DE102021201502A1

DE102021201502A1 - Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen fahrzeugs

Info

Publication number: DE102021201502A1
Application number: DE102021201502.6A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Shahana; Hitoshi Takayama; Akira Inoue
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2021-09-02
Also published as: CN113320636A; JP2021136814A; CN113320636B; JP7409905B2

Abstract

Eine Steuervorrichtung 60 eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs umfasst eine Steuerung 62, die so konfiguriert ist, dass sie mindestens einen Motor 14, der so konfiguriert ist, dass er eine Antriebskraft auf ein menschlich angetriebenes Fahrzeug 2 ausübt, und eine Batterie 16, die den Motor 14 mit elektrischer Energie versorgt, steuert. Der Motor 14 ist so konfiguriert, dass er rückspeisefähig ist. Die Batterie 16 ist so konfiguriert, dass sie durch erste elektrische Energie, die durch einen vom Motor 14 durchgeführten Rückspeisungsvorgang erzeugt wird, und durch zweite elektrische Energie, die von einer kommerziellen Energieversorgung 80 zugeführt wird, aufgeladen werden kann. Die Steuerung 62 ist so konfiguriert, dass sie die Steuerung so ausführt, dass ein oberer Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie 16 zwischen einem Fall, in dem die Batterie 16 durch die erste elektrische Energie geladen wird, und einem Fall, in dem die Batterie 16 durch die zweite elektrische Energie geladen wird, verschieden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs.
Ein Fahrrad mit elektrischer Unterstützung, das rückgespeiste elektrische Energie speichern kann, wird in JP 2019 - 123 370 A offenbart. JP 2019 - 123 370 A offenbart eine Technologie, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob eine Rückspeisung durchgeführt werden soll, und um basierend auf dieser Bestimmung eine Rückspeisung mit einem Motor durchzuführen. In einem Rückspeisungsmodus wird eine Batterie durch rückgespeiste elektrische Energie geladen.
In einem Fall, in dem die Batterie vollständig geladen ist, kann der Motor so gesteuert werden, dass er zum Schutz der Batterie keine Rückspeisung durchführt. Dies kann zu einer Verringerung der Häufigkeit führen, mit welcher der Motor eine regenerative Bremsung durchführt. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs bereitzustellen, die Situationen reduziert, in denen Rückspeisungsvorgänge eingeschränkt sind.
Eine Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuerung. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie mindestens einen Motor, der konfiguriert ist, um eine Antriebskraft auf ein menschlich angetriebenes Fahrzeug auszuüben, und eine Batterie, die den Motor mit elektrischer Energie versorgt, zu steuern. Der Motor ist konfiguriert, um rückspeisefähig zu sein. Die Batterie ist konfiguriert, um durch eine erste elektrische Energie, die durch einen vom Motor durchgeführten Rückspeisungsvorgang erzeugt wird, aufgeladen werden zu können, und durch eine zweite elektrische Energie, die von einer kommerziellen Energieversorgung geliefert wird, aufgeladen werden zu können. Die Steuerung ist konfiguriert, um die Steuerung so auszuführen, dass ein oberer Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie zwischen einem Fall, in dem die Batterie durch die erste elektrische Energie geladen wird, und einem Fall, in dem die Batterie durch die zweite elektrische Energie geladen wird, verschieden ist.
Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt unterscheidet sich die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie zwischen einem Fall, in dem die Batterie durch die erste elektrische Energie geladen wird, die durch einen Rückspeisungsvorgang des Motors erzeugt wird, und einem Fall, in dem die Batterie durch die zweite elektrische Energie geladen wird, die von der kommerziellen Energieversorgung geliefert wird. Die unterschiedlichen Zustände der Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie führen dazu, dass die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie in mindestens einem Zustand niedriger als die maximale Menge an gespeicherter elektrischer Energie ist. In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie geringer ist als die maximale Menge an gespeicherter elektrischer Energie, kann eine zusätzliche Ladung durchgeführt werden. Dadurch werden Situationen reduziert, in denen Rückspeisungsvorgänge beschränkt sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt so konfiguriert, dass in einem Fall, in dem die Batterie durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung konfiguriert ist, um in einem Zustand, in dem ein Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs ein erster Bremszustand ist, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie auf einen ersten Schwellenwert zu setzen. Ferner ist die Steuerung in einem Fall, in dem die Batterie durch die erste elektrische Energie geladen wird, konfiguriert, um in einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs ein zweiter Bremszustand ist, der sich von dem ersten Bremszustand unterscheidet, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie auf einen zweiten Schwellenwert zu setzen, der sich von dem ersten Schwellenwert unterscheidet. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt unterscheidet sich der obere Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie zwischen einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs der erste Bremszustand ist, und einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs der zweite Bremszustand ist. Die unterschiedlichen Zustände der Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie führen dazu, dass die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie in mindestens einem Zustand niedriger ist als die maximale Menge an gespeicherter elektrischer Energie. In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie geringer ist als die maximale Menge an gespeicherter elektrischer Energie, kann eine zusätzliche Ladung durchgeführt werden. Dadurch werden die Rückspeisungsvorgänge weniger häufig beschränkt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt so konfiguriert, dass die Steuerung konfiguriert ist, um den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie in einem Fall, in dem die Batterie durch die zweite elektrische Energie geladen wird, auf einen dritten Schwellenwert setzt. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem dritten Aspekt wird in einem Fall, in dem die Batterie durch die zweite elektrische Energie, die von der kommerziellen Energieversorgung geliefert wird, geladen wird, das Laden unabhängig sowohl von einem Fall, in dem das Laden im ersten Bremszustand durchgeführt wird, als auch von einem Fall, in dem das Laden im zweiten Bremszustand durchgeführt wird, gesteuert.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem dritten Aspekt so konfiguriert, dass der dritte Schwellenwert gleich dem ersten Schwellenwert ist. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem vierten Aspekt wird die Batterie durch die zweite elektrische Energie, die von der kommerziellen Energieversorgung zugeführt wird, geladen, bis die Menge an gespeicherter elektrischer Energie gleich der maximalen Menge an gespeicherter elektrischer Energie im ersten Bremszustand wird.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem dritten Aspekt so konfiguriert, dass sich der dritte Schwellenwert von dem ersten Schwellenwert unterscheidet. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem fünften Aspekt wird die Batterie durch die zweite elektrische Energie, die von der kommerziellen Energieversorgung zugeführt wird, bis zum Erreichen einer Menge an gespeicherter elektrischer Energie, die sich von der maximalen Menge an gespeicherter elektrischer Energie im ersten Bremszustand unterscheidet, geladen.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß einem des zweiten bis fünften Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung konfiguriert ist, um einen Ladevorgang zu stoppen, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der durch die erste elektrische Energie geladenen Batterie den zweiten Schwellenwert in einem Fall erreicht, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs der zweite Bremszustand ist. Mit der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem sechsten Aspekt wird ein übermäßiges Laden der Batterie vermieden.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs nach einem des ersten bis sechsten Aspekts so konfiguriert, dass, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie in einem Fall erreicht, in dem die Batterie durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung konfiguriert ist, um eine Hilfsbatterie, die sich von der Batterie unterscheidet, mit der ersten elektrischen Energie zu laden. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem siebten Aspekt wird in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie erreicht, die erste elektrische Energie, die durch einen Rückspeisungsvorgang erzeugt wurde, nicht verschwendet.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß einem des ersten bis siebten Aspekts so konfiguriert, dass, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie in einem Fall erreicht, in dem die Batterie durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung konfiguriert ist, um elektrische Energie mit einer elektrischen Komponente, die mit elektrischer Energie aus der Batterie versorgt wird, zu verbrauchen. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem achten Aspekt wird in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie erreicht, die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie sofort verringert, so dass die Batterie durch die erste elektrische Energie, die durch einen Rückspeisungsvorgang erzeugt wird, geladen werden kann.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß einem des ersten bis achten Aspekts so konfiguriert, dass, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie in einem Fall erreicht, in dem die Batterie durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung konfiguriert ist, um eine Menge an verbrauchter elektrischer Energie einer elektrischen Komponente, die mit elektrischer Energie von der Batterie versorgt wird, zu erhöhen. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem neunten Aspekt wird in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie erreicht, die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie sofort verringert, so dass die Batterie durch die erste elektrische Energie, die durch einen Rückspeisungsvorgang erzeugt wird, geladen werden kann.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß einem des ersten bis neunten Aspekts so konfiguriert, dass, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie in einem Fall erreicht, in dem die Batterie durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung konfiguriert ist, um die in der Batterie geladene elektrische Energie zu verbrauchen, bis eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie einen Schwellenwert für den Verbrauch von elektrischer Energie erreicht, der kleiner ist als der obere Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem zehnten Aspekt wird in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie erreicht, die elektrische Energie der Batterie verbraucht, bis die Menge an gespeicherter elektrischer Energie den Schwellenwert für den Verbrauch von elektrischer Energie erreicht. Dadurch erhält man eine aufladbare Kapazität, die es erlaubt, die Batterie mit der ersten elektrischen Energie zu laden, die durch einen Rückspeisungsvorgang erzeugt wurde.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß einem des ersten bis zehnten Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung einen ersten Steuermodus und einen zweiten Steuermodus umfasst. Der erste Steuermodus setzt in einem Fall, in dem ein Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs ein erster Bremszustand ist, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie auf einen ersten Schwellenwert. Der zweite Steuermodus setzt in einem Fall, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs der erste Bremszustand ist, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie auf einen zweiten Schwellenwert, der größer ist als der erste Schwellenwert. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem elften Aspekt werden in einem Fall, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs der erste Bremszustand ist, zwei Stromspeichersteuerungen mit unterschiedlichen oberen Grenzwerten für die gespeicherte elektrische Energie ausgeführt.
Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem elften Aspekt so konfiguriert, dass der erste Steuermodus und der zweite Steuermodus so konfiguriert sind, dass sie selektiv umschaltbar sind. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem zwölften Aspekt sind der erste Steuermodus und der zweite Steuermodus beliebig umschaltbar.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem elften oder zwölften Aspekt so konfiguriert, dass der erste Steuermodus und der zweite Steuermodus so konfiguriert sind, dass sie in Abhängigkeit von einem Betrag der Änderung einer Beschleunigung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs umschaltbar sind. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem dreizehnten Aspekt werden der erste Steuermodus und der zweite Steuermodus in Abhängigkeit von dem Betrag der Änderung der Beschleunigung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs automatisch umgeschaltet.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs nach einem des elften bis dreizehnten Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung konfiguriert ist, um den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie auf den zweiten Schwellenwert zu setzen, wenn der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs ein zweiter Bremszustand ist, der sich von dem ersten Bremszustand unterscheidet. Bei der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem vierzehnten Aspekt wird der obere Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie automatisch auf den zweiten Schwellenwert gesetzt, wenn der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs der zweite Bremszustand ist.
Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß einem des ersten bis vierzehnten Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung auf der Grundlage eines Fahrzustands des menschlich angetriebenen Fahrzeugs und eines Betriebszustands einer Bremse des menschlich angetriebenen Fahrzeugs bestimmt, ob ein Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs ein erster Bremszustand oder ein zweiter Bremszustand ist. Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß dem fünfzehnten Aspekt bestimmt, ob der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs der erste Bremszustand oder der zweite Bremszustand ist.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert Situationen, in denen Rückspeisungsvorgänge eingeschränkt sind.
