JP2022104349A - 人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御システムを提供する。【解決手段】人力駆動車用の制御装置は、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含み、前記制御部は、前記人力駆動車の推進方向における負方向に、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する。【選択図】図２

Description

本開示は、人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御システムに関する。

例えば、特許文献１は、人力駆動車用の制御装置を開示する。特許文献１の人力駆動車用の制御装置は、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを制御する。

特開２０２０－２９２０６号公報

本開示の目的の１つは、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御システムを提供することである。

本開示の第１側面に従う制御装置は、人力駆動車用の制御装置であって、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含み、前記制御部は、前記人力駆動車の推進方向における負方向に、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する。
上記第１側面の制御装置によれば、人力駆動車の推進方向における負方向に、ユーザから人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報と、人力駆動車のピッチ角度と、に応じてモータを制御できる。このため、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる。

本開示の第２側面に従う制御装置は、人力駆動車用の制御装置であって、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含み、前記制御部は、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる引っ張り方向の荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する。
上記第２側面の制御装置によれば、ユーザから人力駆動車に対して加えられる引っ張り方向の荷重に関する情報と、人力駆動車のピッチ角度と、に応じてモータを制御できる。このため、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる。

前記第１または第２側面に従う第３側面の制御装置において、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、前記モータの駆動を制限する。
上記第３側面の制御装置によれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、モータの駆動を制限できる。

前記第１または第２側面に従う第４側面の制御装置において、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、前記モータの出力を減少させる。
上記第４側面の制御装置によれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、モータの出力を減少させられる。

前記第１から第４側面のいずれか１つに従う第５側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、前記荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する。
上記第５側面の制御装置によれば、人力駆動車にユーザが搭乗している場合、荷重に関する情報と、人力駆動車のピッチ角度と、に応じてモータを好適に制御できる。

前記第１から第５側面のいずれか１つに従う第６側面の制御装置において、前記制御部は、ユーザから前記人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに対して加えられる前記荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する。
上記第６側面の制御装置によれば、ユーザから人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに対して加えられる荷重に関する情報と、人力駆動車のピッチ角度と、に応じてモータを制御できる。

前記第６側面に従う第７側面の制御装置において、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータを駆動させる。
上記第７側面の制御装置によれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、モータを駆動できる。

前記第６側面に従う第８側面の制御装置において、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータの出力を増加させる。
上記第８側面の制御装置によれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、モータの出力を増加させられる。

前記第１から第８側面のいずれか１つに従う第９側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる前記人力駆動車の推進方向における正方向の荷重に関する情報に応じて前記モータを制御する。
上記第９側面の制御装置によれば、人力駆動車にユーザが搭乗している場合、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における正方向の荷重に関する情報に応じてモータを制御できる。

本開示の第１０側面に従う制御装置は、人力駆動車用の制御装置であって、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含み、前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、前記人力駆動車の推進方向における正方向に、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報に応じて前記モータを制御する、制御装置。
上記第１０側面の制御装置によれば、人力駆動車にユーザが搭乗している場合、人力駆動車の推進方向における正方向に、ユーザから人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報に応じてモータを制御できる。

本開示の第１１側面に従う制御装置は、人力駆動車用の制御装置であって、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含み、前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる押し込み方向の荷重に関する情報に応じて前記モータを制御する。
上記第１１側面の制御装置によれば、人力駆動車にユーザが搭乗している場合、ユーザから人力駆動車に対して加えられる押し込み方向の荷重に関する情報に応じてモータを制御できる。このため、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる。

前記第１０または第１１側面に従う第１２側面の制御装置において、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータを駆動させる。
上記第１２側面の制御装置によれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、モータを駆動できる。

前記第１０または第１１側面に従う第１３側面の制御装置において、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータの出力を増加させる。
上記第１３側面の制御装置によれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、モータの出力を増加させられる。

前記第９から第１３側面のいずれか１つに従う第１４側面の制御装置において、前記制御部は、ユーザから前記人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに対して加えられる前記荷重に関する情報に応じて前記モータを制御する。
上記第１４側面の制御装置によれば、ユーザから人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに対して加えられる荷重に関する情報に応じてモータを制御できる。

前記第１０または第１１側面に従う第１５側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車のブレーキ装置を制御する。
上記第１５側面の制御装置によれば、ブレーキ装置を制御できる。

前記第１から第１５側面のいずれか１つに従う第１６側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車に人力駆動力が入力される状態で前記モータを駆動する。
上記第１６側面の制御装置によれば、人力駆動車に人力駆動力が入力される状態でモータを駆動できる。

前記第１から第１６側面のいずれか１つに従う第１７側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車に人力駆動力が入力されない状態で前記モータを駆動する。
上記第１７側面の制御装置によれば、人力駆動車に人力駆動力が入力されない状態でモータを駆動できる。

本開示の第１８側面に従う制御システムは、人力駆動車用の制御システムであって、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と、前記人力駆動車のユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報を検出する第１センサと、前記人力駆動車のピッチ角度を検出する第２センサと、を備え、前記制御部は、前記第１センサにおいて検出された前記人力駆動車の推進方向における負方向の荷重に関する情報と、前記第２センサにおいて検出された前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する。
上記第１８側面の制御システムによれば、第１センサにおいて検出された人力駆動車の推進方向における負方向の荷重に関する情報と、第２センサにおいて検出された人力駆動車のピッチ角度と、に応じてモータを制御できる。このため、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる。

本開示の第１９側面に従う制御システムは、人力駆動車用の制御システムであって、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と、前記人力駆動車のユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報を検出する第１センサと、前記人力駆動車のピッチ角度を検出する第２センサと、を備え、前記制御部は、前記第１センサにおいて検出された引っ張り方向の荷重に関する情報と、前記第２センサにおいて検出された前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する。
上記第１９側面の制御システムによれば、第１センサにおいて検出された引っ張り方向の荷重に関する情報と、第２センサにおいて検出された人力駆動車のピッチ角度と、に応じてモータを制御できる。このため、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる。

前記第１８または第１９側面に従う第２０側面の制御システムにおいて、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、前記モータの駆動を制限する。
上記第２０側面の制御システムによれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、モータの駆動を制限できる。

前記第１８または第１９側面に従う第２１側面の制御システムにおいて、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、前記モータの出力を減少させる。
上記第２１側面の制御システムによれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、モータの出力を減少させられる。

前記第１８から第２１側面のいずれか１つに従う第２２側面の制御システムにおいて、前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる前記人力駆動車の推進方向における正方向の荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する。
上記第２２側面の制御システムによれば、人力駆動車にユーザが搭乗している場合、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における正方向の荷重に関する情報と、人力駆動車のピッチ角度と、に応じてモータを制御できる。

前記第１８から第２２側面のいずれか１つに従う第２３側面の制御システムにおいて、前記第２センサは、傾斜センサおよび加速度センサの少なくとも１つを含む。
上記第２３側面の制御システムによれば、傾斜センサおよび加速度センサの少なくとも１つを含む第２センサによって人力駆動車のピッチ角度を検出できる。

