电力辅助自行车及其驱动系统的制作方法

本发明涉及电力辅助自行车以及其上安装的驱动系统。

背景技术：

已知包括电动机的电力辅助自行车，该电动机辅助骑行者对自行车上的脚踏板施加的力(由骑行者施加的力被称为“踩踏力”)。这种自行车在例如日本未经审查专利公报no.2014-139068中进行描述。该踩踏力通常由设置在曲轴中的转矩传感器检测，并且电动机输出与踩踏里对应的辅助转矩。

技术实现要素：

有时候，骑行者在站立在脚踏板上并且在横向方向上摇晃自行车体时踩踏自行车。在这种情形下，优选地不需要控制电动机而使得电动机输出的辅助转矩与正常踩踏中的辅助转矩具有相同的大小。例如，当在陡峭的上坡路骑行时，骑行者可能在横向方向上摇晃自行车体时踩踏自行车。在这种情形下，比正常踩踏中的转矩更大的辅助转矩使得骑行者能够更舒适地在上坡路上向上骑行。

本公开的目的是提出当骑行者在横向方向上摇晃自行车体时踩踏自行车的情形下能够具有更舒适的骑行的电力辅助自行车，本公开还具有以下目的，即，提出安装在自行车上的驱动系统。

(1)本公开中提出的驱动系统包括：第一传感器，其用于检测由骑行者施加到脚踏板的踩踏力；第二传感器，其用于检测自行车体在横向方向上的摇晃；电动机，其辅助由骑行者的踩踏驱动的驱动轮的驱动；和控制器，其基于踩踏力控制电动机。控制器具有作为电动机的控制模式的第一模式和第二模式。在正常踩踏情形中执行第一模式。在控制器至少基于第二传感器的的输出判定骑行者在踩踏自行车的同时在横向方向上摇晃自行车体时执行第二模式。控制器在第二模式中执行与在第一模式中执行的控制不同的控制从而辅助驱动轮的驱动。

上述驱动系统使得骑行者踩踏自行车的同时在横向方向上摇晃自行车体时更舒适。

(2)在根据(1)的驱动系统中，在由第一传感器在第二模式中检测的踩踏力和在第一模式中检测的踩踏力相同的条件下，在第二模式中从电动机获得的动力与在第一模式中获得的动力可以不同。

(3)在根据(1)或(2)的驱动系统中，当自行车体的在左方向或右方向的一个方向上的倾斜被定义为第一倾斜并且自行车体的在左方向或右方向的另一个方向上的倾斜被定义为第二倾斜时，如果第一倾斜和第二倾斜总共被多次检测到，则控制器可以判定骑行者踩踏自行车的同时在横向方向上摇晃自行车体。上述系统改善判定骑行者是否踩踏自行车的同时在横向反向上摇晃自行车体的准确性。

(4)在根据(1)至(3)中任一项的驱动系统中，控制器可以基于第二传感器的输出检测自行车体的横向方向上的倾斜角度，并且控制器可以基于自行车体的横向方向上的倾斜角度来判定骑行者踩踏自行车的同时在横向方向上摇晃自行车体。

(5)在根据(1)至(3)中任一项的驱动系统中，控制器可以基于第二传感器的输出来检测自行车体的横向方向上的加速度，并且控制器可以基于自行车体的横向方向上的加速度来判定骑行者踩踏自行车的同时在横向方向上摇晃自行车体。

(6)在根据(1)至(5)中任一项的驱动系统中，还可以包括传感器，传感器具有取决于脚踏板的旋转位置的输出。控制器可以基于第二传感器的输出和取决于脚踏板的旋转位置的传感器的输出来判定骑行者踩踏自行车的同时在横向方向上摇晃自行车体。

(7)在根据(6)的驱动系统中，第一传感器可以用作具有取决于脚踏板的旋转位置的输出的传感器。

(8)在根据(1)至(6)中任一项的驱动系统中，还可以包括第三传感器，第三传感器用于检测设置有脚踏板的曲轴的旋转。第三传感器可以用作具有取决于脚踏板的旋转位置的输出的传感器。

(9)在根据(1)至(8)中任一项的驱动系统中，控制器可以在第一模式中控制电动机使得电动机输出与第一辅助比率和由第一传感器检测的踩踏力对应的辅助转矩，并且控制器可以在第二模式中控制电动机使得电动机输出与第二辅助比率和由第一传感器检测的踩踏力对应的辅助转矩，其中，第二辅助比率与第一辅助比率不同。上述系统可以在第二模式中减少从电动机获得的动力的变化。

(10)在根据(1)至(9)中任一项的驱动系统中，控制器可以在第一模式中控制电动机使得从电动机输出的辅助转矩根据设置有脚踏板的曲轴的旋转而改变，并且控制器可以在第二模式中控制电动机使得在第二模式中的辅助转矩的局部最小值高于在第一模式中的辅助转矩的局部最小值。

(11)在根据(1)至(10)中任一项的驱动系统中，控制器可以在第二模式中控制电动机使得在第二模式中的辅助转矩的振幅小于在第一模式中的辅助转矩的振幅。上述系统可以在第二模式中减少从电动机获得的动力的变化。

(12)在根据(1)至(9)中任一项的驱动系统中，控制器可以在第二模式中控制电动机使得在第二模式中的辅助转矩的振幅大于在第一模式中的辅助转矩的振幅。

(13)在根据(12)的驱动系统中，控制器可以在第一模式中控制电动机使得辅助转矩是恒定的而不考虑施加到脚踏板的踩踏力的变化，并且控制器可以在第二模式中控制电动机使得辅助转矩改变。

