JP2022124355A - 人力駆動車用の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人力駆動車の走行状態に関するパラメータに応じて変速装置を好適に制御できる人力駆動車用の制御装置を提供する。【解決手段】人力駆動車は、変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置を含む。人力駆動車用の制御装置は、前記変速装置を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態に関するパラメータが所定範囲外の場合、前記変速比を変更するように前記変速装置を制御し、前記所定範囲は、前記複数の変速段ごとに設定され、かつ、前記所定範囲を規定する閾値と、基準値と、を含み、前記基準値と、前記閾値との差の、前記基準値と、仮想閾値との差に対する比率は、いずれの前記変速段においても、所定比率以下であり、前記仮想閾値は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が維持された状態において前記変速段を変更した場合に前記パラメータの予測値が前記基準値となる前記パラメータの予測値である。【選択図】図２

Description

本開示は、人力駆動車用の制御装置に関する。

例えば、特許文献１に開示されている人力駆動車用の制御装置は、人力駆動車の走行状態に関するパラメータに応じて変速比を変更するように変速装置を制御する。

特表平１０－５１１６２１号公報

本開示の目的の１つは、人力駆動車の走行状態に関するパラメータに応じて変速装置を好適に制御できる人力駆動車用の制御装置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、前記人力駆動車は、変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置を含み、前記変速装置を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態に関するパラメータが所定範囲外の場合、前記変速比を変更するように前記変速装置を制御し、前記所定範囲は、前記複数の変速段ごとに設定され、かつ、前記所定範囲を規定する閾値と、基準値と、を含み、前記基準値と、前記閾値との差の、前記基準値と、仮想閾値との差に対する比率は、いずれの前記変速段においても、所定比率以下であり、前記仮想閾値は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が維持された状態において前記変速段を変更した場合に前記パラメータの予測値が前記基準値となる前記パラメータの予測値である。
上記第１側面の制御装置によれば、変速段ごとの、基準値と、閾値との差の、基準値と、仮想閾値との差に対する比率のばらつきが低減されるため、人力駆動車の走行状態に関するパラメータに応じて変速装置を好適に制御できる。

前記第１側面に従う第２側面の制御装置において、前記閾値は、前記所定範囲の上限を規定する第１閾値を含み、前記仮想閾値は、仮想の範囲の上限を規定する第１仮想閾値を含み、前記基準値と、前記第１閾値との差の、前記基準値と、前記第１仮想閾値との差に対する比率は、いずれの前記変速段においても、前記所定比率以下である。
上記第２側面の制御装置によれば、変速段ごとの、基準値と、第１閾値との差の、基準値と、第１仮想閾値との差に対する比率のばらつきが低減される。

前記第２側面に従う第３側面の制御装置において、連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の前記変速段の前記第１閾値は、大きい。
上記第３側面の制御装置によれば、連続する変速段において、変速比が大きく異なるほど、変速比が大きい方の変速段の第１閾値を大きくできる。

本開示の第４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、前記人力駆動車は、変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置を含み、前記変速装置を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態に関するパラメータが所定範囲外の場合、前記変速比を変更するように前記変速装置を制御し、前記所定範囲は、前記複数の変速段ごとに設定され、かつ、前記所定範囲を規定する閾値と、基準値と、を含み、前記閾値は、前記所定範囲の上限を規定する第１閾値を含み、連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の前記変速段の前記第１閾値は、大きい。
上記第４側面の制御装置によれば、連続する２つの変速段において、変速比が大きく異なるほど、変速比が大きい方の変速段の第１閾値を大きくできる。このため、人力駆動車の走行状態に関するパラメータに応じて変速装置を好適に制御できる。

前記第１から第３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、前記閾値は、前記所定範囲の下限を規定する第２閾値を含み、前記仮想閾値は、仮想の範囲の下限を規定する第２仮想閾値を含み、前記基準値と、前記第２閾値との差の、前記基準値と、前記第２仮想閾値との差に対する比率は、いずれの前記変速段においても、前記所定比率以下である。
上記第５側面の制御装置によれば、変速段ごとの、基準値と、第２閾値との差の、基準値と、第２仮想閾値との差に対する比率のばらつきが低減される。

