JP2020032899A - 人力駆動車用制御装置および人力駆動車用駆動システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、人力駆動車の快適な走行に貢献できる人力駆動車用制御装置および人力駆動車用駆動システムを提供することである。
前記第1側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜状態に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第2側面の人力駆動車用制御装置によれば、第2アシストモードに関する制御が好適なタイミングで実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第3側面の人力駆動車用制御装置によれば、第2アシストモードに関する制御が好適なタイミングで実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第4側面の人力駆動車用制御装置によれば、第2アシストモードに関する制御が好適なタイミングで実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。また、第1アシストモードと第2アシストモードとを切り替える頻度を低減できる。
前記第5側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜状態に応じたアシスト比でモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第6側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜状態に応じたアシスト力でモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第7側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の各種の傾斜状態に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第8側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車のヨーレートに応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第9側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜角度に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第10側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜角度に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。また、第1傾斜角度および第2傾斜角度がヒステリシス特性を有するため、第1アシストモードと第2アシストモードとを切り替える頻度が過剰に高くなることを抑制できる。
前記第11側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜角度に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。具体的には、人力駆動車の傾斜状態が第1傾斜角度以上の場合に人力駆動車の推進力が小さくなると、人力駆動車に搭乗する搭乗者がコーナーを安定して走行できる。また、人力駆動車の傾斜状態が第2傾斜角度以下になった後に所定条件が成立するまで人力駆動車の推進力が小さい状態が維持されると、人力駆動車に搭乗する搭乗者がコーナーを安定して走行できる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第12側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜角度に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第13側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の各種の傾斜角度に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第14側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車のロール角に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第15側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第16側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車のロール角に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第17側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第18側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜状態に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第19側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の好適な走行に貢献できる。
前記第20側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の好適な走行に貢献できる。また、第1閾値および第2閾値がヒステリシス特性を有するため、第1アシストモードと第2アシストモードとを切り替える頻度が過剰に高くなることを抑制できる。
