JP2003120799A

JP2003120799A - 自転車用変速制御装置

Info

Publication number: JP2003120799A
Application number: JP2001316509A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Fujii; 和浩藤井
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2003-04-23
Also published as: CN1412458A; EP1302396B1; US6837505B2; DE60216549T2; ATE347515T1; DE60216549D1; TW533284B; US6866279B2; EP1302396A2; US20040051273A1; US20030071436A1; CN1283939C; EP1302396A3

Abstract

(57)【要約】【課題】車速などの走行状態を頻繁に検出してもライ
ダーの意に反したシフトアップを抑えることができる自
転車用変速制御装置を提供する。【解決手段】変速制御部は、複数の変速段を有し変速
モータによりシフトアップ及びシフトダウンが可能な内
装変速ハブを変速制御するためのものであって、検出さ
れた車速Ｓが現在の変速段に応じたシフトアップしきい
値Ｕ（ＶＰ）になったとき、所定時間Ｔ１経過中に走行
状態の検出結果がシフトアップしきい値Ｕ（ＶＰ）を超
えているか否かを判断し、所定時間Ｔ１中に走行状態が
シフトアップしきい値Ｕ（ＶＰ）を超えているとき、高
速側の変速段に変速するように変速モータを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変速制御装置、特
に、複数の変速段を有し駆動手段によりシフトアップ及
びシフトダウンが可能な自転車用変速装置を変速制御す
るための自転車用変速制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の変速段を有する変速装置を装着し
た自転車が知られている。変速装置には外装変速機構と
内装変速機構とがある。外装変速機構は、たとえば後輪
に装着された複数のスプロケットを有する小ギアと、ス
プロケットのいずれかにチェーンを掛け替えるディレー
ラとを有し、内装変速機構は、後輪に内装された内装変
速ハブを有している。これらの変速装置は、変速ケーブ
ルを介してハンドル等に取り付けられた変速レバーに接
続されている。この種の変速装置が装着された自転車で
は、変速レバーの手動操作により、走行状態に応じて最
適な変速段を選択できる。

【０００３】しかし、変速レバーはハンドルのブレーキ
レバーの近くに配置されていることが多く、減速時には
ブレーキレバーの操作と変速レバーの操作とを同時に行
う必要が生じ変速操作を行いにくい。そこで、変速段の
切換を自転車の走行状態（たとえば車速やクランク回転
数）に応じて自動的に行う変速制御装置が開発されてい
る。従来、自転車の車速は、自転車の車輪に装着された
磁石をリードスイッチより１回転当たり１つのパルスを
検出し、その検出パルスの間隔と車輪の直径により求め
られている。そして、変速制御装置では、自転車の変速
段に応じてシフトアップ速度しきい値及びシフトダウン
速度しきい値の２つの速度しきい値を設定している。こ
こで、シフトアップしきい値は、それより一つ高速側の
変速段のシフトダウンしきい値より少し高い値に設定さ
れている。そして、検出された速度がシフトアップ速度
しきい値を超えるとシフトアップし、シフトアップ後に
シフトダウン速度しきい値より下がるとシフトダウンす
る制御が行われている。このように、１つの変速段に対
してシフトアップとシフトダウンとで異なる速度しきい
値により変速タイミングの制御を行うことにより、変速
が頻繁に生じるチャタリング現象を防止できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
車速を車輪１回転当たり１回程度と比較的少ない頻度で
検出している場合には、シフトアップとシフトダウンと
で異なる速度で変速タイミングの制御を行っているので
チャタリングを防止しやすい。しかし、たとえば磁石を
回転方向に複数個車輪に設けたりして車輪１回転当たり
の車速の検出頻度を増やすと、無駄な変速が頻繁に行わ
れるおそれがある。具体的には、たとえば坂道を上る際
にクランク回転数にむらがあるとき、ごく短時間のうち
に車速がシフトアップしきい値の近傍で変動し、ライダ
ーの意に反してシフトアップし、その直後にシフトダウ
ンが行われることがある。このような連続的なシフト動
作が起こると、その速度を維持するために必要なペダル
踏力が頻繁に変化してライダーのペダリングをギクシャ
クさせて、自転車の走行を不安定にするおそれがある。

