JP2019077242A - 推定装置およびこれを備えるブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題】人力駆動車の回転体に作用する制動力を容易に推定できる推定装置およびこれを備えるブレーキシステムを提供する。【解決手段】推定装置は、人力駆動車の走行に伴って回転する回転体に作用する制動力を、前記人力駆動車を走行させるための入力に基づいて推定する。【選択図】図２

Description

本発明は、推定装置およびこれを備えるブレーキシステムに関する。

人力駆動車に搭載され、機械的または電気的に駆動されるブレーキシステムが知られている。例えば特許文献１に開示されるブレーキシステムは、人力駆動車の回転体を制動するブレーキ装置と、人力駆動車の回転体に作用する制動力を調節するようにブレーキ装置を操作する操作装置と、を備える。

特開２０１７−３０３９５号公報

従来、人力駆動車の回転体に作用する制動力の測定は困難であった。
本発明の目的は、人力駆動車の回転体に作用する制動力を容易に推定できる推定装置およびこれを備えるブレーキシステムを提供することである。

本発明の第１側面に従う推定装置は、人力駆動車の走行に伴って回転する回転体に作用する制動力を、前記人力駆動車を走行させるための入力に基づいて推定する。
このため、人力駆動車の回転体に作用する制動力を容易に推定できる。

前記第１側面に従う第２側面の推定装置において、前記人力駆動車の走行速度に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる。
このため、制動力の推定精度が向上する。

前記第１または第２側面に従う第３側面の推定装置において、前記人力駆動車の傾き角度に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる。
このため、制動力の推定精度が向上する。

前記第１〜第３側面のいずれか１つに従う第４側面の推定装置において、風速に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる。
このため、制動力の推定精度が向上する。

前記第１〜第４側面のいずれか１つに従う第５側面の推定装置において、前記人力駆動車の総重量に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる。
このため、制動力の推定精度が向上する。

前記第１〜第５側面のいずれか１つに従う第６側面の推定装置において、前記人力駆動車を構成する要素間の摩擦係数に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる。
このため、制動力の推定精度が向上する。

前記第１〜第６側面のいずれか１つに従う第７側面の推定装置において、前記人力駆動車の空気抵抗係数に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる。
このため、制動力の推定精度が向上する。

前記第１側面に従う第８側面の推定装置において、前記入力に基づいて前記回転体を制動する制動部における動力を推定し、前記動力に基づいて前記制動力を推定する。
制動部における動力が制動力の推定に用いられるため、制動力の推定精度が向上する。

前記第８側面に従う第９側面の推定装置において、前記人力駆動車の位置エネルギの時間微分値を前記動力の推定にさらに用いる。
制動部における動力の推定精度が向上するため、制動力の推定精度がより向上する。

前記第８または第９側面に従う第１０側面の推定装置において、前記人力駆動車の運動エネルギの時間微分値を前記動力の推定にさらに用いる。
制動部における動力の推定精度が向上するため、制動力の推定精度がより向上する。

前記第８〜第１０側面のいずれか１つに従う第１１側面の推定装置において、前記人力駆動車の損失動力を前記動力の推定にさらに用いる。
制動部における動力の推定精度が向上するため、制動力の推定精度がより向上する。

前記第８〜第１１側面のいずれか１つに従う第１２側面の推定装置において、前記動力、および、前記回転体の回転速度に関する情報に基づいて、前記回転体に与えられる制動トルクを推定する。
制動トルクが制動力の推定に用いられるため、制動力の推定精度が向上する。

前記第１２側面に従う第１３側面の推定装置において、前記制動トルク、および、前記制動部による制動に伴う前記回転体におけるモーメントアームに基づいて、前記制動力を推定する。
このため、制動力の推定精度が向上する。

前記第１〜第１３側面のいずれか１つに従う第１４側面の推定装置において、前記入力は、前記人力駆動車の駆動トルクと、前記人力駆動車のクランクの回転速度との積である。
このため、制動力の推定精度が向上する。