前記第５側面に従う第６側面の制御装置において、連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の前記変速段の前記第２閾値は、小さい。
上記第６側面の制御装置によれば、連続する２つの変速段において、変速比が大きく異なるほど、変速比が大きい方の変速段の第２閾値を小さくできる。

本開示の第７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、前記人力駆動車は、変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置を含み、前記変速装置を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態に関するパラメータが所定範囲外の場合、前記変速比を変更するように前記変速装置を制御し、前記所定範囲は、前記複数の変速段ごとに設定され、かつ、前記所定範囲を規定する閾値と、基準値と、を含み、前記閾値は、前記所定範囲の下限を規定する第２閾値を含み、連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の前記変速段の前記第２閾値は、小さい。
上記第７側面の制御装置によれば、連続する２つの変速段において、変速比が大きく異なるほど、変速比が大きい方の変速段の第２閾値を小さくできる。このため、人力駆動車の走行状態に関するパラメータに応じて変速装置を好適に制御できる。

前記第１から第７側面のいずれか１つに従う第８側面の制御装置において、連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の、前記基準値と、前記閾値との差は、大きい。
上記第８側面の制御装置によれば、連続する２つの変速段において、変速比が大きく異なるほど、変速比が大きい方の変速段の基準値と、閾値との差を大きくできる。

本開示の第９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、前記人力駆動車は、変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置を含み、前記変速装置を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態に関するパラメータが所定範囲外の場合、前記変速比を変更するように前記変速装置を制御し、前記所定範囲は、前記複数の変速段ごとに設定され、かつ、前記所定範囲を規定する閾値と、基準値と、を含み、連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の、前記基準値と、前記閾値との差は、大きい。
上記第９側面の制御装置によれば、連続する２つの変速段において、変速比が大きく異なるほど、変速比が大きい方の変速段の基準値と、閾値との差を大きくできる。このため、人力駆動車の走行状態に関するパラメータに応じて変速装置を好適に制御できる。

前記第１から第９側面のいずれか１つに従う第１０側面の制御装置において、前記基準値は、前記所定範囲における中央値である。
上記第１０側面の制御装置によれば、基準値が所定範囲における中央値であるため、所定範囲における中央値に基づいて変速装置を制御できる。

前記第１０側面に従う第１１側面の制御装置において、前記パラメータは、前記人力駆動車のケイデンスである。
上記第１１側面の制御装置によれば、ケイデンスに応じて変速装置を制御できる。

前記第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、前記ケイデンスが前記所定範囲よりも大きくなると、前記変速比が大きい前記変速段に変更するように前記変速装置を制御する。
上記第１２側面の制御装置によれば、ケイデンスが所定範囲よりも大きくなると変速比を大きくできるため、ケイデンスを所定範囲以下に維持しやすい。

前記第１１または第１２側面に従う第１３側面の制御装置において、前記制御部は、前記ケイデンスが前記所定範囲よりも小さくなると、前記変速比が小さい前記変速段に変更するように前記変速装置を制御する。
上記第１３側面の制御装置によれば、ケイデンスが所定範囲よりも小さくなると変速比を小さくできるため、ライダの負荷が大きくなりにくい。

本開示の人力駆動車用の制御装置は、人力駆動車の走行状態に関するパラメータに応じて変速装置を好適に制御できる。

実施形態の人力駆動車用の制御装置を含む人力駆動車の側面図。 実施形態の人力駆動車用の制御装置を含む人力駆動車の電気的な構成を示すブロック図。 図２の制御部によって実行され、変速装置を制御する処理のフローチャート。 実施形態の所定範囲と基準値との関係を示すグラフ。 仮想閾値と基準値との関係を示すグラフ。

＜実施形態＞
図１から図５を参照して、実施形態の人力駆動車用の制御装置５０について説明する。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、人力駆動力のみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車１０は、人力駆動力だけではなく、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、自転車として説明する。

人力駆動車１０は、人力駆動力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１４Ａと、前輪１４Ｂ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クランク軸１２Ａと、クランク軸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、クランク軸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。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。

駆動機構２２は、クランク軸１２Ａに連結される第１回転体２４を含む。クランク軸１２Ａは、第１回転体２４と一体回転するように第１回転体２４と連結されてもよく、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１４Ａ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１４Ａ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１４Ａ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１４Ａとの相対回転を許容するように構成される。