(14)在根据(1)至(13)中任一项的驱动系统中，还可以包括通知装置，通知装置通知骑行者控制器在第二模式中控制电动机。

(15)一种包括根据(1)至(14)中任一项的驱动系统的电力辅助自行车。

附图说明

图1是示出本公开中提出的电力辅助自行车的示例的侧视图。

图2是图1中所示的电力辅助自行车的框图。

图3示意性地示出自行车体的前方。

图4是示出由控制器执行的过程的框图。

图5是阐释由控制器的站立-踩踏判定单元执行的过程的图表。图5(a)示出在站立-踩踏时倾斜角度的变化的示例。图5(b)示出在站立-踩踏时踩踏转矩的变化的示例。

图6是示出由控制器的站立-踩踏判定单元执行的过程的示例的流程图。

图7是阐释由控制器的目标辅助转矩计算单元执行的过程的示例的图表。该图示出辅助比率和自行车速度之间的关系的示例的图表。

图8是阐释由控制器的目标辅助转矩计算单元执行的过程的另外示例的图表。

图9是阐释由控制器的目标辅助转矩计算单元执行的过程的另外示例的图表。

图10是示出图2所示电力辅助自行车的修改的框图。

图11是阐释图10中所示电力辅助自行车的控制器的过程的图表。

图12是示出由图10中电力辅助自行车的控制器的站立-踩踏判定单元执行的过程的示例的流程图。

具体实施方式

本文中使用的术语仅仅为了描述特定实施例的目的而非想要限制发明。如本文中使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的条目的任何组合和所有组合。如本文中使用的，除非本文清楚地指出其他情，否则单数形式“任一”和“特定”想要包括复数形式和单数形式形。还将进一步理解，术语“包括”在本说明书中使用时表示存在描述的特征、过程、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、过程、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。

除非以其他方式限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属的本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，术语(例如在通常使用的字典中定义的那些术语)应当被解释为具有与其在相关技术和本公开的文本中的含义相一致的含义，并且除非本文直接定义为理想化或过于正式意义否则将不进行这种解释。

在描述本发明时，将理解公开若干技术、过程和步骤。其每一者具有各自的益处并且每一者还可以与其他公开技术中的一个或多个或者在一些情形下为全部结合使用。因此，为了清晰，本说明将避免以不必要的方式重复各个步骤的每一个可能的组合。尽管如此，应当在理解这种组合完全在本发明和权利要求的范围内的情形下阅读说明书和权利要求。

在以下描述中，为了阐释目的，提出若干具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将明白本发明可以在没有这些具体细节的情形下实施。

本公开应当理解为本发明的示例，并且并非意欲将本发明限制为由附图或以下描述阐释的具体实施例。

图1是本发明的实施例的示例的电力辅助自行车100的侧视图。图2是电力辅助自行车100的框图。在图2中，粗实线表示驱动转矩的传递，而细实线表示信号或电流。电力辅助自行车100包括用于辅助骑行者的踩踏力的驱动系统10。该驱动系统10由电部件组成，例如下文将要描述的电动机21、控制器30、电动机驱动器39和传感器41、42、43、45、51。[自行车的部件]

如图1所示，电力辅助自行车100包括曲轴2。脚踏板2a分别安装到曲轴的两端。在的鞍座管11的下端处支撑曲轴2。鞍座18固定到鞍座管11的上端。电力辅助自行车100包括在其前部的车把杆8、固定到车把杆8的上部的车把7、固定到车把杆8的下部的前叉19和在前叉19的下端处支撑的前轮9。车把杆8安装在头管17a上，该头管17a固定到框架17的前端。框架17的形状不限于图1中所示的示例，并且可以进行适当地改变。

如图1所示，电力辅助自行车100包括驱动单元20。驱动单元20包括输出辅助转矩的电动机21(参见图2)、齿轮减速机构25(参见图2)等等，其中该辅助转矩用于辅助由骑行者踩踏而驱动的后轮6的驱动。电动机21由电池22供给的电力驱动。在电力辅助自行车100的示例中，电池22安装到鞍座管11的后侧，以及驱动单元20放置在曲轴2的后方。电动机21和电池22的布置不限于电力辅助自行车100的示例，以及可以进行适当地改变。

通过脚踏板2a施加到曲轴2的转矩被通过图2所示的单向离合器23传递到联合转矩传递机构24。在电力辅助自行车100的示例中，从电动机21输出的辅助转矩通过齿轮减速机构25和单向离合器26传递到联合转矩传递机构24。联合转矩传递机构24采用轴、设置在轴上的旋转元件、链条(图1)等。联合转矩传递机构24使施加到曲轴2的转矩和从电动机21输出的辅助转矩联合。在联合转矩传递机构24的示例中，两个转矩输入到共用轴或共用旋转元件以进行联合。在另外的示例中，施加到曲轴2的转矩和从电动机21输出的转矩可以输入链条5以进行联合。如图2所示，由联合转矩传递机构24联合的驱动转矩通过例如传动比改变机构27和单向离合器28传递到后轮6。电力辅助自行车100可以不具有传动比改变机构27。

[传感器]

电力辅助自行车100包括用于对由骑行者施加到脚踏板2a的踩踏力进行检测的传感器。例如，该传感器是输出与曲轴2的转矩对应的信号的转矩传感器41(参见图2)。例如，转矩传感器41是设置在曲轴2中的磁致伸缩式传感器，但是也可以是其他类型的传感器。以下，由转矩传感器41检测的转矩，即，由骑行者施加到脚踏板2a的踩踏力产生的曲轴2的转矩被称为“踩踏转矩”。

电力辅助自行车100包括电动机转速传感器(编码器)42和曲轴转速传感器45，该电动机转速传感器42输出与电动机的转速对应的信号，该曲柄转速传感器45输出与曲轴2的转速对应的信号。此外，电力辅助自行车100具有前轮转速传感器43，该前轮转速传感器43输出与前轮9的转速对应的信号。传感器41、42、43、45的信号输入控制电动机21的控制器30。

电力辅助自行车100还包括用于检测自行车体在横向方向上的摇晃的传感器。例如，电力辅助自行车100包括作为用于检测摇晃的传感器的倾斜角度传感器51。控制器30使用倾斜角度传感器51的输出来检测在自行车体的横向方向上的倾斜角度。图3是示意性地示出自行车体的前方的正视图。在本实施例中，“自行车体的倾斜角度”是从沿着竖直方向的直线c1到沿着自行车体的上下方向的直线c2的角度θ。例如，倾斜角度传感器51是双轴向加速度传感器，该双轴向加速度传感器输出与在两个垂直方向上的加速度对应的信号。可以改变倾斜角度传感器51的类型只要其使得控制器30能够基于倾斜角度传感器51的输出来计算倾斜角度θ。例如，倾斜角度传感器51可以采用陀螺仪传感器和加速度传感器。可替换地，倾斜角度传感器51可以是液体包裹体(liquidinclusion)电容类型。在角度变化时，这种类型的传感器检测由被封装液体的倾斜导致的静电电容的变化。倾斜角度传感器51可以采用三轴加速度传感器。