Ein umfassenderes Verständnis der Erfindung und vieler damit verbundener Vorteile wird leicht erlangt, wenn dieselbe durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird, wobei:

1 eine Seitenansicht eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs mit einer Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs ist;
2 eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung ist;
3 eine schematische Darstellung eines Kraftübertragungswegs zwischen einem Motor und einer Kurbelachse ist;
4 ein Blockdiagramm ist, das die Beziehung zwischen der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs und verschiedenen Gerätetypen zeigt;
5 ein Blockdiagramm ist, das ein elektrisches Energiesystem zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil eines Prozesses veranschaulicht, der von der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs ausgeführt wird;
7 ein Flussdiagramm ist, das den verbleibenden Teil des in 6 gezeigten Prozesses veranschaulicht, der von der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs ausgeführt wird; und
8 ein Diagramm ist, das die zeitlichen Veränderungen der Menge an gespeicherter elektrischer Energie einer Batterie zeigt.

Ausgewählte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen entsprechende oder identische Elemente in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen.
Mit Bezug auf die 1 bis 8 wird nun eine Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs beschrieben. Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs ist an einem menschlich angetriebenen Fahrzeug 2 vorgesehen. Im Folgenden wird die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs als Steuervorrichtung 60 bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform wird die elektrische Energie, die durch einen von einem Motor 14 durchgeführten Rückspeisungsvorgang erzeugt und dem menschlich angetriebenen Fahrzeug 2 zugeführt wird, als „die erste elektrische Energie“ bezeichnet. Die elektrische Energie, die von einer kommerziellen Energieversorgung 80 an das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 geliefert wird, wird als „die zweite elektrische Energie“ bezeichnet.
Das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 ist ein Fahrzeug, das zumindest mit menschlicher Antriebskraft angetrieben werden kann. Die Anzahl der Räder des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 ist nicht begrenzt. Das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 kann zum Beispiel ein Einrad sein oder ein Fahrzeug mit drei oder mehr Rädern. Beispiele für das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 sind verschiedene Arten von Fahrrädern, wie zum Beispiel ein Mountainbike, ein Rennrad, ein City Bike, ein Lastenrad, ein Handbike und ein Liegerad sowie ein Elektrofahrrad (E-Bike). Ein Elektrofahrrad umfasst ein Fahrrad mit elektrischer Unterstützung, bei dem der Antrieb des Fahrzeugs durch einen Elektromotor unterstützt wird. In der im Folgenden beschriebenen Ausführungsform wird das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 als Fahrrad bezeichnet.
Es wird nun ein konkretes Beispiel eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 beschrieben. In der folgenden Beschreibung ist eine rotatorische Antriebskraft entweder eine Antriebskraft, die sich aus der Multiplikation der Drehzahl und des Drehmoments ergibt, oder mindestens eines von Drehmoment und Drehzahl.
Das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 umfasst mindestens ein Rad 4, eine Bremsvorrichtung 12 und eine Batterie 16. In einem Beispiel umfasst das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 ein Hinterrad 4A und ein Vorderrad 4B. Das Hinterrad 4A wird von einem Rahmen 6 getragen. Das Hinterrad 4A wird durch die Drehung einer Kurbel 8 angetrieben.
Das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 umfasst den Rahmen 6 und die Kurbel 8. Die Kurbel 8 umfasst eine Kurbelachse 8A und Kurbelarmen 8B. Die Kurbelachse 8A ist drehbar an dem Rahmen 6 gelagert. Die beiden Kurbelarme 8B sind jeweils an zwei axialen Enden der Kurbelachse 8A vorgesehen. Zwei Pedale 10 sind jeweils mit den beiden Kurbelarmen 8B verbunden.
Die Kurbel 8 ist über einen Antriebsmechanismus 32 mit dem Hinterrad 4A verbunden. Der Antriebsmechanismus 32 umfasst einen ersten Drehkörper 34, einen zweiten Drehkörper 36 und ein Übertragungselement 38. Der erste Drehkörper 34 umfasst ein oder mehrere Zahnräder, eine Riemenscheibe oder ein Kegelrad. Der zweite Drehkörper 36 ist mit dem Hinterrad 4A verbunden. Der zweite Drehkörper 36 umfasst ein oder mehrere Zahnräder, eine Riemenscheibe oder ein Kegelrad. Das Übertragungselement 38 überträgt die Drehkraft des ersten Drehkörpers 34 auf den zweiten Drehkörper 36. Das Übertragungselement 38 umfasst zum Beispiel eine Kette, einen Riemen oder einen Schaft.
Der zweite Drehkörper 36 des Antriebsmechanismus 32 kann mit dem Hinterrad 4A verbunden sein und sich integral mit dem Hinterrad 4A drehen. Der zweite Drehkörper 36 des Antriebsmechanismus 32 kann über eine erste Kupplung 42 mit dem Hinterrad 4A verbunden sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Antriebsmechanismus 32 über die erste Kupplung 42 mit dem Hinterrad 4A verbunden. In diesem Fall umfasst die erste Kupplung 42 einen ersten Zustand und einen dritten Zustand. Der erste Zustand ist ein Zustand, in dem die rotatorische Antriebskraft des zweiten Drehkörpers 36 in einer ersten Richtung R1 auf das Hinterrad 4A übertragen wird und die rotatorische Antriebskraft des Hinterrades 4A in der ersten Richtung R1 nicht auf den zweiten Drehkörper 36 übertragen wird. Der erste Zustand ist ein Zustand, in dem die rotatorische Antriebskraft des Hinterrads 4A in der ersten Richtung R1 nicht auf den zweiten Drehkörper 36 übertragen wird, aber die rotatorische Antriebskraft des Hinterrads 4A in einer vierten Richtung R4 auf den zweiten Drehkörper 36 übertragen wird. Der dritte Zustand ist ein Zustand, in dem zumindest die rotatorische Antriebskraft des Hinterrades 4A in der ersten Richtung R1 auf den zweiten Drehkörper 36 des Antriebsmechanismus 32 übertragen wird. Vorzugsweise ist der dritte Zustand ein Zustand, in dem die Drehbewegung des Hinterrades 4A in der ersten Richtung R1 und der vierten Richtung R4 auf den zweiten Drehkörper 36 der Antriebsvorrichtung 32 übertragen wird. Die erste Kupplung 42 ist zum Beispiel durch eine elektromagnetische Kupplung gebildet. Der erste Zustand und der dritte Zustand werden in Reaktion auf Anweisungen einer Steuerung 62 geschaltet. Der Zustand der ersten Kupplung 42 wird in Abhängigkeit davon geschaltet, ob das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 gebremst wird, in Abhängigkeit vom Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 und in Abhängigkeit von der Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 (siehe 6 und 7).
In einer Ansicht des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2, die in einer Richtung aufgenommen wird, in der sich die Drehmittelachse des Vorderrads 4B rechts von der Drehmittelachse des Hinterrads 4A befindet, ist die erste Richtung R1 die Richtung im Uhrzeigersinn. Die vierte Richtung R4 ist entgegengesetzt zu der ersten Richtung R1.
Das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 umfasst einen Motor 14. Die Ausgabe des Motors 14 kann über eine zweite Kupplung 44 auf den ersten Drehkörper 34 der Antriebsvorrichtung 32 übertragen werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ausgabe des Motors 14 über die zweite Kupplung 44 auf den ersten Drehkörper 34 der Antriebsvorrichtung 32 übertragen. In diesem Fall umfasst die zweite Kupplung 44 einen zweiten Zustand und einen vierten Zustand. Der zweite Zustand ist ein Zustand, in dem die Ausgabe des Motors 14 auf den ersten Drehkörper 34 des Antriebsmechanismus 32 übertragen wird, und die rotatorische Antriebskraft des ersten Drehkörpers 34 in einer zweiten Richtung R2 nicht auf den Motor 14 übertragen wird. Der vierte Zustand ist ein Zustand, in dem die rotatorische Antriebskraft des ersten Drehkörpers 34 des Antriebsmechanismus 32 in der zweiten Richtung R2 auf den Motor 14 übertragen wird. Die zweite Kupplung 44 ist durch eine elektromagnetische Kupplung gebildet. Der zweite Zustand und der vierte Zustand werden in Reaktion auf Anweisungen der Steuerung 62 umgeschaltet. Der Zustand der zweiten Kupplung 44 wird in Abhängigkeit davon geschaltet, ob das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 gebremst wird, in Abhängigkeit vom Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 und in Abhängigkeit von der Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 (siehe 6 und 7).
In der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite Richtung R2 in einer Ansicht des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2, die in einer Richtung aufgenommen wird, in der sich die Drehmittelachse des Vorderrads 4B rechts von der Drehmittelachse des Hinterrads 4A befindet, die Richtung im Uhrzeigersinn. Insbesondere ist die zweite Richtung R2 die Drehrichtung der Kurbelachse 8A in einem Fall, in dem die Kurbel 8 getreten wird, um das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 vorwärts zu bewegen.
Die Kurbelachse 8A und der erste Drehkörper 34 können so konfiguriert sein, dass sie sich relativ zueinander drehen. Die Kurbelachse 8A kann über eine dritte Kupplung 40 mit dem ersten Drehkörper 34 verbunden sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kurbelachse 8A mit dem ersten Drehkörper 34 durch ein Kopplungselement 21, einen Ausgabe-Drehkörper 22 und die dritte Kupplung 40 gekoppelt. Das Kopplungselement 21 ist mit der Kurbelachse 8A gekoppelt. Der Ausgabe-Drehkörper 22 ist mit dem ersten Drehkörper 34 gekoppelt. Die dritte Kupplung 40 ist zwischen dem Kopplungselement 21 und dem Ausgabe-Drehkörper 22 vorgesehen. Die dritte Kupplung 40 ist so konfiguriert, dass sie die rotatorische Antriebskraft der Kurbelachse 8A in einer dritten Richtung R3 auf den ersten Drehkörper 34 überträgt und die rotatorische Antriebskraft des ersten Drehkörpers 34 in der dritten Richtung R3 nicht auf die Kurbelachse 8A überträgt, wenn der erste Drehkörper 34 in der dritten Richtung R3 relativ zu der Kurbelachse 8A gedreht wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die dritte Richtung R3 die Richtung im Uhrzeigersinn in einer Ansicht des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2, die in einer Richtung aufgenommen ist, in der die Drehmittelachse des Vorderrads 4B rechts von der Drehmittelachse des Hinterrads 4A liegt. Insbesondere ist die dritte Richtung R3 die Drehrichtung der Kurbelachse 8A in einem Fall, in dem die Kurbel 8 getreten wird, um das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 vorwärts zu bewegen.
Das Vorderrad 4B ist über eine Vorderradgabel 26 am Rahmen 6 befestigt. Ein Lenker 28 ist über einen Vorbau 29 mit der Vordergabel 26 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Hinterrad 4A über den Antriebsmechanismus 32 mit der Kurbel 8 verbunden. Alternativ kann mindestens eines des Hinterrads 4A und des Vorderrads 4B durch den Antriebsmechanismus 32 mit der Kurbel 8 verbunden sein.
Die Bremsvorrichtung 12 bremst das Rad 4. Die Bremsvorrichtung 12 umfasst einen Bremshebel 12A, einen Bremsblock 12B und ein Kabel 12C. Der Bremsblock 12B bremst das Rad 4. Das Kabel 12C ist so konfiguriert, dass es in Zusammenwirkung mit dem Bremshebel 12A den Bremsblock 12B bewegt. Wie in 2 dargestellt ist, umfasst die Bremsvorrichtung 12 einen Bremssensor 56.
Das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 umfasst ferner den Motor 14 und eine Umwandlungsschaltung 18. Der Motor 14 umfasst einen Elektromotor. Der Motor 14 ist durch einen bürstenlosen Motor gebildet. Der Motor 14 ist so konfiguriert, dass er rückspeisefähig ist. Der Motor 14 ist so konfiguriert, dass er die erste elektrische Energie ausgibt, die durch einen Rückspeisungsvorgang während der Rückspeisung erzeugt wird. Im Wesentlichen wird der Motor 14 durch den Rückspeisungsvorgang regenerativ gebremst. Der Motor 14 umfasst eine Ausgabewelle 14A. Der Motor 14 ist in einem Kraftübertragungsweg der menschlichen Antriebskraft vorgesehen, der sich von den Pedalen 10 zum Hinterrad 4A erstreckt. Der Kraftübertragungsweg der menschlichen Antriebskraft, der sich von den Pedalen 10 zum Hinterrad 4A erstreckt, umfasst das Hinterrad 4A. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 14 vorgesehen, um eine Drehkraft auf den ersten Drehkörper 34 zu übertragen.
