CN110316310B - 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，其控制人力驱动车用组件，该人力驱动车用组件包括辅助人力驱动车的推进的马达、和变更驱动轮的转速相对于所述人力驱动车的曲柄的转速的第一比率的变速器中的至少一者；所述控制部构成为，在第一控制状态和与所述第一控制状态不同的第二控制状态下控制所述人力驱动车用组件，当在所述第一控制状态下，与所述人力驱动车的倾斜角度的第一变化率有关的值大于或等于第一规定值时，将所述第一控制状态变更为第二控制状态，所述人力驱动车的所述倾斜角度包括所述人力驱动车的偏转角度和所述人力驱动车的滚转角度中的至少一者。

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
作为人力驱动车用驱动装置，例如已知专利文献1的人力驱动车用驱动装置。当人力驱动车在斜坡上行驶时，该人力驱动车用驱动装置变更人力驱动车用组件的控制状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-280464号公报
发明内容
人力驱动车用控制装置不讨论道路的斜坡以外的内容。
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，其控制人力驱动车用组件，该人力驱动车用组件包括辅助人力驱动车的推进的马达、和变更驱动轮的转速相对于所述人力驱动车的曲柄的转速的第一比率的变速器中的至少一者；所述控制部构成为，以第一控制状态和与所述第一控制状态不同的第二控制状态控制所述人力驱动车用组件，当在所述第一控制状态下，与所述人力驱动车的倾斜角度的第一变化率有关的值大于或等于第一规定值时，将所述第一控制状态变更为第二控制状态，所述人力驱动车的所述倾斜角度包括所述人力驱动车的偏转角度和所述人力驱动车的滚转角度中的至少一个。
根据第一方面的人力驱动车用控制装置，当人力驱动车的偏转角度和滚转角度中的至少一个突然变化时，能够适当地控制包括马达和变速器中的至少一个的人力驱动车用组件。
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，当在所述第二控制状态下，与所述第一变化率有关的值小于第二规定值时，所述控制部将所述第二控制状态变更为所述第一控制状态。
根据第二方面的人力驱动车用控制装置，若人力驱动车的偏转角度和滚转角度中的至少一个的变化稳定，则能够从第二控制状态返回到第一控制状态，并且能够在第一控制状态下控制人力驱动车用组件。
在根据所述第一方面的第三方面的人力驱动车用控制装置中，当在所述第二控制状态下，所述人力驱动车的所述倾斜角度小于第一角度时，所述控制部将所述第二控制状态变更为所述第一控制状态。
根据第三方面的人力驱动车用控制装置，当在第二控制状态下人力驱动车辆的倾斜角度小于第一角度时，能够从第二控制状态返回到第一控制状态，并且能够在第一控制状态下控制人力驱动车用组件。
在根据所述第一方面的第四方面的人力驱动车用控制装置中，当在所述第二控制状态下，所述人力驱动车的俯仰角度小于第二角度时，所述控制部将所述第二控制状态变更为所述第一控制状态。
根据第四方面的人力驱动车用控制装置，当在第二控制状态下人力驱动车的俯仰角度小于第二角度时，能够从第二控制状态返回到第一控制状态，并且能够在第一控制状态下控制人力驱动车用组件。
在根据所述第一～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，所述人力驱动车用组件包括所述马达，所述控制部构成为，根据输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达。
根据第五方面的人力驱动车用控制装置，能够根据人力驱动车的偏转角度和滚转角度中的至少一个的第一变化率来控制马达。由于控制部根据人力驱动力控制马达，因此能够通过马达适当地辅助人力驱动车辆的推进。
在根据所述第五方面的第六方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部在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第二比率小于所述第一控制状态下的所述第二比率。
根据第六方面的人力驱动车用控制装置，在人力驱动车的偏转角度和滚转角度中的至少一个的第一变化率较大的情况下，与第一变化率较小的情况相比，第二比率变得更小，因此人力驱动车的动作容易变稳定。
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，所述控制部在所述第二控制状态下控制所述马达，以便辅助所述人力驱动车的推进。
根据第七方面的人力驱动车用控制装置，若人力驱动车的偏转角度和滚转角度中的至少一个的第一变化率增加，则控制马达以不辅助人力驱动车的推进，因此人力驱动车的动作容易变稳定。
在根据所述第五或第六方面的第八方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部在所述第二控制状态下控制所述马达，以使所述马达的输出的上限值小于所述第一控制状态下的所述马达的输出的上限值。
根据第八方面的人力驱动车用控制装置，若人力驱动车的偏转角度和滚转角度中的至少一个的第一变化率增加，则能够减小马达的输出的上限值，因此人力驱动车的动作容易变稳定。
在根据所述第五～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，在第三控制状态和与所述第三控制状态不同的第四控制状态下控制所述马达，当在所述第三控制状态下，与所述人力驱动车的俯仰角度或所述人力驱动车的俯仰角度的第二变化率有关的值大于或等于第三规定值，并且所述人力驱动车的俯仰角度增加时，将所述第三控制状态变更为第四控制状态。