【０００５】本発明の課題は、車速などの走行状態を頻
繁に検出してもライダーの意に反したシフトアップを抑
えることができる自転車用変速制御装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明１に係る自転車用変
速制御装置は、複数の変速段を有し駆動手段によりシフ
トアップ及びシフトダウンが可能な自転車用変速装置を
変速制御するための装置であって、走行状態検出手段
と、しきい値設定手段と、第１制御手段とを備えてい
る。走行状態検出手段は、自転車の走行状態を検出する
ための手段である。しきい値設定手段は、複数の変速段
に応じた走行状態のシフトアップしきい値及びシフトダ
ウンしきい値を設定する手段である。第１制御手段は、
走行状態の検出結果が現在の変速段に応じたシフトアッ
プしきい値を超えた後、第１所定時間経過までに走行状
態の検出結果がシフトアップしきい値を超えていないか
否かを少なくとも一度判断し、走行状態がシフトアップ
しきい値を超えている場合、高速側の変速段に変速する
ように駆動手段を制御する手段である。

【０００７】この変速制御装置では、走行状態検出手段
からの検出結果と変速段毎のシフトアップしきい値及び
シフトダウンしきい値とを比較する。そして、走行状態
の検出結果が現在の変速段に応じたシフトアップしきい
値を超えると、第１所定時間経過までに走行状態の検出
結果がシフトアップしきい値を超えているか否かを少な
くとも一度判断し、走行状態がシフトアップしきい値を
超えていると判断したとき、高速側の変速段に変速する
ように駆動手段を制御する。ここでは、検出された走行
状態がシフトアップしきい値を超えたとき、ただちにシ
フトアップするのではなく、第１所定時間経過の間に一
度でもシフトアップしきい値を超えていないと判断する
とシフトアップせずにその変速段を維持する。そして、
走行状態が第１所定時間の間でシフトアップしきい値を
超えているときだけ、高速側の変速段にシフトアップす
るように駆動手段を制御する。したがって、走行状態を
頻繁に検出しても重くなる方向の変速動作が頻繁に行わ
れにくくなりライダーの意に反したシフトアップを抑え
ることができる。

【０００８】発明２に係る自転車用変速制御装置は、発
明１に記載の装置において、走行状態の検出結果が現在
の変速段に応じたシフトダウンしきい値になったとき、
ただちに低速側の変速段に変速するように駆動手段を制
御する第２制御手段をさらに備える。この場合には、走
行状態の検出結果が現在の変速段のシフトダウンしきい
値になったとき、ただちに低速側の変速段に変速するよ
うに駆動手段を制御する。このため、大きな踏力を要す
る変速段から小さな踏力ですむ変速段へ速やかに変速さ
れることになるので、ライダーへの負担が減少する。特
に、走行状態を頻繁に検出できる場合にはシフトダウン
のレスポンスが向上し、ライダーの負担がより減少す
る。

【０００９】発明３に係る自転車用変速制御装置は、発
明１又は２に記載の装置において、第１制御手段は、第
１所定時間より短い第２所定時間経過したときに走行状
態の検出結果がシフトアップしきい値を超えているか否
かを判断する。この場合には、第２所定時間経過後に一
度だけシフトダウンしきい値を超えているか否かを判断
するだけなので、変速制御を簡素化できコストダウンを
図ることができる。

【００１０】発明４に係る自転車用変速制御装置は、発
明１から３のいずれかに記載の装置において、走行状態
検出手段は、走行状態として自転車の車速を検出する車
速検出手段を有する。この場合には、車速を検出して変
速制御しているので、車速に応じた変速制御を行える。
発明５に係る自転車用変速制御装置は、発明４に記載の
装置において、車速検出手段は、自転車の車輪に連動し
て回転する交流発電機からのパルスにより車速を検出す
る。この場合には、別に車輪の回転を検出するためのセ
ンサや検出子を設けることなく車速の検出が可能にな
る。しかも、発電機の極数に応じた車速信号が得られる
ので、車輪の一回転あたり複数の車速信号が得られ、精
度のよい変速制御を行える。また、複数の車速信号が得
られても無駄な変速制御が行われにくくなる。