Der Motor 14 kann zur Übertragung der Drehbewegung auf das Vorderrad 4B vorgesehen sein. Der Motor 14 kann durch einen Hinterradnabenmotor gebildet werden und zur Übertragung der Drehung auf das Hinterrad 4A vorgesehen sein. In einem Fall, in dem der Motor 14 durch einen hinteren Antriebsstrang mit einem an einer Hinterradnabe angeordneten Hinterradnabenmotor gebildet wird, kann der Motor 14 so konfiguriert werden, dass er zusammen mit dem Hinterrad 4A gedreht wird. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Motor 14 durch einen mittig angeordneten Antriebsstrang gebildet werden.
Wie in 3 gezeigt ist, wird die Ausgabe des Motors 14 über einen Drehzahlminderer 20 und den Ausgabe-Drehkörper 22 auf den ersten Drehkörper 34 übertragen. Der Drehzahlminderer 20 kann die zweite Kupplung 44 enthalten. Die zweite Kupplung 44 des Drehzahlminderers 20 kann weggelassen werden. In einem Fall, in dem die zweite Kupplung 44 weggelassen wird, wird die Ausgabewelle 14A des Motors 14 durch den ersten Drehkörper 34 gedreht, wenn sich die Kurbel 8 dreht.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Drehzahlminderer 20 ein erstes Zahnrad 24A, ein zweites Zahnrad 24B, ein drittes Zahnrad 24C, ein viertes Zahnrad 24D und die zweite Kupplung 44. Die Ausgabewelle 14A des Motors 14 ist mit dem ersten Zahnrad 24A gekoppelt. Das zweite Zahnrad 24B ist über ein Schaftelement 25 mit dem ersten Zahnrad 24A gekoppelt, so dass es mit dem ersten Zahnrad 24A zusammenwirkt. Das dritte Zahnrad 24C ist mit dem zweiten Zahnrad 24B kämmend verbunden. Das vierte Zahnrad 24D ist über die zweite Kupplung 44 mit dem dritten Zahnrad 24C gekoppelt. Die zweite Kupplung 44 ist zwischen dem dritten Zahnrad 24C und dem vierten Zahnrad 24D des Drehzahlminderers 20 vorgesehen.
Die Funktionsweise des Antriebsmechanismus 32 wird nun beschrieben. Die rotatorische Antriebskraft der Kurbelachse 8A in der dritten Richtung R3 wird über die dritte Kupplung 40 und den Ausgabe-Drehkörper 22 auf den ersten Drehkörper 34 übertragen.
In einem Fall, in dem sich die erste Kupplung 42 im ersten Zustand befindet, wird die rotatorische Antriebskraft des ersten Drehkörpers 34 in der zweiten Richtung R2 über das Übertragungselement 38 und den zweiten Drehkörper 36 auf das Hinterrad 4A übertragen. In einem Fall, in dem sich die erste Kupplung 42 im ersten Zustand befindet, wird die rotatorische Antriebskraft des Hinterrades 4A in der ersten Richtung R1 nicht auf den zweiten Drehkörper 36 und das Übertragungselement 38 übertragen. Folglich wird die rotatorische Antriebskraft des Hinterrads 4A in der ersten Richtung R1 nicht auf den ersten Drehkörper 34 übertragen. In einem Fall, in dem sich die erste Kupplung 42 im dritten Zustand befindet, wird die rotatorische Antriebskraft des ersten Drehkörpers 34 in der zweiten Richtung R2 über das Übertragungselement 38 und den zweiten Drehkörper 36 auf den zweiten Drehkörper 36 übertragen, aber die rotatorische Antriebskraft des ersten Drehkörpers 34 in der zweiten Richtung R2 wird nicht auf das Hinterrad 4A übertragen. In einem Fall, in dem sich die erste Kupplung 42 im dritten Zustand befindet, wird die rotatorische Antriebskraft des Hinterrades 4A über das Übertragungselement 38 auf den ersten Drehkörper 34 übertragen.
Wenn sich die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand befindet und die im vierten Zahnrad 24D erzeugte rotatorische Antriebskraft in Bezug auf die Drehung in einer fünften Richtung R5 größer oder gleich der rotatorischen Antriebskraft des Ausgabe-Drehkörpers 22 in Bezug auf die Drehung in der zweiten Richtung R2 ist, wird die Ausgabe des Motors 14 über das vierte Zahnrad 24D und den Ausgabe-Drehkörper 22 auf den ersten Drehkörper 34 übertragen. In einem Fall, in dem sich die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand befindet, wenn die rotatorische Antriebskraft des vierten Zahnrads 24D in Bezug auf die Drehung in der fünften Richtung R5 geringer ist als die rotatorische Antriebskraft des Ausgabe-Drehkörpers 22 in Bezug auf die Drehung in der zweiten Richtung R2, überträgt die zweite Kupplung 44 die rotatorische Antriebskraft des vierten Zahnrads 24D nicht auf das dritte Zahnrad 24C, selbst wenn das vierte Zahnrad 24D in der fünften Richtung R5 gedreht wird. Somit wird die rotatorische Antriebskraft des ersten Drehkörpers 34 in der zweiten Richtung R2 nicht auf den Motor 14 übertragen. In einem Fall, in dem sich die zweite Kupplung 44 im vierten Zustand befindet, wird die rotatorische Antriebskraft des ersten Drehkörpers 34 in der zweiten Richtung R2 über die zweite Kupplung 44 auf den Motor 14 übertragen, wenn die rotatorische Antriebskraft des Ausgabe-Drehkörpers 22 bezogen auf die Drehung in der zweiten Richtung R2 größer ist als die rotatorische Antriebskraft des vierten Zahnrads 24D bezogen auf die Drehung in der fünften Richtung R5. In diesem Fall ist der Motor 14 rückspeisefähig konfiguriert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die fünfte Richtung R5 in einem Fall, in dem das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 in einer Richtung betrachtet wird, in der sich die Drehmittelachse des Vorderrads 4B auf der rechten Seite der Drehmittelachse des Hinterrads 4A befindet, entgegengesetzt zu einer Richtung im Uhrzeigersinn.
Die Umwandlungsschaltung 18 wird nun mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben. Wie in 4 gezeigt, wird der Motor 14 durch die Umwandlungsschaltung 18 gesteuert. Wie in 5 dargestellt, ist die Umwandlungsschaltung 18 zwischen dem Motor 14 und der Batterie 16 angeschlossen. Der Motor 14 wird auf der Grundlage von Impulssignalen angesteuert, die von der Umwandlungsschaltung 18 ausgegeben werden. Die Umwandlungsschaltung 18 umfasst eine Wechselrichterschaltung 18A, welche Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, und eine Wandlerschaltung 18B, welche Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Die Umwandlungsschaltung 18 wird durch Eingangssignale gesteuert, die in der Steuerung 62 gebildet werden. Die Umwandlungsschaltung 18 wandelt die elektrische Gleichspannung der Batterie 16 auf der Basis der Eingangssignale in elektrische Wechselspannung um. Die Umwandlungsschaltung 18 wandelt die vom Motor 14 erzeugte elektrische Wechselstrom-Energie auf der Grundlage der Eingangssignale in elektrische Gleichstrom-Energie um, so dass die durch Rückspeisung erzeugte Rückspeisungsenergie als elektrische Energie zurückgewonnen wird.
Die Eingangssignale werden in drei Typen unterteilt, nämlich in ein Referenzmuster, ein Ausgabemuster und ein Rückspeisungsmuster. Das Referenzmuster ist so konfiguriert, dass in einem Fall, in dem ein Eingangssignal des Referenzmusters in die Umwandlungsschaltung 18 eingegeben wird, der Motor 14 in einen neutralen Zustand versetzt wird, in dem der Motor 14 keine Antriebskraft ausgibt und keinen Rückspeisungsvorgang durchführt. Das Ausgabemuster ist so konfiguriert, dass der Motor 14 Antriebskraft ausgibt. Das Rückspeisungsmuster ist so konfiguriert, dass Rückspeisungsenergie vom Motor 14 gewonnen wird.
Das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 umfasst mindestens einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48, einen Drehmomentsensor 50, einen Kurbel-Rotationssensor 52, einen Leistungsmesser 54 und einen Neigungssensor 58. Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 erfasst eine Fahrgeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2. Der Drehmomentsensor 50 erfasst das in das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 eingeleitete Drehmoment. Der Kurbel-Rotationssensor 52 erfasst Informationen bezüglich der Kurbelachse 8A oder der Kurbelarme 8B als Trittfrequenz. Der Leistungsmesser 54 erfasst die dem menschlich angetriebenen Fahrzeug 2 zugeführte Arbeit. Ferner enthält das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 den Bremssensor 56.
Das in das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 eingeleitete Drehmoment beinhaltet die Drehmomenteingabe an der Kurbel 8. Die menschliche Eingabe eines Drehmoments an der Kurbel 8 umfasst das menschliche Drehmoment, das an den Pedalen 10 erfasst wird, das menschliche Drehmoment, das an der Kurbelachse 8A erfasst wird, und das menschliche Drehmoment, das an den Kurbelarmen 8B erfasst wird. Die Trittfrequenz umfasst mindestens einen Wert aus einem Trittfrequenz-Schätzwert und einem Trittfrequenz-Messwert, der durch den Kurbel-Rotationssensor 52 erfasst wird. Der Trittfrequenz-Schätzwert wird auf der Grundlage der Drehzahl des Rades 4 und des Übersetzungsverhältnisses des ersten Drehkörpers 34 und des zweiten Drehkörpers 36 berechnet.
In einem Beispiel erfasst der Drehmomentsensor 50 das Drehmoment basierend auf der Eingabe menschlicher Antriebskraft an der Kurbelachse 8A. Der Drehmomentsensor 50 umfasst einen Torsionssensor, einen magnetostriktiven Sensor, einen Drucksensor oder ähnliches. Der Torsionssensor schließt einen Torsionsmesser ein. Der Drehmomentsensor 50 ist in dem Kraftübertragungsweg oder an einem Element in der Nähe eines Elements in dem Kraftübertragungsweg vorgesehen. Das im Kraftübertragungsweg enthaltene Element ist beispielsweise die Kurbelachse 8A, ein Element, das die menschliche Antriebskraft zwischen der Kurbelachse 8A und dem ersten Drehkörper 34 überträgt, die Kurbelarme 8B oder die Pedale 10. Die menschliche Antriebskraft kann die Leistung umfassen, die auf der menschlichen Antriebskraft basiert. Die Leistung ist ein Wert, der sich aus der Multiplikation des vom Drehmomentsensor 50 erfassten Drehmoments und einer vom Kurbel-Rotationssensor 52 erfassten Drehzahl der Kurbelachse 8A ergibt.
