特開 2025-111335 制御装置及び電動アシスト自転車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025111335

(43)【公開日】2025-07-30

(54)【発明の名称】制御装置及び電動アシスト自転車

(51)【国際特許分類】

   B62M 6/45 20100101AFI20250723BHJP

【ＦＩ】

B62M6/45

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024005710

(22)【出願日】2024-01-17

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】内藤 圭太

(72)【発明者】

【氏名】戸塚 進士

(72)【発明者】

【氏名】北野 高通

(72)【発明者】

【氏名】高田 和夫

(57)【要約】

【課題】電動アシスト自転車に異音が発生することを抑制することができる制御装置及び異音の発生を抑制し得る電動アシスト自転車を提供する。
【解決手段】制御装置５０は、車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）とモータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）との比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるときにおける、ペダル４の回転をアシストする大きさを、当該車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）と当該モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）との比Ｒが所定の範囲Ｒａ外にあるときにおける、当該ペダル４の回転をアシストする大きさよりも大きくする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車輪の回転数とモータの回転数との比が所定の範囲内にあるときにおける、ペダルの回転をアシストする大きさを、当該車輪の回転数と当該モータの回転数との比が所定の範囲外にあるときにおける、当該ペダルの回転をアシストする大きさよりも大きくする、制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置と、
前記モータと減速機とを有する回転装置と、
前記ペダルと、
前記車輪と、
を備え、
前記回転装置により前記ペダルがアシストされているとき、
Ｎｗを前記車輪の回転数（ｒｐｍ）、Ｎｍを前記モータの回転数（ｒｐｍ）、及びｇｒ_ＭＤＵを前記回転装置の減速比として、以下の式（１）の大きさが所定の範囲内にある、電動アシスト自転車。
Ｎｍ／（Ｎｗ・ｇｒ_ＭＤＵ）・・・（１）

【請求項3】

前記所定の範囲外にある前記モータのトルクの大きさは、前記所定の範囲内にある前記モータのトルクの大きさに対して小さい、請求項２に記載の電動アシスト自転車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置及び電動アシスト自転車に関する。

【背景技術】

【0002】

ペダルに付与される踏力に基づいてアシストの必要の有無を判断し、アシストが必要な場合にはモータを回転させて電動アシスト自転車にアシストを提供するように構成された制御装置、及びかかる制御装置を備える電動アシスト自転車が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－９０１０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動アシスト自転車においては、典型的に、ペダルの回転（すなわち、ペダルに連結するクランクシャフトの回転）が所定の条件下にある場合に、モータを備えるモータドライブユニット（ＭＤＵ）の駆動力がクラッチを介してクランクシャフトに伝わり、制御装置の制御に基づいてペダルの回転がアシストされる。

【0005】

クラッチが、クランクシャフトにモータドライブユニットの駆動力を伝えない状態にある場合に、例えば電動アシスト自転車を加速させる方向にペダルを踏み込むと、クラッチがクランクシャフトに駆動力を伝える状態に移行する。この際、例えば、停止した電動アシスト自転車を動かすためにペダルを強く踏み込む等の理由により、モータが急激に駆動すると、クラッチ等の金属部品が急激に接触し、この急激な接触に起因する金属音等の異音が発生することがある。

【0006】

そこで、本発明は、電動アシスト自転車に異音が発生することを抑制することができる制御装置及び異音の発生を抑制し得る電動アシスト自転車を提供することを課題の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る制御装置は、車輪の回転数とモータの回転数との比が所定の範囲内にあるときにおける、ペダルの回転をアシストする大きさを、当該車輪の回転数と当該モータの回転数との比が所定の範囲外にあるときにおける、当該ペダルの回転をアシストする大きさよりも大きくする。

【0008】

また、本発明に係る電動アシスト自転車は、上述の制御装置と、前記モータと減速機とを有する回転装置と、前記ペダルと、前記車輪と、を備え、前記回転装置により前記ペダルがアシストされているとき、Ｎｗを前記車輪の回転数（ｒｐｍ）、Ｎｍを前記モータの回転数（ｒｐｍ）、及びｇｒ_ＭＤＵを前記回転装置の減速比として、以下の式（１）の大きさが所定の範囲内にある。
Ｎｍ／（Ｎｗ・ｇｒ_ＭＤＵ）・・・（１）

【0009】

また、上記電動アシスト自転車において、前記所定の範囲外にある前記モータのトルクの大きさは、前記所定の範囲内にある前記モータのトルクの大きさに対して小さくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態における電動アシスト自転車の一例を示す側面図である。

【図2】図１に示す電動アシスト自転車が備える回転機器の構成を模式的に示す図である。

【図3】図１に示す電動アシスト自転車が備える制御装置、センサ、及びモータの構成を示すブロック図である。

【図4】図１に示す電動アシスト自転車が備える制御装置による制御の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る制御装置及び電動アシスト自転車を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。また、上記添付図面では、理解を容易にするために各部材の寸法が誇張又は縮小して示されていたり、ハッチングが省略されて示されていたりする場合がある。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る電動アシスト自転車を示す側面図である。図１に示すように、電動アシスト自転車１は、フレームＦと、ハンドルＨと、サドルＳと、伝達体Ｃと、チェーンリングＣＲと、スプロケットＳＰと、バッテリＢと、回転機器としてのモータドライブユニット（ＭＤＵ）１００（以下、「ＭＤＵ１００」と記載する。）と、車輪（前輪２及び後輪３）と、ペダル４とを含んでいる。スプロケットＳＰは、後輪３に取り付けられている。伝達体Ｃは、チェーンリングＣＲとスプロケットＳＰとに架け渡されている。ＭＤＵ１００は、モータ４０と、電動アシスト自転車１にアシストを提供するためにモータ４０の駆動を制御する制御装置５０とを含んでいる。運転者が電動アシスト自転車１のサドルＳに座り、ペダル４を漕いでペダル４を回転させると、所定の条件下、チェーンリングＣＲ、スプロケットＳＰ、及び伝達体Ｃを介して車輪（典型的には後輪３）に駆動力が伝達され、前方への走行が可能となる。この際、所定の条件下、ＭＤＵ１００のモータ４０が制御装置５０の制御に基づいて回転し、このモータ４０の回転によるアシストによって、運転者がペダル４を漕ぐ力が低減（アシスト）される。伝達体Ｃは、チェーンであってもよく、ベルトであってもよい。