フレーム１８には、フロントフォーク３０を介して前輪１４Ｂが取り付けられる。フロントフォーク３０には、ハンドルバー３４がステム３２を介して連結される。本実施形態では、後輪１４Ａが駆動機構２２によってクランク１２に連結されるが、後輪１４Ａおよび前輪１４Ｂ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。

人力駆動車１０は、バッテリ３６をさらに含む。バッテリ３６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３６は、制御装置５０に電力を供給するように構成される。バッテリ３６は、好ましくは、制御装置５０の制御部５２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３６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５２と通信可能である。

人力駆動車１０は、変速比Ｒがそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置３８を含む。変速装置３８は、人力駆動車１０において人力駆動力の伝達経路に設けられ、かつ、変速比Ｒを変更するように構成される。各変速段に対応する変速比Ｒは、相互に異なる。変速段の数は、例えば３から３０の範囲である。変速比Ｒは、クランク軸１２Ａの回転速度Ｃに対する駆動輪の回転速度Ｗの比率である。本実施形態では、駆動輪は後輪１４Ａである。変速装置３８は、例えばフロントディレイラ、リアディレイラ、および、内装変速機の少なくとも１つを含む。変速装置３８が内装変速機を含む場合、内装変速機は、例えば、後輪１４Ａのハブに設けられる。変速装置３８は、アクチュエータによって動作するように構成される電動変速機を含む。変速装置３８がフロントディレイラを含む場合、変速装置３８は、第１回転体２４を含み、第１回転体２４は、複数のフロントスプロケットを含む。変速装置３８がリアディレイラを含む場合、変速装置３８は、第２回転体２６を含み、第２回転体２６は、複数のリアスプロケットを含む。アクチュエータは、電気アクチュエータを含む。アクチュエータは、例えば、電気モータを含む。変速比Ｒと、駆動輪の回転速度Ｗと、クランク軸１２Ａの回転速度Ｃとの関係は、式（１）によって表される。式（１）において、駆動輪の回転速度Ｗを、フロントスプロケットの歯数に置き換え、クランク軸１２Ａの回転速度Ｃを、リアスプロケットの歯数に置き換えてもよい。
式（１）：変速比Ｒ＝回転速度Ｗ／回転速度Ｃ

制御装置５０は、制御部５２を含む。制御部５２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５２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５２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５２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５０は、記憶部５４をさらに含む。記憶部５４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５４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。

好ましくは、人力駆動車１０は、クランク回転センサ４０をさらに含む。クランク回転センサ４０は、クランク軸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４０は、例えば、人力駆動車１０のフレーム１８に設けられる。クランク回転センサ４０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、クランク軸１２Ａ、クランク軸１２Ａに連動して回転する部材、または、クランク軸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。

クランク回転センサ４０は、クランク軸１２Ａの回転速度Ｃに応じた信号を出力する。例えば、クランク軸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４０は、クランク軸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４０は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部５２に接続される。

制御部５２は、変速装置３８を制御する。制御部５２は、人力駆動車１０の走行状態に関するパラメータＰが所定範囲ＷＰ外の場合、変速比Ｒを変更するように変速装置３８を制御する。

所定範囲ＷＰは、複数の変速段ごとに設定され、かつ、所定範囲ＷＰを規定する閾値ＰＸと、基準値ＰＡと、を含む。好ましくは、閾値ＰＸは、所定範囲ＷＰの上限を規定する第１閾値ＰＸ１を含む。好ましくは、閾値ＰＸは、所定範囲ＷＰの下限を規定する第２閾値ＰＸ２を含む。好ましくは、第１閾値ＰＸ１、および、第２閾値ＰＸ２は、予め記憶部５４に記憶される。基準値ＰＡは、例えば、人力駆動車１０の走行に好適な値として設定される。基準値ＰＡは、変更可能に構成されていてもよい。基準値ＰＡは、所定範囲ＷＰにおける中央値であってもよい。例えば、基準値ＰＡは、所定の変速段と対応する所定範囲ＷＰにおける中央値である。

好ましくは、制御部５２は、パラメータＰが所定範囲ＷＰ内に維持されるように、変速比Ｒを変更するように変速装置３８を制御する。好ましくは、制御部５２は、パラメータＰが基準値ＰＡに近づくように、変速比Ｒを変更するように変速装置３８を制御する。