本発明の第１５側面に従うブレーキシステムは、前記推定装置と、前記回転体を制動する制動部と、前記制動部を駆動する電動駆動部と、前記推定装置によって推定される前記制動力に基づいて前記電動駆動部を制御する制御部と、を含む。
このため、人力駆動車の回転体に作用する制動力を容易に推定できる。また、推定装置によって推定される制動力が電動駆動部の制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１５側面に従う第１６側面のブレーキシステムにおいて、前記電動駆動部は、電気モータを含む。
このため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１５または第１６側面に従う第１７側面のブレーキシステムにおいて、操作装置をさらに含み、前記制御部は、前記操作装置の操作量、および、前記推定装置によって推定される前記制動力に基づいて前記電動駆動部を制御する。
操作装置の操作量と制動力との関係に基づいて電動駆動部が制御されるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１５〜第１７側面のいずれか１つに従う第１８側面のブレーキシステムにおいて、前記制動部は、キャリパを含む。
このため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

本発明の推定装置およびこれを備えるブレーキシステムによれば、人力駆動車の回転体に作用する制動力を容易に推定できる。

実施形態のブレーキシステムを搭載した人力駆動車の側面図。 図１のブレーキシステムのブロック図。

（実施形態）
図１を参照して、ブレーキシステム１０を含む人力駆動車Ａについて説明する。
人力駆動車Ａは、ブレーキシステム１０を含む。ここで、人力駆動車は、走行のための原動力に関して、少なくとも部分的に人力を用いる車両を意味し、電動で人力を補助する車両を含む。人力以外の原動力のみを用いる車両は、人力駆動車には含まれない。特に内燃機関のみを原動力に用いる車両は、人力駆動車には含まれない。通常、人力駆動車には、小型軽量車両が想定され、公道での運転に免許を要しない車両が想定される。図示される人力駆動車Ａは、補助的に電動で駆動される自転車（e-bike）である。より具体的には、図示される人力駆動車Ａは、シティサイクルである。人力駆動車Ａは、フレームＡ１、フロントフォークＡ２、前輪Ａ３、後輪Ａ４、ハンドルＡ５、および、ドライブトレインＢをさらに含む。

ドライブトレインＢは、クランクＣ、フロントスプロケットＤ１、リアスプロケットＤ２、および、チェーンＤ３を含む。クランクＣは、クランク軸Ｃ１、一対のクランクアームＣ２、および、一対のペダルＣ３を含む。一対のペダルＣ３は、クランクアームＣ２の先端に回転可能に取り付けられる。

フロントスプロケットＤ１は、クランク軸Ｃ１と一体に回転するようにクランクＣに設けられる。リアスプロケットＤ２は、後輪Ａ４のハブＡ６に設けられる。チェーンＤ３は、フロントスプロケットＤ１およびリアスプロケットＤ２に巻き掛けられる。人力駆動車Ａの搭乗者によってペダルＣ３に加えられる駆動力は、フロントスプロケットＤ１、チェーンＤ３、および、リアスプロケットＤ２を介して後輪Ａ４に伝達される。

人力駆動車Ａは、電動補助ユニットＥをさらに含む。電動補助ユニットＥは、人力駆動車Ａの推進力がアシストされるように動作する。電動補助ユニットＥは、例えばペダルＣ３に加えられる駆動力に応じて動作する。電動補助ユニットＥは、電気モータＥ１を含む。電動補助ユニットＥは、人力駆動車Ａに搭載されるバッテリＢＴから供給される電力によって駆動される。

ブレーキシステム１０は、一対のブレーキ装置１２を含む。この実施形態では、ブレーキ装置１２は、人力駆動車Ａの回転体Ｆを制動するディスクブレーキ装置である。回転体Ｆは、人力駆動車Ａの前輪Ａ３および後輪Ａ４のそれぞれに設けられるディスクブレーキロータＦ１である。一方のブレーキ装置１２は、前輪Ａ３に対応して設けられる。他方のブレーキ装置１２は、後輪Ａ４に対応して設けられる。一対のブレーキ装置１２は、互いに同じ構成を有する。ブレーキ装置１２は、リムブレーキ装置であってもよい。この場合、回転体ＦはリムＦ２である。