【0013】

前輪２又は後輪３の例えば回転軸近傍には、車輪（前輪２及び後輪３）の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び電動アシスト自転車１の車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を検出するための第１センサ５が配置されている。本明細書において、「車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を検出する」とは、第１センサ５そのものが車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を算出することであってもよく、車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を算出するために必要な信号を第１センサ５が制御装置５０に出力し、制御装置５０が車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を算出することであってもよく、車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を算出するために必要な信号を第１センサ５がその他の演算装置（図示せず）に出力し、出力信号を入力された演算装置が車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を算出して制御装置５０に出力することであってもよい。図１には、後輪３の回転軸近傍に第１センサ５を配置した例が示されている。第１センサ５としては、車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を検出可能な、又は車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を算出するために必要な信号を出力可能な公知のセンサを用いることができる。第１センサ５は、例えば、車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を検出可能な磁気センサ又はホールセンサであってもよく、車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を検出可能な光学センサであってもよい。また、第１センサ５を配
置する位置は、車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を検出可能な位置であればよく、例えば、前輪２又は後輪３の回転軸から離れた位置に配置されていてもよい。

【0014】

同様に、前輪２又は後輪３の例えば回転軸近傍には、車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を検出するための第４センサ８が配置されている。本明細書において、「車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を検出する」とは、第４センサ８そのものが車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を算出することであってもよく、車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を算出するために必要な信号を第４センサ８が制御装置５０に出力し、制御装置５０が所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を算出することであってもよく、車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を算出するために必要な信号を第１センサ５がその他の演算装置（図示せず）に出力し、出力信号を入力された演算装置が車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を算出して制御装置５０に出力することであってもよい。図１には、後輪３の回転軸近傍に第４センサ８を配置した例が示されている。第４センサ８としては、車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を検出可能な、又は車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を算出するために必要な信号を出力可能な公知のセンサを用いることができる。第４センサ８は、例えば、車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を検出可能な磁気センサ又はホールセンサであってもよく、車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を検出可能な光学センサであってもよい。また、第４センサ８を配置する位置は、車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）又は車輪の所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）を検出可能な位置であればよく、例えば、前輪２又は後輪３の回転軸から離れた位置に配置されていてもよい。

【0015】

本実施形態において、第４センサ８は、車輪（例えば後輪３）が所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）回転する毎に制御装置５０に信号Ｓａを出力する。すなわち、第４センサ８は、車輪が所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）回転したことを示す信号Ｓａを制御装置５０に出力する。所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）は、特に限定されるものではないが、例えば、３０°であってもよく、１２０°であってもよく、９０°であってもよく、６０°であってもよく、４５°であってもよく、１５°であってもよく、１０°であってもよく、１°から３６０°の範囲内から選ばれた所定の角度であれば、構わない。

【0016】

なお、第４センサ８と第１センサ５とを共通のセンサにしても構わない。

【0017】

ＭＤＵ１００及びバッテリＢは、典型的には、ペダル４に接続されたクランクシャフト２３の周辺に配置されている。図２は、ＭＤＵ１００の構成を模式的に示す図である。

【0018】

図１及び図２に示すように、ＭＤＵ１００は、回転装置７０と、制御装置５０と、ハウジング６０とを含んでいる。ハウジング６０は、電動アシスト自転車１の例えばフレームＦに固定されており、回転装置７０や制御装置５０等を内側に収容している。回転装置７０は、モータ４０と、減速機１０と、トルクセンサとしての第３センサ７とを有している。なお、図１では、回転装置７０及び制御装置５０は、ハウジング６０内に収容されて視認できないため、破線で示されている。なお、制御装置５０は、一部又は全部がハウジング６０の外側に配置されていてもよい。バッテリＢは、モータ４０及び制御装置５０に電力を供給し、この電力によってモータ４０及び制御装置５０が動作する。

【0019】

回転装置７０のモータ４０は、制御装置５０の制御により駆動して、減速機１０を介してペダル４の回転をアシストする。なお、本明細書において、「ペダル４の回転」とは、クランクシャフト２３を中心としたペダル４の回転をいう。また、本明細書において、「アシスト」とは、人力でペダル４を回転させる（ペダル４を漕ぐ）ための力（踏力）を軽減することを含む。モータ４０としては特に限定されないが、例えば、３相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）に対応するコイルを有するブラシレスＤＣモータであってもよい。

【0020】

図２に示すように、モータ４０には、モータ４０のロータの回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）（以下、単に「モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）」と記載する。）を検出するための第２センサ６が配置されている。本明細書において、「モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出する」とは、第２センサ６そのものがモータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を算出することであってもよく、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を算出するために必要な信号を第２センサ６が制御装置５０に出力し、制御装置５０がモータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を算出することであってもよく、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を算出するために必要な信号を第２センサ６がその他の演算装置（図示せず）に出力し、出力信号を入力された演算装置がモータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を算出して制御装置５０に出力することであってもよい。図２には、第２センサ６がモータ４０に搭載されている例が示されているが、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出可能な位置であれば、第２センサ６を配置する位置は特に限定されるものではない。第２センサ６としては、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出可能な、又はモータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を算出するために必要な信号を出力可能な公知のセンサを用いることができる。第２センサ６は、例えば、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出可能な磁気センサ又はホールセンサであってもよく、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出可能な光学センサなどであってもよい。

【0021】

図２に示すように、クランクシャフト２３は、ＭＤＵ１００のハウジング６０の内部を貫通している。クランクシャフト２３の延在方向（軸方向又は長手方向）において、クランクシャフト２３は、一端部２３ａと他端部２３ｂとを有している。一端部２３ａ及び他端部２３ｂはハウジング６０の外側にあり、一端部２３ａ及び他端部２３ｂのそれぞれにペダル４が固定されている。ペダル４が漕がれて回転することによって、クランクシャフト２３が回転する。なお、図１は、クランクシャフト２３の延在方向（軸方向又は長手方向）に視線を向けて電動アシスト自転車１を見た図である。上述の第３センサ７は、ハウジング６０の内側に収容されており、例えば、クランクシャフト２３を囲むように取り付けられてもよい。第３センサ７は、例えば、ペダル４に加えられた踏力に起因して変形したクランクシャフト２３のひずみを検知することよって、ペダル４にかかる踏力Ｔｆ（Ｎ）を検出してもよいし、その他のセンサ（例えば、磁歪式のセンサ）によって上記踏力Ｔｆ（Ｎ）を検知してもよい。

