CN110316309A - 人力驱动车用控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够适当地控制人力驱动车用组件的人力驱动车用控制装置。人力驱动车用控制装置包括控制部，该控制部控制辅助人力驱动车的推进的马达，当包括所述人力驱动车的曲柄的转速、输入至所述人力驱动车的人力驱动力的功率、所述人力驱动车的加速度、所述人力驱动车的加加速度和所述人力驱动车的倾斜角度中的至少一者的第一参数增加时，所述控制部以第一控制状态控制所述马达，当所述第一参数减小时，所述控制部以与所述第一控制状态不同的第二控制状态控制所述马达。

Description

人力驱动车用控制装置
技术领域
本发明涉及一种人力驱动车用控制装置。
背景技术
例如，专利文献1所公开的人力驱动车用控制装置控制辅助人力驱动车的推进的马达和变更人力驱动车的变速比的变速器等人力驱动车用组件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-110402号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够适当地控制人力驱动车用组件的人力驱动车用控制装置。
根据本发明的第一方面的人力驱动车用控制装置包括控制部，该控制部控制辅助人力驱动车的推进的马达，当包括所述人力驱动车的曲柄的转速、输入至所述人力驱动车的人力驱动力的功率、所述人力驱动车的加速度、所述人力驱动车的加加速度和所述人力驱动车的倾斜角度中的至少一者的第一参数增加时，所述控制部以第一控制状态控制所述马达，当所述第一参数减小时，所述控制部以与所述第一控制状态不同的第二控制状态控制所述马达。
根据第一方面的人力驱动车用控制装置，可以对马达进行与包括人力驱动车的曲柄的转速、输入至人力驱动车的人力驱动力的功率、人力驱动车的加速度、人力驱动车的加加速度和人力驱动车的倾斜角度中的至少一者的第一参数增加的情况和减小的情况相适应的控制。
在根据所述第一方面的第二方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部：根据输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达，在所述第一控制状态和所述第二控制状态下，控制所述马达以使所述马达的输出相对于所述人力驱动力的变化的响应速度不同。
根据第二方面的人力驱动车用控制装置，能够以与第一参数增加的情况和减小的情况相适应的响应速度控制马达。
在根据所述第二方面的第三方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部控制所述马达，以使所述第一控制状态下并且所述人力驱动力减小时的所述响应速度慢于所述第二控制状态下并且所述人力驱动力减小时的所述响应速度。
根据第三方面的人力驱动车用控制装置，第一参数增加并且人力驱动力减小时与第一参数减小并且人力驱动力减小时相比马达的输出难以降低。因此，用户难以感觉到马达的辅助力不足。
在根据所述第二或第三方面的第四方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部控制所述马达，以使所述第一控制状态下并且所述人力驱动力增加时的所述响应速度快于所述第二控制状态下并且所述人力驱动力增加时的所述响应速度。
根据第四方面的人力驱动车用控制装置，第一参数增加并且人力驱动力增加时与第一参数减小并且人力驱动力增加时相比马达的输出容易提高。因此，用户难以感觉到马达的辅助力不足。
在根据所述第二～第四方面中任一方面的第五方面的人力驱动车用控制装置中，在所述第一控制状态和所述第二控制状态中的任一控制状态下，所述控制部均控制所述马达，以使所述人力驱动力减小时的所述响应速度慢于所述人力驱动力增加时的所述响应速度。
根据第五方面的人力驱动车用控制装置，在第一参数增加的情况和第一参数减小的情况中的任一情况下，能够抑制人力驱动力减小时的马达的输出的降低，并容易提高人力驱动力增加时马达的输出。
在根据所述第一～第五方面中任一方面的第六方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部：根据输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达，在所述第一控制状态和所述第二控制状态下，控制所述马达以使所述马达的辅助力相对于所述人力驱动力的比率与所述马达的输出的最大值中的至少一个不同。
根据第六方面的人力驱动车用控制装置，能够以分别与第一参数增加的情况和减小的情况相适应的辅助力的比率和马达的输出的最大值中的至少一个控制马达。
在根据所述第六方面的第七方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部控制所述马达，以使所述第一控制状态下的所述比率大于所述第二控制状态下的所述比率。
根据第七方面的人力驱动车用控制装置，第一参数增加时与第一参数减小时相比能够增加比率。因此，用户难以感觉到马达的辅助力不足。
在根据所述第六或第七方面的第八方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部控制所述马达，以使所述第一控制状态下的所述最大值大于所述第二控制状态下的所述最大值。