本開示の第２４側面に従う制御システムは、人力駆動車用の制御システムであって、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と、前記人力駆動車のユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報を検出する第１センサと、前記人力駆動車にユーザが搭乗しているかを検出する第３センサと、を備え、前記制御部は、前記第３センサが前記人力駆動車へのユーザの搭乗を検出している状態で、前記第１センサにおいて検出された前記人力駆動車の推進方向における正方向の荷重に関する情報に応じて、前記モータを制御する。
上記第２４側面の制御システムによれば、第３センサが人力駆動車へのユーザの搭乗を検出している状態で、第１センサにおいて検出された人力駆動車の推進方向における正方向の荷重に関する情報に応じて、モータを制御できる。このため、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる。

本開示の第２５側面に従う制御システムは、人力駆動車用の制御システムであって、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と、前記人力駆動車のユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報を検出する第１センサと、前記人力駆動車にユーザが搭乗しているかを検出する第３センサと、を備え、前記制御部は、前記第３センサが前記人力駆動車へのユーザの搭乗を検出している状態で、前記第１センサにおいて検出された押し込み方向の荷重に関する情報に応じて、前記モータを制御する。
上記第２５側面の制御システムによれば、第３センサが人力駆動車へのユーザの搭乗を検出している状態で、第１センサにおいて検出された押し込み方向の荷重に関する情報に応じて、モータを制御できる。このため、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる。

前記第２４または第２５側面に従う第２６側面の制御システムにおいて、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータを駆動させる。
上記第２６側面の制御システムによれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、モータを駆動させられる。

前記第２４または第２５側面に従う第２７側面の制御システムにおいて、前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータの出力を増加させる。
上記第２７側面の制御システムによれば、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、モータの出力を増加させられる。このため、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる。

前記第２４から第２７側面のいずれか１つに従う第２８側面の制御システムにおいて、前記第３センサは、前記人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに設けられる荷重センサを含む。
上記第２８側面の制御システムによれば、人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに設けられる荷重センサを含む第３センサによって、人力駆動車へのユーザの搭乗を検出できる。

前記第１８から第２８側面のいずれか１つに従う第２９側面の制御システムにおいて、前記第１センサは、加速度センサおよび荷重センサの少なくとも１つを含む。
上記第２９側面の制御システムによれば、加速度センサおよび荷重センサの少なくとも１つを含む第１センサによって、人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報を検出できる。

前記第１８から第２９側面のいずれか１つに従う第３０側面の制御システムにおいて、前記第１センサは、前記人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに設けられる。
上記第３０側面の制御システムによれば、第１センサが人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに設けられるため、人力駆動車に対して加えられる荷重を好適に検出できる。

前記第２４または第２５側面に従う第３１側面の制御システムにおいて、前記制御部は、前記人力駆動車のブレーキ装置を制御する。
上記第３１側面の制御システムによれば、ブレーキ装置を制御できる。

本開示の人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御システムは、ユーザから人力駆動車に対して加えられる人力駆動車の推進方向における荷重に関する情報を用いてモータを好適に制御できる。

第１実施形態の人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御システムを含む人力駆動車の側面図。 第１実施形態の人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御システムを含む人力駆動車の電気的な構成を示すブロック図。 引っ張り方向を説明する模式図。 押し込み方向を説明する模式図。 図２の制御部によって実行され、モータを制御する処理のフローチャート。 図２の制御部によって実行され、モータを制御する処理のフローチャート。 第２実施形態の人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御システムを含む人力駆動車の電気的な構成を示すブロック図。 第２実施形態の制御部によって実行され、モータを制御する処理のフローチャート。

＜第１実施形態＞
図１から図６を参照して、第１実施形態の人力駆動車用の制御装置６０を説明する。人力駆動車１０は、少なくとも１つの車輪を有し、少なくとも人力駆動力Ｈによって駆動できる乗り物である。人力駆動車１０は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、ハンドバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車１０が有する車輪の数は限定されない。人力駆動車１０は、例えば１輪車および３輪以上の車輪を有する乗り物も含む。人力駆動車１０は、人力駆動力Ｈだけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するイーバイク（Ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。イーバイクは、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。以下、実施形態において、人力駆動車１０を、電動アシスト自転車、かつ、マウンテンバイクとして説明する。

人力駆動車１０は、人力駆動力Ｈが入力されるクランク１２を備える。人力駆動車１０は、少なくとも１つの車輪１４と、車体１６と、をさらに備える。少なくとも１つの車輪１４は、後輪１４Ｒと、前輪１４Ｆと、を含む。車体１６は、フレーム１８を含む。クランク１２は、フレーム１８に対して回転可能な入力回転軸１２Ａと、入力回転軸１２Ａの軸方向の第１端部に設けられる第１クランクアーム１２Ｂと、入力回転軸１２Ａの軸方向の第２端部に設けられる第２クランクアーム１２Ｃと、を含む。本実施形態において、入力回転軸１２Ａは、クランク軸である。第１クランクアーム１２Ｂには、第１ペダル２０Ａが連結される。第２クランクアーム１２Ｃには、第２ペダル２０Ｂが連結される。

人力駆動車１０は、駆動機構２２を備える。駆動機構２２は、入力回転軸１２Ａに連結される第１回転体２４を含む。入力回転軸１２Ａと第１回転体２４とは、一体回転するように連結されてもよく、第１ワンウェイクラッチを介して連結されていてもよい。第１ワンウェイクラッチは、クランク１２が前転した場合に、第１回転体２４を前転させ、クランク１２が後転した場合に、クランク１２と第１回転体２４との相対回転を許容するように構成される。第１回転体２４は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。駆動機構２２は、第２回転体２６と、連結部材２８とをさらに含む。連結部材２８は、第１回転体２４の回転力を第２回転体２６に伝達する。連結部材２８は、例えば、チェーン、ベルト、または、シャフトを含む。

第２回転体２６は、後輪１４Ｒに連結される。第２回転体２６は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。第２回転体２６と後輪１４Ｒとの間には、好ましくは、第２ワンウェイクラッチが設けられている。第２ワンウェイクラッチは、第２回転体２６が前転する場合に、後輪１４Ｒを前転させ、第２回転体２６が後転する場合に、第２回転体２６と後輪１４Ｒとの相対回転を許容するように構成される。人力駆動車１０は、変速機を含んでいてもよい。変速機は、外装変速機および内装変速機の少なくとも１つを含む。外装変速機は、例えば、ディレーラ、第１回転体２４、および、第２回転体２６を含む。ディレーラは、フロントディレーラおよびリアディレーラの少なくとも１つを含む。第１回転体２４は、複数のスプロケットを含んでいてもよい。第２回転体２６は、複数のスプロケットを含んでいてもよい。内装変速機は、例えば、後輪１４Ｒのハブに設けられてもよく、入力回転軸１２Ａから第１回転体２４までの動力伝達経路に設けられてもよい。

フレーム１８には、フロントフォーク３０を介して前輪１４Ｆが取り付けられる。フロントフォーク３０には、ハンドル３４がステム３２を介して連結される。本実施形態では、後輪１４Ｒが駆動機構２２によってクランク１２に連結されるが、後輪１４Ｒおよび前輪１４Ｆの少なくとも１つが、駆動機構２２によってクランク１２に連結されてもよい。フレーム１８には、シートポストを介してサドル３６が取り付けられる。

