み、ステップＳ２５に移行してもよい。
ステップＳ２５では、ステップＳ２４で右移動位置Ｍｆを読み込んだ場合には、最大調整位置記憶部９１から右最大調整位置ＭＡｆを読み込み、ステップＳ２４で左移動位置Ｍｒを取り込んだ場合には、最大調整位置記憶部９１から左最大調整位置ＭＡｒを読み込み、ステップＳ２６に移行する。
【００７８】
ステップＳ２６では、ステップＳ２５で右移動位置Ｍｆを読み込んだ場合には、読み込んだ右移動位置Ｍｆが右最大値調整位置ＭＡｆより小さいか否か、つまり、右ブレーキレバー１６ｆの初期位置調整部５０による初期位置の調整操作であるのか否かを判断する。またステップＳ２６では、ステップＳ２５で左移動位置Ｍｒを読み込んだ場合には、読み込んだ左移動位置Ｍｒが左最大調整位置ＭＡｒより小さいか否か、つまり、左ブレーキレバー１６ｒの初期位置調整部５０による初期位置の調整操作であるのか否かを判断する。
【００７９】
ステップＳ２６において、右移動位置Ｍｆが最大調整位置ＭＡｆより小さく、初期位置の調整操作であると判断した場合、または左移動位置Ｍｒが最大調整位置ＭＡｒより小さく、初期位置の調整操作であると判断した場合は、ステップＳ２６からステップＳ２７に移行する。
【００８０】
ステップＳ２７では、所定時間（たとえば、２秒）以上レバー部材３１が停止しているか否かを判断する。これは調整途中の移動位置をキャンセルするための処理である。所定時間レバー部材３１が停止していない場合は、メインルーチンに戻り、所定時間以上レバー部材３１が停止していると、ステップＳ２７からステップＳ２８に移行する。
【００８１】
ステップＳ２８では、ステップＳ２４で右移動位置Ｍｆを読み込んだ場合、その右移動位置Ｍｆを初期位置記憶部９２に右初期位置ＩＭｆとして記憶する。またステップＳ２８では、ステップＳ２４で左移動位置Ｍｒを読み込んだ場合、そのステップＳ２４で読み込んだ左移動位置Ｍｒを初期位置記憶部９２に左初期位置ＩＭｒとして記憶する。これにより、ブレーキ回生モードにおいて、右ブレーキレバー１６ｆのレバー部材３１の右初期位置ＩＭｆおよび左ブレーキレバー１６ｒのレバー部材３１の左初期位置ＩＭｒの少なくともいずれか一方が変更される。ステップＳ２８が終了すると、ステップＳ２９に移る。
【００８２】
ステップＳ２９では、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流ＣＡＭｂの関数ｆ（Ｍ）を図１２に示すように、初期位置だけを変更し、上限加算位置Ｍｌｉｍは変更しないように更新する。図１２では、第１可変目標電流値ＣＡＭａおよび第２可変目標電流ＣＡＭｂの関数ｆ（Ｍ）が、横軸方向だけを圧縮したような関数に更新されている。
【００８３】
前述したステップＳ２６において、右移動位置Ｍｆが右最大調整位置ＭＡよりも大きく、または左移動位置Ｍｒが左最大調整位置ＭＡｒよりも大きいと判断した場合は、図８に示すメインルーチンに戻る。右移動位置Ｍｆが右最大調整位置ＭＡよりも大きい場合、または左移動位置Ｍｒが左最大調整位置ＭＡｒよりも大きいと判断した場合は、通常の制動操作であると判断できる。
【００８４】
ステップＳ１１の回生制動モード処理では、図１０のステップＳ３１で出力電流検出部６１ａからのモータ６０の出力電流Ａを取り込み、ステップＳ３１からステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、制動モードが常時回生モードか、否かを判断する。常時回生モードの場合はステップＳ３２からステップＳ３３に移行する。
【００８５】
ステップＳ３３では、右ブレーキセンサ５３ｆおよび左ブレーキセンサ５３ｒのリニアホール素子５５から右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒをそれぞれ取り込む。ステップＳ３４では、読み込んだ右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒを加算して加算位置Ｍを算出する。
【００８６】
ステップＳ３５では、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えたか否か、すなわち、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの少なくともいずれか一方が遊びを超えて操作されか否かを判断する。ステップＳ３６における判断が「ＮＯ」の場合、すなわち操作されたレバー部材３１の右移動位置Ｍｆまたは左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えていないと判断すると、ステップＳ３６に移行する。
【００８７】
ステップＳ３６では、出力電流Ａが、目標固定電流値ＦＡＭとなるようにモータ６０をフィードバック制御し、メインルーチンに戻る。
【００８８】
ステップＳ３５において、操作されたレバー部材３１の右移動位置Ｍｆまたは左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えたと判断すると、ステップＳ３７に移行する。ステップＳ３７では、加算位置Ｍが上限加算位置Ｍｌｉｍ以下のときには、出力電流Ａが、加算位置Ｍにおける第２可変目標電流値ＣＡＭｂとなるようにモータ６０をフィードバック制御し、また加算位置Ｍが上限加算位置Ｍｌｉｍを越えると、出力電流Ａが、最大出力電流Ａｌｉｍとなるように、モータ６０をフィードバック制御して、メインルーチンに戻る。
【００８９】