制御部５２は、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも大きくなると、変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。制御部５２は、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも大きくなると、変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御してもよい。制御部５２は、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも小さくなると、変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。制御部５２は、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも小さくなると、変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御してもよい。

例えば、制御部５２は、パラメータＰがライダの負荷が増加するほど小さくなるパラメータＰである場合、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも大きくなると、変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。例えば、制御部５２は、パラメータＰがライダの負荷が増加するほど小さくなるパラメータＰである場合、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも小さくなると、変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。

例えば、制御部５２は、パラメータＰがライダの負荷が増加するほど大きくなるパラメータＰである場合、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも大きくなると、変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。例えば、制御部５２は、パラメータＰがライダの負荷が増加するほど大きくなるパラメータＰである場合、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも小さくなると、変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。

パラメータＰは、例えば、ケイデンスＮＣ、クランク軸１２Ａの回転速度Ｃ、人力駆動車１０の走行路の勾配、人力駆動車１０の走行抵抗、および、人力駆動車１０の車速の少なくとも１つを含む。ライダの負荷が増加するほど小さくなるパラメータＰは、例えば、ケイデンスＮＣ、クランク軸１２Ａの回転速度Ｃ、および、車速である。ライダの負荷が増加するほど大きくなるパラメータＰは、例えば、人力駆動車１０の走行路の勾配、および、人力駆動車１０の走行抵抗である。

本実施形態では、パラメータＰは、人力駆動車１０のケイデンスＮＣである。ケイデンスＮＣは、単位時間あたりのクランク軸１２Ａの回転数によって規定される。単位時間は、例えば、１分である。制御部５２は、例えば、クランク軸１２Ａの回転速度Ｃに応じて、ケイデンスＮＣを算出する。

本実施形態では、制御部５２は、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも大きくなると、変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。例えば、制御部５２は、ケイデンスＮＣが第１閾値ＰＸ１よりも大きくなると、変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。好ましくは、制御部５２は、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも大きくなると、現在の変速段よりも１段階だけ変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。制御部５２は、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも大きくなると、現在の変速段よりも２段階以上、変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御してもよい。

本実施形態では、制御部５２は、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも小さくなると、変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。例えば、制御部５２は、ケイデンスＮＣが第２閾値ＰＸ２よりも小さくなると、変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。好ましくは、制御部５２は、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも小さくなると、現在の変速段よりも１段階だけ変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御する。制御部５２は、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも小さくなると、現在の変速段よりも２段階以上、変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御してもよい。

図３を参照して、制御部５２が変速装置３８を制御する処理が説明される。制御部５２は、例えば、制御部５２に電力が供給されると、処理を開始して図３に示すフローチャートのステップＳ１１に移行する。制御部５２は、図３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５２は、ステップＳ１１において、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも大きいか否かを判定する。制御部５２は、例えば、ケイデンスＮＣが第１閾値ＰＸ１よりも大きい場合、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも大きいと判定する。制御部５２は、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも大きい場合、ステップＳ１２に移行する。制御部５２は、ステップＳ１２において、変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御し、処理を終了する。

制御部５２は、ステップＳ１１において、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも大きくない場合、ステップＳ１３に移行する。制御部５２は、ステップＳ１３において、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも小さいか否かを判定する。制御部５２は、例えば、ケイデンスＮＣが第２閾値ＰＸ２よりも小さい場合、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも小さいと判定する。制御部５２は、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも小さい場合、ステップＳ１４に移行する。制御部５２は、ステップＳ１４において、変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御し、処理を終了する。

制御部５２は、ステップＳ１３において、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰよりも小さくない場合、処理を終了する。ステップＳ１１においてＮＯ、かつ、ステップＳ１３においてＮＯの場合、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰ内である。制御部５２は、ケイデンスＮＣが所定範囲ＷＰ内の場合、変速比Ｒを変更せずに処理を終了する。

図４および図５を参照して、所定範囲ＷＰについて説明する。図４は、本実施形態における変速段ごとの所定範囲ＷＰを示す。図５は、仮想閾値ＰＶと基準値ＰＡとの関係を示す。図４および図５において、変速段数は７である。