根据第九方面的人力驱动车用控制装置，当人力驱动车的俯仰角度突然提高时，能够控制马达。
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，所述控制部在所述第四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第二比率大于所述第三控制状态下的所述第二比率。
根据第十方面的人力驱动车用控制装置，当人力驱动车的俯仰角度突然提高时容易提高辅助力。因此，例如，当人力驱动车在上升台阶等上行驶时，容易跨过台阶并行驶。
在根据所述第五～第十方面中任一方面的第十一方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部构成为，在第五控制状态和与所述第五控制状态不同的第六控制状态下控制所述马达，当在所述第五控制状态下，与所述人力驱动车的俯仰角度的第二变化率有关的值的绝对值大于或等于第四规定值并且所述人力驱动车的俯仰角度减小时，将所述第五控制状态变更为第六控制状态。
根据第十一方面的人力驱动车用控制装置，当人力驱动车的俯仰角度突然减小时，能够适当地控制马达。
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，所述控制部在所述第六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第二比率小于所述第五控制状态下的所述第二比率。
根据第十二方面的人力驱动车用控制装置，当人力驱动车的俯仰角度突然减小时，容易稳定人力驱动车的动作。
在根据所述第十二方面的第十三方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部在所述第六控制状态下控制所述马达，以不辅助所述人力驱动车的推进。
根据第十三方面的人力驱动车用控制装置，由于当人力驱动车的俯仰角度突然减小时，控制马达以不辅助人力驱动车的推进，因此容易稳定人力驱动车的动作。
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，所述人力驱动车用组件包括所述变速器，所述控制部控制所述变速器，以使所述第二控制状态下的所述第一比率小于所述第一控制状态下的所述第一比率。
根据第十四方面的人力驱动车用控制装置，若人力驱动车的偏转角度和滚转角度中的至少一个的第一变化率增大，则能够减小第一比率，因此容易稳定人力驱动车的动作。
在根据所述第一～第十四方面中任一方面的第十五方面的人力驱动车用控制装置中，所述人力驱动车用组件包括所述变速器，所述控制部在所述第一控制状态下控制所述变速器，以根据所述人力驱动车的行驶状态变更所述第一比率，在所述第二控制状态下，不根据所述人力驱动车的行驶状态执行所述变速器的控制。
根据第十五方面的人力驱动车用控制装置，由于当人力驱动车的偏转角度和滚转角度中的至少一个的第一变化率增大时，不执行变速器的控制，因此容易稳定人力驱动车的动作。
在根据所述第十五方面的第十六方面的人力驱动车用控制装置中，所述控制部在所述第一控制状态下控制所述变速器，以当与所述人力驱动车的行驶状态有关的参数从在规定范围内变为落在所述规定范围之外时，变更所述第一比率。
根据第十六方面的人力驱动车用控制装置，在第一控制状态下，能够将第一比率变更为与人力驱动车的行驶状态相适应的第一比率。
在根据所述第十六方面的第十七方面的人力驱动车用控制装置中，所述参数包括所述人力驱动车的曲柄的转速和输入至所述人力驱动车的人力驱动力中的至少一者。
根据第十七方面的人力驱动车用控制装置，在第一控制状态下，容易将第一比率保持在与人力驱动车的曲柄的转速和输入至人力驱动车的人力驱动力中的至少一者相适应的范围内。
在根据所述第一～第十七方面中任一方面的第十八方面的人力驱动车用控制装置中，还包括检测部，其检测所述倾斜角度。
根据第十八方面的人力驱动车用控制装置，能够通过检测部适当地检测倾斜角度。
在根据所述第十八方面的第十九方面的人力驱动车用控制装置中，所述检测部包括陀螺仪传感器。
根据第十九方面的人力驱动车用控制装置，能够通过陀螺仪传感器适当地检测倾斜角度。
在根据所述第十八或第十九方面的第二十方面的人力驱动车用控制装置中，所述检测部包括安装部，所述安装部能够安装于所述人力驱动车的车架。
根据第二十方面的人力驱动车用控制装置，由于能够将检测部安装于车架，因此能够检测人力驱动车的倾斜角度。
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辆的电气结构的框图；
图3为由图2的控制部执行的切换第一控制状态和第二控制状态的处理的流程图；
图4为由图2的控制部执行的切换第三控制状态和第四控制状态的处理的流程图；
图5为由图2的控制部执行的切换第五控制状态和第六控制状态的处理的流程图；
图6为由第二实施方式的控制部执行的变更第一比率的处理的流程图；
图7为由第一变形例的控制部执行的切换第一控制状态和第二控制状态的处理的流程图；
图8为由第二变形例的控制部执行的切换第一控制状态和第二控制状态的处理的流程图；
图9为由第三变形例的控制部执行的切换第三控制状态和第四控制状态的处理的流程图；
图10为包括第四变形例的人力驱动车用控制装置的人力驱动车的侧视图。