In einem Beispiel ist der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 so konfiguriert, dass er einen am Rad 4 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 angebrachten Magneten erfasst. Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 dient zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit des Rades 4 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2. Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 gibt ein Signal aus, das der Drehzahl des Rades 4 entspricht. Vorzugsweise enthält der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 ein magnetisches Reed, das einen Reed-Schalter bildet, oder ein Hall-Element. Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 kann an einer Kettenstrebe des Rahmens 6 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 angebracht und so konfiguriert sein, dass er einen am Hinterrad 4A angebrachten Magneten erfasst. Alternativ kann der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 an der Vordergabel 26 vorgesehen und so konfiguriert sein, dass er einen am Vorderrad 4B angebrachten Magneten erfasst. In einem Beispiel umfasst der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 einen am Rad 4 angebrachten Magneten, einen Magnetdetektor und einen Sensorprozessor. Der Sensorprozessor des Fahrzeug-Geschwindigkeitssensors 48 erhält die Fahrgeschwindigkeit, indem er die Fahrstrecke pro vorbestimmte Zeit berechnet, indem er eine Erfassungsfrequenz des Magneten in der vorbestimmten Zeit und den Umfang des Rades 4 multipliziert und dann die Fahrstrecke durch die vorbestimmte Zeit dividiert. Auf dem Rad 4 kann eine Vielzahl von Magneten vorgesehen sein. In diesem Fall sind die Magnete in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet. In einem anderen Beispiel kann der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 so konfiguriert sein, dass er die Fahrgeschwindigkeit mit Hilfe eines Positionserfassungssystems ermittelt. In einem Beispiel umfasst der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 ein Gerät, welches das Global-Positioning-System (GPS) verwendet. In diesem Beispiel umfasst der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48 ein Smartphone, ein Mobiltelefon und ein Smartphone und verwendet eine in diesen Geräten bereitgestellte GPS-Funktionalität, um die Fahrgeschwindigkeit aus einer Bewegungsstrecke des menschlich angetriebenen Fahrzeugs pro vorbestimmte Zeit zu erhalten.
Der Kurbel-Rotationssensor 52 dient zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit der Kurbelachse 8A oder der Kurbelarme 8B. Der Kurbel-Rotationssensor 52 ist zum Beispiel am Rahmen 6 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 montiert. Der Kurbel-Rotationssensor 52 enthält einen Magnetsensor, der ein Signal entsprechend der Stärke des Magnetfeldes ausgibt. Der Kurbel-Rotationssensor 52 erfasst die Stärke des Magnetfeldes und gibt ein Signal aus, das der Drehgeschwindigkeit der Kurbelachse 8A entspricht. Ein ringförmiger Magnet, dessen Magnetfeldstärke sich in einer Umfangsrichtung ändert, ist auf der Kurbelachse 8A, auf einem Element, das zusammen mit der Kurbelachse 8A gedreht wird, oder in dem Kraftübertragungsweg, der sich von der Kurbelachse 8A zum ersten Drehkörper 34 erstreckt, vorgesehen. Ein Element, das im Zusammenwirken mit der Kurbelachse 8A gedreht wird, umfasst die Ausgabewelle 14A des Motors 14. Der Magnet kann an einem Element vorgesehen sein, das zusammen mit der Kurbelachse 8A im Kraftübertragungsweg zwischen der Kurbelachse 8A und dem ersten Drehkörper 34 gedreht wird. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die dritte Kupplung 40 nicht zwischen der Kurbelachse 8A und dem ersten Drehkörper 34 vorgesehen ist, der Magnet an dem ersten Drehkörper 34 vorgesehen sein. Der Kurbel-Rotationssensor 52 kann anstelle des Magnetsensors einen optischen Sensor enthalten.
Der Leistungsmesser 54 ist an mindestens einem aus der Kurbelachse 8A, dem Kurbelarmen 8B, einer Nabe des Hinterrads 4A und den Pedalen 10 montiert. Der Leistungsmesser 54 misst die Torsion des Elements, an dem der Leistungsmesser 54 montiert ist, um di Menge an Arbeit zu erfassen.
Der Bremssensor 56 erfasst einen Bewegungsweg der Bremse. Der Bremssensor 56 erfasst beispielsweise eine Bewegungsdistanz des Bremshebels 12A, einen Drehwinkel des Bremshebels 12A, eine Bewegungsdistanz des Kabels 12C oder eine Bewegungsdistanz des Bremsblocks 12B und gibt einen erfassten Wert als die Bremsbewegungsdistanz aus. Beispielsweise ist die Bremsbewegungsdistanz definiert als eine Bewegungsdistanz eines Punktes auf einem Basisabschnitt des Bremshebels 12A, gemessen entlang eines Umfangs um das Drehzentrum des Bremshebels 12A.
Der Bremssensor 56 kann den Betätigungsbetrag des Bremshebels 12A basierend auf dem Druck auf einen Bremsblockabschnitt oder dem Druck auf den Bremshebel 12A erkennen. In einem Fall, in dem die Bremse von einem hydraulischen Typ ist, kann der Bremssensor 56 den Betätigungsbetrag der Bremse basierend auf dem Niveau des hydraulischen Drucks erkennen.
Der Neigungssensor 58 ist durch einen Schwerkraftsensor gebildet. Der Neigungssensor 58 kann durch einen Kreiselsensor gebildet werden. Der Neigungssensor 58 kann durch einen Beschleunigungssensor gebildet werden. Der Neigungssensor 58 gibt einen Wert aus, der einem Neigungswinkel des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 entspricht.
Die Batterie 16 ist so konfiguriert, dass sie aufgeladen werden kann. Die Batterie 16 versorgt den Motor 14, eine elektrische Komponente 74 und eine Steuervorrichtung 60 mit elektrischer Energie. Die Batterie 16 kann eine Hilfsbatterie 17, die später beschrieben wird, mit elektrischer Energie versorgen.
Die Batterie 16 ist so konfiguriert, dass sie durch die erste elektrische Energie, die durch eine vom Motor 14 durchgeführte Rückspeisung erzeugt wird, und durch die zweite elektrische Energie, die von der kommerziellen Energieversorgung 80 geliefert wird, aufgeladen werden kann. Die erste elektrische Energie des Motors 14 wird durch die Umwandlungsschaltung 18 in Gleichstrom umgewandelt und der Batterie 16 zugeführt. Die zweite elektrische Energie der kommerziellen Energieversorgung 80 wird über ein Ladegerät 82 der Batterie 16 zugeführt. Die Batterie 16 enthält ein oder mehrere Batterieelemente. Jedes Batterieelement enthält eine wiederaufladbare Batterie. Die Batterie 16 versorgt über die Umwandlungsschaltung 18 zumindest den Motor 14 mit der elektrischen Energie. Die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 wird durch die Steuerung 62 gesteuert. Die Batterie 16 gibt die Menge an gespeicherter elektrischer Energie an die Steuerung 62 ab.
Wie in 5 gezeigt ist, ist es bevorzugt, dass das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 ferner die Hilfsbatterie 17 umfasst. Die Hilfsbatterie 17 speichert elektrische Energie für den Betrieb der Steuervorrichtung 60 und der elektrischen Komponente 74. Die Hilfsbatterie 17 wird mit der elektrischen Energie aus der Batterie 16 versorgt.
Die Hilfsbatterie 17 ist so konfiguriert, dass sie durch die erste elektrische Energie, die durch eine vom Motor 14 durchgeführte Rückspeisung erzeugt wird, und durch die zweite elektrische Energie, die von der kommerziellen Energieversorgung 80 geliefert wird, aufgeladen werden kann. Die erste elektrische Energie des Motors 14 wird durch die Umwandlungsschaltung 18 in Gleichstrom umgewandelt und der Hilfsbatterie 17 zugeführt. Die zweite elektrische Energie der kommerziellen Energieversorgung 80 wird über das Ladegerät 82 der Hilfsbatterie 17 zugeführt. An einer Stromleitung 78, die den Motor 14 und die Batterie 16 verbindet, ist ein Schalter 76 vorgesehen. Die Stromleitung 78 verzweigt sich am Schalter 76. Eine Stromleitung 78A ist mit der Batterie 16 verbunden, die andere Stromleitung 78B ist mit der Hilfsbatterie 17 verbunden. Der Schalter 76 wird von der Steuerung 62 gesteuert. Durch die Steuerung des Schalters 76 wird die erste elektrische Energie des Motors 14 wahlweise an eine aus der Batterie 16 und der Hilfsbatterie 17 oder gleichzeitig an beide aus der Batterien 16 und der Hilfsbatterie 17 geliefert.
Die Steuervorrichtung 60 umfasst die Steuerung 62. Die Steuerung 62 ist so konfiguriert, dass sie den Motor 14, der so konfiguriert ist, dass er eine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 ausübt, und/oder die Batterie 16, die den Motor 14 mit elektrischer Energie versorgt, steuert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerung 62 so konfiguriert, dass sie den Motor 14 und die Batterie 16 steuert. Beispielsweise ist die Steuervorrichtung 60 in der Nähe des Motors 14 vorgesehen. Die Steuervorrichtung 60 kann in der Nähe der Batterie 16 vorgesehen sein.
Nun wird die Motorsteuerung beschrieben. Die Steuerung 62 ist so konfiguriert, dass sie den Motor 14 steuert. Die Steuerung 62 ist so konfiguriert, dass sie den Motor 14 in Abhängigkeit von einem Fahrzustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 steuert. Der Fahrzustand umfasst die Fahrgeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2, den Neigungswinkel des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2, die Drehgeschwindigkeit der Kurbelachse 8A, das an der Kurbel 8 anliegende Drehmoment und den Bremsenbewegungsweg. Die Steuerung 62 steuert beispielsweise den Motor 14 in Abhängigkeit von dem an der Kurbel 8 zugeführten Drehmoment. Die Steuerung 62 kann den Motor 14 sowohl in Abhängigkeit des an die Kurbel 8 angelegten Drehmoments als auch in Abhängigkeit der Drehzahl der Kurbel 8 steuern. In der vorliegenden Ausführungsform erhält die Steuerung 62 Informationen bezüglich des Fahrzustands von mindestens einem der folgenden Sensoren: dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 48, dem Kurbel-Rotationssensor 52, dem Drehmomentsensor 50 und dem Neigungssensor 58. Die Steuerung 62 erhält von dem Bremssensor 56 Informationen, die sich auf einen Betriebszustand der Bremse in Bezug auf den Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 beziehen.
Wie in 4 gezeigt ist, umfasst die Steuerung 62 eine Verarbeitungsschaltung 68 und einen Speicher 70. Die Verarbeitungsschaltung 68 führt vorbestimmte Steuerprogramme aus. Die Verarbeitungsschaltung 68 bildet Impulssignale, die an die Umwandlungsschaltung 18 ausgegeben werden. Die Verarbeitungsschaltung 68 bildet ein Pulsweitenmodulationssignal als ein Beispiel für ein Impulssignal, das auf der Fahrgeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 und dem der Kurbel 8 zugeführten Drehmoment als menschliche Antriebskraft basiert. Die Verarbeitungsschaltung 68 moduliert die Breite eines Impulssignals, um den Betrag der Ausgabe des Motors 14 zu steuern.
Die Verarbeitungsschaltung 68 enthält zum Beispiel eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU). Die Verarbeitungsschaltung 68 kann eine Vielzahl von CPUs, eine Vielzahl von MPUs oder eine oder mehrere CPUs und eine oder mehrere MPUs enthalten.
Der Speicher 70 speichert vorbestimmte Steuerungsprogramme und Informationen, die von verschiedenen Arten von Steuerungsprozessen verwendet werden. Der Speicher 70 umfasst zum Beispiel einen nichtflüchtigen Speicher und einen flüchtigen Speicher. Der Speicher 70 speichert einen ersten Schwellenwert, einen zweiten Schwellenwert, einen dritten Schwellenwert und einen vierten Schwellenwert.
Die Steuerung 62 kann aus einer Vielzahl von Elementen gebildet werden. Die Elemente können an unterschiedlichen Positionen am menschlich angetriebenen Fahrzeug 2 angeordnet sein. Die Elemente sind so miteinander verbunden, dass eine Kommunikation über ein Kommunikationsprotokoll wie Power Line Communication (PLC) und Controller Area Network (CAN) möglich ist. Jedes Element wird durch eine Verarbeitungsschaltung gebildet.