【0022】

本明細書において、「ペダル４にかかる踏力Ｔｆ（Ｎ）を検出する」とは、第３センサ７そのものが踏力Ｔｆ（Ｎ）を算出することであってもよく、踏力Ｔｆ（Ｎ）を算出するために必要な信号を第３センサ７が制御装置５０に出力し、制御装置５０が踏力Ｔｆ（Ｎ）を算出することであってもよく、踏力Ｔｆ（Ｎ）を計算するために必要な信号を第３センサ７がその他の演算装置（図示せず）に出力し、信号を入力された演算装置が踏力Ｔｆ（Ｎ）を算出して制御装置５０に出力することであってもよい。また、第３センサ７は、ペダル４に配置されていてもよく、ペダル４とクランクシャフト２３とを接続するクランクアームに配置されていてもよく、ＭＤＵ１００のハウジング６０に配置されていてもよく、その他の任意の箇所に配置されていてもよい。電動アシスト自転車１では、第３センサ７が検出した踏力Ｔｆ（Ｎ）等に応じて、モータ４０の出力が調節される。

【0023】

図２に示すように、回転装置７０の減速機１０は、出力ギア１６と、クラッチ３３と、他の部材群１１とを含んでいる。本実施形態において、クラッチ３３は、ワンウェイクラッチである。他の部材群１１は、ある減速比で、モータ４０の出力軸４０Ｓの回転力を出力ギア１６に伝達するように構成されており、例えば、複数のギア、複数のシャフト、及び複数のクラッチ（例えば、ワンウェイクラッチ）を含んでもよい。したがって、減速機１０は、出力ギア１６と他の部材群１１とから生じる所定の減速比ｇｒ_ＭＤＵを有しており、この減速比ｇｒ_ＭＤＵに基づいてモータ４０の回転を減速することができる。

【0024】

本実施形態において、出力ギア１６は、筒状の形状を有しており、略円環状の歯車１６ａと、歯車１６ａと同軸に設けられた略円筒状の突出部１６ｂとを有する。出力ギア１６の内側の空間をクランクシャフト２３が貫通している。

【0025】

出力ギア１６の歯車１６ａは、クラッチ３３を介してクランクシャフト２３に固定されている。より具体的には、歯車１６ａの内周面（クランクシャフト２３に近い側の周面）は、クラッチ３３の外周面（クランクシャフト２３から遠い側の周面）に固定されている。一方、歯車１６ａの外周面は、減速機１０の他の部材群１１に含まれるギアに噛合している。歯車１６ａはハウジング６０の内側に収容されている。

【0026】

出力ギア１６の突出部１６ｂは、歯車１６ａに接続されており、クランクシャフト２３の延在方向（軸方向又は長手方向）において、歯車１６ａから他端部２３ｂの側に突出している。なお、必要に応じ、突出部１６ｂは、周方向に並んだ複数の歯を有する領域（例：歯車）や、螺旋状に形成された溝を有する領域（例：ウォーム）を有していてもよい。出力ギア１６の突出部１６ｂの一部は、ハウジング６０の外側にある。突出部１６ｂのうちハウジング６０の外側にある部分の外周面には、チェーンリングＣＲが固定されている。

【0027】

クラッチ３３は、クランクシャフト２３の一方向（正方向）の回転を伝達し、他方向（逆方向）の回転を伝達しないように構成されている。例えば、ペダル４を逆方向（電動アシスト自転車１を前進させるためにペダル４を回転させる方向とは反対側の方向）に回転させる場合、これに伴い、クランクシャフト２３は、出力ギア１６に対して相対的に逆方向に回転する。この場合、クラッチ３３の金属部材が離れた状態になり、クランクシャフト２３の回転は出力ギア１６に伝達されない。すなわち、この場合、ペダル４の回転（クランクシャフト２３の回転）が、出力ギア１６に固定されたチェーンリングＣＲに伝達されないため、ペダル４の漕ぎに応じて後輪３が回転することが防止されている。一方、ペダル４を正方向（電動アシスト自転車１を前進させるためにペダル４を回転させる方向）に回転させ、ペダル４（クランクシャフト２３）の正方向への回転数が、ある回転数に達すると、クラッチ３３の金属部材同士が相互に接触して、クランクシャフト２３、クラッチ３３、及び出力ギア１６が連結し、クランクシャフト２３と出力ギア１６とが一体的に回転する。こうして、クランクシャフト２３の回転が出力ギア１６に伝達される。そして、これにより、出力ギア１６に固定されたチェーンリングＣＲが回転し、チェーンリングＣＲとスプロケットＳＰとに架け渡された伝達体Ｃを介して後輪３に駆動力が伝達される。換言すると、ペダル４（クランクシャフト２３）の正方向への回転数が、ある回転数に達すると、クラッチ３３と他の部材群１１のクラッチとによって、モータ４０の回転力が後輪３に伝わることが可能となり、ペダル４を踏むのに必要な力が所定の条件下で軽減（アシスト）される。一方、ペダル４（クランクシャフト２３）が相対的に逆方向に回転する場合には、クラッチ３３と他の部材群１１のクラッチとによって、モータ４０のアシストが後輪３に伝わることが防止される。なお、「相対的な逆方向への回転」を以後、単に「逆方向への回転」と記載することがある。

【0028】

また、例えば、スプロケットＳＰの変速ギア（図示せず）が重いギアから軽いギアへシフトされた場合、直前までのモータ４０のアシストされた回転力によって出力ギア１６がクランクシャフト２３に対して一瞬進み、クランクシャフト２３が出力ギア１６に対して一瞬逆方向に回転することがある。したがって、この場合、クラッチ３３の金属部材が離れた状態になり、クランクシャフト２３の回転は出力ギア１６に伝達されない。その後、クランクシャフト２３が正方向に回転する。この場合、クラッチ３３及び他の部材群１１のクラッチのそれぞれの金属部材同士が相互に接触してクランクシャフト２３、クラッチ３３、及び出力ギア１６が連結し、クランクシャフト２３と出力ギア１６とが一体的に回転し、クランクシャフト２３の回転が出力ギア１６に伝達される。換言すると、モータ４
０の回転力が出力ギア１６を介して後輪３に伝わることが可能となり、ペダル４を踏むのに必要な力が所定の条件下で軽減（アシスト）される。