人力駆動車１０は、バッテリ３８をさらに含む。バッテリ３８は、１または複数のバッテリ素子を含む。バッテリ素子は、充電池を含む。バッテリ３８は、制御装置６０に電力を供給するように構成される。バッテリ３８は、好ましくは、制御装置６０の制御部６２と電気ケーブルまたは無線通信装置を介して通信可能に接続される。バッテリ３８は、例えば電力線通信（ＰＬＣ；power Line Communication）、ＣＡＮ（Controller Area Network）、または、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）によって制御部６２と通信可能である。

人力駆動車１０は、人力駆動車１０に推進力を付与するように構成されるモータ４０を含む。モータ４０は、１または複数の電気モータを含む。電気モータは、例えば、ブラシレスモータである。モータ４０は、ペダル２０Ａ，２０Ｂから後輪１４Ｒまでの人力駆動力Ｈの動力伝達経路、および、前輪１４Ｆの少なくとも１つに回転力を伝達するように構成される。ペダル２０Ａ，２０Ｂから後輪１４Ｒまでの人力駆動力Ｈの動力伝達経路には、後輪１４Ｒも含まれる。本実施形態では、モータ４０は、人力駆動車１０のフレーム１８に設けられ、第１回転体２４に回転力を伝達するように構成される。

モータ４０は、ハウジング４２Ａに設けられる。ハウジング４２Ａは、フレーム１８に設けられる。ハウジング４２Ａは、例えばフレーム１８に着脱可能に取り付けられる。モータ４０およびモータ４０が設けられるハウジング４２Ａを含んで、ドライブユニット４２が構成される。ドライブユニット４２には、モータ４０の出力軸に接続される減速機が設けられてもよい。本実施形態では、ハウジング４２Ａは、入力回転軸１２Ａを回転可能に支持する。本実施形態では、モータ４０と入力回転軸１２Ａとの間の動力伝達経路において、好ましくは、第３ワンウェイクラッチが設けられる。第３ワンウェイクラッチは、人力駆動車１０が前進する方向に入力回転軸１２Ａを回転させた場合における、クランク１２の回転力のモータ４０への伝達を抑制するように構成される。後輪１４Ｒおよび前輪１４Ｆの少なくとも１つにモータ４０が設けられる場合、モータ４０は、ハブに設けられて、ハブと共にハブモータを構成し得る。

図２に示すように、人力駆動車用の制御システム５０は、制御装置６０の制御部６２と、第１センサ５２と、第２センサ５４と、を含む。

第１センサ５２は、人力駆動車１０のユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重に関する情報を検出する。第２センサ５４は、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡを検出する。

好ましくは、第１センサ５２は、加速度センサおよび荷重センサの少なくとも１つを含む。好ましくは、第１センサ５２は、人力駆動車１０のハンドル３４、ペダル２０Ａ，２０Ｂ、および、サドル３６の少なくとも１つに設けられる。

好ましくは、第１センサ５２は、人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における負方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重を検出可能に構成される。第１センサ５２は、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる引っ張り方向Ｘ２の荷重を検出可能に構成されてもよい。

図３に示されるように、推進方向Ｘ１は、ペダル２０Ａ，２０Ｂを第１回転方向に回転させることによって、人力駆動車１０が進む方向と対応する。引っ張り方向Ｘ２は、推進方向Ｘ１における負方向を含む。引っ張り方向Ｘ２は、例えば、推進方向Ｘ１における負方向から、人力駆動車１０の上方までの範囲を含む。人力駆動車１０の上方は、例えば、前輪１４Ｆおよび後輪１４Ｒが水平な地面に接触した状態における垂直方向と対応する。引っ張り方向Ｘ２は、例えば、人力駆動車１０に搭乗するユーザがハンドル３４を自分または人力駆動車１０の推進方向Ｘ１の負方向に向かって引っ張る場合の力の方向と対応する。人力駆動車１０に搭乗するユーザは、例えば、平地から上り坂（コブなどを含む）に進入した局面または下り坂から上り坂に進入した局面において、ハンドル３４を自分または人力駆動車１０の推進方向Ｘ１の負方向に向かって引っ張ることによって、人力駆動車１０に上り坂を越えるための推進力を付与する。人力駆動車１０に搭乗するユーザは、例えば、サドル３６上において推進方向Ｘ１の負方向に体重を移動させることによって、自分または人力駆動車１０の推進方向Ｘ１の負方向に向かって引っ張る力を発生させ、人力駆動車１０に上り坂を越えるための推進力を付与する。人力駆動車１０に搭乗するユーザは、例えば、ペダル２０Ａ，２０Ｂを介して自分または人力駆動車１０の推進方向Ｘ１の負方向に向かって引っ張る力を発生させ、人力駆動車１０に上り坂を越えるための推進力を付与する。

好ましくは、第１センサ５２は、人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重を検出可能に構成される。第１センサ５２は、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる押し込み方向Ｘ３の荷重を検出可能に構成されてもよい。

図４に示されるように、押し込み方向Ｘ３は、推進方向Ｘ１における正方向を含む。押し込み方向Ｘ３は、例えば、推進方向Ｘ１における正方向から、人力駆動車１０の上方までの範囲を含む。押し込み方向Ｘ３は、例えば、人力駆動車１０に搭乗するユーザがハンドル３４を自分の前方または人力駆動車１０の推進方向Ｘ１の正方向に向かって押し込む場合の力の方向と対応する。人力駆動車１０に搭乗するユーザは、例えば、平地から下り坂（溝などを含む）に進入する局面または上り坂から下り坂に進入する局面において、ハンドル３４を自分の前方または人力駆動車１０の推進方向Ｘ１の正方向に向かって押し込むことによって、人力駆動車１０に推進方向Ｘ１の正方向への推進力を付与する。人力駆動車１０に搭乗するユーザは、例えば、サドル３６上において推進方向Ｘ１の正方向に体重を移動させることによって、自分の前方または人力駆動車１０の推進方向Ｘ１の正方向に向かって押し込む力を発生させる。人力駆動車１０に搭乗するユーザは、例えば、ペダル２０Ａ，２０Ｂを介して自分の前方または人力駆動車１０の推進方向Ｘ１の正方向に向かって押し込む力を発生させる。

第１センサ５２が加速度センサを含む場合、好ましくは、第１センサ５２は、人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における加速度を検出する。第１センサ５２が荷重センサを含む場合、好ましくは、第１センサ５２は、ハンドル３４、ペダル２０Ａ，２０Ｂ、および、サドル３６の少なくとも１つに加えられるユーザの荷重を検出する。荷重センサは、歪みセンサ、または、圧力センサを含んでいてもよい。制御部６２は、ハンドル３４、ペダル２０Ａ，２０Ｂ、および、サドル３６の少なくとも１つに加えられる人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における負方向への荷重を検出する。第１センサ５２が加速度センサを含む場合、好ましくは、第１センサ５２は、引っ張り方向Ｘ２および押し込み方向Ｘ３の加速度を検出する。第１センサ５２が荷重センサを含む場合、好ましくは、第１センサ５２は、引っ張り方向Ｘ２および押し込み方向Ｘ３の荷重を検出する。