Nun wird die Batteriesteuerung beschrieben. Die Steuerung 62 berechnet die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 und verwaltet die Menge an gespeicherter elektrischer Energie. Die Menge gespeicherte elektrische Energie gibt die Menge der in der Batterie 16 geladenen elektrischen Energie an. In einem Beispiel kann die Menge an gespeicherter elektrischer Energie als Verhältnis einer Menge entladbarer elektrischer Energie zu einer maximalen Menge an gespeicherter elektrischer Energie definiert werden. In diesem Fall wird die Menge an gespeicherter elektrischer Energie in Prozent angegeben. Außerdem kann die Menge an gespeicherter elektrischer Energie auf der Grundlage eines relationalen Ausdrucks ermittelt werden, der die Menge an gespeicherter elektrischer Energie und die Klemmenspannung der Batterie 16 verknüpft.
Die Steuerung 62 speichert einen oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie, um die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 zu verwalten. Der obere Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie bezieht sich auf den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie während des Ladens der Batterie 16. Die Steuerung 62 ist so konfiguriert, dass sie so steuert, dass der obere Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie 16 zwischen einem Fall, in dem die Batterie 16 mit der ersten elektrischen Energie geladen wird, und einem Fall, in dem die Batterie 16 mit der zweiten elektrischen Energie geladen wird, verschieden ist.
Ferner kann die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Batterie 16 durch die erste elektrische Energie geladen wird, konfiguriert sein, um in einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs ein erster Bremszustand ist, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie auf den ersten Schwellenwert zu setzen, und um in einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs ein zweiter Bremszustand ist, der sich von dem ersten Bremszustand unterscheidet, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie auf den zweiten Schwellenwert zu setzen, der sich von dem ersten Schwellenwert unterscheidet.
Der obere Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie kann in einem Fall, in dem die Batterie 16 durch die zweite elektrische Energie geladen wird, auf den dritten Schwellenwert eingestellt werden. Der dritte Schwellenwert kann ein Wert sein, der gleich dem ersten Schwellenwert ist. Der dritte Schwellenwert kann sich von dem ersten Schwellenwert unterscheiden.
Insbesondere sind der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert als Verhältnis zu dem vierten Schwellenwert definiert, der sich von dem ersten Schwellenwert, dem zweiten Schwellenwert und dem dritten Schwellenwert unterscheidet. Die Einheit ist Prozent. Der vierte Schwellenwert ist entweder ein Wert, der größer ist als jeder des ersten Schwellenwerts, des zweiten Schwellenwerts und des dritten Schwellenwerts. Alternativ ist der vierte Schwellenwert ein Wert, der gleich dem größten des ersten Schwellenwerts, des zweiten Schwellenwerts und des dritten Schwellenwerts ist.
Der vierte Schwellenwert wird zum Beispiel im Voraus auf 100 % eingestellt. Der erste Schwellenwert ist kleiner als der vierte Schwellenwert. Der erste Schwellenwert ist 95%. Der zweite Schwellenwert ist größer als der erste Schwellenwert. Der zweite Schwellenwert ist zum Beispiel 100%. Der dritte Schwellenwert ist kleiner als der zweite Schwellenwert. Zum Beispiel ist der dritte Schwellenwert 95%.
Ein von der Steuerung 62 ausgeführter Motorsteuerungsprozess wird nun unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben. Die Steuerung 62 wiederholt den Motorsteuerungsprozess. In einem Beispiel führt die Steuerung 62 den Motorsteuerungsprozess aus, nachdem die Steuerung 62 aktiviert wurde. Nach Beendigung des Motorsteuerungsprozesses führt die Steuerung 62 in dem Fall, in dem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, den Motorsteuerungsprozess aus. In einem Fall, in dem die erste Kupplung 42 von dem menschlich angetriebenen Fahrzeug 2 weggelassen wird, entfällt die Steuerung der ersten Kupplung 42 bei der in den 6 und 7 dargestellten Motorsteuerung.
In Schritt S11 ermittelt die Steuerung 62 die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16. In Schritt S12 ermittelt die Steuerung 62 die Informationen bezüglich des Bremsens. Die Informationen bezüglich des Bremsens umfassen den Fahrzustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 und den Betriebszustand der Bremsvorrichtung 12 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2. Der Fahrzustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 ist zum Beispiel die Fahrgeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2. Der Betriebszustand der Bremsvorrichtung 12 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 ist zum Beispiel ein Bremsbetätigungsbetrag und eine Bremsbetätigungsgeschwindigkeit. In einem Beispiel berechnet die Steuerung 62 den Bremsbetätigungsbetrag auf der Grundlage des Bremsbewegungswegs des Bremssensors 56. Die Steuerung 62 berechnet eine zeitliche Ableitung des Bremsbewegungswegs, um die Bremsbetätigungsgeschwindigkeit zu erhalten.
In Schritt S13 bestimmt die Steuerung 62, ob eine Bremsbedingung erfüllt ist. Insbesondere bestimmt die Steuerung 62 auf der Grundlage des Fahrzustands des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 und des Betriebszustands der Bremse des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2, ob der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 der erste Bremszustand oder der zweite Bremszustand ist. Ferner kann die Steuerung 62 nur anhand des Betriebszustands der Bremse ermitteln, ob der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 der erste Bremszustand oder der zweite Bremszustand ist. Die Steuerung 62 kann den Bremszustand auf der Grundlage eines Neigungszustands des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 und des Maßes der Bremsbetätigung bestimmen.
Der erste Bremszustand kann als ein Zustand definiert sein, in dem mindestens einer der folgenden Fälle (a1) bis (a6) erfüllt ist.

(a1) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem der Bremsbetätigungsbetrag unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist.
(a2) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich einer ersten Geschwindigkeit ist, und der Bremsbetätigungsbetrag ist kleiner als der erste vorbestimmte Wert.
(a3) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem die Fahrgeschwindigkeit kleiner als die erste Geschwindigkeit ist, und der Bremsbetätigungsbetrag ist kleiner als der erste vorbestimmte Wert.
(a4) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem der Bremsbetätigungsbetrag unabhängig vom Neigungswinkel kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist.
(a5) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem der Neigungswinkel größer oder gleich einem ersten Winkel ist, und der Bremsbetätigungsbetrag ist kleiner als der erste vorbestimmte Wert.
(a6) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem der Neigungswinkel kleiner als der erste Winkel ist, und der Bremsbetätigungsbetrag ist kleiner als der erste vorbestimmte Wert.

Der Neigungswinkel kann ein positiver Wert oder ein negativer Wert sein. Ein positiver Wert des Neigungswinkels zeigt einen Zustand an, in dem das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 in Fahrtrichtung aufwärts geneigt ist. Ein negativer Wert des Neigungswinkels zeigt einen Zustand an, in dem das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 in Fahrtrichtung nach unten geneigt ist. Der erste Winkel kann ein negativer Wert sein. Der erste vorbestimmte Wert kann durch einen Eingabevorgang eines Benutzers geändert werden.
Der erste Bremszustand ist ein beliebiger Fall in einer ersten Gruppe, die mindestens einen aus den Fällen (a1) bis (a6) ausgewählten Fall umfasst. Der zweite Bremszustand ist definiert als ein Zustand, in dem der Bremsbetätigungsbetrag größer oder gleich dem ersten vorbestimmten Wert ist. Ferner ist der zweite Bremszustand mit dem ersten Bremszustand verbunden, ist aber ein anderer Zustand als der erste Bremszustand. In einem Beispiel wird in einem Fall, in dem der erste Bremszustand als Fall (a1) definiert ist, der zweite Bremszustand als ein Fall definiert, in dem der Bremsbetätigungsbetrag größer als oder gleich dem ersten vorbestimmten Wert ist, unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit entsprechend dem Fall (a1).
Der zweite Bremszustand kann als ein Zustand definiert werden, in dem mindestens einer der folgenden Fälle (b1) bis (b6) erfüllt ist. Ein zweiter vorbestimmter Wert in den Fällen (b1) bis (b6) kann ein Wert sein, der gleich dem ersten vorbestimmten Wert ist oder sich von diesem unterscheidet.

(b1) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem der Bremsbetätigungsbetrag größer oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert ist, unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit.
(b2) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem die Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich einer zweiten Geschwindigkeit ist, und der Bremsbetätigungsbetrag ist größer oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert.
(b3) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem die Fahrgeschwindigkeit kleiner als die zweite Geschwindigkeit ist, und der Bremsbetätigungsbetrag ist größer oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert.
(b4) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem der Bremsbetätigungsbetrag größer oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert ist, unabhängig vom Neigungswinkel.
(b5) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem der Neigungswinkel größer als oder gleich einem zweiten Winkel ist, und der Bremsbetätigungsbetrag ist größer als oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert.
(b6) Die Bremse wird in einem Fall betätigt, in dem der Neigungswinkel kleiner als der zweite Winkel ist, und der Bremsbetätigungsbetrag ist größer oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert.

Der zweite Winkel kann ein negativer Wert sein. Der zweite vorbestimmte Wert kann durch eine Eingabeoperation durch einen Benutzer geändert werden.
Der zweite Bremszustand ist einer der Fälle, die aus einer zweiten Gruppe von Fällen (b1) bis (b6) ausgewählt sind. Der erste Bremszustand ist als ein Zustand definiert, in dem der Bremsbetätigungsbetrag kleiner als der zweite vorbestimmte Wert ist. Ferner ist der erste Bremszustand mit dem zweiten Bremszustand verbunden, ist aber ein anderer Zustand als der zweite Bremszustand. In einem Beispiel wird in einem Fall, in dem der zweite Bremszustand als Fall (b1) definiert ist, der erste Bremszustand als ein Fall definiert, in dem der Bremsbetätigungsbetrag kleiner als der zweite vorbestimmte Wert ist, unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit Fall (b1).
Der erste Bremszustand bezieht sich auf einen Zustand, in dem eine normale Bremsung, die keine harte Bremsung ist, durchgeführt wird. Der zweite Bremszustand ist ein Zustand, in dem härter gebremst wird als im ersten Bremszustand. In einem Zustand, in dem sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 im ersten Bremszustand oder im zweiten Bremszustand befindet, stellt die Steuerung 62 fest, dass die Bremsbedingung erfüllt ist.
In einem Fall, in dem die Bremsbedingung in Schritt S13 nicht erfüllt ist, betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und betätigt die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand in Schritt S14. Ferner steuert die Steuerung 62 in Schritt S15 die Ausgabe des Motors 14. Beispielsweise steuert die Steuerung 62 die Ausgabe des Motors 14 auf der Grundlage der Fahrgeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 und mindestens eines der Faktoren Drehmoment und Arbeitsmenge. Die Ausgabe des Motors 14 unterstützt die Drehung des ersten Drehkörpers 34.
In einem Beispiel steuert die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Fahrgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereichs liegt, das in die Umwandlungsschaltung 18 des Motors 14 eingegebene Eingabesignal so, dass ein Unterstützungsverhältnis auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird. Die Steuerung 62 steuert das Eingabesignal in einem Signalmodus des Ausgabemusters. Das Unterstützungsverhältnis ist ein Verhältnis des Drehmoments basierend auf der Ausgabe des Motors 14 zum menschlichen Drehmoment.
In einem Fall, in dem in Schritt S13 die Bremsbedingung erfüllt ist, bestimmt die Steuerung 62 in Schritt S16, ob die Menge an gespeicherter elektrischer Energie größer oder gleich dem ersten Schwellenwert ist. In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie kleiner als der erste Schwellenwert ist, bestimmt die Steuerung 62 in Schritt S16, dass die Menge an gespeicherter elektrischer Energie nicht größer als der erste Schwellenwert oder gleich diesem ist. In diesem Fall betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im dritten Zustand und betätigt die zweite Kupplung 44 im vierten Zustand in Schritt S17. Ferner führt die Steuerung 62 in Schritt S18 eine regenerative Bremssteuerung aus, so dass der Motor 14 einen Rückspeisungsvorgang durchführt. In einem Beispiel steuert die Steuerung 62 das Eingabesignal, das in die Umwandlungsschaltung 18 des Motors 14 eingegeben wird, so dass der Motor 14 einen Rückspeisungsvorgang durchführt. Die Steuerung 62 steuert das Eingabesignal in einem Signalmodus des Rückspeisungsmusters.