根据第八方面的人力驱动车用控制装置，第一参数增加时与第一参数减小时相比能够增加最大值。因此，用户难以感觉到马达的辅助力不足。
在根据所述第一～第八方面中任一方面的第九方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部构成为，以能够切换所述第一控制状态和所述第二控制状态的第一模式、和禁止向所述第一控制状态和所述第二控制状态中的至少一种控制状态切换的第二模式，控制所述马达。
根据第九方面的人力驱动车用控制装置，通过以第二模式控制马达，能够禁止向第一控制状态和第二控制状态中的至少一种控制状态切换。
在根据所述第九方面的第十方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部构成为，根据操作部的操作切换所述第一模式和所述第二模式。
根据第十方面的人力驱动车用控制装置，通过用户操作操作部，从而能够切换第一模式和第二模式。
根据本发明的第十一方面的人力驱动车用控制装置，其在具备曲柄和驱动轮的人力驱动车中，包括控制用于变更所述驱动轮的转速相对于所述曲柄的转速的比率的变速器的控制部，当包括输入至所述人力驱动车的人力驱动力的转矩、输入至所述人力驱动车的人力驱动力的功率、所述人力驱动车的加速度、所述人力驱动车的加加速度和所述人力驱动车的倾斜角度中的至少一者的第一参数增加时，所述控制部控制所述变速器，以根据与所述人力驱动车的行驶状态有关的第二参数和针对所述第二参数设定的第一变速阈值，在预先设定的第一比率与预先设定的第二比率之间切换所述比率，当所述第一参数减小时，所述控制部控制所述变速器，以根据所述第二参数和为所述第二参数设定的并且与所述第一变速阈值不同的第二变速阈值，在所述预先设定的第一比率与所述预先设定的第二比率之间切换所述比率。
根据第十一方面的人力驱动车用控制装置，能够控制变速器以变为与第一参数增加的情况和第二参数减小的情况相适应的变速比。
在根据所述第十一方面的第十二方面的人力驱动车用控制装置中，所述第一变速阈值小于所述第二变速阈值。
根据第十二方面的人力驱动车用控制装置，第一参数增加时与第一参数减小时相比更容易变更比率。
在根据所述第十一或第十二方面的第十三方面的人力驱动车用控制装置中，所述第二参数包括所述曲柄的转速、所述人力驱动车的转矩、输入至所述人力驱动车的人力驱动力的功率、所述人力驱动车的速度、所述人力驱动车的加速度、所述人力驱动车的加加速度和所述人力驱动车的倾斜角度中的至少一者。
根据第十三方面的人力驱动车用控制装置，通过曲柄的转速、人力驱动车的转矩、输入至人力驱动车的人力驱动力的功率、人力驱动车的速度、人力驱动车的加速度、人力驱动车的加加速度和人力驱动车的倾斜角度中的至少一者能够变更比率。
在根据所述第一～第十三方面中任一方面的第十四方面的人力驱动车用控制装置中，还包括检测部，其检测所述第一参数。
根据第十四方面的人力驱动车用控制装置，通过检测部能够适当地检测第一参数。
发明的效果
本发明的人力驱动车用控制装置能够适当地控制人力驱动车用组件。
附图说明
图1为包括第一实施方式的人力驱动车用控制装置的人力驱动车的侧视图；
图2为示出第一实施方式的人力驱动车用控制装置的电气结构的框图；
图3为示出第一实施方式的曲柄的转速与时间常数之间的关系的一个示例的图表；
图4为示出第一实施方式的曲柄的转速与比率之间的关系的一个示例的图表；
图5为示出第一实施方式的曲柄的转速与马达的输出的最大值之间的关系的一个示例的图表；
图6为由图2的控制部执行的切换模式的处理的流程图；
图7为由图2的控制部执行的控制马达的处理的流程图；
图8为由第二实施方式的控制部执行的控制变速器的处理的流程图；
图9为由第一实施方式的变形例的控制部执行的控制马达的处理的流程图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1～图7，对第一实施方式的人力驱动车用控制装置40进行说明。下面，将人力驱动车用控制装置40简单地记载为控制装置40。控制装置40设置于在人力驱动车10。人力驱动车10为至少能够通过人力驱动力驱动的车辆。人力驱动车10例如包括自行车。人力驱动车10的车轮的数量不受限制，例如包括独轮车和具有三个或多于三轮的车辆。人力驱动车10包括例如山地自行车、公路自行车、城市自行车、货运自行车和斜躺自行车等各种自行车、以及电动辅助自行车(E-bike)。下面，在实施方式中，将人力驱动车10作为自行车进行说明。
如图1所示，人力驱动车10包括曲柄12和驱动轮14。人力驱动车10还包括车架16。曲柄12输入有人力驱动力H。曲柄12包括：曲柄轴12A，其能够相对于车架16旋转；和曲柄臂12B，其分别设置于曲柄轴12A的轴向的两端部。踏板18连结于各曲柄臂12B。驱动轮14通过曲柄12旋转被驱动。驱动轮14支撑于车架16。曲柄12与驱动轮14通过驱动机构20连结。驱动机构20包括与曲柄轴12A结合的第一旋转体22。曲柄轴12A与第一旋转体22也可以经由第一单向离合器结合。第一单向离合器构成为：当曲柄12向前旋转时，使第一旋转体22向前旋转，当曲柄12向后旋转时，不使第一旋转体22向后旋转。第一旋转体22包括链轮、皮带轮或锥齿轮。驱动机构20还包括连结部件26和第二旋转体24。连结部件26将第一旋转体22的旋转力传递给第二旋转体24。连结部件26例如包括链条、皮带或传动轴。