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设置于人力驱动车10。人力驱动车10为至少能够由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不限定车轮的数量，包括例如独轮车和具有三个或多于三个车轮的车。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具备曲柄12和驱动轮14。人力驱动车10还具备车架16。人力驱动力H输入至曲柄12。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的旋转力传递至第二旋转体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还包括人力驱动车用组件28。人力驱动车用组件28包括辅助人力驱动车10的推进的马达30、和变更驱动轮14的转速相对于人力驱动车10的曲柄12的转速N的第一比率R的变速器32中的至少一个。在本实施方式中，人力驱动车用组件28包括马达30和变速器32这两者。人力驱动车用组件28包括马达30。
人力驱动车10还包括电池34、马达30的驱动电路36、和变速器32的致动器38。马达30与驱动电路36一起构成驱动单元。
电池34包括一个或多个单电池。单电池包括充电电池。电池34设置于人力驱动车10，并向通过有线与电池34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34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34例如能够通过电力线通信(PLC；power line communication)与控制部42通信。电池34可以安装于车架16的外部，也可以至少一部分收纳于车架16的内部。
马达30和驱动电路36优选设置于相同的壳体30A。驱动电路36控制从电池34供给至马达30的电力。驱动电路36通过有线或无线与控制部42可通信地连接。驱动电路36例如能够通过串行通信与控制部42通信。驱动电路36根据来自控制部42的控制信号驱动马达30。驱动电路36包括逆变电路。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设置为将旋转传递至从踏板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。在本实施方式中，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。在马达30与曲柄轴12A之间的动力传递路径可以设有单向离合器，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不会因曲柄12的旋转力而旋转。在设有马达30和驱动电路36的壳体30A，可以设置除了马达30和驱动电路36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。
变速器32与致动器38一起构成变速装置。通过变速器32，能够变更驱动轮14的转速相对于曲柄12的转速N的第一比率R。变速器32构成为能够逐级地变更第一比率R。变速器32可以构成为能够无级地变更第一比率R。致动器38使变速器32执行变速动作。变速器32由控制部42控制。致动器38通过有线或无线与控制部42可通信地连接。致动器38例如能够通过电力线通信(PLC；power line communication)与控制部42通信。致动器38根据来自控制部42的控制信号，使变速器32执行变速动作。变速器32包括内装变速器和拨链器中的至少一个。拨链器包括前拨链器和后拨链器中的至少一个。在本实施方式中，变速器32包括后拨链器。致动器38可以包括在变速器32。
控制装置40包括控制部42。控制装置40还包括存储部44、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30A。曲柄旋转传感器46构成为包括磁传感器，所述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相对应的信号输出至控制装置40的控制部42。
曲柄旋转传感器46检测的磁铁在从曲柄轴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检测的磁铁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至控制部42。控制部42基于车轮的转速来演算人力驱动车10的车速V。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，也可以构成为设置于前叉16A，并检测安装于前轮的磁铁。
转矩传感器50例如设置于设有马达30的壳体30A。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。转矩传感器50例如设置在动力传递路径中的比第一单向离合器更靠上游侧处。转矩传感器50包括应变式传感器或磁致伸缩传感器等。应变式传感器包括应变仪。当转矩传感器50包括应变式传感器时，应变式传感器例如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通过有线或无线与控制部42连接。转矩传感器50可以包括无线或有线的通信部。在这种情况下，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30A。控制部42可以包括驱动电路36。