基準値ＰＡと、閾値ＰＸとの差ＤＸの、基準値ＰＡと、仮想閾値ＰＶとの差ＤＹに対する比率Ａは、いずれの変速段においても、所定比率ＡＸ以下である。仮想閾値ＰＶは、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が維持された状態において変速段を変更した場合にパラメータＰの予測値ＰＢが基準値ＰＡとなるパラメータＰの予測値ＰＢである。予測値ＰＢは、例えば、実際に変速段が変更された場合における変速段の変更後のパラメータＰとは異なる。予測値ＰＢは、例えば、駆動輪の回転速度Ｗが維持された状態、または、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が維持された状態において変速比Ｒが変更されたことに伴って変化すると推測されるパラメータＰの予測値ＰＢである。仮想閾値ＰＶは、例えば、変速装置３８がディレイラを含む場合、基準値ＰＡに、変速比Ｒを変更後にチェーンがかけられているスプロケットの変更後ギア数Ｇ１を乗算し、かつ、現在チェーンがかけられているスプロケットの現在ギア数Ｇ２を除算した値である。仮想閾値ＰＶは、例えば、式（２）によって算出される。
式（２）：仮想閾値ＰＶ＝基準値ＰＡ＊変更後ギア数Ｇ１／現在ギア数Ｇ２

仮想閾値ＰＶは仮想の範囲の上限を規定する第１仮想閾値ＰＶ１を含む。この場合、変更後ギア数Ｇ１は変速比Ｒが大きい変速段のギア数である。仮想閾値ＰＶは仮想の範囲の下限を規定する第２仮想閾値ＰＶ２を含む。この場合、変更後ギア数Ｇ１は変速比Ｒが小さい変速段のギア数である。仮想の範囲は、基準値ＰＡを含む。第１仮想閾値ＰＶ１は、基準値ＰＡよりも大きい。第２仮想閾値ＰＶ２は、基準値ＰＡよりも小さい。

仮想閾値ＰＶは、例えば、基準値ＰＡを変更後の変速比Ｒによって除算し、かつ、現在の変速比Ｒを乗算した値であってもよい。仮想閾値ＰＶは、実験等によって設定される値であってもよい。好ましくは、差ＤＸおよび差ＤＹは、絶対値によって表される。

所定比率ＡＸは、好ましくは、１．０以下かつ０．３以上である。所定比率ＡＸは、好ましくは、０．８５以下かつ０．４以上である。所定比率ＡＸは、例えば、０．８以下かつ０．５以上である。所定比率ＡＸは、例えば、０．７５である。所定比率ＡＸは、１．０であってもよく、０．７であってもよく、０．６であってもよく、０．５であってもよい。

好ましくは、基準値ＰＡと、第１閾値ＰＸ１との差ＤＸ１の、基準値ＰＡと、第１仮想閾値ＰＶ１との差ＤＹ１に対する比率Ａは、いずれの変速段においても、所定比率ＡＸ以下である。第１仮想閾値ＰＶ１は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が維持された状態において変速段が大きくなるように変更した場合にパラメータＰの予測値ＰＢが基準値ＰＡとなるパラメータＰの予測値ＰＢである。

好ましくは、基準値ＰＡと、第２閾値ＰＸ２との差ＤＸ２の、基準値ＰＡと、第２仮想閾値ＰＶ２との差ＤＹ２に対する比率Ａは、いずれの変速段においても、所定比率ＡＸ以下である。第２仮想閾値ＰＶ２は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が維持された状態において変速段が小さくなるように変更した場合にパラメータＰの予測値ＰＢが基準値ＰＡとなるパラメータＰの予測値ＰＢである。

好ましくは、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが小さい方の変速段と対応する変速比ＲＳに対する変速比Ｒが大きい方の変速段と対応する変速比ＲＲの比率Ｂが大きいほど、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが大きい方の変速段の第１閾値ＰＸ１は、大きい。

好ましくは、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが小さい方の変速段と対応する変速比ＲＳに対する変速比Ｒが大きい方の変速段と対応する変速比ＲＲの比率Ｂが大きいほど、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが大きい方の変速段の第２閾値ＰＸ２は、小さい。

好ましくは、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが小さい方の変速段と対応する変速比ＲＳに対する変速比Ｒが大きい方の変速段と対応する変速比ＲＲの比率Ｂが大きいほど、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが大きい方の、基準値ＰＡと、閾値ＰＸとの差ＤＸは、大きい。