前記第21側面の人力駆動車用制御装置によれば、モータの駆動を開始するための人力駆動力の閾値がアシストモードに応じて変更されるため、傾斜状態に応じた好適なタイミングでモータの駆動が開始される。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第22側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜状態が好適に検出されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第23側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜状態および人力駆動力に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第24側面の人力駆動車用制御装置によれば、第2アシストモードに関する制御が好適なタイミングで実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第25側面の人力駆動車用制御装置によれば、第2アシストモードに関する制御が好適なタイミングで実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第26側面の人力駆動車用制御装置によれば、第2アシストモードに関する制御が好適なタイミングで実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。また、第1アシストモードと第2アシストモードとを切り替える頻度を低減できる。
前記第27側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第28側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第29側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜状態および人力駆動力に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第30側面の人力駆動車用制御装置によれば、第2アシストモードに関する制御が好適なタイミングで実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第31側面の人力駆動車用制御装置によれば、第2アシストモードに関する制御が好適なタイミングで実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第32側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の傾斜状態が好適に検出されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第33側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動力の入力状態が好適に検出されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
前記第34側面の人力駆動車用駆動システムによれば、人力駆動車の傾斜状態に応じたアシストモードでモータが制御されるため、人力駆動車の推進が好適にアシストされる。このため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。
図1を参照して、人力駆動車用駆動システム1を含む人力駆動車Aについて説明する。
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。図示される人力駆動車Aは、電気エネルギーを用いて人力駆動車Aの推進を補助する電動補助ユニットEを含む自転車である。具体的には、図示される人力駆動車Aは、トレッキングバイクである。人力駆動車Aは、フレームA1、フロントフォークA2、前輪WF、後輪WR、ハンドルH、および、ドライブトレインBをさらに含む。
人力駆動車用駆動システム1は、人力駆動車用制御装置10と、モータE1とを備える。人力駆動車用制御装置10は、人力駆動車Aの推進をアシストするモータE1を制御する制御部12を備える。制御部12は、CPU(Central Processing Unit)またはMPU(Micro Processing Unit)である。制御部12は、例えば電動補助ユニットEのハウジングE2内に収容される。制御部12は、人力駆動車Aの推進をアシストするモータE1とは別に、人力駆動車Aに搭載される各種のコンポーネントを制御してもよい。人力駆動車用制御装置10は、各種の情報を記憶する記憶部14をさらに備える。記憶部14は、不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。記憶部14は、例えば制御のための各種プログラム、および、予め設定される情報等を記憶する。
第1傾斜状態は、第1傾斜角度IA1を含む。第2傾斜状態は、第2傾斜角度IA2を含む。第1傾斜角度IA1は、第2傾斜角度IA2とは異なる。一例では、第1傾斜角度IA1は、第2傾斜角度IA2よりも大きい。
制御部12は、例えば人力駆動車Aの走行中において、通常のアシストモードとして第2アシストモードでモータE1を制御する。制御部12は、ステップS11において、第1検出部16から取得した情報に基づいて、人力駆動車Aの傾斜状態が第1傾斜状態になったか否かを判定する。制御部12は、ステップS11において、人力駆動車Aの傾斜状態が第1傾斜状態になっていないと判定した場合、ステップS11の処理を繰り返す。一方、制御部12は、ステップS11において、人力駆動車Aの傾斜状態が第1傾斜状態になったと判定した場合、ステップS12の処理に移行する。制御部12は、ステップS12において、第2アシストモードから第1アシストモードに切り替える。すなわち、制御部12は、モータE1を第1アシストモードで制御し始める。
図6および図7を参照して、第2実施形態の人力駆動車用駆動システム1について説明する。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。
制御部12は、例えば人力駆動車Aの走行中において、通常のアシストモードとして第2アシストモードでモータE1を制御する。制御部12は、ステップS21において、第1検出部16から取得した情報に基づいて、人力駆動車Aの傾斜状態が第1傾斜状態になったか否かを判定する。制御部12は、ステップS21において、人力駆動車Aの傾斜状態が第1傾斜状態になっていないと判定した場合、ステップS21の処理を繰り返す。一方、制御部12は、ステップS21において、人力駆動車Aの傾斜状態が第1傾斜状態になったと判定した場合、ステップS22の処理に移行する。制御部12は、ステップS22において、第2アシストモードから第1アシストモードに切り替える。すなわち、制御部12は、モータE1を第1アシストモードで制御し始める。