控制部42构成为根据输入至人力驱动车10的人力驱动力H控制马达30。控制部42构成为，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的第二比率X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，可以为根据车速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的第二比率XT记载为第二比率X。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)的第二比率XW记载为第二比率X。人力驱动力H的功率通过将输入至曲柄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。
控制装置40还包括检测部52，所述检测部52检测倾斜角度D。检测部52包括陀螺仪传感器52A。在本实施方式中，检测部52设置于设有马达30的壳体30A。优选地，检测部52收纳于设有马达30的壳体30A。检测部52经由壳体30A安装于人力驱动车10的车架16。在壳体30A中，相当于安装部的陀螺仪传感器52A，优选包括三轴的陀螺仪传感器52A，其中，所述安装部能够安装于人力驱动车10的车架16。优选地，陀螺仪传感器52A构成为能够检测人力驱动车10的偏转角度DY、人力驱动车10的滚转角度DR和人力驱动车10的俯仰角度DP。优选地，陀螺仪传感器52A的三轴以沿着人力驱动车10的前后方向、左右方向和上下方向的方式，设置于人力驱动车10。陀螺仪传感器52A可以包括一轴陀螺仪传感器或二轴陀螺仪传感器。检测部52可以包括加速度传感器。检测部52可以构成为，根据加速度传感器的检测结果校正倾斜角度D。
控制部42控制人力驱动车用组件28。控制部42构成为，在第一控制状态和与第一控制状态不同的第二控制状态下控制人力驱动车用组件28。当在第一控制状态下，与人力驱动车10的倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E大于或等于第一规定值EA时，控制部42将第一控制状态变更为第二控制状态。人力驱动车10的倾斜角度D包括人力驱动车10的偏转角度DY和人力驱动车10的滚转角度DR中的至少一个。倾斜角度D还可以包括人力驱动车10的俯仰角度DP。优选地，第一规定值EA大于零。在本实施方式中，控制部42控制马达30。控制部42在第一控制状态下，根据人力驱动力H控制马达30。控制部42可以在供给电力时在第一控制状态下启动，也可以通过操作部选择辅助模式，从而变为第一控制状态。
与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E可以为第一变化率EX，也可以为第一变化率EX的变化率。第一变化率EX通过规定时间内的倾斜角度D的变化量而求得。第一变化率EX的变化率通过对第一变化率EX进行时间微分而求得。与第一变化率EX有关的值E可以为多次微分第一变化率EX而求得的值。与第一变化率EX有关的值E可以包括与偏转角度DY的第一变化率EXY有关的值EY，也可以包括与滚转角度DR的第一变化率EXR有关的值ER。当与第一变化率EX有关的值E包括与偏转角度DY的第一变化率EXY有关的值EY时，第一变化率EX可以为第一变化率EXY，也可以为第一变化率EXY的变化率。当与第一变化率EX有关的值E包括与滚转角度DR的第一变化率EXR有关的值ER时，第一变化率EX可以为第一变化率EXR，也可以为第一变化率EXR的变化率。
在第一示例中，控制部42在第二控制状态下控制马达30，以使马达30的辅助力M相对于人力驱动力的第二比率X小于第一控制状态下的第二比率X。优选地，控制部42在第二控制状态下控制马达30，以不辅助人力驱动车10的推进。在第二示例中，控制部42在第二控制状态下控制马达30，以使马达30的输出的上限值MX小于第一控制状态下的马达30的输出的上限值MX。马达30的输出的上限值MX可以为马达30的辅助力M的转矩TM的上限值，也可以为马达30的辅助力M的功率的上限值。控制部42可以仅执行第一示例和第二示例中的一个，也可以执行两个。
当在第二控制状态下，与第一变化率EX有关的值E小于第二规定值EB时，控制部42将第二控制状态变更为第一控制状态。第二规定值EB优选大于零。第二规定值EB可以与第一规定值EA相等。
参照图3，对切换第一控制状态和第二控制状态的处理进行说明。若从电池34向控制部42供给电力，则控制部42开始进行处理并进入图3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判定其是否为第一控制状态。当并非为第一控制状态时，控制部42结束处理。当为第一控制状态时，控制部42进入步骤S12。
在步骤S12中，控制部42判定与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E是否大于或等于第一规定值EA。例如，当偏转角度DY的第一变化率EXY大于或等于第一规定值EXY1时或当滚转角度DR的第一变化率EXR大于或等于第一规定值EXR1时，控制部42判定与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E大于或等于第一规定值EA。当与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E不为第一规定值EA以上时，控制部42结束处理。当与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E大于或等于第一规定值EA时，控制部42进入步骤S13。
在步骤S13中，控制部42将第一控制状态变更为第二控制状态，并进入步骤S14。通过从第一控制状态到第二控制状态的变更，控制部42例如控制马达30，以不辅助人力驱动车10的推进。