ブレーキシステム１０は、人力駆動車Ａの回転体Ｆを制動する制動部１４と、制動部１４を駆動する電動駆動部１６と、をさらに含む。この実施形態では、ブレーキ装置１２は、制動部１４および電動駆動部１６を含む。制動部１４は、回転体Ｆを挟持するキャリパを含む。キャリパである制動部１４は、電動駆動部１６によって電気的に駆動されることによって回転体Ｆを制動する。電動駆動部１６は、電気モータ１６Ａを含む。電気モータ１６Ａは、電動補助ユニットＥの電気モータＥ１とは異なる。電動駆動部１６は、例えばバッテリＢＴから供給される電力によって駆動される。この実施形態では、電動駆動部１６は、制動部１４の筐体に設けられる。他の例では、電動駆動部１６は、制動部１４とは別に設けられる。具体的には、電動駆動部１６は、フレームＡ１、フロントフォークＡ２、および、ハンドルＡ５等の任意の場所に設けられる。

ブレーキシステム１０は、操作装置１８をさらに含む。操作装置１８は、人力駆動車Ａの中心平面に対して、ハンドルＡ５の左側、および、ハンドルＡ５の右側にそれぞれ設けられる。一対の操作装置１８は、それぞれレバー１８Ａを含む。一方の操作装置１８のレバー１８Ａの操作に応じて一方のブレーキ装置１２が駆動され、他方の操作装置１８のレバー１８Ａの操作に応じて他方のブレーキ装置１２が駆動される。また、一対の操作装置１８のそれぞれの操作に応じて各ブレーキ装置１２を動作させてもよい。この場合、一方の操作装置１８の操作における各ブレーキ装置１２の制動力の比率と、他方の操作装置１８の操作における各ブレーキ装置１２の制動力の比率とを異ならせるようにしてもよい。

図２に示されるように、ブレーキシステム１０は、推定装置２０をさらに含む。推定装置２０は、人力駆動車Ａの走行に伴って回転する回転体Ｆに作用する制動力ＢＦを、人力駆動車Ａを走行させるための入力Ｐｈに基づいて推定する。入力Ｐｈは、人力駆動車Ａの駆動トルクＰＴと、人力駆動車ＡのクランクＣ（フロントスプロケットＤ１）の回転速度ＳＣとの積である。駆動トルクＰＴは、例えば搭乗者からペダルＣ３を介してクランク軸Ｃ１に入力される人力トルクと、電動補助ユニットＥによってフロントスプロケットＤ１等に入力されるトルクとの和である。電動補助ユニットＥが人力駆動車Ａから省略される場合、駆動トルクＰＴは、搭乗者からペダルＣ３を介してクランク軸Ｃ１に入力されるトルクのみに対応する。ブレーキシステム１０は、推定装置２０による制動力ＢＦの推定に必要な情報を記憶する記憶部２２をさらに含む。