なお、ステップＳ３５では、加算位置Ｍが所定位置ＰＬを超えたか否かを判断しても良く、この場合には、加算位置Ｍが所定位置ＰＬを越えたと判断した場合には、ステップＳ３６に移行し、加算位置Ｍが所定位置ＰＬを越えていないと判断した場合には、ステップＳ３７に移行する。
【００９０】
制動モードが常時制動モードではなくブレーキ回生モードであると判断すると、ステップＳ３２からステップＳ４０に移行する。ステップＳ４０では、ステップＳ３３と同様に右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒを取り込み、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１では、ステップＳ３５と同様に、加算位置Ｍを算出して、ステップＳ４２に移行する。
【００９１】
ステップＳ４２では、ステップＳ３５と同様に、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えたか否か、すなわち、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒの少なくともいずれか一方が遊びを超えて操作されか否かを判断する。ステップＳ４２において、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えていない場合は、回生制動を行わずにメインルーチンに戻る。ステップＳ４２において、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒのいずれかが所定位置ＰＬを超えた場合は、ステップＳ４３に移行する。ステップＳ４３では、加算位置Ｍが上限加算位置Ｍｌｉｍ以下のときには、出力電流Ａが加算位置Ｍにおける第１可変目標電流値ＣＡＭａとなるようにモータ６０をフィードバック制御し、また加算位置Ｍが上限加算位置Ｍｌｉｍを越えると、出力電流Ａが、最大出力電流Ａｌｉｍとなるように、モータ６０をフィードバック制御して、メインルーチンに戻る。
【００９２】
これにより、常時回生モードのときには、図１１に太線で示すように、レバー部材３１が初期位置ＩＭから所定位置ＰＬを越えて操作されるまでは、常時一定の第２回生制動力ＢＦ２で回生制動される。そして、レバー部材３１が所定位置ＰＬを超えると、加算位置Ｍに応じて第２回生制動力ＢＦ２から徐々に大きくなる第１回生制動力ＢＦ１で回生制動される。
【００９３】
一方、ブレーキ回生モードのときは、第１回生制動力ＢＦ１は、「０」から徐々に増加する。
【００９４】
ここでは、フロントブレーキシステム１１７ｆおよびリアブレーキシステム１１７ｒが変位すると、右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒにより得られる制動情報である加算位置Ｍに応じた第１回生制動力ＢＦ１により回生制動がなされる。このため、二つの機械式のブレーキシステムの変位に応じて第１回生制動力を変化させることができ、回生制動と機械制動との間で違和感が生じにくくなる。
【００９５】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９６】
（ａ）前記実施形態では、可変目標電流値の曲線は加算位置Ｍの増加に応じて増加割合が小さくなる曲線である。しかし、可変目標電流値の増加の形態は、前記実施形態に限定されず、加算位置Ｍの増加に応じて増加割合が大きくなる曲線でもよく、また増加割合が途中で増減する曲線でも良い。また、増加割合が変化しない直線でもよい。可変目標電流値は、加算位置Ｍの増加に応じて階段状に増加するように設定されてもよい。
【００９７】
（ｂ）前記実施形態では、ブレーキレバーとブレーキケーブルにより連結されたブレーキ装置を有するブレーキ機構を開示したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ブレーキレバーと油圧配管により連結されたブレーキ装置を有するブレーキ機構にも本発明を適用できる。油圧配管を用いる場合、油の圧力を検出して、この圧力に応じて回生制御を行ってもよい。また前記実施形態では、ブレーキレバーのレバー部の移動位置に応じて回生制御を行っているが、ブレーキ装置のブレーキシューの移動位置に応じて回生制御を行ってもよく、ブレーキケーブルの一部分の移動位置に応じて回生制御を行ってもよい。
【００９８】
（ｃ）前記実施形態では、フロントブレーキシステム１１７ｆおよびリアブレーキシステム１１７ｒのレバー部材３１の右移動位置Ｍｆおよび左移動位置Ｍｒの加算位置Ｍを制動情報とし、加算位置Ｍにより、第１回生制動力を設定したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、右移動位置Ｍｆと左移動位置Ｍｒとに異なる重み付けを行い、重み付けを考慮した制動情報で第１回生制動力を設定しても良い。たとえば、右移動位置Ｍｆと左移動位置Ｍｒとに重み付けを行って、加算したものを制動情報とする。この右移動位置Ｍｆと左移動位置Ｍｒとの重み付けは、たとえばスイッチ４４ａ〜４４ｅを用いて、変更可能な構成としてもよい。
【００９９】
（ｄ）前記実施形態では、前輪１０６ｆにモータユニット１０を設けたアシスト自転車を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、後輪１０６ｒ又はハンガー部１２２にモータユニットを設けたアシスト自転車にも本発明を適用できる。
【０１００】