[控制器]

电力辅助自行车100包括控制器30，该控制器30基于转矩传感器41的输出来控制电动机21。控制器30包括存储器和微处理器，存储器包括用于电动机21的控制的程序和映射图，微处理器执行程序。控制器30控制器30基于转矩传感器41的输出来检测踩踏转矩并且控制电动机21使得电动机输出与踩踏转矩对应的辅助转矩。控制器30向电动机驱动器39输出与目标辅助转矩对应的命令值。电动机驱动器39接收来自电池22的电力以向电动机21供给与命令值对应的电力。

有时候，骑行者在臀部抬离鞍座并且同时左右摇晃自行车体的情形下踩踏自行车。例如，当在上坡路骑行时，骑行者可以踩踏自行车并且同时左右摇晃自行车体。当骑行者踩踏自行车并且同时左右摇晃自行车体时，控制器30执行与正常踩踏时不同的电动机控制以辅助后轮6的驱动。以下，骑行者在臀部抬离鞍座并且同时左右摇晃自行车体的情形下踩踏自行车的骑行方式被称为“站立-踩踏”。正常踩踏是除站立-踩踏之外的踩踏方式。即，正常踩踏时控制器30未判定执行站立-踩踏时执行的踩踏。

图4是示出由控制器30执行的过程的框图。控制器30具有站立-踩踏判定单元31、模式选择单元32、目标辅助转矩计算单元33、电动机控制单元34和通知控制单元35。控制器30的微处理器执行在存储器中存储的程序以实现这些单元。

[站立-踩踏判定单元]

站立-踩踏判定单元31判定是否正在执行站立-踩踏。例如当顺序地多次发生在自行车体在右方向上倾斜和自行车体在左方向倾斜时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。例如当检测到在左方向或右方向中的一个方向上的倾斜(第一倾斜)以及然后检测到在相反方向上的另外倾斜(第二倾斜)时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。作为另外的示例，当检测到第二倾斜之后检测到在上述一个方向上的另外的倾斜(第三倾斜)时，站立-踩踏判定单元31可以判定正在执行站立-踩踏。即，当发生三次倾斜时，站立-踩踏判定单元31可以判定执行站立踩踏。

站立-踩踏判定单元31基于倾斜角度传感器51的输出来判定是否正在执行站立-踩踏。当两个脚踏板2a分别定位在脚踏板2a的旋转位置中的最高位置和最低位置时，自行车体最大程度地在左方向或右方向上倾斜。因此，当两个脚踏板2a分别到达最高位置(或接近于最高位置的位置)和最低位置(或接近于最低位置的位置)时，站立-踩踏判定单元31检测倾斜角度。如果检测到的倾斜角度的绝对值大于阈值，则站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。利用脚踏板2a的这种运动提高站立-踩踏的判定的准确性。例如，可以在站立-踩踏和在连续地向左右弯曲的道路上踩踏之间进行区分。此外，可以在站立-踩踏和在堤岸上踩踏(“堤岸”是指具有外侧较高的斜坡的弯曲道路)之间进行区分。

为了通过利用脚踏板2a的运动实现准确判定，站立-踩踏判定单元31使用具有由曲轴2的旋转导致变化的输出的传感器，以判定是否正在执行站立-踩踏。该传感器的示例是曲柄转速传感器45或转矩传感器41。可替换地，站立-踩踏判定单元31不需要使用传感器。换言之，站立-踩踏判定单元31可以仅仅基于倾斜角度传感器51的输出来判定是否正在执行站立-踩踏。

在电力辅助自行车100的示例中，站立-踩踏判定单元31基于倾斜角度和踩踏转矩(即，转矩传感器41的输出)来判定是否正在执行站立-踩踏。详细地，站立-踩踏判定单元31基于通过使用踩踏转矩规定的时间段或时刻处检测到的倾斜角度来判定是否正在执行站立-踩踏。更详细地，在踩踏转矩的峰值(局部最大值或局部最小值)的时间点规定的时间段或时刻中检测倾斜角度。当倾斜角度的绝对值大于阈值时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。将更详细地描述站立-踩踏判定单元31的过程。

图5是阐释由站立-踩踏判定单元31执行的过程的图表。图5(a)例示出在站立-踩踏中倾斜角度的变化。图5(b)例示出在站立-踩踏中踩踏转矩的变化。在图5中，横轴表示时间。

如图5所示，倾斜角度和踩踏转矩周期性地改变。当两个脚踏板2a位于脚踏板2a的旋转中的最高位置和最低位置处时，由骑行者施加的踩踏力较小。因此，如图5(b)所示，具有踩踏转矩的局部最小值的时间点(例如，时间点t2和t4)是两个脚踏板2a分别位于最高位置和最低位置处的时间点。如上所述，在两个脚踏板2a位于最高位置和最低位置的时间点处，自行车体最大程度地在右方向或左方向上倾斜。因此，在具有踩踏转矩的局部最小值的时间点处(例如，在时间点t2和t4的时间点处)，倾斜角度被最大化或最小化。站立-踩踏判定单元31使用倾斜角度和踩踏转矩之间的这种关系来判定是否正在执行站立-踩踏。

[站立-踩踏判定单元的细节]

在一个示例中，站立-踩踏判定单元31检测倾斜角度的峰值(每一个峰值是每一者具有踩踏转矩的局部最大值的两个时间点之间的时间段中的局部最大值或局部最小值)。站立＝踩踏判定单元31可以判定峰值的绝对值是否大于阈值并且进一步判定两个连续峰值的符号(+或-)是否不同。该过程使得控制器30能够判定自行车体是否与曲轴2的旋转相一致地进行左右摇晃并且判定该摇晃是否足够大。当判定的多个结果是连续地肯定(是)时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。参照图5，站立-踩踏判定单元31计算每一者具有踩踏转矩的局部最大值的两个时间点(例如，t1和t3)之间的时间段中的倾斜角度的峰值(局部最大值)θ1。站立-踩踏判定单元31可以判定峰值θ1是否大于阈值θth。此外，站立-踩踏判定单元31计算每一者具有踩踏转矩的局部最大值的两个时间点(例如，t3和t5)之间的接下来时间段中的倾斜角度的峰值(局部最小值)θ2。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定峰值θ2的绝对值是否大于阈值θth。而且，站立-踩踏判定单元31判定峰值θ2的符号(+或-)是否与峰值θ1的符号不同。当这些判定的结果是肯定(是)时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。