推定装置２０は、人力駆動車Ａの走行速度Ｖに関する情報を制動力ＢＦの推定にさらに用いる。推定装置２０は、人力駆動車Ａの傾き角度θに関する情報を制動力ＢＦの推定にさらに用いる。傾き角度θは、路面の勾配と相関する。推定装置２０は、風速Ｖｗに関する情報を制動力ＢＦの推定にさらに用いる。風速Ｖｗは、停止中の人力駆動車Ａに影響を与える真風速、または、走行中の人力駆動車Ａに影響を与える相対風速である。推定装置２０は、人力駆動車Ａの総重量ｍに関する情報を制動力ＢＦの推定にさらに用いる。総重量ｍは、搭乗者が乗車した状態における人力駆動車Ａの重量である。この実施形態では、総重量ｍは、人力駆動車Ａの重量、搭乗者の重量、ならびに、人力駆動車Ａのバスケットおよびキャリア（ともに図示略）等に積載される荷物の重量等を含む。推定装置２０は、人力駆動車Ａを構成する要素間の摩擦係数μに関する情報を制動力ＢＦの推定にさらに用いる。摩擦係数μには、例えばドライブトレインＢに生じる摩擦に関する情報が含まれる。この実施形態では、摩擦係数μは、予め設定された値である。推定装置２０は、人力駆動車Ａの空気抵抗係数Ｃｄに関する情報を制動力ＢＦの推定にさらに用いる。この実施形態では、空気抵抗係数Ｃｄは、予め設定された値である。摩擦係数μおよび空気抵抗係数Ｃｄは、予め記憶部２２に記憶される。予め記憶部２２に記憶される各値は、所定の入力装置（図示略）を用いて必要に応じて変更されてもよい。

人力駆動車Ａは、人力駆動車Ａに関する各種の情報を検出する検出装置２４をさらに含む。検出装置２４は、第１検出部２４Ａ、第２検出部２４Ｂ、第３検出部２４Ｃ、第４検出部２４Ｄ、第５検出部２４Ｅ、第６検出部２４Ｆ、および、第７検出部２４Ｇを含む。検出装置２４は、例えば検出した各種の情報を推定装置２０に出力する。第１検出部２４Ａは、操作装置１８の操作量Ｓを検出する。操作量Ｓは、例えばレバー１８Ａが操作されていない初期状態に対するレバー１８Ａの回転量、レバー１８Ａの回転速度、レバー１８Ａの回転加速度、レバー１８Ａへの入力荷重、および、これらの組合せから任意に選択できる。第１検出部２４Ａは、例えばレバー１８Ａの回転量、レバー１８Ａの回転速度、レバー１８Ａの回転加速度、および、レバー１８Ａへの入力荷重の少なくとも１つを検出するセンサ（図示略）を含む。この実施形態では、第１検出部２４Ａは、各操作装置１８のそれぞれに設けられる。なお、図２には、一方の第１検出部２４Ａのみが示される。

第２検出部２４Ｂは、フロントスプロケットＤ１に作用する駆動トルクＰＴを検出する。第２検出部２４Ｂは、例えばクランク軸Ｃ１に作用する人力トルクを検出するトルクセンサ（図示略）と、電動補助ユニットＥの電気モータＥ１に供給される電流値から電気モータＥ１によってフロントスプロケットＤ１に与えられるトルクを検出する検出器（図示略）を含む。第２検出部２４Ｂのトルクセンサは、クランク軸Ｃ１に設けられる。第２検出部２４Ｂは、フロントスプロケットＤ１に作用するトルクを直接的に検出するトルクセンサであってもよい。第３検出部２４Ｃは、クランクＣの回転速度ＳＣを検出する。第３検出部２４Ｃは、例えばフレームＡ１等に設けられる磁石（図示略）を検出する磁気センサ（図示略）を含む。この実施形態では、第３検出部２４Ｃは、一方のクランクアームＣ２に設けられる。推定装置２０は、第２検出部２４Ｂから取得した駆動トルクＰＴ、および、第３検出部２４Ｃから取得したクランクＣの回転速度ＳＣに基づいて入力Ｐｈを推定する。

第４検出部２４Ｄは、人力駆動車Ａの走行速度Ｖを検出する。第４検出部２４Ｄは、例えば前輪Ａ３のスポークＡ７（図１参照）に設けられる磁石（図示略）を検出する磁気センサ（図示略）を含む。この実施形態では、第４検出部２４Ｄは、フロントフォークＡ２に設けられる。第４検出部２４Ｄが磁石を検出することによって前輪Ａ３の回転速度が検出され、人力駆動車Ａの走行速度Ｖが検出される。第５検出部２４Ｅは、人力駆動車Ａの傾き角度θを検出する。第５検出部２４Ｅは、例えば水平面に対する人力駆動車Ａの傾きを検出する傾斜センサ（図示略）を含む。この実施形態では、第５検出部２４Ｅは、フレームＡ１に設けられる。傾斜センサは、例えば加速度センサ等によって実現される。