在步骤S14中，控制部42判定与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E是否小于第二规定值EB。例如，当偏转角度DY的第一变化率EXY大于或等于第二规定值EXY2时或当滚转角度DR的第一变化率EXR大于或等于第二规定值EXR2时，控制部42判定与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E大于或等于第二规定值EB。例如，当偏转角度DY的第一变化率EXY大于或等于第二规定值EXY2并且滚转角度DR的第一变化率EXR大于或等于第二规定值EXR2时，控制部42可以判定与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E大于或等于第二规定值EB。控制部42重复步骤S14的处理，直至与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E小于第二规定值EB。当与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E小于第二规定值EB时，控制部42进入步骤S15。
在步骤S15中，控制部42将第二控制状态变更为第一控制状态，并结束处理。通过从第二控制状态到第一控制状态的变更，控制部42控制马达30，以与在步骤S13中切换到第二控制状态之前一样地，根据人力驱动力H辅助人力驱动车10的推进。
当与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E大于或等于第一规定值EA时，人力驱动车10处于姿势变化中，以便相对于路面、水平面或之前的行驶方向倾斜。在这种情况下，由于控制部42从第一控制状态变更为第二控制状态，因此能够降低马达30的输出。因此，搭乘人员容易使人力驱动车10的动作稳定。
在本实施方式中，第一控制状态包括第三控制状态。
优选地，控制部42构成为在第三控制状态和与第三控制状态不同的第四控制状态下控制马达30。控制部42在第三控制状态下根据人力驱动力H控制马达30。当在第三控制状态下，人力驱动车10的俯仰角度DP或与人力驱动车10的俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F大于或等于第三规定值并且人力驱动车10的俯仰角度DP增加时，控制部42将第三控制状态变更为第四控制状态。在本实施方式中，当在第三控制状态下，人力驱动车10的俯仰角度DP大于或等于第三规定值DPB并且人力驱动车10的俯仰角度DP增加时，控制部42将第三控制状态变更为第四控制状态。优选地，与俯仰角度DP有关的第三规定值DPB大于零。与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F可以为第二变化率FX，也可以为第二变化率FX的变化率。第二变化率FX通过规定时间内的俯仰角度DP的变化量而求得。第二变化率FX的变化率通过对第二变化率FX进行时间微分而求得。与第二变化率FX有关的值F可以为多次微分第二变化率FX而求得的值。优选地，控制部42在第四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的第二比率X大于第三控制状态下的第二比率X。
参照图4，对切换第三控制状态和第四控制状态的处理进行说明。若从电池34向控制部42供给电力，则控制部42开始进行处理并进入图4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判定其是否为第三控制状态。当根据人力驱动力H控制马达30时，控制部42判定为第三控制状态。当并非为第三控制状态时，控制部42结束处理。当为第三控制状态时，控制部42进入步骤S22。
在步骤S22中，控制部42判定俯仰角度DP是否大于或等于第三规定值DPB。当俯仰角度DP不为第三规定值DPB以上时，控制部42结束处理。当俯仰角度DP大于或等于第三规定值DPB时，控制部42进入步骤S23。
在步骤S23中，控制部42判定俯仰角度DP是否正在增加。当俯仰角度DP未正在增加时，控制部42结束处理。当俯仰角度DP正在增加时，控制部42进入步骤S24。
在步骤S24中，控制部42将第三控制状态变更为第四控制状态，并进入步骤S25。在步骤S25中，控制部42判定俯仰角度DP是否小于第三规定值DPB。控制部42重复步骤S25的处理，直至俯仰角度DP小于第三规定值DPB。当俯仰角度DP小于第三规定值DPB时，控制部42进入步骤S26。在步骤S26中，控制部42将第四控制状态变更为第三控制状态，并结束处理。
在本实施方式中，第一控制状态包括第五控制状态。
优选地，控制部42构成为，在第五控制状态和与第五控制状态不同的第六控制状态下控制马达30。控制部42在第五控制状态下根据人力驱动力H控制马达30。当在第五控制状态下，与人力驱动车10的俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F的绝对值大于或等于第四规定值FB并且人力驱动车10的俯仰角度DP减小时，控制部42将第五控制状态变更为第六控制状态。优选地，控制部42在第六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的第二比率X小于第五控制状态下的第二比率X。优选地，控制部42在第六控制状态下控制马达30，以不辅助人力驱动车10的推进。
参照图5，对切换第五控制状态和第六控制状态的处理进行说明。若从电池34向控制部42供给电力，则控制部42开始进行处理并进入图5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。
控制部42在步骤S31中，判定是否为第五控制状态。当根据人力驱动力H控制马达30时，控制部42判定为第五控制状态。当并非为第五控制状态时，控制部42结束处理。当为第五控制状态时，控制部42进入步骤S32。