【0029】

また、図１に示すように、後輪３の車軸には、クラッチＲＣが設けられている。このクラッチＲＣは、ラチェット等のワンウェイクラッチであってもよい。クラッチＲＣは、後輪３の回転方向に対して正方向に回転するスプロケットＳＰの回転を後輪３に伝達し、後輪３の回転方向に対して逆方向に回転するスプロケットＳＰの回転を後輪３に伝達しない構成を備えている。したがって、後輪３の回転方向に対して正方向に回転するスプロケットＳＰの回転が後輪３に伝達されるタイミングで、後輪３におけるクラッチＲＣを構成する金属部材同士が相互に接触する結果、ペダル４の回転力及びモータ４０の回転力が、チェーンリングＣＲ、スプロケットＳＰ、伝達体Ｃ、及び後輪３のクラッチＲＣを介して、後輪３に伝達される。

【0030】

また、例えば、電動アシスト自転車１が下り坂を走行してから平地や上り坂を走行する場合を考える。この場合、下り坂では後輪３の回転数が、ペダル４の回転から伝わるスプロケットＳＰの回転数よりも大きくなる場合があるが、そのような場合でも、平地や上り坂になると、やがて、後輪３の回転数はペダル４の回転から伝わるスプロケットＳＰの回転数と同じになる（同期する）。すなわち、後輪３の回転数がペダル４から伝わるスプロケットＳＰの回転数よりも大きくなった後、後輪３の回転数がペダル４から伝わるスプロケットＳＰの回転数と同じになる（同期する）。特に、電動アシスト自転車１が下り坂を走行している場合には、スプロケットＳＰが後輪３に対して逆方向に回転することになるため、クラッチＲＣの金属部材が離れた状態になり、ペダル４へ加える踏力は後輪３に伝達されなくなるためモータ４０の駆動（アシスト）は解除されることが望ましい。一方、電動アシスト自転車１が下り坂から平地又は上り坂へと走行して、後輪３の回転数が、スプロケットＳＰの回転数まで下がった場合には、クラッチＲＣを構成する金属部材同士が相互に接触して、後輪３とスプロケットＳＰが一体的に回転する。換言すると、駆動されたモータ４０の回転力が後輪３に伝わることが可能となり、後輪３を回転させるのに必要なペダル４へ加える踏力が所定の条件下で軽減（アシスト）される。

【0031】

次に、制御装置５０について詳細に説明する。図３は、制御装置５０、第１センサ５、第２センサ６、第３センサ７、第４センサ８、及びモータ４０の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、制御装置５０は、制御回路５０ａと駆動回路５０ｂとを含んでいる。なお、図３に示される制御装置５０の機能や構成は、制御装置５０の全体の機能や構成の一部であってもよい。すなわち、制御装置５０は、図３に示される機能や構成以外の機能又は構成を含んでもよい。

【0032】

制御回路５０ａは、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭやＲＯＭ等の各記憶装置と、カウンタ（タイマ）、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、クロック発生回路、及び入出力Ｉ／Ｆ回路等の周辺回路とが、バスや専用線を介して互いに接続された構成を有するプログラム処理装置（例えばマイクロコントローラ）によって実現されている。

【0033】

図３に示すように、本実施形態において、制御回路５０ａは、機能ブロックとして、第１計算部５１と、第２計算部５２と、第３計算部５３と、第４計算部５４と、出力抑制部５５と、判定部５６と、モード決定部５７と、記憶部（メモリ）５８と、駆動信号生成部５９とを含んでいる。記憶部５８は、上述のＲＡＭ、ＲＯＭ等の各記憶装置の全部又は一部であってもよい。第１計算部５１、第２計算部５２、第３計算部５３、第４計算部５４、出力抑制部５５と、判定部５６、モード決定部５７、及び駆動信号生成部５９は、例えば、制御回路５０ａとしてのプログラム処理装置において、プロセッサが、記憶部５８を含む上述の各記憶装置に記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行するとともに、カウンタやＡ／Ｄ変換回路等の周辺回路を制御することによって実現される。

【0034】

本実施形態において、記憶部５８には、上述のプログラムに加えて、減速機１０の減速比ｇｒ_ＭＤＵのデータ（以下、「減速比データ」と記載することがある。）、及び後述する比Ｒの範囲を示すデータ（以下、「範囲データ」と記載することがある。）等が格納されている。なお、制御回路５０ａは、その他の機能ブロックを有していても構わない。

【0035】

制御回路５０ａには、前述した車輪の回転数Ｎｗ及び電動アシスト自転車１の車速Ｖｂを検出する第１センサ５、前述したモータ４０のロータの回転数Ｎｗを検出する第２センサ６、前述したトルクセンサとしての第３センサ７、及び前述した車輪の所定の回転角Ａｎを検出する第４センサ８から出力された信号が入力される。第１計算部５１は、第１センサ５から入力された信号を基に、車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を算出する。第２計算部５２は、第２センサ６から入力された信号を基に、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を算出する。

【0036】

ところで、モータ ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出するセンサ（典型的には、ホールセンサ）は、ペダル（クランクシャフト）の回転数Ｎｐの回転数（ｒｐｍ）を直接的に検出するセンサに比べて精度高く回転角を検出できる場合があるため、式（Ｂ）を用いてペダル４の回転数Ｎｐ（ｒｐｍ）を算出することによって、より精度高く（例えば、ソフトウェアに使用したい時間間隔で）ペダル４の回転数Ｎｐ（ｒｐｍ）のデータを取得し得る。モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出するセンサを用いた方が正確に回転数を取得できる第１の場合として、ペダルの回転数Ｎｐ（ｒｐｍ）を直接的に検出するセンサの場合、両ペダル４を繋ぐシャフト上のマグネットと磁気センサとの間の距離が、踏力によりシャフトがひずむ影響により微小に変化する場合が挙げられる。一方、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出するセンサは、モータ４０のロータに対して常に同じ位置になるように固定されているため、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出するセンサによれば実質的に常に正確な磁気を取得できる。また、第２の場合として、検出対象である回転体の動力による影響が挙げられる。すなわち、モータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を検出するセンサでは、検出対象である回転体のモータ４０の動力は電気であるのに対して、ペダルの回転数Ｎｐ（ｒｐｍ）を直接的に検出するセンサでは、検出対象である回転体の動力は人力である。例えば、検出周期を１ｍｓとした場合、人力より電気の方が、検出周期ごとの変動が小さくなり、ソフトウェア内でデータとして使用できるようになる。