第６検出部２４Ｆは、風速Ｖｗを検出する。第６検出部２４Ｆは、例えば流体の流れの速さを検出するピトー管（図示略）を含む。この実施形態では、第６検出部２４Ｆは、フレームＡ１に設けられる。第７検出部２４Ｇは、人力駆動車Ａの総重量ｍを検出する。第７検出部２４Ｇは、例えば前輪Ａ３および後輪Ａ４の空気圧を検出する空気圧センサ（図示略）を含む。前輪Ａ３および後輪Ａ４の空気圧の変化は、人力駆動車Ａの重量、ならびに、搭乗者および荷物等によって人力駆動車Ａに作用する重量の総和と相関する。第７検出部２４Ｇは、前輪Ａ３および後輪Ａ４の少なくとも一方に設けられる。第７検出部２４Ｇが前輪Ａ３および後輪Ａ４の少なくとも一方の空気圧を検出することによって、人力駆動車Ａの総重量ｍが検出される。第７検出部２４Ｇは、搭乗者の重量、ならびに、人力駆動車Ａのバスケットおよびキャリア等に積載される荷物の重量を個別に検出する複数の重量センサ（図示略）によって総重量ｍを検出してもよい。この場合、人力駆動車Ａの重量には、予め設定された値が用いられる。

推定装置２０は、検出装置２４からの人力駆動車Ａに関する各種の情報に基づいて制動力ＢＦを推定する。この実施形態では、推定装置２０は、第２検出部２４Ｂおよび第３検出部２４Ｃから取得した情報に基づいて入力Ｐｈを推定し、少なくとも入力Ｐｈに基づいて制動力ＢＦを推定する。具体的には、推定装置２０は、入力Ｐｈに加えて、第４検出部２４Ｄから取得した走行速度Ｖ、第５検出部２４Ｅから取得した傾き角度θ、第６検出部２４Ｆから取得した風速Ｖｗ、第７検出部２４Ｇから取得した総重量ｍ、摩擦係数μ、および、空気抵抗係数Ｃｄのうちの少なくとも１つを制動力ＢＦの推定に用いる。この実施形態では、推定装置２０は、入力Ｐｈ、走行速度Ｖ、傾き角度θ、風速Ｖｗ、総重量ｍ、摩擦係数μ、および、空気抵抗係数Ｃｄに基づいて制動力ＢＦを推定する。走行速度Ｖ、傾き角度θ、風速Ｖｗ、および、総重量ｍのうちの少なくとも１つの要素を制動力ＢＦの推定に用いない場合、その要素を検出する検出部２４Ｄ〜２４Ｇを検出装置２４から省略してもよい。

推定装置２０は、入力Ｐｈに基づいて回転体Ｆを制動する制動部１４における動力Ｐｂを推定し、動力Ｐｂに基づいて制動力ＢＦを推定する。推定装置２０は、人力駆動車Ａの位置エネルギＥｐの時間微分値を動力Ｐｂの推定にさらに用いる。位置エネルギＥｐの時間微分値は、例えば走行速度Ｖ、傾き角度θ、および、総重量ｍに基づいて推定される。一例では、推定装置２０は、下記式［１］に基づいて位置エネルギＥｐの時間微分値を推定する。

変数ｍは、第７検出部２４Ｇから取得した総重量ｍが代入される。変数Ｖは、第４検出部２４Ｄから取得した走行速度Ｖが代入される。変数θは、第５検出部２４Ｅから取得した傾き角度θが代入される。ｇは重力加速度である。推定装置２０は、式［１］によって推定した位置エネルギＥｐの時間微分値を動力Ｐｂの推定に用いる。

