JP2018149863A - 自転車用制御装置およびこの制御装置を含む自転車用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、モータを好適に制御が可能な自転車用制御装置およびこの制御装置を含む自転車用駆動装置を提供することである。
上記第1側面に従えば、自転車の使用環境および自転車の姿勢の少なくとも一方に応じてモータを好適に制御できる。
上記第2側面に従えば、路面の傾斜角度に適したモータの制御を行うことができる。
上記第3側面に従えば、自転車が坂道を走行する場合に路面の傾斜角度に適したモータの制御を行うことができる。
上記第4側面に従えば、自転車の傾斜角度に適したモータの制御を行うことができる。
上記第5側面に従えば、自転車が坂道を走行する場合に自転車の傾斜角度に適したモータの制御を行うことができる。
上記第6側面に従えば、傾斜角度が「0」よりも大きい所定の角度の場合には、傾斜角度が「0」の場合よりも、モータによるアシストを停止させる自転車の走行速度を低くできる。
上記第7側面に従えば、傾斜角度が「0」よりも大きい場合には、傾斜角度が大きくなるほど、モータによるアシストを停止させる自転車の走行速度を低くできる。
上記第8側面に従えば、傾斜角度が「0」よりも小さい所定の角度の場合には、傾斜角度が「0」の場合よりも、モータによるアシストを停止させる自転車の走行速度を低くできる。
上記第9側面に従えば、傾斜角度が「0」よりも小さい場合には、傾斜角度が小さくなるほど、モータによるアシストを停止させる自転車の走行速度を低くできる。
上記第10側面に従えば、傾斜角度が「0」よりも大きい場合および小さい場合には、傾斜角度が「0」の場合よりも、モータによるアシストを停止させる自転車の走行速度を低くできる。
上記第11側面に従えば、傾斜角度が「0」よりも大きい場合には、傾斜角度が大きくなるほど自転車の走行速度を低くできる。また、傾斜角度が「0」よりも小さい場合には、傾斜角度が小さくなるほど、モータによるアシストを停止させる自転車の走行速度を低くできる。
上記第12側面に従えば、傾斜角度が「0」よりも大きい場合と、傾斜角度が「0」よちも小さい場合とで、それぞれに応じたモータの制御を行うことができる。
上記第13側面に従えば、検出部によって制御部は好適に所定速度を変更できる。
上記第14側面に従えば、傾斜センサによって自転車の傾斜角度を好適に検出できる。
上記第15側面に従えば、制御部はピッチ角度に応じたモータの制御を行うことができる。
上記第16側面に従えば、押し歩きモードにおいて、制御部は自転車の使用環境および自転車の姿勢の少なくとも一方に応じたモータの制御を行うことができる。
上記第17側面に従えば、アシストモードにおいて、制御部は自転車の使用環境および自転車の姿勢の少なくとも一方に応じたモータの制御を行うことができる。
上記第18側面に従えば、押し歩きモードにおいて自転車が下り坂を走行している場合に、制御部はモータによって自転車を制動して、自転車の走行速度を抑制することができる。
上記第19側面に従えば、押し歩きモードにおいて自転車が下り坂を走行している場合に、モータによるアシストを停止することによって、電力の消費を抑制できる。
上記第20側面に従えば、自転車の推進をアシストする場合に、自転車の使用環境および自転車の姿勢の少なくとも一方に応じてモータを好適に制御できる。
図1を参照して、第1実施形態の自転車用制御装置50および自転車用駆動装置30を搭載する自転車10について説明する。
駆動機構14は、クランク16およびペダル18を含む。クランク16は、クランク軸16Aおよびクランクアーム16Bを含む。駆動機構14は、ペダル18に加えられた人力駆動力を後輪WRに伝達する。駆動機構14は、クランク軸16Aにワンウェイクラッチ44Aを介して結合されるフロント回転体20を含む。ワンウェイクラッチ44Aは、クランク16が前転した場合に、フロント回転体20を前転させ、クランク16が後転した場合に、フロント回転体20を後転させないように構成される。ワンウェイクラッチ44Aは、省略されてもよい。フロント回転体20は、スプロケット、プーリーまたはベベルギアを含む。フロント回転体20は、クランク軸16Aにワンウェイクラッチを介さずに結合してもよい。駆動機構14は、例えば、チェーン、ベルト、またはシャフトを介して、クランク16の回転を後輪WRに結合されるリア回転体22に伝達するように構成される。リア回転体22は、スプロケット、プーリーまたはベベルギアを含む。リア回転体22と後輪WRとの間には、ワンウェイクラッチ44Bが設けられている。ワンウェイクラッチ44Bは、リア回転体22が前転した場合に、後輪WRを前転させ、リア回転体22が後転した場合に、リア回転体22を後転させないように構成される。
制御部52は、少なくとも傾斜センサ62Aの出力に基づいて自転車10の傾斜角度DAを演算する。傾斜角度DAは、自転車10の左右方向に延びる軸まわりの自転車10の前後方向の傾斜角度である。すなわち、傾斜角度DAは、自転車10のピッチ角度である。傾斜角度DAは、自転車10が水平な場所に設置されるときに「0」度になるように設定されている。このため、傾斜角度DAは、自転車10の走行路面の勾配と相関する。
図4、図9、および、図10を参照して、第2実施形態の自転車用駆動装置30Aについて説明する。第2実施形態の自転車用駆動装置30Aは、ワンウェイクラッチ44B,44Cが省略されている点以外では、第1実施形態の自転車用駆動装置30と同様であるので、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図10を参照して、押し歩きモードでのモータ32の駆動制御について説明する。制御部52は、押し歩きモードの間、所定周期ごとに駆動制御を実行する。制御部52は、少なくとも1つの所定条件が成立すると駆動制御を停止する。所定条件は、押し歩きモードからアシストモードに変更した場合、自転車用制御装置50の電源がオンからオフになった場合、および、自転車10の走行速度Vが所定速度VX2を超えた場合の少なくとも1つにおいて成立する。所定条件は、トルクセンサ56によって検出される人力駆動力TAが、予め定める値以上になった場合、および、クランク回転センサ58によって、クランク16の回転が検出された場合の少なくとも一方において成立するようにしてもよい。