【0037】

第３計算部５３は、第３センサ７から入力された信号を基にペダル４にかかる踏力Ｔｆ（Ｎ）を算出し、さらに、第１計算部５１で算出された車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）及び車速Ｖｂ（ｋｍ／ｈ）を基に、所定のトルクをモータ４０に発揮させる目標値であるトルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）を算出する。

【0038】

第４センサ８は、車輪が所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）回転したことを示す信号Ｓａを第４計算部５４に出力する。

【0039】

第４計算部５４は、信号Ｓａが第４計算部５４に入力されると、第１計算部５１により算出された車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）と、第２計算部５２により算出されたモータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）と、記憶部５８に格納された減速比データ（減速機１０の減速比ｇｒ_ＭＤＵのデータ）とに基づいて、以下の式（１）によって得られる大きさ（なお、この大きさを、車輪の回転数とモータの回転数との比Ｒ又は単に比Ｒという場合がある。）を算出する。
Ｒ＝Ｎｍ／（Ｎｗ・ｇｒ_ＭＤＵ）・・・（１）

【0040】

判定部５６は、記憶部５８から上述の範囲データを読み出して、第４計算部５４で算出された比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるか否かを判定する。なお、範囲データである比Ｒの
所定の範囲Ｒａは、例えば減速機１０の減速比ｇｒ_ＭＤＵが挙げられ、０．７３６≦Ｒ≦０．９００であってもよく、０．２２５≦Ｒ≦０．２７５であってもよい。なお、所定の範囲Ｒａは、電動アシスト自転車の性能（例えば、モータの出力、減速機の減速比、車輪の直径等）に基づいて個別具体的に設定されてもよく、特に限定はされない。そして、判定部５６は、比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあると判定する場合には、第１信号Ｓ１をモード決定部５７に出力し、比Ｒが所定の範囲Ｒａ外にあると判定する場合には、第２信号Ｓ２をモード決定部５７に出力する。なお、「所定の範囲Ｒａ内」の範囲として、範囲Ｒａの上限値と下限値とが含まれると規定してもよいし、上限値または下限値が含まれていると規定してもよい。本明細書では、便宜上、「所定の範囲Ｒａ内」に上限値と下限値とが含まれるものとする。

【0041】

なお、例えば車輪が３０°回転する毎に信号Ｓａが第４計算部５４に入力された場合（すなわち、所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）が３０°の場合）、判定部５６は、第４計算部５４で算出された比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるか否かを、車輪１回転あたり１２回判定する。また、例えば車輪が６０°回転する毎に信号Ｓａが第４計算部５４に入力される場合（すなわち、所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）が６０°の場合）、判定部５６は、第４計算部５４で算出された比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるか否かを、車輪１回転あたり６回判定する。同様に、判定部５６は、所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）が９０°の場合は車輪１回転あたり４回判定し、所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）が４５°の場合は車輪１回転あたり８回判定し、所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）が１５°の場合は車輪１回転あたり２４回判定し、所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）が１０°の場合は車輪１回転あたり３６回判定する。また、判定部５６は、所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）が３６０°の場合は車輪１回転につき１回判定する。

【0042】

モード決定部５７は、カウンタ５７Ｃを含んでいる。このカウンタ５７Ｃは、判定部５６からカウンタ５７Ｃに第１信号Ｓ１が連続してＮ回以上入力されたときに第３信号Ｓ３を出力抑制部５５に出力するように構成されている。なお、Ｎは１以上の自然数である。すなわち、モード決定部５７（カウンタ５７Ｃ）は、第１信号Ｓ１が連続してＮ回入力されたときに出力抑制部５５に第３信号Ｓ３を出力し、第１信号Ｓ１が連続して（Ｎ＋１）回、（Ｎ＋２）回、・・・、（Ｎ＋ｎ（ｎは１以上の自然数））回入力されたときも出力抑制部５５に第３信号Ｓ３を出力する。一方、モード決定部５７は、第１信号Ｓ１がモード決定部５７に連続してＮ回以上入力しないとき、換言すると、第２信号Ｓ２がモード決定部５７に入力されるとき、第４信号Ｓ４を出力抑制部５５に出力する。なお、後に再び言及するが、モード決定部５７は、第４信号Ｓ４を出力した際にカウンタ５７Ｃの値をゼロにリセットしてもよく、ｎの値が所定の値に達したときにカウンタ５７Ｃの値をＮに戻してもよい。

【0043】

出力抑制部５５は、モード決定部５７から第３信号Ｓ３が入力されると、第３計算部５３により算出されたトルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）を示す第５信号Ｓ５を駆動信号生成部５９に出力する。トルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）に基づいてモータ４０を駆動させる制御モードが通常出力モードである。一方、出力抑制部５５は、モード決定部５７から第４信号Ｓ４が入力されると、第３計算部５３により算出されたトルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）を抑制したトルク指令値（以下、「抑制トルク指令値ＲＴｍ（Ｎｍ）」と記載することがある。）を示す第６信号Ｓ６を駆動信号生成部５９に出力する。抑制トルク指令値ＲＴｍ（Ｎｍ）に基づいてモータ４０を駆動させる制御モードが出力抑制モードである。

【0044】

ここで、出力抑制モードのための抑制トルク指令値ＲＴｍ（Ｎｍ）は、通常出力モードのためのトルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）よりも小さく、例えば、通常出力モードのうち最も小さなモータ４０のトルク（Ｎｍ）に対して１よりも小さな数Ｍ（０＜Ｍ＜１）を乗じたトルクであってもよい。つまり、電動アシスト自転車１において、比Ｒが所定の範囲Ｒａ外
にある場合におけるモータ４０の抑制トルク指令値ＲＴｍ（Ｎｍ）は、第１信号Ｓ１が連続してＮ回以上入力したときのそれぞれにおいて比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にある場合におけるモータ４０のトルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）に対して小さい。