好ましくは、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが小さい方の変速段と対応する変速比ＲＳに対する変速比Ｒが大きい方の変速段と対応する変速比ＲＲの比率Ｂが大きいほど、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが大きい方の、基準値ＰＡと、第１閾値ＰＸ１との差ＤＸ１は、大きい。

好ましくは、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが小さい方の変速段と対応する変速比ＲＳに対する変速比Ｒが大きい方の変速段と対応する変速比ＲＲの比率Ｂが大きいほど、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが大きい方の、基準値ＰＡと、第２閾値ＰＸ２との差ＤＸ２は、大きい。

図４に二点鎖線によって示す第１予測値ＰＢ１は、パラメータＰが第１閾値ＰＸ１を超える場合、かつ、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が維持された状態において、制御部５２が変速比Ｒが大きい変速段に変更した場合のパラメータＰの予測値ＰＢを示す。図４に示す第１予測値ＰＢ１は、横軸に記載される変速段に変更された直後の予測値ＰＢである。例えば、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が維持された状態において変速段数が２から３に変更される場合、パラメータＰは、横軸に示す変速段数が３と対応する第１予測値ＰＢ１に変化する。図４に二点鎖線によって示す第２予測値ＰＢ２は、パラメータＰが第２閾値ＰＸ２を超える場合、かつ、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が維持された状態において、制御部５２が変速比Ｒが小さい変速段に変更した場合のパラメータＰの予測値ＰＢを示す。図４に示す第２予測値ＰＢ２は、横軸に記載される変速段に変更された直後の予測値ＰＢである。例えば、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が維持された状態において変速段数が３から２に変更される場合、パラメータＰは、横軸に示す変速段数が２と対応する第２予測値ＰＢ２に変化する。

変速装置３８は、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが小さい方の変速段と対応する変速比ＲＳに対する変速比Ｒが大きい方の変速段と対応する変速比ＲＲの比率Ｂが、全ての変速段において同じにならないように構成される。制御部５２が全ての変速段において同じ所定範囲を用いて変速段を変更するように変速装置３８を制御する場合、各変速段における比率Ｂのばらつきによって、第１予測値ＰＢ１および第２予測値ＰＢ２の各変速段間におけるばらつきが大きい。全ての変速段において所定閾値ＰＸが同じである場合、第１予測値ＰＢ１と第１閾値ＰＸ１との差の各変速段間におけるばらつきが大きい。全ての変速段において所定閾値ＰＸが同じである場合、第１予測値ＰＢ１と第２閾値ＰＸ２との差の各変速段間におけるばらつきが大きい。全ての変速段において所定閾値ＰＸが同じである場合、第２予測値ＰＢ２と第１閾値ＰＸ１との差の各変速段間におけるばらつきが大きい。全ての変速段において所定閾値ＰＸが同じである場合、第２予測値ＰＢ２と第２閾値ＰＸ２との差の各変速段間におけるばらつきが大きい。本実施形態の制御部５２は、所定範囲ＷＰを用いて変速段を変更するように変速装置３８を制御する。所定範囲ＷＰは、第１予測値ＰＢ１が変速段に関わらず基準値ＰＡになるように設定された第１仮想閾値ＰＶ１、および、第２予測値ＰＢ２が変速段に関わらず基準値ＰＡになるように設定された第２仮想閾値ＰＶ２に基づいて決定される。このため、全ての変速段において同じ所定範囲を用いて変速段を変更するように変速装置３８を制御する場合と比較して変速段ごとに変速段の変更されやすさがばらつかず、ライダが違和感を覚えにくい。

基準値ＰＡは、人力駆動車１０の種類、および、人力駆動車１０のライダ等に応じて異なる値が設定される。制御部５２が全ての変速段において同じ所定範囲を用いて変速段を変更するように変速装置３８を制御する場合、第１予測値ＰＢ１および第２予測値ＰＢ２のばらつきの大きさは、基準値ＰＡの大きさによっても異なる。本実施形態の制御部５２は、所定範囲ＷＰを用いて制御部５２が変速段を変更するように変速装置３８を制御するため、全ての変速段において同じ所定範囲を用いて変速段を変更するように変速装置３８を制御する場合と比較して、異なる基準値ＰＡ間の変速段の変更されやすさがばらつかず、ライダが違和感を覚えにくい。