（ｅ）前記実施形態では、レバー部材の移動位置を検出しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、リムブレーキシステムのブレーキシューの移動位置、ハブブレーキシステムのブレーキパッドやブレーキシューの移動位置等に応じて第１回生制動力を変化させても良い。
【０１０１】
（ｆ）前記実施形態では、アシスト自転車は外装変速機を有する構成であるが、内装変速機を有する構成であってもよく、変速機を備えない構成であってもよく、本システムはあらゆるアシスト自転車に適用することができる。
【０１０２】
（ｇ）前記実施形態では、右初期位置ＩＭｆおよび左初期位置ＩＭｒの書換をキー入力操作により行っているが、本発明はこれに限定されない。初期位置書換部８０は、電源が投入されたとき、初期位置記憶部９２の記憶内容を現在の位置に書き換えてもよい。具体的には、初期位置書換部８０は、電源が投入されたとき、右ブレーキレバー１６ｆのリニアホール素子５５によって検出される位置が右最大調整位置ＭＡｆよりも小さい場合、その位置を右初期位置ＩＭｆとして初期位置記憶部９２に記憶し、初期位置を書き換える。また初期位置書換部８０は、電源が投入されたとき、左ブレーキレバー１６ｒのリニアホール素子５５によって検出される位置が左最大調整位置ＭＡｒよりも小さい場合、その位置を左初期位置ＩＭｒとして初期位置記憶部９２に記憶し、初期位置を書き換える。これにより、初期位置の書換を自動的に行える。
【０１０３】
（ｈ）前記実施形態では、全体制御部１２が回生制動制御部７４として機能しているが、モータユニットにモータを制御するモータ制御部を設けて、このモータ制御部と、全体制御部１２とが共同して、回生制動制御部７４の機能を実現する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１２ 全体制御部
１６ｆ 右ブレーキレバー
１６ｒ 左ブレーキレバー
３１ レバー部材
５０ 初期位置調整部
５３ｆ 右ブレーキセンサ（第１変位量検出部の一例）
５３ｒ 左ブレーキセンサ（第２変位量検出部の一例）
６０ モータ
７４ 回生制動制御部（回生制動制御装置の一例）
７５ 第１制御部
７６ 第２制御部
７７ 切換制御部
７８ モード切換部
７９ 位置判断部
８０ 初期位置書換部
８１ 調整位置書込部
９３ 固定電流値記憶部
９４ 可変電流値記憶部
１１７ｆ フロントブレーキシステム
１１７ｒ リアブレーキシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車に装着可能な第１ブレーキシステムと第２ブレーキシステムの変位に関連してモータを制御する自転車用回生制動制御装置であって、
前記第１ブレーキシステムの第１変位量を検出する第１変位量検出部と、
前記第２ブレーキシステムの第２変位量を検出する第２変位量検出部と、
前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムが変位すると、前記第１変位量と前記第２変位量とにより得られた制動情報に応じた第１回生制動力を発生するように前記モータ制御する第１制御部と、
を備えた自転車用回生制動制御装置。
【請求項２】
前記制動情報は、前記第１変位量と前記第２変位量とを加算して得られる、請求項１に記載の自転車用回転制動制御装置。
【請求項３】
前記第１制御部は、前記第１変位量および第２変位量の増加に応じて、徐々に増加する前記第１回生制動力を発生するように前記モータを制御する、請求項１または２に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項４】
前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムが変位していないとき、一定の第２回生制動力を発生するように前記モータを制御する第２制御部をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項５】
前記第２制御部による制御を行っているときに、前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、前記第１制御部による制御に切り換える切換制御部をさらに備える、請求項４に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項６】
前記切換制御部により前記第２制御部による制御から前記第１制御部による制御に切り換えられた場合、前記第１制御部は、前記制動情報に応じて前記第２回生制動力以上となる前記第１回生制動力を発生させる、請求項５に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項７】
前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、前記切換制御部により前記第２制御部による制御から前記第１制御部による制御に切り換わる第１制動モードと、前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位すると、前記第１制御部による制御を行う第２制動モードとに切り換えるモード切換部をさらに備える、請求項５または６に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項８】