【００１１】発明６に係る自転車用変速制御装置は、発
明１から３のいずれかに記載の装置において、走行状態
検出手段は、走行状態として前記自転車のクランクの回
転を検出するクランク回転検出手段を有する。この場合
には、クランク回転数を一定に保つように変速制御でき
るので、ライダーは一定幅のクランク回転数で効率よく
ペダルをこぐことができる。

【００１２】発明７に係る自転車用変速制御装置は、発
明１から６のいずれかに記載の装置において、駆動手段
は、自転車用変速装置に設けられ電力により作動する電
動部品であり、第１及び第２制御手段は、駆動手段を電
気的に制御する。この場合には、駆動手段がモータやソ
レノイドなどの電力により作動する電動部品であるの
で、電気的に簡単に制御できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】〔構成〕図１において、本発明の
一実施形態を採用した自転車は軽快車であり、ダブルル
ープ形のフレーム体２とフロントフォーク３とを有する
フレーム１と、ハンドル部４と、駆動部５と、発電ハブ
１２が装着された前輪６と、４段変速の内装変速ハブ１
０が装着された後輪７と、前後のブレーキ装置８（前用
のみ図示）と、内装変速ハブ１０を手元で操作するため
の変速操作部９とを備えている。

【００１４】フレーム１には、サドル１１やハンドル部
４を含む各部が取り付けられている。ハンドル部４は、
フロントフォーク３の上部に固定された、ハンドルステ
ム１４とハンドルステム１４に固定されたハンドルバー
１５とを有している。ハンドルバー１５の両端にはブレ
ーキ装置８を構成するブレーキレバー１６とグリップ１
７とが装着されている。右側のブレーキレバー１６には
変速操作部９が装着されている。

【００１５】変速操作部９は、図２に示すように、右側
（前輪用）のブレーキレバー１６に一体で形成された操
作パネル２０と、操作パネル２０の下部に左右に並べて
配置された２つの操作ボタン２１，２２と、操作ボタン
２１，２２の上方に配置された操作ダイヤル２３と、操
作ダイヤル２３の左方に配置された液晶表示部２４とを
有している。操作パネル２０の内部には変速操作を制御
するための変速制御部２５（図３）が収納されている。

【００１６】操作ボタン２１，２２は、三角形状の押し
ボタンである。左側の操作ボタン２１は低速段から高速
段への変速を行うためのボタンであり、右側の操作ボタ
ン２２は高速段から低速段への変速を行うためのボタン
である。操作ダイヤル２３は、３つの変速モードとパー
キング（Ｐ）モードとを切り換えるためのダイヤルであ
り、４つの停止位置Ｐ，Ａ１，Ａ２，Ｍを有している。
ここで変速モードは、自動変速１（Ａ１）モードと自動
変速２（Ａ２）モードと手動変速（Ｍ）モードとであ
り、自動変速１及び２モードは、発電ハブ１２からの車
速信号により内装変速ハブ１０を自動変速するモードで
あり、自動変速１（Ａ１）モードは、主として平地で自
動変速を行うときに使用される変速モードであり、自動
変速２（Ａ２）モードは、主として坂道で自動変速を行
うときに使用される変速モードである。このため、自動
変速２（Ａ２）モードは、自動変速１（Ａ１）モードに
比べてシフトアップの変速タイミングが早く、シフトダ
ウンの変速タイミングが遅く設定されている。手動変速
モードは、操作ボタン２１，２２の操作により内装変速
ハブ１０を変速するモードである。パーキングモード
は、内装変速ハブ１０をロックして後輪７の回転を規制
するモードである。液晶表示部２４には、現在の走行速
度も表示されるとともに、変速時に操作された変速段が
表示される。

【００１７】変速制御部２５は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯ
Ｍ，Ｉ／Ｏインターフェイスからなるマイクロコンピュ
ータを備えている。変速制御部２５には、図３に示すよ
うに、発電ハブ１２と、内装変速ハブ１０の動作位置を
検出する、たとえばポテンショメータからなる動作位置
センサ２６と、操作ダイヤル２３と、操作ボタン２１，
２２とが接続されている。また、変速制御部２５には、
バッテリーからなる電源２７と、モータドライバ２８
と、液晶表示部２４と、記憶部３０と、他の入出力部と
が接続されている。