第二旋转体24与驱动轮14连结。第二旋转体24包括链轮、皮带轮或锥齿轮。优选地，在第二旋转体24与驱动轮14之间设有第二单向离合器。第二单向离合器构成为：当第二旋转体24向前旋转时，使驱动轮14向前旋转，当第二旋转体24向后旋转时，不使驱动轮14向后旋转。
人力驱动车10包括前轮和后轮。前轮经由前叉16A安装于车架16。车把16C经由把立16B连结于前叉16A。在下面的实施方式中，将后轮作为驱动轮14进行说明，但前轮也可以为驱动轮14。
如图1和图2所示，人力驱动车10还包括电池28、马达30、驱动电路32、变速器34和致动器36。
电池28包括一个或多个单电池。单电池包括充电电池。电池28设置于人力驱动车10，并向通过有线与电池28电连接的其他电气部件，例如马达30和控制装置40，供给电力。电池28通过有线或无线与控制装置40的控制部42可通信地连接。电池28例如能够通过电力线通信(PLC；power line communication)与控制部42通信。电池28可以安装于车架16的外部，也可以其至少一部分收纳于车架16的内部。
马达30和驱动电路32优选设置在相同的壳体。驱动电路32控制从电池28供给到马达30的电力。驱动电路32通过有线或无线与控制部42可通信地连接。驱动电路32例如能够通过串行通信与控制部42通信。驱动电路32根据来自控制部42的控制信号驱动马达30。马达30辅助人力驱动车10的推进。马达30包括电动马达。马达30设置为，将旋转传递给从踏板18至后轮的人力驱动力H的动力传递路径或前轮。马达30设置于人力驱动车10的车架16、后轮或前轮。在一个示例中，马达30与从曲柄轴12A至第一旋转体22的动力传递路径结合。优选地，在马达30与曲柄轴12A之间的动力传递路径设置单向离合器，以当使曲柄轴12A向人力驱动车10前进的方向旋转时，马达30不因曲柄12的旋转力而旋转。在设有马达30和驱动电路32的壳体中，可以设置除了马达30和驱动电路32之外的结构，例如，可以设置将马达30的旋转减速并输出的减速器。驱动电路32包括逆变电路。
变速器34与致动器36一起构成变速装置。变速器34变更驱动轮14的转速相对于曲柄12的转速N的比率R。变速器34构成为能够逐级地变更比率R。变速器34可以构成为能够无级地变更比率R。致动器36使变速器34执行变速动作。变速器34由控制部42控制。致动器36通过有线或无线与控制部42可通信地连接。致动器36例如能够通过电力线通信(PLC)与控制部42通信。致动器36根据来自控制部42的控制信号使变速器34执行变速动作。变速器34包括内装变速器和外装变速器(拨链器)中的至少一个。
人力驱动车10还包括操作部38。操作部38例如设置于车把。操作部38包括：操作部件，其构成为由用户操作；和检测部，其检测操作部件的动作。若操作操作部件，则检测部检测操作部件的动作，并输出操作信号。操作部件包括操作杆和按钮等。检测部包括电气开关和磁传感器等。
控制装置40包括控制部42，该控制部42控制辅助人力驱动车10的推进的马达30。控制装置40还包括存储部44。控制装置40还包括曲柄旋转传感器46、车速传感器48和转矩传感器50。
曲柄旋转传感器46用于检测曲柄12的转速N。曲柄旋转传感器46安装于人力驱动车10的车架16或设有马达30的壳体。曲柄旋转传感器46构成为包括磁传感器，该磁传感器输出与磁场强度相对应的信号。磁场强度在周向上变化的环状磁铁设置于曲柄轴12A或从曲柄轴12A至第一旋转体22之间的动力传递路径。曲柄旋转传感器46通过有线或无线与控制部42可通信地连接。曲柄旋转传感器46将与曲柄12的转速N相对应的信号输出给控制装置40的控制部42。
曲柄旋转传感器46在从曲柄轴12A至第一旋转体22的人力驱动力H的动力传递路径中，可以设置于与曲柄轴12A一体旋转的部件。例如，当在曲柄轴12A与第一旋转体22之间未设有单向离合器时，曲柄旋转传感器46可以设置于第一旋转体22。
车速传感器48用于检测车轮的转速。车速传感器48通过有线或无线与控制部42电连接。车速传感器48通过有线或无线与控制部42可通信地连接。车速传感器48将与车轮的转速相对应的信号输出给控制部42。控制部42基于车轮的转速演算人力驱动车10的速度V。若速度V大于或等于规定值，则控制部42停止马达30。规定值例如为时速25Km或时速45Km。优选地，车速传感器48包括构成簧式开关的磁簧或霍尔元件。车速传感器48可以构成为，安装于车架16的后下叉，并检测安装于后轮的磁铁，也可以构成为，设置在前叉16A，并检测安装于前轮的磁铁。
转矩传感器50设置于设有马达30的壳体。转矩传感器50用于检测输入至曲柄12的人力驱动力H的转矩TH。当第一单向离合器设置于动力传递路径时，转矩传感器50例如设置于比第一单向离合器更靠上游侧处。转矩传感器50包括应变传感器或磁致伸缩传感器等。应变传感器包括应变仪。当转矩传感器50包括应变传感器时，应变传感器设置于动力传递路径所包括的旋转体的外周部。转矩传感器50可以包括无线或有线的通信部。转矩传感器50的通信部构成为能够与控制部42通信。