在步骤S32中，控制部42判定与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F的绝对值是否大于或等于第四规定值FB。例如，当俯仰角度DP的第二变化率FX的绝对值大于或等于第四规定值FXA时，控制部42判定与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F的绝对值大于或等于第四规定值FB。当与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F的绝对值不为第四规定值FB以上时，控制部42结束处理。当与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F的绝对值大于或等于第四规定值FB时，控制部42进入步骤S33。
在步骤S33中，控制部42判定俯仰角度DP是否正在减小。当俯仰角度DP未正在减小时，控制部42结束处理。当俯仰角度DP正在减小时，控制部42进入步骤S34。在步骤S34中，控制部42将第五控制状态变更为第六控制状态，并进入步骤S35。
在步骤S35中，控制部42判定与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F的绝对值是否小于第四规定值FB。例如，当俯仰角度DP的第二变化率FX的绝对值小于第四规定值FXA时，控制部42判定与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F的绝对值小于第四规定值FB。控制部42重复步骤S35的处理，直至俯仰角度DP的第二变化率FX的绝对值小于第四规定值FXA。在步骤S36中，控制部42将第六控制状态变更为第五控制状态，并结束处理。
控制部42能够并行执行图3、图4和图5的处理。在这种情况下，控制部42可以通过将第一控制状态和第二控制状态中的一种控制状态、第三控制状态和第四控制状态中的一种控制状态、以及第五控制状态和第六控制状态中的一种控制状态组合而成的控制状态控制马达30。例如，可以将第二控制状态或第六控制状态设定为第三的控制状态，并执行图4的处理，可以将第二控制状态或第三控制状态设定为第五控制状态，并执行图5的处理，可以将第三控制状态或第六控制状态设定为第一控制状态，并执行图3的处理。在存储部44可以存储与控制状态的各组合相对应的程序。另外，在这种情况下，控制部42也能选择组合中的一种控制状态，并通过选择的控制状态控制马达30。另外，当控制部42变为第二控制状态、第四控制状态和第六控制状态中的一种控制状态时，可以不变成第二控制状态、第四控制状态和第六控制状态中的其他控制状态，直至变成成为第二控制状态、第四控制状态和第六控制状态中的一种控制状态之前的控制状态。
(第二实施方式)
参照图2和图6，对第二实施方式的控制装置40进行说明。除了控制部42根据倾斜角度D控制变速器32，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。
人力驱动车用组件28包括变速器32。
在第一示例中，控制部42控制变速器32，以使第二控制状态下的第一比率R小于第一控制状态下的第一比率R。
在第二示例中，控制部42在第一控制状态下控制变速器32，以根据人力驱动车10的行驶状态变更第一比率R，在第二控制状态下，不执行根据人力驱动车10的行驶状态的对变速器32的控制。控制部42可以仅执行第一示例和第二示例中的一个，也可以执行两个。
在第二示例中，控制部42在第一控制状态下控制变速器32，以当与人力驱动车10的行驶状态有关的参数A从在规定范围WA内变为落在规定范围WA之外时，变更第一比率R。参数A包括人力驱动车10的曲柄12的转速N和输入至人力驱动车10的人力驱动力H中的至少一个。例如，当曲柄12的转速N大于规定范围WA的上限值时，控制部42增加第一比率R，当曲柄12的转速N小于规定范围WA的下限值时，控制部42减小第一比率R。例如，当人力驱动力H大于规定范围WA的上限值时，控制部42减小第一比率R，当人力驱动力H小于规定范围WA的下限值时，控制部42增加第一比率R。
参照图6，对根据参数A变更第一比率R的处理进行说明。若从电池34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S41。只要供给电力，控制部42就每规定周期执行从步骤S41开始的处理。
在步骤S41中，控制部42判定是否为第一控制状态。当并非为第一控制状态时，控制部42结束处理。当处于第一控制状态时，控制部42进入步骤S42。
在步骤S42中，控制部42判定参数A是否从在规定范围WA内变为落在规定范围WA之外。当参数A从在规定范围WA内变为落在规定范围WA之外时，控制部42结束处理。当参数A从在规定范围WA内变为落在规定范围WA之外时，控制部42进入步骤S43。
在步骤S43中，控制部42判定第一比率R是否能够变更。例如，当通过使曲柄12的转速N小于规定范围WA的下限值或通过使人力驱动力H大于规定范围WA的上限值来减小第一比率R时，并且当第一比率R大于变速器32的最小的第一比率R时，控制部42判定能够变更第一比率R。例如，当通过曲柄12的转速N大于规定范围WA的上限值或通过人力驱动力H小于规定范围WA的下限值增加第一比率R时，并且当第一比率R小于变速器32的最大的第一比率R时，控制部42判定能够变更第一比率R。当不能变更第一比率R时，控制部42结束处理。当能够变更第一比率R时，控制部42进入步骤S44。
在步骤S44中，控制部42变更第一比率R，并结束处理。例如，当曲柄12的转速N小于规定范围WA的下限值或人力驱动力H大于规定范围WA的上限值时，控制部42控制变速器32，以减小第一比率R。例如，当曲柄12的转速N大于规定范围WA的上限值或人力驱动力H小于规定范围WA的下限值时，控制部42控制变速器32，以增加第一比率R。