図6および図8を参照して、第3実施形態の人力駆動車用駆動システム1について説明する。第1実施形態および第2実施形態と共通する構成については、第1実施形態および第2実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
制御部12は、例えば人力駆動車Aの走行中において、通常のアシストモードとして第2アシストモードでモータE1を制御する。制御部12は、ステップS31において、第1検出部16から取得した情報に基づいて、人力駆動車Aの傾斜状態が第1傾斜状態になったか否かを判定する。制御部12は、ステップS31において、人力駆動車Aの傾斜状態が第1傾斜状態になっていないと判定した場合、ステップS31の処理を繰り返す。一方、制御部12は、ステップS31において、人力駆動車Aの傾斜状態が第1傾斜状態になったと判定した場合、ステップS32の処理に移行する。制御部12は、ステップS32において、第2アシストモードから第1アシストモードに切り替える。すなわち、制御部12は、モータE1を第1アシストモードで制御し始める。
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う人力駆動車用制御装置および人力駆動車用駆動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。本発明に従う人力駆動車用制御装置および人力駆動車用駆動システムは、例えば以下に示される上記各実施形態の変形例、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、各実施形態の形態と共通する部分については、各実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
第1例では、アシストモードは、第1アシストモード、第2アシストモード、および、第3アシストモードを含む。制御部12は、人力駆動車Aの傾斜状態が第3傾斜状態になると、モータE1を第3アシストモードで制御する。第3傾斜状態における人力駆動車Aの傾斜状態は、第1傾斜状態における人力駆動車Aの傾斜状態、および、第2傾斜状態における人力駆動車Aの傾斜状態よりも大きい。第3傾斜状態は、第3傾斜角度を含む。第3傾斜角度は、第1傾斜角度IA1および第2傾斜角度IA2よりも大きい。第3傾斜角度は、人力駆動車Aのロール角、人力駆動車Aのピッチ角、人力駆動車Aのヨー角、人力駆動車Aの操舵角の少なくとも1つを含む。本変形例では、第3傾斜角度は、人力駆動車Aのロール角を含む。第3傾斜角度の大きさは、第3傾斜角度の種類に基づいて予め設定される。好ましい例では、第3傾斜角度は、10度以上である。さらに好ましい例では、第3傾斜角度は、15度以上である。一例では、第3傾斜角度は、20度以上である。制御部12は、第1アシストモードにおいて人力駆動車Aの傾斜状態が第3傾斜角度以上になると、第3アシストモードに切り替えてモータE1を制御する。
Claims (34)
- 人力駆動車の推進をアシストするモータを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
人力駆動車の傾斜状態が第1傾斜状態になると、前記モータを第1アシストモードで制御し、
前記傾斜状態が第2傾斜状態になった後に所定条件が成立すると、前記モータを前記第1アシストモードとは異なる第2アシストモードで制御する、人力駆動車用制御装置。 - 前記所定条件は、前記傾斜状態が前記第2傾斜状態になった後の経過時間、走行距離、前記人力駆動車のクランクの回転角度、前記クランクの回転量、および、前記人力駆動車に入力される人力駆動力の少なくとも1つに基づいて規定される、請求項1に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記傾斜状態が前記第2傾斜状態になった後に所定時間が経過すると、前記所定条件が成立する、請求項2に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記制御部は、前記傾斜状態が前記第2傾斜状態になった後、前記所定条件が成立する前に前記第1傾斜状態になると前記経過時間をリセットする、請求項3に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記制御部は、
前記第1アシストモードにおいて、第1アシスト比で前記モータを制御し、
前記第2アシストモードにおいて、第2アシスト比で前記モータを制御し、
前記第1アシスト比は、前記第2アシスト比よりも小さい、請求項1〜4のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。 - 前記制御部は、
前記第1アシストモードにおいて、第1アシスト力で前記モータを制御し、
前記第2アシストモードにおいて、第2アシスト力で前記モータを制御し、
前記第1アシスト力は、前記第2アシスト力よりも小さい、請求項1〜4のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。 - 前記傾斜状態は、前記人力駆動車の角度、前記人力駆動車の角速度、前記人力駆動車の操舵角、前記操舵角の角速度、および、前記人力駆動車に搭乗する搭乗者に関する角度の少なくとも1つを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記人力駆動車の角速度は、前記人力駆動車のヨーレートを含み、
前記第1傾斜状態の前記ヨーレートは、前記第2傾斜状態の前記ヨーレートよりも大きい、請求項7に記載の人力駆動車用制御装置。 - 前記第1傾斜状態は、第1傾斜角度を含み、
前記第2傾斜状態は、第2傾斜角度を含み、
前記第1傾斜角度は、前記第2傾斜角度と同じである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。 - 前記第1傾斜状態は、第1傾斜角度を含み、
前記第2傾斜状態は、第2傾斜角度を含み、
前記第1傾斜角度は、前記第2傾斜角度とは異なる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。 - 前記第1傾斜角度は、前記第2傾斜角度よりも大きい、請求項10に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記制御部は、
前記傾斜状態が前記第1傾斜角度以上になると、前記第1アシストモードに切り替えて前記モータを制御し、