判定的次数不限于两个。站立-踩踏判定单元31可以检测每一者具有踩踏转矩的局部最小值的两个时间点(例如，t5和t6)之间的另外接下来的时间段中的倾斜角度的峰值θ3。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定峰值θ3的绝对值是否大于阈值θth，以及然后判定峰值θ3的符号是否与之前峰值θ2的符号不同。当这三个连续判定的结果是肯定(是)时，站立-踩踏判定单元31可以判定正在执行站立-踩踏。判定的次数还可以多余三次。

除了上述判定之外，站立-踩踏判定单元31可以判定踩踏转矩的局部最大值是否大于阈值。

例如，当站立-踩踏之后自行车体的倾斜角度的峰值变得小于阈值θth时，站立-踩踏判定单元31判定骑行已经返回到正常踩踏。可替换地，当踩踏转矩变得小于阈值时，站立-踩踏判定单元31可以判定骑行已经返回到正常踩踏。

图6是示出由站立-踩踏判定单元31执行的程序的示例的流程图。图6所示的过程在自行车的运行期间在预定循环处反复地执行。

首先，站立-踩踏判定单元31获取倾斜角度和踩踏转矩(s101)。控制器30的存储器具有对倾斜角度的可能峰值(即，最大值或最小值)进行存储的存储区域。可能峰值是踩踏转矩的之前局部最大值的时间点之后获得的数值。站立-踩踏判定单元31更新存储器中已经存储的可能峰值(s102)。具体地，当s101中获取的倾斜角度的绝对值大于存储器中已经存储的倾斜角度的绝对值时，站立-踩踏判定单元31在存储器中将s101中获取的倾斜角度重新设定为可能峰值。另一方面，如果s101中获取的倾斜角度的绝对值小于存储器中已经记录的倾斜角度的绝对值，则存储器中已经记录的倾斜角度保持作为可能峰值。作为这种处理的结果，在存储器中记录峰值(例如，图5中所示的峰值θ2)。

接下来，站立-踩踏判定单元31判定s101中获取的踩踏转矩是否是局部最大值(s103)。例如，当在之前过程中获取的踩踏转矩和在本过程中获取的踩踏转矩之间的差值小于接近于零的阈值时，站立-踩踏判定单元31判定在本过程(s101)中获取的踩踏转矩是局部最大值。s103中的过程不限于此处描述的过程，并且可以适当地改变。

如果s101中获取的踩踏转矩在s103的判定中不是局部最大值，则控制器30的过程返回到s101。当在s103的判定中踩踏转矩是局部最大值时，站立-踩踏判定单元31判定存储器中记录的倾斜角度(峰值)的绝对值是否大于阈值(s104)。具体地，例如，参照图5，站立-踩踏判定单元31判定峰值θ2的绝对值是否大于阈值θth。如果在s104的判定中存储器中记录的峰值大于阈值，则站立-踩踏判定单元31判定s104中判定的肯定(是)结果的次数是否大于零(s105，以下，s104的判定的肯定(是)结果的次数将被称为“倾斜计数i”)。在倾斜计数i是零(s105的判定的结果是“否”)的情形下，站立-踩踏判定单元31将倾斜计数i设定为1(s107)。当倾斜计数i是1或更大时(当s105的判定的结果是“是”时)，站立-踩踏判定单元31判定倾斜角度(例如，图5中的峰值θ2)的符号(+或-)是否与之前的峰值(例如，图5中的峰值θ1)的符号不同(s106)。当两个峰值的符号彼此不同时，站立-踩踏判定单元31使倾斜计数i增加1(s107)。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定倾斜计数i是否等于或大于预定数字n(s108)。预定数字n是1或更大、优选地2或更大的数字。当倾斜计数i等于或大于预定数字n时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏并且将存储器中记录的“站立-踩踏标记”设定为开启(s109)。

在s104，当存储器中记录的倾斜角度(峰值)的绝对值小于阈值时，即，当图5中所示的峰值θ1、θ2的绝对值小于阈值θth时，站立-踩踏判定单元31使倾斜计数返回到零(s110)。此外，在s106的判定中，如果存储器中记录的倾斜角度(峰值)的符号与之前时间段中获取的倾斜角度的峰值的符号相同时，即，如果s106的判定的结果的结果为“否”，则站立-踩踏判定单元31使倾斜计数i返回到零(s110)。当倾斜计数i返回到零时，站立-踩踏判定单元31将存储器中记录的站立-踩踏标记设定为关闭(s111)。在s108的判定中，如果倾斜计数i小于预定数字n，即，如果s108的判定的结果是“否”，则站立-踩踏判定单元31将存储器中记录的“站立-踩踏标记”设定为关闭(s111)。

根据图6中描述的过程，当倾斜角度的峰值(局部最大值或局部最小值)的符号(+或-)多次改变(图6中n次)并且连续多次判定峰值的绝对值大于阈值时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。

[站立-踩踏判定单元的更改]

站立-踩踏判定单元31的过程不限于上述示例。作为另外的示例，站立-踩踏判定单元31可以使用倾斜角度的峰值的时间点并且基于倾斜角度的峰值以及基于规定时间段中获取的踩踏转矩，判定是否正在执行站立-踩踏。例如，参照图5，当(i)倾斜角度的峰值θ1和θ2的绝对值大于阈值，(ii)峰值θ1和θ2的符号不同以及(iii)峰值θ1的时间点t2和峰值θ2的时间点t4之间的时间段中获取的踩踏转矩的局部最大值大于阈值时，站立-踩踏判定单元31可以判定正在执行站立-踩踏。