第２センサ５４は、傾斜センサおよび加速度センサの少なくとも１つを含む。傾斜センサは、例えば、ジャイロセンサを含む。第２センサ５４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を含んでいてもよい。第２センサ５４がＧＰＳ受信機を含む場合、制御装置６０の記憶部６４に道路勾配に関する情報を含む地図情報が予め記憶され、制御部６２は、人力駆動車１０の現在地の道路勾配をピッチ角度ＤＡとして取得する。

好ましくは、制御システム５０は、人力駆動車１０にユーザが搭乗しているかを検出する第３センサ５６を備える。第３センサ５６は、人力駆動車１０のハンドル３４、ペダル２０Ａ，２０Ｂ、および、サドル３６の少なくとも１つに設けられる荷重センサを含む。第３センサ５６は、第２センサ５４の荷重センサと一体に構成されてもよい。

制御装置６０は、制御部６２を含む。制御部６２は、予め定める制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。制御部６２に含まれる演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部６２に含まれる演算処理装置は、相互に離れた複数の場所に設けられてもよい。例えば、演算処理装置の一部は、人力駆動車１０に設けられ、演算処理装置の他の一部は、インターネットに接続されるサーバに設けられてもよい。演算処理装置が、相互に離れた複数の場所に設けられる場合、演算処理装置の各部分は、無線通信装置を介して相互に通信可能に接続される。制御部６２は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。

好ましくは、制御装置６０は、記憶部６４をさらに含む。記憶部６４には、制御プログラムおよび制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部６４は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、および、フラッシュメモリの少なくとも１つを含む。揮発性メモリは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。

制御装置６０は、好ましくは、モータ４０の駆動回路６６をさらに備える。駆動回路６６と、制御部６２とは、好ましくは、ドライブユニット４２のハウジング４２Ａに設けられる。駆動回路６６と、制御部６２とは、例えば同一の回路基板に設けられてもよい。駆動回路６６は、インバータ回路を含む。駆動回路６６は、バッテリ３８からモータ４０に供給される電力を制御する。駆動回路６６は、制御部６２と、導電線、電気ケーブルまたは無線通信装置などを介して接続される。駆動回路６６は、制御部６２からの制御信号に応じてモータ４０を駆動させる。

制御部６２は、人力駆動車１０の推進をアシストするモータ４０を制御する。好ましくは、制御部６２は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力Ｈに応じてモータ４０を制御するように構成される。好ましくは、制御部６２は、人力駆動車１０に人力駆動力Ｈが入力される状態でモータ４０を駆動する。人力駆動力Ｈは、トルクによって表されてもよく、仕事率によって表されてもよい。

好ましくは、人力駆動車１０は、車速センサ４４、クランク回転センサ４６、および、人力駆動力検出部４８の少なくとも１つをさらに含む。

車速センサ４４は、人力駆動車１０の車速Ｖに関する情報を検出するように構成される。本実施形態では、車速センサ４４は、人力駆動車１０の少なくとも１つの車輪１４の回転速度Ｗに関する情報を検出するように構成される。車速センサ４４は、例えば、人力駆動車１０の少なくとも１つの車輪１４に設けられる磁石を検出するように構成される。車速センサ４４は、例えば、少なくとも１つの車輪１４のうちの１つの車輪１４が１回転する間に、予め定める回数の検出信号を出力するように構成される。予め定める回数は、例えば、１である。車速センサ４４は、車輪１４の回転速度Ｗに応じた信号を出力する。制御部６２は、車輪１４の回転速度Ｗに応じた信号と、車輪１４の周長に関する情報とに基づいて人力駆動車１０の車速Ｖを算出できる。記憶部６４には車輪１４の周長に関する情報が記憶される。

車速センサ４４は、例えばリードスイッチを構成する磁性リード、または、ホール素子などの磁気センサを含む。車速センサ４４は、人力駆動車１０のフレーム１８のチェーンステイに取り付けられ、前輪１４Ｆに取り付けられる磁石を検出する構成としてもよく、フロントフォーク３０に設けられ、後輪１４Ｒに取り付けられる磁石を検出する構成としてもよい。本実施形態において、車速センサ４４は、車輪１４が１回転した場合に、リードスイッチが磁石を１回検出するように構成される。車速センサ４４は、人力駆動車１０の車速Ｖに関する情報を取得できればどのような構成であってもよく、車輪１４に設けられる磁石を検出する構成に限らず、例えば、ディスクブレーキに設けられるスリットを検出するように構成されてもよく、光学センサなどを含んで構成されてもよく、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を含んで構成されてもよい。車速センサ４４がＧＰＳ受信器を含む場合、制御部６２は、時間と移動距離とに応じて車速Ｖを算出できる。車速センサ４４は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部６２に接続される。

クランク回転センサ４６は、入力回転軸１２Ａの回転速度Ｃに関する情報を検出するように構成される。クランク回転センサ４６は、例えば、人力駆動車１０のフレーム１８またはドライブユニット４２に設けられる。クランク回転センサ４６は、ドライブユニット４２のハウジング４２Ａに設けられてもよい。クランク回転センサ４６は、磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサを含んで構成される。周方向に磁界の強度が変化する環状の磁石が、入力回転軸１２Ａ、入力回転軸１２Ａに連動して回転する部材、または、入力回転軸１２Ａから第１回転体２４までの間の動力伝達経路に設けられる。入力回転軸１２Ａに連動して回転する部材は、モータ４０の出力軸を含んでもよい。

クランク回転センサ４６は、入力回転軸１２Ａの回転速度Ｃに応じた信号を出力する。例えば、入力回転軸１２Ａと第１回転体２４との間に第１ワンウェイクラッチが設けられない場合、磁石は、第１回転体２４に設けられてもよい。クランク回転センサ４６は、入力回転軸１２Ａの回転速度Ｃに関する情報を取得できればどのような構成であってもよく、磁気センサに代えて光学センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、またはトルクセンサなどを含んでいてもよい。クランク回転センサ４６は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部６２に接続される。

人力駆動力検出部４８は、人力駆動力Ｈに関する情報を検出するように構成される。人力駆動力検出部４８は、例えば、人力駆動車１０のフレーム１８、ドライブユニット４２、クランク１２、または、ペダル２０Ａ，２０Ｂに設けられる。人力駆動力検出部４８は、ドライブユニット４２のハウジング４２Ａに設けられてもよい。人力駆動力検出部４８は、例えば、トルクセンサを含む。トルクセンサは、人力駆動力Ｈによってクランク１２に与えられるトルクに応じた信号を出力するように構成される。トルクセンサは、例えば、動力伝達経路に第１ワンウェイクラッチが設けられる場合、好ましくは、第１ワンウェイクラッチよりも動力伝達経路の上流側に設けられる。トルクセンサは、歪センサ、磁歪センサ、または、圧力センサなどを含む。歪センサは、歪ゲージを含む。

トルクセンサは、動力伝達経路、または、動力伝達経路に含まれる部材の近傍に設けられる。動力伝達経路に含まれる部材は、例えば、入力回転軸１２Ａ、入力回転軸１２Ａと第１回転体２４との間において人力駆動力Ｈを伝達する部材、クランクアーム１２Ｂ，１２Ｃ、または、ペダル２０Ａ，２０Ｂである。人力駆動力検出部４８は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部６２に接続される。人力駆動力検出部４８は、人力駆動力Ｈに関する情報を取得できればどのような構成であってもよく、例えば、ペダル２０Ａ，２０Ｂに与えられる圧力を検出するセンサ、または、チェーンの張力を検出するセンサなどを含んでいてもよい。