【0045】

駆動信号生成部５９は、モータ４０を駆動させる駆動信号Ｓｄを生成して、駆動回路５０ｂに出力する。具体的には、駆動信号生成部５９は、第５信号Ｓ５が入力されると第５信号Ｓ５が示すトルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）のトルクをモータ４０に発揮させるための駆動信号Ｓｄを、第６信号Ｓ６が入力されると第６信号Ｓ６が示す抑制トルク指令値ＲＴｍ（Ｎｍ）のトルクをモータ４０に発揮させるための駆動信号Ｓｄを、駆動回路５０ｂに出力する。駆動信号Ｓｄは、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である。

【0046】

駆動回路５０ｂは、駆動信号Ｓｄに基づき、例えばモータ４０が３相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）に対応するコイルを有するブラシレスＤＣモータである場合には、モータ４０の３相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）に対応するコイルを励磁することにより、モータ４０を駆動する。駆動回路５０ｂは、例えば、各コイルを駆動するインバータ回路、駆動信号Ｓｄに応じてインバータ回路を駆動するプリドライブ回路、及び各コイルに流れる電流を検出する電流検出回路等を有していてもよい。

【0047】

なお、上述のような制御装置５０は、制御回路５０ａの一部又は全部と、駆動回路５０ｂの一部又は全部とが一つの集積回路装置（ＩＣ）としてパッケージ化された構成であってもよいし、制御回路５０ａと駆動回路５０ｂがそれぞれ個別の集積回路装置としてそれぞれパッケージ化された構成であってもよい。

【0048】

次に、制御装置５０による制御におけるステップの一例について説明する。図４は、制御装置５０による制御におけるステップの一例を示すフローチャートである。なお、制御装置５０による制御におけるステップは、図４に示される制御におけるステップに限られない。図４に示すように、本実施形態に係る制御におけるステップは、ステップＳｔ１～ステップＳｔ８を含んでいる。ここで、以下、図４に示す制御におけるステップのうち、ステップＳｔ２～ステップＳｔ８を「モード決定フローＭＦ」と記載することがある。

【0049】

本実施形態では、例えば、モータ４０の駆動が開始されると、制御を開始させるステップが開始（ＳＴＡＲＴ）されてもよい。具体的には、駆動信号生成部５９がモータ４０を駆動させる駆動信号Ｓｄを生成して、駆動回路５０ｂに出力したタイミングで、制御を開始させるステップが開始されてもよい。

【0050】

（ステップＳｔ１）
制御装置５０は、車輪が所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）回転したことを示す信号Ｓａが第４計算部５４に入力された場合には、制御におけるステップをステップＳｔ２に進め、モード決定フローＭＦ（Ｓｔ２～Ｓｔ８）を開始する。一方、制御装置５０は、信号Ｓａが第４計算部５４に入力されない場合には、制御を開始させるステップに戻ってステップＳｔ１に進むサイクルを信号Ｓａが判定部５６に入力されるまで繰り返す。なお、信号Ｓａは、車輪が所定の回転角Ａｎ（ｄｅｇ）回転したことを示す信号である必要はなく、例えば、所定のタイマから一定期間ごとに送信される信号であってもよい。

【0051】

（ステップＳｔ２）
信号Ｓａが第４計算部５４に入力されると、制御装置５０は、第４計算部５４において、上述の式（１）に基づいて比Ｒを算出する。具体的には、第４計算部５４は、第１計算部５１により算出された車輪の回転数Ｎｗ（ｒｐｍ）と、第２計算部５２により算出されたモータ４０の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）と、記憶部５８に格納された減速比データ（減速機
１０の減速比ｇｒ_ＭＤＵ）とに基づいて、比Ｒを算出する。制御装置５０は、第４計算部５４が比Ｒを算出すると、制御におけるステップをステップＳｔ３に進める。

【0052】

（ステップＳｔ３）
制御装置５０は、記憶部５８に格納された範囲データを参照して、判定部５６において、第４計算部５４により算出された比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるかを判定する。制御装置５０は、比Ｒが所定の範囲Ｒａ外にあると判定した場合、制御におけるステップをステップＳｔ４に進める。具体的に、判定部５６が第２信号Ｓ２をモード決定部５７に出力することによって、制御におけるステップがステップＳｔ４に進む。一方、制御装置５０は、比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあると判定した場合、制御におけるステップをステップＳｔ５に進める。

【0053】

（ステップＳｔ４）
本ステップにおいて、制御装置５０は、第４信号Ｓ４をモード決定部５７から出力抑制部５５に出力する。なお、制御装置５０は、第４信号Ｓ４を出力した際に、モード決定部５７のカウンタ５７Ｃの値がゼロよりも大きい場合には、カウンタ５７Ｃの値をゼロにリセットしてもよい。制御装置５０は、第４信号Ｓ４が出力抑制部５５に入力されると、第３計算部５３が算出したトルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）を抑制した抑制トルク指令値ＲＴｍ（Ｎｍ）を示す信号Ｓ６を駆動信号生成部５９に入力する。制御装置５０は、駆動信号生成部５９において、抑制トルク指令値ＲＴｍ（Ｎｍ）に基づく駆動信号Ｓｄを生成して、この駆動信号Ｓｄを駆動回路５０ｂに出力する。そして、制御装置５０は、駆動回路５０ｂを介して、抑制トルク指令値ＲＴｍ（Ｎｍ）の駆動信号Ｓｄに基づいてモータ４０の動作を制御する。こうして、制御装置５０は、出力抑制モードをＯＮにする。すなわち、本ステップを経ることにより、モータ４０が通常出力モードよりも小さなトルクで回転し、その結果、モータ４０によるアシストが通常出力モードに比べて低減される。そして、制御装置５０は、制御におけるステップをステップＳｔ１に戻す。