在另外的示例中，站立-踩踏判定单元31可以使用倾斜角度的变化时间段和踩踏转矩的变化时间段。具体地，当(i)倾斜角度的峰值的绝对值大于阈值，(ii)踩踏转矩的局部最大值大于阈值以及(iii)倾斜角度的变化时间段(例如，从局部最大值到局部最小值的时间段)和踩踏转矩的变化时间段(例如，从局部最大值到局部最小值的时间段)之间的差值小于阈值时，站立-踩踏判定单元31可以判定正在执行站立-踩踏。

[曲柄转速的利用]

如上所述，当两个脚踏板2a分别位于脚踏板2a的旋转中的最高位置和最低位置时，由骑行者施加的踩踏力较小。因此，由曲柄转速传感器45的输出计算的曲轴2的转速也取决于曲轴2的位置。因此，站立-踩踏判定单元31可以使用由曲柄转速传感器45的输出计算的曲轴2的转速，而非踩踏转矩(以下，曲轴2的转速被称为“曲轴转速”)。具体地，站立-踩踏判定单元31可以在由曲轴转速的局部最大值(或局部最小值)的时间点规定的时间点处或时间段中计算倾斜角度的峰值(例如，图5中的θ1、θ2、θ3)。然后，当峰值的绝对值大于阈值时，站立-踩踏判定单元31可以判定正在执行站立-踩踏。在该时刻，类似于站立-踩踏判定单元31的上述处理(例如，图6中的s106)，站立-踩踏判定单元31可以判定两个连续峰值的符号(+或-)是否不同。

此外，由曲柄转速传感器45的输出计算的曲轴2的旋转加速度取决于曲轴2的旋转位置(如同图5(b)中例示的踩踏转矩)。因此，站立-踩踏判定单元31可以使用由曲柄转速传感器45的输出计算的曲轴2的旋转加速度，而非踩踏转矩(以下，曲轴2的旋转加速度被称为“曲轴旋转加速度”)。具体地，站立-踩踏判定单元31可以在由曲轴旋转加速度的局部最大值(或局部最小值)的时间点规定的时间点处或时间段中计算倾斜角度的峰值(例如，，图5中的θ1、θ2、θ3)。然后，当峰值的绝对值大于阈值时，站立-踩踏判定单元31可以判定正在执行站立-踩踏。在该时刻，类似于站立-踩踏判定单元31的上述处理(例如，图6中的s106)，站立-踩踏判定单元31可以判定两个连续峰值的符号(+或-)是否不同。

可替换地，曲柄转速传感器45可以输出与曲轴2的旋转位置对应的信号。在该情形下，站立-踩踏判定单元31可以基于曲柄转速传感器45的输出来检测当脚踏板2a位于最高位置或最低位置时的时间点。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定在那个时间点处获取的倾斜角度的绝对值是否大于阈值。

[模式选择单元]

控制器30具有作为电动机21的控制模式的正常踩踏模式和站立-踩踏模式。此外，控制器30包括模式选择单元32(参见图4)。模式选择单元32根据由站立-踩踏判定单元31的结果来选择正常踩踏模式和站立-踩踏模式的一种模式。在电力辅助自行车100的示例中，当控制器30的存储器中记录的站立-踩踏标记是开启时，模式选择单元32选择站立-踩踏模式。另一方面，当站立-踩踏标记为关闭时，模式选择单元32选择正常踩踏模式。

[目标辅助转矩计算单元]

如上所述，控制器30具有目标辅助转矩计算单元(参加图4)。目标辅助转矩计算单元33计算目标辅助转矩，即，将从电动机21输出的辅助转矩。目标辅助转矩计算单元33包括正常模式计算单元33a和站立-踩踏模式计算单元33b，正常模式计算单元33a用于在正常踩踏模式中计算目标辅助转矩，以及站立-踩踏模式计算单元33b用于在站立-踩踏模式中计算目标辅助转矩。

[正常踩踏模式计算单元]

例如，正常踩踏模式计算单元33a根据踩踏转矩(即，转矩传感器41的输出)计算目标辅助转矩。更具体地，正常踩踏模式计算单元33a根据踩踏转矩和自行车速度计算目标辅助转矩。在电力辅助自行车100的示例中，表示辅助比率和自行车速度之间的关系的映射图和/或计算公式预先存储在控制器30的存储器中(在本说明书的示例中，辅助比率由表达式“辅助比率＝辅助转矩/踩踏转矩”定义)。正常踩踏模式计算单元33a参照存储器中存储的映射图和/或计算公式来计算与传感器检测到的自行车速度对应的辅助比率。然后，正常踩踏模式计算单元33a可以使计算的辅助比率乘以踩踏转矩，并且将乘法的结果作为目标辅助转矩。

图7是用于阐释由目标辅助转矩计算单元33执行的过程的示例的图表。在该图中，横轴表示自行车速度而纵轴表示辅助比率。在该图中，实线a示出在正常踩踏模式中的辅助比率和自行车速度的关系。辅助比率在自行车速度从0到v1的范围中是恒定值ra1。辅助比率在自行车速度从v1到v2的范围中逐渐地减小。辅助比率在自行车速度是v2或更大的范围中是零。辅助比率和自行车速度之间的关系不限于图7中所示的示例。例如，当自行车速度在0到v2的范围中时，辅助比率可以逐渐地减小。

[站立-踩踏模式计算单元]

站立-踩踏模式计算单元33b在站立-踩踏模式被选择时计算目标辅助转矩。站立-踩踏模式计算单元33b由与正常模式计算单元33a的过程不同的过程(即，由与正常操作模式的方法不同的方法)计算目标辅助转矩。在计算站立-踩踏模式中的目标辅助转矩中使用的传感器的每一个输出(例如，自行车速度和踩踏转矩)与正常踩踏模式中的输出相同的条件下，在站立-踩踏模式中计算的目标辅助转矩与在正常踩踏模式中计算的目标辅助转矩不同。

[站立踩踏模式计算单元的第一示例]