【００１８】発電ハブ１２は、たとえば２８極の交流発
電機であり、車速に応じた交流信号を発生する。この発
電ハブ１２からの交流信号により、変速制御部２５は車
速Ｓを検出する。このため、車速Ｓは、前輪６の１回転
で２８回検出することができ、磁石とリードスイッチと
を用いた車速検出方法より細かく車速を検出できる。し
たがって、変速制御をよりリアルタイムに実行できる。

【００１９】モータドライバ２８には内装変速ハブ１０
を駆動する変速モータ２９が接続されている。記憶部３
０は、たとえばＥＥＰＲＯＭ等の書換え可能な不揮発メ
モリで構成され、そこにはパーキングモードで使用する
暗証や速度検出に使用するタイヤ径等の各種のデータが
記憶されている。また、自動変速１（Ａ１）モード及び
自動変速２（Ａ２）モード時の速度と各変速段との関係
（図４参照）が記憶されている。変速制御部２５は、各
モードに応じてモータ２９を制御するとともに、液晶表
示部２４を表示制御する。

【００２０】図４に自動変速１（Ａ１）及び自動変速２
（Ａ２）モード時のそれぞれの速度しきい値の一例をそ
れぞれ示す。図４において、自動変速１（Ａ１）モード
においては、シフトアップしきい値は、たとえば１３ｋ
ｍ／ｈ（１−２速），１６ｋｍ／ｈ（２−３速），１９
ｋｍ／ｈ（３−４速）である。シフトダウンしきい値
は、たとえば１２ｋｍ／ｈ（２−１速），１４ｋｍ／ｈ
（３−２速），１７ｋｍ／ｈ（４−３速）である。自動
変速２（Ａ２）モードにおいては、シフトアップしきい
値は、たとえば１１ｋｍ／ｈ（１−２速），１４ｋｍ／
ｈ（２−３速），１７ｋｍ／ｈ（３−４速）である。シ
フトダウンしきい値は、たとえば１０ｋｍ／ｈ（２−１
速），１２ｋｍ／ｈ（３−２速），１５ｋｍ／ｈ（４−
３速）である。

【００２１】駆動部５は、フレーム体２の下部（ハンガ
ー部）に設けられたギアクランク１８と、ギアクランク
１８に掛け渡されたチェーン１９と、内装変速ハブ１０
とを有している。内装変速ハブ１０は、４つの変速段と
ロック位置とを有する４段変速ハブであり、変速モータ
２９により４つの変速位置とロック位置との合計５つの
位置に切り換えられる。このロック位置で、内装変速ハ
ブ１０の回転が規制される。

【００２２】〔変速動作〕変速及びロック操作は、変速
操作部９の操作ダイヤル２３によるモード選択及び操作
ボタン２１，２２による変速操作により変速モータ２９
を動作させることにより行われる。図５〜図７は、変速
制御部２５の制御動作を示すフローチャートである。

【００２３】電源が投入されると、ステップＳ１で初期
設定を行う。ここでは、速度算出用の周長データが、た
とえば２６インチ径にセットされ、変速段が２速（Ｖ
２）にセットされ、さらに各種のフラグがリセットされ
る。ステップＳ２では、操作ダイヤル２３がパーキング
（Ｐ）モードにセットされたか否かを判断する。ステッ
プＳ３では、操作ダイヤル２３が自動変速１（Ａ１）モ
ードにセットされたか否かを判断する。ステップＳ４で
は、操作ダイヤル２３が自動変速２（Ａ２）モードにセ
ットされたか否かを判断する。ステップＳ５では、操作
ダイヤル２３が手動変速（Ｍ）モードにセットされたか
否かを判断する。ステップＳ６では、タイヤ径入力等の
他の処理が選択されたか否かを判断する。