In Schritt S16 bestimmt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie größer oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, in Schritt S19, ob die Menge an gespeicherter elektrischer Energie größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist. In Schritt S19 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, Schritt S14 und Schritt S15 aus.
In Schritt S19 stellt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie kleiner als der zweite Schwellenwert ist, fest, dass die Menge an gespeicherter elektrischer Energie nicht größer als oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist. In diesem Fall führt die Steuerung 62 den Schritt S20 aus (siehe 7).
In Schritt S20 bestimmt die Steuerung 62, ob der Bremszustand der erste Bremszustand ist. In Schritt S20 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Steuerung 62 bestimmt, dass der Bremszustand der erste Bremszustand ist, den Schritt S21 aus.
In Schritt S21 betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand. Anschließend ermittelt die Steuerung 62 in Schritt S22, ob eine Änderung des Bremszustands vorliegt.
In Schritt S22 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem sie feststellt, dass es keine Änderung des Bremszustands gibt, den Schritt S23 aus.
In Schritt S23 bestimmt die Steuerung 62, ob die Menge an gespeicherter elektrischer Energie größer oder gleich dem ersten Schwellenwert ist. In Schritt S23 bestimmt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie kleiner als der erste Schwellenwert ist, dass die Menge an gespeicherter elektrischer Energie nicht größer als der erste Schwellenwert oder gleich diesem ist. In diesem Fall betätigt die Steuerung 62 in Schritt S24 die erste Kupplung 42 im dritten Zustand und betätigt die zweite Kupplung 44 im vierten Zustand. Ferner führt die Steuerung 62 in Schritt S25 die regenerative Bremssteuerung aus, so dass der Motor 14 einen Rückspeisungsvorgang durchführt.
In Schritt S23 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Steuerung 62 feststellt, dass die Menge an gespeicherter elektrischer Energie größer oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, den Schritt S26 aus. In Schritt 26 betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand. Ferner steuert die Steuerung 62 in Schritt S27 die Ausgabe des Motors 14.
In Schritt S22 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Steuerung 62 feststellt, dass eine Änderung des Bremszustands vorliegt, den Schritt S28 aus. In Schritt S28 bestimmt die Steuerung 62, ob die Bremsbedingung erfüllt ist. In einem Fall, in dem die Steuerung 62 feststellt, dass die Bremsbedingung nicht erfüllt ist, führt die Steuerung 62 den Schritt S26 und dann den Schritt S27 aus.
In Schritt S28 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem sie feststellt, dass die Bremsbedingung erfüllt ist, den Schritt S29 aus. In Schritt S29 bestimmt die Steuerung 62, ob der Bremszustand der zweite Bremszustand ist. In Schritt S29 stellt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem der Bremszustand der erste Bremszustand ist, fest, dass sich der Bremszustand nicht im zweiten Bremszustand befindet. In diesem Fall führt die Steuerung 62 den Schritt S26 und dann den Schritt S27 aus.
In Schritt S29 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem der Bremszustand der zweite Bremszustand ist, Schritt S30 aus (später beschrieben).
Nun wird ein Fall, in dem der Bremszustand in Schritt S20 der zweite Bremszustand ist, beschrieben. In Schritt S20 stellt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem der Bremszustand der zweite Bremszustand ist, fest, dass sich der Bremszustand nicht im ersten Bremszustand befindet. In diesem Fall führt die Steuerung 62 den Schritt S30 aus. In Schritt 30 betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im dritten Zustand und die zweite Kupplung 44 im vierten Zustand. Anschließend ermittelt die Steuerung 62 in Schritt S31, ob eine Änderung des Bremszustands vorliegt.
In Schritt S31 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Steuerung 62 feststellt, dass es keine Änderung des Bremszustands gibt, den Schritt S32 aus. In Schritt S32 bestimmt die Steuerung 62, ob die Menge an gespeicherter elektrischer Energie größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist.
In Schritt S32 stellt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie kleiner als der zweite Schwellenwert ist, fest, dass die Menge an gespeicherter elektrischer Energie nicht größer als oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist. In diesem Fall betätigt die Steuerung 62 in Schritt S33 die erste Kupplung 42 im dritten Zustand und betätigt die zweite Kupplung 44 im vierten Zustand. Ferner führt die Steuerung 62 in Schritt S34 die regenerative Bremssteuerung aus, so dass der Motor 14 einen Rückspeisungsvorgang durchführt.
In Schritt S32 betätigt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand in Schritt S38. Ferner steuert die Steuerung 62 in Schritt S39 die Ausgabe des Motors 14.
In Schritt S31 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Steuerung 62 feststellt, dass eine Änderung des Bremszustands vorliegt, den Schritt S35 aus. In Schritt S35 bestimmt die Steuerung 62, ob die Bremsbedingung erfüllt ist. In einem Fall, in dem die Steuerung 62 feststellt, dass die Bremsbedingung nicht erfüllt ist, führt die Steuerung 62 Schritt S38 und dann Schritt S39 aus.
In Schritt S35 bestimmt die Steuerung 62, wenn die Steuerung 62 feststellt, dass die Bremsbedingung erfüllt ist, in Schritt S36, ob der Bremszustand der erste Bremszustand ist. In Schritt S36 bestimmt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem der Bremszustand der zweite Bremszustand ist, dass der Bremszustand nicht der erste Bremszustand ist, und führt Schritt S32 aus. In Schritt S36 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem der Bremszustand der erste Bremszustand ist, den Schritt S37 aus.
In Schritt S37 bestimmt die Steuerung 62, ob die Menge an gespeicherter elektrischer Energie größer oder gleich dem ersten Schwellenwert ist. In Schritt S37 bestimmt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie kleiner als der erste Schwellenwert ist, dass die Menge an gespeicherter elektrischer Energie nicht größer als der erste Schwellenwert oder gleich diesem ist. In diesem Fall führt die Steuerung 62 den Schritt S33 und den Schritt S34 aus.
In Schritt S37 führt die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die gespeicherte elektrische Energie größer oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, den Schritt S38 und dann den Schritt S39 aus.
Nun wird die Steuerung der Stromspeicherung basierend auf der ersten elektrischen Energie der Batterie 16 beschrieben. Die Steuerung 62 kann so konfiguriert werden, dass sie einen Ladevorgang stoppt, nachdem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16, die durch die erste elektrische Energie geladen wurde, den zweiten Schwellenwert erreicht hat, wenn der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 der zweite Bremszustand ist. Dadurch wird eine Überladung der Batterie 16 vermieden.
Die Steuerung 62 ermittelt zum Beispiel zyklisch, ob die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 kleiner als der zweite Schwellenwert ist. In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den zweiten Schwellenwert erreicht, betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand. Dadurch wird die Übertragung der Antriebskraft auf den Motor 14 verhindert.
Die Steuerung 62 kann so konfiguriert sein, dass sie die Hilfsbatterie 17, die sich von der Batterie 16 unterscheidet, mit der ersten elektrischen Energie auflädt, nachdem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie erreicht hat, wenn die Batterie 16 mit der ersten elektrischen Energie geladen wird. Zum Beispiel schaltet die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die gespeicherte elektrische Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie erreicht, den Schalter 76, um die erste elektrische Energie des Motors 14 an die Hilfsbatterie 17 zu liefern. In einem Fall, in dem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Hilfsbatterie 17 den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie erreicht, betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand, um einen Ladevorgang zu beenden.
Die Steuerung 62 kann so konfiguriert sein, dass er mit der elektrischen Komponente 74, die mit der elektrischen Energie aus der Batterie 16 versorgt wird, elektrische Energie verbraucht, nachdem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie erreicht hat, wenn die Batterie 16 durch die erste elektrische Energie geladen wird. Hier ist der obere Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der erste Schwellenwert oder der zweite Schwellenwert.
Beispiele für die von der Steuerung 62 gesteuerte elektrische Komponente 74 sind eine einstellbare Sattelstütze 92, eine elektrische Federung und eine Leuchte 94. Wenn beispielsweise die gespeicherte elektrische Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie erreicht, schaltet die Steuerung 62 die Leuchte 94 ein, die mit der Batterie 16 verbunden ist. In dem menschlich angetriebenen Fahrzeug 2 mit der einstellbaren Sattelstütze 92 vibrationsverdichtet die Steuerung 62 die einstellbare Sattelstütze 92 in vertikaler Richtung, wenn die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie erreicht. Bei einem menschlich angetriebenen Fahrzeug 2 elektrischer Federung vibrationsverdichtet die Steuerung 62 die elektrische Federung, wenn die gespeicherte elektrische Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie erreicht.
Die Steuerung 62 kann so konfiguriert sein, dass sie eine verbrauchte elektrische Energie der elektrischen Komponente 74, die mit der elektrischen Energie aus der Batterie 16 versorgt wird, erhöht, nachdem die gespeicherte elektrische Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie erreicht hat, wenn die Batterie 16 mit der ersten elektrischen Energie geladen wird. Dabei ist der obere Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie zum Beispiel der erste Schwellenwert oder der zweite Schwellenwert. In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie erreicht, erhöht die Steuerung 62 beispielsweise die Lichtmenge der mit der Batterie 16 verbundenen Leuchte 94. In dem menschlich angetriebenen Fahrzeug 2 mit der einstellbaren Sattelstütze 92 erhöht die Steuerung 62 die Anzahl der vertikalen Schwingungen der einstellbaren Sattelstütze 92, wenn die gespeicherte elektrische Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie erreicht.
Vorzugsweise ist die Steuerung 62 so konfiguriert, dass sie die in der Batterie 16 geladene elektrische Energie verbraucht, bis die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 einen Schwellenwert für den Verbrauch von elektrischer Energie erreicht, der kleiner ist als der obere Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie, nachdem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie erreicht hat, wenn die Batterie 16 mit der ersten elektrischen Energie geladen wird. Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem der obere Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie 95 % beträgt, der Schwellenwert für den Verbrauch von elektrischer Energie im Voraus auf 90 % gesetzt.
Vorzugsweise ist die Steuerung 62 so konfiguriert, dass sie einen Ladevorgang auf der Grundlage der ersten elektrischen Energie ab einem Zeitpunkt stoppt, an dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie erreicht, bis die Menge an gespeicherter elektrischer Energie auf den Schwellenwert für den Verbrauch von elektrischer Energie sinkt.
Nun wird der Betrieb der Steuerung 62 unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist ein Diagramm, das Änderungen der Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 zeigt. Die Steuerung 62 bezieht die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 zyklisch aus der Batterie 16.
Zum Zeitpunkt t0 beginnt die kommerzielle Energieversorgung 80 mit dem Laden der Batterie 16. In der vorliegenden Ausführungsform ist der obere Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie 16 für die kommerzielle Energieversorgung 80 auf den dritten Schwellenwert eingestellt. Wenn die zweite elektrische Energie der kommerziellen Energieversorgung 80 beginnt, die Batterie 16 zu laden, steigt die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 allmählich an.
Zum Zeitpunkt t1 stoppt die Steuerung 62, wenn die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den dritten Schwellenwert erreicht, den Ladevorgang der Batterie 16. Zum Beispiel gibt die Steuerung 62 eine Anweisung an das Ladegerät 82 aus, die zweite elektrische Energie nicht mehr zu liefern. Alternativ gibt die Steuerung 62 ein Befehlssignal an die Batterie 16 und das Ladegerät 82 aus, um einen Energieversorgungspfad zu unterbrechen.