推定装置２０は、人力駆動車Ａの運動エネルギＥｋの時間微分値を動力Ｐｂの推定にさらに用いる。運動エネルギＥｋの時間微分値は、例えば走行速度Ｖおよび総重量ｍに基づいて推定される。一例では、推定装置２０は、下記式［２］に基づいて運動エネルギＥｋの時間微分値を推定する。

変数ｍは、第７検出部２４Ｇから取得した総重量ｍが代入される。変数Ｖは、第４検出部２４Ｄから取得した走行速度Ｖが代入される。推定装置２０は、式［２］によって推定した運動エネルギＥｋの時間微分値を動力Ｐｂの推定に用いる。

推定装置２０は、人力駆動車Ａの損失動力ＰＬを動力Ｐｂの推定にさらに用いる。損失動力ＰＬは、例えば走行速度Ｖ、傾き角度θ、風速Ｖｗ、総重量ｍ、摩擦係数μ、空気抵抗係数Ｃｄ、および、動力Ｐｂに基づいて推定できる。一例では、損失動力ＰＬの推定式として、下記式［３］が成立する。

また、損失動力ＰＬは、入力Ｐｈ、位置エネルギＥｐの時間微分値、および、運動エネルギＥｋの時間微分値に基づいて推定できる。具体的には、損失動力ＰＬは、入力Ｐｈと、位置エネルギＥｐの時間微分値および運動エネルギＥｋの時間微分値との差である。このため、式［３］の損失動力ＰＬを入力Ｐｈ、位置エネルギＥｐの時間微分値、および、運動エネルギＥｋの時間微分値に置換することによって動力Ｐｂを推定できる。一例では、推定装置２０は、式［３］を変形した下記式［４］に基づいて動力Ｐｂを推定する。

変数Ｐｈは、第２検出部２４Ｂおよび第３検出部２４Ｃから取得した情報に基づいて推定された入力Ｐｈが代入される。位置エネルギＥｐの時間微分値は、式［１］で推定された値が代入される。運動エネルギＥｋの時間微分値は、式［２］で推定された値が代入される。係数Ｃｄは、空気抵抗係数Ｃｄが代入される。変数Ｖは、第４検出部２４Ｄから取得した走行速度Ｖが代入される。変数Ｖｗは、第６検出部２４Ｆから取得した風速Ｖｗが代入される。係数μは、摩擦係数μが代入される。変数ｍは、第７検出部２４Ｇから取得した総重量ｍが代入される。変数θは、第５検出部２４Ｅから取得した傾き角度θが代入される。ｇは重力加速度である。このように、推定装置２０は、式［１］〜［４］によって動力Ｐｂを推定できる。

推定装置２０は、動力Ｐｂ、および、回転体Ｆの回転速度ＳＦに関する情報に基づいて、回転体Ｆに与えられる制動トルクＢＱを推定する。具体的には、制動トルクＢＱは、動力Ｐｂと回転体Ｆの回転速度ＳＦとの商である。回転速度ＳＦは、例えば第３検出部２４Ｃから取得したクランクＣの回転速度ＳＣ、および、人力駆動車Ａに搭載される変速装置（図示略）の変速比に基づいて推定される。検出装置２４は、回転体Ｆの回転速度ＳＦを検出する第８検出部（図示略）を含んでいてもよい。一例では、推定装置２０は、下記式［５］に基づいて制動トルクＢＱを推定する。

変数Ｐｂは、式［４］で推定された値が代入される。変数ＳＦは、例えば第３検出部２４Ｃから取得した情報、および、変速装置の変速比に関する情報に基づいて推定された回転速度ＳＦが代入される。推定装置２０は、式［５］によって推定した制動トルクＢＱを制動力ＢＦの推定に用いる。

推定装置２０は、制動トルクＢＱ、および、制動部１４による制動に伴う回転体ＦにおけるモーメントアームＭＡに基づいて、制動力ＢＦを推定する。具体的には、制動力ＢＦは、制動トルクＢＱとモーメントアームＭＡとの商である。モーメントアームＭＡは、予め設定された値である。一例では、推定装置２０は、下記式［６］に基づいて制動力ＢＦを推定する。