(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。
·当在第二控制状态下，人力驱动车10的倾斜角度D小于第一角度DA时，控制部42可以将第二控制状态变更为第一控制状态。例如，控制部42执行图7的步骤S51的处理，以代替执行图3的步骤S14的处理。在图7中，控制部42执行步骤S13的处理之后，进入步骤S51。在步骤S51中，控制部42判定倾斜角度D是否小于第一角度DA。例如，当偏转角度DY小于第一角度DYA或滚转角度DR小于第一角度DRA时，控制部42判定倾斜角度D小于第一角度DA。控制部42重复步骤S51的处理，直至倾斜角度D小于第一角度DA。当倾斜角度D小于第一角度DA时，控制部42进入步骤S15。在步骤S51中，当偏转角度DY小于第一角度DYA并且滚转角度DR小于第一角度DRA时，控制部42可以判定倾斜角度D小于第一角度DA。
·当第二控制状态下，人力驱动车10的俯仰角度DP小于第二角度DPA时，控制部42可以将第二控制状态变更为第一控制状态。例如，控制部42执行图8的步骤S61的处理，以代替执行图3的步骤S14的处理。在图8中，控制部42在执行步骤S13的处理之后，进入步骤S61。在步骤S61中，控制部42判定俯仰角度DP是否小于第二角度DPA。控制部42重复步骤S61的处理，直至俯仰角度DP小于第二角度DPA。当俯仰角度DP小于第二角度DPA时，控制部42进入步骤S15。
·在图3的步骤S14中，当与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E大于或等于第二规定值EB、人力驱动车10的倾斜角度D小于第一角度DA、和人力驱动车10的俯仰角度小于第二角度的情况中的一个或两个成立时，控制部42可以进入步骤S15。另外，在图3的步骤S14中，当与倾斜角度D的第一变化率EX有关的值E大于或等于第二规定值EB、人力驱动车10的倾斜角度D小于第一角度DA、和人力驱动车10的俯仰角度小于第二角度中的所有情况都成立时，控制部42可以进入步骤S15。
·在图4的处理中，当在第三控制状态下，与人力驱动车10的俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F大于或等于第三规定值FA并且人力驱动车10的俯仰角度DP增加时，控制部42可以将第三控制状态变更为第四控制状态。优选地，第三规定值FA大于零。例如，可以将图4的步骤S22变更为图9的步骤S71。在图9中，当在步骤S21中做出肯定判定时，控制部42进入步骤S71。在步骤S71中，控制部42判定与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F是否大于或等于第三规定值FA。当与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F不为第三规定值FA以上时，控制部42结束处理。当与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F大于或等于第三规定值FA时，控制部42进入步骤S23。
·当处于第四控制状态时从第四控制状态变更为第三控制状态的条件能够适当地变更。例如，在图4和图9的步骤S25的处理中，控制部42重复步骤S25的处理，直至俯仰角度DP小于与第三规定值DPB不同的第五规定值，当小于第五规定值时可以进入步骤S26。
·当处于第六控制状态时从第六控制状态变更为第五控制状态的条件能够适当地变更。例如，在图5的步骤S35的处理中，控制部42重复步骤S25的处理，直至与俯仰角度DP的第二变化率FX有关的值F的绝对值小于与第四规定值FB不同的第六规定值，当小于第六规定值时，可以进入步骤S36。
·在第一实施方式中，控制部42可以执行第二实施方式的图6的处理。
·在第一实施方式及其变形例中，控制部42可以不执行图4和图5中的至少一个处理。
·检测部52可以包括图像传感器以代替陀螺仪传感器52A，或者除了包括陀螺仪传感器52A之外还可以包括图像传感器。图像传感器检测人力驱动车10周围的图像。人力驱动车10周围的图像例如包括路面的图像。控制部42例如通过演算路面的倾斜角度来演算人力驱动车10的滚转角度DR。
·可以将检测部52变更为检测部54，所述检测部54包括能够安装于图10的人力驱动车10的车架16的安装部54A。在图10中，安装部54A例如安装于车架16的下管。
·在第二控制状态下，控制部42可以控制马达，以使马达30的辅助力M相对于人力驱动力H的第二比率X大于第一控制状态下的第二比率X。由此，例如获得下面的(1)和(2)的效果。(1)当进行回旋(slalom)时，能够增加辅助力，并且能够容易地调转转弯的方向。(2)在人力驱动车10突然转弯时容易使人力驱动车10漂移，在越野中容易使人力驱动车10的动作稳定。
符号说明
10…人力驱动车、12…曲柄、14…驱动轮、16…车架、28…人力驱动车用组件、30…马达、32…变速器、40…人力驱动车用控制装置、42…控制部、52，54…检测部、52A…陀螺仪传感器、54A…安装部。

Claims (20)

1.一种人力驱动车用控制装置，其包括:
控制部，其控制人力驱动车用组件，该人力驱动车用组件包括辅助人力驱动车的推进的马达、和变更驱动轮的转速相对于所述人力驱动车的曲柄的转速的第一比率的变速器中的至少一个；
所述控制部构成为，在第一控制状态和与所述第一控制状态不同的第二控制状态下控制所述人力驱动车用组件，当在所述第一控制状态下，与所述人力驱动车的倾斜角度的第一变化率有关的值大于或等于第一规定值时，将所述第一控制状态变更为第二控制状态，