【００２４】操作ダイヤル２３がＰ位置に回されパーキ
ング（Ｐ）モードにセットされた場合には、ステップＳ
２からステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、パ
ーキング（Ｐ）処理を実行する。操作ダイヤル２３がＡ
１位置に回され自動変速１モードがセットされた場合に
は、ステップＳ３からステップＳ８に移行する。ステッ
プＳ８では、図６に示す自動変速１（Ａ１）処理を実行
する。操作ダイヤル２３がＡ２位置に回され自動変速２
モードがセットされた場合には、ステップＳ４からステ
ップＳ９に移行する。ステップＳ９では、自動変速１処
理と同様な自動変速２（Ａ２）処理を実行する。操作ダ
イヤル２３がＭ位置に回され手動変速モードがセットさ
れた場合には、ステップＳ５からステップＳ１０に移行
する。ステップＳ１０では、図７に示す手動変速（Ｍ）
処理を実行する。他の処理が選択された場合にはステッ
プＳ６からステップＳ１１に移行し、選択された処理を
実行する。

【００２５】ステップＳ７のパーキング（Ｐ）処理で
は、内装変速ハブ１０のロック状態を解除するための暗
証を登録する暗証登録処理やロック状態を解除するため
の暗証入力及び照合を行う暗証入力処理などの処理を操
作ボタン２１，２２の操作に応じて実行する。ステップ
Ｓ８の自動変速１処理では、車速Ｓに応じた変速段に動
作位置ＶＰをセットする。そして、それから外れている
場合には、１段ずつ近づく方向に変速する。ここでは、
図６のステップＳ２１で、動作位置センサ２６の動作位
置ＶＰを取り込む。ステップＳ２２では、発電ハブ１２
からの速度信号により自転車の現在の車速Ｓを取り込
む。ステップＳ２３では、取り込んだ現在の車速Ｓが図
４に示したような動作位置センサ２６の動作位置ＶＰに
応じたシフトアップしきい値Ｕ（ＶＰ）を超えているか
否かを判断する。ステップＳ２４では、取り込んだ現在
の車速Ｓが動作位置センサ２６の動作位置ＶＰに応じた
シフトダウンしきい値Ｄ（ＶＰ）よりさがっているか否
かを判断する。

【００２６】現在の車速Ｓが図４に示した現在の変速段
に応じたシフトアップしきい値Ｕ（ＶＰ）を超えた場合
にはステップＳ２３からステップＳ２５に移行する。た
とえば、変速段が２速のとき（ＶＰ＝２）、車速Ｓが１
６ｋｍ／ｈより速くなるとこの判断が「Ｙｅｓ」とな
る。ステップＳ２５では、ステップＳ２３での判断結果
から所定時間Ｔ１経過したか否かを判断する。所定時間
Ｔ１経過していない場合にはステップＳ２６に移行し、
車速Ｓを再度読み込む。ステップＳ２７では、再度取り
込んだ現在の車速Ｓが現在の変速段のシフトアップしき
い値Ｕ（ＶＰ）を超えているか否かを判断する。シフト
アップしきい値Ｕ（ＶＰ）を車速Ｓが超えていない場合
には、何も処理せずにステップＳ２４に移行する。車速
Ｓがシフトアップしきい値Ｕ（ＶＰ）を超えている場合
には、ステップＳ２５に戻り、ステップＳ２３での判断
結果から所定時間Ｔ１経過しているか否かを再度判断す
る。

【００２７】所定時間Ｔ１経過したと判断すると、ステ
ップＳ２５からステップＳ２８に移行する。ステップＳ
２８では、変速段が４速か否かを判断する。４速のとき
はそれ以上シフトアップできないので、やはり何も処理
せずにステップＳ２４に移行する。ただし、４速のとき
のシフトアップしきい値は、２５５と通常では考えられ
ない速度であるので通常はこのルーチンは通らない。４
速未満のときには、ステップＳ２９に移行し、変速段を
１段シフトアップするために動作位置ＶＰを１つ上げて
ステップＳ２４に移行する。これにより、変速モータ２
９が動作して内装変速ハブ１０が１段シフトアップす
る。

【００２８】現在の車速Ｓが、図４に示した現在の変速
段に応じたシフトダウンしきい値Ｄ（ＶＰ）より下がっ
ている場合にはステップＳ２４からステップＳ３０に移
行する。たとえば、変速段が２速のとき（ＶＰ＝２）、
車速Ｓが１２ｋｍ／ｈより遅くなるとこの判断が「Ｙｅ
ｓ」となる。ステップＳ３０では、変速段が１速か否か
を判断する。１速のときは何も処理せずにメインルーチ
ンに移行する。２速以上のときには、ステップＳ３１に
移行し、変速段を１段シフトダウンするために動作位置
ＶＰを１つ下げてメインルーチンに移行する。これによ
り、変速モータ２９が動作して内装変速ハブ１０が１段
シフトダウンする。