【0054】

（ステップＳｔ５）
制御装置５０は、判定部５６において、第１信号Ｓ１をモード決定部５７に出力する。この第１信号Ｓ１は、モード決定部５７のカウンタ５７Ｃに入力される。すなわち、本ステップにおいて、制御装置５０は、判定部５６において、カウンタ入力信号である第１信号Ｓ１をモード決定部５７に出力する。そして、制御装置５０は、制御におけるステップをステップＳｔ６に進める。

【0055】

（ステップＳｔ６、ステップＳｔ７）
ステップＳｔ６において、制御装置５０は、モード決定部５７のカウンタ５７Ｃをプラス１するとともに、第１信号Ｓ１の入力が、Ｎ回以上の連続したカウンタ５７Ｃへの入力であるかを判定する。なお、「連続したカウンタ５７Ｃへの入力」とは、現在実行されているモード決定フローＭＦが（ｍ＋１）回目（ｍは自然数）のモード決定フローＭＦである場合に、ｍ回目のモード決定フローＭＦにおけるステップＳｔ６においても、第１信号Ｓ１がカウンタ５７Ｃに入力していた場合をいう。以下、この点についてさらに説明する。

【0056】

制御装置５０は、ｍ回目のモード決定フローＭＦのステップＳｔ６において、第１信号Ｓ１のカウンタ５７Ｃへの入力がＮ回以上の連続したカウンタ５７Ｃへの入力でない場合には、制御におけるステップをステップＳｔ７に進める。制御装置５０は、ステップＳｔ７において、ステップＳｔ４と同様に出力抑制モードをＯＮにする。これにより、モータ４０が通常出力モードよりも小さなトルクで回転し、その結果、モータ４０によるアシストが通常出力モードに比べて低減される。そして、制御装置５０は、制御におけるステップをステップＳｔ１に戻す。制御装置５０は、この戻されたステップＳｔ１（すなわち、
（ｍ＋１）回目のステップＳｔ１）において、判定部５６に信号Ｓａが入力した場合には、（ｍ＋１）回目のモード決定フローＭＦを実行する。逆に言えば、制御装置５０は、信号Ｓａが判定部５６に入力しない場合には（ｍ＋１）回目のモード決定フローＭＦを実行せず、信号Ｓａが判定部５６に入力するまでステップＳｔ１を繰り返す。したがって、本実施形態では、車輪がＡｎ（ｄｅｇ）（例えば、３０°）回転する毎にモード決定フローＭＦが実行される。

【0057】

制御装置５０は、（ｍ＋１）回目のモード決定フローＭＦのステップＳｔ３において比Ｒが所定の範囲Ｒａ外の場合又は（ｍ＋１）回目のモード決定フローＭＦのステップＳｔ６における第１信号Ｓ１（カウンター入力信号）の入力がＮ回以上連続した入力でない場合において、ｍ回目のモード決定フローＭＦにおいて出力抑制モードである場合には、（ｍ＋１）回目のモード決定フローＭＦにおいても出力抑制モードを維持し、一方、ｍ回目のモード決定フローＭＦにおいて通常出力モードである場合には、（ｍ＋１）回目のモード決定フローＭＦにおいて出力抑制モードに切り替える。ここで、ｍ回目のモード決定フローＭＦにおいて通常出力モードであった場合に、（ｍ＋１）回目のモード決定フローＭＦによって出力抑制モードに切り替わり、次いで、（ｍ＋２）回目のモード決定フローＭＦにおいてステップＳｔ６に至ったとしても、（ｍ＋２）回目のモード決定フローＭＦにおける第１信号Ｓ１（カウンター入力信号）のカウンタ５７Ｃへの入力は、第１信号Ｓ１（カウンター入力信号）のカウンタ５７Ｃへの連続した入力とはならない。このような場合、制御装置５０は、（ｍ＋２）回目のモード決定フローＭＦにおけるステップＳｔ６においてカウンタ５７Ｃの値をゼロにリセットする。

【0058】

一方、ｍ回目のモード決定フローＭＦでステップＳｔ６に至りカウンタ５７Ｃがプラス１されていて、かつ、ｍ回目のモード決定フローＭＦにおいて第１信号Ｓ１がカウンタ５７Ｃに連続してＮ回以上入力されていない場合に、（ｍ＋１）回目のモード決定フローＭＦでステップＳｔ６に至った場合は、カウンタ５７Ｃがさらにプラス１される（積算される）。ここで、例えばｍが１である場合（すなわち、１回目のモード決定フローＭＦの場合）を考える。１回目（ｍ回目）のモード決定フローＭＦでステップＳｔ６に至ると、カウンタ５７Ｃがプラス１されてカウンタ５７Ｃの値が１となる。次いで、２回目（（ｍ＋１）回目）のモード決定フローＭＦにおいてステップＳｔ６に至った場合には、カウンタ５７Ｃがプラス１（積算）されてカウンタ５７Ｃの値が２となる。ここで、例えばＮの値を４（回）とすると、２回目（（ｍ＋１）回目）のモード決定フローＭＦにおけるカウンタ５７Ｃの値は２であり、４より小さい。すなわち、この場合、２回目（（ｍ＋１）回目）のモード決定フローＭＦにおいて第１信号Ｓ１がカウンタ５７Ｃに連続して４回（Ｎ回）以上入力されていない。したがって、制御装置５０は、２回目（（ｍ＋１）回目）のモード決定フローＭＦのステップＳｔ６及びステップＳｔ７を経てステップＳｔ１に戻し、３回目（（ｍ＋２）回目）のモード決定フローＭＦを実行する。そして、３回目のモード決定フローＭＦ及び４回目（（ｍ＋３）回目）のモード決定フローＭＦのそれぞれにおいてステップＳｔ６に至った場合には、４回目（（ｍ＋３）回目）のモード決定フローＭＦにおいてカウンタ５７Ｃの値が積算されて４になるため、４回（Ｎ回）以上の条件を満たす。したがって、この場合、制御装置５０は、制御におけるステップをステップＳｔ８に進める。

【0059】

（ステップＳｔ８）
本ステップにおいて、制御装置５０は、第３信号Ｓ３をカウンタ５７Ｃから出力抑制部５５に出力する。そして、制御装置５０は、トルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）を示す第５信号Ｓ５を出力抑制部５５から駆動信号生成部５９へと出力する。こうして、本ステップにおいて、通常出力モードがＯＮになる。そして、制御装置５０は、制御におけるステップをステップＳｔ１に戻す。