制御部６２は、例えば、モータ４０によるアシストレベルＡが、予め定めるアシストレベルＡになるようにモータ４０を制御するように構成される。アシストレベルＡは、人力駆動車１０に入力される人力駆動力Ｈに対するモータ４０の出力の比率、モータ４０の出力の最大値、および、モータ４０の出力が低下する場合におけるモータ４０の出力変動の抑制レベルＲの少なくとも１つを含む。人力駆動力Ｈに対するモータ４０によるアシスト力の比率を、アシスト比率と記載する場合がある。アシスト比率は、人力駆動車１０の人力トルクに対するアシストトルクのトルク比率であってもよく、人力仕事率に対するモータ４０によるアシスト仕事率の比率であってもよい。

制御部６２は、例えば、人力駆動力Ｈに対して、モータ４０によるアシスト力が予め定める比率になるように、モータ４０を制御するように構成される。人力駆動力Ｈは、ユーザがクランク１２を回転させることによって発生する人力駆動車１０の推進力に対応する。アシスト力は、モータ４０が回転によって発生する人力駆動車１０の推進力に対応する。予め定める比率は、一定ではなく、例えば、人力駆動力Ｈに応じて変化してもよく、入力回転軸１２Ａの回転速度Ｃに応じて変化してもよく、車速Ｖに応じて変化してもよく、人力駆動力Ｈ、入力回転軸１２Ａの回転速度Ｃ、および、車速Ｖのうちのいずれか２つ、または、全てに応じて変化してもよい。

本実施形態のドライブユニット４２では、クランク１２が変速機を介さずに第１回転体２４に接続され、かつ、モータ４０の出力が第１回転体２４に入力される。クランク１２が変速機を介さずに第１回転体２４に接続され、かつ、モータ４０の出力が第１回転体２４に入力される場合、人力駆動力Ｈは、ユーザがクランク１２を回転させることによって第１回転体２４に入力される駆動力に対応する。クランク１２が変速機を介さずに第１回転体２４に接続され、かつ、モータ４０の出力が第１回転体２４に入力される場合、アシスト力は、モータ４０が回転することによって第１回転体２４に入力される駆動力に対応する。モータ４０の出力が減速機を介して第１回転体２４に入力される場合は、アシスト力は、減速機の出力に対応する。

前輪１４Ｆにモータ４０が設けられる場合、人力駆動力Ｈは、ユーザのみによって駆動される前輪１４Ｆの出力に対応する。前輪１４Ｆにモータ４０が設けられる場合、アシスト力は、モータ４０のみによって駆動される前輪１４Ｆの出力に対応する。後輪１４Ｒにモータ４０が設けられる場合、人力駆動力Ｈは、ユーザのみによって駆動される前輪１４Ｆの出力に対応する。後輪１４Ｒにモータ４０が設けられる場合、アシスト力は、モータ４０のみによって駆動される後輪１４Ｒの出力に対応する。

制御部６２は、アシスト力が上限値ＭＸ以下になるようにモータ４０を制御するように構成される。モータ４０の出力が第１回転体２４に入力され、かつ、アシスト力がトルクによって表される場合、制御部６２は、アシストトルクが上限値ＭＴＸ以下になるようにモータ４０を制御するように構成される。好ましくは、上限値ＭＴＸは、２０Ｎｍ以上２００Ｎｍ以下の範囲の値である。上限値ＭＴＸは、例えば、モータ４０の出力特性によって決定される。モータ４０の出力が第１回転体２４に入力され、かつ、アシスト力が仕事率によって表される場合、制御部６２は、アシスト仕事率が上限値ＭＷＸ以下になるようにモータ４０を制御するように構成される。

好ましくは、制御部６２は、モータ４０の出力変動の抑制レベルＲを変更可能に構成される。モータ４０の出力変動の抑制レベルＲが大きくなるほど、モータ４０の制御パラメータの単位時間当たりの変化量に対するモータ４０の出力の単位時間当たりの変化量が減少する。モータ４０の出力変動の抑制レベルＲが小さくなるほど、モータ４０の制御パラメータの単位時間当たりの変化量に対するモータ４０の出力の単位時間当たりの変化量が増加する。モータ４０の制御パラメータは、人力駆動力Ｈまたは入力回転軸１２Ａの回転速度Ｃである。モータ４０の出力変動の抑制レベルＲは、モータ４０の応答速度に反比例する。モータ４０の応答速度は、モータ４０の制御パラメータの単位時間当たりの変化量に対するモータ４０の出力の単位時間当たりの変化量によって表される。モータ４０の出力変動の抑制レベルＲが増加すると、モータ４０の応答速度は減少する。

制御部６２は、例えば、フィルタによって抑制レベルを変更する。フィルタは、例えば、時定数を有するローパスフィルタを含む。制御部６２は、フィルタの時定数を変更することによって抑制レベルＲを変更する。制御部６２は、人力駆動力Ｈから制御部６２の出力を算出するためのゲインを変更することによって抑制レベルＲを変更するようにしてもよい。フィルタは、例えば、演算処理装置において予め定めるソフトウェアを実行することによって構成される。

制御部６２は、人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における負方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重に関する情報と、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡと、に応じてモータ４０を制御する。好ましくは、制御部６２は、ユーザから人力駆動車１０のハンドル３４、ペダル２０Ａ，２０Ｂ、および、サドル３６の少なくとも１つに対して加えられる荷重に関する情報と、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡと、に応じてモータ４０を制御する。好ましくは、制御部６２は、第１センサ５２において検出された人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における負方向の荷重に関する情報と、第２センサ５４において検出された人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡと、に応じてモータ４０を制御する。

制御部６２は、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる引っ張り方向Ｘ２の荷重に関する情報と、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡと、に応じてモータ４０を制御してもよい。

好ましくは、制御部６２は、人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における負方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重が第１荷重以上の場合、ピッチ角度ＤＡに応じてモータ４０を制御する。第１荷重は、ユーザが人力駆動車１０の車速Ｖを減速させるために人力駆動車１０に荷重を加える場合と対応する値が設定される。

好ましくは、制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間Ｔ１内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第１角度ＤＡ１以下の場合、モータ４０の駆動を制限する。例えば、制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間Ｔ１内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第１角度ＤＡ１以下の場合、モータ４０の出力を減少させる。制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間Ｔ１内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第１角度ＤＡ１以下の場合、アシストレベルＡを低下させてもよい。制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間Ｔ１内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第１角度ＤＡ１以下の場合、モータ４０の駆動を停止してもよい。ピッチ角度ＤＡおよび第１角度ＤＡ１は、絶対角度でもよく、ピッチ角度ＤＡの所定時間あたりの変化量によって表されてもよい。なお、例えば、ピッチ角度ＤＡおよび第１角度ＤＡ１が絶対角度である場合、ピッチ角度ＤＡが正の値である場合は走行路が上り坂、ゼロである場合は走行路が平地、負の値である場合は走行路が下り坂、であることを意味する。