【００２９】なお、ステップＳ９の自動変速２（Ａ２）
処理は、自動変速１（Ａ１）処理としきい値が異なるだ
けで処理内容は同じであるので説明を省略する。ステッ
プＳ１０の手動変速処理では、操作ボタン２１，２２の
操作により１段ずつ変速する。図７のステップＳ４１
で、動作位置センサ２６の動作位置ＶＰを取り込む。ス
テップＳ４２では、操作ボタン２１が操作されたか否か
を判断する。ステップＳ４３では、操作ボタン２２が操
作されたか否かを判断する。操作ボタン２１が操作され
るとステップＳ４２からステップＳ４４に移行する。ス
テップＳ４４では、現在の動作位置ＶＰにより４速か否
かを判断する。現在の変速段が４速ではない場合にはス
テップＳ４５に移行し、動作位置ＶＰを１つだけ高速段
側に移行して１段シフトアップする。現在の変速段が４
速の場合にはこの処理をスキップする。

【００３０】操作ボタン２２が操作されるとステップＳ
４３からステップＳ４６に移行する。ステップＳ４６で
は、現在の動作位置ＶＰにより１速か否かを判断する。
現在の変速段が１速ではない場合にはステップＳ４７に
移行し、動作位置ＶＰを１つだけ低速段側に移行して１
段シフトダウンする。現在の変速段が１速の場合にはこ
の処理をスキップする。

【００３１】図８に、自動変速処理において従来例と本
実施例とにおける変速動作を比較したグラフを示す。図
８では縦軸に速度を、横軸に時間をそれぞれとってい
る。自動変速１処理では、図８（ａ）に示すように、た
とえば変速段が１速のときにシフトアップしきい値Ｕ
（１）（たとえば１３ｋｍ／ｈ）を超えると、それから
所定時間Ｔ１の間シフトアップしきい値Ｕ（１）を超え
ているか否かをステップＳ２７で判断する。図８（ａ）
の場合には、ハッチングで示す領域で車速Ｓがシフトア
ップしきい値Ｕ（１）を超えていないので、図６のステ
ップＳ２７での判断が「Ｎｏ」になり、この場合には１
速から２速へのシフトアップがキャンセルされ、シフト
アップは行われない。

【００３２】そして、車速Ｓがシフトアップしきい値Ｕ
（１）を再度超えた場合、それから所定時間Ｔ１の間再
度車速Ｓを取り込んでその間にシフトアップしきい値
（Ｕ１）を超えないとき、ステップＳ２７での判断が全
て「Ｙｅｓ」になり、所定時間Ｔ１経過後にステップＳ
２９で１速から２速へのシフトアップが実行される。一
方、従来の場合には、図８（ｂ）に示すように、シフト
アップしきい値Ｕ（１）を超えると、２速へシフトアッ
プし、２速のシフトダウンしきい値Ｄ（２）（たとえば
１２ｋｍ／ｈ）になると再度１速にシフトダウンされ
る。そして、再び１速のシフトダウンしきい値Ｕ（１）
を超えると２速にシフトアップされるというライダーの
意に反した頻繁なシフトアップがなされる。

【００３３】このように、本発明による変速制御では、
シフトアップ時に所定時間Ｔ１の経過中にシフトアップ
しきい値Ｕ（ＶＰ）を超えているか否かを判断してシフ
トアップするか否かを決めているので、頻繁に車速信号
を取り込んでもライダーの意に反したシフトアップを防
止できる。このため、スムーズな変速動作を実現でき、
変速動作の違和感が少なくなる。