Während des Zeitraums von Zeitpunkt t1 bis Zeitpunkt t2 befindet sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 in einem Zustand, in dem es im Wesentlichen keine elektrische Energie verbraucht. Die Selbstentladung wird in diesem Zeitraum nicht berücksichtigt. Das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 befindet sich zum Beispiel in einem geparkten Zustand. Während dieses Zeitraums ändert sich die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 im Wesentlichen nicht.
Zum Zeitpunkt t2 wird ein Drehmoment an der Kurbel 8 aufgebracht, wodurch das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 in einen Fahrzustand übergeht. Die Steuerung 62 ermittelt, ob die Bremsbedingung erfüllt ist. In einem Fall, in dem die Steuerung 62 feststellt, dass die Bremsbedingung nicht erfüllt ist, betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand. Ferner steuert die Steuerung 62 die Ausgabe des Motors 14. Die Betätigung des Motors 14 verringert allmählich die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 entsprechend der Ausgabe des Motors 14.
Zum Zeitpunkt t3 wird ein Bremsvorgang durchgeführt und der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 wechselt in den ersten Bremszustand. Somit betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im dritten Zustand und die zweite Kupplung 44 im vierten Zustand. Ferner führt die Steuerung 62 die regenerative Bremssteuerung auf den Motor 14 aus, so dass der Motor 14 eine Rückspeisung durchführt. Die Batterie 16 wird mit der ersten elektrischen Energie des Motors 14 versorgt. Die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 nimmt allmählich zu.
Zum Zeitpunkt t4 erreicht die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den ersten Schwellenwert. Nachdem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den ersten Schwellenwert erreicht hat, betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand. Dadurch wird das Laden durch die erste elektrische Energie gestoppt. In diesem Fall kann die Ausgabe des Motors 14 auf den ersten Drehkörper 34 übertragen werden. Ferner kann die Steuerung 62 die elektrische Komponente 74, die mit der Batterie 16 verbunden ist, ansteuern, um mit der elektrischen Komponente 74 die elektrische Energie der Batterie 16 zu verbrauchen. Die Steuerung 62 stoppt den Ladevorgang durch die erste elektrische Energie so lange, bis die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 auf den Schwellenwert für den Verbrauch von elektrischer Energie sinkt. Die gespeicherte elektrische Energie der Batterie 16 nimmt allmählich ab.
In einem Fall, in dem das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 so konfiguriert ist, dass die erste Kupplung 42 nicht enthalten ist und das Hinterrad 4A integral mit dem zweiten Drehkörper 36 gedreht wird, betätigt die Steuerung 62 die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand. Dadurch wird der Ladevorgang durch die erste elektrische Energie gestoppt. Ferner kann Die Steuerung 62 die elektrische Komponente 74, die mit der Batterie 16 verbunden ist, betätigen, um mit der elektrischen Komponente 74 die elektrische Energie der Batterie 16 zu verbrauchen.
Zum Zeitpunkt t5 sinkt die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 auf den Schwellenwert des Verbrauchs von elektrischer Energie. In einem Fall, in dem die mit der Batterie 16 verbundene elektrische Komponente 74 zwangsweise betätigt wird, kann die Steuerung 62 die zwangsweise Betätigung der elektrischen Komponente 74 stoppen. Dadurch wird die Abnahmerate der Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 verringert.
Zum Zeitpunkt t6 betätigt die Steuerung 62, in einem Fall, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 in den zweiten Bremszustand wechselt, die erste Kupplung 42 im dritten Zustand und die zweite Kupplung 44 im vierten Zustand. Ferner führt die Steuerung 62 die regenerative Bremssteuerung auf den Motor 14 aus, so dass der Motor 14 einen Rückspeisungsvorgang durchführt. Die Batterie 16 wird mit der ersten elektrischen Energie des Motors 14 versorgt. Die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 steigt schlagartig an. In einem Fall, in dem eine Vollbremsung durchgeführt wird, wird die regenerative Bremssteuerung ausgeführt, um die Bremskraft zu erhöhen.
Zum Zeitpunkt t7 erreicht die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den zweiten Schwellenwert. Nachdem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 den zweiten Schwellenwert erreicht hat, betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand. Dadurch wird das Laden durch die erste elektrische Energie gestoppt.
Zum Zeitpunkt t8 geht das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 in einem Fall, in dem ein Drehmoment an der Kurbel 8 anliegt, wieder in einen Fahrzustand über. Die Steuerung 62 ermittelt, ob die Bremsbedingung erfüllt ist. In einem Fall, in dem die Steuerung 62 feststellt, dass die Bremsbedingung nicht erfüllt ist, betätigt die Steuerung 62 die erste Kupplung 42 im ersten Zustand und die zweite Kupplung 44 im zweiten Zustand. Außerdem steuert die Steuerung 62 den Motor 14 an. Die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 nimmt entsprechend der Betätigung des Motors 14 allmählich ab.
Die Beschreibung im Zusammenhang mit der obigen Ausführungsform veranschaulicht beispielhaft, ohne jegliche Einschränkungsabsicht, eine anwendbare Form der Steuervorrichtung 60 gemäß der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise auf modifizierte Beispiele der obigen Ausführungsform, die im Folgenden beschrieben werden, und Kombinationen von mindestens zwei der modifizierten Beispiele, die sich nicht widersprechen, anwendbar. In den nachfolgend beschriebenen modifizierten Beispielen sind die Komponenten, die mit den entsprechenden Komponenten der obigen Ausführungsform identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
Die Steuerung 62 kann den folgenden Prozess mit der im Flussdiagramm in den 6 und 7 dargestellten Steuerung ausführen. In einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 der erste Bremszustand ist, kann die Steuerung 62 zwei Steuermodi in Bezug auf die Batteriesteuerung enthalten. Ferner kann die Steuerung 62 in einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 der zweite Bremszustand ist, einen weiteren Steuermodus in Bezug auf die Batteriesteuerung enthalten.
Insbesondere enthält die Steuerung 62 einen ersten Steuermodus und einen zweiten Steuermodus. Der erste Steuermodus setzt in einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 der erste Bremszustand ist, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie auf den ersten Schwellenwert. Der zweite Steuermodus setzt in einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs der erste Bremszustand ist, den oberen Grenzwert für die gespeicherte elektrische Energie auf den zweiten Schwellenwert.
In diesem Fall können in einem Fall, in dem kein hartes Bremsen wie im ersten Bremszustand durchgeführt wird, zwei Speichersteuerungen für elektrische Energie mit unterschiedlichen oberen Grenzwerten für die gespeicherte elektrische Energie ausgeführt werden.
Der erste Schwellenwert wird zum Beispiel im Voraus auf 95 % eingestellt. Der zweite Schwellenwert wird im Voraus auf 100 % eingestellt. Der erste Steuermodus und der zweite Steuermodus sind so konfiguriert, dass sie selektiv umschaltbar sind. Der Lenker 28 enthält zum Beispiel eine Bedieneinheit, die von einem Benutzer bedient wird, um zwischen dem ersten Steuermodus und dem zweiten Steuermodus zu wechseln.
Der erste Steuermodus und der zweite Steuermodus können so konfiguriert werden, dass sie in Abhängigkeit von einer Änderung der Beschleunigung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 umschaltbar sind. Die Steuerung 62 berechnet die Beschleunigung auf der Grundlage der Fahrgeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2. In einem Fall, in dem die Beschleunigung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 ein negativer Wert ist, die Beschleunigung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist und die Fahrgeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 stark abnimmt, schaltet die Steuerung 62 in den zweiten Steuermodus. Ferner schaltet die Steuerung 62 in einem Fall, in dem die Beschleunigung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, in den ersten Steuermodus um. In diesem Fall sind der erste Steuermodus und der zweite Steuermodus so konfiguriert, dass sie in Abhängigkeit von der Beschleunigung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 automatisch umgeschaltet werden.
Wenn der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 der zweite Bremszustand ist, der sich vom ersten Bremszustand unterscheidet, kann die Steuerung 62 so konfiguriert sein, dass sie den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie auf den zweiten Schwellenwert setzt. Insbesondere in einem Fall, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 der zweite Schwellenwert ist, enthält die Steuerung 62 einen dritten Steuermodus, der den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie auf den zweiten Schwellenwert setzt. Zum Beispiel beträgt der zweite Schwellenwert 100 %.
Die Umwandlungsschaltung 18 kann eine beliebige Konfiguration haben. Die Umwandlungsschaltung 18 kann durch einen Matrixwandler gebildet werden.
Die Steuerung 62 kann in Abhängigkeit von der Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 bestimmen, ob im ersten Bremszustand eine Rückspeisung durchgeführt werden kann und ob im zweiten Bremszustand eine Rückspeisung durchgeführt werden kann. Es wird nun eine Steuerung zur Durchführung der Rückspeisung in Abhängigkeit von der Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 beschrieben.
Die Steuerung 62 kann so konfiguriert werden, dass sie den Strom, der durch eine vom Motor 14 durchgeführte Rückspeisung zurückgewonnen wird, gemäß einem Speicherzustand für elektrische Energie der Batterie 16 in einem Fall ändert, in dem die Batterie 16 durch den ersten Strom geladen wird. Im Folgenden wird die Steuerung 62, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, als die Steuerung 62 eines ersten modifizierten Beispiels bezeichnet.
Zum Beispiel wird der Strom, der durch eine vom Motor 14 durchgeführte Rückspeisung erzeugt wird, in eine Stromerhöhungs- und/oder Stromverminderungsschaltung eingegeben. Die Stromerhöhungs- und/oder Stromverminderungsschaltung erhöht oder verringert den eingeleiteten Strom auf der Grundlage eines Anforderungssignals der Steuerung 62. Die Steuerung 62 steuert die Stromerhöhungs- und/oder Stromverminderungsschaltung, um die Menge an Strom zu ändern, die durch einen vom Motor 14 durchgeführten Rückspeisungsvorgang zurückgewonnen wird. Die Stromerhöhungs- und/oder Stromverminderungsschaltung wird durch einen Transistor gebildet.
In der Steuerung 62 des ersten modifizierten Beispiels kann die Steuerung 62 so konfiguriert sein, dass sich der rückgewonnene Strom zwischen einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 ein erster vorbestimmter Wert ist, und einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der sich von dem ersten vorbestimmten Wert unterscheidet, unterscheidet. Im Folgenden wird die Steuerung 62, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, als die Steuerung eines zweiten modifizierten Beispiels bezeichnet.
Insbesondere ist bei der Steuerung 62 des zweiten modifizierten Beispiels der erste vorbestimmte Wert größer als der zweite vorbestimmte Wert. In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 der erste vorbestimmte Wert ist, kann die Steuerung 62 den durch einen Rückspeisungsvorgang zurückgewonnenen Strom erhöhen, so dass der Strom größer ist als der zurückgewonnene Strom in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 der zweite vorbestimmte Wert ist.
Der erste vorbestimmte Wert ist ein Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs. Der zweite vorbestimmte Wert ist ein Wert innerhalb eines zweiten vorbestimmten Bereichs, der sich von dem ersten vorbestimmten Bereich unterscheidet. Zum Beispiel ist der erste vorbestimmte Bereich des ersten vorbestimmten Wertes 20% oder größer und 80% oder kleiner. Der zweite vorbestimmte Bereich des zweiten vorbestimmten Wertes ist 0% oder größer und 20% oder kleiner. In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie zwischen 0 % und 20 % liegt, kann eine große Stromzufuhr zu einer Beschädigung der Batterie 16 führen.