例えば、第１時間Ｔ１および第１角度ＤＡ１は、第１車速Ｖ１において平地または下り坂を走行している状態において、人力駆動車１０が上り坂に進入する局面を想定して設定される。好ましくは、ピッチ角度ＤＡおよび第１角度ＤＡ１が絶対角度によって表される場合、好ましくは、第１角度ＤＡ１は、正の値である。ピッチ角度ＤＡおよび第１角度ＤＡ１がピッチ角度ＤＡの所定時間あたりの変化量によって表される場合、好ましくは、第１角度ＤＡ１は、正の値である。

好ましくは、制御部６２は、人力駆動車１０にユーザが搭乗している場合、荷重に関する情報と、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡと、に応じてモータ４０を制御する。制御部６２は、例えば、第３センサ５６の出力に応じて人力駆動車１０にユーザが搭乗している場合、荷重に関する情報と、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡと、に応じてモータ４０を制御する。人力駆動車１０にユーザが搭乗している場合は、例えば、ユーザが座り漕ぎをしている場合および立ち漕ぎをしている場合を含む。好ましくは、人力駆動車１０にユーザが搭乗している場合は、ユーザが人力駆動車１０を押し歩きする場合を含まない。

図５を参照して、負方向の荷重に関し、制御部６２がモータ４０を制御する処理について説明する。なお、本処理は、引っ張り方向の荷重に関しても援用できる。制御部６２は、例えば、制御部６２に電力が供給されると、処理を開始して図５に示すフローチャートのステップＳ１１に移行する。制御部６２は、図５のフローチャートが終了すると、例えば、電力の供給が停止されるまでは、予め定める周期後にステップＳ１１からの処理を繰り返す。

制御部６２は、ステップＳ１１において、ユーザが搭乗しているか否かを判定する。制御部６２は、ユーザが搭乗していない場合、処理を終了する。制御部６２は、ユーザが搭乗している場合、ステップＳ１２に移行する。

制御部６２は、ステップＳ１２において、推進方向Ｘ１における負方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重が第１荷重以上か否かを判定する。制御部６２は、推進方向Ｘ１における負方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重が第１荷重以上ではない場合、処理を終了する。制御部６２は、推進方向Ｘ１における負方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重が第１荷重以上の場合、ステップＳ１３に移行する。

制御部６２は、ステップＳ１３において、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間Ｔ１内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第１角度ＤＡ１以下か否かを判定する。例えば、制御部６２は、ステップＳ１２においてＹＥＳと判定した時点から遡った第１時間Ｔ１内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第１角度ＤＡ１以下か否かを判定する。制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間Ｔ１内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第１角度ＤＡ１以下ではない場合、処理を終了する。制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間Ｔ１内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第１角度ＤＡ１以下の場合、ステップＳ１４に移行する。

制御部６２は、ステップＳ１４において、モータ４０の駆動を制限し、処理を終了する。制御部６２は、ステップＳ１４において、例えば、アシストレベルＡを低下させる。制御部６２は、ステップＳ１４において、例えば、モータ４０の駆動を停止する。上述の通り、本実施形態では、例えば、人力駆動車１０が平地または下り坂から第１車速Ｖ１において上り坂に進入する局面が想定される。そのような局面において、推進方向Ｘ１における負方向または引っ張り方向Ｘ２において人力駆動車１０に対して荷重が加えられる場合、モータ４０の駆動を促進させると人力駆動車１０のバランスに影響を及ぼす可能性がある。このため、本実施形態におけるモータ４０の制御が有効となる。

制御部６２は、ステップＳ１４の処理の後、解除条件が成立した場合、モータ４０の駆動の制限を解除してもよい。解除条件は、例えば、モータ４０の駆動を制限してから所定時間が経過した場合、または、ピッチ角度ＤＡが第１角度ＤＡ１よりも大きくなった場合等に成立する。

制御部６２は、人力駆動車１０にユーザが搭乗している場合、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向の荷重に関する情報に応じてモータ４０を制御する。制御部６２は、人力駆動車１０にユーザが搭乗している場合、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる押し込み方向Ｘ３の荷重に関する情報に応じてモータ４０を制御してもよい。

好ましくは、制御部６２は、ユーザから人力駆動車１０のハンドル３４、ペダル２０Ａ，２０Ｂ、および、サドル３６の少なくとも１つに対して加えられる荷重に関する情報に応じてモータ４０を制御する。好ましくは、制御部６２は、ユーザから人力駆動車１０のハンドル３４、ペダル２０Ａ，２０Ｂ、および、サドル３６の少なくとも１つに対して加えられる人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向の荷重に関する情報に応じてモータ４０を制御する。

好ましくは、制御部６２は、人力駆動車１０にユーザが搭乗している場合、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向の荷重に関する情報と、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡと、に応じてモータ４０を制御する。

好ましくは、制御部６２は、人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重が第２荷重以上の場合、ピッチ角度ＤＡに応じてモータ４０を制御する。

制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間Ｔ２内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第２角度ＤＡ２以上の場合、モータ４０を駆動させる。例えば、制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間Ｔ２内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第２角度ＤＡ２以上の場合、モータ４０の出力を増加させる。制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間Ｔ２内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第２角度ＤＡ２以上の場合、アシストレベルＡを上昇させてもよい。制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間Ｔ２内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第２角度ＤＡ２以下の場合、かつ、モータ４０の駆動が停止している場合、モータ４０を駆動させてもよい。

例えば、第２時間Ｔ２および第２角度ＤＡ２は、例えば、人力駆動車１０が第２車速Ｖ２によって平地または上り坂を走行している状態から下り坂に進入する局面を想定して設定される。ピッチ角度ＤＡおよび第２角度ＤＡ２は、絶対角度でもよく、ピッチ角度ＤＡの所定時間あたりの変化量によって表されてもよい。

好ましくは、ピッチ角度ＤＡおよび第２角度ＤＡ２が絶対角度によって表される場合、好ましくは、第２角度ＤＡ２は、負の値である。ピッチ角度ＤＡおよび第２角度ＤＡ２がピッチ角度ＤＡの所定時間あたりの変化量によって表される場合、好ましくは、第２角度ＤＡ２は、負の値である。

図６を参照して、正方向の荷重に関し、制御部６２がモータ４０を制御する処理について説明する。なお、本処理は、押し込み方向の荷重に関しても援用できる。制御部６２は、例えば、制御部６２に電力が供給されると、処理を開始して図６に示すフローチャートのステップＳ２１に移行する。制御部６２は、図６のフローチャートが終了すると、例えば、電力の供給が停止されるまでは、予め定める周期後にステップＳ２１からの処理を繰り返す。

制御部６２は、ステップＳ２１において、ユーザが搭乗しているか否かを判定する。制御部６２は、ユーザが搭乗していない場合、処理を終了する。制御部６２は、ユーザが搭乗している場合、ステップＳ２２に移行する。

制御部６２は、ステップＳ２２において、推進方向Ｘ１における正方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重が第２荷重以上か否かを判定する。制御部６２は、推進方向Ｘ１における正方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重が第２荷重以上ではない場合、処理を終了する。制御部６２は、推進方向Ｘ１における正方向に、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる荷重が第２荷重以上の場合、ステップＳ２３に移行する。