【００３４】また、シフトアップしきい値を超えても直
ぐにはシフトアップしないので、加速度が大きくなるほ
ど実際にシフトアップする速度が速くなり、シフトアッ
プしきい値が加速度に応じて変化するようになる。ま
た、シフトダウンのときには、シフトダウンしきい値
（ＶＰ）より検出された車速Ｓが低いとき、ただちに低
速側の変速段に変速するように変速モータ２９を制御す
る。このため、軽くなる変速方向への変速動作は、現在
の変速段に応じたシフトダウンしきい値より下がるとた
だちに行われるので、ライダーへの負担が減少する。特
に、発電ハブ２９により走行状態を頻繁に検出できる場
合にはシフトダウンのレスポンスが向上し、ライダーの
負担がより減少する。

【００３５】〔他の実施形態〕（ａ）前記実施形態では変速装置として内装変速ハブ
を例に説明したが、変速装置としては複数のスプロケッ
トとディレーラとからなる外装変速機構の制御にも本発
明を適用できる。（ｂ）前記実施形態では変速モータで駆動される変速
装置を例に説明したが、ソレノイドや電気・油圧・空圧
シリンダ等の他のアクチュエータで駆動される変速装置
の制御にも本発明を適用できる。

【００３６】（ｃ）前記実施形態では、走行状態とし
て車速を用いたが、クランクの回転数を用いてもよい。
この場合、図９に示すように、自転車のギアクランク１
８に磁石等の検出子１１３を装着し、自転車のフレーム
２に検出子１１３の回転を検出するたとえばリードスイ
ッチからなる回転検出器１１２を装着してクランク回転
数を検出すればよい。このとき、検出子１１３を周方向
に間隔を隔てて多数設けてもよい。また、図１０に示す
ように、変速段に応じてクランク回転数の上限及び下限
をしきい値として設定すればよい。図１０では各変速段
で同じ値を設定しているがそれぞれ異ならせてもよい。
そして、図６に示す動作と同様に自動変速モードで、シ
フトアップしきい値以下のクランク回転数になると所定
時間Ｔ１の間にそれより下がっているか否かを判断し、
一度でも上がっている場合（つまり軽くペダルをこげて
いる場合）にはシフトアップをキャンセルし、下がって
いる場合（つまりペダルをこぐのが重くなっている場
合）にはシフトアップするように制御すればよい。

【００３７】（ｄ）前記実施形態では、所定時間Ｔ１
中に走行状態を検出したが、所定時間Ｔ１より短い所定
時間Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）後に走行状態を検出し、その検
出結果によりシフトアップするか否かを決定してもよ
い。この場合、図１１に示すように、ステップＳ５１及
びステップＳ５２でステップＳ２１及びステップＳ２２
と同様に変速段ＶＰ及び車速Ｓを取み込み、現在の車速
Ｓが図４に示した現在の変速段に応じたシフトアップし
きい値Ｕ（ＶＰ）より上がった場合にはステップＳ５３
からステップＳ５５に移行する。たとえば、変速段が２
速のとき（ＶＰ＝２）、車速Ｓが１６ｋｍ／ｈより速く
なるとこの判断が「Ｙｅｓ」となる。ステップＳ５５で
は、所定時間Ｔ２の経過を待つ。所定時間Ｔ２経過する
とステップＳ５６に移行し、現在のシフトアップしきい
値Ｕ（ＶＰ）を車速Ｓが超えているか否かを再度判断す
る。車速Ｓがシフトアップしきい値Ｕ（ＶＰ）より下が
っている場合には、何も処理せずにステップＳ５４に移
行する。車速Ｓがシフトアップしきい値Ｕ（ＶＰ）を超
えている場合には、ステップＳ５７に移行し、変速段が
４速か否かを判断する。４速のときはやはり何も処理せ
ずにステップＳ５４に移行する。４速未満のときには、
ステップＳ５８に移行し、ステップＳ５３での判断から
所定時間Ｔ１の経過を待つ。所定時間Ｔ１が経過すると
ステップＳ５９に移行し、変速段を１段シフトアップす
るために動作位置ＶＰを１つ上げてステップＳ５４に移
行する。これにより、変速モータ２９が動作して内装変
速ハブ１０が１段シフトアップする。