控制部42包括执行预先设定的控制程序的演算处理装置。演算处理装置例如包括CPU(Central Processing Unit)或MPU(Micro Processing Unit)。控制部42可以包括一个或多个微型计算机。控制部42可以包括在多个位置分开配置的多个演算处理装置。在存储部44存储有各种控制程序和用于各种控制处理的信息。存储部44例如包括非易失性存储器和易失性存储器。控制部42和存储部44例如设置于设有马达30的壳体。
控制部42控制辅助人力驱动车10的推进的马达30。控制部42控制马达30，以使马达30的辅助力M相对于输入至曲柄12的人力驱动力H的比率A变为预先设定的比率。预先设定的比率可以为恒定值，可以为根据人力驱动力H而变化的值，可以为根据速度V而变化的值，也可以为根据曲柄12的转速N而变化的值。人力驱动力H包括人力驱动力H的转矩TH或人力驱动力H的功率(瓦特)。有时将马达30的辅助力M的转矩TM相对于输入至人力驱动车10的人力驱动力H的转矩TH的比率AT记载为比率A。有时将马达30的辅助力M的功率(瓦特)相对于输入至人力驱动车10的人力驱动力H的功率(瓦特)的比率AW记载为比率A。人力驱动力H的功率通过输入至曲柄12的人力驱动力H的转矩TH与曲柄12的转速N相乘而算出。当马达30的输出经由减速器输入至人力驱动力H的动力传递路径时，将减速器的输出设定为马达30的辅助力M。若人力驱动车10的速度V大于或等于预先设定的速度，则控制部42停止马达30的辅助。预先设定的速度例如为25km/h或45km/h。
控制部42根据第一参数P控制马达30。当第一参数P增加时，控制部42在第一控制状态下控制马达30，当第一参数P减小时，控制部42在与第一控制状态不同的第二控制状态下控制马达30。例如，当第一规定时间的第一参数P的增加量超过第一规定值时，控制部42判定第一参数P已增加，当第一规定时间的第一参数P的减小量超过第二规定值时，控制部42判定第一参数P已减小。另外，例如，当经过第二规定时间而第一参数P持续增加时，控制部42判定第一参数P已增加，当经过第二规定时间而第一参数P持续减小时，控制部42判定第一参数P已减小。另外，例如，当第一参数P的增加判定持续规定次数以上时，控制部42判定第一参数P1已增加，当第一参数P的减小判定持续规定次数以上时，控制部42判定第一参数P1已减小。第一参数P包括人力驱动车10的曲柄12的转速N、输入至人力驱动车10的人力驱动力H的功率WH、人力驱动车10的加速度G、人力驱动车10的加加速度J和人力驱动车10的倾斜角度D中的至少一者。
控制装置40还包括检测部52，该检测部52检测第一参数P。检测部52包括传感器52A、传感器52B、传感器52C和传感器52D中的至少一者。
传感器52A用于检测曲柄12的转速N。传感器52A具有与曲柄旋转传感器46相同的结构。能够将曲柄旋转传感器46用作传感器52A，但是传感器52A可以与曲柄旋转传感器46分开地设置。
传感器52B用于检测人力驱动车10的加速度G。传感器52B具有与车速传感器48相同的结构。能够将车速传感器48用作传感器52B，但是传感器52B可以与车速传感器48分开地设置。当第一参数P包括人力驱动车10的加速度G时，控制部42通过对由传感器52B检测出的速度V进行微分来演算人力驱动车10的加速度G。当第一参数P包括人力驱动车10的加加速度J时，控制部42通过对速度V进行二阶微分来演算人力驱动车10的加加速度J。人力驱动车10的传感器52B可以包括加速度传感器。当第一参数P包括人力驱动车10的加加速度J时，控制部42通过对由加速度传感器检测出的人力驱动车10的加速度G进行微分来演算人力驱动车10的加加速度J。
传感器52C用于检测人力驱动力H的转矩TH。传感器52C具有与转矩传感器50相同的结构。能够将转矩传感器50用作传感器52C，但是传感器52C可以与转矩传感器50分开地设置。当第一参数P包括人力驱动力H的功率WH时，控制部42通过将传感器52A所检测出的曲柄12的转速N与传感器52C所检测出的转矩TH相乘，来演算人力驱动力H的功率WH。
传感器52D用于检测人力驱动车10行驶的路面的倾斜角度D。人力驱动车10行驶的路面的倾斜角度D为人力驱动车10的行进方向上的倾斜角度。人力驱动车10行驶的路面的倾斜角度D与人力驱动车10的俯仰角度相对应。在一个示例中，传感器52D包括倾斜传感器。倾斜传感器的一个示例为陀螺仪传感器或加速度传感器で。在其他示例中，传感器52D包括GPS(Global positioning system)接收部。控制部42根据由GPS接收部获得的GPS信息、和预先记录在控制装置40的存储部44中的地图信息所包含的路面坡度，来演算人力驱动车10行驶的路面的倾斜角度D。
控制部42根据输入至人力驱动车10的人力驱动力H来控制马达30。在第一示例中，控制部42在第一控制状态和第二控制状态下控制马达30，以使马达30的输出相对于人力驱动力H的变化的响应速度X不同。控制部42包括滤波处理部，可以通过滤波处理部变更响应速度X。具体地，控制部42通过改变滤波处理部所使用的时间常数K，来改变响应速度X。滤波处理部例如包括低通滤波器。响应速度X包括第一控制状态下的响应速度X1和第二控制状态下的响应速度X2。响应速度X1包括在第一控制状态下并且人力驱动力H减小时的响应速度X11、和在第一控制状态下并且人力驱动力H增加时的响应速度X12。响应速度X2包括在第二控制状态下并且人力驱动力H减小时的响应速度X21、和在第二控制状态下并且人力驱动力H增加时的响应速度X22。