制御部６２は、ステップＳ２３において、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間Ｔ２内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第２角度ＤＡ２以上か否かを判定する。例えば、制御部６２は、ステップＳ２２においてＹＥＳと判定した時点から遡った第２時間Ｔ２内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第２角度ＤＡ２以上か否かを判定する。制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間Ｔ２内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第２角度ＤＡ２以上ではない場合、処理を終了する。制御部６２は、荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間Ｔ２内において、人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡが第２角度ＤＡ２以上の場合、ステップＳ２４に移行する。

制御部６２は、ステップＳ２４において、モータ４０の駆動を促進し、処理を終了する。制御部６２は、ステップＳ２４において、例えば、アシストレベルＡを上昇させる。制御部６２は、ステップＳ２４において、例えば、モータ４０の駆動を開始する。上述の通り、本実施形態では、例えば、人力駆動車１０が平地または上り坂から第２車速Ｖ２において下り坂に進入する局面が想定される。そのような局面において、推進方向Ｘ１における正方向において人力駆動車１０に対して荷重を加えることにより人力駆動車１０を加速させ、モータ４０の駆動を促進することにより人力駆動車１０をさらに加速させることができる。このため、本実施形態におけるモータ４０の制御が有効となる。

制御部６２は、ステップＳ２４の処理の後、解除条件が成立した場合、モータ４０の駆動の制限を解除してもよい。解除条件は、例えば、モータ４０の駆動を制限してから所定時間が経過した場合、または、ピッチ角度ＤＡが第２角度ＤＡ２未満になった場合等に成立する。

＜第２実施形態＞
図７および図８を参照して、第２実施形態の制御システム５０および制御装置６０について説明する。第２実施形態の制御システム５０および制御装置６０は、制御部６２がブレーキ装置７０を制御する点以外は第１実施形態の制御システム５０および制御装置６０と同様である。第２実施形態の制御システム５０および制御装置６０のうちの、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。

人力駆動車１０は、ブレーキ装置７０を備える。ブレーキ装置７０は、車輪１４に制動力を付与する。ブレーキ装置７０は、リムブレーキであってもよく、ローラブレーキであってもよく、ディスクブレーキであってもよい。ブレーキ装置７０は、電動アクチュエータを備える。ブレーキ装置７０は、前輪１４Ｆに制動力を付与する第１ブレーキ装置７０Ａと、後輪１４Ｒに制動力を付与する第２ブレーキ装置７０Ｂと、を備えていてもよい。

制御部６２は、人力駆動車１０のブレーキ装置７０を制御する。制御部６２は、人力駆動車１０のブレーキ装置７０の作動に応じて、モータ４０を制御する。

制御部６２は、例えば、人力駆動車１０がコーナを走行する場合に、前輪１４Ｆの接地圧を上昇させ、かつ、後輪１４Ｒの接地圧を低下させるようにモータ４０およびブレーキ装置７０の少なくとも１つを制御する。好ましくは、制御部６２は、人力駆動車１０のロール角度ＤＢおよび人力駆動車１０のヨー角度ＤＣの少なくとも１つに応じて、人力駆動車１０がコーナを走行しているか否かを判定する。制御部６２は、例えば、人力駆動車１０のロール角度ＤＢおよび人力駆動車１０のヨー角度ＤＣの少なくとも１つが所定角度以上の場合、人力駆動車１０がコーナを走行していると判定する。

好ましくは、制御部６２は、人力駆動車１０がコーナを走行する場合、かつ、ユーザがブレーキ装置７０を作動させるようにブレーキ操作装置を操作する場合に、前輪１４Ｆの接地圧を上昇させ、かつ、後輪１４Ｒの接地圧を低下させるようにモータ４０を制御する。制御部６２は、人力駆動車１０がコーナを走行する場合、かつ、ユーザがブレーキ装置７０を作動させるようにブレーキ操作装置を操作する場合に、前輪１４Ｆの接地圧を上昇させ、かつ、後輪１４Ｒの接地圧を低下させるようにブレーキ装置７０を制御してもよい。

図８を参照して、制御部６２がモータ４０を制御する処理について説明する。制御部６２は、例えば、制御部６２に電力が供給されると、処理を開始して図８に示すフローチャートのステップＳ３１に移行する。制御部６２は、図８のフローチャートが終了すると、例えば、電力の供給が停止されるまでは、予め定める周期後にステップＳ３１からの処理を繰り返す。

制御部６２は、ステップＳ３１において、ユーザが搭乗しているか否かを判定する。制御部６２は、ユーザが搭乗していない場合、処理を終了する。制御部６２は、ユーザが搭乗している場合、ステップＳ３２に移行する。

制御部６２は、ステップＳ３２において、人力駆動車１０がコーナを走行しているか否かを判定する。なお、ステップＳ３２は必ずしも必須ではない。制御部６２は、人力駆動車１０がコーナを走行していない場合、処理を終了する。制御部６２は、人力駆動車１０がコーナを走行している場合、ステップＳ３３に移行する。

制御部６２は、ステップＳ３３において、ブレーキ操作装置が操作されたか否かを判定する。制御部６２は、ブレーキ操作装置が操作されていない場合、処理を終了する。制御部６２は、ブレーキ操作装置が操作された場合、ステップＳ３４に移行する。

制御部６２は、ステップＳ３４において、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向の荷重を検出し、ステップＳ３５に移行する。

制御部６２は、ステップＳ３５において、モータ４０の駆動を促進して、処理を終了する。制御部６２は、例えば、ステップＳ３４において検出したユーザから人力駆動車１０に対して加えられる人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向の荷重に応じてモータ４０の駆動を促進する。制御部６２は、例えば、ステップＳ３４において検出したユーザから人力駆動車１０に対して加えられる人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向の荷重が第３荷重以上の場合、モータ４０の駆動を促進する。制御部６２は、ステップＳ３５の処理の後、終了条件が成立した場合、モータ４０をステップＳ３５において制御する前の状態に戻してもよい。終了条件は、例えば、ステップＳ３５の処理を実行してから所定時間が経過した場合、または、人力駆動車１０がコーナを走行していない状態になった場合に成立する。第３荷重は、第２荷重と等しくてもよい。

本実施形態では、ブレーキ装置７０が作動することにより、人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向に沿って慣性力が働き、結果として、ユーザから人力駆動車１０に対して人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向または押し込み方向の荷重が加えられている状態となる。例えば、人力駆動車１０がコーナを走行する場合にブレーキ装置７０を作動させて減速し、コーナを抜ける際に人力駆動車１０を加速させたい場合、本実施形態におけるモータ４０の制御が有効となる。

＜変形例＞
各実施形態に関する説明は、本開示に従う人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御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。本開示に従う人力駆動車用の制御装置および人力駆動車用の制御システムは、例えば以下に示される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。

・制御部６２は、人力駆動車１０に人力駆動力Ｈが入力されない状態でモータ４０を駆動してもよい。この場合、例えば、図６のステップＳ２４において、人力駆動車１０に人力駆動力Ｈが入力されていない状態であっても、モータ４０を駆動させるようにしてもよい。ただし、実際に車輪１４に駆動力を伝える場合、地域によってはこのような制御が禁止されることがある。

・制御部６２は、人力駆動車１０にユーザが搭乗していない場合、ユーザから人力駆動車１０に対して加えられる人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における負方向の荷重に関する情報、または、引っ張り方向Ｘ２の荷重に関する情報に応じてモータ４０を制御してもよい。この場合、図５のフローチャートの処理において、ステップＳ１１を省略してもよい。人力駆動車１０にユーザが搭乗していない場合は、例えば、ユーザが人力駆動車１０を押し歩きしている状態を含む。