在示例中，站立-踩踏模式计算单元33b计算与正常踩踏模式计算单元33a计算的辅助比率不同的辅助比率。然后，站立-踩踏模式计算单元33b可以使计算的辅助比率乘以踩踏转矩，并且将乘法的结果设定为目标辅助转矩。用于站立-踩踏模式的表示自行车速度和辅助比率之间的关系的映射图和/或计算公式预先存储在存储器中。在图7中，实线b例示出用于站立-踩踏模式的辅助比率和自行车速度之间的关系。在该图的示例中，辅助比率在自行车速度在0到v1的范围中时恒定值rb2。在自行车速度在v1到v2的范围中，辅助比率逐渐地减小。在自行车速度是v2或更大的范围中，辅助比率是零。用于站立-踩踏模式的辅助比率rb2大于用于正常踩踏模式的辅助比率ra1。此外，在自行车速度从v1到v2的范围中，用于站立-踩踏模式的辅助比率大于用于正常踩踏模式的辅助比率。上述辅助比率在站立-踩踏模式中产生的辅助转矩大于在正常踩踏模式中产生的辅助转矩。

注意，用于站立-踩踏模式的辅助比率不必存储在存储器中。例如，校正值可以增加到或者乘以正常踩踏模式的辅助比率(例如，图7中的实线a)，该校正的结果可以用作站立-踩踏模式的辅助比率。

作为另外的示例，站立-踩踏计算单元33b使校正值增加到或乘以基于踩踏转矩计算的辅助转矩以及由自行车速度计算的辅助比率，该校正的结果可以用作目标辅助转矩。

[站立-踩踏模式计算单元的第二示例]

如上所述，在自行车的行驶期间，踩踏转矩由于曲轴2的旋转而改变(参见图5(b))。如上所述，在正常踩踏模式中，基于踩踏转矩和辅助比率计算目标辅助转矩。因此，在正常踩踏模式中，从电动机21输出的辅助转矩由于曲轴2的旋转而改变。控制器30可以控制电动机21使得站立-踩踏模式中的辅助转矩的变化小于正常踩踏模式中的辅助转矩的变化。即，控制器30可以控制电动机21使得站立-踩踏模式中的辅助转矩的振幅小于正常踩踏模式中的辅助转矩的振幅。例如，在站立-踩踏模式中的自行车速度和踩踏转矩与正常踩踏模式中的自行车速度和踩踏转矩相同的条件下，控制器30可以控制电动机21使得站立-踩踏模式中的辅助转矩的局部最小值大于正常踩踏模式中的辅助转矩的局部最小值。

图8是用于阐释通过上述过程获得的辅助转矩的图表。在该图中，横轴表示时间而纵轴表示辅助转矩。在该图中，实线c例示出正常踩踏模式中辅助转矩的变化，而实线d例示出站立-踩踏模式中辅助转矩的变化。如实线c表示的，在正常踩踏模式中，当两个脚踏板2a分别定位为接近于最高位置和最低位置时，辅助转矩是局部最小值fn。此外，如实线d表示的，在站立-踩踏模式中，当两个脚踏板2a分别定位为接近于最高位置和最低位置时，辅助转矩是局部最小值fd。站立-踩踏模式中的局部最小值fd大于正常踩踏模式中的局部最小值fn。因此，站立-踩踏模式中的辅助转矩的振幅小于正常踩踏模式中的辅助转矩的振幅。

由实线d表示的站立-踩踏模式中的辅助转矩可以通过各种方法实现。例如，站立-踩踏模式计算单元33b执行与基于转矩传感器41检测的踩踏转矩计算的辅助转矩有关的过滤过程，以及然后将过滤的辅助转矩设定为目标辅助转矩。作为另外的示例，站立-踩踏模式计算单元33b可以执行与转矩传感器41检测的踩踏转矩有关的过滤过程，以及然后将基于过滤的踩踏转矩计算的辅助转矩设定为目标辅助转矩。将过滤器设计为使得目标辅助转矩的减小减慢。即，将过滤器设计为使得辅助转矩在单位时间中的减小较小。站立-踩踏模式计算单元33b可以仅仅在踩踏转矩减小时(即，仅仅在踩踏转矩从局部最大值改变为局部最小值时)使用过滤器。

在图8中，由实线d表示的站立-踩踏模式中的辅助转矩的局部最大值与由实线c表示的正常踩踏模式中的辅助转矩的局部最大值一致。站立-踩踏模式中的辅助转矩不限于图8中示出的示例。站立-踩踏模式中的辅助转矩的局部最大值可以小于正常踩踏模式中的辅助转矩的局部最大值。在这种情形下，站立-踩踏模式中的辅助转矩的平均值可以高于或等于正常踩踏模式中的辅助转矩的平均值。可替换地，站立-踩踏模式中的辅助转矩的平均值可以小于正常踩踏模式中的辅助转矩的平均值。

[站立-踩踏模式计算单元的第三示例]

作为另外的示例，在站立-踩踏模式中，控制器30可以控制电动机21使得辅助转矩是恒定值。图9例示出当控制模式从正常踩踏模式改变到站立-踩踏模式时引起的辅助转矩的变化。在该图中，横轴表示时间。在时间点t1之前选择正常踩踏模式而在时间点t1之后选择站立-踩踏模式。

如上所述，踩踏转矩由于曲轴2的旋转而改变。在正常踩踏模式中，基于踩踏转矩计算目标辅助转矩。因此，如图9所示，在正常踩踏模式中(即，在时间点t1之前的时间段中)，辅助转矩与曲轴2的旋转对应地改变。另一方面，在站立-踩踏模式中，站立-踩踏模式计算单元33b将恒定值fs设定为目标辅助转矩而不考虑踩踏转矩的变化。

例如，在控制器30的存储器中存储是目标辅助转矩的数值fs。目标辅助转矩fs可以与自行车速度对应。在这种情形下，站立-踩踏模式计算单元33b基于传感器(例如，前轮转速传感器43)的输出信号计算自行车速度，以及然后从存储器获得与自行车速度对应的目标辅助转矩。

可替换地，可以基于踩踏转矩的局部最大值计算是恒定值的目标辅助转矩fs。参照图9，例如，可以在控制模式从正常踩踏模式切换到站立-踩踏模式的时间点t1处并且基于踩踏转矩计算目标辅助转矩，以及然后将该目标辅助转矩设定为目标辅助转矩fs。

[站立-踩踏模式计算单元的其他示例]