优选地，在第一控制状态和第二控制状态中的任一控制状态下，控制部42均控制马达30，以使人力驱动力H减小时的响应速度X11、响应速度X21慢于人力驱动力H增加时的响应速度X12、响应速度X22。在第一控制状态和第二控制状态中的任一控制状态下，控制部42均可以控制马达30，以使人力驱动力H减小时的响应速度X11、响应速度X21与人力驱动力H增加时的响应速度X12、响应速度X22相同。
优选地，控制部42控制马达30，以使在第一控制状态下并且人力驱动力H减小时的响应速度X11慢于在第二控制状态下并且人力驱动力H减小时的响应速度X21。控制部42可以控制马达30，以使在第一控制状态下并且人力驱动力H减小时的响应速度X11与在第二控制状态下并且人力驱动力H减小时的响应速度X21相同。
优选地，控制部42控制马达30，以使在第一控制状态下并且人力驱动力H增加时的响应速度X12快于在第二控制状态下并且人力驱动力H增加时的响应速度X22。更优选地，控制部42控制马达30，以使第一控制状态下并且人力驱动力H增加时的响应速度X12与第二控制状态下并且人力驱动力H增加时的响应速度X22相同。
图3示出了第一控制状态和第二控制状态下的曲柄12的转速N与时间常数K之间的关系的一个示例。图3的实线L11示出了第一控制状态下的曲柄12的转速N与时间常数K之间的关系的一个示例。在第一控制状态下，时间常数K随着曲柄12的转速N的增加而增加。在图3的示例中，当曲柄12的转速N达到第一速度N1时，第一控制状态下的时间常数K变为第一值K1，当曲柄12的转速N大于或等于第一速度N1时，第一控制状态下的时间常数K保持在第一值K1。图3的双点划线L12示出了第二控制状态下的曲柄12的转速N与时间常数K之间的关系的一个示例。在第二控制状态下，时间常数K随着曲柄12的转速N的增加而增加。在图3的示例中，当曲柄12的转速N变为大于第一速度N1的第二速度N2时，第二控制状态下的时间常数K变为第一值K1，当曲柄12的转速N大于或等于第二速度N2时，第二控制状态下的时间常数K保持在第一值K1。在图3的示例中，在曲柄12的转速N大于或等于第二速度N2的范围内，第一控制状态下的时间常数K与第二控制状态下的时间常数K相等。因此，在曲柄12的转速N大于或等于第二速度N2的范围内，响应速度X11与响应速度X21相等。控制部42在第一控制状态和第二控制状态下，可以根据转矩TH来确定时间常数K，代替根据曲柄12的转速N来确定时间常数K。在这种情况下，可以将由转矩TH代替图3的曲柄12的转速N的关系设定为第一控制状态和第二控制状态下的转矩TH与时间常数K之间的关系。
在第二示例中，控制部42在第一控制状态和第二控制状态下控制马达30，以使马达30的辅助力M相对于人力驱动力H的比率A与马达30的输出的最大值TX中的至少一个不同。在这种情况下，控制部42根据曲柄12的转速N变更比率A。
在第一控制状态和第二控制状态下，控制马达30使得比率A不同，优选地，控制部42控制马达30，使得第一控制状态下的比率A1大于第二控制状态下的比率A2。
图4示出了第一控制状态和第二控制状态下的曲柄12的转速N与比率A之间的关系的一个示例。图4的实线L21示出了第一控制状态下的曲柄12的转速N与比率A1之间的关系的一个示例。图4的双点划线L22示出了第二控制状态下的曲柄12的转速N与比率A2之间的关系的一个示例。
在第一控制状态和第二控制状态下，控制马达30使得马达30的输出的最大值TX中的至少一者不同，优选地，控制部42控制马达30，使得第一控制状态下的最大值TX1大于第二控制状态下的最大值TX2。
图5示出了第一控制状态和第二控制状态下的曲柄12的转速N与最大值TX之间的关系的一个示例。图5的实线L31示出了第一控制状态下的曲柄12的转速N与最大值TX1之间的关系的一个示例。在图5的示例中，第一控制状态下的最大值TX1在曲柄12的转速N在小于第三速度N3的范围内时，为恒定值，若达到第三速度N3，则随着曲柄12的转速N的增加而变小。图5的双点划线L32示出了第二控制状态下的曲柄12的转速N与最大值TX2之间的关系的一个示例。在图5的示例中，第二控制状态下的最大值TX2在曲柄12的转速N在小于大于第三速度N3的第四速度N4的范围内时，为恒定值，若达到第四速度N4，则随着曲柄12的转速N的增大而变小。在图5的示例中，当曲柄12的转速N在大于或等于第四速度N4的范围内时，最大值TX1与最大值TX2相等。
优选地，控制部42构成为，以能够切换第一控制状态和第二控制状态的第一模式、和禁止切换为第一控制状态和第二控制状态中的至少一种控制状态的第二模式，控制马达30。在一个示例中，控制部42在第二模式中禁止向第一控制状态切换。在这种情况下，当选择第二模式时，控制部42在第二控制状态下控制马达30。控制部42可以在与第一控制状态和第二控制状态不同的第三控制状态下控制马达30。在这种情况下，当选择第二模式时，控制部42可以在第三控制状态下控制马达30。在第三控制状态中，控制部42控制马达30，使得响应速度X、比率A和马达30的转矩TM的最大值TX中的至少一者与第一控制状态和第二控制状态中的至少一种控制状态下的响应速度X、比率A和马达30的转矩TM的最大值TX中的至少一者不同。第三控制状态可以与第一控制状态和第二控制状态中的一种控制状态相同。优选地，控制部42构成为，根据操作部38的操作切换第一模式和第二模式。若操作操作部38，则控制部42切换第一模式和第二模式。