【0060】

ところで、以後の制御におけるステップのサイクルにおいて比Ｒが連続して所定の範囲Ｒａ内にある場合には、カウンタ５７Ｃの値が順次積算され、カウンタ５７Ｃの値が増大していく。そのため、これを防ぐためにカウンタ５７Ｃの値に上限を定めておき、ある制御におけるステップのステップＳｔ６においてカウンタ５７Ｃの値が上限に達した場合に、カウンタ５７Ｃの値をＮに戻すようにしてもよい。

【0061】

このように、図４に示される制御におけるステップでは、制御装置５０は、第１信号Ｓ１が連続してＮ回以上入力したときのそれぞれにおいて比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるとき（通常出力モード）における、ペダル４の回転をアシストする大きさ（モータ４０のトルク（トルク指令値Ｔｍ（Ｎｍ）））を、比Ｒが所定の範囲Ｒａ外のとき（出力抑制モード）における、ペダル４の回転をアシストする大きさ（モータ４０のトルク（抑制トルク指令値Ｒｔｍ（Ｎｍ）））より大きくする。換言すると、図４に示される制御におけるステップでは、制御装置５０は、第１信号Ｓ１（カウンタ入力信号）が連続してＮ回以上入力したときのそれぞれにおいて比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるときを「比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にある」と判定して、通常出力モードを実行する。そして、電動アシスト自転車１は、比Ｒが所定の範囲Ｒａ外にあるときのモータ４０のトルクを、比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるときのモータ４０のトルクに対して小さくするように構成されている。

【0062】

上述したように、クランクシャフト２３が出力ギア１６に対して逆方向に回転する状態から、クランクシャフト２３が出力ギア１６と同期して正方向に回転する状態に移行する際、クラッチ（例えば、クラッチ３３、他の部材群１１のクラッチ、及び後輪３の車軸に設けられたクラッチ）の金属部材同士が相互に接触して、クランクシャフト２３、クラッチ３３、出力ギア１６、他の部材群１１のクラッチ、及び後輪３の車軸に設けられたクラッチ等が連結し、モータ４０の回転力が伝達可能となる。そのため、クランクシャフト２３や後輪３が逆方向に回転する状態からクランクシャフト２３が出力ギア１６と同期して正方向に回転する状態に移行すると、モータ４０の回転力によってＭＤＵ１００に含まれる複数の金属部材（例えば、クラッチ３３を始めとする各種クラッチに含まれる金属部材等）が急激に連結する結果、金属音が生じることがある。

【0063】

この点に関して発明者らが鋭意研究した結果、発明者らは、クランクシャフト２３や後輪３が逆方向に回転する状態からクランクシャフト２３が出力ギア１６と同期して正方向に回転する状態に移行する際、上記式（１）から得られる比Ｒの経時的な推移が不安定になることを見出した。具体的に、発明者らは、クランクシャフト２３や後輪３が逆方向に回転する状態からクランクシャフト２３が出力ギア１６と同期して正方向に回転する状態に移行する際の所定の時間範囲において、比Ｒが所定の範囲Ｒａから逸脱する傾向があることを見出した。すなわち、比Ｒが所定の範囲Ｒａ外にあるときは、クランクシャフト２３や後輪３が逆方向に回転する状態からクランクシャフト２３が出力ギア１６と同期して正方向に回転する状態に移行するタイミングであり、上述の金属音が発生するタイミングといえる。

【0064】

上述のように、本実施形態に係る制御装置５０は、比Ｒが所定の範囲Ｒａ内のときにおける、ペダル４の回転をアシストする大きさを、比Ｒが所定の範囲Ｒａ外のときにおける、ペダル４の回転をアシストする大きさより大きくする。また、本実施形態に係る電動アシスト自転車１では、所定の範囲Ｒａ外にあるモータ４０のトルクが、所定の範囲Ｒａ内にあるモータ４０のトルクに対して小さい。このような構成によれば、金属部材が連結する際においてモータ４０の回転力が抑制されるため、金属部材同士が急激に連結することが抑制され、その結果、上述の金属音等の異音が電動アシスト自転車１に発生することが抑制される。

【0065】

また、上述のように、本実施形態に係る制御装置５０は、第１信号Ｓ１（カウンタ入力
信号）が連続してＮ回以上入力したときのそれぞれにおいて比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるときを「比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にある」と判定して、通常出力モードを実行する。すなわち、本実施形態に係る制御装置５０は、比Ｒが安定して所定の範囲Ｒａ内に収まるようになったタイミング、つまり、金属音が生じ難いことがより正確に確定したタイミングで通常出力モードを実行する。したがって、本実施形態に係る制御装置５０及び電動アシスト自転車１によれば、金属音等の異音が発生することをより抑制することができる。

【0066】

以上、本発明について上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0067】

例えば、上記実施形態では、トルク指令値（モータ４０のトルク）に基づいてペダル４の回転をアシストする大きさを調整する例を説明したが、トルク指令値に代えて、モータの回転数を指令値としてペダル４の回転をアシストする大きさを調整するようにしても構わない。

【0068】

また、上記実施形態では、制御装置５０が、第１信号Ｓ１が連続してＮ回以上入力したときのそれぞれにおいて比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるときを「比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にある」と判定して、通常出力モードを実行する例を説明した。しかし、制御装置５０に第１信号Ｓ１が始めて入力したときの比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にあるときを「比Ｒが所定の範囲Ｒａ内にある」と判定して、通常出力モードを実行するようにしても構わない。すなわち、この場合、例えばモード決定部５７にカウンタ５７Ｃを設ける必要はなく、また、ステップＳｔ６を省略することができ、また、モード決定フローＭＦを繰り返す必要がない。

【0069】

以上、本発明について上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の制御装置及び電動アシスト自転車を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

【符号の説明】

【0070】

１…電動アシスト自転車、２…前輪（車輪）、３…後輪（車輪）、４…ペダル、１０…減速機、４０…モータ、５０…制御装置、７０…回転装置、ｇｒ_ＭＤＵ…減速比、Ｎｍ…モータの回転数、Ｎｗ…車輪の回転数、Ｒ…比（大きさ）、Ｒａ…所定の範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】