＜変形例＞
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は、例えば以下に示される実施形態の変形例、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。

・基準値ＰＡと、閾値ＰＸとの差ＤＸの、基準値ＰＡと、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が維持された状態において変速段を変更した場合にパラメータＰの予測値ＰＢが基準値ＰＡになるような仮想閾値ＰＶとの差ＤＹに対する比率Ａが、いずれの変速段においても、所定比率ＡＸ以下になるように構成されていれば、他の構成は省略してもよい。

・連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが小さい方の変速段と対応する変速比ＲＳに対する変速比Ｒが大きい方の変速段と対応する変速比ＲＲの比率Ｂが大きいほど、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが大きい方の変速段の第１閾値ＰＸ１が大きくなるように構成されていれば、他の構成は省略してもよい。

・連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが小さい方の変速段と対応する変速比ＲＳに対する変速比Ｒが大きい方の変速段と対応する変速比ＲＲの比率Ｂが大きいほど、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが大きい方の変速段の第２閾値ＰＸ２が小さくなるように構成されていれば、他の構成は省略してもよい。

・連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが小さい方の変速段と対応する変速比ＲＳに対する変速比Ｒが大きい方の変速段と対応する変速比ＲＲの比率Ｂが大きいほど、連続する２つの変速段のうちの変速比Ｒが大きい方の、基準値ＰＡと、閾値ＰＸとの差ＤＸが大きくなるように構成されていれば、他の構成は省略してもよい。

・パラメータＰは、ケイデンスＮＣに代えてまたは加えて、人力駆動力、人力駆動車１０の走行路の勾配、および、車速の少なくとも１つを含んでいてもよい。

・制御部５２は、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも大きくなると、変速比Ｒが小さい変速段に変更するように変速装置３８を制御してもよい。制御部５２は、パラメータＰが所定範囲ＷＰよりも小さくなると、変速比Ｒが大きい変速段に変更するように変速装置３８を制御してもよい。

・制御部５２は、それぞれ所定比率ＡＸが異なる複数の所定範囲ＷＰを切り替えるように構成されていてもよい。制御部５２は、例えば、人力駆動車１０の走行状態および走行環境の少なくとも１つに関する所定条件に応じて、複数の所定範囲ＷＰのうちの１つの所定範囲ＷＰから他の１つの所定範囲ＷＰに切り替える。制御部５２は、操作装置の操作に応じて、複数の所定範囲ＷＰのうちの１つの所定範囲ＷＰから他の１つの所定範囲ＷＰに切り替えてもよい。所定条件は、例えば、変速比Ｒが第１変速比Ｒ１以下の場合、人力駆動車１０が加速中かつ変速比Ｒが第２変速比Ｒ２以下の場合、人力駆動車１０が減速中かつ走行負荷が所定負荷以上の場合、車速が所定車速以下かつ変速比Ｒが第３変速比Ｒ３以下の場合、変速比Ｒを変更してから所定期間以内の場合、および、人力駆動車１０が加速中の場合の少なくとも１つの場合に満たされる。表１は、所定条件と所定比率ＡＸ１，ＡＸ２との関係の一例を示す。表１において、所定比率ＡＸ１は、所定比率ＡＸ１０および所定比率ＡＸ１１を含む。表１において、所定比率ＡＸ２は、所定比率ＡＸ２０および所定比率ＡＸ２１を含む。表１において、ＡＸ１１＞ＡＸ１０であり、ＡＸ２１＞ＡＸ２０である。所定条件が満たされない場合、制御部５２は、比率Ａ１が所定比率ＡＸ１０以下、かつ、比率Ａ２が所定比率ＡＸ２０以下になるような所定範囲ＷＰにおいて変速装置３８を制御する。表中の（＊１）においては、好ましくは、閾値ＰＸと基準値ＰＡとの差ＤＣが所定差ＤＣＸになるように閾値ＰＸが設定される。所定差ＤＣＸは、変速比Ｒが変更されにくい値に設定される。例えば、パラメータＰがケイデンスＮＣの場合、所定差ＤＣＸは、２０ｒｐｍである。表中の（＊２）においては、好ましくは、閾値ＰＸと仮想閾値ＰＶとの差ＤＤが０になるように、閾値ＰＸが設定される。すなわち、所定比率ＡＸが１になるように、閾値ＰＸが設定される。制御部５２は、表１に記載される所定条件に加えて、所定条件が満たされ、かつ、所定条件とは異なる条件が満たされる場合に、それぞれ所定比率ＡＸが異なる複数の所定範囲ＷＰを切り替えるように構成されていてもよい。