参照图6，对切换第一模式和第二模式的处理进行说明。若从电池28向控制部42供给电力，则控制部42开始进行处理并进入图6所示的流程图的步骤S11。只要供给电力，控制部42就每规定周期执行从步骤S11开始的处理。
在步骤S11中，控制部42判定是否操作了操作部38。当未操作操作部38时，控制部42结束处理。在步骤S11中，当操作了操作部38时，控制部42进入步骤S12。
在步骤S12中，控制部42判定是否为第一模式。具体地，控制部42判定是否正在以第一模式控制马达30。在为第一模式的情况下，控制部42进入步骤S13。控制部42在步骤S13中切换为第二模式，并结束处理。
在步骤S12中，当判定不是第一模式时，控制部42进入步骤S14。具体地，当正在以第二模式控制马达30时，控制部42进入步骤S14。控制部42在步骤S14中切换为第一模式，并结束处理。
参照图7，对控制马达30的处理进行说明。若从电池28向控制部42供给电力，则控制部42开始进行处理并进入图7所示的流程图的步骤S21。只要供给电力，控制部42就每规定周期执行从步骤S21开始的处理。
在步骤S21中，控制部42判定第一参数P是否正在增加。当第一参数P正在增加时，控制部42进入步骤S22。在步骤S22中，控制部42判定是否为第一模式。在为第一模式的情况下，控制部42进入步骤S23。在步骤S23中，控制部42以第一控制状态控制马达30，并结束处理。具体地，控制部42进行将响应速度X设定为响应速度X1的设定、将比率A设定为比率A1的设定和将最大值TX设定为最大值TX1的设定中的至少一者。
在步骤S21中，当判定第一参数P未正在增加时，控制部42进入步骤S24。在步骤S24中，控制部42判定第一参数P是否正在减小。当第一参数P正在减小时，控制部42进入步骤S25。在步骤S25中，控制部42以第二控制状态控制马达30，并结束处理。具体地，控制部42进行将响应速度X设定为响应速度X2的设定、将比率A设定为比率A2的设定和将最大值TX设定为最大值TX2的设定中的至少一者。
在步骤S22中，当判定不是第一模式时，控制部42进入步骤S24。当不是第一模式时，控制部42在禁止向第一控制状态切换的第二模式下控制马达30。在步骤S22中，当做出否定判定时，控制部42不执行步骤S23的处理，从而不进行向第一控制状态的切换。因此，在第二模式的情况下，控制部42不以第一控制状态控制马达30。
在步骤S24中，当判定第一参数P正在减小时，控制部42结束处理。在这种情况下，控制部42可以在上次的处理中选择的第一控制状态或第二控制状态继续控制马达30，也可以第三控制状态控制马达30。
例如，当搭乘者进行试图增加人力驱动车10的速度V或增加转矩TH以增加第一参数P这样的踩蹬动作时，控制部42控制马达30，以使马达30的输出大于第一参数P减小时的输出。因此，控制部42可以进行反映搭乘人员的意图的马达30的控制。
(第二实施方式)
参照图2和图8，对第二实施方式的控制装置40进行说明。除了控制部42根据第一参数P控制变速器34，以代替马达30这点不同之外，第二实施方式的控制装置40与第一实施方式的控制装置40相同，因此，对与第一实施方式共通的结构，附加与第一实施方式相同的符号，故不予赘述。
控制装置40在具备曲柄12和驱动轮14的人力驱动车10中，包括控制变速器的控制部42，其中，该变速器用于变更驱动轮14的转速相对于曲柄12的转速N的比率R。
控制部42根据第一参数P控制变速器34。当第一参数P增加时，控制部42控制变速器34，以便根据与人力驱动车10的行驶状态有关的第二参数Q和针对第二参数Q设定的第一变速阈值Q1，在预先设定的第一比率R1和预先设定的第二比率R2之间切换比率R。第一参数P包括输入至人力驱动车10的人力驱动力H的转矩TH、输入至人力驱动车10的人力驱动力H的功率WH、人力驱动车10的加速度G、人力驱动车10的加加速度J和人力驱动车10的倾斜角度D中的至少一者。当第一参数P减小时，控制部42控制变速器34，以便根据第二参数Q、和针对第二参数Q而设定的并且与第一变速阈值Q1不同的第二变速阈值Q2，在预先设定的第一比率R1与预先设定的第二比率R2之间切换比率R。
第二参数Q包括曲柄12的转速N、人力驱动车10的转矩TH、输入至人力驱动车10的人力驱动力H的功率WH、人力驱动车10的速度V、人力驱动车10的加速度G、人力驱动车10的加加速度J和人力驱动车10的倾斜角度D中的至少一者。
优选地，第一变速阈值Q1小于第二变速阈值Q2。在一个示例中，第一变速阈值Q1包括从第一上限阈值Q11至第一下限阈值Q12的范围。在一个示例中，第二变速阈值Q2包括从第二上限阈值Q21至第二下限阈值Q22的范围。优选地，第一上限阈值Q11小于第二上限阈值Q21。优选地，第一下限阈值Q12小于第二下限阈值Q22。第一变速阈值Q1可以仅包括第一上限阈值Q11，并且，第二变速阈值Q2可以仅包括第二上限阈值Q21。第一变速阈值Q1可以仅包括第一下限阈值Q12，并且，第二变速阈值Q2仅包括第二下限阈值Q22。
参照图8，对控制变速器34的处理进行说明。若从电池28向控制部42供给电力，则控制部42开始进行处理并进入图8所示的流程图的步骤S31。只要供给电力，控制部42就每规定周期执行从步骤S31开始的处理。