所述人力驱动车的所述倾斜角度包括所述人力驱动车的偏转角度和所述人力驱动车的滚转角度中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的人力驱动车用控制装置，其中，
当在所述第二控制状态下，与所述第一变化率有关的值小于第二规定值时，所述控制部将所述第二控制状态变更为所述第一控制状态。
3.根据权利要求1所述的人力驱动车用控制装置，其中，
当在所述第二控制状态下，所述人力驱动车的所述倾斜角度小于第一角度时，所述控制部将所述第二控制状态变更为所述第一控制状态。
4.根据权利要求1所述的人力驱动车用控制装置，其中，
当在所述第二控制状态下，所述人力驱动车的俯仰角度小于第二角度时，所述控制部将所述第二控制状态变更为所述第一控制状态。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述人力驱动车用组件包括所述马达，
所述控制部构成为，根据输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达。
6.根据权利要求5所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部在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第二比率小于所述第一控制状态下的所述第二比率。
7.根据权利要求6所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部在所述第二控制状态下控制所述马达，以不辅助所述人力驱动车的推进。
8.根据权利要求5所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部在所述第二控制状态下控制所述马达，以使所述马达的输出的上限值小于所述第一控制状态下的所述马达的输出的上限值。
9.根据权利要求5所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部构成为，在第三控制状态和与所述第三控制状态不同的第四控制状态下控制所述马达，当在所述第三控制状态下，与所述人力驱动车的俯仰角度或所述人力驱动车的俯仰角度的第二变化率有关的值大于或等于第三规定值，并且所述人力驱动车的俯仰角度增加时，将所述第三控制状态变更为第四控制状态。
10.根据权利要求9所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部在所述第四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第二比率大于所述第三控制状态下的所述第二比率。
11.根据权利要求5所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部构成为，在第五控制状态和与所述第五控制状态不同的第六控制状态下控制所述马达，当在所述第五控制状态下，与所述人力驱动车的俯仰角度的第二变化率有关的值的绝对值大于或等于第四规定值并且所述人力驱动车的俯仰角度减小时，将所述第五控制状态变更为第六控制状态。
12.根据权利要求11所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部在所述第六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第二比率小于所述第五控制状态下的所述第二比率。
13.根据权利要求12所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部在所述第六控制状态下控制所述马达，以不辅助所述人力驱动车的推进。
14.根据权利要求1～4中任一项所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述人力驱动车用组件包括所述变速器，
所述控制部控制所述变速器，以使所述第二控制状态下的所述第一比率小于所述第一控制状态下的所述第一比率。
15.根据权利要求1～4中任一项所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述人力驱动车用组件包括所述变速器，
所述控制部在所述第一控制状态下控制所述变速器，以根据所述人力驱动车的行驶状态变更所述第一比率，在所述第二控制状态下不根据所述人力驱动车的行驶状态执行所述变速器的控制。
16.根据权利要求15所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述控制部在所述第一控制状态下控制所述变速器，以使当与所述人力驱动车的行驶状态有关的参数从在规定范围内变为落在所述规定范围之外时，变更所述第一比率。
17.根据权利要求16所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述参数包括所述人力驱动车的曲柄的转速和输入至所述人力驱动车的人力驱动力中的至少一个。
18.根据权利要求1～4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，其检测所述倾斜角度。
19.根据权利要求18所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述检测部包括陀螺仪传感器。
20.根据权利要求18所述的人力驱动车用控制装置，其中，
所述检测部包括安装部，所述安装部能够安装于所述人力驱动车的车架。
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