前記第１制御部は、前記第１変位量および前記第２変位量の増加に応じて増加する前記モータの出力電流に基づいて前記第１回生制動力を制御する、請求項１から７のいずれか１項に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項９】
前記第１制御部は、予め設定された最大出力電流に基づいて前記第１回生制動力の上限を設定する、請求項８に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項１０】
第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムは、ブレーキレバー、ブレーキワイヤ、キャリパーブレーキ、カンチブレーキ、油圧ブレーキ、ブレーキシュー、ブレーキパッド、ローラブレーキの少なくともいずれか１つをそれぞれ含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項１】
自転車に装着可能な第１ブレーキシステムと第２ブレーキシステムの変位に関連してモータを制御する自転車用回生制動制御装置であって、
前記第１ブレーキシステムの第１変位量を検出する第１変位量検出部と、
前記第２ブレーキシステムの第２変位量を検出する第２変位量検出部と、
前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムが変位すると、前記第１変位量と前記第２変位量とにより得られた制動情報に応じた第１回生制動力を発生するように前記モータ制御する第１制御部と、
を備えた自転車用回生制動制御装置。
【請求項２】
前記制動情報は、前記第１変位量と前記第２変位量とを加算して得られる、請求項１に記載の自転車用回転制動制御装置。
【請求項３】
前記第１制御部は、前記第１変位量および第２変位量の増加に応じて、徐々に増加する前記第１回生制動力を発生するように前記モータを制御する、請求項１または２に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項４】
前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムが変位していないとき、一定の第２回生制動力を発生するように前記モータを制御する第２制御部をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項５】
前記第２制御部による制御を行っているときに、前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、前記第１制御部による制御に切り換える切換制御部をさらに備える、請求項４に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項６】
前記切換制御部により前記第２制御部による制御から前記第１制御部による制御に切り換えられた場合、前記第１制御部は、前記制動情報に応じて前記第２回生制動力以上となる前記第１回生制動力を発生させる、請求項５に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項７】
前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位した場合、前記切換制御部により前記第２制御部による制御から前記第１制御部による制御に切り換わる第１制動モードと、前記第１ブレーキシステムおよび前記第２ブレーキシステムの少なくともいずれかが変位すると、前記第１制御部による制御を行う第２制動モードとに切り換えるモード切換部をさらに備える、請求項５または６に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項８】
前記第１制御部は、前記第１変位量および前記第２変位量の増加に応じて増加する前記モータの出力電流に基づいて前記第１回生制動力を制御する、請求項１から７のいずれか１項に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項９】
前記第１制御部は、予め設定された最大出力電流に基づいて前記第１回生制動力の上限を設定する、請求項８に記載の自転車用回生制動制御装置。
【請求項１０】
第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムは、ブレーキレバー、ブレーキワイヤ、キャリパーブレーキ、カンチブレーキ、油圧ブレーキ、ブレーキシュー、ブレーキパッド、ローラブレーキの少なくともいずれか１つをそれぞれ含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の自転車用回生制動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−５０３０４（Ｐ２０１２−５０３０４Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２６６３（Ｐ２０１０−１９２６６３）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００００２４３９）株式会社シマノ (1,038)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００００２４３９）株式会社シマノ (1,038)
【Ｆターム（参考）】
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