在步骤S31中，控制部42判定第一参数P是否正在增加。当第一参数P正在增加时，控制部42进入步骤S32。在步骤S33中，控制部42判定第二参数Q是否在第一变速阈值Q1的范围内。当第二参数Q在第一变速阈值Q1的范围内时，控制部42结束处理。当第二参数Q不在第一变速阈值Q1的范围内时，控制部42进入步骤S33。
在步骤S33中，控制部42控制变速器34并结束处理。例如，当第二参数Q变得大于第一上限阈值Q11时，控制部42控制变速器34，以将比率R从预先设定的第一比率R11切换为预先设定的第二比率R12。在这种情况下，优选地，预先设定的第二比率R12小于预先设定的第一比率R11。当第二参数Q变得大于第一上限阈值Q11并且比率R不是最小的比率R时，控制部42可以控制变速器34，以使比率R减小一级。另外，例如，当第二参数Q变得小于第一下限阈值Q12时，控制部42可以控制变速器34，以便将比率R从预先设定的第一比率R11切换为预先设定的第二比率R12。在这种情况下，优选地，预先设定的第二比率R12大于预先设定的第一比率R11。当第二参数Q变得小于第一下限阈值Q12并且比率R不是最大的比率R时，控制部42可以控制变速器34，以使比率R增大一级。
在步骤S31中，当第一参数P未增加时，控制部42进入步骤S34。在步骤S34中，控制部42判定第一参数P是否正在减小。当第一参数P正在减小时，控制部42进入步骤S35。在步骤S35中，控制部42判定第二参数Q是否在第二变速阈值Q2的范围内。当第二参数Q在第二变速阈值Q2的范围内时，控制部42结束处理。当第二参数Q不在第二变速阈值Q2的范围内时，控制部42进入步骤S36。
在步骤S36中，控制部42控制变速器34并结束处理。例如，当第二参数Q变得大于第二上限阈值Q21时，控制部42控制变速器34，以将比率R从预先设定的第一比率R21切换为预先设定的第二比率R22。在这种情况下，优选地，预先设定的第二比率R22小于预先设定的第一比率R21。当第二参数Q变得大于第二上限阈值Q21并且比率R不是最小的比率R时，控制部42可以控制变速器34，以使比率R进减小一级。另外，例如，当第二参数Q变得小于第二下限阈值Q22时，控制部42可以控制变速器34，以将比率R从预先设定的第一比率R21切换到预先设定的第二比率R22。在这种情况下，优选地，预先设定的第二比率R22大于预先设定的第一比率R21。当第二参数Q变得小于第二下限阈值Q22并且比率R不是最大的比率R时，控制部42可以控制变速器34，以使比率R增大一级。
在步骤S34中，当第一参数P未减小时，控制部42结束处理。在这种情况下，控制部42可以在上次的处理中选择的第一控制状态或第二控制状态继续控制马达30，也可以与第一控制状态和第二控制状态不同的控制状态控制变速器34。
例如，当搭乘者进行试图增加人力驱动车10的速度V或增加转矩TH以增加第一参数P这样的踩蹬动作时，变为根据小于第二变速阈值Q2的第一变速阈值Q1变更比率R。因此，相对于第二参数Q的增加，比率R容易变小。因此，控制部42可以进行反映搭乘者的意图的对变速器34的控制。
(变形例)
与各实施方式有关的说明是根据本发明的人力驱动车用控制装置可以采用方式的示例，并非旨在限制其方式。根据本发明的人力驱动车用控制装置例如可以采用下面所示的各实施方式的变形例及彼此不矛盾的至少两个变形例组合而成的方式。在下面的变形例中，对与实施方式的方式共通的部分，附加与实施方式相同的符号，故不予赘述。
·第一实施方式的控制部42在第二模式中可以禁止向第二控制状态的切换。在这种情况下，可以将图7的处理顺序变更为图9所示的处理顺序。需要说明的是，在图9的各步骤中，除了各步骤的处理顺序不同之外，执行与图7的对应各步骤相同的处理。在步骤S41中，控制部42判定第一参数P是否正在增加。当第一参数P正在增加时，控制部42进入步骤S42。在步骤S42中，控制部42以第一控制状态控制马达30，并结束处理。在步骤S41中，当判定第一参数P未正在增加时，控制部42进入步骤S43。在步骤S43中，控制部42判定是否为第一模式。当不是第一模式时，控制部42进入步骤S42。当为第一模式时，控制部42进入步骤S44。在步骤S44中，控制部42判定第一参数P是否正在减小。当第一参数P正在减小时，控制部42进入步骤S45。在步骤S45中，控制部42以第二控制状态控制马达30，并结束处理。在步骤S44中，当判定第一参数P未减小时，控制部42结束处理。在步骤S43中，当判定不是第一模式时，控制部42不执行步骤S45的处理。因此，在第二模式的情况下，控制部42不以第二控制状态控制马达30。
·可以从第一实施方式中省略图6所示的处理。在这种情况下，控制部42以与第一模式相同的方式控制马达30。在这种情况下，控制部42能够从图7中省略步骤S22的处理。另外，在这种情况下，可以从人力驱动车10省略操作部38。
·在第一实施方式中，控制部42可以根据人力驱动车10的行驶状态切换第一模式和第二模式，以代替根据操作部38的操作切换第一模式和第二模式，或者根据操作部38的操作以及人力驱动车10的行驶状态切换第一模式和第二模式。
·在第二实施方式中，控制部42可以构成为，以能够切换第一控制状态和第二控制状态的第一模式、和禁止切换为第一控制状态和第二控制状态中的至少一种控制状态的第二模式，控制变速器34。在这种情况下，控制部42可以执行与第一实施方式的图6相同的处理。另外，在这种情况下，在图8的处理中，在第二模式的情况下，可以增加禁止向第一控制状态和第二控制状态中的至少一种控制状态切换的处理。