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、３８…変速装置、５０…制御装置、５２…制御部。

Claims (13)

1. 人力駆動車用の制御装置であって、
   前記人力駆動車は、変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置を含み、
   前記変速装置を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態に関するパラメータが所定範囲外の場合、前記変速比を変更するように前記変速装置を制御し、
   前記所定範囲は、前記複数の変速段ごとに設定され、かつ、前記所定範囲を規定する閾値と、基準値と、を含み、
   前記基準値と、前記閾値との差の、前記基準値と、仮想閾値との差に対する比率は、いずれの前記変速段においても、所定比率以下であり、
   前記仮想閾値は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が維持された状態において前記変速段を変更した場合に前記パラメータの予測値が前記基準値となる前記パラメータの予測値である、制御装置。
2. 前記閾値は、前記所定範囲の上限を規定する第１閾値を含み、
   前記仮想閾値は、仮想の範囲の上限を規定する第１仮想閾値を含み、
   前記基準値と、前記第１閾値との差の、前記基準値と、前記第１仮想閾値との差に対する比率は、いずれの前記変速段においても、前記所定比率以下である、請求項１に記載の制御装置。
3. 連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の前記変速段の前記第１閾値は、大きい、請求項２に記載の制御装置。
4. 人力駆動車用の制御装置であって、
   前記人力駆動車は、変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置を含み、
   前記変速装置を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態に関するパラメータが所定範囲外の場合、前記変速比を変更するように前記変速装置を制御し、
   前記所定範囲は、前記複数の変速段ごとに設定され、かつ、前記所定範囲を規定する閾値と、基準値と、を含み、
   前記閾値は、前記所定範囲の上限を規定する第１閾値を含み、
   連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の前記変速段の前記第１閾値は、大きい、制御装置。
5. 前記閾値は、前記所定範囲の下限を規定する第２閾値を含み、
   前記仮想閾値は、仮想の範囲の下限を規定する第２仮想閾値を含み、
   前記基準値と、前記第２閾値との差の、前記基準値と、前記第２仮想閾値との差に対する比率は、いずれの前記変速段においても、前記所定比率以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の前記変速段の前記第２閾値は、小さい、請求項５に記載の制御装置。
7. 人力駆動車用の制御装置であって、
   前記人力駆動車は、変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置を含み、
   前記変速装置を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態に関するパラメータが所定範囲外の場合、前記変速比を変更するように前記変速装置を制御し、
   前記所定範囲は、前記複数の変速段ごとに設定され、かつ、前記所定範囲を規定する閾値と、基準値と、を含み、
   前記閾値は、前記所定範囲の下限を規定する第２閾値を含み、
   連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の前記変速段の前記第２閾値は、小さい、制御装置。
8. 連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の、前記基準値と、前記閾値との差は、大きい、請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 人力駆動車用の制御装置であって、
   前記人力駆動車は、変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を有する変速装置を含み、
   前記変速装置を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態に関するパラメータが所定範囲外の場合、前記変速比を変更するように前記変速装置を制御し、
   前記所定範囲は、前記複数の変速段ごとに設定され、かつ、前記所定範囲を規定する閾値と、基準値と、を含み、
   連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が小さい方の前記変速段と対応する前記変速比に対する前記変速比が大きい方の前記変速段と対応する前記変速比の比率が大きいほど、前記連続する２つの前記変速段のうちの前記変速比が大きい方の、前記基準値と、前記閾値との差は、大きい、制御装置。
10. 前記基準値は、前記所定範囲における中央値である、請求項１から９のいずれか一項に記載の制御装置。
11. 前記パラメータは、前記人力駆動車のケイデンスである、請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記制御部は、前記ケイデンスが前記所定範囲よりも大きくなると、前記変速比が大きい前記変速段に変更するように前記変速装置を制御する、請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記制御部は、前記ケイデンスが前記所定範囲よりも小さくなると、前記変速比が小さい前記変速段に変更するように前記変速装置を制御する、請求項１１または１２に記載の制御装置。

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