・制御部６２は、人工知能処理部を備えていてもよい。例えば、人工知能処理部は、図５のフローチャート、および、図６のフローチャートの処理の少なくとも一部の判定処理を実行する。

・制御部６２は、図５のフローチャートの処理、および図６のフローチャートの処理を、組み合わせて実行してもよい。制御部６２は、図５の処理を実行し、図６の処理を実行しなくてもよい。制御部６２は、図５の処理を実行せず、図６の処理を実行してもよい。

・制御システム５０は、制御部６２と、第１センサ５２と、第２センサ５４と、を備え、制御部６２は、第１センサ５２において検出された引っ張り方向Ｘ２の荷重に関する情報と、第２センサ５４において検出された人力駆動車１０のピッチ角度ＤＡと、に応じてモータ４０を制御するように構成されていれば、他の構成は省略してもよい。

・制御システム５０は、制御部６２と、第１センサ５２と、人力駆動車１０にユーザが搭乗しているかを検出する第３センサ５６と、を備え、制御部６２は、第３センサが人力駆動車１０へのユーザの搭乗を検出している状態で、第１センサ５２において検出された人力駆動車１０の推進方向Ｘ１における正方向の荷重に関する情報に応じて、モータ４０を制御するように構成されていれば、他の構成は省略してもよい。

・制御システム５０は、制御部６２と、第１センサ５２と、人力駆動車１０にユーザが搭乗しているかを検出する第３センサ５６と、を備え、制御部６２は、第３センサが人力駆動車１０へのユーザの搭乗を検出している状態で、第１センサ５２において検出された押し込み方向Ｘ３の荷重に関する情報に応じて、モータ４０を制御するように構成されていれば、他の構成は省略してもよい。

本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。

１０…人力駆動車、２０Ａ，２０Ｂ…ペダル、３４…ハンドル、３６…サドル、４０…モータ、５０…制御システム、５２…第１センサ、５４…第２センサ、５６…第３センサ、６０…制御装置、６２…制御部、７０…ブレーキ装置。

Claims (31)

1. 人力駆動車用の制御装置であって、
   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含み、
   前記制御部は、前記人力駆動車の推進方向における負方向に、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する、制御装置。
2. 人力駆動車用の制御装置であって、
   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含み、
   前記制御部は、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる引っ張り方向の荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する、制御装置。
3. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、前記モータの駆動を制限する、請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、前記モータの出力を減少させる、請求項１または２に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、前記荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する、請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、ユーザから前記人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに対して加えられる前記荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する、請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータを駆動させる、請求項６に記載の制御装置。
8. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータの出力を増加させる、請求項６に記載の制御装置。
9. 前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる前記人力駆動車の推進方向における正方向の荷重に関する情報に応じて前記モータを制御する、請求項１から８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 人力駆動車用の制御装置であって、
    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含み、
    前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、前記人力駆動車の推進方向における正方向に、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報に応じて前記モータを制御する、制御装置。
11. 人力駆動車用の制御装置であって、
    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含み、
    前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる押し込み方向の荷重に関する情報に応じて前記モータを制御する、制御装置。
12. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータを駆動させる、請求項１０または１１に記載の制御装置。
13. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータの出力を増加させる、請求項１０または１１に記載の制御装置。
14. 前記制御部は、ユーザから前記人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに対して加えられる前記荷重に関する情報に応じて前記モータを制御する、請求項９から１３のいずれか一項に記載の制御装置。
15. 前記制御部は、前記人力駆動車のブレーキ装置を制御する、請求項１０または１１に記載の制御装置。
16. 前記制御部は、前記人力駆動車に人力駆動力が入力される状態で前記モータを駆動する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の制御装置。
17. 前記制御部は、前記人力駆動車に人力駆動力が入力されない状態で前記モータを駆動する、請求項１から１６のいずれか一項に記載の制御装置。
18. 人力駆動車用の制御システムであって、
    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と、
    前記人力駆動車のユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報を検出する第１センサと、
    前記人力駆動車のピッチ角度を検出する第２センサと、を備え、
    前記制御部は、前記第１センサにおいて検出された前記人力駆動車の推進方向における負方向の荷重に関する情報と、前記第２センサにおいて検出された前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する、制御システム。
19. 人力駆動車用の制御システムであって、
    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と、
    前記人力駆動車のユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報を検出する第１センサと、
    前記人力駆動車のピッチ角度を検出する第２センサと、を備え、
    前記制御部は、前記第１センサにおいて検出された引っ張り方向の荷重に関する情報と、前記第２センサにおいて検出された前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する、制御システム。
20. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、前記モータの駆動を制限する、請求項１８または１９に記載の制御システム。
21. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第１時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第１角度以下の場合、前記モータの出力を減少させる、請求項１８または１９に記載の制御システム。
22. 前記制御部は、前記人力駆動車にユーザが搭乗している場合、ユーザから前記人力駆動車に対して加えられる前記人力駆動車の推進方向における正方向の荷重に関する情報と、前記人力駆動車のピッチ角度と、に応じて前記モータを制御する、請求項１８から２１のいずれか一項に記載の制御システム。
23. 前記第２センサは、傾斜センサおよび加速度センサの少なくとも１つを含む、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の制御システム。
24. 人力駆動車用の制御システムであって、
    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と、
    前記人力駆動車のユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報を検出する第１センサと、
    前記人力駆動車にユーザが搭乗しているかを検出する第３センサと、を備え、
    前記制御部は、前記第３センサが前記人力駆動車へのユーザの搭乗を検出している状態で、前記第１センサにおいて検出された前記人力駆動車の推進方向における正方向の荷重に関する情報に応じて、前記モータを制御する、制御システム。
25. 人力駆動車用の制御システムであって、
    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と、
    前記人力駆動車のユーザから前記人力駆動車に対して加えられる荷重に関する情報を検出する第１センサと、
    前記人力駆動車にユーザが搭乗しているかを検出する第３センサと、を備え、
    前記制御部は、前記第３センサが前記人力駆動車へのユーザの搭乗を検出している状態で、前記第１センサにおいて検出された押し込み方向の荷重に関する情報に応じて、前記モータを制御する、制御システム。
26. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータを駆動させる、請求項２４または２５に記載の制御システム。
27. 前記制御部は、前記荷重に関する情報を検出した時点から遡った第２時間内において、前記人力駆動車のピッチ角度が第２角度以上の場合、前記モータの出力を増加させる、請求項２４または２５に記載の制御システム。
28. 前記第３センサは、前記人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに設けられる荷重センサを含む、請求項２４から２７のいずれか一項に記載の制御システム。
29. 前記第１センサは、加速度センサおよび荷重センサの少なくとも１つを含む、請求項１８から２８のいずれか一項に記載の制御システム。
30. 前記第１センサは、前記人力駆動車のハンドル、ペダル、および、サドルの少なくとも１つに設けられる、請求項１８から２９のいずれか一項に記載の制御システム。
31. 前記制御部は、前記人力駆動車のブレーキ装置を制御する、請求項２４または２５に記載の制御システム。

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