符号说明
10…人力驱动车、12…曲柄、14…驱动轮、30…马达、34…变速器、38…操作部、40…人力驱动车用控制装置、42…控制部、52…检测部。

Claims (14)

1.一种人力驱动车用控制装置，其包括，
控制部，其控制辅助人力驱动车的推进的马达，
当包括所述人力驱动车的曲柄的转速、输入至所述人力驱动车的人力驱动力的功率、所述人力驱动车的加速度、所述人力驱动车的加加速度和所述人力驱动车的倾斜角度中的至少一者的第一参数增加时，所述控制部以第一控制状态控制所述马达，当所述第一参数减小时，所述控制部以与所述第一控制状态不同的第二控制状态控制所述马达。
2.根据权利要求1所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部：
根据输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达，
在所述第一控制状态和所述第二控制状态下，控制所述马达以使所述马达的输出相对于所述人力驱动力的变化的响应速度不同。
3.根据权利要求2所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部控制所述马达，以使所述第一控制状态下并且所述人力驱动力减小时的所述响应速度慢于所述第二控制状态下并且所述人力驱动力减小时的所述响应速度。
4.根据权利要求2或3所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部控制所述马达，以使所述第一控制状态下并且所述人力驱动力增加时的所述响应速度快于所述第二控制状态下并且所述人力驱动力增加时的所述响应速度。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的人力驱动车用控制装置，其中，
在所述第一控制状态和所述第二控制状态中的任一控制状态下，所述控制部均控制所述马达，以使所述人力驱动力减小时的所述响应速度慢于所述人力驱动力增加时的所述响应速度。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部：
根据输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达，
在所述第一控制状态和所述第二控制状态下，控制所述马达以使所述马达的辅助力相对于所述人力驱动力的比率与所述马达的输出的最大值中的至少一个不同。
7.根据权利要求6所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部控制所述马达，以使所述第一控制状态下的所述比率大于所述第二控制状态下的所述比率。
8.根据权利要求6或7所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部控制所述马达，以使所述第一控制状态下的所述最大值大于所述第二控制状态下的所述最大值。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部构成为，以能够切换所述第一控制状态和所述第二控制状态的第一模式、和禁止向所述第一控制状态和所述第二控制状态中的至少一种控制状态切换的第二模式，控制所述马达。
10.根据权利要求9所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部构成为，根据操作部的操作切换所述第一模式和所述第二模式。
11.一种人力驱动车用控制装置，
其在具备曲柄和驱动轮的人力驱动车中，包括控制用于变更所述驱动轮的转速相对于所述曲柄的转速的比率的变速器的控制部，
当包括输入至所述人力驱动车的人力驱动力的转矩、输入至所述人力驱动车的人力驱动力的功率、所述人力驱动车的加速度、所述人力驱动车的加加速度和所述人力驱动车的倾斜角度中的至少一者的第一参数增加时，所述控制部控制所述变速器，以根据与所述人力驱动车的行驶状态有关的第二参数和针对所述第二参数设定的第一变速阈值，在预先设定的第一比率与预先设定的第二比率之间切换所述比率，
当所述第一参数减小时，所述控制部控制所述变速器，以根据所述第二参数和针对所述第二参数设定的并且与所述第一变速阈值不同的第二变速阈值，在所述预先设定的第一比率与所述预先设定的第二比率之间切换所述比率。
12.根据权利要求11所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述第一变速阈值小于所述第二变速阈值。
13.根据权利要求11或12所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述第二参数包括所述曲柄的转速、所述人力驱动车的转矩、输入至所述人力驱动车的人力驱动力的功率、所述人力驱动车的速度、所述人力驱动车的加速度、所述人力驱动车的加加速度和所述人力驱动车的倾斜角度中的至少一者。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的人力驱动车用控制装置，其中，
还包括检测部，其检测所述第一参数。
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