変数ＢＱは、式［５］で推定された値が代入される。定数ＭＡは、モーメントアームＭＡが代入される。このように、推定装置２０は、式［１］〜［６］によって制動力ＢＦを推定できる。式［１］〜［６］に関する情報は、予め記憶部２２に記憶される。記憶部２２は、式［１］〜［６］の少なくとも一部を統合して記憶してもよい。また、推定装置２０は、第１検出部２４Ａから取得した操作装置１８の操作量Ｓと、式［１］〜［６］によって推定した制動力ＢＦとの関係に基づいて、制動部１４に設けられる摩擦部材（図示略）の状態も推定できる。この摩擦部材の状態には、ブレーキパッド等である摩擦部材の摩耗度合も含まれる。

ブレーキシステム１０は、推定装置２０によって推定される制動力ＢＦに基づいて電動駆動部１６を制御する制御部２６をさらに含む。制御部２６は、第１検出部２４Ａから取得した操作装置１８の操作量Ｓ、および、推定装置２０によって推定される制動力ＢＦに基づいて対応する電動駆動部１６を制御する。例えば、制御部２６は、摩擦部材の状態に関わらず操作量Ｓと制動力ＢＦとの比例関係が所定範囲に収まるように、電動駆動部１６の電気モータ１６Ａを制御する。

（変形例）
上記実施形態に関する説明は、本発明に従う推定装置およびブレーキシステム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。本発明に従う推定装置およびブレーキシステムは、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。

・推定装置２０による制動力ＢＦの推定に用いられる各種の要素と検出装置２４との関係は、任意に変更可能である。第１例では、傾き角度θは、予め設定された値である。この例によれば、第５検出部２４Ｅが検出装置２４から省略される。第２例では、風速Ｖｗは、予め設定された値である。この例によれば、第６検出部２４Ｆが検出装置２４から省略される。第３例では、総重量ｍは、予め設定された値である。この例によれば、第７検出部２４Ｇが検出装置２４から省略される。第４例では、検出装置２４は、摩擦係数μを検出する第９検出部（図示略）をさらに含む。第５例では、検出装置２４は、空気抵抗係数Ｃｄを検出する第１０検出部（図示略）をさらに含む。

・操作装置１８の構成は、任意に変更可能である。一例では、操作装置１８は、ボタン（図示略）を含む。操作装置１８の操作量Ｓは、ボタンが操作されていない初期状態に対するボタンの押込量である。この例によれば、第１検出部２４Ａは、初期状態に対するボタンの変位を検出する変位センサ（図示略）を含む。

・ブレーキシステム１０の構成は、任意に変更可能である。第１例では、電動駆動部１６は、電動補助ユニットＥの電気モータＥ１を含む。電気モータＥ１は、回生可能に構成される。この例によれば、ブレーキ装置１２は、回生ブレーキ装置である。第２例では、ブレーキ装置１２は、制動部１４、流体によって制動部１４を駆動するアクチュエータ（図示略）、および、アクチュエータ（ポンプ）を駆動する電動駆動部１６を含む。動力伝達媒体である流体の一例は、作動油である。電動駆動部１６によってアクチュエータが駆動され、流体の圧力が制動部１４に与えられる。制動部１４は、流体の圧力によって人力駆動車Ａの回転体Ｆを制動するように構成される。この例によれば、ブレーキ装置１２は、油圧式ブレーキ装置である。第３例では、ブレーキ装置１２は、制動部１４、ケーブルによって制動部１４を駆動するアクチュエータ（図示略）、および、アクチュエータを駆動する電動駆動部１６を含む。電動駆動部１６が動作することによってアクチュエータが駆動され、ケーブルが引かれる。制動部１４は、ケーブルの引きに伴って人力駆動車Ａの回転体Ｆを制動するように構成される。この例によれば、ブレーキ装置１２はケーブル式ブレーキ装置である。第２および第３例において、制動部１４、電動駆動部１６およびアクチュエータ（ポンプ）は、１つの筐体内に配置されてもよいし、それぞれ個別に人力駆動車Ａに配置されてもよい。第４例では、電動駆動部１６および制御部２６がブレーキシステム１０から省略され、操作装置１８と制動部１４とが作動油やケーブル等の動力伝達媒体（図示略）を介して機械的に接続される。この例によれば、推定装置２０は、推定した制動力ＢＦに関する情報を、人力駆動車Ａに搭載される報知部（図示略）を介して外部に出力することが好ましい。報知部の一例は、サイクルコンピュータである。