前記第1アシストモードにおいて前記傾斜状態が前記第2傾斜角度以下になった後に前記所定条件が成立すると、前記第2アシストモードに切り替えて前記モータを制御する、請求項10または11に記載の人力駆動車用制御装置。 - 前記第1傾斜角度および前記第2傾斜角度は、前記人力駆動車のロール角、前記人力駆動車のピッチ角、前記人力駆動車のヨー角、前記人力駆動車の操舵角の少なくとも1つを含む、請求項10〜12のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記第1傾斜角度は、前記人力駆動車のロール角を含む、請求項10〜13のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記第1傾斜角度は、10度以上である、請求項10〜14のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記第2傾斜角度は、前記人力駆動車のロール角を含む、請求項10〜15のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記第2傾斜角度は、5度以下である、請求項10〜16のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記制御部は、
前記傾斜状態が第1閾値以上になると、前記モータを前記第1アシストモードで制御し、
前記傾斜状態が第2閾値以下になった後に前記所定条件が成立すると、前記モータを前記第2アシストモードで制御する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。 - 前記第1閾値は、前記第2閾値と同じである、請求項18に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記第1閾値は、前記第2閾値とは異なる、請求項18に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記制御部は、
前記第1アシストモードにおいて、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が第1人力閾値になると、前記モータによる前記人力駆動車の推進のアシストを開始し、
前記第2アシストモードにおいて、前記人力駆動力が第2人力閾値になると、前記モータによる前記人力駆動車の推進のアシストを開始し、
前記第1人力閾値は、前記第2人力閾値よりも大きい、請求項1〜20のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。 - 前記傾斜状態を検出する第1検出部をさらに備える、請求項1〜21のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 人力駆動車の推進をアシストするモータを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記人力駆動車の傾斜状態が第1傾斜状態になると、前記モータを第1アシストモードで制御し、
前記人力駆動車に入力される人力駆動力の入力状態が所定入力状態になった後に所定条件が成立すると、前記モータを前記第1アシストモードとは異なる第2アシストモードで制御する、人力駆動車用制御装置。 - 前記所定条件は、前記入力状態が前記所定入力状態になった後の経過時間、走行距離、前記人力駆動車のクランクの回転角度、および、前記クランクの回転量の少なくとも1つに基づいて規定される、請求項23に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記入力状態が前記所定入力状態になった後に所定時間が経過すると、前記所定条件が成立する、請求項24に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記制御部は、前記入力状態が前記所定入力状態になった後、前記所定条件が成立する前に前記入力状態が前記所定入力状態から外れ、かつ、前記傾斜状態が前記第1傾斜状態になると前記経過時間をリセットする、請求項25に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記入力状態は、前記人力駆動車のクランクアームに関するケイデンスを含む、請求項23〜26のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記入力状態は、前記人力駆動車に入力されるトルクを含む、請求項23〜27のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 人力駆動車の推進をアシストするモータを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記人力駆動車の傾斜状態が第1傾斜状態になると、前記モータを第1アシストモードで制御し、
前記傾斜状態が第2傾斜状態になり、かつ、前記人力駆動車に入力される人力駆動力の入力状態が所定入力状態になった後に所定条件が成立すると、前記モータを前記第1アシストモードとは異なる第2アシストモードで制御する、人力駆動車用制御装置。 - 前記所定条件は、前記傾斜状態が前記第2傾斜状態になり、かつ、前記人力駆動力の入力状態が所定入力状態になった後の経過時間、走行距離、前記人力駆動車のクランクの回転角度、および、前記クランクの回転量の少なくとも1つに基づいて規定される、請求項29に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記傾斜状態が前記第2傾斜状態になり、かつ、前記入力状態が所定入力状態になった後に所定時間が経過すると、前記所定条件が成立する、請求項30に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記傾斜状態を検出する第1検出部をさらに備える、請求項23〜31のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 前記入力状態を検出する第2検出部をさらに備える、請求項23〜32のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
- 請求項1〜33のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置と、
前記モータと、を備える人力駆動車用駆動システム。
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