In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie ein Wert innerhalb des ersten vorbestimmten Bereichs ist, erhöht die Steuerung 62 die Strommenge mit der Stromerhöhungs- und/oder Stromverminderungsschaltung so, dass sie größer ist als die Strommenge, die in einem Fall zurückgewonnen wird, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie ein Wert innerhalb des zweiten vorbestimmten Bereichs ist. In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie ein Wert innerhalb des zweiten vorbestimmten Bereichs ist, verringert die Steuerung 62 die Strommenge mit der Stromerhöhungs- und/oder Stromverminderungsschaltung so, dass sie geringer ist als die zurückgewonnene Strommenge in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie ein Wert innerhalb des ersten vorbestimmten Bereichs ist. Dadurch wird die auf die Batterie 16 ausgeübte Last verringert und die Lebensdauer der Batterie 16 verlängert.
In der obigen Ausführungsform kann die Steuerung 62 in einem Fall, in dem der Neigungswinkel des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 2 einen negativen Wert hat, die erste Kupplung 42 im dritten Zustand betätigen und die zweite Kupplung 44 im vierten Zustand betätigen, unabhängig vom Bremszustand. Dies reduziert Situationen, in denen eine Rückspeisung nicht durchgeführt werden kann, wenn das menschlich angetriebene Fahrzeug 2 bergab fährt.
Die erste Kupplung 42 kann im ersten Zustand betätigt werden, wenn die Trittfrequenz der Kurbel 8 größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Ferner kann die erste Kupplung 42 im dritten Zustand betätigt werden, wenn die Trittfrequenz der Kurbel 8 kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Die Trittfrequenz kann eine Drehgeschwindigkeit oder ein Drehwinkel sein.
Die modifizierten Beispiele der obigen Ausführungsform offenbaren die folgenden Techniken.
Ausführungsform 1: Eine Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs umfasst eine Steuerung 62, die so konfiguriert ist, dass sie mindestens einen Motor 14, der so konfiguriert ist, dass er eine Antriebskraft auf ein menschlich angetriebenes Fahrzeug 2 ausübt, und eine Batterie 16, die den Motor 14 mit elektrischer Energie versorgt, steuert. Der Motor 14 ist so konfiguriert, dass er rückspeisefähig ist. Die Batterie 16 ist so konfiguriert, dass sie durch erste elektrische Energie, die durch einen vom Motor 14 durchgeführten Rückspeisungsvorgang erzeugt wird, und durch zweite elektrische Energie, die von einer kommerziellen Energieversorgung 80 geliefert wird, aufgeladen werden kann. Die Steuerung 62 ist so konfiguriert, dass sie den durch einen vom Motor 14 durchgeführten Rückspeisungsvorgang zurückgewonnenen Strom gemäß einem Speicherzustand an elektrischer Energie der Batterie 16 in einem Fall ändert, in dem die Batterie 16 durch die erste elektrische Energie geladen wird.
Gemäß Ausführungsform 1 kann der der Batterie 16 zugeführte Strom in Abhängigkeit vom Speicherzustand an elektrischer Energie der Batterie 16 gesteuert werden. Dadurch wird der Speicherzustand an elektrischer Energie der Batterie 16 in einem geeigneten Zustand gehalten und die Belastung der Batterie 16 während des Ladens der Batterie 16 begrenzt.
Ausführungsform 2: In der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß Ausführungsform 1 ist die Steuerung 62 so konfiguriert, dass sie den rückgewonnenen Strom zwischen einem Fall, in dem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 ein erster vorbestimmter Wert ist, und einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der sich von dem ersten vorbestimmten Wert unterscheidet, variiert.
Gemäß Ausführungsform 2 wird der Speicherzustand an elektrischer Energie der Batterie 16 in einem geeigneten Zustand gehalten, und zwar in einem Fall, in dem der Speicherzustand an elektrischer Energie der Batterie 16 der erste vorbestimmte Wert ist, und in einem Fall, in dem der Speicherzustand an elektrischer Energie der Batterie 16 der zweite vorbestimmte Wert ist, entsprechend dem entsprechenden Zustand der Batterie. Dadurch wird die Belastung der Batterie 16 während des Ladens der Batterie 16 begrenzt.
Ausführungsform 3: In der Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs gemäß Ausführungsform 2 ist der erste vorbestimmte Wert größer als der zweite vorbestimmte Wert, und die Steuerung 62 erhöht den durch einen Rückspeisungsvorgang zurückgewonnenen Strom, so dass er in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 der erste vorbestimmte Wert ist, größer ist als der durch einen Rückspeisungsvorgang zurückgewonnene Strom in einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie 16 der zweite vorbestimmte Wert ist.
Zum Beispiel ist der erste vorbestimmte Bereich des ersten vorbestimmten Wertes 20% oder größer und 80% oder kleiner. Der zweite vorbestimmte Bereich des zweiten vorbestimmten Werts ist 0 % oder größer und 20 % oder kleiner. In einem Fall, in dem die Menge an gespeicherter elektrischer Energie zwischen 0 % und 20 % liegt, kann eine große Stromzufuhr zu einer Beschädigung der Batterie 16 führen. In dieser Hinsicht vermeidet die Ausführungsform 3 eine Beschädigung der Batterie 16. Ferner verkürzt die Ausführungsform 3 die zum Laden der Batterie 16 erforderliche Zeit, wenn die gespeicherte elektrische Energie der Batterie 16 den ersten vorbestimmten Wert beträgt.
Bezugszeichenliste

2: menschlich angetriebenes Fahrzeug
4: Rad
4A: Hinterrad
4B: Vorderrad
6: Rahmen
8: Kurbel
8A: Kurbelachse
8B: Kurbelarm
10: Pedal
12: Bremsvorrichtung
12A: Bremshebel
12B: Bremsblock
12C: Kabel
14: Motor
14A: Ausgabewelle
16: Batterie
17: Hilfsbatterie
18: Umwandlungsschaltung
18A: Wechselrichterschaltung
18B: Wandlerschaltung
20: Drehzahlminderer
21: Kopplungselement
22: Ausgabe-Drehkörper
24A: erstes Zahnrad
24B: zweites Zahnrad
24C: drittes Zahnrad
24D: viertes Zahnrad
25: Schaftelement
26: Vorderradgabel
28: Lenker
29: Vorbau
32: Antriebsmechanismus
34: erster Drehkörper
36: zweiter Drehkörper
38: Übertragungselement
40: dritte Kupplung
42: erste Kupplung
44: zweite Kupplung
48: Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor
50: Drehmomentsensor
52: Kurbel-Rotationssensor
54: Leistungsmesser
56: Bremssensor
58: Neigungssensor
60: Steuervorrichtung
62: Steuerung
68: Verarbeitungsschaltung
70: Speicher
74: elektrische Komponente
76: Schalter
78: Stromleitung
78A: Stromleitung
78B: Stromleitung
80: kommerzielle Energieversorgung
82: Ladegerät
92: einstellbare Sattelstütze
94: Leuchte
R1: erste Richtung
R2: zweite Richtung
R3: dritte Richtung
R4: vierte Richtung
R5: fünfte Richtung
S11 bis S39: Schritt
t0 bis t8: Zeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019123370 A [0002]

Claims

Eine Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60), umfassend: eine Steuerung (62), die konfiguriert ist, um mindestens einen Motor (14), der konfiguriert ist, um eine Antriebskraft auf ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (2) auszuüben, und eine Batterie (16), die den Motor (14) mit elektrischer Energie versorgt, zu steuern, wobei der Motor (14) konfiguriert ist, rückspeisefähig zu sein, die Batterie (16) konfiguriert ist, um durch eine erste elektrische Energie, die durch einen vom Motor (14) durchgeführten Rückspeisungsvorgang erzeugt wird, und durch eine zweite elektrische Energie, die von einer kommerziellen Energieversorgung (80) zugeführt wird, aufladbar zu sein, und die Steuerung (62) konfiguriert ist, um die Steuerung so auszuführen, dass ein oberer Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie (16) zwischen einem Fall, in dem die Batterie (16) durch die erste elektrische Energie geladen wird, und einem Fall, in dem die Batterie (16) durch die zweite elektrische Energie geladen wird, verschieden ist.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem die Batterie (16) durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung (62) konfiguriert ist, um in einem Zustand, in dem ein Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) ein erster Bremszustand ist, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie (16) auf einen ersten Schwellenwert zu setzen, und die Steuerung (62) konfiguriert ist, um in einem Zustand, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) ein zweiter Bremszustand ist, der sich von dem ersten Bremszustand unterscheidet, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie (16) auf einen zweiten Schwellenwert zu setzen, der sich von dem ersten Schwellenwert unterscheidet.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (62) so konfiguriert ist, dass sie den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie in einem Fall, in dem die Batterie (16) durch die zweite elektrische Energie geladen wird, auf einen dritten Schwellenwert setzt.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach Anspruch 3, wobei der dritte Schwellenwert gleich dem ersten Schwellenwert ist.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach Anspruch 3, wobei sich der dritte Schwellenwert von dem ersten Schwellenwert unterscheidet.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Steuerung (62) so konfiguriert ist, dass sie einen Ladevorgang stoppt, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der durch die erste elektrische Energie geladenen Batterie (16) den zweiten Schwellenwert in einem Fall erreicht, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) der zweite Bremszustand ist.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie (16) den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie in einem Fall erreicht, in dem die Batterie (16) durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung (62) konfiguriert ist, eine Hilfsbatterie (17), die sich von der Batterie (16) unterscheidet, mit der ersten elektrischen Energie zu laden.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie (16) den oberen Grenzwert für gespeicherte elektrische Energie in einem Fall erreicht, in dem die Batterie (16) durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung (62) konfiguriert ist, um elektrische Energie mit einer elektrischen Komponente (74), die mit elektrischer Energie von der Batterie (16) versorgt wird, zu verbrauchen.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie (16) den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie in einem Fall erreicht, in dem die Batterie (16) durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung (62) konfiguriert ist, eine Menge an verbrauchter elektrischer Energie einer elektrischen Komponente (74), die mit elektrischer Energie von der Batterie (16) versorgt wird, zu erhöhen.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei, nachdem eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie (16) den oberen Grenzwert für gespeicherte elektrische Energie in einem Fall erreicht, in dem die Batterie (16) durch die erste elektrische Energie geladen wird, die Steuerung (62) so konfiguriert ist, dass sie die in der Batterie (16) geladene elektrische Energie verbraucht, bis eine Menge an gespeicherter elektrischer Energie der Batterie (16) einen Schwellenwert für den Verbrauch von elektrischer Energie, der kleiner als der obere Grenzwert für gespeicherte elektrische Energie ist, erreicht.
Die Komponente eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuerung (62) folgendes umfasst einen ersten Steuermodus, der in einem Fall, in dem ein Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) ein erster Bremszustand ist, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie auf einen ersten Schwellenwert setzt, und einen zweiten Steuermodus, der in einem Fall, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) der erste Bremszustand ist, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie auf einen zweiten Schwellenwert setzt, der größer ist als der erste Schwellenwert.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach Anspruch 11, wobei der erste Steuermodus und der zweite Steuermodus so konfiguriert sind, dass sie selektiv umschaltbar sind.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach Anspruch 11 oder 12, wobei der erste Steuermodus und der zweite Steuermodus so konfiguriert sind, dass sie in Übereinstimmung mit einem Betrag der Änderung einer Beschleunigung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) umschaltbar sind.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Steuerung (62) so konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem der Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) ein zweiter Bremszustand ist, der sich von dem ersten Bremszustand unterscheidet, den oberen Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energie auf den zweiten Schwellenwert setzt.
Die Steuervorrichtung eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Steuerung (62) basierend auf einem Fahrzustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) und einem Betriebszustand einer Bremse des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) bestimmt, ob ein Bremszustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (2) ein erster Bremszustand oder ein zweiter Bremszustand ist.