【００３８】現在の車速Ｓが、図４に示した現在の変速
段に応じたシフトダウンしきい値Ｄ（ＶＰ）より下がっ
ている場合には前記実施形態と同様にステップＳ６０，
ステップＳ６１の処理を実行する。（ｅ）前記実施形態では、シフトアップしきい値が所
定時間Ｔ１の間に１回でもシフトアップしきい値を超え
ていなければシフトアップしないようにしたが、最後の
検出結果がシフトダウンしきい値を超えていなければシ
フトアップしないようにしてもよいし、その平均値がシ
フトアップしきい値を超えていなければシフトアップし
ないようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、検出された走行状態が
シフトアップしきい値を超えたとき、ただちにシフトア
ップするのではなく、第１所定時間経過の間に一度でも
シフトアップしきい値を超えていないと判断するとシフ
トアップせずにその変速段を維持する。そして、走行状
態が第１所定時間の間でシフトアップしきい値を超えて
いるときだけ、高速側の変速段にシフトアップするよう
に駆動手段を制御する。したがって、走行状態を頻繁に
検出しても重くなる方向の変速動作が頻繁に行われにく
くなりライダーの意に反したシフトアップを抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が採用された自転車の側面
図。

【図２】そのハンドル部分の斜視図。

【図３】制御系の構成を示すブロック図。

【図４】しきい値の一例を示す図。

【図５】変速制御処理のメインルーチンのフローチャー
ト。

【図６】自動変速１処理のフローチャート。

【図７】手動変速処理のフローチャート。

【図８】変速動作時の車速と変速段の関係を示すグラ
フ。

【図９】他の実施形態の図１に相当する図。

【図１０】他の実施形態の図４に相当する図。

【図１１】他の実施形態の図６に相当するフローチャー
ト。

【符号の説明】

１０内装変速ハブ１２発電ハブ２５変速制御部２６動作位置センサ２９変速モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J067 AA16 AA21 AB23 AB24 AC21 AC25 BA13 CA08 CA09 CA32 DB32 DB33 GA30 3J552 MA01 NA08 PA19 QB06 RA03 RA06 RB15 RB18 SB19 SB20 VA32W VA74Z VB01W VD16Z VD17Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の変速段を有し駆動手段によりシフト
アップ及びシフトダウンが可能な自転車用変速装置を変
速制御するための自転車用変速制御装置であって、前記自転車の走行状態を検出するための走行状態検出手
段と、前記複数の変速段に応じた前記走行状態のシフトアップ
しきい値及びシフトダウンしきい値を設定するしきい値
設定手段と、前記走行状態の検出結果が現在の変速段に応じた前記シ
フトアップしきい値を超えた後、第１所定時間経過まで
に走行状態の検出結果が前記シフトアップしきい値を超
えているか否かを少なくとも一度判断し、前記走行状態
が前記シフトアップしきい値を超えている場合、高速側
の変速段に変速するように前記駆動手段を制御する第１
制御手段と、を備えた自転車用変速制御装置。
【請求項２】前記走行状態の検出結果が前記現在の変速
段に応じたシフトダウンしきい値を超えたとき、ただち
に低速側の変速段に変速するように前記駆動手段を制御
する第２制御手段をさらに備える、請求項１に記載の自
転車用変速制御装置。
【請求項３】前記第１制御手段は、前記第１所定時間よ
り短い第２所定時間経過したときに走行状態の検出結果
が前記シフトアップしきい値を超えているか否かを判断
する、請求項１又は２に記載の自転車用変速制御装置。
【請求項４】前記走行状態検出手段は、前記走行状態と
して前記自転車の車速を検出する車速検出手段を有す
る、請求項１から３のいずれかに記載の自転車用変速制
御装置。
【請求項５】前記車速検出手段は、前記自転車の車輪に
連動して回転する交流発電機からのパルスにより前記車
速を検出する、請求項４に記載の自転車用変速制御装
置。
【請求項６】前記走行状態検出手段は、前記走行状態と
して前記自転車のクランクの回転を検出するクランク回
転検出手段を有する、請求項１から３のいずれかに記載
の自転車用変速制御装置。
【請求項７】前記駆動手段は、前記自転車用変速装置に
設けられ電力により作動する電動部品であり、前記第１及び第２制御手段は、前記駆動手段を電気的に
制御する、請求項１から６のいずれかに記載の自転車用
変速制御装置。