当在站立-踩踏模式中由转矩传感器41检测的踩踏转矩与正常踩踏模式中的踩踏转矩相同时，控制电动机31使得在站立-踩踏模式中获得的电动机21的动力(转矩×转速)与电动机21在正常踩踏模式中获得的动力不同。在示例中，控制器30控制电动机21使得在站立-踩踏模式中获得的动力大于在正常操作模式中获得的动力。即，在站立-踩踏模式中自行车速度和踩踏转矩与正常踩踏模式中自行车速度和踩踏转矩相同的条件下，站立-踩踏模式计算单元33b计算目标辅助转矩使得在站立-踩踏模式中获得的动力大于在正常踩踏模式中获得的动力。例如，图参照图7描述的，较高的辅助比率使电动机21的动力在站立-踩踏模式中增大。可替换地，可以通过增大如参照图8描述的目标辅助转矩的局部最小值或者通过将目标辅助转矩设定为如参照图9描述的恒定值来增加电动机21的动力。注意，控制器30的过程不限于上述示例。站立-踩踏模式计算单元33b可以计算目标辅助转矩使得站立-踩踏模式中的电动机21的动力小于或等于电动机21在正常踩踏模式中获得的动力。

当正常踩踏模式中目标辅助转矩和站立-踩踏模式中目标辅助转矩之间的差值较大时，目标辅助转矩计算单元33可以在控制模式从正常踩踏模式改变到站立-踩踏模式时逐渐地改变目标辅助转矩。

[电动机控制单元]

控制器30具有如上所述的电动机控制单元34(参见图4)。电动机控制单元34计算与目标辅助转矩(该目标辅助转矩由目标辅助转矩计算单元33计算)对应的电流的命令值并且然后向电动机驱动器39输出命令值。电动机驱动器39向电动机21供给与命令值对应的电流。电动机控制单元34基于电动机转速传感器42的输出信号来计算电动机21的转速并且监控电动机21的驱动是否与命令值一致。

[通知控制单元]

如图2所示，电力辅助自行车100包括通知装置59。通知装置59用于通知骑乘者正在站立-踩踏模式中执行电动机21的控制。例如，通知装置59包括发光元件(例如，发光二极管(led))、显示装置或扬声器。如图4所示，控制器30具有控制通知装置59的通知控制单元35。当由模式选择单元32选择站立-踩踏模式时，通知控制单元35通过声音、光和由通知装置产生的图像通知该选择的骑行者。

[电力辅助自行车的更改]

本发明不限于上述电力辅助自行车100，并且各种更改是可行的。

[加速度传感器的利用]

图10是示出上述电力辅助自行车100和驱动系统10的更改示例的框图。在该图中示出的电力辅助自行车200和驱动系统210包括输出与自行车体的横向方向上的加速度对应的信号的传感器(而非倾斜角度传感器51)，上述传感器用于判定骑行者踩踏的同时是否左右摇晃自行车体。例如，加速度传感器52是具有单个检测方向的单轴向加速度传感器。控制器230基于加速度传感器52的输出(即，在自行车体的横向方向上的加速度)判定是否正在执行站立-踩踏。以下，在自行车体的横向方向上的加速度被称为“横向加速度”。

电力辅助自行车100的控制器230基于通过使用踩踏转矩规定的时间段或时间点处获取的横向加速度来判定是否正在执行站立-踩踏。更具体地，控制器230计算由踩踏转矩的峰值(局部最大值和局部最小值)的时间点处规定的时间段或时间点处的横向加速度的峰值。然后，当峰值的绝对值大于阈值时，控制器230判定正在执行站立-踩踏。除踩踏转矩之外，控制器230可以使用曲轴2的转速和旋转加速度。

图11是用于阐释由电力辅助自行车200的控制器230执行的过程的图表。图11(a)阐释在站立-踩踏中横向加速度的变化。图11(b)阐释站立-踩踏中的踩踏转矩的变化。在图11中，横轴代表时间。图11(b)中示出的踩踏转矩的变化与图5(b)中示出的踩踏转矩相同。

如上所述，当正在执行站立-踩踏时，当两个脚踏板2a分别位于最高位置和最低位置处时，自行车体最大程度地左右倾斜。此外，在两个脚踏板2a在最高位置和最低位置时的时间点处，踩踏转矩较小。因此，横向加速度在踩踏转矩是局部最小值的时间点(例如，图11中的时间点t2和t4处)处变为局部最大值或局部最小值。即，如图11(a)所示，类似于参照图5描述的倾斜角度，横向加速度由于曲轴2的旋转而周期性地改变。因此，控制器230可以执行与电力辅助自行车100的过程类似的过程。

在一个示例中，控制器230的站立-踩踏判定单元31(参见图4)检测横向加速度的峰值(每一个峰值是在每一个时间点具有踩踏转矩的局部最大值的两个时间点之间的时间段中获得的局部最大值或局部最小值)。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定峰值的绝对值是否大于阈值。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定两个连续峰值的符号(+或-)是否不同。该过程使得站立-踩踏判定单元31能够判定自行车体左右摇晃是否与曲轴2的旋转一致并且判定摇晃是否足够大。然后，当那些判定的多个结果是连续肯定(是)时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。参照11，站立-踩踏判定单元31计算每一个时间点具有踩踏转矩的局部最大值的两个时间点(例如，t1和t3)之间的时间段中的横向加速度的峰值(局部最大值)a1。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定峰值是否大于阈值ath。此外，站立-踩踏判定单元31计算每一个时间点具有踩踏转矩的局部最大值的两个时间点(例如，t3和t5)之间的接下来的时间段中的横向加速度的峰值(局部最小值)a2。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定峰值a2的绝对值是否大于阈值ath。此外，站立-踩踏判定单元31判定峰值a2的符号(+或-)是否与峰值a1的符号不同。当那些判定的结果是肯定(是)时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。判定的次数不限于两次，站立-踩踏判定单元31可以检测每一个时间点具有踩踏转矩的局部最大值的两个时间点(例如，t5和t6)之间的另外接下来的时间段中的横向加速度的峰值a3。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定峰值a3的绝对值是否大于阈值ath，并且判定峰值a3的符号是否与峰值a2的符号不同。当那三次连续判定的结果是肯定(是)时，站立-踩踏判定单元31可以判定正在执行站立-踩踏。判定的次数可以大于三次。