図4、図11、および、図12を参照して、第3実施形態の自転車制御動装置50について説明する。第3実施形態の自転車用制御装置50は、アシストモードで傾斜角度DAに基づいて所定速度VX1が変更される点以外では、第1実施形態の自転車用制御装置50と同様であるので、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
上記実施形態に関する説明は、本発明に従う自転車用制御装置およびこの制御装置を含む自転車用駆動装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う自転車用制御装置およびこの制御装置を含む自転車用駆動装置は、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・第3実施形態において、アシストモードでモータ32を駆動させるとき、傾斜角度DAが「0」より大きい場合には、傾斜角度DAが大きくなるほど高くなるように、所定速度VX1を変更してもよい。
Claims (20)
- 自転車の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記自転車の走行速度が所定速度以下の場合に、前記モータに前記自転車の推進をアシストさせ、
前記所定速度は、前記自転車の使用環境および前記自転車の姿勢の少なくとも一方に応じて変更される、自転車用制御装置。 - 前記使用環境は、前記自転車が走行する路面の傾斜角度を含む、請求項1に記載の自転車用制御装置。
- 前記路面の前記傾斜角度は、前記自転車が走行する方向における水平面に対する傾斜角度を含む、請求項2に記載の自転車用制御装置。
- 前記姿勢は、前記自転車の傾斜角度を含む、請求項1に記載の自転車用制御装置。
- 前記自転車の前記傾斜角度は、前記自転車の前後方向の水平面に対する傾斜角度を含む、請求項4に記載の自転車用制御装置。
- 前記所定速度は、前記傾斜角度が「0」よりも大きい所定の角度の場合、前記傾斜角度が「0」の場合よりも低い、請求項3または5に記載の自転車用制御装置。
- 前記所定速度は、前記傾斜角度が「0」よりも大きい場合、前記傾斜角度が大きくなるほど低くなる、請求項3、5、または、6に記載の自転車用制御装置。
- 前記所定速度は、前記傾斜角度が「0」よりも小さい所定の角度の場合、前記傾斜角度が「0」の場合よりも低い、請求項3および5〜7のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記所定速度は、前記傾斜角度が「0」よりも小さい場合、前記傾斜角度が小さくなるほど低くなる、請求項3および5〜8のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記所定速度は、前記傾斜角度の絶対値が「0」よりも大きい所定の角度の場合、前記傾斜角度の絶対値が「0」の場合よりも低い、請求項2〜9のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記所定速度は、前記傾斜角度の絶対値が「0」よりも大きい場合、前記傾斜角度の絶対値が大きくなるほど低くなる、請求項2〜10のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記傾斜角度の絶対値に対応する前記所定速度は、前記傾斜角度が「0」よりも大きい場合と、前記傾斜角度が「0」よりも小さい場合とで少なくとも一部が異なる、請求項10または11に記載の自転車用制御装置。
- 前記使用環境および前記自転車の姿勢の少なくとも一方を検出する検出部をさらに含み、
前記制御部は、前記検出部の出力に応じて前記所定速度を変更する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。 - 前記検出部は、前記自転車の傾斜角度を検出する傾斜センサを含む、請求項13に記載の自転車用制御装置。
- 前記傾斜センサは、前記自転車のピッチ角度を検出する、請求項14に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記自転車の押し歩きをアシストする押し歩きモードで前記モータを制御可能であり、前記押し歩きモードにおいて前記自転車の走行速度が、前記所定速度以下の場合に、前記モータに前記自転車の押し歩きをアシストさせる、請求項1〜15のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記自転車に入力される人力駆動力に応じて前記自転車の推進をアシストするアシストモードで前記モータを制御可能であり、前記アシストモードにおいて、前記自転車の走行速度が、前記所定速度以下の場合に、前記モータに前記自転車の推進をアシストさせる、請求項1〜15のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 請求項16に記載の自転車用制御装置と、
前記モータと、
前記モータの回転力を前記自転車の車輪に伝達可能であり、かつ前記車輪からの回転力が前記モータに伝達可能に構成される伝達機構とを含み、
前記制御部は、前記押し歩きモードにおいて前記自転車が下り坂を走行している場合、前記自転車を制動するようにモータを駆動する、自転車用駆動装置。 - 請求項16に記載の自転車用制御装置と、
前記モータと、
前記モータの回転力を前記自転車の車輪に伝達する伝達機構とを含み、
前記伝達機構は、前記モータと前記車輪との間の動力伝達経路に、ワンウェイクラッチを含み、
前記制御部は、前記押し歩きモードにおいて前記自転車が下り坂を走行している場合、前記モータによる前記自転車の押し歩きのアシストを停止する、自転車用駆動装置。 - 自転車の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記モータの回転速度が所定速度以下の場合に、前記モータに前記自転車の推進をアシストさせ、
前記所定速度は、前記自転車の使用環境および前記自転車の姿勢の少なくとも一方に応じて変更される、自転車用制御装置。
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