・人力駆動車Ａの種類は、任意に変更可能である。第１例では、人力駆動車Ａの種類は、ロードバイク、マウンテンバイク、トレッキングバイク、または、クロスバイクである。第２例では、人力駆動車Ａの種類は、キックスケータである。

１０…ブレーキシステム、１４…制動部、１６…電動駆動部、１６Ａ…電気モータ、１８…操作装置、２０…推定装置、２６…制御部、Ａ…人力駆動車、ＢＦ…制動力、ＢＱ…制動トルク、Ｃ…クランク、Ｃｄ…空気抵抗係数、Ｅ１…電気モータ、Ｅｋ…運動エネルギ、Ｅｐ…位置エネルギ、Ｆ…回転体、ｍ…総重量、ＭＡ…モーメントアーム、Ｐｂ…動力、Ｐｈ…入力、ＰＬ…損失動力、ＰＴ…駆動トルク、Ｓ…操作量、ＳＣ…回転速度、ＳＦ…回転速度、Ｖ…走行速度、Ｖｗ…風速、μ…摩擦係数、θ…傾き角度。

Claims (18)

1. 人力駆動車の走行に伴って回転する回転体に作用する制動力を、前記人力駆動車を走行させるための入力に基づいて推定する、推定装置。
2. 前記人力駆動車の走行速度に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる、請求項１に記載の推定装置。
3. 前記人力駆動車の傾き角度に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる、請求項１または２に記載の推定装置。
4. 風速に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の推定装置。
5. 前記人力駆動車の総重量に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の推定装置。
6. 前記人力駆動車を構成する要素間の摩擦係数に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の推定装置。
7. 前記人力駆動車の空気抵抗係数に関する情報を前記制動力の推定にさらに用いる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の推定装置。
8. 前記入力に基づいて前記回転体を制動する制動部における動力を推定し、前記動力に基づいて前記制動力を推定する、請求項１に記載の推定装置。
9. 前記人力駆動車の位置エネルギの時間微分値を前記動力の推定にさらに用いる、請求項８に記載の推定装置。
10. 前記人力駆動車の運動エネルギの時間微分値を前記動力の推定にさらに用いる、請求項８または９に記載の推定装置。
11. 前記人力駆動車の損失動力を前記動力の推定にさらに用いる、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の推定装置。
12. 前記動力、および、前記回転体の回転速度に関する情報に基づいて、前記回転体に与えられる制動トルクを推定する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の推定装置。
13. 前記制動トルク、および、前記制動部による制動に伴う前記回転体におけるモーメントアームに基づいて、前記制動力を推定する、請求項１２に記載の推定装置。
14. 前記入力は、前記人力駆動車の駆動トルクと、前記人力駆動車のクランクの回転速度との積である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の推定装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の推定装置と、
    前記回転体を制動する制動部と、
    前記制動部を駆動する電動駆動部と、
    前記推定装置によって推定される前記制動力に基づいて前記電動駆動部を制御する制御部と、を含むブレーキシステム。
16. 前記電動駆動部は、電気モータを含む、請求項１５に記載のブレーキシステム。
17. 操作装置をさらに含み、
    前記制御部は、前記操作装置の操作量、および、前記推定装置によって推定される前記制動力に基づいて前記電動駆動部を制御する、請求項１５または１６に記載のブレーキシステム。
18. 前記制動部は、キャリパを含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のブレーキシステム。