除了上述判定之外，站立-踩踏判定单元31可以判定踩踏转矩的局部最大值是否大于阈值。

图12是示出由电力辅助自行车200的站立-踩踏判定单元31执行的过程的示例的流程图。图12中所示的过程在自行车的行驶期间在预定循环中反复地执行。图12中示出的过程与图6中示出的过程的不同之处在于使用横向加速度而非倾斜角度，并且在其他方面与图6中所示的过程相同。

首先，站立-踩踏判定单元31获取横向加速度和踩踏转矩(s201)。站立-踩踏判定单元31更新存储器中已经存储的可能的峰值。具体地，当在s101中获取的横向加速度的绝对值大于存储器中已经记录的横向加速度的绝对值时，站立-踩踏判定单元31在存储器中将s201中获取的横向加速度重新设定为可能峰值。另一方面，如果s201中获取的横向加速度的绝对值小于存储器中已经记录的横向加速度的绝对值，则存储器中已经记录的横向加速度保持作为可能峰值。作为这种处理的结果，在存储器中记录峰值(例如，图11中所示的峰值a2)。

接下来，站立-踩踏判定单元31判定s201中获取的踩踏转矩是否是局部最大值(s203)。当在s103的判定中踩踏转矩是局部最大值时，站立-踩踏判定单元31判定存储器中记录的横向加速度(可能峰值)的绝对值是否大于阈值(s204)。具体地，例如，参照图11，站立-踩踏判定单元31判定峰值a2的绝对值是否大于阈值ath。如果在s204的判定中存储器中记录的峰值大于阈值，则站立-踩踏判定单元31判定s204中判定的肯定(是)结果的次数(即，上述倾斜计数i)是否大于零(s205)。在倾斜计数i是零(s205的判定的结果是“否”)的情形下，站立-踩踏判定单元31将倾斜计数i设定为1(s207)。当s205的判定中倾斜计数i是1或更大时(当s205的判定的结果是“是”时)，站立-踩踏判定单元31判定横向加速度(例如，图11中的峰值a2)的符号(+或-)是否与之前的峰值(例如，图11中的峰值a1)的符号不同(s206)。当两个峰值的符号彼此不同时，站立-踩踏判定单元31使倾斜计数i增加1(s207)。然后，站立-踩踏判定单元31可以判定倾斜计数i是否等于或大于预定数字n(s208)。当倾斜计数i等于或大于预定数字n时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏并且将存储器中记录的“站立-踩踏标记”设定为开启(s209)。当在s204的判定中存储器中记录的横向加速度(峰值)的绝对值小于阈值时，即，当图11中所示的峰值a1、a2的绝对值小于阈值ath时，站立-踩踏判定单元31使倾斜计数返回到零(s210)。此外，在s206的判定中，当存储器中记录的横向加速度(峰值)的符号与之前时间段中获取的横向加速度的峰值的符号相同时，即，如果s206的判定的结果为“否”，则站立-踩踏判定单元31使倾斜计数i返回到零(s210)。当倾斜计数i返回到零时，站立-踩踏判定单元31将站立-踩踏标记设定为关闭(s211)。

在s208的判定中，如果倾斜计数i小于预定数字n，即，当s208的判定的结果是“否”时，站立-踩踏判定单元31将“站立-踩踏标记”设定为关闭(s211)。

根据图12中描述的过程，当横向加速度的峰值(局部最大值或局部最小值)的符号(+或-)多次改变并且连续多次判定峰值的绝对值大于阈值时，站立-踩踏判定单元31判定正在执行站立-踩踏。

电力辅助自行车200的站立-踩踏判定单元31的过程不限于上述示例。站立-踩踏判定单元31可以使用横向加速度的变化时间段和踩踏转矩的变化时间段。例如，当(i)横向加速度的峰值的绝对值大于阈值，(ii)横向加速度的变化时间段(例如，从局部最大值到局部最小值的时间段)和踩踏转矩的变化时间段(例如，从局部最大值到局部最小值)之间的差值小于阈值时，站立-踩踏判定单元31可以判定正在执行站立-踩踏。

[目标辅助转矩计算单元的更改]

此外，正常踩踏模式中的控制和站立-踩踏模式中的控制不限于参照图7和图9描述的示例。

控制器30、230可以控制电动机21使得站立-踩踏模式中的辅助转矩的振幅大于正常踩踏模式中的辅助转矩的振幅。例如，在正常踩踏模式中，正常踩踏模式计算单元33a可以参照图8中的实线计算目标辅助转矩。具体地，正常踩踏模式计算单元33a可以通过对基于踩踏转矩计算的目标辅助转矩施加过滤过程来计算由实线d表示的辅助转矩。可替换地，正常踩踏模式计算单元33a可以通过对传感器41检测到的踩踏转矩施加过滤过程来计算由实线d表示的目标辅助转矩。另一方面，站立-踩踏模式计算单元33b可以计算根据踩踏转矩(转矩传感器41的输出)改变的目标辅助转矩。换言之，与正常踩踏模式计算单元33a不同，站立-踩踏模式计算单元33b不使用过滤过程。

作为另外的更改，正常踩踏模式计算单元33a可以计算出恒定值作为目标辅助转矩。例如，当在正常踩踏模式中曲轴2的转速高于阈值时，正常踩踏模式计算单元33a可以计算出恒定值作为目标辅助转矩。换言之，控制器30、230可以在正常踩踏模式中控制电动机21使得辅助转矩恒定而不考虑施加到脚踏板2a的踩踏力的变化。另一方面，控制器30、230可以在站立-踩踏模式中控制电动机21使得发生辅助转矩的变化。即，站立-踩踏模式计算单元33b可以计算根据踩踏转矩(转矩传感器41的输出)而改变的目标辅助转矩。

尽管本发明已经在本文中参照其实施例和具体示例进行描述，但是本领域技术人员容易理解其他实施例和示例可以执行类似的功能和/或实现相似的结果。所有想到的这种等效实施例和示例落入本发明的精神和范围内，并且意欲由权利要求覆盖。